JP2007242804A - 発光素子の製造方法及び発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＡｌＧａＩｎＰ発光層部を有した発光素子において、ダイシング時あるいはブレーキング時に、素子チップ裏面のエッジ部に劈開による欠けが生じ難くい製造方法を提供する。
【解決手段】 （１００）主表面上にて＜１１０＞方向をダイシングライン角度基準方向として定めたとき、該ダイシングライン角度基準方向に対して１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシングラインに沿ってダイシングすることにより、上記の大きな欠けの発生率が劇的に減少する。
【選択図】 図６
Description
この発明は発光素子の製造方法及び発光素子に関する。
（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ混晶（ただし、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１；以下、ＡｌＧａＩｎＰ混晶、あるいは単にＡｌＧａＩｎＰとも記載する）等により発光層部が形成された発光素子はＧａＡｓ単結晶基板上に発光層部をエピタキシャル成長することにより製造される。このＧａＡｓ単結晶基板は、そのまま素子基板部として利用される。他方、ＧａＡｓ基板は光吸収性基板（つまり不透明基板）なので、発光層部を成長後にＧａＡｓ基板を研削やエッチングで取り除き、代わりに透明なＧａＰ単結晶層を、単結晶基板の貼り合せや気相成長法により形成することも行われている（いずれの方法で製造されたものも、本明細書では広義に「ＧａＰ単結晶基板」と称する）。
ところで、ＧａＡｓやＧａＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部は劈開面が｛１１０｝面であり、ダイシングにより形成するチップ側面を｛１１０｝面に一致させておくと（ただし、素子基板部にオフアングルを付与する場合は、｛１１０｝ジャストの向きから１゜以上２５゜以下の範囲でずれていてもよい）、ウェーハのハーフダイシングと劈開によるブレーキングとを組み合わせることで、チップ化がより容易になると考えられている。また、ウェーハをフルダイシングしてチップ化する工程を採用する場合でも、ダイシング面が劈開面と一致していることで、ダイシングの負荷が小さくてすみ、チッピングも生じにくくなる。閃亜鉛鉱型結晶構造のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体素子は、上記の利点を生かすため、本発明の対象となる発光素子に限らず、（１００）主表面のウェーハ（以下、単に（１００）ウェーハともいう）をダイシングして製造する場合、そのダイシングの向きは＜１１０＞方向とするのが固定概念となっている。例えば、特許文献３には、（１００）ウェーハをオリエンテーションフラットと平行にダイシングする発光素子の製法が例示されているが、（１００）ウェーハのオリエンテーションフラットは通常｛１１０｝面と平行に形成されるから、該特許文献３におけるダイシング方向は＜１１０＞方向である。
しかし、本発明者が検討したところ、機械的な加工に伴う転位などの結晶欠陥は劈開面に沿って入りやすいことから、図１０に示すような側面１００’Ｓが｛１１０｝面からなる素子チップは、層側面と平行な結晶欠陥が多数形成されやすく、これが却って素子製造上悪影響を及ぼしやすいことが判明した。具体的には、劈開面である｛１１０｝に沿ったダイシング（つまり、ウェーハ主表面をなす｛１００｝面上にてダイシング方向を＜１１０＞に定めて行なうダイシング）では、ダイシング時の固定面となる素子基板部の裏面側（つまり、光取り出し面側の電極９が形成されるのと反対側）のエッジ部に、｛１１１｝面に沿って劈開による大きな欠けＣＫが生じやすい問題がある（欠けを生ずる劈開面のチップ主表面とのなす角度は３５〜３６゜である）。
本発明者は、この課題を解決するために、図１１に示すように、側面１００’Ｓが｛１００｝面となるようにダイシングを行なうこと、つまり、ウェーハ主表面をなす｛１００｝面上にてダイシング方向を＜１００＞に定めてダイシングを行なうことを提案した（特許文献４）。この場合、素子チップの側面は劈開面をなす｛１１０｝面から４５゜傾いた面となる。しかし、本発明者らがさらに詳細に検討したところ、この場合も図１１に示すように、同様の大きな欠けＣＫが生じやすいことがわかった（欠けを生ずる劈開面のチップ主表面とのなす角度は４５゜である）。このような欠けは、ウェーハをハーフダイシング後、ブレーキングして素子チップを得る工程が採用される場合に一層生じやすい。
本発明の課題は、ＡｌＧａＩｎＰ発光層部を有した発光素子において、ダイシング時あるいはブレーキング時に、素子チップ裏面のエッジ部に劈開による欠けが生じ難くい製造方法と、それにより得られる発光素子とを提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の発光素子の製造方法は、
組成式（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）にて表される化合物のうち、ＧａＡｓと格子整合する組成を有する化合物にて構成され、かつ主表面が（１００）面である発光層部と、該発光層部に対し結晶方位が一致するように積層されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部とを有する発光素子ウェーハを、主表面上にて＜１１０＞方向をダイシングライン角度基準方向として定めたとき、該ダイシングライン角度基準方向に対して１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシングラインに沿ってダイシングすることにより発光素子チップを得ることを特徴とする。
組成式（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）にて表される化合物のうち、ＧａＡｓと格子整合する組成を有する化合物にて構成され、かつ主表面が（１００）面である発光層部と、該発光層部に対し結晶方位が一致するように積層されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部とを有する発光素子ウェーハを、主表面上にて＜１１０＞方向をダイシングライン角度基準方向として定めたとき、該ダイシングライン角度基準方向に対して１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシングラインに沿ってダイシングすることにより発光素子チップを得ることを特徴とする。
また、本発明の発光素子は、組成式（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）にて表される化合物のうち、ＧａＡｓと格子整合する組成を有する化合物にて構成され、かつ主表面が（１００）面である発光層部と、該発光層部に対し結晶方位が一致するように積層されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部とを有するとともに、素子側面が、｛１１０｝面を基準面として定めたとき、該基準面に対して主表面と直交する軸線周りに１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシング面とされてなることを特徴とする。
本発明において、「ＧａＡｓと格子整合する化合物半導体」とは、応力による格子変位を生じていないバルク結晶状態にて見込まれる、当該の化合物半導体の格子定数をａ１、同じくＧａＡｓの格子定数をａ０として、｛｜ａ１−ａ０｜／ａ０｝×１００（％）にて表される格子不整合率が、１％以内に収まっている化合物半導体のことをいう。また、「組成式（Ａｌｘ’Ｇａ１−ｘ’）ｙ’Ｉｎ１−ｙ’Ｐ（ただし、０≦ｘ’≦１，０≦ｙ’≦１）にて表される化合物のうち、ＧａＡｓと格子整合する化合物」のことを、「ＧａＡｓと格子整合するＡｌＧａＩｎＰ」などと記載する。また、活性層は、ＡｌＧａＩｎＰの単一層として構成してもよいし、互いに組成の異なるＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層と井戸層とを交互に積層した量子井戸層として構成してもよい（量子井戸層全体を、一層の活性層とみなす）。
また、本発明においては、採用される好適な面をミラー指数｛ｈｋｌ｝で表している場合、特に断りのない限り、当該指数ジャストの面｛ｈｋｌ｝Ｊに対し、１゜以上２５゜以下の範囲で傾いている面も、本発明の効果達成に過度の不利が発生するものでない限り、その指数の面の概念に属するものとする。
上記構造の発光素子ウェーハは、側面が｛１１０｝面となるようにダイシングを行なう場合と、側面が該｛１１０｝面と４５゜の角度をなす｛１００｝面となるようにダイシングを行った場合のいずれにおいても、チップ裏面側のエッジ部に沿って劈開による大きな欠けが生じやすかった。しかし、本発明者が鋭意検討を行った結果、図６に示すように、上記の中間の角度位置をなす方向、すなわち、（１００）主表面上にて＜１１０＞方向をダイシングライン角度基準方向として定めたとき、該ダイシングライン角度基準方向に対して１５゜以上３０゜以下の角度（図中、ハッチングで示したゾーン）をなすダイシングラインに沿ってダイシングすることにより、上記の大きな欠けの発生率が劇的に減少することを見出し、本発明を完成するに至った。この場合、得られる発光素子の側面は、｛１１０｝面を基準面として定めたとき、該基準面に対して主表面と直交する軸線周りに１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシング面となる。
上記の角度の範囲外でダイシングを行なった場合は、いずれもチップ裏面側のエッジ部に沿って劈開による大きな欠けが生じやすくなる。ダイシングラインは、上記のダイシングライン角度基準方向に対して望ましくは２０゜以上２８°以下、より望ましくは２１゜以上２４°以下の角度に定めるのがよい。この場合、得られる発光素子において素子側面は、基準面に対して主表面と直交する軸線周りに２０゜以上２８°以下、望ましくは２１゜以上２４°以下となる。
素子基板部はＧａＡｓ単結晶基板とすることができる。発光層部を成長するためのＧａＡｓ単結晶基板を素子基板部として使用することで、発光素子の製造工数を削減することができる。また、素子基板部はＧａＰ単結晶基板とすることもできる。この構造は、発光層部の成長に使用したＧａＡｓ単結晶基板を除去し、代わって発光層部へのエピタキシャル成長ないし基板貼り合せにＧａＰ単結晶基板を結合して得ることができる。光吸収性のＧａＡｓ単結晶基板を除去し、透明なＧａＰ単結晶基板を素子基板部として新たに設けることで、素子基板部からの光取り出し効率を大幅に向上できる（また、素子基板部の裏面での反射光も光取り出し効率の向上に寄与する）。
なお、発光素子チップは、を素子基板部が位置するのと反対側の主表面側から発光素子ウェーハをフルダイシングして製造することもできるが、素子基板部の厚さ方向途中位置までハーフダイシングし、該ハーフダイシング後のウェーハをダイシング溝に沿ってブレーキングすることにより得るようにしてもよい。特に、ブレーキング時にチップ裏面のエッジに沿った欠けを生じやすい後者の工程を採用する場合に、欠け発生防止に係る本発明の効果をより顕著に享受することができる。
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である発光素子１００を示す概念図である。発光素子１００は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる発光層部２４と、該発光層部２４の第一主表面側に形成された、ＧａＰ光取出層（ここではｐ型）２０とを有する。また、発光層部２４の第二主表面側には素子基板部としてｎ型のＧａＡｓ単結晶基板１が配置されている。本実施形態において、発光素子１００のチップは、一辺が４００μｍの正方形状の平面形態を有している。
図１は、本発明の一実施形態である発光素子１００を示す概念図である。発光素子１００は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる発光層部２４と、該発光層部２４の第一主表面側に形成された、ＧａＰ光取出層（ここではｐ型）２０とを有する。また、発光層部２４の第二主表面側には素子基板部としてｎ型のＧａＡｓ単結晶基板１が配置されている。本実施形態において、発光素子１００のチップは、一辺が４００μｍの正方形状の平面形態を有している。
発光層部２４は、ノンドープ（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦０．５５，０．４５≦ｙ≦０．５５）混晶からなる活性層５を、ｐ型（ＡｌｚＧａ１−ｚ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただしｘ＜ｚ≦１）からなるｐ型クラッド層（第一導電型クラッド層）６とｎ型（ＡｌｚＧａ１−ｚ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただしｘ＜ｚ≦１）からなるｎ型クラッド層（第二導電型クラッド層）４とにより挟んだ構造を有する。図１の発光素子１００では、第一主表面側（図面上側）にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６が配置されており、第二主表面側（図面下側）にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４が配置されている。なお、ここでいう「ノンドープ」とは、「ドーパントの積極添加を行なわない」との意味であり、通常の製造工程上、不可避的に混入するドーパント成分の含有（例えば１×１０１３〜１×１０１６／ｃｍ３程度を上限とする）をも排除するものではない。この発光層部２４はＭＯＶＰＥ法により成長されたものである。ｎ型クラッド層４及びｐクラッド層６の厚さは、例えばそれぞれ０．８μｍ以上４μｍ以下（望ましくは０．８μｍ以上２μｍ以下）であり、活性層５の厚さは例えば０．４μｍ以上２μｍ以下（望ましくは０．４μｍ以上１μｍ以下）である。発光層部２４全体の厚さは、例えば２μｍ以上１０μｍ以下（望ましくは２μｍ以上５μｍ以下）である。
次に、ＧａＰ光取出層２０は、１０μｍ以上２００μｍ以下（望ましくは４０μｍ以上２００μｍ以下：本実施形態では例えば１００μｍ）の厚膜に形成され、図２に示すように、第一主表面の一部（ここでは中央部）を覆う形で光取出領域側金属電極９が形成されている。ＧａＰ光取出層２０は上記のように厚く形成されることで、光取出領域側金属電極９を介した通電による発光駆動電流を素子面内に拡散させ、発光層部２４を面内にて均一に発光させる電流拡散層としての機能を果たすとともに、層側面部からの取出光束も増加させ、発光素子全体の輝度（積分球輝度）を高める役割を担う。ＧａＰは活性層５をなすＡｌＧａＩｎＰよりもバンドギャップエネルギーが大きく、発光光束の吸収が抑制されている。
本実施形態にてＧａＰ光取出層２０はＨＶＰＥ法により成長されたものである（ＭＯＶＰＥ法でもよい）。なお、ＧａＰ光取出層２０と発光層部２４との間には、ＧａＰ層からなる接続層２０Ｊ（図４）が、発光層部２４に続く形でＭＯＶＰＥ法により形成されてなる。なお、接続層２０Ｊは、ＡｌＧａＩｎＰからなる発光層部２４と、ＧａＰ光取出層２０との間で、格子定数差（ひいては混晶比）を漸次変化させるＡｌＧａＩｎＰ層としてもよい。なお、ＧａＰ光取出層２０はＨＶＰＥ法によるエピタキシャル成長層とする代わりに、発光層部２４に結晶方位を合わせこんだＧａＰ単結晶基板の貼り合わせにより形成することも可能である。
また、ＧａＡｓ単結晶基板１は発光層部２４及びＧａＰ光取出層２０の結晶成長用の基板部分を流用したものである。しかし、ダイシング前の発光素子ウェーハの段階でＧａＡｓ単結晶基板１をエッチングないし研磨等により除去し、図２に示すように、代わってＧａＰ単結晶基板９０を素子基板部として設けてもよい。ＧａＰ単結晶基板９０は、バルク成長した単結晶インゴットをスライシングして得られる単結晶基板の貼り合わせにより形成してもよいし、ＨＶＰＥ法によるエピタキシャル成長層としてもよい。
図１及び図２のいずれの構成においても、素子基板部（ＧａＡｓ単結晶基板１ないしＧａＰ単結晶基板９０）の第二主表面の全面がＡｕ電極等からなる裏面電極１５にて覆われている。素子基板部の厚さは例えば１０μｍ以上２００μｍ以下である。図２のごとく、ＧａＰ単結晶基板９０を用いる場合、裏面電極１５は、発光層部２４からＧａＰ単結晶基板９０を透過して到来する発光光束に対する反射層を兼ねており、光取り出し効率の向上に寄与する。
ＡｌＧａＩｎＰからなる発光層部２４とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部とを有する発光素子においては、側面１００Ｓが｛１１０｝面となるようにダイシングを行なう場合と、側面１００Ｓが該｛１１０｝面と４５゜の角度をなす｛１００｝面となるようにダイシングを行った場合のいずれにおいても、チップ裏面側（すなわち、図１及び図２の裏面電極１５側）のエッジ部に沿って劈開による大きな欠けが生じやすい。図７は、素子基板部をＧａＡｓ単結晶基板１にて形成し、素子側面を｛１００｝面となるようにダイシングしたときの、欠け発生の実例を示す走査型電子顕微鏡観察画像である。チップ裏面をなす主表面に対し４５゜程度の角度で大きな欠けが発生していることがわかる。
しかし、本実施形態では、図１及び図２のいずれの構成においても、発光素子１００の素子側面１００Ｓは、発光素子ウェーハＷを、主表面上にて＜１１０＞方向をダイシングライン角度基準方向として定めたとき、該ダイシングライン角度基準方向に対して１５゜以上３０゜以下（望ましくは２０゜以上２８゜以下、さらに望ましくは２１゜以上２４゜以下）の角度（以下、ダイシング角度ともいう）をなすダイシングラインＤＬに沿ってダイシングすることにより形成されたものとなっている。このようにダイシングを行なうことで上記のような欠けの発生率を大幅に低減することができる。
以下、図１の発光素子１００の製造方法について説明する。
まず、図３の工程１に示すように、成長用基板（素子基板部となる）として、１゜以上２５゜以下（本実施形態では１５゜）のオフアングルθを付与したｎ型のＧａＡｓ単結晶基板１（厚さ３５０μｍを用意する。次に、工程２に示すように、その基板１の主表面に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２を例えば０．５μｍエピタキシャル成長し、次いで、発光層部２４として、各々（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰよりなる、厚さ１μｍのｎ型クラッド層４（ｎ型ドーパントはＳｉ）、厚さ０．６μｍの活性層（ノンドープ）５及び厚さ１μｍのｐ型クラッド層６（ｐ型ドーパントはＭｇ：有機金属分子からのＣもｐ型ドーパントとして寄与しうる）を、この順序にてエピタキシャル成長させる（なお、ＧａＰ単結晶基板９０を素子基板部として設ける場合は、バッファ層２と発光層部２４との間に接続層９１を形成しておく）。さらに、図４の工程３に示すように、ｐ型クラッド層６上に接続層２０Ｊをエピタキシャル成長する。
まず、図３の工程１に示すように、成長用基板（素子基板部となる）として、１゜以上２５゜以下（本実施形態では１５゜）のオフアングルθを付与したｎ型のＧａＡｓ単結晶基板１（厚さ３５０μｍを用意する。次に、工程２に示すように、その基板１の主表面に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２を例えば０．５μｍエピタキシャル成長し、次いで、発光層部２４として、各々（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰよりなる、厚さ１μｍのｎ型クラッド層４（ｎ型ドーパントはＳｉ）、厚さ０．６μｍの活性層（ノンドープ）５及び厚さ１μｍのｐ型クラッド層６（ｐ型ドーパントはＭｇ：有機金属分子からのＣもｐ型ドーパントとして寄与しうる）を、この順序にてエピタキシャル成長させる（なお、ＧａＰ単結晶基板９０を素子基板部として設ける場合は、バッファ層２と発光層部２４との間に接続層９１を形成しておく）。さらに、図４の工程３に示すように、ｐ型クラッド層６上に接続層２０Ｊをエピタキシャル成長する。
上記各層のエピタキシャル成長は、公知のＭＯＶＰＥ法により行なわれる。Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ（インジウム）、Ｐ（リン）の各成分源となる原料ガスとしては以下のようなものを使用できる；
・Ａｌ源ガス；トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）など；
・Ｇａ源ガス；トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）など；
・Ｉｎ源ガス；トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩｎ）など。
・Ｐ源ガス：トリメチルリン（ＴＭＰ）、トリエチルリン（ＴＥＰ）、ホスフィン（ＰＨ３）など。
・Ａｌ源ガス；トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）など；
・Ｇａ源ガス；トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）など；
・Ｉｎ源ガス；トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩｎ）など。
・Ｐ源ガス：トリメチルリン（ＴＭＰ）、トリエチルリン（ＴＥＰ）、ホスフィン（ＰＨ３）など。
図４の工程４に進み、ｐ型ＧａＰよりなるＧａＰ光取出層２０（本実施形態では、厚さ１００μｍ）を、ＨＶＰＥ法により成長させる。ＨＶＰＥ法は、具体的には、容器内にてＩＩＩ族元素であるＧａを所定の温度に加熱保持しながら、そのＧａ上に塩化水素を導入することにより、下記（１）式の反応によりＧａＣｌを生成させ、キャリアガスであるＨ2ガスとともに基板上に供給する。
Ｇａ（液体）＋ＨＣｌ（気体） → ＧａＣｌ（気体）＋１／２Ｈ２‥‥（１）
成長温度は例えば６４０℃以上８６０℃以下に設定する。また、Ｖ族元素であるＰは、ＰＨ３をキャリアガスであるＨ2とともに基板上に供給する。さらに、ｐ型ドーパントであるＺｎは、ＤＭＺｎ（ジメチルＺｎ）の形で供給する。ＧａＣｌはＰＨ３との反応性に優れ、下記（２）式の反応により、効率よくＧａＰ光取出層２０を成長させることができる：
ＧａＣｌ（気体）＋ＰＨ３（気体）
→ＧａＰ（固体）＋ＨＣｌ（気体）＋Ｈ2（気体）‥‥（２）
Ｇａ（液体）＋ＨＣｌ（気体） → ＧａＣｌ（気体）＋１／２Ｈ２‥‥（１）
成長温度は例えば６４０℃以上８６０℃以下に設定する。また、Ｖ族元素であるＰは、ＰＨ３をキャリアガスであるＨ2とともに基板上に供給する。さらに、ｐ型ドーパントであるＺｎは、ＤＭＺｎ（ジメチルＺｎ）の形で供給する。ＧａＣｌはＰＨ３との反応性に優れ、下記（２）式の反応により、効率よくＧａＰ光取出層２０を成長させることができる：
ＧａＣｌ（気体）＋ＰＨ３（気体）
→ＧａＰ（固体）＋ＨＣｌ（気体）＋Ｈ2（気体）‥‥（２）
図２の発光素子を製造する場合は、このあとさらに、ＧａＡｓ単結晶基板１をアンモニア／過酸化水素混合液などのエッチング液を用いて化学エッチングすることにより除去する。そして、ＧａＡｓ基板１が除去された発光層部２４の第二主表面側（接続層９１の第二主表面である）に、別途用意されたｎ型ＧａＰ単結晶基板を貼り合わせるか、あるいはＨＶＰＥ法によるエピタキシャル成長によりＧａＰ単結晶基板９０を形成する。
以上の工程が終了すれば、図５の工程７に示すように、スパッタリングや真空蒸着法により、ＧａＰ光取出層２０の第一主表面及びＧａＡｓ単結晶基板１の第二主表面に、光取出領域側電極９及び裏面電極１５を形成し、発光素子ウェーハＷ（（０-１-１）面を示すオリエンテーションフラットＯＦが形成されている）とする。この発光素子ウェーハＷを、工程８に示すように、ＧａＡｓ単結晶基板（素子基板部）１が位置するのと反対側の主表面（つまり、光取出領域側電極９の形成されている側）からダイシングする。発光素子ウェーハＷは裏面側にて粘着シート６１に貼り付けられ、その状態で光取出領域側電極９側から素子基板部１の厚さ方向途中位置までハーフダイシングされている。該ハーフダイシング後のウェーハＷは、粘着シート６１の可撓性を利用して曲げ変形を加えることにより、工程９に示すように、ダイシング溝ＤＧに沿ってブレーキングされる。
図６に示すように、主表面が（１００）のウェーハＷにおいては＜１１０＞方向は４つ存在（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）し、そのいずれをダイシングライン角度基準方向として用いてもよい。この場合、前述のダイシング角度範囲を充足するダイシングラインＤＬの設定ゾーンは、上記４つのダイシングライン角度基準方向Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対しそれぞれ正逆両方向に１ずつ、つまり、合計８つ存在する。これら８つのゾーンのいずれかに基準ダイシングライン（Ａ〜Ｈのいずれか：図ではＡ）を定め、残余のダイシングラインの組をこれと平行に定める。また、素子チップの平面形状が正方形なので、該ダイシングラインの組ＤＬ１と直交する形で、別のもう一組のダイシングラインＤＬ２に沿ってダイシングを行なう。
以下、本発明の効果を確認するために行なった実験結果について説明する。
図３及び図４を用いて既に説明した工程により、発光素子ウェーハＷ（直径５０ｍｍ）を製造した。この発光素子ウェーハに図５に示す工程に従いダイシングを施した。ダイシング角度は０゜〜４５゜の種々の値に設定して行なった。ダイシング後、拡大鏡を用いてチップ裏面側の欠け発生状態を確認し、チップ総数に対する欠け発生率を求めた。表１及び図９に結果を示す。また、図８は、ダイシング角度が０゜（比較例）、２２．５°（実施例）及び４５゜（比較例）の場合の素子チップの、裏面電極側の観察画像を示すものである。
図３及び図４を用いて既に説明した工程により、発光素子ウェーハＷ（直径５０ｍｍ）を製造した。この発光素子ウェーハに図５に示す工程に従いダイシングを施した。ダイシング角度は０゜〜４５゜の種々の値に設定して行なった。ダイシング後、拡大鏡を用いてチップ裏面側の欠け発生状態を確認し、チップ総数に対する欠け発生率を求めた。表１及び図９に結果を示す。また、図８は、ダイシング角度が０゜（比較例）、２２．５°（実施例）及び４５゜（比較例）の場合の素子チップの、裏面電極側の観察画像を示すものである。
以上の結果から、ダイシング角度が１５゜以上３０°以下の場合に欠け発生率が大幅に減少していることがわかる。特に、ダイシング角度が２２．５°（２１゜以上２４゜以下）の場合は、欠けがほとんど発生していないことがわかる。
１ ＧａＡｓ単結晶基板（素子基板部）
２０ ＧａＰ光取出層
２４ 発光層部
９０ ＧａＰ単結晶基板（素子基板部）
Ｗ 発光素子ウェーハ
ＤＬ、ＤＬ１、ＤＬ２ ダイシングライン
１００ 発光素子
２０ ＧａＰ光取出層
２４ 発光層部
９０ ＧａＰ単結晶基板（素子基板部）
Ｗ 発光素子ウェーハ
ＤＬ、ＤＬ１、ＤＬ２ ダイシングライン
１００ 発光素子
Claims (11)
- 組成式（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）にて表される化合物のうち、ＧａＡｓと格子整合する組成を有する化合物にて構成され、かつ主表面が（１００）面である発光層部と、該発光層部に対し結晶方位が一致するように積層されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部とを有する発光素子ウェーハを、前記主表面上にて＜１１０＞方向をダイシングライン角度基準方向として定めたとき、該ダイシングライン角度基準方向に対して１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシングラインに沿ってダイシングすることにより発光素子チップを得ることを特徴とする発光素子の製造方法。
- 前記ダイシングラインはダイシングライン角度基準方向に対して２０゜以上２８°以下の角度に定められる請求項１記載の発光素子の製造方法。
- 前記ダイシングラインはダイシングライン角度基準方向に対して２１゜以上２４°以下の角度に定められる請求項１記載の発光素子の製造方法。
- 前記発光素子ウェーハを前記素子基板部が位置するのと反対側の主表面側から、前記素子基板部の厚さ方向途中位置までハーフダイシングし、該ハーフダイシング後のウェーハをハーフダイシング溝に沿ってブレーキングすることにより前記発光素子チップを得る請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
- 前記素子基板部がＧａＡｓ単結晶基板である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
- 前記素子基板部がＧａＰ単結晶基板である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
- 組成式（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）にて表される化合物のうち、ＧａＡｓと格子整合する組成を有する化合物にて構成され、かつ主表面が（１００）面である発光層部と、該発光層部に対し結晶方位が一致するように積層されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる素子基板部とを有するとともに、素子側面が、｛１１０｝面を基準面として定めたとき、該基準面に対して前記主表面と直交する軸線周りに１５゜以上３０゜以下の角度をなすダイシング面とされてなることを特徴とする発光素子。
- 前記素子側面が、前記基準面に対して前記主表面と直交する軸線周りに２０゜以上２８°以下の角度をなすダイシング面とされてなる請求項７記載の発光素子。
- 前記素子側面が、前記基準面に対して前記主表面と直交する軸線周りに２１゜以上２４°以下の角度をなすダイシング面とされてなる請求項７記載の発光素子。
- 前記素子基板部がＧａＡｓ単結晶基板である請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の発光素子。
- 前記素子基板部がＧａＰ単結晶基板である請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の発光素子。
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