JP3421523B2 - ウエハーの分割方法 - Google Patents
ウエハーの分割方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化ガリウム系半導
体発光ダイオードに好適なウエハーの分割方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来より半導体素子は、ウエハーの状態
で半導体層を積層し、その後スクライブ法とかダイシン
グ法などによってウエハーをいわゆるチップ（個別素
子）の状態に分割していた。ところが単波長の発光ダイ
オードなどにおいては直接同じ結晶系の半導体層を同一
結晶系の基板に積層するのではなく、異なる結晶系の基
板に半導体層を積層している。例えば紫、青乃至は緑の
発光ダイオードを窒化ガリウム系の結晶で得る場合、窒
化ガリウム系半導体層をサファイア基板上に積層させて
おり、このような場合、サファイア基板は六方晶系であ
って劈開性をもっていない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】このような結晶系の異
なる基板に半導体層を成長させた場合、このウエハーを
分割する場合には、特開平５−３１５６４６号公報など
に示されるように、ダイシング法で切断しても、スクラ
イブ法で割っても、そのままでは切断面のクラックやチ
ッピングが発生しやすく、チップの形状もいびつになり
易い。特に半導体層が発光ダイオードである場合には、
漏れ電流の発生などによる発光効率の低下を生じたり、
発光層の変形により光の放出分布がいびつになることな
ど、不都合であった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような点
を考慮して、とりわけ素子分割の初期作業において直交
する二つの線引きが交点で素子分割を疎外していること
に着目して成されたものである。 【０００５】 【０００６】本発明は、基板上にその基板と異なる結晶
系の窒化ガリウム系半導体が積層されたウエハーを分割
する方法において、前記窒化ガリウム系半導体の積層側
から第１の方向にスクライブまたは溝形成を行った後、
その第１の方向に直交する第２の方向に第１のスクライ
ブ線または溝を確実に横断する該スクライブ線または溝
よりも幅広で深さの深い溝を形成した後、ウエハーを分
割するものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
用いる窒化ガリウム系半導体が積層されたウエハーの斜
視図で、１は厚さ１００〜５００μｍのサファイア基板
１である。このサファイア基板１の表面に、ｎ型Ｇａa
Ａｌ1-aＮ（０≦ａ≦１）バッファー層２、ｎ型ＧａbＡ
ｌ1-bＮ（０≦ｂ≦１）クラッド層３、ｉ型ＧａxＡｌ
1-xＮ（０≦ｘ≦１）発光層４、ｐ型ＧａcＡｌ1-cＮ
（０≦ｃ≦１）クラッド層５、キャップ層６が順次積層
され、更に電極７、８が設けられている。係る半導体層
は高々十数μｍである。 【０００８】このようなウエハーにおいて、積層された
半導体層側から、第１の方向にスクライブが行われてい
る。スクライブとは、ダイヤモンド針などによりケガキ
線を入れることである。次いでその第１の方向と直交す
る第２の方向にスクライブを行う。このようにして設け
られた第１、第２のスクライブ線１１、１２は、浅いも
のであるが、この状態では、概ね後にスクライブした方
のスクライブ線１２が先に設けたスクライブ線１１によ
って針飛びによる途切れを生じるか、または先に設けた
スクライブ線１１が後で行うスクライブにより引っ張ら
れ、交点部分で半導体被膜などがめくれ上がったように
なっている。そこでレーザービームなどにより、スクラ
イブ線１１、１２の交点にサファイア基板１を略貫通す
る孔１３を設ける。その後サファイア基板１側（裏面）
からローラーなどで加圧して、ウエハーを分割する。こ
のようにすることで、例えば交点に孔を設けない場合に
３５％程度のチッピングが生じていたが、１５％程度に
減少した。 【０００９】係る分割は、クラックやチッピングが、例
えばチップの右肩に突出する様な形で発生するウエハー
では、他の形状の割れ方が少ないというように、ウエハ
ー内でチップの角にほぼ同じ傾向で発生していることか
ら、スクライブ等の仕方によって、いわゆる割れ易い
（欠け易い）方向性があるものと考えて成されたもので
ある。そして、上述した分割方法は、サファイア基板が
１００〜３００μｍと比較的薄い場合に好適である。サ
ファイア基板が厚い場合にはダイシング法にしたがっ
て、スクライブ線１１、１２に変わる溝を設けるのがよ
く、ウエハーの表面からと裏面からでスクライブ線とダ
イシングによる溝を使い分けてもよい。このような方法
により、交点を改めて分割し易くすることで歩留まりが
上がったが、交点に設ける溝や孔は、分離のために設け
たスクライブ線やダイシング溝よりも深いほうが好まし
い結果が得られた。また交点においては、レーザー加工
器でなくともキリのようなもので孔や溝を設けてもよ
い。溝を設ける場合には、溝そのものは浅くとも、サフ
ァイヤ基板側から十文字の溝を形成するのが最も好まし
かった。 【００１０】図２は本発明の他の実施例を示すウエハー
の斜視図で、ウエハーの各層は第１図のものと同じ、基
板上にその基板と異なる結晶系の窒化ガリウム系半導体
が積層されたウエハーを例示してある。この例におい
て、第１の方向にエッチングやダイシングにより溝１４
の形成を行った後、その第１の方向の溝１４に直交する
第２の方向に第１の溝１４を、別の幅の広い鋭利なダイ
シングブレードにより、図２に示すように確実に横断す
る第１の溝１４よりも幅広で深さの深い溝１５を形成し
た後、ウエハーを分割する様子を示している。この方法
も先の例と同様に、溝１４、１５の交点で基板１などに
特異な割れやすい方向が生じるのを防ぎ、交点で所望の
方向に割れるようにしたものである。この場合もサファ
イア基板１が薄いときには溝１４、１５に変わってスク
ライブ線でもよいが、後の溝を設けるときにスクライブ
線によって半導体薄膜が剥離しないように留意を要す
る。 【００１１】 【発明の効果】以上の如くにより、ケガキや溝切りによ
る交点での特異な割れやすい方向が生じるのを防ぐこと
ができたので、不所望のチッピングなどは生じないし、
溝の中でチッピングなどが生じても発光特性に悪影響を
及ぼすことはなかった。
体発光ダイオードに好適なウエハーの分割方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来より半導体素子は、ウエハーの状態
で半導体層を積層し、その後スクライブ法とかダイシン
グ法などによってウエハーをいわゆるチップ（個別素
子）の状態に分割していた。ところが単波長の発光ダイ
オードなどにおいては直接同じ結晶系の半導体層を同一
結晶系の基板に積層するのではなく、異なる結晶系の基
板に半導体層を積層している。例えば紫、青乃至は緑の
発光ダイオードを窒化ガリウム系の結晶で得る場合、窒
化ガリウム系半導体層をサファイア基板上に積層させて
おり、このような場合、サファイア基板は六方晶系であ
って劈開性をもっていない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】このような結晶系の異
なる基板に半導体層を成長させた場合、このウエハーを
分割する場合には、特開平５−３１５６４６号公報など
に示されるように、ダイシング法で切断しても、スクラ
イブ法で割っても、そのままでは切断面のクラックやチ
ッピングが発生しやすく、チップの形状もいびつになり
易い。特に半導体層が発光ダイオードである場合には、
漏れ電流の発生などによる発光効率の低下を生じたり、
発光層の変形により光の放出分布がいびつになることな
ど、不都合であった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、このような点
を考慮して、とりわけ素子分割の初期作業において直交
する二つの線引きが交点で素子分割を疎外していること
に着目して成されたものである。 【０００５】 【０００６】本発明は、基板上にその基板と異なる結晶
系の窒化ガリウム系半導体が積層されたウエハーを分割
する方法において、前記窒化ガリウム系半導体の積層側
から第１の方向にスクライブまたは溝形成を行った後、
その第１の方向に直交する第２の方向に第１のスクライ
ブ線または溝を確実に横断する該スクライブ線または溝
よりも幅広で深さの深い溝を形成した後、ウエハーを分
割するものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
用いる窒化ガリウム系半導体が積層されたウエハーの斜
視図で、１は厚さ１００〜５００μｍのサファイア基板
１である。このサファイア基板１の表面に、ｎ型Ｇａa
Ａｌ1-aＮ（０≦ａ≦１）バッファー層２、ｎ型ＧａbＡ
ｌ1-bＮ（０≦ｂ≦１）クラッド層３、ｉ型ＧａxＡｌ
1-xＮ（０≦ｘ≦１）発光層４、ｐ型ＧａcＡｌ1-cＮ
（０≦ｃ≦１）クラッド層５、キャップ層６が順次積層
され、更に電極７、８が設けられている。係る半導体層
は高々十数μｍである。 【０００８】このようなウエハーにおいて、積層された
半導体層側から、第１の方向にスクライブが行われてい
る。スクライブとは、ダイヤモンド針などによりケガキ
線を入れることである。次いでその第１の方向と直交す
る第２の方向にスクライブを行う。このようにして設け
られた第１、第２のスクライブ線１１、１２は、浅いも
のであるが、この状態では、概ね後にスクライブした方
のスクライブ線１２が先に設けたスクライブ線１１によ
って針飛びによる途切れを生じるか、または先に設けた
スクライブ線１１が後で行うスクライブにより引っ張ら
れ、交点部分で半導体被膜などがめくれ上がったように
なっている。そこでレーザービームなどにより、スクラ
イブ線１１、１２の交点にサファイア基板１を略貫通す
る孔１３を設ける。その後サファイア基板１側（裏面）
からローラーなどで加圧して、ウエハーを分割する。こ
のようにすることで、例えば交点に孔を設けない場合に
３５％程度のチッピングが生じていたが、１５％程度に
減少した。 【０００９】係る分割は、クラックやチッピングが、例
えばチップの右肩に突出する様な形で発生するウエハー
では、他の形状の割れ方が少ないというように、ウエハ
ー内でチップの角にほぼ同じ傾向で発生していることか
ら、スクライブ等の仕方によって、いわゆる割れ易い
（欠け易い）方向性があるものと考えて成されたもので
ある。そして、上述した分割方法は、サファイア基板が
１００〜３００μｍと比較的薄い場合に好適である。サ
ファイア基板が厚い場合にはダイシング法にしたがっ
て、スクライブ線１１、１２に変わる溝を設けるのがよ
く、ウエハーの表面からと裏面からでスクライブ線とダ
イシングによる溝を使い分けてもよい。このような方法
により、交点を改めて分割し易くすることで歩留まりが
上がったが、交点に設ける溝や孔は、分離のために設け
たスクライブ線やダイシング溝よりも深いほうが好まし
い結果が得られた。また交点においては、レーザー加工
器でなくともキリのようなもので孔や溝を設けてもよ
い。溝を設ける場合には、溝そのものは浅くとも、サフ
ァイヤ基板側から十文字の溝を形成するのが最も好まし
かった。 【００１０】図２は本発明の他の実施例を示すウエハー
の斜視図で、ウエハーの各層は第１図のものと同じ、基
板上にその基板と異なる結晶系の窒化ガリウム系半導体
が積層されたウエハーを例示してある。この例におい
て、第１の方向にエッチングやダイシングにより溝１４
の形成を行った後、その第１の方向の溝１４に直交する
第２の方向に第１の溝１４を、別の幅の広い鋭利なダイ
シングブレードにより、図２に示すように確実に横断す
る第１の溝１４よりも幅広で深さの深い溝１５を形成し
た後、ウエハーを分割する様子を示している。この方法
も先の例と同様に、溝１４、１５の交点で基板１などに
特異な割れやすい方向が生じるのを防ぎ、交点で所望の
方向に割れるようにしたものである。この場合もサファ
イア基板１が薄いときには溝１４、１５に変わってスク
ライブ線でもよいが、後の溝を設けるときにスクライブ
線によって半導体薄膜が剥離しないように留意を要す
る。 【００１１】 【発明の効果】以上の如くにより、ケガキや溝切りによ
る交点での特異な割れやすい方向が生じるのを防ぐこと
ができたので、不所望のチッピングなどは生じないし、
溝の中でチッピングなどが生じても発光特性に悪影響を
及ぼすことはなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するウエハーの要部斜視
図である。 【図２】本発明の第２の実施例を説明するウエハーの要
部斜視図である。 【符号の説明】 １ サファイヤ基板 １１ スクライブ線 １２ スクライブ線 １３ 孔 １４ 溝 １５ 溝
図である。 【図２】本発明の第２の実施例を説明するウエハーの要
部斜視図である。 【符号の説明】 １ サファイヤ基板 １１ スクライブ線 １２ スクライブ線 １３ 孔 １４ 溝 １５ 溝
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−166933（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−131069（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−343742（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−283758（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−312955（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−273069（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−118187（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−237909（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−169347（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−298339（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−131583（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−153931（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
H01L 21/301
H01L 21/86
H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上にその基板と異なる結晶系の窒化
ガリウム系半導体が積層されたウエハーを分割する方法
において、前記窒化ガリウム系半導体の積層側から第１
の方向にスクライブまたは溝形成を行った後、その第１
の方向に直交する第２の方向に第１のスクライブ線また
は溝を確実に横断する該スクライブ線または溝よりも幅
広で深さの深い溝を形成した後、ウエハーを分割するこ
とを特徴とするウエハーの分割方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1684197A JP3421523B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | ウエハーの分割方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1684197A JP3421523B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | ウエハーの分割方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10214997A JPH10214997A (ja) | 1998-08-11 |
| JP3421523B2 true JP3421523B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=11927445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1684197A Expired - Fee Related JP3421523B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | ウエハーの分割方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421523B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4659300B2 (ja) | 2000-09-13 | 2011-03-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法 |
| ES2285634T3 (es) | 2002-03-12 | 2007-11-16 | Hamamatsu Photonics K. K. | Metodo para dividir un siustrato. |
| TWI326626B (en) | 2002-03-12 | 2010-07-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Laser processing method |
| TWI286232B (en) * | 2002-10-29 | 2007-09-01 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | Method and device for scribing fragile material substrate |
| TWI520269B (zh) | 2002-12-03 | 2016-02-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Cutting method of semiconductor substrate |
| JP4563097B2 (ja) | 2003-09-10 | 2010-10-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体基板の切断方法 |
| KR100576317B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2006-05-03 | 주식회사 이츠웰 | 질화물계 반도체 발광다이오드 및 그의 제조방법 |
| WO2006068297A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device, illumination module, illumination apparatus, method for manufacturing semiconductor light emitting device, and method for manufacturing semiconductor light emitting element |
| WO2007074688A1 (ja) | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 窒化化合物半導体素子およびその製造方法 |
| KR100757802B1 (ko) | 2006-09-29 | 2007-09-11 | 서울옵토디바이스주식회사 | 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법 |
| JP2010109015A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| KR101678063B1 (ko) * | 2015-06-18 | 2016-11-22 | 주식회사 세미콘라이트 | 반도체 발광소자, 및 이의 제조방법 |
| CN107154455B (zh) * | 2016-03-04 | 2020-03-10 | 日东电工（上海松江）有限公司 | 密封光半导体元件的制造方法 |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP1684197A patent/JP3421523B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10214997A (ja) | 1998-08-11 |
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