TWI352435B - Production method of compound semiconductor light- - Google Patents

Description

1352435 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於對發光二極體、雷射二極體等的發光裝置 之製造有用的半導體晶圓之製法。 【先前技術】 以往，作爲化合物半導體發光元件之一例，周知一種pn 接面型的發光二極體（LED)。例如，已知一種將在基板上使 導電性的磷化鎵（GaP)單結晶磊晶生長所成的GaP層用作爲 發光層的GaP系LED。另外，具有將砷化鋁鎵混晶（組成式 AlxGayAs : OS X、YS 1，且X + Y=l)或磷化鋁鎵銦混晶（組 成式 AlxGayInzP: OSX、Y、ZS1，且 X+Y+Z=l)作爲發 光層的紅色帶、橙黃色帶乃至綠色帶的LED。另外，已知 將氮化鎵銦混晶（組成式GaaInpN : 0$α、β$1，且α+β = ι) 等的Π族氮化物半導體層作爲發光層的近紫外線帶、青色 帶或綠色帶的短波長LED。 在上述的如AlxGayInzP系LED中，導電性η型或p型發 光層，係形成於以導電性ρ型或η型的砷化鎵（G a As)單結 晶爲基板的上面。另外，在青色LED中，將電絕緣性的藍 寶石（α -A1 203單結晶）等的單結晶用作爲基板。另外，在短 波長LED還將立方形結晶（3C結晶型）或六方形結晶（4H或 6H結晶型）的碳化矽（SiC)用作爲基板。 爲從在此等基板上介由隔離帶域呈規則性且連續排列有 多數化合物半導體發光元件的化合物半導體發光元件晶 圓，製作各個晶片狀的化合物半導體發光元件，通常使用 切割機或劃線機。切割機係利用以鑽石爲刃尖之圓盤的旋 1352435 轉運動來全切割晶圓，或是切入較刃尖寬度要寬的 (半切割），藉由外力予以切割的裝置。另一方面，彳 同樣是利用以鑽石爲尖端之針，在晶圓上如呈棋盤 劃出極細的線（scribing)後，藉由外力予以切割的裝 或Ga As等的閃鋅構造的結晶，其解理性處於「11〇」 因此，利用該性質可較爲簡單地將GaAs、GaAlAs、 的半導體晶圓分離爲所需形狀《 ' 但是，例如，氮化物半導體係沉積於藍寶石基板 φ 異質磊晶構造，氮化物半導體與藍寶石基板之晶格 整大。藍寶石基板具有六方結晶系的性質，但不具 性。又，藍寶石、氮化物半導體均爲莫氏硬度大致 非常硬的物質。因此，要由劃線機切斷有困難。另 以切割機作全切割時，容易在其切斷面產生裂紋及 而無法進行漂亮的切斷。根據該等情況，還有形成 體層從藍寶石剝離的情況。 爲改良此等，提出依雷射照射之劃線加工，其得 φ 雷射照射而於化合物半導體晶圓上形成割槽時，良 産性優良的報告（例如，參照日本專利第344920 1號 專利第3230572號公報及特開平1 1 - 1 77 1 39.號公報）< 實際上，雖然發光元件的形狀非常良好，但因雷射 來之污點附著於元件表面，從而造成發光元件的外 出效率的下降。另外，在從半導體層側進行雷射加 況’污點附著於半導體層側面部或跨過附著於負極 與正極形成面，因此將使逆耐電壓特性等的電氣特 化0 溝部後 劃線機 格子狀 置。GaP 方向。 GaP等 上等的 常數不 有解理 爲9的 外，當 崩刃， 之半導 到當以 率及量 :公報、 但是， 加工帶 部光取 工的情 形成面 性劣 1352435 在此，爲改善上述問題，具有於雷射加工面形成保護膜， 在形成雷射溝部後，當洗淨除去積層於保護膜上的污點 時’可獲得良率優良的m族氮化物系化合物半導體元件的 報告（參照日本特開2004-3 1 526號公報）。根據該方法，確 實改善了逆耐電壓特性等的電氣特性，還改善起因於外觀 及特性的良率下降。但是，在由雷射加工形成割槽時，在 割槽側面附著有熔化物，仍舊有使得元件的發光輸出降低 的問題。 【發明內容】 本發明之目的在於’係在化合物半導體發光元件晶圓之 製法中，解決製造時污點附著於晶圓表面的問題，提供一 種無污點且高品質的化合物半導體晶圓。 本發明提供以下發明： (1) —種化合物半導體發光元件晶圓之製法，其特徵爲順 序包含：在基板上介由隔離帶域呈規則性且連續排列有多 數化合物半導體發光元件的化合物半導體發光元件晶圓的 表面（半導體側）及/或背面形成保護膜的步驟；在形成保護 膜之面上的分離帶域，以雷射法不斷對雷射照射部噴射氣 體以形成割糟的步驟；及除去該保護膜之至少一部分的步 驟。 (2) 如申請專利範圍第1項記載之製法，其中由吸引導管 吸引噴射於雷射照射部的氣體。 (3) 如申請專利範圍第1或2項記載之製法，其中化合物 半導體係瓜族氮化物半導體。 (4) 如申請專利範圍第1至3項中任一項記載之製法，其 1352435 中在保護膜形成步驟前，還具有在晶圓表面之分離帶域形 成溝部的步驟。 (5) 如申誚專利範圍第4項記載之製法，其中藉由蝕刻法 形成溝部。 (6) 如申請專利範圍第1至5項中任一項記載之製法，其中 在形成溝部之步驟前或之後，還具有將基板薄板化的步驟。 (7) 如申請專利範圍第6項記載之製法，其中在形成溝部 之步驟之後，具有將基板薄板化的步驟》 (8) 如申請專利範圍第1至7項中任一項記載之製法，其 中保護膜係從光阻、透明樹脂、玻璃、金屬、絕緣膜所選 擇的至少一種。 (9) 如申請專利範圍第1至8項中任一項記載之製法，其 中將雷射焦點對準於保護膜的表面。 (10) —種化合物半導體發光元件晶圓，係由如申請專利 範圍第1至9項中任一項記載之製法所製成。 (11) 如申請專利範圍第10項記載之晶圓，其中割槽之剖 面形狀係V字或U字型。 (1 2)如申請專利範圍第10或1 1項記載之晶圓，其中不除 去形成於溝部的保護膜。 (13) 如申請專利範圍第10至12項中任一項記載之晶圓， 其中保護膜係透明絕緣膜。 (14) 如申請專利範圍第10至13項中任一項記載之晶圓’ 其中溝部底面與負極形成面係處於相同平面上。 (1 5 )—種化合物半導體發光元件’係從如申請專利範圍 第10至14項中任一項記載之晶圓製成的發光元件，其特 1352435 徵爲：至少於元件表面及背面（基板面），實質上無含有鋁、 碳、矽、氯及氧之至少一成分的污點。 (16) 如申請專利範圍第15項記載之化合物半導體發光元 件’其中基板係從藍寶石、SiC及氮化物半導體單結晶所成群 中選出。 (17) 如申請專利範圍第16項記載之化合物半導體發光元 件，其中基板係藍寶石。 ' 根據本發明，在化合物半導體發光元件晶圓上形成割槽 φ 前’形成保護膜，在割槽形成後除去保護膜，以此可與保 護膜一起除去割槽形成時產生而附著於晶圓表面上的污 點’因此在獲得之晶圓上，包括割槽側面，實質上無污點 的附著。至少無割槽形成時產生的污點（此時所產生的污點佔 化合物半導體發光元件晶圓製造中的污點的很大一部分）。 其理由可舉出在雷射照射於化合物半導體發光元件晶圓 時，藉由對照射部噴射氣體，將熔化、蒸發之雜物瞬時吹 散，因此無雜物附著於割槽側面之點。又，藉由於照射部 φ 附近設置吸引導管，邊吸引噴射氣體邊進行噴射，可減低飛 散於晶圓表面的污點及對光學透鏡污點等的裝置保護亦有 效。 因此，從晶圓製造之晶片狀的化合物半導體發光元件，顯 示良好的取光效率，且逆耐電壓特性等的電氣特性優良。 可無任何限制地使用玻璃、藍寶石單結晶（A1203 ; A面、 C面、Μ面、R面）、尖晶石單結晶（MgAl 204)、ZnO單結晶、 LiAl〇2單結晶、LiGa02單結晶及MgO單結晶等的氧化物單 結晶；Si單結晶、GaAs單結晶、A1N單結晶及GaN單結晶 1352435 等的氮化物半導體單結晶；以及ZrB2等的硼化物單結晶等 的公知基板材料，用於本發明之化合物半導體晶圓的基 板。其中’又以藍寶石單結晶、Si單結晶及氮化物半導體 單結晶爲較佳。又，對基板之面方位無特別限定。另外， 可爲適形基披，也可爲加以截角的基板。 基板通常使用從單結晶晶錠切出厚度爲250〜ΙΟΟΟμπι 者。在此種厚度之基板上沉積化合物半導體後，形成割槽， 並硏磨基板側予以薄型化。或是，也可硏磨基板側予以薄 型化後再形成割槽。硏磨後之基板厚度，以等於或低於 150μπΐ爲較佳，又以等於或低於ΙΟΟμπί爲更佳。這是因爲 利用限制基板的厚度，可縮短切斷距離，藉此可確實在割 槽之位置進行切斷。 例如，在半導體層膜厚等於或高於5μιη的情況，以在半 導體層側形成割槽後減薄基板側者爲較佳。這是因爲半導 體層膜厚越厚，因半導體層與基板的熱膨脹係數的差異， 薄板化後之晶圓的彎曲變得越大的緣故。此時，半導體層 成爲凸面。又，當晶圓的彎曲增大時，其後之割槽形成或 元件形成變得非常困難。另外，晶圓的彎曲還可由基板側 之表面粗細度來調整。越是增加表面粗細度Ra(算術平均粗 細度），則晶圓變得平坦。以Ra等於或高於〇·〇〇1μπι爲較 佳，又以等於或高於Ο.ΟΙμπι爲更佳。但是，當Ra增加太 大時，半導體層反而成爲凹面，因此以等於或低於2μηι爲 較佳，又以等於或低於〇.3μιη爲較佳。本說明書中，有關 基板背面之Ra(算術平均粗細度），係使用原子間力顯微鏡 (GI公司）測定之値，此時之視野係3〇χ30μιη，掃描線係 -10- 1352435 256，掃描速率係1Hz。 構成發光元件之化合物半導體，例如，係設於藍寶石基 板或碳化矽或矽基板等上的AUGayli^NhNMOSXSl， YS1，OSZS1，且X+Y+Z=l。記號Μ表示與氮不同的 第V族元素，OSa<l)等的瓜族氮化物半導體層。另外， 具有設於砷化鎵（GaAs)單結晶基板上的AlxGayAs(OSX、Y S1，且 X+Y=l)層，或 AlxGayInzP(OSX、Y' ZS1，且 ’ X+Y+Z=l)層等。另外，具有設於GaP基板上的GaP層。 ® 尤其是，本發明對切斷困難之m族氮化物半導體層具有明 顯的效果。 此等化合物半導體層，應基於目的之功能，配置於基板 上的適合處。例如，爲構成雙重異質（雙重異種）接面構 造之發光部，於發光層之上下兩表面側配置η型與p型的 化合物半導體層》 此等化合物半導體之生長方法，無特別的限定，可應用 MOCVD(有機金屬化學氣相生長法）、HYPE(氫化物氣相生長’ φ 法）、MBE(分子束磊晶生長法）等的用以生長化合物半導體 之習知所有方法。其中從膜厚控制性、量產性的觀點考慮， 較佳的生長方法係MOCVD法》 MOCVD法中，例如，在皿族氮化物半導體的情況，使用 氫氣（HO或氮氣作爲運載氣體，三甲基鎵（TMG)或三乙基鎵 (TEG)作爲m族原料之Ga源，三甲基鋁（TMA)或三乙基銘 (TEA)作爲A1源，三甲基銦（TMI)或三乙基銦（TEI)作爲In 源，氨（NH3)、聯氨（n)等作爲V族原料之N源。另外， 作爲摻雜劑，η型係使用單矽烷（SiH4)或二矽烷（Si2H6)作爲 -11- 1352435

Si原料，有機鍺作爲Ge原料’ p型係使用如雙環戊二烯基 鎂（CP2Mg)或雙乙基環戊二烯基鎂（（EtCp)2Mg)作爲Mg原 料。 在沉積目的之半導體層後，在指定位置形成正極及負 極。作爲化合物半導體發光元件用的正極及負極，已知各 種構成及構造，本發明中也可無任何限制地使用此等公知 的正極及負極。另外’此等製造方法也可無任何限制地使 用真空蒸鑛法及漉鑛法等公知方法》 • 如此般’在基板上介由隔離帶域呈規則性且連續排列有 指定位置上設有電極之多數化合物半導體發光元件後，將 保護膜覆被於晶圓上，然後於分離帶域形成割槽。又，還 可於形成割槽後設置電極。 也可於形成割槽前，除去分離帶域之化合物半導體的一 部分以設置溝部。在從基板側以η型層、發光層及ρ型層 的順序沉積之發光元件的情況，爲將負極設於η型層而除 去化合物半導體層的一部分，因此最好與此同時設置溝 • 部。 第1圖爲顯示在實施例1製作之本發明晶圓的平面的模 式圖。元件符號10爲每個發光元件，20爲分離帶域。30 爲負極形成面。第2圖爲顯示其剖面的模式圖。1爲基板， 2爲η型層，3爲發光層，4爲ρ型層，5爲正極。分離帶 域之半導體係被除去至η型層曝露爲止以形成溝部40。50 爲割槽。 溝部寬度通常與分離帶域之寬度相等，但也可較分離帶 域之寬度小。但是，一走要較割槽寬度大。 -12- 1352435 溝部深度並無其他限制，可爲任何深度。雖依半導體層 之厚度而各異’但一般爲1〜ΙΟμπι。可完全除去半導體層 以使基板面曝露。將溝部深度作爲η型層曝露之深度，在 藉由蝕刻曝露負極形成面時，同時形成溝部，可簡化製造 步驟。 溝部之剖面形狀可爲矩形、U字狀及V字狀等的任何形 狀，但爲在底面形成割槽，以矩形爲較佳。 溝部之形成可無任何限制地使用蝕刻法' 切割法、雷射 φ 法及割線法等周知方法。但是，以使用濕式蝕刻及乾式蝕 刻等的蝕刻方法爲較佳。這是因爲蝕刻不易傷及化合物半 導體表面及側面。 若爲乾式蝕刻，例如可使用反應性離子蝕刻、離子硏磨、 集光束蝕刻及ECR蝕刻等的方法，若爲濕式蝕刻，例如可 使用硫酸與磷酸的混合酸。但在進行蝕刻前，在化合物半 導體表面，以成爲所需晶片形狀的方式形成指定的遮罩。 割槽可形成於晶圓表面（半導體側）及/或背面（基板側）。 φ 在僅形成於背面的情況，需要在分離帶域形成上述溝部。 在未設置溝部而僅於背面設置割槽的情況，無法沿分離帶 域進行漂売的切割，而有不良率增加的情況。 割槽寬度只要能收容於分離帶域內，並無特別限制。深 度以等於或高於6μπι爲較佳。若較此淺，切斷面呈傾斜切 割’因此成爲不良晶片生成的原因。其中又以等於或高於 ΙΟμπι爲較佳，而以等於或高於20μπι爲更佳。 割槽之剖面形狀可爲矩形、U字狀及V字狀等的任何形 狀’但以V字狀爲較佳。這是因爲在分割爲晶片狀時，從 13- 1352435 v字狀最前端附近產生裂紋，因此可大致垂直進行切斷。 割槽之形成可使用雷射法。這是因爲雷射加工可將割槽 形成於所需深度，另外，較蝕刻法可迅速形成割槽。又， 與割線法及切割法比較，刀片或鑽石針的消耗及劣化造成 的加工精度誤差少。另外，可減低在此等刃尖的交換等所 產生的成本。 另外’當以微分干涉系光學顯微鏡觀察由雷射法形成的 • 割槽側面時，發現在其側面具有凹凸，取光效率變佳。又， φ 在格子狀割槽的交點、亦即晶片角部，其深度變深，可確 實達成晶片的分割。 作爲可用於本發明之雷射加工機，只要爲可形成可將半 導體晶圓分割爲各晶片的割槽者，即可爲任一類型。具體 而言，可使用C02雷射機、YAG雷射機、準分子雷射機及 脈衝雷射機等。其中以脈衝雷射機爲較佳。又，雷射之波 數可使用 1064nm、355nm、266nm 等。 藉由雷射加工機所照射之雷射，可藉由透鏡等的光學系 ,φ 將焦點位置調整至所需位置。 在由雷射形成割槽時，當使焦點連結於半導體晶圓表面 來進行雷射照射時，被照射之周邊部也傳導熱，因此於化 合物半導體層產生熱損傷，成爲良率降低的原因。因此， 以雷射焦點連結於沉積於化合物半導體晶圓上的保護膜表 面爲較佳。這是因爲在形成割槽時，雷射照射而擴散於周 邊部的熱由保護膜所吸收，故而可減低熱損傷。 另外，藉由將氣體噴吹於雷射加工部，以冷卻化合物半 導體層之加工部周邊，可減低化合物半導體層之熱損傷。 -14- 1352435 又，經由氣流吹散，加工時產生的熔化物不附著於割槽側 面，因此可改善割槽側面的取光量。又，藉由在雷射照射 部附近設置吸引導管’用以吸引噴吹後之氣體，可減低飛 散於晶圓表面的污點及對光學透鏡污點等的裝置保護亦有 效。 作爲噴射於加工部的氣體，可無任何限制地使用氧氣、 氮氣、氦氣、氬氣、氫氣等。其中以冷卻效果高的氦氣、 - 氫氣及氮氣爲較佳。又因氮氣較爲便宜而更佳。氣體之噴 射，以前端之噴嘴直徑越細者爲較佳。噴嘴直徑越細則可 進行局部噴射，可加快氣體流速。 在以雷射法形成割槽的情況，與其他方法比較，污點的 飛散尤爲激烈。因此本發明在以雷射法形成割槽的情況特 別有效。 割槽形成時附著於半導體晶圓表面及背面的污點，在以 電子顯微鏡（FE-SEM)作EDX分析的結果，係具有A卜0、C、 C1、Si等的至少一個元素的成分。 保護膜當然只要僅設於形成割槽之面即可。在形成有溝 # 部的情況，於形成溝部後設置保護膜。 保護膜可無任何限制地使用光阻、透明樹脂、玻璃、金 屬及絕緣膜等。例如，作爲光阻可舉出由光微影術所使用 的水溶性光阻。作爲透明樹脂可舉出丙烯樹脂、聚酯樹脂、 聚醯亞胺、聚氯乙烯及矽樹脂等。作爲金屬保護膜可舉出 鎳及鈦等，作爲絕緣膜可舉出氧化矽膜及氮化矽膜等。此 等保護膜可藉由塗敷法、蒸鍍法及濺鍍法等周知手段來形 成。 保護膜之厚度只要爲在形成割槽時不會傷及之程度的強 -15- 1352435 度即可’其下限以等於或高於〇.〇〇lMm爲較佳，以等於或 高於Ο.Οίμηι爲更佳。另外，若過厚，則在使用雷射法形成 割槽時，保護膜具有吸收雷射光而被剝離的情況。因此， 厚度上限以等於或低於5μιη爲較佳，又以等於或低於3μπι 爲較佳’更以等於或低於1μπι爲佳。 形成割槽後，同時除去附著於表面的污點及保護膜。除 ' 去方法無特別的限定，可爲任何方法。只要可完全除去保 - 護膜’即可無任何限制地使用超音波、噴射水流、淋浴、 I 浸漬、蝕刻、空氣洗淨等。 水溶性光阻可利用旋塗器而於半導體晶圓表面全體形成 均勻膜厚之保護膜，在形成割槽後，可簡單地由水洗淨除 去，故而較佳》 在將絕緣膜用作爲保護膜的情況，若在除去時殘留溝部 的保護膜’則可防止正極及負極間的漏電，故而較佳。該 情況，以使用透明絕緣膜爲較佳。在如此般局部除去之情 況’可使用蝕刻遮罩選擇性進行蝕刻。. 以下，參照實施例更爲詳細說明本發明，但本發明不限 Φ 於此等實施例。 (實施例1) 依如下方法製作氮化鎵系化合物半導體構成的青色發光 元件。 在藍寶石基板上介由Α1Ν組成的緩衝層，交錯地5次沉 積無摻雜GaN組成的厚度2μηι的襯底層、摻雜矽（濃度爲 lx10l9/cm3)之GaN組成的厚度2μιτι的η接觸層、摻雜矽（濃 度爲lM018/cm3)之InuGauN組成的厚度12.5nm的η金屬 包層、GaN組成的厚度16nm的障壁層、及InD 2GaQ.8N組成 -16- 1352435 的厚度2.5nm的井層後，最後順序沉積設有障壁層之多重 量子井構造的發光層、摻雜鎂（濃度爲1M02()/Cni3)之 AlcKtnGao.qN組成的厚度2.5nm的p金屬包層、及摻雜鎂（濃 度爲8M019/cm3)之GaN組成的厚度0.15μπι的p接觸層， 形成化合物半導體沉積物。 在該化合物半導體沉積物之Ρ接觸層上的指定位置，使 •用公知的光微影術及剝落術，形成具有從Ρ接觸層側順序 . 沉積Au及NiO的構造的透光性正極。接著，使用公知的光 微影術，從半導體側形成由Ti/Al/Ti/Au層構造所成的正極 •打焊用焊墊。 由上述方法所製造的透光性正極之波長470nm的光中的 透光率爲60%。又，透光率係將與上述相同透光性正極形 成爲透光率測定用之大小，並以此來測定。 其次，藉由公知的光微影術及反應性離子蝕刻術，將如 第1圖所示間距爲350μπι、寬度爲20μιη的分離帶域，蝕刻 加工成爲深度1 μπι，形成溝部。同時.，如第1圖所示，在 朝向分離帶域之位置蝕刻加工爲半圓狀，以使η接觸層曝 • 露而作爲負極形成面（30)。接著，在該負極形成面，以熟 悉該項技術者周知的方法，形成Ti/Au二層構造的負極。 利用硏磨及拋光如上述般獲得之化合物半導體發光元件 晶圓之藍寶石基板背面側，將其厚度減薄成爲8 Ομιη。另 外，在拋光加工中，使基板背面成爲均勻之鏡面，即可容 易從藍寶石基板背面確認上述分離帶域。 其後’在半導體晶圓之半導體層側表面，以旋塗機將水 溶性光阻均勻地塗敷於全體表面上，予以乾燥，形成厚度 爲〇.2μιη的保護膜。 -17- 1352435 其後，在將uv膠帶貼附於半導 後，在脈衝雷射加工機之工作台上 晶圓。工作台可沿X軸（左右）及Y 爲一可旋轉的構造。在固定後，以 膜表面的方式調整雷射光學系後， 射氮氣，並由設於照射部附近的吸 '寶石基板之X軸方向，在溝部底面 . 25μηι、寬度ΙΟμιη的割槽。此時， 狀。又，使工作台旋轉90度，於Υ ® 割槽。在形成割槽後，放開真空夾 圓。 其次，將半導體晶圓設置於洗淨 半導體晶圓邊將淋浴水沖流於半導 之保護膜。最後，以高速旋轉以使勿 以目視檢査獲得之化合物半導體 全未發現有污點。藉由從藍寶石基 使其分離，獲得多數3 50μιη的方形 • 良品，其良率爲90%。更除去逆耐 率爲86%。

在進行裸露晶片黏晶之狀態下的 元件，在電流20mA時顯示5.lmW (比較例1) 除未形成保護膜外，與實施例1 物半導體發光元件》經以目視觀察 在元件周邊部附著較多的污點。其 之取光效率差，在電流20mA下的 體晶圓之藍寶石基板側 以真空夾頭固定半導體 軸（前後）方向移動，成 雷射之焦點連結於保護 從噴嘴對雷射照射部噴 引導管邊吸引，邊沿藍 形成間距350μπι、深度 割槽之剖面形狀爲V字 軸方向以相同方法形成 頭，從工作台上取下晶 機的工作台上，邊旋轉 體層側表面，除去形成 木浴水飛散而達到乾燥。 發光元件晶圓表面，完 板側壓下切割該晶圓以 晶片。在取出無外形不 電壓特性不良品，則良 積分球測定中，該發光 的發光輸出。 相同製作晶片狀的化合 獲得之發光元件表面， 結果，獲得之發光元件 發光輸出爲4.5mWe -18 - 1352435 (比較例2) 除在雷射加工部未進行氮氣的噴射及吸引外’與實施例1 相同製作晶片狀的化合物半導體發光元件。經以顯微鏡觀 察獲得之發光元件側面’發現熔化物附著於割槽側面。其 結果，獲得之發光元件之取光效率差，在電流20mA下的 發光輸出爲4. 8mW。 (實施例2) - 除溝部形狀、保護膜之形成及除去步驟如下外’與實施 _ 例1相同製作化合物半導體發光元件晶圓。溝部係設爲寬 度爲20μιη、寬度爲Ιμπι及間距爲350μπι。保護膜係藉由濺 鍍形成厚度爲1 μηι的氧化矽絕緣膜。形成割槽後之保護膜 的除去，係由蝕刻遮罩被覆化合物半導體晶圓表面，在除 去溝部以外的蝕刻遮罩而形成開口部後，藉由蝕刻所進 行。因此，在溝部殘留氧化矽絕緣膜。 以目視檢査獲得之化合物半導體發光元件晶圓，雖於溝 部觀察到若千污點，但在溝部以外完全未發現有污點。藉 由從藍寶石基板側壓下切割該晶圓以使其分離，獲得多數 # 3 50μπι的方形晶片。在取出無外形不良品，其良率與實施 例1相同爲90%。更除去逆耐電壓特性不良品，則良率爲 81%。另外，在電流20mA下的發光輸出爲5.OmW。 (實施例3) 依如下方法製作氮化鎵系化合物半導體構成的青色發光 元件。 在藍寶石基板上介由A1N組成的緩衝層，交錯地5次沉 積無摻雜GaN組成的厚度8μιη的襯底層、摻雜矽（濃度爲 lxlOl9/cm3)之GaN組成的厚度2μιη的η接觸層、摻雜矽（濃 -19- 1352435 度爲lxlOl8/cm3)之InnGauN組成的厚度12.5nm的η金屬 包層、GaN組成的厚度16nm的障壁層、及In^Ga^N組成 的厚度2.5nm的井層後，最後順序沉積設有障壁層之多重 量子井構造的發光層、摻雜鎂（濃度爲lxl02Vcm3)之 Alo^GamN組成的厚度2.5nm的p金屬包層、及摻雜鎂（濃 度爲8><1019/cm3)之GaN組成的厚度0.15μηι的p接觸層， ' 形成化合物半導體沉積物。 - 在該化合物半導體沉積物之ρ接觸層上的指定位置，使 用公知的光微影術及剝落術，形成具有從ρ接觸層側順序 沉積Au及NiO的構造的透光性正極。接著，使用公知的光 微影術，從半導體側形成由Ti/Al/Ti/Au層構造所成的正極 打焊用焊墊。 由上述方法所製造的透光性正極之波長4 70nm的光中的 透光率爲60%。又，透光率係將與上述相同透光性正極形 成爲透光率測定用之大小，並以此來測定。 其次，藉由公知的光微影術及反應性離子蝕刻術，將如 第1圖所示間距爲350μπι、寬度爲20μιη的分離帶域，蝕刻 # 加工成爲深度Ιμιη，形成溝部。同時，如第1圖所示，在 朝向分離帶域之位置蝕刻加工爲半圓狀，以使η接觸層曝 露而作爲負極形成面（3 0)。接著，在該負極形成面，以熟 悉該項技術者周知的方法，形成Ti/Au二層構造的負極。 利用硏磨及拋光如上述般獲得之化合物半導體發光元件 晶圓之藍寶石基板背面側，將其厚度減薄成爲85μιη。其結 果，基板的彎曲較實施例1大。 其後，在半導體晶圓之半導體層側表面，以旋塗機將水 溶性光阻均勻地塗敷於全體表面上，予以乾燥，形成厚度 -20- 1352435 爲0.2μπΐ的保護膜。 其後，在將UV膠帶貼附於半導體晶圓之藍寶石基板側 後，在脈衝雷射加工機之工作台上以真空夾頭固定半導體 晶圓。工作台可沿X軸（左右）及Υ軸（前後）方向移動，成 爲一可旋轉的構造。在固定後，以雷射之焦點連結於半導 體表面的方式調整雷射光學系後，從噴嘴對雷射照射部噴 • 射氮氣，並由設於照射部附近的吸引導管邊吸引，邊沿藍 . 寶石基板之X軸方向，以加工速度70mm/sec，在溝部底面 形成間距350μηι、深度20μιη、寬度5μπι的割槽。此時，割 槽之剖面形狀爲V字狀。又，使工作台旋轉90度，於Υ 軸方向以相同方法形成割槽。在形成割槽後，放開真空夾 頭，從工作台上取下晶圓。 其次，將半導體晶圓設置於洗淨機的工作台上，邊旋轉 半導體晶圓邊將淋浴水沖流於半導體層側表面，除去形成 之保護膜。最後，以高速旋轉以使淋浴水飛散而達到乾燥。 以目視檢査獲得之化合物半導體發光元件晶圓，發現基 板有較大彎曲，可能因雷射焦點無法穩定照射於化合物半 # 導體層上，在化合物半導體層上產生若干雷射引起的熱損 傷部。當從藍寶石基板側壓下裂開該晶圓以使其分離時， 在晶圓上產生破裂，良率爲70%。更除去逆耐電壓特性不 良品，則良率爲65%。另外，在電流20mA下的發光輸出爲 4.9 m W 〇 (實施例4) 除將硏磨及拋光化合物半導體發光元件晶圓之藍寶石基 板背面側的步驟設於雷射加工後外，與實施例1相同製作 晶片狀的化合物半導體發光元件。其結果獲得多數3 5 Ομπι -21 · 1352435 的方形晶片。在取出無外形不良品，其良率爲90%。更除 去逆耐電壓特性不良品，則良率爲89%。另外，在電流20mA 下的發光輸出爲5.3mW。 (產業上的可利用性） 根據本發明所獲得之化合物半導體發光元件晶圓，其表 面無污點，因此從該晶圓獲得之發光元件，其取光效率大 且產業上的利用價値極大。 【圖式簡單說明】 第1圖爲顯示實施例1製作之本發明之晶圓平面的模式 圖。 第2圖爲顯示實施例1製作之本發明之晶圓剖面的模式 圖。 【主要元件符號說明】 1 ··‘基板 2…η型層 3 ···發光層 . 4…ρ型層 5 ···正極 3〇‘··負極形成面 40…溝部 50…割槽 -22-

Claims (1)

135^435 1〇·^·《月》日修(吏)正替換頁 修正本

第094Π2402號「化合物半導體發光元件晶圓之製法 (2011年6月 十、申請專利範圍 1. 一種化合物半導體發光元件晶圓之製法，其特 包含： 在基板上介由隔離帶域呈規則性且連續排列笮 合物半導體發光兀件的化合物半導體發光元件晶 面（半導體側）之隔離帶域上形成溝部的步驟； 硏磨基板的背面以使表面粗細度Ra(算術平均 成爲Ο.ΟΟΙμιη〜2μιη之步驟； 在晶圓的表面形成保護膜的步驟； 在形成保護膜之面上的分離帶域，以雷射法對 射部噴射氣體，同時形成寬度比溝部小之割槽的 及 除去該保護膜之至少一部分的步驟。 2.如申請專利範圍第1項之製法，其係藉由吸引導 噴射至雷射照射部的氣體。 3 .如申請專利範圍第1項之製法，其中化合物半導 化鎵系化合物半導體。 4 .如申請專利範圍第1項之製法，其係藉由蝕刻法 部。 5.如申請專利範圍第1項之製法，其中在形成溝部 前或之後，還具有將基板薄板化的步驟。 6 .如申請專利範圍第5項之製法，其中在形成溝部 之後，具有將基板薄板化的步驟。 專利案 3日修正） 【爲依序 多數化 圓的表 粗細度） 雷射照 步驟： 管吸引 體係氮 形成溝 之步驟 之步驟 S 1352435 I * --- • _ b月曰修(更)正替換頁 ' 7.如申請專利範圍第1項之製法，其中保護膜係 •. 透明樹脂、玻璃、金屬、絕緣膜所選擇的至少 8.如申請專利範圍第1項之製法，其中將雷射焦 保護膜的表面。 修正本 從光阻、 一種。 點對準於