专利名称：发光元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及分割半导体晶片来得到发光元件的发光元件的制造方法。
背景技术：
在半导体工序中，利用光刻法、真空蒸镀等在半导体晶片上同时形成排列配置的多个半导体元件部(发光元件部)。并且，在同时形成的发光元件部之间，形成用于分割发光元件部的分割区域，通过切割等纵横地切断沿着该分割区域的中央的分割线，由此将发光元件部分割成各个矩形的半导体芯片(发光元件)。另外，虽然为了降低发光元件的成本而实现了发光元件的面积的小型化，但是随着发光元件的尺寸变小，占据半导体晶片的分割区域的面积变大。因此，存在着为了增加半导体晶片上的发光元件的取得个数，如何有效地使分割区域变窄的问题。于是，例如在专利文献I中记载了按照使得纵分割区域的宽度和横分割区域的宽度相互不同的方式来形成半导体晶片，和使沿着半导体元件的长边延伸的方向的分割区域的宽度变窄(短边的宽度变大)。另外，在专利文献2中记载有使具有步进曝光装置用的对准记号的切割线的宽度变大的半导体晶片。并且在专利文献3中，记载有通过按照使半导体元件部的短边沿着不易产生半导体晶片的碎屑的与定向平面(Orientation Flat)水平的方向的方式配置，从而使沿着该短边的分割区域的宽度变窄。专利文献1:日本特开平11 - 233458号公报专利文献2:日本特开2000 - 124158号公报专利文献3:日本特开2002 - 246334号公报但是，在现有技术中，存在以下的问题。当在将C面作为主面的蓝宝石基板上层叠GaN系列半导体来分割半导体晶片时，由于蓝宝石的结晶性的影响，在作为割断目标位置的割断起点和作为被割断的位置的割断位置之间产生偏差。即，在分割半导体晶片时，在半导体晶片剖面观察下，蓝宝石基板在规定的结晶方向上，从分割区域的割断起点向与半导体晶片的厚度方向倾斜的方向被分割。该偏差影响发光元件的特性和发光元件的取得个数。但是，在上述现有技术中，为了增大发光元件的取得个数或使得发光元件的机械强度不发生劣化，而使规定的分割区域的宽度变窄，但并没有考虑上述的偏差。因此，存在着因为分割时的偏差导致割断位置过于靠近发光元件，所以发光元件的外观不良这样的问题。另外，存在着由于偏差导致发光元件部的活性层发生损伤，所以导致发光元件的输出下降或泄露这样的问题。这里，虽然也考虑了偏差，通过使割断起点和割断位置偏移来进行割断，但是并没有考虑分割区域的割断起点和在发光元件部中不存在活性层的N电极的位置之间的关系。本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供一种能够降低因半导体晶片的分割时的割断而对发光元 件造成的不良影响的发光元件的制造方法。
发明内容
为了解决上述课题，本发明涉及的发光元件的制造方法对半导体晶片进行分割来形成发光元件，其特征在于，在所述半导体晶片中，在将C面作为主面的蓝宝石基板上层叠GaN系半导体，并在纵横方向排列配置多个矩形形状的发光元件部，沿着与上述蓝宝石基板的A面平行的方向进行分割的横分割区域的宽度比沿着与上述A面垂直的方向进行分割的纵分割区域的宽度窄，并且上述发光元件部的N电极配置在上述纵分割区域侧的至少一侦U，在分割所述半导体晶片时，将割断起点设置在蓝宝石基板的一 C面侧来进行分割，该发光元件的制造方法包括晶片准备步骤，准备上述半导体晶片；以及晶片分割步骤，对上述准备的半导体晶片进行分割，在上述晶片分割步骤中，在上述纵分割区域中，将从该纵分割区域的宽度方向的中央线向宽度方向的一侧偏移了规定距离的线位置作为上述割断起点来进行分割。另外，所谓一 C面是指将C面定义为表面时的背面。根据这样的制造方法，在晶片准备步骤中准备的半导体晶片上，通过使横分割区域的宽度比纵分割区域的宽度窄，能够实现发光元件的取得个数或者活性层(P层)的面积的增大。另外，由于纵分割区域的宽度没有变窄，所以发光元件部的损伤被降低。并且，由于N电极被配置于纵分割区域侧的至少一侧，所以容易产生碎屑的纵分割区域侧的活性层存在的范围减少，因此发光元件部的损伤被降低。并且，在晶片分割步骤中，通过偏移纵分割区域的割断起点来进行分割，使发光元件的外观不良、发光元件部的损伤被降低。本发明涉及的发光元件的制造方法的特征在于，在上述蓝宝石基板上形成有多个凸部，对于上述凸部而言，所有的凸部成为俯视时上部为相同形状、并且顶部朝向同一方向的多边形，当上述多边形的顶部之一在上述纵横方向中的横向上朝向左侧时，使上述线位置向上述中央线的右侧偏移，当上述多边形的顶部之一在上述纵横方向中的横向上朝向右侧时，使上述线位置向上述中央线的左侧偏移。根据这样的制造方法，能够与凸部的多边形的顶部的朝向对应地将割断起点的线位置决定为中央线的左右的任意一边，因此割断起点的线位置的决定变得容易。另外，所谓中央线是纵分割区域中的宽度方向的中央的线位置。在本发明涉及的发光元件的制造方法中，优选上述发光元件部的N电极至少配置于两侧的上述纵分割区域中上述N电极与上述线位置更接近的一侧。根据这样的制造方法，由于N电极配置于发光元件部中的损伤更容易产生的一侦牝所以发光元件部的损伤进一步被降低。本发明涉及的发光元件的制造方法的特征在于，上述发光元件部是长方形，上述长方形的短边与上述纵分割区域平行地形成。根据这样的制造方法，由于在碎屑容易产生的纵分割区域侧具有发光元件部的长方形的短边，所以因纵分割区域的割断引起的发光元件部的活性层的损伤被降低。另外，由于横分割区域的宽度变窄，所以与长方形的长边与纵分割区域平行地形成的情况相比，能够实现发光元件的取得个数或者活性层的面积的增大。在本发明涉及的发光元件的制造方法中，上述发光元件部可以是正方形。这样的俯视为正方形的发光元件也能够降低对发光元件的不良影响，另外也能够实现发光元件的取得个数或者活性层的面积的增大。
根据本发明涉及的发光元件的制造方法，能够减少发光元件的外观不良的产生。另外，由于能够降低发光元件部的损伤，所以能够降低发光元件的输出下降、泄露的产生。由此，能够降低对发光元件的不良影响，能够降低不良发光元件的产生率。并且，通过使横分割区域的宽度变窄，能够实现发光元件的取得个数的增大、活性层的增大。
图1的(a)是表示本发明的实施方式所用的半导体晶片的构成的俯视图，(b)是发光元件的俯视图。图2的(a)是表示蓝宝石晶体的构造的立体图，(b)是表示蓝宝石晶体的集合体的俯视图。图3是表示发光元件部和分割区域的构成的俯视图。图4的(a) (d)是用于说明分割区域的宽度以及发光元件部的配置等、和活性层的面积以及割断影响范围的俯视图。图5的(a)是表示凸部的形状和顶部的方向的俯视图，(b)是表示向倾斜方向的割断的状况的立体图。图6的(a)是表示凸部的形状和顶部的方向的俯视图，(b)是表示向倾斜方向的割断的状况的立体图。图7是表示本发明的其他实施方式所用的半导体晶片中的发光元件部和分割区域的构成的俯视图。
具体实施例方式以下参照附图来说明本发明的实施方式的发光元件的制造方法。另外，为了使说明清楚，有时会夸张地说明各附图所示的部件的大小和位置关系等。并且在以下的说明中，相同名称、附图标记原则上表示相同或者本质相同的部件，并适当省略详细的说明。另外，对于各附图而言，原则上，在纸面上将定向平面(以下适当称为OF) (A面)设在下部或者面前(但是图2 (a)中深色部分是A面)。另外，当在本实施方式中说明方向时，在相对于纸面将OF设在下部或者面前时，将相对于纸面的左侧设为“左”，将相对于纸面的右侧设为“右”。(发光元件的制造方法)如图1 (a)、(b)所示，发光元件5的制造方法是对于在以C面作为主面的蓝宝石基板上I上层叠GaN系半导体并在纵横方向排列配置多个矩形的发光元件部2而成的半导体晶片100，将割断起点12a、12b (参照图3)设置于蓝宝石基板I的一 C面侧来进行分割从而制造发光元件(半导体芯片)5的方法，具备晶片准备步骤、晶片分割步骤。这里，对于纵横方向而言，在蓝宝石基板I的C面内来看，相对于蓝宝石基板I的A面，垂直的方向是纵向，平行的方向是横向。另外，由于以将A面作为定向平面3的蓝宝石基板I为例容易理解，所以在实施方式中也将定向平面3包含在内进行说明。以下说明各步骤。<晶片准备步骤>晶片准备步骤是准备半导体晶片100的步骤。
首先，对半导体晶片100的构成进行说明。
[半导体晶片]如图1 (a)所示，半导体晶片100在蓝宝石基板I上具备在纵横方向排列配置的、俯视为长方形的多个发光元件部2 ;沿着与蓝宝石基板I的A面3平行的方向分割的横分割区域4b ;和沿着与A面3垂直的方向分割的纵分割区域4a (纵分割区域4a，横分割区域4b在以下适当地称为分割区域4a、4b)。(蓝宝石基板)如图2 (a)、(b)所不,监宝石基板I由具有规定的监宝石晶体构造的监宝石晶体10的集合体形成，将C面作为主面。该蓝宝石基板I根据蓝宝石的结晶性具有易于分裂的方向(裂开方向)。图2(b)的箭头表示蓝宝石基板I的易于分裂的方向，例如，沿着图2(b)的粗线容易发生分裂。并且，与A面(11 - 20)3垂直的方向是该易于分裂的方向，沿着该方向、即晶体方位< 11 — 20 >形成纵分割区域4a。另一方面，与A面(11 — 20) 3平行(与M面(I —100)垂直)的方向是不易分裂的方向，沿着该方向、即晶体方位< I 一 100 >形成横分割区域4b。另外，相对于晶体方位< I 一 100 >方向，晶体方位< 11 - 20 >方向在分割半导体晶片100时容易产生碎屑。并且，与晶体方位< I 一 100 >方向平行地设置沿直线切削而得的定向平面(OF)
3。该0F3通常将A面3作为OF面与晶体方位< I 一 100 >方向平行地设置，所以将该0F3作为指标来决定纵分割区域4a和横分割区域4b。这里，在蓝宝石基板I上，优选形成多个凸部40 (参照图5 (a)、图6 (a))。在半导体晶片100上，若利用将C面作为主面，将A面3作为OF面的蓝宝石基板1，则根据掩膜图案的形状、蚀刻条件(蚀刻剂的种类，蚀刻时间等)，能够在C面形成规定形状的凸部40。在具有平坦的蓝宝石基板I的半导体发光元件的情况下，在半导体层中沿横向传输的光在传输期间被半导体层、电极吸收一部分，在从半导体层输出之前衰减。但是，若设置凸部40，则由于因凸部40导致的光的散射、衍射效果，向蓝宝石基板I上方或者下方的光束增多，能够提高从正面观察发光元件的发光面时的亮度(=正面亮度)。另外，由于基于凸部40的光的散射、衍射效果,能够减少在半导体层中沿横向传输的光,从而降低传输中的吸收损耗来提高发光的总量。并且，由于即使在蓝宝石基板I表面部分形成凸部40，半导体层中也基于不产生因凸部40引起的晶体缺陷，所以能够稳定地确保上述的高外部量子效率。并且，对于凸部40而言，所有凸部40形成上部在俯视时为相同形状、且顶部(锐角)41朝向同一方向的多边形的形状(参照图5 (a)、图6 (a))。作为多边形，例如可以举出三角形、平行四边形或者六边形，优选正三角形、菱形或者正六边形。另外，所谓将凸部40设为多边形是指将从基板上面观察时的俯视形状设为多边形。即，在朝向C面观察的情况下，凸部40的上部呈多边形即可，凸部40的底面形状可以是圆形或多边形。另外，对于凸的剖面形状而言，优选为梯形。通过设为这样的剖面形状，能够提高光的散射和衍射效率。另外，凸部40的俯视形状以及剖面形状无需是在几何学上标准的多边形或者梯形，也可以因加工上的理由等在角上呈圆形。
并且，该多边形的顶部41的一个朝向具有与和OF面平行的方向一致的倾向，并且，顶部41具有朝向左右任一方向的倾向。并且，如后述那样，能够对应于该朝向在中央线11的左右任一边决定割断起点12a的线位置。另外，在制造上，凸部40的大小以及相互的间隔可以设为IOym以下。并且由于设为5 以下能够使散射面增加，所以优选。在蓝宝石基板I上形成凸部40的方法没有特别限定，能够利用该领域中公知的方法形成。例如，可以举出利用适当的形状的掩膜图案来进行后述那样的干法蚀刻或者湿法蚀刻等蚀刻的方法。其中，优选湿法蚀刻。这种情况下的蚀刻剂例如可以举出硫酸和磷酸的混合酸、KOH、NaOH、磷酸、焦亚硫酸钾等。对于凸部40的形状，例如能够适当调整所使用的掩膜图案的形状、蚀刻方法以及条件来进行控制。对于此时的掩膜图案的材料以及形状而言，例如能够由绝缘膜(抗蚀剂，SiO2等)形成，可以举出圆形、椭圆形、三角形或者四边形等多边形形状的重复图案等。这样的掩膜图案的形成能够利用光刻法和蚀刻步骤等公知的方法来实现。用于形成掩膜图案的蚀刻方法例如能够利用干法蚀刻或者湿法蚀刻等该领域公知的方法。例如，作为干法蚀刻，可以举出反应性离子蚀刻、反应性离子束蚀刻、离子碾磨、集束离子束蚀刻、ECR蚀刻等。湿法蚀刻的蚀刻剂可以例示与上述同样的蚀刻剂。(发光元件部)如图1 (a)所示，发光元件部2是在蓝宝石基板I上层叠GaN系半导体并在蓝宝石基板I的纵横方向排列配置多个而得。发光元件部2的形状俯视时由矩形形状形成，这里为长方形，该长方形的短边与纵分割区域4a平行形成。根据这样的构成，由于在纵分割区域4a侧具有发光元件部2的长方形的短边，所以因纵分割区域4a的割断引起的发光元件部2的发光层、即活性层(P层)30 (参照图3)的损伤被降低，割断的影响(割断影响)被降低。另外，在由于缩小横分割区域4b的宽度，所以相应地使发光元件部2变大的情况下，与长方形的长边与纵分割区域4a平行形成的情况相比，能够使活性层30的面积增大。另夕卜，在沿纵向压缩配置发光元件部2的情况下，能够实现发光元件5的取得个数的增大。但是，根据半导体晶片100的大小、发光元件部2的大小和数量等，长方形的短边也可以与纵分割区域4a平行形成，另外，如后述那样，发光元件部2的形状也可以为俯视下为正方形。另外，发光元件部2的N电极20 (参照图3)配置于纵分割区域4a侧的至少一方侦U。对于纵分割区域4a而言，由于在分割晶片时容易产生碎屑，所以容易使与纵分割区域4a接触的发光元件部2两侧的活性层30损伤。但是，由于N电极20存在的区域不存在活性层30，所以通过在纵分割区域4a侧配置N电极20，纵分割区域4a侧的存在活性层30的范围减少，活性层30的损伤被降低。这里，如图3所示，对于N电极20而言，优选至少配置在与两侧的纵分割区域4a中的与割断起点12a的线位置接近的一侧，其中，割断起点12a从纵分割区域4a的宽度方向的中央线11向宽度方向的一侧偏离了规定距离。在纵分割区域4a中，由于使割断起点12a偏离了的一侧的发光元件部2的活性层30与割断起点12a的距离较近，所以更加容易受割断影响。由于N电极20存在的区域不存在活性层30，所以通过将N电极20配置在两侧的纵分割区域4a中与从纵分割区域4a的宽度方向的中央线11向宽度方向的一侧偏离了规定距离的割断起点12a的线位置接近的一侧，能够进一步降低活性层30的损伤，降低割断影响的范围。另外，N 电极20可以仅配置在与上述线位置接近的一侧，也可以配置在纵分割区域4a的两侧。
(分割区域)如图1 (a)所示，分割区域4a、4b是用于从半导体晶片100分割发光元件部2的区域，由沿着与蓝宝石基板I的A面3平行的方向分割的横分割区域4b和沿着与蓝宝石基板I的A面3垂直的方向分割的纵分割区域4a构成。在该分割区域4a、4b中，横分割区域4b的宽度P形成为比纵分割区域4a的宽度a窄。这样，通过使碎屑不易产生的横分割区域4b的宽度P变窄，能够实现发光元件5的取得个数、或者活性层30的面积的增大。另夕卜，由于纵分割区域4a的宽度a没有变窄，所以能够降低发光元件部2的损伤。分割区域4a、4b的宽度a、^因半导体晶片100、发光元件部2的尺寸等而不同，例如纵分割区域4a是15 70 u m,横分割区域4b是10 60 u m。这里，参照图4和表1，说明分割区域4a、4b的宽度以及发光元件部2的配置等、和活性层30的面积以及割断影响范围。这里，在表计算软件中，在多个网眼状的正方形构成的单元上作出图4 (a) (d)的形态的发光元件部2的图，通过计测单元数，来考察分割区域4a、4b的宽度以及发光元件部2的配置等、和活性层30的面积以及割断影响范围。图4 (a)中，纵分割区域4a的宽度和横分割区域4b的宽度相同，并且使发光元件部2为纵向(长边与纵分割区域4a平行)。图4 (b)中，使横分割区域4b的宽度变窄，并且使发光元件部2为纵向(长边与纵分割区域4a平行)。图4 (c)中，使横分割区域4b的宽度变窄，并且使发光元件部2为横向(长边与横分割区域4b平行)，并且将N电极20仅配置在两侧的纵分割区域4a中与N电极20接近割断起点12a的线位置的一侧相反的一侧。图4 (d)中，使横分割区域4b的宽度变窄，并且使发光元件部2为横向(长边与横分割区域4b平行)，并且将N电极20仅设置在两侧的纵分割区域4a中N电极20接近割断起点12a的线位置的一侧。另外，在图4 (a) (d)中，割断起点12a在半导体晶片100的背面，割断位置13在表面(C面)。另外，对于割断影响范围而言，由于发光元件部2的纵边与割断起点12a接近的一侧更容易受割断的影响，所以对这一侧进行了考察。[表 1]
权利要求
1.一种发光元件的制造方法，对半导体晶片进行分割来形成发光元件，其特征在于， 在所述半导体晶片中，在将C面作为主面的蓝宝石基板上层叠GaN系半导体，并在纵横方向排列配置多个矩形形状的发光元件部，沿着与上述蓝宝石基板的A面平行的方向进行分割的横分割区域的宽度比沿着与上述A面垂直的方向进行分割的纵分割区域的宽度窄，并且上述发光元件部的N电极配置在上述纵分割区域侧的至少一侧，在分割所述半导体晶片时，将割断起点设置在蓝宝石基板的一 C面侧来进行分割， 该发光元件的制造方法包括 晶片准备步骤，准备上述半导体晶片；以及 晶片分割步骤，对上述准备的半导体晶片进行分割， 在上述晶片分割步骤中，在上述纵分割区域中，将从该纵分割区域的宽度方向的中央线向宽度方向的一侧偏移了规定距离的线位置作为上述割断起点来进行分割。
2.根据权利要求1所述的发光元件的制造方法，其特征在于， 在上述蓝宝石基板上形成有多个凸部，对于上述凸部而言，所有的凸部成为俯视时上部为相同形状、并且顶部朝向同一方向的多边形，当上述多边形的顶部之一在上述纵横方向中的横向上朝向左侧时，使上述线位置向上述中央线的右侧偏移，当上述多边形的顶部之一在上述纵横方向中的横向上朝向右侧时，使上述线位置向上述中央线的左侧偏移。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件的制造方法，其特征在于， 上述发光元件部的N电极至少配置于两侧的上述纵分割区域中上述N电极与上述线位置更接近的一侧。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的发光元件的制造方法，其特征在于， 上述发光元件部是长方形，上述长方形的短边与上述纵分割区域平行地形成。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的发光元件的制造方法，其特征在于， 上述发光元件部是正方形。
全文摘要
本发明涉及发光元件的制造方法。是分割半导体晶片(100)来形成发光元件(5)的发光元件的制造方法。特征在于，在该半导体晶片(100)中，在将C面作为主面的蓝宝石基板(1)上层叠GaN系半导体并在纵横方向排列配置多个矩形形状的发光元件部(2)，横分割区域(4b)的宽度比纵分割区域(4a)的宽度窄，并且发光元件部(2)的N电极配置在纵分割区域(4a)侧的至少一侧，在分割半导体晶片时，将割断起点设置在蓝宝石基板的－C面侧来进行分割，该发光元件(5)的制造方法的包括晶片准备步骤，准备半导体晶片(100)；和晶片分割步骤，对半导体晶片(100)进行分割，在晶片分割步骤中，在纵分割区域(4a)中，将从纵分割区域(4a)的宽度方向的中央线向宽度方向的一侧偏移了规定距离的线位置作为上述割断起点进行分割。
文档编号H01L33/32GK103069586SQ20118003893
公开日2013年4月24日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年8月6日
发明者米田章法 申请人:日亚化学工业株式会社