专利名称：复合基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及在光器件晶片中的光器件层的表面接合散热基板而形成的复合基板 的制造方法，其中所述光器件晶片通过在蓝宝石基板的表面层叠光器件层(外延层)而形 成。
背景技术：
在光器件制造工序中，在大致圆板形状的蓝宝石基板的表面层叠由氮化镓系化合 物半导体形成的光器件层，并在由形成为格子状的多条间隔道划分出的多个区域中形成发 光二极管、激光二极管等光器件，从而构成光器件晶片。然后，沿着间隔道将光器件晶片切 断，由此将形成有光器件的区域分割开来，从而制造出一个个光器件。(例如参照专利文献 1。)由于光器件会发热，因此为了进行散热而接合有散热部件。(例如参照专利文献 2。)专利文献1 日本特许第2859478号专利文献2 日本特开昭60-92686号公报于是，光器件例如形成为一条边为0. 3mm的方形，在这样的较小的光器件上接合 一个个散热件的作业耗费劳力，存在生产率差的问题。另外，在形成于构成光器件晶片的蓝宝石基板的表面的光器件层的表面接合散热 基板，并将蓝宝石基板磨削至预定的厚度，然后将光器件晶片与散热基板一起切断，由此能 够高效地生产接合有散热件的光器件，但是存在如下的问题。即，关于在形成于构成光器件 晶片的蓝宝石基板的表面的光器件层的表面经由接合金属层接合散热基板而形成的复合 基板，如果蓝宝石基板、接合金属层以及散热基板的厚度分别形成得不均勻，则无法通过将 散热基板侧保持于磨削装置的卡盘工作台上并对蓝宝石基板的背面进行磨削来将蓝宝石 基板加工成均勻的厚度。结果，如果将蓝宝石基板的厚度减薄加工至大约10 μ m，则存在光 器件层局部露出而使光器件的品质下降、并且无法实现光器件的品质的稳定化的问题
发明内容
本发明就是鉴于上述事实而完成的，本发明的主要的技术课题在于提供一种在光 器件晶片的表面接合散热基板而形成的复合基板的制造方法，利用该复合基板的制造方法 能够将光器件晶片中的蓝宝石基板磨削至均勻的厚度，该光器件晶片在蓝宝石基板的表面 形成有光器件层。为了解决上述的主要的技术课题，根据本发明，提供一种复合基板的制造方法，通 过在蓝宝石基板的表面层叠光器件层而形成光器件晶片，通过在所述光器件晶片中的光器 件层的表面接合散热基板而形成所述复合基板，所述复合基板的制造方法的特征在于，所 述复合基板的制造方法包含以下工序蓝宝石基板厚度均勻化工序，在该蓝宝石基板厚度均勻化工序中，对蓝宝石基板进行磨削从而将蓝宝石基板的厚度形成为均勻的厚度；光器件层形成工序，在该光器件层形成工序中，在实施了所述蓝宝石基板厚度均 勻化工序后的蓝宝石基板的表面形成光器件层；复合基板形成工序，在该复合基板形成工序中，经由接合金属层将散热基板的表 面与形成于蓝宝石基板的表面的光器件层的表面接合，由此形成复合基板；复合基板厚度均勻化工序，在该复合基板厚度均勻化工序中，将所述复合基板的 蓝宝石基板侧保持于磨削装置的卡盘工作台，并对散热基板的背面进行磨削，从而将复合 基板的厚度形成为均勻的厚度；以及精磨工序，在该精磨工序中，将实施了所述复合基板厚度均勻化工序后的复合基 板的散热基板侧保持于磨削装置的卡盘工作台，并对蓝宝石基板的背面进行磨削，从而将 蓝宝石基板形成为预定的厚度。在本发明所涉及的复合基板的制造方法中，通过实施蓝宝石基板厚度均勻化工序 而使蓝宝石基板的厚度均勻化，并在该形成为均勻厚度的蓝宝石基板的表面形成光器件 层，然后将散热基板的表面与形成在蓝宝石基板的表面的光器件层的表面接合，从而形成 复合基板。然后，仿照形成为均勻厚度的蓝宝石基板的厚度对构成复合基板的散热基板的 表面进行磨削，由此将复合基板的厚度形成为均勻的厚度，然后实施精磨工序，在该精磨工 序中，将构成复合基板的散热基板侧保持于磨削装置的卡盘工作台，并对蓝宝石基板的背 面进行磨削，由此将蓝宝石基板形成为预定的厚度，因此，蓝宝石基板的厚度形成为均勻的 厚度，因而即便将蓝宝石基板减薄加工至5 μ m左右，光器件层也不会露出。
图1是构成利用本发明所涉及的复合基板的制造方法制造的复合基板的蓝宝石 基板的立体图。图2是表示本发明所涉及的复合基板的制造方法中的蓝宝石基板厚度均勻化工 序的说明图。图3是通过实施本发明所涉及的复合基板的制造方法中的光器件层形成工序而 形成的光器件晶片的立体图和主要部分的放大剖视图。图4是表示本发明所涉及的复合基板的制造方法中的复合基板形成工序的说明 图。图5是表示本发明所涉及的复合基板的制造方法中的复合基板厚度均勻化工序 的说明图。图6是表示本发明所涉及的复合基板的制造方法中的精磨工序的说明图。图7是利用本发明所涉及的复合基板的制造方法制造的复合基板的立体图和主 要部分的放大剖视图。图8是由图7所示的复合基板分割而成的光器件的立体图。标号说明2 光器件晶片；20 蓝宝石基板；21 光器件层(外延层)；3 磨削装置；31 磨削 装置的卡盘工作台；324 磨轮；326 磨削磨具。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明所涉及的复合基板的制造方法的优选实施方式进行详细 说明。图1表示用于形成构成复合基板的光器件晶片的圆形的蓝宝石基板20。该蓝宝石 基板20例如形成为厚度为480 μ m。首先对上述图1所示的蓝宝石基板20实施蓝宝石基板厚度均勻化工序，在该蓝宝 石基板厚度均勻化工序中，将蓝宝石基板20的背面20b侧保持于磨削装置的卡盘工作台并 对表面20a进行磨削，从而将蓝宝石基板20的厚度形成为均勻的厚度。该蓝宝石基板厚度 均勻化工序使用图2的(a)所示的磨削装置3来实施。图2的(a)所示的磨削装置3具 备用于保持被加工物的卡盘工作台31 ；和用于对保持于该卡盘工作台31的被加工物进行 磨削的磨削构件32。卡盘工作台31将被加工物吸引保持于上表面并朝图2的(a)中箭头 31a所示的方向旋转。磨削构件32具备主轴箱321 ；旋转主轴322，该旋转主轴322以旋 转自如的方式支承于该主轴箱321，且通过未图示的旋转驱动机构而旋转；安装座323，该 安装座323装配于该旋转主轴322的下端；以及磨轮324，该磨轮324安装于该安装座323 的下表面。该磨轮324具有圆环状的基座325和呈环状地装配于该基座325的下表面的磨 削磨具326，基座325通过紧固螺栓327安装于安装座323的下表面。为了使用上述的磨削装置3实施上述磨削工序，如图2的(a)所示将上述蓝宝石 基板20的背面20b侧载置于卡盘工作台31的上表面(保持面)。然后，利用未图示的吸引 构件将蓝宝石基板20吸附保持在卡盘工作台31上(蓝宝石基板保持工序)。因此，保持在 卡盘工作台31上的蓝宝石基板20的表面20a位于上侧。在以这种方式将蓝宝石基板20吸 引保持在卡盘工作台31上之后，使卡盘工作台31朝图2的(a)中箭头31a所示的方向以 例如500rpm的转速旋转，并使磨削构件32的磨轮324朝图2的(a)中箭头324a所示的方 向以例如IOOOrpm的转速旋转，如图2的(b)所示使磨削磨具326与作为被加工面的蓝宝 石基板20的表面20a接触，并使磨轮324如图2的(a)和(b)中箭头324b所示那样以预 定的磨削进给速度朝下方(与卡盘工作台31的保持面垂直的方向)进行例如30 μ m的磨 削进给。结果，蓝宝石基板20的表面20a被磨削，在图示的实施方式中，蓝宝石基板20的 厚度均勻地变为450 μ m(蓝宝石基板厚度均勻化工序)。在实施上述的蓝宝石基板厚度均勻化工序之后，实施在蓝宝石基板20的表面20a 形成光器件层的光器件层形成工序。即，如图3的(a)和(b)所示，通过外延生长来在蓝宝 石基板20的表面20a层叠η型氮化物半导体层211，并通过外延生长来在该η型氮化物半 导体层211的表面层叠ρ型氮化物半导体层212，由此形成例如厚度为10 μ m的光器件层 (外延层)21。然后，在利用形成为格子状的多条间隔道22划分光器件层(外延层)21而 成的多个区域中形成发光二极管、激光二极管等光器件23，从而构成光器件晶片2。在以上述方式实施光器件层形成工序之后，实施复合基板形成工序，在该复合基 板形成工序中，经由接合金属层将散热基板的表面与形成在蓝宝石基板20的表面的光器 件层21的表面接合，从而形成复合基板。即，如图4的(a)和(b)所示，经由接合金属层5 将散热基板4的表面4a与光器件层21的表面21a接合，所述光器件层21形成在构成光器 件晶片2的蓝宝石基板20的表面，所述散热基板4由厚度例如为230 μ m的铜钨(Cu-W)形 成。关于该复合基板形成工序，在散热基板4的表面4a或者形成于蓝宝石基板20的表面的光器件层21的表面21a蒸镀金等接合金属从而形成接合金属层5，使该接合金属层5面 对光器件层21的表面21a或者散热基板4的表面4a并进行压接，由此，经由接合金属层5 将散热基板4的表面4a与光器件晶片2的光器件层21的表面21a接合，从而能够形成复 合基板6。接着，实施复合基板厚度均勻化工序，在该复合基板厚度均勻化工序中，将复合基 板6的蓝宝石基板20侧保持于磨削装置的卡盘工作台并对散热基板4的背面4b进行磨削， 将复合基板6的厚度形成为均勻的厚度。该复合基板厚度均勻化工序可以使用上述图2的 (a)所示的磨削装置3来实施。为了使用磨削装置3实施复合基板厚度均勻化工序，如图 5的(a)所示将上述复合基板6的蓝宝石基板20侧载置于卡盘工作台31的上表面(保持 面)。然后，利用未图示的吸引构件将复合基板6吸附保持在卡盘工作台31上(复合基板 保持工序)。因此，保持在卡盘工作台31上的复合基板6的散热基板4的背面4b位于上 侧。在以这种方式将复合基板6吸引保持在卡盘工作台31上之后，使卡盘工作台31朝图5 的(a)中箭头31a所示的方向以例如300rpm的转速旋转，并使磨削构件32的磨轮324朝 图5的(a)中箭头324a所示的方向以例如6000rpm的转速旋转，如图5的(b)所示使磨削 磨具326与作为被加工面的散热基板4的背面4b接触，并使磨轮324如图5的(a)和(b) 中箭头324b所示那样以预定的磨削进给速度朝下方(与卡盘工作台31的保持面垂直的方 向)进行例如30 μ m的磨削进给。因此，散热基板4的背面4b被磨削30 μ m，在图示的实施 方式中散热基板4的厚度变为200 μ m。结果，在图示的实施方式中，复合基板6的厚度均勻 地变为660 μ m(复合基板厚度均勻化工序)。在实施上述的复合基板厚度均勻化工序之后，实施精磨工序，在该精磨工序中，将 复合基板6的散热基板4侧保持于磨削装置的卡盘工作台并对蓝宝石基板20的背面进行 磨削，将蓝宝石基板20形成为预定的厚度。该精磨工序可以使用上述图2的(a)所示的磨 削装置3来实施。为了使用磨削装置3实施精磨工序，如图6的(a)所示将上述复合基板 6的散热基板4侧载置于卡盘工作台31的上表面(保持面)。然后，利用未图示的吸引构 件将复合基板6吸附保持在卡盘工作台31上(复合基板保持工序)。因此，保持在卡盘工 作台31上的复合基板6中，构成光器件晶片2的蓝宝石基板20的背面20b位于上侧。在 以这种方式将复合基板6吸引保持在卡盘工作台31上之后，使卡盘工作台31朝图6的(a) 中箭头31a所示的方向以例如500rpm的转速旋转，并使磨削构件32的磨轮324朝图6的 (a)中箭头324a所示的方向以例如IOOOrpm的转速旋转，如图6的(b)所示使磨削磨具326 与作为被加工面的蓝宝石基板20的背面20b接触，并使磨轮324如图6的(a)和(b)中箭 头324b所示那样以预定的磨削进给速度朝下方(与卡盘工作台31的保持面垂直的方向) 进行例如445 μ m的磨削进给。因此，蓝宝石基板20的背面20b被磨削445 μ m，在图示的实 施方式中蓝宝石基板20的厚度变为5 μ m,光器件2的厚度变为15 μ m。通过以这种方式实 施精磨工序，如图7的(a)和(b)所示，能够得到在厚度为15 μ m的光器件晶片2的表面经 由接合金属层5接合有厚度为200 μ m的散热基板4的复合基板6。如上所示，在本发明所涉及的复合基板的制造方法中，通过实施蓝宝石基板厚度 均勻化工序而使蓝宝石基板20的厚度均勻，并在该厚度形成得均勻的蓝宝石基板20的表 面形成光器件层21，然后将散热基板4的表面与形成在蓝宝石基板20的表面的光器件层 21的表面接合，从而形成复合基板。然后，仿照厚度形成得均勻的蓝宝石基板20的厚度对构成复合基板6的散热基板4的背面进行磨削，由此将复合基板6的厚度形成为均勻的厚 度，然后，实施精磨工序，在该精磨工序中，将构成复合基板6的散热基板4侧保持于磨削装 置的卡盘工作台并对蓝宝石基板20的背面进行磨削，从而将蓝宝石基板20形成为预定的 厚度，因此，蓝宝石基板20的厚度形成为均勻的厚度，因而即便将蓝宝石基板20减薄加工 至5μπι左右，光器件层21也不会露出。 在作为下一工序的分割工序中，沿着形成于光器件晶片2的光器件层21的表面的 多条间隔道22将以上述方式制造出的复合基板6分割开来，由此能够得到如图8所示的经 由接合金属层5在表面接合有散热件40的一个个光器件23。
权利要求
1. 一种复合基板的制造方法，通过在蓝宝石基板的表面层叠光器件层而形成光器件晶 片，通过在所述光器件晶片中的光器件层的表面接合散热基板而形成所述复合基板，所述 复合基板的制造方法的特征在于，所述复合基板的制造方法包含以下工序蓝宝石基板厚度均勻化工序，在该蓝宝石基板厚度均勻化工序中，对蓝宝石基板进行 磨削从而将蓝宝石基板的厚度形成为均勻的厚度；光器件层形成工序，在该光器件层形成工序中，在实施了所述蓝宝石基板厚度均勻化 工序后的蓝宝石基板的表面形成光器件层；复合基板形成工序，在该复合基板形成工序中，经由接合金属层将散热基板的表面与 形成于蓝宝石基板的表面的光器件层的表面接合，由此形成复合基板；复合基板厚度均勻化工序，在该复合基板厚度均勻化工序中，将所述复合基板的蓝宝 石基板侧保持于磨削装置的卡盘工作台，并对散热基板的背面进行磨削，从而将复合基板 的厚度形成为均勻的厚度；以及精磨工序，在该精磨工序中，将实施了所述复合基板厚度均勻化工序后的复合基板的 散热基板侧保持于磨削装置的卡盘工作台，并对蓝宝石基板的背面进行磨削，从而将蓝宝 石基板形成为预定的厚度。
全文摘要
本发明提供一种复合基板的制造方法，其能够将光器件晶片中的蓝宝石基板磨削至均匀的厚度。复合基板通过在光器件晶片的光器件层的表面接合散热基板而形成，该复合基板的制造方法包括蓝宝石基板厚度均匀化工序，对蓝宝石基板进行磨削从而将蓝宝石基板的厚度形成为均匀的厚度；光器件层形成工序，在蓝宝石基板的表面形成光器件层；复合基板形成工序，经由接合金属层将散热基板的表面与光器件层的表面接合从而形成复合基板；复合基板厚度均匀化工序，对散热基板的背面进行磨削从而将复合基板的厚度形成为均匀的厚度；以及精磨工序，对构成实施了复合基板厚度均匀化工序后的复合基板的蓝宝石基板的背面进行磨削从而将蓝宝石基板形成为预定的厚度。
文档编号H01L21/48GK102130017SQ201010563058
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月25日 优先权日2009年12月24日
发明者关家一马 申请人:株式会社迪思科