(57)【要約】  サファイアウェハをチップ化する際、極めて高い歩留りで正確にチップ化することができる半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。オリフラ面を有するサファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を積層したウェハから半導体発光素子を製造する方法であって、前記オリフラ面に平行な方向Ｘoにオフ角θを有するサファイア基板の第１主面上に半導体層を積層し、前記半導体層側に、前記方向Ｘoに対して略垂直な方向Ｙに延びる第１破断溝を形成し、前記サファイア基板の内部に、前記第１破断溝に平行に、かつオフ角θの傾きに対応して第１破断溝内の分割予定線から±Ｘo方向に所定距離シフトさせて、第２破断線を形成し、前記第１及び／又は第２破断線に沿ってウェハを分割する工程を含む半導体発光素子の製造方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフラ面を有するサファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を積層したウェハから半導体発光素子を製造する方法であって、
前記オリフラ面に平行な方向Ｘoにオフ角θを有するサファイア基板の第１主面上に半導体層を積層し、
前記半導体層側に、前記方向Ｘoに対して略垂直な方向Ｙに延びる第１破断溝を形成し、
前記サファイア基板の内部に、前記第１破断溝に平行に、かつオフ角θの傾きに対応して第１破断溝内の分割予定線から±Ｘo方向に所定距離シフトさせて、第２破断線を形成し、
前記第１及び／又は第２破断線に沿ってウェハを分割する工程を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記オリフラ面を手前に配置したサファイア基板の第１主面側からの平面視において、右側へ向かう方向をＸo、左側へ向かう方向を−Ｘoとし、
第２破断線を、前記サファイア基板がＸo方向に−θのオフ角の場合には第１破断溝内の分割予定線から−Ｘo方向に所定距離シフトさせ、前記サファイア基板がＸo方向に＋θのオフ角の場合には第１破断溝内の分割予定線から＋Ｘo方向に所定距離シフトさせて形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を積層したウェハから半導体発光素子を製造する方法であって、
前記サファイア基板の第１主面に、エッチングによって底面形状が多角形の凸部を形成し、
前記サファイア基板の第１主面に半導体層を積層し、
前記サファイア基板の第１主面側からの平面視において、前記凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘに対して略垂直な方向Ｙに延びる第１破断溝を、前記半導体層側に形成し、
前記サファイア基板の内部に、前記第１破断溝に平行に、かつ該第１破断溝内の分割予定線から−Ｘ方向に所定距離シフトさせて、第２破断線を形成し、
前記第１及び／又は第２破断線に沿ってウェハを分割する工程を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
サファイア基板がオリフラ面を有し、第１主面及び／又は第２主面は、該オリフラ面に平行な方向Ｘoにオフ角θを有する請求項３に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘを、サファイア基板のオリフラ面に対してほぼ平行とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
エッチングがウェットエッチングである請求項３〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
第２破断線を、レーザ光の照射により形成する請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
レーザ光が、サファイア基板に対して透過する光である請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
半導体層を、サファイア基板側から、第１導電型層、発光層及び第２導電型層の順で積層して形成し、第１破断溝を第１導電型層が露出するように形成する請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
第１破断溝を、サファイア基板が露出するように形成する請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
第２破断線を形成する際のサファイア基板の厚みを、５０〜４００μｍとする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
第２破断線を、サファイア基板の厚みの４分の１以上の深さで形成する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
第２破断線を、サファイア基板の厚み方向に多段でレーザ光を照射して形成する請求項１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
第１破断溝から第２破断線に至る分割面がサファイア基板の第１主面に対する法線方向から８°±５°傾斜するように、第１破断溝から第２破断線をシフトさせて形成する請求項１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
前記サファイア基板の第１主面側からの平面視において、第１破断溝の分割予定線から第２破断線を２〜１２μｍシフトさせて形成する請求項１〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
第２破断線を、サファイア基板の第２主面側から形成する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
サファイア基板と、
該基板の第１主面に積層された窒化ガリウム系化合物半導体層とを備える略四角形状の半導体発光素子であって、
該半導体発光素子の対向する１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面に対して略垂直であり、
他の１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面側に、該第１主面に対して傾斜した面と、前記サファイア基板の第２主面側に、該第２主面に対して略垂直な面とを有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１８】
前記他の１組の側面は、傾斜した面及び略垂直な面のいずれにおいても互いに平行である請求項１７の半導体発光素子。
【請求項１９】
サファイア基板と、
該基板の第１主面に積層された窒化ガリウム系化合物半導体層を有する略四角形状の半導体発光素子であって、
前記サファイア基板の第１主面に、底面形状が多角形の凸部を有し、かつ、
前記サファイア基板の第１主面側からの平面視において、前記凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘに対して略垂直な方向Ｙに延びる、前記半導体発光素子の対向する１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面側に、該第１主面に対して傾斜した面と、前記サファイア基板の第２主面側に、該第２主面に対して略垂直な面とを有し、
他の１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面に対して略垂直であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２０】
傾斜した面が、サファイア基板の第１主面に対する法線方向から８°±５°傾斜してなる請求項１７、１８又は１９に記載の半導体発光素子。
【請求項２１】
サファイア基板が、Ｘ方向にオフ角θを有する請求項１９又は２０に記載の半導体発光素子。
【請求項２２】
凸部が、サファイア基板の第１主面に対して、傾斜した側面を有する請求項１９〜２１のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項２３】
凸部が、サファイア基板の第１主面に対して、２段階の傾斜した側面を有する請求項２２に記載の半導体発光素子。
【請求項２４】
凸部は、底面において、Ｘ方向に前記鋭角状の頂点を有し、
Ｘと反対の方向である−Ｘ方向に、前記多角形を構成する隣り合う二辺がなす鈍角状の頂点又は前記多角形を構成する湾曲状の隣り合う二辺がなす頂点を有する請求項１９〜２３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。 
【請求項２５】
サファイア基板の第１主面側の傾斜した面が、第２主面側の垂直な面よりも平滑な面である請求項１７〜２４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項２６】
サファイア基板の第２主面側の垂直な面が、サファイア基板の厚みの４分の１以上で形成されてなる請求項１７〜２５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光素子及びその製造方法に関し、より詳細には、ウェハ内部にウェハを透過する光を照射して、ウェハをチップ化する半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体層が積層されたウェハは、ダイサー、スクライバー、レーザースクライバー等によってチップ化されている。
しかし、窒化物半導体層は、通常、サファイア基板からなるウェハ上に積層され、サファイア基板はオリフラ（多くはＡ面、Ｃ面）に対する平行方向で劈開性を有していないことから、スクライバー等で分割することは困難であった。【０００３】
また、窒化物半導体層をダイサーで分割する場合は、砥石で傷を入れるときに、クラック、チッピング等が発生しやすいという問題があった。
さらに、レーザースクライバーを用いて溝を形成し、その溝を用いてブレイキングする場合においても、劈開性のないサファイア基板は膜厚方向に斜めに、つまり、傾斜するように割れが入り、素子として機能する半導体層の一部にまで割れが掛かり、不良品となる場合があった。【０００４】
このような割れを回避するため、窒化ガリウム系化合物半導体層側から第１の割り溝を形成し、この第１の割り溝の中央線とオーバーラップしない位置に、サファイア基板側から第２の割り溝を形成し、斜め方向への割れを有効に利用してチップを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。【０００５】
また、別の方法として、半導体層の表面に第１割り溝を形成し、この第１割溝側から、レーザをサファイア基板内部に照射して第２割り溝を形成し、チップ化する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
さらに、サファイア基板の裏面からレーザによって内部加工をし、さらにサファイア基板裏面にスクライビングやレーザ照射により表面を加工し、チップ化する方法が提案されている（例えば、特許文献３）。【０００６】
また、サファイア基板内部にレーザを照射する際、予め斜め方向に分離予定面を設定し、サファイア基板の裏面から、その分離予定面に沿うように、レーザ照射を多段かつ断続的に行い、強制的に斜め方向にチップを分割する方法も提案されている（例えば、特許文献４）。
【特許文献１】特開２００５−１９１５５１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８４６８号公報
【特許文献３】特開２００５−１０９４３２号公報
【特許文献４】特開２００６−２４５０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、第１の割り溝と第２の割り溝との位置を調整して、斜め方向への割れを有効に利用する場合においても、サファイア基板の厚みによっては、意図する斜め方向への割れが必ずしも実現できず、上記課題が残る。しかも、半導体素子を作製する基板ごとに、予めその基板の割れ方向を試し割りする必要があり、製造工程が煩雑になるという課題がある。
また、単に、レーザをサファイア基板内部に照射して、基板内部に割り溝を形成しても、やはり、意図するようにサファイア基板が垂直に劈開せず、斜め方向への割れが依然として出現するという課題がある。【０００８】
さらに、予め設定した分離予定面に沿ってレーザ照射を行って斜め方向にウェハを分割する方法においては、サファイア基板の厚み方向のほぼ全体にわたる多段かつ断続的なレーザ照射は、膜厚方向と面内方向での複数のレーザ照射の制御が必要となり、時間がかかるとともに、製造工程が煩雑になる。加えて、サファイア基板の厚み方向全体にわたるレーザ照射による変質部によって、半導体素子から照射される光が吸収されやすくなり、半導体素子の発光効率の低下を招くという課題もある。【０００９】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体が積層されたウェハをチップ化する際に、サファイア基板の厚みにかかわりなく、チップ強度を確保したまま、極めて高い歩留りで正確にチップ化することができる半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、ウェハをチップ化する際のサファイア基板の傾斜方向と、サファイア基板表面のオフ角との間に関連があることを突き止め、予想外にも、オフ角の向きに対応させてウェハをチップ化する分割面を制御し得ることを見出し、本発明の完成に至った。【００１１】
また、半導体層が積層されたサファイア基板の劈開性について鋭意研究を行う一方、半導体層を積層させる前に、サファイア基板表面に凸部を複数形成し、この凸部による光の散乱及び回折効果を利用して半導体発光素子の発光効率を向上させる方法を模索する過程において、ウェハをチップ化する際のサファイア基板の分割面の傾斜方向と、凸部の配置又は形状との間に規則性があることを突き止め、予想外にも、凸部の形状に対応させて、ウェハをチップ化する際の分割面を制御し得ることを見出し、本発明の完成に至った。【００１２】
本発明は、
オリフラ面を有するサファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を積層したウェハから半導体発光素子を製造する方法であって、
前記オリフラ面に平行な方向Ｘoにオフ角θを有するサファイア基板の第１主面上に半導体層を積層し、
前記半導体層側に、前記方向Ｘoに対して略垂直な方向Ｙに延びる第１破断溝を形成し、
前記サファイア基板の内部に、前記第１破断溝に平行に、かつオフ角θの傾きに対応して第１破断溝内の分割予定線から±Ｘo方向に所定距離シフトさせて、第２破断線を形成し、
前記第１及び／又は第２破断線に沿ってウェハを分割する工程を含むことを特徴のひとつとする。【００１３】
また、本発明は、
サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を積層したウェハから半導体発光素子を製造する方法であって、
前記サファイア基板の第１主面に、エッチングによって底面形状が多角形の凸部を形成し、
前記サファイア基板の第１主面に半導体層を積層し、
前記サファイア基板の第１主面側からの平面視において、前記凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘに対して略垂直な方向Ｙに延びる第１破断溝を、前記半導体層側に形成し、
前記サファイア基板の内部に、前記第１破断溝に平行に、かつ該第１破断溝内の分割予定線から−Ｘ方向に所定距離シフトさせて、第２破断線を形成し、
前記第１及び／又は第２破断線に沿ってウェハを分割する工程を含むことを特徴のひとつとする。【００１４】
さらに、本発明は、
サファイア基板と、
該基板の第１主面に積層された窒化ガリウム系化合物半導体層とを備える略四角形状の半導体発光素子であって、
該半導体発光素子の対向する１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面に対して略垂直であり、
他の１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面側に、該第１主面に対して傾斜した面と、前記サファイア基板の第２主面側に、該第２主面に対して略垂直な面とを有することを特徴のひとつとする。【００１５】
また、本発明は、
サファイア基板と、
該基板の第１主面に積層された窒化ガリウム系化合物半導体層を有する略四角形状の半導体発光素子であって、
前記サファイア基板の第１主面に、底面形状が多角形の凸部を有し、かつ、
前記サファイア基板の第１主面側からの平面視において、前記凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘに対して略垂直な方向Ｙに延びる、前記半導体発光素子の対向する１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面側に、該第１主面に対して傾斜した面と、前記サファイア基板の第２主面側に、該第２主面に対して略垂直な面とを有し、
他の１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面に対して略垂直であることを特徴のひとつとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の半導体発光素子の製造方法によれば、サファイア基板表面のオフ角に対応して、またはサファイア基板表面に設けた凸部の形状に対応して、サファイア基板裏面からのレーザ照射位置を適所に設定することができる。これにより、サファイア基板を意図する分割面において分割することができ、歩留まりを飛躍的に向上させることが可能となる。その結果、予め分割面を試し割りによって確認する必要がなく、また、サファイア基板の全厚み方向において、面内方向にシフトさせる多段のレーザ照射を行うことなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。【００１７】
また、チップ化の際に、サファイア基板の厚みにかかわらず、ある程度厚い基板においても、分割面の制御ができ、チップ強度を確保することが可能となり、その前後の工程におけるハンドリング性を向上させることができる。
さらに、分割面の確実な制御によって、意図しない分割等を見越したマージン領域を設ける必要がなく、１枚のウェハから得られるチップ数を最大限にして、生産効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の半導体発光素子の製造方法では、まず、サファイア基板を準備する。
サファイア基板は、通常、ウェハとして、略円盤状でオリエンテーションフラット（ＯＦ）を有している。サファイア基板は、例えば、六方晶のＡｌ２Ｏ３からなる基板、Ｃ面、Ａ面、Ｒ面、Ｍ面のいずれかを主面とするサファイアによる基板、ａ軸に対してｒ軸が直交する基板であり得る。オリフラ面は、Ａ面又はＣ面であることが好ましい。なかでも、Ｃ面（０００１）を主面とし、オリフラ面をＡ面（１１−２０）とするサファイア基板であることがより好ましい。【００１９】
サファイア基板の厚みは特に限定されないが、半導体層の積層、後述する凸部の形成等における強度を考慮すると、２００μｍ〜２ｍｍ程度であることが適している。【００２０】
サファイア基板は、後述するように、第１主面に凸部を形成する場合には、必ずしもオフ角を有していなくてもよいが、例えば、第１主面及び／又は第２主面に０〜±１０°程度のオフ角を有していることが好ましく、０〜±５°程度、０〜±２°程度、０〜±０．５°程度、０〜±０．２５°程度、０〜±０．１５°程度のオフ角を有していることがより好ましい。オフ角はステップ状に形成されていてもよい。
これにより、この上に形成される半導体層を結晶性よく成長させることができる。
また、後述する第１破断溝及び第２破断線を最適な位置に形成するために、サファイア基板の第１主面及び／又は第２主面のオフ角を有効に利用することができる。【００２１】
ここでオフ角とは、サファイア基板の第１主面及び／又は第２主面、好ましくは第１主面を構成する所定の基準結晶面に対する傾斜角、例えば、Ｃ面（０００１）等に対する傾斜角を意味する。オフ角の方向は特に限定されるものではなく、オリフラ面に平行、垂直、斜め方向のいずれでもよいが、少なくともオリフラ面に平行な方向に有していることが好ましい。【００２２】
通常、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板１０の結晶方位を示すために所定の結晶方位を示すオリフラ面（ＯＦ）（例えば、Ａ面（１１−２０））が形成されている。
オフ角は、このオリフラ面に対して平行な方向Ｘo（図７（ｂ）中、矢印Ｘo）での傾斜角θを指す。
本明細書においては、特に断りのない限り、オリフラ面を手前に配置したサファイア基板の第１主面側からの平面視において、右側へ向かう方向をＸo（＋Ｘo）、左側へ向かう方向を−Ｘoとする。また、このオリフラ面を手前に配置して（実線で示す）、図７（ｂ）に示すように、これら図面に向って右側が下がる場合（破線で示す）、つまり、Ｘｏ方向に下がる場合を−θと定義する。図７（ａ）に示すように、右側が上がる場合、つまり、Ｘｏ方向に上がる場合をθまたは＋θと表す（図５(ａ）及び（ｂ）参照）。【００２３】
特に、オフ角がオリフラ面に平行な方向に、±０．２５°程度以下、さらに±０．１５°程度以下で形成されている場合には、オフ角による基板分割の傾斜との関連が高く、あるいは、オフ角と後述する凸部の形状による基板分割の傾斜との関連が高い傾向があり、基板分割の傾斜を制御することが可能となる。
オフ角に対する基板分割の傾斜方向の関係はかなり精度が高いものであることが確認されている。つまり、上述したように、Ｃ面を主面とし、Ａ面をオリフラ面としたウェハを用いると、略オリフラ面に平行な方向以外のオフ角θの有無、オフ角θの程度、サファイア基板の表面粗さ等の種々の要因との相互関係による影響が考えられるものの、所定方向へのオフ角θの角度及び方向によって、サファイア基板分割の傾斜（例えば、ｒ軸の方向性）を決定し、それに従って分割することができることを見出した。これによって、サファイア基板表面のオフ角を測定するという非常に簡便な方法を利用することにより、サファイア基板の分割を制御することが可能となり、歩留まりを飛躍的に向上させることができる。【００２４】
なお、サファイア基板は、その表面にオフ角を有するのみならず、第１主面及び／又は第２主面に凸部を形成してもよい。ここでの凸部の形状、大きさ等は特に限定されず、例えば、特開２００３−３１８４４１号公報に記載されているようなものが挙げられる。これにより、凸部による光の散乱及び回折効果を利用して半導体発光素子の発光効率を向上させることが可能となる。
また、この凸部は、特に第２主面に形成される場合には、製造工程の間にドライエッチング又はウェットエッチング、研磨等により、凸部を部分的に又は完全に除去してもよい。【００２５】
特に、サファイア基板の第１主面に凸部を形成するものが好ましい。
形成する凸部の形状及び大きさは特に限定されないが、例えば、凸部のサファイア基板の第１主面側からみた平面形状（最も第１主面に近い部分の形状：底面形状）が、多角形であることが適している。特に、三角形又は六角形が挙げられる。この場合の六角形は、例えば、鋭角と鈍角が交互に配置された変形形状の六角形が例示される。なお、本願明細書においては、多角形等の形状表現は、幾何学的に完全な多角形等の形状を指すのみならず、加工上等の理由から、角に丸みを帯びているもの等、近似する形状、若干の変形形状をも包含する。【００２６】
凸部の平面形状（底面形状）のサイズ、すなわち、凸部の構成辺となる一辺の長さは、λ／４以上（λは発光波長、ｎは半導体層の屈折率）であることが適している。具体的には、０．１μｍ〜５μｍ程度が挙げられる。また、凸部の相互の間隔は、λ／４以上であることが適している。さらに、１００μｍ程度以下、２０μｍ程度以下が挙げられる。ここでの相互の間隔は、基板表面（凸部底面）において、隣接する凸部同士の最小の距離を指す。【００２７】
凸部の縦断面形状は、三角形、四角形、台形、半円等のいかなる形状であってもよく、なかでも三角形、台形、半円等は、基板の主面に対して傾斜した面や曲面を有することで、光の散乱及び回折効率を高めることができるので好ましい。特に台形であることが好ましい。つまり、凸部の上部形状は、錐の形状であってもよいし、円形（例えば、図１Ａ及び１Ｂ）、三角形（図２Ａ及び２Ｂ）等の上面を有する形状であってもよい。なお、凸部の上部形状にかかわらず、凸部の底面形状によって、後述する第２破断線のシフト方向を決定することができる。テーパ角は、凸部の底面と側面のなす角を指し、例えば、９０°以下、７５°以下、６５°以下、さらに、２０°以上、３０°以上、４０°以上が挙げられる。散乱又は回折の効率の向上を確保し、また、半導体層のピットの発生を防止するためである。【００２８】
凸部の高さは、例えば、５ｎｍ以上であることが適しており、さらに、基板上に積層する半導体層の総厚さ以下であることが適している。また、発光波長をλとしたとき、高さがλ／４以上であることが好ましい。光を十分に散乱又は回折することができるとともに、積層された半導体層の横方向における電流の流れを良好に維持し、発光効率を確保するためである。【００２９】
サファイア基板の第１主面に凸部を形成する方法は、特に限定されず、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、適当な形状のマスクパターンを用いて、後述するようなドライエッチング又はウェットエッチング等のエッチングを行う方法が挙げられる。なかでも、ウェットエッチングが好ましい。この場合のエッチャントは、例えば、硫酸とリン酸との混酸、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、リン酸、ピロ硫酸カリウム等が挙げられる。【００３０】
底面形状が多角形の凸部は、例えば、用いるマスクパターンの形状、エッチング方法及び条件を適宜調整して制御することができる。この際のマスクパターンの材料及び形状は、例えば、絶縁膜（レジスト、ＳｉＯ２等）によって形成することができ、円形、楕円形、三角形又は四角形等の多角形形状の繰り返しパターン等が挙げられる。このようなマスクパターンの形成は、フォトリソグラフィ及びエッチング工程等の公知の方法により実現することができる。【００３１】
マスクパターンの形成のためのエッチング方法は、例えば、ドライエッチング及びウェットエッチング等、当該分野で公知の方法を利用することができる。例えば、ドライエッチングとしては、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング、イオンミリング、集束ビームエッチング、ＥＣＲエッチング等が挙げられる。ウェットエッチングのエッチャントは、上述したものと同様のものが例示される。【００３２】
本発明者らは、凸部の形状がサファイア基板分割の傾斜に対して規則性を有していることを見出すとともに、さらにサファイア基板分割の傾斜とサファイア基板の表面のオフ角との間にも、規則性の傾向が認められることを見出した。
つまり、上述したように、Ｃ面を主面とし、Ａ面をオリフラ面としたウェハを用いると、マスクパターンの形状、エッチング条件（エッチャントの種類、エッチング時間等）によって、サファイア基板の第１主面側からの平面視において、底面が三角形又は六角形等の多角形の凸部を形成することができる。この凸部底面おけるその１つの鋭角の向きが、オリフラ面に対して平行な方向（例えば、この方向をＸo方向とする）と一致する傾向があり、さらに、サファイア基板のオフ角θの±に対応して、形成される凸部の１鋭角が±Ｘ方向を向く傾向があることを見出した。【００３３】
なお、本明細書においては、特に断りのない限り、方向Ｘ（＋Ｘ）は、凸部の重心から１つ鋭角状の頂点（図１Ａ及び図２Ａの１１ｂ参照）に向う方向を指し、それとは逆の方向を−Ｘ方向と称する。【００３４】
これによって、サファイア基板の表面がオフ角を有している場合には、オフ角の正負によって、後述する第１及び第２破断線の位置を決定することができ、高い確率で歩留まりを向上させることができる。
また、サファイア基板の表面がオフ角を有していない場合、つまり、オフ角が０°の場合でも、ウェットエッチングによって凸部を形成することにより、凸部における底面形状によってオフ角での決定よりもさらに精度よく、第１及び第２破断線の位置を決定し、サファイア基板の分割を制御することができる。よって、より高い確率で歩留まりを向上させることが可能となる。【００３５】
特に、凸部の形状による基板分割の傾斜は、上述したオフ角に対する基板分割の傾斜方向の関係よりも、さらに高い精度でサファイア基板を制御できることが確認されている。【００３６】
次いで、サファイア基板の第１主面上に、半導体層を積層する。半導体層は、窒化ガリウム系化合物半導体層であり、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表されるものが挙げられる。これに加えて、III族元素としてＢを一部に有することもできる。またＶ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓで置換することもできる。【００３７】
半導体層は、通常、サファイア基板側から、第１導電型半導体層、発光層、第２導電型半導体層がこの順に積層されており、第１又は第２の導電型として、ｎ型不純物であるＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＣｄなどのＩＶ族元素、あるいはＶＩ族元素等のいずれか１つ以上を含有するか、ｐ型不純物であるＭｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｓｒ等を含有していてもよい。不純物の濃度は５×１０１６／ｃｍ３以上５×１０２１／ｃｍ３以下であることが好ましい。【００３８】
これらの半導体層の成長方法としては、特に限定されないが、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）など、半導体の成長方法として知られている全ての方法を好適に用いることができる。特に、ＭＯＣＶＤは結晶性良く成長させることができるので好ましい。【００３９】
なお、半導体層は、通常、凸部が形成されたサファイア基板の第１主面に形成することが好ましいが、サファイア基板の第１主面にウェットエッチングで凸部を形成し、その底面形状によって第１破断溝及び第２破断線の最適位置を決定した後、さらにドライ又はウェットエッチング、研磨等により、凸部を部分的に又は完全に除去し、第１主面を平坦化した後、その上に半導体層を積層してもよい。これにより、最終的な半導体発光素子での凸部の有無にかかわらず、半導体発光素子を歩留まりよく製造することが可能となる。【００４０】
また、凸部は、サファイア基板の第２主面にのみ又は第２主面にも形成してもよいし、上述したように、一旦形成した後、第１破断溝及び第２破断線の最適位置を決定し、凸部を部分的に又は完全に除去してもよい。このように、第２主面に凸部を形成することにより、光取出し効率を向上させることができるとともに、凸部を除去することにより、サファイア基板を最終的に薄膜化することが可能となる。【００４１】
さらに、サファイア基板は、上述したように、第１主面に凸部、第２主面にオフ角を形成してもよいし、第１主面にオフ角、第２主面に凸部を形成してもよい。あるいは、その第１主面にオフ角のみが形成されたものでもよい。【００４２】
続いて、半導体層側に第１破断溝を形成する。第１破断溝は、エッチング、ダイシング、パルスレーザ、スクライブ等、種々の方法で形成することができる。
その幅は特に限定されないが、例えば、１０〜５０μｍ程度が挙げられる。その深さは、上述したように、半導体層が第１導電型層、発光層及び第２導電型層の順で積層されている場合には、第１導電型層が露出する程度に設定することが適している。また、半導体層の構成にかかわらず、サファイア基板が露出する程度に設定することが好ましい。【００４３】
第１破断溝は、サファイア基板のオリフラ面に平行な方向Ｘoに対して、少なくとも、略垂直な方向Ｙに延びるように形成する。
あるいは、第１破断溝は、サファイア基板の第１主面側からの平面視において、図１Ａ及び図２Ａに示すように、先の工程で形成したサファイア基板１０における凸部１１の底面１１ａの三角形の重心Ｇから１つの鋭角状の頂点１１ｂに向う方向Ｘに対して少なくとも、略垂直な方向Ｙに延びるように形成する。
この場合のピッチは、得ようとする半導体発光素子の大きさによって適宜調整することができる。例えば、８０μｍ〜２０００μｍ程度が挙げられる。【００４４】
第１破断溝は、方向Ｘにも延びるように形成することが好ましい。半導体発光素子を矩形形状に容易にチップ化するためである。
また、サファイア基板の第１主面側からの平面視において、凸部の形状が、例えば、図１Ｂ及び図２Ｂに示すように、略六角形の形状の場合には、凸部２１の底面２１ａの六角形の重心Ｇから１つの鋭角状の頂点２１ｂに向う方向Ｘに対して略垂直な方向Ｙに延びるように形成する。【００４５】
第１破断溝を形成する前後又は同時であって、後述する第２破断線を形成する前に、例えば、サファイア基板に近い半導体層、具体的には、第１導電型の半導体層を、電気的な接続を得るための第１電極形成領域として露出させることが好ましい。【００４６】
また、サファイア基板内部に第２破断線を形成する。第２破断線は、第１破断溝と同様の方法で形成することができるが、レーザ光を照射することにより形成することが適している。
特に、サファイア基板に対して透過するレーザ光の照射により形成することが好ましい。ここで透過するとは、レーザ光をサファイア基板に照射した直後、つまり、サファイアが変質していない状態において透過率が７０％以上であること、さらに８０％以上、９０％以上であることを意味する。
また、レーザ光の照射は、半導体層側から行ってもよいが、半導体層での吸収を考慮して、第２主面側から行うことが好ましい。半導体層、特に発光層へのレーザ光の照射を回避することによって、発光効率の低下を最小限にとどめるためである。【００４７】
レーザ光は、パルスレーザを発生するレーザ、多光子吸収を起こさせることができる連続波レーザ等、種々のものを用いることができる。なかでも、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ、ナノ秒レーザなどのパルスレーザを発生させるものが好ましい。また、その波長は特に限定されるものではなく、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、チタンサファイアレーザ等による種々のものを利用することができる。【００４８】
なお、第２破断線を形成する前に、サファイア基板の厚みは、５０〜４００μｍ、８０〜１６０μｍ程度としておくことが好ましい。これにより、後述するレーザ光の多段照射を最小限とすることができるとともに、意図する方向に容易に分割することが可能となる。【００４９】
第２破断線は、サファイア基板の厚み、用いるレーザ光の種類、レーザーパワー等に応じて、サファイア基板の厚み方向に多段でレーザ光を照射することが好ましい。ここで多段とは、２段〜８段程度、好ましくは２段〜４段程度が挙げられる。また、別の観点から、後述するように、所定の深さを稼ぐことができる程度の複数段であることが好ましい。例えば、用いるレーザ光の種類、レーザーパワー等によって異なるが、サファイア基板の厚みが５０〜９０μｍ程度の場合には１段加工とし、９０〜１００μｍ程度の場合には１段又は２段加工、１００〜１２０μｍ程度の場合には２段又は３段加工、１２０〜１６０μｍの場合には３段又は４段加工が例示される。これにより、サファイア基板がある程度厚くても、分割面の傾斜を制御することが容易となる。なお、多段加工の際、面内方向にシフトさせてもよいが、シフトさせなくてもよい。【００５０】
第２破断線の幅は特に限定されず、この第２破断線の形成手段、例えば、レーザ光を用いる場合には、レーザ光の絞りの大きさ等によって適宜調整することができ、例えば、１μｍ程度以上であればよい。
また、その深さは、サファイア基板の厚みの４分の１程度以上とすることが適している。さらに好ましくは、サファイア基板の厚みの３０％程度以上、７０％程度以下、６０％程度以下、５０％程度以下が挙げられる。具体的には、１０〜６０μｍ程度が挙げられる。これにより、サファイア基板の厚みにかかわらず、分割面の傾斜を制御することが容易となる。また、不要なサファイアの変質を伴わず、変質部分における光の吸収を最小限にとどめて、発光効率の低下を抑制することが可能となる。【００５１】
サファイア基板の第１主面のオフ角を利用する場合には、第２破断線は、第１破断溝に平行に形成することが好ましく、さらに、第１破断溝の分割予定線（例えば、中央線）から、オフ角によって、所定距離シフトさせて形成することが適している。
具体的には、図５（ａ）のように、オフ角が−θの場合、つまり、サファイア基板のオリフラ面を手前に配置した際に左側から右側に下がっている場合には、上がっている（−Ｘo）方向に第２破断線を所定距離シフトさせることが好ましい。また、図５（ｂ）のように、オフ角が＋θの場合、つまり、サファイア基板のオリフラ面を手前に配置した際に左側から右側に上がっている場合には、上がっている（Ｘo）方向に第２破断線を所定距離シフトさせることが好ましい。【００５２】
あるいは、第２破断線は、第１破断溝に平行に形成することが好ましく、さらに、第１破断溝の分割予定線から、−Ｘ方向に所定距離シフトさせて形成することが好ましい。ここでの所定距離は、サファイア基板の厚み、レーザ光の照射の深さ等によって適宜調整することができる。例えば、第２破断線を形成する際のサファイア基板の厚みが上述した範囲の場合には、サファイア基板の第１主面における平面視において、第１破断溝から２〜１２μｍ程度、好ましくは６〜８μｍ程度シフトさせた位置に形成することが好ましい。これにより、分割面の傾斜の程度を容易に制御することが可能となり、半導体層側において所定の位置で分割することができる。【００５３】
また、シフトさせる方向は、サファイア基板に形成された凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘに対する逆方向である−Ｘ方向である。これによって、分割面の傾斜の程度を容易に制御して、素子として機能する半導体層内の領域への斜め方向の分割を回避することができる。この方向は、例えば、図１Ａ又は図２Ａに示す凸部が形成された場合には、図３（ａ）及び（ｂ）又は図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、凸部の１つの鋭角状の頂点位置を基準にして、−Ｘ方向であり、図１Ｂ又は図２Ｂに示す凸部が形成された場合には、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸部の１つの鋭角状の頂点位置を基準にして、−Ｘ方向である。【００５４】
なお、オフ角θの±は、オリフラ面に平行な方向に向くサファイア基板表面の凸部底面の多角形の一鋭角の方向に対応する傾向があることを見出している。つまり、オフ角が−θの場合には、図５（ａ）に示すように、凸部底面における一鋭角は、矢印Ｘoの方向に向いている傾向がある（図３（ａ）〜（ｃ）参照）。オフ角が＋θの場合には、図５（ｂ）に示すように、凸部底面における一鋭角は、矢印−Ｘoの方向に向いている傾向がある（図４（ａ）及び（ｂ）においてはＸ方向）。なお、図５（ａ）及び（ｂ）便宜上、サファイア基板表面の明確な凸部の表示を省略して、表面の角度を明確に示す態様を示している。【００５５】
第１破断溝及び第２破断線は、いずれを先に形成してもよい。
その後、第１及び／又は第２破断線に沿ってウェハを分割する。分割方法自体は、当該分野で公知の方法によって行うことができる。これによって、第１破断溝から第２破断線に至る分割面がサファイア基板の第１主面に対する法線方向から意図するとおり傾斜させることができる。この傾斜角度αは、例えば、８°±５°程度が挙げられる（図３（ａ）、図４及び図６中、α）。【００５６】
本発明の半導体発光素子の製造方法によって得られた発光素子は、特にその形状は限定されず、三角形、ひし形、台形等の多角形又は略多角形等であってもよいが、通常、四角形又は略四角形の形状である。【００５７】
半導体発光素子の一実施形態では、半導体発光素子が四角形の場合、素子の一対の側面、つまり、オリフラに略平行な方向に互いに対向する側面は傾斜しており、他の一対の側面、つまり、オリフラに略垂直な方向に互いに対向する側面は膜厚方向に略垂直である。このような側面形状によって、光の分散及び／又は回折を最大限に発揮させることができ、光取り出し率を向上させることができる。【００５８】
半導体発光素子の別の実施形態では、半導体発光素子の対向する１組の側面は、サファイア基板の第１主面に対して略垂直である。また、他の１組の側面は、サファイア基板の第１主面側に、第１主面に対して傾斜した面と、サファイア基板の第２主面側に、第２主面に対して略垂直な面とを有する。なお、傾斜した面及び略垂直な面は、いずれにおいても互いに平行であることが好ましい。
このように、サファイア基板の側面において、一方の対向する側面が一様に垂直な面を有し、他方の対向する側面が第１主面側に傾斜した面と第２主面側に垂直な面とを有する（垂直面と傾斜面とを混在して有する）ことで、外部への光取出し効率を向上させることができると共に、サファイア基板側を実装するような、第２主面を実装面とする形態において、実装時また実装された発光装置における半導体発光素子の重心安定性を確保することができる。【００５９】
半導体発光素子のさらに別の実施形態では、サファイア基板の第１主面は、底面形状が多角形の凸部を有している。同時に、サファイア基板の第１主面側からの平面視において、凸部底面の多角形の重心から１つの鋭角状の頂点に向う方向Ｘに対して略垂直な方向Ｙに延びる、半導体発光素子の対向する１組の側面は、サファイア基板の第１主面側に、第１主面に対して傾斜した面と、サファイア基板の第２主面側に、第２主面に対して略垂直な面とを有している。さらに、他の１組の側面は、前記サファイア基板の第１主面に対して略垂直である。  このように、サファイア基板の側面において、垂直面と傾斜面とが混在することにより、上記と同様に、光取出し効率を向上させ、半導体発光素子の重心安定性を確保することができる。【００６０】
このようなサファイア基板は、Ｘ方向にオフ角θを有することが好ましい。
また、凸部が、サファイア基板の第１主面に対して、傾斜した側面、特に、２段階に傾斜した側面を有することが好ましい。  さらに、凸部は、底面において、Ｘ方向に前記鋭角状の頂点を有しているとともに、Ｘと反対の方向である−Ｘ方向に湾曲状の突出部、例えば、図１Ａ及びＢ、図２Ａ及びＢのｍを有することが好ましい。このように、湾曲状の突出部がサファイア基板の傾斜した側面と対向することにより、基板側に進んだ光を、突出部を構成する辺（面）で屈折させ、早期に外部へ取り出すことができる。つまり、突出部と傾斜した側面とが対向することにより、光を側面に垂直に入射させることができる。また、Ｘ方向と垂直な方向（Ｙ方向）の基板側面は垂直な面であることで、Ｙ方向の側面は突出部と対向していない。従って、Ｙ方向の側面には垂直に光が入射せず、比較的早期に外部に取出すことができる。【００６１】
本発明の半導体発光素子は、半導体発光素子の側面における傾斜した面が、サファイア基板の第１主面に対する法線方向から８°±５°傾斜していることが好ましい。  また、サファイア基板の第１主面側の傾斜した面が、第２主面側の垂直な面よりも平滑な面であることが好ましい。これにより、サファイア基板内を反射する光を、傾斜した面は効率よく反射させ、垂直な面は意図的に散乱させて、外部への光取出し効率を向上することができる。【００６２】
以下に本発明の半導体発光素子の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１〜１２
まず、基板としてＡ面（１１−２０）にオリフラのあるＣ面（０００１）を第１主面とし、Ａ面方向に平行な方向Ｘoに、表１に示すオフ角を有するサファイア基板（厚み４００μｍ程度）を、それぞれ準備した。 【００６３】
【表１】
2009020033.tif 000003
【００６４】
これらのサファイア基板１０上に、それぞれ半導体層を形成した。
まず、ｎ型半導体層１２としてＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）の低温成長バッファ層を１０ｎｍ、アンドープのＧａＮを３μｍ、ＳｉドープのＧａＮを４μｍ、アンドープのＧａＮを３００ｎｍ積層した。
その上に、発光領域となる多重量子井戸の活性層１３として、（井戸層／障壁層）＝（アンドープのＩｎＧａＮ／ＳｉドープのＧａＮ）をそれぞれの膜厚を（６ｎｍ／２５ｎｍ）として井戸層が６層、障壁層が７層となるように交互に積層した。【００６５】
この場合、最後に積層する障壁層はアンドープのＧａＮとしてもよい。なお、低温成長バッファ層の上に形成する第１層をアンドープのＧａＮとすることにより、より均一に凸部を埋めて、その上に形成する半導体層の結晶性を良好にすることができる。
活性層の上に、ｐ型半導体層１４として、ＭｇドープのＡｌＧａＮを２０ｎｍ、アンドープのＧａＮを１００ｎｍ、ＭｇドープのＧａＮを２０ｎｍ積層した。ｐ型半導体層として形成するアンドープのＧａＮ層は、隣接する層からのＭｇの拡散によりｐ型を示す。【００６６】
得られた半導体層の表面から、所望のマスクを利用したエッチングを行った。これにより、図５（ａ）又は（ｂ）に示すように、ｎ型半導体層１２の一部として、例えば、ＳｉドープのＧａＮまでをエッチングした溝状の第１破断溝１５を形成した。この第１破断溝１５の幅は、例えば、２０μｍである。この第１破断溝１５は、例えば、オリフラ面に略平行方向及び略垂直方向の２方向に、それぞれ形成した。【００６７】
また、この第１破断溝１５のエッチングと同時に、ｎ電極を形成するために、ＳｉドープのＧａＮ層の一部を露出させた（図示せず）。
その後、ｐ型半導体層の表面全面にＩＴＯからなる透光性のｐ電極を、さらに透光性のｐ電極上に、ｎ型半導体層の露出面と対向する位置にｐパッド電極を形成した。ｎ型半導体層の露出面には、Ｗ／Ａｌ／Ｗからなるｎ電極と、ｎパッド電極とを形成した。ｐパッド電極及びｎパッド電極はいずれもＴｉ／Ｒｈ／Ｗ／Ａｕとした。【００６８】
次に、サファイア基板１０の裏面側から、サファイア基板１０を、例えば、５０〜１６０μｍ程度の厚み、具体的には、１２０μｍ程度に研磨した。得られたサファイア基板１０の半導体層側を粘着シートに貼り合わせた。この際、金属顕微鏡観察により、劈開方向の確認を行ってもよい。【００６９】
続いて、サファイア基板１０の裏面側から、オフ角が−θの場合には、図５（ａ）に示すように−Ｘo方向に、オフ角が＋θの場合には、図５（ｂ）に示すようにＸo方向に、オリフラ面に対して略垂直方向に延びる第１破断溝１５の分割予定線から、第１破断溝１５と平行に距離βシフトさせた位置であって、かつ、サファイア基板１０の内部に、第２破断線１６を形成した。この場合の距離βは、例えば、２〜１２μｍ程度、具体的には７μｍ程度である。【００７０】
また、第２破断線１６は、サファイア基板１０の裏面から、第１段を半導体層までの距離を６５μｍ程度として形成し、半導体層から離れる方向に３５μｍ程度の深さで、フェムト秒レーザによって合計３段階で形成した。サファイア基板裏面から第２破断線までの距離（第３段目までの距離）は２０μｍ程度であった。【００７１】
このように、本発明においては、サファイア基板１０の表面のオフ角の正負により、サファイア基板の分断面の傾斜を判断することができるために、どのように分断面が傾斜するかを、予め試し割りする必要がなく、オフ角θの傾きによって、サファイア基板の斜め方向の割れを制御することができ、歩留まりを飛躍的に向上させることができる。【００７２】
さらに、オリフラ面に対して略平行方向に形成する第２破断線１６は、第１破断溝１５の分割予定線に略オーバーラップする位置に形成した。
続いて、第１破断溝１５及び第２破断線１６に沿って、ウェハをチップ状に分割し、一辺が３５０μｍ程度の半導体チップを得た。この際、ウェハは、図６に示すように、サファイア基板の表面に対する法線方向から、−Ｘo方向に、α°傾斜して、破線に沿って斜めに分割した。この分割面の角度αは、１９°程度であった。
この際、サファイア基板が意図する方向に傾斜して分割できた半導体チップは、約９２％であり、非常に高い歩留まりであることを確認した。
これを反射鏡を備えたリードフレームに実装し、砲弾型のＬＥＤを作製した。【００７３】
このように、得られた半導体発光素子は、サファイア基板の規則性を、基板表面のオフ角によって判断し、第１破断溝に対して、適切な方向に第２破断線をシフトさせることができるために、ウェハの分割を容易に制御することができ、歩留まりを飛躍的に向上させることができる。また、意図しない分割等を見越したマージン領域を設ける必要がなく、１枚のウェハから得られるチップ数を最大限にして、生産効率の向上を図ることができる。その結果、予め分割面を試し割りによって確認する必要がなく、サファイア基板の全厚み方向及び面内方向への相当の多段のレーザ照射を行うことなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。【００７４】
また、分割の際に、サファイア基板の厚みにかかわらず、ある程度厚い基板においても、分割面の制御が可能であり、チップ強度を確保することが可能となり、その前後の工程におけるハンドリング性を向上させることができる。
なお、オフ角がＸo方向に０°である場合には、上述したように、略オリフラ面に平行な方向以外のオフ角θの有無、そのオフ角θの程度、サファイア基板の表面粗さ等の種々の要因との相互関係による影響が考えられるものの、所定の規則性があることを確認している。【００７５】
実施例１３
まず、基板としてＡ面（１１−２０）にオリフラのあるＣ面（０００１）を第１主面とするサファイア基板を準備した。
厚み４００μｍ程度のサファイア基板１０上に、膜厚０．５μｍ程度のＳｉＯ２膜を成膜し、円形のパターンが均等に配置する繰り返しパターンを形成した。【００７６】
続いて、この繰り返しパターンを用いて、サファイア基板をウェットエッチングで０．５〜４μｍエッチングすることにより、図１Ａに示したように、サファイア基板１０の表面に、凸部１１を形成した。この凸部１１は、底面１１ａの形状が略三角形、上面の形状が略円形の略三角錘台形状であり、その底面１１ａの三角形の一辺の長さが５μｍ程度、隣接する凸部１１の重心Ｇ間の距離が７μｍであった。また、凸部１１側面の傾斜角は１２０°であった。凸部１１の底面１１ａの三角形の一つの頂点１１ｂは、所定の方向であるＸ方向を向いている。このＸ方向は、オリフラに対して平行な方向であった。【００７７】
この際のエッチングは、硫酸とリン酸との混酸を用いたウェットエッチングを利用し、その他の条件を調節することにより行った。
次に、凸部１１の繰り返しパターンのついたサファイア基板１０の上に、図３（ａ）に示すように、半導体層を形成した。【００７８】
半導体層は、実施例１と同様の方法により形成した。【００７９】
サファイア基板１０の裏面側から、上述した方向Ｘと逆方向である−Ｘ方向に、オリフラ面に対して略垂直方向の第１破断溝１５の分割予定線から、第１破断溝１５と平行に距離βシフトさせた位置であって、かつ、サファイア基板１０の内部に、第２破断線１６を形成した。この場合の距離βは、例えば、２〜１２μｍ程度、具体的には７μｍ程度である。また、第２破断線１６は、サファイア基板１０の裏面から、第１段を半導体層までの距離を６５μｍ程度として形成し、半導体層から離れる方向に３５μｍ程度の深さで、フェムト秒レーザによって合計３段階で形成した。サファイア基板裏面から第２破断線までの距離（第３段目までの距離）は２０μｍ程度であった。【００８０】
なお、本発明においては、サファイア基板１０の表面に凸部を形成した際に、凸部の配置及び向き（頂点の向き）、さらにオリフラとのそれらの相互関係によって、サファイア基板の分断面の傾斜を判断することができるために、どのように分断面が傾斜するかを、予め試し割りする必要がない。【００８１】
さらに、オリフラ面に対して略平行方向に形成する第２破断線１６は、第１破断溝１５の分割予定線に略オーバーラップする位置に形成した。
続いて、第１破断溝１５及び第２破断線１６に沿って、ウェハをチップ状に分割し、一辺が３５０μｍ程度の半導体チップを得た。この際、ウェハは、図３（ａ）に示すように、サファイア基板の表面に対する法線方向から、−Ｘ方向、つまり、サファイア基板１０の凸部１１底面１１ａにおける頂点１１ｂが向いている方向とは逆の方向に、α°傾斜して、破線に沿って斜めに分割した。この分割面の角度αは、１９°程度であった。【００８２】
これを反射鏡を備えたリードフレームに実装し、砲弾型のＬＥＤを作製した。
このように、得られた半導体発光素子は、サファイア基板の規則性を、その製造工程において判断し、第１破断溝に対して、適切な方向に第２破断線をシフトさせることができるために、ウェハの分割を容易に制御することができ、ウェハ分割に関する歩留まりを略１００％と飛躍的に向上させることができる。また、意図しない分割等を見越したマージン領域を設ける必要がなく、１枚のウェハから得られるチップ数を最大限にして、生産効率の向上を図ることができる。その結果、予め分割面を試し割りによって確認する必要がなく、サファイア基板の全厚み方向及び面内方向への相当の多段のレーザ照射を行うことなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。【００８３】
また、分割の際に、サファイア基板の厚みにかかわらず、ある程度厚い基板においても、分割面の制御が可能であり、チップ強度を確保することが可能となり、その前後の工程におけるハンドリング性を向上させることができる。【００８４】
実施例１４
基板としてＡ面（１１−２０）にオリフラのあるＣ面（０００１）を第１主面とするが、実施例１とは異なるサファイア基板を準備し、同様にマスクパターンを形成し、エッチング条件を変更して、硫酸とリン酸との混酸を用いたウェットエッチングによって、サファイア基板１０表面をエッチングした。これにより、図２に示したように、サファイア基板１０の表面に、凸部２１を形成した。この凸部２１は、底面２１ａの形状が変形した略六角錘台形状であり、その底面１１ａの六角形の鋭角同士を結ぶ一辺の長さが５μｍ程度、隣接する凸部２１の重心Ｇ間の距離が７μｍであった。また、凸部２１側面の傾斜角は１２０°であった。凸部２１の底面１１ａの六角形の一つの頂点２１ｂは、所定の方向であるＸ方向を向いている。このＸ方向は、オリフラに対して平行な方向であった。【００８５】
なお、エッチング時間を長く設定することにより、六角形状から、鈍角が削れて三角形状に変わることを確認している。
次に、実施例１と同様に半導体層を形成した。
図４（ａ）に示すように、ｎ型半導体層１２の一部として、例えば、ＳｉドープのＧａＮまでをエッチングした溝状の第１破断溝１５を、実施例１３と同様に形成した。【００８６】
その後、実施例１３と同様にｐ型半導体層及びｎ型半導体層に電極を形成した。
続いて、実施例１３と同様にサファイア基板を研磨し、粘着シートに貼り合わせた。
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板１０の裏面側から、上述した方向Ｘと逆方向である−Ｘ方向に、オリフラ面に対して略垂直方向の第１破断溝１５の分割予定線から、第１破断溝１５と平行に距離βシフトさせた位置であって、かつ、サファイア基板１０の内部に、第２破断線１６を、実施例１３と同様に形成した。【００８７】
続いて、実施例１３と同様にウェハをチップ状に分割し、一辺が３５０μｍ程度の半導体チップを得た。この際、ウェハは、図４（ａ）に示すように、サファイア基板の表面に対する法線方向から、−Ｘ方向、つまり、サファイア基板１０の凸部２１底面２１ａにおける頂点２１ｂが向いている方向とは逆の方向に、α°傾斜して、破線に沿って斜めに分割した。この分割面の角度αは、７°程度であった。
これを反射鏡を備えたリードフレームに実装し、砲弾型のＬＥＤを作製した。
このように、得られた半導体発光素子は、実施例１３の半導体発光素子と同様の効果が得られるとともに、発光効率も実施例１３と同様であった。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ素子等の半導体発光素子のみならず、半導体発光素子の製造に広範囲に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１Ａ】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成される凸部形状を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成される別の凸部形状を示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成されるさらに別の凸部形状を示す平面図である。
【図２Ｂ】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成されるさらに別の凸部形状を示す平面図である。
【図３】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成される第１破断溝及び第２破断線の位置関係を示す概略断面図である
【図４】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成される別の第１破断溝及び第２破断線の位置関係を示す概略断面図である
【図５】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成されるさらに別の第１破断溝及び第２破断線の位置関係を示す概略断面図である
【図６】本発明の半導体発光素子の製造方法における一工程で形成されるさらに別の第１破断溝及び第２破断線の位置関係を示す概略断面図である
【図７】本発明の半導体発光素子の製造方法で用いるサファイア基板のオフ角を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  サファイア基板    １１、２１  凸部      １１ａ、２１ａ  底面
１１ｂ、２１ｂ  頂点    １２  ｎ型半導体層    １３  発光層
１４  ｐ型半導体層      １５  第１破断溝      １６  第２破断線
１７  レーザ光
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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