(57)【要約】  【課題】  半導体ウェハをブレイクした際に個々の半導体チップの端面に発生するバリのない半導体チップの製造方法を提供する。  【解決手段】  基板上に半導体層を積層し、複数の半導体チップを形成した半導体ウェハ１０の裏面に個々の半導体チップを区切る第１の溝２６をダイシングによって設ける。半導体ウェハ１０の第１の溝２６を設けた面とは逆の面全体に粘着テープ３１を貼り付け、粘着テープ３１の上からローラによって半導体ウェハ１０を加圧し、ブレイクする。粘着テープ３１によって半導体ウェハ１０を元の形状に保持したまま、第１の溝２６の底の、ブレイクした半導体ウェハ１０が接してなす分割ライン上に第１の溝２６よりも幅の狭い第２の溝２８を設ける。【選択図】      図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に半導体層が積層された半導体ウェハを分割することで複数の半導体チップを生成する半導体チップの製造方法において、
前記半導体ウェハを分割するラインに沿った第１の溝を、前記半導体ウェハの一方の表面である第１の表面に設ける第１のステップと、前記半導体ウェハを元の形状を保持したまま前記半導体ウェハの他方の表面である第２の表面より前記半導体ウェハの分割を行う第２のステップと、前記第２のステップで分割された前記半導体ウェハの前記第１の表面において、前記第１の溝の底に存在する分割ラインに沿って第２の溝を設ける第３ステップとを備えることを特徴とする半導体チップの製造方法。
【請求項２】
前記半導体ウェハの前記第２の表面に粘着テープを貼り付けることにより、分割した前記半導体ウェハを元の形状のままに保持することを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体チップの製造方法によって製造されることを特徴とする半導体チップ。
【請求項４】
前記半導体チップがモノリシック発光ダイオードアレイであることを特徴とする請求項３に記載の半導体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ、特に発光ダイオードなどに用いられる半導体発光チップ、モノリシック発光ダイオードアレイおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード素子は、発光が鮮やかであり、駆動電圧が低く周辺回路が容易になるなどの理由により、従来、表示デバイスとしてのみならず、電子写真方式の複写機、プリンタなどの画像形成装置の光源としても広く用いられている。
【０００３】
発光ダイオード素子などの半導体チップは、ＧａＡｓなどの基板上に複数の層を形成し、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって作成される。基板上には多数の半導体素子が作成され、半導体ウェハとなり、これらの素子をスクライブ後にブレイクすることや、ダイシングによって個々の半導体チップに分割する。
【０００４】
スクライブ後にブレイクすることによって半導体ウェハを分割する方法として、例えば特許文献１では、図１２に示すように半導体ウェハ４０上の各素子間にポリイミド膜４５で形成したスクライブライン４１を設け、半導体ウェハ４０のスクライブライン４１を設けた面とは反対側の面にエッチングまたはハーフダイスによって溝４２を設け、スクライブライン４１上をスクライブ針でスクライブした後、ローラによって加圧して図１３に示すように各半導体チップ４６にブレイクする方法が示されている。
【特許文献１】特許３５２７６４２号公報（第４頁、第５頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１で示された方法では、図１３に示すように、半導体ウェハを分割した際に半導体チップ４６の端部にバリ４７が発生してしまう。半導体チップにバリがあると、チップボンディングする際に、隣接する半導体チップとバッティングする原因となるため、外観検査において不良品として取り除かれる。したがって、半導体チップの歩留まり向上のためにはブレイク時にバリが発生しないようにすることが重要である。
【０００６】
そこで、本発明は、バリのない半導体チップおよびそ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】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために本発明は、基板上に半導体層が積層された半導体ウェハを分割することで複数の半導体チップを生成する半導体チップの製造方法において、前記半導体ウェハを分割するラインに沿った第１の溝を、前記半導体ウェハの一方の表面である第１の表面に設ける第１のステップと、前記半導体ウェハを元の形状を保持したまま前記半導体ウェハの他方の表面である第２の表面より前記半導体ウェハの分割を行う第２のステップと、前記第２のステップで分割された前記半導体ウェハの前記第１の表面において、前記第１の溝の底に存在する分割ラインに沿って第２の溝を設ける第３ステップとを備えることを特徴とする。
【０００８】
（２）また本発明は、上記構成の半導体チップの製造方法において、前記半導体ウェハの前記第２の表面に粘着テープを貼り付けることにより、分割した前記半導体ウェハを元の形状のままに保持することを特徴とする。
【０００９】
（３）また本発明にかかる半導体チップは、上記構成の半導体チップの製造方法によって製造されることを特徴とする。
【００１０】
（４）また本発明にかかる半導体チップは、モノリシック発光ダイオードアレイであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体チップの製造方法によると、半導体ウェハをブレイクした際に半導体チップに発生するバリを第２の溝を設けることによってほぼなくすことができ、できあがったモノリシック発光ダイオードアレイなどの半導体チップが外観不良となりにくくなり、歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
また、本発明によると、粘着テープによってブレイク後も半導体ウェハを元の形状のままに保持することができるため、容易に第２の溝を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、図１〜１１を用いて説明する。図１は本発明の実施形態にかかる、半導体層を積層させた基板の部分正面図、図２は発光部およびダイシングストリートを設けた基板の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った部分断面図、図４は絶縁膜を形成した基板の部分断面図、図５はモノリシック発光ダイオードアレイを形成した半導体ウェハの部分平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図、図７は半導体ウェハの平面図、図８はスクライブラインおよび第１の溝を設けた半導体ウェハの部分断面図、図９は粘着テープを貼り付け、ブレイクした後の半導体ウェハの部分断面図、図１０は第２の溝を設けた半導体ウェハの部分断面図、図１１は第２の溝を設け、転写した半導体ウェハの部分断面図、図１２は粘着テープをエキスパンドしたモノリシック発光ダイオードアレイの部分断面図である。
【００１４】
まず、図１に示すように、Ｎ型ＧａＡｓの基板１１上に、厚さ０．２５μｍのＮ型ＧａＡｓバッファ層１２、０．５０μｍのＮ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３、０．５０μｍのＰ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１５および０．１０μｍのＰ型ＧａＡｓコンタクト層１６を順次エピタキシャル成長させる。かかる構成では、Ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３とＰ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１５との間に発光層（ＡｌＧａＡｓ活性層）１４が形成される。
【００１５】
なお、Ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２とＮ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３との間に、発光層から下方向（基板方向）に出た光を上方向へ反射して取り出すための層として周知のＤＢＲ層（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ層：分布ブラッグ反射層）を形成してもよい。
【００１６】
発光層１４の発光波長はＡｌの混晶比で定まるので、発光層１４の組成は、希望する発光波長によって適宜変更が可能である。例えば発光波長を７１０ｎｍとする場合は発光層１４の組成はＡｌ0.28Ｇａ0.72Ａｓとすればよい。
【００１７】
また、エピタキシャル成長法としては、周知のＶＰＥ（気相エピタキシャル）法、ＭＯＰＶ（有機金属気相エピタキシャル）法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相デポジション）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法、ＭＯＭＢＥ（有機金属分子線エピタキシャル）法、ＣＢＥ（化学ビームエピタキシャル）法を適宜採用することができる。
【００１８】
さらに、本実施形態では基板１１としてＮ型ＧａＡｓ基板を使用したが、Ｐ型ＧａＡｓ基板を使用することもでき、この場合はそれぞれのエピタキシャル層の導電型を逆のものとすればよい。
【００１９】
次に、フォトリソグラフィーおよびエッチング工程により、図２および図３に示すように、発光層１４を複数のメサ形状の発光部１７に分離する。ここでエッチング液として、リン酸と過酸化水素水とメタノールとの混合溶液を用いる。
【００２０】
次いで、希釈王水による前処理を行った後、図３に示すように、基板１１の各種エピタキシャル層を形成した面とは反対側の面にＮ側電極１８を形成する。Ｎ側電極１８としては、例えば基板１１側から順にＡｕ層、Ｔｅ層、Ｓｎ層、Ａｕ層を形成し、４５０℃で熱処理してできる０．８ｍｍ厚さ程度のＡｕ合金を用いることができる。
【００２１】
次いで、ＢＨＦによる前処理および水洗、窒素ブローを行った後、図４に示すように、基板１１の発光部１７が形成された側の表面全体に、２００〜３００ｎｍのＳｉ3Ｎ4からなる絶縁膜２０をエピタキシャル成長させる。この絶縁膜２０は、Ｓｉ3Ｎ4以外に、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3からなるものであってもよい。
【００２２】
さらに、この絶縁膜２０に対し、図５および図６に示すように、フォトリソグラフィーおよびエッチング工程により発光部１７にコンタクトホール２２を形成し、続いて例えばリフトオフ法によりコンタクトホール２２上および絶縁膜２０上にＰ側電極２３を形成し、複数のモノリシック発光ダイオードアレイ１９が形成された半導体ウェハが１０が完成する（図７参照）。ただし図５ではコンタクトホールは省略している。Ｐ側電極２３としては、例えば絶縁膜２０側から順にＴｉ層、Ａｕ層、Ｚｎ層、Ａｕ層を形成し、４００℃で熱処理してできる１．０μｍ厚さ程度のＡｕ合金を用いることができる。
【００２３】
なお、上述した各フォトリソグラフィー工程では、レジストの塗布、プリベイク、露光、現像、ポストベイクが行われ、エッチング工程の完了後、１２０±１０℃の剥離液中でレジストの剥離が同様に行われている。
【００２４】
この半導体ウェハ１０の裏面すなわちＰ側電極２３が形成された面とは反対側の面よりダイシングブレードによってハーフダイスを行い、図８に示すように第１の溝２６を設け、Ｐ側電極２３が形成された面の第１の溝２６に対向する位置（図７に一点鎖線で示す位置）をダイヤモンド刃などによってスクライブし、スクライブライン２７を設ける。図８〜図１２では半導体ウェハ１０上の各層を省略している。次に、半導体ウェハ１０のスクライブライン２７が設けられた側の面全体に伸縮性の粘着テープ３１を貼り付ける。この粘着テープ３１が貼り付けられた面を上にして軟質ゴム３２上に載置し、粘着テープ３１上からローラによって半導体ウェハ１０を加圧して、図９に示すように、半導体ウェハ１０を個々のモノリシック発光ダイオードアレイ１９にブレイクする。この際、第１の溝２６の分割された部分の近傍の一部ではバリ２４が発生している。この時点では、半導体ウェハ１０は図７のスクライブライン２７の位置で分割されているが、粘着テープ３１によって固定されているため分割される前の形状を留めている。
【００２５】
続いてこのブレイクされた半導体ウェハ１０の第１の溝２６の底の、分割された個々の半導体ウェハ１０が接してなす分割ライン上で、第１の溝２６を設けるのに用いたダイシングブレードよりも薄いダイシングブレードを用いてハーフダイスを行い、図１０に示すように第１の溝２６よりも幅の狭い第２の溝２８を設ける。これによって、バリ２４を除去することができ、また第１の溝２６の幅が変わることはない。
【００２６】
次に、図１１に示すように分割された個々の半導体ウェハ１０に再度転写を行い、スクライブライン２７に対して垂直な方向（モノリシック発光ダイオード１９の長手方向）にスクライブやダイシングの方法を用いて個々のモノリシック発光ダイオード１９に分離する。その後、図１２に示すように半導体ウェハ１０に貼り付けた粘着テープ３１を周囲から縦横に引っ張り（エキスパンド）、モノリシック発光ダイオードアレイ１９間に隙間を設け、取り出しやすくする。最後に外観検査し、合格品をボンディング工程などの次の工程へと移行させる。
【００２７】
このように、ハーフダイスで第２の溝を設けることによって、バリ２４を取り除くことができるため、モノリシック発光ダイオードアレイ１９が外観不良となる可能性が大きく低下し、生産時の歩留まりを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、モノリシック発光ダイオードアレイに限らず、他の形状の発光ダイオード、半導体素子など、ハーフダイスおよびブレイクによって基板を分割して製造する半導体チップおよびその製造方法一般に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】は、本発明の実施形態にかかる半導体層を積層させた基板の部分正面図である。
【図２】は、本発明の実施形態にかかる発光部およびダイシングストリートを設けた基板の平面図である。
【図３】は、図２のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。
【図４】は、本発明の実施形態にかかる絶縁膜を形成した基板の部分断面図である。
【図５】は、本発明の実施形態にかかるモノリシック発光ダイオードアレイを形成した半導体ウェハの部分平面図である。
【図６】は、図５のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図である。
【図７】は、本発明の実施形態にかかる半導体ウェハの平面図である。
【図８】は、本発明の実施形態にかかるスクライブラインおよび第１の溝を設けた半導体ウェハの部分断面図である。
【図９】は、本発明の実施形態にかかる、粘着テープを貼り付け、ブレイクした後の半導体ウェハの部分断面図である。
【図１０】は、本発明の実施形態にかかる第２の溝を設けた半導体ウェハの部分断面図である。
【図１１】は、本発明の実施形態にかかる第２の溝を設け、転写した半導体ウェハの部分断面図である。
【図１２】は、本発明の実施形態にかかる粘着テープをエキスパンドしたモノリシック発光ダイオードアレイの部分断面図である。
【図１３】は、従来のスクライブラインおよび溝を設けた半導体ウェハの部分断面図である。
【図１４】は、従来のブレイク後の半導体チップの部分断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    半導体ウェハ
１１    基板
２６    第１の溝
２８    第２の溝
３１    粘着テープ
【図１】
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【図２】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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