(57)【要約】【課題】レーザーリフトオフ法による基板と半導体層との分離を良好に行える半導体発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の半導体発光装置の製造方法は、基板１の主面に発光層を有する半導体層１２ａ、１２ｂを形成する工程と、基板１の主面上で半導体層１２ａ、１２ｂを複数の素子１２に分離する分離溝３１を形成する工程と、半導体層１２ａ、１２ｂを覆い、分離溝３１の底面を覆う絶縁膜１５を基板１の主面上に形成する工程と、基板１における主面の反対面側から半導体層１２ａにレーザ光Ｌを照射して、半導体層１２ａと基板１とを分離する工程とを備え、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０が分離溝３１に位置するようにレーザ光Ｌを照射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に、発光層を有する半導体層を形成する工程と、
前記基板の前記主面上で前記半導体層を複数の素子に分離する分離溝を形成する工程と、
前記半導体層を覆い、前記基板上に設けられた前記分離溝の底面を覆う絶縁膜を前記基板の前記主面上に形成する工程と、
前記基板における前記主面の反対面側から前記半導体層にレーザ光を照射して、前記半導体層と前記基板とを分離する工程と、
を備え、
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝に隣接する前記半導体層の縁部近傍に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝よりも前記半導体層側に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板における前記分離溝に対向する部分に溝を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記分離溝の少なくとも一部に前記絶縁膜が設けられない空所を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色や近紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源とし蛍光体により白色光を発光する発光装置は、照明装置、画像表示装置のバックライト光源などに用途が拡大してきており、高効率化の要求が強まっている。従来、リードフレーム上に発光素子チップを実装し、樹脂成型を行った表面実装型発光装置が製品化されているが、さらに光の取り出し効率を向上させる目的で、発光層の支持基板をレーザーリフトオフ法により剥離する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
レーザーリフトオフ法により基板を剥離する際には、発光層を含む半導体層における基板との界面に形成された部分が急激に低融点金属とガスに熱分解し、それにより生じる衝撃波によって半導体層や基板がダメージを受ける場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７２４１６６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、レーザーリフトオフ法による基板と半導体層との分離を良好に行える半導体発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板の主面に、発光層を有する半導体層を形成する工程と、前記基板の前記主面上で前記半導体層を複数の素子に分離する分離溝を形成する工程と、前記半導体層を覆い、前記基板上に設けられた前記分離溝の底面を覆う絶縁膜を前記基板の前記主面上に形成する工程と、前記基板における前記主面の反対面側から前記半導体層にレーザ光を照射して、前記半導体層と前記基板とを分離する工程と、を備え、前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝に隣接する前記半導体層の縁部近傍に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする半導体発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レーザーリフトオフ法による基板と半導体層との分離を良好に行える半導体発光装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図２】図１に続く工程を示す模式断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法における分離溝の平面レイアウト及びレーザ光の照射範囲を示す模式図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図２（ｄ）は、本発明の実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。図２（ｄ）には、ウェーハ状態から分離された例えば２つの半導体発光装置が示される。
【００１１】
本実施形態に係る半導体発光装置は、発光素子１２と配線部とを有する。発光素子１２は、半導体層１２ａと半導体層１２ｂとを有する。半導体層１２ｂは、発光層をｐ型クラッド層とｎ型クラッド層とで挟んだ構造を有する。半導体層１２ａは、例えばｎ型であり、電流の横方向経路として機能する。但し、半導体層１２ａの導電型はｎ型に限らず、ｐ型であってもよい。
【００１２】
半導体層１２ａの表面は光取り出し面６０として機能する。半導体層１２ａにおける光取り出し面６０の反対側の面の一部には半導体層１２ｂが設けられていない。その部分にはｎ側電極１３が形成されている。半導体層１２ｂにおける半導体層１２ａが設けられた面の反対側の面にはｐ側電極１４が形成されている。
【００１３】
半導体層１２ａ及び半導体層１２ｂにおける光取り出し面６０の反対側は、絶縁膜１５で覆われている。光取り出し面６０は絶縁膜１５から露出している。絶縁膜１５における光取り出し面６０の反対側の面には、ｎ側配線層１８とｐ側配線層１９とが互いに分離して形成されている。
【００１４】
ｎ側電極１３とｎ側配線層１８とは、ｎ側コンタクト部１６を介して電気的に接続されている。ｐ側電極１４とｐ側配線層１９とは、ｐ側コンタクト部１７を介して電気的に接続されている。
【００１５】
ｎ側配線層１８の下にはｎ側金属ピラー２１が設けられている。ｐ側配線層１９の下にはｐ側金属ピラー２２が設けられている。ｎ側金属ピラー２１の周囲、ｐ側金属ピラー２２の周囲、ｎ側配線層１８およびｐ側配線層１９は、樹脂２０で覆われている。
【００１６】
ｎ側金属ピラー２１及びｐ側金属ピラー２２における樹脂２０から露出する下端面には、はんだボール、金属バンプなどからなり、外部回路と接続される外部接続端子２３が設けられている。
【００１７】
半導体層１２ａは、ｎ側電極１３、ｎ側コンタクト部１６、ｎ側配線層１８およびｎ側金属ピラー２１を介して、外部接続端子２３と電気的に接続されている。半導体層１２ｂは、ｐ側電極１４、ｐ側コンタクト部１７、ｐ側配線層１９およびｐ側金属ピラー２２を介して、外部接続端子２３と電気的に接続されている。
【００１８】
半導体層１２ａ、１２ｂが薄くても、ｎ側金属ピラー２１、ｐ側金属ピラー２２および樹脂２０を厚くすることで機械的強度を保つことが可能となる。また、外部接続端子２３を介して各半導体発光装置を回路基板等に実装した場合に、外部接続端子２３を介して発光素子１２に加わる応力を、ｎ側金属ピラー２１とｐ側金属ピラー２２が吸収することで緩和することができる。
【００１９】
次に、図１〜３を参照して、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
【００２０】
まず、図１（ａ）に示すように、基板１の主面上に半導体層１２ａと半導体層１２ｂとの積層体を形成する。半導体層１２ｂは半導体層１２ａ上の全面に形成された後、図示しないレジストマスクを用いてパターニングされ複数に分離される。例えば、発光層が窒化物系半導体の場合、半導体層１２ａ、１２ｂはサファイアなどの基板１上に結晶させることができる。
【００２１】
次に、半導体層１２ａの一部をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やレーザーアブレーション等により除去し、図１（ｂ）に示すように、分離溝３１を形成する。この分離溝３１により、半導体層１２ａ及び半導体層１２ｂは、基板１の主面上で複数の発光素子１２に分離される。分離溝３１は、例えば図３（ａ）に示すように格子状に形成される。各々の発光素子１２の平面形状は略四角形状に形成され、その周囲を分離溝３１が枠状に囲んでいる。
【００２２】
半導体層１２ｂの表面には、ｐ側電極１４が形成される。半導体層１２ａの表面における半導体層１２ｂで覆われていない部分には、ｎ側電極１３が形成される。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示すように、基板１上に、半導体層１２ａ及び半導体層１２ｂを覆う絶縁膜１５が形成される。絶縁膜１５は、例えば感光性のポリイミドなどの有機材料からなる。これにより、分離溝３１は、絶縁膜１５により埋められる。
【００２４】
次に、絶縁膜１５に、ｎ側電極１３に達する開口及びｐ側電極１４に達する開口を形成した後、ｎ側電極１３に達する開口内にｎ側コンタクト部１６を設け、ｐ側電極１４に達する開口内にｐ側コンタクト部１７を設ける。さらに、絶縁膜１５上に、ｎ側コンタクト部１６と接続するｎ側配線層１８と、ｐ側コンタクト部１７と接続するｐ側配線層１９を形成する。
【００２５】
ｎ側コンタクト部１６、ｐ側コンタクト部１７、ｎ側配線層１８およびｐ側配線層１９は、例えばめっき法で形成される。すなわち、絶縁膜１５に形成した開口の内壁および絶縁膜１５の表面上に図示しないシード金属を形成した後、金属の析出が行われる。
【００２６】
次に、図１（ｄ）に示すように、ｎ側配線層１８上にｎ側金属ピラー２１を設け、ｐ側配線層１９上にｐ側金属ピラー２２を設ける。これらｎ側金属ピラー２１及びｐ側金属ピラー２２の周囲には、樹脂２０が充填される。樹脂２０は、ｎ側配線層１８、ｐ側配線層１９、ｎ側金属ピラー２１の周囲およびｐ側金属ピラー２２の周囲を覆う。ｎ側金属ピラー２１及びｐ側金属ピラー２２の上面は、樹脂２０から露出される。樹脂２０は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などにフィラーを混入させた構成を有する。分離溝３１上の絶縁膜１５上にも、樹脂２０が設けられる。
【００２７】
ｎ側コンタクト部１６、ｐ側コンタクト部１７、ｎ側配線層１８、ｐ側配線層１９、ｎ側金属ピラー２１、ｐ側金属ピラー２２の材料としては、銅、金、ニッケル、銀などを用いることができる。これらのうち、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁膜１５との優れた密着性を備えた銅がより好ましい。
【００２８】
図１（ｄ）の構造が得られた後、図２の工程が続けられる。なお、図２では、基板１と発光素子１２との上下方向の位置関係を図１とは逆に図示している。
【００２９】
図２（ａ）は、レーザーリフトオフ法による基板１の剥離工程を示す。レーザ光Ｌは、基板１における発光素子１２が形成された主面の反対面（裏面）側から半導体層１２ａに向けて照射される。レーザ光Ｌは、基板１に対しては透明であり（透過性を有し）、半導体層１２ａに対しては吸収領域となる波長を有する。
【００３０】
レーザ光Ｌが基板１と半導体層１２ａとの界面に到達すると、その界面付近の半導体層１２ａはレーザ光Ｌのエネルギーを吸収して熱分解する。例えば、半導体層１２ａがＧａＮの場合、Ｇａと窒素ガスに分解する。Ｇａは半導体層１２ａ側に残る。この熱分解により、基板１と半導体層１２ａとの間に微小な隙間が形成され、基板１と半導体層１２ａとが分離する。
【００３１】
レーザ光Ｌは、例えば一つの発光素子１２ごとに照射される。このとき、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部が分離溝３１に位置するようにする。図２（ａ）、図３（ｂ）において、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０を破線で示す。その縁部５０の内側の略四角い領域が、１ショットのレーザ光照射範囲である。
【００３２】
レーザ光Ｌの照射時、半導体層１２ａが急激に熱分解することで気化したガスが発生する。このとき、高い圧力のガスによって半導体層１２ａ、１２ｂが衝撃を受け、半導体層１２ａ、１２ｂにクラック、結晶転移、破砕などが生じてしまうことがある。半導体層１２ａの熱分解により発生したガスは、基板１と半導体層１２ａとの間に生じた隙間を介して面方向に拡散することができる。しかし、レーザ光Ｌの照射範囲の外側はレーザ加熱されずに固相の状態であるので、その固相部分によってガスの拡散が規制され、その縁部５０でガス圧力が高くなりやすい。また、レーザ光Ｌの照射部と未照射部との間のエネルギー差、温度差、相の違いなどによって、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０には大きな応力が作用しやすい。したがって、特にレーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０で半導体層１２ａ、１２ｂにダメージが生じやすい。
【００３３】
そこで、本実施形態では、分離溝３１にレーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０を位置させてレーザ光Ｌの照射を行う。分離溝３１には半導体層１２ａ、１２ｂが存在せず、よって、半導体層１２ａ、１２ｂにレーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０が位置しない。これにより、半導体層１２ａ、１２ｂがダメージを受けるのを防ぐことができる。
【００３４】
また、分離溝３１には、半導体層１２ａ、１２ｂに比べて柔軟性がある例えばポリイミド等の絶縁膜１５が設けられ、その絶縁膜１５が変形することで応力が緩和され、半導体層１２ａ、１２ｂに大きな応力が作用するのを防ぐことができる。また、絶縁膜１５の変形により生じた、分離溝３１における基板１と絶縁膜１５との隙間を介して、ガスを逃がすことも可能である。
【００３５】
さらに、分離溝３１が空洞であるときには、半導体層１２ａとの屈折率差が大きいため、分離溝３１付近でのレーザ光Ｌの波面が大きく半導体層１２ａ側に屈折することになり電界強度が大きく乱れる。したがって、半導体層１２ａ端部付近でレーザ光Ｌの強度が乱れる原因となり、レーザーリフトオフ法による基板１の剥離条件が不安定になりやすいという問題が起こり得る。
【００３６】
それに対して、本実施形態のように、絶縁膜１５が分離溝３１に充填されているときは、屈折率差が小さくなり、レーザ光Ｌの波面の屈曲は小さくなり、レーザ光Ｌの強度分布をより安定化することが可能となり、剥離条件が不安定化となることを防げる。
分離溝３１には、絶縁膜１５が充填されていることが好ましいが、充填されていなくとも、基板１の主面上で半導体層１２ａの周辺近傍に絶縁膜１５が設けられていれば、上記の屈折率差によるレーザ光Ｌの波面屈曲は抑えられ、強度分布が安定化し剥離条件が安定化しやすいという効果を得られる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態では、レーザ光Ｌの照射時における半導体層１２ａ、１２ｂのダメージを防ぐことができる。これにより、発光効率や光取り出し効率の低下、電流リークを防止することが可能となる。
【００３８】
他の発光素子１２についても同様に、図２（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０が分離溝３１に位置するようにしてレーザ光Ｌの照射を行う。これにより、その発光素子１２についても、半導体層１２ａ、１２ｂがダメージを受けることなく、基板１と半導体層１２ａとの分離を行うことができる。
【００３９】
以上説明したようなレーザ光Ｌの照射をウェーハの全発光素子１２について行い、ウェーハ全体にわたって基板１と半導体層１２ａ、１２ｂとを分離させる。また、分離溝３１にもレーザ光Ｌが照射されることで、その分離溝３１に設けられた絶縁膜１５と基板１との密着力が低減する。これにより、発光素子１２上から基板１を剥離することが可能となる。分離溝３１で絶縁膜１５と基板１とが接している面積は、ウェーハ全体の面積に比べてごくわずかである。したがって、分離溝３１における絶縁膜１５と基板１とは完全に分離されなくても、その密着力を低減させるだけでも基板１を剥離することができる。
【００４０】
また、先にレーザ光Ｌの照射が行われた図２（ａ）に示すときのレーザ光Ｌの照射範囲と、これより後にレーザ光Ｌの照射が行われた図２（ｂ）に示すときのレーザ光Ｌの照射範囲とが、分離溝３１で若干重なるようにする。これにより、分離溝３１に設けられた絶縁膜１５にレーザ光Ｌの未照射部が生じることがなく、その絶縁膜１５と基板１との密着力を確実に低減させ、基板１の剥離を容易にする。
このとき、重なったレーザ光Ｌの部分には、絶縁膜１５が設けられているので、分離溝３１が空洞になっているものに比べて、屈折率差によるレーザ光Ｌの波面屈曲は抑えられ、強度分布が安定化し剥離条件が安定化しやすいという効果が得られる。
【００４１】
あるいは、隣接する照射範囲は分離溝３１で重ならなくてもよい。この場合、分離溝３１に設けられた絶縁膜１５にレーザ光Ｌの未照射部が生じることになる。基板１の剥離に影響がない程度に、絶縁膜１５に多少の未照射部が生じてもかまわない。
【００４２】
また、ウェーハ外周側の発光素子１２から先にレーザ光照射を行うことで、外周側の半導体層１２ａと基板１との間の隙間や、その半導体層１２ａの周囲の分離溝３１の絶縁膜１５と基板１との間の隙間を介して、ウェーハ内周側の発光素子１２にレーザ光照射を行ったときに発生したガスをウェーハ外の空間へと逃がすことが可能となる。すなわち、ウェーハ外周側から先にレーザ光照射を行って、ウェーハ外へと通じるガスの逃げ道を内周側に順次つなげていくようにする。これにより、ウェーハ全体にわたって各発光素子１２のダメージを防ぐことができる。
【００４３】
分離溝３１が、絶縁膜１５で充填されていたとしても、ガス圧が上昇したときに樹脂が変形あるいは基板１から微小に剥離することにより生じた隙間を通してガス圧を逃がすことが可能となり、半導体層１２ａ、１２ｂの損傷を低減することが可能という効果を得られる。
【００４４】
レーザ光Ｌの照射は、分離溝３１によって分離された一つの発光素子１２ごとに行うことに限らず、複数の発光素子１２ごとに行ってもよい。図３（ｃ）には、例えば４つの発光素子１２に対して１ショットのレーザ光照射を行う例を示す。複数の発光素子１２ごとに照射する場合も、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０が分離溝３１に位置するようにする。
【００４５】
基板１の剥離後、図２（ｃ）に示すように、ｎ側金属ピラー２１及びｐ側金属ピラー２２の下端部に、外部接続端子２３として機能するはんだボール、金属バンプなどを形成する。その後、分離溝３１に沿ってダイシングし、図２（ｄ）に示すように個片化する。個片化する単位は、一つの発光素子１２ごとでもよいし、複数の発光素子１２を一つのブロックとして個片化してもよい。
【００４６】
ダイシングされるまでの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、低コストでの生産が可能となる。また、ウェーハレベルで、保護樹脂、配線、電極等を含むパッケージ構造が形成されるため、半導体発光装置の平面サイズをベアチップ（発光素子１２）の平面サイズに近くした小型化が容易になる。
【００４７】
次に、図４（ａ）は、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０を、分離溝３１に隣接する半導体層１２ａの縁部１２ｅまたはその縁部１２ｅよりも若干半導体層１２ａ側の内側に位置させた形態を示す。
【００４８】
レーザ光Ｌの照射時、エネルギー、温度、相などが大きく変化する境界で、半導体層１２ａ、１２ｂのダメージが生じやすい。レーザ照射条件や照射対象物によっては、エネルギー、温度、相などが大きく変化する境界が、必ずしも照射範囲の縁部５０になるとは限らない。その縁部５０よりも外側の部分にも若干レーザ光Ｌのエネルギーや熱がおよぶこともある。その場合、エネルギー、温度、相などが大きく変化する境界は、照射範囲の縁部５０よりも外側ということになる。
【００４９】
そこで、図４（ａ）に示す形態では、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０を、半導体層１２ａの縁部１２ｅまたはその縁部１２ｅよりも若干半導体層１２ａ側の内側に位置させることで、エネルギー、温度、相などが大きく変化する境界が分離溝３１に位置するようにする。そして、エネルギー、温度、相などが大きく変化する境界が位置する分離溝３１には半導体層１２ａ、１２ｂが存在しないので、半導体層１２ａ、１２ｂに対するダメージを防ぐことができる。
【００５０】
また、分離溝３１の絶縁膜１５がレーザ光Ｌの照射範囲にかからないため、分離溝３１の絶縁膜１５に過大なエネルギーや熱が作用することを抑制できる。これにより、絶縁膜１５にクラックが生じることによる信頼性の低下や、絶縁膜１５が大きく変形し半導体層１２ａ、１２ｂに対して応力を与えてしまうといったことを防ぐことが可能となる。
【００５１】
次に、図４（ｂ）は、基板１に溝３２を形成した形態を示す。溝３２は、基板１における分離溝３１に対向する部分に形成される。溝３２は、例えば図３（ａ）に示される分離溝３１と同様にウェーハ全体にわたって格子状に形成される。溝３２の幅は分離溝３１の幅よりも小さく、半導体層１２ａの縁部は溝３２にかかっていない。
【００５２】
レーザ光Ｌの照射時、基板１と半導体層１２ａとの界面で発生したガスを、溝３２を介してウェーハ外へと逃がすことが可能である。レーザ光Ｌの照射時、分離溝３１における絶縁膜１５は基板１との密着力が低下し、あるいは変形する。これにより、基板１と半導体層１２ａとの界面で発生したガスは、絶縁膜１５と基板１との間を通りやすくなり、溝３２に到達可能である。
【００５３】
溝３２を形成することで、レーザ光Ｌの照射時に発生したガスを効果的に逃がすことができ、発光素子１２付近でガス圧力が高まるのを防ぐことができる。この場合、ウェーハの外周側からレーザ光照射を行わなくても、ウェーハ全体にわたって既にガス抜きのための溝３２が形成されているため、先にウェーハ内周側に対してレーザ光照射を行っても溝３２を介して、発生したガスをウェーハ外に逃がすことができる。
【００５４】
前述した図１（ｂ）に示す工程で分離溝３１を形成した後、その分離溝３１に対向する部分に溝３２は形成される。その後、基板１の主面上に絶縁膜１５が形成される。絶縁膜１５は液状もしくは粘性のある状態で基板１の主面上に供給された後硬化する。そこで、溝３２の幅を例えば１μｍ以下と微細にし、絶縁膜１５として比較的粘度の高い例えばポリイミドを用いることで、溝３２が絶縁膜１５で埋まらないようにできる。
【００５５】
また、図４（ｃ）に示すように、絶縁膜１５側に溝３３を形成してもよい。溝３３は、分離溝３１に設けられた絶縁膜１５中の空所として形成されている。溝３３も、例えば図３（ａ）に示される分離溝３１と同様にウェーハ全体にわたって格子状に形成される。溝３３の幅は分離溝３１の幅よりも小さく、半導体層１２ａの縁部は溝３３にかかっていない。
【００５６】
この場合も、レーザ光Ｌの照射時、基板１と半導体層１２ａとの界面で発生したガスを、溝３３を介してウェーハ外へと逃がすことが可能である。さらに、ウェーハの外周側からレーザ光照射を行わなくても、ウェーハ全体にわたって既にガス抜きのための溝３３が形成されているため、先にウェーハ内周側に対してレーザ光照射を行っても溝３３を介して、発生したガスをウェーハ外に逃がすことができる。
【００５７】
図１（ｄ）の工程の後、分離溝３１に設けられた絶縁膜１５に局所的に基板１の裏面側からレーザ光を照射するレーザーアブレーションを行うことで、絶縁膜１５に空所を形成することができる。このときのレーザ光は、基板１剥離時のレーザ光Ｌよりも照射範囲が狭く、スポット状に絞り込まれている。このレーザーアブレーションにより、分離溝３１に設けられた絶縁膜１５の一部を気化させて溝３３を形成することができる。したがって、少なくとも溝３３を形成する部分は、レーザーアブレーションによって気化する例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの樹脂にすることが望ましい。溝３３はウェーハ全体にわたって形成されるため、気化した樹脂はその溝３３を介してウェーハ外に抜ける。
【００５８】
図５は、半導体層１２ａを分離する分離溝の他の形成方法を示す。
【００５９】
この方法では、前述した図１（ｂ）に示す段階で分離溝３１の形成工程は行われずに、図１（ｄ）の工程まで進められる。したがって、図５（ａ）に示すように、半導体層１２ａは分離されずつながったままである。
【００６０】
そして、図５（ｂ）に示すように、分離溝を形成する部分にのみ局所的に基板１の裏面側からレーザ光Ｌ’を照射するレーザーアブレーションを行う。このレーザ光Ｌ’は、基板剥離時のレーザ光Ｌよりも照射範囲が狭く、スポット状に絞り込まれている。このレーザーアブレーションにより、半導体層１２ａを気化させて除去する。これにより、半導体層１２ａを分離する分離溝３４が形成される。この分離溝３４内には絶縁膜１５が設けられていないので、基板剥離時のレーザ光Ｌの照射により発生するガスの逃げ道としても機能する。分離溝３４も、ウェーハ全体にわたって例えば格子状に形成される。
【００６１】
また、半導体層１２ａを確実に完全に分離させるために、分離溝３４を形成する部分の半導体層１２ａに接する絶縁膜１５の一部もレーザーアブレーションにより除去することが望ましい。したがって、その部分は、前述したポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの、レーザーアブレーションによって気化する材料にしておくのが望ましい。また、絶縁膜１５の一部を除去することで、ガスを逃がすための経路の断面積を増大して、ガスを効率的に逃がすことも可能となる。
【００６２】
基板剥離時には、図５（ｃ）に示すように、レーザ光Ｌの照射範囲の縁部５０が、発光素子１２が存在しない分離溝３４に位置するようにレーザ光Ｌを照射する。これにより、発光素子１２のダメージを防ぐことができる。さらに、空所である分離溝３４を介してガスを逃がすことができるので、発光素子１２付近のガス圧力の高まりをより効果的に回避することができる。
【００６３】
図６（ａ）は、半導体層１２ａ、１２ｂの側面を、酸化珪素や窒化珪素などの誘電体等からなるパッシベーション膜７０で覆った構造を示す。これにより、リーク電流を抑制し、また半導体層１２ａ、１２ｂの側面の酸化による信頼性低下を防止できる。パッシベーション膜７０を分離溝３１では分割することにより、レーザーリフトオフ法による基板１の剥離時の衝撃をパッシベーション膜７０を介して隣接素子に伝播させないことが可能となる。
【００６４】
また、図６（ｂ）に示すように、分離溝３１の位置で、パッシベーション膜７０下に空洞７１を形成することで、レーザーリフトオフ時に発生するガスの逃げ道を積極的に確保可能となり、衝撃による半導体層１２ａ、１２ｂの破損を抑制可能となる。空洞７１は、基板１上の分離溝３１に犠牲層を形成し、その犠牲層をエッチングなどにより除去することで形成可能である。
【００６５】
以上、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明した。しかしながら本発明はこれらに限定されない。基板、発光素子、電極、配線層、金属ピラー、絶縁膜、樹脂の材料、サイズ、形状、レイアウトなどに関して当業者が各種設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６６】
１…基板、１２…発光素子、１２ａ，１２ｂ…半導体層、１３…ｎ側電極、１４…ｐ側電極、１５…絶縁膜、１８…ｎ側配線層、１９…ｐ側配線層、２０…樹脂、２１…ｎ側金属ピラー、２２…ｐ側金属ピラー、３１，３４…分離溝、５０…レーザ光の照射範囲の縁部
【図１】
2011035184.tif 000003
【図２】
2011035184.tif 000004
【図３】
2011035184.tif 000005
【図４】
2011035184.tif 000006
【図５】
2011035184.tif 000007
【図６】
2011035184.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月14日(2010.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に、発光層を有する半導体層を形成する工程と、
前記基板の前記主面上で前記半導体層を複数の素子に分離する分離溝を形成する工程と、
前記半導体層を覆い、前記基板上に設けられた前記分離溝の底面を覆う絶縁膜を前記基板の前記主面上に形成する工程と、
前記基板における前記主面の反対面側から前記半導体層にレーザ光を照射して、前記半導体層と前記基板とを分離する工程と、
を備え、
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝に隣接する前記半導体層の縁部近傍に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体層における前記基板に対する反対側の面に、電極を形成する工程と、
前記絶縁膜を貫通して前記電極に達するコンタクト部を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、前記コンタクト部を介して前記電極と電気的に接続された配線層を形成する工程と、
前記配線層における前記絶縁膜に対する反対側の面に金属ピラーを形成する工程と、
をさらに備え、
前記金属ピラーを形成した後、前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜上に、前記絶縁膜とは異なる材料からなり、前記配線層及び前記金属ピラーの周囲を覆う樹脂層を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝よりも前記半導体層側に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜として樹脂を前記分離溝に充填することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記基板における前記分離溝に対向する部分に溝を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記分離溝の少なくとも一部に前記絶縁膜が設けられない空所を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月6日(2010.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面上に、発光層を有し、分離溝によって複数に分離された半導体層と、前記半導体層及び前記分離溝の底面を覆う絶縁膜とを含む積層体を形成する工程と、
レーザ光の照射範囲の縁部が前記分離溝に隣接する前記半導体層の縁部近傍に位置するように、前記基板における前記主面の反対面側から前記半導体層にレーザ光を照射して、前記半導体層と前記基板とを分離する工程と、
前記半導体層と前記基板とを分離した後、前記絶縁膜における前記分離溝の前記底面とは反対側の面を露出させた状態で、前記分離溝の位置で前記絶縁膜を切断して前記積層体を個片化する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁膜を形成する工程は、
前記分離溝の前記底面を覆う第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜とは異なる材料からなる樹脂層を前記第１の絶縁膜上に形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体層における前記基板に対する反対側の面に、電極を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜を貫通して前記電極に達するコンタクト部を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に、前記コンタクト部を介して前記電極と電気的に接続された配線層を形成する工程と、
前記配線層における前記第１の絶縁膜に対する反対側の面に金属ピラーを形成する工程と、
をさらに備え、
前記金属ピラーを形成した後、前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂層は、前記配線層及び前記金属ピラーの周囲を覆うことを特徴とする請求項３記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光の照射範囲の縁部が、前記分離溝よりも前記半導体層側に位置するように前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の絶縁膜として樹脂を前記分離溝に充填することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記基板における前記分離溝に対向する部分に溝を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記分離溝の少なくとも一部に前記第１の絶縁膜が設けられない空所を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板の主面上に、発光層を有し、分離溝によって複数に分離された半導体層と、前記半導体層及び前記分離溝の底面を覆う絶縁膜とを含む積層体を形成する工程と、レーザ光の照射範囲の縁部が前記分離溝に隣接する前記半導体層の縁部近傍に位置するように、前記基板における前記主面の反対面側から前記半導体層にレーザ光を照射して、前記半導体層と前記基板とを分離する工程と、前記半導体層と前記基板とを分離した後、前記絶縁膜における前記分離溝の前記底面とは反対側の面を露出させた状態で、前記分離溝の位置で前記絶縁膜を切断して前記積層体を個片化する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法が提供される。