(57)【要約】【課題】粗面化部を潰すことなく設計通りに分割する。【解決手段】基板１００と該基板１００の第１主面１１０上に形成された窒化物半導体積層部２０とを有する窒化物半導体ウェハの、前記第１主面の第１領域１１１をレーザ加工する工程と、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面１２０の、平面視で前記第１領域を含む第２領域１２１にマスクパターン３０を形成する工程と、前記マスクパターンを形成した後前記第２主面に対して粗面化処理を施して、前記第２主面の前記第２領域を除く領域１２２を粗面化する工程と、粗面化した後、前記第２主面の前記第２領域１２１の少なくとも一部に外力を加えて素子分割する工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板の第１主面上に形成された窒化物半導体積層部とを有する窒化物半導体ウェハの、前記第１主面の第１領域をレーザ加工する工程と、
前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の、平面視で前記第１領域を含む第２領域にマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンが形成された前記第２主面に対して粗面化処理を施して、前記第２主面の前記第２領域を除く領域を粗面化する工程と、
前記粗面化が行なわれた前記第２主面の前記第２領域の少なくとも一部に外力を加えて素子分割する工程と、を備える窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項２】
基板と該基板の第１主面上に形成された窒化物半導体積層部とを有する窒化半導体ウェハにおいて、
前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の一の領域と、該一の領域を除く当該一の領域よりも表面粗さの小さい他の領域と、のうち、前記他の領域に外力を加えて前記窒化物半導体ウェハを素子分離する窒化物半導体ウェハの分割方法。
【請求項３】
基板と該基板の第１主面上に形成された窒化物半導体積層部とを有する窒化物半導体素子であって、
前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の外周部の表面粗さが、前記第２主面の前記外周部を除く領域の表面粗さよりも小さい窒化物半導体素子。
【請求項４】
前記基板の、前記第２主面の外周部を除く領域が、六角錐構造の凸部を有する請求項３に記載の窒化物半導体素子。
【請求項５】
前記窒化物半導体積層部が、波長２１０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の領域で紫外発光をする請求項３または請求項４に記載の窒化物半導体素子。
【請求項６】
前記基板がＡｌＮであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の窒化物半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体ウェハの分割方法および窒化物半導体素子に関し、特に粗面加工を用いて作製される、窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体ウェハの分割方法および窒化物半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体素子は、さまざまな電子機器に用いられており、演算処理装置や、発光素子や受光素子などの光学デバイス、および各種センサなどに応用されている。そして、これら窒化物半導体素子の特性を最大限に引き出すために、素子表面や裏面を粗面加工する手法が広く用いられている。
特に光学デバイスにおいては、素子の光取り出し面を粗面加工することで、界面での光の透過率を向上させる技術がよく用いられている。
例えば、下記の特許文献１には、六方ピラミッドキャビティが設けられるように窒化物半導体層の成膜を行うことで、半導体層表面に凹凸構造を形成する手法が記載されている。また、特許文献２には、窒化物半導体層の成膜後に、化学湿潤エッチング法（ウェットエッチング）を用いて素子表面に凹凸構造を形成する手法も記載されている。
【０００３】
他にも素子の放熱性を高めるため、配光性を制御するために素子表面や裏面を粗面化する手法なども知られている。
このように、表面を粗面化した窒化物半導体ウェハを素子に分割するには、スクライバーやダイサーを用いた機械加工や、窒化物半導体ウェハを支持体に貼り付けた後に支持体を拡張させることで分割する手法、またレーザ照射を用いて変質加工を加えた後に外力を加えて分割する手法等が用いられている（特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７７４２３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８３８３号公報
【特許文献３】特開２００７−１２９１４３号公報
【特許文献４】特開２００７−１０９８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の、素子に分割するための加工を加えた後に外力を加えて分割する手法では、外力を加える面に粗面加工が施されていると、外力が設計通りに加わらず、素子が設計通りの形状にならない可能性がある。また、外力が粗面化部を潰してしまい、素子特性を劣化させる原因となる。さらに、設計通りに分割できず基材破片などのパーティクルが発生する、などの問題が発生する。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、粗面化部を潰すことなく設計通りに分割することの可能な窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体ウェハの分割方法および窒化物半導体素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、基板（例えば図１に示す、基板１００）と該基板の第１主面（例えば図１に示す、第１主面１１０）上に形成された窒化物半導体積層部（例えば図１に示す、窒化物半導体積層部２０）とを有する窒化物半導体ウェハの、前記第１主面の第１領域（例えば図１に示す、第１領域１１１）をレーザ加工する工程と、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面（例えば図１に示す、第２主面１２０）の、平面視で前記第１領域を含む第２領域（例えば図１に示す、第２領域１２１）にマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンが形成された前記第２主面に対して粗面化処理を施して、前記第２主面の前記第２領域を除く領域を粗面化する工程と、前記粗面化が行なわれた前記第２主面の前記第２領域の少なくとも一部に外力を加えて素子分割する工程と、を備える窒化物半導体素子の製造方法、である。
【０００７】
本発明の他の態様は、基板（例えば図１に示す、基板１００）と該基板の第１主面（例えば図１に示す、第１主面１１０）上に形成された窒化物半導体積層部（例えば図１に示す、窒化物半導体積層部２０）とを有する窒化半導体ウェハにおいて、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面（例えば図１に示す、第２主面１２０）の一の領域（例えば図１に示す、第２領域１２２）と、該一の領域を除く当該一の領域よりも表面粗さの小さい他の領域（例えば図１に示す、第１領域１１１）と、のうち、前記他の領域に外力を加えて前記窒化物半導体ウェハを素子分離する窒化物半導体ウェハの分割方法、である。
【０００８】
本発明の他の態様は、基板（例えば図２に示す、基板１００）と該基板の第１主面（例えば図２に示す、第１主面１１０）上に形成された窒化物半導体積層部（例えば図２に示す、窒化物半導体積層部２０）とを有する窒化物半導体素子であって、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の外周部（例えば図２に示す、第２主面の外周部１３１）の表面粗さが、前記第２主面の前記外周部を除く領域（例えば図２に示す、領域１３２）の表面粗さよりも小さい窒化物半導体素子、である。
【０００９】
前記基板の前記第２主面の外周部を除く領域が、六角錐構造の凸部を有していてよい。
前記窒化物半導体積層部が、波長２１０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の領域で紫外発光をするものであってよい。
前記基板がＡｌＮであってよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、素子分割する際に、粗面化した窒化物半導体素子表面の加工が破壊することを抑制することができ、窒化物半導体素子を設計通りに形成することができる。また、分割工程で発生するパーティクルを抑制することができる。
また、本発明の窒化物半導体素子は、組立工程での素子の損傷が抑制され、またそれに伴うパーティクルの発生が抑制されるため、窒化物半導体素子を設計通りに形成することができ、すなわち、窒化物半導体素子間での特性バラツキの小さい、窒化物半導体素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法を工程順に示す断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る窒化物半導体素子の一例を示す断面模式図である。
【図３】本実施形態に係る窒化物半導体素子のその他の例を示す断面模式図である。
【図４】実施例１に示す手法により作製した窒化物半導体素子の分割領域の断面ＳＥＭ画像である。
【図５】実施例１に示す手法により作製した窒化物半導体素子の分割領域の断面から６０°方向からの傾斜ＳＥＭ画像である。
【図６】比較例１に示す手法により作製した窒化物半導体素子の分割領域の断面ＳＥＭ画像である。
【図７】比較例１に示す手法により作製した窒化物半導体素子の断面から６０°方向からの傾斜ＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態と称する）について、図面を参照しながら説明する。
＜窒化物半導体素子の製造方法＞
本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法は、基板と該基板の第１主面上に形成された窒化物半導体積層部とを有する窒化物半導体ウェハの、前記第１主面の第１領域をレーザ加工する工程と、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の、平面視で前記第１領域を含む第２領域にマスクパターンを形成する工程（マスクパターン形成工程）と、前記マスクパターンが形成された前記第２主面に対して粗面化処理を施して、前記第２主面の前記第２領域を除く領域を粗面化する工程（粗面化工程）と、前記粗面化が行なわれた前記第２主面の前記第２領域の少なくとも一部に外力を加えて素子分割する工程（素子分割工程）と、を備える。
【００１３】
本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法は、粗面化工程に先立ち、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の第２領域にマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程を有していることにより、該第２主面の第２領域が粗面化の影響を実質的に受けず、元の基板の平坦性のまま保たれる。そして、前記素子分割工程前の窒化物半導体ウェハを平面視したときに、平面視で前記第１領域は前記第２領域に含まれるため、素子分割工程において、平坦性が保たれた第２主面の第２領域に外力を加えて素子分割することにより、基板に加わる外力を均一化できる。そのため、所望の素子特性を有し、パーティクル等の発生が抑制され、歩留まりが改善されたより信頼性の高い製造方法を実現できる。
【００１４】
なお、本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法は、粗面化工程より前にマスクパターン形成工程があり、素子分割工程より前に粗面化工程およびレーザ加工工程があれば特に制限されない。すなわち、マスクパターン形成工程、粗面化工程、レーザ加工工程の順でもよいし、レーザ加工工程、マスクパターン形成工程、粗面化工程の順でもよいし、マスクパターン工程、レーザ加工工程、粗面化工程の順でもよい。
次に、各工程について説明する。
【００１５】
［レーザ加工工程］
本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法におけるレーザ加工工程は、窒化物半導体ウェハにおいて、第１主面の第１領域をレーザ加工する工程である。各工程の実行順番にもよるが、レーザ加工工程より前にマスクパターン形成工程が完了している場合は、窒化物半導体ウェハを平面視したときに、マスクパターンが形成された第２主面の第２領域に含まれる第１主面の第１領域にレーザ加工を施せばよい。
ここでレーザ加工とは、レーザ光を素子表面あるいは素子内部に集光し、素子の基板や積層膜で吸光することで熱が発生し、素子材料が変質、気化することで加工する技術である。レーザ加工の種類としては、表面にアブレーション加工傷を形成するレーザスクライブ、基材を溶融させるＬＭＡ（Ｌａｓｅｒ  Ｍｅｌｔｉｎｇ  Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ法）、基材内部に集光し、変質層を形成するステルスダイシングなどが挙げられる。
【００１６】
［マスクパターン形成工程］
本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法におけるマスクパターン工程は、粗面化工程において、マスクパターンが形成された領域を保護し、マスクパターンが形成されていない領域と比較して粗面化処理の影響を低減またはなくすことが出来るマスクパターンを基板の第２主面の所望の領域に形成する工程である。各工程実行順番にもよるが、マスクパターン形成工程より前にレーザ加工工程が完了している場合は、窒化物半導体ウェハを平面視したときに、レーザ加工が施された第１主面の第１領域と一致または第１領域よりも広い第２主面の領域にマスクパターンを形成すればよい。
【００１７】
マスクパターンの形成方法としては、例えばレジスト塗布・パターン露光・現像を行い、有機レジストをマスクパターンとして用いるリソグラフィーが挙げられる。あるいは、酸化物や金属などの無機物を、レジストを用いたリフトオフによりマスクパターン形成する手法が挙げられる。あるいは、保護する領域をマスク開口部とし、開口部の素子表面を酸化することで該酸化部をマスクパターンとして形成する手法が挙げられる。
用いる有機レジストとしては、一般的なポジ型レジスト、ネガ型レジスト等を用いることができる。酸化物としては、ＳｉＯ２やＮｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯなどを用いることができる。金属としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｍｏなどを用いることができる。他の無機物としては、例えばテープを用いることができる。
マスクパターンの形成方法、マスク材料としては以上の例が挙げられるが、本発明を実現するための手法・材料であればここで挙げた限りではない。
【００１８】
［粗面化工程］
本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法における粗面化工程は、基板の第２主面に対して粗面化処理を施す工程である。
本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法においては、基板の第２主面の第２領域にマスクパターンが形成されているため、該第２領域は粗面化処理の影響を実質的に受けない。すなわち、粗面化工程後の第２領域は、第２主面の第２領域を除く領域と比較して粗面化処理の影響が低く、平坦性の高い領域となる。
【００１９】
粗面化処理としては、酸やアルカリの薬液を用いてウェットエッチングする方法、プラズマ雰囲気化で気相エッチングする方法、研削や研磨を行う方法、レーザ照射で除去加工するなどの方法、基板の第２主面上に表面粗さの大きい層を形成する方法が挙げられるが、粗面化する手法であればこの限りではない。
基板として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いる場合、基板の第２主面の第２領域を除く領域に光取り出しが向上する六角錐構造の凸部を形成したい場合は、該粗面化処理はアルカリ溶液での処理であることが好ましく、特に水酸化カリウム溶液での処理であることが好ましい。アルカリ溶液で処理する場合、少なくとも基板の第２主面がアルカリ溶液と接触させればよい。
【００２０】
第２領域を除く領域が粗面化されたものであるか否かは、第２領域と第２領域を除く領域との凹凸の最大高低差を断面ＳＥＭにより測長し、第２領域よりも最大高低差が大きくなっていれば第２領域を除く領域は粗面化されたものであると評価できる。本明細書中での表面粗さの大小とは、この凹凸の最大高低差の大小と同義である。断面ＳＥＭの倍率は凹凸の大きさにもよるため特に制限されないが、凹凸の高さが１μｍ程度である場合、倍率１００００倍程度で観察することができる。粗面化されたものであるか否かは粗面化工程前の基板の第２主面の平坦性にもよるため特に制限されないが、第２領域と第２領域を除く領域との表面粗さの差が１０ｎｍ以上であれば第２領域を除く領域が粗面化されたものであると評価している。
【００２１】
［分割工程］
分割工程は、前記第２主面の第２領域の一部または全部に外力を加えて素子分割する工程である。
分割工程の例としては、ステージ上でローラを用いてウェハに圧力を加え分割する手法、テープなどの支持体にウェハを貼り付け、支持体を拡張することで分割する手法、ステージ上でブレード（刃）を加工傷に沿って押し付けることで分割する手法などが挙げられる。素子を分割する手法であればこの限りではない。
【００２２】
＜窒化物半導体ウェハの分割方法＞
本実施形態の窒化物半導体ウェハの分割方法は、基板と該基板の第１主面上に形成された窒化物半導体積層部とを有する窒化半導体ウェハにおいて、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の一の領域と、該一の領域を除く当該一の領域よりも表面粗さの小さい他の領域と、のうち、前記他の領域に外力を加えて前記窒化物半導体ウェハを素子分離する。
前記第１主面対して裏面となる第２主面の一の領域とこの一の領域を除く他の領域とのうち、表面粗さが前記一の領域よりも小さい他の領域に外力を加えて素子分離することにより、基板に加わる外力を均一化できるので、歩留まりが高く、より信頼性の高い分割方法となる。
【００２３】
＜窒化物半導体素子＞
基板と該基板の第１主面上に形成された窒化物半導体積層部とを有する窒化物半導体素子であって、前記基板の、前記第１主面に対して裏面となる第２主面の外周部の表面粗さが、前記第２主面の前記外周部を除く領域の表面粗さよりも小さい窒化物半導体素子である。
基板の、第１主面に対して裏面となる第２主面の外周部の表面粗さが、該第２主面の前記外周部を除く領域の表面粗さよりも小さいことにより、該窒化物半導体素子を用いたボンディングや樹脂封止、マウント基板への搭載等の組立工程での素子の損傷、例えばコレットでエッジ部を吸着する際に粗面部を傷つけることが抑制され、またそれに伴うパーティクルの発生が抑制されるという効果を奏する。その結果、窒化物半導体素子を設計通りに形成することができ、すなわち、窒化物半導体素子間での特性バラツキの小さい、窒化物半導体素子を得ることができる。
【００２４】
また、素子の平均厚さは、断面ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）などの測定手法で測長が可能であるが、特に断面ＳＥＭ観察での測長が効果的である。
本実施形態の半導体発光素子において、第２主面の外周部は、第２主面の外縁部から連続する所望の大きさの領域を意味する。上述した組立工程での素子の損傷を抑制するためのマスクを形成するマスク工程において、安価な装置を用いてマスクする観点から、外周部の大きさは、第２主面全体の面積に対して１％以上の領域であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、５％以上であることが更に好ましい。また、半導体発光素子の大きさにもよるが、マスク工程において安価な装置を用いてマスクを形成する観点から、外縁部から３μｍ以上の範囲であることが好ましく、５μｍ以上の範囲であることがより好ましく、１０μｍ以上の範囲であることが更に好ましい。また、外周部以外の領域を極力大きくする観点から、外周部の大きさは第２主面全体の面積に対して４０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。また、半導体発光素子の大きさにもよるが、外縁部から５０μｍ以下の範囲であることが好ましく、３０μｍ以下の範囲であることが好ましく、２０μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００２５】
＜構成要件の説明＞
以下、上述した本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体ウェハの分割方法、および窒化物半導体素子にかかる各構成要件について説明する。
各構成要件の説明は、上述した本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体ウェハの分割方法、および窒化物半導体素子のそれぞれに対して、独立または組み合わせて適用することが可能である。
【００２６】
［基板］
基板は、基板の第１主面上に窒化物半導体積層部を形成することが可能なものであれば特に制限されない。具体的にはサファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＭｇＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、あるいはこれらの混晶基板等が挙げられる。
第２主面の第２領域を除く領域の粗面化容易性の観点から、該基板は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であることが好ましい。窒化アルミニウムは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等で表面を処理することで六角錐構造の凸部を形成しやすく、該六角錐構造の凸部により光取り出し向上の効果が期待できるため好ましい。
本実施形態において、基板は、第２主面側が異なる材料が積層されて構成された積層構造からなるものも含む。
【００２７】
［窒化物半導体積層部］
窒化物半導体積層部は、基板の第１主面上に形成される。
窒化物半導体素子を発光素子とする場合、複数の窒化物半導体層からなるｐｎ接合またはｐｉｎ接合を有する積層構造とすることが出来る。波長２１０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の紫外領域の発光素子とする場合、該積層構造としては基板上にＮ型ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ多重量子井戸積層薄膜、Ｐ型ＡｌＧａＮ、Ｐ型ＧａＮを積層した構造を採用することが出来る。
また、窒化物半導体素子をトランジスタとして用いる場合、二次元電子ガスが発生するようにＡｌＧａＮ構造を積層することが出来る。
その他にも、窒化物半導体素子の特性を引き出すための積層構造を有していればよく、上記の限りではない。
【００２８】
＜より具体的な実施形態＞
以下、本実施形態の窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体ウェハの分割方法、および窒化物半導体素子の、より具体的な実施形態について、図面等を参酌しながらより詳細に説明する。
［窒化物半導体素子の製造方法］
図１は本発明の窒化物半導体素子の製造方法に係る第１の実施形態における製造方法を説明するための断面模式図である。
【００２９】
図１（ａ）は、レーザ加工工程を示す。図１中、符号１００は基板、１１０は基板１００の第１主面、１２０は基板１００の第２主面、２０は窒化物半導体積層部、４０はレーザ光を示す。図１（ａ）では、第１主面側の第１領域１１１をレーザ加工していることが理解される。図１（ａ）では一例としてレーザ加工された領域が除去（アブレーション）されているように示したが、上述のとおり本発明はこれに制限されず、除去と変質とが同時におこるスクライブや、変質のみが生じるステルスダイシング等が適用可能である。なお、第１主面１１０の第１領域１１１とは、図１（ａ）に示すように、レーザ加工が行なわれる領域をいう。図１（ａ）の場合には、窒化物半導体積層部２０どうしの間で分割して複数の素子を作製するため、窒化物半導体積層部２０どうしの間の領域が、第１領域１１１となる。
【００３０】
図１（ｂ）はマスクパターン形成工程を示す。図中、符号１２１は基板の第２主面１２０の第２領域、１２２は基板の第２主面１２０の第２領域を除く領域、３０はマスクパターンを示す。図１（ｂ）では、基板１００の第２主面１２０の第２領域１２１上にマスクパターンが形成されていることが理解される。この第２領域１２１は、窒化物半導体ウェハを平面視したときに前記第１主面の第１領域１１１と重複する領域である。なお、第２領域１２１は平面視で第１領域１１１と一致しているかまたは第１領域が第２領域に含まれていればよい。
【００３１】
図１（ｃ）は、粗面化工程を示す。マスクパターン３０が形成されている第２主面１２０の第２領域１２１はマスクパターン３０で覆われているため粗面化されておらず、第２領域１２１を除く領域１２２は粗面化されていることが理解される。
図１（ｄ）は、素子分割工程を示す。第２主面１２０の第２領域１２１の一部にブレード５を押し当てることで外力を加えることにより素子分割され、窒化物半導体素子１が得られることが理解される。この素子分割工程時の窒化物半導体ウェハは、前記第１領域１１１と第２領域１２１とが平面視で重畳しており、第１主面１１０側のレーザ加工された領域に対応する、第２主面１２０側の第２領域１２１は粗面化されていない。そして、ブレード５は粗面化されていない第２主面１２０の第２領域１２１に押し当てられているため、レーザ加工が行なわれた部分で分割するにあたり、第２主面１２０側の粗面化された領域が形状変化することを抑制できる。また、所望の分割予定線から外れてしまい素子が欠ける等の歩留まりを向上させることができ、すなわち、所望の特性を有する窒化物半導体素子を安定して製造することが可能になる。
【００３２】
［窒化物半導体素子］
図２は本発明の窒化物半導体素子に係る、第１の実施形態における窒化物半導体素子の断面模式図である。図中符号１００は基板、１３１は基板１００の第２主面１２０の外周部、１３２は基板１００の第２主面１２０の外周部１３１を除く領域、２０は窒化物半導体積層部、２１はｐ型窒化物半導体層、２２は窒化物半導体発光層、２３はｎ型窒化物半導体層、６１はｐ電極、６２はｎ電極を示す。
基板１００の、第１主面１１０に対して裏面となる第２主面１２０の外周部１３１の表面粗さが、該第２主面１２０の外周部１３１を除く領域１３２の表面粗さよりも小さくなっていることが理解される。また、前記第１主面１１０から第２主面１２０の外周部１３１までの平均厚さＤ１が、前記第１主面１１０から前記第２主面１２０の外周部１３１を除く領域１３２までの平均厚さＤ２よりも大きいことも理解される。
【００３３】
なお、図２は、図１に示す製造工程にしたがって作製した窒化物半導体素子を示す。
図３は本発明の窒化物半導体素子に係る、第２の実施形態の窒化物半導体素子の断面模式図である。
図中符号１０１は基板１００の第１層、１０２は基板１００の第２層、１３１は基板１００の第２主面１２０の外周部、１３２は基板１００の第２主面１２０の外周部を除く領域、２０は窒化物半導体積層部、２１はｐ型窒化物半導体層、２２は窒化物半導体発光層、２３はｎ型窒化物半導体層、６１はｐ電極、６２はｎ電極を示す。
【００３４】
基板１００の第２層１０２は、例えばＳｉＯ２により形成されるスパッタ成膜層を採用することができる。
基板１００の、第１主面１１０に対して裏面となる第２主面１２０の外周部１３１の表面粗さが、該第２主面１２０の前記外周部１３１を除く領域１３２の表面粗さよりも小さくなっていることが理解される。また、前記第１主面１１０から第２主面１２０の外周部１３１までの平均厚さＤ１が、前記第１主面１１０から、前記第２主面１２０の外周部１３１を除く領域１３２までの平均厚さＤ２よりも小さいことも理解される。
なお、図３は、図１に示す製造工程において、マスクパターン形成工程（図１（ｂ））の後に、スパッタ成膜法により、基板１００の第２層１０２を成膜し、その後、第２層１０２の領域１３２を粗面化して作製した窒化物半導体素子を示す。
【００３５】
＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態によれば、粗面化工程よりも前にマスクパターン形成工程を行い、素子分割工程より前に、粗面化工程およびレーザ加工工程を行なうようにしたため、第２主面の第２領域が粗面化の影響を受けることを実質的に抑制することができる。そして、平面視で、第１主面の第１領域１１１と、第２主面の第２領域１２１とが一致するか、または第１領域１１１が第２領域１２１に含まれるようにしているため、素子分離工程において、平坦性が保たれた第２主面の第２領域１２１に外力を加えて素子分割をすることにより、基板１００に加わる外力を均一化することができる。その結果、パーティクル等の発生が抑制され、所望の素子特性を有する窒化物半導体素子を得ることができる。また、歩留りが改善されたより信頼性の高い製造方法を実現できる。
【実施例】
【００３６】
次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能なものである。
［実施例１］
ＡｌＮ基板の第１主面上にＮ型ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ発光層、Ｐ型ＡｌＧａＮ、Ｐ型ＧａＮを積層し、外部から電力を印加するためのメサ構造、Ｎ型電極、Ｐ型電極を形成した窒化物半導体ウェハを用意した。このウェハに株式会社ディスコ製のレーザソー「ＤＦＬ７１６０」を用いてアブレーション加工を行い、第１主面側の第１領域にスクライブ傷を形成した。
【００３７】
次に、平面視したときに、第１領域のスクライブ傷と重畳する、つまり略一致する第２主面の第２領域に、幅０．３ｍｍに加工したリンテック株式会社製のＵＶ硬化型テープ「Ａｄｗｉｌｌ  Ｄ−６７０」を貼り付けた。このウェハをキシダ化学株式会社製の２０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液「９４０−０３７９５」に浸漬し、テープでマスクした領域以外の領域に１μｍ以上３０μｍ以下の大きさの六角錐構造を形成した。
テープで保護した領域には、六角錐の形成が見られなかった。
テープを取り除いたのちに、ダイシングテープが貼り付けられていた第２主面の第１領域に沿って三星ダイヤモンド社製のブレードブレーカ「ＬＢ５０１」を用いて外力を加え、素子を分割した。
【００３８】
図４に、株式会社日立ハイテクフィールディング製の走査型電子顕微鏡「Ｓ−６１００」（倍率５００００倍）を用いて撮像した実施例１に示す手法により作製した素子（窒化物半導体素子）の分割領域の断面ＳＥＭ画像を示す。図４に示す断面ＳＥＭ画像は、図２における基板１００の領域に対応する部分の画像を表す。
また、図５に株式会社日立ハイテクフィールディング製の走査型電子顕微鏡「Ｓ−２４００」（倍率３０００倍）を用いて撮像した、分割により形成された断面から６０°方向からの、外周部１３１の傾斜ＳＥＭ画像を示す。図５に示す傾斜ＳＥＭ画像は、図２における基板１００の領域（図５中上部矢印で示す領域）、および外周部１３１の領域（図５中下部矢印で示す領域）に対応する部分の画像を表す。
【００３９】
図４および図５から、テープが貼り付けられていた第２主面の第２領域（第２主面の外周部１３１）には六角錐の形成は見られず、かつ分割による損傷がないことが分かる。第２主面の外周部１３１の凹凸の最大高低差は０μｍ、外周部１３１以外の凹凸の最大高低差は１μｍであった。
また、このようにして得られた窒化物半導体素子３５個を、基板の第２主面側からコレットで吸着・脱離を行った。その結果、全ての素子で問題なく吸着・脱離が行われた。
【００４０】
［比較例１］
ＡｌＮ基板の第一主面上にＮ型ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ発光層、Ｐ型ＡｌＧａＮ、Ｐ型ＧａＮを積層し、外部から電力を印加するためのメサ構造、Ｎ型電極、Ｐ型電極を形成した窒化物半導体ウェハを用意した。このウェハに株式会社ディスコ製のレーザソー「ＤＦＬ７１６０」を用いてアブレーション加工を行い、スクライブ傷を形成した。このウェハをキシダ化学株式会社製の２０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液「９４０−０３７９５」に浸漬し、１μｍ以上３０μｍ以下の大きさの六角錐構造を形成した。スクライブ線に沿って三星ダイヤモンド社製のブレードブレーカ「ＬＢ５０１」を用いて素子を分割した。
【００４１】
図６に、株式会社日立ハイテクフィールディング製の走査型電子顕微鏡「Ｓ−６１００」（倍率５００００倍）を用いて撮像した比較例１に示す手法により作製した素子（窒化物半導体素子）の分割領域の断面ＳＥＭ画像を示す。図６に示す断面ＳＥＭ画像は、基板１００の領域に対応する部分の画像を表す。
また、図７に株式会社日立ハイテクフィールディング製の走査型電子顕微鏡「Ｓ−２４００」（倍率３０００倍）を用いて撮像した、分割により形成された断面から６０°方向からの、外周部１３１の傾斜ＳＥＭ画像を示す。図７に示す傾斜ＳＥＭ画像は、基板１００の領域（図７中上部矢印で示す領域）、および外周部１３１の領域（図７中下部矢印で示す領域）に対応する部分の画像を表す。
【００４２】
図６および図７から、分割領域に存在していた六角錐は、分割領域で損傷していることが分かる。粗面部の凹凸の最大高低差は、１μｍであった。
また、このようにして得られた窒化物半導体素子３０個を、基板の第２主面側からコレットで吸着・脱離を行ったところ、３０個全ての素子で吸着・脱離時に素子の落下が生じた。
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【符号の説明】
【００４３】
５  ブレード
２０  窒化物半導体積層部
３０  マスクパターン
４０  レーザ
１００  基板
１０１  基板の第１層
１０２  基板の第２層
１１０  第１主面
１１１  第１主面の第１領域
１２０  第２主面
１２１  第２主面の第２領域
１３１  第２主面の外周部
１３２  第２主面の外周部を除く領域
【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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