(57)【要約】【課題】窒化物半導体層に対する電流拡散導電膜の形成を不要なものし、コストの低廉化を図ることができる窒化物半導体ウエハの分割方法を提供する。【解決手段】窒化物半導体層３上にｐ電極１０を積層してなる窒化物半導体素子１を得るための窒化物半導体ウエハを劈開する工程を備えた窒化物半導体ウエハの分割方法において、窒化物半導体ウエハを劈開する工程の前に、ｐ電極１０を電極押込膜５１で窒化物半導体層３に押さえ込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体層上に電極を積層してなる窒化物半導体素子を得るための窒化物半導体ウエハを劈開する工程を備えた窒化物半導体ウエハの分割方法において、
前記窒化物半導体ウエハを劈開する工程の前に、前記電極を電極押込膜で前記窒化物半導体層に押さえ込むことを特徴とする窒化物半導体ウエハの分割方法。
【請求項２】
前記電極押込膜は絶縁性酸化物からなる請求項１に記載の窒化物半導体ウエハの分割方法。
【請求項３】
前記電極押込膜は、前記窒化物半導体ウエハの劈開ラインに沿って配置されている請求項１に記載の窒化物半導体ウエハの分割方法。
【請求項４】
前記電極押込膜は、前記電極に密着性向上膜を介して配置されている請求項１に記載の窒化物半導体ウエハの分割方法。
【請求項５】
前記密着性向上膜は金属からなる請求項４に記載の窒化物半導体ウエハの分割方法。
【請求項６】
前記窒化物半導体層は、ＧａＮ基板からなる窒化物半導体基板上に形成されている請求項１に記載の窒化物半導体ウエハの分割方法。
【請求項７】
前記窒化物半導体素子はレーザダイオードである請求項１に記載の窒化物半導体ウエハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation：ＬＡＳＥＲ）ダイオード等の窒化物半導体素子を得る場合に用いられる窒化物半導体ウエハの分割方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザダイオード等の半導体素子（発光素子）を用いた発光装置は、白熱電球と比べて小型で、電力効率が良好であるとともに、長寿命である等の利点をもつことから、各種の光源として広く利用されている。
【０００３】
このような発光装置の半導体素子は、例えばIII族窒化物半導体層を異種材料からなるサファイア基板上に成長させることにより得られる。
【０００４】
しかし、サファイア基板上に成長させたIII族窒化物半導体層には１０8〜１０10ｃｍ−2もの多数の転位が生じ、III族窒化物半導体層を用いた半導体素子の素子特性は悪影響を受ける。また、サファイア基板は高硬質材料であるため、分割し難く、しかもサファイア基板の劈開方向とその上に積層されるIII族窒化物半導体層の劈開方向とが３０°ずれた関係になるため、素子形成用の半導体ウエハから個々の半導体素子に分割する場合にその分割方向を基板側及び積層物側のいずれの側に合わせても劈開面に生じる凹凸を小さくすることが困難である。
【０００５】
このため、III族窒化物半導体層を積層する基板としては、劈開性を有し、かつIII族窒化物半導体層の劈開方向と同一の劈開方向をもつIII族窒化物半導体基板が用いられる。そして、このIII族窒化物半導体基板上にIII族窒化物半導体層を成長させてIII族窒化物半導体素子を得ることが行われている。
【０００６】
このようなIII族窒化物半導体基板及びIII族窒化物半導体層からなるIII族窒化物半導体素子は、次に示す効果が期待される。
【０００７】
（１）III族窒化物半導体層及びIII族窒化物半導体基板の各劈開方向が互いに一致するため、III族窒化物半導体素子の劈開面が平坦になる。
【０００８】
（２）III族窒化物半導体層とIII族窒化物半導体基板とは格子整合性がよく、熱膨張率差も存在しないため、III族窒化物半導体素子に生じる歪や欠陥等を減少させることができ、III族窒化物半導体素子の寿命が長くなる。
【０００９】
従来、この種の窒化物半導体素子を得るための窒化物半導体ウエハの分割方法としては、窒化物半導体層上にリッジ電極を積層してなる窒化物半導体ウエハに劈開導入溝を形成する工程と、この劈開導入溝に沿って窒化物半導体ウエハを劈開する工程とを備えたものが知られている。
【００１０】
ところが、このような窒化物半導体ウエハの分割方法においては、窒化物半導体層に対するリッジ電極の密着性が悪く、劈開時にその衝撃によって図５に示すようにリッジ電極２１が窒化物半導体層２２（ｐ層２２Ａ，活性層２２Ｂ，ｎ層２２Ｃ）から剥離したり、あるいはリッジ電極２１のだれが劈開面Ａ側に発生したりして良好な半導体素子特性を得ることができないという不都合があった。
【００１１】
そこで、窒化物半導体ウエハを劈開する工程の前に、窒化物半導体ウエハの劈開面から若干（５μｍ）離間するような位置にストライプ端面を有するリッジ電極を窒化物半導体層に形成することにより、リッジ電極の剥離・だれの発生を抑制し、上記した課題を解決した窒化物半導体ウエハの分割方法も知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−２７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１によると、リッジ電極がストライプ端面を窒化物半導体ウエハの劈開面から離間させて窒化物半導体層上に配置されているため、それだけ窒化物半導体層に対するリッジ電極の接触面積が減少し、通電抵抗が増大していた。この結果、通電抵抗の増大を抑制するために、酸化インジウム・酸化錫（ＩＴＯ）等の電流拡散導電膜を窒化物半導体層に形成することが必要になり、コストが嵩むという問題があった。
【００１３】
従って、本発明の目的は、窒化物半導体層に対する電流拡散導電膜の形成を不要なものとし、もってコストの低廉化を図ることができる窒化物半導体ウエハの分割方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するために、窒化物半導体層上に電極を積層してなる窒化物半導体素子を得るための窒化物半導体ウエハを劈開する工程を備えた窒化物半導体ウエハの分割方法において、前記窒化物半導体ウエハを劈開する工程の前に、前記電極を電極押込膜で前記窒化物半導体層に押さえ込むことを特徴とする窒化物半導体ウエハの分割方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、窒化物半導体層に対する電流拡散導電膜の形成を不要なものとすることができ、コストの低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法によって得られた窒化物半導体素子を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法によって得られた窒化物半導体素子のサイズを説明するために示す斜視図である。
【００１７】
本実施の形態における窒化物半導体素子は、III族窒化物半導体基板上にIII族窒化物半導体層を形成し、III族窒化物半導体層及びIII族窒化物半導体基板上にそれぞれ電極を形成して構成される。ここで、III族窒化物半導体基板とは、少なくともＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（但し、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成比で表される六方晶構造をとるIII−V族窒化物半導体を構成要素とする基板をいう。また、III族窒化物半導体層とは、少なくともＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（但し、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成比で表される六方晶構造をとるIII−V族窒化物半導体を構成要素とする層をいう。
【００１８】
III−V族窒化物半導体を用いてｎ型の半導体層を形成する場合の不純物としてはシリコン（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）・セレン（Ｓｅ）・テルル（Ｔｅ）・炭素（Ｃ）等が用いられる。ｐ型の半導体層を形成する場合の不純物としてはベリリウム（Ｂｅ）やカルシウム（Ｃａ）・ストロンチウム（Ｓｒ）・バリウム（Ｂａ）等が用いられる。
【００１９】
この場合、III族元素の一部をボロン（Ｂ）やタリウム（Ｔｌ）で、窒素（Ｎ）の一部をリン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）・アンチモン（Ｓｂ）・ビスマス（Ｂｉ）でそれぞれ置換してもよい。
【００２０】
図１において、窒化物半導体素子１は、窒化物半導体基板２及び窒化物半導体層３からなり、例えば波長を４０５ｎｍとする青紫色光を発するＧａＮ系の青紫色レーザダイオードとして機能するように構成されている。窒化物半導体素子１のサイズは、図２に示すように、例えばダイクロイックミラー面となる劈開面ａの縦横寸法（縦寸法Ｌ1，横寸法Ｌ2）をそれぞれＬ1＝１２０μｍとＬ2＝４００μｍとするとともに、レーザ共振器長に対応する寸法ＬをＬ＝７００μｍとする直方体サイズに設定されている。
【００２１】
なお、窒化物半導体素子１の長手方向両端面（劈開面ａ）には、ダイクロイックミラー部として例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）及び二酸化チタン（ＴｉＯ2）を積層してなる誘電体ミラー（図示せず）が配置される。一方の誘電体ミラーは入力ミラーとして、また他方の誘電体ミラーは出力ミラーとしてそれぞれ機能する。
【００２２】
窒化物半導体基板２は、その厚さが１００μｍ程度の寸法に設定されたＧａＮ基板によって形成されている。窒化物半導体基板２の上部には、ｎ−ＧａＮ層４及び活性層５・ｐ−ＧａＮ層６からなる窒化物半導体層３が配設されている。窒化物半導体基板２の下部には、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなるｎ電極７が形成されている。
【００２３】
窒化物半導体層３は、窒化物半導体基板２上にｎ−ＧａＮ層４及び活性層５・ｐ−ＧａＮ層６を順次結晶成長させることにより形成されている。そして、ｐ−ＧａＮ層６の上面及びｎ−ＧａＮ層４の側面等を除き絶縁層８で被覆されている。窒化物半導体層３には、レーザ共振器を構成するためのリッジ部９が形成されている。絶縁層８の材料としては例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）が用いられる。絶縁層８には、ｐ−ＧａＮ層６の上面に連接し、かつｎ電極７に窒化物半導体基板２及び窒化物半導体層３を介して対向する例えば金（Ａｕ）からなるｐ電極１０（厚さが約３０００Å）が形成されている。また、絶縁層８には、ｐ電極１０をｐ−ＧａＮ層６に押さえ込む電極押込膜５１が形成されている。電極押込膜５１の材料としては、絶縁層８の材料と同様に例えばＳｉＯ2が用いられる。ＳｉＯ2以外には、Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＴｉＯ2等の絶縁性酸化物が用いられる。電極押込膜５１の膜厚は１０００Å程度の寸法に設定されている。電極押込膜５１とｐ電極１０との間には例えば密着性向上膜としてのニッケル（Ｎｉ）膜５２が介装されている。これにより、ｐ電極９に対する電極押込膜５１の良好な密着性が得られる。Ｎｉ膜５２の膜厚は１００Å程度の寸法に設定されている。密着性向上膜の材料としては、Ｎｉ以外にＴｉ，Ｃｒ，Ａｌ等の金属が用いられる。
【００２４】
このような窒化物半導体素子１は、窒化物半導体基板２上に窒化物半導体層３を積層してなる電極付きの窒化物半導体ウエハ（図１及び図２には図示せず）を分割することにより形成される。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法につき、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法における電極押込膜の形成工程を説明するために示す平面図である。図４は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法における窒化物半導体ウエハの劈開工程を説明するために示す断面図である。
【００２６】
本実施の形態における窒化物半導体ウエハの分割方法は、「電極押込膜の形成」及「劈開導入溝の形成」・「窒化物半導体ウエハの劈開（レーザダイオードバーの形成）」・「端面コーティング膜の形成」・「窒化物半導体素子の形成」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００２７】
「電極押込膜の形成」
予め窒化物半導体基板２の表面上に窒化物半導体層３を積層してなる電極（ｎ電極７，ｐ電極１０）付の窒化物半導体ウエハ１００のｐ電極９上にＮｉ膜５２を蒸着する。次に、窒化物半導体ウエハ１００の絶縁層８にＮｉ膜５２を覆うようにして電極押込膜５１を蒸着する。この際、図３に示すように、窒化物半導体ウエハ１００の劈開ラインＳ（劈開導入溝の形成ライン）に沿って電極押込膜５１を配置する。
【００２８】
「劈開導入溝の形成」
窒化物半導体ウエハ１００に対して窒化物半導体素子１を得るための劈開導入溝（図示せず）を＜１１−２０＞方向に複数個形成する。この場合、劈開導入溝は、例えば窒化物半導体ウエハ１００のウエハ周縁部において、劈開導入溝形成領域のウエハ中央部側をスクライブ始端位置とするとともに、そのウエハ周縁部側をスクライブ終端位置とし、スクライブ始端位置からスクライブ終端位置に向かってダイヤモンド針でスクライビング加工を施すことにより形成される。
【００２９】
なお、劈開導入溝の溝長Ｌ及び溝幅ＷはＬ＝３８０μｍ（劈開導入溝内に窒化物半導体ウエハ１００の欠陥集中部を含まない寸法）とＷ＝１５μｍに、その深さｈはｈ＝１〜５μｍ程度にそれぞれ設定される。
【００３０】
「窒化物半導体ウエハの劈開」
窒化物半導体ウエハ１００（窒化物半導体基板２）の裏面であって劈開導入溝の形成領域に対応する位置にブレーキング刃（図示せず）を押圧することにより窒化物半導体ウエハ１００をバー状に分割する。この場合、窒化物半導体ウエハ１００が劈開ラインＳに沿って分割されると、レーザ共振器長に対応する寸法Ｌ（Ｌ＝７００μｍ）及びダイクロイックミラー面の縦横寸法に対応する寸法Ｌ1，Ｌ2（Ｌ1＝１２０μｍ，Ｌ2＝４００μｍ）をもつ複数の窒化物半導体素子１からなる複数のレーザダイオードバー（図示せず）が形成される。
【００３１】
「端面コーティング膜の形成」
複数のレーザダイオードバー（窒化物半導体ウエハ１００の劈開面）に端面コーティング膜を形成する。
【００３２】
「窒化物半導体素子の形成」
複数のレーザダイオードバーをその表面又は裏面に<１−１００>の方向に沿ってスクライビング加工をそれぞれ施す。次に、複数のレーザダイオードバーの裏面又は表面であってスクライブ加工領域に対応する位置にブレーキング刃（図示せず）を押圧することによりレーザダイオードバーを分割する。この場合、レーザダイオードバーが分割されると、複数の窒化物半導体素子１（図２に示す）が形成される。
このようにして、窒化物半導体ウエハ１００を分割することができる。
【００３３】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３４】
（１）ｐ電極１０がその電極端面を窒化物半導体ウエハ１００の劈開面上に位置付けてｐ−ＧａＮ層６に形成されるため、それだけ窒化物半導体層３（ｐ−ＧａＮ層６）に対するｐ電極１０の接触面積が増大する。これにより、通電抵抗の増大を抑制するために、酸化インジウム・酸化錫（ＩＴＯ）等の電流拡散導電膜を窒化物半導体層３に形成することが不要となり、コストの低廉化を図ることができる。
【００３５】
（２）Ｎｉ膜５２を介してｐ電極１０をｐ−ＧａＮ層６に押さえ込む電極押込膜５１を絶縁層８に蒸着するため、ｐ電極１０とｐ−ＧａＮ層６との密着性を高めることができる。これにより、窒化物半導体ウエハ１００の劈開時におけるｐ電極１０の剥離・だれの発生を抑制することができ、良好な半導体素子特性を得ることができる。
【００３６】
以上、本発明の窒化物半導体ウエハの分割方法を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００３７】
（１）本実施の形態では、青紫色レーザダイオードとして機能する窒化物半導体素子１を得る場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、紫外線レーザダイオードあるいは青紫色以外の可視光レーザダイオードとして機能する窒化物半導体素子を得る場合にも本実施の形態と同様に実施することができる。
【００３８】
（２）本実施の形態では、劈開導入溝の溝長ＬがＬ＝３８０μｍに設定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の溝長に設定してもよい。但し、窒化物半導体素子１の生産性を高めるためには、劈開導入溝内に窒化物半導体ウエハ１００の欠陥集中部を含まない寸法（Ｌ＜４００μｍ）に設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法によって得られた窒化物半導体素子を説明するために示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法によって得られた窒化物半導体素子のサイズを説明するために示す斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法における電極押込膜の形成工程を説明するために示す平面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る窒化物半導体ウエハの分割方法における窒化物半導体ウエハの劈開工程を説明するために示す断面図。
【図５】従来における窒化物半導体ウエハの分割方法によって得られた窒化物半導体素子の不良例を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１…窒化物半導体素子、２…窒化物半導体基板、３…窒化物半導体層、４…ｎ−ＧａＮ層、５…活性層、６…ｐ−ＧａＮ層、７…ｎ電極、８…絶縁層、９…リッジ部、１０…ｐ電極、２１…リッジ電極、２２…窒化物半導体層、２２Ａ…ｐ層、２２Ｂ…活性層、２２Ｃ…ｎ層、５１…電極押込膜、５２…Ｎｉ膜、１００…窒化物半導体ウエハ、Ａ，ａ…劈開面
【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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