(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子の劈開面における汚染発生を防止することができ、半導体レーザ素子の寿命・特性を高めることができる半導体レーザ素子用ウエハの分割方法を提供する。【解決手段】窒化物半導体基板上に窒化物半導体層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１００を粘着テープ３１上に貼付する工程と、窒化物半導体ウエハ１００を粘着テープ側から突き上げて劈開ラインに沿って劈開する工程と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１００を劈開する工程の前に、粘着テープ３１のウエハ側であって、窒化物半導体ウエハ１００における劈開ラインを含む領域に対応する部位にテープマスク部３２を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に窒化物半導体層を積層してなる半導体レーザ素子を得るための半導体レーザ素子用ウエハを粘着シート上に貼付する工程と、前記半導体レーザ素子用ウエハを粘着シート側から突き上げて劈開ラインに沿って劈開する工程とを備えた半導体レーザ素子用ウエハの分割方法において、
前記半導体レーザ素子用ウエハを劈開する工程の前に、前記粘着シートのウエハ側であって、前記半導体レーザ素子用ウエハにおける前記劈開ラインを含む領域に対応する部位に非粘着部を設けることを特徴とする半導体レーザ素子用ウエハの分割方法。
【請求項２】
前記非粘着部は、前記半導体レーザ素子用ウエハに接触するウエハ接触面を有する非粘着性フィルム部材によって形成されている請求項１に記載の半導体レーザ素子用ウエハの分割方法。
【請求項３】
前記非粘着性フィルム部材には、その表裏面に開口する貫通孔が設けられている請求項２に記載の半導体レーザ素子用ウエハの分割方法。
【請求項４】
前記粘着シートは、紫外線の照射による硬化によって前記非粘着部が形成される紫外線硬化シートである請求項１に記載の半導体レーザ素子ウエハの分割方法。
【請求項５】
前記半導体基板はＧａＮ基板からなる請求項１に記載の半導体レーザ素子用ウエハの分割方法。
【請求項６】
前記半導体レーザ素子は青紫色半導体レーザ素子である請求項１に記載の半導体レーザ素子用ウエハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青紫色レーザ（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation：ＬＡＳＥＲ）ダイオード等の半導体レーザ素子を得る場合に用いられる半導体レーザ素子用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】
ところが、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には、予め劈開導入溝が形成された窒化物半導体ウエハを粘着シート上に貼付する工程と、この粘着シートを介し窒化物半導体ウエハに劈開導入溝に沿って押圧力を付与することにより窒化物半導体ウエハを劈開する工程とを備えたものが半導体レーザ素子用ウエハの分割方法として知られている（例えば特許文献１）。
【００１０】
このような半導体レーザ素子用ウエハの分割方法において、半導体レーザ素子用ウエハを分割するには、劈開導入溝を有する半導体レーザ素子用ウエハが貼付された粘着シートの反粘着部側から半導体レーザ素子用ウエハにブレーキング刃を押し当ててブレーキングが実行される。
【００１１】
ところで、この種の半導体レーザ素子用ウエハの分割方法によって得られる半導体レーザ素子の劈開面は、レーザ共振器を構成するためのダイクロイックミラー面（レーザ共振面）となるため、きわめて高い機械加工精度が要求される。
【特許文献１】特開平１１−２５１２６７号号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１によると、半導体レーザ素子用ウエハの劈開時にその衝撃によって粘着材の一部が半導体レーザ素子用ウエハ側に飛散し、互いに対向する２つの劈開面間に入り込んでその劈開面に付着していた。この結果、半導体レーザ素子用ウエハから得られる半導体レーザ素子の劈開面が汚染され、その寿命・特性が低下するという問題があった。
【００１３】
従って、本発明の目的は、半導体レーザ素子の劈開面における汚染発生を防止することができ、もって半導体レーザ素子の寿命・特性を高めることができる半導体レーザ素子用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、半導体基板上に窒化物半導体層を積層してなる半導体レーザ素子を得るための半導体レーザ素子用ウエハを粘着シート上に貼付する工程と、前記半導体レーザ素子用ウエハを粘着シート側から突き上げて劈開ラインに沿って劈開する工程とを備えた半導体レーザ素子用ウエハの分割方法において、前記半導体レーザ素子用ウエハを劈開する工程の前に、前記粘着シートのウエハ側であって、前記半導体レーザ素子用ウエハにおける前記劈開ラインを含む領域に対応する部位に非粘着部を設けることを特徴とする半導体レーザ素子用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、半導体レーザ素子用ウエハの劈開面における汚染発生を防止することができ、半導体レーザ素子の寿命・特性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハ（窒化物半導体ウエハ）の分割方法によって得られた半導体レーザ素子を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法によって得られた半導体レーザ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半導体レーザ素子（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が形成されている。
【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半導体レーザ素子用ウエハの分割方法につき、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法を説明するために示す断面図である。図３（ａ）は劈開導入溝の形成工程を、図３（ｂ）はテープマスク部（非粘着部）の形成工程を、図３（ｃ）は半導体レーザ素子用ウエハの貼付工程を、図３（ｂ）は半導体レーザ素子用ウエハの劈開工程をそれぞれ示す。
【００２６】
本実施の形態における半導体レーザ素子用ウエハ（窒化物半導体ウエハ）の分割方法は、「劈開導入溝の形成」及び「テープマスク部の形成」・「窒化物半導体ウエハの貼付」・「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」・「半導体レーザ素子（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】
「劈開導入溝の形成」
図３（ａ）に示すように、窒化物半導体基板２に窒化物半導体層３（共に図１に示す）を積層してなる窒化物半導体ウエハ１００の表面部に対して窒化物半導体素子１（図２に示す）を得るための劈開導入溝１００Ａを＜１１−２０＞方向に複数個形成する。この場合、劈開導入溝１００Ａ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。
【００２８】
なお、劈開導入溝１００Ａの溝長Ｌ及び溝幅ＷはＬ＝３８０μｍ（劈開導入溝１００Ａ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。
【００２９】
「テープマスク部の形成」
粘着テープ３１（基部材３１Ａ，粘着材３１Ｂ）のウエハ側であって、窒化物半導体ウエハ１００における劈開導入溝１００Ａ（劈開ライン）を含む領域に対応する部位に非粘着部としてのテープマスク部３２を貼付する。この場合、図３（ｂ）に示すように、テープマスク部３２が粘着テープ３１上に貼付されると、粘着テープ３１のウエハ側であって、窒化物半導体ウエハ１００における劈開ラインを含む領域に対応する部位が複数のテープマスク部３２で被覆される。テープマスク部３２としては、窒化物半導体ウエハ１００の裏面部に接触するウエハ接触面３２Ａを有するセロファン等の非粘着性フィルム部材が用いられる。
【００３０】
「窒化物半導体ウエハの貼付」
図３（ｃ）に示すように、劈開導入溝１００Ａをテープマスク部３２に対応させて窒化物半導体ウエハ１００の裏面部を粘着シート３１上に貼付する。この場合、窒化物半導体ウエハ１００が粘着シート３１上に貼付されると、窒化物半導体ウエハ１００の裏面部における劈開導入溝１００Ａ（劈開ライン）に対応する領域がテープマスク部３２で被覆される。
【００３１】
「窒化物半導体ウエハの劈開」
図３（ｄ）に示すように、窒化物半導体ウエハ１００の裏面部であって、劈開導入溝１００Ａ（劈開ライン）に対応する位置にブレーキング刃３３を粘着テープ３１の基部材側から押圧する（突き上げる）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。
【００３２】
「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。
【００３３】
「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から<１−１００>の方向に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。
【００３４】
[第１の実施の形態の効果]
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。
【００３５】
粘着テープ３１のウエハ側であって、窒化物半導体ウエハ１００における劈開ラインを含む領域に対応する部位がテープマスク部３２で被覆されるため、窒化物半導体ウエハ１００の劈開時にその衝撃によって粘着材３１Ｂの一部が半導体レーザ素子用ウエハ側に従来のようには飛散せず、図４に示すように互いに対向する２つの劈開面１００Ｂ，１００Ｃに付着することがない。これにより、窒化物半導体ウエハ１００から得られる窒化物半導体素子１の劈開面１００Ｂ，１００Ｃにおける接着材３１Ｂ等による汚染発生を防止することができ、窒化物半導体素子１の寿命・特性を高めることができる。
【００３６】
なお、従来における半導体レーザ素子用ウエハの分割方法によると、図７に示すように劈開導入溝７１Ａを有する半導体レーザ素子用ウエハ７１における互いに対向する２つの劈開面７１Ａ，７１Ｂ間に粘着テープ７２（基部材７２Ａ，粘着材７２Ｂ）の一部Ａが入り込んで劈開面に付着し、図８に示すように半導体レーザ素子用ウエハ７１（図７に示す）から得られる半導体レーザ素子８１の劈開面８１Ａが汚染される。
【００３７】
[第２の実施の形態]
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法におけるテープマスク部の形成工程を説明するために示す図である。図５（ａ）は平面図を、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ断面図をそれぞれ示す。図５（ａ）及び（ｂ）において、粘着シートについては図３（ａ）〜（ｄ）と同一の符号を付す。
【００３８】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施の形態に示す半導体レーザ素子用ウエハの分割方法は、「テープマスク部（非粘着部）の形成」工程において単一のテープマスク部（非粘着部）５１を用いた点に特徴がある。
【００３９】
このため、テープマスク部５１は、窒化物半導体ウエハ１００の裏面部に接触するウエハ接触面５１Ａ及び窒化物半導体ウエハ１００の表裏面に開口する複数の貫通孔５１Ｂを有する単一の非粘着性フィルム部材によって形成されている。
【００４０】
このようなテープマスク部５１を粘着テープ３１上に形成するには、粘着テープ３１（基部材３１Ａ，粘着材３１Ｂ）のウエハ側であって、窒化物半導体ウエハ１００の劈開導入溝１００Ａ（劈開ライン）を含む領域に対応する部位にテープマスク部５１（ウエハ接触部５１Ａ）を貼付する。
【００４１】
[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。
【００４２】
テープマスク部５１が単一のフィルム部材によって形成されているため、単一の窒化物半導体ウエハ１００に対してテープマスク部５１の形成（貼付）回数を単一回数で済ませることができ、テープマスク部５１の形成作業の簡素化を図ることができる。
【００４３】
[第３の実施の形態]
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法におけるテープマスク部の形成工程を説明するために示す図である。図６（ａ）は平面図を、図６（ｂ）は図６（ａ）のＹ−Ｙ断面図をそれぞれ示す。図６（ａ）及び（ｂ）において、粘着シートについては図３（ａ）〜（ｄ）と同一の符号を付す。
【００４４】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第３の実施の形態に示す半導体レーザ素子用ウエハの分割方法は、「テープマスク部（非粘着部）の形成」工程において紫外線照射によってテープマスク部（非粘着部）６１を接着テープ３１の粘着材３１Ｂに形成した点に特徴がある。
【００４５】
このため、テープマスク部６１を粘着テープ３１上に形成するには、接着テープ３１のウエハ側であって、窒化物半導体ウエハ１００における劈開導入溝１００Ａ（劈開ライン）を含む領域に対応する部位に紫外線を照射し、この領域を硬化させることにより行われる。
【００４６】
[第３の実施の形態の効果]
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。
【００４７】
粘着テープ３１（粘着材３１Ｂ）の一部領域に紫外線を照射し、この領域を硬化させることによりテープマスク部５１が形成されるため、マスク部形成部材を必要とせず、材料コストの低廉化を図ることができる。
【００４８】
以上、本発明の半導体レーザ素子用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。
【００４９】
（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。
【００５０】
（２）本実施の形態では、劈開導入溝１００Ａの溝長Ｌ3がＬ3＝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１００Ａ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（Ｌ3＜４００μｍ）に設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子用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半導体レーザ素子用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】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法を説明するために示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法におけるウエハ劈開後の半導体レーザ素子用ウエハを説明するために示す断面図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法におけるテープマスク部の形成工程を説明するために示す平面図とＸ−Ｘ断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ素子用ウエハの分割方法におけるテープマスク部の形成工程を説明するために示す平面図とＹ−Ｙ断面図。
【図７】従来における半導体レーザ素子用ウエハの分割方法におけるウエハ劈開後の半導体レーザ素子用ウエハを説明するために示す断面図。
【図８】従来における半導体レーザ素子用ウエハの分割方法によって得られた半導体レーザ素子を説明するために示す斜視図。
【符号の説明】
【００５２】
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、３１，７２…粘着テープ、３１Ａ，７２Ａ…基部材、３１Ｂ，７２Ｂ…粘着材、３２，５１，６１…テープマスク部、３２Ａ…ウエハ接触面、５１Ａ…ウエハ接触面、５１Ｂ…貫通孔、７１，１００…半導体レーザ素子用ウエハ、７１Ａ，１００Ａ…劈開導入溝、７１Ｂ，７１Ｃ，１００Ｂ，１００Ｃ…劈開面、８１…半導体レーザ素子、８１Ａ…劈開面、Ａ…粘着テープ７２の一部
【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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