(57)【要約】【課題】既存の技術的な制限の下で、発光ダイオードチップを厚く製造する。【解決手段】発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）チップのカッティング方法である。この方法の工程では、基板の裏面に予めプレカット作業を施し、次に基板上でエピタキシャル成長工程を行った後、発光ダイオードチップの正面からカッティング、分割および洗浄の作業を行うものである。この方法により厚さが２００〜４００μｍに達する発光ダイオードチップを得ることができる。【選択図】図１Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップのカッティング方法であって、
基板を準備するステップ、
前記基板の裏面にプレカット作業を行うステップ、
前記基板の正面にエピタキシャル成長工程を行うステップ、および
発光ダイオードチップの正面からカッティング、分割および洗浄の作業を行うステップを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
前記基板の材質がサファイヤであり、プレカット作業により形性された前記基板のカット深さを前記基板の厚さの１／３から１／２とすることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードチップのカッティング方法。
【請求項３】
前記発光ダイオードチップの厚さが２００〜４００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードチップのカッティング方法。
【請求項４】
前記エピタキシャル成長工程が、
前記基板上に第１の導電性半導体層を形成するステップ、
前記第１の導電性半導体層上にアクティブ層を形成するステップ、
前記アクティブ層上に第２の導電性半導体層を形成するステップ、
前記第２の導電性半導体層上にコンタクト層を形成するステップ、
前記第１の導電性半導体層における露出した部分に第１の導電性電極を形成するステップ、および
前記コンタクト層上に第２の導電性電極を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードチップのカッティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードチップのカッティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脆性材料、例えばシリコンウェーハ、ガラスおよびサファイヤは半導体、液晶テレビおよび発光ダイオードの応用においてますます一般的となってきており、産業界では脆性材料上で行うカッティングまたは表面の微細構造の加工が常に求められている。一般的には、カッティングはレーザカッティングおよびダイヤモンドカッティングに分けられ、二種類のカッティング方式にはそれぞれ短所と長所がある。レーザカッティングは光熱加工のメカニズムであり、カッティング加工中において脆性材料は高温により亀裂が発生しやすくなり、そして結晶体の自然な断裂面を利用するのではないため、表面に亀裂痕も残ってしまううえ、チップはレーザの加熱を受けやすくなるため出力効率に影響してしまい、歩留まりが悪くなるが、廉価であることがその長所となっている。一方、ダイヤモンドカッティングでは、もし硬度の高い材料、例えばサファイヤを使用した場合には、ダイヤモンドカッタが摩耗しやすく、そしてカッティング時間およびグラインダの摩耗率は従来の四元素の発光ダイオードよりも十倍以上に増加してしまい、コスト削減の観点から徐々に淘汰されつつある。
【０００３】
現在、産業界においてサファイヤ基板で発光ダイオードを製造する手順は以下のとおりである。まず、厚さが約４３０μｍのサファイヤ基板を準備する。次に、サファイヤ基板上にエピタキシャル成長工程を行う。そして、カッティングをしやすくするために、チップを厚さ９０〜１００μｍにまで研磨する。その後、発光ダイオードチップの正面からカッティング、分割および洗浄の作業を行う。従来の手順で製造された発光ダイオードチップは、その厚さが約９０μｍである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、研究を重ねた結果、チップの厚さを二倍に増大させると、内部発光効率（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｌｉｇｈｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を効果的に向上させることができ、チップのパッケージでの輝度が１０〜１５％増加することが分かった。しかし、現時点での産業界におけるチップ製造工程のカッティング技術の制限により、特殊なレーザカッティング方式を用いたとしても、深さは最大でも５０〜７０μｍに達するに止まり、そして仮にダイヤモンドカッティング方式を用いた場合には、サファイヤの硬度はダイヤモンドに次いで高いため、ダイヤモンドカッタが摩耗しやすくなってしまい、コストが高くなるという問題がある。よって既存の技術的な制限の下で、発光ダイオードチップを如何に厚くするかということは、現在、産業界で克服しなければならない課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、発光ダイオードチップの厚さを厚くし、パッケージでの輝度を効果的に向上させる発光ダイオードチップのカッティング方法を提供するところにある。
【０００６】
本発明の上記目的に基づいて、二段階式のカッティング法である発光ダイオードチップのカッティング方法を提案する。本発明の好ましい実施例によれば、この二段階式のカッティング法は以下の工程を含む。まず、材質がサファイヤである基板を準備し、この基板の裏面に、カット深さが概ね基板の厚さの１／３から１／２となるプレカット作業を行う。次に、基板上でエピタキシャル成長工程を行う。その後、基板の正面からカッティング、分割および洗浄の作業を行い、厚さが２００〜４００μｍの発光ダイオードチップを得る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発光ダイオードチップのカッティング方法では、発光ダイオードチップの厚さを大きくすることができるので、内部発光効率を高めて、パッケージでの輝度を効果的に向上させるとともに、基板を薄く研磨する工程作業を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は発光ダイオードチップのカッティング方法に関する。本発明の好ましい実施例に係る基板側面の概略図を図１Ａに示す。このうち、基板１４０の材質はサファイヤであり、その厚さｈ１は４３０μｍである。まず基板１４０の裏面にフォトマスクでカッティングラインを形成する。状態１００はプレカット工程を行う前の基板１４０である。
【０００９】
本発明の好ましい実施例に係る基板のプレカットの側面の概略図を図１Ｂに示す。基板１４０の裏面に、形成されたカッティングラインに基づいてプレカットの作業を行うが、本実施例においては、プレカットの深さｈ２は基板の厚さの１／３となっている。しかしながら、このプレカットの深さｈ２は基板１４０の材質および熱膨張・収縮の状況に応じて調整するものであり、基板１４０の厚さの約１／３ないし１／２となっている。状態１１０はプレカット作業完了後の基板１４０である。
【００１０】
本発明の好ましい実施例に係るエピタキシャル成長工程の概略図を図１Ｃに示す。状態１２０はプレカット済みの基板１４０がエピタキシャル成長工程中にある状態である。このとき基板１４０上に、すでに第１の導電性半導体層１５０、アクティブ層１６０および第２の導電性半導体層１７０を順次エピタキシャル成長させてある。次に、第２の導電性半導体層１７０上にコンタクト層を形成し、第１の導電性半導体層１５０上に第１の導電性電極を形成し、コンタクト層上に第２の導電性電極を形成する。その後、基板１４０の正面からカッティング、分割および洗浄の作業を行い、厚さが約２００〜４００μｍの発光ダイオードチップを得る。基板１４０の正面からカッティングラインを形成するときには、基板１４０の裏面に形成したカッティングラインと同様であるので、基板１４０の裏面から行うプレカットと、基板１４０の正面から行う実際のカッティングのカッティング位置は互いに一致する。
【００１１】
本発明の好ましい実施例に係る発光ダイオードチップの断面図を図１Ｄに示す。状態１３０はカッティング工程が完了した後の発光ダイオードチップである。これには、基板１４０と、基板１４０上に形成されている第１の導電性半導体層１５０と、第１の導電性半導体層１５０上に形成されているアクティブ層１６０と、アクティブ層１６０上に形成されている第２の導電性半導体層１７０と、第２の導電性半導体層１７０上に形成されているコンタクト層１８０と、第１の導電性半導体層１５０における露出した部分に形成されている第１の導電性電極１９０と、コンタクト層１８０上に形成されている第２の導電性電極２００と、を備えている。基板１４０の厚さｈ３は２００〜４００μｍである。
【００１２】
本発明の特徴は、エピタキシャル成長工程の前に基板１４０の裏面にてプレカットの作業を行うものであり、このプレカット作業を追加して実行すると、正面からの実際のカッティングの後に得られる発光ダイオードチップの厚さを明らかに増大させることができる。一般的に業界で製造される発光ダイオードチップの厚さは約９０μｍであり、例えば現在使用されているレーザカッティング方法では、正面から実際にカッティングするに際して達成可能な深さには限度があるので、カッティングをしやすくするために、エピタキシャル成長工程の後に予めチップを厚さ９０〜１００μｍにまで研磨しておく必要がある。一方この発明では予めある深さでプレカットしているので、この研磨工程を省くことができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施例から理解できるように、本発明を応用することで下記の長所を持つことになる。本発明の発光ダイオードチップのカッティング方法では、発光ダイオードチップの厚さを大きくすることができるので、内部発光効率を高めて、パッケージでの輝度を効果的に向上させるとともに、基板を薄く研磨する工程作業を省略することができる。
【００１４】
確かに本発明では実施例で上記のように開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の技術的思想および範囲を逸脱することなく、各種の変更および付加を行うことができるので、本発明の保護範囲は別紙の特許請求の範囲による限定を基準とすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の上記およびその他目的、特徴、長所および実施例をより明確に理解できるよう、添付の図面の詳細な説明を下記のとおり行う。
【図１Ａ】本発明の好ましい実施例に係る基板側面の概略図である。
【図１Ｂ】本発明の好ましい実施例に係る基板のプレカットの側面の概略図である。
【図１Ｃ】本発明の好ましい実施例に係るエピタキシャル成長工程の概略図である。
【図１Ｄ】本発明の好ましい実施例に係る発光ダイオードチップの断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１４０    基板
１５０    第１の導電性半導体層
１６０    アクティブ層
１７０    第２の導電性半導体層
１８０    コンタクト層
１９０    第１の導電性電極
２００    第２の導電性電極
ｈ１      基板厚さ
ｈ２      プレカット深さ
ｈ３      完成品チップの基板の厚さ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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