JP2004228290A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウエハからより多数の半導体チップを取り出すことと、或いは、発光効率の高い半導体発光素子を従来よりも低コストで製造すること。
【解決手段】半導体ウエハ１０の上面（素子形成面）に、透明樹脂からなる保護膜６を樹脂塗布工程、樹脂硬化工程を経て形成する（図４（ａ））。次に、ビーム径約１０μｍのレーザービームを照射して、ｎ層２の露出面より更に約５０μｍ〜７０μｍ程度深い連続線状の分離溝Ｓを形成した（図４（ｂ））。この後、サファイア基板１の裏面１１を研磨して薄肉化させ、１００μｍ厚の薄肉化ウエハ１０を得た。図４（ｃ）の符号１ａはこの研磨処理により得られた処理面を、符号１ｂはこの処理面上にスクライバーを用いて形成した分割線をそれぞれ示している。この様な工法により、分離溝の形成等によって無駄になるウエハの幅を少なくとも３０〜４０μｍ程度は削減することができる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶成長基板上に窒化物系の化合物半導体層を複数層積層することにより形成された半導体ウエハから取り出だされる半導体発光素子と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−３２６１９４号公報
【特許文献２】
特開平７−１３１０６９号公報
【特許文献３】
特開２００１−２８４２９３号公報
【特許文献４】
特開２００１−２８４６４２号公報
【特許文献５】
特開平１１−２５１６３３号公報
【特許文献６】
特開平１０−１６３５３１号公報
【特許文献７】
特開平９−９７９２２号公報
【０００３】
上記の文献の内、特許文献１はレーザビームを照射することにより半導体ウエハを分割する際の分割方法に関するものである。また、特許文献２〜４はダイシングにより半導体ウエハを分割する際の分割方法に関するものである。また、特許文献５〜７は外周電極を有する半導体発光素子に関するものである。
【０００４】
まず、図９、図１０を用いて、半導体ウエハに対するレーザビームの一般的な照射作用を説明する。図９は発光ダイオード（ＬＥＤ）に関するものであるが、半導体ウエハを分割して多数の半導体チップを取り出すために、ウエハ上にレーザビームを照射すると、例えばこの図９に例示する様に、基板や半導体層がレーザビームの熱で溶けて、半導体チップの外周の分割部分に溶融層が形成される。この溶融層は、透光性を持たず、発光層から出力された光を吸収するため、ＬＥＤの外部量子効率を低下させる大きな要因となる。
【０００５】
また、図１０に例示する様に、レーザビームの照射により（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で半導体ウエハに分離溝Ｓを形成する際には、半導体層（ｐ／ｎ）や基板（Ｓａｐ．）が溶融後蒸発飛散して、露出している半導体層の上面に付着し、半導体層の上面を汚染する。この様な汚染物（付着物）も半導体発光素子の外部量子効率を低下させる大きな要因となる。
【０００６】
半導体発光素子の外部量子効率の向上に反するこれらの劣化要因（溶融層や付着物）は、簡単に排除することが容易でないため、従来はダイシングカッターやスクライビングカッター等を用いたウエハの分離方法が一般に用いられてきた。例えば、上記の特許文献２〜特許文献４等に記載されている分離方法等がそれに当たる。
【０００７】
図１１は、従来の分離方法を用いて製造することができる半導体チップ２１の平面図である。この半導体チップ２１は、ｎ層２（ｎ型層）の上部露出面上に外周負電極５ａを有するｎ電極（負電極）５を備えている所に特徴がある。また、符号４はｐ層（ｐ型層）を、符号８は正電極（又は電極パッド）をそれぞれ表している。ｐ層４の上面には、広く一様に透光性薄膜金属層を形成しても良い。
外周負電極を有する公知のＬＥＤについては、例えば上記の特許文献５〜７等にその記載がある。
【０００８】
図１２に、分割前の半導体チップ２１を多数有する従来の半導体ウエハ２０の部分的な平面図を例示する。生産効率を考え、１枚のウエハ上には実際にはもっと多数のチップを並べることが多い。符号Ｌは、半導体ウエハ２０上で隣り合う半導体チップ２１間の各発光層の間隔を表している。
【０００９】
図１３に、この半導体ウエハ２０の部分的な断面図を示す。結晶成長基板１上には、結晶成長により、ｎ層２、発光層３、ｐ層４が順次積層されている。勿論、各層は多層構造にしても良い。
符号Ｌ_１ は発光層３の側壁から外周負電極５ａの光反射面までの間隔を表しており、最低でも発光層３等の側方の他の半導体層と確実に絶縁できるだけの距離が必要である。この長さＬ_１ は外周負電極５ａを構成する金属層のパターン形成精度等にも依存する。
【００１０】
また、符号Ｌ_２ は外周負電極５ａの幅を表している。この幅は、ｎ層２に対する接着強度、電流密度分布、加工精度、小型化等の諸要件を満たすために、通常少なくとも約１０μｍ程度以上に設定される。
半導体ウエハ２０上における左右両チップの外周負電極５ａ間の距離Δは以下の式（１）で与えられる。
【数１】
Δ＝Ｌ−２（Ｌ_１ ＋Ｌ_２ ） …（１）
尚、図１３（ｂ）は、分離溝Ｓがダイシングにより左右両チップの外周負電極５ａの間に形成された様子を示している。
【００１１】
通常、上記の間隔Δで表される部位は、ダイシング実行前に金属層が取り除かれる。スクライビングカッターやダイシングカッター等は、ダイヤモンドの粒（小片）を多数集めて形成されたものが多く、一般に高価である。上記の金属層を取り除かずにダイシング工程を実行すると、高価なカッターが目詰まりを起こしてすぐに使用に耐えないものとなるため、生産効率や生産コストを維持するためには、上記の間隔Δで表される部位の金属層は、最初から成膜しないか、或いは成膜後に取り除かざるを得ない。
【００１２】
したがって、間隔Δの値は、カッターで形成される分離溝Ｓの幅よりも十分に広く取る必要がある。これは、カッターの形状精度、カッターの位置づけ精度、或いは金属層の除去処理の加工精度等にも限界があるためであり、カッターの目詰まりを確実に防止するためには止むを得ない。
通常、カッターによって形成される分離溝Ｓの幅は少なくとも３０μｍ以上であり、また、分離溝と外周負電極５ａとの間に設けるべき余裕（間隔）は少なくとも５〜１０μｍ以上必要なので、上記の間隔Δの値は、最低でも４０〜５０μｍ以上は必要となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の間隔Δの増大に伴う、隣り合う左右両チップの各発光層３の間隔Ｌの増大は、図１２からも判る様に半導体ウエハ２０から取り出すことができる半導体チップ２１の個数を確実に減少させる。
また、分離溝Ｓを深く形成すると当然分離溝Ｓの幅も広くなってしまう傾向にあり、逆に、分離溝Ｓを浅く形成すると、図１３（ｂ）に図示する様に、チップの分離工程において、結晶成長基板１にクラック１ｄが入り易くなる。
【００１４】
図１４は、その他の従来技術を説明する他の半導体ウエハの断面図である。レーザビームの照射により形成することができる分離溝の幅は約１０μｍ程度であり、カッターによって形成される分離溝Ｓの幅（３０μｍ以上）よりも確かに細いが、レーザビームの照射工程を導入すると前述の付着物（汚染物）の問題が派生する。
【００１５】
また、例えこの付着物の問題が仮に回避できたとしても、単純に分離溝形成工具をレーザからカッターに入れ換えただけでは、上記の間隔Δを大幅に削減することは難しい。即ち、単純に分離溝形成工具をレーザからカッターに入れ換えただけでは、上記の間隔Δに対する削減効果としては、高々２０μｍ（＝３０μｍ−１０μｍ）程度の値しか期待することができない。
【００１６】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、半導体ウエハからより多数の半導体チップを取り出すことである。また、本発明の更なる目的は、発光効率の高い半導体発光素子を従来よりも低コストで製造することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段、並びに、作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、結晶成長基板上に窒化物系の化合物半導体層を複数層積層することにより形成された半導体ウエハから複数の発光素子を取り出す半導体発光素子の製造工程において、半導体ウエハ上に形成された半導体発光素子の負電極となる金属層上からレーザビームを照射することにより、半導体ウエハを複数の半導体発光素子に分割するための、連続線状、点線状、破断線状、又は十文字状の分離溝を形成するレーザ照射工程を設けることである。
【００１８】
この様な方法にしたがえば、同一面積の１枚の半導体ウエハから取り出すことができる、同等性能か或いは同等性能以上の半導体チップの数を従来よりも増加させることができる。
図１は本発明に係わる半導体ウエハ１０の平面図であり、図２はこの半導体ウエハ１０の部分的な断面図である。符号５０はｎ層２（ｎ型層）の露出面上に蒸着された金属層を表している。また、符号Ｌは前記と同様に、半導体ウエハ１０上で隣り合う各半導体チップ間の各発光層の間隔を表している。
【００１９】
例えばこの様に、上記の間隔Δの部位にそのまま一様に金属層５０を成膜しておき、その上からレーザビームを照射すれば、上記の間隔Δの値を概ねレーザビームの照射により形成することができる分離溝Ｓの幅（約１０μｍ程度）まで削減することができる。したがって、この削減効果により、前述の考察や式（１）等からも判る様に、上記の方法によれば図１２の間隔Ｌを、図１、図２に例示する様に少なくとも３０〜４０μｍ程度は削減することができる。
【００２０】
また、この方法によれば、レーザビームの照射による溶融層やアニーリング部が金属層５０と半導体層（ｎ層２）との接合部に形成されるため、金属層（ｎ電極）と半導体層との接合強度が増強される。これにより、半導体発光素子の耐久性や寿命が向上すると言う副次的な効果も得られる。
また、図２に例示する様に、金属層５０から外周負電極５ａを形成する場合などには、この金属層５０に阻まれて、溶融層は発光層３の周辺に形成される恐れが無くなる。したがって、発光層３から出力される光が、発光層３の側方で溶融層によって吸収される恐れも無くなる。
【００２１】
また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、分割前の半導体発光素子の外周略一周にわたって金属層を形成する金属層積層工程を設け、また、上記のレーザ照射工程では、上記の分離溝を外周略一周にわたって形成することである。
この様にすれば、発光層３から出力される光が、発光層３の側方で溶融層によって吸収される恐れが、半導体チップの周囲一周にわたって無くなる。この様な方法は、特に外周電極を有する発光素子において有効であり、その場合には、チップ幅の縮小効果と、金属層（ｎ電極）と半導体層との接合強度を増強する上記の副次効果を、チップの四方全周に渡って得ることができる。
【００２２】
また、第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、レーザ照射工程の前に半導体ウエハの表面を覆う保護膜を形成する保護膜形成工程を設け、かつ、レーザ照射工程の後に保護膜を除去する保護膜除去工程を設けることである。
この様な方法によれば、半導体ウエハの表面に前述の汚染物の付着を防止することができる。このため、半導体チップの上面からの光の透過効率を、カッターを用いて半導体ウエハを分割す場合と同等に維持することができる。
【００２３】
また、第４の手段は、上記の第１乃至第３の何れか一つの手段において、結晶成長基板の裏面を研磨することにより、結晶成長基板を肉薄化する基板研磨工程を設けることである。
この様な工程を設ければ、分離溝が比較的浅い場合でも、ウエハを各チップ間の分離溝に沿って、無理なく綺麗に分割することができる。また、基板等にクラックが入り難くなる。
また、基板を肉薄化すれば、出力光の基板に対する透過効率が向上するので、フリップチップ型の発光素子を作る場合にも、基板底面に反射層を有すワイヤーボンディング型の発光素子を作る場合にも、外部量子効率が向上する。
【００２４】
また、第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか一つの手段において、結晶成長基板の裏面から分離溝に対面する分割線を形成する分割線形成工程を設けることである。
この様な工程を設ければ、分離溝が比較的浅い場合でも、ウエハを各チップ間の分離溝に沿って、無理なく綺麗に分割することができる。また、基板等にクラックが入り難くなる。
【００２５】
更に、本発明の第６の手段は、結晶成長基板上に窒化物系の化合物半導体層を複数層積層することにより形成される半導体発光素子を、上記の第１乃至第５の何れか一つの手段に基づく製造方法により、結晶成長基板上に窒化物系の化合物半導体層を複数層積層することにより形成された半導体ウエハから取り出すことである。
この様な手段によれば、金属層と化合物半導体層との接続部に、金属層と化合物半導体層との接続強度を追補・増強する溶融部や、或いはアニーリング部（例：図１０（ｃ）の熱影響部）等が形成されるため、電極などを構成する金属層と半導体層との接着強度が増強されて、半導体発光素子の耐久性が向上する。
【００２６】
また、第７の手段は、上記の第６の手段を用いて、ワイヤーボンディング型の半導体発光素子に、発光部を少なくとも部分的に外側から包囲する包囲形状を備えた外周負電極を設けることである。
この様にすれば、発光層３から出力される光が、発光層３の側方で溶融層によって吸収される恐れが、半導体チップの周囲一周にわたって無くなる。この様な方法は、特に外周電極を有する発光素子において有効であり、その場合には、チップ幅の縮小効果と、金属層（ｎ電極）と半導体層との接合強度を増強する上記の副次効果を、チップの四方全周に渡って得ることができる。
【００２７】
また、第８の手段は、上記の第６の手段を用いて、透光基板を有するフリップチップ型の半導体発光素子に、発光部を少なくとも部分的に外側から包囲する包囲形状を備えた外周負電極を設けることである。
この様にすれば、発光層３から出力される光が、発光層３の側方で溶融層によって吸収される恐れが、半導体チップの周囲一周にわたって無くなる。この様な方法は、特に外周電極を有する発光素子において有効であり、その場合には、チップ幅の縮小効果と、金属層（ｎ電極）と半導体層との接合強度を増強する上記の副次効果を、チップの四方全周に渡って得ることができる。
また、透光基板を有するフリップチップ型の半導体発光素子の場合、必ずしも前述の保護膜形成工程や保護膜除去工程を新規に設けなくとも、後述の第２実施例で言及する様に、外部量子効率を十分に維持できる場合がある。
【００２８】
また、第９の手段は、上記の第７又は第８の手段に基づき、発光層の少なくとも一部の側壁の側方において、外周負電極が少なくとも発光層の高さまで形成することである。
この構成に従えば、例えば図５に例示する様に、発光層の側壁から出力される一部の光が効率よく反射されて、外部量子効率が向上する場合がある。
【００２９】
また、第１０の手段は、上記の第９の手段において、外周負電極の少なくとも一部分を、側壁上に絶縁膜を介して形成することである。
この構成に従えば、例えば図１３等に示した発光層３の側壁から外周負電極５ａの光反射面までの間隔Ｌ_１ に付いて、金属層と発光層３等の側方の他の半導体層との絶縁状態を維持又は確実化した上で、Ｌ_１ の値をより小さくできる場合がある。
【００３０】
また、図６に例示されるフリップチップ型の半導体チップ（第２実施例）等の場合、反射層を兼ねた外周負電極（２３０）を、反射効率向上を目的としてより広範に形成する際にも、上記の絶縁膜が非常に有用となることがある。
【００３１】
尚、上記の半導体発光素子は、面発光型のＬＤであっても、或いは端面発光型のＬＤであっても良い。ＬＤに係わる実施例とその作用・効果に付いても、後述の第３実施例で具体的に例示する。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
〔第１実施例〕
図３に半導体ウエハ１０（図１）から取り出された半導体チップ１１の平面図を示す。この半導体チップ１１は、ワイヤーボンディング型のＬＥＤの主要部分を構成するものである。
【００３３】
外周負電極５ａの回り一周にわたって、溶融層７が形成されている点が、前述の半導体チップ２１（図１１）とは異なっている。符号８は正電極（又は電極パッド）を表している。外周負電極５ａを備えた負電極５は、ｎ層２（ｎ型層）の露出面上に金属層５０（図１、図４）を成膜することにより形成されたものである。ｐ層４の上には、薄い透光性の金属層を略一様に積層しても良い。
【００３４】
（半導体ウエハ１０の製造工程）
厚さ約３００μｍのサファイアから成る結晶成長基板１上に総膜厚約５μｍの多層構造の ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層（ｎ層２、発光層３、ｐ層４）を積層して、約３０００個のｐｎダブルヘテロ接合構造の青色ＬＥＤ素子（半導体チップ１１の原型）を形成した。金属層５０は、エッチングにより露出されたｎ層２上に蒸着により成膜する。ＬＥＤ素子の１辺は約３５０μｍである。
【００３５】
（半導体チップ１１の取り出し工程）
図４の（ａ）〜（ｃ）に、上記の半導体チップ１１の取り出し手順を示す。
（ａ）保護膜６の形成
上記の半導体ウエハ１０の上面（素子形成面）に、透明樹脂からなる保護膜６を樹脂塗布工程、樹脂硬化工程を経て形成する（図４（ａ））。
【００３６】
（ｂ）レーザ照射工程
次に、ＹＡＧレーザーの第３次高調波（波長３５５ｎｍ）を用い、ビーム径約１０μｍのレーザービームを照射して、エッチングにより露出されたｎ層２の露出面より更に約２０μｍ〜３０μｍ程度深い連続線状の分離溝Ｓを形成した（図４（ｂ））。
【００３７】
（ｃ）分離前処理と分離
この後、保護膜６を除去し、サファイア基板１の裏面１１を研磨して薄肉化させ、１００μｍ厚の薄肉化ウエハ１０を得た。図４（ｃ）の符号１ａは、この研磨処理により得られた処理面を表している。
次に、この処理面（半導体ウエハ１０の裏面）上に、スクライバーを用いて分割線１ｂを形成した。
この後、上記の保護膜６を除去し、ローラーブレイキングにより結晶成長基板１を割って、半導体ウエハ１０を個々の青色ＬＥＤ素子（図３の半導体チップ１１）に分離した。
【００３８】
図５は、以上の各工程を経て得られる半導体チップ１１の有用性を説明するチップの部分的な断面図である。例えば上記の様にして、反射面を有する外周負電極５ａ（ｎ電極）を発光層３以上の高さまで形成することにより、発光層３の側壁から出力される光をも、上方に取り出すことができるので、半導体チップ１１の構成によれば、外部量子効率を大きく確保することができる。
また、この様な構成によれば、金属層（ｎ電極５ａ）と化合物半導体層（ｎ層２）との接続部に、これらの金属層と化合物半導体層との接続強度を追補・増強する溶融層７（図１０（ｃ）の溶融部に相当する）や、或いは、図１０（ｃ）の熱影響部に相当する図略のアニーリング部等が形成されるため、外周負電極５ａを構成する金属層と半導体層（ｎ層２）との接着強度が増強されて、素子の耐久性や歩留りが向上する。
【００３９】
上記の製造方法によって得られる、発光層側壁から外周負電極の光反射面までの間隔Ｌ_１ 、外周負電極の幅Ｌ_２ 、溶融層の厚さＬ_３ 、分離溝の幅の半分（溶融層壁面からチップ分割面間の距離）Ｌ_４ の各部の寸法は以下の通りである。
【数２】
Ｌ_１ ≒８μｍ，
Ｌ_２ ≒１０μｍ，
Ｌ_３ ≒２μｍ，
Ｌ_４ ≒５μｍ，
Ｌ＝２（Ｌ_１ ＋Ｌ_２ ＋Ｌ_３ ＋Ｌ_４ ）≒５０μｍ …（２）
【００４０】
例えばこの様に、本発明により前述の寸法Ｌを従来よりも格段に小さく抑えることができる。これにより、半導体ウエハから外周負電極５ａを持たない従来の半導体チップを取り出す時と略同等の面積効率で、外周負電極５ａを有する発光効率の高い半導体チップを取り出すことができる。即ち、本発明により、同面積の半導体ウエハから従来よりも高性能な半導体チップを略同数取り出すことができる。
【００４１】
外周電極の発光効率に及ぼす作用・効果については、前記の特許文献６〜７等にも記載されている。これらの周知の作用・効果と同様に上記の外周負電極５ａは、電流密度分布の偏りに基づく駆動電圧の上昇や発光ムラの発生を抑止するので、本発明を利用すれば、前述の外部量子効率の向上効果と共に、内部量子効率を大いに向上させる効果をも同時に得ることができる。
【００４２】
尚、上記の半導体素子構成において、ｐ層４と正電極８との間には、透光性の金属層を幅広く形成しても良い。例えば、適当な金属をｐ層４の上面に広く一様に薄く蒸着すると、更に発光ムラが抑制されて発光効率が向上する等の効果を同時に得ることができる。また、この様な金属層（ｐ電極）は多層構造としても良い。
例えば電極の積層構成等を始めとするこれらのワイヤーボンディング型のＬＥＤに関するより望ましい諸構成としては、例えば「特開２０００−１８８４２１： ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子」に記載されている各部位の各種の構造等の、周知或いは任意の構成を適用しても良い。
【００４３】
〔第２実施例〕
本第２実施例では、フリップチップ型のＬＥＤに用いる半導体チップについて具体的に例示する。
図６に、本第２実施例に係わる半導体チップ２００の断面図（ａ）、及び平面図（ｂ）を示す。
【００４４】
図６の各符号に付いては、２０１はサファイア基板、２０２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるバッファ層、２０３はシリコン（Ｓｉ）ドープの窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる高キャリア濃度のｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層、２０４はＩｎ_ｘ Ｇａ_１−ｘ Ｎ （０＜ｘ＜１）からなる発光層、２０７はｐ型のＡｌ_ｙ Ｇａ_１−ｙ Ｎ （０＜ｙ＜１）からなるｐ型クラッド層２０５とｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）からなるｐ型コンタクト層２０６より構成されたｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層をそれぞれ示しており、更に、２１０はニッケル（Ｎｉ）よりなる正電極、２２０はＳｉＯ_２からなる絶縁膜、２３０はＶ（バナジウム）／Ａｌ（アルミニウム）よりなる負電極（外周負電極）をそれぞれ示している。ここでは絶縁膜２２０は薄く、透光性を示す。
【００４５】
即ち、この発光素子２００では、エッチングにより形成されたｎ型半導体層２０３の側壁面１０より、各半導体層（２０４，２０５，２０６）の各側壁面１０を経て、半導体層２０７（層２０５と層２０６）の上部露出面や、更に半導体層２０７の上に形成された正電極２１０の上部露出面の一部分にまで渡って、絶縁膜２２０が形成されている点が非常に特徴的であり、更に、負電極２３０が、ｎ型半導体層２０３の上部露出面より、絶縁膜２２０上の広い範囲に渡って形成されている点が最も大きな特徴となっている。
【００４６】
更に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体から成るｎ型半導体層２０３の上部露出面は、発光素子２００の外周一周に渡って形成されており、負電極２３０（外周負電極）は、このｎ型半導体層２０３の上部露出面全周に渡って形成された構成となっている。
【００４７】
また、発光素子２００においては、負電極２３０が正電極２１０の上方にまで達していない部分があるが、ｎ型半導体層２０３を流れる電流の電流路の対象性を確保するためには、特に問題とはならない。また、正負の両電極間でショートが生じ易い場合などには、本図６の様な構成にした方が良い場合がある。
ただし、各半導体層の側壁面１０から漏れる光を負電極により反射させて、サファイア基板面側から取り出せるようにする意味では、負電極２３０は、全周に渡って正電極２１０の上方にまで達していた方が、高光度を実現する上でより望ましい。
【００４８】
絶縁膜２２０は、側壁面１０と負電極２３０との絶縁を確実に保ちつつ、側壁面１０と負電極２３０の光反射面との距離を削減するための効果的な手段として有効である。即ち、この削減効果は、半導体ウエハ面積効率（：半導体ウエハの単位面積に対する半導体チップの取り出し個数）の向上にも寄与する。
例えば以上の様に、前述の本発明の諸手段は、フリップチップ型のＬＥＤにも大いに有効である。
【００４９】
また、この様なフリップチップ型のＬＥＤの主要部と成る半導体チップ２００を製造する場合には、図６からも判る様に、各半導体層（２０３，２０４，２０７）が、絶縁膜２２０や各電極（２１０，２３０）等に覆われるので、必ずしも前述の第１実施例の様に、保護膜６（図４）を用いる必要が無い。したがって、これらの場合には、必ずしも前述の保護膜形成工程や保護膜除去工程を設ける必要がなく、よって、効率的にレーザ照射工程を導入することができる。
【００５０】
〔第３実施例〕
本発明は、ＬＤ（半導体レーザ）に付いても適用することができる。
本第３実施例で例示する半導体発光素子は、端面発光型のＬＤ（半導体レーザ）であって、負電極を構成する金属層上からのレーザ照射によって形成される分離溝は、ＬＤの共振器の共振方向に対して略平行に設けられる。
図７に本第３実施例に係わる半導体チップ１００の斜視図を示す。
【００５１】
サファイヤ基板１０１の上には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から成るバッファ層１０２が積層されている。更にその上には、シリコン（Ｓｉ）ドープのＧａＮ から成る高キャリア濃度ｎ^＋ 層、及びＧａＮ から成るｎ型クラッド層の順に積層されたｎ型層１０３が形成されている。
【００５２】
更にその上には、公知の端面発光型レーザダイオードに見られる端面発光型の活性層１０４が形成されている。
この活性層１０４の上には、マグネシウム（Ｍｇ）ドープのｐ型のＡｌＧａＮから成るｐ型クラッド層、及びＭｇドープのｐ型のＧａＮから成るｐ型コンタクト層の順に積層されたｐ型層１０５が形成されている。
【００５３】
ｎ型層１０３は、上方（ｐ型層１０５側）からのエッチングによりその一部が露出され、本エッチングにより、平頂な共振器部分と、浸食残骸部とが形成されている。
本エッチングにおいては、レジストマスクの膜厚を共振器に近い部分程薄くすることにより、半導体層がエッチングされる深さを調整しており、これによりテーパ部Ｃが形成されている。
尚、本図において記号Ａは端面発光型の共振器の平頂部を表し、記号Ｂは浸食残骸部の半導体の最上層の上面を表しており、記号Ｃはテーパ部を示している。
【００５４】
共振器の平頂部（ｐ型層１０５）の上には、ニッケル（Ｎｉ）より成る正電極１０６が、蒸着により成膜されている。
露出したｎ型層１０３の露出部から傾斜した半導体層の側壁（上記のテーパ部）を経て、浸食残骸部の半導体の最上層の上面にかけては、Ｖ（バナジウム）／Ａｌ（アルミニウム）より成る負電極１０７が、蒸着により成膜されている。このテーパ部の傾斜は垂直に切り立っている他の側壁に比べ、十分になだらかなため、このテーパ部Ｃにもムラなく十分に膜厚のある負電極１０７が形成されている。
即ち、上記の正電極１０６と負電極１０７の両者は略同じ膜厚に形成されている。
【００５５】
以上の様な半導体チップ１００（ＬＤ）に関しては、例えば「特開２００１−１０２６７３： ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体レーザダイオード」等に、その特徴や有用性等がより詳しく記載されている。
図８に複数の半導体チップ１００′（／１００）を有する半導体ウエハの分割方法を例示する部分的な平面図（ａ）（／（ｂ））を示す。ここで、平面図（ａ）は、本願に基づいて端面発光型レーザの半導体チップ１００′を分離する際の分離方法を示すものであり、また、平面図（ｂ）は、従来の分離方法に基づいて端面発光型レーザの半導体チップ１００を分離する際の分離方法を示すものである。
【００５６】
図８の平面図（ａ）の分離方法では、半導体ウエハ上に形成された半導体発光素子の負電極となる金属層上からレーザビームを照射することにより、半導体ウエハを複数の半導体発光素子に分割するための、連続線状の分離溝Ｓを形成する。本図（ａ）の分割線Ｓは、幅が約１０μｍ程度と細い。
例えばこの様な分離溝Ｓを負電極１０７を構成する金属層上から加工形成することにより、前述の第１実施例と略同様の作用により、１チップに必要となる半導体ウエハの大きさを図中のｘ軸方向に大幅に削減することができる。
【００５７】
また、負電極１０７の平頂部のｘ方向（共振器の共振方向ｙに垂直な方向）の最大幅Ｄは、半導体チップ１００′をヒートシンク等に、安定させて正確かつ確実に固定するために、或いは、熱伝導効率を十分に確保するために、少なくとも３０μｍ程度は確保しておくことが望ましい。しかしながら、この幅Ｄは必ずしもｙ方向に沿って全体的にあらゆる点で確保される必要はない。
また、レーザビームの照射による分離溝の形成処理においては、分離溝を曲線的に形成することも容易である。ダイヤモンドカッター等を使う場合には、カッターの性質上、分離溝は直線的に成りがちであるが、レーザビーム照射の場合には、その様な指向性が何ら存在しないからである。
【００５８】
そこで、図８（ａ）が示す分離方法においては、分離溝Ｓの形状を略正弦波形状としている。
例えば、この様な方法にしたがえば、同一面積の１枚の半導体ウエハから取り出すことができる、同等性能か或いは同等性能以上の半導体チップの数を、更に増加させることができる。
【００５９】
尚、本発明の適用対象は、必ずしも上記の様なＬＥＤやＬＤに限定されるものではない。その他にも、例えば面発光型のＬＤや、半導体受光素子や、或いはその他の一般の半導体素子においても、本発明の手段により、本発明の作用・効果を得ることができる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わる半導体ウエハ１０の平面図。
【図２】半導体ウエハ１０の部分的な断面図。
【図３】半導体ウエハ１０から取り出された半導体チップ１１の平面図。
【図４】半導体チップ１１の取り出し手順に関する図。
【図５】半導体チップ１１の有用性を説明する部分的な断面図。
【図６】本発明の第２実施例に係わる半導体チップ２００の断面図（ａ）、及び平面図（ｂ）。
【図７】本発明の第３実施例に係わる半導体チップ１００の斜視図。
【図８】複数の半導体チップ１００′（／１００）を有する半導体ウエハの分割方法を例示する部分的な平面図（ａ）（／（ｂ））。
【図９】半導体ウエハに対するレーザビームの一般的な照射作用を説明する説明図。
【図１０】半導体ウエハに対するレーザビームの一般的な照射作用を説明する説明図。
【図１１】従来の半導体チップ２１の平面図。
【図１２】分割前の半導体チップ２１を多数有する従来の半導体ウエハ２０の平面図。
【図１３】半導体ウエハ２０の部分的な断面図。
【図１４】その他の従来技術を説明する他の半導体ウエハの断面図。
【符号の説明】
Ｌ … 半導体ウエハ上で隣り合う半導体チップ間の発光層の間隔
Ｌ_１ … 発光層側壁から外周負電極の光反射面までの間隔
Ｌ_２ … 外周負電極の幅
Ｌ_３ … 溶融層の厚さ
Ｌ_４ … 分離溝の幅の半分（溶融層壁面からチップ分割面間の距離）
Ｓ … 分離溝
１ … 結晶成長基板
１ａ … 結晶成長基板の肉薄化処理面
１ｂ … 結晶成長基板の分割線
１ｄ … 結晶成長基板のクラック
２ … ｎ層（ｎ型層）
３ … 発光層
４ … ｐ層（ｐ型層）
５ … ｎ電極（負電極）
５ａ … 外周負電極
５０ … 金属層
６ … 保護膜
７ … 溶融層
８ … 正電極（又は電極パッド）
１０ … 半導体ウエハ（本願に基づく分離方法）
１１ … ＬＥＤの半導体チップ（本願に基づく分離方法）
２０ … 半導体ウエハ（従来の分離方法）
２１ … ＬＥＤの半導体チップ（従来の分離方法）
２００ … フリップチップ型ＬＥＤの半導体チップ
２２０ … 絶縁膜
２３０ … 外周負電極
１００ … 端面発光型レーザの半導体チップ（従来の分離方法）
１００′ … 端面発光型レーザの半導体チップ（本願に基づく分離方法）

Claims (10)

1. 結晶成長基板上に窒化物系の化合物半導体層を複数層積層することにより形成された半導体ウエハから複数の発光素子を取り出す半導体発光素子の製造方法であって、
   前記半導体発光素子の負電極となる、前記半導体ウエハ上に形成された金属層上からレーザビームを照射することにより、前記半導体ウエハを複数の前記半導体発光素子に分割するための、連続線状、点線状、破断線状、又は十文字状の分離溝を形成するレーザ照射工程
   を有する
   ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
2. 分割前の前記半導体発光素子の外周略一周にわたって前記金属層を形成する金属層積層工程を有し、
   前記レーザ照射工程では、
   前記分離溝を前記外周略一周にわたって形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法。
3. 前記レーザ照射工程の前に、
   前記半導体ウエハの表面を覆う保護膜を形成する保護膜形成工程を有し、
   かつ、
   前記レーザ照射工程の後に、
   前記保護膜を除去する保護膜除去工程を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子の製造方法。
4. 前記結晶成長基板の裏面を研磨することにより、前記結晶成長基板を肉薄化する基板研磨工程を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
5. 前記結晶成長基板の裏面から前記分離溝に対面する分割線を形成する分割線形成工程を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
6. 結晶成長基板上に窒化物系の化合物半導体層を複数層積層することにより形成された半導体ウエハから取り出される半導体発光素子であって、
   請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の製造方法によって製造された
   ことを特徴とする半導体発光素子。
7. ワイヤーボンディング型の半導体発光素子であって、
   発光部を少なくとも部分的に外側から包囲する包囲形状を備えた外周負電極を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子。
8. 透光基板を有するフリップチップ型の半導体発光素子であって、
   発光部を少なくとも部分的に外側から包囲する包囲形状を備えた外周負電極を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子。
9. 発光層の少なくとも一部の側壁の側方において、前記外周負電極が少なくとも前記発光層の高さまで形成されている
   ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の半導体発光素子。
10. 前記外周負電極の少なくとも一部分は、前記側壁上に絶縁膜を介して形成されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子。

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