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JP2018018999A - Substrate separation method and semiconductor device - Google Patents

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JP2018018999A JP2016149327A JP2016149327A JP2018018999A JP 2018018999 A JP2018018999 A JP 2018018999A JP 2016149327 A JP2016149327 A JP 2016149327A JP 2016149327 A JP2016149327 A JP 2016149327A JP 2018018999 A JP2018018999 A JP 2018018999A
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Abstract

【課題】Ga2O3系基板のような強い劈開面を有する基板を、劈開を発生させずに高速で分離することのできる基板の分離方法、及びその方法により基板を分離して得られる半導体素子を提供する。【解決手段】一実施の形態として、第1の面10aに素子部20が搭載された基板10の内部の分離予定面11に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、分離予定面11に沿って連続し、基板10の第2の面10bに達する変質領域12を形成する工程と、ウェットエッチングにより、基板10から変質領域12を選択的に除去して空隙15を形成する工程と、空隙15を形成した後、第1の面10aと空隙15との間の領域にレーザー光の集光点を走査させて、その領域を除去する工程と、その領域を除去した後、分離予定面11に沿って基板10を分離する工程と、を含む、基板の分離方法を提供する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate separation method capable of separating a substrate having a strong cleavage surface such as a Ga2O3 system substrate at high speed without generating cleavage, and a semiconductor element obtained by separating the substrate by the method. To do. SOLUTION: In one embodiment, a light condensing point of laser light is scanned along a planned separation surface 11 inside a substrate 10 on which an element unit 20 is mounted on a first surface 10a, and the planned separation surface 11 A step of forming the altered region 12 which is continuous along the substrate 10 and reaches the second surface 10b of the substrate 10, and a step of selectively removing the altered region 12 from the substrate 10 by wet etching to form a void 15. After forming the void 15, the step of scanning the condensing point of the laser beam in the region between the first surface 10a and the void 15 to remove the region, and the surface to be separated after removing the region. Provided is a method for separating a substrate, which comprises a step of separating the substrate 10 along the line 11. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、基板の分離方法及び半導体素子に関する。   The present invention relates to a substrate separation method and a semiconductor device.

β−Ga結晶は(100)面を非常に劈開性の強い劈開面として有するため、β−Ga結晶からなるGa基板は、ブレードダイシングによる分離時に、この(100)面に沿って劈開が生じやすいという性質を有する。 Since the β-Ga 2 O 3 crystal has a (100) plane as a very cleaved cleavage plane, the Ga 2 O 3 substrate made of β-Ga 2 O 3 crystal is separated from this (100 ) It has the property that cleavage is likely to occur along the surface.

一般に、劈開の発生を防ぐために切断レートを低下させるという手段を取り得るが、Ga基板の劈開を防ぐためには、切断レートを非常に小さく(例えば、0.1〜0.3mm/sec)設定する必要があり、切断工程に非常に長い時間を費やしてしまう。 In general, measures can be taken to reduce the cutting rate in order to prevent the occurrence of cleavage, but in order to prevent the cleavage of the Ga 2 O 3 substrate, the cutting rate is very small (for example, 0.1 to 0.3 mm / sec). ) It is necessary to set, and a very long time is spent in the cutting process.

また、従来、レーザー光により基板内部に改質領域を形成し、分離する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。改質領域は、基板の切断予定ラインに沿ってレーザー光の集光点を移動させることにより形成される領域であり、改質領域が適切に形成されている場合は、基板に外力を加えることにより、切断予定ラインに沿って基板を割ることができる。   Conventionally, a method is known in which a modified region is formed and separated inside a substrate by laser light (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The modified region is a region that is formed by moving the condensing point of the laser light along the planned cutting line of the substrate. When the modified region is appropriately formed, an external force is applied to the substrate. Thus, the substrate can be divided along the cutting line.

特開2008−68319号公報JP 2008-68319 A 国際公開第2008/146744号International Publication No. 2008/146744

しかしながら、Ga系基板のような強い劈開面を有する基板を分離する場合には、特許文献1、2に記載されているような方法では、外力を加えて分離する際に、分離する面と異なる面が劈開するおそれが高い。 However, when separating a substrate having a strong cleaved surface such as a Ga 2 O 3 based substrate, the method described in Patent Documents 1 and 2 separates when separating by applying an external force. There is a high possibility that a surface different from the surface will cleave.

本発明の目的の1つは、Ga系基板のような強い劈開面を有する基板を、劈開を発生させずに高速で分離することのできる基板の分離方法、及びその方法により基板を分離して得られる半導体素子を提供することにある。 One of the objects of the present invention is a method for separating a substrate capable of separating a substrate having a strong cleavage plane such as a Ga 2 O 3 based substrate at a high speed without causing cleavage, and the substrate by the method. Another object is to provide a semiconductor element obtained by separation.

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記[1]〜[5]の基板の分離方法を提供する。また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するために、下記[6]〜[9]の半導体素子を提供する。   In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides the following methods [1] to [5] for separating a substrate. In order to achieve the above object, another aspect of the present invention provides the following semiconductor elements [6] to [9].

[1]第1の面に素子部が搭載された基板の内部の分離予定面に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、前記分離予定面に沿って連続し、前記基板の前記第1の面の反対側の第2の面に達する変質領域を形成する工程と、ウェットエッチングにより、前記基板から前記変質領域を選択的に除去して空隙を形成する工程と、前記空隙を形成した後、前記第1の面と前記空隙との間の領域にレーザー光の集光点を走査させて、前記領域を除去する工程と、前記領域を除去した後、前記分離予定面に沿って前記基板を分離する工程と、を含む、基板の分離方法。 [1] A condensing point of laser light is scanned along a planned separation surface inside the substrate on which the element portion is mounted on the first surface, and is continuously along the planned separation surface, and the first of the substrate Forming a modified region reaching the second surface opposite to the first surface, forming a void by selectively removing the modified region from the substrate by wet etching, and forming the void. Thereafter, a step of scanning a condensing point of a laser beam in a region between the first surface and the gap to remove the region, and after removing the region, along the planned separation surface Separating the substrate. A method for separating the substrate.

[2]前記第1の面と前記変質領域の間の領域の厚さが20μm以上かつ50μm以下となるように、前記変質領域を形成する、上記[1]に記載の基板の分離方法。 [2] The method for separating a substrate according to [1], wherein the altered region is formed such that a region between the first surface and the altered region has a thickness of 20 μm or more and 50 μm or less.

[3]前記基板がGa系基板である、上記[1]又は[2]に記載の基板の分離方法。 [3] The method for separating a substrate according to [1] or [2], wherein the substrate is a Ga 2 O 3 -based substrate.

[4]前記ウェットエッチングは、フッ化水素酸又はアルカリエッチャントをエッチャントとして用いて実施される、上記[3]に記載の基板の分離方法。 [4] The substrate separation method according to [3], wherein the wet etching is performed using hydrofluoric acid or an alkali etchant as an etchant.

[5]第1の面に素子部が搭載されたGa系基板の内部の分離予定面に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、前記分離予定面に沿って連続し、少なくとも前記Ga系基板の前記第1の面の反対側の第2の面に達する変質領域を形成する工程と、ウェットエッチングにより、前記Ga系基板から前記変質領域を選択的に除去して空隙を形成する工程と、前記空隙を形成した後、前記分離予定面に沿って前記Ga系基板を分離する工程と、を含み、前記Ga系基板の主面及び分離予定面が(100)面以外の面である、基板の分離方法。 [5] The condensing point of the laser beam is scanned along the planned separation surface inside the Ga 2 O 3 based substrate having the element portion mounted on the first surface, and is continuously along the planned separation surface, Selectively forming the altered region from the Ga 2 O 3 based substrate by forming a modified region reaching at least a second surface opposite to the first surface of the Ga 2 O 3 based substrate and wet etching; And forming a void, and after forming the void, separating the Ga 2 O 3 -based substrate along the planned separation surface, the main of the Ga 2 O 3 -based substrate A method for separating a substrate, wherein the plane and the plane to be separated are planes other than the (100) plane.

[6]Ga系単結晶からなる基板と、前記基板上に形成された素子部と、を有し、前記基板が、露出したGa単結晶の劈開面を有さず、前記基板の側面の全面に連続したレーザー加工による凹凸が存在する、半導体素子。 [6] a substrate made of Ga 2 O 3 single crystal, has an element portion formed on said substrate, said substrate having no cleavage plane of the exposed Ga 2 O 3 single crystal, A semiconductor element in which irregularities due to continuous laser processing exist on the entire side surface of the substrate.

[7]前記凹凸の最大高低差が3μm以下である、上記[6]に記載の半導体素子。 [7] The semiconductor element according to [6], wherein the maximum height difference of the unevenness is 3 μm or less.

[8]前記縞状の凹凸が、前記基板の側面の上端から厚さ20μm以上かつ50μm以下の領域を除いた領域に形成された、上記[6]又は[7]に記載の半導体素子。 [8] The semiconductor element according to the above [6] or [7], wherein the striped unevenness is formed in a region excluding a region having a thickness of 20 μm or more and 50 μm or less from an upper end of a side surface of the substrate.

[9]Ga系単結晶からなる基板と、前記基板上に形成された素子部と、を有し、前記基板が、露出したGa単結晶の劈開面を有さず、前記基板の表面に、縁からの長さが5μm以上のチッピングが存在しない、半導体素子。 [9] a substrate made of Ga 2 O 3 single crystal, has an element portion formed on said substrate, said substrate having no cleavage plane of the exposed Ga 2 O 3 single crystal, A semiconductor element having no chipping of 5 μm or more from the edge on the surface of the substrate.

本発明の一態様によれば、Ga系基板のような強い劈開面を有する基板を、劈開を発生させずに高速で分離することのできる基板の分離方法、及びその方法により基板を分離して得られる半導体素子を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a substrate separation method capable of separating a substrate having a strong cleavage surface such as a Ga 2 O 3 -based substrate at a high speed without causing cleavage, and the substrate by the method. A semiconductor element obtained by separation can be provided.

図1は、第1の実施の形態に係る基板の分離予定面の位置を模式的に示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing the position of the planned separation surface of the substrate according to the first embodiment. 図2(a)〜(f)は、第1の実施の形態に係る基板の分離方法を示す垂直断面図である。2A to 2F are vertical sectional views showing a method for separating a substrate according to the first embodiment. 図3(a)〜(c)は、変質領域の形成を詳細に説明するための基板の垂直断面図である。FIGS. 3A to 3C are vertical sectional views of the substrate for explaining the formation of the altered region in detail. 図4(a)〜(g)は、第2の実施の形態に係る基板の分離方法を示す垂直断面図である。4A to 4G are vertical sectional views showing a method for separating a substrate according to the second embodiment. 図5は、実施例に係る、劈開が生じた後の基板の断面の光学顕微鏡写真である。FIG. 5 is an optical micrograph of a cross section of the substrate after cleaving according to the example. 図6(a)は、実施例に係る、ウェットエッチングにより変質領域を除去した基板のブレイク前の上面写真であり、図6(b)は、そのブレイク及びエキスパンド後の上面写真である。FIG. 6A is a top view photograph before the break of the substrate from which the altered region has been removed by wet etching, and FIG. 6B is a top view photograph after the break and the expansion. 図7(a)は、実施例に係る、ウェットエッチングにより変質領域が除去され、ブレイクされた基板の側面のSEM像である。図7(b)は、図7(a)の空隙の上端周辺を拡大したSEM像である。FIG. 7A is an SEM image of the side surface of the substrate that has been subjected to the wet etching to remove the altered region according to the embodiment. FIG. 7B is an SEM image in which the periphery of the upper end of the gap in FIG. 図8(a)は、実施例に係る、第1の面と変質領域の間の領域の厚さを15μmとしたときの、ウェットエッチング直後の基板の上面写真である。図8(b)は、変質領域の間の領域の厚さを20μmとしたときの、ウェットエッチング直後の基板の上面写真である。FIG. 8A is a photograph of the top surface of the substrate immediately after the wet etching when the thickness of the region between the first surface and the altered region is 15 μm according to the example. FIG. 8B is a photograph of the top surface of the substrate immediately after the wet etching when the thickness of the region between the altered regions is 20 μm.

[第1の実施の形態]
本実施の形態では、Ga系基板のような強い劈開面を有する基板を、劈開を発生させずに高速で分離する方法について述べる。
[First Embodiment]
In this embodiment, a method for separating a substrate having a strong cleavage surface such as a Ga 2 O 3 -based substrate at high speed without causing cleavage is described.

ここで、Ga系基板とは、β型の(AlGaIn(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)単結晶を母結晶とするβ−Ga系単結晶からなる基板であり、Cu、Ag、Zn、Cd、Al、In、Si、Ge、Sn、Mg、Nb、Fe等の不純物を含んでいてもよい。 Here, the Ga 2 O 3 based substrate is a β-type (Al x Ga y In z ) 2 O 3 (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z = 1) single A substrate made of a β-Ga 2 O 3 single crystal having a crystal as a mother crystal, and includes impurities such as Cu, Ag, Zn, Cd, Al, In, Si, Ge, Sn, Mg, Nb, and Fe. May be.

Ga系基板は、(100)面に強い劈開性を有し、主面の面方位によらず、(100)面での劈開が生じやすい。このため、本実施の形態に係る基板の分離方法は、Ga系基板の主面の面方位に依らず有効であるが、主面が(100)面以外の面である場合には、分離の際に特に劈開が生じやすいため、特に有効である。 The Ga 2 O 3 -based substrate has a strong cleaving property on the (100) plane and is likely to cleave on the (100) plane regardless of the plane orientation of the main surface. Therefore, the substrate separation method according to the present embodiment is effective regardless of the plane orientation of the main surface of the Ga 2 O 3 -based substrate, but when the main surface is a surface other than the (100) surface. This is particularly effective because cleavage is particularly likely to occur during separation.

図1は、第1の実施の形態に係る基板10の分離予定面11の位置を模式的に示す平面図である。分離予定面11は、典型的には、基板10の厚さ方向に平行な面であり、図1に示されるように、基板10内に格子を形成するように並んでいる。基板10の表面の格子状に区切られた領域上には、LED等の素子部が各々形成され、基板10が分離予定面11に沿って分離された後、基板10とその上の素子部からなる複数の半導体素子が得られる。   FIG. 1 is a plan view schematically showing the position of the planned separation surface 11 of the substrate 10 according to the first embodiment. The scheduled separation surfaces 11 are typically surfaces parallel to the thickness direction of the substrate 10 and are arranged to form a lattice in the substrate 10 as shown in FIG. Element portions such as LEDs are respectively formed on the area of the surface of the substrate 10 that is divided into a lattice pattern. After the substrate 10 is separated along the planned separation surface 11, the substrate 10 and the element portions thereon are separated from each other. A plurality of semiconductor elements can be obtained.

(基板の分離方法)
図2(a)〜(f)は、第1の実施の形態に係る基板10の分離方法を示す垂直断面図である。
(Substrate separation method)
2A to 2F are vertical sectional views showing a method for separating the substrate 10 according to the first embodiment.

まず、図2(a)に示されるように、分離予定面11により区画される基板10の第1の面10a上に素子部20を形成する。ここで、素子部20は、発光素子、ダイオード、トランジスタ、その他の回路素子等の半導体素子の基板を除いた部分である。   First, as shown in FIG. 2A, the element portion 20 is formed on the first surface 10 a of the substrate 10 partitioned by the planned separation surface 11. Here, the element portion 20 is a portion excluding a substrate of a semiconductor element such as a light emitting element, a diode, a transistor, and other circuit elements.

次に、図2(b)に示されるように、基板10の内部の分離予定面11に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、変質領域12を形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, the altered region 12 is formed by scanning the condensing point of the laser light along the planned separation surface 11 inside the substrate 10.

図3(a)〜(c)は、変質領域12の形成を詳細に説明するための基板10の垂直断面図である。図3(a)、(b)は、分離予定面11に沿った基板10の断面を表す。   3A to 3C are vertical sectional views of the substrate 10 for explaining the formation of the altered region 12 in detail. 3A and 3B show a cross section of the substrate 10 along the planned separation surface 11.

図3(a)に示されるように、集光レンズ等により集光されたレーザー光13を、集光点14が分離予定面11を移動するように走査させ、分離予定面11に沿って連続した変質領域12を形成する。   As shown in FIG. 3A, the laser beam 13 condensed by a condenser lens or the like is scanned so that the condensing point 14 moves on the planned separation surface 11, and continuously along the planned separation surface 11. The altered region 12 is formed.

なお、基板10がGa系基板である場合、(100)面に強い劈開性を有するため、分離予定面11が(100)面以外の面である場合には劈開が問題となることが多い。このため、基板10がGa系基板である場合は、分離予定面11が(100)面以外の面である場合に、本実施の形態に係る基板の分離方法は特に有効である。 In addition, when the substrate 10 is a Ga 2 O 3 based substrate, the (100) plane has a strong cleaving property, so that the cleavage is a problem when the planned separation surface 11 is a plane other than the (100) plane. There are many. For this reason, when the substrate 10 is a Ga 2 O 3 based substrate, the substrate separation method according to the present embodiment is particularly effective when the planned separation surface 11 is a surface other than the (100) surface.

変質領域12は、レーザー光13を照射された基板10を構成する結晶が、多光子吸収過程を経て変質した領域である。ここで、結晶に加えられるエネルギーが小さすぎると変質領域12は形成されない。一方、エネルギーが大きすぎると基板10を構成する結晶が除去(アブレーション)されてしまい、Ga系基板のような強い劈開面を有する基板10は、アブレーションと同時に劈開が生じるおそれが高い。 The altered region 12 is a region in which a crystal constituting the substrate 10 irradiated with the laser beam 13 has been altered through a multiphoton absorption process. Here, if the energy applied to the crystal is too small, the altered region 12 is not formed. On the other hand, if the energy is too large, the crystals constituting the substrate 10 are removed (ablated), and the substrate 10 having a strong cleavage surface such as a Ga 2 O 3 -based substrate is likely to be cleaved simultaneously with the ablation.

変質領域12を形成するためのレーザー光13は超短パルスレーザー光であり、例えば、基板10がGa系基板である場合、走査速度(スキャンスピード)が100mm/sec、周波数が200kHz、中心波長が1030nm、パルス幅が10ps以下、好ましくは数百fs〜10psである。 The laser beam 13 for forming the modified region 12 is ultrashort pulse laser beam, for example, when the substrate 10 is a Ga 2 O 3 based substrate, the scanning speed (scanning speed) of 100 mm / sec, the frequency is 200kHz, The center wavelength is 1030 nm and the pulse width is 10 ps or less, preferably several hundred fs to 10 ps.

そして、図3(b)に示されるように、分離予定面11に沿った集光点14の走査を続け、基板10の第1の面10a及び第2の面10bに達する、分離予定面11に沿って連続した変質領域12を形成する。なお、図3(a)、(b)に示した集光点14の走査の経路は一例であり、集光点14の走査の経路は限定されない。   Then, as shown in FIG. 3B, the scanning of the condensing point 14 along the planned separation surface 11 is continued, and the planned separation surface 11 reaching the first surface 10 a and the second surface 10 b of the substrate 10. A continuous altered region 12 is formed along the line. Note that the scanning path of the condensing point 14 shown in FIGS. 3A and 3B is an example, and the scanning path of the condensing point 14 is not limited.

図3(c)は、分離予定面11に垂直な基板10の垂直断面図であり、形成された変質領域12が基板10の第1の面10a及び第2の面10bに達していることを示している。   FIG. 3C is a vertical cross-sectional view of the substrate 10 perpendicular to the separation scheduled surface 11, and shows that the formed altered region 12 has reached the first surface 10 a and the second surface 10 b of the substrate 10. Show.

後のウェットエッチングの工程において変質領域12を除去する必要があるため、変質領域12はエッチャントの侵入口を確保するために第2の面10bに達していなければならず、また、全ての領域をエッチングするために分離予定面11に沿って連続していなければならない。ウェットエッチングの工程の詳細については後述する。   Since it is necessary to remove the altered region 12 in the subsequent wet etching process, the altered region 12 must reach the second surface 10b in order to secure an entrance for the etchant. In order to etch, it must be continuous along the planned separation surface 11. Details of the wet etching process will be described later.

変質領域12を形成した後、図2(c)に示されるように、基板10の素子部20側に、ワックス等の接着剤21を用いてサファイア基板等の支持基板22を貼り付ける。   After forming the altered region 12, as shown in FIG. 2C, a support substrate 22 such as a sapphire substrate is attached to the element portion 20 side of the substrate 10 using an adhesive 21 such as wax.

次に、図2(d)に示されるように、ウェットエッチングにより、基板10から変質領域12を選択的に除去して空隙15を形成する。エッチャント23には、例えば、基板10がGa系基板である場合、フッ化水素酸や、KOH、NaOH等のアルカリエッチャントを用いることができる。 Next, as shown in FIG. 2D, the altered region 12 is selectively removed from the substrate 10 by wet etching to form the void 15. The etchant 23, for example, when the substrate 10 is a Ga 2 O 3 based substrate, can be used hydrofluoric acid and, KOH, an alkaline etchant such as NaOH.

次に、図2(e)に示されるように、基板10の第2の面10b側に、耐有機溶剤特性と耐熱特性を有するダイシングシート24を貼り付け、基板10を保持した状態で、接着剤21を除去して支持基板22を剥離する。   Next, as shown in FIG. 2 (e), a dicing sheet 24 having an organic solvent resistance property and a heat resistance property is attached to the second surface 10 b side of the substrate 10, and the substrate 10 is held in a bonded state. The support 21 is peeled off by removing the agent 21.

例えば、接着剤21がワックスである場合、加熱して軟化させた後、アセトン等の有機溶剤で溶解させて除去することができる。なお、ダイシングシート24以外の部材を用いて基板10を保持してもよい。   For example, when the adhesive 21 is a wax, it can be removed by dissolving with an organic solvent such as acetone after being softened by heating. Note that the substrate 10 may be held using a member other than the dicing sheet 24.

次に、図2(f)に示されるように、基板10に外力を加えて基板10を分離予定面11に沿って完全に分離させて(ブレイク工程)、複数の半導体素子1を得た後、半導体素子1間の間隔を広げる(エキスパンド工程)。   Next, as shown in FIG. 2 (f), after an external force is applied to the substrate 10 to completely separate the substrate 10 along the planned separation surface 11 (break process), a plurality of semiconductor elements 1 are obtained. The interval between the semiconductor elements 1 is increased (expanding process).

なお、図2(e)までの工程を経て、基板10が分離予定面11に沿って完全には分離されておらず、基板10の僅かな部分が分離予定面11上に残っていた場合であっても、変質領域12が適切に形成され、ウェットエッチングにより除去されていれば、上記のブレイク工程により、劈開を生じることなく基板10は分離予定面11に沿って分離される。   2E, the substrate 10 is not completely separated along the planned separation surface 11, and a small portion of the substrate 10 remains on the planned separation surface 11. Even if the altered region 12 is appropriately formed and removed by wet etching, the substrate 10 is separated along the planned separation surface 11 by the above-described breaking step without causing cleavage.

[第2の実施の形態]
本発明の実施の形態は、ウェットエッチング工程における素子部へのダメージを防ぐために、第1の実施の形態の基板の分離工程に新たな工程が追加されている。なお、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Second Embodiment]
In the embodiment of the present invention, a new process is added to the substrate separation process of the first embodiment in order to prevent damage to the element portion in the wet etching process. Note that the description of the same points as in the first embodiment will be omitted or simplified.

(基板の分離方法)
図4(a)〜(g)は、第2の実施の形態に係る基板10の分離方法を示す垂直断面図である。
(Substrate separation method)
4A to 4G are vertical sectional views showing a method for separating the substrate 10 according to the second embodiment.

まず、図4(a)に示されるように、分離予定面11により区画される基板10の第1の面10a上に素子部20を形成する。   First, as shown in FIG. 4A, the element portion 20 is formed on the first surface 10 a of the substrate 10 partitioned by the planned separation surface 11.

次に、図4(b)に示されるように、基板10の内部の分離予定面11に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、変質領域16を形成する。変質領域16は、第1の実施の形態の変質領域12と異なり、基板10の第1の面10aに達しないように形成される。なお、レーザー光による形成方法や、レーザー光の条件については、第1の実施の形態の変質領域12のものと同じである。   Next, as shown in FIG. 4B, the altered region 16 is formed by scanning the condensing point of the laser light along the planned separation surface 11 inside the substrate 10. Unlike the altered region 12 of the first embodiment, the altered region 16 is formed so as not to reach the first surface 10a of the substrate 10. The formation method using laser light and the conditions of laser light are the same as those in the altered region 12 of the first embodiment.

次に、図4(c)に示されるように、基板10の素子部20側に、ワックス等の接着剤21を用いてサファイア基板等の支持基板22を貼り付ける。   Next, as illustrated in FIG. 4C, a support substrate 22 such as a sapphire substrate is attached to the element portion 20 side of the substrate 10 using an adhesive 21 such as wax.

次に、図4(d)に示されるように、ウェットエッチングにより、基板10から変質領域16を選択的に除去して空隙17を形成する。このとき、空隙17は基板10の第1の面10aに達していないため、空隙17に入り込んだエッチャント23が空隙17から基板10と接着剤21との界面に侵入し、素子部20にダメージを与えるおそれがない。   Next, as shown in FIG. 4D, the altered region 16 is selectively removed from the substrate 10 by wet etching to form a void 17. At this time, since the gap 17 does not reach the first surface 10 a of the substrate 10, the etchant 23 that has entered the gap 17 enters the interface between the substrate 10 and the adhesive 21 from the gap 17 and damages the element portion 20. There is no risk of giving.

この工程において、エッチャント23の空隙17からの侵入を効果的に防ぐためには、基板10の第1の面10aと空隙17との間の領域の厚さが20μm以上であることが好ましい。このため、第1の面10aと変質領域16の間の領域の厚さが20μm以上となるように変質領域16を形成することが好ましい。   In this step, in order to effectively prevent the etchant 23 from entering from the gap 17, the thickness of the region between the first surface 10 a of the substrate 10 and the gap 17 is preferably 20 μm or more. For this reason, it is preferable to form the altered region 16 so that the thickness of the region between the first surface 10a and the altered region 16 is 20 μm or more.

なお、基板10の側方(外周部分)の基板10と接着剤21との界面にエッチャント23が侵入するおそれはあるが、外周部分に位置する素子部20がダメージを受けても大きな問題にはならない。   Although the etchant 23 may enter the interface between the substrate 10 and the adhesive 21 on the side (outer peripheral portion) of the substrate 10, there is a big problem even if the element portion 20 located in the outer peripheral portion is damaged. Don't be.

次に、図4(e)に示されるように、基板10の第2の面10b側に、耐有機溶剤特性と耐熱特性を有するダイシングシート24を貼り付け、基板10を保持した状態で、接着剤21を除去して支持基板22を剥離する。   Next, as shown in FIG. 4 (e), a dicing sheet 24 having an organic solvent resistance property and a heat resistance property is attached to the second surface 10 b side of the substrate 10. The support 21 is peeled off by removing the agent 21.

次に、図4(f)に示されるように、基板10の第1の面10aと空隙17との間の領域に超短パルスレーザー光であるレーザー光18の集光点を走査させて、その領域を除去(アブレーション)する。この工程では、基板10を構成する結晶を変質させるのではなく、除去するため、このレーザー光18の条件は変質領域16を形成するためのレーザー光の条件と異なる。   Next, as shown in FIG. 4 (f), the condensing point of the laser beam 18 that is an ultrashort pulse laser beam is scanned in the region between the first surface 10 a of the substrate 10 and the gap 17, The area is removed (ablated). In this step, the crystal constituting the substrate 10 is not altered but removed, so that the condition of the laser beam 18 is different from the condition of the laser beam for forming the altered region 16.

例えば、基板10がGa系基板である場合、レーザー光18の走査速度は10mm/sec、周波数は200kHzである。この場合、変質領域16を形成するためのレーザー光と周波数は同じであるが、走査速度が遅いために、単位体積あたりのレーザー光により加えられるエネルギーが大きくなる。 For example, when the substrate 10 is a Ga 2 O 3 based substrate, the scanning speed of the laser light 18 is 10 mm / sec, and the frequency is 200 kHz. In this case, although the frequency is the same as the laser beam for forming the altered region 16, the energy applied by the laser beam per unit volume increases because the scanning speed is slow.

この工程において、劈開面における劈開の発生を効果的に防ぐためには、基板10の第1の面10aと空隙17との間の領域の厚さが50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。また、レーザーアブレーションは50μm程度の深さまでしかできないという問題もある。このため、第1の面10aと変質領域16の間の領域の厚さが50μm以下となるように変質領域16を形成することが好ましく、30μm以下となるように変質領域16を形成することがより好ましい。   In this step, in order to effectively prevent the cleavage from occurring on the cleavage surface, the thickness of the region between the first surface 10a of the substrate 10 and the gap 17 is preferably 50 μm or less, and is 30 μm or less. It is more preferable. There is also a problem that laser ablation can be performed only to a depth of about 50 μm. Therefore, the altered region 16 is preferably formed so that the thickness of the region between the first surface 10a and the altered region 16 is 50 μm or less, and the altered region 16 is formed so as to be 30 μm or less. More preferred.

次に、図4(g)に示されるように、基板10に外力を加えて基板10を分離予定面11に沿って完全に分離させて(ブレイク工程)、複数の半導体素子1を得た後、半導体素子1間の間隔を広げる(エキスパンド工程)。   Next, as shown in FIG. 4G, after external force is applied to the substrate 10 to completely separate the substrate 10 along the planned separation surface 11 (break process), a plurality of semiconductor elements 1 are obtained. The interval between the semiconductor elements 1 is increased (expanding process).

なお、図4(f)に示されるアブレーション工程を省いて図4(g)に示されるブレイク工程を実施した場合、劈開が生じる可能性が高い。   In addition, when the ablation process shown in FIG. 4 (f) is omitted and the break process shown in FIG. 4 (g) is performed, there is a high possibility that cleavage will occur.

(実施の形態の効果)
上記第1の実施の形態によれば、Ga系基板のような強い劈開面を有する基板を、劈開を発生させずに高速で分離することができる。さらに、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態のウェットエッチング工程において素子部がダメージを受けるおそれがある場合には、これを防ぐことができる。
(Effect of embodiment)
According to the first embodiment, a substrate having a strong cleavage plane such as a Ga 2 O 3 -based substrate can be separated at high speed without causing cleavage. Furthermore, according to the second embodiment, it is possible to prevent the element portion from being damaged in the wet etching process of the first embodiment.

また、第1及び第2の実施の形態によれば、変質領域12及び変質領域16の厚さ(図3(c)における横方向の幅)は、およそ2〜3μmと非常に薄くすることができる。このため、基板10上の分離予定面11を挟んで隣接する素子部20の間隔を小さく(例えば30μm)することができる。一方、ダイシングにより基板を切断する場合には、ダイシングブレードの幅等を考慮して、素子部の間隔が200μm程度は必要になる。例えば、2インチの基板上に300μm×300μmの素子部を格子状に配置する場合、本実施の形態の方法によれば、ダイシングによる場合と比較して、1枚の基板からおよそ4倍程度の個数の半導体素子を得ることができる。   Further, according to the first and second embodiments, the thicknesses (the width in the lateral direction in FIG. 3C) of the altered region 12 and the altered region 16 can be made extremely thin, approximately 2 to 3 μm. it can. For this reason, the space | interval of the element part 20 adjacent on both sides of the scheduled separation surface 11 on the board | substrate 10 can be made small (for example, 30 micrometers). On the other hand, when the substrate is cut by dicing, the distance between the element portions is required to be about 200 μm in consideration of the width of the dicing blade. For example, in the case where 300 μm × 300 μm element portions are arranged in a lattice pattern on a 2-inch substrate, according to the method of the present embodiment, about four times from one substrate as compared with the case of dicing. A number of semiconductor elements can be obtained.

また、第1及び第2の形態の方法によれば、ウェットエッチングの工程以外はほとんど時間を要さず、また、ウェットエッチングの工程は複数枚の基板10に対して同時に処理を行うことができるため、1枚あたりの処理時間を短縮することができる。このため、第1及び第2実施の形態の方法によれば、例えば、基板10が直径2インチのGa系基板である場合には、実質的に1枚あたり1時間程度で基板10を分離することができる。一方、ダイシングによりGa系基板を切断する場合には、劈開の発生を防ぐために切断レートを非常に小さく(例えば、0.1〜0.3mm/sec)設定する必要があり、1枚の直径2インチのGa系基板を切断するためにおよそ7.5時間を要する。 Further, according to the methods of the first and second embodiments, almost no time is required except for the wet etching process, and the wet etching process can simultaneously process a plurality of substrates 10. Therefore, the processing time per sheet can be shortened. For this reason, according to the method of the first and second embodiments, for example, when the substrate 10 is a Ga 2 O 3 -based substrate having a diameter of 2 inches, the substrate 10 is substantially taken in about one hour per substrate. Can be separated. On the other hand, when cutting a Ga 2 O 3 -based substrate by dicing, it is necessary to set the cutting rate very low (for example, 0.1 to 0.3 mm / sec) in order to prevent cleavage from occurring. It takes approximately 7.5 hours to cut a 2 inch diameter Ga 2 O 3 based substrate.

上記実施の形態に係る基板10として、(−201)面を主面とするβ−Ga結晶からなるGa基板を用いて、劈開を生じることなく基板10を分離するための条件を検証した。 As a substrate 10 according to the above embodiment, a Ga 2 O 3 substrate made of a β-Ga 2 O 3 crystal having a (−201) plane as a main surface is used to separate the substrate 10 without causing cleavage. The condition was verified.

まず、変質領域12を形成するためのレーザー光のパルス幅を20ps以上に設定したところ、変質領域12を形成する工程において、変質領域12を起点に劈開が発生した。   First, when the pulse width of the laser beam for forming the altered region 12 was set to 20 ps or more, cleavage occurred starting from the altered region 12 in the step of forming the altered region 12.

次に、レーザー光のパルス幅を1〜2psに設定したところ、光学顕微鏡による観察により、劈開が発生することなく変質領域12が適切に形成されることが確認された。このときの変質領域12の厚さは、2〜3μmであった。   Next, when the pulse width of the laser beam was set to 1 to 2 ps, it was confirmed by observation with an optical microscope that the altered region 12 was appropriately formed without cleavage. At this time, the thickness of the altered region 12 was 2 to 3 μm.

次に、変質領域12を形成した後、上記実施の形態におけるウェットエッチング工程を省き、変質領域12を除去せずに基板10に外力を加えて分離(ブレイク)を試みたところ、劈開面である(100)面に沿って劈開が生じ、分離予定面11に沿って分離することはできなかった。   Next, after forming the altered region 12, the wet etching step in the above embodiment was omitted, and an attempt was made to separate (break) by applying external force to the substrate 10 without removing the altered region 12. Cleavage occurred along the (100) plane, and separation along the planned separation surface 11 was not possible.

図5は、劈開が生じた後の基板10の断面の光学顕微鏡写真である。変質領域12を除去せずに基板10に外力を加えた場合に劈開が生じるのは、β−Ga結晶の劈開性の強さの他に、変質領域の性質がSi基板等の他の基板と異なることが原因である可能性がある。すなわち、Ga基板の場合、Si基板等と比較して、結晶を変質させても強度の低下が小さく、分離しにくい可能性がある。このため、上記実施の形態は、レーザー加工による変質によって強度が低下しにくい結晶からなる基板の分離に特に効果的であるといえる。 FIG. 5 is an optical micrograph of a cross section of the substrate 10 after cleavage has occurred. Cleavage occurs when an external force is applied to the substrate 10 without removing the altered region 12, in addition to the strength of the cleavage property of the β-Ga 2 O 3 crystal, the property of the altered region is other than Si substrate and the like. This may be caused by a difference from the substrate. That is, in the case of a Ga 2 O 3 substrate, compared to a Si substrate or the like, even if the crystal is altered, the decrease in strength is small and it may be difficult to separate. For this reason, it can be said that the above-described embodiment is particularly effective for separating a substrate made of a crystal whose strength is not easily lowered due to alteration by laser processing.

図6(a)は、上記実施の形態に従い、ウェットエッチングにより変質領域12を除去した基板10のブレイク前の上面写真であり、図6(b)は、そのブレイク及びエキスパンド後の上面写真である。   FIG. 6A is a top view before the break of the substrate 10 from which the altered region 12 has been removed by wet etching according to the above embodiment, and FIG. 6B is a top view after the break and expansion. .

図6(a)、(b)は、劈開が生じることなく基板10が分離されていることを示している。また、ブレイク後の基板10の縁近傍に、ダイシングによる切断時に見られるようなチッピング(表面の剥がれ)はほとんど見られなかった。少なくとも、縁からの長さが5μm以上のチッピングは発生しない。   FIGS. 6A and 6B show that the substrate 10 is separated without cleavage. Further, in the vicinity of the edge of the substrate 10 after the break, almost no chipping (peeling of the surface) as seen during cutting by dicing was observed. At least chipping with a length from the edge of 5 μm or more does not occur.

図7(a)は、上記第1の実施の形態に従い、ウェットエッチングにより変質領域12が除去され、ブレイクされた基板10の側面のSEM(Scanning Electron Microscope)像である。図7(a)の基板10の中央近傍の厚さ方向に沿った線状の空隙は、紙面に垂直な方向に延びる空隙15であり、この空隙15に沿ったブレイクは行われていない。また、図7(b)は、図7(a)の空隙15の上端周辺を拡大したSEM像である。   FIG. 7A is an SEM (Scanning Electron Microscope) image of the side surface of the substrate 10 that has been broken by removing the altered region 12 by wet etching according to the first embodiment. The linear gap along the thickness direction in the vicinity of the center of the substrate 10 in FIG. 7A is a gap 15 extending in a direction perpendicular to the paper surface, and no break along the gap 15 is performed. FIG. 7B is an enlarged SEM image around the upper end of the gap 15 in FIG.

図7(a)、(b)に示されるように、分離後の半導体素子1の基板10の側面には、ほぼ全面に渡って、レーザー加工による連続した細かい縞状の凹凸が見られる。この縞状の凹凸は、空隙15に沿って基板10のブレイクが行われることにより、基板10の側面に現れるものであり、レーザー加工を用いた分離を行った場合に現れる特徴的なものである。この縞模様のうち、黒く写っている部分が窪んだ部分であり、レーザーの集光点14の中心部分が走査された部分である。   As shown in FIGS. 7A and 7B, on the side surface of the substrate 10 of the semiconductor element 1 after separation, continuous fine stripe-like irregularities by laser processing are seen over almost the entire surface. The striped irregularities appear on the side surface of the substrate 10 by the break of the substrate 10 along the gap 15 and are characteristic when separating using laser processing. . In this striped pattern, the black portion is a depressed portion, and the central portion of the laser condensing point 14 is a scanned portion.

図7(a)、(b)に示される基板10においては、分離予定面11上の集光点14の基板10の面内方向のピッチが、基板10の厚さ方向のピッチよりも長かった。このため、厚さ方向に沿った線状の空隙15が分離予定面11上に並んで形成され、縞状の凹凸が基板10の側面に形成された。   In the substrate 10 shown in FIGS. 7A and 7B, the pitch in the in-plane direction of the substrate 10 of the condensing points 14 on the planned separation surface 11 is longer than the pitch in the thickness direction of the substrate 10. . For this reason, linear voids 15 along the thickness direction are formed side by side on the planned separation surface 11, and striped irregularities are formed on the side surface of the substrate 10.

このような分離後の基板10の側面の凹凸の最大高低差は、集光点14のスポット径(変質領域12の厚さ)よりも小さくなる。集光点14のスポット径は2〜3μmであるため、凹凸の最大高低差は3μm以下であり、通常は1μm以下になる。なお、基板10は変質領域12を除去してから分離されるため、半導体素子1の基板10の凹凸を有する側面は変質しておらず、単結晶からなる。   The maximum height difference of the unevenness on the side surface of the substrate 10 after such separation is smaller than the spot diameter of the condensing point 14 (the thickness of the altered region 12). Since the spot diameter of the condensing point 14 is 2 to 3 μm, the maximum height difference of the unevenness is 3 μm or less, usually 1 μm or less. Since the substrate 10 is separated after removing the altered region 12, the uneven side surface of the substrate 10 of the semiconductor element 1 is not altered and is made of a single crystal.

上記第2の実施の形態の方法を用いて基板10を分離した場合は、基板10の上面近傍の領域がレーザーアブレーションにより分離されるため、図7(a)、(b)に示される縞状の凹凸は、基板10の側面の上端近傍を除いた領域に形成される。例えば、レーザーアブレーションにより分離される領域が、基板10の上面から厚さ20μm以上かつ50μm以下の領域である場合は、図7(a)、(b)に示される縞状の凹凸は、基板10の側面の上端から厚さ20μm以上かつ50μm以下の領域を除いた領域に形成される。   When the substrate 10 is separated using the method of the second embodiment, the region in the vicinity of the upper surface of the substrate 10 is separated by laser ablation. Therefore, the stripe shape shown in FIGS. The unevenness is formed in a region excluding the vicinity of the upper end of the side surface of the substrate 10. For example, when the region to be separated by laser ablation is a region having a thickness of 20 μm or more and 50 μm or less from the upper surface of the substrate 10, the striped unevenness shown in FIGS. It is formed in a region excluding the region having a thickness of 20 μm or more and 50 μm or less from the upper end of the side surface.

なお、変質領域12が基板1の厚さ方向に不連続に形成された場合は、分離後の基板10の側面の変質領域12が形成されなかった領域には縞状の凹凸が形成されない。もっとも、変質領域12が不連続である場合には、ウェットエッチングにより一部の変質領域12しか除去することができないため、分離の際に劈開面である(100)面に沿って劈開が生じ、分離予定面11に沿って分離することができない。   In the case where the altered region 12 is formed discontinuously in the thickness direction of the substrate 1, striped irregularities are not formed in the region where the altered region 12 on the side surface of the substrate 10 after separation is not formed. However, when the altered region 12 is discontinuous, only a part of the altered region 12 can be removed by wet etching, so that cleavage occurs along the (100) plane which is a cleavage plane at the time of separation, It cannot be separated along the planned separation surface 11.

また、ブレードダイシングにより基板を分離した場合は、ブレードのパス数に応じて基板の断面(分離後の基板の側面)には横縞が入る。また、ブレードの厚みによって、断面がテーパー状になる。   Further, when the substrate is separated by blade dicing, horizontal stripes appear on the cross section of the substrate (side surface of the substrate after separation) according to the number of passes of the blade. Further, the cross section becomes tapered depending on the thickness of the blade.

次に、第2の実施の形態の変質領域16を形成する場合の、第1の面10aと変質領域16の間の領域の厚さとエッチャント23の空隙17からの侵入しやすさとの関係について検証した。ここで、素子部20の代用として検証用にSiO膜を基板10の第1の面10a上に形成し、変質領域16を挟んで隣接するSiO膜の間隔を40μm、接着剤21としてのワックスの厚さを5μmとした。 Next, the relationship between the thickness of the region between the first surface 10a and the altered region 16 and the ease of intrusion from the gap 17 of the etchant 23 when the altered region 16 of the second embodiment is formed is verified. did. Here, as a substitute for the element portion 20, a SiO 2 film is formed on the first surface 10a of the substrate 10 for verification, and an interval between the SiO 2 films adjacent to each other with the altered region 16 interposed is 40 μm. The thickness of the wax was 5 μm.

図8(a)は、第1の面10aと変質領域16の間の領域の厚さを15μmとしたときの、ウェットエッチング直後の基板10の一例の上面写真であり、エッチャント23が空隙17から基板10と接着剤21との界面に侵入し、素子部20としてのSiO膜にダメージを与える場合があることを示している。 FIG. 8A is a top view photograph of an example of the substrate 10 immediately after the wet etching when the thickness of the region between the first surface 10a and the altered region 16 is 15 μm. This indicates that there is a case in which the SiO 2 film as the element portion 20 may be damaged by entering the interface between the substrate 10 and the adhesive 21.

図8(b)は、変質領域16の間の領域の厚さを20μmとしたときの、ウェットエッチング直後の基板10の上面写真であり、エッチャント23が空隙17から侵入しておらず、素子部20としてのSiO膜がダメージを受けていないことを示している。変質領域16の間の領域の厚さを20μmとしたときには、検証を行ったいずれの基板10においても素子部20としてのSiO膜にダメージは確認されなかった。 FIG. 8B is a top view photograph of the substrate 10 immediately after the wet etching when the thickness of the region between the altered regions 16 is 20 μm. The etchant 23 has not entered the gap 17 and the element portion This shows that the SiO 2 film as 20 is not damaged. When the thickness of the region between the altered regions 16 was 20 μm, no damage was confirmed on the SiO 2 film as the element portion 20 in any of the substrates 10 that were verified.

また、第1の面10aと変質領域16の間の領域の厚さを22.5μm、25μmとしたときも、素子部20としてのSiO膜にダメージは確認されなかった。 Further, even when the thickness of the region between the first surface 10a and the altered region 16 was set to 22.5 μm and 25 μm, no damage was confirmed on the SiO 2 film as the element portion 20.

以下の表1は、上記第2の実施の形態における図4(f)に示されるアブレーション工程の加工条件とアブレーション後の基板10の状態との関係の評価結果をしめす。   Table 1 below shows the evaluation results of the relationship between the processing conditions of the ablation process shown in FIG. 4F in the second embodiment and the state of the substrate 10 after ablation.

表1の「厚さ」は、基板10の第1の面10aと空隙17との間の領域の厚さを指す。また、「パルス幅」、「エネルギー」、「走査速度」は、それぞれアブレーション工程におけるレーザー光の出力条件である。また、「パス」は、アブレーション工程においてレーザー加工を施す回数である。   “Thickness” in Table 1 refers to the thickness of the region between the first surface 10 a of the substrate 10 and the gap 17. “Pulse width”, “energy”, and “scanning speed” are laser light output conditions in the ablation process, respectively. The “pass” is the number of times laser processing is performed in the ablation process.

「評価」は、アブレーション後の基板10の状態の評価であって、「○」は状態がよいこと、「◎」は特に状態がよいこと、「△」は分離可能ではあったが比較的状態がよくないことを表す。   “Evaluation” is an evaluation of the state of the substrate 10 after ablation. “◯” indicates that the state is good, “◎” indicates that the state is particularly good, and “△” indicates that the state is relatively separable. Indicates that is not good.

条件3によるアブレーションでは、レーザー処理時に基板10を保持しているダイシングシート24が焼け、基板10の裏面が汚れてしまった。これは、レーザー光のエネルギーが高すぎたことによると考えられる。   In the ablation according to condition 3, the dicing sheet 24 holding the substrate 10 was burned during laser processing, and the back surface of the substrate 10 was soiled. This is probably because the energy of the laser beam is too high.

条件6によるアブレーションでは、アブレーション後の基板10を分離に比較的大きな外力が必要であった。これは、パルス発振されるレーザー光の走査速度が速すぎて、アブレーションされた領域の基板10の表面に平行な方向の間隔が広くなったためと考えられる。   In the ablation under condition 6, a relatively large external force was required to separate the substrate 10 after ablation. This is presumably because the scanning speed of the pulsed laser beam was too high, and the interval in the direction parallel to the surface of the substrate 10 in the ablated region was widened.

表1に示される評価結果は、分離しやすい状態の基板10を得るためには、アブレーション工程におけるレーザー光の「パルス幅」、「エネルギー」、「走査速度」が、それぞれ1.1〜1.5ps、2.5〜5μJ、10mm/s以下であることが好ましく、「厚さ」が25μm以下であることが好ましいことを示している。また、アブレーション工程に費やされる時間を短縮するためには、「パス」が2以下であることが好ましい。   The evaluation results shown in Table 1 show that the “pulse width”, “energy”, and “scanning speed” of the laser light in the ablation process are 1.1 to 1. 5 ps, 2.5 to 5 μJ, preferably 10 mm / s or less, and “thickness” is preferably 25 μm or less. In order to shorten the time spent in the ablation process, the “pass” is preferably 2 or less.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

また、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   The embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

1…半導体素子、 10…基板、 10a…第1の面、 10b…第2の面、 11…分離予定面、 12、16…変質領域、 13、18…レーザー光、 14…集光点、 15、17…空隙、 20…素子部、 23…エッチャント   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor element 10 ... Board | substrate 10a ... 1st surface, 10b ... 2nd surface, 11 ... Plane separation surface 12, 16 ... Alteration area | region, 13, 18 ... Laser beam, 14 ... Condensing point, 15 , 17 ... air gap, 20 ... element part, 23 ... etchant

Claims (9)

第1の面に素子部が搭載された基板の内部の分離予定面に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、前記分離予定面に沿って連続し、前記基板の前記第1の面の反対側の第2の面に達する変質領域を形成する工程と、
ウェットエッチングにより、前記基板から前記変質領域を選択的に除去して空隙を形成する工程と、
前記空隙を形成した後、前記第1の面と前記空隙との間の領域にレーザー光の集光点を走査させて、前記領域を除去する工程と、
前記領域を除去した後、前記分離予定面に沿って前記基板を分離する工程と、
を含む、基板の分離方法。
The condensing point of the laser beam is scanned along the planned separation surface inside the substrate on which the element portion is mounted on the first surface, and the first surface of the substrate is continuous along the planned separation surface. Forming an altered region reaching the second surface on the opposite side of
A step of selectively removing the altered region from the substrate by wet etching to form a void;
After forming the gap, scanning the laser light focusing point in the area between the first surface and the gap, and removing the area;
Separating the substrate along the planned separation surface after removing the region;
A method for separating a substrate.
前記第1の面と前記変質領域の間の領域の厚さが20μm以上かつ50μm以下となるように、前記変質領域を形成する、
請求項1に記載の基板の分離方法。
Forming the altered region such that the thickness of the region between the first surface and the altered region is 20 μm or more and 50 μm or less;
The method for separating a substrate according to claim 1.
前記基板がGa系基板である、
請求項1又は2に記載の基板の分離方法。
The substrate is a Ga 2 O 3 based substrate;
The method for separating a substrate according to claim 1 or 2.
前記ウェットエッチングは、フッ化水素酸又はアルカリエッチャントをエッチャントとして用いて実施される、
請求項3に記載の基板の分離方法。
The wet etching is performed using hydrofluoric acid or an alkali etchant as an etchant.
The method for separating a substrate according to claim 3.
第1の面に素子部が搭載されたGa系基板の内部の分離予定面に沿ってレーザー光の集光点を走査させて、前記分離予定面に沿って連続し、少なくとも前記Ga系基板の前記第1の面の反対側の第2の面に達する変質領域を形成する工程と、
ウェットエッチングにより、前記Ga系基板から前記変質領域を選択的に除去して空隙を形成する工程と、
前記空隙を形成した後、前記分離予定面に沿って前記Ga系基板を分離する工程と、
を含み、
前記Ga系基板の主面及び分離予定面が(100)面以外の面である、基板の分離方法。
The condensing point of the laser beam is scanned along the planned separation surface inside the Ga 2 O 3 based substrate having the element portion mounted on the first surface, and is continuously along the planned separation surface, and at least the Ga Forming an altered region that reaches a second surface opposite to the first surface of the 2 O 3 -based substrate;
A step of selectively removing the altered region from the Ga 2 O 3 based substrate by wet etching to form a void;
After forming the gap, separating said Ga 2 O 3 based substrate along said predetermined separation surface,
Including
The method for separating a substrate, wherein the main surface and the scheduled separation surface of the Ga 2 O 3 -based substrate are surfaces other than the (100) surface.
Ga系単結晶からなる基板と、
前記基板上に形成された素子部と、
を有し、
前記基板が、露出したGa単結晶の劈開面を有さず、
前記基板の側面に縞状の凹凸が存在する、
半導体素子。
A substrate made of a Ga 2 O 3 based single crystal;
An element portion formed on the substrate;
Have
The substrate does not have an exposed Ga 2 O 3 single crystal cleavage plane;
Striped irregularities exist on the side surface of the substrate,
Semiconductor element.
前記縞状の凹凸の最大高低差が3μm以下である、
請求項6に記載の半導体素子。
The maximum height difference of the striped irregularities is 3 μm or less;
The semiconductor device according to claim 6.
前記縞状の凹凸が、前記基板の側面の上端から厚さ20μm以上かつ50μm以下の領域を除いた領域に形成された、
請求項6又は7に記載の半導体素子。
The striped unevenness was formed in a region excluding a region having a thickness of 20 μm or more and 50 μm or less from the upper end of the side surface of the substrate,
The semiconductor element according to claim 6 or 7.
Ga系単結晶からなる基板と、
前記基板上に形成された素子部と、
を有し、
前記基板が、露出したGa単結晶の劈開面を有さず、
前記基板の表面に、縁からの長さが5μm以上のチッピングが存在しない、
半導体素子。
A substrate made of a Ga 2 O 3 based single crystal;
An element portion formed on the substrate;
Have
The substrate does not have an exposed Ga 2 O 3 single crystal cleavage plane;
There is no chipping with a length of 5 μm or more from the edge on the surface of the substrate.
Semiconductor element.
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