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TWI455349B - 半導體發光元件及其製造方法 - Google Patents

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TWI455349B
TWI455349B TW097129185A TW97129185A TWI455349B TW I455349 B TWI455349 B TW I455349B TW 097129185 A TW097129185 A TW 097129185A TW 97129185 A TW97129185 A TW 97129185A TW I455349 B TWI455349 B TW I455349B
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Takashi Ichihara
Hirofumi Yoshida
Takao Yamada
Yohei Wakai
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Nichia Corp
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Description

半導體發光元件及其製造方法
本發明係關於半導體發光元件及其製造方法，詳細而言，係關於將可穿透晶圓之光照射至晶圓內部，而將晶圓切割為晶片之半導體發光元件及其製造方法。
以往，層積有半導體層之晶圓，係藉由切割機(Dicer)、劃線器(Scriber)或雷射劃線器等切割為晶片。
然而，氮化物半導體層一般係層積於由藍寶石基板所構成之晶圓上，由於藍寶石基板在與定向平面(orientation flat)(較多為A面、C面)平行之方向上不具有劈開性(Cleavage)，因而難以藉由劃線器等進行分割。
此外，當以切割機來分割氮化物半導體層時，因研磨砂輪產生損傷時，乃具有容易產生龜裂(Crack)、崩角(Chipping)等之問題。
再者，當使用雷射劃線器形成溝，並使用該溝進行切斷時，不具有劈開性之藍寶石基板，於膜厚方向會以斜向之方式、亦即傾斜之方式形成裂痕，該裂痕甚至會到達具有元件功能之半導體層的一部分，而成為不良品。
為了避免此裂痕，係有人提出一種從氮化鎵系化合物半導體層側形成第1切割溝，於未與該第1切割溝的中央線重疊之位置上，從藍寶石基板側形成第2切割溝，藉此有效地利用往傾斜方向的裂痕而製造晶片之方法(例如專利文獻1)。
此外，其他方法例如有於半導體層的表面形成第1切割溝，從該第1切割溝側將雷射照射至藍寶石基板內部而形成第2切割溝並切割為晶片之方法(例如專利文獻2)。
再者，係有人提出一種藉由雷射從藍寶石基板的背面進行內部加工，再藉由劃線或雷射照射對藍寶石基板背面進行表面加工而切割為晶片之方法(例如專利文獻3)。
此外，亦有人提出一種於照射雷射至藍寶石基板內部時，預先於傾斜方向設定分離預定面，並從藍寶石基板的背面，以沿著該分離預定面之方式，進行多段且間歇性的雷射照射，以強制地將晶片朝傾斜方向分割之方法(例如專利文獻4)。
專利文獻1：日本特開2005－191551號公報專利文獻2：日本特開2003－338468號公報專利文獻3：日本特開2005－109432號公報專利文獻4：日本特開2006－245043號公報
然而，即使調整第1切割溝與第2切割溝之間的位置，來有效地利用往傾斜方向的裂痕時，亦因藍寶石基板厚度的不同，並不一定會實現所意料之往傾斜方向的裂痕，仍然存在上述課題。並且於每次製作半導體元件之基板時，需預先進行該基板的斷裂方向之試分割，而具有製程變得繁瑣之課題。
此外，即使僅照射雷射至藍寶石基板內部而在基板內 部形成切割溝，亦無法如意料般將藍寶石基板垂直地劈開，而具有往傾斜方向的裂痕依然會出現之課題。
再者，於沿著預先設定的分離預定面照射雷射，而朝傾斜方向分割晶片之方法中，幾乎涵蓋藍寶石基板的厚度方向整體所進行之多段且間歇性的雷射照射，必須進行膜厚方向及面內方向上之複數個雷射照射的控制，不僅花費時間，製程亦變得繁瑣。除此之外，由於以涵蓋藍寶石基板的厚度方向整體之雷射照射所形成的變質部，使從半導體元件所照射之光容易被吸收，而導致半導體元件的發光效率降低之問題。
本發明係用以解決上述問題點而研創者，其目的在於提供一種，於將在藍寶石基板上層積氮化鎵系化合物半導體而成之晶圓切割為晶片時，不論藍寶石基板的厚度為何，均可確保晶片強度，並且可在極高的良率下正確地切割為晶片之半導體發光元件的製造方法。
本發明者們係針對在將晶圓切割為晶片時之藍寶石基板的傾斜方向與藍寶石基板表面的偏角之間具有關聯性者進行探討，意外地發現到可對應於偏角的朝向來控制將晶圓切割為晶片時之分割面，因而完成本發明。
此外，在對層積有半導體層之藍寶石基板的劈開性進行精心研究的同時，對於在層積半導體層前於藍寶石基板表面形成複數個凸部，並利用因此凸部所產生之光的散射及繞射效果來提升半導體發光元件的發光效率之方法進行 探討的過程中，針對在將晶圓切割為晶片時之藍寶石基板之分割面的傾斜方向與凸部的配置或形狀具有規則性者進行探討，意外地發現到可對應於凸部的形狀來控制將晶圓切割為晶片時之分割面，因而完成本發明。
本發明為一種半導體發光元件的製造方法，係由在具有定向平面之藍寶石基板上層積氮化鎵系化合物半導體而成之晶圓來製造半導體發光元件的製造方法，其特徵為包含：在與前述定向平面平行之方向Xo具有偏角θ之藍寶石基板的第1主面上，層積半導體層；將第1裁切溝形成於前述半導體層側，此第1裁切溝係在與前述方向Xo大致垂直之方向Y延伸；於前述藍寶石基板的內部，以與前述第1裁切溝平行且對應於偏角θ的斜率之方式從第1裁切溝內的分割預定線往±Xo方向偏移預定距離而形成第2裁切線；並且沿著前述第1及/或第2裁切線來分割晶圓之步驟。
此外，本發明為一種半導體發光元件的製造方法，係由在藍寶石基板上層積氮化鎵系化合物半導體而成之晶圓來製造半導體發光元件的製造方法，其特徵為包含：於藍寶石基板的第1主面，藉由蝕刻來形成底面形狀為多角形之凸部；於前述藍寶石基板的第1主面層積半導體層；將第1裁切溝形成於前述半導體層側，從前述藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，此第1裁切溝係在與從前述凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀的頂點之 方向X大致垂直之方向Y延伸；於前述藍寶石基板的內部，以與前述第1裁切溝平行且從該第1裁切溝內的分割預定線往－X方向偏移預定距離之方式形成第2裁切線；並且沿著前述第1及/或第2裁切線來分割晶圓之步驟。
再者，本發明為一種半導體發光元件，為具備藍寶石基板以及層積於該基板的第1主面之氮化鎵系化合物半導體層之略呈四角形狀的半導體發光元件，其特徵為：該半導體發光元件所對向之1組的側面係與前述藍寶石基板的第1主面大致垂直；另1組的側面係具有：於前述藍寶石基板的第1主面側相對於該第1主面傾斜之面，以及於前述藍寶石基板的第2主面側與該第2主面大致垂直之面。
此外，本發明為一種半導體發光元件，為具備藍寶石基板以及層積於該基板的第1主面之氮化鎵系化合物半導體層之略呈四角形狀的半導體發光元件，其特徵為：於前述藍寶石基板的第1主面，具有底面形狀為多角形之凸部，並且從前述藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，在與從前述凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀的頂點之方向X大致垂直之方向Y延伸之前述半導體發光元件之相對向之1組的側面，係具有：於前述藍寶石基板的第1主面側相對於該第1主面傾斜之面，以及於前述藍寶石基板的第2主面側與該第2主面大致垂直之面； 另1組的側面係與前述藍寶石基板的第1主面大致垂直。
根據本發明之半導體發光元件的製造方法，可對應於藍寶石基板表面的偏角或對應於藍寶石基板表面所設置之凸部的形狀，將從藍寶石基板背面的雷射照射位置設定於適當處。藉此，可於所意料的分割面中來分割藍寶石基板，而大幅提升良率。結果，不需要預先藉由試分割來確認分割面，此外，於藍寶石基板的全部厚度方向，不需要進行於面內方向進行偏移之多段的雷射照射，因此可降低製造成本。
此外，於切割為晶片時，不論藍寶石基板的厚度為何，即使為具有某種程度的厚度之基板，亦可控制分割面並確保晶片強度，而提升該前後步驟中之操作性。
再者，藉由分割面的確實控制，不需要設置為了未意料到的分割等所保留之邊限區域，可使從1片晶圓所得之晶片數達到最大限度，而提升生產效率。
於本發明之半導體發光元件的製造方法中，首先係準備藍寶石基板。
關於藍寶石基板，一般於作為晶圓時，係大致呈圓盤狀且具有定向平面(OF；Orientation Flat)。藍寶石基板例如可為由六角晶的Al2 O3 所形成之基板、由以C面、A面、R面、M面的任一面為主面之藍寶石所形成之基板、或是r 軸與a軸正交之基板。定向平面較理想為A面或C面。其中，更理想為以C面(0001)為主面，且將定向平面設為A面(11－20)之藍寶石基板。
藍寶石基板的厚度並無特別限定，就考量到半導體層的層積以及後述之凸部的形成等之強度，較適合為200 μm至2mm左右。
如後述般，當於第1主面形成凸部時，藍寶石基板不一定要具有偏角(off angle)，但較理想為例如於第1主面及/或第2主面具有約0至±10°的偏角，更理想為具有約0至±5°左右、0至±2°左右、0至±0.5°左右、0至±0.25°左右、0至±0.15°左右的偏角。偏角亦可形成為階段狀。
藉此，可在具有良好的結晶性下使形成於該面上之半導體層成長。
此外，為了於最適當的位置形成後述的第1裁切溝及第2裁切線，可有效地利用藍寶石基板之第1主面及/或第2主面的偏角。
在此，所謂的偏角，係意指相對於構成藍寶石基板的第1主面及/或第2主面、較理想為相對於構成藍寶石基板的第1主面之預定的基準結晶面之傾斜角，例如為相對於C面(0001)等之傾斜角。偏角的方向並無特別限定，可為與定向平面平行、垂直、或傾斜之方向任一種，但較理想為至少於與定向平面平行之方向具有偏角。
一般如第7圖(a)及第7圖(b)所示，為了表示藍寶石基板10的結晶方位，係形成有表示預定的結晶方位之定向 平面(OF)(例如為A面(11－20))。
偏角係指與此定向平面平行之方向Xo(第7圖(b)中為箭頭Xo)上的傾斜角θ。
於本說明書中，只要無特別說明，從將定向平面配置於正前之藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，係以朝向右側之方向為Xo(＋Xo)，以朝向左側之方向為－Xo。此外，當將定向平面配置於正前(以實線所表示)，且如第7圖(b)所示，右側朝向此等圖式下降時(以虛線所表示)、亦即朝向Xo方向下降時，係定義為－θ。如第7圖(a)所示，當右側上升時、亦即朝向Xo方向上升時，係定義為θ或＋θ(參考第5圖(a)及第5圖(b))。
尤其當偏角於與定向平面平行之方向形成為±0.25°左右以下，或更是±0.15°左右以下時，乃具有以下傾向，亦即與因偏角所造成之基板分割的傾斜之間的關連度較高，或是偏角與後述之因凸部的形狀所造成之基板分割的傾斜之間的關連度較高之傾向，因此可用來控制基板分割的傾斜。
基板分割的傾斜方向相對於偏角之關係，乃確認出精準度極高之關係。亦即如上所述，若使用以C面為主面、以A面為定向平面之晶圓，雖然亦須考量到和大致與定向平面平行之方向以外偏角θ之有無、偏角θ的程度、藍寶石基板的表面粗糙度等種種要因之間的相互關係所產生之影響，但可依據往特定方向之偏角θ的角度及方向，決定藍寶石基板分割的傾斜(例如r軸的方向性)並依循此來進 行分割。藉此，可採用測定藍寶石基板表面的偏角之非常簡便的方法，藉此控制藍寶石基板的分割，而大幅提升良率。
藍寶石基板不僅於其表面具有偏角，亦可於第1主面及/或第2主面形成凸部。在此，凸部的形狀及大小等並無特別限定，例如有日本特開2003－318411號公報中所記載者。藉此，可利用凸部所形成之光的散射及繞射效果來提升半導體發光元件的發光效率。
此外，此凸部尤其在形成於第2主面時，可於製程之間藉由乾式蝕刻、濕式蝕刻或研磨等，局部地或完全地去除凸部。
更理想為將此凸部形成於藍寶石基板的第1主面。
所形成之凸部的大小或形狀並無特別限定，例如，凸部從藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視形狀(最接近第1主面的部分之形狀：底面形狀)，較佳為多角形。尤其為例如三角形或六角形。此時的六角形，例如為交互地配置銳角及鈍角之變形形狀的六角形。於本申請案說明書中，多角形等的形狀表現，不僅指幾何學上的完全多角形等形狀，就加工性等理由，亦包含角落帶有圓邊等近似的形狀及若干的變形形狀。
凸部的俯視形狀(底面形狀)之尺寸，亦即成為凸部的構成邊之一邊的長度，較佳為λ/4以上(λ為發光波長，n為半導體層的折射率)。具體而言，例如為0.1 μm至5 μm左右。此外，凸部的相互間隔，較佳為λ/4以上。例如為 100 μm左右以下、20 μm左右以下。在此的相互間隔係指於基板表面(凸部底面)上鄰接的凸部彼此間的最小距離。
凸部的縱向剖面形狀可為三角形、四角形、梯形、半圓形等任意形狀，其中，三角形、梯形、半圓形等由於具有相對於基板的主面傾斜之面或曲面而能夠提高光的散射及繞射效率，因而較為理想。特別係以梯形為佳。亦即，凸部的上部形狀可為錐形的形狀，亦可為具有圓形(例如第1A圖及第1B圖)、三角形(第2A圖及第2B圖)等的上表面之形狀。不論凸部的上部形狀為何，均可藉由凸部的底面形狀來決定後述之第2裁切線的偏移方向。錐角是指凸部的底面及側面所形成之角，例如為90°以下、75°以下、65°以下，且為20°以上、30°以上、40°以上。此係為了確保散射或繞射效率的提升，並防止半導體層之凹坑的產生之故。
凸部的高度較佳為例如5nm以上，更佳為層積於基板上之半導體層的總厚度以下。此外，於以發光波長為λ時，高度較理想為λ/4以上。此係為了可充分地使光產生散射或繞射，將所層積之半導體層的橫向電流的流動維持為良好，並確保發光效率之故。
於藍寶石基板的第1主面形成凸部之方法並無特別限定，可藉由該領域一般所知的方法來形成。例如有使用適當形狀的遮罩圖案，進行後述之乾式蝕刻或濕式蝕刻等蝕刻之方法。其中較理想為濕式蝕刻。此時之蝕刻劑，例如有硫酸與磷酸之混合酸、KOH、NaOH、磷酸、焦硫酸鉀等。
底面形狀為多角形之凸部，例如可適當地調整所使用之遮罩圖案的形狀、蝕刻方法及條件來控制。此時之遮罩圖案的材料及形狀，例如可藉由絕緣膜(阻劑、SiO2 等)來形成，且為圓形、三角形或四角形等多角形形狀的重複圖案等。此遮罩圖案的形成係可藉由微影技術及蝕刻步驟等一般所知的方法來實現。
用於遮罩圖案的形成之蝕刻方法，例如可利用乾式蝕刻或濕式蝕刻等之該領域一般所知的方法。例如，乾式蝕刻例如有反應性離子蝕刻、反應性離子束蝕刻、離子研磨、聚焦離子束蝕刻、ECR蝕刻等。濕式蝕刻的蝕刻劑，例如有與上述所示者相同。
本發明者們係發現到，凸部的形狀相對於藍寶石基板分割的傾斜具有規則性，並且於藍寶石基板分割的傾斜與藍寶石基板表面的偏角之間，可觀察到具有規則性之傾向。
亦即，如上所述，若使用以C面為主面且將A面設定為定向平面之晶圓，則可藉由遮罩圖案的形狀、蝕刻條件(蝕刻劑的種類、蝕刻時間等)，來形成從藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中底面為三角形或六角形等多角形之凸部。此凸部底面之其中之一的銳角朝向係具有與平行於定向平面之方向(例如以此方向為Xo方向)一致之傾向，此外亦具有對應於藍寶石基板之偏角θ的±，使所形成之凸部的1個銳角朝向±X方向之傾向。
於本說明書中，若未特別指定，則方向X(＋X)是指從凸部的重心朝向1個銳角狀的頂點(參考第1A圖及第2A 圖的11b)之方向，將與此相反之方向稱為－X方向。
藉此，當藍寶石基板的表面具有偏角時，可藉由偏角的正負，來決定後述之第1及第2裁切線的位置，而以較高的機率來提升良率。
此外，當藍寶石基板的表面不具有偏角時，亦即偏角為0°時，亦可藉由濕式蝕刻來形成凸部，藉此，可比以凸部的底面形狀來決定偏角者更為提高精準度，來決定第1及第2裁切線的位置，並控制藍寶石基板的分割。因此，能夠以更較高的機率來提升良率。
尤其是依據凸部形狀所形成之基板分割的傾斜，相較於上述基板分割的傾斜方向相對於偏角之關係，更可在高精準度下控制藍寶石基板。
接著於藍寶石基板的第1主面上層積半導體層。半導體層例如有以Inx Aly Ga1－x－y N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x＋y≦1)所表示者。除此之外，亦可於一部分具有作為III族元素的B。此外，亦可藉由P、As來取代作為V族元素之N的一部分。
半導體層一般係從藍寶石基板側依序層積有第1導電型半導體層、發光層、第2導電型半導體層，第1或第2導電型為含有屬於n型雜質之Si、Ge、Sn、S、O、Ti、Zr、Cd等IV族元素或VI族元素等中任一種以上、或是含有屬於p型雜質之Mg、Zn、Be、Mn、Ca、Sr等。雜質濃度較理想為5×1016 /cm3 以上5×1021 /cm3 以下。
這些半導體層的成長方法並無特別限定，較理想為適 用MOVPE(Metal－Organic Vapor Phase Epitaxy：有機金屬氣相成長法)、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積法)、HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy：鹵化氣相成長法)、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束成長法)等之作為半導體層的成長方法為人所知之所有方法。由於MOCVD可在維持良好的結晶性下進行成長，因而較為理想。
半導體層一般係形成於形成有凸部之藍寶石基板的第1主面，但亦可於藍寶石基板的第1主面藉由濕式蝕刻形成凸部後，藉由該底面形狀來決定第1裁切溝及第2裁切線的最適位置後，再藉由乾式蝕刻或濕式蝕刻、研磨等，局部地或完全地去除凸部，使第1主面達到平坦化後，再於該第1主面上層積半導體層。藉此，不論最終的半導體發光元件上是否具有凸部，均能夠於較高良率下製造出半導體發光元件。
此外，凸部亦可僅形成於藍寶石基板的第2主面或形成於第2主面，如上所述，一旦形成凸部後，可決定第1裁切溝及第2裁切線的最適位置，再局部地或完全地去除凸部。如此，可藉由在第2主面形成凸部而提高取光效率，並藉由去除凸部而最終達到藍寶石基板的薄膜化。
再者，如上所述，藍寶石基板亦可於第1主面形成凸部並於第2主面形成偏角，或是於第1主面形成偏角並於第2主面形成凸部。或者是僅於該第1主面形成偏角。
接著於半導體層側形成第1裁切溝。第1裁切溝可藉 由蝕刻、切割、脈衝雷射、劃線等種種方法來形成。
其寬度並無特別限定，例如為10至50 μm。關於其深度，如上所述，當半導體層依序層積有第1導電型層、發光層、第2導電型層時，較佳為設定在使第1導電型層露出之程度。此外，不論半導體層的構成為何，較理想係設定在使藍寶石基板露出之程度。
第1裁切溝係相對於與藍寶石基板的定向平面平行之方向Xo，至少於大致垂直之方向Y延伸而形成。
或者是，從藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，如第1A圖及第2A圖所示，第1裁切溝係相對於從先前步驟中所形成之藍寶石基板10的凸部11的底面11a之三角形的重心G朝向1個銳角狀的頂點11b之方向X，至少於大致垂直之方向Y延伸而形成。
此時的間距係可藉由所欲獲得之半導體發光元件的大小來適當地調整。例如為80 μm至2000 μm左右。
第1裁切溝較理想亦於方向X延伸而形成。此係由於容易將半導體發光元件形成為矩形形狀的晶片之故。
此外，從藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，當凸部的形狀例如為第1B圖及第2B圖所示之大致六角形的形狀時，係在與從凸部21的底面21a之六角形的重心G朝向1個銳角狀的頂點21b之方向X大致垂直之方向Y延伸而形成。
於形成第1裁切溝之前後或同時，且於形成後述的第2裁切線之前，較理想係使接近於藍寶石基板之半導體 層，具體而言為使第1導電型的半導體層露出，以作為用以獲得電性連接之第1電極形成區域。
此外，於藍寶石基板的內部形成第2裁切線。第2裁切線可利用與第1裁切溝相同之方法來形成，但較理想為藉由照射雷射光來形成。
尤其理想為藉由可穿透藍寶石基板之雷射光的照射來形成。在此所謂的穿透，是指緊接於將雷射光照射於藍寶石基板後、亦即於藍寶石基板尚未變質之狀態下，穿透率為70%以上，甚至80%以上、90%以上。
此外，雷射光的照射亦可從半導體層側來進行，就考量到半導體層中的吸收，較理想係從第2主面側來進行。藉由避免對半導體層、尤其對發光層之雷射光的照射，可將發光效率的降低抑制在最低限度。
雷射光係可使用能夠產生脈衝雷射之雷射、或是引起多光子吸收之連續波雷射等各種雷射。其中，較理想為可產生飛秒雷射、微微秒雷射、奈秒雷射等脈衝雷射者。此外，其波長並無特別限定，例如可利用Nd：YAG雷射、Nd：YVO4 雷射、Nd：YLF雷射、鈦藍寶石雷射等各種雷射。
於形成第2裁切線之前，藍寶石基板的厚度較理想為預先設定在50至400 μm、80至160 μm左右。藉此，可將後述之雷射光的多段照射抑制在最低限度，並且容易於期望的方向進行分割。
第2裁切線較理想係因應藍寶石基板的厚度、所使用之雷射光的種類、雷射功率等，於藍寶石基板的厚度方向 以多段方式照射雷射光。在此所謂的多段，例如為2段至8段左右，較理想為2段至4段左右。此外，就其他觀點來看，如後所述，較理想為可形成預定的深度之複數段。例如，雖因所使用之雷射光的種類、雷射功率等而不同，但當藍寶石基板的厚度為50至90 μm左右時，係設定為1段加工，90至100 μm左右時設定為1段或2段加工，100至120 μm左右時設定為2段或3段加工，120至160 μm左右時設定為3段或4段加工。藉此，即使為具有某種程度的厚度之基板，亦可控制分割面的傾斜。於多段加工時，可於面內方向進行偏移或不進行偏移。
第2裁切線的寬度並無特別限定，此第2裁切線的形成手段，例如於使用雷射光時，可藉由雷射光的光圈大小等來適當地調整，例如可為1 μm左右以上。
此外，其深度較適合為藍寶石基板的厚度之四分之一左右以上。更理想為藍寶石基板的厚度之30%左右以上70%左右以下，或是60%左右以下、50%左右以下。具體而言，例如為10至60 μm左右。藉此，不論藍寶石基板的厚度為何，均容易控制分割面的傾斜。此外，並不會產生不需要之藍寶石基板的變質，將變質部分的光吸收抑制在最低限度，而能夠抑制發光效率的降低。
於利用藍寶石基板之第1主面的偏角時，第2裁切線較理想係形成為與第1裁切溝平行，此外，更理想係從第1裁切溝的分割預定線(例如中央線)，藉由偏角來偏移預定距離而形成。
具體而言，如第5圖(a)所示，當偏角為－θ時，亦即將藍寶石基板的定向平面配置於正前方時係從左側朝向右側下降時，較理想係使第2裁切線往上升(－Xo)之方向偏移預定距離。此外，如第5圖(b)所示，當偏角為＋θ時，亦即將藍寶石基板的定向平面配置於正前方時係從左側朝向右側上升時，較理想係使第2裁切線往上升(Xo)之方向偏移預定距離。
或者是，第2裁切線較理想係形成為與第1裁切溝平行，並且從第1裁切溝的分割預定線往－X方向偏移預定距離而形成。在此的預定距離係可藉由藍寶石基板的厚度、及雷射光的照射深度等來適當地調整。例如當形成第2裁切線時之藍寶石基板的厚度位於上述範圍時，於藍寶石基板的第1主面之俯視中，可形成於從第1裁切溝偏移2至12 μm左右、較理想為偏移6至8 μm左右之位置。藉此，可容易控制分割面的傾斜程度，而在半導體層側上，於預定的位置進行分割。
此外，偏移的方向係與從藍寶石基板所形成之凸部底面的多角形的重心朝向一個銳角狀的頂點之方向X為相反方向之－X方向。藉此，可容易控制分割面的傾斜程度，並且避免往具有元件的功能之半導體層內的區域產生斜方向的分割。例如，當形成有第1A圖或第2A圖所示之凸部時，如第3圖(a)及(b)或第3圖(a)及(c)所示，此方向係以凸部之一個銳角狀的頂點位置為基準，而為－X方向，當形成有第1B圖或第2B圖所示之凸部時，如第4圖(a)及(b)所 示，此方向係以凸部之一個銳角狀的頂點位置為基準，而為－X方向。
茲發現到偏角θ的±乃具有以下的傾向，亦即，對應於朝向與定向平面平行的方向之藍寶石基板表面的凸部底面之多角形的一個銳角方向。亦即，當偏角為－θ時，如第5圖(a)所示，凸部底面的一個銳角係具有朝向箭頭Xo的方向之傾向(參考第3圖(a)至第3圖(c))。當偏角為＋θ時，如第5圖(b)所示，凸部底面的一個銳角係具有朝向箭頭－Xo的方向之傾向(於第4圖(a)及第4圖(b)中為X方向)。第5圖(a)及(b)就說明的簡便上，係省略藍寶石基板表面之明確的凸部表示，而表示明確顯示出表面的角度之形態。
第1裁切溝及第2裁切線的任一個均可先形成。
之後，沿著第1裁切溝及/或第2裁切線來分割晶圓。分割方法本身係可藉由該領域中一般所知的來進行。藉此，從第1裁切溝至第2裁切線為止之分割面，可從相對於藍寶石基板的表面之法線方向形成所期望的傾斜。此傾斜角度α例如為8°±5°左右(第3圖(a)、第4圖及第6圖中的α)。
藉由本發明之半導體發光元件的製造方法所得之發光元件的形狀並無特別限定，可為三角形、菱形、梯形等多角形或大致多角形等，一般為四角形或大致四角形之形狀。
於半導體發光元件的一項實施形態中，當半導體發光元件為四角形時，元件的一對側面、亦即於與定向平面大 致平行之方向互相對向之側面為傾斜，另一對側面、亦即於與定向平面大致垂直之方向互相對向之側面，為與膜厚方向大致垂直。藉由此側面形狀，可將光的分散及/或繞射發揮至最大極限，並提升取光效率。
於半導體發光元件的其他實施形態中，半導體發光元件之相對向的1組側面係與藍寶石基板的第1主面大致垂直。此外，另1組側面係於藍寶石基板的第1主面側具有相對於第1主面傾斜之面，且於藍寶石基板的第2主面側具有與第2主面大致垂直之面。關於傾斜的面以及大致垂直的面，較理想為兩者均互為平行。
如此，於藍寶石基板的側面，一方之相對向的側面係具有一致的垂直面，另一方之相對向的側面係於第1主面側具有傾斜的面以及於第2主面側具有垂直的面(係具有混合存在的垂直面與傾斜面)，藉此，可提升往外部的取光效率，並且於安裝時可確保安裝後的發光裝置之半導體發光元件的重心穩定性。
於半導體發光元件之另外的實施形態中，藍寶石基板的第1主面係具有底面形狀為多角形之凸部。同時，從藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，在與從凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀的頂點之方向X大致垂直之方向Y延伸之半導體發光元件所對向之1組的側面，係具有：於藍寶石基板的第1主面側相對於該第1主面傾斜之面，以及於藍寶石基板的第2主面側與該第2主面大致垂直之面。此外，另1組的側面係與前述藍寶石基板的第 1主面大致垂直。如此，於藍寶石基板的側面，係使垂直面與傾斜面混合存在，藉此，與上述相同，可提升取光效率，並且可確保半導體發光元件的重心穩定性。
藍寶石基板較理想係於X方向具有偏角θ。
此外，凸部較理想係具有相對於藍寶石基板的第1主面傾斜之側面，尤其具有呈2階段的傾斜之側面。再者，凸部係於底面中，較理想為於X方向具有前述銳角狀的頂點，並且於與X相反之方向的－X方向具有彎曲狀的突出部，例如具有第1A圖及第1B圖、第2A圖及第2B圖的m。如此，藉由使彎曲狀的突出部與藍寶石基板之傾斜的側面相對向，可使進入於基板側的光，於構成突出部的邊(面)產生折射，而提早取光至外部。亦即，藉由使突出部與傾斜的側面相對向，可使光垂直入射於側面。此外，由於與X方向垂直之方向(Y方向)的基板側面為垂直的面，因此Y方向的側面不會與突出部對向。因此，光不會垂直入射於Y方向的側面，而能夠相對較早地取光至外部。
本發明之半導體發光元件，較理想係使半導體發光元件的側面之傾斜的面，從對藍寶石基板的第1主面之法線方向傾斜8°±5°。
此外，藍寶石基板的第1主面側之傾斜的面，較理想為比第2主面側之垂直的面更平滑之面。藉此，可將於藍寶石基板內產生反射的光，於傾斜的面上有效率地產生反射，於垂直的面產生意料的散射，而提升往外部之取光效率。
以下係根據圖式，詳細說明本發明之半導體發光元件的製造方法。
實施例1至12
首先分別準備下列基板，亦即以於A面(11－20)具有定向平面之C面(0001)為第1主面，且於與A面方向平行之方向Xo具有第1表所示之偏角之藍寶石基板(厚度約400 μm左右)。
於這些藍寶石基板10上分別形成半導體層。
首先，係層積10nm之Alx Ga1－x N(0≦x≦1)的低溫成長緩衝層、3 μm之非摻雜GaN、4 μm之摻雜Si的GaN、300nm之非摻雜GaN，作為n型半導體層12。
於n型半導體層12的上方，分別以將膜厚設為(6nm/25nm)使井層成為6層、阻障層成為7層之方式，交互地層積(井層/阻障層)＝(非摻雜InGaN/摻雜Si的GaN)，作為屬於發光區域之多重量子井的活性層13。
此時，最後所層積的阻障層可為非摻雜GaN。此外，藉由將形成於低溫成長緩衝層上的第1層構成為非摻雜GaN，可更均勻地掩蓋凸部，使形成於該低溫成長緩衝層上之半導體層可維持良好的結晶性。
於活性層上，層積20nm之摻雜Mg的AlGaN、100nm之非摻雜GaN、20nm之摻雜Mg的GaN，作為p型半導體層14。作為p型半導體層14所形成之非摻雜GaN層，係藉由來自鄰接的層之Mg的擴散而顯現出p型。
從所得之半導體層的表面，利用期望的遮罩來進行蝕刻。藉此，如第5圖(a)或(b)所示，例如進行蝕刻至摻雜Si的GaN層為止而形成溝狀的第1裁切溝15，以作為n型半導體層12的一部分。此第1裁切溝15的寬度例如為20 μm。此第1裁切溝15係例如分別形成於與定向平面大致平行與大致垂直之兩方向。
此外，與此第1裁切溝15的蝕刻同時，為了形成n電極，係使摻雜Si的GaN層之一部分露出(圖中未顯示)。
之後，於p型半導體層的整個表面形成由ITO所構成之透光性的p電極，再於透光性的p電極上，於與n型半導體層的露出面對向之位置形成p墊電極。於n型半導體層的露出面，係形成有由W/Al/W所構成之n電極、以及n 墊電極。p墊電極及n墊電極均構成為Ti/Rh/W/Au。
接著從藍寶石基板10的背面側，將藍寶石基板10研磨至例如50至160 μm左右的厚度，具體而言為120 μm左右。將所得之藍寶石基板10的半導體層側貼合於黏著薄片。此時，可藉由金屬顯微鏡的觀察，來進行劈開方向的確認。
然後，當偏角為－θ時，如第5圖(a)所示，從與定向平面大致垂直之方向延伸之第1裁切溝15的分割預定線，往－Xo方向與第1裁切溝15平行地偏移距離β之位置上，從藍寶石基板10的背面側，於藍寶石基板10的內部形成第2裁切線16，當偏角為＋θ時，如第5圖(b)所示，從與定向平面大致垂直之方向延伸之第1裁切溝15的分割預定線，往Xo方向與第1裁切溝15平行地偏移距離β之位置上，從藍寶石基板10之背面側，於藍寶石基板10的內部形成第2裁切線16。此時的距離β例如為2至12 μm左右，具體而言為7 μm左右。
此外，第2裁切線16係從藍寶石基板10的背面，使至半導體層為止的距離成為約65 μm來形成第1段，並往遠離半導體層之方向，藉由飛秒雷射以合計3階段來形成約35 μm的深度。從藍寶石基板10背面至第2裁切線為止之距離(至第3段為止的距離)約為20 μm。
如此，於本發明中，可藉由藍寶石基板10的表面之偏角的正負，來判斷藍寶石基板之剖斷面的傾斜，因此不需預先以試分割來得知剖斷面產生何種傾斜，而能夠藉由偏 角θ的斜率來控制藍寶石基板的斜向裂痕，因此可大幅提升良率。
再者，於與定向平面大致平行之方向所形成之第2裁切線16，係形成於與該第1切割溝15的分割預定線大致重疊之位置。
接著，沿著第1切割溝15及第2裁切線16，將晶圓分割為晶片狀，而獲得單邊約為350 μm之半導體晶片。此時，如第6圖所示，晶圓係從相對於藍寶石基板10的表面之法線方向往－Xo方向傾斜α°，並沿著虛線進行斜向分割。此分割面的角度α約為19°。
此時，藍寶石基板可往意料的方向傾斜而進行分割之半導體晶片約為92%，係確認出具有極高的良率。
將此晶片安裝於具有反射鏡之引線架，而製作出砲彈型的LED。
如此，所得之半導體發光元件，可藉由基板表面的偏角θ來判斷藍寶石基板的規則性，由於可使第2裁切線相對於第1切割溝往適當的方向進行偏移，所以可容易控制晶圓的分割，而大幅提升良率。此外，由於不需要設置為了未意料到的分割等所保留之邊限區域，因此可使從1片晶圓所得之晶片數達到最大限度，而提升生產效率。結果乃不需要預先以試分割來確認分割面，並且於藍寶石基板的所有厚度方向及面內方向進行非常多段的雷射照射，因此可降低製造成本。
此外，於分割時，不論藍寶石基板的厚度為何，即使 為具有某種程度的厚度之基板，亦可控制分割面並確保晶片強度，而提升該前後步驟中之操作性。
此外，當偏角於Xo方向為0°時，如上所述，雖然會因大致與定向平面平行之方向以外之偏角θ的有無、該偏角θ的程度、藍寶石基板的表面粗糙度等種種因素之間的相互關係而受到影響，但可確認出具有預定的規則性。
實施例13
首先準備下列基板，亦即以於A面(11－20)具有定向平面之C面(0001)為第1主面之藍寶石基板。
於厚度約400 μm的藍寶石基板10上，形成膜厚約0.5 μm之SiO2 膜，並形成均等地配置有圓形圖案之重複圖案。
接著，使用此重複圖案，藉由濕式蝕刻對藍寶石基板進行0.5至4 μm的蝕刻，如第1A圖所示，於藍寶石基板10的表面形成凸部11。此凸部11為其底面11a之形狀大致呈三角形且上面的形狀呈略圓形之略三角錐梯形狀，其底面11a之三角形的一邊長度為5 μm左右，鄰接之凸部11之重心G間的距離為7 μm。此外，凸部11側面的傾斜角為120°。凸部11的底面11a之三角形的一頂點11b，係朝向屬於預定方向之X方向。此X方向為與定向平面平行之方向。
此時的蝕刻係採用使用有硫酸與磷酸的混合酸之濕式蝕刻，並調整其他條件來進行。
接著，於形成有凸部11的重複圖案之藍寶石基板10 上，如第3圖(a)所示，形成半導體層。
半導體層係藉由與實施例1相同之方法來形成。
然後從藍寶石基板10的背面側，從與定向平面大致垂直之方向之第1裁切溝15的分割預定線，往與上述方向X相反之方向－X方向，且與第1裁切溝15平行而偏移距離β之位置上，於藍寶石基板10的內部形成第2裁切線16。此時的距離β例如約為2至12 μm，具體而言為7 μm左右。此外，第2裁切線16係從藍寶石基板10的背面，使至半導體層為止的距離成為約65 μm來形成第1段，並往遠離半導體層之方向，藉由飛秒雷射以合計3階段來形成約35 μm的深度。從藍寶石基板背面至第2裁切線為止之距離(至第3段為止的距離)約為20 μm。
如此，於本發明中，於藍寶石基板10的表面形成凸部時，可藉由凸部的配置及朝向(頂點的朝向)，以及定向平面與這些之間的相互關係，來判斷藍寶石基板之剖斷面的傾斜，因此不需預先以試分割來得知剖斷面產生何種傾斜。
再者，於與定向平面大致平行之方向所形成之第2裁切線16，係形成於與該第1切割溝15的分割預定線大致重疊之位置。
接著，沿著第1切割溝15及第2裁切線16，將晶圓分割為晶片狀，而獲得單邊約為350 μm之半導體晶片。此時，如第3圖(a)所示，晶圓係從相對於藍寶石基板的表面之法線方向，往－X方向、亦即往與朝向藍寶石基板10的凸部11之底面11a的頂點11b之方向相反的方向傾斜 α°，並沿著虛線進行斜向分割。此分割面的角度α約為19°。
將此晶片安裝於具有反射鏡之引線架，而製作出砲彈型的LED。
如此，所得之半導體發光元件，可於該製程中判斷藍寶石基板的規則性，並使第2裁切線相對於第1切割溝往適當的方向進行偏移，所以可容易控制晶圓的分割，並且可將關於晶圓分割之良率，大幅提升至大致100%。此外，由於不需要設置為了未意料到的分割等所保留之邊限區域，因此可使從1片晶圓所得之晶片數達到最大限度，而提升生產效率。結果乃不需預先以試分割來確認分割面，並且於藍寶石基板的所有厚度方向及面內方向進行非常多段的雷射照射，因此可降低製造成本。
此外，於分割時，不論藍寶石基板的厚度為何，即使為具有某種程度的厚度之基板，亦可控制分割面並確保晶片強度，而提升該前後步驟中之操作性。
實施例14
首先準備下列基板，亦即為雖然以於A面(11－20)具有定向平面之C面(0001)為第1主面，但是與實施例1為不同之藍寶石基板，然後形成同樣的遮罩圖案，改變蝕刻條件，藉由使用有硫酸與磷酸的混合酸之濕式蝕刻，來對藍寶石基板10的表面進行蝕刻。藉此，如第2圖所示，於藍寶石基板10的表面形成凸部21。此凸部21為其底面21a的形狀變形後之大致六角錐的梯形狀，其底面11a之連結 六角形之銳角彼此之一邊的長度為5 μm左右，鄰接之凸部21之重心G間的距離為7 μm。此外，凸部21側面的傾斜角為120°。凸部21的底面21a之六角形的一頂點21b係朝向屬於預定方向之X方向。此X方向為與定向平面平行之方向。
在此係確認出，可藉由設定較長的蝕刻時間，從六角形狀將鈍角予以切削而改變成三角形。
接著以與實施例1相同之方法來形成半導體層。
如第4圖(a)所示，以與實施例13相同之方式，形成例如進行蝕刻至摻雜Si的GaN層為止之溝狀的第1裁切溝15，以作為n型半導體層12的一部分。
之後以與實施例13相同之方式，於p型半導體層及n型半導體層形成電極。
接著以與實施例13相同之方式，對藍寶石基板進行研磨，並貼合於黏著薄片。
如第4圖(a)及(b)所示，以與實施例13相同之方式，從藍寶石基板10的背面側，從與定向平面大致垂直之方向之第1裁切溝15的分割預定線，往與上述方向X相反之方向－X方向，且與第1裁切溝15平行而偏移距離β之位置上，於藍寶石基板10的內部形成第2裁切線16。
接著以與實施例13相同之方式，將晶圓分割為晶片狀，而獲得單邊約為350 μm之半導體晶片。此時，如第4圖(a)所示，晶圓係從相對於藍寶石基板的表面之法線方向，往－X方向、亦即往與朝向藍寶石基板10的凸部21之 底面21a的頂點21b之方向相反的方向傾斜α°，並沿著虛線進行斜向分割。此分割面的角度α約為7°。
將此晶片安裝於具有反射鏡之引線架，而製作出砲彈型的LED。
如此，所得之半導體發光元件係可獲得與實施例13的半導體發光元件相同之效果，且發光效率亦與實施例13相同。
[產業上之利用可能性]
本發明不僅為發光二極體(LED)、雷射元件等半導體發光元件，亦可廣泛利用於半導體發光元件的製造。
10‧‧‧藍寶石基板
11、21‧‧‧凸部
11a、21a‧‧‧底面
11b、21b‧‧‧頂點
12‧‧‧n型半導體層
13‧‧‧活性層(發光層)
14‧‧‧p型半導體層
15‧‧‧第1裁切溝
16‧‧‧第2裁切線
17‧‧‧雷射光
第1A圖係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之凸部形狀之俯視圖。
第1B圖係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之其他的凸部形狀之俯視圖。
第2A圖係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之另外的凸部形狀之俯視圖。
第2B圖係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之另外的凸部形狀之俯視圖。
第3圖(a)至(c)係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之第1裁切溝及第2裁切線的位置關係之概略剖面圖。
第4圖(a)及(b)係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之其他的第1裁切溝及第2 裁切線的位置關係之概略剖面圖。
第5圖(a)及(b)係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之另外的第1裁切溝及第2裁切線的位置關係之概略剖面圖。
第6圖係顯示於本發明之半導體發光元件的製造方法之一項步驟中所形成之另外的第1裁切溝及第2裁切線的位置關係之概略剖面圖。
第7圖(a)及(b)係用以說明於本發明之半導體發光元件的製造方法中所使用之藍寶石基板的偏角之圖式。
10‧‧‧藍寶石基板
12‧‧‧n型半導體層
13‧‧‧活性層(發光層)
14‧‧‧p型半導體層
15‧‧‧第1裁切溝
16‧‧‧第2裁切線
17‧‧‧雷射光

Claims (27)

  1. 一種半導體發光元件的製造方法，係由在具有定向平面之藍寶石基板上層積氮化鎵系化合物半導體而成之晶圓來製造半導體發光元件的製造方法，其特徵為：包含：在與前述定向平面平行之方向Xo具有偏角θ之藍寶石基板的第1主面上，層積半導體層；將第1裁切溝形成於前述半導體層側，此第1裁切溝係在與前述方向Xo大致垂直之方向Y延伸；於前述藍寶石基板的內部，以與前述第1裁切溝平行，且對應於偏角θ的斜率之方式從第1裁切溝內的分割預定線往±Xo方向偏移預定距離而形成第2裁切線；並且沿著前述第1裁切溝及/或前述第2裁切線來分割晶圓之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件的製造方法，其中，從將前述定向平面配置於正前方之藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，以朝向右側之方向為Xo，以朝向左側之方向為-Xo；當前述藍寶石基板為於Xo方向之-θ的偏角時，從第1裁切溝內的分割預定線往-Xo方向偏移預定距離而形成第2裁切線，當前述藍寶石基板為於Xo方向之+θ的偏角時，從第1裁切溝內的分割預定線往+Xo方向偏移預定距離而形成第2裁切線。
  3. 一種半導體發光元件的製造方法，係由在藍寶石基板上 層積氮化鎵系化合物半導體而成之晶圓來製造半導體發光元件的製造方法，其特徵為包含下述步驟：於前述藍寶石基板的第1主面，藉由蝕刻來形成底面形狀為多角形之凸部；於前述藍寶石基板的第1主面層積半導體層；將第1裁切溝形成於前述半導體層側，從前述藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，此第1裁切溝係在與從前述凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀的頂點之方向X大致垂直之方向Y延伸；於前述藍寶石基板的內部，以與前述第1裁切溝平行且從該第1裁切溝內的分割預定線往-X方向偏移預定距離之方式形成第2裁切線；並且沿著前述第1裁切溝及/或前述第2裁切線來分割晶圓。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件的製造方法，其中，藍寶石基板係具有定向平面，第1主面及/或第2主面係在與該定向平面平行之方向Xo具有偏角θ。
  5. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件的製造方法，其中，係使從凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀的頂點之方向X，相對於藍寶石基板的定向平面大致呈平行。
  6. 如申請專利範圍第4項之半導體發光元件的製造方法，其中，係使從凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀 的頂點之方向X，相對於藍寶石基板的定向平面大致呈平行。
  7. 如申請專利範圍第3至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，蝕刻為濕式蝕刻。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係藉由雷射光的照射來形成第2裁切線。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中雷射光為穿透藍寶石基板之光。
  10. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係從藍寶石基板側依序層積第1導電型層、發光層及第2導電型層而形成半導體層，且以使第1導電型層露出之方式形成第1裁切溝。
  11. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係以使藍寶石基板露出之方式形成第1裁切溝。
  12. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係將形成第2裁切線時之藍寶石基板的厚度設定為50至400μm。
  13. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係以藍寶石基板的厚度之4分之1以上的深度形成第2裁切線。
  14. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係於藍寶石基板的厚度方向，多段 地照射雷射光而形成第2裁切線。
  15. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係以使從第1裁切溝至第2裁切線之分割面從針對藍寶石基板的第1主面之法線方向傾斜8°±5°之方式，使第2裁切線從第1裁切溝偏移而形成。
  16. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，從前述藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，係使第2裁切線從第1裁切溝的分割預定線偏移2至12μm而形成。
  17. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之半導體發光元件的製造方法，其中，係從藍寶石基板的第2主面側形成第2裁切線。
  18. 一種半導體發光元件，係具備藍寶石基板以及層積於該基板的第1主面之氮化鎵系化合物半導體層之略呈四角形狀的半導體發光元件，其特徵為：該半導體發光元件之相對向的1組側面係與前述藍寶石基板的第1主面大致垂直；該半導體發光元件之相對向的另1組側面係具有：於前述藍寶石基板的第1主面側相對於該第1主面傾斜之面，以及於前述藍寶石基板的第2主面側與該第2主面大致垂直之面。
  19. 如申請專利範圍第18項之半導體發光元件，其中，前述另1組的側面於傾斜的面與大致垂直的面之任一面 中，皆互相平行。
  20. 一種半導體發光元件，係具備藍寶石基板以及層積於該基板的第1主面之氮化鎵系化合物半導體層之略呈四角形狀的半導體發光元件，其特徵為：於前述藍寶石基板的第1主面具有底面形狀為多角形之凸部；並且從前述藍寶石基板的第1主面側所觀看之俯視中，在與從前述凸部底面之多角形的重心朝向1個銳角狀的頂點之方向X大致垂直之方向Y延伸之前述半導體發光元件之相對向之1組側面，係具有：於前述藍寶石基板的第1主面側相對於該第1主面傾斜之面，以及於前述藍寶石基板的第2主面側與該第2主面大致垂直之面；前述半導體發光元件之相對向之另1組側面係與前述藍寶石基板的第1主面大致垂直。
  21. 如申請專利範圍第18、19或20項之半導體發光元件，其中，傾斜的面係從針對藍寶石基板的第1主面之法線方向傾斜8°±5°而成。
  22. 如申請專利範圍第20項之半導體發光元件，其中，藍寶石基板係於X方向具有偏角θ。
  23. 如申請專利範圍第20項之半導體發光元件，其中，凸部係具有相對於藍寶石基板的第1主面呈傾斜之側面。
  24. 如申請專利範圍第23項之半導體發光元件，其中，凸部係具有相對於藍寶石基板的第1主面呈2階段的傾斜 之側面。
  25. 如申請專利範圍第20項之半導體發光元件，其中，凸部係於底面中，於X方向具有前述銳角狀的頂點，並且於與X相反之方向的-X方向，具有由構成前述多角形之相鄰的兩邊所形成之鈍角狀的頂點、或是由構成前述多角形之彎曲狀的相鄰的兩邊所形成之頂點。
  26. 如申請專利範圍第18至20項中任一項之半導體發光元件，其中，藍寶石基板的第1主面側之傾斜的面係為比第2主面側之垂直的面更平滑之面。
  27. 如申請專利範圍第18至20項中任一項之半導體發光元件，其中，藍寶石基板的第2主面側之垂直的面係形成為藍寶石基板的厚度之4分之1以上。
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