半导体发光元件的制造方法技术

本发明专利技术的半导体发光元件的制造方法具有：半导体层形成工序、接合工序、槽形成工序、光照射工序、剥离工序和切断工序。在半导体层形成工序中，在具有透光性的第１晶片的上表面形成多层氮化物半导体层。在接合工序中，在多层氮化物半导体层的上表面接合第２晶片。在槽形成工序中，形成从第１晶片的下表面至少到达多层氮化物半导体层的深度的槽。在光照射工序中，隔着第１晶片对多层氮化物半导体层的下表面照射第１光。由此，多层氮化物半导体层与第１晶片之间的接合力降低。在剥离工序中，从多层氮化物半导体层分离第１晶片。在切断工序中，沿着槽切断第２晶片，由此分割成多个半导体发光元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
以往，对具有放射绿 紫外区域的光的特性的半导体发光元件进行了研究。这样的半导体发光元件是采用了作为GaN系氮化物半导体材料的Al JnyGazBuN(0彡χ彡1， 0彡y彡1，0彡ζ彡1，0彡u彡1，并且x+y+z+u = 1)的发光二极管(LED)或激光二极管 (LD)。蓝色发光二极管或紫外发光二极管等半导体发光元件被与萤光体组合而使用。蓝色发光二极管或紫外发光二极管发出蓝色光或紫外光。放射出的蓝色光或紫外光通过萤光体而变化成白光。而且，还对具有蓝色发光二极管或紫外发光二极管、和萤光体的发光装置进行了研究。在制造采用了 GaN系氮化物半导体材料的半导体发光元件时，可使用晶体生长用基板。该晶体生长用基板被要求具有耐热性。而且，该晶体生长基板还被要求具有与氮化物半导体材料所具有的热膨胀率接近的热膨胀率。鉴于此，一般采用蓝宝石晶片作为晶体生长用基板。但是，蓝宝石晶片一般导电性和导热性较低。而且，蓝宝石晶片较硬。另外， 蓝宝石晶片具有较低的裂开性。因此，所具有的半导体发光元件具备蓝宝石基板的器件其形状受限制，而且，所具有的半导体发光元件具备蓝宝石基板的器件需要按照高效率散热的方式进行设计。即，为了使1个半导体发光元件大量放出光，需要对半导体发光元件供给大的电流。如果对半导体发光元件供给了大的电流，则半导体发光元件会散发大量的热。 因此，器件需要进行具有高散热性的设计。与之相对，以往蓝宝石晶片通过研磨而变薄。而且，以往蓝宝石晶片被从氮化物半导体除去。若具体说明，则首先在蓝宝石晶片的上面形成缓冲层。该缓冲层例如是在低温下生长的GaN。接下来，在缓冲层的上面晶体生长η型氮化物半导体层。接下来，在η型氮化物半导体层的上面晶体生长P型氮化物半导体层。接着， 在P型氮化物半导体层的上表面接合支承晶片。接下来，隔着蓝宝石晶片对缓冲层照射紫外光等激光。由此，将蓝宝石晶片从η型氮化物半导体层剥离。研究了对这样的。但是，蓝宝石晶片具有与氮化物半导体层所具有的热膨胀率不同的热膨胀率。因此，在通过研磨蓝宝石基板而使其变薄的情况下，氮化物半导体层受到蓝宝石晶片与氮化物半导体层之间的热膨胀率之差所引发的应力。该应力使蓝宝石晶片和多层氮化物半导体层产生翘曲。该翘曲使蓝宝石晶片、多层氮化物半导体层产生裂纹。另外，在将蓝宝石晶片从多层氮化物半导体层剥离时，隔着蓝宝石晶片对多层氮化物半导体层照射激光。即，多层氮化物半导体层的缓冲层受到激光照射。由于缓冲层受到激光照射，所以GaN被分解成( 和N。若GaN分解，则产生队。由于该队气体存在于多层氮化物半导体和蓝宝石晶片之间，所以对多层氮化物半导体层赋予气压。因此，队气体的气压使多层氮化物半导体层产生微米数量级的裂纹。该裂纹成为电流泄漏的原因。因此， 如此制造的半导体发光元件成品率低。日本专利公报专利第3518455号公报(专利文献)以及专利第3795765号公报 (专利文献2)公开了这样的问题的解决方法。专利文献1及专利文献2公开了在透明晶体晶片与氮化物半导体层的界面预先设置空隙的工序。该空隙缓和了在透明晶体晶片与多层氮化物半导体层之间产生的队所产生的气压。专利文献1及专利文献2公开了以下的工序。首先，在蓝宝石晶片的上表面通过MOVPE法使包含构成多层氮化物半导体层的一部分的缓冲层的基底层晶体生长。缓冲层由GaN构成。接下来，通过光刻及蚀刻在基底层以及蓝宝石晶片的上面进行图案形成。接着，在缓冲层及蓝宝石晶片的上表面形成η型氮化物半导体层及P型氮化物半导体层。该η型氮化物半导体层及P型氮化物半导体层通过基于横向外延过生成(Epitaxial Lateral Overgrowth)的晶体生长而形成。由此，在蓝宝石晶片与多层氮化物半导体层的界面形成空隙。接下来，隔着蓝宝石晶片对缓冲层照射激光，由此将蓝宝石晶片剥离。另外，在日本专利公报第3525061号公报(专利文献3)中，也公开了一种通过光刻及蚀刻在蓝宝石晶片的上表面形成凹凸的工序。在专利文献3中，首先在蓝宝石晶片的上表面形成凹凸。接着，进行形成氮化物半导体层的工序。接下来，进行隔着蓝宝石晶片对氮化物半导体层照射激光的工序。由此，蓝宝石晶片被从多层氮化物半导体层剥离。但是，在专利文献1及专利文献2所记载的方法中，进行了 2个阶段的晶体生长。 因此，当利用专利文献1及专利文献2所记载的方法制造多层氮化物半导体层时，需要很多制造时间，而且需要很多成本。另外，在形成了基底层后，蓝宝石晶片被从真空的腔室中取出。接下来，进行对基底层实施处理的第1形成工序。然后，再次在真空的腔室内进行对基底层的上面形成半导体层的第2形成工序。这里，在第1形成工序与第2形成工序之间，蓝宝石晶片被从真空的腔室取出。当蓝宝石晶片被取出到外部时，存在表面附着杂质的可能性。结果，有可能在多层氮化物半导体层中混入不必要的杂质。即，由于蓝宝石晶片被取出到外部，有可能导致多层氮化物半导体层的质量降低。另外，在专利文献3中，在具有凹凸的蓝宝石晶片的上表面形成包含缓冲层的多层氮化物半导体层。这样形成的多层氮化物半导体层通过与横向外延过生成法不同性质的晶体生长而形成。即，在晶体生长的初期阶段，蓝宝石晶片的凹凸影响多层氮化物半导体的结晶。结果，导致多层氮化物半导体层的质量降低。对此，日本公开专利公报特开2007-299935号公报(专利文献4)公开了其他的。专利文献4公开了一种在蓝宝石晶片的上面使多层氮化物半导体层晶体生长的工序。接着，进行形成从多层氮化物半导体层的上表面到达蓝宝石晶的上表面的槽的工序。接下来，隔着蓝宝石晶片对多层氮化物半导体层照射激光。由此，蓝宝石晶片被从多层氮化物半导体层剥离。根据专利文献4记载的制造方法，能够保持多层氮化物半导体层的高结晶性。而且，可以防止由于在剥离蓝宝石晶片时产生的N2气体所引发的冲击而产生微米数量级的裂纹。但是，在专利文献4所记载的中，当形成槽时，在槽的附近产生微小的凹凸。该微小的凹凸使多层氮化物半导体层与支承晶片的接合力降低。因此，存在通过切断而得到的半导体发光元件中的、多层氮化物半导体层与由支承晶片的一部分构成的支承基板的接合可靠性降低的可能性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题而提出。本专利技术的第1目的在于，提供一种多层氮化物半导体层发生微米数量级的裂纹得到抑制的。而且，本专利技术的第2目的在于，提供一种多层氮化物半导体层与支承基板可靠地接合的。为了解决上述课题，本专利技术的具有半导体层形成工序、接合工序、槽形成工序、光照射工序、剥离工序和切断工序。在半导体层形成工序中，在透过第1光的第1晶片的上表面形成多层氮化物半导体层。第1晶片具有上述第1面、和第2面。第2面位于与第1面相反一侧。所述多层氮化物半导体层包括n型或ρ型的第1 氮化物半导体层、和位于该第1氮化物半导体层的上表面并且具有与该第1氮化物半导体层相反型的第2氮化物半导体层。多层氮化物半导体层具有与所述第1面对置的第3面。 接合工序在所述半导体层形成工序后进行。在接合工序中，在多层氮化物半导体层上接合第2晶片。槽形成工序在接合工序后进行。在槽形成工序中，形成从第1晶片的第2面至少到达多层氮化物半导体层的深度的槽。光照射工序在槽形成工序后进行。光照射工序隔着第1晶片对本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，具有以下工序：（ａ）在透过第１光的第１晶片的第１面形成多层氮化物半导体层，所述第１晶片具有所述第１面、和与该第１面成为相反侧的第２面，所述多层氮化物半导体层包括：ｎ型或ｐ型的第１氮化物半导体层、和位于该第１氮化物半导体层的上表面且具有与该第１氮化物半导体层相反型的第２氮化物半导体层，所述多层氮化物半导体层具有与所述第２面对置的第３面，（ｂ）在形成了所述多层氮化物半导体层之后，在所述多层氮化物半导体层上接合第２晶片，（ｃ）在将所述多层氮化物半导体层与所述第２晶片接合后，形成从所述第１晶片的所述第２面至少到达所述多层氮化物半导体层的深度的槽，（ｄ）在形成了所述槽后，隔着第１晶片对所述多层氮化物半导体层的第３面照射第１光，由此将位于所述多层氮化物半导体层的第３面的氮化物半导体分解，通过位于所述多层氮化物半导体层的第３面的氮化物半导体被分解而产生氮气，该氮气通过所述槽向外部放出，通过位于多层氮化物半导体层的第３面的氮化物半导体被分解，多层氮化物半导体层与第１晶片之间的接合力降低，（ｅ）将所述第１晶片从所述第１氮化物半导体层分离，（ｆ）在将所述第１晶片分离后，沿着所述槽切断所述第１氮化物半导体层、所述第２氮化物半导体层和所述第２晶片，由此分割成多个半导体发光元件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山江和幸，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP