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基板加工方法および半導体装置の製造方法

国内特許コード P110004664
整理番号 13396
掲載日 2011年8月2日
出願番号 特願2009-244603
公開番号 特開2011-091264
登録番号 特許第5565768号
出願日 平成21年10月23日(2009.10.23)
公開日 平成23年5月6日(2011.5.6)
登録日 平成26年6月27日(2014.6.27)
発明者
  • 石山 新太郎
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 基板加工方法および半導体装置の製造方法
発明の概要 【課題】イオン注入した部分が残留しても最終加工物に染色された部分が残らない基板加工方法および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板加工方法は、基板を深さ方向において分断することによって加工する基板加工方法であって、基板の一主面側からプロトン注入を行うプロトン注入工程S11と、プロトン注入によって基板中に形成された欠陥準位の吸収波長と略等しい波長をもつ光を基板に照射することにより基板を分断する照射工程S12と、を具備する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



現状の白色LED製品は、青色発光ダイオードGaNを安価でエピタキシャル成長しやすい超精密加工されたサファイア基板(アルミナ酸化物)表面上で成長させ、その後GaN上にCe等白色変換素子を積層させLED素子を作ることによって白色光を得ているが、今後LED製品の価格等を下げるためには、GaN析出基板であるサファイア単結晶の薄膜化技術が有効である。





また、半導体基板として、安価なサファイアに微細加工を施しサーキット(回路)を基板上に生成できれば、マスキングやその後の腐食加工工程が省略され、半導体素子のコストダウンに大きく寄与できる。





サファイアの薄膜化技術法として考えられる方法としては、Si半導体にプロトンを注入して熱を加えてスマートカット(非特許文献1,特許文献1参照)する方法の適用可能性はあるが、アルミナ酸化物であるサファイアから同方法により薄膜ならびに微細加工を行った例は過去ない。過去においてサファイアへの各種イオン注入試験ないしレーザ照射実験の報告はあるが、前者は主にイオン注入により生成するカラーセンターに関する研究(非特許文献2-7参照)、後者はレーザ照射による損傷の研究(非特許文献8-10参照)を目的に行われるもので、これらの技術を組み合わせることによってサファイア自身の微細加工及び薄膜加工を試みた例は全くない。





また、特許文献2,3には、基板の原子結合をイオン注入などにより弱め、その上に窒化物半導体を成長させ、レーザ照射により基板と窒化物半導体を分離することで窒化物半導体基板を得る方法が開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、基板加工方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、プロトン注入とレーザ照射を行う基板加工方法および半導体装置の製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
サファイアで構成された基板を深さ方向において分断することによって加工する、基板加工方法であって、
前記基板の一主面側から0.3MeV以上、10MeV以下のエネルギー、注入量を1.0×1016(/cm)以上、1.0×1017(/cm)以下としてプロトン注入を行うプロトン注入工程と、
当該プロトン注入工程の後で、ArFエキシマレーザ光を前記基板に照射することにより前記基板を分断する照射工程と、
を具備することを特徴とする基板加工方法。

【請求項2】
前記照射工程において、前記基板における前記プロトンが照射された領域の一部に前記ArFエキシマレーザ光を照射することを特徴とする請求項1に記載の基板加工方法。

【請求項3】
基板上に半導体層が形成された構造の半導体装置を、請求項1又は2の基板加工方法を用いて製造する半導体製造方法であって、
前記プロトン注入工程後に前記基板の主面上に前記半導体層を形成した後に、前記照射工程を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009244603thum.jpg
出願権利状態 登録
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