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METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR ELEMENT

Patent code P110004893
File No. P20060186
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2006-254012
Publication number P2008-078274A
Patent number P4997502
Date of filing Sep 20, 2006
Date of publication of application Apr 3, 2008
Date of registration May 25, 2012
Inventor
  • (In Japanese)八百 隆文
  • (In Japanese)▲チョ▼ 明煥
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
Title METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR ELEMENT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To easily separate a semiconductor element such as an LED selectively grown on a substrate via a semiconductor growth promoting layer from the substrate and the semiconductor growth promoting layer.
SOLUTION: The manufacturing method of a semiconductor element is provided with a step of forming a base layer on the substrate; a step of configuring a section region selectively patterned so that the base layer becomes a plurality of independent element forming regions and a mask layer forming an injection port region as an injection port of an etching solution, on the base layer; a step of forming one or more semiconductor layers on the element forming regions and forming a desired semiconductor element thereon; a step of converting the side surface of the semiconductor element; a step of forming a metal supporting layer on the entire surface other than the injection port; a step of injecting the etching solution through the injection port region to remove the mask layer and the base layer; and a step of separating the semiconductor element from the metal supporting layer on the section region and obtaining semiconductor element chips.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

LED、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子の製造方法として、基板上にバッファ層を介して半導体層を形成し、そこに複数個の半導体素子を作り込み、最後にレーザー、エッチング、ダイシング等の手段により個々のチップに分割する手法が採られている。

半導体素子として垂直型LEDを例にとれば、垂直型LEDはLLO(レーザーリフト)に基づいて作製されている。これはサファイア基板上にLED構造を形成後、GaNのバンドギャップより短い波長を持つレーザー光を照射することによって、サファイア基板との界面に存在するGaN膜がレーザー光を吸収し、GaとNに分解することによってサファイア基板とLED構造を分離させる方法である。分離されたLED構造に、上下部に電極を形成して垂直型LED構造を実現する。

LLOは、分離時に使用する高出力レーザーによってLED構造あるいはGaN薄膜にダメージを与え、また、チップの大きさが大きくなるにつれクラックが発生しやすい等の問題点がある。

また上記垂直型LEDに限らず、このように基板上にバッファ層を介して半導体層を形成した後、個々のチップに分割する従来の半導体素子の製造方法では、LLO等の分離手段を採用しているため、特性の良い半導体素子チップを得るのは困難であった。

【非特許文献1】
Comparison of p-Side Down and p-Side Up GaN Light-Emitting Diodes Fabricated by Laser Lift-Off, Chen-Fu CHU, Chang-Chin YU, Hao-Chun CHENG, Chia-Feng LIN and Shing-Chung WANG, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 42 (2003) pp. L147-L150
【非特許文献2】
Study of GaN light-emitting diodes fabricated by laser lift-off technique, Chen-Fu Chu, Fang-I Lai, Jung-Tang Chu, Chang-Chin Yu, Chia-Feng Lin, Hao-Chung Kuo, and S. C. Wang, J. Appl. Phys. Vol. 95, No. 8, 3916-3921 (2004)

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、LED、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基板上に下地層を形成する工程と、上記下地層上に、上記下地層が複数の独立した素子形成領域となるように選択的にパターニングされた区画領域を構成するとともに、エッチング溶液注入口となる注入口領域を構成するマスク層を形成する工程と、上記素子形成領域上に半導体層を1層以上形成して、そこに所望の半導体素子を形成する工程と、半導体素子の側面を被覆する工程と、上記注入口領域を除く全面に、金属支持層を形成する工程と、注入口領域からエッチング液を注入して、上記マスク層及び上記下地層を除去する工程と、区画領域上の金属支持層から半導体素子を分離し、半導体素子チップを得る工程とを備えた、半導体素子の製造方法。

【請求項2】
 
基板上に結晶成長促進層を形成する工程と、上記結晶成長促進層上に、結晶成長阻止のためのマスク層であって、上記結晶成長促進層が複数の独立した素子形成領域となるように選択的にパターニングされた区画領域を構成するとともに、エッチング溶液注入口となる注入口領域を構成するマスク層を形成する工程と、上記素子形成領域上に半導体結晶層を1層以上成長させて、そこに所望の半導体素子を形成する工程と、半導体素子の側面を被覆する工程と、上記注入口領域を除く全面に、金属支持層を形成する工程と、注入口領域からエッチング液を注入して、上記マスク層及び上記結晶成長促進層を除去する工程と、区画領域上の金属支持層から半導体素子を分離し、半導体素子チップを得る工程とを備えた、半導体素子の製造方法。

【請求項3】
 
上記金属支持層は、注入口領域を除く全面に形成されたシード金属を介してメッキにより形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子の製造方法。

【請求項4】
 
上記複数の独立した素子形成領域は、上記基板上に繰り返しパターンをなすように配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。

【請求項5】
 
上記注入口領域は、基板上に複数個均等に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006254012thum.jpg
State of application right Registered
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