JP2001085736A - 窒化物半導体チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒化物半導体を基板とする光を発する活性層
を含む窒化物半導体ウエハーをチップ状に分割する際
に、切断面、界面のクラック、チッピングの発生を防止
し、窒化物半導体の結晶性を損なうことなく優れた発光
性能を有する窒化物半導体チップを得ると共に、歩留良
く所望の形とサイズに切断する方法を提供する。 【解決手段】 窒化物半導体を基板とする光を発する活
性層を含む窒化物半導体ウエハーをチップ状に分割する
際に、前記ウエハーの窒化物半導体基板面に所望のチッ
プ形状で第１の割り溝を線状に形成する工程と、前記第
１の割り溝の線と合致する位置で、前記ウエハーの窒化
物半導体積層面に新たに第２の割り溝を線状に形成する
と共に、前記第１の割り溝幅よりも第２の割り溝幅を狭
くする工程と、前記第１の割り溝と第２の割り溝に沿っ
て前記ウエハーをチップ状に分割する工程を具備する。
特に、窒化物半導体基板に塩素をドーピングすることに
よって、チップ分割が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般式Ｉｎ_xＡｌ_y
Ｇａ_zＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
で表記される窒化物半導体の発光素子または電子デバイ
ス素子の製造方法に関し、特に窒化物半導体基板上に作
製された窒化物半導体素子の、結晶性を損なうこと無
く、歩留まり良く所望のサイズに分割する方法を提供す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、窒化物半導体は発光素子やハイパ
ワーデバイスとして、利用または研究されている。例え
ば、発光素子の場合、その構成する組成を調整すること
により、技術的には青色から橙色までの幅の広い発光素
子として利用することができる。近年、その特性を利用
して、青色発光ダイオードや緑色発光ダイオードの実用
化がなされ、また、窒化物半導体レーザ素子として青紫
色半導体レーザが開発されてきている。こうした窒化物
半導体発光素子または窒化物半導体電子デバイス素子
は、主にサファイア基板上に作製されている。近年、窒
化物半導体レーザ素子等に関しては、発振寿命の観点か
ら、窒化物半導体基板上に作製する傾向にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化物
半導体基板上に窒化物半導体発光素子を成長する構成
は、近年始まったばかりであり、産業上、如何にして窒
化物半導体基板上に成長した窒化物半導体素子をチップ
分割するかが課題であった。なぜならば、窒化物半導体
基板は非常に硬いため、へき開方向以外では非常に割れ
にくく、割れたとしても切断面上にクラックやチッピン
グが発生しやすく、綺麗にチップ分割できなかったため
である。

【０００４】特開平１１−４０４８公報では、窒化物半
導体基板上部に活性層を含む窒化物半導体層を積層する
と、窒化物半導体層と窒化物半導体基板のへき開面を一
致させることができるので、窒化物半導体基板のへき開
面であるＭ面｛１１−００｝で容易に切断することがで
きることを紹介している。

【０００５】ここで、窒化物半導体のへき開面であるＭ
面は、（０００１）基板に対して3種存在し、同様に前
記へき開面を得るためのへき開方向（＜１１−２０＞方
向）も３種ある。

【０００６】ところが、へき開方向ではない＜１−１０
０＞方向に沿って、通常の方法でチップ分割すると、ス
クライバーもしくはダイサーの、刃の押し合て方によっ
て、３０度ずれた方向（＜１１−２０＞方向）に割れて
しまうことがしばしばあった。また、通常の方法で、へ
き開方向の＜１１−２０＞方向に沿ってチップ分割して
も、スクライバーもしくはダイサーの、刃の接触応力の
かけ方によって、意図する方向とは異なる６０度ずれた
方向にへき開されてしまうことがあった。

【０００７】上記＜１１−２０＞方向のへき開性は、チ
ップ分割する上で非常に有効な方向ではあるが、上記へ
き開方向はＣ面内で３種あり、互いのへき開方向が９０
度で直交していないために、チップ分割の際の、刃の接
触応力のかけ方（向き）によってチップ分割の形状が左
右されていた。このことから、単に、通常のチップ分割
方法で、窒化物半導体基板上に成長した窒化物半導体素
子を、所望のチップ形状に、歩留まり良く分割すること
ができなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に、ｐ
型層とｎ型層によって挟まれた活性層を有する多層構造
からなる窒化物半導体層を積層したウエハーにおいて、
少なくとも２つ以上の複数の割り溝を線状もしくは一対
の欠け溝で、前記ウエハーに所望のチップ形状で形成す
る工程と、前記複数の割り溝のうち１つは前記基板側に
線状の割り溝を形成する工程と、その他の割り溝幅は該
線状の割り溝幅よりも狭くする工程とを具備し、前記ウ
エハーに形成した前記複数の割り溝を用いて窒化物半導
体結晶で構成された領域をチップ分割することを特徴と
する。

【０００９】本発明は、塩素を含有しない窒化物半導体
基板上に、ｐ型層とｎ型層によって挟まれた活性層を有
する多層構造からなる窒化物半導体層を積層したウエハ
ーにおいて、前記ウエハーの窒化物半導体基板面に所望
のチップ形状で第１の割り溝を線状に形成する工程と、
前記第１の割り溝の線と合致する位置で、前記ウエハー
の窒化物半導体積層面に新たに第２の割り溝を形成する
と共に、前記第１の割り溝幅よりも第２の割り溝幅を狭
くする工程と、前記第１の割り溝と第２の割り溝に沿っ
て前記ウエハーをチップ状に分割する工程を具備するこ
とを特徴とする。上記工程を具備することによって、成
長膜も基板も同系の窒化物半導体であることから、同一
のへき開特性を有することと、第１の割り溝が第２の割
り溝よりも溝幅が広く、かつ、第１と第２の割り溝に分
けて切断することにより、第２の割り溝によって割れた
割れ線が、最短切断距離で割れるためには、第２の割り
溝底部から該第２の割り溝底部下方の第１の割り溝の底
部の何処かに到達するしかなく、意図せぬ方向にへき開
されることを防止し、所望のチップ形状に切断すること
ができる。また、溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成長側
の面に形成したのは、光が前記結晶成長側の面から発せ
られるため、その発光面積を大きくするためである。第
１の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理由は、上述の
ように、割り溝幅の狭い第２の割り溝から割れた割れ線
が、割り溝幅の広い第１の割り溝に到達するとき、前記
割れ線が第２の割り溝直下から外れて斜め方向に割れた
としても、第１の割り溝幅が広いために、前記斜めに割
れた割れ線が第１の割り溝底部に到達することができ
る。この様にして、チップ形状の不良率を減らすことが
できる。

【００１０】本発明は、塩素を含有しない窒化物半導体
基板上に、ｐ型層とｎ型層によって挟まれた活性層を有
する多層構造からなる窒化物半導体層を積層したウエハ
ーにおいて、前記ウエハーの窒化物半導体基板面に所望
のチップ形状で第１の割り溝を線状に形成する工程と、
前記第１の割り溝の線と合致する位置で、前記第１の割
り溝底部中に新たに第３の割り溝を形成すると共に、前
記第１の割り溝幅よりも第３の割り溝幅を狭くする工程
と、前記第３の割り溝に沿って前記ウエハーをチップ状
に分割する工程を具備することを特徴とする。上記工程
を具備することによって、成長膜も基板も同系の窒化物
半導体であることから、同一のへき開特性を有すること
と、第３の割り溝を第１の割り溝底部のほぼ中央線に沿
って形成し、かつ、第１と第３の割り溝に分けて切断す
ることにより、第３の割り溝によって割れた割れ線が、
第１の割り溝によって局部的に薄くなった部分で選択的
に割れるため、意図せぬ方向にへき開されることを防止
し、所望のチップ形状に切断することができる。また、
割り溝を基板側に形成したのは、結晶成長側の発光面積
を大きくするためである。

【００１１】本発明は、塩素を含有しない窒化物半導体
基板上に、ｐ型層とｎ型層によって挟まれた活性層を有
する多層構造からなる窒化物半導体層を積層したウエハ
ーにおいて、前記ウエハーの窒化物半導体基板面に所望
のチップ形状で第１の割り溝を線状に形成する工程と、
前記第１の割り溝の線と合致する位置で、前記ウエハー
の窒化物半導体積層面に新たに第２の割り溝を形成する
と共に、前記第１の割り溝幅よりも第２の割り溝幅を狭
くする工程と、前記第１の割り溝の線と合致する位置
で、前記第１の割り溝底部中に新たに第３の割り溝を形
成すると共に、前記第１の割り溝幅よりも第３の割り溝
幅を狭くする工程と、前記第２の割り溝と前記第３の割
り溝に沿って前記ウエハーをチップ状に分割する工程を
具備することを特徴とする。上記工程を具備することに
よって、請求項２と請求項３の特徴を有し、所望のチッ
プ形状に切断することができる。

【００１２】本発明は、窒化物半導体以外の種基板上
に、膜厚が２０μｍ以上の塩素を含有しない窒化物半導
体厚膜を積層した上に、ｐ型層とｎ型層によって挟まれ
た活性層を有する多層構造からなる窒化物半導体層を積
層したウエハーにおいて、前記ウエハーの窒化物半導体
基板面に所望のチップ形状で第１の割り溝底部を前記窒
化物半導体厚膜と種基板との界面もしくは該界面よりも
深く形成する第１工程と、前記第１の割り溝の線と合致
する位置で、前記ウエハーの窒化物半導体積層面に新た
に第２の割り溝を形成すると共に、前記第１の割り溝幅
よりも第２の割り溝幅を狭くする第２工程と、前記第１
の割り溝の線と合致する位置で、前記第１の割り溝底部
中に新たに第３の割り溝を形成すると共に、前記第１の
割り溝幅よりも第３の割り溝幅を狭くする第３工程のう
ち、第１工程と第２工程を用いて前記ウエハーをチップ
状に分割する工程、あるいは第１工程と第３工程を用い
て前記ウエハーをチップ状に分割する工程、さらには、
第１工程と第２，第３工程を用いて前記ウエハーをチッ
プ状に分割する工程のうち、何れかを用いてチップ分割
することを具備することを特徴とする。上記工程を具備
することによって、、第１の割り溝領域以外は、窒化物
半導体とは異なる種基板であるためへき開が異なり、意
図せぬ方向にへき開されることを防止し、所望のチップ
形状に切断することができる。

【００１３】本発明は、工程に少なくとも塩素を含有す
る窒化物半導体基板を具備することを特徴とする。この
ことにより、全く塩素をドーピングしていない窒化物半
導体基板に比べて、容易に基板を分割することができ
る。

【００１４】本発明は、窒化物半導体以外の種基板上
に、少なくとも塩素を含有し且つ膜厚が２０μｍ以上の
窒化物半導体厚膜を積層した上に、ｐ型層とｎ型層によ
って挟まれた活性層を有する多層構造からなる窒化物半
導体層を積層したウエハーにおいて、前記ウエハーの窒
化物半導体基板面に所望のチップ形状で第１の割り溝底
部を前記窒化物半導体厚膜と種基板との界面もしくは該
界面よりも深く形成する第１工程と、前記第１の割り溝
の線と合致する位置で、前記ウエハーの窒化物半導体積
層面に新たに第２の割り溝を形成すると共に、前記第１
の割り溝幅よりも第２の割り溝幅を狭くする第２工程
と、前記第１の割り溝の線と合致する位置で、前記第１
の割り溝底部中に新たに第３の割り溝を形成すると共
に、前記第１の割り溝幅よりも第３の割り溝幅を狭くす
る第３工程のうち、第１工程と第２工程を用いて前記ウ
エハーをチップ状に分割する工程、あるいは第１工程と
第３工程を用いて前記ウエハーをチップ状に分割する工
程、さらには、第１工程と第２，第３工程を用いて前記
ウエハーをチップ状に分割する工程のうち、何れかを用
いてチップ分割することを具備することを特徴とする。
上記工程を具備することによって、窒化物半導体基板と
異なる種基板（例えば、サファイア基板）上に、２０μ
ｍ以上の厚膜の窒化物半導体膜を積層しても本発明の効
果を得ることができる。また、第１の割り溝領域以外
は、窒化物半導体とは異なる種基板であるためへき開が
異なり、意図せぬ方向にへき開されることを防止し、所
望のチップ形状に切断することができる。さらに、種基
板上に塩素ドーピングを行った厚膜の窒化物半導体膜
（例えば、３００μｍ）を形成したところ、種基板上に
塩素を全くドーピングしていない同じ厚膜の窒化物半導
体膜と比べて、基板と厚膜との熱膨張係数差によって生
じる反りの量が小さかった。塩素をドーピングしていな
い従来の厚膜の窒化物半導体膜を種基板上に積層した場
合、互いの熱膨張係数差によって、ウエハー自体が反り
かえり、ダイサーまたはスクライバーの、刃の接触応力
のかけ方や方向によって、粉々に割れることがしばしば
あった（チップの歩留率が低かった）。しかしながら、
本請求項９のように塩素をドーピングした厚膜の窒化物
半導体膜を種基板上に成長した場合は、ウエハー自体の
反りが小さく、前記刃の接触応力もしくは方向によって
粉々に割れることは無かった。

【００１５】本発明に示す厚さにすることによって、切
断距離を短くすることができ、意図せぬ方向にへき開さ
れることを防止し、所望のチップ形状に切断することが
できる。塩素を含有する窒化物半導体基板もしくは塩素
を含有した窒化物半導体厚膜は、塩素を全く含有してい
ないそれらと比べて分割が容易であるため、切断距離が
２００μｍ以下から分割することができる。

【００１６】本発明は、少なくとも塩素を含有する窒化
物半導体基板もしくは、少なくとも塩素を含有する窒化
物半導体厚膜において、前記塩素濃度が１×１０¹⁴／ｃ
ｍ³以上であることを特徴とする。このことにより、チ
ップ分割が容易になる。

【００１７】本発明は前記第２の割り溝底部の形成位置
を、前記ウエハーの活性層位置よりも深く形成する工程
を具備することを特徴とする。このことにより、チップ
分割の際、光を発する活性層に損傷を与えることなくチ
ップ分割することができる。

【００１８】本発明は、前記第２の割り溝底部を前記ウ
エハーの窒化物半導体層と窒化物半導体基板の界面に、
もしくは前記ウエハーの窒化物半導体層と窒化物半導体
厚膜との界面に形成する工程、あるいは、前記第２の割
り溝底部を前記界面よりも深く形成する工程を具備する
ことを特徴とする。このことにより、チップ分割の際、
光を発する活性層に損傷を与えることなくチップ分割す
ることができると共に、第２の割り溝底部が塩素をドー
ピングした窒化物半導体基板中まで到達していることか
ら、チップ分割は、塩素をドーピングした窒化物半導体
基板そのものの分割であり、塩素を全くドーピングして
いない窒化物半導体基板に比べて容易にチップ分割する
ことができる。

【００１９】本発明は、前記第１の割り溝、第２の割り
溝、第３の割り溝の、溝形成方向が、窒化物半導体結晶
の、＜１１−２０＞方向、＜１−１００＞方向、＜００
０１＞方向、＜０−１１１＞方向、＜０１−１０＞方向
から５７．６°の方向の、何れかであることを特徴とす
る。このことにより、割り溝形成が容易になる。

【００２０】本発明は、上記チップ分割によって分割さ
れたときの端面が、窒化物半導体結晶の｛１−１００｝
面、｛１１−２０｝面、｛０００１｝面、｛０−１１
１｝面、｛０１―１２｝面の何れかであることを特徴と
する。特に、窒化物半導体レーザダイオードを作製する
場合のミラー端面は、｛１−１００｝面であることが好
ましい。

【００２１】本発明は、窒化物半導体発光ダイオードの
所望のチップ形状が長方形であって、該長方形の長辺を
Ｌ、短辺をＳとするとき、前記長辺Ｌと短辺Ｓの、方向
の組み合わせが窒化物半導体結晶に関して、Ｌ＝＜１１
−２０＞方向でＳ＝＜１−１００＞方向、Ｌ＝＜０００
１＞方向でＳ＝＜２−１−１０＞方向、Ｌ＝＜０−１１
１＞方向でＳ＝＜２−１−１０＞方向、Ｌ＝＜０００１
＞方向でＳ＝＜０１−１０＞方向、の何れかの組み合わ
せであることを特徴とする。上記組み合わせを具備する
ことによって、チップ分割の容易な方向を長辺として多
く割り溝形成し、逆に、チップ分割の困難な方向を短辺
として少なく溝形成することができる。このことによ
り、チップ分割によって発生する形状不良を抑制するこ
とができる。

【００２２】本発明は、窒化物半導体発光ダイオードの
所望のチップ形状が長方形であって、該長方形の長辺を
Ｌ、短辺をＳとするとき、長辺と短辺との比（Ｌ／Ｓ）
が１．０１以上４以下であることを特徴とする。このこ
とにより、てこの原理から、効率良く割り溝に力を加え
ることができ、チップ分割を容易にすることができる。
特に、チップ分割の困難な短辺側に、上記てこの原理で
効率良く割り溝に力を加えることができ、チップ分割を
容易にすることができる。

【００２３】本発明は、前記窒化物半導体基板が、Ｇａ
Ｎ基板であることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】一般に、窒化物半導体の結晶成長
を行う方法としては、有機金属気相成長法（以下、ＭＯ
ＣＶＤ法）、分子線エピキシー法（以下、ＭＢＥ法）、
ハイドライド気相成長法（以下、ＨＶＰＥ法）で行うの
が通例であり、どの結晶成長方法を用いても良い。

【００２５】以下に、基板としてＧａＮ基板を用い、成
長方法としてＭＯＣＶＤ法を用いて製造した窒化物半導
体発光ダイオードおよび窒化物半導体レーザダイオード
の例について記述する。基板としては、窒化物半導体で
構成されている基板であれば良く、Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ
（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）基板であっても良い。また、Ａｌ_x
Ｇａ_yＩｎ_zＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）基板の、窒素元素の
内、約１０％程度以下（ただし、六方晶系であること）
が、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂの他の元素に置換されていてもよ
い。特に、窒化物半導体レーザの場合、垂直横モードの
単峰化のために、クラッド層よりも屈折率の低い層が該
クラッド層の外側に接している必要があり、ＡｌＧａＮ
基板を用いるのが最良である。また、以下の実施例で
は、窒化物半導体のＣ面｛０００１｝基板について記載
しているが、窒化物半導体のＡ面｛１１−２０｝基板、
窒化物半導体のＲ面｛１−１０２｝基板、窒化物半導体
のＭ面｛１−１００｝基板を用いても良い。しかしなが
ら、本発明によるチップ分割の効果が最も観られたの
は、Ｃ面基板であった。また、完全なＣ面基板ではなく
とも、Ｃ面から２度以下のオフ角度を有する基板であれ
ば同一の効果が得られた。前記オフ角度は、Ａ面基板、
Ｒ面基板、Ｍ面基板についても同様であった。

【００２６】（実施の形態１）本実施の形態１では、窒
化物半導体発光ダイオード素子の製造方法とチップ分割
について説明する。

【００２７】図１（ａ）は、Ｃ面（０００１）ｎ型Ｇａ
Ｎ基板１００、ｎ型ＧａＮバッファ層１０１、ｎ型Ａｌ
_x1Ｇａ_1-x1Ｎクラッド層１０２、活性層１０３、ｐ型Ａ
ｌ_x2Ｇａ_1-x2Ｎクラッド層１０４、ｐ型ＧａＮコンタク
ト層１０５、ｎ型電極１０６、ｐ型電極１０７、第１の
割り溝１０８、第２の割り溝１０９から構成されてい
る。

【００２８】以下に図１（ａ）の窒化物半導体発光ダイ
オードの製造方法について説明する。

【００２９】まず、ＨＶＰＥ法で種基板（例えば、サフ
ァイア基板）上に厚膜のＧａＮを積層し、その後、研磨
でサファイア基板を剥ぎ取り、厚さ４００μｍ、大きさ
２インチφのＣ面（０００１）ｎ型ＧａＮ基板１００を
作製した。該ｎ型ＧａＮ基板のｎ型極性は、Ｓｉをドー
ピングすることによって得られ、該Ｓｉの濃度は、２×
１０¹⁸／ｃｍ³であった。さらに、前記ｎ型ＧａＮ基板
中に約１×１０¹⁴／ｃｍ³の塩素をドーピングしてい
る。次に、ＭＯＣＶＤ装置に、前記ｎ型ＧａＮ基板１０
０をセットし、１０５０℃の成長温度でｎ型ＧａＮバッ
ファ層１０１を１μｍ形成した。このｎ型ＧａＮバッフ
ァ層は、種基板からｎ型ＧａＮ基板を剥ぎ取るときに生
じた、ｎ型ＧａＮ基板の表面歪みの緩和、表面モフォロ
ジーや表面凹凸の改善（平坦化）を目的に設けた層であ
り、無くても構わない。しかしながら、ＧａＮ基板に塩
素をドーピングしている場合は、表面モフォロジーが悪
化する傾向にあるため、本実施の形態のようにＧａＮバ
ッファ層を設けた方が好ましい。ｎ型ＧａＮバッファ層
１０１を形成後、続けて２μｍ厚のｎ型Ａｌ_x1Ｇａ_{1- x1}
Ｎクラッド層１０２を形成した。本実施の形態では、Ｘ
１＝０で作製した。次に、基板の温度を７００℃〜８０
０℃程度に下げ、３周期の、厚さ４ｎｍのＩｎ _0.35Ｇａ
_0.65Ｎ井戸層と厚さ６ｎｍのＩｎ_0.02Ｇａ_0.98Ｎ障壁層
より構成される活性層（多重量子井戸層）１０３を成長
する。その際、ＳｉＨ₄は供給してもよいし、供給しな
くてもよい。また、障壁層はＧａＮで構成されていても
良い。

【００３０】次に、基板温度を再び１０５０℃まで昇温
して、厚み２０ｎｍのｐ型Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ｎクラッド層
１０４を成長する。本実施の形態では、Ｘ２＝０．２で
作製した。その後、０．２μmの厚みのp型ＧａＮコンタ
クト層１０５を成長した。

【００３１】本実施の形態の活性層１０３は、３周期か
らなる多重量子井戸構造を作製したが、その他の周期構
造でも良く、井戸層のみの単一量子井戸構造でも良い。
活性層はＩｎ_yＧａ_1-yＮから構成されていれば良く、所
望の発光波長に応じてＩｎ組成を変化させればよい。

【００３２】活性層が単一量子井戸で、発光波長が３７
０ｎｍ以下の場合は、井戸層はＧａＮから構成されてい
るのが好ましく、少なくとも極性を示す不純物がドープ
されていなければならない。活性層が多重量子井戸から
構成されていて、発光波長が３７０ｎｍ以下の場合は、
井戸層はＧａＮから構成されていて、障壁層は少なくと
もＡｌを含む窒化物半導体でなければならず、少なくと
も井戸層もしくは障壁層の何れかに極性を有する不純物
がドープされていなければならない。また、ｎ型クラッ
ド層１０２とｐ型クラッド層１０４は、Ａｌを含む窒化
物半導体から構成されていても良いし、構成されていな
くとも良い。何故ならば、多重量子井戸構造のＡｌを含
む窒化物半導体障壁層によって、十分キャリアが閉じ込
められているからである。

【００３３】上記活性層中の井戸層または障壁層の不純
物は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｏ、Ｃ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｍｇの何れか
が好ましい。

【００３４】ｐ型ＧａＮコンタクト層１０５のｐ型不純
物濃度は、ｐ型電極１０７の形成位置に向かって、ｐ型
不純物濃度を多くした方が好ましい。このことによりｐ
型電極形成によるコンタクト抵抗が低減する。また、ｐ
型化不純物であるＭｇの活性化を妨げているｐ層中の残
留水素を除去するために、ｐ型層成長中に微量の酸素を
混入させてもよい。

【００３５】この様にして、ｐ型ＧａＮコンタクト層１
０５を成長後、ＭＯＣＶＤ装置のリアクター内を全窒素
キャリアガスとＮＨ₃に変えて、６０℃／分で温度を降
下させた。基板温度が８５０℃に達した時点で、ＮＨ₃
の供給量を停止して、５分間、前記基板温度で待機して
から、室温まで降下させた。上記基板の保持温度は６５
０℃から９００℃の間が好ましく、待機時間は、３分以
上１５分以下が好ましかった。また、降下温度の到達速
度は、３０℃／分以上が好ましい。

【００３６】このようにして作製された成長膜をラマン
測定によって評価した結果、前記手法により、従来、利
用されているｐ型化アニールを行わなくとも、成長後す
でにｐ型化の特性を示していた。また、ｐ型電極形成に
よるコンタクト抵抗も低減していた。ＳＩＭＳ（Ｓｅｃ
ｏｎｄａｒｙ ｉｏｎｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ）測定を行った結果、残留水素濃度がｐ型ＧａＮコ
ンタクト層１０５最表面近傍で３×１０¹⁸／ｃｍ³以下
であった。

【００３７】発明者らによる実験によると、成長膜を形
成後、ＮＨ₃雰囲気中で基板温度を室温まで降下させた
とき、残留水素濃度が成長膜最表面近傍で高かったこと
から、成長膜最表面近傍の残留水素濃度は、成長終了後
のＮＨ₃雰囲気が原因であると考えられる。この残留水
素は、ｐ型化不純物であるＭｇの活性化を妨げることが
知られている。前記残留水素濃度は、５×１０¹⁹／ｃｍ
³以下が好ましい。

【００３８】この様にｐ型ＧａＮコンタクト層１０５成
長後に、キャリアガスをＮ₂で置換し、ＮＨ₃の供給量を
停止して所定の時間、成長温度を保持することによっ
て、ｐ型化を促し、成長膜最表面近傍の残留水素濃度を
下げ、コンタクト抵抗を低減できた。また、ｐ型電極形
成によるコンタクト抵抗をさらに低減する方法として、
成長膜最表面（ｐ型層の最表面）近傍をエッチングによ
り除去し、その除去面にｐ型電極を形成すると良い。成
長膜最表面（ｐ型層の最表面）を除去する層厚は、１０
ｎｍ以上が好ましく、特に上限値はないが、除去面近傍
の残留水素濃度が５×１０¹⁹／ｃｍ³以下になることが
好ましい。

【００３９】次に、上記窒化物半導体発光ダイオード素
子を形成したウエハーのチップ分割について説明する。
ここで、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を指す
ものとする。

【００４０】まず、上記ウエハーのＧａＮ基板側を研磨
機により研磨して、塩素ドーピングされたＧａＮ基板の
厚さを１５０μｍにし、鏡面出しをする。ＧａＮ基板面
を鏡面出しする（透明にする）のは、以下に述べる割り
溝の形成位置を裏面側から容易に確認できるようにする
ためと、ｐ電極とｎ電極の形成位置の調整を容易にする
ためである。次に、フッ酸もしくは熱燐酸を含む硫酸か
らなる混合溶液で、前記ウエハーをエッチング処理す
る。このエッチング処理は、研磨によって生じた表面歪
み及び酸化膜を除去し、ｐ型、ｎ型電極のコンタクト抵
抗の低減と電極剥離を防止するために行う。続いて、ｐ
型ＧａＮコンタクト層１０５上に、Ｐｄ（４ｎｍ）／Ｍ
ｏ（３ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）の順に、透光性ｐ型
電極１０７をリソグラフィー技術でパターン形成した
後、微量の酸素を導入しながら、５００℃でＮ₂雰囲気
中でアニールを行った。このことにより、ｐ型電極形成
によるコンタクト抵抗の低抵抗化が得られた。上記ｐ型
電極をパターン形成したのは、以下で述べる第２の割り
溝を、電極の被覆されていない部分に形成するためであ
る。

【００４１】次に、ウエハーを裏返しにして、ＧａＮ基
板側に、Ｔｉ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）による
ｎ型電極１０６を、リソグラフィー技術でパターン形成
する。この時、結晶成長側のｐ型電極パターンの形成位
置と真反対側に、ｎ型電極パターンを形成し、且つ、割
り溝を形成すべく互いの電極が被覆されていない領域を
一致させる。

【００４２】前記ウエハーをダイサーにセットし、該ウ
エハーのＧａＮ基板側に、深さ３０μｍ、線幅２０μ
ｍ、ピッチ３５０μｍの第１の割り溝１０８を、図１
（ｂ）に示す格子形状で形成した。第１の割り溝は、ｎ
型電極１０６が被覆されていない部分に形成することが
好ましい。何故ならば、電極剥離の原因になるからであ
る。

【００４３】次に、ウエハーのＧａＮ基板側に粘着シー
トを貼付し、スクライバーのテーブル上にＧａＮ基板側
を下にして張り付け、真空チャックで固定する。固定
後、スクライバーのダイヤモンド針で、結晶成長側の面
（ｐ型ＧａＮコンタクト層１０５表面）上に、ピッチ３
５０μｍ、深さ０．１μｍ、線幅５μｍで一回スクライ
ブする。次に、先程のスクライブ方向に対して垂直方向
に、同様にしてスクライブする。この様にして３５０μ
ｍ角のチップになるようにスクライブラインを入れ、第
２の割り溝１０９を形成する。ただし、第２の割り溝１
０９の形成位置は、前記第１の割り溝１０８の線幅のほ
ぼ中央線と一致した位置とし、ダイシングの方向および
スクライブの方向は、窒化物半導体に対して＜１１−２
０＞または＜１−１００＞方向である。また、第２の割
り溝１０９も第１の割り溝１０８と同様に電極が被覆さ
れていない位置に形成することが好ましい。

【００４４】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、結晶成長側から軽くロ
ーラーで押し当てる事により、２インチφのウエハーか
ら３５０μｍ角のチップを多数得た。チップの切断面に
クラック、チッピング等が発生しておらず、外形不良の
無い物を取り出した所、歩留まりは９８％以上であっ
た。

【００４５】本実施の形態で、歩留まり良く所望の形状
でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体膜
を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体基板上に
形成し、且つ、一度に切断することなく、第１の割り溝
と第２の割り溝を形成し、第２の割り溝は第１の割り溝
幅よりも狭く構成したことによる。つまり、成長膜も基
板も同系の窒化物半導体であることから、同一のへき開
特性を有し、基板中に塩素がドーピングされているため
分割が容易になったことと、第１の割り溝が第2の割り
溝よりも溝幅が広く、かつ、第１と第２の割り溝に分け
て切断したことによる。また、第２の割り溝によって割
れた割れ線が、最短切断距離で割れるためには、第2の
割り溝底部から該第２の割り溝底部下方の第１の割り溝
の底部の何処かに到達するしかなく、意図せぬ方向にへ
き開されることを防止し、所望のチップ形状に切断する
ことができるためである。

【００４６】また、溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成長
側の面に形成したのは、光が前記結晶成長側の面から発
せられるため、その発光面積を大きくするためである。

【００４７】第１の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる
理由は、上述のように、割り溝幅の狭い第２の割り溝か
ら割れた割れ線が、割り溝幅の広い第１の割り溝に到達
するとき、前記割れ線が第２の割り溝直下から外れて斜
め方向に割れたとしても、第１の割り溝幅が広いため
に、前記斜めに割れた割れ線が第１の割り溝底部に到達
することができる。この様にして、チップ形状の不良率
を減らすことができる。

【００４８】窒化物半導体基板中に塩素ドーピングした
効果について調べたところ、少なくとも１×１０¹⁴／ｃ
ｍ³以上の塩素濃度をドーピングすることによって、全
く塩素をドーピングしていない窒化物半導体基板に比べ
て、容易に基板を分割することができた。また、ＨＶＰ
Ｅ法にて種基板（例えば、サファイア基板）上に塩素ド
ーピングを行った厚膜の窒化物半導体膜（例えば、３０
０μｍ）を形成したところ、同じ種基板上に塩素を全く
ドーピングしていない同じ厚膜の窒化物半導体膜と比べ
て、基板と厚膜との熱膨張係数差によって生じる反りの
量が小さかった。

【００４９】理由については、定かではないが、窒化物
半導体基板を構成しているＩＩＩ族原子とＶ族原子との
間の結合力を塩素によって弱められているのではないか
と考えられる。素子チップの総膜厚は、殆どが基板で占
められているため、素子分割を容易にする塩素ドーピン
グは非常に有効である。

【００５０】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。これらのエッチング
法を利用することにより、溝形成による窒化物半導体表
面や溝側面への損傷を抑えることができる。ただし、前
記エッチングを行うためには、リソグラフィー技術によ
るマスク処理を行う必要がある。

【００５１】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライバー等を使用しても良い。しかしながら、第１の割
り溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならない
ため、スクライバーによる第１の割り溝形成は、あまり
好ましいとはいえない。

【００５２】また、本実施の形態では、第２の割り溝幅
の形成にスクライブを使用したが、上記エッチング法、
ダイシング等を使用しても構わない。しかしながら、第
２の割り溝形成においては、スクライブが最も好まし
い。なぜならば、溝幅を狭く、且つ迅速に、溝形成が可
能であり、ダイシングやエッチングに比べて、ウエハー
切断時に該ウエハーを削り取る面積が少ないので、単一
ウエハーから多くのチップを得ることができるためであ
る。

【００５３】さらに、本実施の形態では、格子状にスク
ライブラインを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウ
エハーのエッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素
子分割しても良い。この場合、ウエハーの総膜厚が１５
０μｍ以下、もしくは、第１の割り溝底部から第２の割
り溝底部までの切断距離が１５０μｍ以下であることが
好ましい。ただし、前記総膜厚および切断距離は、基板
中に塩素ドーピングされている場合の厚みである。

【００５４】また、本実施の形態で、ＧａＮ基板を研磨
して１５０μｍ程度まで薄くしたが、本発明者らによる
実験によると、塩素ドーピングをしたＧａＮ基板の厚さ
は２００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１５０
μｍ以下が好ましかった。窒化物半導体中に塩素をドー
ピングすることによって分割が容易になったが、所望の
方向に歩留まり良くへき開するためには、基板の厚みを
薄くすることが好ましい。なぜならば、ＧａＮ基板の厚
みは、通常、３００μｍ〜６００μｍであるのに対し
て、該ＧａＮ基板上に積層する発光層を含む窒化物半導
体膜は数μｍ程度であり、その殆どがＧａＮ基板の厚み
で占められているためである。

【００５５】本実施の形態のように、第１の割り溝の溝
幅中央位置と、第２の割り溝の溝幅中央位置とが一致し
た位置で、ウエハーをチップ状に分割することが最も好
ましいが、ウエハーの厚み（ＧａＮ基板の厚み）が厚す
ぎると、前記位置からずれて割れてしまう傾向に有る。
さらに、第１の割り溝と第２の割り溝とが合致していな
い位置では、割れにくい傾向にあることから、ウエハー
（基板）を研磨して薄くする必要がある。

【００５６】ＧａＮ基板の厚みの下限値は、特に問わな
いが、あまりにも薄すぎると、素子化のためのプロセス
中にウエハーが割れるため、ＧａＮ基板の厚みの下限値
は５０μｍ以上が望ましい。

【００５７】また、塩素ドーピングされたＧａＮ基板全
体を研磨して薄くする他に、部分的に塩素ドーピングさ
れたＧａＮ基板を薄くする方法として、第１の割り溝の
底部と第２の割り溝の底部との切断距離を短くしてもよ
い。このときの、前記切断距離は、塩素ドーピングされ
たＧａＮ基板の厚みと同様に、２００μｍ以下が好まし
く、さらに好ましくは１５０μｍ以下、５０μｍ以上で
ある。

【００５８】（実施の形態２）本実施の形態２では、第
１の割り溝中に第３の割り溝を形成して、チップ分割す
る方法について説明する。

【００５９】図２は、Ｃ面（０００１）ｎ型ＧａＮ基板
２００、ｎ型ＧａＮバッファ層２０１、ｎ型Ａｌ_x1Ｇａ
_1-x1Ｎクラッド層２０２、活性層２０３、ｐ型Ａｌ_x2Ｇ
ａ_{1- x2}Ｎクラッド層２０４、ｐ型ＧａＮコンタクト層２
０５、ｎ型電極２０６、ｐ型電極２０７、第１の割り溝
２０８、第３の割り溝２０９から構成されている。Ｇａ
Ｎ基板２００は、塩素濃度を５×１０¹⁵／ｃｍ³ドーピ
ングしている。

【００６０】図２の窒化物半導体発光ダイオードの製造
方法については実施の形態１と同じである。

【００６１】前記窒化物半導体発光ダイオード素子を形
成したウエハーのチップ分割について説明する。ここ
で、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を指すもの
とする。

【００６２】まず、上記ウエハーのＧａＮ基板側を研磨
機により研磨して、塩素ドーピングされたＧａＮ基板の
厚さを２５０μｍにする。このとき、研磨面を鏡面にし
ても良いし、しなくとも良い。なぜならば、両面から割
り溝を確認する必要がないからである。次に、フッ酸も
しくは熱燐酸を含む硫酸からなる混合溶液で、前記ウエ
ハーをエッチング処理する。このエッチング処理は、研
磨によって生じた表面歪み及び酸化膜を除去し、ｐ型電
極、ｎ型電極のコンタクト抵抗の低減と電極剥離を防止
するために行う。続いて、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０
５上に、Ｐｄ（７ｎｍ）／Ａｕ（８０ｎｍ）の順に、透
光性ｐ型電極２０７をウエハー全面に形成した後、微量
の酸素を導入しながら、４５０℃でＮ₂雰囲気中でアニ
ールを行った。このことにより、ｐ型電極形成によるコ
ンタクト抵抗の低抵抗化が得られた。次に、ウエハーを
裏返しにして、ＧａＮ基板側に、Ｔｉ（１５ｎｍ）／Ａ
ｌ（１５０ｎｍ）によるｎ型電極２０６を、ウエハー全
面に形成する。

【００６３】前記ウエハーをダイサーにセットし、ウエ
ハーのＧａＮ基板側に、ＧａＮ基板の＜１−１００＞方
向に沿って、深さ５０μｍ、線幅３０μｍ、ピッチ３５
０μｍと、＜１１−２０＞方向（前記＜１−１００＞方
向と垂直方向）に沿って、深さ５０μｍ、線幅３０μ
ｍ、ピッチ３００μｍの、第１の割り溝２０８を、ｎ型
電極２０６の上から形成した。

【００６４】第１の割り溝は、電極剥離のことを考慮す
ると、ｎ型電極２０６が被覆されていない部分に形成す
ることが好ましいが、本実施の形態では、第１の割り溝
と第３の割り溝を同じ面に形成することから、溝位置合
わせのための電極非被覆部を設ける必要が無い。そのた
め、素子プロセスの簡略化、単一ウエハーからのチップ
数の増収、発光面積の拡大化を目的に、ｎ電極、ｐ電極
共に、割り溝のための電極非被覆部を設けずに、ウエハ
ー全面に電極形成を行っている。

【００６５】次に、ウエハーの結晶成長側の面（ｐ型電
極２０７）に粘着シートを貼付し、スクライバーのテー
ブル上にＧａＮ基板側を上にして張り付け、真空チャッ
クで固定する。固定後、スクライバーのダイヤモンド針
で、第１の割り溝底部のほぼ中央線に沿って、ピッチ３
５０μｍ、深さ３μｍ、線幅５μｍを＜１−１００＞方
向に一回スクライブする。次に、先程のスクライブ方向
に対して垂直方向（＜１１−２０＞方向）に、ピッチ３
００μｍ、深さ３μｍ、線幅５μｍで第１の割り溝底部
のほぼ中央線に沿って一回スクライブする。この様にし
て３５０μｍ×３００μｍ角のチップになるようにスク
ライブラインを入れ、第３の割り溝２０９を形成する。

【００６６】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ＧａＮ基板側から軽く
ローラーで押し当てる事により、２インチφのウエハー
から３５０μｍ×３００μｍ角のチップを多数得た。チ
ップの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９２
％以上であった。

【００６７】本実施の形態で、歩留まり良く所望の形状
でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体膜
を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体基板上に
形成し、且つ、一度に切断することなく、第１の割り溝
と第３の割り溝を形成し、第３の割り溝を第１の割り溝
中に構成したことによる。つまり、成長膜も基板も同系
の窒化物半導体であることから、同一のへき開特性を有
し、基板中に塩素がドーピングされているため分割が容
易になったことと、第３の割り溝を第１の割り溝底部の
ほぼ中央線に沿って形成することにより、第３の割り溝
によって割れた割れ線が、第１の割り溝によって局部的
に薄くなった部分で選択的に割れるため、意図せぬ方向
にへき開されることを防止し、所望のチップ形状に切断
することができるためである。

【００６８】また、割り溝を基板側に形成したのは、結
晶成長側の発光面積を大きくするためである。

【００６９】窒化物半導体基板中に塩素ドーピングした
効果については、実施の形態１と同じである。

【００７０】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。ただし、エッチング
を行うためには、リソグラフィー技術によるマスク処理
を行う必要がある。

【００７１】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第３の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。

【００７２】また、本実施の形態では、第３の割り溝幅
の形成にスクライブを使用したが、上記エッチング法、
ダイシング等を使用しても構わない。しかしながら、第
３の割り溝形成においては、スクライブが最も好まし
い。さらに、本実施の形態では、格子状にスクライブラ
インを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウエハーの
エッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素子分割し
ても良い。この場合、ウエハーの総膜厚が１５０μｍ以
下、もしくは、第３の割り溝底部から結晶成長側の表面
までの切断距離が、１５０μｍ以下であることが好まし
い。ただし、前記総膜厚および切断距離は、基板中に塩
素ドーピングされている場合の厚みである。

【００７３】本実施の形態のように、第１の割り溝中に
第３の割り溝を形成して局部的に薄くなった溝部で、ウ
エハーをチップ分割するため、第３の割り溝底部から結
晶成長側の表面までの切断距離が短いことが好ましい。
前記切断距離は、塩素ドーピングを行ったＧａＮ基板の
厚みと同様に、２００μｍ以下が好ましく、さらに好ま
しくは１５０μｍ以下である。前記切断距離の厚みの下
限値は、特に問わないが、あまりにも薄すぎると、素子
化のためのプロセス中にウエハーが割れるてしまうた
め、該切断距離の下限値は５０μｍ以上が望ましい。

【００７４】また、本実施の形態で研磨した塩素をドー
ピングしたＧａＮ基板は、切断し易い該ＧａＮ基板の厚
み２００μｍよりも厚くしている。このことにより、割
り溝部以外では切断されにくいようにして、チップ分割
時に生じる、クラッキングやチッピングが発生すること
を防止している。

【００７５】（実施の形態３）本実施の形態３では、第
１の割り溝中に第３の割り溝を形成し、さらに前記第３
割り溝の反対側に第２の割り溝を形成して、チップ分割
する方法について説明する。ここで、結晶成長側とは、
基板側に対する反対側を指すものとする。

【００７６】図３は、Ｃ面（０００１）ｎ型ＧａＮ基板
３００、ｎ型ＧａＮバッファ層３０１、ｎ型Ａｌ_x1Ｇａ
_1-x1Ｎクラッド層３０２、活性層３０３、ｐ型Ａｌ_x2Ｇ
ａ_{1- x2}Ｎクラッド層３０４、ｐ型ＧａＮコンタクト層３
０５、ｎ型電極３０６、ｐ型電極３０７、第１の割り溝
３０８、第３の割り溝３０９、第２の割り溝３１０から
構成されている。ＧａＮ基板３００中には塩素濃度１×
１０¹⁶／ｃｍ³をドーピングしている。

【００７７】図３の窒化物半導体発光ダイオードの製造
方法については実施の形態１と同じである。

【００７８】前記窒化物半導体発光ダイオード素子を形
成したウエハーのチップ分割について説明する。

【００７９】まず、上記ウエハーのＧａＮ基板側を研磨
機により研磨して、塩素ドーピングされたＧａＮ基板の
厚さを２００μｍにし、鏡面出しをする。ＧａＮ基板面
を鏡面出し（透明にする）するのは、以下に述べる割り
溝の形成位置を裏面側から容易に確認できるようにする
ためと、ｐ電極とｎ電極の形成位置の調整を容易にする
ためである。

【００８０】次に、フッ酸もしくは熱燐酸を含む硫酸か
らなる混合溶液で、前記ウエハーをエッチング処理す
る。このエッチング処理は、研磨によって生じた表面歪
み及び酸化膜を除去し、ｐ型、ｎ型電極のコンタクト抵
抗の低減と電極剥離を防止するために行う。続いて、ｐ
型ＧａＮコンタクト層３０５上に、Ｐｄ（３ｎｍ）／Ｔ
ｉ（３ｎｍ）／Ａｕ（１２ｎｍ）の順に、透光性ｐ型電
極３０７をリソグラフィー技術でパターン形成した後、
微量の酸素を導入しながら、５００℃でＮ₂雰囲気中で
アニールを行った。このことにより、ｐ型電極形成によ
るコンタクト抵抗の低抵抗化が得られた。上記ｐ型電極
をパターン形成したのは、以下で述べる第2の割り溝
を、電極の被覆されていない部分に形成するためであ
る。

【００８１】次に、ウエハーを裏返しにして、ＧａＮ基
板側に、Ｍｏ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）による
ｎ型電極３０６を、リソグラフィー技術でパターン形成
する。この時、結晶成長側のｐ型電極パターンの形成位
置と真反対側に、ｎ型電極パターンを形成し、且つ、割
り溝を形成すべく互いの電極が被覆されていない領域を
一致させる。

【００８２】前記ウエハーをダイサーにセットし、該ウ
エハーのＧａＮ基板側に、＜１−１００＞方向に沿っ
て、深さ２０μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ３５０μｍ
と、＜１１−２０＞方向（前記方向と垂直方向）に沿っ
て、深さ２０μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ３４５μｍ
の、第１の割り溝３０８を形成した。第１の割り溝は、
ｎ型電極３０６が被覆されていない部分に形成すること
が好ましい。何故ならば、電極剥離の原因になるからで
ある。

【００８３】次に、スクライバーのダイヤモンド針で、
第１の割り溝底部のほぼ中央線に沿って、ピッチ３５０
μｍ、深さ５μｍ、線幅５μｍを＜１−１００＞方向に
一回スクライブする。次に、先程のスクライブ方向に対
して垂直方向（＜１１−２０＞方向）に、ピッチ３４５
μｍ、深さ５μｍ、線幅５μｍで第１の割り溝底部のほ
ぼ中央線に沿って一回スクライブする。この様にして３
５０μｍ×３４５μｍ角のチップになるようにスクライ
ブラインを入れ、第３の割り溝３０９を形成する。

【００８４】続いて、ウエハーのＧａＮ基板側に粘着シ
ートを貼付し、スクライバーのテーブル上にＧａＮ基板
側を下にして張り付け、真空チャックで固定する。固定
後、スクライバーのダイヤモンド針で、結晶成長側の面
（ｐ型ＧａＮコンタクト層３０５表面）上に、ピッチ３
５０μｍ、深さ０．１μｍ、線幅５μｍを＜１−１００
＞方向に一回スクライブする。次に、先程のスクライブ
方向に対して垂直方向（＜１１−２０＞方向）に、一回
スクライブする。この様にして３５０μｍ×３４５μｍ
角のチップになるようにスクライブラインを入れ、第２
の割り溝３１０を形成する。ただし、第２の割り溝３１
０の形成位置は、前記第3の割り溝３０９とほぼ一致し
た位置とする。また、第２の割り溝３１０も第１の割り
溝３０８と同様に電極が被覆されていない位置に形成す
ることが好ましい。

【００８５】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ＧａＮ基板側から軽く
ローラーで押し当てる事により、２インチφのウエハー
から３５０μｍ×３４５μｍ角のチップを多数得た。チ
ップの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９８
％以上であった。

【００８６】本実施の形態で、歩留まり良く所望の形状
でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体膜
を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体基板上に
形成し、且つ、一度に切断することなく、第３の割り溝
を第１の割り溝中に作製し、加えて、第３の割り溝形成
位置と反対側の位置に第２の割り溝を構成したことによ
る。このことにより、実施の形態１と実施の形態２の特
徴を有し、所望のチップ形状に切断することができたた
めである。窒化物半導体基板中に塩素ドーピングした効
果については、実施の形態１と同じである。

【００８７】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。ただし、エッチング
を行うためには、リソグラフィー技術によるマスク処理
を行う必要がある。

【００８８】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２と第３の割り溝幅よりも広くしなければなら
ないため、スクライブによる第１の割り溝形成は、あま
り好ましいとはいえない。

【００８９】また、本実施の形態では、第２と第３の割
り溝幅の形成にスクライバーを使用したが、上記エッチ
ング法、ダイシング等を使用しても構わない。しかしな
がら、第１と第３の割り溝形成においては、スクライブ
が最も好ましい。

【００９０】さらに、本実施の形態では、格子状にスク
ライブラインを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウ
エハーのエッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素
子分割しても良い。この場合、ウエハーの総膜厚が１５
０μｍ以下、もしくは、第２の割り溝底部から第３の割
り溝底部までの切断距離が１５０μｍ以下であることが
好ましい。ただし、前記総膜厚および切断距離は、基板
中に塩素ドーピングされている場合の厚みである。

【００９１】また、本実施の形態で、塩素ドーピングし
たＧａＮ基板を研磨して２００μｍ程度まで薄くした
が、実施の形態１で述べたように、チップ分割を容易に
するためにはＧａＮ基板の厚さは２００μｍ以下が好ま
しく、さらに好ましくは１５０μｍ以下、５０μｍ以上
が好ましかった。また、塩素ドーピングを行ったＧａＮ
基板全体を研磨して薄くする他に、部分的に該ＧａＮ基
板を薄くする方法として、実施の形態２のように、第２
の割り溝の底部と第３の割り溝の底部との切断距離を短
くしてもよい。このときの、前記切断距離は、塩素ドー
ピングを行ったＧａＮ基板の厚みと同様に、２００μｍ
以下が好ましく、さらに好ましくは１５０μｍ以下、５
０μｍ以上である （実施の形態４）本実施の形態４は、実施の形態１の、
第２の割り溝深さが、窒化物半導体発光層の位置より深
く形成した場合のチップ分割について説明する。ここ
で、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を指すもの
とする。

【００９２】図４は、Ｃ面（０００１）ｎ型ＧａＮ基板
４００、ｎ型ＧａＮバッファ層４０１、ｎ型Ａｌ_x1Ｇａ
_1-x1Ｎクラッド層４０２、活性層４０３、ｐ型Ａｌ_x2Ｇ
ａ_{1- x2}Ｎクラッド層４０４、ｐ型ＧａＮコンタクト層４
０５、ｎ型電極４０６、ｐ型電極４０７、第１の割り溝
４０８、第２の割り溝４０９から構成されている。前記
ＧａＮ基板４００は、塩素濃度２×１０¹⁷／ｃｍ³をド
ーピングしている。

【００９３】図４の窒化物半導体発光ダイオードの製造
方法は、実施の形態１と同じである。

【００９４】以下に、上記窒化物半導体発光ダイオード
素子を形成したウエハーのチップ分割について説明す
る。

【００９５】まず、上記ウエハーのＧａＮ基板側を研磨
機により研磨して、塩素ドーピングされたＧａＮ基板の
厚さを１００μｍにし、鏡面出しをする。次に、フッ酸
もしくは熱燐酸を含む硫酸からなる混合溶液で、前記ウ
エハーをエッチング処理する。このエッチング処理は、
研磨によって生じた表面歪み及び酸化膜を除去し、ｐ
型、ｎ型電極のコンタクト抵抗の低減と電極剥離を防止
するために行う。

【００９６】次に、前記ウエハーをリソグラフィー法で
マスク処理をし、結晶成長側の面（ｐ型ＧａＮコンタク
ト層）を上にして、反応性イオンエッチング装置にセッ
トする。ドライエッチングによって、前記成長面上に、
＜１−１００＞方向に沿って、深さ０．５μｍ、線幅１
０μｍ、ピッチ３５０μｍと、＜１１−２０＞方向に沿
って、深さ０．５μｍ、線幅１０μｍ、ピッチ２５０μ
ｍの、第２の割り溝４０９を形成した。その後、マスク
を取り除き、ｐ型ＧａＮコンタクト層４０５上に、Ｐｄ
（４ｎｍ）／Ａｕ（１０ｎｍ）の順で、透光性ｐ型電極
４０７を形成する。このとき、リソグラフィー技術を用
いてｐ電極部分をパターン形成した。

【００９７】次に、前記ｐ電極形成を行ったウエハー
を、微量の酸素を導入しながら、５５０℃でＮ₂雰囲気
中でアニールを行った。このことにより、ｐ型電極形成
によるコンタクト抵抗の低抵抗化が得られた。

【００９８】次に、結晶成長側の面（ｐ型電極形成面）
に粘着シートを貼付し、ダイサーのテーブル上にＧａＮ
基板側を上にして張り付け、真空チャックで固定する。
固定後、ダイサーで、ＧａＮ基板側の面上に、ピッチ３
５０μｍ、深さ２０μｍ、線幅５０μｍと、ピッチ２５
０μｍ、深さ２０μｍ、線幅５０μｍの、第１の割り溝
４０８を、それぞれ＜１−１００＞方向と＜１１−２０
＞方向に形成した。この様にして３５０μｍ×２５０μ
ｍ角のチップになるようにダイシングラインを入れ、第
１の割り溝４０８を形成する。ただし、第１の割り溝４
０８の形成位置は、第１割り溝の線幅ほぼ中央に前記第
２の割り溝４０９が一致するようにする。

【００９９】ダイシング後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ウエハーのＧａＮ基板
側全面に、膜厚１５ｎｍのタングステン（Ｗ）／膜厚１
５０ｎｍのアルミ（Ａｌ）によるｎ型電極４０６を形成
する。その後、ＧａＮ基板側から軽くローラーで押し当
てる事により、２インチφのウエハーから３５０μｍ×
２５０μｍ角のチップを多数得た。チップの切断面にク
ラック、チッピング等が発生しておらず、外形不良の無
い物を取り出した所、歩留まりは９８％以上であった。

【０１００】本実施の形態で、歩留まり良く所望の形状
でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体膜
を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体基板上に
形成し、且つ、一度に切断することなく、第２の割り溝
底部を窒化物半導体発光層位置よりも深く形成し、第２
の割り溝は第１の割り溝幅よりも狭く構成したことによ
る。

【０１０１】つまり、成長膜も基板も同系の窒化物半導
体であることから、同一のへき開特性を有し、基板中に
塩素がドーピングされているため分割が容易になったこ
とと、第２の割り溝底部が窒化物半導体発光層位置より
も深く、第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が広い
ことにより、第２の割り溝によって割れた割れ線が、最
短切断距離で割れるためには、第２の割り溝底部から該
第２の割り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何処かに
到達するしかなく、意図せぬ方向にへき開されることを
防止し、所望のチップ形状に切断することができるため
である。

【０１０２】また、第２の割り溝底部が、窒化物半導体
発光層位置よりも深いため、チップ分割の際に、チッピ
ング、クラッキングが発生したとしても、前記発光層を
損傷することがなく、素子不良の発生率を低減すること
ができる。溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成長側の面に
形成したのは、発光面積を大きくするためである。ま
た、第１の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理由は、
実施の形態１と同様である。

【０１０３】しかしながら、第２の割り溝をエッチング
法にて形成したため、プロセス工程が複雑になり、スク
ライブに比べて溝幅が大きく、単一ウエハー当たりのチ
ップ摂取率が減少した。

【０１０４】窒化物半導体基板中に塩素ドーピングした
効果については、実施の形態１と同じである。

【０１０５】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。

【０１０６】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。

【０１０７】また、本実施の形態では、第２の割り溝幅
の形成にドライエッチングを使用したが、ウエットエッ
チング法、ダイシング、スクライブ等を使用しても構わ
ない。しかしながら、本実施の形態の、第２の割り溝
は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法が
最も好ましい。なぜならば、これらのエッチング法を利
用することにより、溝形成による、窒化物半導体発光層
への損傷を抑えることができるためである。ただし、前
記エッチングを行うためには、リソグラフィー技術によ
るマスク処理を行う必要がある。

【０１０８】また、本実施の形態で、塩素ドーピングし
たＧａＮ基板を研磨して１００μｍ程度まで薄くした
が、実施の形態１で述べたように、チップ分割を容易に
するためにはＧａＮ基板の厚さは２００μｍ以下が好ま
しく、さらに好ましくは１５０μｍ以下、５０μｍ以上
が好ましかった。

【０１０９】また、塩素ドーピングを行ったＧａＮ基板
全体を研磨して薄くする他に、部分的に該ＧａＮ基板を
薄くする方法として、第１の割り溝の底部と第２の割り
溝の底部との切断距離を短くしてもよい。このときの、
前記切断距離は、塩素ドーピングを行ったＧａＮ基板の
厚みと同様に、２００μｍ以下が好ましく、さらに好ま
しくは１５０μｍ以下、５０μｍ以上である 本実施の形態の割り溝に加えて、第３の割り溝として、
第１の割り溝中あるいは第２の割り溝中、もしくは、第
１と第２の割り溝両方に、スクライブラインを形成して
チップ分割しても良い。また、図１（ｃ）に示すよう
に、第１の割り溝もしくは第２の割り溝のエッジ部分
に、一対の欠け溝を形成して素子分割しても良い。この
場合、ウエハーの総膜厚が１５０μｍ以下、もしくは、
第１の割り溝底部から第２の割り溝底部までの切断距離
が１５０μｍ以下であることが好ましい。ただし、前記
総膜厚および切断距離は、基板中に塩素ドーピングされ
ている場合の厚みである。

【０１１０】（実施の形態５）本実施の形態５は、実施
の形態４の、第２の割り溝深さが、窒化物半導体膜と窒
化物半導体基板との界面位置より深く形成した場合のチ
ップ分割について説明する。ここで、結晶成長側とは、
基板側に対する反対側を指すものとする。

【０１１１】図５は、Ｃ面（０００１）ｎ型ＧａＮ基板
５００、ｎ型ＧａＮバッファ層５０１、ｎ型Ａｌ_x1Ｇａ
_1-x1Ｎクラッド層５０２、活性層５０３、ｐ型Ａｌ_x2Ｇ
ａ_{1- x2}Ｎクラッド層５０４、ｐ型ＧａＮコンタクト層５
０５、ｎ型電極５０６、ｐ型電極５０７、第１の割り溝
５０８、第２の割り溝５０９から構成されている。前記
ＧａＮ基板５００は、塩素濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³をド
ーピングしている。

【０１１２】図５の窒化物半導体発光ダイオードの製造
方法は、実施の形態１と同じである。

【０１１３】以下に、上記窒化物半導体発光ダイオード
素子を形成したウエハーのチップ分割について説明す
る。

【０１１４】まず、上記ウエハーのＧａＮ基板側を研磨
機により研磨して、塩素ドーピングされたＧａＮ基板の
厚さを３００μｍにする。このとき、研磨面を鏡面にし
ても良いし、鏡面にしなくとも良い。次に、フッ酸もし
くは熱燐酸を含む硫酸からなる混合溶液で、前記ウエハ
ーをエッチング処理する。このエッチング処理は、研磨
によって生じた表面歪み及び酸化膜を除去し、ｐ型、ｎ
型電極のコンタクト抵抗の低減と電極剥離を防止するた
めに行う。続いて、ウエハーを裏返しにして、ＧａＮ基
板側に、Ｔｉ（１５ｎｍ）／Ｍｏ（１５０ｎｍ）による
ｎ型電極５０６を、ウエハー全面に形成する。次に、ダ
イサーのテーブル上にＧａＮ基板側を上にして張り付
け、真空チャックで固定する。固定後、ダイサーで、Ｇ
ａＮ基板側の面（ｎ電極形成面）上に、ピッチ３５０μ
ｍ、深さ１００μｍ、線幅８０μｍと、ピッチ１５０μ
ｍ、深さ１００μｍ、線幅８０μｍの、第１の割り溝５
０８を、それぞれ＜１−１００＞方向と＜１１−２０＞
方向に沿って形成した。この様にして３５０μｍ×１５
０μｍ角のチップになるようにダイシングラインを入
れ、第１の割り溝５０８を形成する。ダイシング後、真
空チャックを解放し、ウエハーをテーブルから取り外
し、前記ウエハーをリソグラフィー法でマスク処理を施
す。

【０１１５】次に、結晶成長側の面を上にして（ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層側の面）、反応性イオンエッチング装
置にセットする。ドライエッチングによって、前記結晶
成長面上に、深さ４μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ３５０
μｍと、深さ４μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ１５０μｍ
の、第２の割り溝５０９を、それぞれ＜１−１００＞方
向と＜１１−２０＞方向に沿って形成した。ただし、第
２の割り溝５０９の形成位置は、第１割り溝５０８の線
幅のほぼ中央線上に前記第２の割り溝５０９が一致する
ようにする。

【０１１６】その後、マスクを取り除き、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層５０５上に、、Ｐｄ（２ｎｍ）／Ｎｉ（２ｎ
ｍ）／Ａｕ（１０ｎｍ）の順に、リソグラフィー技術を
用いて透光性ｐ型電極５０７をパターン形成する。次
に、前記ｐ電極形成を行ったウエハーを、微量の酸素を
導入しながら、６００℃でＮ₂雰囲気中でアニールを行
った。このことにより、ｐ型電極形成によるコンタクト
抵抗の低抵抗化が得られた。

【０１１７】次に、ウエハーを裏返しにして、ＧａＮ基
板側に粘着シートを貼付し、結晶成長側の面から軽くロ
ーラーで押し当てる事により、２インチφのウエハーか
ら３５０μｍ×１５０μｍ角のチップを多数得た。チッ
プの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９８
％以上であった。しかしながら、第２の割り溝をエッチ
ング法にて形成したため、プロセス工程が複雑になり、
スクライブに比べて溝幅が大きく、単一ウエハー当たり
のチップ摂取率が減少した。

【０１１８】本実施の形態で、歩留まり良く所望の形状
でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体膜
を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体基板上に
形成し、且つ、一度に切断することなく、第１と第２の
割り溝を形成し、前記第２の割り溝底部を窒化物半導体
膜と前記基板との界面よりも深く形成し、第２の割り溝
は第１の割り溝幅よりも狭く構成したことによる。つま
り、成長膜も基板も同系の窒化物半導体であることか
ら、同一のへき開特性を有し、基板中に塩素がドーピン
グされているため分割が容易になったことと、第２の割
り溝底部が窒化物半導体膜と基板との界面よりも深く、
第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が広いことによ
り、第２の割り溝によって割れた割れ線が、最短切断距
離で割れるためには、第２の割り溝底部から該第２の割
り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何処かに到達する
しかなく、意図せぬ方向にへき開されることを防止し、
所望のチップ形状に切断することができるためである。
溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成長側の面に形成したの
は、発光面積を大きくするためである。また、第１の割
り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理由は、実施の形態１
と同様である。

【０１１９】さらに、第２の割り溝底部が、窒化物半導
体膜と基板との界面よりも深いため、チップ分割の際
に、チッピング、クラッキングが発生したとしても、前
記発光層を損傷することがなく、素子不良の発生率を低
減することができる。また、第２の割り溝底部が塩素を
ドーピングした窒化物半導体基板中まで達していること
から、チップ分割は、塩素をドーピングした窒化物半導
体基板そのものの分割であり、塩素を全くドーピングし
ていない窒化物半導体基板に比べて容易にチップ分割す
ることができる。窒化物半導体基板中に塩素ドーピング
した効果については、実施の形態１と同じである。

【０１２０】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。物理的な溝形成方法
としては、本実施の形態で紹介したダイシングによるハ
ーフカットの他、スクライブ等を使用しても良い。しか
しながら、第１の割り溝は、第２の割り溝幅よりも広く
しなければならないため、スクライブによる第１の割り
溝形成は、あまり好ましいとはいえない。

【０１２１】また、本実施の形態では、第2の割り溝幅
の形成にドライエッチングを使用したが、ウエットエッ
チング法、ダイシング、スクライブ等を使用しても構わ
ない。しかしながら、本実施の形態の、第２の割り溝
は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法が
最も好ましい。なぜならば、これらのエッチング法を利
用することにより、溝形成による、窒化物半導体発光層
への損傷を抑えることができるためである。ただし、前
記エッチングを行うためには、リソグラフィー技術によ
るマスク処理を行う必要がある。

【０１２２】本実施の形態では、第１の割り溝と第２の
割り溝を形成して局部的に薄くなった溝部で、ウエハー
をチップ分割するため、第１の割り溝底部から第２の割
り溝底部までの切断距離が短いことが好ましい。前記切
断距離は、塩素ドーピングを行ったＧａＮ基板の厚みと
同様に、２００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは
１５０μｍ以下である。前記切断距離の厚みの下限値
は、特に問わないが、あまりにも薄すぎると、素子化の
ためのプロセス中にウエハーが割れるてしまうため、該
切断距離の下限値は５０μｍ以上が望ましい。

【０１２３】また、本実施の形態で研磨した塩素をドー
ピングしたＧａＮ基板は、切断し易い該ＧａＮ基板の厚
み２００μｍよりも厚くしている。このことにより、割
り溝部以外では切断されにくいようにして、チップ分割
時に生じる、クラッキングやチッピングが発生すること
を防止している。

【０１２４】本実施の形態の割り溝に加えて、第３の割
り溝として、第１の割り溝中あるいは第２の割り溝中、
もしくは、第１と第２の割り溝両方に、スクライブライ
ンを形成してチップ分割しても良い。また、図１（ｃ）
に示すように、第１の割り溝もしくは第2の割り溝のエ
ッジ部分に、一対の欠け溝を形成して素子分割しても良
い。この場合、ウエハーの総膜厚が１５０μｍ以下、も
しくは、第1の割り溝底部から第2の割り溝底部までの切
断距離が１５０μｍ以下であることが好ましい。ただ
し、前記総膜厚および切断距離は、基板中に塩素ドーピ
ングされている場合の厚みである。

【０１２５】（実施の形態６）本実施の形態６は、実施
の形態１の塩素ドーピングした窒化物半導体基板（研磨
後の厚み１５０μｍ）を、塩素ドーピングを行っていな
い窒化物半導体基板（研磨後の厚み１００μｍ）に変更
した以外は、実施の形態１と同じである。

【０１２６】本実施の形態のチップ分割について説明す
る。ここで、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を
指すものとする。ウエハーのＧａＮ基板側を研磨機によ
り研磨して、塩素ドーピングされていないＧａＮ基板の
厚さを１００μｍにする。

【０１２７】前記ウエハーをダイサーにより、ＧａＮ基
板側に、深さ３０μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ３５０μ
ｍの第1の割り溝１０８を、結晶成長側の面にスクライ
バーにより、ピッチ３５０μｍ、深さ０．１μｍ、線幅
５μｍの第２の割り溝１０９を図１（ｂ）に示す格子形
状で形成した。ただし、第２の割り溝１０９の形成位置
は、前記第１の割り溝１０８の線幅のほぼ中央線と一致
した位置とし、ダイシングの方向およびスクライブの方
向は、窒化物半導体に対して＜１１−２０＞または＜１
−１００＞方向である。

【０１２８】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、結晶成長側から軽くロ
ーラーで押し当てる事により、２インチφのウエハーか
ら３５０μｍ角のチップを多数得た。チップの切断面に
クラック、チッピング等が発生しておらず、外形不良の
無い物を取り出した所、歩留まりは９２％以上であっ
た。

【０１２９】本実施の形態で、歩留まり９０％以上の、
所望の形状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化
物半導体膜を、同系の窒化物半導体基板上に形成し、且
つ、一度に切断することなく、第１の割り溝と第２の割
り溝を形成し、第２の割り溝は第１の割り溝幅よりも狭
く構成したことによる。つまり、成長膜も基板も同系の
窒化物半導体であることから、同一のへき開特性を有す
ることと、第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が広
く、かつ、第１と第２の割り溝に分けて切断することに
より、第２の割り溝によって割れた割れ線が、最短切断
距離で割れるためには、第２の割り溝底部から該第２の
割り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何処かに到達す
るしかなく、意図せぬ方向にへき開されることを防止
し、所望のチップ形状に切断することができるためであ
る。溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成長側の面に形成し
たのは、発光面積を大きくするためである。また、第１
の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理由は、実施の形
態１と同様である。

【０１３０】実施の形態１と比べると、チップの歩留ま
りが低下しているのは、窒化物半導体基板中に塩素ドー
ピングしていないためだと考えられる。しかしながら、
少なくとも２つ以上の割り溝を形成せずに、一度にチッ
プ分割する従来に比べて、歩留まりは約１０％以上向上
している。

【０１３１】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。ただし、前記エッチ
ングを行うためには、リソグラフィー技術によるマスク
処理を行う必要がある。

【０１３２】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。また、本実施の形態では、第２の割
り溝幅の形成にスクライブを使用したが、上記エッチン
グ法、ダイシング等を使用しても構わない。

【０１３３】本実施の形態では、格子状にスクライブラ
インを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウエハーの
エッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素子分割し
ても良い。この場合、ウエハーの総膜厚が１００μｍ以
下、もしくは、第１の割り溝底部から第２の割り溝底部
までの切断距離が１００μｍ以下であることが好まし
い。ただし、前記総膜厚は、窒化物半導体基板中に塩素
ドーピングされていないときの値である。

【０１３４】塩素をドーピングしていない窒化物半導体
基板は、塩素をドーピングした窒化物半導体基板に比べ
て、チップ分割が難しく、基板の厚みを薄くすることが
好ましい。本発明者らによる実験によると、塩素ドーピ
ングをしていない窒化物半導体基板の厚さは１５０μｍ
以下が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以下が好
ましかった。塩素ドーピングをしていない窒化物半導体
基板の厚みの下限値は、特に問わないが、あまりにも薄
すぎると、素子化のためのプロセス中にウエハーが割れ
るため、窒化物半導体基板の厚みの下限値は５０μｍ以
上が望ましい。また、塩素ドーピングされていないＧａ
Ｎ基板全体を研磨して薄くする他に、塩素ドーピングさ
れていないＧａＮ基板を部分的に薄くする方法として、
第１の割り溝の底部と第２の割り溝の底部との切断距離
を短くしてもよい。このときの、前記切断距離は、塩素
ドーピングされていないＧａＮ基板の厚みと同様に、１
５０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ
以下、５０μｍ以上である。

【０１３５】（実施の形態７）本実施の形態７は、実施
の形態２の塩素ドーピングした窒化物半導体基板（研磨
後の厚み２５０μｍ）を、塩素ドーピングを行っていな
い窒化物半導体基板（研磨後の厚み２００μｍ）に変更
した以外は、実施の形態２と同じである。

【０１３６】本実施の形態のチップ分割について説明す
る。ここで、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を
指すものとする。

【０１３７】ウエハーのＧａＮ基板側を研磨機により研
磨して、塩素ドーピングされていないＧａＮ基板の厚さ
を２００μｍにする。前記ウエハーをダイサーにより、
ＧａＮ基板側に、＜１−１００＞方向に沿って、深さ５
０μｍ、線幅３０μｍ、ピッチ３５０μｍと、＜１１−
２０＞方向に沿って、深さ５０μｍ、線幅３０μｍ、ピ
ッチ１００μｍの、第１の割り溝２０８を形成する。続
いて、前記第２の割り溝底部のほぼ中央線に沿って、ス
クライバーにより、＜１−１００＞方向に沿って、ピッ
チ３５０μｍ、深さ３μｍ、線幅５μｍと、＜１１−２
０＞方向に沿って、ピッチ１００μｍ、深さ３μｍ、線
幅５μｍの、第３の割り溝２０９を形成した。ただし、
第３の割り溝２０９の形成位置は、前記第１の割り溝２
０８の底部上に、前記第１の割り溝線幅のほぼ中央線と
一致した位置とする。

【０１３８】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ＧａＮ基板側から軽く
ローラーで押し当てる事により、２インチφのウエハー
から３５０μｍ×１００μｍ角のチップを多数得た。チ
ップの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは８９
％以上であった。

【０１３９】本実施の形態で、歩留まり８５％以上の、
所望の形状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化
物半導体膜を、同系の窒化物半導体基板上に形成し、且
つ、一度に切断することなく、第１の割り溝と第３の割
り溝を形成し、第３の割り溝を第１の割り溝中に構成し
たことによる。つまり、成長膜も基板も同系の窒化物半
導体であることから、同一のへき開特性を有すること
と、第３の割り溝を第１の割り溝底部のほぼ中央線に沿
って形成したことにより、第３の割り溝によって割れた
割れ線が、第１の割り溝によって局部的に薄くなった部
分で選択的に割れるため、意図せぬ方向にへき開される
ことを防止し、所望のチップ形状に切断することができ
るためである。割り溝を基板側の面に形成したのは、結
晶成長側の発光面積を大きくするためである。また、第
１の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理由は、実施の
形態１と同様である。

【０１４０】実施の形態２と比べると、チップの歩留ま
りが低下しているのは、窒化物半導体基板中に塩素ドー
ピングしていないためだと考えられる。しかしながら、
少なくとも２つ以上の割り溝を形成せずに、一度にチッ
プ分割する従来に比べて、歩留まりは約１０％以上向上
している。窒化物半導体基板中に塩素ドーピングした効
果については、実施の形態１と同じである。

【０１４１】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。ただし、エッチング
を行うためには、リソグラフィー技術によるマスク処理
を行う必要がある。

【０１４２】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。また、本実施の形態では、第３の割
り溝幅の形成にスクライブを使用したが、上記エッチン
グ法、ダイシング等を使用しても構わない。しかしなが
ら、第３の割り溝形成においては、スクライブが最も好
ましい。

【０１４３】本実施の形態では、格子状にスクライブラ
インを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウエハーの
エッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素子分割し
ても良い。この場合、ウエハーの総膜厚が１００μｍ以
下、もしくは、第３の割り溝底部から結晶成長側の表面
までの切断距離が、１００μｍ以下であることが好まし
い。ただし、前記総膜厚および切断距離は、基板中に塩
素ドーピングされていない場合の厚みである。

【０１４４】塩素をドーピングしていない窒化物半導体
基板は、塩素をドーピングした窒化物半導体基板に比べ
て、チップ分割が難しく、基板の厚みを薄くすることが
好ましい。本発明者らによる実験によると、塩素ドーピ
ングをしていない窒化物半導体基板の厚さは１５０μｍ
以下が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以下、５
０μｍ以上である。

【０１４５】本実施の形態のように、第１の割り溝中に
第３の割り溝を形成して局部的に薄くなった溝部で、ウ
エハーをチップ分割するため、第３の割り溝底部から結
晶成長側の表面までの切断距離が短いことが好ましい。
前記切断距離は、塩素ドーピングを行っていない窒化物
半導体基板の厚みと同様に、１５０μｍ以下が好まし
く、さらに好ましくは１００μｍ以下である。前記切断
距離の厚みの下限値は、特に問わないが、あまりにも薄
すぎると、素子化のためのプロセス中にウエハーが割れ
るてしまうため、該切断距離の下限値は５０μｍ以上が
望ましい。

【０１４６】また、本実施の形態で研磨した塩素をドー
ピングしていないＧａＮ基板は、切断し易い窒化物半導
体基板の厚み１５０μｍよりも厚くしている。このこと
により、割り溝部以外では切断されにくいようにして、
チップ分割時に生じる、クラッキングやチッピングが発
生することを防止している。

【０１４７】（実施の形態８）本実施の形態８は、実施
の形態３の塩素ドーピングした窒化物半導体基板（研磨
後の厚み２００μｍ）を、塩素ドーピングを行っていな
い窒化物半導体基板（研磨後の厚み１５０μｍ）に変更
した以外は、実施の形態３と同じである。

【０１４８】本実施の形態のチップ分割について説明す
る。ここで、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を
指すものとする。ウエハーのＧａＮ基板側を研磨機によ
り研磨して、塩素ドーピングされていないＧａＮ基板の
厚さを１５０μｍにする。前記ウエハーをダイサーによ
り、ＧａＮ基板側に、＜１−１００＞方向に沿って、深
さ２０μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ４００μｍと、＜１
１−２０＞方向に沿って、深さ２０μｍ、線幅２０μ
ｍ、ピッチ１００μｍの、第１の割り溝３０８を形成し
た。続いて、前記第１の割り溝底部上のほぼ中央線に沿
って、スクライバーにより、＜１−１００＞方向に、ピ
ッチ４００μｍ、深さ５μｍ、線幅５μｍと、＜１１−
２０＞方向に、ピッチ１００μｍ、深さ５μｍ、線幅５
μｍの、第３の割り溝３０９を形成した。さらに、結晶
成長側の面に、＜１−１００＞方向に沿って、ピッチ４
００μｍ、深さ０．１μｍ、線幅５μｍと、＜１１−２
０＞方向に沿って、ピッチ１００μｍ、深さ０．１μ
ｍ、線幅５μｍの、第２の割り溝３１０を形成した。た
だし、第３の割り溝３０９の形成位置は、前記第１の割
り溝３０８の底部上に前記第１の割り溝線幅のほぼ中央
線と一致した位置に形成し、第2の割り溝３１０の形成
位置は、前記第３の割り溝３０９とほぼ一致した位置に
形成する。

【０１４９】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ＧａＮ基板側から軽く
ローラーで押し当てる事により、２インチφのウエハー
から４００μｍ×１００μｍ角のチップを多数得た。チ
ップの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９２
％以上であった。

【０１５０】本実施の形態で、歩留まり９０％以上の、
所望の形状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化
物半導体膜を、同系の窒化物半導体基板上に形成し、且
つ、一度に切断することなく、第３の割り溝を第１の割
り溝中に作製し、加えて、第３の割り溝形成位置と反対
側の位置に第２の割り溝を構成したことによる。このこ
とにより、実施の形態６と実施の形態７の特徴を有し、
所望のチップ形状に切断することができるためである。
実施の形態３と比べると、チップの歩留まりが低下して
いるのは、窒化物半導体基板中に塩素ドーピングしてい
ないためだと考えられる。しかしながら、少なくとも２
つ以上の割り溝を形成せずに、一度にチップ分割する従
来に比べて、歩留まりは約１０％以上向上している。

【０１５１】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。ただし、エッチング
を行うためには、リソグラフィー技術によるマスク処理
を行う必要がある。

【０１５２】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２と第３の割り溝幅よりも広くしなければなら
ないため、スクライブによる第１の割り溝形成は、あま
り好ましいとはいえない。

【０１５３】また、本実施の形態では、第２と第３の割
り溝幅の形成にスクライブを使用したが、上記エッチン
グ法、ダイシング等を使用しても構わない。しかしなが
ら、第２と第３の割り溝形成においては、スクライブが
最も好ましい。

【０１５４】本実施の形態では、格子状にスクライブラ
インを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウエハーの
エッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素子分割し
ても良い。この場合、ウエハーの総膜厚が１００μｍ以
下、もしくは、第２の割り溝底部から第３の割り溝底部
までの切断距離が、１００μｍ以下であることが好まし
い。ただし、前記総膜厚および切断距離は、基板中に塩
素ドーピングされていない場合の厚みである。

【０１５５】塩素をドーピングしていない窒化物半導体
基板は、塩素をドーピングした窒化物半導体基板に比べ
て、チップ分割が難しく、基板の厚みを薄くすることが
好ましい。実施の形態６で述べたように、チップ分割を
容易にするためにはＧａＮ基板の厚さは１５０μｍ以下
が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以下、５０μ
ｍ以上が好ましかった。

【０１５６】また、塩素ドーピングされていないＧａＮ
基板全体を研磨して薄くする他に、部分的に該ＧａＮ基
板を薄くする方法として、実施の形態７のように、第２
の割り溝の底部と第3の割り溝の底部との切断距離を短
くしてもよい。このときの、前記切断距離は、塩素ドー
ピングを行っていないＧａＮ基板の厚みと同様に、１５
０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以
下、５０μｍ以上である。

【０１５７】（実施の形態９）本実施の形態９は、実施
の形態４の塩素ドーピングした窒化物半導体基板（研磨
後の厚み１００μｍ）を、塩素ドーピングを行っていな
い窒化物半導体基板（研磨後の厚み８０μｍ）に変更し
た以外は、実施の形態４と同じである。

【０１５８】本実施の形態のチップ分割について説明す
る。ここで、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を
指すものとする。ウエハーのＧａＮ基板側を研磨機によ
り研磨して、塩素ドーピングされていないＧａＮ基板の
厚さを８０μｍにする。

【０１５９】前記ウエハーをドライエッチングによっ
て、結晶成長側に、＜１−１００＞方向に沿って、深さ
１μｍ、線幅１０μｍ、ピッチ３５０μｍと、＜１１−
２０＞方向に沿って、深さ１μｍ、線幅１０μｍ、ピッ
チ３３０μｍの、第2の割り溝４０９を形成した。続い
て、ＧａＮ基板側の面にダイサーにより、＜１−１００
＞方向に沿って、ピッチ３５０μｍ、深さ１０μｍ、線
幅５０μｍと、＜１１−２０＞方向に沿って、ピッチ３
３０μｍ、深さ１０μｍ、線幅５０μｍの、第1の割り
溝４０８を形成した。ただし、第１の割り溝４０８の形
成位置は、第１割り溝の線幅ほぼ中央に前記第２の割り
溝４０９が一致するようにする。

【０１６０】ダイシング後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、結晶成長側から軽くロ
ーラーで押し当てる事により、２インチφのウエハーか
ら３５０μｍ×３３０μｍ角のチップを多数得た。チッ
プの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９２
％以上であった。

【０１６１】本実施の形態で、歩留まり９０％以上の、
所望の形状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化
物半導体膜を、同系の窒化物半導体基板上に形成し、且
つ、一度に切断することなく、第１と第２の割り溝を形
成し、第２の割り溝底部を窒化物半導体発光層位置より
も深く形成し、第２の割り溝は第１の割り溝幅よりも狭
く構成したことによる。

【０１６２】つまり、成長膜も基板も同系の窒化物半導
体であることから、同一のへき開特性を有することと、
第２の割り溝底部が窒化物半導体発光層位置よりも深
く、第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が広いこと
により、第２の割り溝によって割れた割れ線が、最短切
断距離で割れるためには、第２の割り溝底部から該第２
の割り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何処かに到達
するしかなく、意図せぬ方向にへき開されることを防止
し、所望のチップ形状に切断することができるためであ
る。

【０１６３】また、第２の割り溝底部が、窒化物半導体
発光層位置よりも深いため、チップ分割の際に、チッピ
ング、クラッキングが発生したとしても、前記発光層を
損傷することがなく、素子不良の発生率を低減すること
ができる。しかしながら、第２の割り溝をエッチング法
にて形成したため、プロセス工程が複雑になり、スクラ
イブに比べて溝幅が大きく、単一ウエハー当たりのチッ
プ摂取率が減少した。溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成
長側の面に形成したのは、発光面積を大きくするためで
ある。また、第１の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる
理由は、実施の形態１と同様である。実施の形態４と比
べると、チップの歩留まりが低下しているのは、窒化物
半導体基板中に塩素ドーピングをしていないためだと考
えられる。しかしながら、少なくとも２つ以上の割り溝
を形成せずに、一度にチップ分割する従来に比べて、歩
留まりは約１０％以上向上している。

【０１６４】本実施の形態では、第1の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。

【０１６５】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。

【０１６６】また、本実施の形態では、第２の割り溝幅
の形成にドライエッチングを使用したが、ウエットエッ
チング法、ダイシング、スクライブ等を使用しても構わ
ない。しかしながら、本実施の形態の、第２の割り溝
は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法が
最も好ましい。なぜならば、これらのエッチング法を利
用することにより、溝形成による窒化物半導体発光層へ
の損傷を抑えることができるためである。ただし、前記
エッチング法を行うためには、リソグラフィー技術によ
るマスク処理を行う必要がある。

【０１６７】塩素をドーピングしていない窒化物半導体
基板は、塩素をドーピングした窒化物半導体基板に比べ
て、チップ分割が難しく、基板の厚みを薄くすることが
好ましい。実施の形態６で述べたように、チップ分割を
容易にするためにはＧａＮ基板の厚さは１５０μｍ以下
が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以下、５０μ
ｍ以上が好ましかった。

【０１６８】また、塩素ドーピングされていないＧａＮ
基板全体を研磨して薄くする他に、塩素ドーピングされ
ていないＧａＮ基板を部分的に薄くする方法として、第
１の割り溝の底部と第２の割り溝の底部との切断距離を
短くしてもよい。このときの前記切断距離は、塩素ドー
ピングされていないＧａＮ基板の厚みと同様に、１５０
μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以
下、５０μｍ以上である。

【０１６９】本実施の形態の割り溝に加えて、第３の割
り溝として、第１の割り溝中あるいは第２の割り溝中、
もしくは、第１と第２の割り溝両方に、スクライブライ
ンを形成してチップ分割しても良い。また、図１（ｃ）
に示すように、第１の割り溝もしくは第２の割り溝のエ
ッジ部分に、一対の欠け溝を形成して素子分割しても良
い。この場合、ウエハーの総膜厚が１００μｍ以下、も
しくは、第１の割り溝底部から第２の割り溝底部までの
切断距離が１００μｍ以下であることが好ましい。ただ
し、前記総膜厚は、窒化物半導体基板中に塩素ドーピン
グされていないときの値である。

【０１７０】（実施の形態１０）本実施の形態１０は、
実施の形態５の塩素ドーピングした窒化物半導体基板
（研磨後の厚み３００μｍ）を、塩素ドーピングを行っ
ていない窒化物半導体基板（研磨後の厚み２５０μｍ）
に変更した以外は、実施の形態５と同じである。

【０１７１】本実施の形態のチップ分割について説明す
る。ここで、結晶成長側とは、基板側に対する反対側を
指すものとする。ウエハーのＧａＮ基板側を研磨機によ
り研磨して、塩素ドーピングされていないＧａＮ基板の
厚さを２５０μｍにする。前記ウエハーをドライエッチ
ングによって、結晶成長側の面に、＜１−１００＞方向
に沿って、深さ５μｍ、線幅２０μｍ、ピッチ３５０μ
ｍと、＜１１−２０＞方向に沿って、深さ５μｍ、線幅
２０μｍ、ピッチ３４０μｍの、第2の割り溝５０９を
形成した。続いて、ＧａＮ基板側の面にダイサーによ
り、＜１−１００＞方向に沿って、ピッチ３５０μｍ、
深さ１００μｍ、線幅８０μｍと、＜１１−２０＞方向
に沿って、ピッチ３４０μｍ、深さ１００μｍ、線幅８
０μｍの、第１の割り溝５０８を形成した。ただし、第
１の割り溝５０８の形成位置は、第１割り溝の線幅ほぼ
中央に前記第２の割り溝５０９が一致するようにする。

【０１７２】ダイシング後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、結晶成長面側から軽く
ローラーで押し当てる事により、２インチφのウエハー
から３５０μｍ×３４０μｍ角のチップを多数得た。チ
ップの切断面にクラック、チッピング等が発生しておら
ず、外形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９２
％以上であった。しかしながら、第２の割り溝をエッチ
ング法によって形成したため、プロセス工程が複雑にな
り、スクライブに比べて溝幅が大きく、単一ウエハー当
たりのチップ摂取率が減少した。

【０１７３】本実施の形態で、歩留まり９０％以上の、
所望の形状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化
物半導体膜を、同系の窒化物半導体基板上に形成し、且
つ、一度に切断することなく、第１と第２の割り溝を形
成し、第２の割り溝底部を窒化物半導体膜と前記基板と
の界面よりも深く形成し、第２の割り溝は第１の割り溝
幅よりも狭く構成したことによる。

【０１７４】つまり、成長膜も基板も同系の窒化物半導
体であることから、同一のへき開特性を有することと、
第２の割り溝底部が窒化物半導体膜と基板との界面より
も深く、第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が広い
ことにより、第２の割り溝によって割れた割れ線が、最
短切断距離で割れるためには、第２の割り溝底部から該
第２の割り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何処かに
到達するしかなく、意図せぬ方向にへき開されることを
防止し、所望のチップ形状に切断することができるため
である。

【０１７５】また、第２の割り溝底部が、窒化物半導体
膜と基板との界面よりも深いため、チップ分割の際に、
チッピング、クラッキングが発生したとしても、前記発
光層を損傷することがなく、素子不良の発生率を低減す
ることができる。溝幅の狭い第２の割り溝を結晶成長側
の面に形成したのは、発光面積を大きくするためであ
る。また、第１の割り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理
由は、実施の形態１と同様である。

【０１７６】実施の形態５と比べると、チップの歩留ま
りが低下しているのは、窒化物半導体基板中に塩素ドー
ピングしていないためだと考えられる。しかしながら、
少なくとも２つ以上の割り溝を形成せずに、一度にチッ
プ分割する従来に比べて、歩留まりは約１０％以上向上
している。

【０１７７】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。

【０１７８】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。

【０１７９】また、本実施の形態では、第２の割り溝幅
の形成にドライエッチングを使用したが、ウエットエッ
チング法、ダイシング、スクライブ等を使用しても構わ
ない。しかしながら、本実施の形態の、第２の割り溝
は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法が
最も好ましい。なぜならば、これらのエッチング法を利
用することにより、溝形成による、窒化物半導体発光層
への損傷を抑えることができるためである。ただし、前
記エッチング法を行うためには、リソグラフィー技術に
よるマスク処理を行う必要がある。

【０１８０】塩素をドーピングしていない窒化物半導体
基板は、塩素をドーピングした窒化物半導体基板に比べ
て、チップ分割が難しく、基板の厚みを薄くすることが
好ましい。実施の形態６で述べたように、チップ分割を
容易にするためにはＧａＮ基板の厚さは１５０μｍ以下
が好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以下、５０μ
ｍ以上が好ましかった。

【０１８１】本実施の形態では、第１の割り溝と第２の
割り溝を形成して局部的に薄くなった溝部で、ウエハー
をチップ分割するため、第１の割り溝底部から第２の割
り溝底部までの切断距離が短いことが好ましい。前記切
断距離は、塩素ドーピングを行っていないＧａＮ基板の
厚みと同様に、１５０μｍ以下が好ましく、さらに好ま
しくは１００μｍ以下である。前記切断距離の厚みの下
限値は、特に問わないが、あまりにも薄すぎると、素子
化のためのプロセス中にウエハーが割れるてしまうた
め、該切断距離の下限値は５０μｍ以上が望ましい。

【０１８２】また、本実施の形態で研磨した塩素をドー
ピングしたＧａＮ基板は、切断し易い該ＧａＮ基板の厚
み１５０μｍよりも厚くしている。このことにより、割
り溝部以外では切断されにくいようにして、チップ分割
時に生じる、クラッキングやチッピングが発生すること
を防止している。

【０１８３】本実施の形態の割り溝に加えて、第３の割
り溝として、第１の割り溝中あるいは第２の割り溝中、
もしくは、第１と第２の割り溝両方に、スクライブライ
ンを形成してチップ分割しても良い。また、図１（ｂ）
に示すように、第１の割り溝もしくは第２の割り溝のエ
ッジ部分に、一対の欠け溝を形成して素子分割しても良
い。この場合、ウエハーの総膜厚が１００μｍ以下、も
しくは、第１の割り溝底部から第２の割り溝底部までの
切断距離が１００μｍ以下であることが好ましい。ただ
し、前記総膜厚は、窒化物半導体基板中に塩素ドーピン
グされていないときの値である。

【０１８４】（実施の形態１１）本実施の形態１１は、
サファイア種基板上に塩素ドーピングした厚膜の窒化物
半導体膜上に結晶成長した窒化物半導体発光ダイオード
のチップ分割について説明する。ここで、結晶成長側と
は、サファイア種基板側に対する反対側を指すものとす
る。

【０１８５】図６（ａ）は、Ｃ面サファイア種基板１
０、ｎ型ＧａＮ膜２０、誘電体膜３０、塩素ドーピング
したｎ型ＧａＮ厚膜４０、ｎ型ＧａＮバッファ層６０
１、ｎ型Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ｎクラッド層６０２、活性層６
０３、ｐ型Ａｌ_x2ＧａＮクラッド層６０４、ｐ型ＧａＮ
コンタクト層６０５から構成されている。

【０１８６】以下に図６（ａ）の窒化物半導体発光ダイ
オードの製造方法について説明する。

【０１８７】まず、ＭＯＣＶＤ法でＣ面サファイア種基
板１０（厚み４２０μｍ）上に厚み１μｍのｎ型ＧａＮ
膜２０を積層し、ＭＯＣＶＤ装置から取り出す。次に、
スパッタリング法もしくは、ＣＶＤ法を用いて、厚み１
００ｎｍの誘電体膜を形成し、リソグラフィー技術によ
り、マスク幅７μｍ、ピッチ１０μｍのストライプ形状
に加工する。前記種基板は、窒化物半導体以外であれば
良く、本実施の形態のサファイア以外に、ＳｉＣ、スピ
ネル、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、Ａ面サ
ファイア、Ｒ面サファイア、Ｍ面サファイアを使用して
も良い。また、前記誘電体膜は、例えば、ＳｉＯ₂、Ｓ
ｉＮ_x、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃である。本実施の形態１１の
誘電体膜３０は、ＳｉＯ₂を使用した。

【０１８８】次に、ＨＶＰＥ装置に前記ウエハーをセッ
トし、塩素濃度２×１０¹⁹／ｃｍ³、Ｓｉ濃度２×１０
¹⁸／ｃｍ³をドーピングしながら、厚み２００μｍのｎ
型ＧａＮ厚膜４０を形成した。ここで、本発明の明細書
で言うところの厚膜とは、２０μｍ以上の膜厚を指すも
のとする。

【０１８９】前記ＧａＮ厚膜４０を積層したウエハー
を、再びＭＯＣＶＤ装置にセットし、実施の形態１と同
様の成長条件で、図６（ａ）に示す窒化物半導体発光ダ
イオードを作製した。

【０１９０】次に、上記窒化物半導体発光ダイオード素
子を形成したウエハーのチップ分割について説明する。

【０１９１】図６（ｂ）は、第1の割り溝６０８と第2の
割り溝６０９の構成を示している。

【０１９２】本実施の形態の、図６中の窒化物半導体膜
６００は、ｎ型ＧａＮ膜２０、誘電体膜３０、塩素ドー
ピングしたｎ型ＧａＮ厚膜４０の総称であるが、塩素ド
ーピングしたｎ型ＧａＮ厚膜４０のみ、またはｎ型Ｇａ
Ｎ膜２０と塩素ドーピングされたｎ型ＧａＮ厚膜４０か
ら構成されていても良い。ｎ型電極６０６は、第１の割
り溝６０８を形成した後、サファイア種基板１０の全面
にＴｉ／Ａｇを蒸着している。

【０１９３】まず、上記ウエハーのサファイア種基板を
研磨機により研磨して、厚さを２５０μｍにし、鏡面出
しをする。研磨によって薄くした種基板の厚みは、好ま
しくは、２５０μｍ以下である。

【０１９４】続いて、ｐ型ＧａＮコンタクト層６０５上
に、Ｐｄ（３ｎｍ）／Ｍｏ（３ｎｍ）／Ａｕ（１０ｎ
ｍ）の順に、透光性ｐ型電極６０７をリソグラフィー技
術でパターン形成した後、微量の酸素を導入しながら、
３５０℃でＮ₂雰囲気中でアニールを行った。このこと
により、ｐ型電極形成によるコンタクト抵抗の低抵抗化
が得られた。上記ｐ型電極をパターン形成したのは、以
下で述べる第２の割り溝を、電極の被覆されていない部
分に形成するためである。

【０１９５】前記ウエハーをダイサーにセットし、該ウ
エハーのサファイア種基板側に、深さ２８０μｍ、線幅
１００μｍ、ピッチ３５０μｍの第1の割り溝６０８
を、図１（ｂ）に示す格子形状で形成した。第１の割り
溝底部は、塩素ドーピングを行った窒化物半導体膜６０
０（ｎ型ＧａＮ厚膜４０）まで到達するように形成され
ている。第1の割り溝６０８の溝幅は、誘電体膜３０の
ピッチ幅１０μｍに比べて、十分大きいため、図６
（ａ）の破線５０、破線５１のどちらの位置で形成して
も同じである。第１の割り溝幅が誘電体膜のマスク幅と
同等か、それよりも狭い場合は、第１の割り溝の形成位
置を、誘電体マスク位置上（破線５１）に形成すること
が好ましい。なぜならば、誘電体マスク直上に被覆した
窒化物半導体膜は、選択成長により前記マスク直上で会
合して成長するため、ボイド等が発生し易く、チップ分
割が容易になるためである。

【０１９６】次に、サファイア種基板側に、Ｔｉ（１５
ｎｍ）／Ａｇ（１５０ｎｍ）によるｎ型電極６０６を形
成する。このとき、第１の割り溝中に電極が蒸着される
ようにする。また、サファイア種基板上に蒸着されたｎ
型電極は、反射率の高いＡｇで覆われているため、発光
層から発せられた光を反射させて、効率良くｐ電極側か
ら光を取り出すことができる。

【０１９７】続いて、ウエハーのサファイア種基板側に
粘着シートを貼付し、スクライバーのテーブル上にサフ
ァイア種基板側を下にして張り付け、真空チャックで固
定する。固定後、スクライバーのダイヤモンド針で、結
晶成長側（ｐ型ＧａＮコンタクト層６０５表面）の面上
に、ピッチ３５０μｍ、深さ１μｍ、線幅５μｍで一回
スクライブする。次に、先程のスクライブ方向に対して
垂直方向に、同様にしてスクライブする。この様にして
３５０μｍ角のチップになるようにスクライブラインを
入れ、第２の割り溝６０９を形成する。ただし、第２の
割り溝６０９の形成位置は、前記第１の割り溝６０８の
線幅のほぼ中央線と一致した位置とし、ダイシングの方
向およびスクライブの方向は、窒化物半導体に対して＜
１１−２０＞または＜１−１００＞方向である。また、
第２の割り溝６０９は、電極が被覆されていない位置に
形成することが好ましい。

【０１９８】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ＧａＮ基板側から軽く
ローラーで押し当てる事により、２インチφのウエハー
から３５０μｍ角のチップを多数得た。図６（ｃ）に得
られたチップの形状を示す。チップの切断面にクラッ
ク、チッピング等が発生しておらず、外形不良の無い物
を取り出した所、歩留まりは８５％以上であった。

【０１９９】本実施の形態で、８５％以上の、所望の形
状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体
膜を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体基板上
に形成し、且つ、一度に切断することなく、第１の割り
溝底部が塩素ドーピングされた窒化物半導体膜６００ま
で到達するように形成し、第２の割り溝は第１の割り溝
幅よりも狭く構成したことによる。つまり、成長膜も窒
化物半導体膜６００も同系の窒化物半導体であることか
ら、同一のへき開特性を有し、窒化物半導体膜６００中
に塩素がドーピングされているため分割が容易になった
ことと、第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が広
く、かつ、第１と第２の割り溝に分けて切断することに
より、第２の割り溝によって割れた割れ線が、最短切断
距離で割れるためには、第２の割り溝底部から該第２の
割り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何処かに到達す
るしかなく、しかも、第１の割り溝領域以外は、窒化物
半導体とは異なる種基板であるため、へき開が異なり、
意図せぬ方向にへき開されることを防止し、所望のチッ
プ形状に切断することができるためである。また、溝幅
の狭い第２の割り溝を結晶成長側の面に形成したのは、
発光面積を大きくするためである。第１の割り溝幅と第
２の割り溝幅が異なる理由は、実施の形態１と同様であ
る。

【０２００】次に、窒化物半導体膜６００中に塩素ドー
ピングした効果について調べたところ、ＨＶＰＥ法にて
種基板（例えば、サファイア基板）上に塩素ドーピング
を行った厚膜の窒化物半導体膜（例えば、３００μｍ）
を形成したところ、同じ種基板上に塩素を全くドーピン
グしていない同じ厚膜の窒化物半導体膜と比べて、基板
と厚膜との熱膨張係数差によって生じる反りの量が小さ
かった。

【０２０１】塩素をドーピングしていない従来の厚膜の
窒化物半導体膜を種基板上に積層した場合、互いの熱膨
張係数差によって、ウエハー自体が反りかえり、ダイサ
ーまたはスクライバーの、刃の接触応力のかけ方や方向
によって、粉々に割れてしまうことがしばしばあった。
しかしながら、本実施の形態のように塩素をドーピング
した厚膜の窒化物半導体膜を種基板上に成長した場合
は、ウエハー自体の反りが小さく、前記刃の接触応力も
しくは方向によって粉々に割れることは無かった。

【０２０２】上記理由については、定かではないが、窒
化物半導体基板を構成しているＩＩＩ族原子とＶ族原子
との間の結合力を塩素によって弱められているのではな
いかと考えられる。

【０２０３】本実施の形態の構成で塩素ドーピングのみ
を行わなかった場合、上記塩素ドーピングによる効果で
述べたように、第１の割り溝を形成する段階で粉々に割
れることがしばしば観うけられた。しかしながら、割れ
ずに第１の割り溝を形成できた場合、チップ断面等にチ
ッピングやクラッキングが無く、所望の形状にチップ分
割することができた。従って、塩素ドーピングせずに本
実施の形態を用いた場合、チップの歩留まりは塩素ドー
ピングしたものに比べて低いものの、塩素ドーピングさ
れた場合と同様に、チップ形状は良好である。

【０２０４】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。ただし、エッチング
を行うためには、リソグラフィー技術によるマスク処理
を行う必要がある。

【０２０５】物理的な溝形成方法としては、本実施の形
態で紹介したダイシングによるハーフカットの他、スク
ライブ等を使用しても良い。しかしながら、第１の割り
溝は、第２の割り溝幅よりも広くしなければならないた
め、スクライブによる第１の割り溝形成は、あまり好ま
しいとはいえない。

【０２０６】また、本実施の形態では、第２の割り溝幅
の形成にスクライブを使用したが、上記エッチング法、
ダイシング等を使用しても構わない。しかしながら、第
２の割り溝形成においては、スクライブが最も好まし
い。なぜならば、溝幅を狭く、且つ迅速に、溝形成が可
能であり、ダイシングやエッチングに比べて、ウエハー
切断時に該ウエハーを削り取る面積が少ないので、単一
ウエハーから多くのチップを得ることができるためであ
る。さらに、本実施の形態では、格子状にスクライブラ
インを形成したが、図１（ｃ）に示すようにウエハーの
エッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素子分割し
ても良い。この場合、第１の割り溝底部から第２割り溝
底部までの切断距離が、１５０μｍ以下であることが好
ましい。ただし、前記切断距離は、窒化物半導体厚膜中
に塩素ドーピングされている場合の厚みである。

【０２０７】また、本実施の形態で、サファイア種基板
を研磨して２５０μｍ程度まで薄くしたが、本発明者ら
による実験によると、サファイア種基板の厚さは２５０
μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２００μｍ以下
が好ましかった。

【０２０８】本実施の形態の特徴は、第１の割り溝底部
が塩素ドーピングされた窒化物半導体膜６００まで到達
していることと、第１の割り溝底部と第２の割り溝底部
との切断距離を短くしていることである。前記切断距離
は、２００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１５
０μｍ以下、５０μｍ以上である。

【０２０９】本実施の形態は、上記特徴を包含していれ
ば、実施の形態２と３の、チップ分割方法を用いても構
わない。

【０２１０】（実施の形態１２）本実施の形態１２は、
実施の形態１１の、第２の割り溝をエッチング法によっ
て形成した以外は、実施の形態１１と同様である。

【０２１１】窒化物半導体発光ダイオード構造とその製
造方法は、実施の形態１１（図６（ａ））と同様であ
る。ただし、ｎ型ＧａＮ厚膜４０は、塩素濃度５×１０
²⁰／ｃｍ³、Ｓｉ濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³をドーピングし
ながら、厚み１５０μｍ成長した。

【０２１２】次に、上記窒化物半導体発光ダイオード素
子を形成したウエハーのチップ分割について説明する。
ここで、結晶成長側とは、サファイア種基板側に対する
反対側を指すものとする。

【０２１３】図７（ａ）と図７（ｂ）は、割り溝の構成
とチップ形状をそれぞれ示している。本実施の形態の、
図７中の窒化物半導体膜７００は、ｎ型ＧａＮ膜２０、
誘電体膜３０、塩素ドーピングしたｎ型ＧａＮ厚膜４０
の総称であるが、塩素ドーピングしたｎ型厚膜４０の
み、またはｎ型ＧａＮ膜２０と塩素ドーピングされたｎ
型ＧａＮ厚膜４０から構成されていても良い。

【０２１４】まず、上記ウエハーのサファイア種基板を
研磨機により研磨して、厚さを１５０μｍにし、鏡面出
しをする。

【０２１５】次に、前記ウエハーをリソグラフィー法で
マスク処理をし、結晶成長側の面を上にして（ｐ型Ｇａ
Ｎコンタクト層）、反応性イオンエッチング装置にセッ
トする。ドライエッチングによって、前記成長面上に、
深さ３μｍ、線幅５０μｍ、ピッチ３５０μｍの第2の
割り溝７０９を、図１（ｂ）に示す格子形状で形成し
た。その後、マスクを取り除き、ｐ型ＧａＮコンタクト
層７０５上に、リソグラフィー技術を用いてＰｄ（２ｎ
ｍ）／Ａｕ（１０ｎｍ）の順に、透光性ｐ型電極７０７
をパターン形成する。次に、前記ｐ電極形成を行ったウ
エハーを、微量の酸素を導入しながら、６５０℃でＮ₂
雰囲気中でアニールを行った。このことにより、ｐ型電
極形成によるコンタクト抵抗の低抵抗化が得られた。次
に、再び、リソグラフィー技術によりマスク処理を行っ
て、第2の割り溝底部に、Ｔｉ（４ｎｍ）／Ａｕ（１０
ｎｍ）によるｎ型透光性電極７０６を形成する。また
は、ｎ型透光性電極７０６を実施の形態１１のように、
第１の割り溝を覆うように形成しても良い。この場合、
ｎ型電極は、透光性にする必要は無く、むしろ、反射率
が高くなるようにＡｕの替わりにＡｌ等を厚く積むこと
が好ましい。

【０２１６】次に、ウエハーを裏返して、サファイア種
基板上に、光反射率の高い、ＡｌもしくはＡｇを全面に
蒸着する。これは、発光層から発せられる光をｐ電極側
から効率良く放射させるためである。

【０２１７】前記ウエハーをダイサーにセットし、該ウ
エハーのサファイア種基板側に、深さ１５０μｍ、線幅
１００μｍ、ピッチ３５０μｍの第１の割り溝７０８
を、図１（ｂ）に示す格子形状で形成した。ただし、第
１の割り溝７０８の形成位置は、第１割り溝の線幅ほぼ
中央に前記第２の割り溝７０９が一致するようにし、ダ
イシングの方向およびドライエッチングの溝方向は、窒
化物半導体に対して＜１１−２０＞または＜１−１００
＞方向である。また、第１の割り溝底部は、種基板１０
と窒化物半導体膜７００との間の界面に達するように形
成されている。

【０２１８】第１の割り溝７０８の溝幅は、誘電体膜３
０のピッチ幅１０μｍに比べて、十分大きいため、図６
（ａ）の破線５０、破線５１のどちらの位置で形成して
も同じである。第１の割り溝幅が誘電体膜のマスク幅と
同等か、それよりも狭い場合は、第１の割り溝形成位置
を、誘電体マスク位置（破線５１）に形成することが好
ましい。なぜならば、誘電体マスク直上に被覆した窒化
物半導体膜は、選択成長により前記マスク直上で会合し
て成長するため、ボイド等が発生し易く、チップ分割が
容易になるためである。

【０２１９】ダイシング後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、結晶成長側から軽くロ
ーラーで押し当てる事により、２インチφのウエハーか
ら３５０μｍ角のチップを多数得た。チップの切断面に
クラック、チッピング等が発生しておらず、外形不良の
無い物を取り出した所、歩留まりは８５％以上であっ
た。

【０２２０】本実施の形態で、８５％以上の、所望の形
状でチップ分割できたのは、発光層を含む窒化物半導体
膜を、塩素をドーピングした同系の窒化物半導体膜７０
０上に形成し、且つ、一度に切断することなく、第１の
割り溝底部が塩素ドーピングされた窒化物半導体膜７０
０まで到達するように形成し、第２の割り溝底部を窒化
物半導体発光層７０３位置よりも深く形成し、第２の割
り溝は第１の割り溝幅よりも狭く構成したことによる。
つまり、成長膜も窒化物半導体膜７００も同系の窒化物
半導体であることから、同一のへき開特性を有し、基板
中に塩素がドーピングされているため分割が容易になっ
たことと、第２の割り溝底部が窒化物半導体発光層位置
よりも深く、第１の割り溝が第２の割り溝よりも溝幅が
広いことにより、第２の割り溝によって割れた割れ線
が、最短切断距離で割れるためには、第2の割り溝底部
から該第２の割り溝底部下方の第１の割り溝の底部の何
処かに到達するしかなく、しかも、第１の割り溝領域以
外は、窒化物半導体とは異なる種基板であるためへき開
が異なり、意図せぬ方向にへき開されることを防止し、
所望のチップ形状に切断することができるためである。
また、第２の割り溝底部が、窒化物半導体発光層位置よ
りも深いため、チップ分割の際に、チッピング、クラッ
キングが発生したとしても、前記発光層を損傷すること
がなく、素子不良の発生率を低減することができる。溝
幅の狭い第２の割り溝を結晶成長側の面に形成したの
は、発光面積を大きくするためである。また、第１の割
り溝幅と第２の割り溝幅が異なる理由は、実施の形態１
と同様である。

【０２２１】しかしながら、第２の割り溝をエッチング
法にて形成したため、プロセス工程が複雑になり、スク
ライブに比べて溝幅が大きく、単一ウエハー当たりのチ
ップ摂取率が減少した。

【０２２２】実施の形態１１で述べたように、塩素をド
ーピングした厚膜の窒化物半導体膜７００を種基板上に
成長した場合は、ウエハー自体の反りが小さく、前記刃
の接触応力もしくは方向によって粉々に割れることは無
かった。

【０２２３】塩素ドーピングされなかった場合の本実施
の形態の効果についても実施の形態１１と同様である。

【０２２４】本実施の形態では、第１の割り溝の形成に
ダイシングを使用したが、ウエットエッチングやドライ
エッチング等による化学的な方法で溝を形成しても良
い。ドライエッチングであれば、例えば、反応性イオン
エッチング法、イオンミリング法、集束イオンビーム
法、ＥＣＲエッチング法等の手法を用いることができ
る。ウエットエッチングは、例えば、フッ酸、熱燐酸、
熱燐酸と硫酸の混合溶液等がある。物理的な溝形成方法
としては、本実施の形態で紹介したダイシングによるハ
ーフカットの他、スクライブ等を使用しても良い。しか
しながら、第１の割り溝は、第２の割り溝幅よりも広く
しなければならないため、スクライブによる第１の割り
溝形成は、あまり好ましいとはいえない。

【０２２５】また、本実施の形態では、第２の割り溝幅
の形成にドライエッチングを使用したが、ウエットエッ
チング法、ダイシング、スクライブ等を使用しても構わ
ない。しかしながら、本実施の形態の第２の割り溝は、
ドライエッチング法またはウエットエッチング法が最も
好ましい。なぜならば、これらのエッチング法を利用す
ることにより、溝形成による窒化物半導体発光層への損
傷を抑えることができるためである。ただし、前記エッ
チング法を行うためには、リソグラフィー技術によるマ
スク処理を行う必要がある。

【０２２６】さらに、図１（ｃ）に示すように割り溝の
中のエッジ部分にのみ、一対の欠け溝を形成して素子分
割しても良い。この場合、第１の割り溝底部から第２割
り溝底部までの切断距離が、１５０μｍ以下であること
が好ましい。ただし、前記切断距離は、窒化物半導体厚
膜中に塩素ドーピングされている場合の厚みである。

【０２２７】また、本実施の形態で、サファイア種基板
を研磨して１５０μｍ程度まで薄くしたが、本発明者ら
による実験によると、サファイア種基板の厚さは２５０
μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２００μｍ以下
が好ましかった。

【０２２８】本実施の形態の特徴は、第１の割り溝底部
が塩素ドーピングされた窒化物半導体膜まで達している
こと、第２の割り溝底部が窒化物半導体発光層よりも下
方に位置すること、第１の割り溝底部と第２の割り溝底
部との切断距離を短くしていることである。前記切断距
離は、２００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１
５０μｍ以下、５０μｍ以上である。

【０２２９】本実施の形態は、上記特徴を包含していれ
ば、実施の形態４のチップ分割方法を用いても構わな
い。

【０２３０】（実施の形態１３）本実施の形態１３は、
実施の形態１から１０までにおいて、Ｃ面窒化物半導体
基板を用いた場合の、割り溝形成方向とチップ形状につ
いて述べる。ただし、下記で述べる方向は、窒化物半導
体に対する方位である。

【０２３１】チップ分割の容易性を考慮した場合、割り
溝の形成方向は、＜１１−２０＞方向が好ましく、次に
＜１−１００＞方向である。前記方向から、±５°程度
までずれていても良い。前記＜１１−２０＞方向に沿っ
て割り溝を形成し、分割してできる端面は｛１−１０
０｝面である。また、前記＜１−１００＞方向に沿って
割り溝を形成し、分割してできる端面は、｛１１−２
０｝面である。

【０２３２】これらの方向の組み合わせによって形成さ
れるチップ形状は、正方形、長方形、正三角形、菱形、
平行四辺形、台形、正六角形がある。割り溝の形成方向
が、少なくとも＜１１−２０＞方向を含むように、上記
チップ形状に分割することが好ましい。例えば、割り溝
の形成方向が＜１１−２０＞方向のみで構成された、正
三角形、菱形、台形、正六角形の、チップ形状の場合、
チップ分割が容易な方向であるため、チップ分割の歩留
まりは良好である。上記チップ形状の内、長方形を選択
した場合、長方形の長辺Ｌと短辺Ｓの比が、Ｌ／Ｓ＝
１．０１〜４が好ましい。さらに好ましくは、前記長方
形の短辺の方向が＜１−１００＞方向で、長辺の方向が
＜１１−２０＞方向である。これは、チップ分割の容易
な＜１１−２０＞方向を、多く割り溝形成し、逆に、前
記方向と比べてチップ分割の困難な＜１−１００＞方向
を少なく溝形成するためである。

【０２３３】また、上記方位関係に則して、チップ分割
の困難な方向を短辺に溝形成して分割する場合、Ｌ／Ｓ
比が１よりも大きいため、てこの原理から、効率良くチ
ップ分割の困難な割り溝に力を加えることができ、チッ
プ分割を容易にすることができる。例えば、Ｌ／Ｓ比が
４の場合、通常のチップ分割時の、４倍の力で割ること
ができる。上記Ｌ／Ｓ比の上限を４にしているのは、チ
ップを発光ダイオードのステム上にパッケージする際
に、配置しにくいためである。従って、チップ分割を目
的とする場合は、Ｌ／Ｓが４よりも大きくなってもかま
わない。

【０２３４】（実施の形態１４）本実施の形態１４は、
実施の形態１から１０までにおいて、Ｍ面窒化物半導体
基板を用いた場合の、割り溝形成方向とチップ形状につ
いて述べる。ただし、下記で述べる方向は、窒化物半導
体に対する方位である。

【０２３５】チップ分割の容易性を考慮した場合、割り
溝の形成方向は、＜０００１＞方向が好ましく、次に＜
２−１−１０＞方向である。前記方向から、±５°程度
までずれていても良い。前記＜０００１＞方向に沿って
割り溝を形成し、分割してできる端面は｛２−１−１
０｝面である。また、前記＜２−１−１０＞方向に沿っ
て割り溝を形成し、分割してできる端面は、｛０００
１｝面である。

【０２３６】これらの方向の組み合わせによって形成さ
れるチップ形状は、正方形と長方形がある。

【０２３７】上記チップ形状の内、長方形を選択した場
合、長方形の長辺Ｌと短辺Ｓの比が、Ｌ／Ｓ＝１．０１
〜４が好ましい。さらに好ましくは、前記長方形の短辺
の方向が＜２−１−１０＞方向で、長辺の方向が＜００
０１＞方向である。これは、チップ分割の容易な＜００
０１＞方向を、多く割り溝形成し、逆に、前記方向と比
べてチップ分割の困難な＜２−１−１０＞方向を少なく
溝形成するためである。

【０２３８】また、上記方位関係に則して、チップ分割
の困難な方向を短辺に溝形成して分割する場合、Ｌ／Ｓ
比が１よりも大きいため、てこの原理から、効率良くチ
ップ分割の困難な割り溝に力を加えることができ、チッ
プ分割を容易にすることができる。例えば、Ｌ／Ｓ比が
４の場合、通常のチップ分割時の、４倍の力で割ること
ができる。上記Ｌ／Ｓ比の上限を４にしているのは、チ
ップを発光ダイオードのステム上にパッケージする際
に、配置しにくいためである。従って、チップ分割を目
的とする場合は、Ｌ／Ｓが４よりも大きくなってもかま
わない。

【０２３９】（実施の形態１５）本実施の形態１４は、
実施の形態１から１０までにおいて、Ｒ面窒化物半導体
基板を用いた場合の、割り溝形成方向とチップ形状につ
いて述べる。ただし、下記で述べる方向は、窒化物半導
体に対する方位である。

【０２４０】チップ分割の容易性を考慮した場合、割り
溝の形成方向は、＜０−１１１＞方向が好ましく、次に
＜２−１−１０＞方向である。前記方向から、±５°程
度までずれていても良い。前記＜０−１１１＞方向に沿
って割り溝を形成し、分割してできる端面は｛２−１−
１０｝面である。また、前記＜２−１−１０＞方向に沿
って割り溝を形成し、分割してできる端面は、｛０−１
１１｝面である。

【０２４１】これらの方向の組み合わせによって形成さ
れるチップ形状は、正方形と長方形がある。

【０２４２】上記チップ形状の内、長方形を選択した場
合、長方形の長辺Ｌと短辺Ｓの比が、Ｌ／Ｓ＝１．０１
〜４が好ましい。さらに好ましくは、前記長方形の短辺
の方向が＜２−１−１０＞方向で、長辺の方向が＜０−
１１１＞方向である。これは、チップ分割の容易な＜０
−１１１＞方向を、多く割り溝形成し、逆に、前記方向
と比べてチップ分割の困難な＜２−１−１０＞方向を少
なく溝形成するためである。

【０２４３】また、上記方位関係に則して、チップ分割
の困難な方向を短辺に溝形成して分割する場合、Ｌ／Ｓ
比が１よりも大きいため、てこの原理から、効率良くチ
ップ分割の困難な割り溝に力を加えることができ、チッ
プ分割を容易にすることができる。例えば、Ｌ／Ｓ比が
４の場合、通常のチップ分割時の、４倍の力で割ること
ができる。上記Ｌ／Ｓ比の上限を４にしているのは、チ
ップを発光ダイオードのステム上にパッケージする際
に、配置しにくいためである。従って、チップ分割を目
的とする場合は、Ｌ／Ｓが４よりも大きくなってもかま
わない。

【０２４４】（実施の形態１６）本実施の形態１４は、
実施の形態１から１０までにおいて、Ａ面窒化物半導体
基板を用いた場合の、割り溝形成方向とチップ形状につ
いて述べる。ただし、下記で述べる方向は、窒化物半導
体に対する方位である。

【０２４５】チップ分割の容易性を考慮した場合、割り
溝の形成方向は、＜０００１＞方向もしくは、＜０１−
１０＞方向から５７．６°の方向が好ましく、次に＜０
１−１０＞方向である。前記方向から、±５°程度まで
ずれていても良い。前記＜０００１＞方向に沿って割り
溝を形成し、分割してできる端面は｛０１−１０｝面で
ある。また、前記＜０１−１０＞方向から５７．６°の
方向に沿って割り溝を形成し、分割してできる端面は、
｛０１−１２｝面である。また、前記＜０１−１０＞方
向に沿って割り溝を形成し、分割してできる端面は、
｛０００１｝面である。

【０２４６】これらの方向の組み合わせによって形成さ
れるチップ形状は、正方形、長方形、三角形、平行四辺
形、台形がある。割り溝の形成方向が、少なくとも＜０
００１＞方向もしくは＜０１−１０＞方向から５７．６
°の方向を含むように、上記チップ形状に分割すること
が好ましい。

【０２４７】上記チップ形状の内、＜０００１＞方向と
＜０１−１０＞方向から５７．６°の方向を含むよう
に、三角形形状もしくは平行四辺形形状にチップ分割し
た場合、共に、チップ分割が容易な方向であるため、チ
ップ分割の歩留まりは良好である。上記チップ形状の
内、＜０１−１０＞方向と＜０１−１０＞方向から５
７．６°の方向を含むように、平行四辺形形状にチップ
分割した場合、前記平行四辺形の短辺の方向が＜０１−
１０＞方向で、長辺の方向が＜０１−１０＞方向から５
７．６°の方向である。これは、チップ分割の容易な＜
０１−１０＞方向から５７．６°の方向を、多く割り溝
形成し、逆に、前記方向と比べてチップ分割の困難な＜
０１−１０＞方向を少なく溝形成するためである。

【０２４８】また、上記チップ形状の内、長方形を選択
した場合、長方形の長辺Ｌと短辺Ｓの比が、Ｌ／Ｓ＝
１．０１〜４が好ましい。さらに好ましくは、前記長方
形の短辺の方向が＜０１−１０＞方向で、長辺の方向が
＜０００１＞方向である。これは、チップ分割の容易な
＜０００１＞方向を、多く割り溝形成し、逆に、前記方
向と比べてチップ分割の困難な＜０１−１０＞方向を少
なく溝形成するためである。また、前記長方形形状の方
位関係に則して、チップ分割の困難な方向を短辺に溝形
成して分割する場合、Ｌ／Ｓ比が１よりも大きいため、
てこの原理から、効率良くチップ分割の困難な割り溝に
力を加えることができ、チップ分割を容易にすることが
できる。例えば、Ｌ／Ｓ比が４の場合、通常のチップ分
割時の、４倍の力で割ることができる。上記Ｌ／Ｓ比の
上限を４にしているのは、チップを発光ダイオードのス
テム上にパッケージする際に、配置しにくいためであ
る。従って、チップ分割を目的とする場合は、Ｌ／Ｓが
４よりも大きくなってもかまわない。

【０２４９】（実施の形態１７）本実施の形態では、窒
化物半導体レーザ素子を用いて、該素子の端面形成とチ
ップ分割について説明する。

【０２５０】まず、ｎ型ＧａＮ基板８００の製造方法に
ついて説明する。

【０２５１】図８（ａ）は、種基板１１、ｎ型ＧａＮ基
板８００から構成されていて、ｎ型ＧａＮ基板８００
は、低温バッファ層１５、ｎ型ＧａＮ膜２１、誘電体膜
３１、塩素ドーピングされたｎ型ＧａＮ厚膜４１から構
成されている。

【０２５２】ＭＯＣＶＤ法で種基板１１上に低温バッフ
ァ層１５を５５０℃で積層する。次に、１０５０℃の成
長温度でＳｉをドーピングしながら、１μｍからなるｎ
型ＧａＮ膜２１を作製する。ｎ型ＧａＮ膜２１を作製
後、ＭＯＣＶＤ装置から、前記ウエハーを取りだし、ス
パッター法、ＣＶＤ法もしくはＥＢ蒸着法を用いて誘電
体膜３１を１００ｎｍ形成し、リソグラフィー技術で、
前記誘電体膜３１を周期的なストライプ状パターンに加
工する。前記ストライプ形状は、ｎ型ＧａＮ膜２１に対
して＜１−１００＞方向にストライプを形成して、前記
方向に対して垂直方向の＜１１−２０＞方向にストライ
プ幅５μｍ、ピッチ１０μｍの周期的ストライプ状パタ
ーンを形成した。続いて、前記ストライプ形状に加工し
た誘電体膜３１の付いたウエハーをＨＶＰＥ装置中にセ
ットし、成長温度１１００℃、Ｓｉ濃度３×１０¹⁸／ｃ
ｍ³、塩素濃度１×１０¹⁷／ｃｍ³をドーピングしなが
ら、３５０μｍの塩素ドーピングされたｎ型ＧａＮ厚膜
４１を積層する。

【０２５３】上記製造方法によってｎ型ＧａＮ厚膜４１
を形成後、ウエハーをＨＶＰＥ装置から取り出し、研磨
機で前記種基板１１を剥ぎ取り、ｎ型ＧａＮ基板８００
を作製した。ｎ型ＧａＮ基板８００は、低温バッファ層
１５を含んでいても良いし、含んでいなくとも良い。同
様に、ｎ型ＧａＮ基板８００は、誘電体膜３１を含んで
いても良いし、含んでいなくとも良い。また、窒化物半
導体レーザ素子構造を作製後に、該種基板を削除しても
よい。

【０２５４】上記ｎ型ＧａＮ基板８００の製造方法にお
いて、種基板は、Ｃ面サファイア、Ｍ面サファイア、Ａ
面サファイア、Ｒ面サファイア、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、Ｍ
ｇＯ、スピネル、Ｓｉ、Ｇｅの何れかを用いれば良い。
低温バッファ層１５は、４５０℃から６００℃の成長温
度で形成した低温ＧａＮバッファ層、低温ＡｌＮバッフ
ァ層、低温Ａｌ_xＧａ_1-xＮバッファ層（０＜ｘ＜１）、
低温Ｉｎ_yＧａ_1-yＮバッファ層（０＜ｙ≦１）の何れか
を用いれば良い。誘電体膜３１は、ＳｉＯ₂膜、ＳｉＮ_x
膜、ＴｉＯ₂膜、Ａｌ₂Ｏ₃膜の何れかであれば良い。ｎ
型ＧａＮ膜２１は、ｎ型Ａｌ_zＧａ_1-zＮ膜（０＜ｚ＜
１）で有っても良い。

【０２５５】塩素ドーピングされたｎ型ＧａＮ厚膜４１
は、塩素ドーピングされたｎ型Ａｌ _wＧａ_1-wＮ厚膜（０
＜ｗ≦１）であっても良い。塩素濃度は上記実施の形態
と同様に１×１０¹⁴／ｃｍ³以上ドーピングされていれ
ば良く、厚膜は２０μｍ以上あれば良い。

【０２５６】上記ｎ型ＧａＮ基板８００の製造方法にお
いて、特に、種基板がＳｉの場合は以下のようにして製
造する。

【０２５７】まず、ＭＯＣＶＤ法でＳｉ種基板１１（厚
み４００μｍ）上に厚み１μｍのｎ型ＡｌＧａＮ膜２１
を積層し、ＭＯＣＶＤ装置から取り出す。ただし、図８
（ａ）に示した低温バッファ層１５は、積層しない方が
よい。また、本発明者らの知見によると、前記ｎ型Ａｌ
ＧａＮ膜２１は、少なくとも１０００℃以上の高い温度
で成長し、少なくともＡｌを含む窒化物半導体膜でなけ
ればならなかった。前記条件以外だと、Ｓｉ種基板上に
窒化物半導体が膜成長しなかった。

【０２５８】次に、上記製造方法と同様に、誘電体膜３
１を形成し、リソグラフィー技術により、ストライプ状
に加工する。続いて、ＨＶＰＥ装置に前記ウエハーをセ
ットし、塩素とＳｉをドーピングしながら、ｎ型ＧａＮ
厚膜４１を形成する。塩素濃度は上記実施の形態と同様
に１×１０¹⁴／ｃｍ³以上ドーピングされていれば良
く、厚膜は２０μｍ以上あれば良い。上記製造方法と同
様の方法を必要とする種基板は、６Ｈ−ＳｉＣ種基板、
４Ｈ−ＳｉＣ種基板、３Ｃ−ＳｉＣ種基板である。

【０２５９】次に、上記ｎ型ＧａＮ基板８００を用い
て、窒化物半導体レーザ素子の製造方法について説明す
る。

【０２６０】図８（ｂ）は、窒化物半導体レーザ構造を
示しており、ｎ型ＧａＮ基板８００、ｎ型ＧａＮバッフ
ァ層８０１、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層８０２、
ｎ型ＧａＮ光ガイド層８０３、活性層８０４、ｐ型Ａｌ
_0.26Ｇａ_0.8Ｎキャリアブロック層８０５、ｐ型ＧａＮ
光ガイド層８０６、ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層８
０７、ｐ型ＧａＮコンタクト層８０８から構成されてい
る。

【０２６１】前記ｎ型ＧａＮ基板８００の塩素濃度およ
び、Ｓｉ濃度は塩素ドープｎ型ＧａＮ厚膜４１と同じで
ある。次に、ＭＯＣＶＤ装置に、前記ｎ型ＧａＮ基板８
００をセットし、１０５０℃の成長温度でｎ型ＧａＮバ
ッファ層８０１を１μｍ形成した。このｎ型ＧａＮバッ
ファ層８０１は、種基板１１からｎ型ＧａＮ基板８００
を剥ぎ取るときに生じた、ｎ型ＧａＮ基板８００の表面
歪みの緩和、表面モフォロジーや表面凹凸の改善（平坦
化）を目的に設けた層であり、無くても構わない。しか
しながら、ｎ型ＧａＮ厚膜４１に塩素をドーピングして
いる場合は、表面モフォロジーが悪化する傾向にあるた
め、本実施の形態のようにｎ型ＧａＮバッファ層８０１
を設けた方が好ましい。また、ｎ型ＧａＮバッファ層８
０１は、ｎ型Ａｌ_xＧａ_1-xＮバッファ層（０＜ｘ≦０．
３）であっても良い。

【０２６２】次に、１．０μmの厚さのn型Ａｌ_0.1Ｇａ
_0.9Ｎクラッド層８０２を成長する。さらに、厚さ0.1μ
mのｎ型ＧａＮ光ガイド層８０３を成長する。ｎ型Ｇａ
Ｎ光ガイド層８０３成長後、基板の温度を７００℃〜８
００℃程度に下げ、複数の、厚さ４ｎｍのＩｎ_0.15Ｇａ
_0.85Ｎ井戸層と厚さ１０ｎｍのＩｎ_0.26ＧａＮ障壁層よ
り構成される活性層８０４（多重量子井戸構造。本実施
の形態の活性層は、３周期の障壁層と井戸層を形成し、
その後、障壁層を成長している。）を成長する。その
際、Ｓｉをドーピングしてもよいし、ドーピングしなく
てもよい。

【０２６３】次に、基板温度を再び１０５０℃まで昇温
して、２０ｎｍの厚みのｐ型Ａｌ_{0. 2}Ｇａ_0.8Ｎよりなる
キャリアブロック層８０５を成長する。この際、Ｍｇを
ドーピングしても良いし、ドーピングしなくても良い。
また、該キャリアブロック層がなくても特に大きな支障
は生じない。

【０２６４】その後、Ｍｇをドーピングしながら0.1μm
の厚さのp型ＧａＮ光ガイド層８０６を成長する。更
に、Ｍｇをドーピングしながら０．５μmの厚さのp型Ａ
ｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎよりなるクラッド層８０７を成長する。
最後に、Ｍｇをドーピングしながら０．１μmの厚みのp
型ＧａＮよりなるコンタクト層８０８を成長した。

【０２６５】この様にして、ｐ型ＧａＮコンタクト層８
０８を成長後、ＭＯＣＶＤ装置のリアクター内を全窒素
キャリアガスとＮＨ₃に変えて、６０℃／分で温度を降
下させた。基板温度が８５０℃に達した時点で、ＮＨ₃
の供給量を停止して、５分間、前記基板温度で待機して
から、室温まで降下させた。上記基板の保持温度は６５
０℃から９００℃の間が好ましく、待機時間は、３分以
上１５分以下が好ましかった。また、降下温度の到達速
度は、３０℃／分以上が好ましい。このようにして作製
された成長膜をラマン測定によって評価した結果、前記
手法により、従来、利用されているｐ型化アニールを行
わなくとも、成長後すでにｐ型化の特性を示していた。
また、ｐ型電極形成によるコンタクト抵抗も低減してい
た。ＳＩＭＳ測定を行った結果、残留水素濃度がｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層８０８最表面近傍で３×１０¹⁸／ｃｍ
³以下であった。

【０２６６】発明者らによる実験によると、成長膜を形
成後、ＮＨ₃雰囲気中で基板温度を室温まで降下させた
とき、残留水素濃度が成長膜最表面近傍で高かったこと
から、成長膜最表面近傍の残留水素濃度は、成長終了後
のＮＨ₃雰囲気が原因であると考えられる。この残留水
素は、ｐ型化不純物であるＭｇの活性化を妨げることが
知られている。前記残留水素濃度は、５×１０¹⁹／ｃｍ
³以下が好ましい。

【０２６７】この様にｐ型ＧａＮコンタクト層８０８成
長後に、キャリアガスをＮ₂で置換し、ＮＨ₃の供給量を
停止して所定の時間、成長温度を保持することによっ
て、ｐ型化を促し、成長膜最表面近傍の残留水素濃度を
下げ、コンタクト抵抗を低減できた。また、ｐ型電極形
成によるコンタクト抵抗をさらに低減する方法として、
成長膜最表面（ｐ型層の最表面）近傍をエッチングによ
り除去し、その除去面にｐ型電極を形成すると良い。成
長膜最表面（ｐ型層の最表面）を除去する層厚は、１０
ｎｍ以上が好ましく、特に上限値はないが、除去面近傍
の残留水素濃度が５×１０¹⁹／ｃｍ³以下になることが
好ましい。

【０２６８】本実施の形態の活性層８０４は、３周期か
らなる多重量子井戸構造を作製したが、その他の周期構
造でも良く、井戸層のみの単一量子井戸構造でも良い。
活性層はＩｎ_yＧａ_1-yＮ（０＜ｙ≦１）から構成されて
いれば良く、所望のレーザ発振波長に応じてＩｎ組成を
変化させればよい。

【０２６９】ｐ型ＧａＮコンタクト層８０８のｐ型不純
物濃度は、ｐ型電極の形成位置に向かって、ｐ型不純物
濃度を多くした方が好ましい。このことによりｐ型電極
形成によるコンタクト抵抗が低減する。また、ｐ型化不
純物であるＭｇの活性化を妨げているｐ層中の残留水素
を除去するために、ｐ型層成長中に微量の酸素を混入さ
せてもよい。

【０２７０】以下に、上記窒化物半導体レーザ素子を形
成したウエハーのチップ分割について図８（ｃ）、
（ｄ）及び図９（ａ）、（ｂ）で説明する。ここで、結
晶成長側とは、基板側に対する反対側を指すものとす
る。

【０２７１】まず、上記ウエハーのＧａＮ基板側を研磨
機により研磨して、塩素ドーピングされたＧａＮ基板の
厚さを１００μｍにし、鏡面出しをする。次に、フッ酸
もしくは熱燐酸を含む硫酸からなる混合溶液で、前記ウ
エハーをエッチング処理する。このエッチング処理は、
研磨によって生じた表面歪み及び酸化膜を除去し、ｐ
型、ｎ型電極のコンタクト抵抗の低減と電極剥離を防止
するために行う。

【０２７２】次に、反応性イオンエッチング装置を用い
て、p型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層８０７をｐ型Ｇａ
Ｎ光ガイド層８０６の手前まで掘り下げて、リッジスト
ライプ構造を形成して（リッジ部８２０）、屈折率導波
型レーザダイオードを作製する。リッジのストライプ方
向は、窒化物半導体の＜１−１００＞方向に形成した
（図９（ａ）、（ｂ））。

【０２７３】次に、実施の形態４と同様に、結晶成長側
の面（ｐ型ＧａＮコンタクト層）に、反応性イオンエッ
チング法を用いて、割り溝の底部が活性層８０４の形成
位置よりも下方にくるように、深さ１μｍ、線幅１０μ
ｍ、ピッチ３００μｍの第２の割り溝８１３を形成した
（図９（ａ））。前記第２の割り溝は、ストライプ方向
と同方向の＜１−１００＞方向に沿って形成された。

【０２７４】次に、ＳｉＯ₂絶縁膜８０９を蒸着し、リ
ッジ部８２０のｐ型ＧａＮコンタクト層８０８の最表面
を露出させ、該露出部分（２μm幅）を被覆するよう
に、Ｐｄ（１０ｎｍ）／Ｍｏ（１０ｎｍ）／Ａｕ（１５
０ｎｍ）を順に蒸着させてｐ型電極８１０を形成する。
前記ｐ型電極８１０を形成した後、微量の酸素を導入し
ながら、４５０℃のＮ₂雰囲気中でアニールを行った。
このことにより、ｐ型電極形成によるコンタクト抵抗の
低抵抗化が得られた。

【０２７５】続いて、ウエハーを裏返しにして、ＧａＮ
基板側に、Ｔｉ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）によ
るｎ型電極８１１を、リソグラフィー技術でパターン形
成する。パターン形成するのは、ＧａＮ基板側から第２
の割り溝８１３の形成位置を確認するためである。

【０２７６】次に、結晶成長側の面に粘着シートを貼付
し、ダイサーのテーブル上にＧａＮ基板側を上にして張
り付け、真空チャックで固定する。割り溝の形成位置を
図９（ｂ）に示す。固定後、ダイサーで、ＧａＮ基板側
の面上に、ピッチ３００μｍ、深さ２０μｍ、線幅５０
μｍの第１の割り溝８１２を形成する。ただし、第１の
割り溝８１２の形成位置は、前記第２の割り溝８１３の
線幅ほぼ中央に第１の割り溝８１２の線幅のほぼ中央が
一致するようにし、割り溝方向は、窒化物半導体に対し
て＜１−１００＞方向である。

【０２７７】次に、第１の割り溝８１２の方向に対して
垂直の＜１１−２０＞方向に、ピッチ５００μｍ、深さ
２０μｍ、線幅３０μｍの第１の割り溝８１４を、ダイ
シングで形成する。

【０２７８】ダイシング後、ウエハーをダイサー装置か
ら取りだし、続いて、スクライバーのテーブル上にＧａ
Ｎ基板側を上にして張り付け、真空チャックで固定す
る。固定後、スクライバーのダイヤモンド針で、第１の
割り溝８１４底部上のほぼ中央線に沿って、ピッチ５０
０μｍ、深さ３μｍ、線幅５μｍで一回スクライブす
る。この様にして第3の割り溝８１５を形成する。ただ
し、前記スクライブの方向は、窒化物半導体に対して＜
１１−２０＞方向である。

【０２７９】スクライブ後、真空チャックを解放し、ウ
エハーをテーブルから外し取り、ブレーキング装置で軽
くＧａＮ基板側から第３の割り溝８１５に沿ってへき開
し、レーザ素子のミラー端面を形成する（図８
（ｃ））。続いて、第１の割り溝８１２の方向に沿って
上記同様に、チップ分割を行う（図８（ｄ））。

【０２８０】このようにして、２インチφのウエハーか
らレーザ素子チップを多数得た。チップのミラー端面や
切断面にクラック、チッピング等が発生しておらず、外
形不良の無い物を取り出した所、歩留まりは９５％以上
であった。

【０２８１】レーザ素子のミラー端面をへき開で形成す
る場合は、本実施の形態のように、窒化物半導体のへき
開面である｛１−１００｝面をミラー端面にするよう
に、＜１１−２０＞方向に沿って割り溝を形成するのが
望ましい。また、実施の形態２、７のように、結晶成長
側の面に割り溝を形成せずに、基板側のみに割り溝を形
成すると、活性層付近のミラー端面をより一層急峻にす
ることができる。

【０２８２】また、実施の形態１１でかつ実施の形態２
の分割方法、あるいは実施の形態１１でかつ実施の形態
７の分割方法を用いても良い。

【０２８３】一方、レーザ素子のミラー端面をエッチン
グで形成する場合は、実施の形態４、５、９、１０また
は１２の手法で形成することが望ましい。何故ならば、
ミラー端面形成とチップ分割のための割り溝形成を同時
に形成することができるからである。

【０２８４】レーザ素子のミラー端面形成を除くチップ
分割を行う場合は、実施の形態1から実施の形態１２の
何れかを用いれば良い。

【０２８５】本実施の形態で得られる効果は上記実施の
形態と同様である。

【０２８６】また、本実施の形態では基板側から、ｎ型
層、発光層、p型層の順に結晶成長したが、逆にｐ型
層、発光層、ｎ型層の順に結晶成長させても良い。以上
により、窒化物半導体レーザ素子のミラー端面形成とチ
ップ分割が歩留まり良く得ることができる。

【０２８７】

【発明の効果】窒化物半導体を基板とする光を発する活
性層を含む窒化物半導体ウエハーをチップ状に分割する
際に、切断面、界面のクラック、チッピングの発生を防
止し、窒化物半導体の結晶性を損なうことなく優れた発
光性能を有する窒化物半導体チップを得ると共に、歩留
良く所望の形とサイズに切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）実施の形態１で示したチップ分割のため
の割り溝形成の図である。（ｂ）実施の形態１で示した
第1の割り溝形成（基板側）の図である。（ｃ）実施の
形態１で示した欠け溝の形成の一例である。

【図２】実施の形態２で示したチップ分割のための割り
溝形成の図である。

【図３】実施の形態３で示したチップ分割のための割り
溝形成の図である。

【図４】実施の形態４で示したチップ分割のための割り
溝形成の図である。

【図５】実施の形態５で示したチップ分割のための割り
溝形成の図である。

【図６】（ａ）実施の形態１１で示した窒化物半導体発
光ダイオードの構成図である。（ｂ）実施の形態１１で
示したチップ分割のための割り溝形成の図である。
（ｃ）実施の形態１１で示した窒化物半導体発光ダイオ
ードのチップである。

【図７】（ａ）実施の形態１２で示したチップ分割のた
めの割り溝形成の図である。（ｂ）実施の形態１２で示
した窒化物半導体発光ダイオードのチップである。

【図８】（ａ）実施の形態１７で示したｎ型ＧａＮ基板
の製造方法である。（ｂ）実施の形態１７で示した窒化
物半導体レーザの構成図である。（ｃ）実施の形態１７
で示した窒化物半導体レーザチップの｛１−１００｝断
面図である。

【図９】（ａ）実施の形態１７で示した窒化物半導体レ
ーザチップの｛１１−２０｝断面図である。（ｂ）実施
の形態１７で示した窒化物半導体レーザの、ウエハーの
表面図と裏面図である。

【符号の説明】

１０ サファイア種基板 １１ 種基板 １５ 低温バッファ層 ２０、２１ ｎ型ＧａＮ膜 ３０、３１ 誘電体膜 ４０、４１ 塩素ドーピングされたｎ型ＧａＮ厚膜 ６００、７００ 窒化物半導体膜 １００、２００、３００、４００、５００、８００ ｎ
型ＧａＮ基板 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７
０２ ｎ型Ａｌ_x1Ｇａ_{1- x1}Ｎクラッド層 １０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７
０３、８０４ 活性層 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７
０４ ｐ型Ａｌ_x2Ｇａ_{1- x2}Ｎクラッド層 １０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７
０６、８１１ ｎ型電極 １０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７、７
０７、８１０ ｐ型電極 １０８、２０８、３０８、４０８、５０８、６０８、７
０８ 第１の割り溝 １０９、３１０、４０９、５０９、６０９、７０９ 第
２の割り溝 ２０９、３０９ 第３の割り溝 ８０２ ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層 ８０３ ｎ型ＧａＮ光ガイド層 ８０５ ｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎキャリアブロック層 ８０６ ｐ型ＧａＮ光ガイド層 ８０７ ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層 ８０８ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ８０９ ＳｉＯ₂絶縁膜 ８１２ 第１の割り溝 ８１３ 第２の割り溝 ８１４ 第１の割り溝 ８１５ 第３の割り溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA41 CA04 CA05 CA34 CA40 CA46 CA48 CA49 CA53 CA54 CA57 CA65 CA74 CA75 CA76 CA77 CA82 CA92 5F073 AA13 AA73 AA74 CA07 CB02 CB05 CB07 CB17 CB19 CB22 DA05 DA22 DA24 DA25 DA32 DA34 EA07

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、ｐ型層とｎ型層によって挟ま
   れた活性層を有する多層構造からなる窒化物半導体層を
   積層したウエハーを窒化物半導体チップに分割する製造
   方法であって、前記ウエハーに、幅広の第１の割り溝を
   所望のチップ形状に形成する工程と、前記ウエハーに幅
   狭の第２の割り溝もしくは欠け溝を所望のチップ形状で
   形成する工程と、前記幅広の第１の割り溝または第２の
   幅狭の割り溝もしくは欠け溝を用いて窒化物半導体結晶
   で構成された領域をチップ分割する工程とからなること
   を特徴とする窒化物半導体チップの製造方法。
2. 【請求項２】 前記ウエハーの一方の面上に前記幅広の
   第１の割り溝を所望のチップ形状に形成し、前記ウエハ
   ーの他方の面上に幅狭の第２の割り溝もしくは欠け溝を
   所望のチップ形状で形成することを特徴とする前記請求
   項１に記載の窒化物半導体チップの製造方法。
3. 【請求項３】 前記幅広の第１の割り溝を基板側に形成
   し、前記幅狭の第２の割り溝もしくは欠け溝を結晶成長
   側に形成し、前記幅狭の割り溝の方からチップ分割する
   ことを特徴とする前記請求項2に記載の窒化物半導体チ
   ップの製造方法。
4. 【請求項４】 前記幅広の第１の割り溝と、前記幅狭の
   第２の割り溝もしくは欠け溝を前記ウエハーの一方の面
   側に形成することを特徴とする前記請求項１に記載の窒
   化物半導体チップの製造方法。
5. 【請求項５】 前記幅広の第１の割り溝の中に、幅狭の
   第３の割り溝もしくは欠け溝を形成することを特徴とす
   る前記請求項１乃至４のいずれかに記載の窒化物半導体
   チップの製造方法。
6. 【請求項６】 窒化物半導体以外の種基板上に、窒化物
   半導体厚膜を積層し、その上に、ｐ型層とｎ型層によっ
   て挟まれた活性層を有する多層構造からなる窒化物半導
   体層を積層した窒化物半導体をチップに分割する製造方
   法であって、前記種基板面側から前記窒化物半導体厚膜
   と種基板との界面もしくは該界面よりも深く割り溝底部
   が達する第１の割り溝を所望のチップ形状に形成する第
   １工程と、前記窒化物半導体面側から、前記第１の割り
   溝と相対向する位置に、第２の割り溝を形成する第２工
   程と、前記第１の割り溝または第２の割り溝を用いて窒
   化物半導体層で構成された領域をチップ分割する工程と
   からなることを特徴とする窒化物半導体チップの製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記第１の割り溝底部と前記第２の割り
   溝底部または第３の割り溝底部との距離が１５０μｍ以
   下にする工程を具備することを特徴とする請求項２又は
   ３又は５又は６に記載の窒化物半導体チップの製造方
   法。
8. 【請求項８】 前記第２の割り溝底部の形成位置を、前
   記ウエハーの活性層位置よりも深く形成する工程を具備
   することを特徴とする請求項３又は６に記載の窒化物半
   導体チップの製造方法。
9. 【請求項９】 前記第２の割り溝底部を前記ウエハーの
   窒化物半導体層と窒化物半導体基板の界面に、もしくは
   前記ウエハーの窒化物半導体層と窒化物半導体厚膜との
   界面に達する深さに形成する工程、あるいは、前記第２
   の割り溝底部を前記界面よりも深く形成する工程を具備
   することを特徴とする請求項３又は６に記載の窒化物半
   導体チップの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第１の割り溝、第２の割り溝、第
    ３の割り溝の、溝形成方向が、窒化物半導体層の、＜１
    １−２０＞方向、＜１−１００＞方向、＜０００１＞方
    向、＜０−１１１＞方向、＜０１−１０＞方向から５
    ７．６°の方向の、何れかであることを特徴とする請求
    項１乃至９のいずれかに記載の窒化物半導体チップの製
    造方法。
11. 【請求項１１】 上記チップ分割によって分割されたと
    きの端面が、窒化物半導体層の｛１−１００｝面、｛１
    １−２０｝面、｛０００１｝面、｛０−１１１｝面、
    ｛０１―１２｝面の何れかであることを特徴とする請求
    項１乃至９のいずれかに記載の窒化物半導体チップの製
    造方法。
12. 【請求項１２】 窒化物半導体発光ダイオードの所望の
    チップ形状が長方形であって、該長方形の長辺をＬ、短
    辺をＳとするとき、前記長辺Ｌと短辺Ｓの、方向の組み
    合わせが窒化物半導体結晶に関して、Ｌ＝＜１１−２０
    ＞方向でＳ＝＜１−１００＞方向、Ｌ＝＜０００１＞方
    向でＳ＝＜２−１−１０＞方向、Ｌ＝＜０−１１１＞方
    向でＳ＝＜２−１−１０＞方向、Ｌ＝＜０００１＞方向
    でＳ＝＜０１−１０＞方向、の何れかの組み合わせであ
    ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の
    窒化物半導体チップの製造方法。
13. 【請求項１３】 窒化物半導体発光ダイオードの所望の
    チップ形状が長方形であって、該長方形の長辺をＬ、短
    辺をＳとするとき、長辺と短辺との比（Ｌ／Ｓ）が１．
    ０１以上４以下であることを特徴とする請求項１２記載
    の窒化物半導体チップの製造方法。