発光素子の製造方法
【課題】サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することができる発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】この発光素子の製造方法は、III−V族化合物半導体層１７が表面２ａに形成されたサファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１を照射することにより、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する工程と、その後に、基板２の裏面２ｂに光反射層を形成する工程と、その後に、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂を基板２の厚さ方向に伸展させることにより、基板２、半導体層１７及び光反射層を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って切断し、発光素子を製造する工程と、を備える。
【解決手段】この発光素子の製造方法は、III−V族化合物半導体層１７が表面２ａに形成されたサファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１を照射することにより、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する工程と、その後に、基板２の裏面２ｂに光反射層を形成する工程と、その後に、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂を基板２の厚さ方向に伸展させることにより、基板２、半導体層１７及び光反射層を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って切断し、発光素子を製造する工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア基板の表面にIII−V族化合物半導体層が形成されたウェハを切断して発光素子を製造する方法として、次のようなものが知られている。すなわち、サファイア基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成し、その改質領域を起点としてサファイア基板及びIII−V族化合物半導体層を切断する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６６７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような発光素子においては、発光効率を高めるために、サファイア基板の裏面に光反射層が形成される場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することができる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発光素子の製造方法は、III−V族化合物半導体層が表面に形成されたサファイア基板の内部に集光点を合わせて、サファイア基板の裏面をレーザ光入射面として、所定の切断予定ラインに沿って第１のレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成する第２の工程と、第２の工程の後に、サファイア基板の裏面に光反射層を形成する第３の工程と、第３の工程の後に、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることにより、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断し、発光素子を製造する第４の工程と、を備える。
【０００７】
この発光素子の製造方法では、サファイア基板の裏面に光反射層を形成する前に、サファイア基板の裏面をレーザ光入射面として第１のレーザ光を照射することにより、サファイア基板の内部に改質領域を形成する。これにより、第１のレーザ光の集光が光反射層によって阻害されないので、サファイア基板の内部に所望の改質領域を形成することができる。しかも、サファイア基板の裏面をレーザ光入射面とするため、第１のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制することができる。更に、サファイア基板の内部に改質領域を形成するため、サファイア基板の裏面に所望の光反射層を形成することができる。以上のように、この発光素子の製造方法によれば、所望のIII−V族化合物半導体層及び光反射層が形成されたサファイア基板を所望の改質領域を起点として切断することができるので、サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することが可能となる。なお、サファイア基板の内部とは、III−V族化合物半導体層が形成されているサファイア基板の表面上をも含む意味である。また、発光素子の製造方法は、第２の工程の前に、サファイア基板の表面にIII−V族化合物半導体層を形成する第１の工程を更に備えてもよい。
【０００８】
また、第２の工程では、第４の工程においてサファイア基板の厚さ方向に伸展させられる亀裂が少なくともサファイア基板の表面に予め到達するように、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成してもよい。この場合、第４の工程において、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断することが容易となり、特に、III−V族化合物半導体層の切断精度を向上させることができる。
【０００９】
或いは、第２の工程では、第４の工程においてサファイア基板の厚さ方向に伸展させられる亀裂がサファイア基板の裏面に予め到達するように、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成してもよい。この場合、第４の工程において、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断することが容易となり、特に、光反射層の切断精度を向上させることができる。
【００１０】
また、第４の工程では、光反射層の側から切断予定ラインに沿ってナイフエッジを押し当てることにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させてもよい。この場合、ナイフエッジの押し当てによってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制しつつ、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って容易に切断することができる。
【００１１】
また、発光素子の製造方法は、第３の工程の後かつ第４の工程の前に、光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を光反射層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、第４の工程では、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断してもよい。或いは、第４の工程では、光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を光反射層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させてもよい。これらの場合、第２のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることができる。
【００１２】
また、発光素子の製造方法は、第３の工程の後かつ第４の工程の前に、サファイア基板の内部に集光点を合わせて、III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光をIII−V族化合物半導体層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、第４の工程では、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断してもよい。或いは、第４の工程では、サファイア基板の内部に集光点を合わせて、III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光をIII−V族化合物半導体層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させてもよい。これらの場合、第３のレーザ光がIII−V族化合物半導体層に対して透過性を有しているため、第３のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることができる。
【００１３】
このとき、切断予定ラインの交差部分のみにおいて、第３のレーザ光をIII−V族化合物半導体層の側から切断予定ラインに沿って照射してもよい。この場合、第３のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのをより一層抑制しつつ、切断精度が要求される切断予定ラインの交差部分において、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図２】改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。
【図３】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図５】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。
【図６】図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の発光素子の製造方法において加工対象となるサファイア基板の斜視図である。
【図８】図７のサファイア基板の平面図である。
【図９】図８のサファイア基板にIII−V族化合物半導体層が形成された状態でのウェハの部分断面図である。
【図１０】図９のサファイア基板に保護テープが貼り付けられた状態でのウェハの部分断面図である。
【図１１】図１０のIII−V族化合物半導体層に凹部が形成された状態でのウェハの部分断面図である。
【図１２】図１１のIII−V族化合物半導体層に電極が形成された状態でのウェハの部分平面図である。
【図１３】図１２のサファイア基板に改質領域が形成されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１４】図１３のサファイア基板に光反射層が形成された状態でのウェハの部分断面図である。
【図１５】図１４のウェハが切断されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１６】図１５のウェハが発光素子に切断された状態での発光素子の断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の発光素子の製造方法においてサファイア基板に改質領域が形成されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態の発光素子の製造方法においてサファイア基板に改質領域が形成されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態の発光素子の製造方法において亀裂が伸展させられている状態でのウェハの部分断面図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態の発光素子の製造方法において亀裂が伸展させられている状態でのウェハの部分断面図である。
【図２１】図２０のウェハの部分平面図である。
【図２２】発光素子の製造方法の変形例を説明するためのウェハの部分断面図である。
【図２３】発光素子の製造方法の別の変形例を説明するためのウェハの部分断面図である。
【図２４】基板の裏面を研磨する方法の一例を示すウェハの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
本実施形態の発光素子の製造方法は、サファイア基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成する工程を備えている。そこで、まず、サファイア基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
【００１９】
このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。
【００２０】
加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。
【００２１】
なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。
【００２２】
ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。
【００２３】
ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。
【００２４】
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えばシリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ３又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。
【００２５】
また、改質領域７は、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。
【００２６】
この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
［第１の実施形態］
【００２７】
第１の実施形態では、以下のように、発光素子として発光ダイオードを製造する。まず、図７及び図８に示すように、サファイア基板２を準備する。サファイア基板２は、Ｃ面を表面２ａ及び裏面２ｂとする円板状の単結晶サファイア基板である。サファイア基板２のＭ面は、オリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という）１９に略垂直となっており、サファイア基板２のＡ面は、ＯＦ１９に略平行となっている。
【００２８】
続いて、図９に示すように、サファイア基板２の表面２ａにIII−V族化合物半導体層（以下、単に「半導体層」という）１７を形成する。半導体層１７は、サファイア基板２の表面２ａ上に積層された第１導電型半導体層であるｎ型半導体層１７ａ、及びｎ型半導体層１７ａ上に積層された第２導電型半導体層であるｐ型半導体層１７ｂを有している。ｎ型半導体層１７ａ及びｐ型半導体層１７ｂは、例えばＧａＮ等の窒化物半導体（III−V族化合物半導体）からなり、互いにｐｎ接合されている。
【００２９】
なお、ｎ型半導体層１７ａ及びｐ型半導体層１７ｂにおいて発生した熱を効率良く放熱させるべく、サファイア基板２の厚さは、５０μｍ〜２００μｍ、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍとされている。また、ｎ型半導体層１７ａの厚さは、例えば６μｍであり、ｐ型半導体層１７ｂの厚さは、例えば１μｍである。
【００３０】
続いて、図１０に示すように、サファイア基板２の裏面２ｂに保護テープ２３を貼り付ける。そして、図１１に示すように、切断予定ライン５ａ，５ｂ（図８参照）によって画定される領域ごとにｐ型半導体層１７ｂがアイランド状に残るように半導体層１７をエッチングすることにより、凹部２５を形成する。このとき、凹部２５の底面をｎ型半導体層１７ａの途中に位置させる。
【００３１】
なお、エッチング方法にはウェットエッチング及びドライエッチングがあるが、凹部２５を形成する際にはそのいずれを用いてもよい。ウェットエッチングとしては例えばリン酸及び硫酸の混酸によるエッチングがある。また、ドライエッチングとしては例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢ）、イオンミリング等がある。また、エッチング以外の方法で凹部２５を形成してもよい。
【００３２】
また、切断予定ライン５ａ，５ｂは、図８に示すように、サファイア基板２に対して、例えば２ｍｍ間隔の格子状に設定される。切断予定ライン５ａは、サファイア基板２のＭ面に沿うように複数本設定され、切断予定ライン５ｂは、サファイア基板２のＡ面に沿うように複数本設定される。ここで、Ｍ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａとは、切断予定ライン５ａがＭ面に平行な場合だけでなく、Ｍ面に対して±１０°の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、Ａ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂとは、切断予定ライン５ｂがＡ面に平行な場合だけでなく、Ａ面に対して±１０°の範囲内で傾斜している場合も含む。
【００３３】
続いて、図１２に示すように、凹部２５の底面（すなわち、エッチングにより露出したｎ型半導体層１７ａの表面）に電極１８ａを形成し、アイランド状に残されたｐ型半導体層１７ｂの表面に電極１８ｂを形成する。これにより、ｎ型半導体層１７ａと電極１８ａとを電気的に接続し、ｐ型半導体層１７ｂと電極１８ｂとを電気的に接続する。
【００３４】
続いて、図１３に示すように、半導体層１７を覆うように半導体層１７に保護テープ２４を貼り付け、サファイア基板２の裏面２ｂから保護テープ２３を取り除く。この状態で、上述したレーザ加工装置１００を用いて、次のように、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。
【００３５】
すなわち、図１３（ａ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ｂに沿って、パルスレーザ光であるレーザ光（第１のレーザ光）Ｌ１を照射する。ここでは、支持台１０７の移動によって、後述する第１の相対速度よりも遅い第２の相対速度で切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させる。
【００３６】
このレーザ光Ｌ１の照射によって、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ｂを形成する。改質領域７ｂとしては、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。
【００３７】
なお、１パルスのレーザ光Ｌ１の照射によって改質部分が形成されるが、後述する第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を切断予定ライン５ｂに沿って並ばせることにより、改質領域７ｂを形成する。第２の形成ピッチは、第２の相対速度をレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数で除した値となる。例えば、第２の相対速度を６００ｍｍ／秒とし、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を１００ｋＨｚとすれば、第２の形成ピッチは６μｍ（＝６００ｍｍ／秒÷１００ｋＨｚ）となる。
【００３８】
続いて、図１３（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。ここでは、支持台１０７の移動によって、第１の相対速度で切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させる。
【００３９】
このレーザ光Ｌ１の照射によって、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａを形成する。改質領域７ｂとしては、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。
【００４０】
なお、１パルスのレーザ光Ｌ１の照射によって改質部分が形成されるが、第１の形成ピッチで複数の改質部分を切断予定ライン５ａに沿って並ばせることにより、改質領域７ａを形成する。第１の形成ピッチは、第１の相対速度をレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数で除した値となる。例えば、第１の相対速度を１０００ｍｍ／秒とし、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を１００ｋＨｚとすれば、第１の形成ピッチは１０μｍ（＝１０００ｍｍ／秒÷１００ｋＨｚ）となる。
【００４１】
続いて、図１４に示すように、保護テープ２４が半導体層１７に貼り付けられた状態でサファイア基板２を反射膜形成装置に搬送し、改質領域７ａ，７ｂが内部に形成されたサファイア基板２の裏面２ｂに、光反射層２１を形成する。光反射層２１は、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜、及び当該ＤＢＲ膜の外側に形成された金属膜を含んでおり、レーザ光Ｌ１を殆ど透過しない（若しくは反射する）。この光反射層２１は、製造された発光ダイオードの発光効率を高めるためのものである。なお、保護テープ２４を他の保護テープ（若しくは、保護部材）に貼り換えて、他の保護テープ（若しくは、保護部材）が半導体層１７に貼り付けられた状態でサファイア基板２を反射膜形成装置に搬送してもよい。この場合、他の保護テープ（若しくは、保護部材）は、耐熱性を有することが望ましい。
【００４２】
続いて、図１５に示すように、光反射層２１を覆うように光反射層２１にエキスパンドテープ２９を貼り付け、半導体層１７から保護テープ２４を取り除く。この状態で、次のように、サファイア基板２、半導体層１７及び光反射層２１（以下、「サファイア基板２等」という）を切断する。
【００４３】
すなわち、図１５（ａ）に示すように、光反射層２１の側からエキスパンドテープ２９を介して切断予定ライン５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てることにより、改質領域７ｂを起点として発生した亀裂２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。これにより、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って、サファイア基板２等をストライプ状に切断する。
【００４４】
続いて、図１５（ｂ）に示すように、光反射層２１の側からエキスパンドテープ２９を介して切断予定ライン５ａに沿ってナイフエッジ２８を押し当てることにより、改質領域７ａを起点として発生した亀裂２６ａをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。これにより、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って、サファイア基板２等をチップ状に切断する。
【００４５】
なお、第１の実施形態では、亀裂２６ａ，２６ｂは、サファイア基板２等をナイフエッジ２８の押し当てによって切断する直前までは、サファイア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂには到達していない。ただし、亀裂２６ａ，２６ｂは、サファイア基板２等をナイフエッジ２８の押し当てによって切断する直前までに、改質領域７ａ，７ｂを起点としてサファイア基板２の内部に発生している場合も、発生していない場合もある。
【００４６】
続いて、図１６に示すように、エキスパンドテープ２９を拡張させることにより、サファイア基板２等がチップ状に切断されることで形成された複数の発光ダイオード３１を互いに離間させる。各発光ダイオード３１は、サファイア基板２、ｐｎ接合されたｎ型半導体層１７ａ及びｐ型半導体層１７ｂ、ｎ型半導体層１７ａと電気的に接続された電極１８ａ、ｐ型半導体層１７ｂと電気的に接続された電極１８ｂ、並びに光反射層２１を有している。
【００４７】
以上説明したように、第１の実施形態の発光素子の製造方法では、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１を形成する前に、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面としてレーザ光Ｌ１を照射することにより、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。これにより、レーザ光Ｌ１の集光が光反射層２１によって阻害されないので、サファイア基板２の内部に所望の改質領域７ａ，７ｂを形成することができる。しかも、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面とするため、レーザ光Ｌ１の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制することができる。更に、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成するため、サファイア基板２の裏面２ｂに所望の光反射層２１を形成することができる。このように、第１の実施形態の発光素子の製造方法によれば、所望の半導体層１７及び光反射層２１が形成されたサファイア基板２を所望の改質領域７ａ，７ｂを起点として切断することができるので、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１が形成された発光ダイオード３１を歩留まり良く製造することが可能となる。
【００４８】
また、サファイア基板２等を切断する際には、光反射層２１の側から切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てることにより、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。これにより、ナイフエッジ２８の押し当てによって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制しつつ、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って容易に切断することができる。
【００４９】
また、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに対しては、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成し、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を形成する。このように改質部分を形成することで、切断予定ライン５ａに沿って形成された改質領域７ａから発生する亀裂２６ａ、及び切断予定ライン５ｂに沿って形成された改質領域７ｂから発生する亀裂２６ｂの両方について、それらの蛇行が抑制される。
【００５０】
これは、切断予定ライン５ｂに対して、切断予定ライン５ａに対してと同様に、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成すると、切断予定ライン５ｂに沿って形成された改質領域７ｂから発生する亀裂２６ｂの蛇行が大きくなる傾向があるとの知見に基づくものである。その理由としては、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってのほうが、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってよりも、劈開し難い（すなわち、大きな切断力を要する）ためと考えられる。
【００５１】
また、改質領域７ａ，７ｂを形成する際には、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って改質領域７ｂを形成した後に、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って改質領域７ａを形成する。上述したように、Ａ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで、より精度良く複数の改質部分を形成することが望ましい。従って、改質領域７ａを形成する前に改質領域７ｂを形成することで、改質領域７ｂの形成時に、切断予定ライン５ｂが切断予定ライン５ａと交差する部分において、改質領域７ｂを形成するためのレーザ光Ｌ１の照射が改質領域７ａによって阻害されるのを防止することができる。これにより、切断予定ライン５ｂに沿って形成された改質領域７ｂから発生する亀裂２６ｂの蛇行をより効果的に抑制することができる。
【００５２】
また、レーザ光Ｌ１を照射する際には、第１の相対速度で切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させ、第１の相対速度よりも遅い第２の相対速度で切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、第１の形成ピッチ、及び第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチの調節を容易にかつ正確に行うことができる。
【００５３】
また、サファイア基板２等を切断する際には、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等をストライプ状に切断した後に、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等をチップ状に切断する。これにより、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断するのに要する力を軽減し、切断予定ライン５ｂに沿ったサファイア基板２等の切断精度を向上させることができる。これは、Ｍ面に沿うように形成された改質領域７ａを切断の起点とする場合に比べ、Ａ面に沿うように形成された改質領域７ｂを切断の起点とする場合のほうが、大きな切断力を要する（切断するのに要する力が大きくなる）との知見に基づくものである。また、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等が切断されていない状態で切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断する場合に比べ、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等が切断されている状態で切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断する場合のほうが、大きな切断力を要するからである。
【００５４】
なお、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等をストライプ状に切断した後に、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等をチップ状に切断することが好ましい場合がある。切断予定ライン５ａに対しては、第２の形成ピッチよりも広い第１の形成ピッチで複数の改質部分が形成されているため、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等が切断されている状態で切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等を切断すると、切断予定ライン５ａに沿ったサファイア基板２等の切断精度が低下する場合がある。これに対し、切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分が形成されているため、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等が切断されている状態で切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断しても、切断予定ライン５ｂに沿ったサファイア基板２等の切断精度の低下が抑制される場合がある。そこで、改質領域７ｂを起点としてサファイア基板２等を切断する前に、改質領域７ａを起点としてサファイア基板２等を切断することで、切断予定ライン５ｂに沿ったサファイア基板２等の切断精度の低下を抑制しつつ、切断予定ライン５ａに沿ったサファイア基板２等の切断精度を向上させることができる。
［第２の実施形態］
【００５５】
第２の実施形態の発光素子の製造方法は、レーザ光Ｌ１の照射によって改質領域７ａ，７ｂを形成すると共に亀裂２６ａ，２６ｂを少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達させる点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００５６】
すなわち、図１７（ａ）に示すように、サファイア基板２の表面２ａに半導体層１７を形成した後に、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件（サファイア基板２の表面２ａから集光点Ｐ１までの距離等）を調節することにより、亀裂２６ｂが少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達するように、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ｂを形成する。
【００５７】
続いて、図１７（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件を調節することにより、亀裂２６ａが少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達するように、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａを形成する。
【００５８】
なお、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに対しては、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成し、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を形成する点等は、第１の実施形態と同様である。また、改質領域７ａ，７ｂの形成時に発生する亀裂２６ａ，２６ｂは、第１の実施形態で述べたように、サファイア基板２等を切断する際に、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられるものである。この亀裂２６ａ，２６ｂは、改質領域７ａ，７ｂの形成時に、少なくともサファイア基板２の表面２ａに到達すればよいので、改質領域７ａ，７ｂの形成時に、半導体層１７の内部に到達してもよいし、半導体層１７の外表面に到達してもよい。
【００５９】
以上説明したように、第２の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第２の実施形態の発光素子の製造方法では、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられる亀裂２６ａ，２６ｂが少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達するように、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。これにより、例えば、光反射層２１の側から切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てたときに、亀裂２６ａ，２６ｂが開かれるようにしてサファイア基板２の裏面２ｂの側に伸展し易くなるため、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って容易に（比較的小さな力で）切断することができる。更に、亀裂２６ａ，２６ｂを少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達させることで、半導体層１７の切断精度を向上させることができる。
【００６０】
また、光反射層２１を形成する際には、真空蒸着等のための加熱炉内にサファイア基板２が配置されるため、サファイア基板２と半導体層１７との熱膨張率の差によって、サファイア基板２の裏面２ｂの側が伸び、かつサファイア基板２の表面２ａの側が縮むように、サファイア基板２が反り易い。このとき、亀裂２６ａ，２６ｂがサファイア基板２の表面２ａに到達しているので、サファイア基板２は、亀裂２６ａ，２６ｂが閉じられるように反ることになる。従って、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１を形成する際に、サファイア基板２の裏面２ｂに亀裂２６ａ，２６ｂが到達し難くなる。
【００６１】
なお、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１を形成する際に、サファイア基板２の裏面２ｂに亀裂２６ａ，２６ｂを到達させ難くする観点からは、改質領域７ａ，７ｂの形成時に発生する亀裂２６ａ，２６ｂを半導体層１７の外表面に到達させず、サファイア基板２の表面２ａ又は半導体層１７の内部に止まらせることが望ましい。
［第３の実施形態］
【００６２】
第３の実施形態の発光素子の製造方法は、レーザ光Ｌ１の照射によって改質領域７ａ，７ｂを形成すると共に亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達させる点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００６３】
すなわち、図１８（ａ）に示すように、サファイア基板２の表面２ａに半導体層１７を形成した後に、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件（サファイア基板２の表面２ａから集光点Ｐ１までの距離等）を調節することにより、亀裂２６ｂがサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達するように、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ｂを形成する。
【００６４】
続いて、図１８（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件を調節することにより、亀裂２６ａがサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達するように、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａを形成する。
【００６５】
なお、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに対しては、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成し、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を形成する点等は、第１の実施形態と同様である。また、改質領域７ａ，７ｂの形成時に発生する亀裂２６ａ，２６ｂは、第１の実施形態で述べたように、サファイア基板２等を切断する際に、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられるものである。
【００６６】
以上説明したように、第３の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第３の実施形態の発光素子の製造方法では、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられる亀裂２６ａ，２６ｂがサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達するように、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。これにより、例えば、半導体層１７の側から切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てたり、或いはサファイア基板２の裏面２ｂに貼り付けられたエキスパンドテープ２９を拡張させたりしたときに、亀裂２６ａ，２６ｂが開かれるようにして半導体層１７の側に伸展し易くなるため、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って容易に（比較的小さな力で）切断することができる。更に、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達させることで、光反射層２１の切断精度を向上させることができる。
【００６７】
また、改質領域７ａ，７ｂを形成する際には、レーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を半導体層１７から遠ざけることができるため、レーザ光Ｌ１の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのをより一層抑制することができる。
【００６８】
なお、光反射層２１を形成する際には、サファイア基板２の裏面２ｂに亀裂２６ａ，２６ｂが到達していることになるが、この亀裂２６ａ，２６ｂは略閉じているため、サファイア基板２の裏面２ｂへの光反射層２１の形成は阻害されない。
［第４の実施形態］
【００６９】
第４の実施形態の発光素子の製造方法は、サファイア基板２等をレーザ光Ｌ２の照射によって切断する点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００７０】
すなわち、図１９（ａ）に示すように、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成した後に、光反射層２１に集光点Ｐ２を合わせて、光反射層２１に対して吸収性を有するレーザ光（第２のレーザ光）Ｌ２を光反射層２１の側から切断予定ライン５ｂに沿って照射することにより、改質領域７ｂを起点として発生した亀裂２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ｂの伸展は、光反射層２１でレーザ光Ｌ２が吸収された結果生じる加熱誘引によるものである。これにより、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って、サファイア基板２等をストライプ状に切断する。
【００７１】
続いて、図１９（ｂ）に示すように、光反射層２１に集光点Ｐ２を合わせて、レーザ光Ｌ２を光反射層２１の側から切断予定ライン５ａに沿って照射することにより、改質領域７ａを起点として発生した亀裂２６ａをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ａの伸展は、光反射層２１でレーザ光Ｌ２が吸収された結果生じる加熱誘引によるものである。これにより、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って、サファイア基板２等をチップ状に切断する。
【００７２】
なお、レーザ光Ｌ２の照射によっては、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させるだけで、半導体層１７の外表面及び光反射層２１の外表面の少なくとも一方に到達させなくてもよい。その場合には、ナイフエッジ２８の押し当てやエキスパンドテープ２９の拡張等によって切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って外力を作用させて、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って切断すればよい。
【００７３】
以上説明したように、第４の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第４の実施形態の発光素子の製造方法では、光反射層２１にレーザ光Ｌ２を吸収させて亀裂２６ａ，２６ｂを伸展させるので、レーザ光Ｌ２の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させることができる。
［第５の実施形態］
【００７４】
第５の実施形態の発光素子の製造方法は、サファイア基板２等をレーザ光Ｌ３の照射によって切断する点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００７５】
すなわち、図２０（ａ）に示すように、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成した後に、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ３を合わせて、半導体層１７に対して透過性を有するレーザ光（第３のレーザ光）Ｌ３を半導体層１７の側から切断予定ライン５ｂに沿って照射することにより、改質領域７ｂを起点として発生した亀裂２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ｂの伸展は、既に形成されていた改質領域７ｂやその周辺部分で、半導体層１７を透過したレーザ光Ｌ３が吸収された結果生じる加熱誘引、或いは新たな改質領域の形成によるものである。これにより、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って、サファイア基板２等をストライプ状に切断する。なお、半導体層１７がＧａＮからなる場合、当該半導体層１７に対して透過性を有するレーザ光Ｌ３の波長は、例えば１３４０ｎｍ（Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザを用いたもの）となる。
【００７６】
続いて、図２０（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ３を合わせて、レーザ光Ｌ３を半導体層１７の側から切断予定ライン５ａに沿って照射することにより、改質領域７ａを起点として発生した亀裂２６ａをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ａの伸展は、既に形成されていた改質領域７ａやその周辺部分で、半導体層１７を透過したレーザ光Ｌ３が吸収された結果生じる加熱誘引、或いは新たな改質領域の形成によるものである。これにより、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って、サファイア基板２等をチップ状に切断する。
【００７７】
なお、レーザ光Ｌ３の照射によっては、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させるだけで、半導体層１７の外表面及び光反射層２１の外表面の少なくとも一方に到達させなくてもよい。その場合には、ナイフエッジ２８の押し当てやエキスパンドテープ２９の拡張等によって切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って外力を作用させて、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って切断すればよい。
【００７８】
以上説明したように、第５の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第５の実施形態の発光素子の製造方法では、半導体層１７に透過させる一方でサファイア基板２の内部における所定の部分にレーザ光Ｌ３を吸収させて亀裂２６ａ，２６ｂを伸展させるので、レーザ光Ｌ３の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させることができる。
【００７９】
また、図２１に示すように、レーザ光Ｌ３の照射をＯＮ／ＯＦＦ制御して、切断予定ライン５ａと切断予定ライン５ｂとの交差部分のみにおいて、レーザ光Ｌ３の照射を行うようにしてもよい。この場合、レーザ光Ｌ３の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのをより一層抑制しつつ、切断精度が要求される切断予定ライン５ａ，５ｂの交差部分において、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させることができる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、図２２に示すように、改質領域７ａ（７ｂ）を形成する際には、１本の切断予定ライン５ａ（５ｂ）に対して、サファイア基板２の厚さ方向に並ぶように複数列の改質領域７ａ（７ｂ）を形成してもよい。これによれば、サファイア基板２が比較的厚い場合であっても、サファイア基板２等をより小さな力で割って切断することができる。
【００８１】
また、発光素子として半導体レーザを製造することができる。その場合、図２３に示すように、サファイア基板２を準備し、第１導電型半導体層であるｎ型半導体層３３ａ、活性層３３ｂ、及び第２導電型半導体層であるｐ型半導体層３３ｃをこの順序でサファイア基板２の表面２ａに形成する。ｎ型半導体層３３ａ、活性層３３ｂ及びｐ型半導体層３３ｃは、例えばＧａＮ等のIII−V族化合物半導体からなり、量子井戸構造を構成している。続いて、ｎ型半導体層３３ａの途中に底面が位置するように切断予定ライン５ａ（５ｂ）に沿って凹部２５を形成し、これにより、活性層３３ｂを挟んで対向する共振面３５を形成する。その後は、上述した発光ダイオード３１の製造方法と同様に、光反射層を形成し、ｎ型半導体層３３ａ、活性層３３ｂ及びｐ型半導体層３３ｃ、サファイア基板２並びに光反射層を切断予定ライン５ａ（５ｂ）に沿って切断する。
【００８２】
また、改質領域７ａ（７ｂ）を形成する前に、サファイア基板２の裏面２ｂを研磨してサファイア基板２を薄型化してもよい。その場合、図２４（ａ）に示すように、半導体層１７を覆うように半導体層１７に保護テープ２４を貼り付ける。そして、図２４（ｂ）に示すように、サファイア基板２の裏面２ｂを研磨して、サファイア基板２を所定の厚さに薄型化する。
【００８３】
また、半導体層１７の材料としては、ＧａＮ等の窒化物半導体の他、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｌＡｓＰ、ＧａＡｌＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体を用いることができる。そして、半導体層１７は、サファイア基板２の表面２ａに直接的に形成される場合や、何らかの膜や層を介してサファイア基板２の表面２ａに間接的に形成される場合がある。更に、サファイア基板２の表面２ａに、電気的接続のためのコンタクト層や光反射層等が形成されていてもよい。また、上記実施形態では、第１導電型がｎ型とされ、第２導電型がｐ型とされているが、第１導電型がｐ型とされ、第２導電型がｎ型とされてもよい。
【００８４】
また、改質領域は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。
【００８５】
また、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させるために、レーザ光源１０１側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。
【００８６】
また、保護テープ２３を使用する上記実施形態のそれぞれにおいては、エッチング時にサファイア基板２を固定することができるものであれば、保護テープ２３以外のものを使用してもよい。例えば、保護テープ２３以外にも、半導体プロセスで通常使用されるウェハ（サファイア基板）の固定方法を利用することができる。
【００８７】
また、保護テープ２４を使用する上記実施形態のそれぞれにおいては、保護テープ２４は、後の光反射層２１の形成時に基板加熱等で１５０℃〜３００℃の環境下に置かれるため、光反射層２１の形成時の温度において耐熱性を有することが好ましい。また、保護テープ２４としては、半導体層１７を保護するために弾性の樹脂テープを使用するが、半導体層１７を保護する機能があればよいので、保護テープ２４以外にも、種々の保持部材が利用することができる。例えば、半導体層１７と接触して固定する機能を有する接着層を表面に備えた基板（ガラスやセラミック、金属等の剛体からなる基板）を保持部材として利用することができる。このような保持部材においても、光反射層２１の形成時の温度において耐熱性を有することが好ましい。なお、保護テープ２４は、光反射層２１を形成する前に、光反射層２１の形成時の温度において耐熱性を有する他の保護テープや保護部材に貼り換えてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
２…サファイア基板、２ａ…表面、２ｂ…裏面、５，５ａ，５ｂ…切断予定ライン、７，７ａ，７ｂ…改質領域、１７…III−V族化合物半導体層、２１…光反射層、２６ａ，２６ｂ…亀裂、２８…ナイフエッジ、３１…発光ダイオード（発光素子）、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…レーザ光、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…集光点。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア基板の表面にIII−V族化合物半導体層が形成されたウェハを切断して発光素子を製造する方法として、次のようなものが知られている。すなわち、サファイア基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成し、その改質領域を起点としてサファイア基板及びIII−V族化合物半導体層を切断する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６６７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような発光素子においては、発光効率を高めるために、サファイア基板の裏面に光反射層が形成される場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することができる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発光素子の製造方法は、III−V族化合物半導体層が表面に形成されたサファイア基板の内部に集光点を合わせて、サファイア基板の裏面をレーザ光入射面として、所定の切断予定ラインに沿って第１のレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成する第２の工程と、第２の工程の後に、サファイア基板の裏面に光反射層を形成する第３の工程と、第３の工程の後に、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることにより、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断し、発光素子を製造する第４の工程と、を備える。
【０００７】
この発光素子の製造方法では、サファイア基板の裏面に光反射層を形成する前に、サファイア基板の裏面をレーザ光入射面として第１のレーザ光を照射することにより、サファイア基板の内部に改質領域を形成する。これにより、第１のレーザ光の集光が光反射層によって阻害されないので、サファイア基板の内部に所望の改質領域を形成することができる。しかも、サファイア基板の裏面をレーザ光入射面とするため、第１のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制することができる。更に、サファイア基板の内部に改質領域を形成するため、サファイア基板の裏面に所望の光反射層を形成することができる。以上のように、この発光素子の製造方法によれば、所望のIII−V族化合物半導体層及び光反射層が形成されたサファイア基板を所望の改質領域を起点として切断することができるので、サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することが可能となる。なお、サファイア基板の内部とは、III−V族化合物半導体層が形成されているサファイア基板の表面上をも含む意味である。また、発光素子の製造方法は、第２の工程の前に、サファイア基板の表面にIII−V族化合物半導体層を形成する第１の工程を更に備えてもよい。
【０００８】
また、第２の工程では、第４の工程においてサファイア基板の厚さ方向に伸展させられる亀裂が少なくともサファイア基板の表面に予め到達するように、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成してもよい。この場合、第４の工程において、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断することが容易となり、特に、III−V族化合物半導体層の切断精度を向上させることができる。
【０００９】
或いは、第２の工程では、第４の工程においてサファイア基板の厚さ方向に伸展させられる亀裂がサファイア基板の裏面に予め到達するように、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成してもよい。この場合、第４の工程において、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断することが容易となり、特に、光反射層の切断精度を向上させることができる。
【００１０】
また、第４の工程では、光反射層の側から切断予定ラインに沿ってナイフエッジを押し当てることにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させてもよい。この場合、ナイフエッジの押し当てによってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制しつつ、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って容易に切断することができる。
【００１１】
また、発光素子の製造方法は、第３の工程の後かつ第４の工程の前に、光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を光反射層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、第４の工程では、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断してもよい。或いは、第４の工程では、光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を光反射層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させてもよい。これらの場合、第２のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることができる。
【００１２】
また、発光素子の製造方法は、第３の工程の後かつ第４の工程の前に、サファイア基板の内部に集光点を合わせて、III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光をIII−V族化合物半導体層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、第４の工程では、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板、III−V族化合物半導体層及び光反射層を切断予定ラインに沿って切断してもよい。或いは、第４の工程では、サファイア基板の内部に集光点を合わせて、III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光をIII−V族化合物半導体層の側から切断予定ラインに沿って照射することにより、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させてもよい。これらの場合、第３のレーザ光がIII−V族化合物半導体層に対して透過性を有しているため、第３のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることができる。
【００１３】
このとき、切断予定ラインの交差部分のみにおいて、第３のレーザ光をIII−V族化合物半導体層の側から切断予定ラインに沿って照射してもよい。この場合、第３のレーザ光の照射によってIII−V族化合物半導体層に損傷が生じるのをより一層抑制しつつ、切断精度が要求される切断予定ラインの交差部分において、改質領域を起点として発生した亀裂をサファイア基板の厚さ方向に伸展させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、サファイア基板の裏面に光反射層が形成された発光素子を歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図２】改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。
【図３】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図５】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。
【図６】図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の発光素子の製造方法において加工対象となるサファイア基板の斜視図である。
【図８】図７のサファイア基板の平面図である。
【図９】図８のサファイア基板にIII−V族化合物半導体層が形成された状態でのウェハの部分断面図である。
【図１０】図９のサファイア基板に保護テープが貼り付けられた状態でのウェハの部分断面図である。
【図１１】図１０のIII−V族化合物半導体層に凹部が形成された状態でのウェハの部分断面図である。
【図１２】図１１のIII−V族化合物半導体層に電極が形成された状態でのウェハの部分平面図である。
【図１３】図１２のサファイア基板に改質領域が形成されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１４】図１３のサファイア基板に光反射層が形成された状態でのウェハの部分断面図である。
【図１５】図１４のウェハが切断されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１６】図１５のウェハが発光素子に切断された状態での発光素子の断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の発光素子の製造方法においてサファイア基板に改質領域が形成されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態の発光素子の製造方法においてサファイア基板に改質領域が形成されている状態でのウェハの部分断面図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態の発光素子の製造方法において亀裂が伸展させられている状態でのウェハの部分断面図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態の発光素子の製造方法において亀裂が伸展させられている状態でのウェハの部分断面図である。
【図２１】図２０のウェハの部分平面図である。
【図２２】発光素子の製造方法の変形例を説明するためのウェハの部分断面図である。
【図２３】発光素子の製造方法の別の変形例を説明するためのウェハの部分断面図である。
【図２４】基板の裏面を研磨する方法の一例を示すウェハの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
本実施形態の発光素子の製造方法は、サファイア基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿ってサファイア基板の内部に改質領域を形成する工程を備えている。そこで、まず、サファイア基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
【００１９】
このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。
【００２０】
加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。
【００２１】
なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。
【００２２】
ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。
【００２３】
ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。
【００２４】
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えばシリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ３又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。
【００２５】
また、改質領域７は、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。
【００２６】
この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
［第１の実施形態］
【００２７】
第１の実施形態では、以下のように、発光素子として発光ダイオードを製造する。まず、図７及び図８に示すように、サファイア基板２を準備する。サファイア基板２は、Ｃ面を表面２ａ及び裏面２ｂとする円板状の単結晶サファイア基板である。サファイア基板２のＭ面は、オリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という）１９に略垂直となっており、サファイア基板２のＡ面は、ＯＦ１９に略平行となっている。
【００２８】
続いて、図９に示すように、サファイア基板２の表面２ａにIII−V族化合物半導体層（以下、単に「半導体層」という）１７を形成する。半導体層１７は、サファイア基板２の表面２ａ上に積層された第１導電型半導体層であるｎ型半導体層１７ａ、及びｎ型半導体層１７ａ上に積層された第２導電型半導体層であるｐ型半導体層１７ｂを有している。ｎ型半導体層１７ａ及びｐ型半導体層１７ｂは、例えばＧａＮ等の窒化物半導体（III−V族化合物半導体）からなり、互いにｐｎ接合されている。
【００２９】
なお、ｎ型半導体層１７ａ及びｐ型半導体層１７ｂにおいて発生した熱を効率良く放熱させるべく、サファイア基板２の厚さは、５０μｍ〜２００μｍ、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍとされている。また、ｎ型半導体層１７ａの厚さは、例えば６μｍであり、ｐ型半導体層１７ｂの厚さは、例えば１μｍである。
【００３０】
続いて、図１０に示すように、サファイア基板２の裏面２ｂに保護テープ２３を貼り付ける。そして、図１１に示すように、切断予定ライン５ａ，５ｂ（図８参照）によって画定される領域ごとにｐ型半導体層１７ｂがアイランド状に残るように半導体層１７をエッチングすることにより、凹部２５を形成する。このとき、凹部２５の底面をｎ型半導体層１７ａの途中に位置させる。
【００３１】
なお、エッチング方法にはウェットエッチング及びドライエッチングがあるが、凹部２５を形成する際にはそのいずれを用いてもよい。ウェットエッチングとしては例えばリン酸及び硫酸の混酸によるエッチングがある。また、ドライエッチングとしては例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢ）、イオンミリング等がある。また、エッチング以外の方法で凹部２５を形成してもよい。
【００３２】
また、切断予定ライン５ａ，５ｂは、図８に示すように、サファイア基板２に対して、例えば２ｍｍ間隔の格子状に設定される。切断予定ライン５ａは、サファイア基板２のＭ面に沿うように複数本設定され、切断予定ライン５ｂは、サファイア基板２のＡ面に沿うように複数本設定される。ここで、Ｍ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａとは、切断予定ライン５ａがＭ面に平行な場合だけでなく、Ｍ面に対して±１０°の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、Ａ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂとは、切断予定ライン５ｂがＡ面に平行な場合だけでなく、Ａ面に対して±１０°の範囲内で傾斜している場合も含む。
【００３３】
続いて、図１２に示すように、凹部２５の底面（すなわち、エッチングにより露出したｎ型半導体層１７ａの表面）に電極１８ａを形成し、アイランド状に残されたｐ型半導体層１７ｂの表面に電極１８ｂを形成する。これにより、ｎ型半導体層１７ａと電極１８ａとを電気的に接続し、ｐ型半導体層１７ｂと電極１８ｂとを電気的に接続する。
【００３４】
続いて、図１３に示すように、半導体層１７を覆うように半導体層１７に保護テープ２４を貼り付け、サファイア基板２の裏面２ｂから保護テープ２３を取り除く。この状態で、上述したレーザ加工装置１００を用いて、次のように、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。
【００３５】
すなわち、図１３（ａ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ｂに沿って、パルスレーザ光であるレーザ光（第１のレーザ光）Ｌ１を照射する。ここでは、支持台１０７の移動によって、後述する第１の相対速度よりも遅い第２の相対速度で切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させる。
【００３６】
このレーザ光Ｌ１の照射によって、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ｂを形成する。改質領域７ｂとしては、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。
【００３７】
なお、１パルスのレーザ光Ｌ１の照射によって改質部分が形成されるが、後述する第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を切断予定ライン５ｂに沿って並ばせることにより、改質領域７ｂを形成する。第２の形成ピッチは、第２の相対速度をレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数で除した値となる。例えば、第２の相対速度を６００ｍｍ／秒とし、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を１００ｋＨｚとすれば、第２の形成ピッチは６μｍ（＝６００ｍｍ／秒÷１００ｋＨｚ）となる。
【００３８】
続いて、図１３（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。ここでは、支持台１０７の移動によって、第１の相対速度で切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させる。
【００３９】
このレーザ光Ｌ１の照射によって、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａを形成する。改質領域７ｂとしては、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。
【００４０】
なお、１パルスのレーザ光Ｌ１の照射によって改質部分が形成されるが、第１の形成ピッチで複数の改質部分を切断予定ライン５ａに沿って並ばせることにより、改質領域７ａを形成する。第１の形成ピッチは、第１の相対速度をレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数で除した値となる。例えば、第１の相対速度を１０００ｍｍ／秒とし、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を１００ｋＨｚとすれば、第１の形成ピッチは１０μｍ（＝１０００ｍｍ／秒÷１００ｋＨｚ）となる。
【００４１】
続いて、図１４に示すように、保護テープ２４が半導体層１７に貼り付けられた状態でサファイア基板２を反射膜形成装置に搬送し、改質領域７ａ，７ｂが内部に形成されたサファイア基板２の裏面２ｂに、光反射層２１を形成する。光反射層２１は、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜、及び当該ＤＢＲ膜の外側に形成された金属膜を含んでおり、レーザ光Ｌ１を殆ど透過しない（若しくは反射する）。この光反射層２１は、製造された発光ダイオードの発光効率を高めるためのものである。なお、保護テープ２４を他の保護テープ（若しくは、保護部材）に貼り換えて、他の保護テープ（若しくは、保護部材）が半導体層１７に貼り付けられた状態でサファイア基板２を反射膜形成装置に搬送してもよい。この場合、他の保護テープ（若しくは、保護部材）は、耐熱性を有することが望ましい。
【００４２】
続いて、図１５に示すように、光反射層２１を覆うように光反射層２１にエキスパンドテープ２９を貼り付け、半導体層１７から保護テープ２４を取り除く。この状態で、次のように、サファイア基板２、半導体層１７及び光反射層２１（以下、「サファイア基板２等」という）を切断する。
【００４３】
すなわち、図１５（ａ）に示すように、光反射層２１の側からエキスパンドテープ２９を介して切断予定ライン５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てることにより、改質領域７ｂを起点として発生した亀裂２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。これにより、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って、サファイア基板２等をストライプ状に切断する。
【００４４】
続いて、図１５（ｂ）に示すように、光反射層２１の側からエキスパンドテープ２９を介して切断予定ライン５ａに沿ってナイフエッジ２８を押し当てることにより、改質領域７ａを起点として発生した亀裂２６ａをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。これにより、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って、サファイア基板２等をチップ状に切断する。
【００４５】
なお、第１の実施形態では、亀裂２６ａ，２６ｂは、サファイア基板２等をナイフエッジ２８の押し当てによって切断する直前までは、サファイア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂには到達していない。ただし、亀裂２６ａ，２６ｂは、サファイア基板２等をナイフエッジ２８の押し当てによって切断する直前までに、改質領域７ａ，７ｂを起点としてサファイア基板２の内部に発生している場合も、発生していない場合もある。
【００４６】
続いて、図１６に示すように、エキスパンドテープ２９を拡張させることにより、サファイア基板２等がチップ状に切断されることで形成された複数の発光ダイオード３１を互いに離間させる。各発光ダイオード３１は、サファイア基板２、ｐｎ接合されたｎ型半導体層１７ａ及びｐ型半導体層１７ｂ、ｎ型半導体層１７ａと電気的に接続された電極１８ａ、ｐ型半導体層１７ｂと電気的に接続された電極１８ｂ、並びに光反射層２１を有している。
【００４７】
以上説明したように、第１の実施形態の発光素子の製造方法では、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１を形成する前に、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面としてレーザ光Ｌ１を照射することにより、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。これにより、レーザ光Ｌ１の集光が光反射層２１によって阻害されないので、サファイア基板２の内部に所望の改質領域７ａ，７ｂを形成することができる。しかも、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面とするため、レーザ光Ｌ１の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制することができる。更に、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成するため、サファイア基板２の裏面２ｂに所望の光反射層２１を形成することができる。このように、第１の実施形態の発光素子の製造方法によれば、所望の半導体層１７及び光反射層２１が形成されたサファイア基板２を所望の改質領域７ａ，７ｂを起点として切断することができるので、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１が形成された発光ダイオード３１を歩留まり良く製造することが可能となる。
【００４８】
また、サファイア基板２等を切断する際には、光反射層２１の側から切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てることにより、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。これにより、ナイフエッジ２８の押し当てによって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制しつつ、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って容易に切断することができる。
【００４９】
また、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに対しては、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成し、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を形成する。このように改質部分を形成することで、切断予定ライン５ａに沿って形成された改質領域７ａから発生する亀裂２６ａ、及び切断予定ライン５ｂに沿って形成された改質領域７ｂから発生する亀裂２６ｂの両方について、それらの蛇行が抑制される。
【００５０】
これは、切断予定ライン５ｂに対して、切断予定ライン５ａに対してと同様に、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成すると、切断予定ライン５ｂに沿って形成された改質領域７ｂから発生する亀裂２６ｂの蛇行が大きくなる傾向があるとの知見に基づくものである。その理由としては、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってのほうが、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってよりも、劈開し難い（すなわち、大きな切断力を要する）ためと考えられる。
【００５１】
また、改質領域７ａ，７ｂを形成する際には、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って改質領域７ｂを形成した後に、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って改質領域７ａを形成する。上述したように、Ａ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで、より精度良く複数の改質部分を形成することが望ましい。従って、改質領域７ａを形成する前に改質領域７ｂを形成することで、改質領域７ｂの形成時に、切断予定ライン５ｂが切断予定ライン５ａと交差する部分において、改質領域７ｂを形成するためのレーザ光Ｌ１の照射が改質領域７ａによって阻害されるのを防止することができる。これにより、切断予定ライン５ｂに沿って形成された改質領域７ｂから発生する亀裂２６ｂの蛇行をより効果的に抑制することができる。
【００５２】
また、レーザ光Ｌ１を照射する際には、第１の相対速度で切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させ、第１の相対速度よりも遅い第２の相対速度で切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、第１の形成ピッチ、及び第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチの調節を容易にかつ正確に行うことができる。
【００５３】
また、サファイア基板２等を切断する際には、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等をストライプ状に切断した後に、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等をチップ状に切断する。これにより、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断するのに要する力を軽減し、切断予定ライン５ｂに沿ったサファイア基板２等の切断精度を向上させることができる。これは、Ｍ面に沿うように形成された改質領域７ａを切断の起点とする場合に比べ、Ａ面に沿うように形成された改質領域７ｂを切断の起点とする場合のほうが、大きな切断力を要する（切断するのに要する力が大きくなる）との知見に基づくものである。また、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等が切断されていない状態で切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断する場合に比べ、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等が切断されている状態で切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断する場合のほうが、大きな切断力を要するからである。
【００５４】
なお、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等をストライプ状に切断した後に、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等をチップ状に切断することが好ましい場合がある。切断予定ライン５ａに対しては、第２の形成ピッチよりも広い第１の形成ピッチで複数の改質部分が形成されているため、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等が切断されている状態で切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等を切断すると、切断予定ライン５ａに沿ったサファイア基板２等の切断精度が低下する場合がある。これに対し、切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分が形成されているため、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２等が切断されている状態で切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２等を切断しても、切断予定ライン５ｂに沿ったサファイア基板２等の切断精度の低下が抑制される場合がある。そこで、改質領域７ｂを起点としてサファイア基板２等を切断する前に、改質領域７ａを起点としてサファイア基板２等を切断することで、切断予定ライン５ｂに沿ったサファイア基板２等の切断精度の低下を抑制しつつ、切断予定ライン５ａに沿ったサファイア基板２等の切断精度を向上させることができる。
［第２の実施形態］
【００５５】
第２の実施形態の発光素子の製造方法は、レーザ光Ｌ１の照射によって改質領域７ａ，７ｂを形成すると共に亀裂２６ａ，２６ｂを少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達させる点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００５６】
すなわち、図１７（ａ）に示すように、サファイア基板２の表面２ａに半導体層１７を形成した後に、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件（サファイア基板２の表面２ａから集光点Ｐ１までの距離等）を調節することにより、亀裂２６ｂが少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達するように、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ｂを形成する。
【００５７】
続いて、図１７（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件を調節することにより、亀裂２６ａが少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達するように、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａを形成する。
【００５８】
なお、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに対しては、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成し、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を形成する点等は、第１の実施形態と同様である。また、改質領域７ａ，７ｂの形成時に発生する亀裂２６ａ，２６ｂは、第１の実施形態で述べたように、サファイア基板２等を切断する際に、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられるものである。この亀裂２６ａ，２６ｂは、改質領域７ａ，７ｂの形成時に、少なくともサファイア基板２の表面２ａに到達すればよいので、改質領域７ａ，７ｂの形成時に、半導体層１７の内部に到達してもよいし、半導体層１７の外表面に到達してもよい。
【００５９】
以上説明したように、第２の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第２の実施形態の発光素子の製造方法では、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられる亀裂２６ａ，２６ｂが少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達するように、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。これにより、例えば、光反射層２１の側から切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てたときに、亀裂２６ａ，２６ｂが開かれるようにしてサファイア基板２の裏面２ｂの側に伸展し易くなるため、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って容易に（比較的小さな力で）切断することができる。更に、亀裂２６ａ，２６ｂを少なくともサファイア基板２の表面２ａに予め到達させることで、半導体層１７の切断精度を向上させることができる。
【００６０】
また、光反射層２１を形成する際には、真空蒸着等のための加熱炉内にサファイア基板２が配置されるため、サファイア基板２と半導体層１７との熱膨張率の差によって、サファイア基板２の裏面２ｂの側が伸び、かつサファイア基板２の表面２ａの側が縮むように、サファイア基板２が反り易い。このとき、亀裂２６ａ，２６ｂがサファイア基板２の表面２ａに到達しているので、サファイア基板２は、亀裂２６ａ，２６ｂが閉じられるように反ることになる。従って、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１を形成する際に、サファイア基板２の裏面２ｂに亀裂２６ａ，２６ｂが到達し難くなる。
【００６１】
なお、サファイア基板２の裏面２ｂに光反射層２１を形成する際に、サファイア基板２の裏面２ｂに亀裂２６ａ，２６ｂを到達させ難くする観点からは、改質領域７ａ，７ｂの形成時に発生する亀裂２６ａ，２６ｂを半導体層１７の外表面に到達させず、サファイア基板２の表面２ａ又は半導体層１７の内部に止まらせることが望ましい。
［第３の実施形態］
【００６２】
第３の実施形態の発光素子の製造方法は、レーザ光Ｌ１の照射によって改質領域７ａ，７ｂを形成すると共に亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達させる点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００６３】
すなわち、図１８（ａ）に示すように、サファイア基板２の表面２ａに半導体層１７を形成した後に、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件（サファイア基板２の表面２ａから集光点Ｐ１までの距離等）を調節することにより、亀裂２６ｂがサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達するように、切断予定ライン５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ｂを形成する。
【００６４】
続いて、図１８（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ１を合わせて、サファイア基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として、切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件を調節することにより、亀裂２６ａがサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達するように、切断予定ライン５ａに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａを形成する。
【００６５】
なお、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに対しては、第１の形成ピッチで複数の改質部分を形成し、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに対しては、第１の形成ピッチよりも狭い第２の形成ピッチで複数の改質部分を形成する点等は、第１の実施形態と同様である。また、改質領域７ａ，７ｂの形成時に発生する亀裂２６ａ，２６ｂは、第１の実施形態で述べたように、サファイア基板２等を切断する際に、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられるものである。
【００６６】
以上説明したように、第３の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第３の実施形態の発光素子の製造方法では、サファイア基板２の厚さ方向に伸展させられる亀裂２６ａ，２６ｂがサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達するように、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってサファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成する。これにより、例えば、半導体層１７の側から切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってナイフエッジ２８を押し当てたり、或いはサファイア基板２の裏面２ｂに貼り付けられたエキスパンドテープ２９を拡張させたりしたときに、亀裂２６ａ，２６ｂが開かれるようにして半導体層１７の側に伸展し易くなるため、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って容易に（比較的小さな力で）切断することができる。更に、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の裏面２ｂに予め到達させることで、光反射層２１の切断精度を向上させることができる。
【００６７】
また、改質領域７ａ，７ｂを形成する際には、レーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を半導体層１７から遠ざけることができるため、レーザ光Ｌ１の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのをより一層抑制することができる。
【００６８】
なお、光反射層２１を形成する際には、サファイア基板２の裏面２ｂに亀裂２６ａ，２６ｂが到達していることになるが、この亀裂２６ａ，２６ｂは略閉じているため、サファイア基板２の裏面２ｂへの光反射層２１の形成は阻害されない。
［第４の実施形態］
【００６９】
第４の実施形態の発光素子の製造方法は、サファイア基板２等をレーザ光Ｌ２の照射によって切断する点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００７０】
すなわち、図１９（ａ）に示すように、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成した後に、光反射層２１に集光点Ｐ２を合わせて、光反射層２１に対して吸収性を有するレーザ光（第２のレーザ光）Ｌ２を光反射層２１の側から切断予定ライン５ｂに沿って照射することにより、改質領域７ｂを起点として発生した亀裂２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ｂの伸展は、光反射層２１でレーザ光Ｌ２が吸収された結果生じる加熱誘引によるものである。これにより、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って、サファイア基板２等をストライプ状に切断する。
【００７１】
続いて、図１９（ｂ）に示すように、光反射層２１に集光点Ｐ２を合わせて、レーザ光Ｌ２を光反射層２１の側から切断予定ライン５ａに沿って照射することにより、改質領域７ａを起点として発生した亀裂２６ａをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ａの伸展は、光反射層２１でレーザ光Ｌ２が吸収された結果生じる加熱誘引によるものである。これにより、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って、サファイア基板２等をチップ状に切断する。
【００７２】
なお、レーザ光Ｌ２の照射によっては、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させるだけで、半導体層１７の外表面及び光反射層２１の外表面の少なくとも一方に到達させなくてもよい。その場合には、ナイフエッジ２８の押し当てやエキスパンドテープ２９の拡張等によって切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って外力を作用させて、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って切断すればよい。
【００７３】
以上説明したように、第４の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第４の実施形態の発光素子の製造方法では、光反射層２１にレーザ光Ｌ２を吸収させて亀裂２６ａ，２６ｂを伸展させるので、レーザ光Ｌ２の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させることができる。
［第５の実施形態］
【００７４】
第５の実施形態の発光素子の製造方法は、サファイア基板２等をレーザ光Ｌ３の照射によって切断する点で、第１の実施形態の発光素子の製造方法と主に異なっている。
【００７５】
すなわち、図２０（ａ）に示すように、サファイア基板２の内部に改質領域７ａ，７ｂを形成した後に、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ３を合わせて、半導体層１７に対して透過性を有するレーザ光（第３のレーザ光）Ｌ３を半導体層１７の側から切断予定ライン５ｂに沿って照射することにより、改質領域７ｂを起点として発生した亀裂２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ｂの伸展は、既に形成されていた改質領域７ｂやその周辺部分で、半導体層１７を透過したレーザ光Ｌ３が吸収された結果生じる加熱誘引、或いは新たな改質領域の形成によるものである。これにより、サファイア基板２のＡ面に沿うように設定された切断予定ライン５ｂに沿って、サファイア基板２等をストライプ状に切断する。なお、半導体層１７がＧａＮからなる場合、当該半導体層１７に対して透過性を有するレーザ光Ｌ３の波長は、例えば１３４０ｎｍ（Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザを用いたもの）となる。
【００７６】
続いて、図２０（ｂ）に示すように、サファイア基板２の内部に集光点Ｐ３を合わせて、レーザ光Ｌ３を半導体層１７の側から切断予定ライン５ａに沿って照射することにより、改質領域７ａを起点として発生した亀裂２６ａをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させる。この亀裂２６ａの伸展は、既に形成されていた改質領域７ａやその周辺部分で、半導体層１７を透過したレーザ光Ｌ３が吸収された結果生じる加熱誘引、或いは新たな改質領域の形成によるものである。これにより、サファイア基板２のＭ面に沿うように設定された切断予定ライン５ａに沿って、サファイア基板２等をチップ状に切断する。
【００７７】
なお、レーザ光Ｌ３の照射によっては、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させるだけで、半導体層１７の外表面及び光反射層２１の外表面の少なくとも一方に到達させなくてもよい。その場合には、ナイフエッジ２８の押し当てやエキスパンドテープ２９の拡張等によって切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って外力を作用させて、亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に更に伸展させることにより、サファイア基板２等を切断予定ライン５ａ，５ｂに沿って切断すればよい。
【００７８】
以上説明したように、第５の実施形態の発光素子の製造方法によれば、第１の実施形態の発光素子の製造方法と同様の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、第５の実施形態の発光素子の製造方法では、半導体層１７に透過させる一方でサファイア基板２の内部における所定の部分にレーザ光Ｌ３を吸収させて亀裂２６ａ，２６ｂを伸展させるので、レーザ光Ｌ３の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのを抑制しつつ、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させることができる。
【００７９】
また、図２１に示すように、レーザ光Ｌ３の照射をＯＮ／ＯＦＦ制御して、切断予定ライン５ａと切断予定ライン５ｂとの交差部分のみにおいて、レーザ光Ｌ３の照射を行うようにしてもよい。この場合、レーザ光Ｌ３の照射によって半導体層１７に損傷が生じるのをより一層抑制しつつ、切断精度が要求される切断予定ライン５ａ，５ｂの交差部分において、改質領域７ａ，７ｂを起点として発生した亀裂２６ａ，２６ｂをサファイア基板２の厚さ方向に伸展させることができる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、図２２に示すように、改質領域７ａ（７ｂ）を形成する際には、１本の切断予定ライン５ａ（５ｂ）に対して、サファイア基板２の厚さ方向に並ぶように複数列の改質領域７ａ（７ｂ）を形成してもよい。これによれば、サファイア基板２が比較的厚い場合であっても、サファイア基板２等をより小さな力で割って切断することができる。
【００８１】
また、発光素子として半導体レーザを製造することができる。その場合、図２３に示すように、サファイア基板２を準備し、第１導電型半導体層であるｎ型半導体層３３ａ、活性層３３ｂ、及び第２導電型半導体層であるｐ型半導体層３３ｃをこの順序でサファイア基板２の表面２ａに形成する。ｎ型半導体層３３ａ、活性層３３ｂ及びｐ型半導体層３３ｃは、例えばＧａＮ等のIII−V族化合物半導体からなり、量子井戸構造を構成している。続いて、ｎ型半導体層３３ａの途中に底面が位置するように切断予定ライン５ａ（５ｂ）に沿って凹部２５を形成し、これにより、活性層３３ｂを挟んで対向する共振面３５を形成する。その後は、上述した発光ダイオード３１の製造方法と同様に、光反射層を形成し、ｎ型半導体層３３ａ、活性層３３ｂ及びｐ型半導体層３３ｃ、サファイア基板２並びに光反射層を切断予定ライン５ａ（５ｂ）に沿って切断する。
【００８２】
また、改質領域７ａ（７ｂ）を形成する前に、サファイア基板２の裏面２ｂを研磨してサファイア基板２を薄型化してもよい。その場合、図２４（ａ）に示すように、半導体層１７を覆うように半導体層１７に保護テープ２４を貼り付ける。そして、図２４（ｂ）に示すように、サファイア基板２の裏面２ｂを研磨して、サファイア基板２を所定の厚さに薄型化する。
【００８３】
また、半導体層１７の材料としては、ＧａＮ等の窒化物半導体の他、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｌＡｓＰ、ＧａＡｌＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体を用いることができる。そして、半導体層１７は、サファイア基板２の表面２ａに直接的に形成される場合や、何らかの膜や層を介してサファイア基板２の表面２ａに間接的に形成される場合がある。更に、サファイア基板２の表面２ａに、電気的接続のためのコンタクト層や光反射層等が形成されていてもよい。また、上記実施形態では、第１導電型がｎ型とされ、第２導電型がｐ型とされているが、第１導電型がｐ型とされ、第２導電型がｎ型とされてもよい。
【００８４】
また、改質領域は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。
【００８５】
また、切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させるために、レーザ光源１０１側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。
【００８６】
また、保護テープ２３を使用する上記実施形態のそれぞれにおいては、エッチング時にサファイア基板２を固定することができるものであれば、保護テープ２３以外のものを使用してもよい。例えば、保護テープ２３以外にも、半導体プロセスで通常使用されるウェハ（サファイア基板）の固定方法を利用することができる。
【００８７】
また、保護テープ２４を使用する上記実施形態のそれぞれにおいては、保護テープ２４は、後の光反射層２１の形成時に基板加熱等で１５０℃〜３００℃の環境下に置かれるため、光反射層２１の形成時の温度において耐熱性を有することが好ましい。また、保護テープ２４としては、半導体層１７を保護するために弾性の樹脂テープを使用するが、半導体層１７を保護する機能があればよいので、保護テープ２４以外にも、種々の保持部材が利用することができる。例えば、半導体層１７と接触して固定する機能を有する接着層を表面に備えた基板（ガラスやセラミック、金属等の剛体からなる基板）を保持部材として利用することができる。このような保持部材においても、光反射層２１の形成時の温度において耐熱性を有することが好ましい。なお、保護テープ２４は、光反射層２１を形成する前に、光反射層２１の形成時の温度において耐熱性を有する他の保護テープや保護部材に貼り換えてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
２…サファイア基板、２ａ…表面、２ｂ…裏面、５，５ａ，５ｂ…切断予定ライン、７，７ａ，７ｂ…改質領域、１７…III−V族化合物半導体層、２１…光反射層、２６ａ，２６ｂ…亀裂、２８…ナイフエッジ、３１…発光ダイオード（発光素子）、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…レーザ光、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…集光点。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III−V族化合物半導体層が表面に形成されたサファイア基板の内部に集光点を合わせて、前記サファイア基板の裏面をレーザ光入射面として、所定の切断予定ラインに沿って第１のレーザ光を照射することにより、前記切断予定ラインに沿って前記サファイア基板の内部に改質領域を形成する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記サファイア基板の前記裏面に光反射層を形成する第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記改質領域を起点として発生した亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させることにより、前記サファイア基板、前記III−V族化合物半導体層及び前記光反射層を前記切断予定ラインに沿って切断し、発光素子を製造する第４の工程と、を備える、発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、前記第４の工程において前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させられる前記亀裂が少なくとも前記サファイア基板の前記表面に予め到達するように、前記切断予定ラインに沿って前記サファイア基板の内部に前記改質領域を形成する、請求項１記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程では、前記第４の工程において前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させられる前記亀裂が前記サファイア基板の前記裏面に予め到達するように、前記切断予定ラインに沿って前記サファイア基板の内部に前記改質領域を形成する、請求項１記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第４の工程では、前記光反射層の側から前記切断予定ラインに沿ってナイフエッジを押し当てることにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程の後かつ前記第４の工程の前に、前記光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を前記光反射層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、
前記第４の工程では、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、前記サファイア基板、前記III−V族化合物半導体層及び前記光反射層を前記切断予定ラインに沿って切断する、請求項１〜４のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記第４の工程では、前記光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を前記光反射層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記第３の工程の後かつ前記第４の工程の前に、前記サファイア基板の内部に集光点を合わせて、前記III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光を前記III−V族化合物半導体層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、
前記第４の工程では、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、前記サファイア基板、前記III−V族化合物半導体層及び前記光反射層を前記切断予定ラインに沿って切断する、請求項１〜４のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記第４の工程では、前記サファイア基板の内部に集光点を合わせて、前記III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光を前記III−V族化合物半導体層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記切断予定ラインの交差部分のみにおいて、前記第３のレーザ光を前記III−V族化合物半導体層の側から前記切断予定ラインに沿って照射する、請求項７又は８記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程の前に、前記サファイア基板の前記表面に前記III−V族化合物半導体層を形成する第１の工程を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項１】
III−V族化合物半導体層が表面に形成されたサファイア基板の内部に集光点を合わせて、前記サファイア基板の裏面をレーザ光入射面として、所定の切断予定ラインに沿って第１のレーザ光を照射することにより、前記切断予定ラインに沿って前記サファイア基板の内部に改質領域を形成する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記サファイア基板の前記裏面に光反射層を形成する第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記改質領域を起点として発生した亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させることにより、前記サファイア基板、前記III−V族化合物半導体層及び前記光反射層を前記切断予定ラインに沿って切断し、発光素子を製造する第４の工程と、を備える、発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、前記第４の工程において前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させられる前記亀裂が少なくとも前記サファイア基板の前記表面に予め到達するように、前記切断予定ラインに沿って前記サファイア基板の内部に前記改質領域を形成する、請求項１記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程では、前記第４の工程において前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させられる前記亀裂が前記サファイア基板の前記裏面に予め到達するように、前記切断予定ラインに沿って前記サファイア基板の内部に前記改質領域を形成する、請求項１記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第４の工程では、前記光反射層の側から前記切断予定ラインに沿ってナイフエッジを押し当てることにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程の後かつ前記第４の工程の前に、前記光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を前記光反射層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、
前記第４の工程では、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、前記サファイア基板、前記III−V族化合物半導体層及び前記光反射層を前記切断予定ラインに沿って切断する、請求項１〜４のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記第４の工程では、前記光反射層に対して吸収性を有する第２のレーザ光を前記光反射層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記第３の工程の後かつ前記第４の工程の前に、前記サファイア基板の内部に集光点を合わせて、前記III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光を前記III−V族化合物半導体層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる工程を更に備え、
前記第４の工程では、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に更に伸展させることにより、前記サファイア基板、前記III−V族化合物半導体層及び前記光反射層を前記切断予定ラインに沿って切断する、請求項１〜４のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記第４の工程では、前記サファイア基板の内部に集光点を合わせて、前記III−V族化合物半導体層に対して透過性を有する第３のレーザ光を前記III−V族化合物半導体層の側から前記切断予定ラインに沿って照射することにより、前記改質領域を起点として発生した前記亀裂を前記サファイア基板の厚さ方向に伸展させる、請求項１〜３のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記切断予定ラインの交差部分のみにおいて、前記第３のレーザ光を前記III−V族化合物半導体層の側から前記切断予定ラインに沿って照射する、請求項７又は８記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程の前に、前記サファイア基板の前記表面に前記III−V族化合物半導体層を形成する第１の工程を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項記載の発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−４２１１９（Ｐ２０１３−４２１１９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５３５５５（Ｐ２０１２−１５３５５５）
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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