JP7754066B2 - マイクロｌｅｄ構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロＬＥＤ構造体及びその製造方法に関する。

微小発光ダイオードディスプレイ（マイクロＬＥＤディスプレイ）実現のため、レーザーリフトオフ（ＬＬＯ）を用いてＬＥＤを出発基板から剥離して実装用基板に移載し、駆動基板に移載する技術が開示されている（特許文献１）が、全てＧａＮ系ＬＥＤに対してのみであり、ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤを用いたマイクロＬＥＤ（μ－ＬＥＤ）に関する技術開示は少ない。

ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤでＬＬＯ工程によりマイクロＬＥＤ素子を実現するためには、サファイア基板などＬＬＯ用レーザーに対して透明な基板に移載する必要がある。ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤをサファイア基板に移載する技術に関しては、例えば特許文献２など、先行技術の開示がある。

特表２０２０－５２１１８１号公報 特開２０２２－０１３２０３号公報 特開２０１６－００４８９２号公報 特開２００７－２４２８０４号公報 特開２０１５－０８４４４８号公報

しかしながら、ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤはＧａＮ系ＬＥＤに比べて機械的に脆弱であり、ダイス設計の適否によりＬＬＯ工程時、ダイス割れが発生しやすくなるという問題があった。ＬＬＯ工程時のマイクロＬＥＤ構造体の割れ（「μ－ＬＥＤダイス割れ」とも称する）の回避に関する技術開示は無い。

さらに、マイクロＬＥＤは厚さが薄いため、従来のＬＥＤに比べて応力に弱い。本発明者の検討によると、そのような強度の低さのため、ＬＬＯ工程時に移載基板に素子を押し付けると、極性の異なる電極をつけるために素子に設けた段差部分に応力がかかり、段差に対して平面視で段差が伸びる方向が結晶方位＜１１０＞に略一致していると結晶の劈開性により非常に割れやすいということがわかった。

なお、このようなマイクロＬＥＤの移載の際のダイス割れではなく、従来サイズのＬＥＤのダイス形成時のダイシング工程におけるチッピング防止に関しては特許文献３に技術開示がある。この特許文献３では、従来サイズのＬＥＤのダイシングにおいて、ダイシング予定線を結晶方位＜１１０＞からずらしてダイシングする技術が開示されている。ただし、特許文献３は従来サイズのＬＥＤのダイシング加工時のチッピング対策についての技術開示であり、マイクロＬＥＤをＬＬＯ工程で移載する際のダイス割れに対するものではない。

また、ダイスに角度を付ける先行技術としては、特許文献４がある。これは成長方向に対して角度をつける技術であるが、マイクロＬＥＤをＬＬＯ工程で移載する際のダイス割れに対するものではない。

特許文献５ではデバイスの基部とは独立し、デバイス機能部を結晶方位＜１１０＞からずらして配置する技術が開示されている。ただし、特許文献５はマイクロＬＥＤをＬＬＯ工程で移載する際のダイス割れに対するものではない。

以上の点から、ＬＬＯ工程時のマイクロＬＥＤダイス割れ回避に関する技術開示は無い。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、ＡｌＧａＩｎＰ系の活性層を有する発光素子構造と透明基板とを接着剤又は接合剤を介して接合したマイクロＬＥＤ構造体において、ＬＬＯ工程にて移載する際に、マイクロＬＥＤ構造体の割れを低減又は回避できるマイクロＬＥＤ構造体、及び、その製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を有し、該発光素子構造は発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板に発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材にて接合されているマイクロＬＥＤ構造体であって、前記発光素子構造は素子分離されており、素子分離された前記発光素子構造は、一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を有し、素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、結晶方位＜１１０＞と一致しないものであることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体を提供する。

一般にＡｌＧａＩｎＰ系の活性層を有するマイクロＬＥＤ構造体は機械的強度が低いが、上記本発明のマイクロＬＥＤ構造体では、構造的な強度が特に低い部位が結晶の劈開性により割れやすくなることを防止することができる。その結果、マイクロＬＥＤ構造体をＬＬＯ工程にて移載する際に、マイクロＬＥＤ構造体の割れ（ダイス割れ、破損）を低減又は回避することができる。

この場合、前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、前記結晶方位＜１１０＞から１０°以上４５°以下の範囲でずれていることが好ましい。

さらにこの場合、前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、前記結晶方位＜１１０＞から２２．５°以上３０°以下の範囲でずれていることが好ましい。

このような角度であれば、発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、結晶方位＜１１０＞だけでなく割れやすさがある＜１００＞方位からも遠い角度にすることができるため、ＬＬＯ工程時にマイクロＬＥＤ構造体の割れ（ダイス割れ、破損）が発生する割合をより効果的に減少・改善することができる。

また、本発明のマイクロＬＥＤ構造体においては、前記発光素子構造は出発基板を有しないものであることが好ましい。

このように、発光素子構造を、出発基板を有しないものとすることにより、所望の移載基板への移載が可能になる。

また、前記接着剤又は接合材がベンゾシクロブテンであることが好ましい。

このように、接着剤又は接合材としてベンゾシクロブテンを用いることにより、確実にエキシマレーザーによるＬＬＯ処理を行うことができる。

また、前記透明基板はサファイア又は石英であることが好ましい。

透明基板としては、これらの基板を好適に用いることができ、特にＬＬＯ用レーザーに対する透過性が高いものを選択することができる。

また、本発明は、出発基板上に、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を形成する工程と、前記発光素子構造と、前記発光素子構造の発光波長に対して透明な透明基板を、接着剤又は接合材にて接合する工程と、前記発光素子構造を素子分離する工程と、素子分離された前記発光素子構造の一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を形成する工程とにより、マイクロＬＥＤ構造体を製造する方法であって、前記素子分離する工程において、素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、結晶方位＜１１０＞と一致しないようにすることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体の製造方法を提供する。

このようなマイクロＬＥＤ構造体の製造方法であれば、製造したマイクロＬＥＤ構造体の構造的な強度が低い部位が結晶の劈開性により割れやすくなることを防止することができる。その結果、マイクロＬＥＤ構造体をＬＬＯ工程にて移載する際に、マイクロＬＥＤ構造体の割れ（破損）を低減又は回避することができる。

この場合、前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、前記結晶方位＜１１０＞から１０°以上４５°以下の範囲でずらすことが好ましい。

さらにこの場合、前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、前記結晶方位＜１１０＞から２２．５°以上３０°以下の範囲でずらすことができる。

このような角度で、発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を結晶方位＜１１０＞からずらす素子分離を行うことにより、ＬＬＯ工程時にダイス割れが発生する割合をより効果的に減少・改善することができる。

また、本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法においては、さらに、前記出発基板を除去する工程を有することが好ましい。

このように、出発基板を除去することにより所望の移載基板への移載が可能になる。

また、前記接着剤又は接合材をベンゾシクロブテンとすることが好ましい。

このように、接着剤又は接合材としてベンゾシクロブテンを用いることにより、確実にエキシマレーザーによるＬＬＯ処理を行うことができる。

また、前記透明基板をサファイア又は石英とすることが好ましい。

透明基板としては、これらの基板を好適に用いることができ、特にＬＬＯ用レーザーに対する透過性が高いものを選択することができる。

一般にＡｌＧａＩｎＰ系の活性層を有するマイクロＬＥＤ構造体は機械的強度が低いものである。それに対し、本発明のマイクロＬＥＤ構造体は、構造的な強度が低い部位が結晶の劈開性により割れやすくなることを防止することができる。そのため、本発明によれば、マイクロＬＥＤ構造体をＬＬＯ工程にて移載する際に、マイクロＬＥＤ構造体の割れ（ダイス割れ、破損）を低減又は回避することができる。また、本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法は、そのようなマイクロＬＥＤ構造体を製造することができる。

本発明のマイクロＬＥＤ構造体の一例（第一の実施形態）を平面視した概略図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の他の一例（第二の実施形態）を平面視した概略図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体のさらに他の一例（第三の実施形態）を平面視した概略図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体のさらに他の一例（第四の実施形態）を平面視した概略図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法の一部を示す概略断面図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法の他の一部を示す概略断面図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法の他の一部を示す概略断面図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法の他の一部を示す概略断面図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法の他の一部を示す概略断面図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法の他の一部を示す概略断面図である。 本発明のマイクロＬＥＤ構造体を製造した後、移載基板に移載する方法の一部を示す概略断面図である。 実施例及び比較例における結果を示すグラフである。

本発明のマイクロＬＥＤ構造体は、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を有し、該発光素子構造は発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板に、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材にて接合されているマイクロＬＥＤ構造体であって、前記発光素子構造は素子分離されており、素子分離された前記発光素子構造は、一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を有し、素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、結晶方位＜１１０＞と一致しないものであることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体である。マイクロＬＥＤ構造体としては、一辺が１００μｍを超えないものとすることができる。

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下では、本発明の態様を第一の実施形態～第四の実施形態を例示して説明する。各実施形態における類似の要素については、同一の符号を付して説明する。

（第一の実施形態）
まず、第一の実施形態を説明する。この第一の実施形態は、マイクロＬＥＤ構造体を平面視したときの外形が正方形状の場合である。

本発明のマイクロＬＥＤ構造体は、例えば後述のような工程（図５～図１０）を経て製造できる。このうち、本発明のマイクロＬＥＤ構造体を、図１０を参照し、また、図１を参照して説明する。

概略断面図である図１０に示した本発明のマイクロＬＥＤ構造体５８は、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層１４として有する発光素子構造１８を有する。また、発光素子構造１８は発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板３０に、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材２５にて接合されている。また発光素子構造１８は、素子分離溝（後述する図８で形成する素子分離溝４７）により素子分離されている。素子分離された発光素子構造１８は、一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極５４、５６を有する。また、平面視した概略図である図１に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものである。

本発明において、上記のように、素子分離された発光素子構造を平面視した外形の長辺方向と結晶方位＜１１０＞方向の位置関係（角度の関係）を規定している。この外形の長辺とは、最も長い辺のことである。第一の実施形態は、マイクロＬＥＤ構造体を平面視したときの外形が正方形状の場合である。図１には、正方形状に素子分離された発光素子構造１８を有するマイクロＬＥＤ構造体５８が示されている。正方形の長辺（最も長い辺）は直交する２方向あるが、いずれの長辺に対しても結晶方位＜１１０＞の方向がずれたものとする。

図１には、極性の異なる２つの電極５４、５６として、第一の電極５４を上部電極、第二の電極５６を下部電極として示している。図１に示した発光層領域１９は、平面視したときに活性層１４を含む領域を示す。図１と図１０の対比からわかるように、第一の電極５４は層１３上に位置している。また、第二の電極は層１５上に位置している。後述するように、図１０の層１３は第一導電型、層１５および１６は第二導電型であるので、夫々の層上に極性の異なる電極をつけるために段差部５７が設けられる。この段差部５７には、ＬＬＯ工程時に移載基板に素子を押し付ける際に応力がかかる。この段差部５７に沿った方向が結晶方位＜１１０＞に一致していると結晶の劈開性により非常に割れやすい。一方、本発明では、段差部５７の強度が高く、割れにくいものとすることができる。ＡｌＧａＩｎＰ系ＬＥＤはＧａＮ系ＬＥＤに比べて機械的に脆弱であり、ダイス設計の適否によりＬＬＯ工程時、ダイス割れが発生しやすくなるため、本発明による、ダイス割れの抑制効果が大きい。

この場合、発光素子構造１８を平面視したときの外形の長辺方向が、結晶方位＜１１０＞（方向Ａ）から１０°以上４５°以下の範囲でずれていることが好ましい。また、発光素子構造１８を平面視したときの外形の長辺方向が、結晶方位＜１１０＞（方向Ａ）から２２．５°以上３０°以下の範囲でずれているものとすることができる。

さらに、本発明のマイクロＬＥＤ構造体５８は、図１０に示すように、発光素子構造１８が出発基板を有しないものであることが好ましい。マイクロＬＥＤ構造体５８が出発基板を有しないものとすることにより、所望の移載基板への移載が可能になる。発光素子構造１８が出発基板を有しないものとすることは、後述のように出発基板１１（図６、図７参照）を除去することによって達成できる。

また、本発明のマイクロＬＥＤ構造体５８においては、接着剤又は接合材２５がベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）であることが好ましい。接着剤又は接合材としてベンゾシクロブテンを用いることにより、確実にエキシマレーザーによるＬＬＯ処理を行うことができる。

また、本発明のマイクロＬＥＤ構造体５８においては、透明基板３０がサファイア又は石英であることが好ましい。透明基板としては、これらの基板を好適に用いることができ、特にＬＬＯ用レーザーに対する透過性が高いものを選択することができる。

次に、このような本発明のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法について説明する。第一の実施形態では、図１に示した平面視外形を有するマイクロＬＥＤ構造体５８を製造する場合を説明する。

まず、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を形成する。そのため、図５に示すように出発基板１１上に、順次エピタキシャル成長を行い、各層を形成し、エピタキシャルウェーハ２０を作製する。これにより、エッチストップ層１２や、発光素子構造１８を有するエピタキシャル層を作製する。より具体的には、以下のようにして各層のエピタキシャル成長を行うことができる。

この工程では、まず、図５に示すように、出発基板である第一導電型のＧａＡｓ基板１１上にエッチストップ層１２をエピタキシャル成長させる。エッチストップ層１２は、例えば、第一導電型のＧａＡｓバッファ層を積層した後、第一導電型のＧａ_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６）第一エッチストップ層を例えば厚さ０．１μｍ、第一導電型のＧａＡｓ第二エッチストップ層を例えば厚さ０．１μｍ成長させることにより形成することができる。さらに、エッチストップ層１２上に、例えば、第一導電型の（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０．６≦ｙ≦１．０）第一クラッド層１３を例えば厚さ１．０μｍ、ノンドープの（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）活性層１４、第二導電型の（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０．６≦ｙ≦１．０）第二クラッド層１５を例えば厚さ１．０μｍ、第二導電型のＧａ_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．５≦ｘ≦１．０）中間層（不図示）を例えば厚さ０．１μｍ、第二導電型のＧａＰ窓層１６を、順次成長したエピタキシャル機能層としての発光素子構造１８を有するエピタキシャルウェーハ２０を準備する。ここで第一クラッド層１３から第二クラッド層１５までをダブルヘテロ（ＤＨ）構造部と称する（図５）。

前記の膜厚はあくまで例示であり、素子の動作仕様により膜厚は変更されるべきパラメーターにすぎず、ここで記載した膜厚に限定されないことは言うまでもない。第一クラッド層１３及び第二クラッド層１５は共に１．０μｍの場合を例示したが、マイクロＬＥＤにおいては、定格電流密度が大きいサイズのディスクリートＬＥＤより小さく、この膜厚より薄くてもクラッド層としての機能が損なわれることはない。

第一クラッド層１３は後述するように第一クラッド層１３に接する形で電極が形成されるため、オーミック接触形成時の金属拡散を考慮し、０．６μｍ以上の厚さを有することが好適である。これ以上の厚さであれば、どのような厚さでも選択可能である。ただし、第一クラッド層１３は１０μｍ以下の範囲で設計することが好ましい。このような厚さであれば、それほどコストアップ要因にならず、定電流駆動時の発光効率を確保することができ、また、ウェーハの反りが抑制されることによって高い歩留まりを得ることができる。

第二導電型がＰ型の場合、ホールの有効質量が大きいため、第二クラッド層１５が、例えば０．２μｍ程度の厚さであっても、１．０μｍと同様に機能する。そのため、０．２μｍ以上の厚さであることが好ましく、どのような厚さでも選択可能である。ただし、第二クラッド層１５は１０μｍ以下の範囲で設計することが好ましい。このような厚さであれば、それほどコストアップ要因にならず、定電流駆動時の発光効率を確保することができ、また、ウェーハの反りが抑制されることによって高い歩留まりを得ることができる。

また、各層は単一組成層ではなく、例示した範囲の組成内で複数組成層を有することを概念として含むことは言うまでもない。また、キャリア濃度の水準は、各層で均一ではなく、各層内で複数の水準を有することを概念として含むことは言うまでもない。

活性層１４は、単一組成から構成されてもよく、また、バリア層と活性層を複数交互に積層した超格子構造であっても、類似の機能を有し、両者いずれも選択可能である。いずれの構造を選択しても本技術の作用効果は同様である。

また、ＧａＰ窓層１６の厚さは５μｍ超であることが好ましく、例えば６μｍとすることができる。ただ、この６μｍの厚さに限定されるものではなく、例えば、素子分離の短辺長より薄い範囲での膜厚であればどのような膜厚でも選択可能である。

次に、図６に示すように、発光素子構造１８と、発光素子構造の発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板３０を、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材２５にて接合する。例えば、エピタキシャルウェーハ２０上に接着剤又は接合材２５として例えば熱硬化型接合部材であるベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）をスピンコートし、サファイアウェーハ等の透明基板３０と対向させて重ね合わせ、真空雰囲気下にて熱圧着する。スピンコートにてＢＣＢを塗布する際、膜厚は例えば０．６μｍとすることができる。

なお、熱圧着する雰囲気は、真空雰囲気に限定されるものではなく、酸素が１００ｐｐｍ以下の雰囲気であれば、どのような雰囲気であっても採用可能である。例えば窒素雰囲気やアルゴン雰囲気であっても同様の効果が得られる。

また、透明基板３０はサファイアに限定されるものではなく、レーザー光透過性と平坦性が担保されていればどのような材料も選択可能である。サファイアの他、石英を選択することも可能ある。

また、接着剤又は接合材２５としてＢＣＢを用いる場合、ＢＣＢは層状に塗布する以外にも、感光性ＢＣＢを用いて孤立島状やライン状、その他の形状にパターン化し、接合の工程を行っても同様な結果が得られる。

また、ＢＣＢ等の接着剤又は接合材２５の厚さは０．６μｍに限定されるものではなく、この厚さより薄くてもよい。

次に、図７に示すように、出発基板１１（例えばＧａＡｓ出発基板）をウェットエッチングで除去することが好ましい。さらに、その後エッチストップ層１２も除去する。エッチストップ層１２の除去は、上記のように第一エッチストップ層及び第二エッチストップ層を有する場合には、まず、エッチングにより第一エッチストップ層を露出させ、エッチャントを切り替えて第二エッチストップ層を除去してエピタキシャル層（発光素子構造１８のうちの第一クラッド層１３）を露出させることができる。このようにして、ダブルヘテロ（ＤＨ）構造部（第一クラッド層１３、活性層１４、第二クラッド層１５）と窓層１６のみを保持する接合ウェーハを作製することができる（図７）。

次に、図８に示したように、発光素子構造１８を素子分離する。その際、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂを、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないようにする（図１参照）。この素子分離は、具体的には、以下のようにして行うことができるが、素子分離を行うことができれば、これに限定されない。

まず、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）とＯ_２を原料とするＰ－ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法）にてエピタキシャル接合ウェーハ上（すなわち、第一クラッド層１３上）にＳｉＯ_２膜を１μｍ厚で形成する。

次に、フォトリソグラフィー法にてレジストパターンを形成し、フッ酸溶液によるウェットエッチングにてＳｉＯ_２のパターン形状を作製する。次に、ＳｉＯ_２パターンをハードマスクとして、塩素系ガスを導入したＩＣＰ（誘導結合プラズマ）装置にて、ＩＣＰ処理を行い、ＤＨ構造部（第一クラッド層１３から第二クラッド層１５まで）とＧａＰ窓層１６をドライエッチングし、ＢＣＢ層等の接着剤又は接合材２５を露出させ、エッチングガスを切り替えて露出した接着剤又は接合材をさらにドライエッチングしてサファイア基板を露出させ、ＤＨ構造部（第一クラッド層１３から第二クラッド層１５まで）とＧａＰ窓層１６からなる島状パターンを形成する。ここでの島状パターンは、上記ＳｉＯ_２パターンと略一致する。

ここでのＳｉＯ_２パターン形状、すなわち、素子分離された後は発光素子構造を平面視した外形となる形状（上記島状パターン）は、一辺が１００μｍ未満とすることが好ましく、本実施形態においては、その形状は略正方形である。この略正方形パターンは、本実施形態においては、角点とその対角を結ぶ線が結晶方位＜１１０＞方向と略一致するように形成することが好ましい（図１参照）。

このように、ＳｉＯ_２パターン（すなわち、素子分離された後は発光素子構造を平面視した外形となる形状）の角部とその対角を結ぶ線が結晶方位＜１１０＞方向（方向Ａ）に略一致するように形成することができるが、結晶方位＜１１０＞への方向一致は厳密に一致しなくても同様な効果を得られることは言うまでもない。ＳｉＯ_２パターンの辺が結晶方位＜１１０＞方向と略一致しないことが肝要であり、辺の方向を結晶方位＜１１０＞から１０°以上ずらすことにより、より確実にこの効果を得ることができる。対角線を結ぶ線と結晶方位＜１１０＞のなす角の最大は４５°のため、最大角は４５°である。すなわち、図１に示したように、素子分離された発光素子構造１８を平面視したときの外形の長辺方向Ｂを、結晶方位＜１１０＞の方向Ａから１０°以上４５°以下の範囲でずらすことが好ましい。また、特に、素子分離された発光素子構造５８を平面視したときの外形の長辺方向を、結晶方位＜１１０＞の方向Ａから２２．５°以上３０°以下の範囲でずらすことができる。

次に、図８中に示したように、素子分離後の個々の発光素子構造において、電極形成のための段差部を設ける。具体的には、上記島状パターン形成後、ダブルヘテロ（ＤＨ）構造部（第一クラッド層１３、活性層１４、第二クラッド層１５）の一部を、前記と同様にＩＣＰ法でエッチングし、第二クラッド層１５あるいはＧａＰ窓層１６を露出させる。

図８に示した素子分離加工（及び第二クラッド層１５あるいはＧａＰ窓層１６の露出）後、図９に示したように、加工断面に端面処理として保護膜５２を形成することができる。ここでは、例えば、上記と同様のＰ－ＣＶＤ法にて保護膜５２としてＳｉＯ_２保護膜を形成することができる。また、保護膜５２はＳｉＯ_２に限定されるものではなく、端面が保護でき、かつ絶縁性を有する材料であればどのような材料でも選択可能である。ＳｉＮｘや酸化チタン、酸化マグネシウムなども選択可能である。

次に、図１０に示したように、素子分離された発光素子構造１８の一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を形成する。ここでの「一方の面」とは、接着剤又は接合剤２５によって透明基板３０と接合された側とは反対側とすることができる。ここでは、第一クラッド層１３に接触する第一の電極５４、及び第二クラッド層１５又はＧａＰ窓層１６に接触する第二の電極５６を形成し、マイクロＬＥＤ構造体５８（「μ－ＬＥＤダイス」とも称する）を製造する。

第一導電型がＰ型の場合、第一の電極５４が第一クラッド層１３と接する面ではＢｅ又はＺｎを含み、第二の電極５６が第二クラッド層１５又はＧａＰ窓層１６と接する面ではＳｉ又はＧｅを含む金属を選択することが好ましい。第一導電型がＮ型の場合、第一の電極５４が第一クラッド層１３と接する面ではＳｉ又はＧｅを含み、第二の電極５６が第二クラッド層１５又はＧａＰ窓層１６と接する面ではＢｅ又はＺｎを含む金属を選択することが好ましい。例えば、第一導電型はＮ型、第二導電型はＰ型を選択し、第一の電極５４が第一クラッド層１３に接する面にはＡｕＳｉ系合金を、第二の電極５６が第二クラッド層１５又はＧａＰ窓層１６に接する面にはＡｕＢｅ系合金を用いることができる。

本実施形態において、第一の電極５４及び第二の電極５６の総厚はそれぞれ０．５μｍ程度とすることができるが、オーミック接触が形成できればどのような膜厚をも選択可能である。また、第一の電極５４、第二の電極５６のいずれかもしくは両方の上に追加の金属層、例えばＡｕまたはＡｌパッド層、Ａｕ系各種バンプを形成しても同様の効果が得られる。

また、第二の電極５６上には、第一の電極５４と高さを揃えるため、追加のパッド層を別途設けることができる。例えば、第二の電極５６はＧａＰ窓層１６にコンタクトを取り、第一の電極５４と第二の電極５６の間で数μｍ（例えば２．５μｍ）程度の段差が生じている場合、高さを揃えるためＡｕで構成された数μｍ（例えば２．５μｍとする）のパッド電極を追加作製することができる。

このようにして製造したマイクロＬＥＤ構造体は、図１１に示すように、マイクロＬＥＤ構造体（μ－ＬＥＤダイス）のパターン及びピッチに整合するシリコーン凸パターン（シリコーン樹脂６５）を有する石英等からなる移載基板７０に、マイクロＬＥＤ構造体のパターンを押し当て、サファイア等の透明基板３０側よりエキシマレーザーを照射してＢＣＢ等の接着剤又は接合材２５を昇華させる。ＢＣＢ等の接着剤又は接合材２５が昇華することでサファイア等の透明基板３０からμ－ＬＥＤダイスは分離されることにより、マイクロＬＥＤダイスがサファイア基板等の透明基板３０から石英等からなる移載基板７０に移載される。

（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態を説明する。この第二の実施形態は、マイクロＬＥＤ構造体を平面視したときの外形が長方形の場合である。

第二の実施形態では、図２に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形が長方形である。ここで、図２に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものとする。

このマイクロＬＥＤ構造体を製造する方法は、以下の通りである。まず、接合基板を作製する工程および構造（図５～図７）は、第一の実施形態と同様である。

素子分離の工程（ＳｉＯ_２パターンを形成する工程を含む）（図８参照）も、第一の実施形態と同様だが、ＳｉＯ_２パターン形状は第一の実施形態とは異なり、正方形ではなく、長方形である。ここで、図２に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものとする。特に、結晶方位＜１１０＞方向（方向Ａ）は、角部と対角の角部を結ぶ線と＜１１０＞方向と略一致させることが好ましい。素子分離の工程（ＳｉＯ_２パターンを形成する工程を含む）の後の工程（図９～図１１）は第一の実施形態と同様である。

（第三の実施形態）
次に、第三の実施形態を説明する。この第三の実施形態は、素子分離された発光素子構造１８を平面視したときの外形が、図３に示したように、各辺は略直線であるが、角部に曲線を有する（すなわち、角部がＲを有する）長方形である場合である。すなわち、この第三の実施形態は、第二の実施形態の変形パターンであり、長方形の角が９０°ではない場合である。この場合、長辺とは最も長い直線のことである。角部がＲを有することができるのは、長方形に限らず、図１の正方形の場合や、後述の図４の多角形の場合等においても同様である。ここで、図３に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものとする。

このマイクロＬＥＤ構造体を製造する方法は、以下の通りである。まず、接合基板を作製する工程および構造（図５～図７）は、第一の実施形態と同様である。

素子分離の工程（ＳｉＯ_２パターンを形成する工程を含む）（図８参照）も、第一の実施形態と同様だが、ＳｉＯ_２パターン形状は第一の実施形態とは異なり、正方形ではなく、角部に曲線を有する（すなわち、角部がＲを有する）長方形である。ここで、図３に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものとする。特に、結晶方位＜１１０＞方向（方向Ａ）は、角部と対角の角部を結ぶ線と＜１１０＞方向と略一致させることが好ましい。素子分離の工程（ＳｉＯ_２パターンを形成する工程を含む）の後の工程（図９～図１１）は第一の実施形態と同様である。

（第四の実施形態）
次に、第四の実施形態を説明する。この第四の実施形態は、マイクロＬＥＤ構造体を平面視したときの外形が多角形の場合である。

第四の実施形態では、図４に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形が多角形（図４では正六角形ではない六角形）である。ここで、図４に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものとする。

このマイクロＬＥＤ構造体を製造する方法は、以下の通りである。まず、接合基板を作製する工程および構造（図５～図７）は、第一の実施形態と同様である。

素子分離の工程（ＳｉＯ_２パターンを形成する工程を含む）（図８参照）も、第一の実施形態と同様だが、ＳｉＯ_２パターン形状は第一の実施形態とは異なり、正方形ではなく、多角形である。ここで、図４に示したように、素子分離された発光素子構造１８の平面視した外形の長辺方向Ｂが、結晶方位＜１１０＞の方向Ａと一致しないものとする。素子分離の工程（ＳｉＯ_２パターンを形成する工程を含む）の後の工程（図９～図１１）は第一の実施形態と同様である。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。

（実施例及び比較例）
第二の実施形態に従って、発光素子構造１８を有するマイクロＬＥＤ構造体５８を製造した。すなわち、図２に示すように、素子分離された発光素子構造を平面視した外形は長方形である。

まず、図５に示すように、エピタキシャル機能層として発光素子構造を有するエピタキシャルウェーハを準備した。具体的には、以下の通りとした。まず、Ｎ型のＧａＡｓ出発基板１１上に、Ｎ型のＧａＡｓバッファ層積層後、０．１μｍ厚のＮ型のＧａ_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６）第一エッチストップ層、０．１μｍ厚のＮ型のＧａＡｓ第二エッチストップ層を形成し、エッチストップ層１２とした。エッチストップ層１２の上に１．０μｍ厚のＮ型の（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０．６≦ｙ≦１．０）第一クラッド層１３、ノンドープの（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）活性層１４、１．０μｍ厚のＰ型の（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０．６≦ｙ≦１．０）第二クラッド層１５、０．１μｍ厚のＰ型のＧａ_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．５≦ｘ≦１．０）中間層（不図示）、６μｍ厚のＰ型のＧａＰ窓層１６を順次成長し、エピタキシャル機能層として発光素子構造１８を有するエピタキシャルウェーハ２０を準備した（図５）。

次に、図６に示すように、エピタキシャルウェーハ２０上に接着剤又は接合材２５として熱硬化型接合部材であるベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）をスピンコートし、透明基板３０であるサファイアウェーハと対向させて重ね合わせ、真空雰囲気下にて熱圧着した。スピンコートにてＢＣＢを塗布する際、設計膜厚は０．６μｍとした。

次に、図７に示すように、ＧａＡｓ出発基板１１をウェットエッチングで除去し、Ｎ型の第一エッチストップ層を露出させ、第一、第二エッチストップ層をそれぞれに適したエッチング液で除去して第一クラッド層１３を露出させた。これにより、ＤＨ層と窓層１６のみを保持するエピタキシャル接合基板を作製した。

次に、Ｐ－ＣＶＤ、フォトリソグラフィー法とウェットエッチング法にて縦５０μｍ、横２５μｍの長方形ＳｉＯ_２パターンを形成し、素子分離を行い、島状パターンを形成した。島状パターン形成後、ＤＨ層部の一部をＩＣＰ法でエッチングして第二クラッド層１５を露出させた（図８）。その後、加工断面にＳｉＯ_２保護膜５２を形成した（図９）。その後、図２、図１０に示したように、平面視した長軸方向の端部付近に極性の異なる第一の電極５４及び第二の電極５６を配置した。このようにしてマイクロＬＥＤ構造体５８を作製したが、複数のエピタキシャル接合基板を作製し、上記マイクロＬＥＤ構造体５８として、長辺方向Ｂと、結晶方位＜１１０＞の方向Ａの角度を、０°（比較例）、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°（以上実施例）としたものをそれぞれ製造した。比較例では、パターンの長辺方向は＜１１０＞方向と略一致で形成したものである。

各実施例、比較例で製造したマイクロＬＥＤ構造体５８について、図１１に示したように、移載基板７０に移載を行った。

実施例及び比較例の結果を図１２に示した。発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が結晶方位＜１１０＞方向と略一致する形状の場合、すなわち比較例の場合、ダイス割れは３０％前後であるが、上記長辺方向を結晶方位＜１１０＞から傾けることで、割れ率は減少し、１０°以上の角度にすることで割れ率はゼロになった。結晶方位＜１１０＞からの傾きの角度の上限は４５°であるため、４５°が傾きの上限である。

本明細書は、以下の態様を包含する。
［１］： （Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を有し、該発光素子構造は発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板に、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材にて接合されているマイクロＬＥＤ構造体であって、
前記発光素子構造は素子分離されており、
素子分離された前記発光素子構造は、一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を有し、
素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、結晶方位＜１１０＞と一致しないものであることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体。
［２］： 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、前記結晶方位＜１１０＞から１０°以上４５°以下の範囲でずれている上記［１］のマイクロＬＥＤ構造体。
［３］： 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、前記結晶方位＜１１０＞から２２．５°以上３０°以下の範囲でずれている上記［２］のマイクロＬＥＤ構造体。
［４］： 前記発光素子構造は出発基板を有しないものである上記［１］～上記［３］のいずれかのマイクロＬＥＤ構造体。
［５］： 前記接着剤又は接合材がベンゾシクロブテンである上記［１］～上記［４］のいずれかのマイクロＬＥＤ構造体。
［６］： 前記透明基板はサファイア又は石英である上記［１］～上記［５］のいずれかのマイクロＬＥＤ構造体。
［７］： 出発基板上に、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を形成する工程と、
前記発光素子構造と、前記発光素子構造の発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板を、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材にて接合する工程と、
前記発光素子構造を素子分離する工程と、
素子分離された前記発光素子構造の一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を形成する工程と
により、マイクロＬＥＤ構造体を製造する方法であって、
前記素子分離する工程において、素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、結晶方位＜１１０＞と一致しないようにすることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
［８］： 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、前記結晶方位＜１１０＞から１０°以上４５°以下の範囲でずらす上記［７］のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
［９］： 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、前記結晶方位＜１１０＞から２２．５°以上３０°以下の範囲でずらす上記［８］のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
［１０］： さらに、前記出発基板を除去する工程を有する上記［７］～上記［９］のいずれかのマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
［１１］： 前記接着剤又は接合材をベンゾシクロブテンとする上記［７］～上記［１０］のいずれかのマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
［１２］： 前記透明基板をサファイア又は石英とする上記［７］～上記［１１］のいずれかのマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１１…出発基板、
１２…エッチストップ層、
１３…第一クラッド層、
１４…活性層、
１５…第二クラッド層、
１６…窓層、
１８…発光素子構造、
１９…発光層領域、
２０…エピタキシャルウェーハ、
２５…接着剤又は接合材、
３０…透明基板、
４７…素子分離溝、
５２…保護膜、
５４…第一の電極、
５６…第二の電極、
５７…段差部、
５８…マイクロＬＥＤ構造体、
６５…シリコーン樹脂、
７０…移載基板、
Ａ…結晶方位＜１１０＞方向、
Ｂ…長辺方向。

Claims (12)

1. （Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を有し、該発光素子構造は発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板に、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材にて接合されているマイクロＬＥＤ構造体であって、
   前記発光素子構造は素子分離されており、
   素子分離された前記発光素子構造は、一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を有し、
   素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、結晶方位＜１１０＞と一致しないものであることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体。
2. 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、前記結晶方位＜１１０＞から１０°以上４５°以下の範囲でずれていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤ構造体。
3. 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向が、前記結晶方位＜１１０＞から２２．５°以上３０°以下の範囲でずれていることを特徴とする請求項２に記載のマイクロＬＥＤ構造体。
4. 前記発光素子構造は出発基板を有しないものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロＬＥＤ構造体。
5. 前記接着剤又は接合材がベンゾシクロブテンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロＬＥＤ構造体。
6. 前記透明基板はサファイア又は石英であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロＬＥＤ構造体。
7. 出発基板上に、（Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙ）_ｘＩｎ_１－ｘＰ（０．４≦ｘ≦０．６，０≦ｙ≦０．５）を活性層として有する発光素子構造を形成する工程と、
   前記発光素子構造と、前記発光素子構造の発光波長とＬＬＯ転写用のレーザー光に対して透明な透明基板を、発光波長に対し透明でＬＬＯ転写用のレーザー光を吸収する接着剤又は接合材にて接合する工程と、
   前記発光素子構造を素子分離する工程と、
   素子分離された前記発光素子構造の一方の面上に極性の異なる少なくとも２つの電極を形成する工程と
   により、マイクロＬＥＤ構造体を製造する方法であって、
   前記素子分離する工程において、素子分離された前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、結晶方位＜１１０＞と一致しないようにすることを特徴とするマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
8. 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、前記結晶方位＜１１０＞から１０°以上４５°以下の範囲でずらすことを特徴とする請求項７に記載のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
9. 前記発光素子構造を平面視した外形の長辺方向を、前記結晶方位＜１１０＞から２２．５°以上３０°以下の範囲でずらすことを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
10. さらに、前記出発基板を除去する工程を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
11. 前記接着剤又は接合材をベンゾシクロブテンとすることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。
12. 前記透明基板をサファイア又は石英とすることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のマイクロＬＥＤ構造体の製造方法。