JP7779213B2 - Method for manufacturing a bonded light-emitting device wafer - Google Patents
Method for manufacturing a bonded light-emitting device waferInfo
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Description
本発明は、接合型発光素子ウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a bonded light-emitting device wafer.
AlGaInP系マイクロLED用ウェーハとして、BCB(ベンゾシクロブテン)を介した接合ウェーハの技術が開示されている。BCBは、硬化後の体積変化率が少ないなど、接着材料として優れた特徴を有する。BCBを用いたウェーハの接着は、例えば、特許文献1~4に記載されている。 Technology for bonding wafers via BCB (benzocyclobutene) has been disclosed for AlGaInP-based micro-LED wafers. BCB has excellent characteristics as an adhesive material, such as a small volume change rate after curing. Wafer bonding using BCB is described in, for example, Patent Documents 1 to 4.
しかし、接合・被接合ウェーハの熱膨張係数がBCBより大きい場合、この特徴は不利に働く。 However, this feature can be disadvantageous if the thermal expansion coefficient of the bonding and bonded wafers is greater than that of BCB.
サファイア基板とAlGaInPエピタキシャルウェーハ(GaAsウェーハを出発基板とし、AlGaInPのエピタキシャル層等を成長させたもの)を接合する場合を述べる。サファイアの熱膨張係数は約5.5×10-6[/K]であり、AlGaInPエピタキシャルウェーハの出発基板の材質であるGaAsの熱膨張係数は約5.7×10-6[/K]である。BCBを熱硬化させる際、AlGaInPエピタキシャルウェーハの出発基板の材質であるGaAsの方の熱膨張係数が大きいことから、BCB熱硬化処理後は、BCB硬化層に対し、GaAs基板には引張応力がかかる事になる。 This section describes the case of bonding a sapphire substrate and an AlGaInP epitaxial wafer (a GaAs wafer is used as the starting substrate, and an AlGaInP epitaxial layer, etc., is grown on it). The thermal expansion coefficient of sapphire is approximately 5.5×10 −6 [/K], while the thermal expansion coefficient of GaAs, the material of the starting substrate for the AlGaInP epitaxial wafer, is approximately 5.7×10 −6 [/K]. When the BCB is thermally cured, since the thermal expansion coefficient of GaAs, the material of the starting substrate for the AlGaInP epitaxial wafer, is larger, after the BCB thermal curing process, tensile stress is applied to the GaAs substrate relative to the BCB cured layer.
その一方、AlGaInPエピタキシャルウェーハの熱膨張係数は約5.4×10-6[/K]である。BCB熱硬化時の加熱温度にAlGaInPエピタキシャルウェーハを上昇させた場合、AlGaInPエピタキシャルウェーハの熱膨張係数はGaAsの熱膨張係数より小さいことから、エピタキシャル層には引張応力がかかっている。この引張応力がかかった状態のまま、BCBを熱硬化させるため、引張応力がエピタキシャル層内部で固定されたまま硬化される。 On the other hand, the thermal expansion coefficient of an AlGaInP epitaxial wafer is approximately 5.4×10 −6 [/K]. When an AlGaInP epitaxial wafer is heated to the heating temperature during BCB thermal curing, tensile stress is applied to the epitaxial layer because the thermal expansion coefficient of the AlGaInP epitaxial wafer is smaller than that of GaAs. Since the BCB is thermally cured while this tensile stress is still applied, the epitaxial layer is cured while the tensile stress remains fixed inside the epitaxial layer.
内部に固定された応力は様々な問題を引き起こす。例えば、BCB硬化後、出発基板を除去した後、エピタキシャル層にクラックを引き起こす。応力が圧縮の場合、結晶格子が歪むことでクラックにつながらない場合が多いが、引張応力への耐力は半導体では圧縮応力への耐力より低く、クラックを発生させ易くなる。 Internal stress can cause a variety of problems. For example, after the BCB hardens and the starting substrate is removed, it can cause cracks in the epitaxial layer. When the stress is compressive, the crystal lattice is distorted and cracks do not occur. However, semiconductors have a lower resistance to tensile stress than compressive stress, making them more susceptible to cracking.
また、この応力により、BCBとエピタキシャル表面との滑り力も内包している。そのため、BCBとエピタキシャル層の接着面での破壊が生じやすく、出発基板除去後のエピタキシャル層が保持されず、エピタキシャル層破壊・エピタキシャル層剥離が発生し易くなる。 This stress also creates a sliding force between the BCB and the epitaxial surface. This makes it easy for the adhesive surface between the BCB and the epitaxial layer to break, and the epitaxial layer is not retained after the starting substrate is removed, making it more likely that the epitaxial layer will break or peel off.
この応力は、熱硬化温度から室温に下げた際に発生するものであるため、環境温度が高ければ応力を減らすことができる。しかし、マイクロLEDは加熱しながら使用するデバイスではないため、環境温度を上昇させて使用することで、内部に固定された応力を減らす方法は採用できない。 This stress occurs when the temperature is lowered from the heat curing temperature to room temperature, so it can be reduced if the ambient temperature is higher. However, because micro-LEDs are not devices that are used while heated, the method of reducing the internally fixed stress by using them at an elevated ambient temperature cannot be used.
従って、エピタキシャル層剥離やエピタキシャル層に発生するクラックを抑止するためには、BCBで固定されるエピタキシャル層との界面における応力を減少させる必要がある。 Therefore, in order to prevent epitaxial layer delamination and cracks from occurring in the epitaxial layer, it is necessary to reduce the stress at the interface with the epitaxial layer, which is fixed with BCB.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、熱硬化型接合材で固定される発光素子構造との界面における応力を減少させ、出発基板除去後の発光素子構造の剥離やクラック発生を抑制した接合型発光素子ウェーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer that reduces stress at the interface with the light-emitting element structure fixed with a thermosetting bonding material, and suppresses peeling and cracking of the light-emitting element structure after removing the starting substrate.
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、(AlyGa1-y)xIn1-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と、可視光に対して透明かつ紫外光に対して透明な基板とを、可視光に対して透明かつ紫外光を吸収する熱硬化型接合材を介して接合又は接着する接合型発光素子ウェーハの製造方法において、前記熱硬化型接合材の硬化温度を、120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階を有する段階的増加により、若しくは、漸次的増加により、又は、それらの組合せにより、上昇させて前記熱硬化型接合材を硬化することを特徴とする接合型発光素子ウェーハの製造方法を提供する。 The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and provides a method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer in which a light-emitting element structure having ( AlyGa1 -y ) xIn1 -xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5) as an active layer and a substrate that is transparent to visible light and transparent to ultraviolet light are bonded or adhered via a thermosetting bonding material that is transparent to visible light and absorbs ultraviolet light, characterized in that the curing temperature of the thermosetting bonding material is increased by a stepwise increase having three or more steps in the range of 120°C to 320°C, or by a gradual increase, or by a combination of these, to cure the thermosetting bonding material.
このように熱硬化型接合材の硬化温度を120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階を有する段階的増加によって若しくは漸次的増加によって、又は、それらの組合せにより上昇させて熱硬化型接合材を硬化することで、熱硬化型接合材によって固定される発光素子構造との界面における応力を減少させ、出発基板除去後の発光素子構造の剥離やクラック発生を抑制することができる。 In this way, by increasing the curing temperature of the thermosetting bonding material in three or more stages within the range of 120°C or higher and 320°C or lower, or by gradually increasing the temperature, or by a combination of these, the stress at the interface with the light-emitting element structure fixed by the thermosetting bonding material is reduced, and peeling or cracking of the light-emitting element structure after removal of the starting substrate can be suppressed.
また、本発明の接合型発光素子ウェーハの製造方法では、前記硬化温度の段階的増加は、120℃以上180℃以下の温度域で所定時間保持する第一ステップ工程、180℃超220℃以下の温度域で所定時間保持する第二ステップ工程、220℃超270℃以下の温度域で所定時間保持する第三ステップ工程、270℃超320℃以下の温度域で所定時間保持する第四ステップ工程、のうち、前記第一ステップ工程を行った後、前記第二ステップ工程、前記第三ステップ工程、前記第四ステップ工程のうちの少なくとも2つの工程を行い昇温することができる。 In addition, in the method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer of the present invention, the stepwise increase in the curing temperature can be performed by carrying out at least two of the following processes after the first step: a first step in which the temperature is maintained in a temperature range of 120°C or higher and 180°C or lower for a predetermined time; a second step in which the temperature is maintained in a temperature range of more than 180°C and 220°C or lower for a predetermined time; a third step in which the temperature is maintained in a temperature range of more than 220°C and 270°C or lower for a predetermined time; or a fourth step in which the temperature is maintained in a temperature range of more than 270°C and 320°C or lower for a predetermined time.
このような硬化温度の段階的増加とすることにより、より確実に発光素子構造の剥離やクラック発生を抑制することができる。 By gradually increasing the curing temperature in this manner, peeling and cracking of the light-emitting element structure can be more reliably prevented.
このとき、前記第一ステップ工程の保持時間を30分以上300分以下とし、前記第二ステップ工程の保持時間を15分以上200分以下とし、前記第三ステップ工程の保持時間を5分以上50分以下とし、前記第四ステップ工程の保持時間を1分以上30分以下とすることができる。 In this case, the holding time for the first step process can be 30 minutes or more and 300 minutes or less, the holding time for the second step process can be 15 minutes or more and 200 minutes or less, the holding time for the third step process can be 5 minutes or more and 50 minutes or less, and the holding time for the fourth step process can be 1 minute or more and 30 minutes or less.
このような保持時間とすることにより、発光素子構造の剥離やクラック発生の抑制をより確実に行うことができる。 By setting the holding time in this manner, peeling and cracking of the light-emitting element structure can be more reliably prevented.
また、本発明の接合型発光素子ウェーハの製造方法では、前記硬化温度を、連続的に上昇させ、かつ、120℃以上180℃以下の温度域における平均昇温速度が、180℃超から硬化温度の最高温度に到達するまでの温度域における平均昇温速度の1/2倍以下の平均昇温速度で連続的に上昇させることができる。 Furthermore, in the method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer of the present invention, the curing temperature can be continuously increased, and the average rate of temperature increase in the temperature range of 120°C or higher and 180°C or lower can be increased continuously at an average rate of temperature increase that is no more than half the average rate of temperature increase in the temperature range from above 180°C to the maximum curing temperature.
このような熱硬化型接合材の硬化温度の漸次的増加によっても、より確実に発光素子構造の剥離やクラック発生を抑制することができる。 By gradually increasing the curing temperature of this thermosetting bonding material, peeling and cracking of the light-emitting element structure can be more reliably prevented.
また、前記熱硬化型接合材を、ベンゾシクロブテンとすることが好ましい。 It is also preferable that the thermosetting bonding material be benzocyclobutene.
本発明の接合型発光素子ウェーハの製造方法では、ベンゾシクロブテン(BCB)を熱硬化型接合剤として好適に用いることができる。 In the manufacturing method of the bonded light-emitting element wafer of the present invention, benzocyclobutene (BCB) can be suitably used as a thermosetting bonding agent.
本発明の接合型発光素子ウェーハの製造方法であれば、熱硬化型接合材によって固定される発光素子構造との界面における応力を減少させ、出発基板除去後の発光素子構造の剥離やクラック発生を抑制することができる。 The method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer of the present invention reduces stress at the interface with the light-emitting element structure fixed by the thermosetting bonding material, and can prevent peeling and cracking of the light-emitting element structure after removing the starting substrate.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention is described in detail below, but is not limited to these.
本発明は、(AlyGa1-y)xIn1-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と、可視光に対して透明かつ紫外光に対して透明な基板とを、可視光に対して透明かつ紫外光を吸収する熱硬化型接合材を介して接合又は接着する接合型発光素子ウェーハの製造方法において、前記熱硬化型接合材の硬化温度を、120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階を有する段階的増加により、若しくは、漸次的増加により、又は、それらの組合せにより、上昇させて前記熱硬化型接合材を硬化することを特徴とする接合型発光素子ウェーハの製造方法である。 The present invention provides a method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer in which a light-emitting element structure having ( AlyGa1 -y ) xIn1 -xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5) as an active layer and a substrate that is transparent to visible light and transparent to ultraviolet light are bonded or adhered via a thermosetting bonding material that is transparent to visible light and absorbs ultraviolet light, characterized in that the curing temperature of the thermosetting bonding material is increased by a stepwise increase having three or more steps in the range of 120°C to 320°C, or by a gradual increase, or by a combination of these, to cure the thermosetting bonding material.
以下、本発明の態様を第一の実施形態、第二の実施形態を例示して、図面を参照して説明する。また、重複する説明は一部省略する。 The following describes aspects of the present invention, illustrating a first and second embodiment, with reference to the drawings. Some overlapping descriptions will be omitted.
[第一の実施形態]
まず、第一の実施形態を説明する。この実施形態は、熱硬化型接合材の硬化温度の上昇を、120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階を有する段階的増加により行う形態である。
[First embodiment]
First, a first embodiment will be described. In this embodiment, the curing temperature of the thermosetting bonding material is increased stepwise in three or more stages within a range of 120°C or higher and 320°C or lower.
まず、(AlyGa1-y)xIn1-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準備する。そのため、図1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。 First, a light-emitting device structure having ( AlyGa1 -y ) xIn1 - xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5) as an active layer is prepared. To this end, as shown in FIG. 1, epitaxial growth is performed sequentially on a starting substrate 11 to form each layer, and an epitaxial wafer 20 is produced. This produces an etch stop layer 12 and an epitaxial layer having a light-emitting device structure 18. More specifically, the epitaxial growth of each layer can be performed as follows.
図1に示すように第一導電型の例えばGaAsからなる出発基板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GaxIn1-xP(0.4≦x≦0.6)第一エッチストップ層を例えば0.1μm、第一導電型のGaAs第二エッチストップ層を例えば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(AlyGa1-y)xIn1-xP(0.4≦x≦0.6,0<y≦1.0)第一クラッド層13を例えば1.0μm、ノンドープの(AlyGa1-y)xIn1-xP(0.4≦x≦0.6,0≦y≦0.5)活性層14、第二導電型の(AlyGa1-y)xIn1-xP(0.4≦x≦0.6,0.6≦y≦1.0)第二クラッド層15を例えば1.0μm、第二導電型のGaInP中間層(不図示)を例えば0.1μm、第二導電型のGaP窓層16を例えば4μm、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AlGaInP第一クラッド層13からAlGaInP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1)。なお、発光素子構造18の材料はこれらに限定されず、発光素子構造を有するものとすればよい。 1, an etch stop layer 12 is epitaxially grown on a starting substrate 11 made of, for example, GaAs of a first conductivity type. The etch stop layer 12 can be formed, for example, by stacking a GaAs buffer layer of the first conductivity type, and then growing a first etch stop layer of Ga x In 1-x P (0.4≦x≦0.6) of the first conductivity type to a thickness of, for example, 0.1 μm, and a second etch stop layer of GaAs of the first conductivity type to a thickness of, for example, 0.1 μm. Further, on the etch stop layer 12, for example, a first conductive type (Al y Ga 1-y ) x In 1-x P (0.4≦x≦0.6, 0<y≦1.0) first cladding layer 13 is formed to a thickness of, for example, 1.0 μm, a non-doped (Al y Ga 1-y ) x In 1-x P (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5) active layer 14, a second conductive type (Al y Ga 1-y ) x In 1-x An epitaxial wafer 20 is prepared, which has a light-emitting device structure 18 as an epitaxial functional layer, formed by sequentially growing an AlGaInP (0.4≦x≦0.6, 0.6≦y≦1.0) second cladding layer 15 having a thickness of, for example, 1.0 μm, a second-conductivity-type GaInP intermediate layer (not shown) having a thickness of, for example, 0.1 μm, and a second-conductivity-type GaP window layer 16 having a thickness of, for example, 4 μm. Here, the layers from the AlGaInP first cladding layer 13 to the AlGaInP second cladding layer 15 are referred to as a double heterostructure (DH) ( FIG. 1 ). Note that the material of the light-emitting device structure 18 is not limited to these, and any material having a light-emitting device structure may be used.
前記した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。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。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。 The above-mentioned film thicknesses are merely examples, and are merely parameters that may be changed depending on the device's operating specifications, and are not limited to the film thicknesses described here. Furthermore, each layer may not be a single-composition layer, but may have multiple composition layers within the composition ranges shown as examples. Furthermore, the carrier concentration level may not be uniform in each layer, but may have multiple levels within each layer.
また、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構造であっても、類似の機能を有し、両者いずれもが選択可能である。 The active layer 14 may be composed of a single composition, or may have a structure in which multiple barrier layers and active layers are alternately stacked, as both have similar functions and either can be selected.
次に、上記のようにして準備した(AlyGa1-y)xIn1-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18と、可視光に対して透明かつ紫外光に対して透明な基板(以下、単に「透光性基板」と称することがある)とを、可視光に対して透明かつ紫外光を吸収する熱硬化型接合材を介して接合又は接着する。 Next, the light-emitting element structure 18 having the thus prepared ( AlyGa1 -y ) xIn1 - xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5) as an active layer and a substrate that is transparent to visible light and transparent to ultraviolet light (hereinafter, may be simply referred to as a "transparent substrate") are bonded or adhered via a thermosetting bonding material that is transparent to visible light and absorbs ultraviolet light.
この接合又は接着は、具体的には、以下のようにして行うことができる。図2に示したように、エピタキシャルウェーハ20(発光素子構造18)上に熱硬化型接合材25として例えばベンゾシクロブテン(BCB)をスピンコートし、被接合ウェーハである透光性基板(例えばサファイアウェーハ)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、設計膜厚は例えば0.6μmとすることができる。 Specifically, this bonding or adhesion can be performed as follows. As shown in Figure 2, a thermosetting bonding material 25, such as benzocyclobutene (BCB), is spin-coated onto the epitaxial wafer 20 (light-emitting element structure 18), and then the epitaxial wafer 20 is placed face-to-face with a translucent substrate (such as a sapphire wafer) 30, which is the wafer to be bonded, and the two are thermocompression-bonded in a vacuum atmosphere. When applying the BCB by spin coating, the designed film thickness can be, for example, 0.6 μm.
上記のように両基板間の熱硬化型接合材25を硬化する。ここで、第一の実施形態では熱硬化型接合材25を熱硬化する際、120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階で、温度を段階的に増加させるようにする。 The thermosetting bonding material 25 between the two substrates is cured as described above. In the first embodiment, when thermally curing the thermosetting bonding material 25, the temperature is increased in three or more stages within the range of 120°C or higher and 320°C or lower.
より具体的には、ここでの硬化温度の段階的増加は、120℃以上180℃以下の温度域で所定時間保持する第一ステップ工程、180℃超220℃以下の温度域で所定時間保持する第二ステップ工程、220℃超270℃以下の温度域で所定時間保持する第三ステップ工程、270℃超320℃以下の温度域で所定時間保持する第四ステップ工程のうち、まず、第一ステップ工程を行った後、第二ステップ工程、第三ステップ工程、第四ステップ工程のうちの少なくとも2つの工程を行い昇温することができる。 More specifically, the stepwise increase in the curing temperature here can be achieved by first performing the first step, followed by raising the temperature by performing at least two of the second, third, and fourth steps, of the following: a first step in which the temperature is maintained in the range of 120°C to 180°C for a predetermined time; a second step in which the temperature is maintained in the range of more than 180°C to 220°C for a predetermined time; a third step in which the temperature is maintained in the range of more than 220°C to 270°C for a predetermined time; and a fourth step in which the temperature is maintained in the range of more than 270°C to 320°C for a predetermined time.
また、第一ステップ工程の保持時間を30分以上とし、第二ステップ工程の保持時間を15分以上とし、第三ステップ工程の保持時間を5分以上とし、第四ステップ工程の保持時間を1分以上とすることができる。このようにすることで、例えば、第一ステップ工程では硬化率を55%以下とし、第二ステップ工程では硬化率を55%超80%以下とし、第三ステップ工程では硬化率を80%超95%以下とし、第四ステップ工程では硬化率を95%超とすることができる。例えば、第一ステップ工程~第三ステップ工程を行った場合、第四ステップ工程(270℃超320℃以下の工程)は必ずしも行う必要はない。 The holding time for the first step can be 30 minutes or more, the holding time for the second step can be 15 minutes or more, the holding time for the third step can be 5 minutes or more, and the holding time for the fourth step can be 1 minute or more. By doing so, for example, the curing rate can be 55% or less in the first step, more than 55% and less than 80% in the second step, more than 80% and less than 95% in the third step, and more than 95% in the fourth step. For example, if the first to third steps are performed, the fourth step (a step at more than 270°C and less than 320°C) does not necessarily have to be performed.
なお、硬化率の定義としては、特許文献2に記載されているものを使用することができる。熱硬化型接合材25の硬化率は、FT-IR装置(フーリエ変換赤外分光分析装置、Fourier Transform Infrared Spectrophotometer)を用い、赤外吸収スペクトルを解析することにより求めることが可能である。 The definition of the cure rate can be found in Patent Document 2. The cure rate of the thermosetting bonding material 25 can be determined by analyzing the infrared absorption spectrum using an FT-IR device (Fourier Transform Infrared Spectrophotometer).
熱硬化型接合材25の材料としてBCBを用いた場合には、硬化が進行するに伴ってシクロブテン環が減少する。従って、赤外吸収スペクトルから、シクロブテン環に対応するスペクトル成分の強度を測定することにより求めることが可能である。熱処理を行っていない状態のBCBをFT-IR装置を用いて測定すると、硬化率が0%の際における赤外吸収スペクトルが得られる。硬化率が0%の際における赤外吸収スペクトルから、シクロブテン環に対応するスペクトル成分の強度P1を求める。一方、完全硬化させたときのBCBをFT-IR装置を用いて測定すると、硬化率が100%の際における赤外吸収スペクトルが得られる。硬化率が100%の際における赤外吸収スペクトルから、シクロブテン環に対応するスペクトル成分の強度P2を求める。また、半硬化のBCBをFT-IR装置を用いて測定すると、半硬化のBCBの赤外吸収スペクトルが得られる。かかる半硬化のBCBの赤外吸収スペクトルから、シクロブテン環に対応するスペクトル成分の強度P3を求める。そして、かかる半硬化のBCBにおける硬化率Sは、
S=[(P3-P1)/(P2-P1)]×100(%)
により求められる。
When BCB is used as the material for the thermosetting bonding material 25, the number of cyclobutene rings decreases as the curing progresses. Therefore, it is possible to determine this by measuring the intensity of the spectral component corresponding to the cyclobutene ring from the infrared absorption spectrum. When BCB in an unheat-treated state is measured using an FT-IR device, the infrared absorption spectrum at a cure rate of 0% is obtained. From the infrared absorption spectrum at a cure rate of 0%, the intensity P1 of the spectral component corresponding to the cyclobutene ring is determined. On the other hand, when a fully cured BCB is measured using an FT-IR device, the infrared absorption spectrum at a cure rate of 100% is obtained. From the infrared absorption spectrum at a cure rate of 100%, the intensity P2 of the spectral component corresponding to the cyclobutene ring is determined. Furthermore, when a semi-cured BCB is measured using an FT-IR device, the infrared absorption spectrum of the semi-cured BCB is obtained. From the infrared absorption spectrum of such semi-cured BCB, the intensity P3 of the spectral component corresponding to the cyclobutene ring is determined. The curing rate S of such semi-cured BCB is:
S=[(P 3 - P 1 )/(P 2 - P 1 )]×100(%)
It is calculated by:
なお、ここでは、シクロブテン環に対応するスペクトル成分の強度により、BCBの硬化率を求める場合を例に説明したが、熱硬化型接合材25の硬化率の算出に用いられるスペクトル成分は、シクロブテン環に対応するスペクトル成分に限定されるものではない。 Note that, while the example described here uses the intensity of the spectral component corresponding to the cyclobutene ring to determine the cure rate of BCB, the spectral component used to calculate the cure rate of the thermosetting bonding material 25 is not limited to the spectral component corresponding to the cyclobutene ring.
熱硬化型接合材25の材料としてBCBを用いた場合には、硬化が進行するに伴って、シクロブテン環が減少する一方で、テトラヒドロナフタレン環が増加する。従って、赤外吸収スペクトルから、テトラヒドロナフタレン環に対応するスペクトル成分の強度を測定することによっても、BCBの硬化率を求めることが可能である。 When BCB is used as the material for the thermosetting bonding material 25, as the curing process progresses, the amount of cyclobutene rings decreases while the amount of tetrahydronaphthalene rings increases. Therefore, the curing rate of BCB can also be determined by measuring the intensity of the spectral component corresponding to the tetrahydronaphthalene rings from the infrared absorption spectrum.
また、各温度での保持時間の上限は、第一ステップ工程の保持時間を300分以下とし、第二ステップ工程の保持時間を200分以下とし、第三ステップ工程の保持時間を50分以下とし、第四ステップ工程の保持時間を30分以下とすることができる。このような時間であれば、十分に本発明の効果を得ることができ、また、必要以上のコストがかからないので好適である。 Furthermore, the upper limit of the holding time at each temperature can be set to 300 minutes or less for the first step, 200 minutes or less for the second step, 50 minutes or less for the third step, and 30 minutes or less for the fourth step. These times are suitable because they can fully achieve the effects of the present invention and do not incur unnecessary costs.
より具体的には、第一ステップ工程として、例えば設定温度150℃、保持時間180分とすることができる(BCB硬化率35%)。第二ステップ工程として、例えば設定温度200℃にて120分、保持することができる。第三ステップ工程として、例えば設定温度250℃にて30分、保持することができる。第四ステップ工程として、例えば設定温度300℃にて15分、保持することができる。 More specifically, the first step can be, for example, a set temperature of 150°C and a holding time of 180 minutes (BCB cure rate of 35%). The second step can be, for example, a set temperature of 200°C and a holding time of 120 minutes. The third step can be, for example, a set temperature of 250°C and a holding time of 30 minutes. The fourth step can be, for example, a set temperature of 300°C and a holding time of 15 minutes.
また、上述したように各ステップにおいて必ずしも一定温度とする必要はなく各ステップの温度範囲内であれば温度を連続的に増加させたり一定温度としたりすることは、自由に選択することができる。 Furthermore, as mentioned above, it is not necessary to maintain a constant temperature in each step, and as long as it is within the temperature range for each step, it is possible to freely choose to continuously increase the temperature or maintain a constant temperature.
本実施形態においては、真空雰囲気としたが、この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。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。 In this embodiment, a vacuum atmosphere is used, but this is not limited to this atmosphere; any atmosphere with an oxygen concentration of 100 ppm or less can be used. Similar effects can be obtained with a nitrogen or argon atmosphere.
また、被接合基板は、サファイア基板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。 Furthermore, the substrate to be bonded is not limited to a sapphire substrate; any material can be selected as long as it ensures laser light transparency and flatness. In addition to sapphire, quartz can also be selected.
また、BCB等の熱硬化型接合材25は層状に塗布した状態に限定されない。感光性BCB等の熱硬化型接合材25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。 Furthermore, the thermosetting bonding material 25 such as BCB is not limited to being applied in a layer. Similar results can be obtained by using a photosensitive thermosetting bonding material 25 such as BCB to pattern it into isolated islands, lines, or other shapes and then performing the bonding process.
また、BCB膜厚も0.6μmに限定されるものではなく、この厚さ以上に薄くても同様の効果が得られる。 Furthermore, the BCB film thickness is not limited to 0.6 μm; similar effects can be obtained even with a thickness thinner than this.
また、95%超までの硬化は必ずしも必要ではなく、95%以下の硬化率であっても製品としては成立する。特にUV透過性かつ可視透過性のある支持基板であるサファイアウェーハに、UV吸収性かつ可視透過性のBCBで接合したマイクロLEDの場合、最終的にはBCB層にてマイクロLEDと支持基板を分離して実装するため、BCB層の硬化率はデバイスプロセスに耐えうる程度の機械強度および化学耐性を有していればよい。そのため、80~95%の硬化率の段階で硬化を止めても即ち第四ステップ工程を必ずしも行わなくても良い。 Furthermore, curing to over 95% is not necessarily required; a cure rate of 95% or less will still be viable as a product. In particular, in the case of micro-LEDs bonded to a sapphire wafer, which serves as a UV-transparent and visible-light-transparent support substrate, using a UV-absorbing and visible-light-transparent BCB, the micro-LED and support substrate are ultimately separated and mounted at the BCB layer, so the BCB layer only needs to have a cure rate that is mechanically strong and chemically resistant enough to withstand device processing. Therefore, curing can be stopped at a cure rate of 80-95%, meaning that the fourth step does not necessarily have to be performed.
また、マイクロLEDのデバイス工程を実施するためには、80%以上のBCB硬化率とすることが好ましい。本発明では、温度上昇を120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階を有する段階的増加で行い、その際に、第一ステップ工程と第二ステップ工程と第三ステップ工程、第一ステップ工程と第三ステップ工程と第四ステップ工程、又は、第一ステップ工程と第二ステップ工程と第四ステップ工程という態様で実施することができる。 Furthermore, in order to carry out the device process for micro LEDs, it is preferable to achieve a BCB cure rate of 80% or more. In the present invention, the temperature is increased in a stepwise manner having three or more steps within the range of 120°C to 320°C, and this can be carried out in the form of a first step process, a second step process, and a third step process, a first step process, a third step process, and a fourth step process, or a first step process, a second step process, and a fourth step process.
以上のようにして、接合型発光素子ウェーハを製造することができる。図2に示した接合型発光素子ウェーハは、発光素子構造を有するマイクロLED構造体用とすることができる。また、以下のように、続けて各素子の電極等を形成することができる。 In this manner, a bonded light-emitting device wafer can be manufactured. The bonded light-emitting device wafer shown in Figure 2 can be used for a micro LED structure having a light-emitting device structure. Electrodes and other components for each device can then be formed as follows:
図3に示すように、出発基板11を除去する。より具体的には以下の通りである。上記の例のように、GaAs基板を出発基板11として用いた場合には、アンモニア過水(アンモニアと過酸化水素の混合溶液)にてウェットエッチングで除去する。これにより、エッチストップ層12のうち、GaInP第一エッチストップ層を露出させる。次に、エッチャントを塩酸系に切り替えてエッチストップ層12のうちGaInP第一エッチストップ層を選択的に除去し、エッチストップ層12のうちGaAs第二エッチストップ層を露出させ、次にエッチャントを硫酸過水(硫酸と過酸化水素の混合溶液)系に切り替えてGaAs第二エッチストップ層を選択的に除去し、第一クラッド層13を露出させる。以上の処理を行うことにより、DH層と窓層のみを保持するエピタキシャル接合基板を作製することができる(図3)。 As shown in Figure 3, the starting substrate 11 is removed. More specifically, the process is as follows. If a GaAs substrate is used as the starting substrate 11, as in the example above, it is removed by wet etching using ammonia hydrogen peroxide (a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide). This exposes the GaInP first etch stop layer of the etch stop layer 12. Next, the etchant is switched to a hydrochloric acid-based solution to selectively remove the GaInP first etch stop layer of the etch stop layer 12, exposing the GaAs second etch stop layer of the etch stop layer 12. Next, the etchant is switched to a sulfuric acid hydrogen peroxide-based solution (a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide) to selectively remove the GaAs second etch stop layer, exposing the first cladding layer 13. By performing the above processes, an epitaxial junction substrate retaining only the DH layer and window layer can be fabricated (Figure 3).
次に図4に示すようにフォトリソグラフィー法によりパターンを形成し、ICP(誘導結合プラズマ、Inductively Coupled Plasma)により素子分離加工を行う(図4中の素子分離溝47)。ICPに使用するガスは塩素およびアルゴンとすることができる。ICP加工はBCB層(熱硬化型接合材25)を露出させる工程と第二クラッド層15またはGaP窓層16を露出させる工程の2回行う。 Next, as shown in Figure 4, a pattern is formed using photolithography, and element isolation processing is performed using ICP (Inductively Coupled Plasma) (element isolation groove 47 in Figure 4). The gases used for ICP can be chlorine and argon. ICP processing is performed twice: once to expose the BCB layer (thermosetting bonding material 25) and once to expose the second cladding layer 15 or GaP window layer 16.
図4では第二クラッド層15を露出させた場合を例示したが、GaP窓層16が露出する場合でも同様の効果が得られる。 Figure 4 shows an example in which the second cladding layer 15 is exposed, but the same effect can be achieved when the GaP window layer 16 is exposed.
次に、図5に示したように、素子分離加工後、端面処理として保護膜52を形成する。保護膜52としてはSiO2、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。 5, after the element isolation process, a protective film 52 is formed as an end surface treatment. The protective film 52 may be made of SiO 2 , SiNx, titanium oxide, magnesium oxide, or the like.
保護膜52の形成後、図6に示したように第一導電型層あるいは第二導電型層それぞれに接する電極54、56を形成し、熱処理を施すことでオーミックコンタクトを形成する。第一導電型をn型、第二導電型をp型とした場合、n型層に接する電極にAuとSiを含有する金属を、p型層に接する電極にAuとBeを含有する金属を使用することができる。 After forming the protective film 52, electrodes 54, 56 are formed in contact with the first conductivity type layer and the second conductivity type layer, respectively, as shown in Figure 6, and heat treatment is performed to form ohmic contacts. If the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type, a metal containing Au and Si can be used for the electrode in contact with the n-type layer, and a metal containing Au and Be can be used for the electrode in contact with the p-type layer.
なお、n型電極はAuとSiに限定されるものではなく、AuとGeを含有する金属を使用しても同様な結果が得られる。また、p型電極についてもAuとBeに限定されるものではなく、AuとZnを含有する金属を使用しても同様な結果が得られる。 The n-type electrode is not limited to Au and Si; similar results can be obtained by using a metal containing Au and Ge. The p-type electrode is also not limited to Au and Be; similar results can be obtained by using a metal containing Au and Zn.
(第二実施形態)
第二実施形態は第一実施形態とBCB等の熱硬化型接合材25の熱硬化工程以外の工程は同じなのでこれらの工程の記載を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment is the same as the first embodiment except for the step of thermally curing the thermosetting bonding material 25 such as BCB, and therefore the description of these steps will be omitted.
第二実施形態は第一実施形態と異なり、BCB層等の熱硬化型接合材25の熱硬化を階段状には行わず、漸次温度を増加させる。このとき、昇温速度を温度上昇と共に増加させることが好ましい。より具体的には、硬化温度を、連続的に上昇させ、かつ、120℃以上180℃以下の温度域における平均昇温速度が、180℃超から硬化温度の最高温度に到達するまでの温度域における平均昇温速度の1/2倍以下の平均昇温速度で連続的に上昇させることが好ましい。例えば120℃から180℃まで60分かけて漸次昇温し、180℃を超えてから220℃まで40分かけて漸次昇温し、220℃を超えてから270℃まで20分かけて漸次昇温し、270℃を超えてから320℃まで10分かけて漸次昇温することができる。 Unlike the first embodiment, the second embodiment does not thermally cure the thermosetting bonding material 25, such as a BCB layer, in a stepwise manner, but instead gradually increases the temperature. At this time, it is preferable to increase the heating rate as the temperature increases. More specifically, it is preferable to continuously increase the curing temperature, and to continuously increase the heating rate in the temperature range of 120°C to 180°C at an average heating rate of no more than half the average heating rate in the temperature range from above 180°C to the maximum curing temperature. For example, the temperature can be gradually increased from 120°C to 180°C over 60 minutes, gradually increased from above 180°C to 220°C over 40 minutes, gradually increased from above 220°C to 270°C over 20 minutes, and gradually increased from above 270°C to 320°C over 10 minutes.
この場合、120℃から180℃までの平均の温度上昇速度は1℃/分となっており、180を超えてから320℃までの平均の温度上昇速度は平均2℃/分と高温領域の平均の温度上昇速度が速くなっている。このように高温領域の平均昇温速度を低温領域より速くなるように昇温することが好ましい。 In this case, the average temperature rise rate from 120°C to 180°C is 1°C/min, and the average temperature rise rate from above 180 to 320°C is 2°C/min, meaning the average temperature rise rate in the high temperature region is faster. In this way, it is preferable to raise the temperature so that the average temperature rise rate in the high temperature region is faster than that in the low temperature region.
また、第一実施形態と同様に270℃超320℃以下の工程は必ずしも行う必要はない。 Furthermore, as with the first embodiment, it is not necessary to perform the process at temperatures above 270°C and below 320°C.
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。 The present invention will be explained in detail below using examples and comparative examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.
(実施例1)
第一の実施形態に沿って接合型発光素子ウェーハを製造した。
Example 1
A junction-type light-emitting device wafer was manufactured in accordance with the first embodiment.
まず、図1に示したように、n型(第一導電型)のGaAs出発基板11上に、n型のGaAsバッファ層積層後、n型のGaxIn1-xP(0.4≦x≦0.6)第一エッチストップ層を厚さ0.1μm、n型のGaAs第二エッチストップ層を厚さ0.1μm、エピタキシャル成長し、エッチストップ層12とした。さらに、n型の(AlyGa1-y)xIn1-xP(0.4≦x≦0.6,0.6≦y≦1.0)第一クラッド層13を厚さ1.0μm、ノンドープの(AlyGa1-y)xIn1-xP(0.4≦x≦0.6,0≦y≦0.5)活性層14、p型の(AlyGa1-y)xIn1-xP(0.4≦x≦0.6,0.6≦y≦1.0)第二クラッド層15を厚さ1.0μm、p型のGaxIn1-xP(0.5≦x≦1.0)中間層(不図示)を厚さ0.1μm、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を準備した(図1)。 First, as shown in FIG. 1, an n-type GaAs buffer layer was deposited on an n-type (first conductivity type) GaAs starting substrate 11, and then an n-type Ga x In 1-x P (0.4≦x≦0.6) first etch stop layer with a thickness of 0.1 μm and an n-type GaAs second etch stop layer with a thickness of 0.1 μm were epitaxially grown to form etch stop layer 12. Further, an n-type ( AlyGa1 -y ) xIn1 -xP (0.4≦x≦0.6, 0.6≦y≦1.0) first cladding layer 13 is formed to a thickness of 1.0 μm, a non-doped ( AlyGa1 -y ) xIn1 - xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5) active layer 14 is formed, a p-type ( AlyGa1 -y ) xIn1 -xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦1.0) second cladding layer 15 is formed to a thickness of 1.0 μm, and a p-type GaxIn1 -x A P (0.5≦x≦1.0) intermediate layer (not shown) was grown to a thickness of 0.1 μm, and a p-type GaP window layer 16 was grown in this order to prepare an epitaxial wafer 20 having a light emitting device structure 18 as an epitaxial functional layer (FIG. 1).
次に、図2に示したように、エピタキシャルウェーハ20上(発光素子構造18上)に熱硬化型接合材25としてベンゾシクロブテン(BCB)をスピンコートし、可視光透過性基板30であるサファイアウェーハ(被接合ウェーハ)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。 Next, as shown in Figure 2, benzocyclobutene (BCB) was spin-coated onto the epitaxial wafer 20 (on the light-emitting element structure 18) as a thermosetting bonding material 25, and then placed face-to-face on a sapphire wafer (wafer to be bonded), which is a visible light-transmitting substrate 30, and thermocompression bonded in a vacuum atmosphere. When applying the BCB by spin coating, the designed film thickness was 0.6 μm.
次に、真空雰囲気でBCBの熱硬化を行った。熱硬化の際、以下のように段階的に温度を上げた。第一ステップ工程として、設定温度150℃、保持時間180分とした(BCB硬化率35%)。次に第二ステップ工程として、設定温度200℃にて120分保持した。次に第三ステップ工程として、設定温度250℃にて30分、保持した。次に第四ステップ工程として、設定温度300℃にて15分、保持して硬化率98%とした。 Next, the BCB was thermally cured in a vacuum atmosphere. During thermal curing, the temperature was increased in stages as follows: In the first step, the set temperature was 150°C and the holding time was 180 minutes (BCB cure rate 35%). Next, in the second step, the set temperature was 200°C and held for 120 minutes. Next, in the third step, the set temperature was 250°C and held for 30 minutes. Next, in the fourth step, the set temperature was 300°C and held for 15 minutes, achieving a cure rate of 98%.
次に、図3に示したように、GaAs出発基板11をアンモニア過水(アンモニアと過酸化水素の混合溶液)にてウェットエッチングで除去し、エッチストップ層12のうち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第一クラッド層13を露出させ、DH層と窓層のみを保持するエピタキシャル接合基板を作製した。 Next, as shown in Figure 3, the GaAs starting substrate 11 was removed by wet etching using ammonia hydrogen peroxide (a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide) to expose the first etch stop layer of the etch stop layer 12. The etchant was then switched to remove the second etch stop layer, exposing the first cladding layer 13, producing an epitaxial junction substrate retaining only the DH layer and window layer.
次に、図4に示したように、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成し、ICPにより素子分離加工を行った(素子分離溝47)。ICPに使用するガスは塩素およびアルゴンとした。ICP加工はBCB層25を露出させる工程と第二クラッド層15を露出させる工程の2回行った。 Next, as shown in Figure 4, a pattern was formed by photolithography, and element isolation processing was performed by ICP (element isolation groove 47). The gases used for ICP were chlorine and argon. ICP processing was performed twice: once to expose the BCB layer 25 and once to expose the second cladding layer 15.
素子分離加工後、図5に示したように、端面処理としてSiO2保護膜52を形成した。 After the element isolation process, as shown in FIG. 5, a SiO 2 protective film 52 was formed as end surface treatment.
保護膜52の形成後、図6に示したように、n型層あるいはp型層それぞれに接する電極54、56を形成し、熱処理を施すことでオーミックコンタクトを形成した。n型層に接する電極にAuとSiを含有する金属を、p型層に接する電極にAuとBeを含有する金属を使用した。 After forming the protective film 52, as shown in Figure 6, electrodes 54 and 56 were formed in contact with the n-type layer and p-type layer, respectively, and ohmic contacts were formed by heat treatment. A metal containing Au and Si was used for the electrode in contact with the n-type layer, and a metal containing Au and Be was used for the electrode in contact with the p-type layer.
(実施例2)
実施例2はBCB層の熱硬化を階段状には行わず、以下のとおり漸次温度を増加させたことを除き、実施例1と同じ条件で、接合型発光素子ウェーハを製造した。120℃から180℃まで60分かけて漸次昇温し、180℃から220℃まで40分かけて漸次昇温し、220℃から270℃まで20分かけて漸次昇温し、270℃から320℃まで10分かけて漸次昇温してBCBを熱硬化させた。
Example 2
In Example 2, a bonded light-emitting device wafer was manufactured under the same conditions as in Example 1, except that the BCB layer was not thermally cured stepwise but rather the temperature was increased gradually as follows: The temperature was gradually increased from 120°C to 180°C over 60 minutes, then from 180°C to 220°C over 40 minutes, then from 220°C to 270°C over 20 minutes, and finally from 270°C to 320°C over 10 minutes to thermally cure the BCB.
(比較例)
BCB硬化工程を250℃1時間保持の1段処理で行ったことを除き、実施例1と同様な条件で接合型発光素子ウェーハを製造した。
(Comparative Example)
A bonded light-emitting element wafer was manufactured under the same conditions as in Example 1, except that the BCB curing step was performed as a single-stage treatment at 250° C. for 1 hour.
図7、8に実施例1、2の場合の接合後のウェーハ外観、図9に比較例における接合後のウェーハ外観を示す。実施例の温度プロファイルで接合した場合、大きな接合不良は発生しないが、比較例で実施した場合、外周部で接合不良が生じ、エピタキシャル層が大きく剥離した。 Figures 7 and 8 show the appearance of the wafers after bonding in Examples 1 and 2, and Figure 9 shows the appearance of the wafers after bonding in the Comparative Example. When bonding was performed using the temperature profile of the Example, no major bonding defects occurred, but when performed in the Comparative Example, bonding defects occurred at the outer periphery and the epitaxial layer peeled off significantly.
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and anything that has substantially the same configuration as the technical concept described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is within the technical scope of the present invention.
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、 20…エピタキシャルウェーハ、
25…熱硬化型接合材、 30…透光性基板、
47…素子分離溝、 52…保護膜、 54、56…電極。
11... Starting substrate, 12... Etch stop layer,
13...first cladding layer, 14...active layer, 15...second cladding layer,
16... window layer, 18... light emitting element structure, 20... epitaxial wafer,
25...Thermosetting bonding material, 30...Transparent substrate,
47: element isolation trench; 52: protective film; 54, 56: electrodes.
Claims (2)
可視光に対して透明かつ紫外光に対して透明な基板とを、
可視光に対して透明かつ紫外光を吸収する熱硬化型接合材であるベンゾシクロブテンを介して接合又は接着する接合型発光素子ウェーハの製造方法において、
前記熱硬化型接合材の硬化温度を、120℃以上320℃以下の範囲で3段階以上の段階を有する段階的増加であって、
120℃以上180℃以下の温度域で30分以上300分以下保持する第一ステップ工程、
180℃超220℃以下の温度域で15分以上200分以下保持する第二ステップ工程、
220℃超270℃以下の温度域で5分以上50分以下保持する第三ステップ工程、
270℃超320℃以下の温度域で1分以上30分以下保持する第四ステップ工程、
のうち、前記第一ステップ工程を行った後、
前記第二ステップ工程、前記第三ステップ工程、前記第四ステップ工程のうちの少なくとも2つの工程を行い昇温することにより、上昇させて前記熱硬化型接合材を硬化することを特徴とする接合型発光素子ウェーハの製造方法。 A light emitting device structure having an active layer of ( AlyGa1 -y ) xIn1 -xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5),
a substrate that is transparent to visible light and transparent to ultraviolet light;
A method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer in which bonding or adhesion is performed via benzocyclobutene, which is a thermosetting bonding material that is transparent to visible light and absorbs ultraviolet light, comprising:
The curing temperature of the thermosetting bonding material is increased stepwise in a range of 120°C or more and 320°C or less, with three or more steps,
A first step process of maintaining the temperature in the range of 120°C or higher and 180°C or lower for 30 minutes or longer and 300 minutes or shorter;
A second step of maintaining the temperature in the range of more than 180°C and not more than 220°C for 15 minutes to 200 minutes;
A third step of maintaining the temperature in a range of more than 220°C and not more than 270°C for 5 minutes to 50 minutes;
A fourth step of maintaining the temperature in the range of more than 270°C and not more than 320°C for 1 minute or more and not more than 30 minutes;
After the first step,
A method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer, characterized in that the temperature is raised by performing at least two of the second step process, the third step process, and the fourth step process, thereby hardening the thermosetting bonding material.
可視光に対して透明かつ紫外光に対して透明な基板とを、
可視光に対して透明かつ紫外光を吸収する熱硬化型接合材であるベンゾシクロブテンを介して接合又は接着する接合型発光素子ウェーハの製造方法において、
前記熱硬化型接合材の硬化温度を、連続的に上昇させ、かつ、120℃以上180℃以下の温度域における平均昇温速度が、180℃超から硬化温度の最高温度に到達するまでの温度域における平均昇温速度の1/2倍以下の平均昇温速度で連続的に上昇させる漸次的増加により、上昇させて前記熱硬化型接合材を硬化することを特徴とする接合型発光素子ウェーハの製造方法。 A light emitting device structure having an active layer of ( AlyGa1 -y ) xIn1 -xP (0.4≦x≦0.6, 0≦y≦0.5),
a substrate that is transparent to visible light and transparent to ultraviolet light;
A method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer in which bonding or adhesion is performed via benzocyclobutene, which is a thermosetting bonding material that is transparent to visible light and absorbs ultraviolet light, comprising:
A method for manufacturing a bonded light-emitting element wafer, characterized in that the curing temperature of the thermosetting bonding material is continuously increased, and the average temperature rise rate in the temperature range of 120°C or higher and 180°C or lower is gradually increased at an average temperature rise rate of not more than 1/2 of the average temperature rise rate in the temperature range from above 180°C to the maximum curing temperature , thereby curing the thermosetting bonding material.
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