用于制作发光器件的方法技术

一种用于制作发光器件的方法，所述方法包括的步骤为：（ａ）提供包括衬底（１２）的晶片（１０），多个外延层（１４）安装在该衬底（１２）上，该多个外延层（１４）包括其中能够产生光的有源区；（ｂ）在该多个外延层（１４）的第一表面上形成至少一层第一接触，该第一表面远离该衬底（１２），该至少一层第一接触为也将成为反射层的反射材料；（ｃ）形成导热金属的比较厚的层（２８）邻近该至少一层第一接触，该较厚的层（２８）不经构图而形成，构图随后进行；以及（ｄ）去除该衬底（１２）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，其具体而言涉及，虽然不是完全 地，在半导体器件上电镀(plating)热沉。
技术介绍
随着半导体器件的发展，在它们的操作速度和总体尺寸的减小上已经有 了显著的提高。这导致了一个在半导体器件中积蓄热的主要问题。因此，热 沉被用于帮助从半导体器件驱散热。如此的热沉通常与半导体器件分开,制 造，且通常恰在封装之前粘结到半导体器件。存在着许多在半导体器件的制造过程中将铜电镀到半导体器件的表面 的建议，特别是用于互连。目前半导体器件的大部分由基于硅(Si)、砷化镓(GaAs )和磷化铟(InP ) 的半导体材料制成。与如此的电子和光电子器件比较，GaN器件具有许多优 点。GaN所具有的主要内在优点总结在表1中。表1<table>table see original document page 3</column></row><table>从表1可以看出GaN在给定的半导体中具有最高的带隙(3.4eV)。于 是，其被称为宽带隙半导体。因此，由GaN制成的电子器件在比Si和GaAs 和InP器件高得多的功率下工作。对于半导体激光器，GaN激光器具有相对短的波长。如果这样的激光器 被用于光学数据存储，较短的波长可以实现更高的容量。GaAs激光器被用 于容量为约670MB/盘的CD-ROM。 AlGalnP激光器(也基于GaAs)被用 于容量为约4.7GB/盘的最新的DVD机。下一代DVD冲几中的GaN激光器可 以具有26 GB/盘的容量。GaN器件由GaN晶片制成，GaN晶片通常为沉积在蓝宝石衬底上的多 层与GaN相关的外延层。蓝宝石衬底直径通常为两英寸且用作外延层的生 长模板(template)。由于GaN相关的材料(外延膜)和蓝宝石之间的晶格 失配，在外延层中产生了缺陷。如此的缺陷对于GaN激光器和晶体管引起 了严重的问题，对于GaNLED问题的程度小一些。存在两种生长外延晶片的主要方法分子束外延(MBE)和金属有机化 学气相沉积(MOCVD)。两种都得到了广泛的使用。常规的制造工艺通常包括这些主要的步骤光刻、蚀刻、介电膜沉积、 金属化、结合焊盘形成、晶片检视/测试、晶片减薄、晶片解理、芯片结合到 封装、引线结合和可靠性测试。一旦在完整晶片的尺度完成了制造LED的工艺，则需要将晶片分为个 体的LED芯片或管芯。对于生长在蓝宝石衬底上的GaN晶片，该"解理，， 操作是一个主要的问题，因为蓝宝石非常硬。首先必需将蓝宝石均匀地从约 400微米减薄到约IOO微米。然后将减薄的晶片通过金刚石划片器来解理， 通过金刚石锯或激光刻槽来切割，随后用金刚石划片器来划片。如此的工艺 限制了产量，引起的成品率的问题且消耗了昂贵的金刚石划片器/锯。已知的生长在蓝宝石衬底上的LED芯片需要在芯片顶部上的两个引线 结合。这是必需的，因为蓝宝石是电绝缘体且通过IOO微米厚度的电流导通 是不可能的。因为每个引线结合焊盘占据了约10-15%的晶片面积，所以与 生长在导电衬底上的单引线结合LED相比，第二引线结合焊盘将每个晶片 的芯片数量减小了约10-15%。几乎所有的非GaNLED都生长在导电衬底 上且使用一个引线结合。对于封装公司，双引线结合减少了封装产率，需要 改进单引线结合工艺，减少了芯片的有效面积，使得引线结合工艺复杂以及 因此降低了封装产率。蓝宝石不是好的导热体。例如，蓝宝石在300K (室温)的导热率为40 W/Km。这远小于380 W/Km的铜的导热率。如果LED芯片被键合到蓝宝石界面的芯片封装，在器件的有源区中产生的热必须流过3到4微米的GaN 和100微米的蓝宝石以达到封装/热沉。因此，芯片将发热，影响了性能和可 靠性。对于蓝宝石上的GaNLED,发光的有源区离蓝宝石衬底为约3-4微米。
技术实现思路
根据本专利技术的优选形式，提供有一种在衬底上制造半导体器件的方法， 半导体器件具有多层，所述方法包括的步骤为(a) 将导热材料电镀到远离衬底且接近器件层的半导体器件的表面上；和(b) 去除衬底。半导体器件可以为硅基器件。根据另一种形式，提供有一种在衬底上制造发光器件的方法，发光器件 包括具有有源层的多层，所述方法包括的步骤为(a) 将导热材料电镀到远离衬底且接近器件层的半导体器件的表面上；和(b) 去除衬底。对于两种形式，导热层可以被作为热沉，且其厚度的范围可以在3微米 到300孩i米范围内，优选地50到200孩i米。在进一步的形式中，本专利技术提供了一种在衬底上制造半导体器件的方 法，半导体器件具有多层，所述方法包括的步骤为(a) 将导热金属的籽层(seed layer)施加到远离衬底的半导体器件的 第一表面；(b) 在籽层上电镀导热金属的比较厚的层，所述导热金属具有足够厚 度以提供热沉；以及(c) 去除衬底。在施加籽层之前，可以用粘结层涂布诸层。在比较厚的层电镀之前，可 以用光致抗蚀剂图案来构图籽层；比较厚的层电镀在光致抗蚀剂之间。可以在不经构图的情况下电镀4^予层并随后执行构图。构图可以为通过光 致抗蚀剂构图且然后湿法蚀刻。或者，其可以为比较厚的层的激光束微加工。在步骤(b)和(c)之间，还可以执行退火诸层的附加的步骤来改善粘结o优选地，光致抗蚀剂的高度至少为15到50(H鼓米，更优选地为50到200 微米，且其厚度的范围为3到500微米。更优选地，光致抗蚀剂的间距的范 围为200到2000微米，优选为300农么米。比较厚的层的厚度可以不大于光致抗蚀剂的高度。或者，可以将导电金 属层电镀到大于光致抗蚀剂的高度且随后减薄。减薄可以通过抛光或湿法蚀 刻。在步骤(c)之后，可以包括在远离比较厚的层的半导体器件的第二表 面上形成第二欧姆接触层的额外的步骤。接触层可以为第二欧姆接触层。第 二欧姆接触层可以为不透明、透明和半透明之 一 ，且可以为空白或有图案的。 可以进行欧姆接触形成和随后的工艺步骤。随后的工艺步骤可以包括沉积弓1 线结合焊盘。在将第二欧姆接触层沉积到半导体器件的暴露的第二表面之 前，可以将其清洁且蚀刻。第二欧姆接触层可以不覆盖半导体器件的第二表 面的整个区域。可以在诸层上测试半导体器件，且可以随后将诸层分为单独的器件。 可以不采用一种或多种的以下工艺制造半导体器件研磨(lapping)、抛光和解理。半导体器件包括多个外延层、在远离衬底的外延层的第一表面上的第一 欧姆接触层。第一欧姆接触层可以在外延层的p型层上，且第二欧姆接触层 可以形成于外延层的n型层上。在步骤(c)之后，可以在外延层上沉积介电膜。然后可以在沉积在外 延层上的介电层和第二欧姆接触层以及结合焊盘中切出开口。或者，在步骤 (c)之后，可以执行外延层上的导热金属(或其它材料)的电镀。本专利技术还涉及由以上的方法制造的半导体器件。本专利技术在优选的方面还 提供了由以上方法制造的发光二极管或激光二极管。在另一方面，本专利技术还提供了一种半导体器件，其包括外延层、外延层 的第 一表面上的第 一欧姆接触层、第 一欧姆接触层上的导热金属的比较厚的 层以形成热沉、和在外延层的第二表面上的第二欧姆"^妄触层；比较厚的层可 以通过电l度施力口。在第 一欧姆接触层和比较厚的层之间、第 一欧姆接触层上可以有粘结层。比较厚的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制作发光器件的方法，所述方法包括的步骤为：　（ａ）提供包括衬底（１２）的晶片（１０），多个外延层（１４）安装在该衬底（１２）上，该多个外延层（１４）包括其中能够产生光的有源区；　（ｂ）在该多个外延层（１４）的第一表面上形成至少一层第一接触，该第一表面远离该衬底（１２），该至少一层第一接触为也将成为反射层的反射材料；　（ｃ）形成导热金属的比较厚的层（２８）邻近该至少一层第一接触，该较厚的层（２８）不经构图而形成，构图随后进行；以及　（ｄ）去除该衬底（１２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康学军，吴大可，爱德华R佩里，袁述，
申请(专利权)人：霆激科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]