一种制造发光二极管的系统及方法，包括：形成一多层外延结构于一载体基板上；沉积至少一金属层于多层外延结构上；及移除载体基板。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常是关于发光二极管及其制造方法。
技术介绍
发光二极管(LEDs)在我们日常生活中扮演越来越重要的角色。传统上，LEDs普 遍存在于诸多应用中，例如通信及其他领域(如移动电话、装置及其他电子元件)。近来， 对于如视频显示、光学储存、照明、医疗仪器的应用来说，光电用的氮化物衬底半导体材料 (如包括氮化镓或GaN)的需求已急剧增加。已知蓝光发光二极管(LEDs)利用氮化物的半 导体材料(如GaN、AlGaN、 InGaN及AlInGaN)加以形成。前述类型发光二极管元件的大部 分半导体层是外延性形成于电性非导电蓝宝石基板上。由于蓝宝石基板是电性绝缘体，所 以电极不可能直接形成在蓝宝石基板上以驱动电流穿过LEDs。相反地，电极个别接触p型 半导体层及n型半导体层，以便完成LED元件的制造。然而，此电极结构及蓝宝石基板的电 性非导电特质代表元件操作的显著限制。例如，半透明接触需要形成在P层上以将电流由P 电极至n电极散布开来。由于内部反射及吸收，此半透明接触减少由元件所发出的光强度。 并且，P电极及n电极阻挡光线且减少自元件发出的光线范围。此外，蓝宝石基板为热绝缘 体，因而元件操作中所产生热量无法有效散离，因此限制元件可靠度。 图1显示已知LED。如其中所示，基板标示为1。基板1通常为蓝宝石。在基板1 上形成缓冲层2以减少基板1与GaN之间的晶格失配。缓冲层2可外延性成长于基板1上 且可为AlN、GaN、AlGaN或AlInGaN。接着，n-GaN衬底层3、多重量子阱(MQW)层4及p-GaN 层5依序形成。利用一刻蚀方法形成外露区域6于n-GaN衬底层3上。 一电性导电半透明 涂层是设置于p-GaN层5上。最后在选定电极区域上形成n-电极9及p-电极8。 n-电极 g需要在与p-电极相同的元件侧上，俾以分别注入电子与空穴进入MQW活性层4。空穴与 电子在层4中的辐射再结合发射光线。然而，此已知LED结构的限制包括(l)p-层5上的 半透明接触不是100%透明且会阻挡发射自层4的光线；(2)由于电极的位置导致由n-电 极至P-电极的电流散布不均匀；及(3)由于蓝宝石为热性及电性绝缘体，所以元件操作期 间热会累积。 为了增加可利用的发光范围，已发展出垂直LEDs。如图2所示，一典型垂直LED包 括一基板10 (典型上硅、GaAs或Ge)。接着在基板10上形成过渡金属多重层12、 p-GaN层 14、MQW层16、n-GaN层18。接着在选定区域上形成作为电极的n-电极20及p-电极22。 美国专利公开案第2004/0135158号显示一种实现垂直LED结构的方式(a)形成 一缓冲层于蓝宝石基板上；(b)形成多个掩膜(a plurality of masks)于该缓冲层上，其 中该基板、该缓冲层及该多个掩膜联合形成一基板单元；(c)形成一多层外延结构于该多个掩膜上，其中该多层外延结构包括一活性层；(d)取出该多层外延结构；(e)在取出后移 除与该多层外延结构的底侧结合的该剩余掩膜；(f)覆盖一金属反射物于该多层外延结构 的该底侧上；(g)将一导电基板接合至该金属反射物；及(h)配置一p-电极于该多层结构 的上表面上及一 n-电极于该导电基板的底侧上。
技术实现思路
在一实施态样中，制造发光二极管的方法包括形成一多层外延结构于一载体基 板上；沉积至少一金属层于多层外延结构上；移除载体基板。 上述实施态样的实施可包括下列的一个或更多。载体基板可为蓝宝石。金属层的 沉积不包括接合或胶合金属层至基板上的结构。金属层的沉积可利用电化学沉积、无电化 学沉积、化学汽相沉积(CVD)、金属有机化学汽相沉积(MOCVD)、等离子增强化学汽相沉积 (PECVD)、原子层沉积(ALD)、物理汽相沉积(PVD)、蒸发或等离子喷镀或上述技术的组合。 金属层可为单层或多层。多层金属层可提供作为多层外延结构的底下化合物半导体层(如 GaN)所经历的应力的控制。例如，沉积于多层外延结构上的初始金属层可包括相对软金属 或合金，试图吸收额外半导体处理的应力及避免断裂。沉积于初始金属层上的额外金属层 可包括相对硬金属或合金，且可补偿初始金属层的热膨胀。在此一多层金属结构中，可改变 初始层的厚度及组成物以达到不同的应力减少、热补偿、散热及处理特性。在金属层为多层 的情况下，可利用不同技术将层加以沉积。在一实施例中，利用电或无电化学沉积将最厚层 加以沉积。 在另一实施态样中，制造发光二极管的方法包括提供一载体基板；沉积一多 层外延结构；沉积一层或更多金属层于多层外延结构上；利用刻蚀形成一或更多平台 (mesa);形成一层或更多非导电层；移除非导电层的一部分；沉积至少一层或更多金属层； 移除载体基板。 上述实施态样的实施可包括下列一个或更多。金属层可包括相同或不同组成且利 用各种沉积技术加以沉积。利用激光、刻蚀、研磨/抛光或化学机械研磨或湿法刻蚀等等可 完成载体基板移除。载体基板可为蓝宝石、碳化硅、硅、锗、ZnO或砷化镓。多层外延结构可 为n-型GaN层、一个或更多具有InGaN/GaN层量子阱、及p-型AlGaN/GaN层。多层外延结 构上的一层或更多金属层可为铟氧化锡(ITO)、Ag、Al、Cr、Ni、Au、Pt、Pd、Ti、Ta、TiN、TaN、 Mo、 W、一耐火金属、或一金属合金、或上述材料的合成物。 一可选择的掺杂半导体层可形成 于多层外延结构与金属层之间。利用聚合物(如光刻胶)或硬掩膜(如S叫、Si3N4、铝) 可形成平台。非导电层可为Si(^、Si3N4、钻石元素、非导电金属氧化物元素或陶瓷元素或上 述材料的合成物。非导电层可为单一层或可具有多个非导电层(如Si(^在Si^上)。在 一实施中，非导电层是侧壁钝化层或钝化层。通过剥离或干法刻蚀可移除非导电层的一部 分，俾以暴露使用或不使用掩膜层的导电层。导电层可为一层或更多金属层。 一层或更多 金属层的沉积可利用物理汽相沉积(PVD)、化学汽相沉积(CVD)、等离子增强化学汽相沉积 (PECVD)、蒸发、离子束沉积、电化学沉积、无电化学沉积、等离子喷镀、或喷墨沉积。金属层 可包括铬(Cr)、钼(Pt)、镍(Ni)、铜、阻障金属材料(barrier metal material)上的铜(如 氮化钛、钨、氮化钨、氮化钽、钼(Mo)或金属合金)。 一层或更多的额外金属层可由电化学电 镀或无电化学电镀所形成。额外金属层可为铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铝(Al)或上述合金。5可沉积导电钝化层(保护金属层)且导电钝化层可为金属、镍(Ni)、铬(Cr)或锌(Zn)、金、 Pt、Pd。钝化层包括下列其中的一非导电金属氧化物(氧化铪、氧化钛、氧化钽)、二氧化 硅、氮化硅或聚合物材料。 在一实施例中，将Ag/Pt或Ag/Pd或Ag/Cr用作为镜层(mirror layer) 。 Ni作为 金的阻障物，金作为电镀的晶种层。沉积镜层(如Ag、Al、Pt、Ti、Cr)，接着在金属(如Ni、 Cu、W)的电或无电化学沉积之前形成阻障层(如TiN、TaN、TiWN、填满氧的TiW)于镜层上。 就铜的电化学沉积来说，利用CVD、MOCVD、PVD、ALD或蒸发处理来沉积晶种层。用于铜的部 分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括：提供一晶圆组件，所述晶圆组件包括配置于一载体基板上的一个或更多半导体晶粒；沉积至少两金属层于所述一个或更多半导体晶粒上，以产生一金属基板的至少一部分；自所述晶圆组件移除所述载体基板；及经由所述金属基板操作所述晶圆组件用以施行进一步的处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：段忠，朱振甫，
申请(专利权)人：旭明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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