半导体元件的制造方法技术

一种半导体元件的制造方法。此方法包含如下步骤：提供半导体结构层，其中半导体结构层形成于第一基板上；物理研磨第一基板；蚀刻第一基板；形成第一电极于半导体结构层的第一侧上；形成第二电极于半导体结构层的第二侧上；以及接合半导体结构层和第一基板于一第二基板上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种，且特别是有关于可转移半导体元件于 软性基板上的制造方法。
技术介绍
现今，半导体元件已成为电子产品或装置的必需元件，以发光二极管(Light Emitting Diode,LED)为例，由于发光二极管(Light Emitting Diode ；LED)具有生产成本 低、结构简单、低耗电、体积小以及安装容易的优势，因而大量运用于照明光源以及显示器 技术中。目前，半导体元件或半导体芯片可接合于一软性基板上，以形成一可挠性电子装 置，藉以具有可挠性和轻便可移植性。一般，例如发光二极管等半导体元件或半导体芯片是 先制造于一硬性基板上，再利用例如激光剥离(laser lift off)的技术来剥离半导体元件 或半导体芯片，藉以转移至软性基板上。然而，激光容易对半导体元件或半导体芯片的薄膜半导体结构造成破坏，例如容 易对量子井或量子点材料产生退火效应，而改变量子井或量子点材料的结构，因而影响半 导体元件或半导体芯片的效能。
技术实现思路
因此本专利技术的一方面是在于提供一种，藉以转移半导体元 件于所预期的基板上。本专利技术的另一方面是在于提供一种，藉以转移半导体元件 于软性基板或可挠性基板上，以具有可挠性和轻便可移植性。本专利技术的又一方面是在于提供一种，藉以取代激光剥离技 术，因而可避免激光对于半导体元件的影响，并减少制程成本。根据本专利技术的实施例，本专利技术的包含如下步骤形成半导 体结构层于第一基板上；物理研磨第一基板；蚀刻第一基板，其中第一基板在蚀刻后的厚 度小于等于IOym;形成第一电极于半导体结构层的第一侧上；形成第二电极于半导体结 构层的第二侧上；以及接合半导体结构层和第一基板于第二基板上。因此，本专利技术的可可转移半导体元件于所预期的基板上， 并可同时确保元件的性能。相较现有的激光剥离技术，本专利技术的方法可减少制程成本，且方 法步骤较为简易实施。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详 细说明如下图IA至图IF绘示依照本专利技术的一实施例的半导体元件的制程剖面图。图2绘示依照本专利技术的一实施例的半导体元件的剖面示意图。图3绘示公知发光二极管与本专利技术的半导体元件的光激荧光光谱量测图。具体实施例方式为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，本说明书将特 举出一系列实施例来加以说明。但值得注意的是，此些实施例只是用以说明本专利技术的实施 方式，而非用以限定本专利技术。请参照图IA至图1F，其绘示依照本专利技术的一实施例的半导体元件的制程剖面图。 本实施例的可转移半导体元件100于一预期的基板上，例如软性基 板或可挠性基板上。此半导体元件100例如为发光二极管、激光二极管、太阳能电池、光检 测器、双极性晶体管(BJT)、金氧半晶体管(MOS)、互补式金氧半晶体管(CMOS)、高功率晶体 管、异质接面晶体管(HBT)或高电子移动率晶体管(HEMT)。在另一些实施例中，半导体元件 100亦可为集成电路芯片。请先参照图1F。在本实施例中，半导体元件100包含半导体结 构层110、第一基板120、第二基板130、第一电极140、第二电极150及接合层160，其中第二 电极150、接合层160、第一基板120、半导体结构层110及第一电极140可依序地堆栈设置 于第二基板130上。如图IA所示，首先，形成半导体结构层110于第一基板120上，以提供半导体结构 层110。此第一基板120可为一成长基板，其材料例如为砷化镓(GaAs)、硅、碳化硅(SiC)、 氮化铝(AlN)基板、磷化铟或磷化镓。在本实施例中，第一基板120可为导电基板，例如P型 GaAs基板。在本实施例中，半导体元件100例如为发光二极管，而半导体结构层110可为 一磊晶结构层，其可藉由一磊晶制程所形成，例如有机金属气相沉积磊晶法(MOCVD)、液相 磊晶法(LPE)或分子束磊晶法(MBE)等磊晶制程。且此半导体结构层110可例如具有第一 电性接触层、第一电性半导体层、主动层、第二电性半导体层及第二电性接触层(未绘示)， 其可依序沉积于第一基板120之上，其中第一电性和第二电性为不同电性。当第一电性为 N型时，第二电性为P型；而当第一电性为P型时，第二电性则为N型。此半导体结构层110 可例如是以同质结构、单异质结构、双异质结构、或是多重量子井结构所堆栈而成。在本实 施例中，半导体结构层110可包含N型半导体层，其形成于半导体结构层110的第一 侧，而第一基板120是设置于半导体结构层110的第二侧。如图IB和图IC所示，接着，物理研磨第一基板120，以移除第一基板120的一 部分厚度，其中此物理研磨方式例如机械研磨方式。在本实施例中，当物理研磨第一基板 120时，如图IB所示，可先利用接合层102来接合半导体结构层110的第一侧于暂时基板 101 (例如为玻璃基板)上，以方便进行物理研磨。研磨时间约为40分钟-1小时。在物理研 磨步骤后，如图IC所示，半导体结构层110和第一基板120的总和厚度是小于等于50 μ m， 例如为20 μ m以下。如图ID所示，接着，蚀刻第一基板120，藉以进一步移除第一基板120的另一部分 厚度，其中此蚀刻方式例如化学蚀刻。在本实施例中，半导体结构层110和第一基板120可 浸泡于一化学蚀刻液中，以进行化学蚀刻，且此化学蚀刻液较佳分别对于半导体结构层110 和第一基板120具有不同的蚀刻速率，此化学蚀刻液对于第一基板120的蚀刻速率是大于 化学蚀刻液对于半导体结构层110的蚀刻速率，藉以选择性地薄化第一基板120。在一实施例中，此化学蚀刻液为H2A+NaOH溶液，其成份例如为30ml水、21克H202、4克NaOH，其蚀 刻时间约为2小时。其中，第一基板120的厚度可藉由控制蚀刻时间来调整。本实施例的 蚀刻步骤可薄化第一基板120至一微小厚度，藉以使薄化后的第一基板120具有可挠曲性。 在蚀刻步骤后，第一基板120的厚度是小于等于10 μ m，例如为1 μ m-5 μ m。如图IE所示，接着，剥离暂时基板101。此时，半导体结构层110、第一基板120及 暂时基板101可浸泡于一剥离液中，藉以剥离暂时基板101，其中此剥离液例如为丙酮。如图IF所示，接着，分别形成第一电极140和第二电极150于半导体结构层110的 第一侧和第二侧上，并利用接合层160来接合半导体结构层110与第一基板120于第二基 板130上，因而完成半导体元件100。第一电极140和第二电极150可利用热蒸镀(Thermal Evaporation)、电子束蒸镀(E-beam)或离子溅镀(Sputtering)等方法来形成，第一电极 140 和第二电极 150 的材料可例如为 In、Al、Ti、Au、W、InSn, TiN, WSi、Ptln2、Nd、Ni、Pd、 Ta、Zr、Cr、Pt或其任意合金材料。在本实施例中，形成第二电极150的步骤与接合第二基 板130的步骤可同时进行，第二电极150可预先形成于第二基板130的表面上，再利用接合 层160来接合第一基板120于第二基板130上的第二电极150，因而形成第二电极150于半 导体结构层110的第二侧上。在本实施例中，第二基板130可为一软性基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件的制造方法，包含：形成一半导体结构层于一第一基板上；物理研磨该第一基板；蚀刻该第一基板，其中该第一基板在蚀刻后的厚度小于等于１０μｍ；形成一第一电极于该半导体结构层的一第一侧上；形成一第二电极于该半导体结构层的一第二侧上；以及接合该半导体结构层和该第一基板于一第二基板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：简昆峯，周武清，杨祝寿，江美昭，莫启能，罗志伟，
申请(专利权)人：华映视讯吴江有限公司，中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]