发光二极管装置的制造方法及发光半导体结构制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发光二极管装置的制造方法及发光半导体结构，其中，该方法包括：提供一基板；形成一牺牲介电层于基板上，其中牺牲介电层为一具空隙结构的单层或多层结构；形成一缓冲层于牺牲介电层上；形成一发光磊晶结构于缓冲层上；形成一接合金属层于发光磊晶结构上；接合接合金属层至一导热基板；及湿蚀该牺牲介电层以移除基板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管装置的制造方法，尤其涉及一种利用湿蚀刻牺牲介电层以移除基板的发光二极管装置制造方法。
技术介绍
发光二极管具有一 P/N接面，而对发光二极管的P/N接面施加电压可使发光二极管发光。发光二极管组件可广泛地使用在各种应用中，例如指示器(indicator)、招牌、照明、以及其它种类的照明组件。发光二极管(light-emitting diode,LED)由于体积小、使用寿命长、耗电量低与亮度高等优点，已逐渐取代传统的灯泡，成为目前最重要的发光组件。一般来说，发光二极管装置可包括一基板、一形成于基板上的缓冲层、及一形成于缓冲层上的发光磊晶结构。发光二极管在发光时会产生热，如果无法散热，将降低发光二极管的发光性能，因此若使用高导热基板，将有助于发光二极管装置的散热。一些常见的LED基板，例如蓝宝石基板，虽然为良好的磊晶结构生长基板，却具有低热传导系数，因此无法达到良好的导热效果。目前一常见的解决方法为使用激光剥除(laser lift-off)制程移除基板，再将从基板移除的发光二极管部分接合至一导热基板。以一垂直式GaN发光二极管装置来说，可先在一蓝宝石基板上生长一未掺杂GaN层,接着在未掺杂GaN层上依序形成一η型GaN层、一多重量子井、一 P型GaN层及一金属层，其中η型GaN层和ρ型GaN层位置可互换，接着利用激光剥除技术移除蓝宝石基板，并将上述具有未掺杂GaN层、η型GaN层、多重量子井、P型GaN层及金属层的结构，以金属层接合至一金属基板，例如铜基板，因此完成的发光二极管装置具有导热的金属基板。然而使用激光剥除制程的良率欠佳，对于大尺寸(例如> 3”)基板来说，良率的问题更是显著。因此，需要一种可达到比传统激光剥除制程更佳良率的移除基板制程，以替代传统激光剥除制程。
技术实现思路
本专利技术提供一种发光二极管装置的制造方法，包括提供一基板；形成一牺牲介电层于该基板上，其中该牺牲介电层为一具空隙结构的单层或多层结构；形成一缓冲层于该牺牲介电层上；形成一发光磊晶结构于该缓冲层上；形成一接合金属层于该发光磊晶结构上；接合该接合金属层至一导热基板；及湿蚀刻该牺牲介电层以移除该基板。本专利技术亦提供一种发光半导体结构，包括一基板；一介电层于该基板上，其中该介电层为一具空隙结构的单层或多层结构；一缓冲层于该介电层上；一第一导电类型半导体层位于该缓冲层上；一多重量子井位于该第一导电类型半导体层上；及一第二导电类型半导体层位于该多重量子井上。本专利技术还提供一种发光半导体结构，包括一导热基板；一接合金属层于该导热基板上；一发光磊晶结构于该接合金属层上，其中该发光磊晶结构包括一第一导电类型半导体层于该接合金属层上；一多重量子井位于该第一导电类型半导体层上；及一第二导电类型半导体层于该多重量子井上；及一图案化缓冲层于该第二导电类型半导体层上。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图，作详细说明如下附图说明图1A-1I显示本专利技术一实施例中发光二极管装置的制程剖面示意图。图2A-2I显示本专利技术另一实施例中发光二极管装置的制程剖面示意图。主要组件符号说明10、15 基板20、25 牺牲介电层30、35 缓冲层·40、45 磊晶结构50、55 接合金属层60、65 导热基板70、75 接触金属层80、85 导电垫100、200 发光二极管装置具体实施例方式以下特举出本专利技术的实施例，并配合所附图作详细说明，而在附图或说明中所使用的相同符号表示相同或类似的部分，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，图中各组件的部分将以分别描述说明的，值得注意的是，图中未示出或描述的组件，为所属
中技术人员所知的形状。此外，当某一层被描述为在另一层(或基底)上或上方时，其可代表该层与另一层(或基底)为直接接触，或两者之间另有其它层存在。另外，特定的实施例仅为揭示本专利技术使用的特定方式，其并非用以限定本专利技术。本专利技术提供一种替代激光剥除制程的方法，以在移除基板时达到更佳的良率。在本专利技术中，基板的移除是藉由形成一具空隙结构的单层或多层结构的牺牲介电层于基板上，再湿蚀刻该牺牲介电层来达成。图1A-1I显示本专利技术一实施例中发光二极管装置100的制造方法示意图。请参见图1A，首先提供一基板10，该基板可为各种适合成长发光磊晶结构的基板，例如蓝宝石基板、碳化娃基板、氣化嫁基板、氣化招基板、娃基板等。接着在基板10上形成牺牲介电层20,其中牺牲介电层20为一具空隙结构的单层或多层结构以利于在后续制程中被移除。在一些实施例中，牺牲介电层20可为单层或多层的球体层结构，而球体直径并无特别限制，可约为1-1000纳米。可藉由例如旋转涂布(spin coating)或浸润涂布(dip coating)等方式形成具有单层或多层的球体层结构的牺牲介电层20。应注意的是，当牺牲介电层20为单层或多层的球体层结构时，球体层的球体排列较佳是最密堆积，此可降低后续形成的缓冲层30及/或发光磊晶结构40部分形成于基板10上的可能性，可参照图1B、1C所示的结构。在其它实施例中，牺牲介电层20可为单层或多层的网孔(mesh)层结构，其可藉由沉积、微影、蚀刻等制程形成。在此情况下，后续形成的缓冲层30及/或发光磊晶结构40将形成于基板10上。组成牺牲介电层20的介电材料可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或前述的组口 ο请参见图1B，在形成牺牲介电层20于基板10上之后，形成一缓冲层30于牺牲介电层20上。缓冲层30的形成方法可藉由化学气相沉积法、物理气相沉积法或其它合适方法，其中化学气相沉积法可为例如金属有机化学气相沉积法，而物理气相沉积法可为例如溅镀、蒸镀等。缓冲层的材质可包括单层或多层的AlN、GaN、InxGayN或AlxGayN，其中O彡X，1，然而也可使用其它相似材质。在一些实施例中，缓冲层的 厚度可约为10-50纳米。接着，如图IC所示，形成一发光磊晶结构40于缓冲层30上。发光磊晶结构40的结构可为一般已知发光二极管的发光磊晶结构，其中至少包括一 η掺杂半导体层、一 P掺杂半导体层、一形成于η掺杂半导体层及ρ掺杂半导体层之间的多重量子井。发光磊晶结构40 的材料可包括 AIN、GaN, InGaN,GaAsP,AlGaAs、AlGaInP,AlGaN,AlInGaN 等，且其发光颜色可为任意合适的颜色，例如红光、绿光、蓝光、紫外光等。请参见图1D，在形成发光磊晶结构40于缓冲层30上之后，形成一接合金属层50于该发光磊晶结构上。接合金属层50的功用为与导热基板60接合，使包括基板10、牺牲介电层20、缓冲层30及发光磊晶结构40的发光二极管装置可设置于导热基板60上。接合金属层50的组成材料可包括Au、Ti、W、Cr、Ag、Ni、Pt、Rh、Al、In、Sn、其它合适金属、前述的任意组合或合金。接着，将接合金属层50接合至导热基板60上，如图IE所示，其中在导热基板60上可选择性地形成一接合垫(未显示)，使得接合金属层50与导热基板60透过上述接合垫而接合。在其它实施例中，在接合金属层50形成之前，可先形成一接触金属层70于发光磊晶结构40上，如图IF所示。接触金属层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管装置的制造方法，其特征在于，包括：提供一基板；形成一牺牲介电层于该基板上，其中该牺牲介电层为一具空隙结构的单层或多层结构；形成一缓冲层于该牺牲介电层上；形成一发光磊晶结构于该缓冲层上；形成一接合金属层于该发光磊晶结构上；及接合该接合金属层至一导热基板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭奇文，方国龙，陈俊荣，杨智皓，
申请(专利权)人：隆达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：