CN101901858B - 垂直结构半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造具有提高的光输出的新的垂直结构化合物半导体器件的可靠方法以及一种用于大规模生产GaN基化合物半导体器件的激光剥离工艺。本发明的主旨在于在LLO之前，通过电镀法来采用直接金属支撑衬底沉积，以形成n侧顶部垂直结构。此外，紧接着p接触层采用ITO DBR层，以通过更高的反射率提高光输出。穿孔金属晶片载体也用于晶片键合，用以容易地处理以及松解。相比于传统LLO基垂直器件制造，新的制造工艺更可靠。与通过相同的GaN/InGaN外延膜制造的横向器件的光输出相比，具有n侧上部结构的新的垂直器件的光输出增加了2或3倍。

Description

垂直结构半导体器件
本申请是分案申请，其母案申请的申请号为200580021006.6，申请日为2005年4月27日，发明名称为“垂直结构半导体器件”。
技术领域
本发明涉及制造具有顶部和底部接触结构的GaN基垂直结构半导体器件以及一种用于制造垂直结构器件的方法。
背景技术
图1示出在绝缘蓝宝石衬底114上制造的传统氮化镓(GaN)基(GaN-based)半导体器件100。该器件可应用于诸如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、异质结双极晶体管(HBT)、和高电子迁移率晶体管(HEMT)。在传统工艺中，该器件形成在蓝宝石衬底上，并且两个电接触部形成于器件的顶部上。P型接触部(p-contact)102形成在顶部上，并且采用台面蚀刻来去除材料以形成n型金属接触部(n-metal contact)118。产物被称为横向结构器件并且易于表现出若干问题，这些问题包括对静电放电(ESD)的弱抗性以及散热。这些问题都限制了器件产量和有效寿命。此外，蓝宝石材料非常坚硬，其难以进行晶片的磨削及抛光、以及器件分离(separation)。器件产量取决于后期制造工艺，其包括研磨(lapping)、抛光、以及芯片分离。
图2示出用于构造垂直结构GaN基化合物半导体200的第二种传统技术。激光剥离(LLO，laser lift-off)工艺用于通过采用具有通常在UV范围内的可透射蓝宝石的波长的准分子激光器，来从GaN外延层中去除蓝宝石衬底。随后，通过用导电或半导电的第二衬底218代替绝缘蓝宝石衬底来制造器件，以构造垂直结构器件。在通过激光剥离去除蓝宝石衬底之后这些工艺通常采用用于永久键合至第二衬底的晶片键合(wafer-bonding)技术。
然而，仍然缺少用于大规模生产VLED(垂直LED)的大规模激光剥离工艺。一个原因是因为由于在激光剥离之后外延层表面在整个晶片表面上不平坦导致支撑晶片218与外延层214之间的键合粘附层216以及永久第二衬底218的不均匀，使得难以进行大面积激光剥离。关于该晶片键合技术的另一问题是由于在共晶金属键合处理过程中的高温和高压造成金属接触部的退化(degradation)。此外，用于永久晶片键合的衬底(例如，Si或GaAs)与铜(Cu)基金属衬底相比，在散热方面不是最理想的衬底。这些问题降低了最终的产量并且没有提供对大规模生产商用器件的令人满意的解决方案。
图3示出旨在克服晶片键合问题并制造VLED的结构300。代替使用晶片键合方法，器件300的制造包括将金属支撑部318附着至器件。然而，因为在激光剥离处理过程中粘合层的分层(de-lamination)，产量被公认为很低。如果该键合对于高能量激光冲击波不稳定，在激光剥离之后GaN外延层可能变形或断裂，则难以执行后期激光剥离工艺，例如，晶片清洗、器件制造、松解(de-bonding)、以及器件分离。因此，最终的器件加工产量很低。
基于图3所示技术的垂直器件的其他问题在于很差的器件性能。由于在蓝宝石衬底上使用喷砂处理以提高均匀激光束能量分布，所以在激光剥离之后的GaN表面通常很粗糙，导致与平坦且光滑的表面相比，其输出较少的光。此外，在n-GaN层上形成的金属反射层不及非金属发射材料(例如，ITO)高。
由于传统技术的这些限制，需要一种在GaN基半导体器件的大规模生产中可提高器件性能和产量的新技术。
发明内容
本发明提供了一种制造具有极大提高的光输出的新的垂直结构化合物半导体器件的可靠技术及用于GaN基化合物半导体器件的大规模生产的高产量激光剥离(LLO)工艺。本发明的主题是通过电镀法在LLO之前采用直接金属支撑衬底沉积，以形成n型侧顶部垂直结构(n-side top vertical structure)。此外，紧邻p型接触层处采用ITO DBR层，以通过更高反射率ITO层提高光输出。穿孔金属晶片载体也用于晶片键合以容易处理和松解。相比于先前的基于LLO的垂直器件制造，新的制造工艺是简单且更可靠的工艺。与通过相同GaN/InGaN外延膜制造的横向器件的光输出相比，具有n型侧上部结构(n-side up structure)的新的垂直器件的光输出增加了2或3倍。
本发明的示例性实施例提供了一种制造半导体器件的方法。本发明包括以下步骤：在衬底上形成半导体层；在半导体层上形成金属层；从半导体层去除衬底；在去除了衬底的半导体层上形成一个或多个接触部；以及将半导体层分成多个独立的半导体器件。
在一个方面，本发明包括以下步骤：在半导体层与衬底之间形成缓冲层。在另一方面，去除步骤包括以下步骤：将激光束施加到在半导体层与衬底之间的界面；以及在激光源与衬底之间插入漫射介质。在一个方面，本发明包括以下步骤：将晶片载体附着至金属层。在一个方面，分离步骤包括以下步骤：在各个器件的每个之间形成沟槽；钝化器件的露出部分；以及将单独的半导体器件传送(transfer)到支撑膜。在一个方面，本发明包括以下步骤：使用一步芯片键合和引线键合技术，将独立的半导体器件装配到引线框。
本发明的优点包括用于制造具有高产量和可靠性的半导体装置的改良技术。
附图说明
参照以下的附图描述本发明。
图1示出了根据现有技术在器件的顶部上形成具有两个金属接触部的横向结构GaN基LED。
图2示出了根据现有技术的垂直结构GaN基LED，其中，GaN薄膜键合至导电或半导电第二衬底。
图3示出了根据现有技术的垂直结构GaN基LED，其中，在去除最初的蓝宝石衬底之后，将厚金属层附着至GaN薄膜。
图4是示出根据本发明实施例的制造半导体器件的方法的流程图。
图5示出了根据本发明实施例的垂直器件的外延结构，其中，在蓝宝石衬底的顶部上生长GaN或AlN缓冲层。图5还示出了根据本发明实施例的作为阻热层(thermal barrier)添加的AlGaN缓冲层。
图6示出了根据本发明实施例的用以形成p型接触部和反射层的在p-GaN外延层顶部上的p型接触金属和ITO透明接触部/DBR层沉积。
图7示出了根据本发明实施例的用以提高ITO与金中间层之间的粘附力的粘附层沉积。
图8示出了根据本发明实施例的用于在GaN LED层与顺序沉积的硬铜层之间的应力消除的使用电镀或化学镀法的软铜层沉积。
图9示出了根据本发明实施例的用以提供机械刚度以及更高的导电性和导热性而使用电镀或化学镀法的硬铜层，。
图10示出了根据本发明实施例的在激光剥离之前使用导电粘合胶附着至穿孔支撑晶片载体的铜电镀或化学镀的GaN LED晶片。
图11示出了根据本发明实施例的在激光剥离处理过程中用以获得均匀的激光束能量分布而使用漫射介质穿过蓝宝石衬底施加的准分子激光束。
图12示出了根据本发明实施例的在激光剥离之后的蓝宝石衬底移除以及Ga液滴清洗。
图13示出了根据本发明实施例的在n型接触部形成之前通过干蚀刻和GaN表面平滑蚀刻的GaN/AlGaN缓冲层移除。
图14示出了根据本发明实施例的在GaN LED层的顶部上的n型ITO透明接触部形成。
图15示出了根据本发明实施例的在n-ITO层上的n型接触部形成和金焊盘金属化。
图16示出了根据本发明实施例的通过干蚀刻或诸如机械划片(scribing)或激光划片的机械方法进行的器件分离(isolation)。
图17示出了根据本发明实施例的保护SiO2钝化层沉积。
图18示出了根据本发明实施例的支撑晶片载体移除以及最终的器件结构。
图19示出了根据本发明实施例的通过切割或激光划片进行的器件分离。
图20示出了根据本发明实施例的在引线框上的垂直器件的芯片键合以及引线键合。
具体实施方式
参照特定的器件结构以及实施例描述本发明。本领域技术人员应该了解，该描述用于说明并且提供实施本发明的最佳模式。本发明包括用于制造根据本发明的半导体器件的多个形成和沉积步骤。本公开涉及在其他材料上面或上方沉积材料，其被说明且描述为表示参考的任意方框，正如通过本领域技术人员并结合描述解释和理解的，本公开旨在描述且覆盖在其他材料顶部上方、之上、或下方沉积材料的技术。例如，本公开的一部分描述了从上构造的半导体层，并且其他部分描述了从下构造的半导体层，而在这两种情况下，如所说明及示出的，在现有层上沉积的新层意味着其沉积在现有层的上方或下方。这里，提供多个工艺参数，用于提供最佳模式，同时参数的改变也可以产生如这里所描述的工艺、结构、以及优势。本发明的变化由权利要求预期和涵盖。
A.器件结构和制造
图4是示出根据本发明实施例的制造半导体器件的方法的流程图400。流程图中描述的步骤是用于说明示例性实施例和结构，并且本发明包括在此所述的方法和所得结构的修改部分。步骤402从图5所描述的外延晶片开始示例性处理。参考标号500指的是可产生一个或多个器件的半导体。在多个器件的情况下，参考标号可被设置有字母后缀，例如，500a、500b、和500c等。参照图5-20描述的半导体结构制造以及封装来描述这些步骤。
图5-18描述了根据本发明实施例的制造垂直结构GaN基LED的步骤，其使用沉积工艺以形成用于机械支撑和导电的金属衬底以及使用激光剥离工艺以去除最初的衬底。本发明中描述的制造方法并不限于LED，而是可以延伸到任意器件结构，特别是包含有在绝缘衬底上生长的GaN基外延薄膜的那些器件结构，例如，激光二极管(LD)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)。
图5描述了在衬底(例如，蓝宝石衬底)502上形成的垂直器件500的外延结构。在衬底的顶部上生长GaN或AlN缓冲层504。在本发明的一个方面，在缓冲层504上形成AlGaN缓冲层506，以作为阻热层。组合缓冲层被描述为参考标号505，并且可包括如下所述的一个或两个层504和506。
接下来，通过适合的外延生长装置(例如，金属有机化学汽相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、汽相外延(VPE)、或其他技术)在蓝宝石衬底502上生长由标号508-514表示的GaN基LED结构515。形成n-GaN层508，随后在n-GaN层508上方形成多量子阱(multi-quantum well，MQW)层510。描述了优选的p-AlGaN层512，并且描述了p-GaN层。
与单层GaN或AlN为公共缓冲层的传统技术相反，本发明优选地除GaN或AlN缓冲层504之外还采用AlGaN缓冲层506，但不是必需两层。在热绝缘方面，AlGaN缓冲层506很有用。实验示出在激光剥离过程中，在GaN LED层515与粘接键合层之间界面的温度可增加至250℃。因此，由于热量增加，在激光剥离过程中，聚合物基粘附层可能变劣化(deteriorated)并且可能与GaN LED层反应，这使得在松解工艺中难以去除热劣化的粘合剂。在本发明中，采用AlGaN有助于降低键合粘合剂的劣化，从而提高了器件产量。此外，将总的外延层厚度设置成特定厚度，以最小化在GaN/粘合剂界面的温度增加。有利地，选取外延层厚度在5μm以上，以维持交界面温度在低于200℃。为了实现这种情况，在GaN或AlN缓冲层的顶部上生长4μm以上厚度的n-GaN层。
图6描述使用薄膜沉积法(例如，电子束蒸发或溅射)沉积的用以形成p型接触部的在GaN LED层515的顶部上的p型接触金属516以及ITO透明(transparent)接触部/DBR层518沉积。示例性p型接触金属可包括Ni/Au、Pd/Ni/Au、Ni/Pd/Au、或Pd/Ir/Au。薄膜金属层的厚度可分别为例如：Ni/Au的10nm Ni以及20nm Au；Pd/Ni/Au的10nm Pd以及20nm Ni、30nm Au；以及Pd/Ir/Au的20nmNi、10nm Pd以及20nm Ir、30nm Au；以及Ni/Pd/Au的20nm Ni和20nm Pd、100nm Au。通常，在300℃至500℃之间的熔炉内，将p接触金属的含Ni接触部在氧气环境中退火2分钟，而将不含镍的金属接触部在氮气环境中退火。
使用电子束蒸发或溅射来沉积薄膜氧化铟锡(ITO)层518，以形成分布布喇格反射器(DBR)。获得良好的光反射率对于增加垂直结构器件中的光提取很重要。通常，将基于氧化物的DBR用于需要光子恢复(photon recovery)的器件，例如，表面发射激光器。然而，这些基于氧化物的DBR材料为绝缘体。因此，采用导电DBR材料对于具有导电金属衬底的这种特殊垂直器件是很有用的。ITO被认为是在具有金属衬底的垂直器件中的反射DBR材料的最佳材料选择，但也可以期望其他的选择。ITO的反射率在90％以上，而金属薄膜的最佳反射率约为50～60％。在一个方面，选取ITO薄膜厚度在75～150nm范围内，以获得最佳反射率。在300℃至500℃之间的退火温度下，厚度460nm的透射率在85％以上。
图7描述了根据本发明实施例的用于提高在ITO层518与金中间层522之间粘附力的粘附层520沉积。为了制造具有厚且软的金属膜支撑件(～50μm)的具有薄且硬的GaN外延层(小于5μm)的垂直结构器件，在这两层之间形成中间层从而降低在GaN外延层与金属层之间的界面上的压应力聚集(build up)是很有用。设置中间层的另一个原因在于，与在非金属ITO表面上直接沉积厚电镀层相比，金属中间层可产生更好的电镀特性。不将晶片从真空室中移走，使用电子束蒸发，在ITO表面上连续地沉积约1μm厚的金(Au)薄膜。在现场，连续的层沉积可以有效地防止氧化或污染，这对于在ITO与金层之间产生良好的薄膜粘附力很重要。为了进一步提高在ITO与金之间的粘附力，在ITO与金层之间沉积30～50nm厚的Cr或Ti粘附层。
在图8和图9中，通过电镀或化学镀沉积厚金属支撑层524、526。使用电镀或化学镀，是因为与其他沉积法相比，其形成30μm以上厚度的金属层通常很快且廉价。在成本效益方面，其对于垂直器件的大规模生产是特别有用的。金属支撑层的主要功能在于支撑层不仅对薄GaN外延层515提供良好的刚性机械支撑，而且提供了良好的导电率和散热。为了迎合这些要求，优选地，将分级的(graded)铜合金层沉积在Au/Cr或Au/Ti粘附层上。
为了在薄真空蒸发金层522与铜合金层524之间得到良好的粘附力，在铜合金层524之前沉积第一铜冲击层(strike layer)。在一个方面，首先，电镀硫酸盐基软铜层，以逐步减弱由于厚金属层而形成的压力。初始的软铜合金层厚度被设置为约10μm。电镀速率设置为3～5μm/小时，以形成致密且均匀的铜电镀层。如下所述，选择低电镀速率的另一个原因是防止晶片从支撑晶片载体松解晶片之后弯曲。由于在GaN外延层515与铜层524-526之间的界面处的压应力聚集，晶片可能在剥离之后易于弯曲。除了低速电镀以外，有机基质添加剂可被添加在电镀溶液中并且使用基于磺酸盐的电镀溶液。此外，在低温(5℃)执行电镀，以最小化应力聚集。
接着软铜层524，使用氰化物或酸基电镀液电镀硬铜层526，以提供结构刚度。硬铜电镀的电镀速率为约15μm/小时。对于铜合金电镀，包含锡(Sn)和铁(Fe)的金属合金电镀溶液与硫酸铜溶液混合，以提高铜支撑层的机械强度和导电率。铜合金支撑层522的总厚度约为50～60μm。在铜合金电镀的最后，电镀0.3μm厚金层，以保护铜合金层免受氧化。在用于垂直器件封装的芯片键合以及引线键合处理过程中，该金保护层有助于提供在单个芯片与基于金属的环氧树脂之间良好的粘附力。
在通过电镀形成厚铜金属支撑层526之后，将蓝宝石表面机械抛光，以使得蓝宝石表面具有均匀的粗糙度。蓝宝石表面平滑度对于控制激光束能量密度分布以及激光剥离的GaN表面的最终表面形态很重要。激光束能量密度完全取决于蓝宝石表面的表面粗糙度。如果将粗糙的蓝宝石表面用于LLO工艺，则需要低激光束能量。然而，如果表面粗糙，由于在激光剥离之后将蓝宝石表面形态复制到GaN表面，所以激光剥离的GaN表面显得粗糙。另一方面，如果使用抛光的表面，则需要更高的激光束能量。激光剥离的GaN表面的表面形态与抛光的蓝宝石表面形态非常相似。然而，由于过高的激光束能量，更高的激光束通常造成裂缝(crack)生成。为了获得最佳的激光剥离结果和GaN表面形态，将蓝宝石表面的表面粗糙度选择为RMS值大约10～20埃。
如图10所示，可使用导电热塑环氧树脂530将蓝宝石/GaN/Cu/Au晶片键合至穿孔晶片载体532。穿孔晶片载体由带孔的不锈钢制成。使用金属晶片载体的原因是在感应耦合等离子体(ICP)蚀刻、晶片探测、以及芯片分离过程中提供导电性和热传导性。通过使用金属晶片载体，无需为了后期制造处理将晶片从载体去除。此外，由于在键合处理过程中气泡可轻易地通过孔泄漏，所以穿孔晶片载体提供了气泡自由的(bubble-free)晶片键合。由于在松解处理期间溶剂可以穿过孔，所以其还提供了在蓝宝石/GaN/Cu/Au晶片与晶片载体之间容易的松解。通过使用穿孔晶片载体，整个工艺变得容易、可靠、且简单，这导致垂直器件制造的高产量。晶片载体的示例性厚度为1/16英寸并且直径为2.5英寸。孔的实例性总数为21并且通孔直径为20/1000英寸。将示例性晶片载体表面电抛光，以形成像镜子一样的平面，用于与粘合剂均匀键合。
银基导电粘合剂用于键合蓝宝石/GaN/Cu/Au和穿孔晶片载体。导电粘合剂用于对晶片探测和芯片分离蚀刻工艺提供良好的导电性和导热性。热塑环氧树脂具有良好的粘附强度和良好的耐热性。热塑环氧树脂的另一个优势在于其可以很容易地溶解在溶剂(例如，丙酮)中，其对于松解工艺非常有用。
在本发明中，采用片状热塑环氧树脂，这是因为片状环氧树脂的膜厚度比基于液体的粘合剂更均匀。由于基于液体的粘合剂的旋涂经常导致在晶片边缘侧形成比晶片的中心区域更厚的膜，所以基于液体的粘合剂在之前的键合工艺经验中经常造成不一致的厚度均匀性以及气泡形成。对于通过多次旋涂获得厚的粘附层的基于液体的粘合剂，这是普遍现象。为了键合热塑环氧树脂，将127μm厚的片状热塑环氧树脂夹在厚金属支撑部与穿孔晶片载体之间。在热等静压机(hot iso-static press)中将压力设置成约10～15psi并且温度维持在低于200℃。在这些条件下，键合时间低于1分钟。这种短的键合时间具有超过基于液体的粘合剂的明确优势，基于液体的粘合剂可能需要多于6小时的固化时间，以完成粘合剂的固化。短的键合时间也大大提高了垂直器件制造的生产率。
参照图11，248nm KrF紫外(UV)准分子激光器(38ns的脉冲持续时间)用于激光剥离。选取该波长的原因在于激光可以有利地透射过蓝宝石，但在GaN外延层中被吸收，从而在GaN/蓝宝石界面将GaN分解成金属Ga和气态氮(N2)。选取激光束尺寸为7mm×7mm正方形光束并且具有600～1200mJ/cm2之间的光束功率密度。还认为激光束能量密度取决于蓝宝石衬底表面的表面粗糙度。为了在激光剥离后获得光滑的GaN表面，将高于800mJ/cm2的光束能量用于RMS值10～20埃的机械抛光蓝宝石衬底。
对于在激光剥离之后获得光滑的GaN表面，蓝宝石衬底的表面粗糙度是很重要的工艺参数。如果在激光剥离过程中使用未抛光的蓝宝石表面，则GaN表面很粗糙，其导致在形成最终的器件之后，由于粗糙表面的反射率很差，使得LED器件的光输出很差。然而，如果使用抛光的表面，则可获得光滑的GaN表面，因此，可获得更高的光输出。然而，由于激光束定位于抛光的蓝宝石表面上，所以与被较低激光束能量照射的区域相比，被较高激光束能量照射的区域可造成GaN表面上的裂缝(cracking)。因此，为了同时获得高产量激光剥离工艺和高器件性能，选择蓝宝石晶片的最佳表面粗糙度很重要。根据传统技术，喷砂通常用于在抛光的蓝宝石表面上获得均匀的激光束分布，然而，喷砂对于始终获得相同的表面粗糙度是不可靠且不可重复的。在本发明中，由对于248nm UV激光透射的材料构成的漫射介质552设置在激光束与蓝宝石衬底之间，以获得在蓝宝石表面上的均匀激光束能量分布，从而提高了激光剥离工艺产量。漫射介质的rms(均方根)表面粗糙度设置成30μm以下并且蓝宝石被用于漫射体。
参照图12，在激光剥离之后，由激光剥离过程中的GaN分解产生过量的Ga液滴503，并且通过HCl溶液(HCl∶H2O＝1∶1，室温下)将清洗液滴或使用HCl蒸汽蒸腾液滴30秒。由于在室温下Ga熔化，所以在激光剥离过程中形成液态的Ga；因此，可容易地使用氯基酸溶液清洗Ga。
参照图13，为了露出n型GaN外延层，通过干蚀刻，有利地使用感应耦合等离子体活性离子蚀刻(ICP RIE)去除缓冲层505(例如，GaN或AlN以及AlGaN缓冲层)。为了形成原子平面(atomicallyflat surface)，还在n-GaN表面上进行ICP抛光。由于光输出可随着较高反射表面而增加，所以平面对于通过顺序地沉积的反射结构产生高反射率很重要。
参照图14，为了提高垂直器件的电流扩散(current spreading)，在n-GaN LED表面515上形成n型ITO透明接触部534。ITO成分为10wt％的SnO2/90wt％的In2O3，并且在室温下使用电子束蒸发器或溅射系统，沉积一层约75～200nm厚的ITO膜。在ITO膜沉积之后，在N2环境的管式炉中执行退火5分钟。退火温度在300℃至500℃之间变化。在N2环境中，退火温度350℃下，ITO膜的最小电阻率为约低于10-4Ωcm。在350℃以上的退火温度下，在460nm的透射率在85％以上。
参照图15，在ITO透明接触部形成之后，在n-ITO表面上形成n型接触部540，其包括Ti和Al。由于形成了多个接触部，所以将它们表示为540a、540b、和540c等。n型接触金属的厚度分别为5nm的Ti和200nm的Al。为了在n型接触金属层和焊盘金属542之间形成良好的粘附力，在Al的顶部沉积20nm的Cr，作为粘附层。对于焊盘金属沉积，在电子束蒸发室中，无需破坏真空，在Cr的顶部连续地沉积500nm的金。为了形成欧姆接触部，在熔炉中，在N2环境中，以250℃退火n型接触金属10分钟。
参照图16，在清洗GaN表面之后，通过MICP(磁化感应耦合等离子体)干蚀刻技术，分离独立的器件。与其他干蚀刻法相比，MICP可加速蚀刻速率。其有利于防止在蚀刻处理期间的光刻胶掩模燃烧。与传统的ICP相比，MICP通常提供约两倍的蚀刻速率。由于可通过设计用于去除金属或氧化物掩模的化学制品来侵蚀(attack)金属衬底，所以推荐通过快的蚀刻速率来处理具有金属支撑部的垂直器件。因此，为了对芯片分离蚀刻使用光刻胶掩模，建议使用快速蚀刻技术。分离沟槽尺寸为30μm宽且3.5μm深，蚀刻深度取决于外延晶片的厚度。建议的用于器件分离的MICP干蚀刻条件如下：
1.总流速：100sccm
2.磁场强度：15高斯
3.衬底温度：70℃
4.气体混合：40％BCl3/40％Cl2/20％Ar
5.功率/偏压：600W/-300V
6.操作压力：30m托
7.蚀刻深度速率：0.4μm/分钟
8.蚀刻掩模：光刻胶(AZ 9262)(厚度：24μm)
还通过机械切割或激光划片来执行芯片分离。在激光划片的情况下，用于器件分离的切割沟槽为50μm宽，并且在机械切割的情况下，其为40μm。在两种情况下沟槽深度都为大约10μm深。
参照图17，在器件的露出部分上沉积钝化层536。为了保护器件免受外部危险环境的影响并通过调节在钝化层与GaN之间的反射率来增加光输出，通过SiO2薄膜536使垂直器件钝化。在250℃以下通过PECVD(等离子体辅助化学汽相沉积)沉积膜。膜的厚度保持在为了最佳反射率的80nm。
参照图18，在钝化沉积之后，使用溶剂从GaN/金属支撑晶片去除穿孔支撑晶片载体。松解工艺包括在丙酮中浸泡GaN/金属晶片0.5～1小时，以从穿孔支撑晶片载体溶解导电粘附层。在超声波清洁器中进一步用异丙醇浸泡并清洁分离的GaN/金属晶片。GaN器件表面还使用漂洗(rinse)和干燥器(dryer)用DI水(去离子水)清洁。
参照图19，为了将独立的器件与晶片分离，使用Nd；YAG激光，通过激光划片，切割器件。在多孔真空卡盘上放置具有垂直器件的晶片，该垂直器件带有金属衬底。Nd；YAG激光聚焦在用MICP形成的30μm宽沟槽上。在激光划片完成之后，将分离的芯片转移到粘性的晶片夹带。在拾取和放置工艺之前，将分离的芯片从第一晶片夹翻转(flip)到另一晶片夹560，从而将GaN表面定位在器件的顶部。
图20描述具有最终器件500的引线键合工艺，其中，参考标号570为引线框，572是金凸起，574是金球，576是金引线，以及578是引线键合器件。与传统的横向器件相反，使用特殊的芯片键合技术处理金属支撑垂直器件500。在本发明中，如图20所示，采用一步芯片键合和引线键合技术。代替分开执行芯片键合与引线键合工艺，在引线框表面上具有金凸起的引线框上设置独立的单个芯片。通过加热和增压动作，金凸起可同时与垂直器件的金表面以及涂银的引线框连接在一起。因此，无需执行单独的芯片键合以及引线键合工艺。该一步工艺有助于减小处理时间并提供了容易且简单的封装工艺，从而降低制造成本与时间。虽然描述了示例性封装技术，但是在本发明中也可以使用其他封装技术。
B.示例性的利益点以及优势
这里的特点与优势被认为是示例性的，并且不用于限定本发明的优点或优势。
1.示例性器件特点
a.由于通过n-GaN层的更好的电流扩散而产生的更高的光输出，n-GaN层具有比p-GaN更高的载流子浓度。n-GaN的电子浓度(载流子浓度)被认为在1019/cm3的范围内，其比p-GaN空穴浓度(～1017/cm3)高两个量级。因此，可根据注入到p-n结的电流，穿过n-GaN层产生更多光子。具有n侧上部结构的新垂直器件的光输出比用相同GaN/InGaN外延层产生的具有p侧上部结构的横向器件的光输出增加2或3倍。
b.由于金属衬底而产生的更高散热。垂直结构器件的金属衬底给出很好的导电性和导热性，其在器件有效性和可靠性(即，器件寿命)方面非常有用。
c.由于与横向结构相比，因为垂直器件仅需要一个金属接触焊盘，从而缩小了器件尺寸，所以可获得更大量的器件。垂直结构仅需要在顶侧上的一个接触部，而具有绝缘衬底的横向器件需要两个接触部。结果，从垂直器件可获得比从横向器件获得的多大约1.5至2倍的器件。
d.可从垂直器件中获得更高的功率效率。在垂直器件中不存在电流拥塞，因此光输出与电流注入成线性关系。另一方面，由于电流拥塞效应，横向器件的最大光输出更早达到饱和。这对于高功率器件(例如，用于固态照明的白LED)是很重要的。
e.与横向器件相比，垂直器件可耐受高静电放电(ESD)环境，通常具有金属衬底的垂直器件的ESD电阻高于10,000V，而横向器件的ESD电阻约为100V。由于器件经常暴露于高压环境，所以这一点对于在车辆应用中使用的器件很重要。
2.示例性工艺特点
a.由于通过金属沉积(例如，电镀)直接附着到GaN外延层的金属衬底的较高粘合强度，所以在激光束的高能量冲击波照射期间可明显地抑制在支撑衬底与GaN外延层之间的松解。结果，在激光剥离处理过程中，可使裂缝发生保持在最小范围内。与之前的基于聚合物的键合工艺(例如，环氧树脂或胶合键合)相比，产生更高的激光剥离(LLO)生产率，由于在支撑部与GaN外延层之间的粘合强度很差，所以基于聚合物的键合工艺导致在LLO期间裂缝发生和生成的可能性更高。
b.结果，与之前的晶片键合或基于胶合键合的LLO工艺相比，新发明确保更稳固且更可靠的LLO工艺。通过实现全晶片尺寸激光剥离工艺，本发明提供了用于垂直结构器件的大规模生产的实际便于生产的技术。
c.简单且更容易的器件制造以及LLO工艺，需要用于前制造工艺的掩模的减少的数量。
3.示例性优势
a.代替金属键合，通过电镀或化学镀来沉积金属支撑衬底。
b.代替后续的LLO金属支撑层沉积，在LLO工艺之前，实现金属支撑层。
c.不在GaN外延层上形成沟槽，其使得LLO工艺过程中不产生裂缝并且减小了制造步骤数。
d.在器件顶部上设置n型接触部用于更高光输出。
e.不采用透明p型接触层，反而在n-GaN上形成ITO透明n型接触部用于更好电流扩散。
f.紧接着p型接触层处，采用ITO DBR层，以通过更高反射率的ITO层来提高光输出。
g.将穿孔的金属晶片载体用于晶片键合，用以容易地处理以及松解。
h.相比于传统的基于LLO的垂直器件制造，新的制造工艺是直接了当的并且更加可靠。
C.结论
这里已经公开且描述了本发明的优选以及示例性实施例。由此，这里公开了示例性实施例和最好的模式，在保持在由权利要求所限定的本发明主旨和精神范围内的同时，可对公开的实施例进行修改和改变。

Claims (11)

1.一种半导体结构，其包括：
第一缓冲层，包括GaN和AlN中的至少一个；
第二缓冲层，包括AlGaN；
包括n-GaN的层；
包括AlInGaN的层；
包括p-GaN的层；
电接触层结构，形成在包括p-GaN的所述层上方；
金属层，形成在所述电接触层结构上方；以及
粘附层，形成在所述电接触层结构和所述金属层之间；
其中，所述金属层包括：
包括铜或铜合金的第一金属层，形成在所述电接触层结构上方；和
包括铜或铜合金的第二金属层，形成在所述第一金属层上方，
其中，所述第一金属层的电镀速率低于所述第二金属层的电镀速率。
2.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：
衬底。
3.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：
包括p-AlGaN的层。
4.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：
包括金的金属层。
5.根据权利要求4所述的半导体结构，还包括：
晶片载体，连接至所述半导体结构。
6.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：
晶片载体，连接至所述半导体结构。
7.根据权利要求4所述的半导体结构，还包括：
包括n-ITO的层。
8.根据权利要求7所述的半导体结构，还包括：
多个接触部。
9.根据权利要求8所述的半导体结构，还包括：
多个沟槽，设置在独立的半导体器件之间，其中，所述半导体结构产生一个或多个所述半导体器件。
10.根据权利要求9所述的半导体结构，还包括：
钝化层，位于所述器件的露出部分上方。
11.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：所述电接触层结构包括p型ITO层。
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Families Citing this family (112)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI344706B (en) * 2003-06-04 2011-07-01 Myung Cheol Yoo Method of fabricating vertical structure compound semiconductor devices
CN1998094B (zh) 2004-04-07 2012-12-26 霆激技术有限公司 半导体发光二极管上的反射层的制造
US7417266B1 (en) 2004-06-10 2008-08-26 Qspeed Semiconductor Inc. MOSFET having a JFET embedded as a body diode
TWI433343B (zh) * 2004-06-22 2014-04-01 Verticle Inc 具有改良光輸出的垂直構造半導體裝置
TWI389334B (zh) * 2004-11-15 2013-03-11 Verticle Inc 製造及分離半導體裝置之方法
US8318519B2 (en) * 2005-01-11 2012-11-27 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method for handling a semiconductor wafer assembly
US8802465B2 (en) * 2005-01-11 2014-08-12 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method for handling a semiconductor wafer assembly
JP4189386B2 (ja) * 2005-01-27 2008-12-03 ローム株式会社 窒化物半導体結晶層の成長方法および窒化物半導体発光素子の製法
KR101166922B1 (ko) * 2005-05-27 2012-07-19 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드의 제조 방법
JP2007158132A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びその製造方法
WO2007001144A1 (en) * 2005-06-27 2007-01-04 Lg Chem, Ltd. Method for preparing light emitting diode device having heat dissipation rate enhancement
KR100619549B1 (ko) * 2005-09-13 2006-09-01 (주)한비젼 다층 기판을 이용한 이미지 센서의 포토 다이오드 제조방법및 그 콘택방법 및 그 구조
WO2007032421A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-22 Showa Denko K.K. Nitride semiconductor light emitting device and production thereof
SG130975A1 (en) 2005-09-29 2007-04-26 Tinggi Tech Private Ltd Fabrication of semiconductor devices for light emission
US8778780B1 (en) * 2005-10-13 2014-07-15 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method for defining semiconductor devices
SG131803A1 (en) 2005-10-19 2007-05-28 Tinggi Tech Private Ltd Fabrication of transistors
CN100359636C (zh) * 2005-11-04 2008-01-02 南京大学 制备自支撑氮化镓衬底的激光剥离的方法
US7829909B2 (en) * 2005-11-15 2010-11-09 Verticle, Inc. Light emitting diodes and fabrication methods thereof
KR100721147B1 (ko) * 2005-11-23 2007-05-22 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자
KR100780176B1 (ko) * 2005-11-25 2007-11-27 삼성전기주식회사 측면 방출 발광다이오드 패키지
JP5270088B2 (ja) 2005-12-15 2013-08-21 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 垂直型発光素子及びその製造方法
SG133432A1 (en) 2005-12-20 2007-07-30 Tinggi Tech Private Ltd Localized annealing during semiconductor device fabrication
EP1821347B1 (en) * 2006-02-16 2018-01-03 LG Electronics Inc. Light emitting device having vertical structure and method for manufacturing the same
US7928462B2 (en) 2006-02-16 2011-04-19 Lg Electronics Inc. Light emitting device having vertical structure, package thereof and method for manufacturing the same
US9406505B2 (en) 2006-02-23 2016-08-02 Allos Semiconductors Gmbh Nitride semiconductor component and process for its production
KR20150123293A (ko) * 2006-02-23 2015-11-03 아주로 세미컨턱터스 아게 질화물 반도체 컴포넌트 및 이의 제조를 위한 프로세스
US7696523B2 (en) * 2006-03-14 2010-04-13 Lg Electronics Inc. Light emitting device having vertical structure and method for manufacturing the same
US8373195B2 (en) 2006-04-12 2013-02-12 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Light-emitting diode lamp with low thermal resistance
US7863639B2 (en) * 2006-04-12 2011-01-04 Semileds Optoelectronics Co. Ltd. Light-emitting diode lamp with low thermal resistance
DE102006061167A1 (de) * 2006-04-25 2007-12-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
US7593204B1 (en) * 2006-06-06 2009-09-22 Rf Micro Devices, Inc. On-chip ESD protection circuit for radio frequency (RF) integrated circuits
EP2458653B1 (en) 2006-06-23 2023-08-30 LG Electronics Inc. Light emitting diode having vertical topology
TWI298513B (en) * 2006-07-03 2008-07-01 Au Optronics Corp Method for forming an array substrate
US7915624B2 (en) * 2006-08-06 2011-03-29 Lightwave Photonics, Inc. III-nitride light-emitting devices with one or more resonance reflectors and reflective engineered growth templates for such devices, and methods
SG140473A1 (en) 2006-08-16 2008-03-28 Tinggi Tech Private Ltd Improvements in external light efficiency of light emitting diodes
JP2008053685A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Samsung Electro Mech Co Ltd 垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオード素子及びその製造方法
KR100856089B1 (ko) * 2006-08-23 2008-09-02 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 및 그 제조방법
SG140512A1 (en) 2006-09-04 2008-03-28 Tinggi Tech Private Ltd Electrical current distribution in light emitting devices
US20080054248A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Chua Christopher L Variable period variable composition supperlattice and devices including same
TW200822788A (en) * 2006-11-09 2008-05-16 Univ Nat Central Method of using laser in fabricating GaN device
JP2008130799A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Sharp Corp 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
TW200834969A (en) * 2007-02-13 2008-08-16 Epistar Corp Light-emitting diode and method for manufacturing the same
US7759146B2 (en) * 2007-05-04 2010-07-20 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method of making high efficiency UV VLED on metal substrate
US8026517B2 (en) * 2007-05-10 2011-09-27 Industrial Technology Research Institute Semiconductor structures
KR101381985B1 (ko) * 2007-08-10 2014-04-10 서울바이오시스 주식회사 수직형 발광소자 제조 방법
US7915643B2 (en) * 2007-09-17 2011-03-29 Transphorm Inc. Enhancement mode gallium nitride power devices
JP2009099675A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Showa Denko Kk 発光ダイオードの製造方法及び発光ダイオード、並びにランプ
KR101449005B1 (ko) * 2007-11-26 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN102017156B (zh) 2008-02-25 2013-03-13 光波光电技术公司 电流注入/隧穿发光器件和方法
US7881030B1 (en) 2008-07-07 2011-02-01 Rf Micro Devices, Inc. Enhancement-mode field effect transistor based electrostatic discharge protection circuit
US7881029B1 (en) 2008-07-07 2011-02-01 Rf Micro Devices, Inc. Depletion-mode field effect transistor based electrostatic discharge protection circuit
KR20100008123A (ko) * 2008-07-15 2010-01-25 고려대학교 산학협력단 이중 히트 씽크층으로 구성된 지지대를 갖춘 고성능수직구조의 반도체 발광소자
JP5057398B2 (ja) 2008-08-05 2012-10-24 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
EP2316138A1 (en) * 2008-08-19 2011-05-04 Lattice Power (Jiangxi) Corporation Method for fabricating semiconductor light-emitting device with double-sided passivation
US8211781B2 (en) * 2008-11-10 2012-07-03 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor manufacturing method
JP5237763B2 (ja) * 2008-11-10 2013-07-17 スタンレー電気株式会社 半導体素子の製造方法
TWI389347B (zh) * 2008-11-13 2013-03-11 Epistar Corp 光電元件及其製作方法
KR100974776B1 (ko) 2009-02-10 2010-08-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
JP5650716B2 (ja) * 2009-04-03 2015-01-07 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ オプトエレクトロニクス部品の製造方法、オプトエレクトロニクス部品、および複数のオプトエレクトロニクス部品を有する部品レイアウト
TW201112440A (en) * 2009-09-29 2011-04-01 Ubilux Optoelectronics Corp Manufacturing method of vertical light emitting diode
KR20110062128A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 발광 소자 제조방법
WO2011069242A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-16 Cooledge Lighting Inc. Semiconductor dice transfer-enabling apparatus and method for manufacturing transfer-enabling apparatus
US8334152B2 (en) * 2009-12-18 2012-12-18 Cooledge Lighting, Inc. Method of manufacturing transferable elements incorporating radiation enabled lift off for allowing transfer from host substrate
JP5423390B2 (ja) * 2009-12-26 2014-02-19 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びその製造方法
EP3923352A1 (en) 2010-01-27 2021-12-15 Yale University, Inc. Conductivity based selective etch for gan devices and applications thereof
TWI449210B (zh) * 2010-06-01 2014-08-11 Huga Optotech Inc 發光元件
US8322022B1 (en) 2010-06-28 2012-12-04 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing an energy assisted magnetic recording head in a wafer packaging configuration
JP5735245B2 (ja) * 2010-09-28 2015-06-17 スタンレー電気株式会社 光半導体素子、発光ダイオード、およびそれらの製造方法
TWI416723B (zh) * 2010-12-27 2013-11-21 Ind Tech Res Inst 氮化物半導體結構及其製造方法
US9029174B2 (en) * 2011-02-25 2015-05-12 Meijo University Method for manufacturing semiconductor device
US9324905B2 (en) 2011-03-15 2016-04-26 Micron Technology, Inc. Solid state optoelectronic device with preformed metal support substrate
DE102011015725B4 (de) * 2011-03-31 2022-10-06 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Vereinzeln eines Bauelementverbunds
CN102751403A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 武汉迪源光电科技有限公司 一种发光二极管的外延结构
TWI512807B (zh) * 2011-06-09 2015-12-11 Epistar Corp 半導體元件結構與其分離方法
KR101350812B1 (ko) * 2011-07-25 2014-01-13 주식회사 칩테크놀러지 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법
CN102903800B (zh) * 2011-07-28 2015-01-14 上海博恩世通光电股份有限公司 N型导电导热超晶格dbr垂直式蓝光led芯片及其制作方法
CN102956575A (zh) * 2011-08-24 2013-03-06 国碁电子(中山)有限公司 封装结构及制造方法
CN103117334B (zh) * 2011-11-17 2015-05-06 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种垂直结构GaN基发光二极管芯片及其制作方法
EP2600389B1 (en) * 2011-11-29 2020-01-15 IMEC vzw Method for bonding semiconductor substrates
US8633094B2 (en) 2011-12-01 2014-01-21 Power Integrations, Inc. GaN high voltage HFET with passivation plus gate dielectric multilayer structure
US8940620B2 (en) * 2011-12-15 2015-01-27 Power Integrations, Inc. Composite wafer for fabrication of semiconductor devices
US20140008660A1 (en) * 2012-03-14 2014-01-09 Lightwave Photonics, Inc. Materials, structures, and methods for optical and electrical iii-nitride semiconductor devices
US9450152B2 (en) 2012-05-29 2016-09-20 Micron Technology, Inc. Solid state transducer dies having reflective features over contacts and associated systems and methods
CN102916100B (zh) * 2012-11-08 2015-04-08 安徽三安光电有限公司 发光二极管及其制作方法
US20140170792A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Forming thin film vertical light emitting diodes
KR101878748B1 (ko) 2012-12-20 2018-08-17 삼성전자주식회사 그래핀의 전사 방법 및 이를 이용한 소자의 제조 방법
CN103078017A (zh) * 2012-12-26 2013-05-01 光达光电设备科技（嘉兴）有限公司 Led外延结构及其制备方法
US8928037B2 (en) 2013-02-28 2015-01-06 Power Integrations, Inc. Heterostructure power transistor with AlSiN passivation layer
CN103337570A (zh) * 2013-06-07 2013-10-02 合肥彩虹蓝光科技有限公司 改善4 inch GaN基外延片内均匀性和波长集中度的方法
CN104465897B (zh) * 2013-09-25 2017-08-15 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒的制造方法
CN104576857B (zh) * 2013-10-15 2017-07-04 上海工程技术大学 一种高反射层倒装led芯片结构及其制作方法
US11095096B2 (en) 2014-04-16 2021-08-17 Yale University Method for a GaN vertical microcavity surface emitting laser (VCSEL)
CN104064639A (zh) * 2014-07-04 2014-09-24 映瑞光电科技(上海)有限公司 垂直型led结构及其制作方法
US10615222B2 (en) * 2014-08-21 2020-04-07 The University Of Hong Kong Flexible GAN light-emitting diodes
EP3201952B1 (en) 2014-09-30 2023-03-29 Yale University A method for gan vertical microcavity surface emitting laser
CN104217929A (zh) * 2014-10-11 2014-12-17 王金 一种外延片及其加工方法
CN104300053B (zh) * 2014-10-11 2017-09-19 华芯半导体科技有限公司 一种ito结构的led芯片结构及其制备方法
US11018231B2 (en) 2014-12-01 2021-05-25 Yale University Method to make buried, highly conductive p-type III-nitride layers
KR102342718B1 (ko) * 2015-04-27 2021-12-23 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 적색 발광소자 및 조명장치
CN107710381B (zh) 2015-05-19 2022-01-18 耶鲁大学 涉及具有晶格匹配的覆层的高限制因子的iii族氮化物边发射激光二极管的方法和器件
CN105070653B (zh) * 2015-08-18 2017-11-07 湘能华磊光电股份有限公司 一种增强器件抗静电能力的led外延生长方法
US10263144B2 (en) 2015-10-16 2019-04-16 Robbie J. Jorgenson System and method for light-emitting devices on lattice-matched metal substrates
CN105762246B (zh) * 2016-04-25 2017-11-28 厦门乾照光电股份有限公司 一种垂直结构发光二极管及其制作方法
CN109475297B (zh) * 2016-05-17 2022-03-11 艾皮乔尼克控股有限公司 用于生物识别认证的微电子传感器
EP3464689A4 (en) 2016-05-26 2020-07-22 Robbie Jorgenson SYSTEM AND METHOD FOR GROWING GROUP IIIA NITRIDE
KR102588170B1 (ko) 2016-11-16 2023-10-13 삼성전자주식회사 다층 구조의 반사막을 구비한 반도체 발광 소자
JP6892909B2 (ja) * 2017-11-16 2021-06-23 ローム株式会社 発光素子および発光素子パッケージ
KR102563570B1 (ko) 2018-10-24 2023-08-04 삼성전자주식회사 반도체 레이저 장치
CN110265864B (zh) * 2019-07-08 2020-06-19 厦门大学 一种GaN基垂直腔面发射激光器的制备方法
CN110491979A (zh) * 2019-09-23 2019-11-22 深圳市思坦科技有限公司 Led结构的制备方法及led结构
CN110993750B (zh) * 2019-12-20 2021-04-09 深圳第三代半导体研究院 垂直型发光二极管及其制造方法
JP2024025217A (ja) * 2022-08-10 2024-02-26 信越半導体株式会社 マイクロｌｅｄ用接合型ウェーハの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1344037A (zh) * 2000-05-22 2002-04-10 日本碍子株式会社 发光器件、用于制造发光器件的衬底、以及它们的制造方法

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999694A (en) * 1989-08-18 1991-03-12 At&T Bell Laboratories Photodiode
US5331180A (en) * 1992-04-30 1994-07-19 Fujitsu Limited Porous semiconductor light emitting device
US5631190A (en) * 1994-10-07 1997-05-20 Cree Research, Inc. Method for producing high efficiency light-emitting diodes and resulting diode structures
JP3259811B2 (ja) * 1995-06-15 2002-02-25 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子の製造方法及び窒化物半導体素子
JPH0964477A (ja) * 1995-08-25 1997-03-07 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法
JPH10177974A (ja) * 1996-12-18 1998-06-30 Nippon Steel Corp ヘテロエピタキシャルウェハ上のデバイスチップ製造方法
JPH10254370A (ja) * 1997-03-10 1998-09-25 Canon Inc 表示パネル及びそれを用いた投射型表示装置
EP0859366A1 (en) * 1997-02-12 1998-08-19 STMicroelectronics S.r.l. Associative memory device with optimized occupation, particularly for the recognition of words
US6201262B1 (en) * 1997-10-07 2001-03-13 Cree, Inc. Group III nitride photonic devices on silicon carbide substrates with conductive buffer interlay structure
JP4352473B2 (ja) * 1998-06-26 2009-10-28 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
US6459100B1 (en) * 1998-09-16 2002-10-01 Cree, Inc. Vertical geometry ingan LED
JP3469484B2 (ja) * 1998-12-24 2003-11-25 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
US20010042866A1 (en) * 1999-02-05 2001-11-22 Carrie Carter Coman Inxalygazn optical emitters fabricated via substrate removal
US6713789B1 (en) * 1999-03-31 2004-03-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor device and method of producing the same
US7071557B2 (en) * 1999-09-01 2006-07-04 Micron Technology, Inc. Metallization structures for semiconductor device interconnects, methods for making same, and semiconductor devices including same
JP4060511B2 (ja) * 2000-03-28 2008-03-12 パイオニア株式会社 窒化物半導体素子の分離方法
EP2270875B1 (de) * 2000-04-26 2018-01-10 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Strahlungsmittierendes Halbleiterbauelement und dessen Herstellungsverfahren
DE10051465A1 (de) * 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
JP2001319896A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Tokyo Electron Ltd 半導体装置の製造方法
JP4131618B2 (ja) 2000-05-22 2008-08-13 日本碍子株式会社 フォトニックデバイス用基板の製造方法
US6586762B2 (en) * 2000-07-07 2003-07-01 Nichia Corporation Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power
JP3882539B2 (ja) * 2000-07-18 2007-02-21 ソニー株式会社 半導体発光素子およびその製造方法、並びに画像表示装置
US6562648B1 (en) * 2000-08-23 2003-05-13 Xerox Corporation Structure and method for separation and transfer of semiconductor thin films onto dissimilar substrate materials
JP2002141611A (ja) 2000-08-24 2002-05-17 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
US6518198B1 (en) * 2000-08-31 2003-02-11 Micron Technology, Inc. Electroless deposition of doped noble metals and noble metal alloys
JP2002176226A (ja) 2000-09-22 2002-06-21 Toshiba Corp 光素子およびその製造方法
US6690042B2 (en) * 2000-09-27 2004-02-10 Sensor Electronic Technology, Inc. Metal oxide semiconductor heterostructure field effect transistor
US6653662B2 (en) * 2000-11-01 2003-11-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device, method for fabricating the same, and method for driving the same
US6864158B2 (en) * 2001-01-29 2005-03-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing nitride semiconductor substrate
US6649494B2 (en) * 2001-01-29 2003-11-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Manufacturing method of compound semiconductor wafer
JP4744700B2 (ja) * 2001-01-29 2011-08-10 株式会社日立製作所 薄膜半導体装置及び薄膜半導体装置を含む画像表示装置
JP4148664B2 (ja) * 2001-02-02 2008-09-10 三洋電機株式会社 窒化物系半導体レーザ素子およびその形成方法
US6445007B1 (en) * 2001-03-19 2002-09-03 Uni Light Technology Inc. Light emitting diodes with spreading and improving light emitting area
US6765232B2 (en) * 2001-03-27 2004-07-20 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system
JP3705142B2 (ja) * 2001-03-27 2005-10-12 ソニー株式会社 窒化物半導体素子及びその作製方法
US6498113B1 (en) * 2001-06-04 2002-12-24 Cbl Technologies, Inc. Free standing substrates by laser-induced decoherency and regrowth
US6787435B2 (en) * 2001-07-05 2004-09-07 Gelcore Llc GaN LED with solderable backside metal
US20030013219A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-16 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating semiconductor structures and devices utilizing electro-optic structures
US6656756B2 (en) * 2001-08-24 2003-12-02 Telecommunication Laboratories, Chunghwa Telecom Co., Ltd. Technique for a surface-emitting laser diode with a metal reflector
JP2003068654A (ja) * 2001-08-27 2003-03-07 Hoya Corp 化合物単結晶の製造方法
JP2003086898A (ja) * 2001-09-07 2003-03-20 Nec Corp 窒化ガリウム系半導体レーザ
US6744072B2 (en) * 2001-10-02 2004-06-01 Xerox Corporation Substrates having increased thermal conductivity for semiconductor structures
US7148520B2 (en) * 2001-10-26 2006-12-12 Lg Electronics Inc. Diode having vertical structure and method of manufacturing the same
US6617261B2 (en) 2001-12-18 2003-09-09 Xerox Corporation Structure and method for fabricating GaN substrates from trench patterned GaN layers on sapphire substrates
US6455340B1 (en) * 2001-12-21 2002-09-24 Xerox Corporation Method of fabricating GaN semiconductor structures using laser-assisted epitaxial liftoff
US6943379B2 (en) * 2002-04-04 2005-09-13 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting diode
US8294172B2 (en) 2002-04-09 2012-10-23 Lg Electronics Inc. Method of fabricating vertical devices using a metal support film
US6818532B2 (en) * 2002-04-09 2004-11-16 Oriol, Inc. Method of etching substrates
US20030189215A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
CN1187643C (zh) * 2002-05-28 2005-02-02 友达光电股份有限公司 液晶显示装置的有源阵列基板及其制造方法
US20030222263A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-04 Kopin Corporation High-efficiency light-emitting diodes
KR101030068B1 (ko) * 2002-07-08 2011-04-19 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자
US6744196B1 (en) * 2002-12-11 2004-06-01 Oriol, Inc. Thin film LED
TWI344706B (en) * 2003-06-04 2011-07-01 Myung Cheol Yoo Method of fabricating vertical structure compound semiconductor devices
JP2005005421A (ja) 2003-06-11 2005-01-06 Sharp Corp 酸化物半導体発光素子
US7122827B2 (en) * 2003-10-15 2006-10-17 General Electric Company Monolithic light emitting devices based on wide bandgap semiconductor nanostructures and methods for making same
US20050189551A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-01 Hui Peng High power and high brightness white LED assemblies and method for mass production of the same
JP4368225B2 (ja) * 2004-03-10 2009-11-18 三洋電機株式会社 窒化物系半導体発光素子の製造方法
JP2005268642A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Uni Light Technology Inc 金属ベースを有する発光ダイオードの形成方法
TWI433343B (zh) * 2004-06-22 2014-04-01 Verticle Inc 具有改良光輸出的垂直構造半導體裝置
TWI389334B (zh) * 2004-11-15 2013-03-11 Verticle Inc 製造及分離半導體裝置之方法
US7829909B2 (en) * 2005-11-15 2010-11-09 Verticle, Inc. Light emitting diodes and fabrication methods thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1344037A (zh) * 2000-05-22 2002-04-10 日本碍子株式会社 发光器件、用于制造发光器件的衬底、以及它们的制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特表2003-532298A 2003.10.28

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070013291A (ko) 2007-01-30
US7465592B2 (en) 2008-12-16
WO2005104780A2 (en) 2005-11-10
CN101366121A (zh) 2009-02-11
TW200610190A (en) 2006-03-16
KR20120031102A (ko) 2012-03-29
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