CN102299169A - 便于去除蓝宝石衬底的外延结构 - Google Patents

便于去除蓝宝石衬底的外延结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便于去除蓝宝石衬底的外延结构，其包含一个蓝宝石衬底；一个氮化镓外延层位于该蓝宝石衬底上；以及一个蚀刻停止层位于该蓝宝石衬底与该氮化镓外延层之间；其中该停止层是做为移除该蓝宝石衬底的停止位置，而且该蚀刻停止层的成份选自铝、铟、镓及氮等成分中的至少二种成分的组合，其中以选自AlN、INGaN、AlInGaN为较佳成分。通过本发明的实施可在移除蓝宝石衬底时，不致损及氮化镓外延层，达到降低产品受损的机率，同时提高产品良率。

Description

便于去除蓝宝石衬底的外延结构
技术领域
本发明涉及一种外延结构，特别是一种便于去除蓝宝石衬底的外延结构。
背景技术
外延片指的是在晶体结构匹配的单晶材料上生长出来的半导体薄膜。LED(Light Emitting Diode，发光二极管)外延片生长的基本原理是在一块加热至适当温度的衬底基片，例如蓝宝石，再以气态物质氮铝镓铟(InGaAlN)以有控制的情形下输送到衬底表面，藉以生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。
现有技术揭示了氮化镓晶体的制造方法，包括以下步骤：(1)在衬底上外延生长氮化镓或氮化铝；(2)在氮化镓表面热沉积硅、碳化硅、氮化硅、或氧化硅的结晶颗粒；(3)继续外延生长氮化镓如再生长不掺杂的或掺杂的氮化镓薄膜或LED、HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)等光电子、电子器件结构；所述衬底可以是蓝宝石、碳化硅、硅、砷化镓、氧化锌、氧化镁、铝酸锂LiAlO2、或镓酸锂LiGaO2。
从上述的专利申请可以看出，现有技术中氮化镓或氮化铝外延层与衬底是直接接触的，这样在移除衬底时，容易损及氮化镓或氮化铝外延层。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于去除蓝宝石衬底的外延结构，其有助于移除芯片上的蓝宝石衬底。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种便于去除蓝宝石衬底的外延结构，包含：
蓝宝石衬底；
氮化镓外延层，位于所述蓝宝石衬底上；以及
蚀刻停止层，位于所述蓝宝石衬底与所述氮化镓外延层之间；
其中，所述蚀刻停止层为移除所述蓝宝石衬底的停止位置。
在本发明的实施措施中：
所述蚀刻停止层的成份可以选自铝、铟、镓及氮等成分中的至少二种成分的组合。也就是说可以是任二种成分、任三种成分或全部作分所构成。
所述蚀刻停止层的成份以选自AlN、INGaN、AlInGaN为较佳成分。
本发明的优点在于：
在移除蓝宝石衬底时，可以先对蓝宝石衬底加以移除，然后利用外延结构中的蚀刻停止层做为蓝宝石衬底的移除停止位置，藉此不致损及氮化镓外延层，达到降低产品受损的机率，同时提高产品良率；并且停止层的成分与氮化镓外延层的成分相近，制作方便。
附图说明
图1为本发明的构造示意图；
图2为本发明移除蓝宝石衬底的动作及结构示意图；
图3为本发明在芯片状态下移除蓝宝石衬底的结构示意图。
具体实施方式
以下即依本发明的目的、功效及结构组态，举出较佳实施例并配合附图详细说明。
请参阅图1，本发明所要揭示的外延构造是包含蓝宝石衬底10，且在该蓝宝石衬底10上形成氮化镓外延层20。
在蓝宝石衬底10上所生长出的氮化镓外延层20是一层结构复杂的氮化镓(GaN)薄膜，其可以包括n-GaN、量子井、p-GaN、光电子与电子器件结构等。
值得注意的是，在蓝宝石衬底10与氮化镓外延层20之间生长一层蚀刻停止层30。该蚀刻停止层30可由一般的磊晶方式制成，其主要的成分包含铝、铟、镓及氮中的至少二种；也就是说蚀刻停止层30的成分可以包含铝、铟、镓及氮中的任二种，或任三种，或是全部。
然而蚀刻停止层30的成分选择上，以氮化铝(AlN)、氮镓铟(INGaN)或氮镓铟铝(AlInGaN)为较佳的成分。
请参阅图2，本发明在外延构造中特别形成蚀刻停止层30，其是有助于在移除蓝宝石衬底10时，不致损及氮化镓外延层20。更具体而言，蓝宝石衬底10的厚度较大于氮化镓外延层20，所以可先以物理方式移除部份的蓝宝石衬底10，藉此使其厚度变小。接着再利用研磨的方式或是现有的物理或化学方法将厚度已变小的蓝宝石衬底10完全除去(如虚线所示)。
然而在完全去除蓝宝石衬底10的过程中时，若无适当的停止位置，则容易使氮化镓外延层20受损；而本发明特别在氮化镓外延层20与蓝宝石衬底10间形成蚀刻停止层30，其不但可以做为蚀刻氮化镓外延层20的停止位置，更可以做为去除蓝宝石衬底10的停止位置。
图2所显示的是：在完整外延片的状态下进行蓝宝石衬底10的移除；而图3则显示可以在芯片的状态下，利用已知的物理及/或化学方法去除蓝宝石衬底10，且该蚀刻停止层30仍为去除蓝宝石衬底10的停止位置。
以研磨方式去除蓝宝石衬底10为例，无论是图2或图3所揭示的状态下，即使去除蓝宝石衬底10的过程中有研磨到蚀刻停止层30，也不会损及氮化镓化延层20。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种便于去除蓝宝石衬底的外延结构，其特征在于，包含：
蓝宝石衬底；
氮化镓外延层，位于所述蓝宝石衬底上；以及
蚀刻停止层，位于所述蓝宝石衬底与所述氮化镓外延层之间；
其中，所述蚀刻停止层为移除所述蓝宝石衬底的停止位置。
2.如权利要求1所述的便于去除蓝宝石衬底的外延结构，其特征在于，所述蚀刻停止层的成份选自铝、铟、镓及氮成分中的至少二种成分的组合。
3.如权利要求1所述的便于去除蓝宝石衬底的外延结构，其特征在于，所述蚀刻停止层由氮化铝、氮镓铟或氮镓铟铝中的一种化合物构成。
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