CN102403415A

CN102403415A - 发光二极管的制造方法

Info

Publication number: CN102403415A
Application number: CN201110276404XA
Authority: CN
Inventors: 黄泓文; 夏兴国; 邱清华
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2031-09-13
Also published as: US20120064642A1; TW201214747A; TWI506810B; US8563334B2; CN102403415B; CN105845787A

Abstract

一种发光二极管的制造方法，包括：一种发光二极管形成于一蓝宝石基板之上，该蓝宝石基板可借由研磨与接着蚀刻而自该发光二极管处移除。该蓝宝石基板采用单一或多重研磨料而先研磨至一第一特定厚度。借由干蚀刻或湿蚀刻以移除剩余的蓝宝石基板。本发明可改善制造工艺，制作出高效率与机械上耐用的发光二极管。

Description

发光二极管的制造方法

技术领域

本发明涉及半导体光源(semiconductor light source)，尤其涉及一种发光二极管(light-emitting diode，LED)的制造方法。

背景技术

于本处使用的发光二极管为用于产生具有特定波长或介于一特定波长范围的一光线的一半导体光源。通常发光二极管用于显示灯(indicator lamp)中，且逐渐地应用于显示器(displays)中。当施加电压并横跨于由相反掺杂的半导体化合物膜层所形成的一p-n结时，发光二极管可发出光线。使用不同材料以改变半导体层的能隙以及形成一有源层于p-n结内可产生不同波长的光线。此外，选择性的荧光材料则改变了由发光二极管所产生光线的特性。

发光二极管的持续发展已形成了可覆盖可见光光谱及其后波长的有效且机械上耐用的光源。当其耦接于可能的长效固态元件时，将可形成多种新的显示方面应用，并可使得发光二极管处于可与固有的白炽及荧光灯具相竞争的一地位。然而，仍需要持续思考制造工艺的改善，以制作出高效率与机械上耐用的发光二极管。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发光二极管的制造方法，以制作出较佳的发光二极管。

依据一实施例，本发明提供了一种发光二极管的制造方法，包括：

提供一蓝宝石基板；形成一发光结构于该蓝宝石基板上，该发光结构包括：一第一掺杂层，掺杂有第一导电类型的一第一掺质；一有源层，位于该第一掺杂层之上；以及一第二掺杂层，位于该有源层之上，该第二掺杂层掺杂有相反于该第一导电类型的一第二导电类型的一第二掺质；研磨该蓝宝石基板的一背面，以移除该蓝宝石基板的一部；以及借由蚀刻以移除该蓝宝石基板的一剩余部。

依据另一实施例，本发明提供了一种发光二极管的制造方法，包括：

提供一成长基板；形成一发光结构于该成长基板之上，该发光结构包括：一缓冲层；一第一掺杂层，位于该缓冲层之上，该第一掺杂层掺杂有第一类型的一第一掺质；一有源层，位于该第一掺杂层之上；以及一第二掺杂层，位于该有源层之上，该第二掺杂层掺杂有相反于该第一类型的一第二类型的一第二掺质；蚀刻出多个沟道于该发光结构内，以形成具有露出侧壁的多个发光平台结构；沉积一保护层以覆盖该露出侧壁；借由研磨该成长基板的一背面，以移除该成长基板的一第一部；以及借由蚀刻以移除该成长基板的一剩余部。

依据又一实施例，本发明提供了一种发光二极管的制造方法，包括：

提供一成长基板；形成一发光结构于该成长基板之上，该发光结构包括：一缓冲层；一第一掺杂层，位于该缓冲层之上，该第一掺杂层掺杂有一第一类型的一第一掺质；一有源层，位于该第一掺杂层之上；以及一第二掺杂层，位于该有源层之上，该第二掺杂层掺杂有相反于该第一类型的一第二类型的一第二掺质；蚀刻出多个沟道于该发光结构内，以形成多个发光平台结构；借由研磨该成长基板的一背面，以移除该成长基板的一第一部，使得该成长基板的一剩余部约为5微米；以及借由等离子体蚀刻或湿蚀刻以移除该成长基板的一剩余部。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下：

附图说明

图1-图2为一流程图，显示了依据本发明的多个观点的发光二极管的制造方法；以及

图3-图15显示了依据本发明的特定实施例的发光二极管于制作中多个阶段的附图。

其中，附图标记说明如下：

11、12～发光二极管的制造方法；

13、15、16、17、18、19、20～操作；

30～发光结构；31～基板；

33～缓冲层；35～掺杂层；

37～多重量子阱层；39～掺杂层；

41～缓冲层；43～反光金属层；

45～阻剂图案；47～沟道；

51～保护层；53～结合金属层；

55～经薄化的成长基板；57～粘着金属层；

59～基板；61～粗糙表面；

63～薄接触结构；64～接触接垫；

65～保护层；67～暂时性接触物；

69、71～电极探针。

具体实施方式

可以理解的是，于下文中提供了用于施行本发明的不同特征的多个不同实施例，或范例。基于简化本发明的目的，以下描述了构件与设置情形的特定范例。然而，此些构件与设置情形仅作为范例之用而非用于限制本发明。举例来说，于描述中关于于一第二元件之上或上的第一元件的形成可包括了第一元件与第二元件为直接接触的实施情形，且也包括了于第一元件与第二元件之间包括了额外元件的实施情形，因而使得第一元件与第二元件之间并未直接接触。此外，于不同范例中本发明可重复参考标号及或文字。此些重复情形细基于简化与清楚的目的，而并非用于显示于不同实施例及/或附图间所探讨的关联性。

于图1与图2内显示了依据本发明的发光二极管的制造方法11与12。图3-图15为依据本发明的部分实施实施例中的一发光二极管于多个工艺阶段中的概括局部附图。发光二极管可为具有数个此发光二极管的一显示器或一发光装置的一部，而此些发光二极管可单独地或一并地控制。此发光二极管也可为一集成电路、一芯片上系统的一部或其上可能包括如电阻、电容、电感、二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补型金属氧化物半导体晶体管(CMOS)、双载流子结晶体管(BJT)、横向扩散金属氧化物半导体晶体管(LDMOS)、高功率金属氧化物半导体晶体管或其他类型的晶体管的多个无源与有源的微电子元件的部分。可以理解的是，基于较佳了解本发明的发明概念的目的，此些附图已经过简化。如此，可以理解的是可于如图1-图2的方法施行之前、之中与之后施行额外工艺，而也仅于此处简单描述某些工艺，且所描述的工艺可为多种工艺所替换以达到相同效果。

请参照图1，方法11起使于操作13，以提供一基板。此基板包括了适用于成长一发光结构的一材料。因此，此基板也可称为一成长基板或一成长晶片。于不同实施例中，基板包括了蓝宝石(sapphire)。其他实施例中，基板包括氮化镓、碳化硅、硅或其他适用于成长发光结构的适当材料。于操作15中，可于基板上形成一发光结构。此发光结构通常为一半导体二极管。

图3显示了位于一基板31上的一发光结构30。发光结构30形成于基板31之上。于本实施例中，发光结构30包括了一掺杂层35、一多重量子阱(multiple quantum well，MQW)层37以及一掺杂层39。掺杂层35与39为经相反掺杂的半导体层。于部分实施例中，掺杂层35包括了一n型氮化镓材料，而掺杂层39包括了p型氮化镓材料。于其他实施例中，掺杂层35可包括一p型氮化镓材料，而掺杂层39可包括一n型氮化镓材料。图3中所示的多重量子阱层37包括了如氮化镓与氮化铟镓的有源材料(active materials)的数个交错(或间隔)层。如此处的使用中，于发光二极管内的有源材料为于操作时自一发光二极管处发光一主要来源。举例来说，于一实施例中，多重量子阱层37包括了十层的氮化镓与十层的氮化铟镓，其中一氮化铟镓层形成于一氮化镓层之上，而另一氮化镓层则形成于此氮化铟镓层之上，且继续按照上述形态实施。交错膜层的数量及其厚度影响了发光效率。多重量子阱层37的厚度可为如约100-2000纳米，约1微米或约1.5微米。

于图3中，掺杂层35、多重量子阱层37与掺杂层39均采用外延成长工艺所形成。于此外延成长工艺中，一通常为氮化镓层(于某些范例中为氮化铝)的第一未掺杂层33成长于基板31之上。此第一未掺杂层33也称之为一缓冲层33。此缓冲层可为约500纳米至5微米，例如约为1.5微米或约2微米。接着依序地成长膜层35、37与39。而于外延成长工艺中可借由于一气体源中加入杂质而完成掺杂。于此些外延成长工艺中，形成了位于相反的掺杂层35与39间的包括多重量子阱层37的一p-n结(或一p-n二极管)。当电压施加于掺杂层35与掺杂层39之间时，电流将流过发光结构30，而多重量子阱层37将发出光线。由多重量子阱层37所发出的光线的颜色与所发射光线的波长有关，其可借由改变多重量子阱层37的成分与结构而达成调整。举例来说，于氮化铟镓层的铟含量的微小增加可使得输出波长的偏移朝向更长的波长。

形成发光结构30的操作可选择性地包括形成未显示于图3内的额外膜层。例如，可于掺杂层39之上增加一欧姆接触层或其他膜层。此些其他膜层可包括一氧化铟锡(ITO)层或其他的透明导电层。

为了促进于操作时发光二极管的良好电性接触、光漏出与有效冷却情形，于许多发光二极管产品中将移除成长基板，特别是于高功率发光二极管的应用中。于一范例中，采用电磁波(例如一激发激光)以摧毁介于成长基板与缓冲层33间的界面，因而分解了位于界面处的缓冲材料。此界面可为一未掺杂氮化镓层。如蓝宝石的此成长基板可被剥离并移除。于此激光剥离(laser lift-off，LLO)方法中，使用激发激光所产生的激光光束自蓝宝石侧注射进入发光二极管结构，以分解位于介于基板与缓冲层间的界面处的氮化镓材料成为镓原子与氮气。当基板移除之后，此激光剥离方法通常适用于发光二极管的制造。此激光剥离方法的一特征为于许多范例中，经移除的蓝宝石可循环并再次作为一成长基板，进而节省了材料成本。然而，如发明人所发现及于此处所披露的，此激光剥离方法并不适用于许多先进发光二极管应用与有效率制作。

此激光剥离方法通常使用了高激光功率密度以分解位于缓冲层与基板界面处的氮化镓。激光光点通常设定为发光二极管的裸片尺寸以确保完美的剥离。随着成长基板尺寸的增加，于相同基板上可成长越来越多的发光二极管裸片，随着激光移除自点至点(裸片至裸片)，激光剥离的时间因而增加。由于高功率密度限制了激光光束区域或光点，适用于激光剥离工艺的发光二极管裸片的尺寸也受到限制。随着使用较大的发光二极管裸片的高功率发光二极管的越来越广泛应用，此激光剥离工艺恐无法符合越来越大裸片的干净剥离的需求。

为了确保可移除整个基板，激光光点稍微地覆盖了边缘处。然而，此高功率密度具非常的毁灭性，而可于每一激光光点覆盖处的边缘造成破裂。此激光可能毁坏露出表面与发光结构的侧壁。于操作时，此些破裂与毁损可能造成了漏电流。

由于激光光束进入通过了蓝宝石，如果于发光二极管结构成长之后的蓝宝石界面包括了不规则情形，此激光剥除工艺可能为非均匀的。因此，公知激光剥离方法也包括了背侧的蓝宝石研磨步骤以改善激光剥除工艺的均匀性。此蓝宝石研磨降低了于工艺结束后蓝宝石的回收可能性并增加了工艺时间与成本。

于一方面，本发明关于不包括使用一激光光束的多重操作中移除一成长基板的一方法。蓝宝石基板首先采用一单一研磨料或多重研磨料而研磨至一第一特定厚度。并借由干蚀刻或湿蚀刻方式以移除剩余的蓝宝石基板。

请再次参照图1，于操作17中，借由研磨成长基板的一背侧以移除成长基板的一第一部。于部分实施例中，可调整此研磨，以移除足够的成长基板，使其残留有约3-20微米、约10微米或约5微米。此研磨依照所使用研磨料而于一操作中或多个操作中完成。研磨机台则为含结合有环氧树脂或蜡的极细尺寸的钻石微粒的研磨轮(wheel)。当基板设置于此机台上时，研磨轮紧迫基板背侧并依照不同方向而旋转。借由施加于基板的剪力(shear force)，此硬的钻石颗粒自基板背侧移除了硅。薄硅基板的研磨操作则可额外地牵涉了化学蚀刻剂。部分用于背侧研磨硅基板的商用机台可用于如蓝宝石基板的其他基板的应用。

于一范例中，仅使用了一次的研磨操作。而研磨料可为具有介于15-5微米的尺寸的钻石微粒。于控制研磨均匀度与速率之下，研磨料的选择可最大化移除率。此研磨操作约为30-90分钟。

于其他范例中，使用了多于一次的研磨操作。于其他范例中。一第一研磨操作可较单一研磨操作移除较少材料。此第一研磨操作可移除足够成长基板，使其剩余多于6微米。举例来说，可使用钻石微粒研磨料，而晶片的研磨可采用大尺寸微粒的研磨料于约为35分钟的研磨时间下，以薄化晶片自约430微米至约50微米。接着于一第二阶段研磨工艺中再采用6微米的钻石研磨料研磨此约50微米厚的晶片约20分钟，使之至约5微米厚度。第一操作研磨料可经过选择，以具有最大移除率。而于第二阶段研磨工艺中，其研磨则移除成长基板至特定厚度。因此第一研磨料可较第二研磨料及当使用多于两道操作时的其他后续研磨料为较硬且/或较具腐蚀性。相较于采用激光剥离方法，起始的蓝宝石背面状况并不适用于研磨工艺。因此，不像激光剥离工艺般需要先研磨表面，于此研磨操作之前并没有施行表面准备措施。

于研磨操作17之后，可借由图1内操作19中的蚀刻以移除成长基板的剩余部。于部分实施例中，此蚀刻为采用感应耦合等离子体(inductivelycoupled plasma，ICP)的干蚀刻。感应耦合等离子体蚀刻可使用如氮、氩、氪、氙的惰性元素、氧或其他已知气体。此感应耦合等离子体蚀刻可使用反应性离子元素，例如含氟蚀刻剂(即CF₄、CHF₃、SF₆、C₄F₈、C₄F₁₀、C_xF_2x+2、CCl₃、CCl₂F₂、CF₃Cl、C₂ClF₅)、含氯蚀刻剂(即BCl₃、BCl₃+Cl₂、CCl₄、CCl₄+Cl₂、BCl₃+Cl₂、CCl₃F、CCl₂F₂、CF₃Cl、C₂ClF₅)、含溴蚀刻剂(即HBr)及其他含卤素蚀刻剂。于工艺腔体内可临场地产生一高密度等离子体。此等离子体蚀刻操作可于少于约150℃的一基板温度下施行，较佳地约为室温下施行。可于基板处施加一偏压以导引等离子体朝向基板。

此等离子体干蚀刻可采用其他等离子体产生方式而施行，包括了电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma，CCP)、磁控等离子体(magnetronplasma)、电子回旋共振(electron cyclotron resonance，ECR)等离子体、或微波等离子体。等离子体可临场或遥控地产生。此等离子体具有高离子密度。

或者，于部分实施例中，上述蚀刻为湿蚀刻。此湿蚀刻可使用硫酸、磷酸或此些蚀刻剂的组合。于一湿蚀刻中，基板浸入于一蚀刻溶液中一段时间直到移除足够量的成长基板。硫酸可为H₂SO₄，而磷酸可为H₃PO₄。此蚀刻溶液也可使用些许的醋酸(CH₃COOH)、硝酸(HNO₃)、水与其他常用的蚀刻剂成分。举例来说，此蚀刻溶液可为包括醋酸、硝酸与水的的3硫酸：1磷酸混合物。也可加热此蚀刻溶液至高于100℃、高于200℃、高于300℃或高于400℃。此湿蚀刻可于低于如1大气压或高于1.5大气压或2大气压的一压力下的一腔体内施行。典型的蚀刻溶液为于大气压下的300℃的包括醋酸、硝酸与水的3硫酸：1磷酸混合物。本领域普通技术人员可设计一湿蚀刻工艺以达到一适当蚀刻率与选择率。由于制作出的发光二极管的整个部分暴露于蚀刻溶液中，元件的部分可先为一保护层所保护。保护层可选择于蚀刻工艺中具有一蚀刻率远低于成长基板的蚀刻率的材料。保护层也可适当地覆盖露出发光二极管平台结构的侧壁，换句话说，其可足够地顺应因此于元件本身并无不期待的蚀刻发生。

图2为依据本发明的较广流程11及不同实施例的一示范流程12的工艺流程图。此范例流程12显示了依据本发明的方法实施例的制作包括具有移除其内基板的一发光二极管的一发光二极管封装物的一工艺。于示范流程12以外的其他工艺所形成的其他类型的发光二极管封装物也适用依据本发明的方法实施例的制作包括具有移除其内基板的一发光二极管的一发光二极管封装物的一工艺。在此显示了包括了借由焊锡凸块而附着于一封装物基板的一倒装芯片发光二极管封装物的一范例。

请参照图2，于操作13中，提供如一蓝宝石基板的一成长基板。于操作15中，于此基板上形成一发光结构。接着选择性地形成一接触金属层于发光结构之上，以及于操作16中形成一连结金属层于接触金属层之上。可设置一反射金属层于接触金属层与连结金属层之间。于操作17中，接着采用一切割道图案(scribe pattern)以蚀刻此结构，以形成发光平台结构。于操作18中沉积一保护层以保护平台结构，特别地保护露出的平台侧壁部。于操作19中，借由研磨基板的背面以移除成长基板的第一部。如前所示，此研磨操作可包括采用不同研磨料的一或多个操作。接着于操作20中，可借由等离子体蚀刻、湿蚀刻或其组合的蚀刻以移除成长基板的剩余部。

图3-图15显示了如图2的工艺流程的示范中间结构。图3显示了形成前述的发光结构30。图4显示了形成于发光结构30上的一接触金属层41与选择性的一反光金属层43。接触金属层41为一金属，其可为镍、如镍/金的镍合金，或如铬/铂/金、钛/铝/钛/金的金属合金、或其他相似合金。于一实施例中，接触金属41层为镍/银合金。接触金属层41牢固地粘着于发光结构30与反光金属层43的顶层。反光金属层43可为如铝、铜、钛、银、金的金属、如钛/铂/金的此些材料的合金、或其结合。特别地，银与铝为公知的适用于蓝光的良好反光物。可借由一物理气相沉积(PVD)工艺或一化学气相沉积(CVD)或其他沉积工艺以形成反光层。接触金属层41与反光金属层43可具有约为300纳米的一结合厚度。

接触金属层41与选择性的反光金属层43使用一物理气相沉积工艺或一化学气相沉积工艺或其他沉积工艺且沉积有相同的图案。此些膜层可采用不同技术而沉积。举例来说，反光金属层43可沉积采用电化学电镀，而接触金属层41可采用物理气相沉积而沉积。

图5显示了位于金属层41与43之上且环绕之的一阻剂图案45。于工件之上沉积、曝光与显影一阻剂图案。此图案定义出了环绕了金属层41与43的一区域。图6显示了依据平台图案(mesa pattern)45而蚀刻至如图5所示的发光结构30内的数个沟道(streets)47、或沟槽。此些沟道47分隔了个别的发光平台结构(light-emitting mesa structure)。而此些沟道显示了具有高深宽比，然而此些附图并未依照实际比例绘示，而且此些沟道可宽于其所显示的情形。此平台结构可具有数个微米的高以及数百或数千个微米的宽。此沟道的宽度可为多于50微米宽。如图所示，蚀刻停止于约为介于缓冲层33与成长基板31间的界面。于不同实施例中，此工艺可包括一轻度过度蚀刻，而基板31可做为一蚀刻停止层。

此发光平台结构的蚀刻可为一干蚀刻或一湿蚀刻。对于干蚀刻而言，可使用采用氩或氮等离子体的一感应耦合等离子体(ICP)。而对于湿蚀刻而言，可依序使用盐酸(HCl)、氢氟酸(HF)、氢碘酸(HI)、硫酸(H₂SO₄)、亚磷酸(H₂PO₄)、磷酸(H₃PO₄)或其结合。部分的湿蚀刻剂需要一较高温度以达到一有效蚀刻率，例如磷酸具有约为50-100℃的蚀刻温度。

如图7A所示，于蚀刻形成发光平台结构后，移除阻剂图案45。接着形成一保护层51于发光平台结构的顶面与侧壁之上，以及位于沟道47内基板之上，如图7B所示。此保护层51保护了露出表面免于受到于后续工艺中所使用的材料所造成的不期望反应。特别地，保护层51保护了发光平台结构的露出免于受到如阻剂移除、背侧研磨与背侧蚀刻等后续工艺操作的影响。因此，可选择蚀刻工艺中相较于成长基板的具有一较低蚀刻率的保护层51。保护层51也可适当地覆盖了露出的发光平台结构的侧壁，换句话说，其可为足够地顺应。依据保护层材料，上述考量将限制了可用于沉积此材料的工艺类型。

于部分实施例中，保护层51可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、掺碳氧化硅、掺碳氮化硅或其他已知的非导电性保护材料。举例来说，可采用等离子体加强型化学气相沉积(PECVD)工艺而沉积一氧化硅。等离子体加强型化学气相沉积为常用的，基于其他介电沉积技术使用了一较高温度，其将于早先沉积的金属层41与43处造成问题。于使用等离子体加强型化学气相沉积以沉积氧化硅中，本领域普通技术人员可调整工艺以沉积一适当膜层。

为了避免环绕多重量子阱层37的漏电流，故特别地重要需保护多重量子阱层37的侧壁及其邻近膜层的部分。保护一较大区域为有利的，由于如此可减少了后续蚀刻工艺毁损发光结构30的可能性。依照工艺与所使用材料，可沉积且形成不同厚度的保护层51于如图所示的侧壁及于场(field)或水平区域之上。经测量，自侧壁至发光平台结构的保护层51约为600埃，或至少为100埃，且可约为1000纳米之多，其依照所使用的等离子体形态与偏压情形而决定。

如图8A所示，接着借由图案化与蚀刻而移除位于发光平台结构的顶面上的保护层51的一部。如图所示，移除位于膜层39上的保护层51，以露出接触金属层41与反光金属层43。形成一阻剂图案于保护层51上，以保护位于沟道内与发光平台结构的侧壁上的保护层的一部。接着借由干蚀刻或湿蚀刻以蚀刻去除位于发光平台结构上及环绕金属层41与43的保护层51的未保护部分(unprotected portion)。

图8B显示了形成于接触金属层41与反光金属层43上的额外的结合金属层53。此结合金属材料可为适用于结合具有一粘着金属层与一接合基板的一软金属(soft metal)。举例来说，此结合材料可为金或金/锡合金。于移除保护层51的一部后，于结合金属材料的沉积中并不需要去除或移除阻剂图案。接合金属可采用物理气相沉积、化学气相沉积或包括了电沉积(electrodeposition)或无电沉积(electroless deposition)的其他沉积工艺所沉积。

如图9所示，接着反置发光平台结构与成长基板且将之连结于一连结基板(bonding substrate)。此连结金属层53连结于位于一基板59上的一粘着金属层57。此基板59通常为一硅基板，但可为一金属或陶瓷。适当的基板可具有一高热导率，例如硅或铜。粘着金属层可由金、锡、或此些材料的合金所制成。连结金属层53以及粘着金属层57可通过共晶连结(eutectic bonding)或金属连结(metal bonding)而连结。于共晶连结中，连结金属层可为一金/锡合金，而粘着金属层可由金所制成。于金属连结中，金属层53与57可均为金。

于发光二极管的裸片连结至基板后，可依照此处所述的数个操作而移除成长基板31。图10显示了经过一或多个研磨工艺后的一经薄化的成长基板55。图11显示了于完全去除成长基板后的连结于连结基板59的发光平台结构。如先前描述，经薄化的成长基板55借由干蚀刻或湿蚀刻而移除。于完全移除成长基板之后，各发光平台结构可称为发光二极管裸片。每一发光二极管裸片彼此可单独地产生光线。

图12显示了具有一部的缓冲层33被移除的安装有发光二极管裸片的基板。首先可应用一阻剂图案以保护结构的部分免于工艺中被移除。阻剂图案可形成于发光二极管裸片的边缘、保护层表面51以及金属层53与57的表面上。可应用如感应耦合等离子体工艺的一干蚀刻工艺以移除部分的缓冲层33。值得注意的是虽然于图12中显示了缓冲层33的边缘残留于发光二极管裸片上，但其并非必要的。此些附图与文字描述采用阻剂以保护了边缘，因而不需移除保护层51。然而，可使用用于保护阻剂层51的其他方法，例如早于移除缓冲层前先沉积一牺牲层。通常，采用经偏压的感应耦合等离子体(ICP)以及使用例如氩、氪或氙的较重分子以施行实体蚀刻工艺。

请参照图13，可接着处理第一掺杂层35的露出表面，以得到一粗糙表面61并形成金属接触物63与64于表面处。于部分实施例中，此表面先经过图案化以保护用于形成金属接触物63的区域，且接着经过等离子体处理以形成一粗糙表面。可使用采用如氯的化学蚀刻剂的一等离子体蚀刻以沿着氮化镓结晶晶格结构蚀刻其表面，以形成具有小的三角形的一粗糙表面。可接着图案化经粗糙化的表面以用于接触金属的沉积。于特定实施例中，可沉积接触金属以形成具有数个接触接垫64及薄接触物63的内连图案于裸片表面。如此一内连结够可散布电流于表面之上。于图14内显示了示范的一接触图案。可借由薄接触结构63连结接触接垫64。此薄接触物63可约为20-30微米宽，而接触接垫可约为50-80微米宽。值得注意的是，借由形成接触物于经粗糙化表面些上或是借由将接触金属置入于等离子体蚀刻中，可省略了阻剂图案化的步骤可去除，而接触电阻可能相应地增加。

也可沉积一额外的保护层材料65以保护露出的导电金属层53的侧壁。此额外的保护层65的材料可相同如保护层51的组成物或为不同材料。保护层65的材料可直接沉积于保护层51之上。

于接触结构63与64完成之后，便大体形成了一发光二极管。于安装至连结基板之上及早于切割之前，可选择性地测试或分组(binning)此发光二极管。于测试与分组过程中，移动电极而横跨发光二极管裸片与发光二极管裸片间的基板。测量每一发光二极管裸片的输出。于此阶段中，于发光二极管裸片内的任何缺陷将造成了其光输出量低于最低规范，因而其将被标记并于后续程序中被移除。倘若有缺陷的发光二极管裸片于稍后才被发现与抛弃，则将造成了如包装、透镜模塑及荧光涂布等更多材料与工艺方面的损失。如此的早期缺陷产品移除情形节省了工艺时间与材料成本。具有光线输出符合最小规范的发光二极管裸片经过分类而成为不同分组，以用于具有不同特性的产品的进一步制作。

图15显示了测试与分组基板安装的发光二极管裸片的一范例。在此显示了形成于用于测试与分组的发光二极管裸片的各裸片的沟道处的暂时性接触物(temporary contacts)。可图案化与开启保护层材料65的一部，以使得可沉积此暂时性接触物67。此操作可通常与接触物结构63与64的沉积时同时进行。于测试与分组工艺中，将一电流导通并横跨此发光二极管裸片并测量得到的一光输出量。采用一对电极探针69与71接触接触物64与暂时性接触物67。此测试可包括测量相应于不同电流输入量的不同输出情形。具有相似反应的发光二极管将可归类为同类。本领域普通技术人员可注意到此临时性接触物也可用于测试相邻的数个发光二极管裸片，此时此些结构同时测试且具有相同类型。

于发光二极管裸片经过分组后，其可经过切割或分割成为各发光二极管。分割程序可为一非蚀刻工艺，其可采用如一激光光束或一切割刀的一切割装置以实体地分隔发光二极管裸片。经过切割之后，适用于产生光线的每一发光二极管可实体地且电性地相互独立。

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种发光二极管的制造方法，包括：

提供一蓝宝石基板；

形成一发光结构于该蓝宝石基板上，该发光结构包括：

一第一掺杂层，掺杂有第一导电类型的一第一掺质；

一有源层，位于该第一掺杂层之上；以及

一第二掺杂层，位于该有源层之上，该第二掺杂层掺杂有相反于该第一导电类型的一第二导电类型的一第二掺质；

研磨该蓝宝石基板的一背面，以移除该蓝宝石基板的一部；以及

借由蚀刻以移除该蓝宝石基板的一剩余部。

2.如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中研磨该蓝宝石基板的背面包括依序使用具有不同硬度或颗粒尺寸的两种研磨料。

3.如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该蚀刻为等离子体蚀刻或湿蚀刻。

4.一种发光二极管的制造方法，包括：

提供一成长基板；

形成一发光结构于该成长基板之上，该发光结构包括：

一缓冲层；

一第一掺杂层，位于该缓冲层之上，该第一掺杂层掺杂有第一类型的一第一掺质；

一有源层，位于该第一掺杂层之上；以及

一第二掺杂层，位于该有源层之上，该第二掺杂层掺杂有相反于该第一类型的一第二类型的一第二掺质；

蚀刻出多个沟道于该发光结构内，以形成具有露出侧壁的多个发光平台结构；

沉积一保护层以覆盖该露出侧壁；

借由研磨该成长基板的一背面，以移除该成长基板的一第一部；以及

借由蚀刻以移除该成长基板的一剩余部。

5.如权利要求4所述的发光二极管的制造方法，还包括：

形成一接触金属层于该第二掺杂层之上；以及

形成一连结金属层于该接触金属层之上。

6.如权利要求5所述的发光二极管的制造方法，还包括：

借由接合该连结金属层与位于该硅基板上的一粘着金属层，以附着该成长基板上的所述多个发光平台结构与一硅基板。

7.如权利要求6所述的发光二极管的制造方法，还包括于移除该成长基板后，移除该缓冲层。

8.如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，还包括：

粗糙化该第一掺杂层的一露出表面的一部；以及

形成一金属接触物于该第一掺杂层的该露出表面的一剩余部之上。

9.如权利要求8所述的发光二极管的制造方法，还包括：

形成一暂时接触物于该粘着金属层上；

施加跨越该暂时接触物与位于该第一掺杂层上的该金属接触物的一电压，以使得由该发光平台结构发出光线；

测量该发射光线；以及

依据该发射光线的测量以分组该发光平台结构。

10.一种发光二极管的制造方法，包括：

提供一成长基板；

形成一发光结构于该成长基板之上，该发光结构包括：

一缓冲层；

一第一掺杂层，位于该缓冲层之上，该第一掺杂层掺杂有一第一类型的一第一掺质；

一有源层，位于该第一掺杂层之上；以及

蚀刻出多个沟道于该发光结构内，以形成多个发光平台结构；

借由研磨该成长基板的一背面，以移除该成长基板的一第一部，使得该成长基板的一剩余部约为5微米；以及

借由等离子体蚀刻或湿蚀刻以移除该成长基板的一剩余部。