CN102903814A - 制造半导体发光器件的方法 - Google Patents
制造半导体发光器件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102903814A CN102903814A CN2012103062424A CN201210306242A CN102903814A CN 102903814 A CN102903814 A CN 102903814A CN 2012103062424 A CN2012103062424 A CN 2012103062424A CN 201210306242 A CN201210306242 A CN 201210306242A CN 102903814 A CN102903814 A CN 102903814A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- groove
- light emitting
- type surface
- packing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 30
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 21
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种制造半导体发光器件的方法，该方法包括：准备衬底，其包括彼此相对的第一及第二主表面；在衬底的第一主表面中形成多个突起部；在其上形成有多个突起部的第一主表面上形成发光叠层，该发光叠层包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层；通过移除形成在对应于围绕多个突起部的沟槽部的区域中的发光叠层部分形成多个发光结构；以及沿着沟槽部分离衬底。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造半导体发光器件的方法。
背景技术
通常，发光二极管(LED)通过使用化合物半导体的特性将电信号转换成红外光、可见光或紫外光。LED是一种电致发光(EL)器件。一种使用III-V族化合物半导体的LED被普遍商用。III族氮化物基化合物半导体是直接跃迁半导体，相对于其它半导体而言能够实现高温下的稳定运行，因而III族氮化物基化合物半导体被广泛应用于发光器件，如LED或激光二极管(LD)。
构成发光器件的各单个芯片可以通过在单一晶片上生长半导体层以及经由切割工艺将晶片分成多个芯片单元实现。在这点上，基于分离工艺的芯片单元可以使用采用切削头(cutting tip)或刀片的划片工艺、裂片工艺、使用激光器的划片工艺等等。使用激光器的划片工艺可以比现有的操作提高操作速度，这可以带来提高生产率的效果，然而芯片(电极或有源层)被损伤，这使得半导体发光器件的特性退化。在隐形激光(stealth laser)用在划片工艺中的情况下，改性层(modified layer)会阻止外部光提取。
发明内容
本发明的一方面提供一种通过简单工艺制造具有增强光提取效率的半导体发光器件的方法。
本发明的另一方面提供一种能够提高半导体发光器件可靠性的制造半导体发光器件的方法。
本发明的另一方面提供一种增加每晶片的净管芯数的制造半导体发光器件的方法。
根据本发明的一方面，提供一种制造半导体发光器件的方法，该方法包括：准备衬底，该衬底包括彼此相对的第一及第二主表面；在衬底的第一主表面中形成多个突起部；在其上形成有多个突起部的第一主表面上形成发光叠层，该发光叠层包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层；通过移除形成在对应于围绕多个突起部的沟槽部的区域中的发光叠层部分形成多个发光结构；以及沿着沟槽部分离衬底，使得从形成在衬底上的多个发光结构获得独立的半导体发光器件。
沟槽部在移除形成在对应于围绕多个突起部的沟槽部的区域中的发光叠层部分时可以暴露于外。
在形成发光叠层时，至少部分沟槽部可以保持为空的。
沟槽部可以具有约10微米到约50微米的宽度。
该方法可以还包括使用填充材料填充至少部分沟槽部。
填充材料可以是树脂或金属。
填充材料可以相对于衬底具有高选择刻蚀比。
该方法可以还包括从第二主表面移除衬底的一部分以允许容纳在沟槽部中的填充材料暴露于外。
在沿沟槽部分离衬底时，暴露于外的填充材料可以被移除。
填充材料的移除可以通过湿法刻蚀执行。
该方法可以还包括在多个发光结构上形成电极。
该方法可以还包括在多个突起部的表面上形成不平坦图案。
发光叠层可以生长在不平坦图案的凹部的侧面上。
在沿沟槽部分离衬底时，可以从第二主表面移除一部分衬底。
该方法可以还包括在移除形成在对应于沟槽部的区域中的发光叠层部分后将支撑衬底附加到第一主表面。
该方法可以还包括在附加支撑衬底后使用抛光工艺从第二主表面移除一部分衬底。
附图说明
本发明的上述以及其它方面、特征以及其它优点将从以下结合附图的详细描述中更清楚地被理解，其中：
图1A、1B、1C、2、3、4、5A、5B、6是显示了根据本发明的实施例的制造半导体发光器件的方法的示意图；以及
图7A及7B是显示了根据本发明实施例制造的每个半导体发光器件的光输出的曲线图。
具体实施方式
本发明的实施例现在将参考附图详细描述。
然而，本发明可以以多种不同的形式实施并且不应被解释为限于这里提出的示例性实施例。相反地，提供这些实施例是为了使得这里的公开是全面和完整的，并且向本领域技术人员完整传达本发明的范围。在这些图中，元件的形状和尺寸可以为了清楚而夸大，并且同样的附图标记代表相同或同样的元件。
图1A 6是显示了根据本发明的实施例的制造半导体发光器件的方法的示意图。
参考图1A，准备具有彼此相对的第一及第二主表面10a和10b的衬底10。多个突起部c在衬底10的第一主表面10a中形成为柱状体。尽管本实施例中的突起部c形成为第一主表面10a中的六边柱状体，但是它们不被限制于此，并且突起部c可以不同地形成为四边柱状体、五边柱状体、圆柱状体或类似柱状体。
在本实施例中，单一突起部c可以对应于半导体发光器件的单元区，从而，形成在突起部c上的半导体发光器件可以具有对应于此的形状。这样，形成在突起部c上的半导体发光器件可以形成为多边柱状体或圆柱状体，因而空气与半导体发光器件之间界面的临界角发生改变，从而增强外部光提取效率。特别地，在如本实施例中半导体发光器件形成为六边柱状体的情况下，根据临界角的改变，外部光提取效率可以增强，并且同时，晶片上器件之间的间隔最小化，从而提高每晶片的净管芯数。
衬底10可以提供为半导体生长衬底，并且更具体地，可以使用如蓝宝石、SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN、或类似材料形成的衬底。在此情况下，可最优选使用具有电绝缘特性的蓝宝石衬底。蓝宝石是具有六面菱形R3C对称的晶体并且具有沿C轴13.001埃的晶格常数以及沿A轴4.758埃的晶格常数。蓝宝石的取向面包括C(0001)面、A(1120)面、R(1102)面以及类似面。特别地，C面主要用于作为氮化物生长的衬底，因为其相对利于氮化物薄膜生长并且在高温下是稳定的。
衬底10上的突起部c的形成通过使用UV激光、切片工艺、划片工艺或刻蚀工艺在衬底10的第一主表面10a中形成沟槽部g来执行，形成沟槽部g在另一方面可以理解为在衬底10的第一主表面10a中形成突起部c。或者，必要时，独立的突起部可以形成在衬底10的第一主表面10a上。
沟槽部g可以形成在芯片单元的分离区中。沟槽部g可以具有约100微米到约170微米的深度和约10微米到约50微米的宽度，但不限于此。在沟槽部g具有约10微米到约50微米的宽度t的情况下，至少部分沟槽部g可以保持为空，即使半导体层堆叠在衬底10的第一主表面10a上。结果，空气隙可以形成在沟槽部g中。
例如，沟槽部g可以在形成具有与衬底10的第一主表面10a中的将形成沟槽部g的区域对应的开口的光致抗蚀剂图案后通过干法或湿法刻蚀工艺形成。沟槽部g可以以这样一种方式形成在整个衬底10中，包括它的外部区域及它的中间区域，即大量的器件可以制造在衬底10上。在使用干法刻蚀工艺的情况下，可以使用氟基气体诸如CF4、SF6等，氯基气体诸如Cl2、BCl3等，氩气(Ar)或类似气体作为刻蚀气体；但是，并不限于此，可以使用各种已知的刻蚀气体。
图1B是显示了根据本发明的另一实施例的制造半导体发光器件的方法的示意图。
在当前实施例中，可以还包括使用填充材料40填充围绕衬底11的第一主表面11a中的突起部的至少部分沟槽部的操作。形成在第一主表面11a中的沟槽部可以不被填充材料40完全填充并且可以仅仅部分填充。尽管当前实施例中沟槽部的宽度不被特别限制，但是沟槽部的宽度可以形成得尽可能地小，从而提高每晶片的净管芯数。
填充材料40可以是树脂或金属。在例如MOCVD、MBE、HVPE或类似半导体层生长工艺中具有优良的热稳定性的材料可以用于填充材料。填充材料40可以使用相对于衬底11和形成在衬底11上面的半导体层(未显示)具有高选择刻蚀比的材料。例如，包含SiO2、SixNy等的合成树脂、诸如钨(W)、钛(Ti)及锌(Zn)等的高熔点金属、旋涂玻璃(SOG)等可以用于填充材料。
参考图1C，可以进一步执行在衬底12的第一主表面12a中的突起部c上形成不平坦图案p的操作。
更具体地，不平坦图案p可以形成在突起部c上。在这点上，外部光提取效率可以通过提高衬底12和形成在衬底12上面的半导体层(未显示)之间的光散射率而提高。进一步地，不平坦图案p的至少一部分形成为具有如图1C所示的曲面，因而形成在不平坦图案p的上表面上的半导体层生长在不平坦图案p的凹部的侧面，从而阻止位错缺陷向上扩散。考虑到上述光散射效应和阻止位错缺陷扩散，不平坦图案p的凹部底表面的直径可以介于10纳米到20微米之间，并且凹部之间的间隔可以介于1纳米到10微米之间。在这点上，术语“直径”并不用于限制底表面的形状为圆形。凹部底表面可以具有各种形状。在此情况下，凹部底表面可以具有平均10纳米至20微米的宽度。
同时，图1C显示了不平坦图案p形成为沟槽部g暴露于外，但是不平坦图案p可以如在图1B所示使用填充材料40填充沟槽部之后形成在衬底12的第一主表面12a上。然而，图1C所示的操作在本发明中不是必须的，必要时可选择使用。
接下来，如图2所示，包括第一导电类型半导体层21、有源层22以及第二导电类型半导体层23的发光叠层20可以通过使用诸如MOCVD、MBE、HVPE等的半导体层生长工艺形成在衬底10上，该衬底10具有形成在其第一主表面10a中的突起部c。尽管未显示，为了减轻生长在衬底10上的发光叠层20中的晶格缺陷，形成为由氮化物等构成的未掺杂半导体层的缓冲层(未显示)可插入在发光叠层20和衬底10之间。在当前实施例中，当发光叠层20形成在衬底10上时，形成在衬底10的第一主表面10a中的至少部分沟槽部g的至少部分可以保持为空并且形成空气隙。或者，如图1B所示，发光叠层20可以形成在使用填充材料40填充的沟槽部g的顶部上。
包括在发光叠层20中的第一导电类型半导体层21和第二导电类型半导体层23可以分别是n型和p型半导体层，并且可以由氮化物半导体形成。因此，当前实施例中第一和第二导电类型可以分别理解为n型和p型。第一和第二导电类型半导体层21和23可以具有组成式AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，以及0≤x+y≤1)。例如，可以使用GaN、AlGaN、InGaN等。形成在第一和第二导电类型半导体层21和23之间的有源层22可以通过电子与空穴的复合发射具有预定数值能量的光，并且可以具有多量子阱(MQW)结构，其中量子阱层和量子势垒层交替堆叠。在MQW结构的情况中，例如，可以使用InGaN/GaN结构。
接下来，如图3所示，多个发光结构可以通过移除发光叠层20的形成在对应于围绕突起部c的沟槽部g的区域中的部分而形成。第一和第二电极21a和23a可以形成在多个发光结构中的每一个上。其中形成沟槽部g的区域可以对应于器件的分离区。在形成在衬底10的第一主表面10a中的沟槽部g保持为空的情况下，沟槽部g可以通过移除部分的发光叠层20而暴露于外。另一方面，在沟槽部g使用填充材料40填充的情况下，填充材料40可以通过移除发光叠层20的对应于沟槽部g的部分而暴露。
形成在通过分离发光叠层20获得的多个发光结构的每一个中的第一和第二电极21a和23a可以由包括Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se及GaAs中任一种的材料形成，并且可以通过镀、溅射、沉积等形成。第一和第二电极21a和23a可以分别电连接到第一和第二导电类型半导体层21和23，并且可以从外部接收电信号。在当前实施例中，第一电极21a形成在第一导电类型半导体层21的通过移除部分第二导电类型半导体层23、有源层22以及第一导电类型半导体层21而暴露的部分上；但是，第一电极21a的数量、形状及位置可以以各种方式修改。
接下来，如图4所示，支撑衬底30可以在移除对应于围绕突起部c的沟槽部g的部分发光叠层20后提供在第一主表面10a之上。支撑衬底30可以作为支撑体，用于在以下描述的抛光衬底10的工艺期间支撑多个发光结构。用于支撑衬底30的材料没有特别限制。支撑衬底30可以通过使用例如涂覆在玻璃或金属上的粘合材料(未示出)等附加到多个发光结构的顶表面。
接下来，参考图5A，衬底10可以以这样一种方式沿沟槽部g分离，即各单个半导体发光器件20’可以从形成在衬底10上的多个发光结构获得。例如，具有发光结构20形成在其上的衬底10可以通过从衬底10的第二主表面10b移除部分衬底10而沿着沟槽部g被分成器件单元。衬底10的部分可以通过诸如磨片(lapping)、磨削(grinding)、抛光(polishing)等抛光工艺移除。这样的抛光工艺导致衬底10的厚度降低，且执行为直到形成空气隙的沟槽部g被暴露于外，从而形成在衬底10上的多个发光结构可以分成为各独立半导体发光器件20’的单元，如图5A所示。
在此情况下，各独立半导体发光器件20’可以具有对应于形成在衬底10的第一主表面10a中的突出部c的形状，也就是，当前实施例的情况下的六边柱状体。但是，沿着沟槽部g分离衬底10的方法不限于此，并且单各独立半导体发光器件20’可以通过对沟槽部g施加裂片或划片工艺获得。
同时，参考图5B，在填充材料40填充在沟槽部g中的情况下，填充材料40可以暴露于外。为了允许填充材料40暴露于外，部分衬底11可以从衬底11的第二主表面11b移除。但是，在此情况下，可以对沟槽部g施加裂片或划片工艺。填充材料40可以使用相对于衬底11和形成在衬底11上面的发光结构具有高选择刻蚀比的材料。例如，包含SiO2、SixNy等的合成树脂、诸如钨(W)、钛(Ti)及锌(Zn)等的高熔点金属、旋涂玻璃(SOG)等可以用于填充材料。在当前实施例中，即使当沟槽部g被暴露时衬底11也没有完全分开；然而，填充材料40从沟槽部g被移除，从而衬底11与沟槽部g分开，并且获得各独立半导体发光器件20”。
由于填充沟槽部g的填充材料40相对于衬底11和发光结构具有高选择刻蚀比，所以从通过移除部分衬底11暴露的沟槽部移除填充材料40可以通过使用刻蚀溶液的湿法刻蚀工艺执行。刻蚀溶液可以根据填充材料40的类型和厚度而改变。例如，可以使用酸基或碱基化学溶液例如HF、HNO、KOH等。
接下来，如图6所示，多个半导体发光器件20’可以通过从多个发光结构移除支撑衬底30制造。在根据当前实施例的制造半导体发光器件20’的方法中，半导体发光器件20’可以制造在其第一主表面上包含多个突起部的晶片上。在这点上，突起部可以对应于用于各半导体发光器件20’的各独立单元区域。同时，尽管没有明确显示出来，在移除支撑衬底30以前，胶带(tape)可以粘附到衬底10的第二主表面10b以固定半导体发光器件20’的位置。这里，胶带可以是聚乙烯、PET等，并且粘附胶带的工艺不是必须的，必要时可以省略。
根据本发明的实施例，多个突起部在衬底的表面上形成为柱状体，并且多个发光结构形成在衬底的其上形成有突起部的表面上，从而可以通过简化的工艺制造具有对应于突起部的形状的半导体发光器件。在半导体发光器件形成为具有各种表面角的柱状体的情况下，半导体发光器件的发光表面的临界角改变从而降低全反射的光的量，由此外部光提取效率可以提高。进一步，在当前实施例中，在将形成在晶片上的发光结构分离为各独立芯片单元的工艺中可以省略激光照射工艺，这样可以阻止发光结构表面由于激光照射而损伤，从而可以提高半导体发光器件的可靠性。
图7A及7B是显示从根据本发明实施例制造的每个半导体发光器件输出的光的曲线。更具体地，图7A是显示根据注入具有不同形状的半导体发光器件的电流增加而变化的光输出的曲线，以及图7B是显示根据形成半导体发光器件侧壁的表面数而变化的光输出的曲线。
参考图7A，不管注入电流，相对于具有三边形、五边形、六边形及七边形形状顶表面的半导体发光器件，具有四边形形状顶表面的半导体发光器件具有最低的光输出。这是因为发光结构的有源层发出的光在具有四边形形状的芯片的表面低于临界角入射并且相对高比例的光被全反射回芯片内部。当芯片形成为不是四边形柱状体的多边形或圆柱状体，临界角改变，从而外部光提取效率可以提高。
根据本发明的实施例，发光结构形成在包括多个突起部的半导体生长衬底的顶表面上，从而可以制造具有对应于突起部形状的半导体发光器件，因而允许使用简单的方法制造具有增强的外部光提取效率的半导体发光器件。进一步，用于将发光结构分离为芯片单元的激光照射工艺被省略，这防止了芯片侧面由于激光照射而损伤并且防止半导体发光器件的特性退化。当使用圆形晶片时，未形成发光结构的区域被最小化，从而提高了每晶片的净管芯数。更具体地，在用激光分离形成在圆形晶片上的发光结构为具有四边形的各独立芯片单元的情况中，邻近于圆形晶片的外部区域的大部分弯曲区域损失掉。但是，在本发明实施例中，堆叠在包括通过沟槽部形成的多个突起部的整个晶片上的发光结构被分离成各独立芯片单元，从而提高了单一晶片中制造的芯片的净管芯数。
图7B显示了根据半导体发光器件的侧壁数的光输出以及使用其的模拟结果。如图7A所示，在半导体发光器件具有三边形、四边形、五边形、六边形及七边形形状顶表面的情况中，具有四边形形状顶表面的半导体发光器件具有最低的光输出，并且模拟结果显示具有七个或者更多侧壁(七边形形状)的半导体发光器件可以比具有四边形形状顶表面的半导体发光器件获得更高的光输出。但是，图7A和7B显示了具有各种形状如多边形柱状体或圆柱状体的发光结构可以获得外部光提取效率的增强效应，其意图说明根据本发明的实施例的容易和高效地制造具有增强的外部光提取效率的发光结构的方法，但是并不意图从本发明中排除形成为四边形柱状体的发光结构。
如上所述，根据本发明的实施例，通过由于各种形状而在发光器件的侧面(发光表面)改变临界角，可以提供制造具有增强的外部光提取效率的半导体发光器件的方法。
根据本发明的实施例，在将形成在晶片上的发光结构分离为各独立芯片单元的工艺中可以省略激光照射工艺，从而阻止发光结构的表面由于激光照射而损伤，由此可以提供制造具有提高的可靠性的半导体发光器件的方法。
根据本发明的实施例，发光结构被堆叠在包括通过沟槽部形成的多个突起部的完整单一晶片上并且被分离成各独立芯片单元，从而提高了晶片上制造的半导体发光器件的净管芯数。
尽管结合实施例显示和描述了本发明，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内可以进行修改和变化。
本申请要求2011年7月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2011-0073530的优先权，其所公开的内容通过引用并入这里。
Claims (16)
1.一种制造半导体发光器件的方法，该方法包括：
准备衬底，该衬底包括彼此相对的第一主表面及第二主表面；
在衬底的第一主表面中形成多个突起部；
在其上形成有多个突起部的第一主表面上形成发光叠层，该发光叠层包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层；
通过移除发光叠层的形成在对应于围绕多个突起部的沟槽部的区域中的部分，形成多个发光结构；以及
沿着沟槽部分离衬底，从而从形成在衬底上的多个发光结构获得独立的半导体发光器件。
2.如权利要求1所述的方法，其中沟槽部在移除发光叠层的形成在对应于围绕多个突起部的沟槽部的区域中的部分时暴露于外。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在形成发光叠层时，至少部分沟槽部保持为空。
4.如权利要求1所述的方法，其中沟槽部具有10微米到50微米的宽度。
5.如权利要求1所述的方法，还包括使用填充材料填充至少部分沟槽部。
6.如权利要求5所述的方法，其中填充材料是树脂或金属。
7.如权利要求5所述的方法，其中填充材料相对于衬底具有高选择刻蚀比。
8.如权利要求5所述的方法，还包括从第二主表面移除衬底的一部分从而使得容纳在沟槽部中的填充材料暴露于外。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在沿沟槽部分离衬底时，暴露于外的填充材料被移除。
10.如权利要求9所述的方法，其中填充材料的移除通过湿法刻蚀执行。
11.如权利要求1所述的方法，还包括在多个发光结构上形成电极。
12.如权利要求1所述的方法，还包括在多个突起部的表面上形成不平坦图案。
13.如权利要求12所述的方法，其中发光叠层生长在不平坦图案的凹部的侧面上。
14.如权利要求1所述的方法，其中，在沿沟槽部分离衬底时，从第二主表面移除一部分衬底。
15.如权利要求1所述的方法，还包括在移除发光叠层的形成在对应于沟槽部的区域中的部分后，将支撑衬底附加到第一主表面。
16.如权利要求15所述的方法，还包括在附加支撑衬底后，使用抛光工艺从第二主表面移除一部分衬底。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110073530A KR20130012376A (ko) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | 반도체 발광소자 제조방법 |
| KR10-2011-0073530 | 2011-07-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102903814A true CN102903814A (zh) | 2013-01-30 |
Family
ID=47503245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012103062424A Pending CN102903814A (zh) | 2011-07-25 | 2012-07-25 | 制造半导体发光器件的方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130029445A1 (zh) |
| JP (1) | JP2013026628A (zh) |
| KR (1) | KR20130012376A (zh) |
| CN (1) | CN102903814A (zh) |
| DE (1) | DE102012106663A1 (zh) |
| TW (1) | TW201306301A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105556684A (zh) * | 2013-07-22 | 2016-05-04 | 皇家飞利浦有限公司 | 分离形成在衬底晶片上的发光设备的方法 |
| CN109755370A (zh) * | 2017-11-03 | 2019-05-14 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管微晶粒的制作方法 |
| CN111430404A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-17 | 厦门乾照半导体科技有限公司 | 可用于微转移的微元件及其制作和转移方法、显示装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9053952B2 (en) * | 2012-09-28 | 2015-06-09 | Apple Inc. | Silicon shaping |
| JP6441025B2 (ja) | 2013-11-13 | 2018-12-19 | 株式会社東芝 | 半導体チップの製造方法 |
| TWI671812B (zh) * | 2013-11-13 | 2019-09-11 | 東芝股份有限公司 | 半導體晶片之製造方法、半導體晶片及半導體裝置 |
| KR102263041B1 (ko) | 2016-02-26 | 2021-06-09 | 삼성전자주식회사 | 멀티 컬러를 구현할 수 있는 발광 소자 |
| US10277535B2 (en) * | 2017-03-31 | 2019-04-30 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Network switch systems including logical switches |
| KR102625710B1 (ko) * | 2021-09-24 | 2024-01-16 | 주식회사 루츠 | 형광체의 제조방법 |
| FR3144532A1 (fr) * | 2022-12-28 | 2024-07-05 | Aledia | Procede de fabrication d'un dispositif electronique |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58108229A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-28 | Hitachi Ltd | ポリイミド系樹脂膜の選択エツチング方法 |
| JP3417008B2 (ja) * | 1993-11-04 | 2003-06-16 | 株式会社デンソー | 半導体ウエハのエッチング方法 |
| US5874747A (en) * | 1996-02-05 | 1999-02-23 | Advanced Technology Materials, Inc. | High brightness electroluminescent device emitting in the green to ultraviolet spectrum and method of making the same |
| US6266355B1 (en) * | 1997-09-12 | 2001-07-24 | Sdl, Inc. | Group III-V nitride laser devices with cladding layers to suppress defects such as cracking |
| US6277665B1 (en) * | 2000-01-10 | 2001-08-21 | United Epitaxy Company, Ltd. | Fabrication process of semiconductor light-emitting device with enhanced external quantum efficiency |
| TW579608B (en) * | 2000-11-24 | 2004-03-11 | High Link Technology Corp | Method and structure of forming electrode for light emitting device |
| JP3548735B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2004-07-28 | 士郎 酒井 | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 |
| US6881600B2 (en) * | 2002-07-29 | 2005-04-19 | Digital Optics Corp | Etching in combination with other processing techniques to facilitate alignment of a die in a system and structures formed thereby |
| US7338827B2 (en) * | 2003-03-25 | 2008-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nitride semiconductor laser and method for fabricating the same |
| EP1667241B1 (en) * | 2003-08-19 | 2016-12-07 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting diode and method of manufacturing the same |
| US7157297B2 (en) * | 2004-05-10 | 2007-01-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for fabrication of semiconductor device |
| KR101163788B1 (ko) * | 2006-03-05 | 2012-07-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR100828873B1 (ko) * | 2006-04-25 | 2008-05-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR100736623B1 (ko) * | 2006-05-08 | 2007-07-09 | 엘지전자 주식회사 | 수직형 발광 소자 및 그 제조방법 |
| JP5076746B2 (ja) * | 2006-09-04 | 2012-11-21 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| JP4290745B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2009-07-08 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族半導体素子の製造方法 |
| TWI464899B (zh) * | 2008-05-09 | 2014-12-11 | Advanced Optoelectronic Tech | A method for manufacturing a semiconductor element |
| US20100076553A1 (en) | 2008-09-22 | 2010-03-25 | Pugh Randall B | Energized ophthalmic lens |
| TW201029073A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-01 | Univ Nat Chunghsing | Epitaxial wafer with low surface defect density |
| JP4686625B2 (ja) * | 2009-08-03 | 2011-05-25 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置の製造方法 |
| JP5095842B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-12 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子、窒化物半導体層成長用基板及び窒化物半導体ウェーハ |
| CN103035785B (zh) * | 2011-10-07 | 2015-11-25 | 清华大学 | 发光二极管的制备方法 |
-
2011
- 2011-07-25 KR KR1020110073530A patent/KR20130012376A/ko not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-07-23 DE DE102012106663A patent/DE102012106663A1/de not_active Withdrawn
- 2012-07-24 TW TW101126640A patent/TW201306301A/zh unknown
- 2012-07-24 JP JP2012164079A patent/JP2013026628A/ja active Pending
- 2012-07-25 CN CN2012103062424A patent/CN102903814A/zh active Pending
- 2012-07-25 US US13/558,051 patent/US20130029445A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105556684A (zh) * | 2013-07-22 | 2016-05-04 | 皇家飞利浦有限公司 | 分离形成在衬底晶片上的发光设备的方法 |
| CN105556684B (zh) * | 2013-07-22 | 2019-10-18 | 亮锐控股有限公司 | 分离形成在衬底晶片上的发光设备的方法 |
| CN109755370A (zh) * | 2017-11-03 | 2019-05-14 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管微晶粒的制作方法 |
| CN111430404A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-17 | 厦门乾照半导体科技有限公司 | 可用于微转移的微元件及其制作和转移方法、显示装置 |
| CN111430404B (zh) * | 2020-04-26 | 2024-05-14 | 厦门未来显示技术研究院有限公司 | 可用于微转移的微元件及其制作和转移方法、显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013026628A (ja) | 2013-02-04 |
| DE102012106663A8 (de) | 2013-04-11 |
| DE102012106663A1 (de) | 2013-01-31 |
| KR20130012376A (ko) | 2013-02-04 |
| TW201306301A (zh) | 2013-02-01 |
| US20130029445A1 (en) | 2013-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7136834B2 (ja) | 小型光源を有する波長変換発光デバイス | |
| CN102903814A (zh) | 制造半导体发光器件的方法 | |
| US6746889B1 (en) | Optoelectronic device with improved light extraction | |
| US7220996B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| JP2019192946A (ja) | トップエミッション型半導体発光デバイス | |
| US20070121690A1 (en) | Highly efficient gallium nitride based light emitting diodes via surface roughening | |
| US9935244B2 (en) | Light emitting device including a filter and a protective layer | |
| US20150014702A1 (en) | Light-emitting diode having improved light extraction efficiency and method for manufacturing same | |
| JP2010098068A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法、並びにランプ | |
| JP2017517152A (ja) | パターン付けされた基板を有する発光デバイス | |
| TW201312792A (zh) | 發光二極體結構及其製造方法 | |
| JP5075786B2 (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| KR101969308B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조 방법 | |
| JP5287665B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2011171327A (ja) | 発光素子およびその製造方法、並びに発光装置 | |
| JP6321013B2 (ja) | 成形された基板を含む発光デバイス | |
| KR101316121B1 (ko) | 수직형 발광 다이오드의 제조방법 | |
| KR20130104518A (ko) | 반도체 발광소자의 제조방법 | |
| KR101055778B1 (ko) | 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 | |
| KR20160106151A (ko) | 성형된 기판을 갖는 반도체 발광 디바이스 및 그 제조 방법 | |
| KR101171328B1 (ko) | 고효율 발광 다이오드 | |
| KR101156451B1 (ko) | 고효율 발광 다이오드 | |
| KR101047756B1 (ko) | 질화규소(ＳｉＮ)층을 이용한 발광 다이오드 제조방법 | |
| KR101116067B1 (ko) | 수평 구조형 발광다이오드 소자 제조방법 | |
| KR101578480B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130130 |