JP2005333130A - 窒化物半導体素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サファイア基板100上に窒化物半導体を蒸着して形成した複数個の窒化物半導体単位素子110間を除去して、トレンチを互いに間隔をおいて形成する。トレンチ115領域にだけ前記誘電体物質を充填し、誘電体の上面が第1電極120の上面よりやや高く形成されるよう、前記第1電極120の上部を除去し、クラック防止壁130を形成する。クラック防止壁130と第1電極120の全体を、伝導性金属で覆って、接合強化板140を形成する。接合強化板140にボンディング部材150を介して、キャリア基板160を接合し、窒化物半導体単位素子110と結合されているサファイア基板100を、レーザリフトオフ工程により分離する。
【選択図】 図1h
Description
しかし、ビームが重なり合う部分で分離された素子領域が不均一であり、これにより、発生したクラックが素子の他の領域に伝播する現像が発生するようになる。
しかし、ボンディング後に各素子と素子との間のトレンチに形成されたボイド(void)に残存されたエアがレーザの強い熱エネルギによって膨張し、素子にクラックを発生させる原因になった。
前記窒化物半導体単位素子のそれぞれの上部に電極を形成する段階と、
前記トレンチ内部にクラック防止壁を形成する段階と、
前記電極と前記クラック防止壁の上部に伝導性物質からなる接合強化板を形成する段階と、
前記接合強化板とキャリア基板をボンディング部材により接合する段階と、
前記窒化物半導体単位素子及びクラック防止壁から、基板をレーザリフトオフさせる段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法が提供する。
前記窒化物半導体単位素子のそれぞれの上部に電極を形成する段階と、
前記トレンチ内部にクラック防止壁を形成する段階と、
前記電極上に、前記クラック防止壁の上面高さと対応する高さに伝導性物質を蒸着して接合強化壁を形成する段階と、
前記接合強化板とキャリア基板をボンディング部材で接合する段階と、
前記窒化物半導体単位素子及びクラック防止壁から、基板をレーザリフトオフさせる段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法を提供する。
前記窒化物半導体単位素子それぞれの上に第1電極を形成する段階と、
前記ボイドに絶縁物質を充填して絶縁層を形成する段階と、
前記第1電極と絶縁層上に伝導性物質膜を形成する段階と、
前記伝導性物質膜上に固定される支持部材を形成する段階と、
前記複数の窒化物半導体単位素子の底部から基板を離脱する(取り去る)段階と、
前記窒化物半導体単位素子それぞれの底部に、第2電極を形成する段階とを含む窒化物半導体素子製造方法を提供する。
前記発光素子及び絶縁層上に第1伝導性物質膜を形成する段階と、
前記第1伝導性物質膜上に固定される支持部材を形成する段階と、
前記複数個の発光素子の底部から基板を離脱させる段階と、
前記発光素子それぞれの底部に第2伝導性物質膜を形成する段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法を提供する。
前記発光素子及び絶縁層上に形成された第1伝導性物質膜と、
前記第1伝導性物質膜上に固定される支持部材と、
前記発光素子それぞれの下部に形成された第2伝導性物質膜とからなる窒化物半導体素子を提供する。
まず、図1aないし図1iを参照して、本発明に係る窒化物半導体素子の製造方法の第1実施形態について説明する。
<第1実施形態>
まず、図1aに示すように、不均一(heterogeneous)であるサファイア基板100の上部に窒化物半導体を蒸着して複数個の窒化物半導体単位素子110を形成し、図1bのように、前記窒化物半導体単位素子110の間を除去してトレンチ(細長い溝)115を形成する。
この際、前記窒化物半導体単位素子110は、トレンチ115により相互に間隔をおき、サファイア基板100上に繰り返して形成される。
さらに、クラック防止壁を誘電体物質で形成することにより、接合工程時、印加される熱によるトレンチ内の素子界面との反応を少なくし、素子の電気的特性と光学的特性が劣化することを防止する。
<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態は、クラック防止壁の形成までは第1実施形態と同様であり、異なる点はボンディング部材を介したキャリア基板との接合過程であって、それに対する詳細な工程の順序は次の通りである。
まず、図2aに示すように、本発明により所定のクラック防止壁130が形成された後、フォトレジスト(PR)を蒸着し、現像及び露光させ、フォトレジストマスク200を形成する。
この際、前記接合強化板210は金属や伝導性物質からなり、前記キャリア基板160との接合時、ソルダーのようなボンディング部材150と容易に反応するので、キャリア基板との強い接着力を維持できる。
そして、前述したレーザリフトオフ工程を通じてサファイア基板100を分離後、前記窒化物半導体単位素子のそれぞれの下面に第2電極170を形成する(図2d)。
まず基板上に所定体積のボイドによって互いに隔離される複数個の窒化物半導体単位素子を形成する(ステップS110)。
ここで、前記基板はサファイア基板のような非伝導性基板(絶縁基板)が望ましい。
その後、前記ボイドに絶縁物質を充填して絶縁層を形成し(ステップS130)、前記第1電極と絶縁層上に伝導性物質膜を形成する(ステップS140)。
前記支持部材は既に作られたキャリア基板を使用し、このキャリア基板が金属で形成された基板ならば、前記伝導性物質膜の上面に、前記キャリア基板をボンディング部材によりボンディングして固定する。
そして、前記支持部材は前記伝導性物質膜上に蒸着された金属膜で形成することができる。
また、前記絶縁物質は、ポリイミドまたはベンゾシクロブテン(BCB)を使用することができる。
さらに、前記窒化物半導体単位素子は、図5に示すように、N型-半導体層310、活性層320とP型-半導体層330が順次に積層された発光構造体300を有する発光素子で実現できる。
最後に、前記窒化物半導体単位素子それぞれの底部に、第2電極を形成する(ステップS170)。
その後、前記発光素子及び絶縁層上に、第1伝導性物質膜を形成する(ステップS220)。
最後に、前記発光素子のそれぞれの底部に第2伝導性物質膜を形成する(ステップS250)。
115 : トレンチ 120 : 第1電極
130 : クラック防止壁 140 : 接合強化板
150 :ボンディング部材 160 : キャリア基板
300 : 発光構造物 310 : N型-半導体層
320 : 活性層 330 : P型-半導体層
Claims (21)
- 窒化物半導体単位素子のそれぞれの間にボイドであるトレンチが形成されるように、窒化物半導体単位素子を相互に分離させ基板上部に繰り返して形成する段階と、
前記窒化物半導体単位素子それぞれの上に電極を形成する段階と、
前記トレンチ内部にクラック防止壁を形成する段階と、
前記電極と前記クラック防止壁の上に、伝導性物質からなる接合強化板を形成する段階と、
前記接合強化板とキャリア基板をボンディング部材で接合する段階と、
前記窒化物半導体単位素子及びクラック防止壁から、基板をレーザリフトオフする段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法。 - 窒化物半導体単位素子のそれぞれの間にボイドであるトレンチが形成されるように、窒化物半導体単位素子を相互に分離させ基板上部に繰り返して形成する段階と、
前記窒化物半導体単位素子それぞれの上に電極を形成する段階と、
前記トレンチ内部にクラック防止壁を形成する段階と、
前記電極上部に、前記クラック防止壁の上面高さと対応する高さに伝導性物質を蒸着して、接合強化壁を形成する段階と、
前記接合強化板とキャリア基板をボンディング部材で接合する段階と、
前記窒化物半導体単位素子及びクラック防止壁から基板をレーザリフトオフする段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記レーザリフトオフする段階の後に、
前記分離された窒化物半導体単位素子の底部に電極を形成し、
前記クラック防止壁及び前記クラック防止壁上の接合強化板とボンディング部材を除去する段階がさらに備えられることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記クラック防止壁は、
前記電極の上面より高く形成されることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記クラック防止壁は、誘電体物質からなることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記伝導性物質は、Al、CuとCrのうち、いずれかの一つであることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記窒化物半導体単位素子は、発光素子であることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 基板上に、所定体積を有するボイドによって互いに隔離される複数個の窒化物半導体単位素子を形成する段階と、
前記窒化物半導体単位素子それぞれの上に第1電極を形成する段階と、
前記ボイドに絶縁物質を充填して絶縁層を形成する段階と、
前記第1電極と絶縁層上に伝導性物質膜を形成する段階と、
前記伝導性物質膜上に固定される支持部材を形成する段階と、
前記複数個の窒化物半導体単位素子の底部から基板を離脱する段階と、
前記窒化物半導体単位素子それぞれの底部に、第2電極を形成する段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記基板は、 絶縁基板であることを特徴とする請求項8に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記支持部材は、 既製のキャリア基板であることを特徴とする請求項8に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記キャリア基板は金属で形成された基板であり、
前記伝導性物質膜上に、前記キャリア基板をボンディング部材によってボンディングして固定することを特徴とする請求項10に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記ボンディング部材は、ソルダーであることを特徴とする請求項11に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記支持部材は、前記伝導性物質膜上に蒸着された金属膜であることを特徴とする請求項8に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記絶縁物質は、ポリイミドまたはベンゾシクロブテンであることを特徴とする請求項8に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記窒化物半導体単位素子は、発光素子であることを特徴とする請求項8に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 窒化物半導体層を含んでおり、それぞれの間に絶縁層が介在される複数個の発光素子を基板上に形成する段階と、
前記発光素子上及び絶縁層上に第1伝導性物質膜を形成する段階と、
前記第1伝導性物質膜の上部に固定される支持部材を形成する段階と、
前記複数個の発光素子の底部から基板を取り去る段階と、
前記発光素子それぞれの底部に第2伝導性物質膜を形成する段階とを含む窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記基板は、絶縁基板であることを特徴とする請求項16に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記支持部材は、金属からなる基板であり、
前記伝導性物質膜上に、前記支持部材をボンディング部材によってボンディングして固定することを特徴とする請求項16に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記支持部材は、 前記伝導性物質膜上に蒸着された金属膜であることを特徴とする請求項16に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記基板はサファイア基板であり、
前記サファイア基板の底部からレーザ光を照射して、前記サファイア基板と発光素子とを分離させることを特徴とする請求項16に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 - 窒化物半導体層を含んでおり、それぞれの間に絶縁層が介在される複数個の発光素子と、
前記発光素子それぞれ及び絶縁層上に形成された第1伝導性物質膜と、
前記第1伝導性物質膜上に固定される支持部材と、
前記発光素子のそれぞれの底部に形成された第2伝導性物質膜とからなる窒化物半導体素子。
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