JP2015526889A - Ｌｅｄ又は太陽電池セルの構造を製造する方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、第１の基板（１０）上に、それぞれが少なくとも１つのｐ型層（２０）、活性区域（１８）、及びｎ型層（１２）を備える、基本ＬＥＤ又は光電池構造を形成するステップと、基本構造上に第１の平面金属層（４２）を形成するステップと、第２の平面金属層（４６）を備える移転基板（５０）を用意するステップと、室温での分子付着による第１及び第２の金属層（４２、４６）のボンディングによって、移転基板（５０）を用いて基本構造を組み立てるステップと、第１の基板（１０）を除去するステップとを含む、製造方法に関する。【選択図】 図２Ｉ

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造、及び太陽電池（光電池）セルの製造に関する。
ＬＥＤは一般に、少なくとも１つのｎ型層又は領域と、１つのｐ型層又は領域と、ｎ型及びｐ型層の間に配置された活性層とを備える、積層に対応する基本構造から製造される。
太陽電池セルについては、少なくとも１つｐｎ接合（ｐ型層とｎ型層の接合）を備える基本構造から製造される。これらの基本構造は、複数のｐｎ接合を含むことができる。当業者にはよく知られているようにｐｎ接合は、接合の周りに位置する空間電荷領域（ＺＣＥ）に対応する活性区域を含む。
上述の基本構造は、必要な積層がエピタキシャル成長によって上に形成される、同じ成長基板から形成することができ、次いでこの積層の部分は、基本ＬＥＤ又は光電池構造を絶縁するために基板から切り離される。
しかし、ｎ及びｐコンタクトパッドの形成による配線、又は特にその後の処理を行う必要がある成長支持部の分解／除去などの、他のＬＥＤ又は太陽電池セル製造作業は、すべて又は一部が各基本構造のレベルで個々に行われる、つまり、基本構造は互いに別々であり、従って一回につき１つの構造が処理されることを意味する。
同じことが、各デバイスに対して個々に行われる機械的支持部上のＬＥＤ又は太陽電池セルの組み立てに関わる作業、又は光変換材料（「リン」）を堆積する作業にも当てはまる。
図１Ａは、複数の同一のＬＥＤ構造を備える成長基板（例えばサファイア）を切り離した後に得られる、基本ＬＥＤ構造３を概略的に表す。基本ＬＥＤ構造３は、ｎ型層４、活性層５、及びｐ型層６の積層から構成される。この基本ＬＥＤ構造３は、成長基板２上に形成され、ｐ型層６の上面に反射層（ミラー）７をさらに含み、それにより全体が多層構造１を形成する。
知られているように多層構造１は次いで、ミラー層７の露出された面で、ウェハボンディング基板８と組み立てられる（図１Ｂ）。従来、熱圧着によってこの組立体を用意することが有用であり、このボンディングは、組立体の堅牢性を保証するために一定の圧力及び特に高い温度（３００℃を超える）の印加を必要とする。例えばこのボンディングは、ボンディングされるべき２つの面の間の半田付けを可能にする金−錫合金を用いて行うことができる。
組み立てが完了した後に、成長基板２（一時的な基板として働く）は、多層構造１の残りの部分から除去されるが、このような除去の手順は当業者にはよく知られている（図１Ｃ）。
しかし本出願人は、熱圧着技法に関連するいくつかの重大な不利な点を観察した。
熱圧着時の温度の増加は、成長基板２及び最終基板８の顕著な熱膨張につながり、この膨張は、これらの基板のそれぞれ熱膨張係数（ＣＴＥ）の関数となる。従って満足なボンディング結果を得るためには、基板２及び８の種類は、ＣＴＥの観点からＬＥＤ構造３と適合するように選ぶことが必要である。過大なＣＴＥ不整合は割れにつながり、その結果として当該の構造の製造歩留まりを低下させる可能性が高い。
さらにボンディング時の高い温度は、成長基板の変形（曲がり、そり）を生じる。この変形現象は、ボンディングされるべき構造の成長基板が大きい（例えば１５０又は２００ｎｍ）ときに特に増大される。次いで組み立て時に、これらの変形を制限するために、より大きな圧力を加えることが必要になる。その結果として、現在の慣行は、熱圧着時の機械的応力を最小にするために各ＬＥＤ構造を最終基板に個々にボンディングする傾向がある。
これらのＣＴＥ適合性の制約は、基板２及び８を形成できる材料の選択の範囲を大幅に制限する。選択は例えばゲルマニウムに関心がもたれるが、これは高価であり材料市場で比較的入手できないという不利な点を有する。
従って、効率的であり、特に上述の制約及び不利な点を回避することを可能にする、ＬＥＤ又は太陽電池セルの構造を製造するための技法の必要性がある。
本発明は、
ａ）第１の基板上に、それぞれが少なくとも１つのｐ型層、活性区域、及びｎ型層を備える複数の基本ＬＥＤ又は光電池構造を形成するステップと、
ｂ）基本構造上に第１の平面金属層を形成するステップと、
ｃ）第２の平面金属層を表面の１つに備える移転基板を用意するステップと、
ｄ）第１及び第２の金属層のボンディングによって、移転基板を用いて基本構造を組み立てるステップであって、ボンディングは室温での分子付着によって行われる、ステップと、
ｅ）第１の基板を除去するステップと
含む製造方法に関する。
本発明の製造方法は、従来の熱圧着のために必要な圧力及び温度条件の結果として生じる機械的応力（上記に示されたような）を回避することを可能にするという有利がある。従って基本構造との厳密なＣＴＥ適合性はもはや必要ないので、第１の基板（支持基板）、及び移転基板を形成するために用いる材料の選択の範囲は大幅に拡大される。
従って例えば支持基板を形成するために任意の材料を選択することが可能になり、これは例えば、シリコン（広く入手可能であり、大量では比較的経済的である）、又は金属（モリブデンなど）の基板とすることができる。
特定の実施形態では第１の基板上の基本構造は、トレンチによって互いに隔てられる。
製造方法は、ステップａ）とｂ）の間に、基本構造の間に存在するトレンチ内に絶縁材料を堆積するステップをさらに含むことができる。
各基本構造は、緩和された又は部分的に緩和された材料のアイランド上に形成することができ、この材料は例えばＩｎＧａＮである。
第２の実施形態によれば、方法はステップｂ）の前に、前記基本構造のそれぞれの露出された面にｐ又はｎ型電気的コンタクトパッドを形成するステップをさらに含む。
従って方法は、支持基板上に存在する基本構造のすべてに、電気的コンタクトパッドを集合的に形成することを可能にする。集合的形成は、デバイス製造歩留まりにおける大幅な改善をもたらす。
ＬＥＤ又は太陽電池セルデバイスが製造され互いに分離された後に、これらのパッドは、基本構造と移転基板の間の電気的接続を確実にすることを可能にする。
第３の実施形態によればステップｂ）及びｃ）はそれぞれ、第１及び第２の金属層をそれぞれ研磨して１ｎｍ ＲＭＳ以下の表面粗さを得るサブステップを含み、ステップｄ）は室温での分子付着によるボンディングよって行われる。
予めこのような表面品質を得ることは、次いで分子付着によるボンディングを好ましい条件下で行うことを可能にする。
方法はステップｄ）とｅ）の間に、１００℃以下の温度においてアニールするステップをさらに含むことができる。このアニーリングは、分子付着によるボンディングの品質を実質的に改善することを可能にする。
さらに第１及び第２の金属層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、及びＷを含む群から選択される材料において用意することができる。これら２つの金属層は、同じ組成又は異なる組成のものとすることができる。
第１の変形形態では、ステップａ）において形成される基本構造は、それぞれが少なくとも１つｐｎ接合を備える光電池構造である。
第２の変形形態では、ステップａ）において形成される基本構造は、前記活性区域が発光層であるＬＥＤ構造である。
特定の実施形態によれば、方法はまたステップｅ）の後に、基本構造を分離するために移転基板を切り離すステップを含む。
本発明の他の特徴及び利点は、限定的と考察されるべきではない実施形態の例を示す、添付の図面を参照して以下に述べられる説明に現れるであろう。
従来技術を示す図であり、ＬＥＤデバイスを製造する既知の方法の主要なステップを示す概略断面図である。 従来技術を示す図であり、ＬＥＤデバイスを製造する既知の方法の主要なステップを示す概略断面図である。 従来技術を示す図であり、ＬＥＤデバイスを製造する既知の方法の主要なステップを示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略断面図である。 図２Ａから２Ｉで述べられる第１の実施形態において実施される主要なステップのフロー図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を示す概略斜視図及び断面図である。 図４Ａから４Ｉで述べられる第２の実施形態において実施される主要なステップのフロー図である。
本発明は、それぞれが少なくとも１つのｐ型層、活性区域、及びｎ型層を備える、基本ＬＥＤ又は光電池（すなわち太陽電池セル）構造の製造に適用される。
以下で述べられる本発明の実装形態の例は、ＬＥＤデバイスの製造に関することが理解されよう。しかし本発明は太陽電池セルの製造に全く同じく適用され、これらのセルはそれぞれ、少なくとも１つｐｎ接合（各ｐｎ接合は上述のように活性区域を備える）を備えた、基本光電池構造を備えることが理解されよう。
次に、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤデバイスを製造する方法について、図２Ａから２Ｉ及び３を参照して述べる。
第１の実施形態では方法は、平板又は支持基板１０から実施される。支持基板１０は、この例ではサファイアであるが、特にシリコン、炭化珪素、又はゲルマニウムなどの他の材料が可能である。
初めにｎ型層１２（厚さ約１又は２μｍ）、活性層１４（約１０ｎｍ）、及びｐ型層１６（厚さ約１００ｎｍ〜２００ｎｍ）が、支持基板（１０）上にエピタキシによって連続して堆積される（それぞれＳ２、Ｓ４、及びＳ６、図２Ａ）。これらの層が用意される方法は当業者には知られており、従って本文書ではさらに詳しく述べない。
ｎ及びｐ型層は、逆の順序で形成することができ、非意図的にドープされた副層を含む、様々な組成物、厚さ、又はドーパント濃度のいくつかの副層を含むことができる。
活性層１８は、単一の厚い若しくは薄い層、又はバリア層によって互いに分離された発光量子井戸の複数の層から形成され得る、発光（エレクトロルミネセント）層である。
次いで層１６内にｐ型アイランド２０を形成するために、ｐ型層１６の厚さにわたって（及びオプションとしてまた活性層１８の厚さの一部分に）、トレンチ１９を配置するようにエッチングステップが行われる（Ｓ８、図２Ｂ）。
次いでこの段階において、それぞれがｐ型の絶縁されたアイランド２０、活性層２８、及びｎ型層１２を備えた、複数の基本ＬＥＤ構造２５を備える構造２８が得られる。ここで活性層１８及びｎ型層１２は、すべての基本ＬＥＤ構造２５に共通であることが理解されよう。
非限定的な例として、ここで各ｐ型アイランド２０は、１辺の長さが１ｍｍの正方形である。最終のＬＥＤの形状及び少なくとも寸法の一部を規定するこれらのアイランド２０の形状及び寸法は、もちろん異なることができ、アイランド２０は特に円形形状をもつことができる。
次いで、基本ＬＥＤ構造２５の露出された面及びトレンチ１９を覆うために、絶縁材料３０の層、ここではＳｉＯ２がプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって堆積される（ステップＳ１０、図２Ｃ）。堆積の後にこの絶縁材料の層３０は、化学機械研磨（ＣＭＰ）、又は任意の他の適切な研磨技法（化学エッチングなど）によって平坦化される（図２Ｃ）。ＳｉＯ２層３０はまた、スピナ上で回転する基板に、粘性ＳｉＯ２前駆体組成物を堆積することからなる、よく知られたスピンオンガラス（ＳＯＧ）技法によって形成することができる。この堆積技法によりＳｉＯ２層は、堆積後の研磨ステップを必要としない満足な表面品質を有する。
次いで絶縁層３０は、例えばドライ又はウエット選択化学エッチングによって、各ｐ型アイランド２０の上で開口される（ステップＳ１２、図２Ｄ）。このエッチングステップＳ１２の完結において、このように作製された開口３２は、絶縁層３０の残った部分３４によって画定される。この目的のために、構造内のエッチングされるべき区域を画定する開口（樹脂のない区域）を有する保護樹脂層を備えるエッチングマスクが使用される。
次いでｐコンタクトパッド３６が、開口３２内に、後者内への少なくとも１つの導電性材料の堆積によって形成される（ステップＳ１４、図２Ｅ）。コンタクトパッド３６材料の堆積時に、用いられるマスクは開口３２のエッチングのために保存される。ｐコンタクトパッド３６が形成された後に、エッチングマスクの保護樹脂は除去され、これは、開口３２を超えて堆積されたｐコンタクトパッド３６の構成材料を同時に除去することを可能にする。
従って方法は、支持基板上に存在する基本構造２５の全体に、電気的コンタクトパッドを集合的に形成することを可能にする。集合的形成は、デバイス製造歩留まりに大幅な改善をもたらす。
ｐコンタクトパッド１３８を形成する層は、特に以下を含むことができる。
良好な抵抗率及び良好なオーム特性を得るための、１Å〜５ｎｍの厚さを有するＮｉ、Ｐｄ、又はＰｔなどの金属、
反対面に向かって出る光子（すなわち、構造が最終基板に移転されたときにｐ型層に向かって移動する光子であり、従って放射面はｎ型層１２の側に見出される）を、放射面に戻すための、例えば約１００ｎｍの厚さを有するＡｇの層の形でのリフレクタ、
例えば２０〜５０ｎｍの厚さを有するＷＮ又はＴｉＮの層の形での拡散バリア。
製造プロセスのこの段階において、それぞれにｐコンタクトパッド３６が設けられた複数の基本構造２５を有する平板の形での構造３８が得られる。
次は、基本構造２５及び絶縁部分３４を覆うように、構造３８の上面３８ａの全体に金属層４０を形成することである（ステップＳ１６、図２Ｆ）。金属層４０は、例えばプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、又は薄い層を形成するように構成された、当業者には知られている任意の他の技法（ＳＯＧ技法など）によって用意される。金属堆積は、例えば全くＰＶＤ（例えばアルミニウムの金属層４０の場合）によって、又はＣＶＤによって行うことができ、オプションとしてその後に電着フェーズが続く。用いられる堆積技法は、層４０を構成する金属に依存する。
図２Ｆに示されるように、このように堆積された金属層４０は、下にあるトポグラフィの形、特にｐコンタクトパッド３６との関連において絶縁部分３４によって形成された輪郭に、ある程度追従する。この例では絶縁部分３４は隣接するｐアイランド２０と比べて高さ約１μｍの「段差」を形成する。金属層４０の厚さは、次いで、続くステップＳ１８の間に適切に平坦化され得るように選択される（以下を参照）。この例では金属層の厚さは約３μｍである。
金属層４０は、複数の導電性副層を含むことができ、又は導電性材料の単一の層から構成され得ることが留意されるべきである。金属層４０は例えば、以下の導電性材料、すなわち銅、アルミニウム、チタン、及びタングステンの１つ（又は少なくとも２つの組み合わせ）から構成される、少なくとも１つの副層を含むことができる。代替として金属層４０は、例えば上述の材料の１つから形成された単一の層から構成される。
次いで金属層４０は、残った金属層４２の上面４２ａが、その後のボンディングを可能にするのに十分な平面性を有するように、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって用意される（ステップＳ１８、図２Ｇ）。この研磨は、例えば１ｎｍ ＲＭＳ以下、及び好ましくは０．５ｎｍ ＲＭＳ以下の表面粗さ４２ａを得ることを可能にする（本文書において示されるＲＭＳでの粗さの値は、１μｍ×１μｍの表面に対応することが留意されるべきである）。以下に示されるように必要な粗さは、後のボンディングステップＳ２２の間に用いられるボンディング技法に特に依存する（以下を参照）。
この例では研磨Ｓ１８の後に、研磨ステップＳ１８の結果として生じた粒子を取り除くために、金属層４２の上面４２ａをクリーニングするステップが続く（ステップＳ２０、図２Ｇ）。
クリーニングＳ２０は、研磨ステップＳ１８の完結において前もって得られた露出された面４２ａの粗さを変えないように行われなければならない。さらにこのクリーニングステップＳ２０は、露出された面４２ａの研磨Ｓ１８の結果として生じ得る残留物の最大点を除去することが可能でなければならない。
プロセスのこの段階において、それぞれにｐコンタクトパッドが設けられた複数の基本ＬＥＤ構造２５を有する、平板の形での構造４５が得られ、これらの構造２５は平面金属層４２によって覆われる。金属層４２に必要な粗さは、それでも、後のボンディングステップＳ２２（以下を参照）において使用されるボンディング技法に従っていくらか変わり得る。
変形形態として、金属層４０の堆積Ｓ１６に進む前に、構造３８の露出された面３８ａの化学機械研磨（ＣＭＰ）の第１のステップを行うことが可能であることが留意されるべきである。この金属堆積の後に、金属層４０の露出された面を適切に平坦化するために、ステップＳ１８に示されるように第２の化学機械研磨が行われる。この変形形態は、金属層４０を形成するために堆積されるべき金属の量を実質的に節約することを可能にする（金属層４０の下にある輪郭は、第１の研磨ステップの間に除去される）。このような節約は、用いられる金属が高価な場合（例えば金の場合）に特に有利である。一方、この変形形態は、追加の研磨ステップを必要とし、これはまたコスト及び生産性の観点から影響を与える。
クリーニングステップＳ２０が行われた後に、新しい構造５２を得るように移転基板（又はレシーバ基板）５０が、構造４５の上面４２ａにボンディングされる（ステップＳ２２、図２Ｈ）。
移転基板５０は、半導体材料（例えばシリコン）、又は金属（モリブデン、タングステンなど）とすることができる。
この例では移転基板５０は、そのボンディング面５０ａに、ボンディングステップＳ２２の間に金属層４２と接触するようにもたらされる金属層４６を備える。金属層４２は、以下の元素、すなわちＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、及びＷのうちの少なくとも１つから構成され得る。
また金属層４２及び４６は、場合によって同じ組成又は異なる組成のものとすることができることが理解されよう。
１つの変形形態によれば移転基板５０は、単一の金属の平板（例えば銅、タングステンなどの平板）からなる。この場合は移転基板５０の本体の１つの表面は、ボンディングステップＳ２２の間に金属層４２と直接接触するようにもたらされる。
面４２ａについては、移転基板５０のボンディング面５０ａは、好ましい条件下で構造４５とのボンディングを行うことができるように平面である。以下で説明されるように、ボンディング面５０ａに必要な粗さは、それでも、組み立てステップＳ２２の間に使用されるボンディング技法に従っていくらか変わり得る。
第１の変形形態では、移転基板５０上の構造４５の組み立ては、分子付着により（例えば室温（２０〜３０℃）にて）、金属層４２及び４６をボンディングすることによって行われる。分子付着によるボンディングが好ましい条件下で行われるためには、金属層４２及び４６のボンディング面４２ａ及び５０ａの粗さが１ｎｍ ＲＭＳ未満、好ましくは０．５ｎｍ ＲＭＳ以下であることが必要である。従って金属層４２の研磨のステップＳ１８は、このような粗さを達成するように構成されなければならない。さらに構造４５とのボンディングの前に、移転基板５０のボンディング面５０ａに研磨ステップ（例えばＣＭＰ）を行うことができる。しかし必要な粗さは、このような移転基板５０の研磨を必要とせずに達成することができ、これは例えば金属層４６が非常に薄い層である（例えば５ｎｍ）、又は移転基板５０が完全に金属であるときに当てはまる。
直接ボンディングとも呼ばれる分子付着によるボンディングの原理は、それ自体でよく知られているように、２つの面（ここでは面４２ａ及び５０ａ）を直接接触に、すなわち特定のボンディング材料（接着剤、蝋、半田など）を使用せずに、もたらすことに基づく。このような作業は、ボンディングされる面が十分に平滑であり、粒子若しくは汚染がないこと、及び接触を開始することを可能にするために、それらが十分近くに、通常は数ナノメートル未満にもたらされることを必要とする。この場合は２つの面の間の引力は、分子付着（ボンディングされるべき２つの面の原子又は分子間の電子相互作用の引力（ファンデルワールス力）の合計によって誘起されるボンディング）を引き起こすのに十分に大きくなる。
分子付着によるボンディングは、構造４５及び／又は移転基板５０（好ましくは平板の周辺上）の少なくとも１つの位置上の圧力点の印加によって開始することができる。次いでこれら２つの平板の間のボンディング波は、圧力が印加された点から伝播される。しかしこのような圧力の印加は、ボンディング波の伝播を開始するために必須ではない。
分子付着によるボンディングの後に、移転基板５０への構造４５のボンディングを強化するために、アニーリングを中温（好ましくは１００℃以下）で行うことができる。
第２の変形形態によれば、ステップＳ２２におけるボンディングは、室温での圧縮によって行うことができる。この技法は、特に面４２ａ及び／又は５０ａの粗さが大きいとき（典型的には０．５〜５ｎｍ ＲＭＳ）、及び特に面４２ａ及び５０ａが、分子付着によるボンディングを可能にするには十分平面でないときに、移転基板５０への構造４５のボンディングを得ることを可能にする。
第３の変形形態によれば、ステップＳ２２におけるボンディングは、１００℃以下の温度での圧縮によって行うことができる。この適度な温度の上昇は、移転基板５０への構造４５のボンディングを容易にするために行うことができる。圧着時に加えられる温度は、基板１０及び５０の材料の関数となり、特にこれら２つの基板のＣＴＥの関数となる。実際、選ばれる温度は、ＣＴＥ不整合による割れのリスクを最小にするものでなければならない。
移転基板５０は好ましくは、最終のＬＥＤデバイスのための良好な機械的支持、及びｐコンタクトパッド３６へのアクセスを確実にできるようにしなければならない。この例では移転基板５０は、そのボンディング面５０ａの側から、絶縁材料の部分によって互いに絶縁された銅コンタクトパッド（図示せず）を備え、これらの部分は例えばＳｉＮである。これらのコンタクトパッドのそれぞれは、少なくともｐコンタクトパッド３６の一部と整列した位置に形成される。面５０ａに位置する移転基板５０のコンタクトパッドへのアクセスは、例えば移転基板５０の厚さをその反対の面５０ｂまで横断する、「ビア」とも呼ばれる垂直の電子的接続（図示せず）によって確実にされる。
移転基板５０は特に、良好な熱伝導体であるアルミナ若しくは多結晶ＡｌＮ、又はシリコンから構成され得る。
移転基板５０及び構造４５が組み立てられた後に、支持基板１０は、例えば特にサファイア基板の場合はよく知られたレーザリフトオフの技法によって、又は化学エッチングによって除去される（ステップＳ２４、図２Ｉ）。
レーザリフトオフ又は他の非破壊的技法による除去の場合は、支持基板１０１は再使用することができる。
プロセスのこの段階において構造６０が得られ、それから、配線され少なくともｐ接続が設けられた基板を備えた１つ又は複数の基本構造２５からそれぞれが形成されたＬＥＤデバイスを切り離すことができる。
ＬＥＤ構造６０の面６０ａは、支持基板１０から残る残留物を除去するためにエッチングすることができ、それからの光の抽出を増加するように構造化できることが留意されるべきである（ステップＳ２６、図２Ｉ）。エッチングは、特に反応性プラズマエッチング（塩素処理又はフッ素処理）によって、又はＵＶ補助化学（ＰＥＣ）エッチングによって行うことができる。
ここで述べられる例では次いで、前面６０ａに、ｎ型層１２上のｎコンタクトパッドを形成することができる。これらのｎコンタクトパッドの形成は、切断ステップの前に平板の全体に集合的に行うことができ（すべてのＬＥＤ構造を同時に配線するために）、又は代替としてこれらのパッドは、切断ステップが行われた後に、各ＬＥＤデバイスに対して独立して用意することができる。
白色光ＬＥＤデバイスの形成の場合はまた、ＬＥＤ構造６０の面６０ａに、デバイスによって放射される光を白色光に変換することができるルミノフォリック材料の層を、例えば面６０ａに液体リンベースの組成物を適用し、その後に分散溶媒を蒸発させるようにアニールすることによって堆積することができる（スピンオンガラス）。
さらにＬＥＤデバイスにはフレネルレンズなどの微細構造を、例えば構造６０の面６０ａに微細構造をナノ印刷又はマイクロ印刷することによって設けることができる。
さらに切断ステップは、製造プロセスの完結において、構造６０内に存在するＬＥＤ構造を分離することを可能にする。
本発明の製造方法は、従来の熱圧着によるボンディング（上記に示されたような）のために必要な圧力及び温度条件の結果として生じる機械的応力を回避することを可能にするという有利がある。従って基本ＬＥＤ構造との厳密なＣＴＥ適合性はもはや必要ないので、支持基板及び移転基板を形成するために用いる材料の選択の範囲は大幅に拡大される。従って例えば支持基板を形成するために任意の材料を選択することが可能になり、これは例えば、シリコン（広く入手可能であり、大量では比較的経済的である）、又は金属（モリブデンなど）の基板とすることができる。
支持基板及び移転基板の組み立てを室温で、好ましくは分子付着によるボンディングによって行うことは、特に有利である。このタイプのボンディングは、ボンディング時に基板に加えられる機械的応力を制限し、変形につながり得る熱膨張を避けることを可能にする。従って基板を形成することができる材料の選択の範囲は、非常に拡大される。
図４Ａから４Ｉ及び５は、本発明の第２の実施形態によるＬＥＤデバイスの製造を表す。
この第２の実施形態は全体として、図２Ａから２Ｉ及び３を参照して上述した第１の実施形態と非常に似ている。
この第２の実施形態は、基本ＬＥＤ構造（ここでは１２５と示される）が複合成長基板１００上に形成され、後者は支持基板１１０、埋め込み層１０２、及び成長アイランド１０４（図２Ａ及び２Ｂ）を備える点が第１の実施形態と異なる。
支持基板１０１はここではサファイアからなる。基板１１０はまた、特にシリコン、炭化珪素、又はゲルマニウムなどの半導体材料から構成され得る。埋め込み層１０２は、ここではＳｉＯ２内に用意されたアダプテーション層である。成長アイランド１０４は、緩和された材料の成長層、ここでは例えばＧａＮのシード層上のエピタキシャル成長によって用意されたＩｎＧａＮの層から得られ、次いで埋め込み層１０２を通じて支持基板１１０上に移転される。
ここでＩｎＧａＮ成長アイランド１０４を画定するために、成長層内にトレンチ１１９が用意された。これらのトレンチはまた、緩和されるべきＩｎＧａＮ表面を少なくすることを可能にする。ＩｎＧａＮ層の緩和は、本発明の製造方法に先だって、例えばＩｎＧａＮの下に前もって配置されたわずかに粘性のある層（例えば硼燐珪酸ガラス（ＢＰＳＧ））（図示せず）のアニーリングによって行われる。
基本ＬＥＤ構造１２５は、第１の実施形態において上述したそれぞれのステップＳ２、Ｓ４、及びＳ６の間と同じ条件に従って、成長アイランド１０４上に、エピタキシによりｎ型層１１２、活性層１１８、及びｐ型層１２０を連続して堆積することによって形成される（それぞれステップＳ１０２、Ｓ１０４、及びＳ１０６）。
この第２の実施形態は、基本構造１２５を互いに完全に分離するようにトレンチ１１９が配置されるという点で、上述の第１の実施形態と異なる（すなわち基本構造１２５のｎ型層１１２及び活性層１１８は、他の基本構造１２５とは共通ではない）。
次のステップＳ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１８、Ｓ１２０、Ｓ１２２、Ｓ１２４、及びＳ１２６は、上述のステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２４、及びＳ２６と同じ条件に従って行われ、従って話を簡単にするためにそれらについては再び述べない。
特に要素１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４５、１４６、１５０、１５２、及び１６０は、それぞれ上述の要素３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４５、４６、５０、５２、及び６０に対応し、同じ条件に従って用意された。
第２の実施形態はまた第１の実施形態と、支持基板１１０の除去Ｓ１２４の後に、例えば化学エッチングによる埋め込み層１０２、次いで成長アイランド１０４の取り除きＳ１２５を含む点で異なる（図４Ｉ）。
ここでＳｉＯ２の埋め込み層１０２は、支持基板１１０の取り外しを容易にすることを可能にする。
ステップＳ１２５が行われた後に、第１の実施形態の取り除きステップＳ２５と同じ方法で支持基板１１０、埋め込み層１０２、及び成長アイランド１０４から残留物を除去することができる。
第１の実施形態に関して上述した利点は、この第２の実施形態にも当てはまる。

Claims (12)

  1. ａ）第１の基板上に、それぞれが少なくとも１つのｐ型層、活性区域、及びｎ型層を備える複数の基本ＬＥＤ又は光電池構造を形成するステップと、
    ｂ）前記基本構造上に第１の平面金属層を形成するステップと、
    ｃ）第２の平面金属層を表面の１つに備える移転基板を用意するステップと、
    ｄ）前記第１及び第２の金属層のボンディングによって、前記移転基板を用いて前記基本構造を組み立てるステップであって、ボンディングは室温での分子付着によって行われる、ステップと、
    ｅ）前記第１の基板を除去するステップと
    を含む製造方法。
  2. 前記第１の基板上の前記基本構造が、トレンチによって互いに隔てられる、請求項１に記載の製造方法。
  3. ステップａ）とｂ）の間に、
    前記基本構造の間に存在する前記トレンチ内に、絶縁材料を堆積するステップ
    をさらに含む、請求項２に記載の製造方法。
  4. 前記基本構造のそれぞれが、緩和された又は部分的に緩和された材料のアイランド上に形成される、請求項２又は３に記載の製造方法。
  5. 前記緩和された又は部分的に緩和された材料がＩｎＧａＮである、請求項４に記載の製造方法。
  6. ステップｂ）の前に、前記基本構造のそれぞれの露出された面に、ｐ又はｎ型電気的コンタクトパッドを形成するステップをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
  7. ステップｂ）及びｃ）がそれぞれ、前記第１及び第２の金属層をそれぞれ研磨して、１ｎｍ ＲＭＳ以下の表面粗さを得るサブステップを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
  8. ステップｄ）とｅ）の間に、１００℃以下の温度においてアニールするステップをさらに含む、請求項７に記載の製造方法。
  9. 前記第１及び第２の金属層が、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ及びＷを含む群から選択される材料において用意される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
  10. ステップａ）において形成される前記基本構造は、それぞれが少なくとも１つｐｎ接合を備える光電池構造である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
  11. ステップａ）において形成される前記基本構造がＬＥＤ構造であり、前記活性区域が発光層である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
  12. ステップｅ）の後に、前記基本構造を分離するために、前記移転基板を切り離すステップをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
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