JP2020537360A - 電子及び光電子デバイスのための窒化アルミニウム基板の電気化学的除去 - Google Patents
電子及び光電子デバイスのための窒化アルミニウム基板の電気化学的除去 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、開示全体が参照により本明細書に取り込まれる2017年10月16日出願の米国特許仮出願第62/572,614号の利益及び優先権を主張するものである。
Claims (119)
- 複数のデバイスダイを提供し、前記デバイスダイのそれぞれが、(i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された活性発光構造と、(iii)前記基板と前記活性構造の間に配置されたドープ底部コンタクト層と、を含むこと;
前記複数のデバイスダイをサブマウントに取り付けること;
前記複数のデバイスダイを電解質と接触させること;
前記複数のデバイスダイと前記電解質との接触の間に、電位を前記複数のデバイスダイに加え、それにより前記電解質が、それぞれのデバイスダイの前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープ底部コンタクト層を露わにし、前記ドープ底部コンタクト層が前記電解質により実質的にエッチングされないままであること;
前記サブマウントを複数のサブマウント部分に分割し、前記サブマウント部分のそれぞれが、それに取り付けられたデバイスダイを有すること;並びに
前記サブマウント部分の1つ、及びそれに取り付けられた前記デバイスダイをデバイスパッケージ内にパッケージングし、それにより照明デバイスを形成すること、
を含む、照明デバイスを形成する方法。 - 前記サブマウント部分及びそれに取り付けられた前記デバイスダイをパッケージングすることが、(i)前記サブマウント部分を前記デバイスパッケージに電気的に接続すること、(ii)前記デバイスダイからの光を受け取るために硬質レンズを前記デバイスダイの上方に配置すること、又は(iii)前記デバイスダイの前記ドープ底部コンタクト層の表面をテクスチャリングすること及び/若しくはコーティングすること、のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記サブマウントが、セラミック材料を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記サブマウントが、多結晶窒化アルミニウムを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記基板が、単結晶である、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記活性構造が、多重量子井戸層を含む、請求項1に記載の方法。
- (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項1に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項1に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、n型ドープされる、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のデバイスダイを前記電解質と接触させることが、前記複数のデバイスダイを前記電解質に浸漬することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のデバイスダイの浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記複数のデバイスダイが、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、n型AlGaNを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項16に記載の方法。
- 複数のデバイスアセンブリを提供し、前記デバイスアセンブリのそれぞれが、(i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された電子デバイス構造と、(iii)前記基板と前記電子デバイス構造の間に配置されたドープドレインコンタクト層と、を含むこと;
前記複数のデバイスアセンブリをサブマウントに取り付けること;
前記複数のデバイスアセンブリを電解質と接触させること;
前記複数のデバイスアセンブリと前記電解質との接触の間に、電位を前記複数のデバイスアセンブリに加え、それにより前記電解質が、それぞれのデバイスアセンブリの前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープドレインコンタクト層を露わにし、前記ドープドレインコンタクト層が前記電解質により実質的にエッチングされないままであること;
それぞれのデバイスアセンブリの前記露わになったドープドレインコンタクト層の上方に底部電極を形成すること;及び
前記サブマウントから各デバイスアセンブリを除去すること、
を含む、電子デバイスを形成する方法。 - 前記デバイスアセンブリのそれぞれの前記基板が、単結晶である、請求項18に記載の方法。
- 前記電子デバイス構造が、ソースコンタクト層及びチャネル層を含む、請求項18に記載の方法。
- (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項18に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項18に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記デバイスアセンブリのそれぞれの前記ドープドレインコンタクト層が、n型ドープされる、請求項18に記載の方法。
- 前記複数のデバイスアセンブリを前記電解質と接触させることが、前記複数のデバイス構造を前記電解質に浸漬することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記複数のデバイスアセンブリの浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 前記複数のデバイスアセンブリが、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項18に記載の方法。
- 前記デバイスアセンブリのそれぞれの前記ドープドレインコンタクト層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項18に記載の方法。
- 前記デバイスアセンブリのそれぞれの前記ドープドレインコンタクト層が、n型AlGaNを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記デバイスアセンブリのそれぞれの前記ドープドレインコンタクト層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記デバイスアセンブリのそれぞれの前記ドープドレインコンタクト層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項30に記載の方法。
- 複数のデバイスダイを提供し、前記デバイスダイのそれぞれが、(i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された活性発光構造と、(iii)前記基板と前記活性構造の間に配置されたドープ底部コンタクト層と、を含むこと;
前記複数のデバイスダイをサブマウントに取り付けること;
前記複数のデバイスダイを電解質と接触させること;
前記複数のデバイスダイと前記電解質との接触の間に、電位を前記複数のデバイスダイに加え、それにより前記電解質が、それぞれのデバイスダイの前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープ底部コンタクト層を露わにし、前記ドープ底部コンタクト層が前記電解質により実質的にエッチングされないままであること;及び
前記サブマウントから前記デバイスダイを除去すること;及び
前記デバイスダイの1つをデバイスパッケージにパッケージングし、それにより照明デバイスを形成すること、
を含む、照明デバイスを形成する方法。 - 前記デバイスダイをパッケージングすることが、(i)前記デバイスダイを前記デバイスパッケージに電気的に接続すること、(ii)前記デバイスダイからの光を受け取るために硬質レンズを前記デバイスダイの上方に配置すること、又は(iii)前記デバイスダイの前記ドープ底部コンタクト層の表面をテクスチャリングすること及び/若しくはコーティングすること、のうちの少なくとも1つを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイをパッケージングする前に、前記デバイスダイの前記ドープ底部コンタクト層上に底部電極を形成することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
- 前記サブマウントが、セラミック材料を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記サブマウントが、多結晶窒化アルミニウムを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記基板が、単結晶である、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記活性構造が、多重量子井戸層を含む、請求項32に記載の方法。
- (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項32に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項32に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、n型ドープされる、請求項32に記載の方法。
- 前記複数のデバイスダイを前記電解質と接触させることが、前記複数のデバイスダイを前記電解質に浸漬することを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記複数のデバイスダイの浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項44に記載の方法。
- 前記複数のデバイスダイが、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、n型AlGaNを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記デバイスダイのそれぞれの前記ドープ底部コンタクト層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項48に記載の方法。
- 複数の未シンギュレートの発光ダイを画定するウェーハを提供し、前記ウェーハが(i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された複数のエピタキシャル層を含むエピタキシャル構造と、(iii)前記基板と前記エピタキシャル構造の間に配置されたドープ層と、を含むこと;
前記ウェーハをサブマウントに取り付けること;
前記ウェーハを電解質と接触させること;
前記ウェーハと前記電解質との接触の間に、電位を前記ウェーハに加え、それにより前記電解質が前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープ層を露わにし、前記ドープ層が前記電解質により実質的にエッチングされないままであること;
前記基板がエッチングで剥がされた後、前記エピタキシャル構造をハンドルウェーハに取り付けること;
前記エピタキシャル構造を複数の発光ダイにシンギュレートすること;及び
前記発光ダイの1つをデバイスパッケージ内にパッケージングし、それにより照明デバイスを形成すること、
を含む、照明デバイスを形成する方法。 - 前記エピタキシャル構造がシンギュレートされる前、又はその後に前記エピタキシャル構造の少なくとも一部を前記サブマウントから除去することをさらに含む、請求項50に記載の方法。
- 前記発光ダイをパッケージングすることが、(i)前記発光ダイを前記デバイスパッケージに電気的に接続すること、(ii)前記発光ダイからの光を受け取るために硬質レンズを前記発光ダイの上方に配置すること、又は(iii)前記発光ダイの前記ドープ層の表面をテクスチャリングすること及び/若しくはコーティングすること、のうちの少なくとも1つを含む、請求項50に記載の方法。
- 前記発光ダイをパッケージングする前に、前記発光ダイの前記ドープ層上に底部電極を形成することをさらに含む、請求項50に記載の方法。
- 前記サブマウントが、セラミック材料を含む、請求項50に記載の方法。
- 前記サブマウントが、多結晶窒化アルミニウムを含む、請求項50に記載の方法。
- 前記基板が、単結晶である、請求項50に記載の方法。
- 前記エピタキシャル構造が、多重量子井戸層を含む、請求項50に記載の方法。
- (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項50に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項50に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項50に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項50に記載の方法。
- 前記ドープ層が、n型ドープされる、請求項50に記載の方法。
- 前記ウェーハを前記電解質と接触させることが、前記ウェーハを前記電解質に浸漬することを含む、請求項50に記載の方法。
- 前記ウェーハの浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項63に記載の方法。
- 前記ウェーハが、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項50に記載の方法。
- 前記ドープ層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項50に記載の方法。
- 前記ドープ層が、n型AlGaNを含む、請求項50に記載の方法。
- 前記ドープ層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記ドープ層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項67に記載の方法。
- 複数の未シンギュレートの電子デバイスダイを画定するウェーハを提供し、前記ウェーハが、(i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された複数のエピタキシャル層を含むエピタキシャル構造と、(iii)前記基板と前記エピタキシャル構造の間に配置されたドープ層と、を含むこと;
前記ウェーハをサブマウントに取り付けること;
前記ウェーハを電解質と接触させること;
前記ウェーハと前記電解質との接触の間に、電位を前記ウェーハに加え、それにより前記電解質が前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープ層を露わにし、前記ドープ層が前記電解質により実質的にエッチングされないままであること;
前記基板がエッチングで剥がされた後、前記エピタキシャル構造をハンドルウェーハに取り付けること;及び
前記エピタキシャル構造を複数の電子デバイスダイにシンギュレートすること、
を含む、電子デバイスを形成する方法。 - 前記ドープ層が、ドレインコンタクト層であり;そして
前記エピタキシャル構造が、ソースコンタクト層及びチャネル層を含む、
請求項69に記載の方法。 - 前記エピタキシャル構造がシンギュレートされる前、又はその後に前記エピタキシャル構造の少なくとも一部を前記サブマウントから除去することをさらに含む、請求項69に記載の方法。
- 前記エピタキシャル構造をシンギュレートする前、又はその後に前記ドープ層上に底部電極を形成することをさらに含む、請求項69に記載の方法。
- 前記サブマウントが、セラミック材料を含む、請求項69に記載の方法。
- 前記サブマウントが、多結晶窒化アルミニウムを含む、請求項69に記載の方法。
- 前記基板が、単結晶である、請求項69に記載の方法。
- (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項69に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項69に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項69に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項69に記載の方法。
- 前記ドープ層が、n型ドープされる、請求項69に記載の方法。
- 前記ウェーハを前記電解質と接触させることが、前記ウェーハを前記電解質に浸漬することを含む、請求項69に記載の方法。
- 前記ウェーハの浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項81に記載の方法。
- 前記ウェーハが、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項69に記載の方法。
- 前記ドープ層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項69に記載の方法。
- 前記ドープ層が、n型AlGaNを含む、請求項69に記載の方法。
- 前記ドープ層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記ドープ層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項85に記載の方法。
- (i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された活性発光構造と、(iii)前記基板と前記活性構造の間に配置されたドープ底部コンタクト層と、を含むデバイス構造を提供すること;
前記デバイス構造をサブマウントに電気的に接続すること;
前記デバイス構造を電解質と接触させること;及び
前記デバイス構造と前記電解質との接触の間に、電位を前記デバイス構造に加え、それにより前記電解質が前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープ底部コンタクト層を露わにし、前記ドープ底部コンタクト層が前記電解質により実質的にエッチングされないままであること、
を含む、照明デバイスを形成する方法。 - 前記基板が、単結晶である、請求項87に記載の方法。
- 前記活性構造が、多重量子井戸層を含む、請求項87に記載の方法。
- (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項87に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項87に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項87に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項87に記載の方法。
- 前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がした後、前記ドープ底部コンタクト層の表面をテクスチャリングすること及び/又はコーティングすることをさらに含む、請求項87に記載の方法。
- 前記デバイス構造が、シンギュレートされたダイを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記デバイス構造が、複数の少なくとも部分的に未シンギュレートのダイを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記ドープ底部コンタクト層が、n型ドープされる、請求項87に記載の方法。
- 前記デバイス構造を前記電解質と接触させることが、前記デバイス構造を前記電解質に浸漬することを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記デバイス構造の浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項98に記載の方法。
- 前記デバイス構造が、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項87に記載の方法。
- 前記ドープ底部コンタクト層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項87に記載の方法。
- 前記ドープ底部コンタクト層が、n型AlGaNを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記ドープ底部コンタクト層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記ドープ底部コンタクト層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項102に記載の方法。
- (i)窒化アルミニウム基板と、(ii)前記基板の上方に配置された電子デバイス構造と、(iii)前記基板と前記電子デバイス構造の間に配置されたドープドレインコンタクトと、を含むデバイス構造を提供すること;
前記デバイス構造をサブマウントに電気的に接続すること;
前記デバイス構造を電解質と接触させること;
前記デバイス構造と前記電解質との接触の間に、電位を前記デバイス構造に加えて、それにより前記電解質が前記窒化アルミニウム基板をエッチングで剥がして、前記ドープドレインコンタクト層を露わにし、前記ドープドレインコンタクト層が前記電解質により実質的にエッチングされないままである、
電子デバイスを形成する方法。 - 前記基板が、単結晶である、請求項104に記載の方法。
- 前記電子デバイス構造が、ソースコンタクト層及びチャネル層を含む、
請求項104に記載の方法。 - (i)前記電位が、陰性であり、(ii)前記電解質が、塩基性である、請求項104に記載の方法。
- (i)前記電位が、陽性であり、(ii)前記電解質が、酸性である、請求項104に記載の方法。
- 前記電解質が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムのうちの少なくとも一方を含む、請求項104に記載の方法。
- 前記電解質が、硝酸を含む、請求項104に記載の方法。
- 前記デバイス構造が、シンギュレートされたダイを含む、請求項104に記載の方法。
- 前記デバイス構造が、少なくとも部分的に未シンギュレートのダイを含む、請求項104に記載の方法。
- 前記ドープドレインコンタクト層が、n型ドープされる、請求項104に記載の方法。
- 前記デバイス構造を前記電解質と接触させることが、前記デバイス構造を前記電解質に浸漬することを含む、請求項104に記載の方法。
- 前記デバイス構造の浸漬の間に、前記サブマウントの少なくとも一部を前記電解質に浸漬することをさらに含む、請求項114に記載の方法。
- 前記デバイス構造が、前記電解質と接触している間、前記サブマウントが、前記電解質に接触しない、請求項104に記載の方法。
- 前記ドープドレインコンタクト層が、窒化アルミニウムで構成されない、請求項104に記載の方法。
- 前記ドープドレインコンタクト層が、n型AlGaNを含む、請求項104に記載の方法。
- 前記ドープドレインコンタクト層が、1019cm−3以上のドーパント濃度でドープされ、前記ドープドレインコンタクト層が、少なくとも20%のGa濃度を有する、請求項118に記載の方法。
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