JP5199525B2 - 窒化物レーザダイオード構造及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的にはレーザダイオードの分野、より詳細には窒化物をベースとする短波長レーザダイオードを透明な基体材料から異種の基体の上に移転させることに関するものである。
【０００２】
窒化物をベースとする短波長レーザダイオードは、赤色および赤外線(IR)レーザダイオードよりスポットサイズが小さく、またよりすぐれた焦点深度が得られるので、レーザ印刷、その他の用途に使用することができる。単一スポット窒化物レーザダイオードは光学式記憶などの分野に用途を有する。
【０００３】
【従来の技術】
AlGaInN など、より高いバンドギャップの半導体合金をベースとするレーザダイオードが開発されている。主として日亜化学（株）によって青紫色スペクトルに近い紫外線(UV)で優れた半導体レーザ特性が得られている。たとえば、S. Nakamura et al., "CW Operation of InGaN/GaN/AlGaN-based laser diodes grown on GaN substrates", Applied Physics Letters, Vol. 72(16), 2014(1998), S. Nakamura and G. Fasol, "The Blue Laser Diode-GaN based Light Emitters and Lasers", (Springer-Verlag, 1997), A. Kuramata et al., "Room-temperature CW operation of InGaN Laser Diodes with Vertical Conducting Structure on SiC Substrate", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 37, L1373(1998) を参照されたい。
【０００４】
より短い波長へ拡張された２スポットレーザまたは４スポットレーザは、より高い解像度で印刷することができる。サファイアとGaNエピタキシャル層間の結晶の方位の不整合のために、短波長レーザダイオードのアーキテクチャはそれぞれ異なっていることが必要であった。その結果、サファイア基体をもつレーザダイオードをへき開することによって形成された鏡面（ミラーファセット）は表面粗さが増し、反射率が低下した。さらに、サファイア基体上の成長は、バックサイドｎ接点を有する導電性基体上のレーザダイオードとは異なり、一般にラテラルｎ接点と同じ表面にｐ電極とｎ電極を形成しなければならないことが必要であった。
【０００５】
カリフォルニア大学のグループによって、UV エクシマレーザを使用してサファイア基体から GaN 膜を分離する技術が開発された。カリフォルニア大学の技術は、紫外線エキシマレーザを使用して、サファイア基体との境界面で GaN 層の薄い部分を分解する。エキシマレーザの光束を適当に調整することによって、最小の損傷で、境界面の GaN を Ga とＮに分解する。次に、膜と基体の境界面に残っている融点３０℃の Ga金属をゆっくり加熱することによって、GaN薄膜を取り除く。W. S. Wong et al., "Damage-free sparation of GaN thin films from sapphire substrates", Applied Physics Letters, Vol. 72, 599 (1998) を参照されたい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
絶縁性基体を使用するアーキテクチャは、窒化物をベースとするレーザーダイオードやレーザダイオードアレイを安く製造することができる。現在、最も進歩した窒化物をベースとする単一レーザダイオード構造は、光学的に透明な絶縁性サファイア (Al2O3) 基体の上に成長させて作られる。レーザダイオードアレイに光学的に透明な絶縁性基体を使用すると、レーザダイオードに対する電気接点を設ける場合に特殊な問題が起きる。導電性基体を使用する場合と異なり、絶縁性基体はアレイのすべてのレーザダイオードに対するバックサイド共通接点を設けることができない。それ故、絶縁性基体上のレーザダイオードアレイに対する電気接点を設けるには、特殊なアーキテクチャを使用する必要があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る実施例においては、レーザダイオードまたはレーザダイオードアレイ構造を成長させた後に光学的に透明な絶縁性基体を取り除くことによって、レーザダイオードまたはレーザダイオードアレイに対する電気接点を容易に設けることができ、特殊なアーキテクチャの使用を避けられることができ、同時に高性能のヒートシンクをレーザダイオードまたはレーザダイオードに取付けることができる。レーザダイオードまたはレーザダイオードアレイは、基体を取り除いた後、はんだ付け、熱圧接、あるいはこの分野で周知の他の手段によって熱伝導性ウェーハに取付けることもできるし、直接ヒートシンクに取付けることもできる。光学的に透明な絶縁基体を取り除くには、中間ステップとして支持基体を取付ける必要がある。次に、支持基体を取り除いた後、レーザダイオードまたはレーザダイオードアレイを移転するために、レーザダイオードまたはレーザダイオードアレイに機械的剛性を与える第２の支持体が必要である。絶縁性基体の除去前にレーザダイオードまたはレーザダイオードアレイに熱伝導性基体を付加することによって、レーザー活性領域により近いレーザダイオードまたはレーザダイオードアレイの面に熱伝導性基体を配置することができるので、絶縁性基体の除去後にレーザダイオードまたはレーザダイオードアレイを熱伝導性基体に取付ける場合より効率的に熱を吸収できる。これは、高解像度・高速印刷に使用される独立アドレス指定可能なレーザダイオードアレイの場合には、特に重要である。アレイのレーザダイオード間のどんな漏話も印刷装置の性能に悪い影響を与えるので、避けるべきである。サファイア基体上に成長させた窒化物をベースとするレーザの場合には、サファイア基体の熱伝導性が比較的低いので、熱漏話が主要な成分である。そのサファィア基体を取り除くことによって、熱インピーダンスが大幅に減少し、したがって熱漏話も減少する。
【０００８】
窒化物レーザ膜は、新しい親（ホスト）基体に取付ける前にへき開して平行な鏡面を形成することができる。窒化物レーザ膜は、さらに、取付けおよび移転プロセス中に、結晶学的に方向づけられた新しい親基体と整合させ、へき開してレーザダイオードまたはレーザダイオードアレイの鏡面を形成することができる。エッチングでなくへき開された鏡面は、完全に平行な垂直の平滑な鏡面であり、これは適切な方法で最適化されたレーザ動作にとって最も重要なことである、さらに、自立している窒化物レーザ膜は、基体に取付けずに、直接へき開して、高品質の鏡面を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下の詳細な説明と添付図面を参照することによって、発明はより完全に理解され、多くの付随する利点がはっきりわかるであろう。諸図面を通じて、同じ参照番号は同じ構成要素を示す。図面は一定の縮尺率で描かれていない。
以下の詳細な説明において、実施例のいろいろな特徴に数値的範囲が設けてある。それらの範囲は単に例として扱われるべきであり、特許請求の範囲を限定するものではない。そのほかに、多くの材料が実施例のいろいろな面に適するとして認定されている。それらの列挙した材料は例示として扱われるべきであり、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１０】
最初に図1aについて説明する。光学的に透明な基体（以下、透明基体）２１５を取り除くことによって、垂直な電気接点構造の実現、より優れた熱吸収、およびへき開された鏡面、を含む利点が得られるので、透明基体２１５の除去は窒化物レーザダイオードにとって有益である。
【００１１】
本発明に係る実施例において、図1a〜図1gは、レーザリフトオフ(laser liftoff)によって透明基体２１５（一般にサファイア）を取り除くステップと、支持基体１１０５を使用して半導体膜（メンブレーン）１１１０を熱伝導性最終基体１１３８に接着するステップを示す。半導体膜１１１０は、一般に、InGaAlN 形の薄膜である。最初に、透明基体２１５の裏面１１１５から散乱する光を減らすために、透明基体２１５の裏面１１５は非常に平滑な表面仕上げに研磨される。研磨は一連のダイヤモンドパッドを使用して機械的に行われる。研磨処理中、ダイヤモンドのグリットサイズは、３０μｍグリットから０．１μｍグリットへ次第に小さくなる。透明基体２１５がサファイアから作られていれば、その裏面１１１５から散乱する光を減らすには、１６μｍの最適グリットサイズで十分である。研磨後の典型的な二乗平均（rms）粗さは約２０〜５０オングストロームである。エクシマレーザにさらされる透明基体２１５の面の適度な表面粗さは、レーザリフトオフ処理の最も重要な特徴である。前面および裏面１１１５が高度に研磨された透明基体２１５の中でFabry-Perot空洞の形成による有害な干渉が起きることがある。この有害な干渉は透明基体２１５を通過するレーザエネルギー束を減衰させる。Fabry-Perot空洞は透明基体２１５の研磨された一方の表面を粗面にすることによって除去することができる。本発明に係る実施例においては、裏面１１１５をサンドブラストして、反射特性をダイヤモンドグリットを使用して得られる表面粗さの程度まで減らすことによって、透明基体２１５の裏面１１１５を粗面化している。
【００１２】
レーザリフトオフ処理の重要な特徴は支持基体１１０５の取付けである。半導体膜１１１０と支持基体１１０５間の接着境界面は、レーザ処理中の半導体膜の急速加熱および急速冷却に伴う熱弾性応力波に耐えなければならない。それに加えて、移転された膜を劣化させることがある反射応力波の影響を最小にするために、支持基体１１０５と半導体膜１１１０は、特性インピーダンスが一致しなければならない。単一ステップ移転プロセスを用いる場合、接着剤１０６と支持基体１１０５は、１）接着剤は電気的および熱的に伝導性を有すること、２）同じか似たような特性インピーダンスを有すること、および３）一般的なレーザ装置プロセスに耐えられる程度に頑丈であること、の諸条件を満たす必要がある。
【００１３】
本発明に係る実施例において、２ステップ移転プロセスは、最終基体１１３８（図1f参照）の上に窒化物ベースデバイスを集積するためより大きな融通性を与える。最初のステップは、上記条件２）および３）を満たすように選択された接着剤１１０６と支持基体１１０５を使用して透明基体２１５を取り除くことを含む。第２ステップは、接着剤１１０６を除去することと、半導体膜１１１０を自立させるため支持基体１１０５を切り離すことを含む。または代わりに、支持基体１１０５から切り離す前に半導体膜１１１０に第２の支持層１１１７を取付けて、半導体膜１１１０を自立しないようにすることができる。そのあと、半導体膜１１１０は最終基体１１３８の上に取付けられる。２ステップ移転プロセスにおいては、半導体膜１１１０を支持基体１１０５から最終基体１１３８の上に移転できるように、最初の接着剤１１０６（ステップ１）を支持基体１１０５から簡単に除去できることが必要である。第２ステップの追加は、ある処理ステップにおいて条件１）、２）、および３）を同時に満たす必要があるという制約を取り除く。本発明に係る実施例は、要求条件２）と３）を緩和するために、シアノアクリレートをベースとする接着剤１１０６を使用して、インピーダンスが一致した支持基体１１０５（一般に、Si）に半導体膜１１１０を接着する。接着剤１１０６は有機溶剤に溶けるので、後で半導体膜１１１０を支持基体から切り離して、基体１１３８の上に移転させることができる。接着剤１１０６はワックス、エポキシ、または有機溶剤に溶ける他の接着剤でもよい。
【００１４】
本発明に係る実施例においては、図1aは、透明基体２１５を取り除いた後、半導体膜１１１０を最終基体１１３８の上に移転させる前に、半導体膜１１１０を支持するため、ワックス、エポキシ、またはエチルシアノアクリレートをベースとする接着剤１１０６によってレーザダイオード構造１０００を支持基体１１０５に取付ける様子を示す。P接点１０２０はレーザダイオード構造１０００に対する電気接点になる。図1bは、透明基体２１５と半導体膜１１１０を紫外線エキシマレーザ光１１２０にさらす様子を示す。エキシマレーザ（図示せず）を適切な方法で調整することによって、透明基体２１５と半導体膜１１１０の境界面で薄いGaN層１１３０を分解することができる。GaN層１１３０はGa金属とN2に分解する。
【００１５】
３０８ｎｍで動作中のXeClエキシマレーザの場合、ホモジナイザーを通過した後のレーザエネルギーの範囲は一般に３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2であり、ビームサイズは約５ｍｍ×５ｍｍである。ホモジナイザーは、ガウス分布状レーザビームを、向上した均質性が得られる平坦台地状レーザビームへ変換する。裏面１１１５を横切ってレーザビームを走査することによって、より大きな面積を露光することができる。エキシマレーザは一般に１〜１０ Hzの範囲でパルス放射される。一般に、１パルスで十分にGaN層１１３０を分解することができる。図1cは、支持基体１１０５に接着されたレーザダイオード構造１０００（図1a参照）を約３０℃〜７０℃の範囲の温度に加熱することによって、境界面で半導体膜１１１０からサファイア基体２１５を切り離す様子を示す。境界面で半導体膜１１１０に残留しているGa金属層１１３０は、蒸留水と等量である塩化水素酸(HCl)浸漬によって除去される。半導体膜１１１０側の境界面の約１μｍの損傷した膜は、Ar/Cl2/BCl3混合ガス中のドライエッチングによって取除かれる。一般に、ドライエッチングとして、化学支援イオンビームエッチング(CAIBE)または反応性イオンエッチング(RIE)が使用される。ドライエッチングで生じる表面の損傷を小さくするために、ドライエッチングの後、低エネルギー（約４００ eV ）のAr イオン・スパッタリングが使用される。
【００１６】
いったん半導体膜１１１０が透明基体２１５から分離され、移転されれば(図1c)、そのあと支持基体１１０５に接着された半導体膜１１１０に、第２の支持層１１１７が取付けられる（図1d）。第２の支持層１１１７の取付けは、ｎ−金属層１１１８を堆積させた後でもよいし、あるいは第２の支持層１１１７を半導体膜１１１０に直接取付けてもよい。理論的に、ｎ−金属層１１１８は低接触抵抗のオーミック・バックサイドｎ−接点を提供するように選択される。第２の支持層１１１７は最終基体１１３８に対する中間移転・接着層の役目を果たすであろう。一般に、第２の支持層１１１７は弾性的にしなやかで、かつ高い電気伝導性および熱伝導性をもつ材料、たとえばインジュウム、金、銅、または銀である。比較的低い融点の材料、たとえばインジュウム(Ｔm = １５６℃)を使用すれば、低温ポストレーザリフトオフ接着処理は容易になる。第２の支持層１１１７は、さらに、透明基体２１５からの半導体膜１１１０の切離しによる半導体膜１１１０に内存する残留応力によって生じる曲りとその結果である亀裂に対抗する応力を半導体膜に加える役目を果たす。その応力は、厚さ３μｍのGaN 薄膜である半導体膜１１１０の場合、一般に約０．４ GPa である。
【００１７】
第２の支持層１１１７は、さらに、半導体膜１１１０に対するｎ−接点の役目を果たす。一般に、第２の支持層１１１７として厚さ３〜５μｍのインジウムが選択され、第２の支持層１１１７は半導体膜１１１０を最終基体１１３８の上に有効に接着する。第２の支持層１１１７を堆積した後、半導体膜１１１０と支持基体１１０５は有機溶剤に浸漬され、前に説明したステップ１からエチルシアノアクリレート接着層が取り除かれる。（図1e参照）。
【００１８】
次に図1f について説明する。加熱蒸発または電子ビーム蒸発によって、最終基体１１３８（一般に、シリコン、シリコンカーバイド、またはダイヤモンド）の上に、金属バック接点層１１２１（一般にTi/AuまたはTi/Alで作られた）が堆積される。接着境界面に、金属接点層１１４２と接着層１１４１が堆積される。接着層１１４１は接点金属への熱伝導性および電気伝導性を有する低温金属（たとえば、インジウム）であってもよい。接着層１１４１の厚さは約１μｍ〜５μｍの範囲で変動することがある。最終基体１１３８に関連して、シリコンは電気伝導性および熱伝導性（室温で約１．５Ｗ／ｃｍＫ、１００℃で約０．９７５Ｗ／ｃｍＫ）を有し、へき開によって鏡面を形成することができ、またシリコンドライバチップ上にレーザーダイオードを集積することができる経済的な基体材料である。シリコンカーバイドは電気伝導性および熱伝導性（室温で約５Ｗ／ｃｍＫ、および１００℃で約３．２Ｗ／ｃｍＫ）を有し、へき開によって鏡面を形成することができる高価な基体材料である。ダイヤモンドは最も知られた熱伝導体（室温で約２０Ｗ／ｃｍＫ、および１００℃で約１５．５Ｗ／ｃｍＫ）であり、へき開によって鏡面を形成することができ、また金属化して電気伝導性を持たせることができる非常に高価な基体材料である。図1fに示すように、構造１３００が構造１３５０に取付けられて、図1gに示した最終構造１４００ができ上がる。図1hは、基本的に単一レーザ構造１３００に似ている４レーザアレイ構造１３０１を示す。
【００１９】
代わりに、半導体膜１１１０をへき開または賽の目に切断して個々のダイスにした後、図1fの構造１３００をレーザパッケージのサブマウントに直接取付けることができる。第２の支持層１１１７として低融点金属たとえばIn(インジウム)を堆積する場合は、低温焼鈍を使用して、半導体膜１１１０と最終基体１１３８間の接着境界面を改善することができる。金属境界面が溶融すると、すべての粒状物または表面のざらざらが消滅するので、第２の支持層１１１７と金属接着層１１４１を溶融することによって、薄膜の接着が改善される。第２の支持層１１１７は弾性的にしなやかであるので、半導体膜１１１０を最終基体１１３８に機械的に圧接することによって、デバイスの接着をさらに改善することができる。
【００２０】
接着境界面において接着するために低融点金属たとえばインジウムを使用すると、第２の支持層１１１７内のインジウム金属と接着層１１０６の融点がｎ金属層１１１８の合金温度（一般にTi/Alの場合、約５００℃）より低いために、ｎ金属層１１１８を合金にすることができない（図1d）。１つの解決策は、最終基体１１３８を、第２の支持層１１１７に反応する金属接着層１１４１で被覆することである。たとえば、Pd：In比が１：３の場合、PdとInは、低温（Ｔ〜２００℃）で反応して、融点６６４℃の金属間化合物のPdIn3 ができる(W.S. Wong et al. J. Electron. Meter. 28, 1409 (1999)参照)。金属間化合物のPdIn3 を用いて最終構造１４００を生成した後、最終構造１４００を５００℃に加熱して、n金属層１１１８を合金化することができる。ファンデルワールス力を用いて自立している薄膜を他の基体に接着する別の方法も実証されている(E. Yablonovitch, T. Gmitter, J.P. Harbison, and R. Bhat, Appl.Phys. Lett. 51, 2222 (1987), and T. Sands, U.S. Patent No. 5,262,347 参照)。
【００２１】
また、接着層１１４１として「はんだ」層を使用することができる。接着層１１４１および最終基体１１３８の組成によっては、酸化物の形成を避けるため、接着層１１４１と最終構造１１３８はフォーミングガス雰囲気の中で適当な接着温度に加熱される。接着層１１４１にインジウムを使用するときは、一般に、約１８０℃の接着温度が使用される。接着層１１４１の露出表面にPdまたはAu膜を堆積させなかった場合は、加熱の前に、フラックスまたは塩化水素酸浸漬を用いて、接着層１１４１の露出表面に存在する酸化物を取り除くことができる。別の周知の方法を使用して酸化物を取り除くこともできる。接着層１１４１にPbSnを使用するときは、一般に、約２２０℃の接着温度が使用される。もし接着層１１４１の露出表面にAu膜を付加しなかった場合は、上述のように、接着前に、酸化物を取り除くことができる。
【００２２】
本発明に係る実施例においては、Au-Au熱圧接接着を使用して、半導体膜１１１０を最終基体１１３８に接着することができる。Au-Au熱圧接接着は、半導体膜１１１０と最終基体１１３８の間により優れた伝熱接触が得られる。Au-Au熱圧接接着を用いて最終基体１１３８を半導体膜１１１０に接合する場合は、接着層１１４１は存在しないことに留意されたい。Au-Au熱圧接の場合の一般的な接着温度は約３５０℃である。
【００２３】
接着荷重を加えながら、最終構造１４００（図1g）は約２０℃に冷却される。たとえば、接着面積が２５ｍｍ2の場合は、InまたはPbSnはんだと一緒に使用される接着荷重は約２００ｇである。Au-Au熱圧接接着を使用する場合は、接着荷重は一般に約１５００ｇ／ｍｍ2である。
【００２４】
さらに、発明に係る実施例においては、半導体膜１１１０の内在する残留応力を維持するように、したがって半導体膜１１１０が機械的に破損する可能性を最小にするように、第２の支持層を設計することができる。たとえば、厚さ１μｍのスパッタされたMoCr膜を処理し、堆積時のスパッタリング処理圧力を変えることによって、1GPaの圧縮と引張りの間で内部応力勾配を持たせることができる（米国特許第５，９１４，２１８号参照）。これらの応力は、GaNをベースとする材料の残留圧縮応力（一般に０．４〜1Gpaと報告された）を相殺するのに十分である。第２の支持層１１１７は、逆勾配の応力を自立している膜に有効に加えることによって、どんな曲りも取り除き、かつ次に続く層の移転のためにデバイスの構造を平坦にするのを助ける。
【００２５】
発明に係るもう１つの実施例（図2aおよび2b、3aおよび3b参照）は、リフトオフの後（図1d参照）、溶剤浸漬の前に（図1e参照）、支持構造１１０５と半導体膜１１１０に支持層１１１９を取付ける。支持層１１１９（厚さ約１００〜５００μｍ）は、支持構造１１０５から切り離した後、半導体膜１１１０のため新しい親基体の役目を果たす。この方法によって、自立している半導体膜１１１０を手で扱う必要がなくなる。支持層１１１９、たとえば優れた熱伝導体である（約４Ｗ／ｃｍＫ）Cu層は、一般に、室温において露出した半導体膜１１１０の上に電気めっきすることによって堆積されて、Cu支持層１１１９に付着した半導体膜１１１０を生成する。新しい支持層１１１９は、手で扱うのに耐えられる程度に構造的に強く、半導体膜１１１０をへき開して平行な鏡面を形成することができる程度に薄い。他の金属たとえばNiまたはAuも支持層１１１９として可能である。この手法は、４レーザダイオードアレイ構造１３０１として図3aおよび3bに示したレーザダイオードアレイ構造にも容易に応用できる。
【００２６】
発明に係る実施例においては、半導体膜１１１０の｛１１００｝面に沿って、または薄膜１１１０を最終基体１１３８に取付けた後、へき開することによって、自立している半導体膜１１１０にへき開された鏡面を形成することができる。結晶学的に一定の向きに配置された基体に沿ってへき開するため、図1gに示すように接着後にへき開することができるように、半導体膜１１１０の垂直結晶面ととシリコン、シリコンカーバイドまたはダイヤモンドの最終基体１１３８の適当な結晶面とが整合される。図４は、へき開前の半導体膜１１１０と最終基体１１３８の関連する結晶面の望ましい整合を示す。デバイスは、半導体膜１１１０の｛１１００｝面と、最終基体１１３８の｛１１１｝面に沿ってへき開される。図５は、それぞれ窒化ガリウムとシリコンに対するへき開後の半導体膜１１１０と最終基体１１３８の関連する結晶面を示す。さらに、へき開面１２６５も図示してある。
【００２７】
発明に係る実施例において、図６は、へき開前の半導体膜１１１０と最終基体１１３８の関連する結晶面の望ましい整合を示す。図６において、最終基体１１３８の｛１１１｝結晶面は、半導体膜１１１０の｛１１００｝結晶面と平行である。へき開後の半導体膜１１１０と最終基体１１３８の関連する結晶面を示す図７から判るように、この方位は最終基体１１３８のへき開をより容易にする。
【００２８】
へき開前の半導体膜１１１０と最終基体１１３８の関連する結晶面の正しい整合後、発明に係る実施例においては、半導体膜１１１０は最終基体１１３８に接着される。接着層１１４１はそのために使用される。反応性金属接着境界面を使用する場合には、酸化物の形成を避けるために、接着層１１４１と最終基体１１３８はフォーミングガス環境の中で適当な接着温度に加熱される。
【００２９】
レーザダイオード鏡面１２９５のへき開（図５および７参照）は、一般に、シリコン、シリコンカーバイド、またはダイヤモンドの最終基体１１３８の縁から半導体膜１１１０の中にへき開を広げることによって達成される。代わりに、Ar/Cl2/BCl3混合ガスの中でCAIBEを使用して、レーザダイオードの鏡面１２９５をドライエッチングすることができる。また、たとえばｅビーム蒸発を用いてSiO2/TiO2またはSio2/HfO2の高反射性被膜を堆積させることによって、レーザダイオードの鏡面１２９５の反射率を高めることができる。
【００３０】
発明に係る実施例においては、そのほかに、最終基体１１３８に接着する前に第２の支持層１１１７に取付けられた半導体膜１１１０に、へき開面を形成することができる。半導体膜１１１０は｛１１００｝面に沿ってへき開され、そのあと最終基体１１３８に取付けられる。この方法は、半導体膜１１１０を最終基体１１３８に整合させる必要がない。さらに、この方法は、さらに、へき開された半導体膜１１１０を非単結晶基体または非晶質基体、たとえばガラス、プラスチック、または金属の上に置くこともできる。
【００３１】
特定の実施例について発明を説明したが、以上の説明からこの分野の専門家が多くの代替物、修正物、均等物を思い浮かべることは明らかである。したがって、特許請求の範囲および発明の精神に含まれるすべての他の代替物、修正物、および均等物は本発明に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】レーザダイオード構造を支持基体に接着剤で取付ける様子を示す図である。
【図１ｂ】透明基体と半導体膜を紫外線エキシマレーザ光にさらす様子を示す図である。
【図１ｃ】境界面で半導体膜から透明基体を取り除く様子を示す図である。
【図１ｄ】支持基体に接着された半導体膜に取付けられた第２の支持層を示す図である。
【図１ｅ】半導体膜と支持基体を有機溶剤に浸漬して接着層を除去し、支持基体を取り除く様子を示す図である。
【図１ｆ】単一レーザダイオード構造を最終基体を含む構造に取付ける様子を示す図である。
【図１ｇ】単一レーザダイオードの最終構造を示す図である。
【図１ｈ】４レーザダイオードアレイの最終構造を示す図である。
【図２ａ】本発明に係るもう１つの実施例において、新しい熱伝導性親基体をレーザダイオード構造の上に堆積させる第１ステップを示す図である。
【図２ｂ】サファイア成長基体を取り除く第２ステップを示す図である。
【図３ａ】本発明に係るさらに別の実施例において、新しい熱伝導性および電気伝導性を有する親基体をレーザダイオード構造の上に堆積させる第１ステップを示す図である。
【図３ｂ】サファイア成長基体を取り除く第２ステップを示す図である。
【図４】シリコンとInGaAlN薄膜の結晶面を示す図である。
【図５】 InGaAlN薄膜のへき開された面を示す図である。
【図６】シリコンとInGaAlN薄膜の結晶面を示す図である。
【図７】 InGaAlN薄膜のへき開された面を示す図である。
【符号の説明】
２１５ 光学的に透明な基体
１０００ レーザダイオード構造
１０２０ P接点
１１０５ 支持基体
１１０６ 接着剤
１１１０ 半導体膜
１１１５ 透明基体の裏面
１１１７ 第２の支持層
１１１８ ｎ金属層
１１１９ 支持層
１１２０ 紫外線エクシマレーザ光
１１２１ 金属バック接点層
１１３０ GaN層
１１３８ 最終基体
１１４１ 接着層
１１４２ 金属接点層
１２９５ へき開面
１３００ 単一レーザダイオード構造
１３０１ ４レーザダイオードアレイ構造
１３５０ 最終基体を含む構造
１４００ 単一レーザダイオードの最終構造

Claims (1)

  1. 窒化物ダイオード構造を製造する方法であって、
    第１面に光学的に透明な基体が取付けられた半導体膜を準備するステップと、
    前記半導体膜の第２面に支持基体を取付けるステップと、
    前記半導体膜の第１面から前記光学的に透明な基体を取り除くステップと、
    前記半導体膜の第１面にオーミック接触する金属層を置くステップであって、前記金属層がＴｉ／Ａｌ合金を含む、前記ステップと、
    前記金属層の上に支持層を置くステップであって、前記支持層がインジウムを含み、前記支持層の融点が前記金属層の合金温度より低い、前記ステップと、
    前記支持基体から前記半導体膜を切り離すステップと、
    前記支持層を基体上に置くステップと
    を含むことを特徴とする方法。
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Families Citing this family (148)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6562648B1 (en) * 2000-08-23 2003-05-13 Xerox Corporation Structure and method for separation and transfer of semiconductor thin films onto dissimilar substrate materials
DE10042947A1 (de) * 2000-08-31 2002-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
DE10111501B4 (de) * 2001-03-09 2019-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1404883B1 (en) * 2001-05-24 2014-07-16 Fry's Metals, Inc. Thermal interface material and heat sink configuration
US7067849B2 (en) 2001-07-17 2006-06-27 Lg Electronics Inc. Diode having high brightness and method thereof
JP4131623B2 (ja) * 2001-09-12 2008-08-13 三洋電機株式会社 電極構造およびその製造方法
US6949395B2 (en) * 2001-10-22 2005-09-27 Oriol, Inc. Method of making diode having reflective layer
US7148520B2 (en) 2001-10-26 2006-12-12 Lg Electronics Inc. Diode having vertical structure and method of manufacturing the same
JP2003168820A (ja) * 2001-12-03 2003-06-13 Sony Corp 剥離方法、レーザー光の照射方法及びこれらを用いた素子の製造方法
ATE445233T1 (de) * 2002-01-28 2009-10-15 Nichia Corp Nitrid-halbleiterbauelement mit einem trägersubstrat und verfahren zu seiner herstellung
US6869820B2 (en) * 2002-01-30 2005-03-22 United Epitaxy Co., Ltd. High efficiency light emitting diode and method of making the same
TWI226139B (en) * 2002-01-31 2005-01-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method to manufacture a semiconductor-component
US6960490B2 (en) * 2002-03-14 2005-11-01 Epitactix Pty Ltd. Method and resulting structure for manufacturing semiconductor substrates
US6818532B2 (en) * 2002-04-09 2004-11-16 Oriol, Inc. Method of etching substrates
US20030189215A1 (en) 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
US8294172B2 (en) 2002-04-09 2012-10-23 Lg Electronics Inc. Method of fabricating vertical devices using a metal support film
US6682955B2 (en) * 2002-05-08 2004-01-27 Micron Technology, Inc. Stacked die module and techniques for forming a stacked die module
US20030235415A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-25 Peters Frank H. Optical communication devices and optical communication methods
US20040140474A1 (en) * 2002-06-25 2004-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device, method for fabricating the same and method for bonding the same
US6841802B2 (en) * 2002-06-26 2005-01-11 Oriol, Inc. Thin film light emitting diode
KR101030068B1 (ko) * 2002-07-08 2011-04-19 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자
US7928455B2 (en) * 2002-07-15 2011-04-19 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device and method for forming the same
US7180099B2 (en) * 2002-11-11 2007-02-20 Oki Data Corporation Semiconductor apparatus with thin semiconductor film
US7087444B2 (en) * 2002-12-16 2006-08-08 Palo Alto Research Center Incorporated Method for integration of microelectronic components with microfluidic devices
FR2850390B1 (fr) * 2003-01-24 2006-07-14 Soitec Silicon On Insulator Procede d'elimination d'une zone peripherique de colle lors de la fabrication d'un substrat composite
KR101247727B1 (ko) * 2003-01-31 2013-03-26 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 반도체 소자 제조 방법
US7122095B2 (en) 2003-03-14 2006-10-17 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies S.A. Methods for forming an assembly for transfer of a useful layer
CN100502062C (zh) * 2003-04-30 2009-06-17 美商克立股份有限公司 具有小型光学元件的高功率发光器封装
FR2855650B1 (fr) * 2003-05-30 2006-03-03 Soitec Silicon On Insulator Substrats pour systemes contraints et procede de croissance cristalline sur un tel substrat
CN100483612C (zh) * 2003-06-04 2009-04-29 刘明哲 用于制造垂直结构的复合半导体器件的方法
US8999736B2 (en) 2003-07-04 2015-04-07 Epistar Corporation Optoelectronic system
US20050048736A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Sebastien Kerdiles Methods for adhesive transfer of a layer
IL158016A (en) * 2003-09-18 2005-12-18 Pnina Maron Method for preparing decorative elements
US20080210970A1 (en) * 2003-09-19 2008-09-04 Tinggi Technologies Private Limited Fabrication of Conductive Metal Layer on Semiconductor Devices
JP2007521635A (ja) * 2003-09-19 2007-08-02 ティンギ テクノロジーズ プライベート リミテッド 半導体デバイスの製造
JP2005129825A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Sumitomo Chemical Co Ltd 化合物半導体基板の製造方法
CN100489569C (zh) 2003-10-28 2009-05-20 株式会社半导体能源研究所 制作光学膜的方法
KR20110091797A (ko) 2003-11-28 2011-08-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치
JP2005223165A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系発光素子
DE102004007060B3 (de) * 2004-02-13 2005-07-07 Thallner, Erich, Dipl.-Ing. Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von Wafern
US7001824B2 (en) * 2004-02-20 2006-02-21 Supernova Optoelectronics Corporation Gallium nitride vertical light emitting diode structure and method of separating a substrate and a thin film in the structure
WO2005088743A1 (en) * 2004-03-15 2005-09-22 Tinggi Technologies Private Limited Fabrication of semiconductor devices
US7202141B2 (en) * 2004-03-29 2007-04-10 J.P. Sercel Associates, Inc. Method of separating layers of material
WO2005098974A1 (en) * 2004-04-07 2005-10-20 Tinggi Technologies Private Limited Fabrication of reflective layer on semiconductor light emitting diodes
CN101366121B (zh) * 2004-04-28 2011-05-04 沃提科尔公司 垂直结构半导体器件
US7791061B2 (en) 2004-05-18 2010-09-07 Cree, Inc. External extraction light emitting diode based upon crystallographic faceted surfaces
US7332365B2 (en) * 2004-05-18 2008-02-19 Cree, Inc. Method for fabricating group-III nitride devices and devices fabricated using method
TWI433343B (zh) * 2004-06-22 2014-04-01 Verticle Inc 具有改良光輸出的垂直構造半導體裝置
KR100541111B1 (ko) * 2004-06-25 2006-01-11 삼성전기주식회사 다파장 반도체 레이저 제조방법
KR100541110B1 (ko) * 2004-06-25 2006-01-11 삼성전기주식회사 다파장 반도체 레이저 제조방법
US7534633B2 (en) * 2004-07-02 2009-05-19 Cree, Inc. LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same
US7439551B2 (en) * 2004-07-08 2008-10-21 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light emitting device
JP2006073619A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Sharp Corp 窒化物系化合物半導体発光素子
JP4371956B2 (ja) * 2004-09-02 2009-11-25 シャープ株式会社 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法
US8174037B2 (en) * 2004-09-22 2012-05-08 Cree, Inc. High efficiency group III nitride LED with lenticular surface
US7259402B2 (en) * 2004-09-22 2007-08-21 Cree, Inc. High efficiency group III nitride-silicon carbide light emitting diode
US8513686B2 (en) * 2004-09-22 2013-08-20 Cree, Inc. High output small area group III nitride LEDs
US7737459B2 (en) * 2004-09-22 2010-06-15 Cree, Inc. High output group III nitride light emitting diodes
US20060073621A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Palo Alto Research Center Incorporated Group III-nitride based HEMT device with insulating GaN/AlGaN buffer layer
TWI389334B (zh) * 2004-11-15 2013-03-11 Verticle Inc 製造及分離半導體裝置之方法
US8288942B2 (en) * 2004-12-28 2012-10-16 Cree, Inc. High efficacy white LED
US20060154393A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-13 Doan Trung T Systems and methods for removing operating heat from a light emitting diode
TWI352437B (en) 2007-08-27 2011-11-11 Epistar Corp Optoelectronic semiconductor device
US7932111B2 (en) * 2005-02-23 2011-04-26 Cree, Inc. Substrate removal process for high light extraction LEDs
KR100631129B1 (ko) 2005-03-29 2006-10-02 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자의 제조방법
JP4767035B2 (ja) * 2005-04-12 2011-09-07 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
KR20060131327A (ko) * 2005-06-16 2006-12-20 엘지전자 주식회사 발광 다이오드의 제조 방법
TWI285969B (en) * 2005-06-22 2007-08-21 Epistar Corp Light emitting diode and method of the same
US8674375B2 (en) * 2005-07-21 2014-03-18 Cree, Inc. Roughened high refractive index layer/LED for high light extraction
US20070019699A1 (en) * 2005-07-22 2007-01-25 Robbins Virginia M Light emitting device and method of manufacture
DE102005055293A1 (de) * 2005-08-05 2007-02-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleiterchips und Dünnfilm-Halbleiterchip
US7608471B2 (en) * 2005-08-09 2009-10-27 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method and apparatus for integrating III-V semiconductor devices into silicon processes
US7939351B2 (en) * 2005-09-16 2011-05-10 Showa Denko K.K. Production method for nitride semiconductor light emitting device
SG130975A1 (en) 2005-09-29 2007-04-26 Tinggi Tech Private Ltd Fabrication of semiconductor devices for light emission
US7772038B2 (en) * 2005-09-30 2010-08-10 Retro Reflective Optics, Llc CMOS process for fabrication of ultra small or non standard size or shape semiconductor die
SG131803A1 (en) * 2005-10-19 2007-05-28 Tinggi Tech Private Ltd Fabrication of transistors
US7829909B2 (en) * 2005-11-15 2010-11-09 Verticle, Inc. Light emitting diodes and fabrication methods thereof
US7528681B2 (en) * 2005-12-20 2009-05-05 Palo Alto Research Center Incorporated Acoustic devices using an AlGaN piezoelectric region
SG133432A1 (en) * 2005-12-20 2007-07-30 Tinggi Tech Private Ltd Localized annealing during semiconductor device fabrication
US20090001402A1 (en) * 2006-03-22 2009-01-01 Rohm Co., Ltd. Semiconductor element and method of making the same
JP4969120B2 (ja) * 2006-03-22 2012-07-04 ローム株式会社 半導体発光素子
KR100736623B1 (ko) * 2006-05-08 2007-07-09 엘지전자 주식회사 수직형 발광 소자 및 그 제조방법
US8008676B2 (en) 2006-05-26 2011-08-30 Cree, Inc. Solid state light emitting device and method of making same
KR20090019871A (ko) 2006-05-31 2009-02-25 크리 엘이디 라이팅 솔루션즈, 인크. 조명 장치 및 조명 방법
EP2458652B1 (en) * 2006-06-23 2023-08-02 LG Electronics Inc. Method of making light emitting diodes having vertical topology
US7885306B2 (en) * 2006-06-30 2011-02-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Edge-emitting semiconductor laser chip
DE102006060410A1 (de) * 2006-06-30 2008-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaserchip
DE102007004303A1 (de) 2006-08-04 2008-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Dünnfilm-Halbleiterbauelement und Bauelement-Verbund
US7829440B2 (en) * 2006-08-07 2010-11-09 Semileds Optoelectronics Co. Ltd. Method of separating semiconductor dies
SG140473A1 (en) 2006-08-16 2008-03-28 Tinggi Tech Private Ltd Improvements in external light efficiency of light emitting diodes
KR20090048640A (ko) * 2006-08-23 2009-05-14 크리 엘이디 라이팅 솔루션즈, 인크. 조명 장치 및 조명 방법
SG140512A1 (en) * 2006-09-04 2008-03-28 Tinggi Tech Private Ltd Electrical current distribution in light emitting devices
JP2008091862A (ja) * 2006-09-08 2008-04-17 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法
US20100224890A1 (en) * 2006-09-18 2010-09-09 Cree, Inc. Light emitting diode chip with electrical insulation element
KR101262226B1 (ko) * 2006-10-31 2013-05-15 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자의 제조방법
JP2008117824A (ja) * 2006-11-01 2008-05-22 Sharp Corp 窒化物系半導体素子の製造方法
WO2008070604A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-12 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting device and lighting method
US9310026B2 (en) 2006-12-04 2016-04-12 Cree, Inc. Lighting assembly and lighting method
DE102007004304A1 (de) 2007-01-29 2008-07-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip und Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Leuchtdioden-Chips
US8123384B2 (en) * 2007-07-17 2012-02-28 Cree, Inc. Optical elements with internal optical features and methods of fabricating same
US8102045B2 (en) * 2007-08-08 2012-01-24 Infineon Technologies Ag Integrated circuit with galvanically bonded heat sink
US8617997B2 (en) * 2007-08-21 2013-12-31 Cree, Inc. Selective wet etching of gold-tin based solder
US11114594B2 (en) 2007-08-24 2021-09-07 Creeled, Inc. Light emitting device packages using light scattering particles of different size
US9431589B2 (en) 2007-12-14 2016-08-30 Cree, Inc. Textured encapsulant surface in LED packages
JP5288852B2 (ja) * 2008-03-21 2013-09-11 スタンレー電気株式会社 半導体素子の製造方法
CN102106001B (zh) * 2008-04-02 2014-02-12 宋俊午 发光器件及其制造方法
WO2009148253A2 (ko) 2008-06-02 2009-12-10 고려대학교 산학협력단 반도체 발광소자 제조용 지지기판 및 상기 지지기판을 이용한 반도체 발광소자
TWI495141B (zh) * 2008-08-01 2015-08-01 Epistar Corp 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置
EP2311108B1 (en) * 2008-09-30 2013-08-21 LG Innotek Co., Ltd Semiconductor light emitting device
KR101543328B1 (ko) * 2008-11-18 2015-08-11 삼성전자주식회사 발광 소자 및 발광 소자의 제조 방법
KR101007113B1 (ko) * 2008-11-25 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US7749782B1 (en) 2008-12-17 2010-07-06 Palo Alto Research Center Incorporated Laser roughening to improve LED emissions
US8124993B2 (en) * 2008-12-17 2012-02-28 Palo Alto Research Center Incorporated Selective decomposition of nitride semiconductors to enhance LED light extraction
US8409366B2 (en) * 2009-06-23 2013-04-02 Oki Data Corporation Separation method of nitride semiconductor layer, semiconductor device, manufacturing method thereof, semiconductor wafer, and manufacturing method thereof
JP5070247B2 (ja) * 2009-06-23 2012-11-07 株式会社沖データ 半導体装置の製造方法、及び半導体装置
US8409888B2 (en) * 2009-06-30 2013-04-02 Joseph John Rumpler Highly integrable edge emitting active optical device and a process for manufacture of the same
US8000371B2 (en) 2009-09-22 2011-08-16 Palo Alto Research Center Incorporated Vertical surface emitting semiconductor device
JP5507197B2 (ja) * 2009-10-23 2014-05-28 スタンレー電気株式会社 光半導体素子、光半導体素子の製造方法及び光半導体装置の製造方法
WO2011071889A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-16 J.P. Sercel Associates, Inc. Laser lift off systems and methods
US9669613B2 (en) 2010-12-07 2017-06-06 Ipg Photonics Corporation Laser lift off systems and methods that overlap irradiation zones to provide multiple pulses of laser irradiation per location at an interface between layers to be separated
WO2011069242A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-16 Cooledge Lighting Inc. Semiconductor dice transfer-enabling apparatus and method for manufacturing transfer-enabling apparatus
US20110151588A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Cooledge Lighting, Inc. Method and magnetic transfer stamp for transferring semiconductor dice using magnetic transfer printing techniques
US8334152B2 (en) * 2009-12-18 2012-12-18 Cooledge Lighting, Inc. Method of manufacturing transferable elements incorporating radiation enabled lift off for allowing transfer from host substrate
US8329482B2 (en) 2010-04-30 2012-12-11 Cree, Inc. White-emitting LED chips and method for making same
JP6027970B2 (ja) * 2010-09-10 2016-11-16 バーレイス テクノロジーズ エルエルシー 半導体ドナーから分離された層を使用するオプトエレクトロニクスデバイスの製造方法、およびそれによって製造されたデバイス
EP2711991A4 (en) * 2011-05-19 2015-05-20 Lattice Power Jiangxi Corp METHOD FOR PRODUCING A FILM CHIP ON GALLIUM NITRIDE BASE
JP5611122B2 (ja) * 2011-05-27 2014-10-22 シチズンホールディングス株式会社 半導体発光素子の製造方法
KR101350812B1 (ko) * 2011-07-25 2014-01-13 주식회사 칩테크놀러지 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법
CN103305909B (zh) * 2012-03-14 2016-01-20 东莞市中镓半导体科技有限公司 一种用于GaN生长的复合衬底的制备方法
KR101922118B1 (ko) 2012-08-27 2018-11-26 삼성전자주식회사 플렉서블 반도체소자 및 그 제조방법
WO2014066740A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Element Six Technologies Us Corporation Semiconductor devices with improved reliability and operating life and methods of manufacturing the same
SG11201503368TA (en) 2013-01-29 2015-05-28 Univ Nanyang Tech Method of fabricating semiconductor devices
US8896008B2 (en) 2013-04-23 2014-11-25 Cree, Inc. Light emitting diodes having group III nitride surface features defined by a mask and crystal planes
JP5931803B2 (ja) * 2013-06-10 2016-06-08 日本電信電話株式会社 窒化物半導体装置の製造方法
JP2015032797A (ja) * 2013-08-06 2015-02-16 日本電信電話株式会社 窒化物半導体装置とその製造方法
RU2546858C1 (ru) * 2013-11-29 2015-04-10 Юрий Георгиевич Шретер Способ изготовления полупроводниковых приборных структур, основанный на клонировании исходных подложек (варианты)
WO2016033557A2 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 University Of Virginia Quasi-vertical diode with integrated ohmic contact base and related method thereof
US20160141220A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Hetero-bipolar transistor and method for producing the same
DE102015210384A1 (de) * 2015-06-05 2016-12-08 Soitec Verfahren zur mechanischen Trennung für eine Doppelschichtübertragung
US9728934B2 (en) * 2015-08-31 2017-08-08 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Back-side-emitting vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) wafer bonded to a heat-dissipation wafer, devices and methods
EP3568873B1 (en) 2017-01-13 2023-11-08 Massachusetts Institute of Technology A method of forming a multilayer structure for a pixelated display and a multilayer structure for a pixelated display
DE102017130131B4 (de) * 2017-12-15 2021-08-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen und optoelektronisches Halbleiterbauteil
CN114175261A (zh) 2019-07-25 2022-03-11 日亚化学工业株式会社 图像显示装置的制造方法以及图像显示装置
CA3177142A1 (en) * 2020-04-27 2021-11-04 Oussama MOUTANABBIR Short-wave infrared and mid-wave infrared optoelectronic device and methods for manufacturing the same
CN112967947B (zh) * 2020-06-16 2023-03-24 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种去除金属镓的装置及方法
US20230056416A1 (en) * 2021-08-23 2023-02-23 Palo Alto Research Center Incorporated Process of transferring of vcsel epi layer onto metal host substrate
KR102545087B1 (ko) * 2022-09-19 2023-06-20 웨이브로드 주식회사 반도체 발광 소자용 에피택시 다이, 이를 포함하는 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
KR102566048B1 (ko) * 2022-09-19 2023-08-14 웨이브로드 주식회사 반도체 발광 소자용 에피택시 다이, 이를 포함하는 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391257A (en) * 1993-12-10 1995-02-21 Rockwell International Corporation Method of transferring a thin film to an alternate substrate
US5985687A (en) * 1996-04-12 1999-11-16 The Regents Of The University Of California Method for making cleaved facets for lasers fabricated with gallium nitride and other noncubic materials
US6033995A (en) * 1997-09-16 2000-03-07 Trw Inc. Inverted layer epitaxial liftoff process
US6071795A (en) 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
JP2000196197A (ja) * 1998-12-30 2000-07-14 Xerox Corp 成長基板が除去された窒化物レ―ザダイオ―ドの構造及び窒化物レ―ザダイオ―ドアレイ構造の製造方法
US6744800B1 (en) * 1998-12-30 2004-06-01 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on an insulating substrate
US6320206B1 (en) * 1999-02-05 2001-11-20 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light emitting devices having wafer bonded aluminum gallium indium nitride structures and mirror stacks
US6214733B1 (en) * 1999-11-17 2001-04-10 Elo Technologies, Inc. Process for lift off and handling of thin film materials
US6562648B1 (en) * 2000-08-23 2003-05-13 Xerox Corporation Structure and method for separation and transfer of semiconductor thin films onto dissimilar substrate materials

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