TW201031027A - Method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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Description
201031027 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關發光元件之製造方法。 【先前技術】 • 可釋放包含藍〜紅色之可視光的半導體發光元件係可 • 廣泛使用於照明,顯示器,及信號機等。當將如此之發光 Φ 元件作爲高亮度時,作爲取代於螢光燈或白熱燈泡等之光 源,更可擴大用途。另外,經由驅動電流之降低,低消耗 電力則變爲容易。 此情況,在將帶隙波長乃略870nm之GaAs等作爲基 板之發光元件中,具有從發光元件所釋放之700ηιη以下 之發光波長的可視光乃由基板所吸收,有著亮度下降之問 題。 假使,將帶隙波長乃略5 50nm之GaP等作爲基板 φ 時,較其波長爲長之可視光係可降低經由基板之光吸收之 故,提昇亮度之情況則變爲容易。但,可釋放從黃綠至紅 色波長範圍的可視光之InGaAlP系半導體之晶格常數係與 GaP之晶格常數的差乃大數%,於GaP基板直接形成低結 . 晶缺陷密度之InGaAlP系發光層者乃爲困難。 • 有著有關經由晶圓黏接的發光元件之製造方法的技術 揭示例(日本特開2005-19424號)。在此例中,將基板 與發光層部,藉由金屬層而黏接。此情況,設置擴散阻擋 用半導體層,抑制從金屬層對於發光層之金屬擴散,控制 -5- 201031027 發光特性之下降。 但在基板貼合之熱處理工程,控制基板之斷裂同時, 得到良好之晶圓黏接特性者乃爲困難。 【發明內容】 本申請發明係提供:具備 形成具有第1基板,和設置於前述第1基板上,且含 有發光層之第1半導體層,和設置於前述第1半導體層上 之第1金屬層的第1層積體之工程、 和形成具有與前述第1基板之熱膨脹係數不同熱膨脹 係數之第2基板,和設置於前述第2基板上之第2金屬層 的第2層積體之工程、 在使前述第1金屬層與前述第2金屬層接觸之狀態, 進行加熱之第1黏接工程、 和於前述第1黏接工程之後,去除前述第1基板的工 程, 在前述去除工程之後,在較前述第1黏接工程之溫度 爲高之溫度進行加熱之第2黏接工程者爲特徵之發光元件 之製造方法。 另外,本申請發明係提供:具備 形成具有由GaAs、GaP、SiC任一所成之第1基板’和設 置於前述第1基板上,且含有發光層之第1半導體層,和 設置於前述第1半導體層上之第1金屬層的第1層積體之 工程、 -6- 201031027 和形成具有與前述第1基板之熱膨脹係數不同熱膨脹 係數,由Si、Ge、及SiC之任一所成之第2基板,和設 置於前述第2基板上之第2金屬層的第2層積體之工程、 在使前述第1金屬層與前述第2金屬層接觸之狀態, 進行加熱之第1黏接工程、 • 和於前述第1黏接工程之後,去除前述第1基板的工 ' 程、 _ 和在前述去除工程之後,在較前述第1黏接工程之溫 度爲高之溫度進行加熱之第2黏接工程者爲特徵之發光元 件之製造方法。 另外’本申請發明係提供:具備 形成具有由藍寶石所成之第1基板,和設置於前述第 1基板上’且含有發光層之第1半導體層,和設置於前述 第1半導體層上之第1金屬層的第1層積體之工程、 和形成具有與前述第1基板之熱膨脹係數不同熱膨脹 φ 係數,由Si、Ge、及SiC之任一所成之第2基板,和設 置於前述第2基板上之第2金屬層的第2層積體之工程、 和在使前述第1金屬層與前述第2金屬層接觸之狀 態’進行加熱之第1黏接工程、 • 和於前述第1黏接工程之後,去除前述第1基板的工 - 程、 和在前述去除工程之後,在較前述第1黏接工程之溫 度爲高之溫度進行加熱之第2黏接工程者爲特徵之發光元 件之製造方法。 201031027 【實施方式】 以下,參照圖面同時,對於本發明之實施形態加以說 明。 圖1乃有關本發明之第1實施形態的發光元件之模式 剖面圖。 第2基板40係例如由p型Si所成,將其厚度作爲 250μιη等。但基板並不限定於此,而亦可爲Ge或SiC等 之材料,另外,導電型乃η型亦可。第2基板40,和設 置其上方之第2金屬層42係構成第2層積體43。 另外,由化合物半導體所成之半導體構造46,係藉 由第1金屬層44而與第2層積體43加以黏接。即,第1 金屬層44與第2金屬層42係在黏接介面47加以黏接。 然而,第1金屬層44及第2金屬層42係可作爲例如將 Ti、Pt、Au,由其順序層積之構成者。此情況,成爲相互 黏接最上層之Au膜者。 另外,對於半導體層46之上方係設置有上側電極 50,另外對於第2基板40係設置有下側電極52。半導體 層46係具有發光層46a,從發光層46a各釋放光於上方 及側方。另外,從發光層46a釋放於下方的光係可在第1 金屬層44,反射於上方或側方,可提昇亮度。假設,發 光層46a乃InGaAlP系半導體時,釋放光係可作爲可視光 之波長範圍者。 然而,在本說明書中,InGaAlP系係指以 201031027
Inx ( GayAl!.y ) hXP (但、〇Sx各 1、OSyS 1)而成的組 成式所表示之材料,作爲亦包含添加有P型不純物或n型 不純物之構成者。 圖2 ( a)〜圖2(d)乃有關第1實施形態的發光元件之 製造方法的工程剖面圖。 如圖2 ( a),於η型GaAs等所成之第1基板48之 上方,將含有InGaAlP等之半導體層 46,例如使用 MOC VD ( Metal Οrganic Chemical Vapor D eposition )法 或 MBE( Molecular Beam Epitaxy)法等而形成,更且, 形成第1金屬層44而作爲第1層積體49。發光層46a乃 InGaAlP系半導體之情況,成爲可釋放從黃綠至紅色之波 長範圍的可視光。即,InGaAlP等所成之半導體層46係 對於GaAs晶格匹配容易之故,可作爲良好之結晶者。對 此,於晶格常數不同之 Si基板的上方,直接形成 InGaAlP半導體層者則爲困難。 使用於 MOCVD法之原料係例如可作爲 TMG (Trimethyl Gallium) 、TM A ( Trimethyl Aluminum )、 TMI ( Trimethyl Indium )等之有機金屬、或三氫化砷 (AsH3 )、磷化氫(PH3 )等之氫化物氣體等者。另外, 作爲P型不純物係可作爲將DMZ ( Dimethyl Zinc )作爲 原料之Zn等者,作爲n型不純物係可作爲Si等者。 另一方’如圖2(b),於p型Si等所成之第2基板40 之上方,將第2金屬層42,使用真空蒸鍍法等而形成, 作爲第2層積體43。 -9 - 201031027 接著,使第1金屬層44及第2金屬層42 ’例如在室 溫接觸,進行例如在l〇〇~2〇〇°C之溫度範圍進行略3〇分 鐘加熱的第1黏接工程。由如此作爲,如圖2 ( c ) ’第1 層積體49與第2層積體43係在黏接介面47加以黏接。 此情況,將貼合,例如在真空中或低壓力中進行時, 因排除在貼合界面之空氣等而密著性提昇之故而更佳。另 外,在非活性氣體環境或真空中進行加熱時,因可控制第 1及第2金屬層44,45之氧化之故而更佳。 接著,如圖2(d)將第1基板48,使用機械性硏磨 法及溶液蝕刻法之至少一方等而去除。此情況,亦可將第 1基板48完全去除,或亦可殘留一部分。在此之後,在 較第1黏接工程之溫度爲高,例如在3 50〜5 00°C之溫度範 圍進行略30分鐘加熱的第2黏接工程。將第2黏接工 程,在非活性氣體環境中進行時,因可控制第1及第2金 屬層44,42之氧化之故而更佳。然而,將第1及第2金 屬層44,42作爲ΊΊ/ Pt/ Au之多層構造,加上加重之同 時,進行第1及第2黏接工程時,在Au與Au之間可提 昇黏接強度之故而更佳。 接著’形成上側電極5 0及下側電極5 2,將上側電極 50與半導體層46之間,及下側電極52與第2基板40之 間,作爲電阻性接觸。此情況,爲了形成電阻性接觸之燒 結物溫度係當例如’作爲較第2黏接工程之溫度爲低之 3 50°C時,在上側電極50與半導體層46,下側電極52第 2基板40之間,可作爲安定之電阻性接觸者。 -10- 201031027 或,在去除第1基板48之工程之後,作爲形成上側 電極50及下側電極52,加溫至較第1黏接工程之溫度爲 高之溫度的第2黏接工程亦可。此情況,將第2黏接工程 之溫度作爲例如在3 5 0~500°C之溫度範圍時,在提昇黏接 強度的同時,可形成電阻性接觸者。由如此作爲,完成圖 1所示之發光元件》 更且,在第1黏接工程中,對於黏接之Au等金屬表 % 面,照射離子及電漿等時,可去除不要的氧化膜及有機物 等,可於金屬表面露出原子之活性的結合手。即,可降低 對於結合所需之能量。因此,在更低溫中,黏接則變爲容 易之故而更佳。假設在表面活性化之後,在超高真空下, 進行黏接時,亦有可在接近常溫的溫度進行晶圓之黏接情 況。 在本製造方法中,第1黏接工程乃以較第2黏接工程 爲低溫加以進行,但確保在去除第1基板48之工程中, % 產生磊晶層之半導體層46剝離等之黏接強度情況係爲容 易。另外,第2黏接工程係在去除第1基板48之後加以 進行。假設未進行第2黏接工程時,有產生無法確保承受 晶片分離工程之黏接強度情況。在本實施型態中,經由進 ' 行較第1黏接工程之溫度爲高溫度之第2黏接工程之時, 第1金屬層44與第2金屬層42之黏接強度乃變更高,可 抑制在晶片分離或組裝工程之晶片破損。 更且,因抑制在黏接界面47晶圓斷裂及錯位之故, 在得到改善亮度及信賴性之元件特性情況則變爲容易。然 -11 - 201031027 而,對於未藉由金屬層而黏接半導體層,與半導體或藍寶 石等所成之基板,必須以更高的溫度進行黏接者。 當將第2基板40作爲Si時,基板強度乃較Ga As等 爲高,另外晶片分離乃容易之故,可作爲量產量高之組裝 工程者。 圖3(a)〜圖3(d)乃有關比較例的發光元件之製造方 法的工程剖面圖。 如圖3(a),於η型GaAs等所成之第1基板148之上 方,將InGaAlP系半導體等所成之半導體層146,及第1 金屬層144,使用真空蒸鍍法等而形成。第1金屬層144 係可作爲從半導體層146,例如以Ti、Pt、Au的順序加 以層積之構成者。 另一方,如圖3(b),於p型Si等所成之第2基板 140之上方,將例如由Ti/ P t/ Au等所成之第2金屬層 142,使用真空蒸銨法等而形成。 接著,在將此等晶圓表面之第1及第2金屬層144、 1 42,例如以在真空中進行貼合之狀態,在非活性氣體環 境中等,進行300〜500°C之溫度範圍略30分鐘加熱的黏 接工程。由如此作爲,2個晶圓係在黏接界面147加以黏 接(圖 3 ( c))。 接著,如圖3(d)將第1基板148,使用機械性硏磨 法及溶液蝕刻法之至少一方等而去除。此情況,亦可將第 1基板148完全去除,或亦可殘留一部分。在其之後,形 成上側電極及下側電極,分離成晶片。 -12- 201031027 在此,例如將第1基板1 48,作爲直徑爲3英吋,且 厚度爲300μιη之GaAs所成之構成,而將第2基板140, 作爲直徑爲3英吋,且厚度爲250μιη之Si所成之構成。 將含有此等之基板的層積體,在真空中進行貼合,加上加 重的同時,進行略300°C之熱處理並使用測微儀測定黏接 之晶圓的彎曲。彎曲係ΙΟΟμιη以下,雖可控制斷裂產 生,但產生有數十直徑數mm之孔隙。 Ο —般,對於Si與GaAs之間係有大的熱膨脹係數差之 故,在加熱之黏接工程,於雙方的基板之間產生大的應力 作用。因此,於圖3 ( c )以點線所示之範圍140a, 14 8b,容易產生錯位或斷裂。錯位或斷裂係因使晶片之機 械性強度降低之故,在組裝工程中容易產生晶片之破損 等。更且,因錯位或斷裂而引起之結晶缺陷乃擴大至發光 層146a時,有著使光輸出等降低之情況。在黏接由不同 材料所成之2個基板的狀態,將加熱溫度作爲更低時,可 φ 降低應力之另一方面,因黏接強度降低之故,對於溫度之 下將繫有界限。 即,在比較例中,降低黏接溫度而作爲低應力,控制 斷裂,但控制空隙之產生者則爲困難。一般,對於以晶圓 狀態而黏接未含金屬之半導體或絕緣體,係較藉由金屬層 之黏接溫度爲高,例如作爲600°C以上等。此情況,Zti等 之不純物原子則進入至發光層等,容易使發光特性劣化。 對此,在本實施型態中,藉由金屬層,以600°C以下進行 晶圓黏接,而可控制特性之劣化之故而更佳。另外,作爲 -13- 201031027 基板而可使用Si者,提昇機械性強度者則變爲容易之 故,可提昇組裝工程之量產性。 圖4 ( a)〜圖4(d)乃有關第2實施形態的發光元件之 製造方法的工程剖面圖。 即’第1層積體49之第1金屬層44係作爲具有由 Ti/ P t/Au等所成之第1金屬膜44a,由AuSn等所成之 第2金屬膜44b,由Au等所成之第3金屬膜44c的構成 (圖4(a))。然而,雖可省略第3金屬膜44c,但經由 設置此等而抑制在真空或低壓力中之貼合工程中的Sn等 之蒸發,可控制真空裝置內之污染之故而更佳。 另外’在圖4(a)中,作爲第2金屬膜44b而使用 AuSn共晶焊料(經由組成比,可控制融點,但在略270 °C附近有極小値)之情況,當將第1黏接工程(圖4 (c))的溫度作爲其融點以下之例如250。(:時,第1層 積體49與第2層積體43之黏接強度係可作爲承受由 GaAs所成之第1基板48的蝕刻之黏接強度。此情況,例 如使用硫酸系與過氧化氫水,或氨與過氧化氫水之混合液 等而除去第1基板48 (圖4(d))。 之後,例如以300°C融熔AuSn共晶焊料時,薄的Au 等所成之第3金屬膜44c係與AuSn焊料成爲一體加以融 熔,或與構成第2金屬層42之Au加以黏接。由如此作 爲’可作爲控制孔隙’作爲黏接強度高的黏接界面47 者。然而,將第1及第2黏接工程,在非活性氣體環境中 進行時,可控制第1金屬層44及第2金屬層42之氧化。 -14- 201031027 另外,當加上加重時,更可提昇黏接強度者。在本實施型 態中,在第2黏接工程之降溫過程,因均已去除如Ga As 之第1基板48之故,如Si之第2基板40係不會受到來 自GaAs之應力而抑制斷裂及錯位乃變爲容易。 在此,將第2基板40,作爲直徑爲3英吋,且厚度 爲250μιη之Si基板,而將第1基板48,作爲直徑爲3英 吋,且厚度爲3 00 μιη之GaAs基板。將第1層積體49與 第2層積體43,經由在貼合狀態加熱至300°C之時而黏 接,測定晶圓之彎曲時,變大成300~400μπι,對於Si晶 圓產生斷裂。此係根據經由室溫與AuSn產生融熔之約 300 °C之間的溫度差而產生之熱膨脹係數而產生之應力。 即,在使用AuSn共晶焊料之黏接,在以融點或較其稍微 爲低之溫度,固定黏接界面之原子,冷卻至室溫之過程, 應力變大,判斷到較Au-Au之黏接而容易產生斷裂。 在300K之熱膨脹係數(或熱膨脹率)係在Si乃 2.4xlO_6/K、在 GaAs 乃 6.4χ1(Γ6/Κ、在 Au 乃 14.2χ1(Γ6/Κ、而Si乃較GaAs或Au爲小之故,在從融熔 至室溫的降溫過程,對於Si基板加上壓縮應力。即,在 黏接材質不同之基板的狀態,當從略3 00 °C降溫至室溫 時,於熱膨脹係數小的基板加上壓縮應力之故,成爲容易 產生斷裂而不理想。在本實施型態中,在第1黏接工程, 在以較AuSn焊料之融點的略270 °C爲低之溫度進行黏 接,去除GaAs基板而可降低應力之狀態,升溫至融點以 上之故,降低加上於Si基板之應力的同時,經由AuSn焊 -15- 201031027 料之融熔,控制孔隙而提昇黏接強度。 作爲共晶焊料,係有AuGe (融點略3 5 6 °C ) 、AuSi (融點略3 70°C )等,作爲融點低之金屬而有In (融點略 15 6°C )等。亦可使用此等金屬者。 然而,從發光層釋放於下方的光係可經由第1金屬膜 44a,反射於上方或側方之故,提昇亮度者則變爲容易。 圖5 ( a)〜圖5(d)乃有關第2實施形態的變形例之發 光元件之工程剖面圖。 如圖5(a),將半導體層46上的第1金屬層44,作爲 例如依Ti/ P t/Au的順序層積之構造。另一方面,如圖 5(b),第2基板40上之第2金屬層42係作爲具有由Ti/ P t/ Au等所成之第1金屬膜42a,由AuSn等所成之第2 金屬膜42b,以及由Au等所成之第3金屬膜42c的構 成。如圖5(c),貼合此等,經由第1黏接工程而在黏接界 面57進行黏接。另外,去除第1基板48,更且進行第2 黏接工程。如本變形例,於第2基板40側,亦可設置 AuSn等之焊料層。更且,於第1及第2基板48,40之雙 方,設置AuSn等之焊料層而進行黏接亦可。 圖6乃有關第3實施形態的發光元件之模式剖面圖。 另外,圖7 ( a) ~圖7(d)乃顯示第3實施形態的發光 元件之製造方法的工程剖面圖。 第2層積體63,係具有由P型Si等所成之第2基板 60和第2金屬層62。另外,第1層積體69,係具有由藍 寶石等所成之第1基板68,和設置於第1基板68之半導 -16- 201031027 體層66,和第1金屬層64。第2金屬層62與第1金屬層 64係在黏接介面67加以黏接。半導體層66係由InGaAlP 系半導體所成,發光層6 6a係例如可釋放具有接近藍色之 波長的光。 然而,在本說明書中,InGaAIN系半導體係指以 IiuGayAh.x.yN ( OSxS 1、1、x+yS 1)而成的組 成式所表示之半導體,亦包含添加爲了對於此等控制導電 0 型之不純物之構成。 另外,對於半導體層66之上方係設置有上側電極 70,另外對於第2基板60的背面係設置有下側電極72。 來自發光層66a的光係可釋放於未設置有上側電極70之 半導體層66的上面,以及側方。 在圖7(a),於例如厚度爲250μιη之藍寶石等所成 之第1基板68的上方,使用MOCVD法或ΜΒΕ法等而形 成半導體層66。使用於MOCVD法之原料係例如可作爲 φ TMG、ΤΜΑ、及ΤΜΙ等之有機金屬、或氨等之氣體者。 另外,作爲ρ型不純物,可使用Mg者,作爲η型不純 勿,可使用Si者。另外,作爲Mg的源極,可使用雙環 戊二烯鎂,作爲Si的源極,可使用矽烷者。 然而,半導體層66係於第1基板68的上方,將A1N 所成的緩衝層,以略50(TC進行成長,更且作爲連續,在 略1000°c,依GaN電流阻擋層66d(厚度:0.2μηι)、η型 GaN接觸層66c(厚度:0.5μηι)、η型GaN電流擴散層(厚 度:1.5μιη)、η型InGaAIN包覆層(厚度:〇·6μιη)、發光 -17- 201031027 層 66a(厚度:Ο.ίμιη)、p型InGaAIN包覆層(厚 0·3μιη)、及p型GaN接觸層的順序,經由結晶成長 以形成。發光層66a係發光波長乃呈藍色〜綠色的範 做適當的組成。另外,Ti/P t/Au、Ni/Au、A1或 金,以及Ag或其合金等所成之第1金屬層64乃使 空蒸鍍法等加以形成。 另一方,P型Si等所成之第2基板60係使用真 鍍法等加以形成,具有Ti/ P t/ Au等所成之第2金 62(圖7(b))。第2金屬層62與第1金屬層64 由進行例如在以室溫貼合之狀態,且在非活性氣體中 10 0〜2 0 0 °C進行30分鐘加熱之第1黏接工程之時,在 界面67加以黏接(圖7 ( c))。 接著,將第1基板68,例如使用雷射剝離法及 性硏磨法之至少一方等而去除。在雷射剝離法中,從 基板68經由照射雷射光之時,在第1基板68與半導 66之界面,構成半導體層66之GaN乃分解成Ga與 經由所分解的N則氣化,體積增加之時,成爲第1 68側可去除(圖7(d))。之後,將在較第1黏接 溫度爲高的溫度,在400〜500°C進行30分鐘加熱的 黏接工程,在非活性氣體環境進行。然而,加上加 時,進行第1及第2黏接工程時,可提昇黏接強度 佳。更且,形成上側電極70及下側電極72,分割成 時,完成圖6之發光元件。然而,上側電極70係具 合電極70a及細線電極70b。 度: 而加 圍地 其合 用真 空蒸 屬層 係經 ,以 黏接 機械 第1 體層 N。 基板 工程 第2 重同 而更 晶片 有接 201031027 接合電極7〇a及細線電極7Ob係加以電性連接之故, 藉由接合導線經由接合電極70a及細線電極7 0b而注入電 流於發光層66a。另一方,對於接合電極70a與η型GaN 接觸層66c之間,係因設置有GaN電流阻擋層66d之 故’未注入電流。因此,接合電極7 0a之下方的發光層 6 6 a係抑制發光,可控制經由接合電極7 〇 a加以遮光,光 ' 取出效率下降者。另外,從發光層66a釋放於下方的光係 Θ 以第1金屬層64,反射於上方或側方之故,提昇亮度者 則爲容易。 經由本實施型態,第1黏接工程之溫度係爲100〜200 °C之範圍之故,在降溫過程中,可降低加上於基板之應 力,控制斷裂或錯位之產生。另外,在第2黏接工程中, 去除由藍寶石等所成之第1基板68之故,在更高溫度之 黏接後的降溫過程中,控制斷裂或錯位之產生同時,可降 低孔隙,作爲高的黏接強度者。因此,改善發光元件之信 φ 賴性。在本實施型態中,將第2基板60作爲Si時,較具 有藍寶石或GaN(將晶圓口徑增大者則爲困難)所成之基板 的晶片,晶片分離之後的組裝工程乃變爲容易,可提昇藍 至綠色發光元件之量產性者。 . 圖8乃有關第3實施形態的變形例之發光元件之模式 剖面圖。 於第1金屬層64與半導體層66之間,設置由IT Ο (Indium Tin Oxide)或ZnO所成,具有導電性之透明電 極65。假設,第1金屬層64乃含有Au、AuGe等時,容 -19- 201031027 易在半導體層66之間形成合金層。此合金層係吸收釋放 光,使光反射率降低。對此,設置透明電極65時,可控 制合金化及伴隨此之光反射率的下降,可保持高的光取出 效率者則變爲容易。 如根據第1~第3實施型態,可提供降低在晶圓黏接 界面之應力,改善亮度及信賴性之發光元件的製造方法。 如根據此製造方法,成爲可將可應用於照明裝置及顯示裝 置等之高亮度且高信賴性之發光裝置,經由高量產性而提 供。 以上,參照圖面同時,已對於本發明之實施形態加以 說明。但本發明則未加以限定於此等實施型態。關於構成 本發明之基板、半導體層,金屬層,層積體,電極等之材 質、尺寸、形狀、配置,及黏接條件等、即使有該業者進 行各種變更者,在不脫離本發明之主旨,均包含在本發明 之範圍。 ❹ 【圖式簡單說明】 [圖1 ]乃有關第1實施形態的發光元件之模式剖面 圖。 [圖2]乃有關第1實施形態的發光元件之製造方法的 工程剖面圖。 .
[圖3 ]乃有關比較例的發光元件之製造方法的工程剖 面圖。 [圖4]乃有關第2實施形態的發光元件之製造方法的 -20- 201031027 工程剖面圖。 [圖5 ]第2實施形態之變形例的工程剖面圖。 [圖6 ]乃有關第3實施形態的發光元件之模式剖面 圖。 [圖7]乃顯示第3實施形態的發光元件之製造方法的 工程剖面圖。 [圖8]第3實施形態之變形例的模式剖面圖。 【主要元件符號說明】 40 :第2基板 42 :第2金屬層 42a :第1金屬膜 42b :第2金屬膜 42c :第3金屬膜 43 :第2層積體 44 :上側電極 44a :第1金屬膜 44b :第2金屬膜 44c :第3金屬膜 46 :半導體層 46a :發光層 47 :黏接界面 48 :第1基板 49 :第1層積體 -21 - 201031027 5 Ο :上側電極 52 :下側電極 60 :第2基板 62 :第2金屬層 63 :第2層積體 64 :第1金屬層 66 :半導體層 66a :發光層 67 :黏接界面 68 :第1基板 7 0 :上側電極 7 0 a :接合電極 7 0b :細線電極 7 2 :下側電極 140 :第2基板 142 :第2金屬層 1 44 :第1金屬層 146 :半導體層 146a :發光層 14 8 :第1基板 22-
Claims (1)
- 201031027 七、申請專利範圍 i 一種發光元件之製造方法,其特徵乃具備:形成 具有第1基板,和設置於前述第1基板上,且含有發光層 之第1半導體層,和設置於前述第丨半導體層上之第丨金 屬層的第1層積體之工程、 和形成具有與前述第1基板之熱膨脹係數不同熱膨脹 ' 係數之第2基板,和設置於前述第2基板上之第2金屬層 ©的第2層積體之工程、 和在使前述第1金屬層與前述第2金屬層接觸之狀 態,進行加熱之第1黏接工程、 和於前述第1黏接工程之後,去除前述第1基板的工 程、 和在前述去除工程之後,在較前述第1黏接工程之溫 度爲高之溫度進行加熱之第2黏接工程者。 2.如申請專利範圍第1項記載之發光元件之製造方 Φ 法,其中,前述第1金屬層係具有融點不同之第1及第2 金屬膜, 鄰接設置於前述第1半導體層之前述第1金屬膜和設 置於與前述第2金屬層之間的前述第2金屬膜之融點乃較 前述第1金屬膜之融點及前述第2金屬層的融點之任一爲 低者。 3. —種發光元件之製造方法,其特徵乃具備:形成 具有由GaAs、GaP、SiC任一所成之第1基板,和設置於 前述第1基板上,且含有發光層之第1半導體層,和設置 -23- 201031027 於前述第1半導體層上之第1金屬層的第1層積體之工 程、 和形成具有與前述第丨基板之熱膨脹係數不同熱膨脹 係數,由Si、Ge、及SiC之任一所成之第2基板,和設 置於前述第2基板上之第2金屬層的第2層積體之工程、 和在使前述第1金屬層與前述第2金屬層接觸之狀 態,進行加熱之第1黏接工程、 和於前述第1黏接工程之後,去除前述第1基板的工 程、 和在前述去除工程之後,在較前述第1黏接工程之溫 度爲高之溫度進行加熱之第2黏接工程者。 4. 如申請專利範圍第3項記載之發光元件之製造方 法’其中’前述第2黏接工程係包含在於前述第1半導體 層,形成第1電極,且於前述第2基板,形成第2電極之 後’在較前述第1黏接工程之前述溫度爲高之溫度進行加 熱之工程。 5. 如申請專利範圍第4項記載之發光元件之製造方 法,其中,在前述第2黏接工程之前述溫度係作爲在前述 第1半導體層與前述第1電極之間,及在前述第2基板與 第2電極之間,可各形成電阻性接觸者。 6 ·如申請專利範圍第3項記載之發光元件之製造方 法,其中,前述除去工程係包含使用機械性硏磨法及溶液 鈾刻法之至少任一之工程者。 7.如申請專利範圍第3項記載之發光元件之製造方 -24- 201031027 法,其中,前述第1金屬層係將第lAu膜含於表面, 前述第2金屬層係將第2Au膜含於表面者。 8. 如申請專利範圍第7項記載之發光元件之製造方 法,其中,前述第1金屬層係更具有鄰接設置於前述第1 半導體層之第iTi膜,和設置於前述第lTi膜與前述第 1 Au膜之間的第lPt膜、 或更具有設置於前述第1半導體層與前述第lAu膜 _ 之間的Ni膜者。 9. 如申請專利範圍第7項記載之發光元件之製造方 法,其中,前述第2金屬層係更具有鄰接設置於前述第2 基板之第2Ti膜,和設置於前述第2Ti膜與前述第2Au膜 之間的第2Pt膜者。 10. 如申請專利範圍第3項記載之發光元件之製造方 法,其中,前述第1金屬層及前述第2金屬層之中任一方 係含有焊料層, φ 前述第1黏接工程之加熱溫度係作爲較前述焊料層之 融點爲低, 前述第2黏接工程之加熱溫度係作爲前述焊料層之前 述融點以上者。 11. 如申請專利範圍第10項記載之發光元件之製造 方法,其中,前述焊料層係含有AuSn、AuGe、AuSi、及 ϊη之中之任一者。 12. —種發光元件之製造方法,其特徵乃具備:形成 具有由藍寶石所成之第1基板,和設置於前述第1基板 -25- 201031027 上,且含有發光層之第1半導體層,和設置於前述第1半 導體層上之第1金屬層的第1層積體之工程、 和形成具有與前述第1基板之熱膨脹係數不同月長 係數,由Si、Ge、及SiC之任一所成之第2基板,和設 置於前述第2基板上之第2金屬層的第2層積體之^呈、 和在使前述第1金屬層與前述第2金屬層接@之狀 態,進行加熱之第1黏接工程、 和於前述第1黏接工程之後,去除前述第1基板的工 程、 和在前述去除工程之後,在較前述第1黏接工程之溫 度爲高之溫度進行加熱之第2黏接工程者。 13. 如申請專利範圍第12項記載之發光元件之製造 方法,其中,形成前述第1層積體之工程係含有形成以 IruGayAh.x.yN (OSxSl、OSySl' x+ySl)而成的組 成式所表示之前述第1半導體層的工程者。 14. 如申請專利範圍第13項記載之發光元件之製造 方法,其中,前述除去工程係包含使用雷射剝離法或機械 性硏磨法之至少任一之工程者。 15. 如申請專利範圍第12項記載之發光元件之製造 方法,其中,形成前述第1層積體之工程係含有於前述第 1半導體層與前述第1金屬層之間,形成透明電極之工程 者。 16. 如申請專利範圍第1 2項記載之發光元件之製造 方法,其中,前述第1金屬層係將第lAu膜含於表面’ -26- 201031027 前述第2金屬層係將第2 Au膜含於表面者。 1 7.如申請專利範圍第1 6項記載之發光元件之製造 方法,其中,前述第1金屬層係更具有鄰接設置於前述第 1半導體層之第ITi膜,和設置於前述第ITi膜與前述第 lAu膜之間的第lPt膜’或具有設置於前述第1半導體層 ' 與前述第1 Au膜之間的Ni膜者。 ' 18.如申請專利範圍第16項記載之發光元件之製造 φ 方法,其中,前述第2金屬層係更具有鄰接設置於前述第 2基板之第2Ti膜,和設置於前述第2Ti膜與前述第2Au 膜之間的第2Pt膜者。 19. 如申請專利範圍第12項記載之發光元件之製造 方法,其中,前述第1金屬層及前述第2金屬層之中任一 方係含有焊料層, 前述第1黏接工程之加熱溫度係作爲較前述焊料層之 融點爲低, % 前述第2黏接工程之加熱溫度係作爲前述焊料層之前 述融點以上者。 20. 如申請專利範圍第19項記載之發光元件之製造 方法,其中,前述焊料層係含有AuSn、AuGe、AuSi、及 ' h之中之任一者。 -27-
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