TW201145614A - Method for manufacturing light-emitting device and light-emitting device manufactured by the same - Google Patents
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201145614 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】· 本發明係關於發光裝置之製造方法及發光裝置。 【先前技術】 發光裝置之用途，擴大至照明裝置、影像顯示裝置之 背光光源、及顯示裝置等。 近年來’對於發光裝置之小型化要求更強。此外，爲 了提高量產性，可以考慮以下之方法，亦即，於基板上進 行含有發光層之半導體層的晶體生長，以雷射光照射從半 導體層剝離基板，再分割成複數個之製造方法。 然而，利用雷射光照射從半導體層剝離基板時，該雷 射光也可能侵入覆蓋於半導體層之絕緣膜內，而產生以雷 射光之能量對半導體層之側面或電極進行加熱的情形。 【發明內容及實施方式】 本實施形態之發光裝置之製造方法，係具備：於基板 之第1主面上，形成含有發光層之半導體層的製程；以第1 絕緣膜覆蓋前述半導體層之至少上面及側面的製程；形成 與前述半導體層導通之第1電極部及第2電極部的製程；以 第2絕緣膜覆蓋前述第1絕緣膜的製程；以及從前述基板之 前述第1主面之相反側的第2主面側，對前述半導體層照射 雷射光，而從前述半導體層剝離前述基板之製程。 前述第2絕緣膜之帶隙能量及前述半導體層之帶隙能 -5- 201145614 量，小於前述雷射光之能量。此外，前述第1絕緣膜當中 ，於覆蓋前述半導體層之前述側面的部分，前述雷射光未 到達前述發光層之深度。 此外，其他實施形態之發光裝置，係具備：含有發光 層，形成當做支撐體的基板後，以雷射光照射剝離前述基 板之半導體層；配設於前述半導體層之被照射前述雷射光 之第1主面的相反側之第2主面的第1電極部及第2電極部； 覆蓋前述半導體層之至少側面的第1絕緣膜：以及覆蓋前 述第1絕緣膜之第2絕緣膜。前述第2絕緣膜及前述半導體 層，具有小於前述雷射光能量之帶隙能量。前述第1絕緣 膜當中，於覆蓋前述半導體層之前述側面的部分，以從前 述半導體層之前述第1主面側未能到達前述側面之前述發 光層深度的方式，抑制前述雷射光之進行。 以下，參照圖式，針對本發明之實施形態進行說明。 此外，圖面係模式或槪念之物，各部分之厚度及寬度 之關係，一部分間之大小的比例等，並非一定與現實相同 «此外，即使相同部分之表示時，於圖面，有時也會以不 同尺寸或比例來表示》 此外’於本專利申請說明書及各圖中，對與先前之圖 面相關之前述者相同的要素，賦予相同符號，並適度地省 略其詳細說明。 (第1實施形態） 第1圖’係第1實施形態之發光裝置之製造方法的說明 -6- 201145614 流程圖。 如第1圖所示’本實施形態之發光裝置之製造方法， 具備：於基板上，形成半導體層之製程（步驟S1 1 0 );形 成第1絕緣膜之製程（步驟S 1 2 0 );形成第1電極部及第2 電極部之製程（步驟S 1 3 0 ):形成第2絕緣膜之製程（步 驟S 1 40 );以及剝離基板之製程（步驟S 1 5 0 )。 步驟S110時，於基板之第1主面上，形成含有發光層 (活性層）之半導體層。 步驟S 1 2 0時，以第1絕緣膜覆蓋形成於基板上之半導 體層之至少上面及側面。 步驟S130時，形成與半導體層導通之第1電極部及第2 電極部。 步驟S140時，以第2絕緣膜覆蓋第1絕緣膜。 步驟S1 50時》從基板之第1主面的相反側之第2主面側 ，對半導體層照射雷射光，從半導體層剝離基板。 該製造方法，於本實施形態時，第2絕緣膜之帶隙能 量及半導體層之帶隙能量，小於雷射光之能量。此外，本 實施形態時，第1絕緣膜當中，於覆蓋半導體層之側面的 部分，抑制剝離基板時所照射之雷射光的進行。亦即，雷 射光，於覆蓋半導體層側面之第1絕緣膜，從第1主面未到 達半導體層側面之發光層的深度。 以覆蓋半導體層側面之第1絕緣膜，來抑制剝離基板 時所照射之雷射光的進行，以抑制半導體層側面之雷射光 照射的影響。亦即，對半導體層側面照射雷射光時，該部 201145614 分被加熱，而導致特性的劣化。本實施形態時’因爲雷射 光未照射於半導體層側面，而防止加熱所造成之半導體層 的劣化。尤其是，防止半導體層所含有之發光層的劣化。 所以，維持安定之發光特性。此外，對半導體層側面之雷 射光照射，亦可能導致界面之第1絕緣膜的剝離。本實施 形態時，亦可抑制該界面之第1絕緣膜的剝離。 此時，第1絕緣膜當中，於覆蓋半導體層側面之部分 ，用以抑制雷射光之進行，可以適用以下所示方法之任一 〇 (1)第1方法，於覆蓋半導體層側面之從第1絕緣膜 之第1主面至發光層爲止之至少一部分，使沿著垂直於側 面之方向的厚度，成爲雷射光之波長以下之厚度。 (2 )第2方法，使第1絕緣膜之帶隙能量，小於雷射 光之能量。 適用上述（1) 、 （2)之方法之任一，雷射光處於無 法於覆蓋半導體層側面之第1絕緣膜中進行、或不易進行 之狀態。所以，雷射光，無法從基板之第1主面到達半導 體層側面之發光層位置，而抑制對半導體層側面之影響。 其次，參照第2圖〜第8圖，具體針對發光裝置之製造 方法進行說明。 第2圖係晶圓狀態之實施形態之發光裝置之製造方法 的模式平面圖。 第3圖〜第8圖，係依序說明發光裝置之製造方法的模 式剖面圖。 * 8 - 201145614 本具體例，係適手上述（1)第1方法之發光裝置之製 造方法。 首先’如第3 ( a)圖所示，於基板10之第1主面1〇3上 ，形成第1半導體層1 1。於第丨半導體層丨〗，基板丨〇側之面 係對應於第1主面11a。其次，第1半導體層11，於第1主面 1 1 a之相反側的第2主面1 1 b上，形成第2半導體層1 2。例如 ，發光層爲氮化物系半導體時，第1半導體層11及第2半導 體層12之層合體（半導體層5)，可以於藍寶石基板上進 行晶體生長。其一例，係將氮化鎵（GaN )使用於第1半導 體層1 1及第2半導體層12。 其次，例如，以利用未圖示之抗蝕層的RIE ( Reactive Ion Etching)法，來選擇性地除去第2半導體層12及第1半 導體層1 1之一部分。藉此，如第3 ( b )圖所示，於第1半 導體層11之第2主面lib側，形成凹部及凸出部。第2半導 體層12及第1半導體層11之一部分被除去之部分爲凹部， 含有發光層之第2半導體層1 2所殘留的部分爲凸出部。第1 半導體層Π之第2主面1 lb從凹部之底部露出。 此外，形成貫通半導體層5而到達基板1 0之溝8。溝8 ，於基板10上，將半導體層5分離成複數。溝8，如第2圖 所示，例如，於晶圓面內，形成爲格子狀。藉此’各半導 體層5處於爲溝8所圍繞之狀態。 其次，如第3 ( c )圖所示，以第1絕緣膜1 3覆蓋第1半 導體層11之第2主面lib、第2半導體層12之全面、及溝8之 內面。第1絕緣膜1 3，例如，以C V D ( c h e m i c a 1 v a ρ 〇 r 201145614 deposition )法來形成。此外，第1絕緣膜13，例如，使用 氧化矽（Si02 )。藉此，第1絕緣膜13，處於覆蓋半導體 層5之至少上面5a及側面5b的狀態。 本實施形態時，第1絕緣膜13當中，覆蓋半導體層5之 側面5b的部分，係以到達基板10之第1主面10a爲止之方式 來配設。此外，本實施形態，於第1絕緣膜1 3之形成時， 使覆蓋半導體層5側面5b之第1絕緣膜1 3的厚度t (沿著垂 直於側面5b之方向的厚度），形成爲剝離基板1 0時所使用 之雷射光之波長以下的厚度。
雷射光，例如，使用ArF雷射（波長：193nm) 、KrF
雷射（波長：248nm) 、XeCl 雷射（波長：308nm) 、XeF 雷射（波長：353nm)。第1絕緣膜13之厚度t，形成爲上 述雷射光之波長以下的厚度。 其次，選擇性地使第1絕緣膜1 3形成開口，如第4 ( a )圖所示，於凸出部之第2半導體層12上，形成P側電極（ 第2電極）15，於凹部之第1半導體層11之第2主面Ub上’ 形成η側電極（第1電極部）14。 其次，如第4 ( b )圖所示，形成覆蓋η側電極1 4、ρ側 電極1 5、以及絕緣膜1 3之第2絕緣膜1 6。此外，第2絕緣膜 1 6被塡埋於溝8內。使用例如氮化矽、氧化矽、聚醯亞胺 等樹脂做爲第2絕緣膜〗6。 形成第2絕緣膜1 6後，例如，利用氟酸溶液’如第4 ( c)圖所示，第2絕緣膜16形成到達η側電極14之開口 16a、 及到達P側電極1 5之開口 1 6 b。 -10- 201145614 其次，於第2絕緣膜16之上面、開口 16a、16b之內壁 (側面及底面），形成未圖示之種金屬’並形成未圖示之 電鍍抗蝕層後，以種金屬做爲電流路徑’實施C u鍍。種金 屬，例如，含有C u。 藉此，如第5 ( a )圖所示’於第2絕緣膜1 6之上面（ 相對於第1半導體層11及第2半導體層12之相反側面）’選 擇性地形成η側配線1 7及p側配線1 8。π側配線1 7 ’亦形成 於開口 1 6 a內，與η側電極1 4連接。ρ側配線1 8 ’亦形成於 開口 1 6 b內，與ρ側電極1 5連接。 其次，以藥液除去使用於n側配線1 7及P側配線1 8之電 鍍的電鍍抗蝕層後’再形成金屬柱形成用之其他電鍍抗蝕 層，以前述種金屬做爲電流路徑’實施電解電鍍。藉此’ 如第5 ( b )圖所示，於η側配線1 7上方，形成著η側金屬柱 1 9 ’於ρ側配線1 8上方’則形成著Ρ側金屬柱2 〇。 其後，以藥液除去金屬柱形成用之電鍍抗蝕層，再除 去種金屬之露出部分。藉此’ η側配線]7與Ρ側配線1 8之介 由種金屬的電氣連接被分隔。 其次，如第6 ( a )圖所示，以樹脂（第3絕緣膜）2 6 覆蓋η側配線1 7、}3側配線1 8、η側金屬柱1 9、Mlj金屬柱20 、以及第2絕緣膜1 6。樹脂2 6，具有補強半導體層5、η側 金屬柱1 9及ρ側金屬柱2 0之機能。樹脂2 6，例如，適用環 氧樹脂、矽樹脂、氟樹脂。此外，樹脂2 6，例如，著色成 黑色，防止對外部之光洩漏、或從外部之不必要的光入射 -11 - 201145614 其次，如第6 ( b )圖〜第7圖所示，實施雷射剝離法 (Laser Lift Off, LLO )，從半導體層5剝離基板1 〇。此外 ，第6(b)圖〜第7圖時，係第6(a)圖所示之構造體之 上下反轉的狀態。 雷射光LSR，例如，使用ArF雷射（波長：193nm )、 KrF 雷射（波長：248nm) 、XeCl 雷射（波長：3 08nm)、
XeF雷射（波長：3 53nm )。 雷射光LSR，係從基板10之第2主面（第1主面l〇a之相 反側）1 〇b，朝半導體層5照射。雷射光LSR，透射基板1 0 而到達半導體層5之下面5c爲止。此時，第2絕緣膜（氮化 矽、樹脂之任一時）1 6及半導體層5，吸收雷射光LSR。此 外，第2絕緣膜16之帶隙能量及半導體層5之帶隙能量，小 於雷射光LSR之能量。藉此，透射基板10之雷射光LSR， 爲半導體層5及第2絕緣膜16所吸收。此時，於基板10及半 導體層5之界面，因爲雷射光LSR之吸收，而使半導體層5 中之GaN成份，例如，產生如以下反應式之熱分解。
GaN — Ga+ ( 1/2 ) N2个 結果，如第7圖所示，基板1 〇被從半導體層5剝離。 本實施形態時，覆蓋半導體層5側面5b之第1絕緣膜13 的厚度t，形成爲雷射光LSR之波長以下的厚度。藉此，雷 射光LSR，因爲光之繞射極限，不會從覆蓋半導體層5側面 5b之第1絕緣膜13的下面5c側端面侵入至內部（第1絕緣膜 -12- 201145614 1 3之內部）。 亦即，若第1絕緣膜13之厚度t爲雷射光LSR之波長以 上時，雷射光L S R侵入第1絕緣膜1 3。另一方面’第1絕緣 膜13之厚度t爲雷射光LSR之波長以下時，雷射光LSR ’因 爲光之繞射極限，積極地抑制對第1絕緣膜1 3之侵入。 如此，該雷射光LSR之侵入獲得抑制’防止半導體層5 之劣化，尤其是，防止第2半導體層1 2之發光層的劣化。 藉此，維持安定之發光特性。此外，於半導體層5之側面 5b與第1絕緣膜1 3之界面，防止第1絕緣膜剝離。此外，對 於接觸側面5b之第1絕緣膜13的第2絕緣膜16，亦可抑制雷 射光LSR照射所造成之溶解等影響。藉此，抑制信賴性的 降低。 其後，如第8圖所示，硏磨樹脂26之表面，使η側金屬 柱19及ρ側金屬柱20之端面露出。其次，於該露出面，配 合需要，配設錫球、金屬凸塊等外部端子2 5。藉此，完成 發光裝置1 10。 此種製造方法時，因爲晶圓等級組合發光裝置1 1 〇， 而容易提供發光裝置110尺寸接近裸晶封裝尺寸之小型化 CSP ( Chip Size Package)。此外，亦可以晶圓等級組合 後，以切粒法實施單片化來完成發光裝置1 1 〇。切割之方 法，例如，利用鑽石刀片等之機械切割、雷射照射之切割 、以及高壓水之切割等手段。 其次，針對第1實施形態之發光裝置之製造方法的其 他例進行說明。 -13- 201145614 第9圖〜第10圖係依序說明第1實施形態之發光裝置之 製造方法之其他例的模式剖面圖。 本具體例，係適用上述（2)第2方法之發光裝置之製 造方法。 亦即，第1絕緣膜13，係使具有小於雷射光LSR之能量 之帶隙能量的材料。例如，第1絕緣膜1 3使用含有氮化物 之材料’更具體而言，例如，使用含有氮化矽之材料。 本例時，從第1半導體層11及第2半導體層12之形成至 雷射剝離爲止之製程，係與第3圖〜第6圖所示之例相同。 第1絕緣膜13係使用具有小於雷射光LSR之能量之帶隙 能量的材料，半導體層5側面5b之第1絕緣膜1 3的厚度t沒 有限制。第1絕緣膜1 3之帶隙能量，若小於雷射光LSR之能 量，則雷射光LSR之透射率顯著降低。藉此，抑制雷射剝 離時所照射之雷射光L S R侵入第1絕緣膜1 3。 此時’雷射光LSR之能量，以下式來計算。 E = hx ( c/ λ ) 上述式時，Ε爲能量、h爲浦郎克常數、c爲光速、λ 爲波長。 雷射光LSR，例如，爲KrF雷射（波長：248nm )時， 能量約5 . OeV。此時，適用之第1絕緣膜1 3，爲帶隙能量小 於5.0eV之材料，例如，使用氮化矽（SiN )。此外，氮化 矽（SiN)之帶隙能量，因爲Si及N之分量比而變化，只要 -14- 201145614 使用帶隙能量小於5.〇eV之分量比的SiN即可。 第9圖係以雷射剝離來剝離基板之狀態的例示。 如第9圖所示’第1絕緣膜1 3使用氮化矽（SiN )時’ 雷射光LSR，未侵入覆蓋半導體層5側面5b之第1絕緣膜13a ，而抑制半導體層5側面5 b及第2絕緣膜1 6的劣化。 另一方面，雷射光L S R照射位於與基板1 〇之界面位置 的第1絕緣膜1 3 b表面。此時’第1絕緣膜1 3 b之帶隙能量’ 小於雷射光LSR之能量。藉此’透射基板之雷射光LSR ，爲第1絕緣膜1 3b所吸收。該雷射光LSR之吸收’使第1絕 緣膜13b之SiN成份，例如，產生如以下反應式之熱分解。
SiN-^Si+ ( 1 /2 ) N21 結果，如第9圖所示，第1絕緣膜1 3 b未附著於基板1 〇 側，而容易剝離。 其後，如第1 〇圖所示，硏磨樹脂2 6之表面’使π側金 屬柱19及p側金屬柱20之端面露出。其次，於該露出面’ 配合需要，配設錫球、金屬凸塊等外部端子2S。藉此’完 成發光裝置1 1 1。 發光裝置111之製造方法時，因爲第1絕緣膜13之厚度 沒有限制，可以確實以第1絕緣膜1 3來保護半導體層5。此 外，雷射剝離時，第1絕緣膜1 3未附著於基板1 〇側’而可 容易剝離基板1 0。 -15- 201145614 (第2實施形態） 其次，針對第2實施形態之發光裝置之製造方法進行 說明。 第1 1圖〜第1 3圖係依序說明第2實施形態之發光裝置 之製造方法的模式剖面圖。 本實施形態時，從第1半導體層11及第2半導體層12之 形成至第1絕緣膜13之形成爲止的製程，與第3 (a)圖〜 第3 ( c )圖所示之例相同。 本實施形態時，第1絕緣膜1 3之形成後，如第1 1 ( a ) 圖所示，已除去形成於溝8底部之第1絕緣膜13。第1絕緣 膜13，使用氧化矽（Si02)或氮化矽（SiN)。第1絕緣膜 13使用氧化矽（Si02 )時，第1絕緣膜13之厚度t，形成爲 雷射光LSR之波長以下的厚度。此外，第1絕緣膜13使用氮 化矽（SiN )時，厚度t沒有限制。 除去溝8底部之第1絕緣膜1 3，係以與用以形成η側電 極1 4及ρ側電極1 5爲目的之開口形成相同之製程來實施。 第1絕緣膜1 3，例如，利用氟酸溶液，以蝕刻進行選擇性 地除去。直到基板1〇之第1主面l〇a露出爲止，除去溝8底 部之第1絕緣膜〗3。 其次，如第1 1 ( b )圖所示，形成覆蓋η側電極1 4、ρ 側電極15、以及絕緣膜13之第2絕緣膜16。此外，第2絕緣 膜1 6被塡埋於溝8內。溝8內之第2絕緣膜1 6的塡埋，以接 觸基板10之第1主面l〇a爲止。第2絕緣膜16，例如，使用 聚醯亞胺。 -16- 201145614 形成第2絕緣膜1 6後，例如，使用氟酸溶液，如第1 1 (c )圖所示，於第2絕緣膜1 6，形成到達n側電極1 4之開 口 1 6 a、及到達p側電極1 5之開口 1 6 b。 其後，η側金屬柱1 9及p側金屬柱2 0之形成、樹脂2 6之 形成、以及利用雷射剝離之基板1 〇剝離，與第5圖〜第6圖 所示之例相同。 第1 2圖係利用雷射剝離之基板1 0剝離狀態的例示。 本實施形態時，因爲預先除去溝8底部之第1絕緣膜1 3 ，雷射剝離時，第1絕緣膜1 3未附著於基板1 0側，而容易 剝離。 基板10被剝離之半導體層5下面5c及第2絕緣膜16下面 16c，爲平坦狀。 其後，如第1 3圖所示，硏磨樹脂26之表面，使η側金 屬柱1 9及ρ側金屬柱2 0之端面露出。其次，於該露出面， 配合需要，配設錫球、金屬凸塊等外部端子2 5。藉此，完 成發光裝置120。 依據發光裝置120之製造方法，因爲接觸基板10之第1 絕緣膜1 3已被除去，雷射剝離時，容易從半導體層5下面 5 c剝離基板1 〇。 (第3實施形態） 其次，針對第3實施形態之發光裝置之製造方法進行 說明。 第I4圖〜第16圖，係依序說明第3實施形態之發光裝 -17- 201145614 置之製造方法的模式剖面圖。 本實施形態時，從第1半導體層11及第2半導體層12之 形成至第1絕緣膜13之形成爲止的製程，與第3 (a)圖〜 第3 ( c )圖所示之例相同。 本實施形態時，第1絕緣膜1 3之形成後，如第1 4 ( a ) 圖所示，已除去形成於溝8底部之第1絕緣膜13。此外，除 去溝8底部附近之第1絕緣膜13的一部分，而配設著厚度較 薄之部分1 3 c。 本實施形態時，第1絕緣膜13，使用氧化矽（Si02 ) 。厚度較薄之部分1 3 c以外之第1絕緣膜1 3的厚度，爲雷射 光LSR之波長以上的厚度。另一方面，厚度較薄部分13c之 厚度，形成爲雷射光LSR之波長以下的厚度。此外，形成 於半導體層5側面5b之第1絕緣膜13的厚度，只有一部分（ 部分13c)形成爲雷射光LSR之波長以下的厚度。 本實施形態時，如第14(a)圖所示，除去溝8底部之 第1絕緣膜1 3時，考慮鈾刻率，只針對底部附近之第1絕緣 膜1 3的部分進行比其他部分更多之蝕刻。其次，蝕刻後所 殘留之部分13c的厚度，爲雷射光LSR之波長以下的厚度。 其次，如第1 4 ( b )圖所示，形成覆蓋η側電極1 4、P 側電極15、以及絕緣膜13之第2絕緣膜16。此外，第2絕緣 膜16被塡埋於溝8內。溝8內之第2絕緣膜16，塡埋至接觸 基板10之第1主面10a爲止。第2絕緣膜16，例如，使用氮 化矽、氧化矽、聚醯亞胺等樹脂。 形成第2絕緣膜1 6後，例如，使用氟酸溶液，如第1 4 -18- 201145614 (c )圖所示，於第2絕緣膜16 ’形成到達η側電極Μ之開 口 1 6 a、及到達Ρ側電極1 5之開口 1 6 b ° 其後，η側金屬柱1 9及ρ側金屬柱2 〇之形成、樹脂2 6之 形成、以及利用雷射剝離之基板1 0剝離’係與第5圖〜第6 圖所示之例相同。 第1 5圖，係利用雷射剝離來剝離基板1 〇之狀態的例示 〇 本實施形態時，因爲溝8底部附近之第1絕緣膜1 3的部 分13c形成爲雷射光LSR之波長以下的厚度，從半導體層5 下面5 c側照射之雷射光L S R的進行，於該部分1 3 c被抑制。 所以，防止半導體層5之劣化’尤其是’防止第2半導 體層1 2之發光層的劣化。藉此’維持安定之發光特性。此 外，於半導體層5之側面5b與第1絕緣膜13之界面’防止第 1絕緣膜剝離。 此外，對接觸側面5b之第1絕緣膜]3的第2絕緣膜1 6 ’ 亦可抑制雷射光L S R照射所造成之溶解等影響。藉此’抑 制信賴性之降低。此外，因爲預先除去溝8底部之第1絕緣 膜1 3，雷射剝離時，第1絕緣膜1 3未附著於基板1 0側，而 容易剝離。 基板10被剝離之半導體層5下面5c及第2絕緣膜16下面 16c，爲平坦狀。 其後，如第16圖所示，硏磨樹脂26之表面，使η側金 屬柱19及ρ側金屬柱20之端面露出。其次，於該露出面， 配合需要，配設錫球、金屬凸塊等外部端子25。藉此，完 ς V9# -19- 201145614 成發光裝置130。 此外，本實施形態時，於溝8底部附近，配設雷射光 LSR之波長以下之厚度的部分13c，然而，於從基板10之第 1主面l〇a至第2半導體層12之發光層爲止之間配設部分13c ，可以得到同樣的效果。 (第4實施形態） 其次，針對第4實施形態之發光裝置進行說明。 第1 7圖，係第4實施形態之發光裝置例的模式剖面圖 〇 本實施形態之發光裝置1 1 〇，具備：含有發光層，形 成做爲支撐體之基板1 〇後，利用雷射光照射剝離基板1 0之 半導體層5;配設於與半導體層5之雷射光所照射之下面5c 爲相反側之上面5a的η側電極14 (第1電極部）及p側電極 15 (第2電極部）；覆蓋半導體層5之至少側面5b的第1絕 緣膜13;以及覆蓋第1絕緣膜13之第2絕緣膜16。此時，第 2絕緣膜（氮化矽、及樹脂之任一時）16及半導體層5，吸 收上述雷射光。此外，第2絕緣膜16及半導體層5，具有小 於上述雷射光之能量的帶隙能量。 此外，第1絕緣膜13當中，覆蓋半導體層5側面5b之部 分，抑制雷射光之進行，使其無法從半導體層5下面5c側 到達側面5b之發光層的深度。 發光裝置Π 0時，配設於半導體層5側面5b之第1絕緣 膜I 3的厚度t，設定成從半導體層5剝離基板1 〇之雷射剝離 -20- 201145614 時所照射之雷射光L S R之波長以下的厚度。
雷射光，例如’使用ArF雷射（波長·· 193nm) 、KrF
雷射（波長：248nm) ' XeCl 雷射（波長：308nm) 、XeF 雷射（波長：353nm)。第1絕緣膜13之厚度1 ’形成爲上 述雷射光之波長以下的厚度。 利用具有該厚度之第1絕緣膜13的發光裝置110 ’雷射 剝離時所照射之雷射光LSR ’未侵入形成於半導體層5側面 5b之第1絕緣膜13 ’防止半導體層5之劣化’尤其是’防止 第2半導體層12之發光層的劣化。藉此，維持安定之發光 特性。此外，於半導體層5側面5b與第1絕緣膜13之界面， 防止第1絕緣膜剝離。此外’對於接觸側面5b之第1絕緣膜 13的第2絕緣膜16，亦抑制雷射光LSR照射所造成之溶解等 影響。藉此，抑制信賴性之降低。 本實施形態之發光裝置11 〇，係利用先前說明之第1實 施形態的製造方法，而以晶圓狀態整體形成。半導體層5 ，具有第1半導體層11及第2半導體層12。第1半導體層11 ，例如，爲η形之G aN層，具有電流之橫向路徑的機能。但 是，第1半導體層11之導電型並未限制爲η形，亦可以爲P 形。 發光裝置110時’光主要係從第1半導體層11之第1主 面lla (半導體層5之下面5c)朝外部釋放。第2半導體層 1 2，配設於第】半導體層1 1之第1主面1 1 a相反側的第2主面 1 1 b ° 第2半導體層1 2 ’具有含發光層（活性層）之複數半 -21 - 201145614 導體層的層合構造。其構造之一例，如第18圖所示。此外 ，第1 8圖，與第1 7圖係上下顚倒。 於第1半導體層11之第2主面lib上，配設著η形之GaN 層31。於GaN層31上，則配設著發光層33。發光層33，例 如，具有含InGaN之多重量子井構造。於發光層33上，配 設著P形之GaN層34。 如第17圖所示，於第1半導體層1 1之第2主面1 lb側， 配設著凸出部及凹部。第2半導體層12，係配設於凸出部 之表面。所以，凸出部，包含第1半導體層Η及第2半導體 層12之層合構造。 凹部之底面，係第1半導體層Η之第2主面Ub，於該 凹部之第2主面lib，配設著第1電極及η側電極14。 第2半導體層12，於接觸第1半導體層11之面的相反面 ，配設著Ρ側電極15做爲第2電極。 第1半導體層11之第2主面lib，例如，由氧化矽之第1 絕緣膜1 3所覆蓋。第1絕緣膜1 3當中，覆蓋半導體層5側面 5b之部分，到達第1半導體層11之第1主面11a爲止。η側電 極14及ρ側電極15，從第1絕緣膜13露出。η側電極14及ρ側 電極1 5，因爲第1絕緣膜1 3而形成絕緣，而爲互相電氣獨 立之電極。此外，第1絕緣膜13，亦覆蓋於含第2半導體層 1 2之凸出部的側面。 以覆蓋第1絕緣膜13、η側電極14之一部分、及ρ側電 極15之一部分的方式，於第2主面1 lb側配設第2絕緣膜16 。第2絕緣膜1 6，例如，係氧化矽或樹脂。 -22- 201145614 第2絕緣膜1 6，相對於第1半導體層1 1及第2半導體層 1 2爲相反側之面被平坦化，於該面，配設著做爲第1配線 之η側配線1 7、及做爲第2配線之p側配線1 8。 η側配線1 7，亦配設於到達η側電極1 4而形成於第2絕 緣膜16之開口 16a，與η側電極14電氣連接。Ρ側配線18 ’ 亦配設於到達Ρ側電極1 5而形成於第2絕緣膜1 6之開口 1 6b 內，與P側電極15電氣連接。 η側電極1 4、p側電極1 5、η側配線1 7、以及p側配線1 8 ，皆配設於第1半導體層11之第2主面lib側’構成對發光 層供應電流之配線層。 η側配線1 7，於相對於n側電極1 4爲相反側之面，配設 著第1金屬柱及η側金屬柱1 9。p側配線1 8，於相對於p側電 極1 5爲相反側之面，配設著第2金屬柱及ρ側金屬柱20。η 側金屬柱19之周圍、ρ側金屬柱20之周圍、η側配線I7、以 及Ρ側配線1 8，覆蓋著樹脂（第3絕緣膜）26。此外，樹脂 26，亦覆蓋第1半導體層1 1之側面1 1 c，以樹脂26來保護第 1半導體層1 1之側面1 1 c。 第1半導體層1 1，介由η側電極1 4及η側配線1 7，與η側 金屬柱19電氣連接。第2半導體層12，介由ρ側電極I5及Ρ 側配線1 8，與ρ側金屬柱20電氣連接。於η側金屬柱1 9及ρ 側金屬柱2〇之從樹脂26露出之下端面，例如，配設著錫球 、金屬凸塊等外部端子25，介由該外部端子25，發光裝置 1 1 〇與外部電路電氣連接。 η側金屬柱1 9之厚度（第1 7圖之上下方向的厚度）， -23- 201145614 大於包含半導體層5、η側電極1 4、p側電極1 5、絕緣膜1 3 、1 6、η側配線1 7、以及p側配線1 8之層合體的厚度。同樣 的，Ρ側金屬柱20之厚度，大於上述層合體之厚度。若滿 足該條件，各金屬柱1 9、20之縱橫比（相對於平面尺寸之 厚度比）並未限制爲1以上，該比亦可小於1。亦即’厚度 小於金屬柱19、20之平面尺寸。 依據本實施形態之構造，半導體層5較薄’以增厚η側 金屬柱1 9、ρ側金屬柱20、以及樹脂26，亦可保持機械強 度。此外，將發光裝置110安裝於電路基板等時’介由外 部端子2 5施加於半導體層5之應力，爲η側金屬柱1 9及ρ側 金屬柱2 0所吸收。所以，施加於半導體層5之應力獲得緩 和。以補強η側金屬柱〗9及ρ側金屬柱20爲目的之樹脂26， 應使用熱膨脹係數與電路基板等相同或相近者。該樹脂26 ，例如，適用環氧樹脂、矽樹脂、氟樹脂。此外，樹脂26 ，例如，著色成黑色，防止對外部之光洩漏及從外部之不 需要之光的侵入。 此外，η側配線1 7、ρ側配線1 8、η側金屬柱1 9、ρ側金 屬柱20之材料，使用銅、金、鎳、銀等。當中，又以具備 良好熱傳導性、高遷移耐性、以及與絕緣膜之優良密貼性 的銅更佳。 於發光裝置110之光釋放面，配合需要，配設著螢光 體層27。例如，發光層釋放藍色光而直接放射該藍色光時 ，不需要螢光體層27。另一方面，釋於白色等發光比不同 之波長的光時，配設含有吸收發光光之波長並變換成釋放 -24- 201145614 光之波長之螢光體的螢光體層27。 此外，於發光裝置Π〇之光釋放面，亦可配合需要， 配設透鏡（未圖示）。透鏡之形狀，適用凸出型、凹型、 非球面等各種形態。此外，透鏡之個數及配置，亦可適度 配設。 利用本實施形態之發光裝置1 1 〇，防止半導體層5之劣 化，抑制第1絕緣膜13之剝離及第2絕緣膜16之溶解等。藉 此，維持發光裝置1 1 〇之發光特性及抑制信賴性之降低。 (第5實施形態） 其次，針對第5實施形態之發光裝置進行說明。 第1 9圖，係第5實施形態之發光裝置例的模式剖面圖 〇 如第1 9圖所示，第5實施形態之發光裝置1 1 1，係使用 帶隙能量小於雷射光LSR之能量的材料做爲第1絕緣膜1 3。 第5實施形態之發光裝置1 11，係利用先前說明之第1 實施形態的製造方法之其他例而以晶圓狀態整體形成。此 時，雷射剝離之雷射光LSR，例如，使用KrF雷射（波長 :248nm )時，第1絕緣膜13，例如，係使用氮化矽（SiN )。其他，第1絕緣膜1 3，係使用含氮化物之材料。第1絕 緣膜1 3之帶隙能量，若小於雷射光LSR之能量，則雷射光 LSR之透射率顯著降低。藉此，抑制雷射剝離時所照射雷 射光L S R侵入第1絕緣膜1 3。 本實施形態之發光裝置1 1 1，防止半導體層5之劣化’ -25- 201145614 抑制第1絕緣膜1 3之剝離及第2絕緣膜1 6之溶解等》藉此’ 維持發光裝置1 1 1之發光特性、抑制信賴性之降低。 (第6實施形態） 其次，針對第6實施形態之發光裝置進行說明。 第20圖，係第6實施形態之發光裝置例的模式剖面圖 〇 如第20圖所示，第6實施形態之發光裝置120時，與第 19圖之發光裝置111的差異，係於半導體層5之周邊未配設 第1絕緣膜1 3。 第6實施形態之發光裝置1 20，係利用先前說明之第2 實施形態的製造方法，而以晶圓狀態整體形成》 第1絕緣膜13，使用氧化矽（Si02 )或氮化矽（SiN ) 。第1絕緣膜13，使用氧化矽（Si02)時，第1絕緣膜13之 厚度t，形成爲雷射光LSR之波長以下的厚度。此外，第1 絕緣膜1 3，使用氮化矽（SiN )時，厚度t沒有限制。 第6實施形態之發光裝置120時，因爲已除去半導體層 5周圍之第1絕緣膜1 3，雷射剝離時，第1絕緣膜1 3未附著 於基板10側，而容易剝離。 此外，基板10被剝離之半導體層5的下面5c及第2絕緣 膜16的下面16c爲平坦。 (第7實施形態） 其次，針對第7實施形態之發光裝置進行說明。 •26- 201145614 第2 1圖，係第7實施形態之發光裝置例的模式剖面圖 〇 如第2 1圖所示，第7實施形態之發光裝置1 3 0時，於覆 蓋半導體層5側面5b之第1絕緣膜13的一部分，配設著厚度 較薄之部分1 3 c。 第7實施形態之發光裝置1 3 0，係利用先前說明之第3 實施形態的製造方法，而以晶圓狀態整體形成。 第1絕緣膜13之厚度較薄之部分13c，配設於從半導體 層5下面5c至配設於第2半導體層12之發光層間。該部分 13c之厚度tl，形成爲雷射光LSR之波長以下的厚度。另一 方面，該部分13c以外之部分的厚度t2，形成爲雷射光LSR 之波長以上的厚度。 本實施形態時，因爲第1絕緣膜1 3之部分1 3 C，形成爲 雷射光L S R之波長以下的厚度，從半導體層5下面5 c側所照 射之雷射光LSR的進行，爲該部分1 3c所抑制。所以，防止 半導體層5之劣化，抑制第1絕緣膜1 3之剝離及第2絕緣膜 1 6之溶解等。藉此，維持發光裝置1 3 0之發光特性、抑制 信賴性之降低。 如以上說明所示，依據本實施形態，於適用雷射剝離 之發光裝置11〇、U1、12〇、以及的製造’可以抑制覆 蓋半導體層5側面5 b之第1絕緣膜1 3內的雷射光L S R進行。 所以，可以降低雷射光LSR照射所造成之半導體層5劣化、 第1絕緣膜1 3之剝離、以及第2絕緣膜1 6之溶解的’進而提 高發光裝置11〇、111、120、及13〇之動作安定性’並提高 -27- 201145614 信賴性。 以上，係參照具體例，針對實施形態進行說明。然而 ’並未受限於上述實施形態。例如，針對前述各實施形態 或其變形例，相關業者可適度進行構成要素之追加、刪減 、及設計變更，或者，適度地組合各實施形態之特徵，只 要未背離本發明之要旨，亦包含於本發明之範圍。此外， 基板、半導體層、電極、配線、金屬柱、絕緣膜、樹脂之 材料、尺寸、形狀、配置等，相關業者可進行各種設計變 更’只要被背離本發明之主旨，亦包含於本發明之範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖，係第1實施形態之發光裝置之製造方法的流程 圖。 第2圖，係晶圓狀態之實施形態之發光裝置之製造方 法的模式平面圖。 第3圖〜第8圖，係第1實施形態之發光裝置之製造方 法的模式剖面圖。 第9圖〜第1〇圖，係第1實施形態之發光裝置之製造方 法的其他例模式剖面圖。 第11圖〜第13圖，係第2實施形態之發光裝置之製造 方法的模式剖面圖。 第〗4圖〜第16圖，係第3實施形態之發光裝置之製造 方法的模式剖面圖。 第1 7圖，係第4實施形態之發光裝置的模式剖面圖。 -28- 201145614 第18圖，係第17圖之重要部位的放大剖面圖。 第1 9圖，係第5實施形態之發光裝置的模式剖面圖。 第2〇圖，係第6實施形態之發光裝置的模式剖面圖。 第2 1圖，係第7實施形態之發光裝置的模式剖面圖。 【主要元件符號說明】 5 :半導體層 5a :上面 5 b :側面 5c :下面 8 :溝 1 0 :基板 I :第1主面 10b :第2主面 II :第1半導體層 1 la :第1主面 Hb :第2主面 12 :第2半導體層 1 3 :第1絕緣膜 1 3 a :第1絕緣膜 13b :第1絕緣膜 1 3 c :厚度較薄之部分 14 : 11側電極 15 : p側電極 -29- 201145614 16 :第2絕緣膜 1 6 a :開口 16b :開口 1 6 c :下面 1 7 : η側配線 1 8 : ρ側配線 1 9 : η側金屬柱 2 0 : ρ側金屬柱 25 :外部端子 2 6 :樹脂 27 :螢光體層 3 1 : η形之GaN層 33 :發光層 34: ρ形之GaN層 1 10 :發光裝置 1 1 1 :發光裝置 120 :發光裝置 130 :發光裝置 -30
Claims (1)
- 201145614 七、申請專利範圍： 1· 一種發光裝置之製造方法，其特徵爲具備： 於基板之第1主面上’形成含有發光層之半導體層的 製程； 以第1絕緣膜覆蓋前述半導體層之至少上面及側面的 製程； 形成與前述半導體層導通之第1電極部及第2電極部的 製程； 以第2絕緣膜覆蓋前述第1絕緣膜之製程；以及 從前述基板之與前述第1主面之相反側的第2主面側， 對前述半導體層照射雷射光，從前述半導體層剝離前述基 板之製程；且 前述第2絕緣膜之帶隙能量及前述半導體層之帶隙能 量，小於前述雷射光之能量， 前述第1絕緣膜當中，於覆蓋前述半導體層之前述側 面的部分，前述雷射光未到達前述發光層之深度。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 前述第1絕緣膜當中，從覆蓋前述側面之前述第1絕緣 膜的前述第1主面至前述發光層爲止之間的至少一部分’ 以沿著垂直於前述側面之方向的厚度爲前述雷射光之波長 以下的厚度來形成。 3. 如申請專利範圍第2項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 -31 - 201145614 前述雷射光之波長爲24 8奈米（nm)，前述第1絕緣膜 之前述一部分的厚度爲248奈米（nm)以下。 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 前述第1絕緣膜含有氧化矽。 5 ·如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 前述第1絕緣膜之帶隙能量，小於前述雷射光之能量 〇 6. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 前述第1絕緣膜含有氮化矽。 7. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 前述第1絕緣膜當中’覆蓋前述半導體層之前述側面 的部分，到達前述基板之第1主面爲止。 8. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 前述第2絕緣膜及前述半導體層，吸收前述雷射光。 9. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置之製造方 法，其中 形成前述第1絕緣膜後’照射前述雷射光前，除去接 觸前述基板之前述第1絕緣膜部分。 10. —種發光裝置，其特徵爲具備： •32- 201145614 半導體層，含有發光層，形成當做支撐體的基板，形 成後，以雷射光照射剝離前述基板； 第1電極部及第2電極部，配設於前述半導體層之前述 雷射光所照射之與第1主面之相反側的第2主面； 第1絕緣膜’覆蓋於前述半導體層之至少側面；以及 第2絕緣膜’覆蓋於前述第1絕緣膜；且 前述第2絕緣膜及前述半導體層，具有小於前述雷射 光之能量的帶隙能量， 前述第1絕緣膜當中’覆蓋前述半導體層之前述側面 的部分，從前述半導體層之前述第1主面側未到達前述側 面之前述發光層的深度，而抑制前述雷射光之進行。 11.如申請專利範圍第1 0項所記載之發光裝置，其中 前述第1絕緣膜當中，覆蓋於前述側面之部分，從前 述第1主面至前述發光層爲止之間的至少一部分，沿著垂 直於前述側面之方向的厚度爲前述雷射光之波長以下的厚 度。 1 2 ·如申請專利範圍第〗〇項所記載之發光裝置，其中 前述第1絕緣膜之前述一部分的厚度爲248奈米（nm) 以下。 1 3 _如申請專利範圍第1 0項所記載之發光裝置，其中 前述第1絕緣膜含有氧化矽。 14·如申請專利範圍第1 0項所記載之發光裝置，其中 前述第1絕緣膜，係具有小於前述雷射光之能量之帶 隙能量的材料。 -33- 201145614 1 5 .如申請專利範圍第1 〇項所記載之發光裝置，其中 前述第1絕緣膜含有氮化矽。 16. 如申請專利範圍第1 〇項所記載之發光裝置，其中 前述第1絕緣膜當中，覆蓋前述半導體層之側面的部 分，到達前述半導體層之第1主面爲止。 17. 如申請專利範圍第1 〇項所記載之發光裝置，其中 前述第2絕緣膜及前述半導體層，係吸收前述雷射光 之材料。 18. 如申請專利範圍第1 〇項所記載之發光裝置，其中 更具備： 第2絕緣膜，覆蓋前述第1絕緣膜； 第1配線，貫通前述第2絕緣膜，而與前述第1電極部 導通；以及 第2配線，貫通前述第2絕緣膜’而與前述第2電極部 導通。 19. 如申請專利範圍第1 8項所記載之發光裝置，其中 更具備： 第3絕緣膜，配設於前述第2絕緣膜上； 第1金屬柱，貫通前述第3絕緣膜’而與前述第1配線 導通，以及 第2金屬柱，貫通前述第3絕緣膜’而與前述第2配線 導通。 -34-
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