TW202408029A - 接合型發光元件晶圓及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明是一種接合型發光元件晶圓，其是發光元件用磊晶晶圓與可見光透射性且紫外光透射性的透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合而成，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層，其中，內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物從該磊晶層突出的高度為前述黏著層的厚度以下。藉此，提供一種接合型發光元件晶圓，其是將存在有釘狀夾雜物之磊晶晶圓隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來接合在可見光透射性且紫外光透射性的透明基板上而成，其中，因釘狀夾雜物而產生的不良部分的範圍較狹窄。

Description

接合型發光元件晶圓及其製造方法

本發明有關一種接合型發光元件晶圓及其製造方法。

以往，作為AlGaInP系微型發光二極體(micro LED，μLED)用晶圓，揭示了一種隔著苯并環丁烯(BCB)之接合晶圓(接合型發光元件晶圓)的技術(例如專利文獻1)。

前述接合晶圓係將2片晶圓彼此接合，因此有時因各片晶圓(例如具有AlGaInP系發光元件層之基板、及接合於該基板上的被接合基板)的表面狀態、或存在於接合界面的異物的存在而產生接合不良部分。 [先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2022-013244號公報

[發明所欲解決的問題]

尤其，要接合的2片晶圓之中的1片是使用磊晶晶圓，因此由於磊晶晶圓的磊晶層的生長過程中落下的異物而發生的凸狀不良部分的存在成為問題。生長過程中落下的異物的起源大部分起因於磊晶生長爐內的析出物。在生長過程中從磊晶生長爐的原料氣體導入口不斷提供包含原料之氣體，在導入口難以完全阻斷源自加熱部的輻射熱，微量的原料氣體在導入口分解並析出。

此析出物並非半導體，而是以接近金屬的狀態析出。尤其是In或Ga為主成分之析出物，其熔點較低且為與作為原料的有機金屬的分解溫度同等程度或比其更低之熔點。因此，在生長過程中，析出物經常成為容易從導入口剝落的狀態。從導入口剝落的析出物被載體氣體運送，而落下至磊晶層的表面。剝落時，會沿著載體氣體流量方向剝落，因此析出物大部分是矛狀的形狀，且在維持著此形狀的狀態下插入磊晶層的表面。

因此，落下至磊晶表面之析出物在具有數～數十μm的大小(高度)之狀態下刺入磊晶表面，就這樣在周圍形成異常生長部，同時實行磊晶生長。在較小的析出物的情況下，會隨著磊晶生長而被填埋並形成小丘(hillock)，或引起生長抑制而形成小丘，但是達到數十μm之較大的析出物不會埋入磊晶層，而是在磊晶生長後作為具有釘狀凸部之異常生長部而殘留。

以下將此析出物稱為「釘狀夾雜物」或僅稱為「夾雜物」。當試圖將具有釘狀夾雜物之磊晶晶圓接合或黏著於被接合基板上時，夾雜物在機械上非常脆弱，因而接合時會被施加的壓力破壞。伴隨此破壞，顆粒飛散至夾雜物的周邊，且在所飛散的顆粒被夾於界面的狀態下實行接合或黏著。

當被接合基板和接合層/黏著層由金屬等不透光光之非透光性材料所構成時，被夾於接合界面/黏著界面的顆粒僅是接合界面/黏著界面的機械強度上的問題，只要是器件加工時或晶粒加工時不會發生問題的程度，則不會成為問題。

然而，當被接合基板和接合層/黏著層由透光性材料所構成時，存在於接合界面/黏著界面的顆粒會發生光吸收，並且成為發生光散射之原因。光散射或吸收的增加在相當於發生光散射或吸收增加之處的晶片中，產生明顯的與相鄰晶片的特性差異，因此使形成於晶圓內的元件特性的分佈的均勻性下降，結果導致產率下降。

又，此釘狀夾雜物(釘狀凸部)被破壞而飛散的顆粒由於會飛散至比較廣泛的範圍，因此使接合不良部分增加至釘狀夾雜物的高度的影響以上，亦因其影響而成為產率下降的主要原因。

專利文獻1中揭示了一種將表面具有凸凹(凸狀)之磊晶晶圓與被接合晶圓接合之技術。然而，專利文獻1所揭示之技術是針對凸部(凹凸)大致均勻地形成於晶圓的整個面的情況之技術，並非揭示針對解決當與離散地、不規則地且以釘狀存在的凸形狀部接合時發生的問題之技術。

本發明是為了解決上述問題而完成，其目的在於：提供一種接合型發光元件晶圓，其是將存在有釘狀夾雜物之磊晶晶圓隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來接合在可見光透射性且紫外光透射性的透明基板上而成，其中，因釘狀夾雜物而產生的不良部分的範圍較狹窄；及，提供一種接合型發光元件晶圓的製造方法，接合時抑制由釘狀夾雜物產生的顆粒的產生，該接合型發光元件晶圓因釘狀夾雜物而產生的不良部分的範圍較狹窄。 [發明所欲解決的問題]

本發明是為了達成上述目的而完成，其提供一種接合型發光元件晶圓，其是發光元件用磊晶晶圓與可見光透射性且紫外光透射性的透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合而成，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層，該接合型發光元件晶圓的特徵在於，內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物從該磊晶層突出的高度為前述黏著層的厚度以下，前述釘狀夾雜物的前端部被破壞。

這樣的接合型發光元件晶圓由於以釘狀存在於磊晶晶圓的表面之夾雜物部的突出為黏著層的厚度以下，故能夠抑制接合不良部分擴大，因此，能夠減少接合不良部分的面積。

此時，較佳是前述黏著層選自由苯并環丁烯、矽氧樹脂、環氧樹脂、旋轉塗佈玻璃(Spin-on-glass，SOG)、聚醯亞胺、及非晶氟樹脂所組成之群組。

這樣的材質適合作為接合型發光元件晶圓的黏著層的材質。

又，本發明提供一種接合型發光元件晶圓的製造方法，其具有以下步驟：在起始基板上製作發光元件用磊晶晶圓之步驟，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層；準備可見光透射性且紫外光透射性的透明基板之步驟；及，將前述發光元件用磊晶晶圓與前述透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合之步驟；該製造方法的特徵在於，在前述接合步驟前，以使前述磊晶晶圓的前述磊晶層隔著保護膜而與檔片晶圓相對的方式施加壓力，藉此，將內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物的從前述磊晶層突出的部分的前端部破壞至從磊晶層突出的高度成為黏著層的厚度以下之高度為止，減少該釘狀夾雜物從前述磊晶層突出的高度，使用經減少釘狀夾雜物從前述磊晶層突出的高度後的磊晶晶圓來實行前述接合步驟。

這樣的接合型發光元件晶圓的製造方法由於能夠預先破壞釘狀夾雜物的前端，因此接合時能夠抑制由釘狀夾雜物產生的顆粒的產生，而能夠製造一種因釘狀夾雜物而產生的不良部分的範圍較狹窄之接合型發光元件晶圓。

此時，能夠將前述保護膜的厚度設為0.01μm以上且10μm以下。

若是這樣的保護膜的厚度，則能夠有效地實行釘狀夾雜物的破壞。

進一步，此時，較佳是將前述保護膜的厚度設為0.05μm以上且10μm以下。

若是這樣的保護膜的厚度，則能夠有效地實行釘狀夾雜物的破壞，並且能夠抑制磊晶層表面的損傷。

又，在本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法中，將前述黏著層設為選自由苯并環丁烯、矽氧樹脂、環氧樹脂、SOG、聚醯亞胺、及非晶氟樹脂所組成之群組。

這樣的材質能夠適合用來作為接合型發光元件晶圓的黏著層的材質。 [發明的功效]

本發明的接合型發光元件晶圓由於以釘狀存在於磊晶晶圓的表面之夾雜物部的突出為黏著層的厚度以下，故能夠抑制接合不良部分擴大，因此，能夠減少接合不良部分的面積。

又，本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法在接合時能夠抑制由釘狀夾雜物產生的顆粒的產生，而能夠製造一種因釘狀夾雜物而產生的不良部分的範圍較狹窄之接合型發光元件晶圓。尤其，藉由在接合前預先破壞以釘狀存在於磊晶晶圓的表面之夾雜物部，能夠減少源於接合時產生的夾雜物部的顆粒數。又，藉由在接合前預先破壞以釘狀存在於磊晶晶圓的表面之夾雜物部，能夠減少接合不良部分的面積。

以下，詳細說明本發明，但是本發明不限定於這些說明。

本發明的接合型發光元件晶圓是一種接合型發光元件晶圓，其是發光元件用磊晶晶圓與可見光透射性且紫外光透射性的透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合而成，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層，該接合型發光元件晶圓的特徵在於，內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物從該磊晶層突出的高度為前述黏著層的厚度以下。在本發明的接合型發光元件晶圓中，尤其前述釘狀夾雜物的前端部被破壞。

能夠藉由本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法來製造這樣的接合型發光元件晶圓。本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法是一種接合型發光元件晶圓的製造方法，其具有以下步驟：在起始基板上製作發光元件用磊晶晶圓之步驟，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層；準備可見光透射性且紫外光透射性的透明基板之步驟；及，將前述發光元件用磊晶晶圓與前述透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合之步驟；該製造方法的特徵在於，在前述接合步驟前，以使前述磊晶晶圓的前述磊晶層隔著保護膜而與檔片晶圓相對的方式施加壓力，藉此，將內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物的從前述磊晶層突出的部分的前端部破壞，減少該釘狀夾雜物從前述磊晶層突出的高度，使用經減少釘狀夾雜物從前述磊晶層突出的高度後的磊晶晶圓來實行前述接合步驟。在本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法中，尤其從前述磊晶層突出的部分的前端部的破壞，是破壞至從磊晶層突出的高度成為黏著層的厚度以下之高度為止。再者，在本發明中「接合」是指利用黏著劑等使2片晶圓一體化，是包含「黏著」和「貼合」之概念。

以下，例示第一實施形態、第二實施形態、及第三實施形態來說明本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的態樣。各實施形態類似的構成要素是在圖式中標註相同的符號來進行說明。又，省略重複的說明。

[第一實施形態] 首先，說明第一實施形態。

首先，如圖1所示，在起始基板11上依序實行磊晶生長，形成各層，而製作磊晶晶圓20。藉此，生長包含蝕刻停止層12和活性層14之磊晶層18。更具體而言，能夠用以下方式實行各層的磊晶生長。

如圖1所示，在第一導電型的由例如GaAs所構成之起始基板11上磊晶成長蝕刻停止層12。例如能夠藉由以下方式形成蝕刻停止層12：積層第一導電型的GaAs緩衝層後，成長例如0.1μm的第一導電型的Ga _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6)第一蝕刻停止層、例如0.1μm的第一導電型的GaAs第二蝕刻停止層。進一步，製作具有作為磊晶層(磊晶功能層)18的發光元件結構之發光元件用磊晶晶圓20(以下有時僅簡稱為「磊晶晶圓」)，該發光元件用磊晶晶圓20是在蝕刻停止層12上例如依序生長例如1.0μm的第一導電型的(Al _yGa _{1 － y}) _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6，0.6≦y≦1.0)第一包覆層13、無摻雜的(Al _yGa _{1 － y}) _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6，0≦y≦0.5)活性層14、例如1.0μm的第二導電型的(Al _yGa _{1 － y}) _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6，0.6≦y≦1.0)第二包覆層15、例如0.1μm的第二導電型的Ga _xIn _{1 － x}P(0.5≦x≦1.0)中間層(未圖示)、例如5μm的第二導電型的GaP窗層16而成。此處，將第一包覆層13至第二包覆層15稱為雙異質(DH)結構部。磊晶晶圓20上存在有釘狀夾雜物22，該釘狀夾雜物22是從生長爐內剝落並落下於磊晶晶圓20上而形成(參照圖1)。

在本發明的說明中，釘狀夾雜物22是內置於磊晶層18中的異物，如上所述是指無定形的矛狀物。釘狀夾雜物22的「突出高度」是指釘狀夾雜物22從磊晶層18的表面(在圖1的情況下為窗層16的表面)突出的高度。

前述例示的膜厚為例示，膜厚僅是根據元件的操作規格而改變之參數，當然不限定於此處所記載之膜厚。又，各層並非單一組成層，當然在概念上包括在所例示的範圍的組成內具有複數組成層。又，載子濃度的水準在各層並不均勻，當然在概念上包括在各層內具有複數個水準。

活性層可由單一組成所構成，並且，當然即使是交互積層複數層的障壁層與活性層而成之結構，亦具有類似的功能，當然兩者皆能夠選擇。

如下所述，以這樣的方式準備的磊晶晶圓20是接合於作為被接合晶圓的透明基板上，在本發明中是在下述接合步驟前，以使磊晶晶圓20的磊晶層18隔著保護膜而與檔片晶圓相對的方式施加壓力。

圖2中示出了檔片晶圓。檔片晶圓41例如能夠設為矽晶圓。在第一實施形態中，在檔片晶圓41上形成保護膜42(參照圖2)。保護膜42例如能夠使用感光性阻劑。較佳是：在檔片晶圓41上塗佈包含感光性阻劑之保護膜42後，實行保持在90℃前後之預烤(prebaking)處理，預先去除阻劑中包含的溶劑。檔片晶圓41只要是平坦且具有能夠破壞釘狀夾雜物22之機械強度，並且廉價即可，作為材質，除了上述矽以外，例如能夠選自石英、GaP、GaAs、InP、GaN、SiC等。

又，雖然例示了感光性阻劑作為保護膜42，但是只要是磊晶晶圓20表面的保護所需的材料且溼潤性良好的材料，則能夠選擇任何材料。能夠選擇：聚乙酸乙烯酯、蠟、各種阻劑、HogoMax(註冊商標，丙二醇單甲基醚/聚乙烯醇含有物)、苯并環丁烯(BCB)、非晶氟系樹脂(例如CYTOP(註冊商標))、矽氧樹脂、環氧樹脂等。

圖3中示出以下情況：使用圖2所示的形成有保護膜42之檔片晶圓41，來以使磊晶晶圓20的磊晶層18隔著保護膜42而與檔片晶圓41相對的方式施加壓力。

使磊晶晶圓20的生長面(具有釘狀夾雜物22之面)與檔片晶圓41的具有保護膜42之面相對，以與下述接合時相同的要領對磊晶晶圓施加壓力，向檔片晶圓41推壓(參照圖3)。此時，壓力被選擇性地施加到釘狀夾雜物22，前端部破碎而降低高度。夾雜物22的高度中的穿過保護膜42的厚度而碰撞檔片晶圓41之部分被破壞，而殘留與保護膜42的厚度相當之夾雜物22的高度。因此，為了降低剩餘高度，保護膜42以較薄為佳。能夠藉由調整保護材料的黏度來塗佈成較薄，而能夠進一步減少剩餘高度。

由於夾雜物22的突出高度大多為10μm以上，因此保護膜42的厚度較佳是至少10μm以下。當保護膜42的厚度為夾雜物22的突出高度以上時，壓力無法被施加到夾雜物22，其結果，無法破壞夾雜物22。

另一方面，保護膜42亦具有藉由因破壞夾雜物22而產生的碎片(顆粒)埋入保護膜42來防止對磊晶晶圓20的表面造成損傷之作用，如果過薄，則磊晶晶圓20的表面受到損傷的風險變高。因此，為了保護磊晶晶圓20的表面，較佳是具有0.05μm以上的厚度。

當使保護膜42的厚度更薄(例如小於0.05μm)時，因破壞夾雜物22而產生的顆粒可能損傷磊晶晶圓20的表面，為了提升輝度之目的而對磊晶晶圓20的表面進行粗面化處理的情況亦較多，此時，由顆粒所造成的磊晶晶圓20的表面的損傷不會成為問題，因而例如能夠製成0.01μm左右的薄膜。

再者，若破壞此夾雜物22後的剩餘高度(從磊晶層18突出的高度)低於後續步驟中的接合時的黏著層厚度，則夾雜物的剩餘部分包含在黏著層(BCB等)中而不會與被接合基板碰撞，因而能夠將接合不良面積抑制為最小限度。因此，藉由將保護膜42的厚度設為黏著層的厚度以下，能夠期待減少因夾雜物22導致的接合不良。例如當黏著層的厚度為0.6μm時，保護膜42的厚度以設計成低於0.6μm為佳。

在如圖3所示之利用檔片晶圓41來破壞夾雜物22之步驟後，從檔片晶圓41取下磊晶晶圓20，去除附著於磊晶晶圓20上的保護膜42和殘留顆粒(參照圖4)。為了去除該等，當選擇感光性阻劑或蠟作為保護膜42時，以有機溶劑進行洗淨，當選擇非水溶性的BCB或CYTOP、聚矽氧作為保護膜42時，以淋洗液、例如稀釋劑(thinner)或剝離液進行洗淨，當選擇水溶性的HogoMax作為保護膜42時，以純水進行洗淨。以這樣的方式進行洗淨，去除保護膜42和顆粒，藉此能夠獲得經減少釘狀夾雜物22的高度後的磊晶晶圓20(參照圖4)。

使用經用以上方式減少釘狀夾雜物22從磊晶層18突出的高度後的磊晶晶圓20，與作為被接合晶圓的透明基板30隔著黏著層25來加以接合(參照圖5)。能夠用以下方式實行此接合步驟。

作為黏著層，使用可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層25。在本發明的說明中，紫外光不透射性是指在170nm以上且360nm以下的波長區域具有光吸收邊限且在光吸收邊限的透射率為50%以下。作為被接合晶圓即透明基板，使用可見光透射性且紫外光透射性的材質的透明基板。在磊晶晶圓20上旋轉塗佈例如苯并環丁烯(BCB)作為可見光透射性且紫外光不透射性的接合材料(較佳是熱硬化型接合材料)，然後與作為被接合晶圓的透明基板30(例如藍寶石晶圓)以相對向的方式重疊，並加以熱壓接，藉此，製作接合型發光元件晶圓(磊晶晶圓接合基板)，該接合型發光元件晶圓是將磊晶晶圓20與透明基板30(例如藍寶石晶圓)隔著黏著層25(例如BCB)來加以接合而得。利用旋轉塗佈來塗佈BCB時，設計膜厚例如能夠設為0.6μm。

在本實施形態中，例示了被接合基板是藍寶石的情況，只要具有平坦性與可見光透射性和UV光透射性，則可以是任何材料，能夠選擇石英等。

又，在本實施形態中，例示了BCB作為用以形成黏著層25的接合材料，但是不限定於BCB，只要是可見光透射性且UV光不透射性，則能夠選擇任何材料。接合材料較佳是熱硬化性，除了BCB以外，還可使用矽氧樹脂、環氧樹脂、SOG、聚醯亞胺、及非晶氟樹脂(例如CYTOP)等。

又，在本實施形態中，圖5中例示了BCB塗佈成層狀之狀態的情況，但是當然不限定於層狀。當然即便使用感光性BCB並圖案化成孤立島狀或線狀、其他形狀來實行接合的步驟，亦能夠獲得相同的結果。

能夠用以上方式製造圖5所示之接合型發光元件晶圓，該接合型發光元件晶圓是發光元件用磊晶晶圓20與可見光透射性且紫外光透射性的透明基板30隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層25來接合而成，該發光元件用磊晶晶圓20具有包含活性層14之磊晶層18。又，在圖5的接合型發光元件晶圓中，內置於磊晶層18中的釘狀夾雜物22的從磊晶層18突出的高度為黏著層25的厚度以下。

又，本發明的接合型發光元件晶圓能夠進一步用以下方式進行加工。去除起始基板11如圖6所示。具體而言，利用溼式蝕刻將GaAs起始基板11去除，使蝕刻停止層12的第一蝕刻停止層露出，切換蝕刻劑來將第二蝕刻停止層去除，而使第一包覆層13露出。藉由實行以上處理，能夠製作僅保持有DH層和窗層之磊晶接合基板(圖6)。在本實施形態中，例示了0.6μm的BCB厚度，但是不限定於此厚度。

又，能夠用以下方式接著實行元件隔離，來形成各元件的電極等。以下的元件隔離和電極形成等方法為例示。

首先，如圖7所示，例如用以下方式實行元件隔離。藉由光微影法來形成圖案，藉由感應耦合電漿(ICP)來實行元件隔離加工。用於ICP的氣體是氯氣和氬氣。ICP加工係實行2次以下步驟：使BCB層露出之步驟及使第二包覆層15露出之步驟。

在本實施形態中，例示了使第二包覆層15露出的情況，但是當然不限定於使第二包覆層15露出的情況，只要至少活性層14被隔離，就能夠達成加工目的，因此當然即便不是第二包覆層15露出而是在GaP窗層16露出的情況下，亦能夠獲得相同的效果。

元件隔離加工後，如圖8所示，形成發光元件保護膜52作為端面處理。在本實施形態中，能夠使用SiO ₂作為發光元件保護膜52。保護膜不限定於SiO ₂，只要是能夠保護端面且具有絕緣性之材料，則能夠選擇任何材料。亦能夠選擇SiNx和氧化鈦、氧化鎂等。

形成發光元件保護膜52後，如圖9所示，實行元件的電極54的形成。例如藉由以下方式形成歐姆接觸：形成分別與第一導電型層或第二導電型層接觸之電極54，並施以熱處理。在本實施形態中，能夠將第一導電型設計為N型，將第二導電型設計為P型，使用含有Au和Si之金屬作為與N型層接觸之電極，使用含有Au和Be之金屬作為與P型層接觸之電極。

在本實施形態中，作為N型電極，例如能夠使用Au與Si之金屬，但是不限定於此材料，亦可使用含有Au和Ge之金屬。又，作為P型電極，例如能夠使用Au與Be之金屬，但是不限定於此材料，亦可使用含有Au和Zn之金屬。

在本實施形態中，例示了使用AlGaInP系發光元件而得之接合晶圓的情況，但是不限定於此材料和功能，當製造接合有因釘狀夾雜物22(釘狀突起異物)而發生不良的磊晶晶圓20之接合型發光元件晶圓時，當然不論材料系為何都能夠應用。

[第二實施形態] 繼而，說明本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第二實施形態。直到形成磊晶晶圓20為止的步驟、結構都與第一實施形態相同。與第一實施形態不同，將圖3所示之使用檔片晶圓41施加壓力時的保護膜42形成於(並非檔片晶圓41而是)圖1所示之磊晶晶圓20的表面上(圖1中為窗層16的表面上)。使用這樣的磊晶晶圓20和檔片晶圓41，來隔著保護膜42而對磊晶晶圓20的表面施加壓力。釘狀夾雜物22的破壞方法及之後的步驟與第一實施形態相同。

[第三實施形態] 繼而，說明本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第三實施形態。直到形成磊晶晶圓20為止的步驟、結構都與第一實施形態相同。與第一實施形態不同，將圖3所示之使用檔片晶圓41施加壓力時的保護膜42形成於圖所示之磊晶晶圓20上，並且亦形成圖2所示之檔片晶圓41上。亦即，將保護膜42形成於磊晶晶圓20的表面上(圖1中為窗層16的表面上)和檔片晶圓41的雙方。此時，藉由將保護膜的總厚度(形成於磊晶晶圓20的表面上的保護膜的厚度與形成於檔片晶圓41的表面上的保護膜的厚度的合計量)製成黏著層的厚度以下，能夠期待減少因夾雜物22導致的接合不良。釘狀夾雜物22的破壞方法及之後的步驟與第一實施形態相同。

在第一實施形態～第三實施形態的任一者中，根據本發明，能夠減少由磊晶晶圓20的磊晶生長引起且難以完全消除之釘狀夾雜物22(釘狀凸部)在接合時的影響，減少接合不良部分的面積。 [實施例]

以下，列舉實施例及比較例來詳細說明本發明，但是這些例子並非限定本發明。

(實施例1) 按照第一實施形態來製造接合型發光元件晶圓。

首先，如圖1所示，在第一導電型的GaAs起始基板11上積層第一導電型的GaAs緩衝層後，磊晶生長0.1μm的第一導電型的Ga _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6)第一蝕刻停止層、0.1μm的第一導電型的GaAs第二蝕刻停止層，而製成蝕刻停止層12。進一步，依序生長1.0μm的第一導電型的(Al _yGa _{1 － y}) _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6，0.6≦y≦1.0)第一包覆層13、無摻雜的(Al _yGa _{1 － y}) _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6，0≦y≦0.5)活性層14、1.0μm的第二導電型的(Al _yGa _{1 － y}) _xIn _{1 － x}P(0.4≦x≦0.6，0.6≦y≦1.0)第二包覆層15、0.1μm的第二導電型的Ga _xIn _{1 － x}P(0.5≦x≦1.0)中間層(未圖示)、5μm的第二導電型的GaP窗層16，而準備具有作為磊晶層(磊晶功能層)18的發光元件結構之磊晶晶圓20。磊晶晶圓20上存在有釘狀夾雜物22，該釘狀夾雜物22是從生長爐內剝落並落下於磊晶晶圓上而形成(參照圖1)。

繼而，如圖2所示，準備矽晶圓作為檔片晶圓41，將感光性阻劑塗佈在檔片晶圓上，而製成0.5μm的保護膜42。塗佈後，實行保持在90℃前後之預烤處理，去除阻劑中包含的溶劑。

繼而，如圖3所示，使磊晶晶圓20的生長面(具有釘狀夾雜物22之面)與檔片晶圓的形成有保護膜42之面相對並堆疊，對磊晶晶圓20施加壓力，向檔片晶圓41推壓。

壓力施加處理後，如圖4所示，從檔片晶圓41取下磊晶晶圓20，去除附著於磊晶晶圓20上的塗佈膜(保護膜42)和殘留顆粒。

繼而，如圖5所示，在磊晶晶圓20上旋轉塗佈苯并環丁烯(BCB)作為黏著層25，然後與作為被接合基板的藍寶石晶圓(透明基板30)以相對向的方式重疊，並加以熱壓接，藉此，將磊晶晶圓20與藍寶石晶圓(透明基板30)隔著BCB(黏著層25)來加以接合。BCB的塗佈設計膜厚設為0.6μm。

繼而，如圖6所示，利用溼式蝕刻將GaAs起始基板11去除，使第一蝕刻停止層露出，切換蝕刻劑來將第二蝕刻停止層去除，從而使第一包覆層13露出，而製作僅保持有DH層和窗層16之磊晶接合基板。

繼而，如圖7所示，藉由光微影法形成圖案，藉由ICP來實行元件隔離加工。用於ICP的氣體是氯氣和氬氣。ICP加工係實行了2次以下步驟：使BCB層(黏著層25)露出之步驟及使第二包覆層15露出之步驟。

元件隔離加工後，如圖8所示，形成包含SiO ₂之發光元件保護膜52作為端面處理。

繼而，如圖9所示，形成發光元件保護膜52後，藉由以下方式形成歐姆接觸：形成分別與第一導電型層或第二導電型層接觸之電極54，並施以熱處理。在本實施例中，將第一導電型設計為N型，將第二導電型設計為P型，使用含有Au和Si之金屬作為與N型層接觸之電極，使用含有Au和Be之金屬作為與P型層接觸之電極。

(實施例2) 直到形成磊晶晶圓20為止的步驟、結構設為與實施例1相同。除了將保護膜42形成於磊晶晶圓20上以外，根據與實施例1相同的方法，實行釘狀夾雜物22的破壞、檔片晶圓41的剝離、磊晶晶圓20的洗淨、隔著BCB進行的與藍寶石晶圓(透明基板30)的接合、起始基板11的去除、元件的形成。

(實施例3) 直到形成磊晶晶圓20為止的步驟、結構設為與實施例1相同。除了將保護膜42形成於磊晶晶圓20上和檔片晶圓41上的雙方以外，根據與實施例1相同的方法來實行釘狀夾雜物22的破壞、檔片晶圓41的剝離、磊晶晶圓20的洗淨、隔著BCB進行的與藍寶石晶圓(透明基板30)的接合、起始基板11的去除、元件的形成。

(比較例) 直到形成磊晶晶圓20為止的步驟、結構設為與實施例1～3相同。除了未實行實施例1～3所示的釘狀夾雜物22的破壞處理(亦即，未使用檔片晶圓41)以外，根據與實施例1～3相同的方法來製作元件。

(實施例與比較例的比較) 圖10中示出施加實施例1的處理後的存在有夾雜物22之處的接合的狀態，圖11中示出在依照以往處理進行接合的情況下的比較例的存在有夾雜物之處。在任一情況下都在圖的中心附近存在有夾雜物，存在有夾雜物之區域的塗佈膜不均勻，夾雜物附近的膜厚變厚。與比較例相比，實施例中的產生了該膜厚分佈之區域(實線箭頭表示部分)的直徑約為一半。尤其膜厚顯著較厚的區域(虛線箭頭部分)的區域比中，與比較例相比為1/3以下。

又，在以往例子(圖11)中在夾雜物的周邊能夠確認大量的黑點部及包圍該黑點之環狀區域。黑點部是接合處理時夾雜物破碎而飛散之顆粒，黑點周邊部的環狀區域是BCB局所變厚之區域。在以往例子中，起源於夾雜物的顆粒散佈在夾雜物周邊，但是在實施例中，這樣源於夾雜物的顆粒並不存在或明顯減少。

圖12中示出保護膜42的總厚度為0.5μm時的實施例及比較例中的BCB厚度不良區域的寬度。與比較例相比，實施例1～3中不良部分直徑減少。

實施例1中在檔片晶圓上塗佈0.5μm的BCB保護膜42，實施例2中在磊晶晶圓上塗佈0.5μm的BCB保護膜42，實施例3中實行黏度調整來在磊晶晶圓和檔片晶圓雙方上塗佈0.25μm厚的BCB保護膜42。在實施例3中改善效果稍微下降。此被認為由於在雙方的晶圓上塗佈保護膜42導致保護膜42實際上比塗佈單膜的情況更厚，減少夾雜物剩餘高度的效果下降。

再者，本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態為例示，任何具有實質上與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想相同的構成且發揮相同功效者，皆包含在本發明的技術範圍內。

11:起始基板 12:蝕刻停止層 13:第一包覆層 14:活性層 15:第二包覆層 16:窗層 18:磊晶層 20:磊晶晶圓 22:釘狀夾雜物 25:黏著層 30:透明基板 41:檔片晶圓 42:保護膜 52:發光元件保護膜 54:電極

圖1是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的一部分之概略剖面圖。 圖2是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖3是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖4是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖5是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖6是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖7是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖8是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖9是示出本發明的接合型發光元件晶圓的製造方法的第一實施形態的另一部分之概略剖面圖。 圖10是示出本發明的接合型發光元件晶圓製造方法中的施加處理後的夾雜物部的接合的狀態之擴大照片。 圖11是示出以往的接合型發光元件晶圓製造方法中的夾雜物部的接合的狀態之擴大照片。 圖12是示出實施例及比較例中的BCB厚度不良區域的寬度之圖表。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

11:起始基板

12:蝕刻停止層

13:第一包覆層

14:活性層

15:第二包覆層

16:窗層

18:磊晶層

20:磊晶晶圓

22:釘狀夾雜物

Claims (6)

1. 一種接合型發光元件晶圓，其是發光元件用磊晶晶圓與可見光透射性且紫外光透射性的透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合而成，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層，該接合型發光元件晶圓的特徵在於， 內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物從該磊晶層突出的高度為前述黏著層的厚度以下，前述釘狀夾雜物的前端部被破壞。
2. 如請求項1所述之接合型發光元件晶圓，其中，前述黏著層選自由苯并環丁烯、矽氧樹脂、環氧樹脂、SOG、聚醯亞胺、及非晶氟樹脂所組成之群組。
3. 一種接合型發光元件晶圓的製造方法，其具有以下步驟： 在起始基板上製作發光元件用磊晶晶圓之步驟，該發光元件用磊晶晶圓具有包含活性層之磊晶層； 準備可見光透射性且紫外光透射性的透明基板之步驟；及， 將前述發光元件用磊晶晶圓與前述透明基板隔著可見光透射性且紫外光不透射性的黏著層來加以接合之步驟；該製造方法的特徵在於， 在前述接合步驟前，以使前述磊晶晶圓的前述磊晶層隔著保護膜而與檔片晶圓相對的方式施加壓力， 藉此，將內置於前述磊晶層中的釘狀夾雜物的從前述磊晶層突出的部分的前端部破壞至從磊晶層突出的高度成為黏著層的厚度以下之高度為止，減少該釘狀夾雜物從前述磊晶層突出的高度， 使用經減少釘狀夾雜物從前述磊晶層突出的高度後的磊晶晶圓來實行前述接合步驟。
4. 如請求項3所述之接合型發光元件晶圓的製造方法，其中，將前述保護膜的厚度設為0.01μm以上且10μm以下。
5. 如請求項4所述之接合型發光元件晶圓的製造方法，其中，將前述保護膜的厚度設為0.05μm以上且10μm以下。
6. 如請求項3～5中任一項所述之接合型發光元件晶圓的製造方法，其中，將前述黏著層設為選自由苯并環丁烯、矽氧樹脂、環氧樹脂、SOG、聚醯亞胺、及非晶氟樹脂所組成之群組。

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