TW393785B - Method to produce many semiconductor-bodies - Google Patents
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Description
oo r 烦請委1¾明示 ^:1:灵原實質内溶 —A7 一一 B7 經消部中次標卑局M.X消贽合竹社印紀 五、發明説明 ( ) 1 I 刻來 去 除 上 述 之 遮 罩 層 4, 使作為雷射半導體本體用之 | 半導 體 層 序 列 2 裸 露 而 仍 保啻 在 基 體 3 上。 這 樣 所 産 生 之晶 圓 μ 後 切 割 成 邊 線 發 光之 雷 射 晶 Η 200 〇 1 I 依 據 上 述 實 施 例 所 述 之 本發 明 之 方 法 當然 不 是 用 來 限 請 1 閱 I 制本 發 明 於 上 述 之 實 施 例 中。 此 行 之 專 家在 發 生 本 文 開 讀 背 1 頭所 述 之 間 題 時 都 可 使 用 本發 明 之 方 法 〇 之 1 « 注 1 主要 元 件 符 號 說 明 意 1 項 I 3 生 長 -基體晶圓 再 ά ，丨 4 遮 罩 層 寫 本 裝 頁 1 5,9 主 面 1 6 半 導 體 層 1 1 7 側 面 1 I 8 雷 射 鏡 面 1 訂 10 遮 罩 開 Ρ 1 | 15 > *-刖 面 -接觸金屬層 1 16 背 面 -接觸金屬層 1 1 17 光 漆 層 叫 、線 18 半 導 體 層 序 列 1 19 基 體 晶 圓 1 21 η - 摻 雜 之 外 罩層 I I 22 Ρ - 摻 雜 之 外 罩層 1 1 23 發 光 之 活 性 層 1 I 24 晶 圓 1 100 發 光 二 極 體 晶片 1 1 200 雷 射 晶 Η 1 I 14 1 1 1 1 本紙張尺度適州中國國家標平（（’NS ) Λ4規格（210X 297公f ) 五、發明説明（ 關 A7 B7 第 圍 範 利 專 請 申 體 導 半 之 光 發 是 別 6 特 #( 明體 發本 本體 導 半 値 多 〇 之法 份方 部造 言製 前之 項 } 體 I本 之 圓 晶 體 基 在 中 其 法 方 造 製 之 片 晶 及體 涉極 是二 別光 .‘特發 明個 發多 本-
有有 具具 層都 一 料 少材 至種 中此 其 * , 料 層材 1擭 導導 半半 之 d 層Un f ο 多 ρ 0 積 ο c 沈(c 上成 面 合 主 V 或 _f Η 種 此 法 方 造 ，製 aN之 G 1H ΠΑ晶 t射 雷 Ga體 In導 ，半 1N之 aA光 G 發 N,緣 Ga邊 如由 例偏 ，多 相 互 之 式 面 平 有 具 上 面 倒 之 對 rm 個二 。 少面 至鏡 在射 片雷 晶之 射行 雷平 例導 則半 ，式 片光 晶發 體致 極電 二種 光一 發長 造生 製晶 了磊 為上 。圓 的晶 知體 習基 是體 法導 方半 述在 上需 如 區 觸 接 性 If I 之 片 晶 體 晶 } 極 .1 P 二 E {光 式發 晶成 磊形 謂便 所以 種層 此鼷 。金 歹觸 序接 層之 體需 所 有 設 其 在 後 然 圓 似 類 ο Η 晶 體 棰 二 光 Β 晶 發 傾1C 多 ， 成片 割晶 切.體 而晶 式電 方在 OK 0 0 月 切使 由可 藉法 後方 之之 中 等 等 片 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 在 磊 上 體 基 在 中 其 法 方 種 1 述 描 己 中 之 層 多 積 沈 晶 之 層 多 種 這 ο 層 N X 麵 1
N X 經"·部中央標準局Μ-τ消赀合朽社印^1衣 上觸 圓接 晶層 傾多 整和 在刻 其独 , 由 列藉 序及 層以 D)列 LE序 (0 體DS E 槿 L 二種 光此 發積 種沈 一 在 成 0 形伸 層延 片 晶 體 極二 E L 光 對發 便之 以別 積各 沈個 之多 層成 屬割 金分 圓 晶 後 之 化 構 結 行 進 列 序 層 割 分 而 鋸 切 由 藉 是)N 如A1 例n’ I I Η ( m a 晶 G 的積 間沈 之在 層 屬 金 觸 接 於 介 Φ' 其 時 構 結 體 棰二 光 發 特 之 生 産 所 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） A7 B7 經滅部中次掠华局只h消费合竹社印*'木 五、發明説明 ( > ) 1 1 殊 問 題 是 氮 化 物 之 晶 格 (1 a t t i c e )常數是與相對應之基 •I 1 體 大 大 不 同 的 旦 和 基 體 材 料 無 關 〇 其 它 之 困 難 性 是 可供 1 使 用 之 基 體 材 料 (例如， 藍寶石或s i C }和条統G a ( I n ,Al) N ^-N 許 1 先 1 之 極 不 相 同 的 熱 膨 脹 像 數 9 m 樣 所 造 成 之 不 同 的 熱 膨脹 閱 讀 1 所 産 生 之 結 果 是 在 使 晶 圓 由 生 長 溫 度 冷 卻 至 室 溫 時在 背 1¾ 1 1 之 1 晶 圓 中 會 産 生 一 種 熱 感 應 之 拉 緊 作 用 這 樣 會 在 半 導體 注 意 1 章 1 結 構 中 造 成 缺 陷 首 先 是 "裂縫" 開 孔 等 等 > 這 些 會不 項 | 利 地 損 害 組 件 之 待 性 » 例 如 > ESD- 穩 定 性 » 壽 命 等 等。 再 填 寫 Λ 本 在 Ga (I π , kl )N 中 9 已 知 的 有 Ga 1 - • X -X In X A1 Y N , 其中 頁 1 I 0 S X < 1， 0 < y< 1 且 X + y< 1 〇 1 1 其 它 在 Ga(I η , A 1 ) Ν 發 光 二 極 體 結 構 中 所 産 生 之 問 題是 1 I ； 此 種 材 料 条 統 在 化 學 上 是 非 常 穩 定 的 0 這 種 特 性 在組 1 訂 件 結 構 化 時 造 成 很 大 之 問 題 〇 在 晶 圓 上 之 Ga(I η , A 1 ) N - 1 層 序 列 之 結 構 化 只 能 m 由 技 術 上 很 昂 貴 之 方 法 » 例 如， 1 | 乾 蝕 刻 法 或 紫 外 線 (U V)促 進 之 濕 化 學 蝕 刻 法 » 來 達 成。 1 此 外 » 例 如 藍 賫 石 及 Ga N由於有很大之硬度而只能以 1 1 很 高 之 技 術 上 之 費 用 才 可 切 鋸 〇 } 在 製 造 一 種 由 邊 緣 發 光 之 雷 射 二 極 體 之 習 知 方 法 中， 1 1 為 了 製 成 雷 射 鏡 面 則 含 有 雷 射 二 極 體 結 構 之 磊 晶 -半導 1 體 晶 圓 須 對 應 於 基 體 之 結 晶 學 上 之 方 向 而 被 分 割 〇 1 I 在 不 同 之 基 體 晶 體 上 製 造 一 些 不 同 形 式 之 半 導 髅 材料 1 1 所 構 成 之 半 導 體 本 體 時 總 是 少 量 地 允 許 使 用 基 體 之 結晶 I 學 上 之 方 向 而 以 簡 易 之 分 割 方 式 來 製 造 雷 射 鏡 面 〇 因此 | 需 要 昂 貴 之 技 術 » 例 如 > 濕 4 -或乾蝕刻方法， 以便以平 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標率（（:NS ) Λ4规格（2丨OX 297公釐} Λ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 巧 ) 1 1 行 平 面 之 方 式 以 及 較 小 之 粗 m 度 來 製 成雷射鏡 面。 各種 ；| 不 同 之 半 導 體 材 料 % 統 » 例 如 G a (I η，A 1 ) N， 都具 有此 J* | 種 特 性 以 便 抵 檔 一 般 之 濕 化 學 蝕 刻 〇 在此種情 況下 ,吾 /—'S 請 1 1 人 兀 全 依 照 技 術 上 較 昂 貴 (費用上因此亦較貴） 之乾 独刻 先 閱 1 I 讀 1 方 法 0 背 1 I 之 1 本 發 明 之 的 是 提 供 一 種 本 文 開 頭 所述技藝 之方 法， 注 1 意 I 其 可 在 使 用 機 |Λ9〇 械 性 和 化 學 性 很 穩 定 之 半導體材 料及 /或 事 項 1 | 再 1 丄 使 用 基 體 材 料 及 晶 晶 材 料 (其具有互相差異很大之晶格 填 寫 常 數 )之情況下以簡易之方式製造多痼半導體本體， 這些 本 頁 I 半 導 體 本 體 具 有 準 確 界 定 之 側 面 及 / 或較低之 晶體 干擾。 1 1 本 發 明 待 別 是 提 供 種 方 法 以 便 製 造 Ga ( In， A 1 ) N -發光 1 I 二 極 體 晶 片 9 此 方 法 可 降 低 半 導 體 結 構中之晶 體干 擾且 1 1 可 使 用 技 術 上 較 簡 易 之 方 法 來 進 行 Ga (I η，A 1 ) N -層序列之 訂 1 結 構 化 〇 1 I 此 外 » 本 發 明 亦 待 別 提 供 一 種 簡 易 之方法來 製造 由邊 1 1 緣 發 光 之 雷 射 半 導 體 本 體 之 雷 射 鏡 面 ,其中半 導體 本體 1 | 特 別 是 由 各 種 不 同 之 半 導 體 層 (其由材料糸統6 a (I η ,Al) Ν 所 形 成 )所構成。 1 1 上 述 百 的 是 由 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 特戡中所 述之 方法 1 I 來 達 成 0 本 方 法 之 有 利 的 其 它 方 式 (特別是製造Ga( In , Al )Ν- 1 1 發 光 二 極 體 晶 片 以 及 製 造 邊 緣 發 光 之 G a ( I n , A 1 Μ-半導體 1 1 雷 射 晶 η 所 用 之 特 別 良 好 之 方 法 )則敘述在申請專利範圍 I 第 2 至 13 項 中 〇 1 在 本 方 法 中 9 最 好 是 首 先 5 在 基 體 晶 圓上沈積 一層 可容 1 1 1 I 1 1 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公趁） Λ 7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
五、發明説明（ 4 ) I I 易 蝕 刻 之 遮 罩 層 9 此 遮 罩 層 隨 後 例 如 藉 由 微 影 術 而 設 置 ；1 1 許 多 遮 罩 開 Ρ (視窗） 9 基 體 晶 圈 之 主 面 裸 露 在 此 種 開 η .1 | 中 0 然 而 在 垣 些 視 窗 中 於 基 體 晶 圓 之 主 面 上 沈 積 發 光 r\ 請 1 1 二 掻 體 結 構 或 半 導 體 雷 射 結 構 所 用 之 半 導 體 層 序 列 0 這 先 閲 1 I 讀 1 h 些 梘 窗 因 此 界 定 了 半 導 體 層 序 列 之 横 向 (1 a t e r a 1 )形式。 背 \ I 之 1 在 此 種 已 製 成 之 晶 圓 上 塗 佈 一 接 觸 金 屬 層 之 後 晶 圓 注 意 I 須 分 割 成 各 別 之 發 光 二 極 體 晶 Η 或 半 導 體 雷 射 晶 Η 〇 事 項 1 I 由 Si 〇 ί或s i > c S 1 X 所 構 成 之 介 電 層 可 有 利 地 作 為 Μ 再 4 1 衮 罩 層 9 且 視 窗 例 如 是 藉 由 等 向 性 之 濕 化 學 蝕 刻 方 法 (例 頁 1 如 利 用 傳 統 之 視 窗 蝕 刻 溶 液 )或藉由乾化學蝕刻方法 1 1 而 製 成 其 最 好 是 選 擇 性 地 對 基 體 材 料 進 行 蝕 刻 〇 1 I 此 種 方 法 可 特 別 有 利 地 用 在 半 導 體 本 體 中 9 其 中 基 體 1 1 訂 1 由 Si C, 藍寶石或G a N所 構 成 且 其 中 此 半 導 體 層 序 列 至 少 具 有 一 層 由 材 料 条 統 Ga(I η , A1 ) N 所構成之半導體層。 1 I 上 述 m 特 別 是 涉 及 發 光 二 極 體 結 構 或 半 導 體 雷 射 結 1 1 構 C 例 如 邊 緣 發 光 之 雷 射 二 極 體 以 及 VC S E L ( Ve r t i c a 1 1 | Ca v i t y S u r f a c e E m i 11 i η g L a s e Γ)-二棰體〕 » 這些結 | 構 至 少 具 有 一 層 以 Ga N - 為 基 (b a s e ) 之 II I - V- 合 成 半 導 體 1 (例如， G δ 1- > C -) 'I n > A 1 ) r N ， 其 中 0 < X < 1 , 0 < y < 1 且 1 1 X + y < 1) 之 材 料 % 統 所 構 成 之 半 導 體 層 9 這 是 因 為 本 文 開 1 1 頭 所 述 之 問 題 在 此 特 別 適 用 〇 1 1 上 述 結 構 例 如 是 可 發 射 藍 光 或 緣 光 之 雷 射 二 棰 體 t 其 一 1 | 中 設 置 一 種 邊 線 發 光 之 雷 射 半 導 體 結 構 以 作 為 半 導 體 層 - 1 1 序 列 ί 此 種 雷 射 半 導 體 結 構 6 在 二 個 相 對 之 侧 面 上 具 有 以 1 1 1 1 1 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 格（210X297公犮） 經漭部中"#準灼貸消资合作社印於 A7 B7 五、發明説明（^ ) 平行面方式而設置之雷射鏡面。這些雷射鏡面在本發明 之方法中是由遮罩開口之二値以精確之平行面方式而相 面對之ii面所界定。 在此種邊緣發光之半導體雷射晶Μ之製程中，最好是 再去除上述之遮罩層，其最好是藉由選擇性蝕刻（選擇 性地對半導體層序列）來達成。 為了使這樣所産生之晶圓分割成各別之晶Η,則只有 遮罩層（若其先前未被去除），基體晶圓以及可能時一塗 佈在背面（=基體晶圓之遠離發光二極體结構之主面）上 之接觸金鼷層（其介於發光二極體結構之間）仍須被分割 。於是在此種方法中有利的是在對晶圓進行切鋸及/或 切斷時不會對半導體層序列造成損傷。 在此種發光二極體晶Μ之製程中，有利的是：在將晶 圓分割成發光二極體晶Η之前須去除發光二極體結構之 間的遮罩層，使互相隔離的各發光二棰體結構仍保留在 基體上。然後只有基體晶圓以及可能時在晶圓背面上介 於發光二極體結構之間的接觸金靨層須被分隔 此種在沈積發光二極體結構之後對遮罩層所進行之選 擇性去除作用例如是藉由濕化學蝕刻方法來進行，其中 發光二極體結構根本不必去除或只在很小之周圍中被去 除。 本方法之優點一方面是：稍後所形成之發光二搔體晶 片或半導體雷射晶片之形式和尺寸是在這些晶片之半導 體層序列之磊晶過程之前即已界定，這樣對習知之方法 本紙张尺度適州中阈1^:行:呤（rNS ) Λ4現格（210Χ297公t > (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
L ，1Τ A7 B7 經湞部中次標準局Μ-τ消泠合作社印5Ϊ· 五、發明説明 ( y ) 1 1 而 —1—. 即 可 省 略 許 多 程 序 步 驟 〇 :丨 1 另 一 方 面 是 本 方 法 可 有 利 地 使 強 烈 拉 緊 之 結 構 沈 積 在 一 預 先 ‘界 定 之 視 窗 中 〇 已 沈 積 之 晶 體 因 此 可 在 三 値 空 間 1 先 I 方 向 中 膨 脹 〇 旦 因 此 可 化 解 體 積 中 潛 在 之 拉 伸 能 量 而 不 閱 讀 1 tSst 造 成 相 對 應 之 傾 移 (〇 f f s e t) 〇 背 面 I 之 1 此 外 » 可 有 利 地 在 晶 體 中 幾 乎 不 形 成 缺 陷 1 這 是 因 為 意 1 在 生 長 期 間 拉 伸 作 用 已 在 晶 體 層 中 消 除 〇 事 項 1 I 在 上 述 之 其 它 習 和 之 平 面 式 裔 晶 (不需遮罩）情 況 中 * 再 填 寫 Λ 本 在 晶 體 中 會 産 生 缺 陷 以 便 消 除 潛 在 之 拉 伸 能 量 〇 此 種 缺 頁 •sy 1 I 陷 在 此 種 方 式 中 不 利 地 使 稍 後 才 形 成 之 組 件 受 損 9 因 I I 此 例 如 壽 命 Sa Θ 縮 短 及 / 或 ES0- 穩 定 性 大 大 地 降 低 〇 藉 1 ι 由 本 發 明 之 方 法 來 降 低 此 種 缺 陷 因 此 亦 表 示 可 直 接 改 進 1 訂 此 種 組 件 之 待 性 〇 1 本 發 明 之 主 要 特 徴 是 在 遮 罩 開 P (視窗）中 選 擇 性 地 沈 1 I 積 發 光 二 極 體 結 構 或 半 導 體 雷 射 結 構 t 須 選 取 此 種 遮 罩 ! 1 層 以 及 沈 積 條 件 9 使 得 在 m 罩 上 不 有 磊 晶 (即， 單晶） 1 1 之 Ga(I η , A 1 )N -材料之沈積。 成. 本 方 法 可 m 用 在 藍 寶 石 或 Si C , S i， G a A s , G aN s A1 N 1 ! 等 等 作 為 生 長 -基體材料之情況。 許多困難性（其 是 在 切 1 1 斷 或 蝕 刻 此 種 由 平 面 式 磊 晶 法 所 製 成 之 晶 圓 9 特 別 是 1 ! 6a (I η , Α1 )N -磊晶式晶圓以便製造各種不同形式 之 發 光 1 1 二 搔 體 晶 片 或 半 導 體 雷 射 晶 片 時 産 生 )是以本方法來克 I 服 〇 1 在 本 方 法 之 較 佳 實 施 形 式 8 中 9 在 生 長 -基體晶圓上塗 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標中（（、NS ) Λ4規袼（210X297公釐） A7 B7 經"•部中次楫準局M-x消於合作社印來 五、發明説明 ( ) 1 I 佈 上 述 之 遮 罩 層 之 刖 須 生 長 —- 層 例 如 由 Ga(I η , Α1 > N所 構 I 成 之 緩 衝 層 〇 然 後 在 隨 後 之 步 驟 中 於 此 緩 衝 層 上 沈 積 —* 層 遮 罩 b 以 及 一 發 光 二 極 體 結 構 或 半 導 體 雷 射 結 構 所 /—-V 1 先 1 用 之 半 導 aam 腊 層 序 列 〇 這 樣 可 有 利 地 改 良 半 導 體 層 序 列 所 閱 讀 1 需 之 生 長 條 件 〇 背 1 I 之 1 在 製 造 邊 緣 發 光 之 半 導 體 雷 射 晶 片 時 本 發 明 之 方 法 之 i 1 I 主 要 優 點 是 雷 射 鏡 面 之 界 定 是 在 半 導 體 層 序 列 之 磊 晶 事 項 1 I 再 I 沈 積 之 η 刖 進 行 的 〇 遮 罩 層 因 此 最 好 至 少 具 有 一 種 厚 度 > 填 寫 L 本 此 種 厚 度 對 應 於 所 設 置 之 雷 射 半 導 體 本 體 之 導 引 光 線 之 頁 、— 1 1 區 域 旦 垂 直 地 移 動 至 所 設 置 之 雷 射 半 導 體 中 之 光 産 生 區 1 1 域 中 〇 藉 助 於 濕 化 學 -或乾化學蝕刻方法， 則雷射鏡面 1 I 以 及 只 要 可 能 時 半 導 體 層 序 列 之 所 有 其 它 必 要 之 邊 界 都 1 訂 在 此 層 中 蝕 刻 9 其 中 須 注 意 盡 可 能 鮮 明 之 蝕 刻 邊 緣 以 及 1 平 滑 之 蝕 刻 邊 緣 0 半 導 體 雷 射 晶 片 之 半 導 體 層 序 列 之 稍 1 I 後 所 形 成 之 橫 向 形 式 在 此 種 程 序 中 已 依 其 幾 何 fcb 例 而 被 1 I 界 定 0 1 1 在 所 産 生 之 蝕 刻 視 窗 中 裸 露 出 基 體 材 料 9 此 種 基 體 材 ，故 料 在 随 後 之 晶 晶 過 程 中 作 為 基 體 面 〇 m 由 選 擇 性 之 磊 晶 1 1 過 程 (其中半導體層序列之半導體材料只沈積在視窗中 1 1 基 體 晶 圓 之 表 面 上 )’ 則可製成雷射結構（待 別 是 可 引 導 1 光 線 者 )以及雷射半導體本體之主動區。 1 I 磊 晶 過 程 結 束 之 後 則 可 容 易 蝕 刻 之 層' 以 適 當 之 化 學 I 劑 藉 由 m 化 學 -或乾化學蝕刻法而去除。 逭樣所産生之 J 結 構 現 在 已 具 有 雷 射 半 導 體 9 本 體 之 幾 何 輪 廊 * 其 具 有 已 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標枣（C*NS ) Λ4規格（2丨Ox 297公# ) A7 B7 好"·部中"標卑局负-τ消贽合作社印5! 五、發明説明 ( ί ) 1 1 非 常 良 好 地 界 定 tin· 兀 成 之 雷 射 鏡 面 〇 ；1 1 本 方 法 以 下 將 依 據 與 第 1 至 第 1 0圖 有 關 之 實 施例 作 詳 細 描 述 .1 〇 _ 式 簡 BD 早 說 明 如 下 —V 請 1 先 1 第 1 至 第 6 圖 本 方 法 製 造 發 光二 棰 體 (第1 實施例> 閱 ik 1 所 需 流 程 之 圖 解 〇 背 面 I 之 1 第 7 圖 發光 二 極 體 晶 Η 之 画 解， 其 孤 依 據 本發 明 之 意 1 I 方 法 所 製 成 (第2 實施例） 〇 項 1 I 第 8 至 第 1 0 圖 本 方 法 製 造 邊 緣發 光 之 雷 射 半導 體 本 再 填 寫 Λ 本 ~ 體 {第3 菁施例）所 需 流 程 之 圔 解 〇 頁 、·—〆 1 | 在 這 些 圖 中 » 相 同 或 相 同 作 用 之組 件 是 以 相 同之 參 考 1 1 符 m 表 示 0 1 | m. 罕 第 [ 圖 所 示 2 菁 旃 例 1 訂 首 先 在 最 好 由 Sic所構成之生長- 基 體 晶 圓 3之 主 面 1 5 上 例 如 藉 由 MOVPE (金 颶 有 饿 氣 相磊 晶 )沈積- -層導電 1 I 性 之 半 導 體 層 6(例 如 t 緩 衝 層 ), 其例如由G aN 及/或AiGaN 1 1 I 所 構 成 〇 在 此 種 由 生 長 -基體3 和半導體層6 所構成之 1 1 基 體 晶 圓 1 9上 然 後 沈 積 一 層 例 如 由SiO 2或S i > N 1- -X 所 構 成 之 遮 罩 層 4 , 其上再沈積- -層光漆層1 7〇 以此種方 1 1 式 所 製 成 之 晶 園 2 0 顯 示 在 第 1 圖 中。 丨 I 在 以 傳 統 之 光 學 技 術 對 光 漆 層 17進 行 結 構 化 之後 » 遮 1 j 罩 層 4 例 如 以 習 知 之 技 藝 和 方 式 藉由 等 向 性 之 濕化 學 ( 1 1 例 如 9 光 -蝕刻溶劑） 蝕 刻 或 藉 由 乾化 學 蝕 刻 方 法12 (第 I 2 圖 )(其 最 好 是 選 擇 性 地 對 半 導 體層 6 之 材 料 來進 行 ) — 1 而 設 置 許 多 遮 罩 開 P 1 0 (視窗） » 使得 在 遮 罩 開 口 10 中 裸 1 1 -1 0- 1 1 1 1 木紙认尺度適州中國國家標(、NS ) Λ4規格（210X297公釐） ^:淆部屮次梢準局K3C-T消費合作it印54 A7 B7 五、發明説明（<?) 露出半導體層6之遠離生長-基體3之主面9 (第3圖 在隨後之步驟中，例如藉由金颶有機氣相磊晶法 (M0VPE)13(第3画）在半導體層6之裸露於視窗10中之 主面9上選擇性地磊晶（selective epitaxy)沈積一種 由多個Ga(In,Al)N-層所構成之Ga(In，Al)H-半導體層序 列18(第4圖）。"選擇性地磊晶"在此種藺係中之意義是 :發光二極體結構之半導體材料只以磊晶（即，單晶）方 式沈積在半導體層6之主面9上而不是沈積在遮罩層4 上。在遮罩層4上如果情況需要時只進行多晶矽之生長。
Ga(In，Al)ti-半導體層序列18例如具有一層配置在n-摻雜21和p -摻雜之Gay Ali-y N(0含yg 1}-外罩層22之 間的發光活性層23,其是由η -摻雜之Inx Gai_x N 0< x< 1)所構成。 發光二極體晶片1 0 0所用之G a (I η，A 1) N -半導體層序列 18中各層的組成，層厚度，摻雜度等等在半導體技術中 是已為人所知的，因此在這裡不再詳逑。同樣情況亦適 用於Si02和315< 之等向性和非等向性蝕刻所用之 方法。 在選擇性地磊晶生長6a(In，Al)H-半導體層序列18之 後，如第4圖所示，藉由選擇性地對Ga(In，Al)H-半導 體層序列18來對現有之晶圓24(較正確而言應是半導體 層6之主面9 >進行濕化學-或乾化學蝕刻4而使遮罩層 4去除，因此空著的發光二搔體結構2仍保留在基體晶 圓19上（第5圖>。 -I 1- 本紙張尺度適川中國國家標準（C'NS ) Λ4規格（210X297公# ) ---------f..'------訂------^ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 怒滅部中次桴绛局貞^消於合竹扣印^ A7 B7五、發明説明（^ ) 為了接觸此發光二極體結構2,則必須如第5 _所示 在其上沈積一種前面-接觸金屬層11此一步驟可有利 地在遮^層4去除之前例如藉由微影術和金饜化步驟來 逹成》此處亦可使用一些在半導體技術中傳統上已為人 知之金屬化方法。 同樣地此種基體晶圓3之遠離發光二極體結構2之倒 面在發光二極體結構2加工之前或之後須設置一層背面 -接觸金屬層1 6。 然後此種且有背面-接觸金颶層16之基體晶圓19在發 光二極體結構2之間進行切割，因此可産生各別之發光 二極體晶片1〇〇(第6圖）。 在本發明之方法中，在沈積上述之遮罩層4之前不一 定需要在生長-基體3上沈積一層半導體層6。然而，遮 罩層4可直接沈積在生長-基體3之主面5上，其中此 生長-基體3單獨形成基體晶圓1叭發光二極體結構2( 可能時亦包括缓衝層）之選擇性磊晶生長則在遮罩層4中 製成視窗10之後同樣可在生長-基體3之主面5上進行9 以類似之方式可製成VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)晶片。 笛7 _ g掄俐： 在晶圓24分割成各別之發光二極體晶片100之前此遮 罩層4不必去除，因此，發光二極醱晶片1〇〇(如第7圖 所示）除了發光二極體結構2之外於晶圓切割之後須設 有遮罩層4«這樣可有利地省略蝕刻步驟。 -1 2 - (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '11
A 本紙張尺度適州中(¾¾家抒彳（rNS ) Λ4規格（210X 297公釐） A7 B7五、發明説明（<·) 笛？^至笛10圇夕審掄例： 首先在基體晶圓19(其上已沈積一層半導體層6 (圖中 是以虛k表示）之主面9上整面沈積一層遮覃層4。生長-基體3例如是由SiC或藍寶石所構成且遮罩層4是由Si02 或Six N：l-x 所構成。半導體層6可能時例如是一層 Alx Gai_x N-磊晶層（OSX含1)且例如作為緩衝層。 然後例如藉由濕蝕刻或乾蝕刻而在遮罩層4中形成複 數個視窗1M例如，圓形，直角形或正方形之凹口或溝 渠 >,基體晶圓19之主面9裸露在視窗中《蝕刻Si02或 SixN1_x用之蝕刻劑在半導體技術中是習知的，因此 在這裡不再詳述。 在下一步驟中，在基體晶圓19之裸露的主面9上藉由 選擇性磊晶生長而沈積一種邊緣發光之雷射結構（以 Ga(In,Al)N為基（base))用之半導體層序列。視窗10具 有二値互相面對之平行平面所形成之側面7,此二痼倒 (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,Λ *1Τ 式材積 所驟除蝕 方體沈19步去學 面導不 圓刻來化 平 半而 晶蝕驟乾 行之上 體二步或 平列面 基第刻刻 以序表 對由蝕蝕 宿層體 地藉之學 二 體基 性則行化 之導在 擇 4 進濕 2 半積 選層所之 構：沈 或罩 219 結是式 驟遮列圓 射80義方 步，序晶 雷面意¾)刻成層體 之鏡之 蝕形體基 光射長β 一 而導對 發雷生ΕΡ第驟半由 緣之晶ί 。由步對藉 邊對磊晶上藉刻地如 了面性磊層10蝕性例 定相擇以罩窗之擇後 界互選只遮視行選然 面而 料在 進或 本紙张尺度適用中國國家標跨.（（’NS ) Λ4規格（210Χ297公釐） oo r 烦請委1¾明示 ^:1:灵原實質内溶 —A7 一一 B7 經消部中次標卑局M.X消贽合竹社印紀 五、發明説明 ( ) 1 I 刻來 去 除 上 述 之 遮 罩 層 4, 使作為雷射半導體本體用之 | 半導 體 層 序 列 2 裸 露 而 仍 保啻 在 基 體 3 上。 這 樣 所 産 生 之晶 圓 μ 後 切 割 成 邊 線 發 光之 雷 射 晶 Η 200 〇 1 I 依 據 上 述 實 施 例 所 述 之 本發 明 之 方 法 當然 不 是 用 來 限 請 1 閱 I 制本 發 明 於 上 述 之 實 施 例 中。 此 行 之 專 家在 發 生 本 文 開 讀 背 1 頭所 述 之 間 題 時 都 可 使 用 本發 明 之 方 法 〇 之 1 « 注 1 主要 元 件 符 號 說 明 意 1 項 I 3 生 長 -基體晶圓 再 ά ，丨 4 遮 罩 層 寫 本 裝 頁 1 5,9 主 面 1 6 半 導 體 層 1 1 7 側 面 1 I 8 雷 射 鏡 面 1 訂 10 遮 罩 開 Ρ 1 | 15 > *-刖 面 -接觸金屬層 1 16 背 面 -接觸金屬層 1 1 17 光 漆 層 叫 、線 18 半 導 體 層 序 列 1 19 基 體 晶 圓 1 21 η - 摻 雜 之 外 罩層 I I 22 Ρ - 摻 雜 之 外 罩層 1 1 23 發 光 之 活 性 層 1 I 24 晶 圓 1 100 發 光 二 極 體 晶片 1 1 200 雷 射 晶 Η 1 I 14 1 1 1 1 本紙張尺度適州中國國家標平（（’NS ) Λ4規格（210X 297公f )
Claims (1)
- h" >;原實質内容 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 ， B8 '""TJ C8々、申請專利範圍 第871 15349號「多艟半導驩本臞之製造方法J専利案 (88年1月修正〉 杰申請專利範圍 1. —種多梅半導《晶Η (1)之製造方法，持別是發光半 導鼸晶H(1㈣· 2ΘΘ)之製法，此處須在基蜃晶園（19) 之主面（9)上沈積一種半導體層序列（18)·此種方法 之特撤為： -在基釅晶圓（19)上沈積一靥鏟軍靥（4), -遮罩層（4)設置複數傾視窗（10),基髏晶圓（19)之 主面（9)裸露在視窗中ι -半導體層序列（18)沈積在基鶄晶鼷（19)之裸霣於視 窗（10)中之主面（9)上•以便在視窗（10)中産生相同 功能之半導體結構（2), -這樣所製成之晶圓（24)藉由在半導讎结構（2)之間 所進行之切割作用而分割成半導體晶片（1)。 2. 如申讅專利範國第1項之方法，其中須製成多傾 Ga(In,Al>H-發光二棰匾晶 Η (100),其中 Ga(In,Al)H -半導龌層序列（18)沈積在基醣晶國（19)之裸露於視 窗（10)中之主面（9)上，以便在視窗（10)中産生 Ga (Ιη ,ΑΙ)Ν-發光二搐體結構（2> ,這樣所製成之晶圓 (24)藉由在Ga(In,Al)N-發光二極臞结構（2)之間所進 行之切割作用而分割成Ga(In,AI)N-發光二極龌晶Η (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. ,11 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） h" >;原實質内容 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 ， B8 '""TJ C8々、申請專利範圍 第871 15349號「多艟半導驩本臞之製造方法J専利案 (88年1月修正〉 杰申請專利範圍 1. —種多梅半導《晶Η (1)之製造方法，持別是發光半 導鼸晶H(1㈣· 2ΘΘ)之製法，此處須在基蜃晶園（19) 之主面（9)上沈積一種半導體層序列（18)·此種方法 之特撤為： -在基釅晶圓（19)上沈積一靥鏟軍靥（4), -遮罩層（4)設置複數傾視窗（10),基髏晶圓（19)之 主面（9)裸露在視窗中ι -半導體層序列（18)沈積在基鶄晶鼷（19)之裸霣於視 窗（10)中之主面（9)上•以便在視窗（10)中産生相同 功能之半導體結構（2), -這樣所製成之晶圓（24)藉由在半導讎结構（2)之間 所進行之切割作用而分割成半導體晶片（1)。 2. 如申讅專利範國第1項之方法，其中須製成多傾 Ga(In,Al>H-發光二棰匾晶 Η (100),其中 Ga(In,Al)H -半導龌層序列（18)沈積在基醣晶國（19)之裸露於視 窗（10)中之主面（9)上，以便在視窗（10)中産生 Ga (Ιη ,ΑΙ)Ν-發光二搐體結構（2> ,這樣所製成之晶圓 (24)藉由在Ga(In,Al)N-發光二極臞结構（2)之間所進 行之切割作用而分割成Ga(In,AI)N-發光二極龌晶Η (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. ,11 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央椟準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 ______D8 六、申請專利範圍 (100)〇 3. 如申請#，範園第1項之方法，其中須製成多鶴VCSEL-晶Hg/J^^VCSEL-半導齷層序列是沈積在基體晶鬮之 裸中之主面上，以便在視窗中産生VCSEL-结 構ί 所産生之晶圓藉由在VCSEL-结構之間所進行 ::雛 之切割作用而分割成VCSEL-晶Μ。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中須製成多镧由邊 緣發光之半導體雷射晶Η(200),其在二餹互相面對之 侧面上具有以平行平面之方式而相面對之雷射鎞面（8) ，此雷射鏡面（8)是由視窗（10)之二龆互相面對之平行 平面式側面（7>所界定。 5. 如申請專利範圍第1至第4項中任一項之方法，其中 基體晶圓（19)至少具有一個磊晶沈稹之半導醱層（6)， 在視窗（10)中於半導體層（6)上沈積一種半導體層序 列（1 8 ) 〇 6. 如申請專利範圍第1至第4項中任一項之方法•其中 使用Si〇2層或Six Ni χ層作為遮罩層（4)。 7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中使用Si〇2層或 Sb Hi X層作為遮罩層（4)。 8. 如申請專利範圍第1至第4項中任一項之方法，其中 基體晶圓（19)具有生長-基體（3),其基本上是由藍賣 石，SiC, GaN, A1H. Si或 GaAs所構成。 -2- 本紙張尺度適用中围國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇χ297公釐）經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A8 393785_§s 々、申請專利範圍 9.如申請専利範豳第5項之方法，其中基饑晶圓（19)具 有生長-基醱（3>,其基本上是由藍寶石，SiC· GaH· AIN, Si或GaAs所構成。 10. 如申誚専利範圍第β項之方法，其中基釀晶圓（19)具 有生長-基觼（3)·其基本上是由藍寶石，SiC· GaN， AIN, Si或GaAs所構成。 11. 如申請専利範圍第1至第4項中任一項之方法•其中 半導體结構（2〉具有至少一磨由材料条统Ga(In，Al)N 所構成之半導體層（23)。 12. 如申讅專利範圍第5項之方法，其中半導龌結構（2) 具有至少一層由材料条統Ga(In，Al)H所構成之半導體 層（23)〇 13. 如申請專利範園第6項之方法，其中半導體结構（2) 具有至少一層由材料条统Ga(In,Al)N 所構成名半導體層（23)。 14. 如申請專利範圍第8項之方法，其中半導髏结構（2) 具有至少一層由材料条統Ga(In,Al)N 所構成之半導體層（23)。 15. 如申請專利範圍第5項之方法，其中半導醱層（6)基 本上是由Gax A 1媼x i N靥（0忘X忘1)所構成。 16. 如申請專利範圔第7項之方法·其中半導醱層（6)基 本上是由Gax Alttx i N層（0盔xSl)所構成。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4«^ ( 210X297公釐） --.I I--------裝-- (請先聞讀背面之注意事項再本頁) 、1T 線---- 8 888 ABCD 393785 六、申請專利範圍 17. 如申請專利範園第9項之方法，其中半導驩層（6)基 本上是由Gax Alllx 1 N靥（0备X忘1)所構成。 18. 如申請專利範圔第12項之方法，其中半導體層（6>基 本上是由Gax Alttx 1 Η層（0^x各1)所構成。 19. 如申請專利範囫第1至第4項中任一項之方法，其中 視窗（10)藉由一種相對於基釀晶圓（19)來進行结擇之 蝕刻步班（12)所形成。 20. 如申請専利範圃第10項之方法，其中視窗（10)藉由一 種相對於基體晶圚（19)來進行選擇之蝕刻步篇（12)所 形成。 21. 如申請專利範圍第1至第4項中任一項之方法，其中 為了形成視窗（10)須使用一種非等向性之乾蝕刻方法。 22. 如申請專利範圍第19項之方法，其中為了形成視窗（ 10)須使用一種非等向性之乾蝕刻方法。 23. 如申請專利範圍第1至第4項中任一項之方法，其中 在切割晶圔（24)之前須去除該遮睪層（4)。 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中在沈積半導饉结 構（2)之後藉由一種相對於半導黼結構（2)來進行襄擇 之蝕刻步驟（14)而使遮罩靥（4)去除。 25. 如申請專利範園第23項之方法，其中在沈積半導龌结 構（2)之後須使用一種等向性之截化學»刻方法來去除 該遮軍層（4)。 -4爾 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） --„--V--ϊ----裝-- (請先閲讀背面之注意事項^|¥寫本頁) 訂 線 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製
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