TWI336963B - Method of making a light emitting element - Google Patents

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TWI336963B TW096106066A TW96106066A TWI336963B TW I336963 B TWI336963 B TW I336963B TW 096106066 A TW096106066 A TW 096106066A TW 96106066 A TW96106066 A TW 96106066A TW I336963 B TWI336963 B TW I336963B
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Koji Hirata
Kazuhiro Ito
Yu Uchida
Susumu Tsukimoto
Masanori Murakami
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Toyoda Gosei Kk
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Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 t申請案係以日本專利申請案第2006_051163號為基礎，於此 之王部内容以參考文獻合併於此。 件日H明係關於由111族氮化物系化合物半導體形成之發光元 -於ΐϋ對於藉由獅於作為—臨時基板之藍寶石基板以生產 面具有—優良平坦度之111族氮化物系化合物半導 _ X π牛。本發明也係關於該發光元件之製造方法。 【先前技術】 之匕物系化合物半導體形成之一發光元件’例如已知 一ίίί基ί長氮化鎵於上之基板典型上係容易取得且可處理之 源。概^^==光之光 之因t成件之材料折射率係決定該發光糾之取光效率 寶石基板;ί—ϊΐί導體層具有—約2.4之折射率n以及該藍 光A二& z、A二.之折射率n。依照從該發光元件内部發出之 t ΐ射ΐΐΓ發生於該氮化鎵與該藍寳石基板之界i ΐ 對於ίΐ ίΓΓ該贱元件㈣射至转導致光損失。 對於5問4 ’―已知之解答係剝_藍寳石基板。 寳石基板之界面咖湖， 1336963 晶於界面附近會形成損傷，導致降低發光效率。 石其法可藉/—選擇之雷射光騎於職化鎵 此雷射必需重義掃描。如此，增加步驟之數目因此 【發明内容】 即係於 本發明之一目的係提供一具有優良平 — 該剝離界面降低損傷。. 百優艮+ -度之《先凡件， 目Λ储供該發^件之製造方法。 本么月之貫施例，一種發光元件包含： 光二二族===板之=部及包括-發 後發光元件部之 光Γ件部進—步包含—剝離表面，該剝離表面唯持木所卜 ⑴犯夠獲得下列改良與改變。 射。|面包含—平坦度可防止由該層發出之光散射反 列步Ϊ如本發明實_，—歸光树之製造綠包含下 於基板之表面形成一緩衝層； 體材料及統件部’贿統件純含一半導 開槽以形成-到達該基板之切斷部; ; ^ (3)如本發明之另—實關，—種發光元件之製造方法包含下 ^63 列步驟： 形成氮化鈦緩衝層於基板表面； 導賴躺絲，此發技件部包含一半 將該槽以形成-到達該基板之切㈣ 列步ϊ如本發明實施例，—種發光元件之製造方法包含下 形成氮化鈦緩衝層於藍寶石基板表面； ^成發光元件部於氮化鈦緩衝 111!矣氮化物系化合物半導體材料及包括-發i件抑3一 切斷i由對該發光元件部進行開槽⑽成—到達該藍寶石基板之 將5亥監質石基板浸泡於硝酸姓刻劑； 板；t由該侧翁解該緩衝層时離發光元件部與藍寶石基 收集該已分離之發光元件部。 發日^⑵-⑷中，能夠獲得下列改良與改變。 前氮碰崎光元件部形成 ”1:：)綱酸糊劑包含俩、冰醋酸及水之—混合物。 崎練、綱及水分卿1:1:1之比 優點: 損傷能夠提供一種具有優良平坦度之發光元件，即於剝離界面降低 於上述之方法中，藉由該硝酸钱刻劑通過此切斷部以浸透該氮 易地與藍寶石基板絲，料低元件部能夠容 氮化物系化合物半導體之折射率此與⑴族 元件部能夠同時以此分離方式分成複數ί發光；ί部該晶圓發光 【實施方式】 半導顯i如/t月^較/圭實施例之Πί族氮化物系化合物 =元ί』以定義—移除藍寶石基板及氮化鈦緩衝層之 釐iL元件部之辑忐， 部。t：水平配置P端與n端之水平式發光元件 贫石。二牛^ ^.相繼成長於作為—成長基板之晶圓藍 二二之11族氮化物系化合物半導體以及形成於該藍寶 ί i f亡之11化鈦緩衝層1卜掺奴ϋ化鎵層12 ;掺石夕之η: 此ΐηί叙層13;包括姻氮化蘇/氮化鎵多層量子井結構之多層量子 ^(mqw，muit_antum we⑴14;掺鎂之ρ_铭氮化錄層15;捧鎂 =-、氮化鎵層16以及由銦錫氧化物⑽，滅um tin⑽㈣所 ^成以擴散電流至P+-氮化鎵層1β之電流擴散層π。藉由有機金 屬化學氣相沉積（MOCVD，metalorganic chemicai vapor dep^lti〇n)以形成從該氮化鈦緩衝層u至？+_氮化鎵層i6之氮 ，鎵系半導體層。藉由浸泡於猶_射溶解氮化鈦 剝離該藍寶石基板1〇。 卜藉由在氬氣與氮氣之大氣下濺鍍一鈦靶以形成約100nm厚之 ，化，緩衝層11。於該氮化鈦緩衝層形成之後，於有機金屬化學 氣相^ϋ積反應器中藉由在氨氣(題3)與氫氣(H2)之大氣下維持於 j05(TC下1分鐘以氮化該氮化鈦緩衝層u之表面。於氮化反應之 後，=反應器内部之溫度增加至115〇〇c以提供氮化鎵成長。 藉由供應氫氣載氣、氨氣及三曱基鎵(TMG，i：riinethylgalliuni) J336963 =6配置藍寶石基板之反應器以形成n+i化鎵層12糾_氮化 之氮由使用單魏⑽0作為—石夕源於氮化 11上形成約4㈣之^氮化細，以提供該 二一^戊二烯鎂(_，biscyclopentadienyl 電極糊之料發統叙_(即處理至 ^ i ί ί^ 導體層。藉心=== 至流擴散層17 然後，如同顯示於=者極形成部2〇。 端電㈣於電極形成部20之η 元件===實败製繼谢純即處理至 板i 3+Α者，藉由節穿過獅藍寶石基 發，=一^^^ 然後’如同顯不於ϋ 3Β者，將該晶圓浸入硝酸侧劑30以 10 1336963 溶解该氮化鈦緩衝層11。於此實施例中，該蝕刻劑3 酸：冰醋酸：水=1 :丨··丨混合製備。該蝕刻劑30不但作為^ 化欽緩衝層U與藍寶石基板1Q界面之使用，而且作為溶 於切斷部21之氮化鈦缓衝層11之使用。 +路 翁示剝離藍寶石基板1G後之發光元件部1A。藉由溶解 氮化鈦緩衝層U與藍寶石基板分離以形成發光元件部1A。 圖4A至4C係顯示此實施例之製造發光元件之程序（ 刻之剝離料）說明目。 州卩精由钱 如同顯示於圖4A者，於藍寶石基板10上，—晶圓1〇A | 遍及成長於氮化鈦缓衝層n(無顯示）之複數發光元件部ia。^ 發光兀件1A具有電流擴散層17、p端電極18以
1〇A ；A 仏二，示於圖财，將如圖4A所示之晶圓雇浸入-穿、、某 ，刻劑3G之溶液槽3卜於浸人期間，侧曝露於切斷部？！ j 二n，於此如果溶解氮化鈦緩衝層n 填 透監寶石基板10與發光元件部1A之界面。 曰/叉 圖4C顯示剝離藍寶石基板1〇後之發光元件部1A =’完成侧之後’該發光元件部1A會 10Α 3：« - 3：施例之成# 於晶氮錢緩衝層形成 11 ^ ί 獅藍寶石基錢。因此，形 板10 ίί，光70件部1A能夠藉由渔細彳有效地與藍寶: 1336963 該發光兀件部1A能夠防止：因為基於藍 鎵系半導體層之間（即於界面之最底石基板1G與亂化 界面反射所造成之取光效率的降低。下於之此鼠之化叙層射率不同之 或微波裝置進行加熱分離以剝離藍寶石基板』情:二:错 化鎵界面處之損傷明顯降低（即優良之平坦度）。月/ & ’此於亂 =藉由顧姓· 30溶解氮化鈦緩衝^ U之方 匕鈦緩衝層後所曝露之n+_氮化鎵層】
f ;粗化。因此’該發光元件1A能夠於其端面J 坦度，即該η-氮化鎵詹12之表面。立間，^ ^良^1 夠掺_，因此能夠安裝於-安裝構叙安^面^ 成 複數!晶圓浸入糊30、如顯示於圖5之 夠於-批次程序中浸人侧劑3G以剝離藍寶石基板 本發明可在稀開本㈣之精神及絲 實Γ應被視為舉例性而非限制性ί ίΪϊίΐ 二；；=fr限定而編^ 所有與專觀圍意義相等之變化均應包含於本發明之中。 【圖式簡單說明】 參考於下之圖式以說明如本發明之較佳實施例，直中. 至電===本發㈣造發光元件之程序（即處理 至元 製造發光元件之程序（即藉由 圖5係顯不複數之晶圓浸泡於蝕刻劑之批次程序說明圖。 12 1336963 【主要元件符號說明】 1發光元件 1A發光元件部 10監賃石基板 10A晶圓 11氮化鈦緩衝層 12 n+-氮化鎵層 13 η-鋁氮化鎵層
14多層量子井（銦氮化鎵/氮化鎵) 15 ρ-紹氮化鎵層 16 ρ+-氮化鎵層 17電流擴散層（銦錫氧化物） 18 ρ端電極 19 η端電極 20電極形成部 21切斷部 30钱刻劑 31溶液槽
13

Claims (1)

  1. 丄336963 申請專利範圍 1· 一； 種發光元件之製造方法，包含以下步驟： 於二基板之一表面上形成一緩衝層； 含 緩衝層之-表面上形成—發光元件部 一半導體材料及包括-發光I; 1^件4包 部 ;稭由對該發統件部進行開槽以形成—到達該基板之切斷 將該基板浸泡於一餘刻劑； 藉由該姓刻劑溶解該緩衝層以分離該發光 收集該已分狀發光元件部。 丨…彡基板，及 2· 一種發光元件之製造方法，包含： j =驟’於—基板之—表面上形成—氮化鈦緩衝層； 部；is 部 基板之驟，藉由_魏元件料行_⑽成—到達該 ，四步驟，將該基板浸泡於一硝酸银刻劑； 元件部藉2該敍刻劑溶解該氮化鈦緩衝層以分離該發光 一第六步驟，收集該已分離之發光元件部。 3. 一種發光元件之製造方法，包含： 層.第步驟，於一藍寶石基板之一表面上形成一氮化鈦缓衝 部，步驟，於該氮化鈦緩衝層之一表面上形成一發光元件 "Μ么光元件部包含一 ΠΙ族氮化物系化合物半導體材料及包 括一發光層； 一第二步驟，藉由對該發光元件部進行開槽以形成一到達該 藍賃石基板之切斷部； 一第四步驟’將該藍寶石基板浸泡於一硝酸蝕刻劑； 99年?月日修正替換頁 無劃線） :-第五步驟，翻雜卿溶 --- 兀件部與該藍寳石基板；及 虱化鈦綾衝層以分離該發光 「第f步驟’收集該已分離之發光元件部。 層 圍第2項之發光元件之製造方法，其令： 以第-乂驟匕括於形成該發光元件部之前氮化該氮化欽缓衝 層 5.如申請翻範圍第3項之發光元件之製造方法，其中： 該第二步驟包括於形成該發光元件部之前氮化該氮化鈦緩衝 6. 如申请專利範圍第2項之發光元件之製造方法，其中： 該硝酸蝕刻劑包含硝酸、冰醋酸及水之一混合物。 7. 如申請專利範圍第3項之發光元件之製造方法，其中： 該硝酸餘刻劑包含硝酸、冰醋酸及水之一混合物。 8. 如申請專利範圍第2項之發光元件之製造方法，其中： 該硝酸蝕刻劑包含硝酸、冰醋酸及水分別以1 :1 : 1之比例 混合之一装合物。 9. 如申請專利範圍第3項之發光元件之製造方法，其中： 該硝酸蝕刻劑包含硝酸、冰醋酸及水分別以1 : 1 : 1之比例 混合之一混合物。 十一、圖式： 15
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