TWI390759B - 製造三族氮化物裝置之方法及使用該方法製造之裝置 - Google Patents

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Description

製造三族氮化物裝置之方法及使用該方法製造之裝置
本發明係與一種用於製造一半導體裝置之方法有關，且更特定言之，係與用於製造薄膜半導體裝置之方法有關，其中藉由一反應性離子蝕刻法將生長基板移除。
三族氮化物材料系統中之半導體材料之製造方面之改進主要關注以下裝置之發展：GaN/AlGaN光電裝置，例如高效的藍、綠與紫外線(UV)發光二極體(light emitting diode；LED)與雷射，以及電子裝置，例如高功率的微波電晶體。GaN之某些優點在於，其3.4 eV寬的直接帶隙、高電子速度(2×107 cm/s)、高崩潰場(2×106 V/cm)及異質結構的可用性。
典型LED可包含夾在一p型摻雜層與一n型摻雜層間之一作用區域，以便橫跨該摻雜層施加一偏壓時，電子與電洞會注入到該作用區域中。該等電子與電洞在該作用區域中重新組合以在一「發射球體」中全向發光，其中光在構成該LED結構之材料內朝所有方向放射。典型的LED在該作用區域發光方面而言具有效率，但該光難以從該LED發射至周圍環境，因為LED材料與周圍環境的折射率不同。在層與區域具有典型厚度之LED中，僅表面方向上大約20°寬之一錐體中所形成之光子離開該結構。剩餘光被截獲在該LED之結構內並逐漸被吸收到該半導體材料中。被吸收回到該LED材料之光係光產生過程之損失，其降低LED的整體發光效率。
已開發出不同方法用來改善典型LED之發光效率，某些方法包括使用非平面狀的LED及使LED之發射表面粗糙化。此等方法均改善發光效率，其藉由提供一具有不同角度的LED表面使得當來自該LED之作用區域之光到達該表面時，該光與該表面間之角變化而實現。此使得該光到達該表面時，其處於該20°錐體內的可能性增大，從而自該LED發射。若該光不處於20°角的範圍內，則其以不同角度反射，使得該光下一次到達該表面時處於錐體範圍內之可能性增大。
藉由在一共振腔LED(RCLED)中採用一共振腔結構，亦可提高發射效率。E.Fred Shubert所著、劍橋大學出版社出版的「發光二極體」之第198至211頁(2003)中一般性地說明了RCLED且其通常包含兩相反摻雜的磊晶層及位於該等相反摻雜之磊晶層上之鏡，使該等相反摻雜之磊晶層係夾在該等鏡之間。其中一鏡之反射率低於另一鏡之反射率，以使光經過該反射率較低之鏡離開該RCLED。在其他具體實施例中，在該等相反摻雜的磊晶層之間可包含一磊晶作用區域。
RCLED所包含的磊晶層通常比標準LED所包含的磊晶層薄很多且當該等磊晶層之厚度大致係該等磊晶層所產生之光之一波長時，會發生共振腔效應。該共振腔中所產生之光形成一駐波，使得所有發射光得以定向發射。此定向光發射朝實質上垂直於該二極體接合面所形成之一平面之方向釋放光子。
此結構使得RCLED沿該腔之軸(即，垂直於該半導體表面)之發光強度比傳統LED高。RCLED之發射頻譜之頻譜純度比傳統的LED更高且RCLED之發射遠場圖案之方向性比標準的LED更強。
當製造某些材料系統之RCLED時，於磊晶層之相反側上沈積兩鏡時有難度。通常使用已知的製造方法與裝置在一基板上形成該等相反摻雜之磊晶層(及作用區域)，例如在一有機金屬化學汽相沈積(metalorganic chemical vapor deposition；MOCVD)反應器中進行磊晶生長。一旦將此等磊晶層沈積到該基板上，就可在頂部、最近生長之磊晶表面(其通常係p型摻雜層)上沈積該等兩鏡之第一鏡。在另一摻雜、第一生長層之表面上放置一鏡面並不容易。因為該表面係與該基板之生長表面接觸。RCLED之該等層通常薄得難以將該基板與該等磊晶層分開以沈積該第二鏡。在該基板上沈積該鏡且接著生長該磊晶層可能不可行，因為鏡材料與磊晶層之間存在晶格失配。
在該等磊晶層上沈積該第二鏡之一方式係，首先移除該基板。在頒於W.Cheung等人之美國專利第6,071,795號中說明一種用於將該基板從磊晶層上移除之技術。此GaN薄膜係磊晶式生長於一藍寶石基板上且接著採用一掃描雷射束照射該基板，該掃描雷射束之波長可透過藍寶石，但GaN會吸收該波長(例如，248 mn之波長)。然而，該輻射強度低得不足以使被照射之區域分離。舉例而言，在雷射照射完成之後，藉由將該結構加熱至高於鎵之熔點來執行分離程序。本發明之另一具體實施例說明在所需薄膜與生長基板之間生長一犧牲材料。接著可自生長或受體基板之側照射光束，該光束可透過該基板。
此方法之難點在於，其尤其適於生長於藍寶石基板上之半導體裝置。三族氮化物裝置係經常生長於碳化矽基板上且若該照射光束之波長高得不能被碳化矽吸收，則該波長可能太高以至於不能被GaN吸收。其替代方法係找到可透過碳化矽且會激發GaN之光波長。然而，GaN與碳化矽之間的帶隙差異太窄以至於該光無法可靠透過碳化矽同時亦能被GaN吸收。
依據本發明之一種用於製造具有高光擷取之光子裝置之方法之一具體實施例包含在一基板上生長一磊晶半導體裝置結構，其中該等磊晶半導體結構與基板包含一發射器，其係調適成回應於一偏壓而發光。將該等磊晶半導體結構與基板以覆晶方式黏著於一子基板上，使該磊晶半導體裝置結構係夾在該子基板與基板之間。藉由利用一蝕刻環境將該基板從該磊晶半導體裝置中蝕刻掉，該蝕刻環境蝕刻該基板之速率係實質上快於蝕刻該磊晶半導體結構之速率。
依據本發明之一種用於製造具有高光擷取之光子裝置之方法包含在一基板上生長一磊晶半導體結構及在該磊晶半導體結構上沈積一第一鏡層，使該磊晶半導體結構係夾在該第一鏡層與該基板之間。接著藉由向該基板引入一蝕刻環境而將該基板從該磊晶結構上移除且在該磊晶半導體結構上沈積一第二鏡層，使該磊晶半導體結構係夾在該等第一與第二鏡層之間。
依據本發明之共振腔發光二極體(RCLED)之一具體實施例包含一薄膜磊晶半導體結構及位於該磊晶半導體結構之一表面上之一第一鏡層。亦包括位於該磊晶半導體結構之另一表面上之一第二鏡層，使該磊晶半導體結構係夾在該等第一與第二鏡之間，該第二鏡層之反射率係小於該第一鏡層之反射率。還包括一子基板，該磊晶半導體結構與其第一與第二鏡係黏著於該子基板上，該第一鏡層係鄰近該子基板且該第二鏡層係主要發射表面。
一種用於從一三族氮化物磊晶半導體材料上移除一碳化矽基板之方法包含在一碳化矽基板上生長一三族氮化物磊晶半導體材料。向該碳化矽基板引入一蝕刻環境，該蝕刻環境蝕刻碳化矽之速率快於蝕刻該三族氮化物磊晶材料之速率，因此在將該碳化矽蝕刻掉後，該蝕刻實質上停止。
圖1顯示依據本發明之用於製造三族氮化物半導體之一方法10之一具體實施例，其中該方法10係尤其適於製造薄膜式三族氮化物半導體裝置。在步驟12中，提供可由許多不同材料製成之一基板，其中較佳材料係碳化矽。SiC係適於結合三族氮化物材料(例如，GaN)使用之材料，因為其具有與三族氮化物GaN之更接近的晶格匹配，其一般得到高品質的三族氮化物薄膜品質較高。碳化矽亦具有高導熱率，因而碳化矽上之三族氮化物裝置之總輸出功率不會受該基板之散熱限制(如同形成於藍寶石上之某些裝置之情形)。可從北卡羅來納州Durham的Cree研究有限公司獲得SiC基板，且在科學文獻以及美國專利第34,861號、第4,946,547號與第5,200,022號中說明生產該等基板之方法。
在步驟14中，使用已知的半導體製造程序中之任一程序(例如，分子束磊晶(molecular beam epitaxy；MBE)或有機金屬化學汽相沈積(MOCVD))在該基板上生長三族氮化物磊晶層。視正在製造之裝置類型而定包括一可選擇的步驟16，其包含在與該基板對置之該等磊晶層之表面上沈積一第一鏡層。藉由以下說明將理解，若正在製造一發光二極體(LED)，則此鏡有助於增加該LED之有效光擷取，若正在製造一RCLED，則此鏡係產生共振腔效應所必需的。可使用不同的鏡，例如，由銀、金、銠、鉑、鈀、金錫或其組合之材料製成之金屬鏡，可使用一傳統方法(例如，噴濺法)將該等鏡沈積於該表面上。或者，該鏡可為一分佈式布拉格反射器(distributed Bragg reflector；DBR)，其一般包含多個材料對，其中材料對由具有不同折射率之兩材料組成。由於折射率不同，故在每一介面處會發生菲涅耳反射(Fresnel reflection)。每一介面處的反射可能非為全反射，但由於介面數目較多且不同層之厚度不同，故反射波會建設性干涉使得DBR提供良好的反射率。視DBR所使用之材料類型而定，可使用與製造該磊晶層所用方法相同之方法(通常為MBE或MOCVD)在該頂面上沈積該鏡。
在步驟18中，將該基板及其磊晶層與第一鏡層以覆晶方式黏著於一子基板，因此，如該情形所示，該等磊晶層之頂面或該鏡係鄰近該子基板。可使用許多已知材料(一範例係銀錫共熔物)將該磊晶層之該表面或鏡層焊接到該基板上。該子基板可為一單一構造或可包括許多不同的結構部件且可由不同材料製成，例如矽、碳化矽、藍寶石、玻璃或金屬。該子基板亦可包括電子組件以驅動包含該等三族磊晶層之裝置。
在步驟20中，將該基板從該等磊晶層中蝕刻掉，其中較佳蝕刻材料係以高蝕刻速率選擇性移除該基板同時以非常低的蝕刻速率蝕刻該等磊晶層之一組成物。在依據本發明之一具體實施例中，該蝕刻材料可為三氟化氮，其蝕刻碳化矽之速率比蝕刻三族氮化物磊晶層之速率快許多倍。三氟化氮之離子可很容易地將碳化矽移除，向下直到其與該等三族氮化物材料之介面。一旦將該碳化矽移除，就本質上停止蝕刻，因為該等磊晶層之蝕刻速率係非常低的。
視正在製造之裝置而定可包括替代步驟22，其中在藉由該蝕刻程序所顯露的該等磊晶層之表面上沈積一鏡。在製造共振腔LED(RCLED)、固態雷射或垂直腔表面發射雷射(vertical－cavity surface－emitting laser；VCSEL)時，通常包括此步驟。
該方法10可用於製造許多不同的半導體裝置，該等裝置具有由許多不同材料(具有許多不同厚度)製成之磊晶層。該方法10係尤其適於生長RCLED中所使用的高品質薄膜式三族氮化物層，該等鏡係位於該等薄膜之相反側上。形成一三族氮化物RCLED時，不可在該SiC基板磊晶層之間之介面上提供一鏡，因為鏡不具有可識別的單晶結構或其為單晶結構，但晶格尺寸與磊晶層所形成之晶格尺寸極其不同。因此，難以在鏡面上製造出高品質薄膜式三族氮化物層，因為晶體結構失配。
另一方面，SiC基板具有與三族氮化物之良好的晶格匹配，其一般得到高品質的薄膜式三族氮化物層。在磊晶層生長於該基板上之後之處理步驟期間，該等薄膜式磊晶層需要支撐且該方法10允許將該第一鏡沈積於該等磊晶層之該一表面上同時該基板處於適當位置處並支撐該等薄層。接著將該裝置以覆晶方式黏著於一子基板上，其中該第一鏡在該子基板與磊晶層之間。該子基板提供額外支撐，同時將該基板蝕刻掉並沈積該第二鏡。藉由在整個處理期間均提供此支撐，可在三族氮化物材料系統中製造出高品質的薄膜裝置。
圖2顯示使用該方法10製造依據本發明之一RCLED 30之一具體實施例，其中所示RCLED 30處於該方法10中之一中間步驟。該RCLED 30包含用以錨定磊晶生長且具有一第一基板表面34(其上該磊晶生長形成晶核)之一碳化矽基板32。該第一基板表面34因此變成碳化矽基板32與磊晶裝置結構36之間之介面。在此具體實施例中，磊晶結構36包含直接生長於碳化矽基板32上之一n型GaN層38及生長於n型層38之頂部上之一p型GaN層40。在其他具體實施例中，在該等n型與p型層間可包括一作用區域。該RCLED 30進一步包含p型磊晶層32之曝露表面上所沈積之一第一鏡42。所示RCLED 30可出現在圖1之方法10之步驟16之後。
圖3至7顯示依據本發明，可出現在方法10之步驟16之後之一RCLED之不同具體實施例，其具有不同的鏡結構。圖3顯示一RCLED 50，其具有許多與RCLED 30相同之層。對於此圖式(及以下圖式)中此等相同層，使用相同的參考數字且不再重新介紹該等特徵。在RCLED 50中，一第一鏡52包含一p型金屬鏡，其可由銀、金、銠、鉑、鈀或金錫或其組合製成。
圖4顯示亦具有許多與RCLED 30相同之層之一RCLED 60之另一具體實施例，但其中一第一鏡62係上述方法10中之一DBR。DBR第一鏡62可由許多具有不同厚度與不同折射率之不同層對製成，其中該DBR第一鏡62較佳地由厚度為四分之一波長之交替介電層p型二氧化矽64與p型氧化鈦66製成。依據本發明之該DBR第一鏡62之另一具體實施例包含交替介電層二氧化矽與五氧化鉭。在由GaN製成之裝置結構36與形成DBR第一鏡62之層64、66之間之折射率對比之下足以發現，具有兩對或四對交替層之該DBR第一鏡62可有效地折射光，其中合適的交替層對數係三，儘管亦可使用具有更少或更多對交替層之DBR第一鏡62。此等層之厚度相當於橫跨該等n型與p型層38、40施加一偏壓時，該磊晶裝置結構36所產生之光之四分之一波長。
圖5顯示具有一第一鏡72之一RCLED 70之另一具體實施例，該第一鏡72亦為由p型交替層對製成之一DBR，其中該等交替層對係由一磊晶材料製成。可使用許多不同的交替層對，其中該DBR第一鏡72包含交替層對p型GaN 74與p型氮化鋁76。在該DBR第一鏡72之其他具體實施例中，可使用鋁合金氮化物而非氮化鋁。磊晶裝置結構36與包含DBR第一鏡72之材料間之折射率差異使得該鏡72需要大約八至十二對交替層，其厚度係大約四分之一波長，其中合適的交替層對數為十。應明白，該DBR亦可採用更少及更多對交替層作業。
應注意，製造三族氮化物LED時確保電流從該等接點分散開，分佈在整個n型與p型層上，以便該LED均勻發光。n型三族氮化物材料係良好的導體，因此電流通常從其接點分散開，分佈在整層上。相反地，p型三族氮化物材料並非良好導體且電流難以從一接點分散開，尤其對於更大裝置而言。圖3之金屬鏡52係良好的導體，因此會使電流從一接點分散開，分佈在該p型層上。然而，上述圖4與5中之p型DBR鏡62、72並不有效地導電，因此難以使電流從一接點分散開，分佈在該p型層上。
圖6顯示一RCLED 80，其中該DBR p型第一鏡82與一金屬鏡組合以使電流更好地分散到該p型層40中，其中該第一鏡82包含一DBR 84，其具有一金屬網86以使電流從一接點分散開。該DBR 84係沈積於具有足夠層數目之磊晶結構36上，該等層具有適當厚度以便反射率較高。接著通常藉由蝕刻在DBR 84中打開通道，其橫跨該p型層40之表面延伸並互連。然後採用金屬鏡材料填充此等通道以形成該金屬網86。DBR 84之金屬86具有更高的反射率，而金屬86與DBR 84之組合包含具有充足反射率與良好的電流分散性之一層。圖7係RCLED 80之一俯視平面圖，其顯示該DBR 84與金屬網86之頂面。所示金屬網係正交的互連通道，儘管該金屬網可具有許多不同的通道配置。
圖8顯示按照圖1之方法10中之步驟18，以覆晶方式黏著於一子基板之後之一RCLED 90。該RCLED具有許多與圖2之RCLED 30相同之特徵且如圖3至7之情形，相同參考數字係用於相同特徵。該RCLED 90可為以上關於圖2至7所述RCLED中之任一RCLED且翻轉該RCLED並藉由一焊接層/材料94使其附著於一子基板92，其中鏡層96鄰近該子基板92。在依據本發明之一具體實施例中，該焊接層/材料94包含一子基板環氧材料，其包含銀錫共熔物。如上所述，子基板92可為包括矽、碳化矽、藍寶石、玻璃或金屬之許多結構部件之一。
一旦將該RCLED 90焊接到子基板92上，就可較佳地藉由蝕刻將該基板32從該結構36上移除。可將該RCLED 90及其子基板(下文中稱作「RCLED 90」)放置於具有一反應性離子蝕刻環境98之一反應性離子蝕刻室中，該蝕刻環境98以一較高速率蝕刻該基板32而以一緩慢速率蝕刻該等磊晶層。依據本發明之一蝕刻環境之一具體實施例包含三氟化氮離子，其中該等離子很容易地使碳化矽基板32減小並將其從該RCLED 30上移除直到到達該磊晶裝置結構36之表面，在此情形中，係到達該n型磊晶層之表面。因碳化矽之蝕刻速率遠遠大於GaN之蝕刻速率，故一旦將碳化矽基板32全部移除，蝕刻就本質上停止。
圖9顯示圖8之RCLED 90在圖1之方法10之步驟20之後，已藉由反應性離子蝕刻法將基板移除之情形。在一具體實施例中，該反應性離子蝕刻可保留半導體30之頂面處於易接收磊晶生長或沈積一金屬用作一第二鏡之狀況下。
圖10至15顯示在圖1之方法10之步驟22之後，依據本發明之一RCLED之不同具體實施例，其中不同的RCLED包含不同類型的第二鏡。圖10顯示關於圖9之RCDLED 90之一具體實施例，其中一第二鏡層100係位於n型層38之最近所曝露的表面上。該第二鏡層100可為許多不同類型的鏡，例如，n型金屬鏡、n型DBR或n型磊晶布拉格反射器。然而，該第二鏡層100之反射率應低於該第一鏡之反射率，以便光透過該第二鏡層100離開該RCLED。如圖11所示，該第一鏡層96亦可為金屬層、p型布拉格反射器DBR或p型磊晶鏡中之任一類型。可將金屬化層102沈積於第二鏡n型層100之曝露表面上且該金屬化層102可為用於焊接之金、銀、鐒、鈀、鉑或金錫中之任一者。
圖12至15顯示依據本發明之一RCLED之具體實施例，每一RCLED使用一不同類型的第二鏡層。圖12顯示依據本發明，利用一n型金屬作為其第二鏡層112之一RCLED 110，該第二鏡層112可由與上述圖3所示鏡層52相同之材料製成。圖13顯示依據本發明，利用一n型DBR作為其第二鏡層122之一RCLED 120。該DBR鏡層係類似於圖4所示p型DBR第一鏡62且可由許多不同的替代層對製成，但其較佳地係由大約三對交替層(由一二氧化矽層124與一二氧化鈦層126構成)製成。圖14顯示依據本發明，亦利用DBR作為其第二鏡層132之一RCLED 130，該第二鏡層132係類似於圖5之DBR第一鏡層72且包含大約十對由n型GaN 134與n型氮化鋁136構成之交替層。
儘管該第二鏡層中之電流分散性不像n型三族氮化物材料那樣頗受關注，但亦可於其中包含電流分散結構。圖15與16顯示依據本發明之一RCLED 140之一具體實施例，其中該第二鏡層142包含具有一金屬網146之一n型DBR 144，其係類似於上述圖6與7所示DBR 84與金屬網86，其中提供該金屬網86以使電流良好地分散於整個n型磊晶層38上。
圖17至20顯示可使用圖1之方法10製造依據本發明之一RCLED之不同具體實施例。在所示每一RCLED中，該第一鏡層可為金屬鏡沈積、p型DBR或p型磊晶DBR中之任一類型。類似地，在每一RCLED中，第二鏡層可為n型金屬鏡、n型DBR或n型磊晶DBR。在此等圖式中，選擇該第二鏡層時，並不受該第一鏡層之選擇限制，反之亦然。例如，當第一鏡層係一p型DBR時，第二鏡層可為一n型金屬鏡。
圖17顯示可使用圖1之方法10製造依據本發明之一RCLED 150之一具體實施例。如上所述，RCLED要求該磊晶結構36較薄，其厚度約為該結構36正在發射之光之一波長。所提供之方法10可用於製造高品質的三族氮化物薄層，其尤其適於RCLED。該等第一與第二鏡層152、154可為上述此等鏡層中之任一鏡層且該RCLED 150亦包含位於該第二鏡層154上之一接觸金屬層156。可透過該子基板92接觸該p型層40，使該RCLED 150回應於橫跨該子基板92與該接觸金屬層156所施加之一偏壓而發光。
亦可使用圖1之方法10來製造磊晶層比RCLED中之磊晶層厚之裝置。圖18顯示藉由該方法10製造依據本發明之一標準LED 160之一具體實施例。磊晶結構162之尺寸遠遠大於以上RCLED中之磊晶結構36之尺寸，但該方法10同樣適於製造具有更厚層之裝置。該LED 160亦具有一n型接點164以將一電流提供給該結構162中之相反摻雜之層之一，其透過該子基板166與該等相反摻雜之層之另一層接觸。
該方法10亦可用於製造具有提高光擷取之其他特徵之磊晶裝置。圖19顯示LED 170之一具體實施例，該LED 170具有成形側面172、174且其主要發射表面176已粗糙化。通常在基板移除方法10完成之後，成形該LED 170並使其粗糙化。成形並粗糙化該LED 170時使得擊中表面並逃離進而使該裝置發光之光分率增大，進而增大該LED 170之光擷取。
亦可將本文所述的所有裝置製造成具有額外層與特徵，其中之一係保護該裝置避免其靜電放電(eletro－static discharge；ESD)之一結構。圖20顯示與圖19之LED 170類似之一LED 180，但該LED 180包括配置在一子基板184與一第一鏡層186之間之一齊納二極體182。在子基板184製造期間將該齊納二極體182整合到該子基板中且該齊納二極體182強制通過該LED之電流僅朝一方向流動。所示LED亦具有有角度的側面186、187及一粗糙化的發射表面188。使用該方法10製造LED 180時，該子基板184具有該齊納二極體結構182，因此將該裝置以覆晶方式黏著於該子基板184上時，亦使該齊納二極體結構182與該裝置整合。所得結構提供高光擷取效率及高ESD額定值。應明白，可依據本發明使該齊納二極體結構包含於許多不同裝置中，其包括上述RCLED之不同具體實施例以及垂直腔表面發射雷射與雷射二極體。
該方法10亦可用以製造其他裝置，例如垂直腔表面發射雷射(VCSEL)。圖21顯示採用該方法10製造依據本發明之一VCSEL 190之一具體實施例。在此具體實施例中，該等第一與第二鏡層表面192、194係DBR鏡。所示第一DBR鏡192係藉由一環氧－環氧/金屬化層94附著於子基板92。此具體實施例之量子井結構係具有一下部包覆層196之一單一量子井，可採用鋁銦鎵氮化物來製造該包覆層196。量子井198係配置於下部包覆層196上方且在一範例中，可採用銦鎵氮化物來製造該量子井198。上部包覆層200係配置在該量子井198上方，因而該量子井係夾在該等上部與下部包覆層200、196之間。可採用鋁鎵氮化物來製造上部包覆層200。
在上部包覆層200頂部上沈積該第二DBR鏡層194。可將此結構蝕刻掉以形成可為圓形或矩形之隔離柱體。接著可藉由隔離磊晶生長202將此等隔離柱體進一步隔離開。在一具體實施例中，該隔離材料可為植入之離子。植入會破壞需要退火之單元間之晶體結構。採用金屬化層204將該裝置罩起來。金屬化層使用隔離結構作為支撐，但由於該隔離結構並不導電，故該等金屬化層必須至少部分接觸鏡194。
儘管已參考其中特定的較佳組態詳細說明本發明，但其他變化一樣可行。依據本發明之方法可用以製造許多不同裝置且上述該等裝置可具有許多不同的層配置。因此，隨附申請專利範圍之精神及範疇不應限於該說明書中所含的較佳變化。
10．．．方法
30．．．共振腔發光二極體
32．．．基板
34．．．第一基板表面
36．．．磊晶裝置結構
38．．．n型氮化鎵層
40．．．p型氮化鎵層
42．．．第一鏡
50．．．共振腔發光二極體
52．．．第一鏡
60．．．共振腔發光二極體
62．．．第一鏡
64．．．二氧化矽
66．．．氧化鈦
70．．．共振腔發光二極體
72．．．第一鏡
74．．．氮化鎵
76．．．氮化鋁
80．．．共振腔發光二極體
82．．．第一鏡
84．．．分佈式布拉格反射器
86．．．金屬網
90．．．共振腔發光二極體
92．．．子基板
94．．．焊接層/材料
96．．．第一鏡層
98．．．蝕刻環境
100．．．第二鏡層
102．．．金屬化層
110．．．共振腔發光二極體
112．．．第二鏡層
120．．．共振腔發光二極體
122．．．第二鏡層
124．．．二氧化矽層
126．．．二氧化鈦
130．．．共振腔發光二極體
132．．．第二鏡層
134．．．氮化鎵
136‧‧‧氮化鋁
140‧‧‧共振腔發光二極體
142‧‧‧第二鏡層
144‧‧‧分佈式布拉格反射器
146‧‧‧金屬網
150‧‧‧共振腔發光二極體
152‧‧‧第一鏡層
154‧‧‧第二鏡層
156‧‧‧接觸金屬層
160‧‧‧標準發光二極體
162‧‧‧磊晶結構
164‧‧‧接點
166‧‧‧子基板
170‧‧‧發光二極體
172‧‧‧側面
174‧‧‧側面
176‧‧‧主要發射表面
180‧‧‧發光二極體
182‧‧‧齊納二極體
184‧‧‧子基板
186、187‧‧‧側面
188‧‧‧發射表面
190‧‧‧垂直腔表面發射雷射
192‧‧‧第一鏡層表面
194‧‧‧第二鏡層表面
196．．．下部包覆層
198．．．量子井
200．．．上部包覆層
202．．．隔離磊晶生長
204．．．金屬化層
熟習本技術者參考以上詳細說明連同附圖，可明白本發明的這些及其他特徵及優點，圖式中：圖1係依據本發明之一製造方法之一具體實施例之流程圖；圖2係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之其中一中間步驟中之一具體實施例之斷面圖；圖3係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之其中一中間步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖4係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之其中一中間步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖5係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之其中一中間步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖6係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之其中一中間步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖7係圖6之半導體裝置之平面圖；圖8係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之一覆晶步驟中之一具體實施例之斷面圖；圖9係圖8之半導體裝置在依據圖1方法將該基板蝕刻掉之後之斷面圖；圖10係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之另一中間步驟中之一具體實施例之斷面圖；圖11係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之另一步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖12係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之另一步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖13係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之另一步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖14係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之另一步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖15係依據本發明之一半導體裝置處於圖1方法之另一步驟中之另一具體實施例之斷面圖；圖16係圖15之半導體裝置之平面圖；圖17係依據本發明之一半導體裝置之一具體實施例之斷面圖；圖18係依據本發明之一半導體裝置之另一具體實施例之斷面圖；圖19係依據本發明之一半導體裝置之另一具體實施例之斷面圖；圖20係依據本發明之一半導體裝置之另一具體實施例之斷面圖；及圖21係依據本發明之一半導體裝置之另一具體實施例之斷面圖。
10．．．方法

Claims (49)

  1. 一種用於製造具有高光擷取之光子裝置的方法，其包含：在一基板上生長一磊晶半導體裝置結構，該磊晶半導體結構與基板包含一發射器，其係調適成回應一偏壓而發光；將該發射器以覆晶方式黏著於一子基板上，使該磊晶半導體裝置結構係夾在該子基板與該基板之間；配置一第一鏡層，俾使在該以覆晶方式黏著之後，該鏡係夾在該磊晶半導體結構與該子基板之間；及藉由利用一蝕刻環境將該基板從該磊晶半導體裝置上蝕刻掉，該蝕刻環境蝕刻該基板之速率係實質上快於蝕刻該磊晶半導體結構之速率。
  2. 如請求項1之方法，其中該磊晶半導體結構包含一三族氮化物半導體材料。
  3. 如請求項1之方法，其中該基板包含一單晶材料。
  4. 如請求項1之方法，其中該基板包含單晶碳化矽(SiC)。
  5. 如請求項1之方法，其中該蝕刻環境包含一反應性離子蝕刻。
  6. 如請求項1之方法，其中該蝕刻環境包含三氟化氮(NF3 )。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包含在該發射器之該以覆晶方式黏著之前，在與該基板結構對置之該磊晶半導體結構上沈積一第一鏡層，在該以覆晶方式黏著之後，該 鏡係夾在該磊晶半導體結構與該子基板之間。
  8. 如請求項7之方法，其中該第一鏡層包含一反射金屬。
  9. 如請求項7之方法，其中該第一鏡層包含一分佈式布拉格反射器(DBR)，其包含由介電材料製成的複數對交替層。
  10. 如請求項9之方法，其中該等層對之每一層對包含一層二氧化矽(SiO2 )與一層二氧化鈦(TiO2 )或一層二氧化矽(SiO2 )與一層五氧化二鉭(Ta2 O5 )，該等層對之每一層對之厚度大約等於該發射光之該波長之四分之一。
  11. 如請求項9之方法，其中該等層對重複兩至四次。
  12. 如請求項7之方法，其中該第一鏡層包含一磊晶DBR，其包含由磊晶材料製成的複數對交替層。
  13. 如請求項12之方法，其中該等交替層對之每一交替層對包含一層氮化鎵(GaN)與一層氮化鋁(AlN)或一層氮化鎵(GaN)與一層氮化鋁合金(Alz Xy N)，該等交替層對之厚度大約等於該發射光之該波長之四分之一。
  14. 如請求項12之方法，其中該等層對重複八至十二次。
  15. 如請求項1之方法，其中該子基板包含由碳化矽(SiC)、矽、藍寶石、金屬與玻璃所組成之群組中之一材料。
  16. 如請求項1之方法，其進一步包含在已蝕刻該基板之後在該磊晶半導體結構上沈積一第二鏡層，該第二鏡層係配置成使得該磊晶半導體結構係夾在該子基板與該第二鏡層之間。
  17. 如請求項16之方法，其中該第二鏡層包含一反射金屬。
  18. 如請求項16之方法，其中該第二鏡層包含一分佈式布拉格反射器(DBR)，其包含由介電材料製成的複數對交替層。
  19. 如請求項18之方法，其中該等層對之每一層對包含一層二氧化矽(SiO2 )與一層二氧化鈦(TiO2 )或一層二氧化矽(SiO2 )與一層五氧化二鉭(Ta2 O5 )，該等層對之厚度大約等於該發射光之該波長之四分之一。
  20. 如請求項18之方法，其中該等層對重複兩至四次。
  21. 如請求項16之方法，其中該第二鏡層包含一磊晶分佈式布拉格反射器(DBR)，其包含由磊晶材料製成的複數對交替層。
  22. 如請求項21之方法，其中該等交替層對之每一交替層對包含一層氮化鎵(GaN)與一層氮化鋁(AlN)或一層氮化鎵(GaN)與一層氮化鋁合金(Alz Xy N)，該等交替層對之厚度大約等於該發射光之該波長之四分之一。
  23. 如請求項21之方法，其中該等層對重複八至十二次。
  24. 如請求項1之方法，其中生長一磊晶半導體裝置結構包含：在該基板上生長一第一磊晶半導體層；及在該第一磊晶半導體層上生長一第二磊晶半導體層，使該第一半導體層係夾在該基板與該第二半導體層之間。
  25. 如請求項24之方法，其中生長一磊晶半導體裝置結構包含生長薄的摻雜層及形成一共振腔發光二極體。
  26. 一種用於製造具有高光擷取之光子裝置之方法，其包含：在一基板上生長一磊晶半導體結構；在該磊晶半導體結構上沈積一第一鏡層，使該磊晶半導體結構係夾在該第一鏡層與該基板之間；藉由向該基板引入一蝕刻環境將該基板從該磊晶結構上移除；及在該磊晶半導體結構上沈積一第二鏡層，使該磊晶半導體結構係夾在該等第一與第二鏡層之間。
  27. 如請求項26之方法，其中該蝕刻環境蝕刻該基板之速率實質上快於蝕刻該磊晶半導體結構之速率，將該基板實質上全部蝕刻掉而實質上並未蝕刻掉該磊晶半導體結構之任何部分。
  28. 如請求項26之方法，其中該磊晶半導體結構係調適成回應於一電信號而發光。
  29. 如請求項26之方法，其中該磊晶半導體結構包含一三族氮化物半導體材料。
  30. 如請求項26之方法，其中該基板包含單晶碳化矽(SiC)。
  31. 如請求項26之方法，其中該蝕刻環境包含一反應性離子蝕刻。
  32. 如請求項26之方法，其中該蝕刻環境包含三氟化氮(NF3 )。
  33. 如請求項26之方法，其中該等第一與第二鏡層之任一鏡層包含一反射金屬。
  34. 如請求項26之方法，其中該第一或第二鏡層包含一分佈式布拉格反射器(DBR)鏡，其具有由介電材料製成之交替層對。
  35. 如請求項34之方法，其中該等層對之每一層對包含一層二氧化矽(SiO2 )與一層二氧化鈦(TiO2 )或一層二氧化矽(SiO2 )與一層五氧化二鉭(Ta2 O5 )。
  36. 如請求項26之方法，其中該等第一或第二鏡層之任一鏡層包含一磊晶DBR鏡，其包含由磊晶材料製成的交替層對。
  37. 如請求項36之方法，其中該等交替層對之每一層對包含一層氮化鎵(GaN)與一層氮化鋁(AlN)或一層氮化鎵(GaN)與一層氮化鋁合金(Alz Xy N)。
  38. 如請求項26之方法，其進一步包含在沈積該第一鏡層之後，將該第一鏡層、該磊晶半導體結構與該基板以覆晶方式黏著於一子基板上，使該第一鏡層係鄰近該子基板且該第一鏡層與該磊晶半導體結構係夾在該子基板與基板之間。
  39. 如請求項38之方法，其中該子基板包含由碳化矽(SiC)、矽、藍寶石、金屬與玻璃所組成之群組中之一材料。
  40. 一種共振腔發光二極體(RCLED)，其包含：一薄膜式磊晶半導體結構；一第一鏡層，其係位於該磊晶半導體結構之一表面上；一第二鏡層，其係位於該磊晶半導體結構之另一表面 上，使該磊晶半導體結構係夾在該等第一與第二鏡之間，該第二鏡層之反射率係小於該第一鏡層之反射率；及一子基板，該磊晶半導體結構及其該等第一與第二鏡係黏著於該子基板上，該第一鏡層係鄰近該子基板且該第二鏡層係該主要發射表面。
  41. 如請求項40之共振腔發光二極體，其中該磊晶半導體裝置發光且具有一厚度以為該光提供一共振腔。
  42. 如請求項40之共振腔發光二極體，其中該磊晶半導體裝置包含相反摻雜的兩層半導體材料。
  43. 如請求項40之共振腔發光二極體，其中該磊晶半導體裝置包含一半導體作用區域且該半導體作用區域係夾在相反摻雜的兩層之間。
  44. 如請求項40之共振腔發光二極體，其中該第一或第二鏡層之任一鏡層包含一金屬。
  45. 如請求項40之共振腔發光二極體，其中該等第一或第二鏡層包含一分佈式布拉格反射器(DBR)。
  46. 一種將一碳化矽基板從一三族氮化物磊晶半導體材料上移除之方法，其包含：在一碳化矽基板上生長一三族氮化物磊晶半導體材料；及向該碳化矽基板引入一蝕刻環境，該蝕刻環境蝕刻碳化矽之速率快於蝕刻該三族氮化物磊晶材料之速率，因此在將該碳化矽蝕刻掉後，該蝕刻實質上停止。
  47. 如請求項46之方法，其中該蝕刻環境包含一反應性離子 蝕刻。
  48. 如請求項46之方法，其中該蝕刻環境包含三氧化氮(NF3 )。
  49. 一種用於製造具有高光擷取之光子裝置的方法，其包含：在一基板上生長一磊晶半導體裝置結構，該磊晶半導體結構與基板包含一發射器，其係調適成回應一偏壓而發光，其中該磊晶半導體結構與該基板包含具有一相似晶格結構之物質；將該發射器以覆晶方式黏著於一子基板上，使該磊晶半導體裝置結構係夾在該子基板與該基板之間；及藉由利用一蝕刻環境將該基板從該磊晶半導體裝置上蝕刻掉，該蝕刻環境蝕刻該基板之速率係實質上快於蝕刻該磊晶半導體結構之速率。
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Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7115896B2 (en) * 2002-12-04 2006-10-03 Emcore Corporation Semiconductor structures for gallium nitride-based devices
US7791061B2 (en) * 2004-05-18 2010-09-07 Cree, Inc. External extraction light emitting diode based upon crystallographic faceted surfaces
JP4747516B2 (ja) * 2004-06-08 2011-08-17 富士ゼロックス株式会社 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置
US8482663B2 (en) * 2004-06-30 2013-07-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting diode arrangement, optical recording device and method for the pulsed operation of at least one light-emitting diode
KR100576870B1 (ko) * 2004-08-11 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
KR100682877B1 (ko) * 2005-07-12 2007-02-15 삼성전기주식회사 발광다이오드 및 그 제조방법
US20070019699A1 (en) * 2005-07-22 2007-01-25 Robbins Virginia M Light emitting device and method of manufacture
US7772604B2 (en) * 2006-01-05 2010-08-10 Illumitex Separate optical device for directing light from an LED
US8643195B2 (en) 2006-06-30 2014-02-04 Cree, Inc. Nickel tin bonding system for semiconductor wafers and devices
US7910945B2 (en) * 2006-06-30 2011-03-22 Cree, Inc. Nickel tin bonding system with barrier layer for semiconductor wafers and devices
TWI309481B (en) 2006-07-28 2009-05-01 Epistar Corp A light emitting device having a patterned substrate and the method thereof
US7915624B2 (en) 2006-08-06 2011-03-29 Lightwave Photonics, Inc. III-nitride light-emitting devices with one or more resonance reflectors and reflective engineered growth templates for such devices, and methods
US7855459B2 (en) 2006-09-22 2010-12-21 Cree, Inc. Modified gold-tin system with increased melting temperature for wafer bonding
EP1906461B1 (de) * 2006-09-26 2020-03-18 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
US8087960B2 (en) * 2006-10-02 2012-01-03 Illumitex, Inc. LED system and method
US8941141B2 (en) * 2006-10-17 2015-01-27 Epistar Corporation Light-emitting device
KR100826412B1 (ko) * 2006-11-03 2008-04-29 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법
US7928471B2 (en) * 2006-12-04 2011-04-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Group III-nitride growth on silicon or silicon germanium substrates and method and devices therefor
TWI533351B (zh) 2006-12-11 2016-05-11 美國加利福尼亞大學董事會 高效能非極性第三族氮化物光學裝置之金屬有機化學氣相沈積生長
JP2010512660A (ja) * 2006-12-11 2010-04-22 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 無極性および半極性の発光デバイス
US8409972B2 (en) * 2007-04-11 2013-04-02 Cree, Inc. Light emitting diode having undoped and unintentionally doped nitride transition layer
US7915629B2 (en) 2008-12-08 2011-03-29 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
US9461201B2 (en) 2007-11-14 2016-10-04 Cree, Inc. Light emitting diode dielectric mirror
US8368100B2 (en) 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
DE102008006988A1 (de) 2008-01-31 2009-08-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
JP2011512037A (ja) * 2008-02-08 2011-04-14 イルミテックス， インコーポレイテッド エミッタ層成形のためのシステムおよび方法
EP2257983A4 (en) 2008-02-25 2013-07-31 Lightwave Photonics Inc CURRENT INJECTING BZW. TUNNELIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD
KR101308130B1 (ko) 2008-03-25 2013-09-12 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법
US8877524B2 (en) 2008-03-31 2014-11-04 Cree, Inc. Emission tuning methods and devices fabricated utilizing methods
KR101449035B1 (ko) * 2008-04-30 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자
US9287469B2 (en) 2008-05-02 2016-03-15 Cree, Inc. Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode
DE102008050538B4 (de) 2008-06-06 2022-10-06 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
US8017963B2 (en) * 2008-12-08 2011-09-13 Cree, Inc. Light emitting diode with a dielectric mirror having a lateral configuration
TW201034256A (en) * 2008-12-11 2010-09-16 Illumitex Inc Systems and methods for packaging light-emitting diode devices
US8529102B2 (en) 2009-04-06 2013-09-10 Cree, Inc. Reflector system for lighting device
US8096671B1 (en) 2009-04-06 2012-01-17 Nmera, Llc Light emitting diode illumination system
US8585253B2 (en) 2009-08-20 2013-11-19 Illumitex, Inc. System and method for color mixing lens array
US8449128B2 (en) * 2009-08-20 2013-05-28 Illumitex, Inc. System and method for a lens and phosphor layer
US9362459B2 (en) * 2009-09-02 2016-06-07 United States Department Of Energy High reflectivity mirrors and method for making same
KR101100681B1 (ko) * 2009-09-10 2012-01-03 주식회사 에피밸리 반도체 발광소자
US9435493B2 (en) * 2009-10-27 2016-09-06 Cree, Inc. Hybrid reflector system for lighting device
US9105824B2 (en) 2010-04-09 2015-08-11 Cree, Inc. High reflective board or substrate for LEDs
US9012938B2 (en) 2010-04-09 2015-04-21 Cree, Inc. High reflective substrate of light emitting devices with improved light output
KR20110133241A (ko) 2010-06-04 2011-12-12 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드 제조 방법
US8764224B2 (en) 2010-08-12 2014-07-01 Cree, Inc. Luminaire with distributed LED sources
US8556469B2 (en) 2010-12-06 2013-10-15 Cree, Inc. High efficiency total internal reflection optic for solid state lighting luminaires
US8680556B2 (en) 2011-03-24 2014-03-25 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
CN102738332A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管磊晶结构及制造方法
US9728676B2 (en) 2011-06-24 2017-08-08 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip
US8686429B2 (en) 2011-06-24 2014-04-01 Cree, Inc. LED structure with enhanced mirror reflectivity
US10243121B2 (en) 2011-06-24 2019-03-26 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip with improved reliability
TWI495163B (zh) * 2011-12-09 2015-08-01 Chunghwa Telecom Co Ltd A method for manufacturing a resonant cavity light emitting diode
WO2013138676A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Robbie Jorgenson Materials, structures, and methods for optical and electrical iii-nitride semiconductor devices
TW201340405A (zh) * 2012-03-30 2013-10-01 Lextar Electronics Corp 發光二極體
US8896008B2 (en) 2013-04-23 2014-11-25 Cree, Inc. Light emitting diodes having group III nitride surface features defined by a mask and crystal planes
JP6500342B2 (ja) * 2013-04-27 2019-04-17 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ装置の製造方法並びにサブマウントの製造方法
US10658546B2 (en) 2015-01-21 2020-05-19 Cree, Inc. High efficiency LEDs and methods of manufacturing
KR102380825B1 (ko) * 2015-05-29 2022-04-01 삼성전자주식회사 반도체 발광다이오드 칩 및 이를 구비한 발광장치
US10263144B2 (en) 2015-10-16 2019-04-16 Robbie J. Jorgenson System and method for light-emitting devices on lattice-matched metal substrates
US10170303B2 (en) 2016-05-26 2019-01-01 Robbie J. Jorgenson Group IIIA nitride growth system and method
US20210028332A1 (en) * 2017-12-21 2021-01-28 Agency For Science, Technology And Research Optical device and method of forming the same
DE102022120161A1 (de) * 2022-08-10 2024-02-15 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement mit epitaktisch gewachsener schicht und verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159886A (ja) 1984-08-31 1986-03-27 Fujitsu Ltd 光半導体装置の製造方法
US4865685A (en) 1987-11-03 1989-09-12 North Carolina State University Dry etching of silicon carbide
JPH0770755B2 (ja) 1988-01-21 1995-07-31 三菱化学株式会社 高輝度ｌｅｄ用エピタキシャル基板及びその製造方法
US4912532A (en) 1988-08-26 1990-03-27 Hewlett-Packard Company Electro-optical device with inverted transparent substrate and method for making same
US5103271A (en) 1989-09-28 1992-04-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
JPH04249384A (ja) * 1991-02-05 1992-09-04 Nec Corp 半導体発光素子の製造方法
FR2679253B1 (fr) * 1991-07-15 1994-09-02 Pasteur Institut Proteines de resistance a la cycloheximide. utilisation comme marqueur de selection par exemple pour controler le transfert d'acides nucleiques.
US5376580A (en) 1993-03-19 1994-12-27 Hewlett-Packard Company Wafer bonding of light emitting diode layers
US5679152A (en) 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
GB2311166A (en) 1996-03-13 1997-09-17 Sharp Kk An optoelectronic semiconductor device
US5985687A (en) 1996-04-12 1999-11-16 The Regents Of The University Of California Method for making cleaved facets for lasers fabricated with gallium nitride and other noncubic materials
DE19640594B4 (de) 1996-10-01 2016-08-04 Osram Gmbh Bauelement
EP0875946A1 (en) 1997-04-30 1998-11-04 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Light emitting diode with a microcavity and a method of producing such device
US6071795A (en) 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
JPH11238913A (ja) 1998-02-20 1999-08-31 Namiki Precision Jewel Co Ltd 半導体発光デバイスチップ
JP3525061B2 (ja) 1998-09-25 2004-05-10 株式会社東芝 半導体発光素子の製造方法
US6744800B1 (en) 1998-12-30 2004-06-01 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on an insulating substrate
US20010042866A1 (en) 1999-02-05 2001-11-22 Carrie Carter Coman Inxalygazn optical emitters fabricated via substrate removal
US6320206B1 (en) 1999-02-05 2001-11-20 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light emitting devices having wafer bonded aluminum gallium indium nitride structures and mirror stacks
JP2000232258A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ２次元半導体光結晶素子およびその製造方法
US6258699B1 (en) 1999-05-10 2001-07-10 Visual Photonics Epitaxy Co., Ltd. Light emitting diode with a permanent subtrate of transparent glass or quartz and the method for manufacturing the same
EP1065734B1 (en) 1999-06-09 2009-05-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Bonding type semiconductor substrate, semiconductor light emitting element, and preparation process thereof.
DE10008583A1 (de) 2000-02-24 2001-09-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optisch transparenten Substrates und Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Halbleiterchips
JP4060511B2 (ja) 2000-03-28 2008-03-12 パイオニア株式会社 窒化物半導体素子の分離方法
US6475889B1 (en) 2000-04-11 2002-11-05 Cree, Inc. Method of forming vias in silicon carbide and resulting devices and circuits
DE60124766T2 (de) 2000-08-04 2007-10-11 Amberwave Systems Corp. Siliziumwafer mit monolithischen optoelektronischen komponenten
US6562648B1 (en) 2000-08-23 2003-05-13 Xerox Corporation Structure and method for separation and transfer of semiconductor thin films onto dissimilar substrate materials
DE10042947A1 (de) 2000-08-31 2002-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
JP4091261B2 (ja) 2000-10-31 2008-05-28 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
FR2835096B1 (fr) * 2002-01-22 2005-02-18 Procede de fabrication d'un substrat auto-porte en materiau semi-conducteur monocristallin
US6468824B2 (en) 2001-03-22 2002-10-22 Uni Light Technology Inc. Method for forming a semiconductor device having a metallic substrate
US6716654B2 (en) 2002-03-12 2004-04-06 Opto Tech Corporation Light-emitting diode with enhanced brightness and method for fabricating the same
US6786390B2 (en) 2003-02-04 2004-09-07 United Epitaxy Company Ltd. LED stack manufacturing method and its structure thereof
US6847057B1 (en) * 2003-08-01 2005-01-25 Lumileds Lighting U.S., Llc Semiconductor light emitting devices
US6958494B2 (en) * 2003-08-14 2005-10-25 Dicon Fiberoptics, Inc. Light emitting diodes with current spreading layer
US6806112B1 (en) 2003-09-22 2004-10-19 National Chung-Hsing University High brightness light emitting diode
JP2005210066A (ja) * 2003-12-25 2005-08-04 Kyocera Corp 薄膜発光素子およびその製造方法
US7115908B2 (en) * 2004-01-30 2006-10-03 Philips Lumileds Lighting Company, Llc III-nitride light emitting device with reduced polarization fields
US7825006B2 (en) * 2004-05-06 2010-11-02 Cree, Inc. Lift-off process for GaN films formed on SiC substrates and devices fabricated using the method

Also Published As

Publication number Publication date
US7332365B2 (en) 2008-02-19
EP1763900A1 (en) 2007-03-21
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KR20070013324A (ko) 2007-01-30
US20060049411A1 (en) 2006-03-09
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JP2007538408A (ja) 2007-12-27
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CA2564995A1 (en) 2005-12-08

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