TWI450413B - 發光二極體及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光二極體及其製造方法 ［相關申請案］
此申請案為2005年11月15日由發明人Myung Cheol Yoo申請之申請案號11/280,142，代理人案號MYOO－P004之部分延續案。此申請案依據35 USC 120主張申請案號11/280,142之優先權。
本發明有關於發光二極體(LED)裝置及製造LED。
LED已利用於背光單元(BLU)中用來照明電子裝置(如筆記型電腦、手機、LCD－TV等等)中使用的液晶顯示器(LCD)。例如，LED BLU可沿著電子裝置之BLU的一或兩邊緣佈設，以照明LCD而不實質上增加顯示器及/或電子裝置的厚度。在電子裝置領域中可攜帶性/移動性、微型化、商品化的趨勢下，可能需配置LED BLU以最小化電子裝置的耗電量、形式因子、及材料/製造成本，同時最大化光輸出及最佳化光束輪廓。典型地，傳統LED無法滿足這些需求。
典型以基於藍寶石或SiC之基底支撐傳統的LED。針對基於藍寶石或SiC之基底，傳統的LED僅能包括p型ITO電流分散層，但不能包括n型電流分散層。p型ITO典型比n型ITO具有較低的傳導性。在p型ITO電流分布 層的前提下，傳統的LED由於有限的電流分散而無法用來製造大長寬比的裝置。
此外，基於藍寶石或SiC之基底典型太脆弱而無法有長形裝置組態。因此，傳統LED之發光側限制在具有低長對寬比率(或長寬比)，如1：1或2：1，以讓傳統的LED能有足夠的結構強度。當傳統的LED BLU沿著薄LCD的邊緣佈設時，需要大量的LED以於LCD上提供足夠且均質的照明。因而增加材料與製造成本。大量的LED亦需大量的電力輸入。因此，耗電量頗高。同時，產生大量的熱量。熱量會降低LCD的效能(如顏色)及耐久度。
傳統製造LED的方法亦導致傳統LED之高成本並因此增加電子裝置的成本。傳統製造與分離半導體裝置之方法包括沈積層以在晶圓基底上形成各種半導體裝置，並接著利用機械技術分離個別的裝置。典型藉由切割或割劃基底以分離個別的裝置來執行分離。典型以鑽石鋸、鑽石割劃器或雷射進行切割，其典型為非常昂貴之機器所執行之耗時程序。因此，與傳統方法關連之問題可包括製程產率問題、裝置效能問題、及製造成本問題之一或更多者。
1.製程產率問題
根據傳統機械裝置分離方法，如切割或割劃方法，及雷射割劃方法，藉由沿著裝置間之格柵線或道線(street line)以選定之方法切割來分離每一個個別的裝置。這是 緩慢的程序，因為依序一次僅切割一條道線。
當半導體裝置具有硬基底材料時，如GaN於藍寶石上或GaN於SiC材料上，製程產率問題變得更顯著。此外，分離產率受到由基底磨光或研磨產生的任何裂縫或缺陷的影響甚大。若切割線通過缺陷區域，則結果為非常低的裝置分離率。
因此，業界皆知裝置分離為所有半導體裝置製造程序中最冗長乏味且低產率的程序。在特定條件下，基於GaN之半導體製造之後端製程產率已知可能低於50%，而前端製程產率典型在90%以上的範圍。
2.裝置效能問題
由於切割及割劃的物理磨蝕動作，裝置效能在裝置分離之後明顯降低。例如，發光之LED側壁會因裝置分離期間磨蝕切割動作而受到損壞，其為裝置分離後光輸出下降的主因。
在雷射割劃的情況中，藉由以高強度的雷射光束來融化基底材料而達成裝置分離。因此，融化的基底材料經常堆積在裝置的側壁上，亦降低LED之光輸出。
3.製造成本問題
以傳統的分離方法而言，針對每晶圓約10,000至12,000個裝置的GaN/藍寶石LED之平均晶粒分離處理時間約40分鐘到1小時。這意味著一個裝置分離機器，若 每天24小時運作，每天僅能處理24至36片晶圓(700~1,000晶圓/月)。為了達成商業上希望之工廠輸出，需要許多機器及大量的資本設備投資。
此外，切割機器的鑽石切割輪以及割劃機器之鑽石尖端為非常昂貴的消耗件，因此傳統晶粒分離程序會有大量消耗件的成本。
在雷射割劃的情況中，主要的消耗件為雷射來源。為了維持固定的雷射光束能量，必須定期補充雷射來源氣體。雷射來源為雷射割劃系統中最昂貴的部分之一。
本發明之一實施例有關於發光二極體(LED)。LED可包括發光側。LED亦可包括設置在發光側上的第一電極。LED亦可包括第二電極。LED亦可包括設置在第一電極與第二電極之間的半導體元件。LED亦可包括設置在半導體元件與第二電極之間的金屬支撐元件。屬支撐元件可組態成提供LED結構性支撐。
上述發明內容僅有關於在此所揭露的本發明之許多實施例之一且不意圖限制在申請專利範圍中所提出之本發明的範疇。將於下在本發明的詳細說明並連同附圖中更詳細地討論本發明之這些與其他特徵。
將參照附圖中所示之數個實施例來詳細描述本發明。 在下列說明中，提出各種特定細節以提供本發明之詳盡的了解。然而，對熟悉該項技藝者顯然地本發明可在無這些特定細節的一些或全部的情況下施行。在其他例子中，並未詳細討論眾所週知的製程步驟及/或結構以不非必要地模糊本發明。
本發明之一或更多實施例有關於發光二極體(LED)。LED可包括發光側。LED亦可包括設置在發光側的第一電極。LED亦可包括第二電極。LED亦可包括設置在第一電極與第二電極之間的半導體元件。LED亦可包括設置在半導體元件與第二電極之間的金屬支撐元件。金屬支撐元件可組態成提供LED結構性支撐及導電。
發光側之長度可至少為發光側的寬度之三倍。替代地或取代地，發光側之長度可至少為發光側的寬度之七倍。例如，在一或更多實施例中，發光側之長度對寬度比率(或長寬比)約為8，與典型先前技術之具有藍寶石或SiC基底的LED結構關連之2或更少成對比。
可藉由金屬支撐元件達到高長度對寬度比率，該元件具有大於50μm的厚度並且可包括一或更多金屬元件或層。金屬支撐元件可包括第一金屬元件及第二金屬元件。第一元件可組態成減少LED中累積的應力。第一金屬元件可比第二金屬元件更軟。第一金屬元件可設置比第二金屬元件更接近半導體元件。金屬支撐元件可由包括Cu的一或更多材料製成。
第一電極可為陰極，以及第二電極可為陽極。替代地 ，第一電極可為陽極，以及第二電極可為陰極。第二電極可與金屬支撐元件電性耦合並可組態成保護金屬支撐件不受到氧化。
第一電極可包括設置在發光側的第一延伸並且組態成在發光側上分散電流。第一延伸的長度可至少為發光側之寬度的三倍。替代或額外地，第一電極可進一步包括第二延伸。第一延伸及第二延伸可有相同長度。替代或額外地，第一延伸及第二延伸可有相同寬度但不同長度。
在一或更多實施例中，第一延伸可包括第一區、第二區、及在第一區與第二區之間的第三區。第一區可設置比第二區更接近發光側之第一邊緣，且第二區可設置比第一區更接近發光側之第二邊緣。第一區可與發光側的第一邊緣平行，且第二區可與發光側的第二邊緣平行。
LED亦可包括設置在發光側的第三電極。第一電極與第三電極具有相同極性。第三電極可包括延伸部，其組態成促進發光側上之電流分散。延伸部可與第一延伸對準。替代或額外地，第一延伸可設置成比延伸部更接近發光側的第一邊緣。
半導體元件可包括p型部及n型部。p型部可設置成比n型部更接近金屬支撐元件。n型部可設置成比p型部更接近發光側。半導體元件可由一或更多材料所製成，該等材料包括GaN、AlGaN、AlGaAs、AlGaP、AlGalnP、GaAsP、GaP、InGaN的至少一者。半導體元件可包括具有特定結構(textured)之表面，組態成最佳化光子脫逸角 度。具有特定結構之表面可為半導體元件之n型部的表面。
LED亦可包括設置在第一電極與半導體元件之間之電流阻擋元件。電流阻擋元件可設置在半導體之n型部之上並組態成驅逐電子。
LED亦可包括設置在第一電極與半導體元件之間的n型ITO元件。N型ITO元件可與電流阻擋元件接觸並且與半導體元件之n型部的具有特定結構之表面接觸。
LED亦可包括設置在半導體元件與金屬支撐元件之間的金屬中間層。金屬中間層可與金屬支撐元件接觸。例如，金屬中間層可由Au所形成。
LED亦可包括設置在半導體元件與金屬支撐件之間的一或更多黏接層。一或更多黏接層組態成形成半導體元件與金屬支撐元件間之電性路徑的一部分。一或更多黏接層可包括與金屬接點(p型接點或n型接點)接觸之第一黏接層、與金屬中間層接觸之第二黏接層、及設置在第一黏接層與第二黏接層之間的第三黏接層。金屬接點可與半導體元件接觸。一或更多黏接層可由Ni、Au、及Pd之一或更多製成。
製造LED之垂直結構的方法可涉及利用一或更多金屬沈積程序來形成機械支撐與導電性用之金屬基底，並利用一或更多雷射拉起(LLO)程序來移除原始的基底。
在一或更多實施例中，在此所述之方法可不限於LED製造，但亦可應用於其他結構，尤其是含有生長於絕緣或 半導電基底上之以GaN為基礎的磊晶薄膜之結構，如雷射二極體(LD)、異接面雙極電晶體(HBT)、高電子遷移率電晶體(HEMT)。
將參照圖示與下列之討論更加了解本發明之特徵與優點。
第1圖描繪根據本發明之一或更多實施例的製造發光二極體(LED)的方法之流程圖。程序從步驟102開始，其中可利用磊晶晶圓(其可為此技藝中具通常知識者所知的商業上可取得之產品)。磊晶晶圓可包括藍寶石基底極半導體層，如GaN層。GaN層可包括附接至藍寶石基底的n型GaN層以及p型GaN層。
在步驟104中，可研磨(如拋光)藍寶石基底的一表面以供後續雷射拉起。
在步驟106中，可在磊晶晶圓的p型GaN層上形成一或更多p型金屬接點。
在步驟108中，可在p型GaN層及一或更多p型金屬接點上形成一或更多黏接層(如Ni層)及一或更多種子/中間層(如Au層)。
在步驟110中，可在一或更多中間層上例如經由電鍍形成頗厚的金屬支撐層(如Cu層)。
在步驟112中，在金屬支撐層之一表面上執行化學機械研磨(CMP)。
在步驟112中，可在CMP之後於金屬支撐層上形成保護層(如Au層)。
在步驟114中，可於從步驟112得到的結構之支撐－保護側(如Cu－Au側)上執行光阻之圖案化。
在步驟116中，可於從步驟114得到的結構之支撐－保護側上執行濕化學蝕刻的初始蝕刻。
在步驟118中，從步驟116得到的結構可接合至支撐承載件，例如利用熱塑性黏劑。
在步驟120中，從由步驟118給出的結構移除藍寶石基底，例如經由雷射拉起程序。
在步驟122中，清理n型GaN層的表面以移除Ga滴狀物，例如利用HCl溶液。
在步驟124中，可進一步平滑n型GaN層之清理過的表面，例如藉由乾蝕刻。
在步驟126中，可進一步使n型GaN層之清理與平滑過的表面具有特定結構以最佳化表面上之光子脫逸角度。在步驟126中，一或更多電流阻擋元件(CBL元件)可形成在具有特定結構的表面上。此外，n型電流分散層(如n型ITO層)亦可形成在n型GaN層之具有特定結構的表面上，覆蓋住一或更多CBL元件。
在步驟128中，可在n型ITO電流分散層上形成一或更多n型金屬接點。
在步驟130中，可執行晶粒隔離蝕刻，例如藉由乾蝕刻，以隔離GaN元件。
在步驟132中，可以鈍化層(如SiO2 層)塗覆經隔離之GaN元件/晶粒。
在步驟134中，可執行支撐承載件解接合，使得支撐承載件(在步驟118中接合)可從由步驟132給出的結構之支撐－保護側(如Cu－Au側)移除。
在步驟136中，可例如利用蠟黏劑將第二支撐承載件接合至從步驟134獲得之結構的裝置側(亦即GaN及n型金屬接點側)。
在步驟138中，可在支撐－保護側(如Cu－Au側)上利用光阻執行圖案化。
在步驟140中，可執行晶粒分離，例如藉由濕化學蝕刻，因而可將個別的LED分離同時仍接合至第二支撐承載件。
在步驟142中，可移除/剝除光阻。
在步驟144中，由步驟142給出的結構之支撐－保護側(如Cu－Au側)可安裝至握持帶上，如藍帶或UV帶。
在步驟146中，可將由步驟144給出的結構(或至少結構之裝置側)浸入溶劑中(如IPA或異丙醇)。可利用具有選擇性之溶劑，使得僅溶解蠟黏劑(但不溶解結構中之其他元件)。因此，可溶解蠟溶劑以從結構的裝置側釋放支撐承載件。
在步驟148中，可移除支撐承載件，並且可延展握持帶，使得個別的LED完全分離成最終裝置。
第2A至W圖描繪從根據本發明之一或更多實施例的製造發光裝置(LED)的程序中之步驟獲得之晶圓結構的(部分)剖面的示意圖。例如，從第1圖之範例中所述之 方法的一或更多步驟獲得之結構的一或更多者。
第2A圖描繪從根據本發明之一或更多實施例的製造發光裝置(LED)的程序中產生之結構200的(部分)剖面的示意圖。結構200可包括磊晶晶圓250，其可從此技藝中具通常知識者熟知的供應商購得。磊晶層晶圓可包括藍寶石基底252。在一或更多實施例中，可用Si基底或SiC基底來取代藍寶石基底252。磊晶層250亦可包括形成在藍寶石基底252上之半導體層，如GaN層254。
GaN層254可包括與藍寶石基底252接觸之n型GaN層。GaN層254亦可包括相對於n型GaN層設置之p型GaN層。在GaN層254上，亦即在p型GaN層上，可利用一或更多薄膜沈積方法，如電子束物理蒸氣沈積(EB－PVD)或噴濺，來形成一或更多p型金屬接點，如p型金屬接點258。p型金屬接點258可包括一或更多層Ni、Ag、Pt、Ni及/或Au，分別具有約0.5 nm、1 nm、10 nm、120 nm、30 nm、30 nm、及/或30 nm的厚度。可在約420℃以迅速熱處理(RTP)於O2 中退火p型金屬接點258約一分鐘。
在一或更多實施例中，p型金屬接點258可包括下列之一或更多：Ni/Au、Pd/Ni/Au、Ni/Pd/Au、Pd/Ir/Au、或Pd/Pt/Au。例如，薄膜金屬層的厚度可大約為下列：針對Ni/Au，0.5 nm的Ni及10 nm的Au、針對Pd/Ni/Au，10 nm的Pd、20 nm的Ni及30 nm的Au、針對Pd/Ir/Au，10 nm的Pd、20 nm的Ir及30 nm的Au、針對 Ni/Pd/Au，20 nm的Ni、20 nm的Pd及100 nm的Au、針對Pd/Pt/Au，10 nm的Pd、20 nm的Pt及30 nm的Au。在一或更多實施例中，針對含有Ni之接點，於500℃的火爐中針對p型金屬接點在O2 環境中退火兩分鐘，同時非Ni金屬接點則在N2 環境中退火。
在GaN層254的p型GaN層上，一或更多鈍化層元件，如鈍化層元件256亦形成在p型金屬接點之間。鈍化層元件256可包括Ti、SiO2 、Ti及Au之一或更多者，分別具有約10 nm、200 nm、10 nm及20 nm的厚度。可藉由電漿增進化學蒸氣沈積(PECVD)在約250℃沈積一或更多鈍化層元件約300分鐘。此外，可在約600℃以迅速熱處理(RTP)退火一或更多鈍化層約3分鐘。
結構200亦可包括形成在GaN層254上並覆蓋一或更多p型金屬接點與一或更多鈍化層元件之第一黏接層260。例如，第一黏接層260可包括具有約100 nm厚度之Ni層。替代或額外地，第一黏接層260可包括具有約100 nm厚度之Pd層。
在第一黏接層260上，形成第二黏接層262。第二黏接層262可包括具有約200 nm厚度之Ni層。替代或額外地，第二黏接層262可包括具有約100 nm厚度之Au層。
在第二黏接層262上，形成第三黏接層264。第三黏接層264可包括具有約200 nm厚度之Ni層。
可藉由EB－PVD或噴濺形成第一黏接層260、第二黏接層262、第三黏接層264之每一個並且可在空氣中於 300℃退火約1分鐘。
在第三黏接層264上，可利用EB－PVD形成Au種子層/中間層266。Au中間層266可具有約500 nm的厚度。Au中間層266可用來鍍覆金屬支撐層。
可實施黏接層260至264之一或更多以增進p型金屬接點與Au中間層266之間的黏接力。
在一或更多實施例中，可利用以電子束蒸發器沈積在p型金屬接點(或p金屬接觸薄膜)上之原位Ti或Cr來產生黏接層260至264之一或更多。欲製造具有非常薄(如少於5μm)且硬的GaN層，如GaN層254，以及厚(~50μm)且軟之金屬薄膜支撐的垂直結構裝置，在GaN層與金屬支撐層間形成諸如Au中間層266中間層可用來減少在GaN層與金屬支撐層之間的介面之壓縮應力的累積。在一或更多實施例中，可利用電子束蒸發器於Ti或Cr表面上連續沈積具有大約0.5~1μm厚度的Au中間層266而不從真空室中移除基底。原位連續層沈積可用來防止氧化或污染，其可用來在Ti或Cr與Au層之間產生良好的薄膜黏接力。
第2B圖描繪藉由鍍覆(如電鍍)厚Cu支撐268於第2A圖之範例中的結構200之Au中間層266上所形成之結構202。Cu支撐268可具有大於50μm的厚度。Cu支撐268可包括一或更多層。與Au中間層266接觸之Cu支撐268的一部分可為軟Cu層，組態成減少應力累積。遠離Au中間層266之Cu支撐268的一部分可為硬Cu層，具 有較高之硬度以提供結構堅固性。
在一或更多實施例中，可用電鍍或無電鍍覆來形成Cu支撐268作為與其他沈積方法相比快速且便宜的沈積方法。成本考量上這特別適合垂直光裝置的大量生產。Cu支撐268可提供具有堅硬機械性支撐的連結層給GaN層，並可提供良好的導電性與散熱性。為了達成這些要求，可在Au/Cr或Au/Ti黏接層上沈積分級Cu合金層。
在一或更多實施例中，可沈積兩Cu層，其包括可Cu合金層前之Cu觸發層，以促進薄真空蒸發的Au層及Cu合金層之間的良好黏接力。一開始，鍍覆以硫酸鹽為基礎之軟銅層以逐漸厚金屬層沈積所造成之軟化應力累積。初始軟Cu層厚度設定至~10 μm。鍍覆率設定至3~5 μm/小時以形成緻密與均勻的Cu鍍覆層。另一個原因為選擇緩慢的鍍覆速率以防止將晶圓從支撐承載件解除接合後晶圓的曲折。由於在GAN層254及Cu支撐268之間的介面累積之壓縮應力的關係，晶圓傾向於在將晶圓從支撐承載件解除接合後曲折。除了緩慢的鍍覆速率外，可將以有機為基礎之添加物加到電鍍溶液中並且利用磺酸鹽鍍覆溶液。此外，在低溫(如5℃)執行電鍍以最小化應力累積。
在一或更多實施例中，在軟Cu層旁，鍍覆硬Cu層以提供結構剛度。硬Cu鍍覆之鍍覆率約為15μm/小時。針對Cu合金鍍覆，含有錫(Sn)及鐵(Fe)的金屬合金鍍覆溶液與Cu硫酸鹽溶液混合以增進Cu支撐層的機械強度與導電性。Cu合金支撐層的總厚度為50~60 μm。
在藉由鍍覆(如電鍍)形成厚Cu金屬支撐後，可處理藍寶石基底252的表面。此可包括機械研磨以產生均勻的藍寶石表面粗糙度。藍寶石表面粗糙度可用來控制雷射束能量密度以及雷射拉起之GaN表面之最終表面型態。雷射束能量密度強烈地取決於藍寶石表面粗糙度。若針對雷射拉起(LLO)程序使用粗糙的藍寶石表面，則使用低雷射束能量。然而，若表面是粗糙，雷射拉起之表面會呈現粗糙，因為表面型態在雷射拉起後會複製到GaN表面。另一方面，若使用經研磨之表面，使用較高雷射束能量。雷射拉起之GaN表面的表面型態會與經磨光之藍寶石表面的類似。然而，較高的雷射束通常會因過量的雷射束能量而導致裂縫產生。欲獲得良好的雷射拉起結果以及GaN表面型態，藍寶石表面的表面粗糙度以根均方(RMS)值來說可選擇為約10~20埃。
第2C圖描繪藉由在第2B圖之範例中所示之結構202的Cu支撐268的表面270上執行化學機械研磨(CMP)所形成之結構204。執行CMP使得表面270對光微影蝕刻而言夠平滑並且提供與封裝裝置中的諸如散熱器或導線架之封裝部件的希望之熱接觸。CMP的另一目的可為產生連續半導體處理之均勻厚度與均勻裝置厚度。均勻厚度對於在化學裝置分離後獲得高裝置分離產率有關鍵性的影響。
第2D圖描繪由鍍覆(如電鍍)Au保護層272於第2C圖之範例中所示的結構204之Cu支撐層268上所形成的結構206。Au保護層272可具有少於3 μm的厚度。Au 保護層272可組態成保護Cu支撐268不受到氧化。Au保護層272亦可組態成提供組裝之接合，藉此提供與導線架及散熱器之希望的熱接觸。Au保護層272可用來促進個別的晶粒及在封裝LED之晶粒接合與打線接合程序期間所利用之導電環氧化物間之良好的黏接力。Au保護層272亦可形成LED的電極(如陽極)。
第2E圖描繪藉由旋塗諸如光阻274之一或更多光阻於第2D圖之範例中所示的結構206的Au保護層272上之結構208。一或更多光阻可組態成圖案化Au層272及Cu支撐層268以供後續蝕刻。
第2F圖描繪藉由蝕刻第2E圖之範例中所示的結構208之Au保護層272及Cu支撐層268而形成之結構210。因而形成諸如溝渠275之一或更多溝渠。溝渠275的深度可約為1至2μm。可利用KI溶液來蝕刻Au保護層272。可利用含有氯化銅(CuCl2 )、氯化氫(HCl)、及過氧化氫(H2 O2 )之一或更多者的溶液來蝕刻Cu支撐層268。
第2G圖描繪藉由在第2E圖之範例中所示的結構210的經蝕刻之Au保護層272及經蝕刻之Cu支撐層268上實施熱塑接合276並且使用熱塑接合276附接一支撐承載件278所形成之結構212。熱塑接合276可代表臨時接合之高溫黏劑。熱塑接合276可藉由旋塗、固化及/或高溫處理而形成在經蝕刻之Au保護層272及經蝕刻之Cu支撐層268上。支撐承載件278可由藍寶石及石英之一或更多所 形成並可為透明。支撐承載件278可維持在後續程序步驟中經蝕刻之Au保護層272及經蝕刻之Cu支撐層268的平坦性。
在一或更多實施例中，支撐承載件278可由具有小孔之不鏽鋼所建構而成。使用金屬晶圓承載件的原因有二。第一，金屬晶圓承載件可用來維持在雷射拉起之後GaN磊晶晶圓的平坦度，因為附接至厚金屬基底之非常薄的磊晶層在藍寶石基底移除後很有可能會曲折，這會在後續處理經雷射拉起之晶圓時(如遮罩對準、乾蝕刻、薄膜沈積、及晶圓探測)產生極大的困難。第二，金屬晶圓承載件於晶圓探測與晶粒隔離蝕刻程序期間提供良好的電性與熱傳導性。藉由利用金屬晶圓承載件，無續為了後製程而從承載件移除晶圓。此外，有孔之晶圓承載件提供無氣泡之晶圓接合，因為氣泡可在接合製程期間輕易地經由孔脫溢。其亦促進藍寶石/GaN/Cu/Au晶圓與晶圓承載件之間輕易的解除接合程序，因為溶劑在解除接合程序期間可經由孔很容易地滲入。藉由利用有孔之晶圓承載件，整個製程簡單且可靠，導致製造垂直裝置之高產率。在一範例中，晶圓承載件278的厚度可為1/16英吋，以及直徑可為2.5英吋。孔的總數量可為21，並且通孔直徑可為20/1000英吋。晶圓承載件表面可電氣磨光以產生如鏡面般平坦表面，以利與黏劑之均勻接合並使晶圓維持平坦。
以銀為基礎之傳導性黏劑可用來接合藍寶石/GaN/Cu/Au及有孔之晶圓承載件。傳導性黏劑可用來提 供晶圓探測及晶利隔離蝕刻程序之良好的電性與熱傳導。在範例實施例中，可使用以銀為基礎之傳導性熱塑環氧化物黏劑。已知熱塑環氧化物具有優異的黏接力與良好的抗熱性。熱塑環氧化物的另一項優點在於其可溶解於諸如丙酮之溶劑中，有利於解除接合之程序。
在一或更多實施例中，可利用片型熱塑環氧化物，因為片型的熱塑環氧化物之薄膜厚度比以液體為基礎之黏劑更均勻。以液體為基礎之黏劑常造成不一致的厚度均勻性以及在先前接合製程經驗中氣泡的形成，因為以液體為基礎之黏劑的旋塗一般會導致在晶圓邊緣側形成比在晶圓中央區域更厚的薄膜。這對藉由重複旋轉以獲得厚黏劑層之以液體為基礎之黏劑來說是很常見的現象。針對熱塑環氧化物的接合，可將127μm厚的片型熱塑環氧化物夾在厚金屬支撐層268及272與有孔之晶圓承載件278之間。於熱均壓中，壓力可設定在10~15 psi並且溫度可維持在低於200℃。接合時間少於1分鐘。此短接合時間比以液體為基礎之黏劑更有優勢，以液體為基礎之黏劑典型需要6小時的固化時間黏劑才能完全固化。此短接合時間製程時間亦大幅增進LED製造的生產力。
第2H圖描繪利用雷射拉起程序從第2G圖之範例中所示的結構212移除藍寶石基底252所形成之結構216。可利用穿透藍寶石基底252之準分子雷射281來射擊穿過藍寶石基底252，並且由GaN層254吸收。因此，在GaN層254及藍寶石基底252的介面，GaN分解成Ga及N2 。 N2 會蒸發而液體Ga會從GaN層254滴下來成為Ga滴280。因此可將藍寶石基底252從結構216滑開。
在一或更多實施例中，可將248 nm KrF紫外線(UV)準分子雷射(脈衝持續時間38 ns)用於雷射拉起。選擇此波長的原因為雷射可有利地傳播經過藍寶石但在GaN磊晶層中被吸收以在GaN/藍寶石介面將GaN分解成金屬Ga及氣體氮(N2 )。雷射束大小可選擇為7 mm x 7 mm平方束或大如12 mm x 12 mm，且具有在600~1,200mJ/cm2 之間的束功率密度。雷射束能量密度亦可取決於藍寶石基底表面的表面粗糙度。為了在雷射拉起之後獲得平滑的GaN表面，針對RMS(根均方)值為10~20埃的經機械研磨之藍寶石基底可使用高於700 mJ/cm2 之束能量。
藍寶石基底的表面粗糙度為在雷射拉起後獲得平滑GaN表面之一重要的製程參數。若在雷射拉起期間使用未經研磨之藍寶石表面，GaN表面會是粗糙的，導致LED不良的光輸出，因為在形成最終裝置後粗糙表面之反射率不佳。然而，若使用經研磨的表面，可獲得平滑之GaN表面，因此可獲得較高的光輸出。然而，由於雷射束在經研磨的藍寶石表面上可能局部化，與受到較少雷射束能量照射之區域相比，受到較高雷射束功率照射的區域可能會在GaN表面上造成裂縫。因此，選擇最佳的藍寶石晶圓表面粗糙度有利於獲得高產率的雷射拉製程，同時獲得高裝置效能。根據傳統的技術，一般可利用噴砂以在經研磨的藍寶石表面上獲得均勻的雷射束分布，然而，噴砂不可靠且 無法重複一貫獲得相同的表面粗糙度。在本發明中，可在雷射束與藍寶石基底之間放置248 nm UV雷射可穿透之材料所建構而成的擴散媒介，以在藍寶石表面上獲得均勻的雷射束能量分布，因而增進雷射拉起製程產率。擴散媒介之RMS(根均方)表面粗糙度可設定成少於30 μm並且將藍寶石作為擴散器。
在雷射拉起之後，從雷射拉起期間GaN分解產生多餘的Ga滴，如Ga滴280，並可以HCI(HCI：H2 O＝1：1，於室溫)溶液加以清洗或利用HCI蒸氣沸騰30秒。由於Ga在室溫熔化，在雷射拉起期間可形成液態Ga；因而可用以氯為基礎之酸性溶液加以清理。
第2I圖描繪具有在例如利用上述用於移除Ga滴之HCI溶液清理過之GaN層254的表面282之結構216。亦可藉由乾蝕刻平滑表面282。
在一或更多實施例中，為了暴露GaN層254之n型GaN層，可藉由乾蝕刻，有利地利用電感式耦合反應性離子蝕刻(ICP RIE)，移除任何緩衝層(如GaN、AlN、InN、InGaN及AlGaN)。可進一步蝕刻暴露之n型GaN層表面以製造出原子式扁平表面，亦可在n型GaN層上執行ICP研磨。獲得平滑及扁平的n型GaN表面可特別用於形成低電子金屬接點。注意到有利地，在ICP RIE製程中之以氯為基礎的氣體混合物對於產生扁平n型GaN表面型態特別有效。針對此表面平滑程序之ICP蝕刻條件可如下般： ‧總流速：100 sccm‧磁場密度：15高斯(gauss)‧基底溫度：70℃‧氣體混合物：100% Cl2 ‧功率/偏壓電壓：600W/－300V‧操作壓力：30mTorr
在ICP研磨之後所得之表面粗糙度以RMS值而言可少於10埃。
第2J圖描繪藉由使GaN層254之表面具有特定結構所形成之結構218，使結構218可包括具有特定結構之n型GaN表面284。可執行表面特定結構化以最佳化GaN層254之表面上之光子脫逸角度，以增加取光效率。可藉由利用一或更多以OH為基礎之化學(如KOH)的化學濕蝕刻來執行表面特定結構化。替代或額外地，可藉由乾蝕刻執行表面特定結構化。在表面特定結構化期間，一或更多光阻可設置在一或更多位置上，如位置285，以遮罩一或更多位置。可不表面特定結構化一或更多位置以供後續形成電流阻擋層元件(CBL元件)。
在一或更多實施例中，可蝕刻GaN層254之表面以形成球形透鏡狀表面形態。由於GaN與空氣間之折射率的差異，若GaN表面為扁平的，則從GaN半導體主動層所產生之光子會反射回到半導體材料。此內部反射導致很差的取光，且會減少裝置之光輸出，即使在半導體主動層中產生許多的光子。因此，有利地將GaN表面製造成具有特定 結構之表面形態，以減少依據斯耐爾(Snell)定律之光子的脫逸角度。就目前已知，與其他表面特定結構形態相比，球形透鏡形狀最有效。藉由調變蝕刻條件，ICP RIE可有效運用來製造GaN層的球形透鏡。球形透鏡之特徵尺寸在ICP蝕刻後以直徑而言約為1~5 μm。針對表面特定結構化製程之ICP蝕刻條件可如下般：‧總流速：100 sccm‧磁場密度：15 gauss‧基底溫度：70℃‧氣體混合物：30% BCl3 /60%Cl2 /10%Ar‧功率/偏壓電壓：600W/－300V‧操作壓力：30mTorr
在表面特定結構化蝕刻製程期間，有利地應保護n型GaN表面之接觸面積，以維持扁平之n型GaN表面以形成良好的金屬接觸。在ICP蝕刻前，可用6 μm厚的光阻(PR)薄膜來遮照n型接點區域。在ICP蝕刻可以PR移除劑或丙酮來移除PR遮罩。
第2K圖描繪藉由在第2J圖之範例中所示之結構218的GaN層254上形成一或更多電流阻擋層元件(CBL元件，如CBL元件286)所形成之結構220。CBL元件可由具有約200 nm厚度之SiO2所形成。CBL元件286可以PECVD及/或EB－PVD在約250℃沈積約30分鐘並且可在約300℃以RTP退火約3分鐘。
第2L圖描繪藉由在第2K圖之範例中所示之結構220 的CBL元件與GaN層254上形成n型電流分散層(如n型ITO(銦錫氧化物)層288)所形成之結構224。在一或更多實施例中，結構220之GaN層254的組態具有暴露之n型GaN層，以實施n型ITO層288。
如第2H圖之範例中所示般，移除藍寶石基底252使得利用n型ITO層288變成可能。在先前技術中，n型GaN層可附接至藍寶石基底、SiC基底、或Si基底。因此，先前技術之LED僅可利用p型ITO層，其與n型ITO層相比，典型具有較差的電流分散能力。
一般而言，n型ITO(具有Si摻雜物)比先前技術中所使用之p型ITO(如具有Mg摻雜物)具有顯著較高的傳導性摻雜物的濃度。較高的摻雜物濃度可造成在ITO層中有效率許多之電流分散。有利地，可提供較高光效率及/或較低耗電量。
可用噴濺沈積來沈積n型ITO層288，且可在約350℃以RTP退火約3分鐘。N型ITO層288可具有約200 nm之厚度。n型ITO層288可具有低電阻率(如低10－4 歐姆－公分)且可具有超過90%的透射率。
在一或更多實施例中，n型ITO層288之組成可為10重量百分比SnO2 /90重量百分比In2 O3 。N型ITO層288之厚度可為約75~200 nm。可用電子束蒸發器或噴濺系統在室溫沈積n型ITO層288。可在ITO薄膜沈積後在具有N2 環境之管形爐中進行退火5分鐘。退火溫度可在300℃與500℃之間變化。ITO薄膜之最小電阻率在N2 環境中 350℃退火溫度約低10－4 Ωcm。於460 nm之透射率在相同退火溫度可超過95%。
第2M圖描繪藉由在第2L圖之範例中所示的結構224之n型ITO層288上實施一或更多n型接點(或陰極)(如陰極/n型接點290)所形成之結構226。N型接點290可比CBL元件286具有較大尺寸，如直徑。例如，若n型接點290具有約90 μm的直徑，則CBL元件286具有約70 μm的直徑。n型接點290可包括Ti及Au層的一或更多，分別具有約300 nm及約2,000 nm的厚度。n型接點290可用EB－PVD沈積於n型ITO層288上，且以RTP在約250℃退火約5分鐘。
在一或更多實施例中，n型接點290可由包括Ti或Al之一或更多的一或更多材料所形成。n型接點金屬之厚度以Ti來說為5 nm，以及以Al來說為200 nm。為了在n型接點金屬層與墊金屬之間有良好的黏接，可在Al上沈積200 nm的Cr作為黏接層。針對墊金屬之沈積，可於電子束蒸發室中不破壞真空的情況下接續地在Cr上沈積1 μm厚之金。為了形成歐姆接觸，可在爐中於N2 周遭環境中在約250℃退火n型接點金屬約10分鐘。
在一或更多實施例中，可在對應裝置(LED)之角落而非裝置的中央形成n型接點290。通常，在垂直結構裝置的情形中，金屬接觸形成在中央，因為其對稱位置之故中央接觸為最有效率之電流路徑。然而，與傳統垂直結構裝置對比，可在此新垂直結構裝置中在裝置的角落形成接 觸，因為ITO透明接觸已經形成在n金屬接觸下。藉由將n金屬接觸設置在角落，在裝置封裝後不會有來自接合墊與接合打線之陰影效果，當透明金屬接觸設置在裝置的中央時會產生此情形。因此，以此新的裝置設計可獲得較高之光輸出。
第2N圖描繪在GaN晶粒隔離蝕刻程序中藉由從第2M圖之範例中所示的結構224的n型ITO層288之表面蝕刻下至/穿過p型金屬接觸258所形成之結構228。可利用乾蝕刻執行此蝕刻。因此，可在裝置側(如GaN元件側)上形成一或更多溝渠，如溝渠292，以分離作為個別LED/裝置之GaN元件，如GaN元件287。裝置側上的一或更多溝渠(包括溝渠292)可實質上與保護－支撐層側上之一或更多溝渠(包括溝渠275)對準。
在一或更多實施例中，可藉由磁化電感式耦合電漿(MICP)乾蝕刻技術來隔絕個別的裝置。與其他乾蝕刻方法相比，MICP可加速蝕刻率。這特別適合用來防止乾蝕刻製程期間光阻燒焦。與傳統ICP相比，MICP提供兩倍的蝕刻率。建議針對具有金屬支撐的垂直裝置的處理使用快速蝕刻率，因為金屬基底可受到設計成移除金屬或氧化物遮罩之化學物質的攻擊。因此，為了使用針對晶粒隔離蝕刻之光阻遮罩，快速蝕刻技術有其用處。隔離溝渠尺寸可少於50 μm寬並且比3.0 μm深度更深。裝置隔離之MICP乾蝕刻條件如下般：‧總流速：100 sccm ‧磁場密度：15 gauss‧基底溫度：70℃‧氣體混合物：40% BCl3 /40%Cl2 /20%Ar‧功率/偏壓電壓：600W/－300V‧操作壓力：30mTorr‧蝕刻深度：>3.0 μm‧蝕刻遮罩：光阻(AZ 9262)(厚度：24 μm)
第2O圖描繪藉由實施用來保護隔離之諸如GaN元件287之GaN裝置(或晶粒)的諸如鈍化層289之鈍化層所形成之結構230。鈍化層289可由SiO2 所形成。
在一或更多實施例中，可沈積鈍化層289以保護裝置不受到外部有害環境的影響，並藉由調變鈍化層與GaN之間的折射率而增加光輸出。在一態樣中，可用SiO2 薄膜鈍化GaN元件。可以PECVD在約250℃沈積該薄膜。針對最佳折射率及透明度，薄膜厚度可維持在約80 μm。
第2P圖描繪藉由在支撐承載件解除接合程序中從第2O圖之範例中所示的結構230移除支撐承載件278及熱塑接合276所形成之結構232。可藉由將結構230或結構230的至少一部分浸入溶劑(具有選擇性)，以溶解熱塑接合276來移除支撐承載件278及熱塑接合276。因此，可移除支撐承載件278。解除接合程序包括將接合之晶圓放置在250~280℃之熱板上，接著從支撐件滑移開並剝除晶圓。將剩餘的熱塑膠浸入加熱過的丙酮或150℃之N－甲基咯烷酮(NMP)池中。
第2Q圖描繪藉由利用蠟黏劑211將第2P圖之範例中所示的結構232之裝置側(如GaN元件側)附接至支撐承載件213所形成之結構234。支撐承載件213可組態成於後續製程步驟中穩定個別裝置(並維持其之完整性及分離性)，如蝕刻保護及支撐層時。
第2R圖描繪藉由旋塗一或更多諸如光阻296之光阻於第2Q圖之範例中所示之結構234的先前蝕刻過之Au保護層272上所形成之結構236。可利用一或更多光阻經由光微影技術來圖案化先前蝕刻過之Au保護層272與Cu支撐層268，以供後續進一步蝕刻先前蝕刻過之Au保護層272與Cu支撐層268。替代或額外地，將一或更多光阻用於後續進一步蝕刻先前蝕刻過之Au保護層272與Cu支撐層268
第2S圖描繪藉由於晶粒分離蝕刻製程中從第2R圖之範例中所示的結構236之Au保護層272蝕刻下至/穿過黏接層221所形成之結構238。因此，可分離個別的LED(各包括p型接點/陽極保護元件、金屬支撐、GaN裝置、n型接點/陰極等等)，同時仍由支撐承載件213保持在一起。可用KI溶液來蝕刻Au保護層272(及Au中間層266)。可用含有氯化銅(CuCl2 )、氯化氫(HCl)、及過氧化氫(H2 O2 )之一或更多者的溶液來蝕刻Cu支撐層268。
第2T圖描繪藉由於光阻剝離製程中從第2S圖之範例中所示的結構238移除一或更多光阻所形成之結構240。
第2U圖描繪藉由將第2T圖之範例中所示的結構240之Au保護層272附接至握持帶201上，如藍帶或UV帶，所形成之結構242。握持帶201可組態成於後續製程步驟中穩定個別之裝置/LED(並且維持其之完整性與分離性)。
第2V圖描繪用來移除支撐承載件213之第二支撐承載件解除接合製程的示意圖。在一或更多實施例中，蠟黏劑211可具有選擇性，可溶解於丙酮與乙醇兩者中，同時握持帶201可溶解於丙酮中，但非乙醇中。替代或額外地，用於解除接合製程中之溶劑203可具有選擇性，使得溶劑可溶解蠟黏劑211但非握持帶201及包括在裝置中的元件。例如，溶劑203可包括溶解蠟黏劑211但非握持帶201之異丙醇(IPA)。
在解除接合製程中，第2U圖之範例中所示的結構242(包括握持帶201)或結構242之至少裝置側可浸入溶劑203中。藉此可溶解蠟黏劑211。因此，可從結構242移除支撐承載件213。藉由蠟黏劑211及/或溶劑203之選擇性，於解除接合製程期間，個別的裝置/LED固定在握持帶201上。有利地，可維持裝置間之分離性與裝置的完整性。
第2W圖描繪藉由於晶片延展製程中在一或更多相反方向(如方向231及233)延展握持帶201而進一步分離之個別的裝置/LED 241a－e。有利地，可迅速取得LED 241a－e而不造成破壞。LED 241a－e之結構可與第3圖之範 例中所示之LED 300類似。
第3圖描繪根據本發明之一或更多實施例之LED 300的(部分)剖面圖之示意表現。LED 300可包括Au保護層328，組態成保護底下之硬Cu層326。Au保護層328亦可作為LED 300之陽極/p型電極。Au保護層328亦可組態成最佳化與封裝單元的熱接觸，該封裝單元例如為LED 300之散熱器或導線架。
LED 300可包括金屬支撐325，組態成提供LED 300結構上的堅固性，並且形成連接Au保護層328之電性路徑的一部分。金屬支撐325可包括與Au保護層328接觸之硬Cu層326，並組態成加強LED 300之結構。硬Cu層326使得LED 300能夠有長且細的組態。相反地，先前技術之LED受限於脆弱的藍寶石或SiC基底而不能有長與細的組態。金屬支撐325亦可包括在硬Cu層326旁的軟Cu層，其組態成減少LED 300中應力的累積。
LED 300亦可包括Au中間層322，其組態成致使金屬支撐325之鍍覆(如電鍍)。
LED 300亦可包括一或更多黏接層320，其組態成結構性與電性耦合Au中間層322及p型接點318。一或更多黏接層320可由Ni、Au、及Pd之一或更多所製成。p型接點318可設置在GaN元件331之上。
GaN元件331可包括與p型接點318電性與結構性耦合之p型GaN層316。GaN元件331亦可包括相對於p型GaN層316設置之n型GaN層310。n型GaN層310可包 括具有特定結構之表面330，其組態成最佳化光子脫逸角度以增加取光效率。GaN元件331亦可包括設置於p型GaN層316與n型GaN層310之間的p型AlGaN層314以及多量子井結構312。
LED 300亦可包括CBL元件306，組態成驅逐電子，藉此最小化電流擁擠效應並改善電流分散。CBL元件306可設置在n型GaN層310上。
LED 300亦可包括覆蓋n型GaN層310及CBL元件306之n型ITO層304。n型ITO層304可具有實質上較高的傳導性，並因此與用於典型先前技術之LED中的典型p型ITO層相比有較優越的電流分散能力。
LED 300亦可包括設置在n型ITO層304之n型接點(亦即n型電極或陽極)302上。
LED 300亦可包括鈍化層308，組態成保護GaN裝置331。鈍化層308可由絕緣體材料所形成，如SiO2 。
第4A至C圖描繪先前技術LED 410與420之發光側與根據本發明之一或更多實施例的LED 300之發光側間之對照。
如第4A圖中所示，先前技術LED 410可包括設置在n型GaN層424上之n型接點412。先前技術LED 410亦可包括設置在p型ITO層426上之p型接點412b。p型接點412b可相較於n型接點412a組態於偏置位置。在脆弱藍寶石或SiC基底的前提下，針對顯示n型接點412a及p型接點412b之第4A圖的範例中所示之LED 410之發光側 ，LED 410可具有實質上正方形的組態，有約1：1之長寬比。例如，LED 410之發光側的長度410x及寬度410y可約為340 μm。
如第4B圖之範例中所示，先前技術LED 420可具有約2：1之長寬比的發光側。例如，發光側可具有約480 μm之長度420x及約240 μm之寬度420y。
相比之下，如第4C圖之範例中所示，根據本發明之一或更多實施例所製造/組態之LED 300可僅在發光側上顯示n型接點302，而在發光側上無需p型接點。n型接點302可設置在n型ITO層304上，其與諸如先前技術LED 410及420之p型ITO層426之p型ITO層相比，具有優越之電流分散能力。
LED 300之剖面圖A－A可描繪於第3圖之範例中。藉由金屬支撐325，LED 300可具有發光側之拉長的組態。例如，LED 300之發光側的長寬比可大於3：1。在一範例中，長寬比可為8：1，具有約960 μm之長度430x及約120 μm之寬度430y。
LED 300可包括自n型接點302延伸之指狀物434(或電極延伸434)。指狀物434可組態成促進電流分散，使得電流可實質上一致地分散於LED 300之發光側上。
第5A至F圖描繪根據本發明之一或更多實施例之指狀物(亦即電極延伸)的範例組態。
在第5A圖之範例中，LED 510可具有從n型接點511延伸之線形指狀物512。指狀物512亦可為非線形。
在第5B圖之範例中，LED 520可包括從n型接點521(的不同側)延伸之兩個指狀物522及523。指狀物522及523可具有相同長度。指狀物522及523之每一個可為線形或非線形。指狀物522及523可互相對準或互相平行。
在第5C圖之範例中，LED 530可包括從接點531(的不同側)延伸之指狀物532及533。指狀物532及533可具有不同長度，且每一個可為線形或非線形。
在第5D圖之範例中，LED 540可包括從接點541延伸之指狀物542。指狀物542可包括不同區段，如第一區段543、第二區段544、及第三區段545。第一區段543可與第一邊緣547平行並可比第三區段545更接近第一邊緣547。第三區段545可與第二邊緣548平行並可比第一區段543更接近第二邊緣548。
在第5E圖之範例中，LED 550可包括從第一n型接點551延伸之第一指狀物553。LED 550亦可包括從第二n型接點552延伸之第二指狀物554。第一接點551及第二接點552可具有相同極性。第二指狀物554可與第一指狀物553對準。
在第5F圖之範例中，LED 560可包括從第一接點561延伸之第一指狀物563。LED 560亦可包括從第二接點562延伸之第二指狀物564。第一接點561及第二接點562可具有相同極性。第一指狀物563與第二指狀物564可或可不互相對準。第一指狀物563與第二指狀物564可或可 不互相平行。
有利地，藉由從LED電極延伸之一或更多指狀物的各種組態，可針對各種照明應用調整光束輪廓及照明效果。
第6A及B圖描繪用於LCD背光單元應用中之先前技術LED配置及根據本發明之一或更多實施例的LED配置之對照。
在第6A圖之範例中，先前技術背光單元(BLU)模組600需要12個LED 602a－l來照亮BLU 604，其中LED602a－l之發光側為低長寬比。由LED 602a－l之一或更多所產生的光束606之輪廓可相對地窄且短。
相比之下，在第6B圖之範例中，根據本發明之一或更多實施例組態之BLU模組650僅需6個LED 652a－f來照亮BLU 654(與BLU 606具有相同厚度及屬性)，其中LED 652a－f之發光側為高長寬比。此外，由LED 652a－f之一或更多所產生的光束656之輪廓可比由LED 602a－l所產生的光束606之輪廓更寬且長。例如，光束656之高度656y1及656y2可分別大於光束606之高度606y1及606y2。此外，光束656之長度656x可大於光束606之高度606x。
從上述可理解到，本發明之實施例可提供長形之LED供照明應用，如LCD之背光。藉由LED之長形組態，本發明之實施例可減少所需之LED的數量及/或減少LCD面板的厚度。有利地，可減少包括LED之電子裝置的材料 與製造成本。亦可最佳化電子裝置之形式因子。此外，藉由n型ITO及CBL元件之最佳利用，可改善LED中之電流分散，並可有利地最佳化LED之照明效率。因此，亦可減少電子裝置之耗電量與熱產生。有利地，可改善電子裝置之效能與耐久性。
另外，藉由LED之化學分離，取代利用昂貴且費時之機械分離技術(如研磨或割劃)，本發明之實施例亦提供下列優點：
1.製程產率改善。本發明之實施例無需任何物理磨蝕動作或熱以移除材料來分離互連之裝置。可藉由將多層堆疊的晶圓浸於處理化學物質中來一次分離多片晶圓。因此，沒有限制可處理之晶圓的數量。可獲得如95%般高的裝置分離製程產率。亦可顯著改善生產力。
2.裝置效能改善。由於本發明之實施例利用一或更多化學製程來取代機械製程，在裝置分離後裝置效能不會降低。本發明之實施例亦可減少化學退火之乾蝕刻製程期間應力的累積。
3.節省成本。本發明不需昂貴的資本設備投資，僅需便宜之剝離或蝕刻化學物質外加便宜的化學池。根據本發明之一或更多實施例，生產量可為傳統方法的數倍，且每片晶圓的處理成本預計為傳統方法的數分之一。
雖已藉由數個實施例來描述本發明，有落入本發明之範疇內之變化、變更、及等效者。亦應注意到有許多實施本發明之方法及設備的替代方式。此外，本發明之實施例 可利用於其他應用中。發明摘要部分僅為了方便而提供，且由於字數限制，為了因應閱讀方便而撰寫，且不應該用來限制申請專利範圍之範疇。因此，下列所附之申請專利範圍應解釋成包括落入本發明之真實精神與範疇內之所有此種變化、變更、及等效者。
200、202、204、206、208、210、212、214、216218、220、222、224、226、228、230、232、234、236238、240、242、244、246、248‧‧‧結構
201‧‧‧握持帶
203‧‧‧溶劑
211‧‧‧蠟黏劑
213‧‧‧支撐承載件
221‧‧‧黏接層
231、233‧‧‧方向
241a－e‧‧‧個別的裝置/LED
250‧‧‧磊晶晶圓
252‧‧‧藍寶石基底
254‧‧‧GaN層
256‧‧‧鈍化層元件
258‧‧‧p型金屬接點
260：第一黏接層
262‧‧‧第二黏接層
264‧‧‧第三黏接層
266‧‧‧Au種子層/中間層
268‧‧‧厚Cu支撐
270‧‧‧表面
272‧‧‧Au保護層
274‧‧‧光阻
275‧‧‧溝渠
276‧‧‧熱塑接合
278‧‧‧支撐承載件
281‧‧‧準分子雷射
280‧‧‧Ga滴
282‧‧‧n型GaN表面
284‧‧‧具有特定結構的n型GaN表面
285‧‧‧位置
286‧‧‧電流阻擋層元件
287‧‧‧GaN元件
288‧‧‧n型ITO(銦錫氧化物)層
289‧‧‧鈍化層
290‧‧‧陰極/n型接點
292‧‧‧溝渠
296‧‧‧光阻
300‧‧‧LED
302‧‧‧n型接點
304‧‧‧n型ITO層
306‧‧‧CBL元件
308‧‧‧鈍化層
310‧‧‧n型GaN層
312‧‧‧多量子井結構
314‧‧‧p型AlGaN層
316‧‧‧p型GaN層
318‧‧‧p型接點
320‧‧‧黏接層
322‧‧‧Au中間層
324‧‧‧軟Cu層
325‧‧‧金屬支撐
326‧‧‧硬Cu層
328‧‧‧Au保護層
330‧‧‧具有特定結構之表面
331‧‧‧GaN元件
410、420‧‧‧先前技術LED
410x、420x、430x‧‧‧長度
410y、420y、430y‧‧‧寬度
412a‧‧‧n型接點
412b‧‧‧p型接點
424‧‧‧n型GaN層
426‧‧‧p型ITO層
434‧‧‧指狀物
510‧‧‧LED
511‧‧‧n型接點
512‧‧‧指狀物
520‧‧‧LED
521‧‧‧n型接點
522、523‧‧‧指狀物
530‧‧‧LED
531‧‧‧接觸
532、533‧‧‧指狀物
540‧‧‧LED
541‧‧‧接觸
542‧‧‧指狀物
543‧‧‧第一區段
544‧‧‧第二區段
545‧‧‧第三區段
547‧‧‧第一邊緣
548‧‧‧第二邊緣
550‧‧‧LED
551‧‧‧第一n型接點
552‧‧‧第二n型接點
553‧‧‧第一指狀物
554‧‧‧第二指狀物
560‧‧‧LED
561‧‧‧第一接觸
562‧‧‧第二接觸
563‧‧‧第一指狀物
564‧‧‧第二指狀物
600‧‧‧先前技術背光單元(BLU)模組
602a－l‧‧‧LED
604‧‧‧BLU
606‧‧‧光束
606x‧‧‧長度
606y1、606y2‧‧‧高度
650‧‧‧BLU模組
652a－f‧‧‧LED
654‧‧‧BLU
656‧‧‧光束
656x‧‧‧長度
656y1、656y2‧‧‧高度
例示性而非限制性於附圖中描繪本發明，並且類似之參考符號係指類似的元件，且其中：
第1圖描繪根據本發明之一或更多實施例的製造發光二極體(LED)的方法之流程圖。
第2A至W圖描繪從根據本發明之一或更多實施例的製造發光裝置(LED)的程序中之步驟獲得之晶圓結構的(部分)剖面的示意圖。
第3圖描繪根據本發明之一或更多實施例之LED 300的(部分)剖面圖之示意表現。
第4A至C圖描繪先前技術LED之發光側與根據本發明之一或更多實施例的LED之發光側間之對照。
第5A至F圖描繪根據本發明之一或更多實施例之指狀物(亦即電極延伸)的範例組態。
第6A及B圖描繪用於LCD背光單元應用中之先前技術LED配置及根據本發明之一或更多實施例的LED配置之對照。
300‧‧‧LED
302‧‧‧n型接點
304‧‧‧n型ITO層
306‧‧‧CBL元件
308‧‧‧鈍化層
310‧‧‧n型GaN層
312‧‧‧多量子井結構
314‧‧‧p型AlGaN層
316‧‧‧p型GaN層
318‧‧‧p型接點
320‧‧‧黏接層
322‧‧‧Au中間層
324‧‧‧軟Cu層
325‧‧‧金屬支撐
326‧‧‧硬Cu層
328‧‧‧Au保護層
330‧‧‧具有特定結構之表面
331‧‧‧GaN元件

Claims (32)

  1. 一種發光二極體(LED)，包含：發光側；設置在該發光側上之第一電極；第二電極；設置在該第一電極與該第二電極之間的半導體元件；以及設置在該半導體元件及該第二電極之間的金屬支撐元件，該金屬支撐元件組態成提供該LED結構性的支撐，其中該第一電極包括設置在該發光側上的第一延伸，並且組態成分散該發光側上的電流。
  2. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該發光側的長度可為該發光側之寬度的至少三倍。
  3. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該發光側的長度可為該發光側之寬度的至少七倍。
  4. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該第一延伸的長度可為該發光側之寬度的至少三倍。
  5. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該第一電極進一步包括第二延伸，該第一延伸及該第二延伸具有相同長度。
  6. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該第一電極進一步包括第二延伸，該第一延伸及該第二延伸具有相同寬度但不同長度。
  7. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該第一延伸 包括第一區段、第二區段、及在該第一區段與該第二區段之間的第三區段，該第一區段可設置比該第二區段更接近該發光側的第一邊緣，且該第二區段可設置比該第一區段更接近該發光側的第二邊緣。
  8. 如申請專利範圍第7項之LED，其中該第一區段可與該發光側之該第一邊緣平行，且該第二區段可與該發光側之該第二邊緣平行。
  9. 如申請專利範圍第1項之LED，進一步包含設置在該發光側上的第三電極，該第一電極與該第三電極具有相同的極性。
  10. 如申請專利範圍第9項之LED，其中該第三電極包括組態成促進該發光側上之電流分散的延伸部分。
  11. 如申請專利範圍第10項之LED，其中該延伸部分可與該第一延伸對準。
  12. 如申請專利範圍第10項之LED，其中該第一延伸可設置比該延伸部分更接近該發光側的第一邊緣。
  13. 如申請專利範圍第1項之LED，其中半導體元件包括p型部分及n型部分，該p型部分可設置比n型部分更接近該金屬支撐元件，且該n型部分可設置比p型部分更接近該發光側。
  14. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該半導體元件可由包括GaN、AlGaN、AlGaAs、AlGaP、AlGaInP、GaAsP、GaP、及InGaN之至少一者的一或更多材料所製成。
  15. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該半導體元件可由包括GaN之一或更多材料所製成。
  16. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該半導體元件包括具有特定結構之表面，其組態成最佳化光子脫逸角度。
  17. 如申請專利範圍第16項之LED，其中該具有特定結構之表面可為該半導體元件之n型部分的表面。
  18. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該第一電極可為陰極且該第二電極可為陽極。
  19. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該第二電極可與該金屬支撐元件電性耦合，且可組態成保護該金屬支撐元件不被氧化。
  20. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該金屬支撐元件包括第一金屬元件及第二金屬元件，該第一金屬元件可比該第二金屬元件更軟，該第一金屬元件可設置比該第二金屬元件更接近該半導體元件，且該第一元件可組態成減少該LED中的應力累積。
  21. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該金屬支撐元件可由包括Cu之一或更多材料所製成。
  22. 如申請專利範圍第1項之LED，進一步包含設置在該第一電極與該半導體元件之間的電流阻擋元件，其設置在該半導體之n型部分上，且組態成驅離電子，其中該第一電極可為陰極。
  23. 如申請專利範圍第1項之LED，進一步包含設置 在該第一電極與該半導體元件之間的n型電流分散元件。
  24. 如申請專利範圍第23項之LED，其中該n型電流分散元件可為與電流阻擋元件接觸且與該半導體元件之n型部分的具有特定結構之表面接觸的n型ITO元件。
  25. 如申請專利範圍第1項之LED，進一步包含設置在該半導體元件與該金屬支撐元件之間的金屬中間層，該金屬中間層與金屬支撐元件接觸，該金屬中間層及該金屬支撐元件由不同材料製成。
  26. 如申請專利範圍第1項之LED，進一步包含設置在該半導體元件與該金屬支撐元件之間的一或更多黏接層，且組態成形成該半導體元件與該金屬支撐元件之間的電性路徑之一部分。
  27. 如申請專利範圍第26項之LED，其中該一或更多黏接層由Ni、Au、及Pd之一或更多製成。
  28. 如申請專利範圍第26項之LED，其中該一或更多黏接層包括第一黏接層，該第一黏接層與金屬接點及金屬中間層的至少一者接觸，該金屬接點與該半導體元件接觸，該金屬中間層與該金屬支撐層接觸。
  29. 如申請專利範圍第28項之LED，其中該第一黏接層由包括Ni之一或更多材料所製成。
  30. 如申請專利範圍第28項之LED，其中該一或更多黏接層進一步包括與該金屬中間層接觸之第二黏接層，以及設置在該第一黏接層與該第二黏接層之間的第三黏接層。
  31. 如申請專利範圍第28項之LED，其中該金屬接點為p型接點。
  32. 如申請專利範圍第1項之LED，其中該金屬支撐元件的厚度大於50μm。
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