本发明专利技术提供用于更高效地制造减少了形成在发光结构中的裂纹的高品质垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的方法。该垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法包括：在生长基板上以生长基板与发光结构层叠体之间设置有剥离层的方式通过顺次地堆叠第一导电类型III族氮化物半导体层、发光层和第二导电类型III族氮化物半导体层形成发光结构层叠体的第一步骤，第二导电类型不同于第一导电类型；通过部分去除发光结构层叠体以使生长基板部分露出而形成多个独立的发光结构的第二步骤；形成具有下电极并一体支撑多个发光结构的导电性支撑体的第三步骤；通过用化学剥离工艺去除剥离层使生长基板从多个发光结构分离的第四步骤；和通过将发光结构之间的导电性支撑体进行分割而使均具有由导电性支撑体支撑的发光结构的多个LED芯片单片化的第五步骤。在第四步骤之前，在发光结构的中央区域中形成贯通的第一通孔使得至少剥离层露出。在第四步骤中经由第一通孔供给蚀刻剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供用于更高效地制造减少了形成在发光结构中的裂纹的高品质垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的方法。该垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法包括：在生长基板上以生长基板与发光结构层叠体之间设置有剥离层的方式通过顺次地堆叠第一导电类型III族氮化物半导体层、发光层和第二导电类型III族氮化物半导体层形成发光结构层叠体的第一步骤，第二导电类型不同于第一导电类型；通过部分去除发光结构层叠体以使生长基板部分露出而形成多个独立的发光结构的第二步骤；形成具有下电极并一体支撑多个发光结构的导电性支撑体的第三步骤；通过用化学剥离工艺去除剥离层使生长基板从多个发光结构分离的第四步骤；和通过将发光结构之间的导电性支撑体进行分割而使均具有由导电性支撑体支撑的发光结构的多个LED芯片单片化的第五步骤。在第四步骤之前，在发光结构的中央区域中形成贯通的第一通孔使得至少剥离层露出。在第四步骤中经由第一通孔供给蚀刻剂。【专利说明】垂直型第I I I族氮化物半导体LED芯片及其制造方法
本专利技术涉及堆叠了 III族氮化物半导体层的垂直型LED芯片以及该芯片的制造方法。
技术介绍
通常，由III族元素和V族元素的化合物制成的II1-V族半导体被广泛地用于诸如发光二极管(LED)等的器件。利用Al、Ga、In等作为III族元素并利用N作为V族元素的III族氮化物半导体具有高的熔点和高的氮溶解压力(dissociation pressure of nitrogen),这使得难以进行大块单晶(bulk single crystal)生长。此外，无法以低成本得到具有大直径的导电性单晶基板。于是，典型地在蓝宝石基板上形成这样的半导体。然而，由于蓝宝石基板具有绝缘特性，所以电流不在基板中流动。于是，传统上使用电流在横向方向上流动的横向结构。该结构通过如下方法得到:将通过使η型III族氮化物半导体层、活性层(发光层)和P型III族氮化物半导体层在蓝宝石基板上顺次地生长而形成的发光结构层叠体部分地去除，以使η型III族氮化物半导体层露出；并且分别在露出的η型III族氮化物半导体层和P型III族氮化物半导体层上设置η型电极和ρ型电极。响应于此，近年来已经研究出了以下用于得到垂直结构的LED芯片的技术。在蓝宝石基板上形成了由除了 III族元素(例如，Al、Ga等)以外的特定元素制成的缓冲层之后，形成发光结构层叠体。用导电性支撑体来支撑发光结构层叠体，并接着通过用化学蚀刻选择性地溶解缓冲层而使蓝宝石基板分离(剥离)。导电性支撑体和发光结构层叠体处于一对电极之间(参见专利文献I)。注意，这里的“缓冲层”是用于发光结构层叠体的外延生长的缓冲层，其也可以称作用于使发光结构层叠体从蓝宝石基板分离的剥离层。引用列表专利文献专利文献1:日本特许第4172657号公报
技术实现思路
_9] 专利技术要解决的问题为制造诸如LED等的具有垂直结构的氮化物半导体芯片，使用如下工艺:将由除了 III族元素以外的金属或金属氮化物制成的剥离层蚀刻以使外延层从蓝宝石基板分离的典型的化学剥离工艺，或在通过用诸如紫外光等的光进行照射使剥离层激活的状态下进行蚀刻的光化学剥离工艺。这些是将剥离层浸溃在特定溶液内由此使外延层从生长基板剥离的工艺，并且在本说明书中统称为“化学剥离工艺”。可选的表达可以是“从外延层剥离生长基板”。这里，待蚀刻的剥离层具有大约几纳米到几十纳米的小的厚度，使得不能容易地将蚀刻溶液供给至具有几英寸面积的基板与外延层之间的间隙。因此，在一些情况中，完成所有蚀刻步骤需要几天时间。此外，本专利技术人通过如下方法进行了初次分割:通过干法蚀刻用网格图案对蓝宝石基板上的由III族氮化物半导体制成的发光结构层叠体进行槽加工直到蓝宝石基板为止，由此将发光结构层叠体变成多个独立的发光结构。接着，形成具有一体地支撑发光结构的基板形状的导电性支撑体，并接着通过化学剥离工艺将蓝宝石基板分离。剥离之后的各发光结构仍由导电性支撑体一体地支撑。发现这导致了在已经被剥离的分离的发光结构中以相当大的比率形成有裂纹。裂纹似乎是在剥离中由导电性支撑体支撑的发光结构从蓝宝石基板分开时形成的。在公开发表的专利文献、学术文献等中未公开这种裂纹的形成，部分是因为该技术尚在研究和开发的过程中。然而，这是用于实现垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的量产的待解决的关键问题。鉴于以上问题，本专利技术的目的是提供一种高品质的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片，其减少了在发光结构中形成的裂纹，以及用于更加高效地制造LED芯片的方法。用于解决问题的方案为了实现以上目的，本专利技术主要包括以下内容。(I)一种垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，所述方法包括:第一步骤，在生长基板上以所述生长基板和发光结构层叠体之间设置有剥离层的方式、通过顺次地堆叠第一导电类型III族氮化物半导体层、发光层和第二导电类型III族氮化物半导体层而形成所述发光结构层叠体，所述第二导电类型不同于所述第一导电类型；第二步骤，通过部分地去除所述发光结构层叠体以使所述生长基板部分地露出而形成多个独立的发光结构；第三步骤，形成具有下电极的导电性支撑体，该导电性支撑体一体地支撑多个所述发光结构；第四步骤，通过利用化学剥离工艺去除所述剥离层而使所述生长基板从多个所述发光结构分离；和第五步骤，将所述发光结构之间的所述导电性支撑体进行分割，由此将均具有由所述导电性支撑体支撑的所述发光结构的多个LED芯片单片化，其中，在所述第四步骤之前，以在各所述发光结构的中央区域开口使得至少所述剥离层被露出的方式形成第一通孔，并且在所述第四步骤中，从所述第一通孔供给蚀刻剂。(2)根据以上(I)的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，在所述第三步骤中，在所述导电性支撑体中的与各所述发光结构的中央区域对应的部分中、以与所述发光结构中的所述第一通孔连通的方式设置贯通所述导电性支撑体的第二通孔。(3 )根据以上(I)或(2 )的垂直型第111族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，在所述第二步骤中，将所述发光结构制成具有圆化角部的截面形状。(4)根据以上(3)的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，在所述第二步骤中，将所述发光结构制成具有圆化角部的四边形的截面形状。(5)根据以上(4)的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，R/Ltl在0.1至0.5的范围内，其中，R是所述发光结构的所述角部的曲率半径，L0是假设所述四边形的所述角部未被圆化时所述发光结构的所述四边形的边长。(6)根据以上(I)至(5)中的任一项的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，所述第一通孔和/或所述第二通孔具有20 μ m以上的直径。(7)根据以上(I)至(6)中的任一项的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，所述第三步骤通过接合法、湿式成膜法和干式成膜法中的任一种来进行。(8)根据以上(I)至(7)中的任一项的垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，其中，所述LED芯片在各所述发光结构的中央区域中包括第一通孔。(9)一种垂直型第III族氮化物半导体LED芯片，其包括:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种垂直型第III族氮化物半导体LED芯片的制造方法，所述方法包括：第一步骤，在生长基板上以所述生长基板和发光结构层叠体之间设置有剥离层的方式、通过顺次地堆叠第一导电类型III族氮化物半导体层、发光层和第二导电类型III族氮化物半导体层而形成所述发光结构层叠体，所述第二导电类型不同于所述第一导电类型；第二步骤，通过部分地去除所述发光结构层叠体以使所述生长基板部分地露出而形成多个独立的发光结构；第三步骤，形成具有下电极的导电性支撑体，该导电性支撑体一体地支撑多个所述发光结构；第四步骤，通过利用化学剥离工艺去除所述剥离层而使所述生长基板从多个所述发光结构分离；和第五步骤，将所述发光结构之间的所述导电性支撑体进行分割，由此将均具有由所述导电性支撑体支撑的所述发光结构的多个LED芯片单片化，其中，在所述第四步骤之前，以在各所述发光结构的中央区域开口使得至少所述剥离层被露出的方式形成第一通孔，并且在所述第四步骤中，从所述第一通孔供给蚀刻剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹明焕，李锡雨，张弼国，鸟羽隆一，门胁嘉孝，
申请(专利权)人：伟方亮有限公司，同和电子科技有限公司，
类型：
国别省市：
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