制造发光二极管的方法技术

一种制造发光二极管的方法，其中激光剥离（ＬＬＯ）层和外延层形成于氮化物半导体衬底上，然后通过激光剥离工艺分离氮化物半导体衬底，由此提高了外延层的特性，并能够制造高品质且高效率的发光二极管。而且，由此分离的ＬＬＯ层使用激光束来移除，以便重新使用相对昂贵的氮化物半导体衬底，由此降低了制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本说明涉及。
技术介绍
近来，GaN基的发光二极管作为蓝光和绿光发光二极管已经引起了关注。用作有源层的InxGa1-xN公知为具有宽的能带带隙的材料，并由此能根据In的成分发出整个可见光范围内的光。这种发光二极管具有广泛的应用，包括标志牌、显示设备、用于背光的设备、灯泡等，并且其应用范围渐渐扩大。由此，开发高品质的发光二极管非常重要。图1是概略地示出常规发光二极管(LED)结构的截面图。N-GaN层(101)、有源层(102)和P-GaN层(103)被顺序地叠置在蓝宝石衬底(100)上。从P-GaN层(103)至N-GaN层(101)进行台面蚀刻(mesa-etch)。透明电极(104)和P-金属层(105)被顺序地形成在P-GaN层(103)上。N-金属层(106)形成于台面蚀刻后的N-GaN层(101)上。使用粘接剂(108)将由此构成的二极管接合到制模杯。N-金属层(106)被引线接合到与外部引出线相连的第一引线框架(109a)。P-金属层(105)被引线接合到与另一外部引出线相连的第二引线框架(1 09b)。现在，描述LED的操作。当通过N和P电极施加电压时，电子和空穴从N-GaN层(101)和P-GaN层(103)流入有源层(102)中，电子和空穴在该有源层中重新组合从而发光。有源层(102)经由其顶部、底部、横向表面部分发光。经由有源层的顶部部分发出的光通过P-GaN层(101)而显露到外部。然而，由于LED是在具有低热导性的蓝宝石衬底上制造的，因此难以平稳地散逸在器件工作的操作期间产生的热，导致器件特性降低。此外，如图1中所示，电极无法在器件的顶部和底部上形成，因此不应在器件的顶部上形成。由此，应当移除一部分有源层。因此存在这样的问题减少了发光区域，很难实现高亮度和高品质的LED，降低了由一个晶片获得的芯片数目，复杂化了制造工艺，并在组装期间要进行两次接合。而且，在晶片上完成了对于LED芯片的工艺之后，进行搭接、抛光、划片和切断工艺，以将晶片分成单位芯片。此时，如果将蓝宝石衬底用作衬底，则存在这样的问题由于蓝宝石的坚硬和蓝宝石与GaN之间的解理面的失配而导致的产量降低。图2a至2e是示出制造常规改进的LED的方法的截面图。首先，如图2a中所示，使用MOCVD工艺将未掺杂的GaN层(122)、N-GaN层(123)、InxGa1-yN层(124)和P-GaN层(125)顺序地形成于蓝宝石衬底(121)上。在此，N-GaN层(123)、InxGa1-yN层(124)和P-GaN层(125)构成了基本的发光结构。然后，在P-GaN层(125)上顺序形成透明电极(126)、反射膜(127)、焊料反应抑制层(128)和由选自Ti/Au、Ni/Au和Pt/Au中的任一种制成的金属层(129)。之后，制备可以流过电流的基衬底(130)。该基衬底(130)具有分别形成于其顶部和底部上的第一和第二欧姆接触金属层(131、132)。在第一欧姆接触金属层(131)上形成用于LED芯片贴合的焊料(133)。然后，将发光结构的金属层(129)接合至基衬底(130)的焊料(133)，如图2a中所示。随后，在蓝宝石衬底(121)上照射激光，以便将蓝宝石衬底(121)与未掺杂的GaN层(122)分离(图2b)。由此，通过激光照射，将蓝宝石衬底(121)从未掺杂的GaN层(122)完全移除。该未掺杂的GaN层(122)残留为从其表面损伤至一定厚度的层(图2c)。因此，如图2d中所示，通过干法蚀刻工艺来蚀刻未掺杂的GaN层(122)，直到暴露出N-GaN层(123)。然后在N-GaN层(123)上形成N-电极焊盘141(图2d)。此时，为了形成多个LED，在N-GaN(123)层上形成了每一个都与另一个相间隔的多个N-电极焊盘(141)。最后，在N-电极焊盘(141)之间从GaN层(123)到第二欧姆接触金属层(132)进行切割工艺，如划片和切断，由此获得分离的器件(150、160) (图2e)。然而，该常规技术也具有以下问题。即，由于将蓝宝石衬底用作用于在其上形成外延层的衬底，因此在外延层的GaN和蓝宝石之间的晶格失配降低了外延层的质量，引起降低的发光效率、降低的静电损伤(ESD)水平、变劣的可靠性等。此外，尽管考虑将氮化物半导体衬底作为可选衬底，以解决该蓝宝石衬底的问题，但是并没有实质上的成功。由于该氮化物半导体衬底昂贵，因此其作为一次性用品的使用导致增加制造成本的问题。本专利技术的另一目的是提供一种便宜地，其中使用激光移除制备的LLO层以再使用相对昂贵的氮化物半导体衬底，由此降低制造成本。本专利技术的另一目的是提供一种发光二极管的制造方法，其中在衬底和发光结构之间形成LLO层，且通过在其上照射激光束来移除该LLO层，从而平滑移除的LLO层与之接触的发光结构界面。根据用于实现上述目的的本专利技术第一优选方面，提供一种，包括形成激光剥离(LLO)层，将通过照射到衬底上的激光束来移除该的激光剥离(LLO)层；在LLO层上形成具有第一极性的第一层、有源层和具有与第一极性相反的第二极性的第二层；并通过将激光经由衬底照射在LLO层上来移除LLO层，以分离衬底。根据用于实现上述目的的本专利技术第二优选方面，提供一种，包括在氮化物半导体衬底上形成第一半导体和层由GaN、InGaN、AlGaN和InAlGaN中的至少一种制成的激光剥离(LLO)层；在第一半导体层上形成有源层、第二半导体层和第一电极；进行激光剥离工艺，其中将激光束经由氮化物半导体衬底照射到LLO层上，以分离氮化物半导体衬底；和在第一半导体层底部下方形成第二电极。根据用于实现上述目的的本专利技术第三优选方面，提供一种，包括在氮化物半导体衬底上形成第一半导体层和由GaN、InGaN、AlGaN和InAlGaN中的至少一种制成的激光剥离(LLO)层；在第一半导体层上形成有源层和第二半导体层；在第二半导体层上形成载体(carrier)；进行激光剥离工艺，其中将激光束经由氮化物半导体衬底照射在LLO层上的，以分离氮化物半导体衬底；移除在第二半导体层上形成的载体；和在第二半导体层上形成电极。附图说明根据结合附图给出的优选实施例的以下描述，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将变得明显，附图中图1是概略地示出常规发光二极管的结构的截面图；图2a至2e是示出制造常规改进的发光器件的方法的截面图；图3a至3c是示出根据本专利技术的的截面图；图4a和4b是示出根据本专利技术的的截面图；图5a和5b是示出根据本专利技术第一实施例的制造发光二极管的一些工艺的截面图；图6a和6b是示出根据本专利技术第一实施例的制造作为一种类型支撑的基台衬底的方法的截面图；图7a至7e是示出根据本专利技术第一实施例的使用基台衬底的截面图；图8是示出根据本专利技术第一实施例的使用金属支撑的截面图； 图9a至9d是示出根据本专利技术第二实施例的的截面图；和图10a和10b是示出根据本专利技术的发光二极管的变形实例的截面图。具体实施例方式以下，将参考附图详细描述本专利技术的优选实施例。图3a至3c是示出根据本专利技术的的截面图。首先，形成衬底(200)，其具有包括激光剥离(LLO)层(210)的半导体膜(220)，将通过在其上照射的激光束来移除该激光剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造发光二极管的方法，包括：形成激光剥离（ＬＬＯ）层，该激光剥离（ＬＬＯ）层将通过在衬底上照射的激光束来移除的；在ＬＬＯ层上形成具有第一极性的第一层、有源层和具有与第一极性相反的极性的第二层；和通过将激光经由衬底 照射到ＬＬＯ层上来移除ＬＬＯ层，以分离衬底。

【技术特征摘要】
KR 2005-5-27 10-2005-00448561.一种制造发光二极管的方法，包括形成激光剥离(LLO)层，该激光剥离(LLO)层将通过在衬底上照射的激光束来移除的；在LLO层上形成具有第一极性的第一层、有源层和具有与第一极性相反的极性的第二层；和通过将激光经由衬底照射到LLO层上来移除LLO层，以分离衬底。2.根据权利要求1的方法，还包括在第二层上形成金属结构或含有金属的结构。3.根据权利要求1或2的方法，其中，在第一层和LLO层之间，在LLO层的顶部和底部之外的至少一个或多个表面上还形成未掺杂的半导体层。4.一种制造发光二极管的方法，包括在氮化物半导体衬底上形成第一半导体层和由GaN、InGaN、AlGaN和InAlGaN中的至少一种制成的激光剥离(LLO)层；在第一半导体层上形成有源层、第二半导体层和第一电极；进行激光剥离工艺，其中将激光束经由氮化物半导体衬底照射到LLO层上，以分离氮化物半导体衬底；和在第一半导体层底部下方形成第二电极。5.根据权利要求4的方法，还包括在第一电极形成步骤和激光剥离步骤之间，在第一电极上形成支撑。6.根据权利要求4的方法，还包括在进行激光剥离步骤之前，在第一电极上形成凸点下金属(UBM)层。7.根据权利要求6的方法，其中UBM层由从Ti/Pt/Au、Ti/Au、Ni/Au和Pt/Au中选出的任一种制成。8.一种制造发光二极管的方法，包括在氮化物半导体衬底上形成第一半导体层和由GaN、InGaN、AlGaN和InAlGaN中的至少一种制成的激光剥离(LLO)层；在第一半导体层上形成有源层和第二半导体层；在第二半导体层上形成载体；进行激光剥离工艺，其中将激光束经由氮化物半导体衬底照射到LLO层上，以分离氮化物半导体衬底；移除在第二半导体层上形成的载体；和在第二半导体层上形成电极。9.根据权利要求8的方法，还包括在激光剥离步骤和载体移除步骤之间，在第一半导体层上形成金属支撑。10.根据权利要求4至8中任一项的方法，其中，在氮化物半导体层上形成激光剥离(LLO)层和第一半导体层的步骤之间，在LLO层的顶部和底部之外的至少一个或多个表面上形成未掺杂的半导体层。11.根据权利要求1、4和9中任一项的方法，其中LLO层具有范围为1～3μm的厚度。12.根据权利要求4或8的方法，其中，LLO层的能带带隙小于氮化物半导体衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：林时钟，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]