CN102265414A - 制作垂直结构发光二极管的方法 - Google Patents
制作垂直结构发光二极管的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102265414A CN102265414A CN2011800009424A CN201180000942A CN102265414A CN 102265414 A CN102265414 A CN 102265414A CN 2011800009424 A CN2011800009424 A CN 2011800009424A CN 201180000942 A CN201180000942 A CN 201180000942A CN 102265414 A CN102265414 A CN 102265414A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- compound semiconductor
- emitting diode
- light emitting
- vertical structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 61
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 58
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 abstract description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010421 TiNx Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 silicon nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0083—Periodic patterns for optical field-shaping in or on the semiconductor body or semiconductor body package, e.g. photonic bandgap structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种制作垂直结构LED的方法，其中用于外延层生长的衬底是通过抛光而去除的。在典型实施例里使用的抛光技术是化学机械抛光，使用抛光停止点来提供充分水平的平面。在抛光表面之前，抛光停止点被置于多层结构中，抛光停止点材料的硬度大于需要去除的材料的硬度。所以，和激光剥离或传统抛光相比，可以较低成本和较高生产良率来生产垂直结构LED。典型的垂直结构LED是GaN LED。抛光停止点可以通过机械切割、激光切割或等离子蚀刻来去除。
Description
【相关申请的交叉引用】
本申请是美国专利申请11/891,466(申请日：2007年8月10日)、美国专利申请12/058,059(申请日：2008年3月22日)、美国专利申请12/415,467(申请日：2009年3月31日)的部分延续申请案，在此引用并结合到本公开中。
【技术领域】
本发明涉及发光二极管(LED)的制作方法，特别涉及垂直结构LED的制作方法。
【背景技术】
一种常见的制作倒装(flip-chip)发光二极管元件的方法通常包括：在一个蓝宝石衬底上沉积多个外延半导体层，以在一个晶圆上制作一个外延半导体结构。从这个外延层就可以制作出多个发光二极管元件。将晶圆切割可以得到单元芯片。然后使用倒装技术将单元芯片连接到一个安装板上。倒装连接过程包括：通过将单元芯片上的至少一个电极连接到安装板上至少一个焊盘上，而将单元芯片安装在该安装板上。
当前，有一种薄膜型发光二极管元件替代这种倒装型发光二极管元件。与倒装型发光二极管元件相比，薄膜型GaN发光二极管元件有以下优点：低热阻、n型层和p型层上均匀的电流密度、低成本。在一个薄膜型发光二极管元件上，其外延晶圆直接键合在导电承载衬底上。通过一个激光剥离过程，使用准分子激光器将一个GaN层分离出来，除去蓝宝石衬底，但是保留了活性区。
以上所述的除去蓝宝石衬底的激光剥离方法在美国专利6455340，7001824和7015,117里都有描述。现有的用于制作GaN发光二极管的激光剥离方法与传统的半导体过程是不合适宜的，因为它使用了昂贵的激光设备，还会对保留的半导体层产生损坏，比如裂纹。
如果激光剥离过程由一个抛光过程代替，比如化学机械抛光(CMP)，那么可以节省大量成本。而且，抛光是一种比较温和的方法，比起激光剥离技术来说，产生较少的损坏。但是，当使用CMP时，如果被抛光的平面太大的话，平面的周边区和中心区之间的不平坦度也会很大。因此，在半导体器件的大批量生产中，几乎不能获得所需的标准的平坦平面，降低了器件的生产良率。
【发明内容】
本发明提供一种制作垂直结构LED的方法，其中用于外延层生长的衬底是通过抛光而去除的。在典型实施例里使用的抛光技术是化学机械抛光，使用抛光停止点来提供充分水平的平面。和传统抛光方法相比，该方法克服了平面周边区和中心区之间的大偏差问题。抛光停止点被置于多层结构中，然后抛光表面，抛光停止点材料的硬度大于要去除的材料的硬度。所以，和激光剥离或传统抛光相比，可以较低成本和较高生产良率来生产垂直结构LED。
一种制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，包括：提供第一衬底，其上能支持化合物半导体外延生长。在第一衬底上形成一未掺杂化合物半导体层，然后生长n-掺杂化合物半导体层，形成一个多量子阱活性层。在该多量子阱活性层上形成一p-掺杂化合物半导体层和电极/反光镜。多个抛光停止点穿过p-掺杂化合物半导体层、活性层，并终止在n-掺杂化合物半导体层或未掺杂化合物半导体层里。形成抛光停止点的材料的硬度大于化合物半导体的硬度。
在p-电极层上形成一导电的主衬底层，该导电衬底可以是沉积或者键合在结构上。第一衬底和至少一部分未掺杂化合物半导体层被抛光除去，露出至少一部分n-掺杂化合物半导体层，然后在其上形成一n-电极。
在除去第一衬底和未掺杂化合物半导体层后，可以除去抛光停止点。如果抛光停止点材料会吸收光的话，这会提高LED的出光量。在一个典型实施例里，化合物半导体是GaN型化合物半导体。抛光可以是研磨、精研、抛光或者化学机械抛光(CMP)。
【附图说明】
图1显示本发明一个实施例的多层化合物半导体的开始结构。
图2表示台面抛光(mesa polishing)。
图3显示钝化的介质生长。
图4显示p-电极形成。
图5表示通过填充沟槽以一硬度材料而形成抛光停止点。
图6表示填充沟槽以非导电填充料。
图7显示在p-电极和介质层上形成一主衬底。
图8表示去除衬底并露出n-掺杂层。
图9显示在n-掺杂层上形成n-电极。
图10表示在器件制作期间去除抛光停止点。
图11显示可选地去除非导电填充料。
【具体实施方式】
本发明提供了一种改进的方法用于制作化合物半导体垂直结构LED。该方法有较高的生产良率、较低的成本、和增强的光输出。本发明一个实施例的方法过程概况如图1-11。在图1中，有一个能够支持外延生长的第一衬底110。典型的衬底材料包括蓝宝石、硅、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)和磷化镓(GaP)，当然任何能够支持接下来形成的化合物半导体材料层的外延生长的材料都可以用作衬底110。一个未掺杂的化合物半导体的外延层120如氮化镓(GaN)或氮化铟镓(GaInN)形成在衬底110上。在此使用的表述“未掺杂的”包括轻掺杂材料，即该材料包含一个掺杂物浓度，在该浓度之下通常用于制作n-掺杂或p-掺杂层。尽管GaN或GaInN是典型材料，但是根据总体期望的LED颜色，也可以使用其他化合物半导体如InGaP，AlInGaN，AlInGaP，AlGaAs，GaAsP或InGaAsP。
一个n-掺杂化合物半导体材料层130形成在未掺杂化合物半导体层120上。在此使用的词语“在…上”意思是指该层在层120上面，但是可以与层120是分开的，中间间隔任意的其他材料层。在一个典型实施例里，层130是n-掺杂GaN。请注意，尽管这里描述了一个n-掺杂化合物半导体材料层，另一个选择是，这里也可以是一个p-掺杂化合物半导体。
在n-掺杂层130上，形成的是一个多量子阱(MQW)活性层140。多量子阱可以包括交替的n-掺杂GaN和p-掺杂GaN层，或者交替的GaN和AlN层；但是其他MQW结构可以包括一个或多个GaN，AlN，InGaP，AlInGaN，AlInGaP，AlGaAs，GaAsP或InGaAsP。尽管为方便起见，所列的这些材料都是定比化合物(stoichiometriccompounds)，但是根据期望的带隙，也可以采用非定比化合物。基于与其他选择化合物的兼容性和期望的LED颜色的考虑，可以使用任意MQW结构。
在MQW层140上，形成的是一个p-掺杂化合物半导体材料层150。在典型实施例里，这是p-掺杂GaN。但是，当层130是p-掺杂化合物半导体材料时，那么层150就选择是n-掺杂化合物半导体材料。
接下来描述的是如何开始制作垂直结构LED的材料层，沟槽160和沟槽170形成在多层结构里，如图2所示。选择干蚀刻如等离子蚀刻，特别是感应耦合等离子蚀刻，用于形成沟槽160和沟槽170。尽管在附图里所示的沟槽160和170的终止位置是在n-掺杂层130，但是沟槽也可以终止在未掺杂层120。沟槽160将用于形成抛光停止点，而沟槽170将包含填充材料并用作为器件制作的一个隔开点。
在已经形成沟槽160和170后，沉积一钝化材料层180，如图3所示。该钝化材料层(passivation material layer)覆盖沟槽的壁和底。选择的钝化材料包括氧化硅(silicon oxides)、氮化硅(silicon nitrides)等等。
一个p-电极形成在p-掺杂材料层150上，如图4所示。
在一个典型实施例中，p-电极是一个多层金属结构，其与p-掺杂材料层形成欧姆接触。其中一个金属层是反光材料如铝或银。这个反光片对从MQW层140发出的光起到镜子的作用。
如图5，抛光停止点材料200沉积在沟槽160内。抛光停止点200的材料的硬度要大于所选化合物半导体材料的硬度。满足这个硬度标准的材料包括金刚石、类金刚石膜(diamond-like carbon)、氮化钛(TiNx)和钛钨合金(TiWx)，当然，具有这个所需硬度的材料都可以选用。
如图6，沟槽170里填充满一种非导电的透明的材料，如聚酰亚胺(polyimide)或SU-8(一种环氧树脂型的抗蚀材料)，当然也可以选择其他非导电的透明材料。
如图7，一个主衬底(host substrate)220附着在p-电极190和钝化材料180上。主衬底220既是导热的又是导电的，典型的材料如铜、银、金、硅、碳化硅(siliconcarbide)、GaP和GaAs。主衬底可以是沉积(如电沉积铜)，或者可以是键合(如一个铜板或硅晶圆)。主衬底220和p-电极190电连接。这里使用的表述“电连接”是指电流流经p-电极190也流过衬底220，不管是通过直接接触还是通过中间介质如粘结材料。
如图8，除去第一衬底110。第一衬底110的移除是通过抛光如研磨(grinding)、精研(lapping)、或者化学机械抛光。在移除第一衬底110的期间，至少一部分未掺杂化合物半导体材料层120也会被除去，而露出至少一部分n-掺杂层130。不管抛光停止点200是终止在n-掺杂层130还是终止在未掺杂层120，至少一部分层120都会被除去。这是因为抛光过程通常会除去至少一部分抛光停止点终止的那一层，由于接触抛光停止点200的抛光介质(如抛光垫)的变形。因此，即使当抛光停止点终止在未掺杂层120里，也会有超出抛光停止点的未掺杂层被除去，露出一部分n-掺杂层130。
在抛光期间或抛光之后，n-掺杂层可以被粗化，提高LED的出光量。或者，在暴露的n-掺杂材料层的表面上形成光子晶体(photonic crystal)。
因为n-掺杂化合物半导体层130至少部分暴露，如图9，形成n-电极230。请注意图8的方位相对于图9旋转了180度。n-电极与n-掺杂层130是欧姆接触，n-电极可以是一单层导体，或者在一个典型实施例里，是一多层的钛/铝/钛/金的金属结构，或其他多层导体结构。
为了形成一个LED，如图10，通过分割而得到单独的元件。因为一些抛光停止点材料，如类金刚石膜，会吸收LED的发出光，分割的位置最好在抛光停止点也能被除去的位置上。因此，在一个典型实施例里，分割位置就选择在填充满的沟槽170。抛光停止点的除去可以采用切割，如激光切割或机械切割，或化学蚀刻，如氧等离子体。但是，任何可以去除抛光停止点的技术都可以用来制作本发明的LED。
可选择地剩余的透明填充材料210可以通过如蚀刻的方法而除去，如图11。可以选择氧等离子体来蚀刻。
虽然上述发明已经在不同实施例里有描述，但是并不限于这些实施例。对本领域所属技术人员，有多种变化和修改是可以理解的。这些变化和修改应该被认为包含在所附权利要求的范围内。
Claims (21)
1.一种制作GaN垂直结构发光二极管的方法，包括：
提供第一衬底，其上能支持GaN外延生长；
在第一衬底上形成一未掺杂GaN层；
在该未掺杂GaN层上形成一n-掺杂GaN层；
在该n-掺杂GaN层上形成一个多量子阱活性层；
在该多量子阱活性层上形成一p-掺杂GaN层；
在该p-掺杂GaN层上形成一p-电极层，该p-电极配置充当反射镜作用；
使用一种硬度大于GaN硬度的材料，形成多个垂直的抛光停止点，每个抛光停止点穿过所述p-掺杂GaN层、所述活性层，并终止在所述n-掺杂GaN层或所述未掺杂GaN层；
在所述p-电极层上形成一导电的主衬底层；
抛光除去第一衬底和至少一部分所述未掺杂GaN层，露出至少一部分n-掺杂GaN层；和
在所述n-掺杂GaN层上形成一n-电极。
2.如权利要求1所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，还包括：形成沟槽，填充一非导电材料，所述非导电材料选自氧化硅、氮化硅、SU8或聚酰亚胺。
3.如权利要求1所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，还包括：通过带光刻胶的剥离过程(liftoff)而沉积抛光停止点。
4.如权利要求1所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，还包括：在最后的器件制作之前，除去抛光停止点。
5.如权利要求2所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，还包括：通过非导电材料而分割成单独器件，在分割时除去抛光停止点。
6.如权利要求4所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，其中抛光停止点的除去选自激光切割、机械切割、或化学蚀刻。
7.如权利要求1所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，其中抛光停止点的材料选自金刚石、类金刚石膜、氮化钛或钛钨合金。
8.如权利要求1所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，其中抛光停止点终止在所述n-掺杂GaN层，抛光除去包括第一衬底和所有未掺杂GaN层。
9.如权利要求1所述的制作GaN垂直结构发光二极管的方法，其中抛光选自研磨、精研、或化学机械抛光。
10.一种由权利要求1所述过程制作的GaN垂直结构发光二极管。
11.一种制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，包括：
提供第一衬底，其上能支持化合物半导体外延生长；
在第一衬底上形成一未掺杂化合物半导体层；
在该未掺杂化合物半导体层上形成第一p或n掺杂化合物半导体层；
在该第一掺杂化合物半导体层上形成一个多量子阱活性层；
在该多量子阱活性层上形成第二p或n掺杂化合物半导体层；第二层掺杂与第一掺杂化合物半导体层的掺杂相反；
在第二掺杂化合物半导体层上形成第一电极层，该第一电极配置充当反射镜作用；
使用一种硬度大于所述化合物半导体硬度的材料，形成多个垂直的抛光停止点，每个垂直的抛光停止点穿过所述第二掺杂化合物半导体层、所述活性层，并终止在所述第一掺杂化合物半导体层或所述未掺杂化合物半导体层；
在所述第一电极层上形成一导电的主衬底层；
抛光除去第一衬底和至少一部分所述未掺杂化合物半导体层，露出至少一部分第一掺杂化合物半导体层；和
在所述第一掺杂化合物半导体层上形成第二电极。
12.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，其中化合物半导体选自InGaP、AlInGaN、AlInGaP、AlGaAs、GaAsP、InGaAsP、InGaN、GaN、AlGaN，或它们的组合。
13.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，还包括：形成沟槽，填充一非导电材料，所述非导电材料选自氧化硅、氮化硅、SU8或聚酰亚胺。
14.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，还包括：通过带光刻胶的剥离过程(liftoff)而沉积抛光停止点。
15.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，还包括：在最后的器件制作之前，除去抛光停止点。
16.如权利要求13所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，还包括：通过非导电材料而分割成单独器件，在分割时除去抛光停止点。
17.如权利要求16所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，其中抛光停止点的除去选自激光切割、机械切割、或化学蚀刻。
18.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，其中抛光停止点的材料选自金刚石、类金刚石膜、氮化钛或钛钨合金。
19.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，其中抛光停止点终止在所述第一掺杂化合物半导体层，抛光除去包括第一衬底和所有未掺杂层。
20.如权利要求11所述的制作化合物半导体垂直结构发光二极管的方法，其中抛光选自研磨、精研、或化学机械抛光。
21.一种由权利要求11所述过程制作的化合物半导体垂直结构发光二极管。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/912,727 US8187900B2 (en) | 2007-08-10 | 2010-10-26 | Optimization of polishing stop design |
| US12/912,727 | 2010-10-26 | ||
| PCT/CN2011/076069 WO2012055252A1 (en) | 2010-10-26 | 2011-06-21 | Method for fabricating vertical led structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102265414A true CN102265414A (zh) | 2011-11-30 |
| CN102265414B CN102265414B (zh) | 2013-04-03 |
Family
ID=45993133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011800009424A Expired - Fee Related CN102265414B (zh) | 2010-10-26 | 2011-06-21 | 制作垂直结构发光二极管的方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8187900B2 (zh) |
| CN (1) | CN102265414B (zh) |
| TW (1) | TWI429104B (zh) |
| WO (1) | WO2012055252A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103579447A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 同方光电科技有限公司 | 一种倒装结构发光二极管及其制备方法 |
| CN105514230A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-04-20 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | GaN基LED垂直芯片结构及其制备方法 |
| CN112038456A (zh) * | 2015-02-10 | 2020-12-04 | 晶元光电股份有限公司 | 发光元件 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030189215A1 (en) | 2002-04-09 | 2003-10-09 | Jong-Lam Lee | Method of fabricating vertical structure leds |
| US20120032212A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of light emitting diode sidewall passivation |
| WO2012113205A1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd | Vertical light emitting diode device structure and method of fabricating the same |
| CN102369604B (zh) * | 2011-02-22 | 2013-09-04 | 香港应用科技研究院有限公司 | 垂直结构发光二极管结构及其制作方法 |
| CN102403434B (zh) * | 2011-11-23 | 2014-08-27 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 一种垂直结构led芯片的制作方法 |
| CN103137797B (zh) * | 2011-12-03 | 2015-09-30 | 清华大学 | 发光二极管的制备方法 |
| US8716743B2 (en) * | 2012-02-02 | 2014-05-06 | Epistar Corporation | Optoelectronic semiconductor device and the manufacturing method thereof |
| CN105633234A (zh) * | 2012-03-15 | 2016-06-01 | 安徽三安光电有限公司 | 氮化镓基半导体生长衬底及其制作方法 |
| TWI474381B (zh) * | 2012-08-17 | 2015-02-21 | Nat Univ Chung Hsing | Preparation method of epitaxial substrate |
| US9130030B1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Baking tool for improved wafer coating process |
| JP6555907B2 (ja) | 2015-03-16 | 2019-08-07 | アルパッド株式会社 | 半導体発光装置 |
| KR20200023319A (ko) * | 2020-01-22 | 2020-03-04 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 |
| JP2024064422A (ja) * | 2022-10-28 | 2024-05-14 | 沖電気工業株式会社 | 半導体素子の製造方法、半導体層支持構造体、および半導体基板 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101546799A (zh) * | 2008-03-26 | 2009-09-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种垂直结构氮化物led的制备方法 |
| CN101617415A (zh) * | 2009-03-27 | 2009-12-30 | 香港应用科技研究院有限公司 | 制造薄膜半导体结构的方法 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5332567A (en) * | 1989-08-24 | 1994-07-26 | Immunomedics | Detection and treatment of infections with immunoconjugates |
| US5332467A (en) | 1993-09-20 | 1994-07-26 | Industrial Technology Research Institute | Chemical/mechanical polishing for ULSI planarization |
| TW365071B (en) * | 1996-09-09 | 1999-07-21 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting diode and method for manufacturing the same |
| US6078064A (en) * | 1998-05-04 | 2000-06-20 | Epistar Co. | Indium gallium nitride light emitting diode |
| JP3906653B2 (ja) * | 2000-07-18 | 2007-04-18 | ソニー株式会社 | 画像表示装置及びその製造方法 |
| US6455340B1 (en) * | 2001-12-21 | 2002-09-24 | Xerox Corporation | Method of fabricating GaN semiconductor structures using laser-assisted epitaxial liftoff |
| US20030189215A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-09 | Jong-Lam Lee | Method of fabricating vertical structure leds |
| US8294172B2 (en) * | 2002-04-09 | 2012-10-23 | Lg Electronics Inc. | Method of fabricating vertical devices using a metal support film |
| US7535100B2 (en) * | 2002-07-12 | 2009-05-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wafer bonding of thinned electronic materials and circuits to high performance substrates |
| US20040021142A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Li-Hsin Kuo | Light emitting diode device |
| CN1510765A (zh) | 2002-12-26 | 2004-07-07 | 炬鑫科技股份有限公司 | 氮化镓基ⅲ-ⅴ族化合物半导体led的发光装置及其制造方法 |
| TWI226138B (en) * | 2003-01-03 | 2005-01-01 | Super Nova Optoelectronics Cor | GaN-based LED vertical device structure and the manufacturing method thereof |
| JP2006521984A (ja) * | 2003-03-18 | 2006-09-28 | クリスタル フォトニクス，インコーポレイテッド | Ｉｉｉ族の窒化物装置を製作する方法およびそのように製作された装置 |
| TW200503066A (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-16 | Macronix Int Co Ltd | Process for reworking semiconductor patterned photoresist layer |
| EP1664393B1 (en) * | 2003-07-14 | 2013-11-06 | Allegis Technologies, Inc. | METHOD OF PROducING GALLIUM NITRIDE LEDs |
| US7001824B2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-02-21 | Supernova Optoelectronics Corporation | Gallium nitride vertical light emitting diode structure and method of separating a substrate and a thin film in the structure |
| JP4084787B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2008-04-30 | ▲さん▼圓光電股▲ふん▼有限公司 | 窒化ガリウム系発光ダイオード |
| TW200707799A (en) * | 2005-04-21 | 2007-02-16 | Aonex Technologies Inc | Bonded intermediate substrate and method of making same |
| US7501299B2 (en) * | 2005-11-14 | 2009-03-10 | Palo Alto Research Center Incorporated | Method for controlling the structure and surface qualities of a thin film and product produced thereby |
| KR100730072B1 (ko) * | 2005-12-06 | 2007-06-20 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자 및 그 제조방법 |
| US7985971B2 (en) * | 2007-02-16 | 2011-07-26 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. | Method of producing thin semiconductor structures |
| CN101244533B (zh) * | 2007-02-16 | 2010-09-15 | 香港应用科技研究院有限公司 | 超平坦化学机械抛光技术之方法及使用该方法制造的半导体组件 |
| US7846753B2 (en) | 2007-08-10 | 2010-12-07 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute | Vertical light emitting diode and method of making a vertical light emitting diode |
| WO2009146583A1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Co. Ltd | Semiconductor wafer, semiconductor device and methods for manufacturing semiconductor wafer and device |
-
2010
- 2010-10-26 US US12/912,727 patent/US8187900B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-06-21 WO PCT/CN2011/076069 patent/WO2012055252A1/en active Application Filing
- 2011-06-21 CN CN2011800009424A patent/CN102265414B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-08-19 TW TW100129665A patent/TWI429104B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101546799A (zh) * | 2008-03-26 | 2009-09-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种垂直结构氮化物led的制备方法 |
| CN101617415A (zh) * | 2009-03-27 | 2009-12-30 | 香港应用科技研究院有限公司 | 制造薄膜半导体结构的方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103579447A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 同方光电科技有限公司 | 一种倒装结构发光二极管及其制备方法 |
| CN103579447B (zh) * | 2012-08-03 | 2016-12-21 | 同方光电科技有限公司 | 一种倒装结构发光二极管及其制备方法 |
| CN112038456A (zh) * | 2015-02-10 | 2020-12-04 | 晶元光电股份有限公司 | 发光元件 |
| CN105514230A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-04-20 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | GaN基LED垂直芯片结构及其制备方法 |
| CN105514230B (zh) * | 2016-03-03 | 2018-11-09 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | GaN基LED垂直芯片结构及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012055252A1 (en) | 2012-05-03 |
| US8187900B2 (en) | 2012-05-29 |
| TWI429104B (zh) | 2014-03-01 |
| TW201143133A (en) | 2011-12-01 |
| US20110037051A1 (en) | 2011-02-17 |
| CN102265414B (zh) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102265414B (zh) | 制作垂直结构发光二极管的方法 | |
| US10804450B2 (en) | Method of making layered structure with metal layers using resist patterns and electrolytic plating | |
| EP1727218B1 (en) | Method of manufacturing light emitting diodes | |
| CN104937728B (zh) | 生成包括led线的相邻区域的工艺和通过该工艺获得的器件 | |
| US7985971B2 (en) | Method of producing thin semiconductor structures | |
| US8211721B2 (en) | Methods for making quasi-vertical light emitting diodes | |
| KR20130120615A (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
| CN101542758B (zh) | 垂直发光二极管及其使用触止层制作垂直发光二极管的方法 | |
| KR20100028412A (ko) | 나노 막대를 이용한 발광 다이오드 및 그 제조 방법 | |
| JP2012054422A (ja) | 発光ダイオード | |
| KR20140022032A (ko) | 발광소자 칩 및 그 제조 방법 | |
| JP2007266571A (ja) | Ｌｅｄチップ、その製造方法および発光装置 | |
| CN100403562C (zh) | 垂直结构的半导体芯片或器件 | |
| CN110379900A (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| TW201110411A (en) | Dielectric layer for a semiconductor light emitting device | |
| CN101617415B (zh) | 制造薄膜半导体结构的方法 | |
| TW201547053A (zh) | 形成發光裝置的方法 | |
| US8222064B2 (en) | Vertical light emitting diode device structure and method of fabricating the same | |
| CN111029449B (zh) | 一种深紫外薄膜半导体器件结构及其制作方法 | |
| WO2012113205A1 (en) | Vertical light emitting diode device structure and method of fabricating the same | |
| WO2010111834A1 (en) | Quasi-vertical light emitting diode | |
| CN102369604B (zh) | 垂直结构发光二极管结构及其制作方法 | |
| TWI415300B (zh) | 半導體晶圓及半導體裝置及製造半導體晶圓及裝置之方法 | |
| TWI433349B (zh) | 垂直發光二極體裝置結構及其製造方法 | |
| KR20120040030A (ko) | 발광소자 및 그 발광 소자의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130403 |