CN102832300B - 制造半导体发光装置的方法 - Google Patents

制造半导体发光装置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102832300B
CN102832300B CN201210203592.8A CN201210203592A CN102832300B CN 102832300 B CN102832300 B CN 102832300B CN 201210203592 A CN201210203592 A CN 201210203592A CN 102832300 B CN102832300 B CN 102832300B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
semiconductor layer
semiconductor
emitting apparatus
semiconductor light
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.)
Active
Application number
CN201210203592.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102832300A (zh
Inventor
孟钟先
朴基镐
金范埈
柳贤锡
李正贤
金柄均
金起成
尹皙胡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN102832300A publication Critical patent/CN102832300A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102832300B publication Critical patent/CN102832300B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01L33/02—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
    • H01L33/12—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 stress relaxation structure, e.g. buffer layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor 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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • 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
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

提供了一种制造半导体发光装置的方法，所述方法包括：在半导体生长基底上顺序地生长第一导电类型半导体层、活性层和第二导电类型半导体层，以形成发光部件；在所述第二导电类型半导体层上形成支撑部件，以结合到所述发光部件；将所述半导体生长基底与所述发光部件分离；以及将蚀刻气体施加到所述半导体生长基底，以从所述半导体生长基底的表面去除所述第一导电类型半导体层的残留物。

Description

制造半导体发光装置的方法
本申请要求于2011年6月15日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0058004号韩国专利申请的优先权，该申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种制造半导体发光装置的方法。
背景技术
如下制造诸如发光二极管(LED)的半导体发光装置：在晶片上沉积具有不同的电学和光学特性的半导体层，以具有层压结构；以及对半导体层执行蚀刻工艺和图案化工艺。
通常，通过在晶片(即，设置在化学气相沉积设备内的生长基底)上沉积外延薄膜来形成这些半导体层。通过将如上所述经由沉积形成的层叠半导体层与生长基底分离来制造垂直型氮化物半导体发光装置。
已经与半导体层分离的半导体生长基底可以被提供到单独的设备，经历再生工艺，然后重新作为用于生长半导体层的基底。在这种情况下，因为一部分半导体层会余留在生长基底的表面上，所以应当执行用于去除这部分半导体层的工艺。
在通过物理抛光来使晶片再生的常用方法的情况下，晶片的表面也可能与半导体层的残留物一起被部分地去除，从而晶片的上表面会被损坏，晶片的厚度会减小，并且会在晶片上产生另外的残留物和副产物。
另外，在通过浸渍来化学去除半导体层的残留物的方法的情况下，因为应当另外地执行用于去除化学浸渍溶液的清洁工艺，所以工艺会变得复杂，并且会延长处理时间。此外，有毒化学溶液的使用会产生环境污染问题。此外，与用于制造新晶片所需的成本相比，再生成本(例如，用于另外的处理设备所需的成本等)会增加。
发明内容
本发明的一方面提供了一种在晶片(即，半导体生长基底)的表面上制造半导体发光装置的方法，而在去除余留在晶片的表面上的一部分半导体层时未使晶片的表面损坏。
本发明的另一方面提供了一种能够同时处理大量晶片的制造半导体发光装置的方法。
根据本发明的一方面，提供了一种制造半导体发光装置的方法，所述方法包括：在半导体生长基底上顺序地生长第一导电类型半导体层、活性层和第二导电类型半导体层，以形成发光部件；在所述第二导电类型半导体层上形成支撑部件，以结合到所述发光部件；将所述半导体生长基底与所述发光部件分离；以及将蚀刻气体施加到所述半导体生长基底，以从所述半导体生长基底的表面去除所述第一导电类型半导体层的残留物。
所述方法还可以包括：在施加所述蚀刻气体之后，检查所述残留物是否余留在所述半导体生长基底的所述表面上以及所述半导体生长基底的厚度是否减小。
所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层可以包括氮化物基半导体层。
所述氮化物基半导体层可以包括GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN。
所述支撑部件可以由导电材料形成。
施加蚀刻气体的步骤可以包括：将在其表面上余留有所述第一导电类型半导体层的残留物的所述半导体生长基底设置在反应室中；将所述反应室的内部进行加热和增压，以使所述半导体生长基底暴露于预定的温度和压力条件；以及通过气体供给部件将所述蚀刻气体释放到所述反应室中，以从所述半导体生长基底的所述表面去除所述第一导电类型半导体层的残留物。
所述蚀刻气体可以包括HCl气体或Cl2气体。
还可以将所述蚀刻气体与辅助气体混合。
所述辅助气体可以包括氢(H2)气、氮(N2)气或氩(Ar)气。
可以将所述蚀刻气体等离子化，然后释放。
可以通过具有不同高度的多个气体供给部件将所述蚀刻气体释放到在所述反应室的内部沿高度方向划分的相应区域。
所述气体供给部件可以设置在所述反应室的上表面上，并朝向设置在所述上表面下方的所述半导体生长基底释放所述蚀刻气体。
所述气体供给部件可以沿所述反应室的侧部的周缘设置，并可以朝向所述反应室的中部沿相反的径向方向供给所述蚀刻气体。
所述反应室可以被构造为具有单个化学气相沉积设备，并可以使所述半导体生长基底定位在设置于所述单个化学气相沉积设备中的基座的上表面上。
所述反应室可以被构造为具有炉化学气相沉积设备，并使所述半导体生长基底装载在设置于所述炉化学气相沉积设备中的舟皿中。
附图说明
通过结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征以及其它优点，在附图中：
图1是示意性地示出执行根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的化学气相沉积设备的示图；
图2是示意性地示出图1的化学气相沉积设备的修改示例的示图；
图3是示意性地示出执行根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的化学气相沉积设备的另一示例的示图；
图4A是示意性地示出气体供给部件被设置为沿图3的化学气相沉积设备的垂直方向与舟皿(boat)的不同区域对应的结构的示图；
图4B是图4A的水平剖视图；
图5是图4A的垂直剖视图；
图6A至图6C是示意性地示出根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的示图；
图7是示意性地示出通过图6A至图6C的制造半导体发光装置的方法制造的半导体发光装置的示图；
图8是示意性地示出从已经与图6C的半导体层分离的晶片的表面去除半导体层的残留物的方法的流程图；
图9A是示出半导体层的残留物余留在生长基底的表面上的状态的图像；
图9B是示出图9A的半导体层的残留物被去除的状态的图像。
具体实施方式
现在将参照附图描述根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法。本发明的示例性实施例可以以许多不同的形式修改，并且本发明的范围不应当被视为不局限于这里阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使本公开将是透彻的且完整的，并且这些实施例将把本发明的构思充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清楚起见，会夸大组件的形状和尺寸，将始终使用相同的标号来指示相同或类似的组件。
将参照图1至图5描述用于执行根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的化学气相沉积设备。
图1是示意性地示出执行根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的化学气相沉积设备的示图，图2是示意性地示出图1的化学气相沉积设备的修改示例的示图，图3是示意性地示出执行根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的化学气相沉积设备的另一示例的示图。图4A是示意性地示出气体供给部件被设置为沿图3的化学气相沉积设备的垂直方向与舟皿的不同区域对应的结构的示图，图4B是图4A的水平剖视图，图5是图4A的垂直剖视图。
如图1和图2所示，化学气相沉积设备1可以是水平型单个化学气相沉积设备，并且可以包括反应室10、基座20和气体供给部件40。
反应室10可以包括室主体11和通过覆盖室主体11保持气密性的室盖12，室盖12可以设置为在室主体11中打开和关闭。
基座20可以设置在室主体11中，从而是可固定的或可旋转的，基座20可以包括从其上表面向下凹陷的储袋(pocket)21，以使半导体生长基底(即，晶片W)定位并容纳在其中，并且基座20可以包括设置在其下表面上的加热单元22，以加热反应室10的包括基座20的内部。
气体供给部件40可以设置在反应室10的上表面中，即，设置在室盖12中，从而朝向设置在其下方的基座20供给反应气体G，如图1所示。另外，气体供给部件40可以设置在反应室10的侧部处，即，沿室主体11的上端部的周缘设置，从而朝向基座20的中部沿相反的径向方向供给反应气体G，如图2所示。
同时，如图3所示，化学气相沉积设备1′可以是垂直型炉化学气相沉积设备，并且可以包括反应室10、舟皿30和气体供给部件40。
反应室10可以具有双管结构，其中，反应室10包括内室13和通过覆盖内室13保持气密性的外室14。可以通过沿反应室10的周缘设置的加热单元22来加热反应室10的内部。
舟皿30可以包括在其中以预定间隔装载并安装的多个晶片W。包括装载在其中的晶片W的舟皿30可以设置在反应室10中，或者可以被引到外面。因此，数百个晶片W可以以预定的间隔装载在舟皿30中，从而可以大量生产半导体发光装置。
至少一个气体供给部件40可以设置在内室13和舟皿30之间，并在沿着多个装载的晶片W的高度方向上垂直地延伸，从而向反应室10供给反应气体G。
可以设置多个气体供给部件40以沿舟皿30的周缘彼此隔开，从而半导体层可以在沿高度方向装载的多个晶片W上均匀地生长，如图4A所示。具体地说，对应于在晶片W装载于舟皿30中所沿的高度方向上划分的反应室内部的相应区域A1、A2和A3的高度，多个气体供给部件可以具有不同的高度，如图4A和图5所示。
具体地说，如图5所示，在将舟皿30划分为三个区域(即，下区域A1、中间区域A2和上区域A3)的情况下，气体供给部件40可以包括向舟皿30的下区域A1供给反应气体G的第一气体供给部件40a、向舟皿30的中间区域A2供给反应气体G的第二气体供给部件40b和向舟皿30的上区域A3供给反应气体G的第三气体供给部件40c。这里，第一气体供给部件40a可以具有与下区域A1的高度对应的高度，第二气体供给部件40b可以具有与中间区域A2的高度对应的高度，第三气体供给部件40c可以具有与上区域A3的高度对应的高度。
另外，气体供给部件40可以单独地连接到控制反应气体G的供给量的流量计60，由此独立地控制反应气体G的供给量。即，可以通过分别连接到第一气体供给部件40a、第二气体供给部件40b和第三气体供给部件40c的流量计60独立地控制供给到第一气体供给部件40a、第二气体供给部件40b和第三气体供给部件40c中的每个气体供给部件的反应气体G的量。
因此，对应于舟皿30的相应区域A1、A2和A3设置的气体供给部件40a、40b和40c可以通过针对各个气体供给部件提供的流量计60适当地控制供给到相应区域的反应气体G的量，由此防止在每个区域中产生半导体层的均匀性差异，而无需针对舟皿30的高度方向区域设置温度梯度。
将参照图6A至图7和在图1至图5中示出的化学气相沉积设备描述根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法。
图6A至图6C是示意性地示出根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法的示图，图7是示意性地示出通过图6A至图6C的制造半导体发光装置的方法制造的半导体发光装置的示图。
首先，如图6A所示，在半导体生长基底(即，晶片W)上顺序地生长第一导电类型半导体层101、活性层102和第二导电类型半导体层103，以形成发光部件100。
具体地说，将晶片(即，半导体生长基底)定位在设置于化学气相沉积设备1或1′的反应室10中的基座20上，或装载到设置于反应室10中的舟皿30中，释放包括MO源(金属有机源)的反应气体G，以执行用于形成半导体层的沉积工艺。
在本实施例中，第一导电类型半导体层101和第二导电类型半导体层103可以是p型半导体层和n型半导体层，并可以由氮化物半导体形成。因此，在本实施例中，可以理解，第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层分别为p型半导体层和n型半导体层，但本发明不限于此。第一导电类型半导体层101和第二导电类型半导体层103可以具有组成式：AlxInyGa(1-x-y)N(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，并且0≤x+y≤1)。具有上述组成式的材料的示例包括GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等。形成在第一导电类型半导体层101和第二导电类型半导体层103之间的活性层102可以通过电子和空穴的复合发射具有预定水平的能量的光，并具有量子阱层和量子垒层交替地层叠的多量子阱(MQW)结构(例如，InGaN/GaN结构)。
如图6B所示，在第二导电类型半导体层103上形成支撑部件200，从而与发光部件100组合。
支撑部件200可以用作在用于将晶片W与发光部件100分离的激光剥离工艺等中支撑发光部件100的支撑主体，并可以由从由Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se和GaAs组成的组中选择的任何一种形成，例如，由在Si基底上掺杂有Al的导电材料形成。在本实施例中，可以通过导电粘附层300将支撑部件200结合到发光部件100。导电粘附层300可以由共熔金属材料(例如，AuSn)形成。
然后，如图6C所示，将晶片W(即，半导体生长基底)与发光部件100分离。可以通过激光剥离工艺将晶片W与发光部件100的第一导电类型半导体层101分离。
如图7所示，在与晶片W分离的第一导电类型半导体层101上形成电极400，以制造垂直型半导体发光装置。在用于制造发光装置封装件的后续工艺(例如，封装工艺)中使用制造的半导体发光装置。
第一导电类型半导体层101部分地余留在晶片W(即，与发光部件100分离的半导体生长基底)的表面上。因此，在制造半导体发光装置的情况下，需要去除第一导电类型半导体层101的余留在晶片W的表面上的部分。
为此，将蚀刻气体施加到晶片W，以从分离的晶片W的表面去除第一导电类型半导体层101的残留物。
在下文中，将参照图8至图9B和在图1至图5中示出的化学气相沉积设备描述从半导体生长基底的表面去除第一导电类型半导体层101的残留物的方法。
图8是示意性地示出根据本发明示例性实施例的去除半导体层的残留物的方法的流程图。
如图8所示，根据本发明实施例的去除半导体层的残留物的方法可以包括：将在其表面上余留有半导体层的部分的多个晶片设置在反应室中(S1)；将反应室的内部进行加热并增压，从而使多个晶片暴露于预定的温度和压力条件(S2)；以及通过气体供给部件向反应室中释放蚀刻气体，以去除余留在多个晶片上的部分半导体层(S3)。另外，去除余留在晶片上的半导体层的残留物还可以包括使蚀刻气体等离子体化(S3′)。
首先，如图9A所示，将与发光部件100分离且在其表面上余留有第一导电类型半导体层101的残留物的多个晶片W设置在反应室10中(S1)。通过去除半导体层101而成为再生对象的晶片W不限于在将半导体层101与晶片W分离之后半导体层101部分地余留的情形，而是还可以包括这样的情形，即，通过沉积工艺形成的发光部件100由于缺陷而不可使用，从而需要使晶片W再生。
晶片W可以由从由蓝宝石、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)和磷化镓(GaP)组成的组中选择的任何一种形成。根据本实施例，将描述由蓝宝石形成的晶片W。
另外，如上所述，半导体层101可以包括由诸如GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN等的材料形成的氮化物基半导体层。
反应室10可以是包括设置在其中的基座20的单个化学气相沉积设备1，如图1和图2所示，基座20可以包括定位在其上表面上的若干个晶片W。可选地，反应室10可以是包括设置在其中的舟皿30的炉化学气相沉积设备1′，如图3所示，舟皿30可以包括沿其高度方向以预定间隔装载的数百个晶片W。
接下来，将反应室10的内部进行加热和增压，从而使晶片W暴露于预定的温度和压力条件(S2)。
考虑到反应室10的尺寸等，可以将这些温度和压力条件适当地控制在下文将描述的可通过蚀刻气体g蚀刻半导体层101的范围内。可以将温度控制在50℃至2000℃的范围内，并可以将压力控制在10-9托至1000托的范围内。
然后，通过气体供给部件40将蚀刻气体g释放到反应室10中，以去除半导体层101的余留在晶片W上的残留物(S3)。
气体供给部件40可以具有设置在反应室10的上表面上的喷头结构，即，朝向基座20的上表面沿向下方向释放蚀刻气体g的室盖12，如图1所示。
可选地，气体供给部件40可以具有沿反应室10的侧部的周缘设置的储积结构，从而将蚀刻气体g从基座20的***表面向其中心以相对的径向方向释放，如图2所示。
可选地，气体供给部件40可以在将晶片W装载于内室13和舟皿30之间所沿的高度方向上垂直地延伸，如图3所示。此外，气体供给部件40可以通过朝向晶片W开口的多个释放喷嘴41将蚀刻气体g释放到反应室10中。释放喷嘴41可以对应于装载晶片W的位置以一定的间隔设置，从而将蚀刻气体g释放到相应的晶片W的表面上。在这种情况下，释放喷嘴41可以布置成面向装载的晶片W的侧部或布置成位于装载的晶片W之间。
用于去除半导体层101的蚀刻气体g可以是HCl气体或Cl2气体。将描述通过蚀刻气体g去除半导体层101的机理。释放到反应室10中的蚀刻气体g可以在反应室10中在上述温度和压力条件下产生Cl离子。这些Cl离子可以在高温下使GaN分解为GaCl3及其化合物以及NH3(即，挥发性物质)。结果，GaN被分解而以气体形式排出，从而仅留下对于HCl气体和Cl2气体稳定的晶片W。
可以将HCl气体或Cl2气体作为蚀刻气体g单独地予以供给。在一些情况下，根据反应室10的尺寸等，可以将蚀刻气体另外地与辅助气体混合，以控制蚀刻气体的蚀刻速率、流速等。辅助气体的示例可以包括H2气体、N2气体、Ar气体等。
可以将通过气体供给部件40释放的蚀刻气体g离子化，然后释放(S3′)。如图1和图2所示，反应室10可以设置有等离子体设备50，以使释放的蚀刻气体g离子化而提高反应室10中的电离密度，从而可以控制(例如，加快)蚀刻速率。
同时，针对通过释放的蚀刻气体g去除了半导体层101的晶片100，可以检查残留物是否余留在晶片的表面上以及是否减小了晶片W的厚度、减小的厚度的幅值等。
可以通过设置在反应室10中的传感器(未示出)自动地执行测试。在发现残留物的情况下，控制反应室10中的温度条件和压力条件，以使残留物可以被去除或者可以另外地执行蚀刻工艺。
然后，将已经通过蚀刻气体g去除半导体层101的残留物而完成其再生的晶片W从反应室10中取出。另外，通过连接到反应室10的排放部件70将蚀刻气体g稳定地排放到外面。
图9A是示出半导体层101的残留物余留在与发光部件100分离的晶片W的表面上的状态的图像；图9B是示出已经通过上述方法去除半导体层101的残留物的状态的图像。可以认识到，已经通过蚀刻气体从晶片W的表面去除如图9A所示的半导体层101的余留在晶片的表面上的残留物，如图9B所示。
如上所述，为了使用与发光部件分离的半导体生长基底再制造半导体发光装置，需要去除余留在半导体生长基底W的表面上的部分半导体层。为此，通过与半导体层的沉积工艺相同的方法，将半导体生长基底W定位在设置于化学气相沉积设备的反应室10中的基座20上，或者将半导体生长基底W装载到设置于反应室10中的舟皿30中，然后向半导体生长基底W释放蚀刻气体g，以去除余留在半导体生长基底的表面上的残留物，从而使半导体生长基底变为再生对象，由此可以使使用过的基底再生。
因此，用于制造半导体发光装置的化学气相沉积设备1或1′同样可以用于使晶片再生，而不需要在现有技术中根据通过将与半导体层分离的晶片的表面进行抛光而使晶片再生的方案来制备单独的再生装置。
如上所述，在根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法中，可以将用于在晶片上沉积半导体层的化学气相沉积设备再用作为用于使晶片再生的再生装置，而不需要用于物理处理或化学浸渍的单独装置或设备。
此外，通过化学气相沉积设备以与半导体层薄膜沉积工艺基本相同的方式，可以通过使用用于蚀刻工艺的蚀刻气体而不是用于沉积工艺的反应气体容易地执行再生工艺。
另外，可以通过蚀刻气体去除半导体层的残留物，由此可以显著地减小对晶片表面的损坏。
如上所述，在根据本发明实施例的制造半导体发光装置的方法中，在不需要物理处理的情况下去除半导体层的余留在与半导体层分离的晶片的表面上的残留物，由此可以显著地减小对晶片表面的损坏。
另外，同时处理多个晶片，由此可以提高产量。
虽然已经结合实施例示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离如由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出修改和改变。

Claims (13)

1.一种制造半导体发光装置的方法，所述方法包括：
在半导体生长基底上顺序地生长第一导电类型半导体层、活性层和第二导电类型半导体层，以形成发光部件；
通过经由导电粘附层将支撑部件结合到所述第二导电类型半导体层的第一侧上来在所述第一侧上形成所述支撑部件，以将所述支撑部件结合到所述发光部件，所述第一侧与所述第二导电类型半导体层的接触所述活性层的第二侧相对；
通过使用所述支撑部件将所述半导体生长基底与所述发光部件分离；以及
将蚀刻气体施加到所述半导体生长基底，以从所述半导体生长基底的表面去除所述第一导电类型半导体层的残留物，
其中，施加蚀刻气体的步骤包括：
将包括在其中沿高度方向装载的多个半导体生长基底的舟皿设置在反应室中，所述多个半导体生长基底中的每个在其上具有余留在相应的表面上的所述第一导电类型半导体层的残留物；
将所述反应室的内部进行加热和增压，以使所述多个半导体生长基底暴露于预定的温度和压力条件；以及
通过多个气体供给部件将所述蚀刻气体释放到所述反应室中，以从所述多个半导体生长基底的所述相应的表面去除所述第一导电类型半导体层的残留物，
其中，所述多个气体供给部件设置为沿着所述舟皿的周缘彼此隔开，所述多个气体供给部件具有与所述反应室的内部沿高度方向划分的相应区域的高度对应的不同高度，
其中，释放蚀刻气体的步骤包括：通过具有不同高度的所述多个气体供给部件将所述蚀刻气体释放到在所述反应室的所述内部沿高度方向划分的所述相应区域中。
2.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，所述方法还包括：在施加所述蚀刻气体之后，检查所述残留物是否余留在所述半导体生长基底的所述表面上以及所述半导体生长基底的厚度是否减小。
3.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层包括氮化物基半导体层。
4.根据权利要求3所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述氮化物基半导体层包括GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN。
5.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述支撑部件由导电材料形成。
6.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述蚀刻气体包括HCl气体或Cl2气体。
7.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，还将所述蚀刻气体与辅助气体混合。
8.根据权利要求7所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述辅助气体包括氢气、氮气或氩气。
9.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，将所述蚀刻气体等离子化，然后释放。
10.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述气体供给部件设置在所述反应室的上表面上，并朝向设置在所述上表面下方的所述半导体生长基底释放所述蚀刻气体。
11.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述气体供给部件沿所述反应室的侧部的周缘设置，并朝向所述反应室的中部沿相反的径向方向供给所述蚀刻气体。
12.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述反应室被构造为具有单个化学气相沉积设备，并使所述半导体生长基底定位在设置于所述单个化学气相沉积设备中的基座的上表面上。
13.根据权利要求1所述的制造半导体发光装置的方法，其中，所述反应室被构造为具有炉化学气相沉积设备，并使所述半导体生长基底装载在设置于所述炉化学气相沉积设备中的舟皿中。
CN201210203592.8A 2011-06-15 2012-06-15 制造半导体发光装置的方法 Active CN102832300B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0058004 2011-06-15
KR1020110058004A KR101717670B1 (ko) 2011-06-15 2011-06-15 반도체 발광소자 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102832300A CN102832300A (zh) 2012-12-19
CN102832300B true CN102832300B (zh) 2017-05-24

Family

ID=46419891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210203592.8A Active CN102832300B (zh) 2011-06-15 2012-06-15 制造半导体发光装置的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8859314B2 (zh)
EP (1) EP2535951B1 (zh)
JP (1) JP2013004981A (zh)
KR (1) KR101717670B1 (zh)
CN (1) CN102832300B (zh)
TW (1) TWI570952B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109545909A (zh) * 2018-09-28 2019-03-29 华灿光电（浙江）有限公司 一种氮化镓基发光二极管外延片的生长方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103078016A (zh) * 2012-12-29 2013-05-01 光达光电设备科技（嘉兴）有限公司 Led外延片沉积方法和led外延片沉积设备
KR102020446B1 (ko) 2013-01-10 2019-09-10 삼성전자주식회사 에피텍시얼막 형성 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 및 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217560A (en) * 1991-02-19 1993-06-08 Tokyo Electron Limited Vertical type processing apparatus
CN101304063A (zh) * 2008-07-03 2008-11-12 中国科学院上海微***与信息技术研究所 发光二极管的制作方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2002261081A (ja) 2001-03-01 2002-09-13 Asm Japan Kk 半導体ウエハのエッチング装置及び方法
KR100431657B1 (ko) 2001-09-25 2004-05-17 삼성전자주식회사 웨이퍼의 처리 방법 및 처리 장치, 그리고 웨이퍼의 식각방법 및 식각 장치
WO2003034508A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-24 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacture thereof
JP4218597B2 (ja) * 2003-08-08 2009-02-04 住友電気工業株式会社 半導体発光素子の製造方法
KR100608933B1 (ko) * 2004-11-19 2006-08-08 광주과학기술원 기판에 건식식각을 수행하여 개선된 광추출 효율을 가지는고효율 ⅲ-ⅴ 질화물계 플립칩 구조의 반도체 발광소자제조방법
US7585769B2 (en) * 2006-05-05 2009-09-08 Applied Materials, Inc. Parasitic particle suppression in growth of III-V nitride films using MOCVD and HVPE
KR100835076B1 (ko) 2006-12-08 2008-06-03 삼성전기주식회사 수직구조 ｌｅｄ 소자 및 그 제조 방법
US7795054B2 (en) * 2006-12-08 2010-09-14 Samsung Led Co., Ltd. Vertical structure LED device and method of manufacturing the same
FR2910179B1 (fr) 2006-12-19 2009-03-13 Commissariat Energie Atomique PROCEDE DE FABRICATION DE COUCHES MINCES DE GaN PAR IMPLANTATION ET RECYCLAGE D'UN SUBSTRAT DE DEPART
KR20080113479A (ko) 2007-06-25 2008-12-31 엘지이노텍 주식회사 웨이퍼 재활용 방법
KR101501307B1 (ko) 2007-09-21 2015-03-10 가부시끼가이샤 도시바 발광 장치 제작 방법
JP2010109151A (ja) 2008-10-30 2010-05-13 Takashi Yunogami 使用済み半導体ウエハの再生方法
US20110171758A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Applied Materials, Inc. Reclamation of scrap materials for led manufacturing
KR20120040791A (ko) 2010-10-20 2012-04-30 삼성엘이디 주식회사 웨이퍼 재생 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217560A (en) * 1991-02-19 1993-06-08 Tokyo Electron Limited Vertical type processing apparatus
CN101304063A (zh) * 2008-07-03 2008-11-12 中国科学院上海微***与信息技术研究所 发光二极管的制作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109545909A (zh) * 2018-09-28 2019-03-29 华灿光电（浙江）有限公司 一种氮化镓基发光二极管外延片的生长方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2535951B1 (en) 2018-04-18
KR101717670B1 (ko) 2017-03-17
EP2535951A3 (en) 2014-07-16
TW201251107A (en) 2012-12-16
US8859314B2 (en) 2014-10-14
TWI570952B (zh) 2017-02-11
KR20120138493A (ko) 2012-12-26
US20120322188A1 (en) 2012-12-20
CN102832300A (zh) 2012-12-19
JP2013004981A (ja) 2013-01-07
EP2535951A2 (en) 2012-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9012953B2 (en) LED with improved injection efficiency
TWI557937B (zh) 具ｐ型摻雜層之發光裝置
CN102593293A (zh) 模板、其制造方法以及制造半导体发光器件的方法
JP6406811B2 (ja) Ｉｉｉ 族窒化物半導体装置の製造装置および製造方法ならびに半導体ウエハの製造方法
JP2007042898A (ja) Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法と窒化ガリウム系化合物半導体素子
CN102832300B (zh) 制造半导体发光装置的方法
JP5519347B2 (ja) 半導体素子の製造方法
CN111587223A (zh) 通过mocvd生产涂覆有石墨烯的发光装置的方法
JP5551131B2 (ja) 窒化物半導体積層構造体の製造方法
KR20140102880A (ko) 반도체 발광소자 제조방법 및 화학 기상 증착 장치
JP2013251442A (ja) 気相成長装置および窒化物半導体発光素子の製造方法
CN107887480B (zh) 一种发光二极管外延片的制备方法及发光二极管外延片
JP5708033B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体素子を作製する方法
CN107112390B (zh) 发光元件及其制造方法
US8729670B2 (en) Semiconductor substrate and method for manufacturing the same
JP6516482B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体素子の製造装置および製造方法ならびに半導体ウエハの製造方法
TWI607507B (zh) 用於製造具有至少一個功能層之複合體或進一步製造電子或光電元件的製程
JP6562350B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体装置の製造装置および製造方法ならびに半導体ウエハの製造方法
JP2013089617A (ja) 結晶積層構造体及びその製造方法、並びに半導体素子
JP2009081192A (ja) 半導体光素子を作製する方法、及びｉｉｉ−ｖ化合物半導体結晶を成長する方法
KR20090109730A (ko) 반도체 기판과 이의 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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant