TW200537606A - Method of separating layers of material - Google Patents

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Description

200537606 九、發明說明： 【發明所屬之技術領城】 本申請案請求共同審查之美國臨時專利申請案（序號 60/557,450 ’申請曰2〇〇4年3月29曰）的利益，該臨時專利 5申請案被併入此處作為參考。 發明領域 本發明相關於材料層分離及更多，利用照射層間介面造 成如基板與成長於基板上薄膜的材料層分離。 • 【軒】 10 發明背景 以氮化鎵/銦氮化鎵為基底之發光二極體(LED)，如“藍 光LED”，具有可預見的未來。針對氮化鎵/銦氮化鎵發光二 極體之實際應用已擴展至如行動電話按鍵、LCD背光模 組、交通號誌燈、商業招牌、車輛燈飾、戶外全彩顯示器 15 面板、家用發光元件及其他產品。在這些與其他應用中， 高亮度發光二極體可替代傳統光源如日光燈或螢光燈。藍 ® 光發光二極體比傳統光源因在較低輸入能量下的較高光輪 出（節省能源、高效率）及較長工作時間而著名。它們的高性 質與可靠度顯示成功取代傳統光源的可行性；不過仍有％ 20 要提升目前發光二極體之設計以超越目前已知的限制及内 在缺點。較佳與較精確的製造技術利用減少浪費、提高致 率及提供更進步與更複雜或已改善的設計來擺脫困境’ Μ 及經由更多可製造性設計(dfm)其彈性提升技術而幫助挺 200537606 升藍光發光二極體。如此改善過的製造技術將簡單化及簡 化其製造成本。 藍光發光二極體可利用沉積氮化鎵/銦氮化鎵層於藍 寶石基板上製造。當發光二極體元件係已製造，晶圓係切 5 割成單獨的晶粒。目前晶粒分離製程涉及下列步驟。第一 藍寶石晶圓利用研磨及拋光晶圓背面以薄化至厚度小於 10 0微米。接著晶圓係鑲埋至切割帶上並沿著介於晶粒間的 溝紋利用鑽石切割針或紫外光雷射光束而切割。最後，晶 圓沿著切割線利用斷裂工具進行斷裂。斷裂後，晶粒帶係 10 延伸以便物理地分離晶粒進而接著的自動選取及放置行動 係可執行。該製成稱為“切割且破壞”性晶粒分離。 在發光二極體製程中主要成本為藍寶石基板薄化與 “切割並破壞”性行動。熟知發光二極體剝離製程可有效降 低時間與發光二極體製程成本。例如：發光二極體之剝離 15 可藉由成長氮化鎵發光二極體薄膜元件於藍寶石晶圓上而 除去晶圓切割步驟，並接著傳送薄膜元件至散熱電連結 器。在此製程中，雷射光束射穿藍寶石晶圓背面以分離氮 化鎵發光二極體元件並傳送元件至封裝於散熱器且/或光 學反射器上之基板。利用特殊晶圓，藍寶石成長基板可能 20 可再利用，且發光二極體製備成本可因而降低。此外，此 方法可迅速傳送已提高光輸出的發光二極體，且因紫外光 雷射的低應力而具低運作成本。 氮化鎵發光二極體目前的設計具有妨礙提高性能及可 靠度之效應的内在限制。此設計係也相關於靜電放電問 200537606 題。如第U圖與第1B圖所示，藍光發光二極體Η)包含以显 質早晶法成長於碳化石夕或藍寶石晶圓基板14上之多層料 化鎵與氮化鎵12a、12b與12c。由於藍寶石晶圓為自 體，電流由水平電極結構提供。因為卜氮化録層仏的、高電 W且，鎳/金缚膜16係沉積於p氮化鎵層上以提升電流延伸分 布。不過’仍有-些相關於水平結構的缺點。 第一’錄/金薄膜16吸收發光二極體光輸出的實質部 分。因薄膜對於穿透光線限制了穿透度，為了使發光二極 體光穿透㈣’鎳/金薄膜16非常細常小則_)。從發 10光二極體放出之光大約有25%由鎳/金薄膜16吸收。且放出 之光中有相當關耗損於射穿透藍f石過程之卜某些導 向藍寶石基板14的光係因為藍寶石晶圓與其周圍反射係數 的差異而反射至前表面。錄/金薄膜16也吸收了輸出光的主 要反射部分。 5 第二，鎳/金薄膜16對於濕氣敏感，因而導致效果退 化。為了保持薄膜透明度，薄鎳/金膜藉由金屬蒸鍍沉積， 且接著於大氣或氧氣環境中熱處理。鎳/金薄膜16形成氧化 化5物，具有畜含金之氧化鎳結構。當濕氣在長時運作下 會牙透氧化物薄膜，發光二極體元件10係遭受損害。 0 第三，鎳/金薄膜16因為電流擁擠效應而使銦氮化鎵多 重1子井發光層12b其發光效率遭受衰退。由於佈滿電流之 鎳/金薄膜16具較n_氮化鎵層i2c低之電阻，電流會集中於靠 近負極20之區域18(見第1八圖）。因此，由於有效範圍中其 200537606 不稔疋功用導致低效率及低可靠度之光輸出，電流擁擠現 象可避免在有效銦氮化鎵範圍中其同質作用。 第四，水平電極結構可造成電流瓶頸效應，因而導致 低可罪度。經由正極22所提供之電流分布橫佈鎳/金薄膜 5 16，且自p-氮化鎵12a經由銦氮化鎵12b流至η-氮化鎵12c。 由於負極20水平位在氮化鎵12cJi，電流係於電極2〇中之 範圍24瓶頸化（第1A圖及第1B圖）。 具垂直電極組態之發光二極體克服許多水平發光二極 體結構所擁有的缺點。如第2圖所示，具垂直結構之發光二 1〇極體3〇涉及氮化鎵層似、32b、32c自藍寶石基板至導電基 板34，如矽晶圓，之轉換。垂直電極組態可除去實質上增 加光輸出之鎳/金薄膜。垂直結構允許水平結構中穿越藍^ 石將漏失最小化之金屬反射層36其沉積。垂直結構也藉著 降低或消除電流擁擠及擁擠而提升可靠度及效率。製造垂 15直發光二極體結構的重點為成功地將氮化鎵層自晶膜藍寶 石晶圓剝移至導電矽晶圓之製程。 高亮度垂直發光二極體之製造實例顯示於第3圖。第 一，氮化鎵層32a、32係沉積於藍寶石晶圓38上。在金屬薄 膜反射層36沉積於p-氮化鎵之後，矽基板或其他任何導電 2〇基板34(包含砷化鎵基板及厚金屬膜）係鍵黏合至金屬薄膜 反射層上。藍寶石晶圓如下所述利用紫外光一雷射剝移。負 極係沉積於η-氮化鎵層上且正極係沉積於矽晶圓上。由於 η-氮化鎵層具較ρ-氮化鎵層低之電阻，鎳/金薄膜因而不再 需要。電流因而不受擁擠或擁擠效應能均勻的分佈。消除 200537606 棘手鎳/金;4膜可導致旦垂言4士捲 v…直、、，°構之發光二極體其效率枭 可靠度增加。 /' 垂直、、。構係可利用紫外光_雷射剝除步驟製造。紫外 _雷射剝除方法涉及以料光雷射脈_肖紫外光在氮化 5鎵（高吸收）薄膜層與藍寶石基板間的吸收差異而對氮化錄/ 藍寶石介面進行選擇性照射。—般而言，氮化嫁層在藍寶 石晶圓上異質晶膜成長。為促進氮化錄晶體成長，緩衝層 可以相當低溫，接近300。0：而沉積。當緩衝層在高溫中幫: 氮化鎵層成長，緩衝層因為嚴重晶格不對稱而具有相當高 K)密度的不同缺陷。晶體缺陷，如差排、奈米管及倒置Z 會提高可增加對入射紫外光吸收度之表面能。用以剥離步 驟之入射雷射光束帶有遠低於藍寶石晶圓吸收臨界門根之 月t*里雄度，進而允許入射雷射光束不經產生任何損害而發 射。相反的，雷射能量密度可高到足以在表面導致光起始 I5 裂解’進而造成介面分離。 有關备、外光雷射剝離步驟的研究產生。Keiiy等人說明 利用穿越透明藍寶石之Q開關355奈米波長摻鈥釔鋁石榴石 雷射照射所產生之氮化鎵裂解（名〇 B. Dalheimer, G. Groos, R. Dimitrov, H. Angerer and M. 20 Stutzmann，Applied Physics Letter，vol· 69 p· 1749, 1996、〇 Wong等人利用248奈米波長準分子雷射完成分離5微米厚 氮化鎵薄膜與藍寶石晶圓（^W·兄Wong, Γ. hnA and TV. W. Cheung，Applied Physics Letter，vol· 72 ρ· 599，1997、。Wcmg 等人進一步發展利用248nm準分子雷射在氮化鎵發光二極 200537606 體中之剝離步驟（覔W· & Παη也TV. W CTzw/^，Μ.
Kneissl，D· R Bour，Ρ· Mei，L· Τ· Romano and Ν· Μ· Johnson， Applied Physics Letters，vol· 75 ρ· 1360, 1999、。KeWy 等人也 揭露利用Q開關355奈米波長摻鈥釔鋁石榴石雷射之光栅掃 5 描以剝離275微米厚氮化鎵薄膜（霓M.[心％兄尸.Vhw办， V M. Phanse, L. Gorgens, O, Ambacher and M. Stutzmann, Japanese Journal of Applied Physics, vol. 38 p. L217, 1999)。Kelly等人也報導對於克服因來自氮化鎵-藍寶石晶 圓之南殘餘應力而在雷射剝離步驟中產生之氮化鎵厚膜其 10延伸斷裂的困難。同樣地，在此研究中，作者必須加熱氮 化鎵/藍寶石晶圓至600°c，但他們無法完全抵銷由殘餘應 力所導致之斷裂問題。 不管紫外光-雷射剝離的優點，氮化鎵發光二極體製造 因為低製程良率所導致之低產率而已受限。低良率係某個 15標準上因為源起於金屬-有機蒸氣化學沉積(M0CVD)製程 所產生之氮化鎵-藍寶石晶圓内高殘餘應力而形成。金屬_ 有機療:氣化學沉積製程需要超過600〇c之活化溫度。如第4A 圖所示，氮化鎵與銦氮化鎵層32藉由金屬-有機蒸氣化學沉 積製知係>儿積於監寶石晶圓38上。由於實質上氮化鎵(5·59 20 X 10-6ΛΚ)與藍寶石（75〇 χ脳/〇κ)之間有熱膨脹係數 (CTE)上的差異（見第丨表），當氮化鎵/藍寶石晶 圓從金屬-有 機洛氣化學 >儿積製程中之高溫冷卻至室溫時，高標準殘餘 應力如第4Β圖所示存在著。殘餘應力包含氮化蘇上之壓縮 殘餘應力4 0及藍實石上舒張殘餘應力4 2。 10 200537606 第1表化鎵與藍寶石其;料特性 材料 結構 晶袼常數a (A) 晶格常數c (A) 密度 (§/cm3) /广丁个r ί 土 價帶能階 (e\/\ 熱膨脹 (γ^/οτζ 藍寶石 六方堆積 4.758 12.991 3.97 9.9 入 u / xv 7.50 氮化鎵 六方堆積 3.189 5.815 6.1 3.3 5.59 當具足夠能量之入射雷射脈衝撞擊氮化鎵/藍寶石表 面，該照射導致介面瞬間分離。由於入射雷射脈衝具受限 尺寸(通常小於1平方公分），它只會產生小部分分離或介面 5剝離。由於分離範圍周圍仍具高標準殘餘應力，它在鍵黏 合/分離界線處產生應力集中’導致界線處破裂。該與殘餘 應力相關之破裂係成為紫外光-雷射剝離步驟中的障礙。 目前，有許多方法執行氮化鎵/藍寶石晶圓上的雷射剝 離步驟。其中一方法涉及q開關355奈米波長摻鈥釔鋁石榴 10 石雷射之光柵掃描（見Μ· K· Kelly，R· ρ· Vaudo，v. M.
Phanse，L· Gorgens，0· Ambacher and Stutzmann，
Japanese Journal of Applied Physics, vol· 38 p. L217, 1999)。利用固態雷射之剝離步驟係說明於第5A圖。另一個 方法則使用248奈米準分子雷射（見W. S· Wong，T. Sands, N. 15 W· Cheung, Μ· Kneissl，D· Ρ· Bour，Ρ· Mei，L· T. Romano and N. M. Johnson, Applied Physics Letters, vol. 75 p. 1360, 1999)。利用準分子雷射之剝離步驟係說明於第5B圖。 兩步驟，如第6圖所示，使用涉及將雷射光束44轉化或 以氮化鎵/藍寶石晶圓46為目標之光栅掃描。相關於光柵掃 2〇描方法之問題為它需要重疊曝光以覆蓋所欲範圍，因此導 致在某些區域的多重曝光48。在上述兩方法中’氮化鎵/藍 11 200537606 寶石其雷射剝離為單一脈衝步驟。固定範圍上不需要的多 重曝光因導致薄膜裏多餘應力的產生而提高斷裂潛在可 能。 如第7圖戶斤示，光栅掃描也涉及雷射光束44從一端至另 5 —端的掃描，缓杈地從一端至另一端分離氮化鎵/藍寶石介 面。此殘餘應力端對端的釋放導致了介面50中介於已分離 與未分離區域，如已掃描與未掃描範圍，之間的高應力標 準差異。在介面50中殘餘應力標準的不同提高了模式i與模 式2裂縫繁衍的可能性。儘管第6圖與第7圖中之說明係根據 10利用固態雷射之步驟，準分子雷射之光柵掃描亦產生相似 結果。 目前，藍寶石晶圓一般直徑尺寸為兩吋，但其他尺寸(例 如：三吋及四吋晶圓）也可進行氮化鎵異質晶膜成長。對於 氮化鎵/藍寶石0a圓，殘餘應力標準隨晶圓而變，且壓縮與 15舒張殘餘應力 < 同時存在。殘餘應力之存在可利用彎曲晶圓 而觀察。當雷射剝離步驟鬆弛了氮化鎵/藍寶石連續介面之 大範圍時，如上所述，劇烈應變梯度將在介於分離與鍵黏合 ”面間之界線逐漸產生。邊應k梯度可導致氮化鎵層廣泛斷 裂。 ’、 20 當靶材料以強雷射脈衝照射時，靶材料淺層可瞬間氣化 至高溫及高壓表面電漿中。該現象稱為⑽。钱由剝姓創 造並接著擴張至周圍。表面電漿的擴張會引發傳送衝擊至乾 材料之辰波。當雷射係導穿過放置於t前方之透明材料時今 剝飯係侷限於兩材料間。在此受限的剝歸，抑制於表面: 12 200537606 電漿可產生大量震波，以提升衝擊壓力。來自在 氮化鎵/藍寶石介面受限剝钱之***性震波不僅 導致氮化鎵層自藍寶石基板的分離，且斷裂接近雷射光束點 的氮化4豕層。（例如參見P· Peyre以· a/·，Journal 〇f Laser 5 Applications，vol· 8 ρρ.135-141, 1996) 此外，利用解決相關於因已分離薄膜層其破裂所導致 低良率之殘餘應力問題，對於從藍寶石晶圓分離氮化鎵薄 膜之已改進方法有需求。對於可延伸至任何剝離應用以解 決上述已討論問題的步驟也有需求。 1〇 【考务明内容】 本發明係為一種將至少一材料層自基板分離的方法， 该方法包含：提供第一與第二基板及介於該基板至少一材 料層，該至少一材料層係藉由分道分離成數個區域；利用 雷射形成光束點，其中該光束點係成形以覆蓋整數個該區 15域；以及利用該光束點照射介於該第一基板與該區域間的 介面，其中該照射係對每整數個區域進行直到該第一基板 從所有區域分離。 本發明亦為一種從基板分離至少一材料層的方法，該 方法包含：提供具有至少一形成於基板上材料層的基板； 利用至夕、每射與光束同相為形成同相光束點；以及利用該 同相光束點單一脈衝以貫質上均勻分佈之雷射能量密度照 射介於該層與該基板之間的介面以從該基板分離該層。 本發明又為一種從基板分離至少一材料層的方法，該 方法包含··提供具有至少一形成於基板上材料層的基板； 200537606 利用雷射以形成同相光束點；以及利用該光束點照射介於 該第-基板與該層之間的介面，其中該介面係用一般同心 圖像照射以自該基板分離該層。 本發明又為一種從基板分離至少一材料層的方法，該 5方法包含：提供具有至少一形成於第一基板上材料層的第 一基板；蝕刻該至少一材料層以利用在該第一基板上的分 道分離忒至少一層為數個區域，該區域相關於晶粒；附著 第二基板至該區域；利用雷射形成同相光束點，其中該同 相光束點係成形以覆蓋整數個該區域；利用該同相光束點 10肤射介於讜第一基板與該區域之間的介面，其中該照射對每 個該整數個區域執行；以及自所有該區域分離該第一基板。 本發明又為一種從基板分離至少一材料層的方法，該 方法包含：提供具有至少-形成於第一基板上氮化蘇層的 第一基板；在該氮化鎵層上形成至少一薄膜，該至少一薄 15膜包含反射性薄膜；附著包含鉬之第二基板至該至少一薄 膜，以及照射介於該第一基板與該氮化鎵層之間的介面以 從該氮化鎵層分離該第一基板。 本發明又為一種從基板分離至少一材料層的方法，該 方法包含：則共具有至少-形成於第一基板上材料層的第 20 一基板；附著第二基板至該至少一材料層；以及利用以相 關於戎介面之角度範圍曝照該介面於雷射光以照射介於該 第一基板與該材料層之間的介面，以從該材料層分離該第 —基板。 圖式簡單說明 14 200537606 該等與其他特徵及優點將藉由配合圖示閱讀下列詳細 敘述係明瞭，其中： 第1A圖為說明具有水平電極組態之傳統氮化鎵發光二 極體其橫剖面之結構圖。 5 第1B圖為顯示於第1A圖中氮化鎵發光二極體之上視 圖。 第2圖為說明具有垂直電極組態之氮化鎵發光二極體 其橫剖面之結構圖。 第3圖為說明製造具有垂直電極組態之氮化鎵發光二 10 極體之流程圖。 第4A圖為說明在金屬-有機蒸氣化學沉積製程中氮化 鎵/藍寶石晶圓之結構圖。 第4B圖為說明金屬-有機蒸氣化學沉積製程後在氮化 鎵/藍寶石晶圓上殘餘應力生成之結構圖。 15 第5A圖為說明在氮化鎵/藍寶石晶圓上利用Q開關355 奈米波長摻鈥釔鋁石榴石雷射之傳統雷射剝離方法其結構 圖。 第5B圖為說明在氮化鎵/藍寶石晶圓上利用248奈米波 長準分子雷射之傳統雷射剝離方法其結構圖。 20 第6圖為說明在氮化鎵/藍寶石發光二極體晶圓上Q開 關355奈米波長摻鈦釔鋁石榴石雷射之光栅掃描與所產生 之多重曝光其結構圖。 15 200537606 第7圖為說明在氮化鎵/藍寶石發光二極體晶圓上光栅 掃描與所產生可在介面形成高機率模式1與模式2裂縫之應 力其結構圖。 第8圖與本發明實施例一致為產生用以分離層之震波 5 的雷射脈衝用處其結構圖。 第9圖與本發明實施例一致為說明雷射曝光範圍及層 分離之橫剖面的結構圖。 第10A圖至第10C圖為說明不同雷射能量密度效應之 結構圖。 10 第11圖與本發明實施例一致為說明對薄板上氮化鎵層 之選擇性剝蝕以留下完整無缺的藍寶石晶圓及分離氮化鎵 層成數個晶粒之結構圖。 第12圖與本發明實施例一致為說明同相光束的投射與 沿光束路徑顯示的典型光束輪廓之光束傳送系統其結構 15 圖。 第13圖與本發明實施例一致為說明利用步驟及重複製 程的雷射剝離曝光之晶圓結構圖。 第14圖為說明利用步驟及重複流程在3乘3發光二極體 陣列上以單一脈衝曝光之晶圓照片。 20 第15圖與本發明另一實施例一致為說明結合殘餘應力 分離與精確執行-重複雷射光束曝光的之雷射剝離製程之 圖示。 第16圖為說明氮化鎵以具可變式像散聚焦光束點之固 態紫外光雷射作選擇性移除之晶圓照片。 16 200537606 第17圖與本發 $月進—步實施例一致為說明以正方形光 束進行之同心或艘# & #'&$射剝離曝光之結構圖。 弟18圖與本發 5 10 15 20 /3進一步實施例一致為說明以圓形光束 進行之同心或螺旋雷射_曝光之結構圖。 第19圖與本笋 a Θ進一步實施例一致為說明以可變式環 狀光束進行之同心式 ^螺％雷射剝離曝光之結構圖。 第20圖與本於明 %月進一步實施例一致為說明雷射剝離製 程之圖示。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 …詳細敘錢明了與本發明一致，滿足相關於已存在剝 離與提1¾產率問題’的製程例示實施例。本發明之應用 不受隨刊㈣實_。儘管_實施例純化鎵和藍寶 石及氮化鎵/1寶；5介面相關，其他種類基板與材料層係可 用於U技藝。並且犧牲層係可提供介於氮化鎵（或其他 材料層）及監寶石（或其他類型基板)之間。 參考第8圖，雷射係可穿越至少一基板材料層1〇2而導向 至至少-材料104以分離材料102、1()4。在例示實施例中， 基板材料102為藍寶石絲材料刚為氮化嫁（⑽）。 材料1〇2、104之分離係可利用足以在乾材料104與 基板材料1G2之間介面则產生震波之#射能量而達成，因而 即刻從基板材料102分離開靶材料104。震波可因離子化蒸气 急速提高«溫賴導致之提升溫度由在介面藉由爆= 17 200537606 月多脹所創造。雷射能量密度可在足以產生於靶材料1〇4上之 力Faa導致無破裂之分離的範圍内。此施加力&可表示如下： /yGPa) = c[/r(GW/平方公分)]"2 Ffl(N) = &(GPa)Ar(平方公分） 5 其中心為由***性震波造成之波峰壓力，C為功效與幾 何因子’ 4為入射雷射光束之輻射照度(irradiance)，匕為施 加力且為照射範圍。 當電漿108膨脹時，如第9圖所示，雷射曝照範圍如在其 邊緣旋轉之曲臂。例如，需要破裂或斷裂之Fr可視為兩點彎 10 曲測試並可表示如下： 其中d為免材料104厚度，w為施加力或雷射脈衝之寬 度，L為施加臂長度或雷射脈衝之一半長度，且〜為氮化鎵 破裂或斷裂應力模數。為提高Fr，雷射脈衝之寬度〜係可增 15加並雷射脈衝之半長L係可減少，因此形成線型光束。線型 光束係遍及靶材料104掃描以最小化因照射所形成之彎曲力 矩。 在低於氮化鎵剝蝕門檻(〜〇·3焦耳/平方公分在248奈米 波長時）的雷射能量密度下，例如，氮化鎵/藍寶石介面1〇6 20的瞬間分離應無法順利達成，如第10A圖所示。雖然氮化鎵 之分解可在低於剝蝕門檻下發生，但獨自的分解無法造成 介面106瞬間分離，因為沒有不具剝蝕之驅動力，如來自膨 脹電漿之震波。相反地，施加過強之雷射能量密度可造成導 18 200537606 致乾材料104(如氮化鎵薄膜)斷裂及裂縫之多餘***性應力 波I何如第10C圖所示。當照射雷射能量密度係最佳化， 士第_圖所不’由震波形成之力足以在介面106分離層 ι〇2、104但無法在乾材料1〇4中產生斷裂。根據氮化錄與藍 • 5寳石之例示實施例’雷射能量密度的最佳賴可介於〇.= 1.5焦耳/平方公分。 雷射照射之參數，如波長與能量密度，依係分離之材料 φ 種^而不同例如’自監貧石分離氮化鎵之最佳雷射能量密 度如上所讨論。248奈米波長之雷射也可將氮化嫁自藍寶石 10分離。對於熟知技藝者皆知的是248奈米波長(5電子：特)之 光能量介於氮化鎵(3·4電子伏特）與藍寶石（9·9電子伏特）之 間。此代表奈米波長之曝照較胃由氮化敍收且此選擇 性吸收導致剝蝕進而分離。 、 足些熟知技藝者證實其他雷射波長係可用於分離其他 15材料種類。例如，緩衝層係可用在介於藍寶石基板與氮;匕鎵 Φ 層之間以促進氮化鎵之晶膜成長。緩衝層之實例包含氮化鎵 缓衝層及氮化域衝層。在氮化賴衝層係使用之處，193 奈米波長的雷射因為193奈米波長(6·4電子伏特)之光能量介 於氮化銘㈣電子伏特)與藍寶石（9·9電子伏特）之間 20用。 ’、丨义 根據本發明實施例，如第11圖所示，係分離之—或夕層 (如氮化鎵薄膜或其他層）可於自基_，如藍 離或分離前形成較小範圍或區域112。在實施例中，區域U2 係可分離，以對應發光二極體晶粒。區域112的形成降低了 19 200537606 剝離製程中在介面由殘餘應力與震波所導致之斷裂。氮化嫁 薄膜區域II2係較不易由自環境所產生之殘餘應力所影響。 亚且，區域112具有在區域112裏之氮化蘇薄膜可抵撞之微量 殘餘應力與應變。 5 減實例’氮化嫁/藍寶石發光二極體晶圓116具有區域 m對稱及重複的圖像以形成正方形或長方形數百微米之相 同尺寸發光二極體晶粒。對稱及重複的區域112，例如，可 利用劃線及破壞製程由決定發光二極體晶粒邊界且提供作 為晶粒分離之犧牲空間的分道(street)U4分隔。儘管例示實 1〇施例中區域m相關於獨自正方形晶粒，熟知技藝者證實其 他組態及形狀，如長方形，可形成。 氮化鎵薄膜經由選擇性移除或在分道114上對氮化錄層 的钮刻係分離至區域112。在分道114上選擇性移除氮化嫁的 方法是_熟知技藝者都明㈣反應性離子闕達成。此製 15程有-些缺點，包含緩慢_速率及對危險化學品之必需性 處理。另-方法包含如完全併人於參考f料巾之美國專 利應用編號你遞哎糾所揭露的斜像光束傳送系統所形 成具可變式像散聚焦光束之固態紫外光雷射而產生的選擇 性触刻。可變式像散聚焦光束點可有效調節其尺寸至選擇性 2〇地剝離在分道m上之氮化鎵層，留下不受影響的藍寶石基 板（見第11圖），之最佳雷射能量密度。此選擇性氮化鎵剝離 係利用介於氮化鎵(0.3焦耳/平方公分在_奈米波長）與藍 寶石（超過2焦、耳/平方公分在248奈米波長）間之剝離門植重 大差異。 20 200537606 根據另一方法，蝕刻製程可利用圖像化雷射投射（例 如··使用準分子雷射）而執行。圖像化準分子雷射光束係也 可用於乾式圖像化氮化鎵分道或元件成不同形狀或圖像化 其他如ITO、金屬或介電絕緣層之薄膜，或其他元件或導電 5或絕緣層。作為移除連續氮化鎵薄膜部分而形成區域112與 分道114之另一種選擇方法，氮化鎵係可形成(如：成長)為在 基板110上之區域112與分道114。連續氮化鎵薄膜之成長， 然而，相較於具有分道114與區域112圖像之氮化鎵層成長， 可以更經濟。 10 根據進一步方法，介於區域112間之分道114係可放寬， 例如，基板110係移除後利用反應性離子蝕刻。重新蝕刻分 道114可降低或消除在區域112邊牆發生漏電流的可能性，例 如在η-氮化鎵及p-氮化鎵接合處。 剝離製程係可用於自基板11Q(如：藍寶石晶圓）利用照射 5 ;丨於基板110與區域112之間的介面而分離區域112(如··氮化 蘇層）。例示雷射剝離製程可使用具有同相光束點與如上所 述足以產生震波之能量密度的單—脈衝過程。單_脈衝製程 T免介於基板110與區域112間介面的重複曝照，因而將斷裂 2化。同相光束點係可用於照射介於係分離之層間介面以 20貝貝上'肖除讀梯度，因此促進有效之剝離。紫外光固態雷 射與準分子雷射皆可與光束均相器用以產生用於剝離Z 之同相光束。例示實施例使用在2邮奈米波長之氟化氮準分 ^雷射1電荷之氣相雷義介產生具大未加工光束尺寸之 问平均此$。光束同相器的應用對於大且具威力之準分子雷 21 200537606 10 射未加1光束相當有效。並且，在光束財提供均勻分 射能量密度有利於創造單_脈衝照射範圍裏之有效剝離/ 第l2su兄明利用近場成像形成同相光束投射 顯示沿光束路徑之典型光束輪廊。來自準分子雷射120= 加工光束在短邊/長邊中平坦頂端分佈巾具有高斯分佈 束同相器122(如：多重陣列組態)使梯形之未加工光束輪廓變 成正方形之平坦頂端輪廊。同相光束係由光罩124(如：長方 瓜可又式孔彳！)裁*以藉著近場成相使用可投射至發光二極 體乾日a圓116之光束最佳部分，例如，利用成像鏡片n 在發光二極體晶圓116上同相光束點13()之邊緣解析度因而 變得明顯。僅管光束傳送系統之組態係顯*於此例示實施例 中，熟知技藝者證實其他組態係可用以形成並投射同相光 束。儘管例示實施例顯示具長方形孔徑之光罩124，任何形 狀的光罩係可用羚近場成相。 15 減例示方法，剝離曝照利用步驟及重複製程而達成。 同相光束點130係成形以包含整數個已分離區域112(如：對 應正數個發光一極體晶粒）’如第13圖所示。光束點13〇之尺 寸可根據已分離區域112之尺寸精禮成形以包含多重已分離 區域112，如3乘3陣列。介於基板與整數個區域112之介面係 20利用單一脈衝曝照而照射，且該製程係可於每群區域(如： 晶粒）中重複。第13圖中的編號顯示了步驟與重複製程的例 示順序。當針對每群區域112之照射重複時，光束點13〇之固 定係可執行。有益地，固定可在分道114進行以避免在有效 22 200537606 ’光束點130 么光一極體範圍中的可能損害。在例示製程中 之固疋係維持約在5微米。 =4圖朗以奈米波長之準分子雷射對發光二極體 曰曰囫相進行單—脈衝曝照之實例。 點覆蓋9個發朵一托挪曰， 口 τ ij相九末 w Λ先―極體日曰粒且分離之氮化鎵/藍寶石介面變 的更梵。
10 15
20 為在小S圍中以單—脈衝進行之精準控制曝照，例示 =離曝照不需要對發光二極體晶圓加熱以抵銷殘餘應 曰:、可在至/里下進行。因為剝離曝照之雷射光穿越藍寶 2晶圓’藍寶石表面的傷害或碎片可產生在氮化鎵/藍寶石 "面上的陰影’因而導致剝離介面上的缺陷。”石表面係 可拋光以移除任何碎片或粒子^剝離曝照也可應用於在不同 角度範圍内，會降低或消除陰影效應的乾。 上述討論之例示製程可促進產能與對成功工業應用之 紫外光-雷射_製程其產率。與本發明—致之例示方法結 合料發光二極體晶®上殘餘應力的分離與_光束雷射 曝照。在分道上的氮化鎵層其選擇性㈣麟薄膜至對來自 週邊之殘餘應力具最小影響的小範圍。此外，小範圍自己具 有在剝離曝照下難以影響氮化鎵薄膜的最小殘餘應力。同相 光束實質地傳遞點中的均勻雷射能量密度。具同相雷射光束 之精準雷射《允如最佳雷魏量密度進行適合剥離。 第15圖說明例示剝離製程。在—或多氮化鎵層132成長 於藍寶石基板110上之後，保㈣層135係提供以避免在雷射 切割痕跡裏雷射沉積離子在氮化鎵層132上所造成之碎片。 23 200537606 形成分道114魅域112之氮⑽層132歸除可藉由雷 射切割或反應性離子钱刻達成。導電基板134在保護鑛層出 係移除後係難合於氮傾層m上。導電基板m可為任何 導電陶变及金屬麵，包含但秘於砂、鍺、坤化録、碟化 5鎵、銅、嫣化銅或錮。反射層（未顯示)係也可介於氮化錄層 132與導電基板134間形成。接著，藍f石基板⑽係可以雷 射剝離製程而移除。雷射剝離後，氮化鎵表面為了電極金屬 薄膜離子沉積或其他重要步驟而處理。最後晶圓射分開至 區域112之間，例如，以形成獨立發光二極體晶粒。 纟實際晶圓上之氮化鎵層選擇性移除的實例係顯示於 第’其巾提供高速騎_之具可變式像散㈣光束點 固恕紫外光雷射制於氮化鎵瓣。此實例巾，不具有晶粒 或分道圖像之整體氮化鎵層一開始係成長於藍寶石:圓 上。發光-極體晶粒尺寸係由雷射切割線所定義。此實例 15中，選擇性移除之寬度或雷射切割僅約可最小化晶圓真實面 積損失之5微米。 ' 在用於_之導電基板巾，㈣有所欲之性質，如相符 之熱膨脹係數(CTE)，藍光下高反射度與低延展性下的高強 度。！目具有相當接近氮化鎵（5.祕6/κ)之熱膨服係數 • (4.8x10 6/Κ)。金屬化合物，如銦化錯與金化錫，係可用於鍵 黏合鼠化鎵與導電基板。當使用這些鍵黏合材料時，氣化錄 與基板皆加熱，例如，加熱至接近彻。C。介於氮化鎵層與 =離基板間嚴重熱膨脹係數差異可造成另一高程度，對二黏 。衣私有告之殘餘應力。例如，儘管銅具優良導熱與導電 24 200537606 度，因為高熱膨脹係數（16.5x1〇-6/K)，它非所欲地為兩吋氮 化鎵/藍寶石晶圓之剝離基板。 銦在350至450奈米波長之藍光區域具有相當高，約 55%，的反射率。此數值比得上其他金屬。例如，在41〇奈 5米波長下主要金屬的反射度值如下：金(37%)、銅(51%)、鎳 (50%)、！白（57%)、鐵(58%)、鉻(70%)、銀(86%)、！呂（92%)。 儘管可比較之反射度使得鉬可直接用為反射層（如：不需個 別反射層），光輸出可藉由具高反射度之金屬薄膜其離子沉 積而最大化，如鋁及銀。介於氮化鎵與鉬間之高反射薄膜層 10可提高藍光發光二極體的效能，例如不會導入高程度殘餘應 力。例如，鋁可藉濺鍍於氮化鎵表面而形成反射層。由於鋁 薄膜化有害鍵黏合於鉬基板，另一金屬薄膜層係可沉積以避 免氧化與增強鍵黏合。不會氧化且允許鉬以接著至鋁薄膜之 金屬薄膜實例包含但不限於錫、鋅、錯與金。 15 鉬也提供晶粒分離製程中一些優點。傳統鑽石鋸開或切 割，主要因為其高延展度，難以用作金屬薄膜之分離。雷射 削奧與切割為可另一選擇之晶粒分離方法。不過具高延展产 之金屬薄膜，如銅，因為對可延展基板機械斷裂是报難的， 需要100%徹底削剪才能分離。因此，雷射徹底削剪因為無 20法在削剪後保持小晶粒之完整性而增加操作問題。鉬具高強 度及低延展度。鉬的獨特機械性質促使，甚至其受雷射切列 完90%之厚度後，其機械斷裂。 ^ 根據另一個例示方法，雷射剝離曝照係可與高速動作柃 制之技術合併以最大化產量。當雷射剝離利用具精準已設’ 25 200537606 5 10 15 20 光束穿透的步驟-及-重複曝照時，雷***確地發射至靶上為 所欲地。步驟•及-重複製程的最快玎能速度對提高產能亦為 所欲。動作控制的特殊函數係可用於比較動作平台（m〇ti〇n stages)之位置以及在預定位置時送出發射訊號至雷射。該技 術係稱為”位置比較並射出，，或，，邊動作邊開火”。當動作平台 為連續性動作時，動作控制”的處理器可持續地比較編碼 計數器與使用者已設定數值，並隨相符數值送出發射訊號至 雷射。因此動作平台不需於”步驟-及-重複，，中停止，可在連 續動作中運動，例如邊動作邊發射雷射。例如，當剝卿程 利用，，邊動作相火，，之技術，lxl平方公厘之同相光束點尺 寸，隨200 Hz的雷射脈衝重複頻率，能在一分鐘内執行2付 直徑發光二極體晶圓其剝離製程。 儘官執行剝離製程前，例示實施例涉及分道ιΐ4與區域 之形成，此處敘述之技術也可在不恭 一 _ ^ x +而百先分離層為區域 下用於力離連續層。雜連續層有效分 衝重疊時仍有微米裂縫產生。 ”射脈 雷身法可使⑽特技術叫描職_曝照之 先束例如，照射同心圖像。這些技術係可 或夕已分離層或基板上一或多連續層仃 寶石發光二極體晶内的殘餘應力具有同在^化鎵/藍 之同心分布。當雷射曝照遍及晶圓中舒張與壓縮 離及未分離區域之介面上應力程度的二於已分 描與未掃沪# A差異，如介於已掃 平锸靶圍間之介面。根據不同方法， 螺旋形或蟫#〃 光束係以圓形、 疋狀曝照所掃描以沿具相同程度應力之位置釋 26 200537606 放殘餘應力。此方法減低介於已掃描與未掃描範圍間之介面 上的應力梯度。此外，具有維度用以最小化因照射形成之彎 曲力矩的線光束，如上所述，係可遍及介面而掃描。 第17圖顯示具正方形光束點15〇之同心剝離曝照。第18 5圖顯不具圓形光束點152之同心剝離曝照。方法中，雷射光 束當晶圓為曝照係同心地傳移時(如：在圓形或螺旋形圖像
中）為猙悲。根據另一方法，光束在靜態晶圓上係可移動(如： 在圓形或螺旋形圖像中）。 移動圓形光束的方法為使用可利用旋轉馬達精確控制 兩兄子之檢々IL知描态。對熟知技藝者所知的其他光束點形 狀亦係可使用，例如三角形，六角形或其他多角形。在以多 角形雷射®像照射多角形晶粒的實例中，光束係以圓形或螺 疑化動作移動以覆蓋晶粒或晶粒群並提供薄膜用已控制圖 像從基板分離以已控制方式來減緩應力。 15 20 另一個方法利用可變式環狀光束點而完成同心掃描。如 第19圖所不，可變式環狀光束點154緩慢地降低其直徑以由 曰。曰圓外部同心掃描至晶圓中心。可變式環狀光束點可利用兩 圓:形光學儀n合併至光束傳送系統(bds)係產生，其中兩 光子儀S間距離決定光束點直徑。使用同 點提贴_嶋謝生之殘餘應力其敎= 第20圖與進—步實施例一致為說明用以分離電鑛基板 之雷射剝離製程。具氮化鎵區域112於上之藍寶石晶圓或基 板110係可以金屬或金屬合金電鑛以形成金屬基板副。鎳或 銅’或合金係因此用於電鑛。金屬基板160，例如，利用紫 27 200537606 外光雷射，係可在介於區域m間之位置脱切割。支撑薄膜 164係鑲後於金屬基板16〇上，且如上所述之雷射剝^程係 可用以分離藍寳石基板11()。後雷射剝離製程如接觸金屬化 係可接著用於移除金屬基板16〇部分以形成晶粒166。晶粒 5 166係可接著分離。在雷射剝離前藉由切割金屬基板使得 因為鍵黏合於藍寶石基板11()上而讓晶粒166之完整性係可 保持。熟知技藝者將證明此製程利用其他材料係可執行。 總括而言，根據與本發明概念一致之方法，第一及第 -基板係隨介於基板間至少—材料層而提供，材料層係由 K)分道分離成數個區域。光束點係由雷射形成並成㈣覆蓋 整數個區域。介於第一基板與區域間之介面係由光束點: 射。該照射對每整數個區域重複進行直到第一基板從所有 區域分離。 15 20 根據另-個方法’具有至少—形成於基板上材料層的基 板係提供且-同相光束點以至少—雷射與__光束同柄器二 成三介於層與基板間之介面係利用同相光束點之單一脈衝 以實質均勻分布雷射能量密度照射以分離層與基板。 根據另-方法’具有至少一形成於基板上材料層的基 板係提供且-光束點料射形成。介於第_基板與層間之 介面係以絲點照射。介面仙―般同心圖像照射以分離 層與基板。 μ根據進-步方法’具有至少—形成於第—基板上材料層 的第-基板係提供且材料層係㈣以分離層為數個在第一 基板上由分道分離之區域。第二基板係_於區域且同相 28 200537606 :束點係：雷射形成。同相光束點係成形以覆蓋整數個區 1心、第—基板與區域間之介面以同相光束點照射。該 4對每整數個區域讀進行。第-基板自所《域分離。 声的才方法具有至少—形成於第—基板上氮化鎵 層^-基板係提供且至少成於氮化鎵層上。薄 /包含㈣膜。包含銦之第二基板係附著於薄膜且
::弟:基板與氮化鎵層間之介面係照射以自氮化鎵層分 離弟一基板。 ^本發輸,m於此敘述，熟知技藝者可了解到此敛 t只由實例卿纽並秘財糾_。除了顯示及於 此敘述之例示實施例，其他實施例係_於本發明範圍。 =亥領域普通技藝卿成之修正與更換係考慮成除了下列 °月專利範圍外並不設限之本發明範圍。 【圖式簡單說^明】 第1A圖為說明具有水平電極組態之傳統氮化錄發光二 極體其橫剖面之結構圖。 第1B圖為顯不於第1AK1中氮化鎵發光二極體之上視 圖〇 2圖為說明具有垂直電極組態之氮化鎵發光二極 20 其橫剖面之結構圖 第3圖為說明製造具有垂直電極組態之氮化嫁發光二 極體之流程圖。 第4A圖為說明在金屬_有機蒸氣化學沉積製程中氣化 鎵/藍寶石晶圓之結構圖。 入 29 200537606 第4B圖為說明金屬-有機蒸氣化學沉積製程後在氮化 鎵/藍寶石晶圓上殘餘應力生成之結構圖。 第5A圖為說明在氮化鎵/藍寶石晶圓上利用Q開關355 奈米波長摻鈥釔鋁石榴石雷射之傳統雷射剝離方法其結構 5 圖。 第5B圖為說明在氮化鎵/藍寶石晶圓上利用248奈米波 長準分子雷射之傳統雷射剝離方法其結構圖。 第6圖為說明在氮化鎵/藍寶石發光二極體晶圓上Q開 關355奈米波長摻鈥釔鋁石榴石雷射之光柵掃描與所產生 10 之多重曝光其結構圖。 第7圖為說明在氮化鎵/藍寶石發光二極體晶圓上光柵 掃描與所產生可在介面形成高機率模式1與模式2裂縫之應 力其結構圖。 第8圖與本發明實施例一致為產生用以分離層之震波 15 的雷射脈衝用處其結構圖。 第9圖與本發明實施例一致為說明雷射曝光範圍及層 分離之橫剖面的結構圖。 第10A圖至第10C圖為說明不同雷射能量密度效應之 結構圖。 20 第11圖與本發明實施例一致為說明對薄板上氮化鎵層 之選擇性剝蝕以留下完整無缺的藍寶石晶圓及分離氮化鎵 層成數個晶粒之結構圖。 30 200537606 第12圖與本發明實施例一致為說明同相光束的投射與 沿光束路徑顯示的典型光束輪廓之光束傳送系統其結構 圖。 第13圖與本發明實施例一致為說明利用步驟及重複製 5 程的雷射剝離曝光之晶圓結構圖。 第14圖為說明利用步驟及重複流程在3乘3發光二極體 陣列上以單一脈衝曝光之晶圓照片。 第15圖與本發明另一實施例一致為說明結合殘餘應力 分離與精確執行-重複雷射光束曝光的之雷射剝離製程之 10 圖示。 第16圖為說明氮化鎵以具可變式像散聚焦光束點之固 態紫外光雷射作選擇性移除之晶圓照片。 第17圖與本發明進一步實施例一致為說明以正方形光 束進行之同心或螺旋雷射剝離曝光之結構圖。 15 第18圖與本發明進一步實施例一致為說明以圓形光束 進行之同心或螺旋雷射剝離曝光之結構圖。 第19圖與本發明進一步實施例一致為說明以可變式環 狀光束進行之同心或螺旋雷射剝離曝光之結構圖。 第20圖與本發明進一步實施例一致為說明雷射剝離製 20 程之圖示。 【主要元件符號說明】 10· ··藍光發光二極體 12c."n-氮化鎵層 12a· · ·ρ-氮化鎵層 14…藍寶石基板 12卜"銦|1/([^家多重量子井發光層 16…鎳/金薄膜 31 200537606
18···區域 20···負極 22···正極 24…範圍 30…發光二#體 32…氮化 32a…氮化 32b…氮化蘇層 32c…氮化 34…導電基板 36…金屬薄膜反射層 38…藍寶石晶圓 40···壓縮殘餘應力 42…舒張殘餘應力 44…雷射光束 46…氮化鎵/藍寶石晶圓 48…多重曝光 50…介面 102…基丨反材料 104…把材料 106···介面 108…電漿 110···藍寶石基板 112···氮化鎵薄膜區域 114"·分道 116···氮化鎵/藍寶石發光二極體 晶圓 120…準分子雷射 122…光束同相器 124…光罩 126…成像鏡片 130…同相光束點 132…氮化 134…導電基板 135···保護鍵層 150···正方形光束點 152···圓形光束點 154···可變式環狀光束點 160…金屬勒反 162···位置 164…支撐薄膜 166···晶粒 32

Claims (1)

  1. 200537606 十、申請專利範圍： 1· 一種將至少一材料層自基板分離的方法，該方法包含·· 提供第一與第二基板及介於該基板至少一材料 層’該至少一材料層係藉由分道分離成數個區域； 5 利用雷射形成光束點，其中該光束點係成形以覆蓋 整數個該區域；以及 利用該光束點照射介於該第一基板與該區域間的 Φ 介面，其中該照射係對每整數個區域進行直到該第一基 板從所有區域分離。 2·如申请專利範圍第^員之方法，其中該照射係對每整數 個該區域進行因而該光束點只固定介於該區域之該分 道裏。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其另包含： 在平口上移動该基板與該層；以及 15 20 以預定數值比較該平台位置，其中該雷射係依據該 ^置而射出以形成該光束點且照射介於該第—基板與 每整數個該區域之間的該介面。 實質上連續 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中該平台 地移動。 方 I申：專利範圍第1項之方法，其中該區域通常為長 形且其中該光束點通常為長方形。 6·如申請專利範圍第！項之方 材料層以形成數個該區域。“另包含敍刻該至少一 7·如申請專利範圍第6項之方法，其中钱刻該至少一層包 33 200537606 含使用雷射光束以選擇性地移除在該分道裏該至少一 材料層部分。 女申π專利In圍第7項之方法，其中钱刻該至少一層包 含將準分子雷射用於圖像化雷射投影。 .5 9·如中請專利範圍第7項之方法，其中㈣該至少一層包 纟使用由紫外光二極體傾注之SUI雷射切割。 讥如申請專利範圍第W之方法，其中該基板為半導體晶 • 圓’且其中該至少-層之該區域相關於晶粒。 η·如中請專圍第1項之方法，其中介於第—基板與該 10 11域之間的該介面係使用由光束同相器形成之同相光 束點而照射。 12·如申請專利範圍第1項之方法，其中照射該介面包含以 相關於該J面之角度範圍曝照該介面於雷射光。 Β 13.如申請專利範圍第！項之方法，其中該雷射為準分子雷 15 射’且其中照射該介面包含為了每整數個該區域曝照該 鲁介面於該準分子雷射單一脈衝。 Μ·如申請專利範圍第1項之方法，其中照射使用足以在該 介面上導致***性震波之雷射能量密度係執行，其中該 ***性震波從該區域分離第_基板。 15·如，申凊專利毒巳圍第i項之方法，其中照射使用在〇·⑹焦耳 /平方公分至1.6焦耳/平方公分範圍間之雷射能量密度 執行。 16·如申凊專利範圍第^員之方法，其中該區域與該分道係 以另一材料層覆蓋。 34 200537606 17. —種從基板分離至少一材料層的方法，該方法包含： 提供具有至少一形成於基板上材料層的基板； 利用至少一雷射與光束同相器形成同相光束點；以及 利用該同相光束點單一脈衝以實質上均勻分佈之 5 雷射能量密度照射介於該層與該基板之間的介面以從 該基板分離該層。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中形成該同相光束點 包含經由該光束同相器及接著經由可變式孔徑傳遞生 光束。 10 19.如申請專利範圍第18項之方法，其中該可變式孔徑通常 具有長方形狀。 20. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該雷射包含準分子 雷射。 21. 如申請專利範圍第17項之方法，其中照射該介面包含以 15 一般圓形方向移動具有該層之該基板。 22. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該層係分離成在該 基板上的晶粒陣列，且其中該同相光束點係成形以包含 整數個該晶粒。 23. 如申請專利範圍第17項之方法，其中照射該介面包含以 20 相關於該介面之角度範圍曝照該介面至雷射光。 24. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該基板為藍寶石晶 圓，且其中該至少一材料層包含至少一氮化鎵層。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該至少一層進一步 包含氮化鎵緩衝層。 35 200537606 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該同相光束點係利 用248奈米波長準分子雷射而形成。 27. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該至少一層進一步 包含氮化鋁緩衝層。 5 28.如申請專利範圍第27項之方法，其中該同相光束點係利 用193奈米波長準分子雷射而形成。 29.如申請專利範圍第17項之方法，其中照射係利用足以在 該介面上導致***性震波之雷射能量密度係執行，其中 該***性震波從該區域分離第一基板。 10 30.如申請專利範圍第29項之方法，其中該雷射能量密度在 0.60焦耳/平方公分至1.6焦耳/平方公分範圍間。 31.如申請專利範圍第17項之方法，其中該同相光束點係成 形為延長線，且其中照射包含掃描遍及該介面之延長 線。 15 32. —種從基板分離至少一材料層的方法，該方法包含： 提供具有至少一形成於基板上材料層的基板； 利用雷射以形成同相光束點；以及 利用該光束點照射介於該第一基板與該層之間的 介面，其中該介面係用一般同心圖像照射以自該基板分 20 離該層。 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該光束點通常為多 角形，且該同心圖像為螺旋形圖像。 34. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該光束點通常為圓 形，且該同心圖像為螺旋形圖像。 36 200537606 35. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該光束點為同相光 束點。 36. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該光束點為可變式 環狀光束點，且其中該可變式環狀光束點直徑係降低以 5 同心地掃描介於該第一基板與該層之間的該介面。 37. 如申請專利範圍第32項之方法，其中以同心圖像照射該 介面包含移動握住具該層之該基板的平台以致該光束 點沿對應該基板之螺旋形方向移動。 3 8. —種從基板分離至少一材料層的方法，該方法包含： 10 提供具有至少一形成於第一基板上材料層的第一 基板； 蝕刻該至少一材料層以利用在該第一基板上的分 道分離該至少一層為數個區域，該區域相關於晶粒； 附著第二基板至該區域； 15 利用雷射形成同相光束點，其中該同相光束點係成 形以覆蓋整數個該區域； 利用該同相光束點照射介於該第一基板與該區域 之間的介面，其中該照射對每個該整數個區域執行；以及 自所有該區域分離該第一基板。 20 39.如申請專利範圍第38項之方法，其另包含在該第一基板 係分離後分離該區域以形成該晶粒。 40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中分離該區域包含切 割在介於該區域之間上方之該第二基板。 41. 如申請專利範圍第38項之方法，其中第一基板包含藍寶 37 200537606 石晶圓。 42.如申請專利範圍第38項之方法，其中該至少一層包含氮 化鎵。 43·如申請專利範圍第38項之方法，其中該第二基板包含鉬 5 或其合金。 44·如申請專利範圍第38項之方法，其中提供具有形成於該 第一基板上該至少一材料層的該第一基板包含在藍寶 石基板上成長多層整體氮化鎵層。 45·如申明專利範圍弟38項之方法，其另包含將保護塗層用 0 於該至少一層且在蝕刻該至少一層後與在附著該第二 基板前移除該保護塗層。 46.如申請專利範圍第38項之方法，其中該同相光束點以傳 遞由雷射經穿越同相器與孔徑所生成之生光束係形成。 47·如申請專利範圍第46項之方法，其另包含： 5 在平台上移動該基板；以及 以預疋數值比較該平台位置，其中該雷射係依據該 位置而射出以形成該光束點且照射介於該第一基板與 每整數個該區域之間的介面。 48·如申請專利範圍第38項之方法，其中該雷射為準分子雷 射’且其中照射該介面包含為了每整數個該區域曝照該 介面於該準分子雷射單一脈衝。 49.如申請專利範圍第38項之方法，其中照射使用足以在該 介面上導致***性震波之雷射能量密度係執行，其中該 ***性震波從該區域分離第一基板。 38 200537606 50. 如申請專利範圍第49項之方法，其中該能量密度介於 0.60焦耳/平方公分至1.6焦耳/平方公分範圍内。 51. 如申請專利範圍第38項之方法，其另包含： 在附著於該第二基板前在該區域與該分道上形成 5 金屬基板； 切割至少一位在介於該區域間地點之金屬基板；以及 從該區域分離該第一基板後移除至少一該金屬基 板之部分。 52. —種從基板分離至少一材料層的方法，該方法包含： 10 提供具有至少一形成於第一基板上氮化鎵層的第 一基板； 在該氮化鎵層上形成至少一薄膜，該至少一薄膜包 含反射性薄膜； 附著包含鉬之第二基板至該至少一薄膜；以及 15 照射介於該第一基板與該氮化鎵層之間的介面以 從該氮化鎵層分離該第一基板。 53. 如申請專利範圍第52項之方法，其中該反射性薄膜為鋁 薄膜。 54. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該至少一層進一步 20 包含該鋁薄膜上之金屬薄膜，其中第二基板包含附著於 該金屬薄膜之該鉬。 55. 如申請專利範圍第52項之方法，其另包含蝕刻該至少一 氮化鎵層與該至少一薄膜以在附著於該第二基板前形 成由該第一基板上之分道分離之數個晶粒。 39 200537606 56. 如申請專利範圍第52項之方法，其中照射包含以相關於 該介面之角度範圍曝照該介面於雷射光。 57. —種從基板分離至少一材料層的方法，該方法包含： 提供具有至少一形成於第一基板上材料層的第一 5 基板； 附著第二基板至該至少一材料層；以及 利用以相關於該介面之角度範圍曝照該介面於雷 射光以照射介於該第一基板與該材料層之間的介面，以 從該材料層分離該第一基板。 10 40
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