TW201430937A - 用於製造發光二極體的基板結構及發光二極體的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於製造發光二極體的基板結構及發光二極體的製造方法。基板結構包含一基板，具有一第一表面以及一與第一表面互相對立之一第二表面；以及複數個切槽結構，形成於基板之第一表面。其中，發光二極體結構係形成於基板之第一表面上。
Description
本發明關於一種用於製造發光二極體的基板結構，特別是關於一種用於製造發光二極體的剝離基板結構。
在傳統發光二極體的製程中，一般包含先提供一第一基板，再於第一基板上成長發光二極體結構，接著接合一第二基板於發光二極體結構上，最後剝離第一基板與發光二極體結構。其中，在傳統製程中，更包含形成一緩衝層或一氧化物圖案，夾置於第一基板與發光二極體層之間。
當進行剝離製程時，利用化學濕蝕刻法，以蝕刻液來移除第一基板，並暴露出發光二極體結構之表面。而蝕刻液需要滲入第一基板與發光二極體結構之間，以進行蝕刻剝離。但是傳統的製程中，第一基板與發光二極體結構之間的空隙過小，而使得蝕刻液的反應面積不足，造成蝕刻速率緩慢。另一方面，因為蝕刻速率愈慢，需要愈長的蝕刻時間，如此將損害發光二極體結構。
並且傳統蝕刻所得的發光二極體結構具有一平整表面，需要再經過一表面粗化步驟，方可滿足平均出光率。如此將增加一道工序，而無法降低生產成本。因此，亟需一種新的基板結構及其用於製造發光二極體的方法，以解決上述傳統製程所造成之缺失。
本發明係提供一種用於製造發光二極體之基板結構及一種發光二極體的製造方法，用以解決傳統製程的缺失以及得到較佳的製造方法。
本發明之一態樣在於提供一種用於製造發光二極體之基板結構。此基板結構包含一基板，具有一第一表面以及一與第一表面互相對立之一第二表面；以及複數個切槽結構，形成於基板之第一表面，其中，發光二極體結構係形成於基板之第一表面上。
本發明之另一態樣在於提供一種發光二極體的製造方法。此製造方法包含提供一第一基板，具有一第一表面以及一與第一表面互相對立之第二表面；形成一切槽結構於基板之第一表面；形成一發光二極體結構於基板之第一表面；形成一與第一基板互相平行之第二基板於發光二極體結構表面；以及進行一剝離程序，分離第一基板與發光二極體結構。
在下文中會列舉本發明之較佳實施例以說明本發明之用於製造發光二極體的基板結構及發光二極體的製造方法，但非用以限制本發明。在圖式或描述中，相似或相同的部分係使用相同之符號或編號。並且本發明之應用非侷限於下文中的實施例，習知技藝者當可據以應用於相關領域。
本發明係提供一種用於製造發光二極體之基板結構及一種發光二極體的製造方法，其中基板結構係包含複數個切槽結構，以提升剝離製程之效率。
第1A圖至第1C圖係根據本發明之實施例所繪示的基板結構側視圖。在第1A圖中，提供第一基板110，其中第一基板110具有第一表面112及第二表面114。根據本發明之一實施例，第一基板之材料係選自由藍寶石(sapphire)、矽、碳化矽(SiC)、鋁酸鋰(LiAlO2)、鎵酸鋰(LiGaO2)、氧化鋅(ZnO)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)及其組合所組成之群組。
在第1B圖中，形成複數個切槽結構116於上述第一基板110之第一表面112。其中，切槽結構116係彼此交錯呈網狀。根據本發明之一實施例，切槽結構116係彼此互相平行，如第1C圖所示。
切槽結構116係利用乾蝕刻法或濕蝕刻法所形成之中空凹部結構，且切槽結構116延伸至第一基板110之邊緣，形成複數個開口。
第2A圖至第2E圖係根據本發明之實施例所繪示之切槽結構212之剖面圖形。在第2A圖至第2E圖中，第一基板210具有複數個切槽結構212之剖面圖形。切槽結構212之剖面呈矩形212a、半圓形212b、弧形212c、三角形212d、梯形212e或其組合。根據本發明之一實施例，切槽結構212之深度為0.1微米至50微米。
第1D圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構100a側視圖。接續第1B圖，形成發光二極體結構120於上述第一基板110之第一表面112。其中，發光二極體結構
120包含N型半導體層、發光層、P型半導體層及導電層。上述N型半導體層、發光層、P型半導體層及導電層係依次形成於第一基板110之第一表面112上，形成一堆疊結構100a。根據本發明之一實施例，發光二極體導電結構120之組成材料包含III-V族半導體，例如可為氮化鎵(GaN)或磷化銦(InP)。根據本發明之一實施例，N型半導體層、發光層及P型半導體層係以磊晶法形成。根據本發明之一實施例，上述導電層係以電鍍法或沉積法形成，其中導電層之材料為銅、鎳、鉬、鋁或其組合。
第1E圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構100b側視圖。在第1E圖中，更包含形成緩衝層130於上述第一基板110之上述第一表面112與發光二極體結構120之間。其中緩衝層130係以磊晶法形成，得到一堆疊結構100b。相較於發光二極體結構120中的N型半導體層材料，緩衝層130的材料具有較佳的蝕刻速率，可促進第一基板110的剝離程序。但根據本發明之一實施例，即使缺少緩衝層130亦可進行第一基板110的剝離程序，且不損害發光二極體結構120。
根據本發明之一實施例，緩衝層130之厚度不大於100奈米。根據本發明之另一實施例，緩衝層130之材料為氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或氮化鉻(CrN)。
第1F圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構100c側視圖。在第1F圖中，接續第1D圖形成第二基板140於上述發光二極體結構120之上，形成一堆疊結構100c。第二基板140係平行於第一基板110。根據本發明之一實施例，藉由在第二基板140上施加壓力，使第二基板
140與發光二極體結構120接合。根據本發明之一實施例，第二基板140為透明基材。根據本發明之另一實施例，第二基板140之材料係選自由藍寶石(sapphire)、矽、碳化矽(SiC)、鋁酸鋰(LiAlO2)、鎵酸鋰(LiGaO2)、氧化鋅(ZnO)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)以及其組合所組成之群組。
第1G圖係根據本發明之一實施例所繪示之剝離程序示意圖。在第1G圖中，第1F圖的堆疊結構100c浸於蝕刻液160中，以分離第一基板110與發光二極體結構120，而發光二極體結構120暴露出一表面。由於蝕刻液160會流入第一基板110的第一表面112，增加蝕刻液160的反應面積，進而提升蝕刻速率。
第1H圖係根據本發明之一實施例所繪示之發光二極體100d側視圖。在第1H圖中，移除第1G圖的第一基板110後，將發光二極體結構120與第二基板140翻轉180度，得到第二基板140上具有發光二極體結構120的發光二極體100d。根據本發明之一實施例，經過剝離程序後，暴露於發光二極體結構120之表面呈粗糙狀，可增加發光二極體100d的出光率。
第3A圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構300a的剖面結構。在第3A圖中，上述堆疊結構300a包含第一基板310、發光二極體結構320a及第二基板330。上述第一基板310具有複數個切槽結構312a，且上述切槽結構312a之開口寬度(W1)係小於10微米。值得注意的是，當上述切槽結構312a之開口寬度(W1)小於10微米時，上述發光二極體結構320a可自第一基板310側向磊晶於上述切槽結構312a上方，形成相連的發光二極體結構320a。且
在發光二極體結構320a上形成第二基板330，得到發光二極體堆疊結構300a。
第3B圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構300b的剖面結構。在第3B圖中，上述堆疊結構300b包含第一基板310、發光二極體結構320b及第二基版330。上述第一基板310具有複數個切槽結構312b，且切槽結構312b之開口寬度(W2)係大於10微米。值得注意的是，當切槽結構312b之開口寬度(W2)大於10微米時，發光二極體結構320b無法從第一基板310側向磊晶於切槽結構312b上方，形成不相連的發光二極體結構320b。且在發光二極體結構320b上形成第二基板330，得到發光二極體堆疊結構300b。
在本發明之實施例中，藉由在第一基板上形成數個切槽結構，讓蝕刻液流進上述切槽結構中，不但可以增加蝕刻液的反應面積，亦可以提升蝕刻速率，避免損害發光二極體結構。故此，本發明所提供之發光二極體的製造方法可解決傳統製程的缺失。
另一方面，在剝離程序後，第一基板會與發光二極體結構分離，且暴露發光二極體之一粗糙表面。如此，便不需要額外的表面粗化步驟，即可提升發光二極體之出光率。由上述可知，本發明所提供之發光二極體的製造方法亦可簡化發光二極體的製程，以降低生產成本。
雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍
當以後附之申請專利範圍所界定為準。
100a、100b、100c、300a、300b‧‧‧堆疊結構
100d‧‧‧發光二極體
110、310‧‧‧第一基板
112‧‧‧第一表面
114‧‧‧第二表面
116、312a、312b‧‧‧切槽結構
120、320a、320b‧‧‧發光二極體結構
130‧‧‧緩衝層
140、330‧‧‧第二基板
160‧‧‧蝕刻液
W1、W2‧‧‧寬度
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1A圖至第1C圖係根據本發明之實施例所繪示的基板結構側視圖。
第1D圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構100a側視圖。
第1E圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構100b側視圖。
第1F圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構100c側視圖。
第1G圖係根據本發明之一實施例所繪示之剝離程序示意圖。
第1H圖係根據本發明之一實施例所繪示之發光二極體100d側視圖。
第2A圖至第2E圖係根據本發明之實施例所繪示之切槽結構212之剖面圖形。
第3A圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構300a的剖面結構。
第3B圖係根據本發明之一實施例所繪示之堆疊結構300b的剖面結構。
100c‧‧‧堆疊結構
110‧‧‧第一基板
116‧‧‧切槽結構
120‧‧‧發光二極體結構
140‧‧‧第二基板
Claims (18)
- 一種用於製造發光二極體之基板結構，包含：一基板，具有一第一表面以及一與該第一表面互相對立之一第二表面；以及複數個切槽結構，形成於該基板之該第一表面，其中，該發光二極體結構係形成於該基板之該第一表面上。
- 如請求項1所述之基板結構，其中該些切槽結構係延伸至該基板之邊緣以形成複數個開口。
- 如請求項1所述之基板結構，其中該些切槽結構彼此互相平行或交錯成一網狀。
- 如請求項1所述之基板結構，其中該些切槽結構之剖面呈矩型、半圓形、弧形、三角形、梯形或其組合。
- 如請求項1所述之基板結構，其中該些切槽結構之深度為0.1微米至50微米。
- 如請求項1所述之基板結構，其中該基板之材料係選自由藍寶石(sapphire)、矽、碳化矽(SiC)、鋁酸鋰(LiAlO2)、鎵酸鋰(LiGaO2)、氧化鋅(ZnO)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)以及其組合所組成之群組。
- 一種發光二極體的製造方法，包含： 提供一第一基板，具有一第一表面以及一與該第一表面互相對立之第二表面；形成複數個切槽結構於該第一基板之該第一表面；形成一發光二極體結構於該第一基板之該第一表面；形成一與該第一基板互相平行之第二基板於該發光二極體結構表面；以及進行一剝離程序，分離該第一基板與該發光二極體結構。
- 如請求項7所述之製造方法，其中形成該發光二極體結構之步驟包含：形成一N型半導體層於該第一基板上；形成一發光層於該N型半導體層上；形成一P型半導體層於該發光層上；以及形成一導電層於該P型半導體層上。
- 如請求項7所述之製造方法，其中更包含形成一緩衝層(buffer layer)於該第一基板之該第一表面與該發光二極體結構之間。
- 如請求項9所述之製造方法，其中該N型半導體層、該發光層、該P型半導體層以及該緩衝層均係以磊晶法形成。
- 如請求項9所述之製造方法，其中該緩衝層之厚度不大於100奈米。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該些切槽結構係以乾蝕刻法或濕蝕刻法完成。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該些切槽結構係延伸至該第一基板邊緣以形成複數個開口。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該些切槽結構彼此互相平行或交錯呈網狀。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該些切槽結構之剖面呈矩形、半圓形、弧形、三角形、梯形或其組合。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該些切槽結構之深度為0.1微米至50微米。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該第一基板之材料係選自由藍寶石(sapphire)、矽、碳化矽(SiC)、鋁酸鋰(LiAlO2)、鎵酸鋰(LiGaO2)、氧化鋅(ZnO)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)及其組合所組成之群組。
- 如請求項7所述之製造方法，其中該剝離程序係藉由濕蝕刻法完成。
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