发明名称 制造垂直构造化合物半导体装置之方法
摘要
申请公布号 TWI344706 申请公布日期 2011.07.01
申请号 TW093116018 申请日期 2004.06.03
申请人 刘明哲 发明人 刘明哲
分类号 H01L33/00;H01L31/036 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置包括:沈积形成n接触点之ITO(铟锡氧化物)层,在ITO层上沈积Au缓冲层,使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法在Au缓冲层上电镀Cu层,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造,晶质基底包括蓝宝石且其中以GaN为基准之垂直构造除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且其中根据以下规则由GaN缓冲层至晶质基底形成沟槽:a)沟槽尺寸实质上类似于雷射光束点尺寸,以在雷射剥离程序期间舒缓振波,b)沟槽比约100微米窄并延伸至晶质基底内不深于约3微米,以及c)使用反应离子蚀刻法形成沟槽。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置包括:沈积形成n接触点之ITO(铟锡氧化物)层,在ITO层上沈积Au缓冲层,使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法在Au缓冲层上电镀Cu层,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造,晶质基底包括蓝宝石且其中以GaN为基准之垂直构造除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且其中在雷射剥离程序之后的去黏合程序期间,为了舒缓振波并易于去积层,根据以下步骤,使用以聚合物为底之黏着剂,双层涂敷黏着黏合层,以聚合物为底之黏着剂包括在GaN上层和支撑晶圆间之超级胶及可曝光聚合物:a)使用旋涂法涂敷超级胶层,b)超级胶层厚度大概为30微米厚,c)使用旋涂法亦涂敷厚度大于20微米之可曝光聚合物,d)以UV灯使可曝光聚合物硬化,以及e)使用UV灯透明蓝宝石支撑使可曝光聚合物硬化。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置包括:沈积形成n接触点之ITO(铟锡氧化物)层,在ITO层上沈积Au缓冲层,使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法在Au缓冲层上电镀Cu层,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造,晶质基底包括蓝宝石,且在雷射光束和晶质基底之间,使用由对雷射光束为透明之材料制成之扩散器盘,以得到均匀雷射光束功率分布。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置包括:沈积形成n接触点之ITO(铟锡氧化物)层,在ITO层上沈积Au缓冲层,使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法在Au缓冲层上雷镀Cu层,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造,晶质基底包括蓝宝石,且为逐渐软化由于厚金属层所建立之应力,沈积一软Cu合金属,其中设定起初软Cu合金属厚度上达~10i>μ/i>m,且其中设定电镀率上达3~5i>μ/i>m/时。如申请专利范围第4项之方法,更包含沈积一硬Cu层之步骤以提供构造刚性,其中硬Cu电镀之电镀率上达20i>μ/i>m/时,其中对于Cu合金电镀,混合含锡(Sn)和铁(Fe)之金属合金电镀溶液与Cu硫酸盐溶液,以增进Cu合金支撑层之机械强度及电气导电性,其中Cu合金支撑层之总厚度为70~90i>μ/i>m,且其中在Cu合金电镀结束时,电镀0.5~1i>μ/i>m厚之Au缓冲层,以保护Cu合金层免于氧化。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石且金属支撑构造包括Cu,且其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且其中根据以下规则由GaN缓冲层至晶质基底形成沟槽:a)沟槽尺寸实质上类似于雷射光束点尺寸,以在雷射剥离程序期间舒缓振波,b)沟槽比约100微米窄并延伸至晶质基底内不深于约3微米,以及c)使用反应离子蚀刻法形成沟槽。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石且金属支撑构造包括Cu,且其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且其中在雷射剥离程序之后的去黏合程序期间,为了舒缓振波并易于去积层,根据以下步骤,使用以聚合物为底之黏着剂,双层涂敷黏着黏合层,以聚合物为底之黏着剂包括在GaN上层和支撑晶圆间之超级胶及可曝光聚合物:a)使用旋涂法涂敷超级胶层,b)超级胶层厚度大概为30微米厚,c)使用旋涂法亦涂敷厚度大于20微米之可曝光聚合物,d)以UV灯使可曝光聚合物硬化,以及e)使用UV灯透明蓝宝石支撑使可曝光聚合物硬化。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石且金属支撑构造包括Cu,且其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且在雷射光束和晶质基底之间,使用由对雷射光束为透明之材料制成之扩散器盘,以得到均匀雷射光束功率分布。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石且金属支撑构造包括Cu,且其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且为逐渐软化由于厚金属层所建立之应力,沈积一软Cu合金属,其中设定起初软Cu合金属厚度上达~10i>μ/i>m,且其中设定电镀率上达3~5i>μ/i>m/时。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石且金属支撑构造包括Cu,且其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层,且沈积一硬Cu层以提供构造刚性,其中硬Cu电镀之电镀率上达20i>μ/i>m/时,其中对于Cu合金电镀,混合含锡(Sn)和铁(Fe)之金属合金电镀溶液与Cu硫酸盐溶液,以增进Cu合金支撑层之机械强度及电气导电性,其中Cu合金支撑层之总厚度为70~90i>μ/i>m,且其中在Cu合金电镀结束时,电镀0.5~1i>μ/i>m厚之Au缓冲层,以保护Cu合金层免于氧化。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石且金属支撑构造包括Cu,其中移除晶质基底包含在雷射光束和晶质基底之间,沈积一由对雷射光束为透明之材料制成之扩散器盘,以得到均匀雷射光束功率分布。如申请专利范围第11项之方法,其中制造金属支撑构造加以取代晶质基底,包括使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法电镀金属支撑构造之步骤。如申请专利范围第11项之方法,更包含在多数垂直构造光电装置和金属支撑构造之间制造一缓冲层。如申请专利范围第11项之方法,其中制造金属支撑构造加以取代晶质基底,包括:沈积形成n接触点之ITO(铟锡氧化物)层,在ITO层上沈积Au缓冲层,以及使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法在Au缓冲层上电镀Cu层。如申请专利范围第11项之方法,其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包含一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层。如申请专利范围第15项之方法,其中根据以下规则由GaN缓冲层至晶质基底形成沟槽:a)沟槽尺寸实质上类似于雷射光束点尺寸,以在雷射剥离程序期间舒缓振波,b)沟槽比约100微米窄并延伸至晶质基底内不深于约3微米,以及c)使用反应离子蚀刻法,最好是电感性地耦合电浆反应离子蚀刻法(ICP RIE)形成沟槽。如申请专利范围第15项之方法,其中在雷射剥离程序之后的去黏合程序期间,为了舒缓振波并易于去积层,根据以下步骤,使用以聚合物为底之黏着剂,双层涂敷黏着黏合层,以聚合物为底之黏着剂包括在GaN上层和支撑晶圆间之超级胶及可曝光聚合物:a)使用旋涂法涂敷超级胶层,b)超级胶层厚度大概为30微米厚,c)使用旋涂法亦涂敷厚度大于20微米之可曝光聚合物,d)以UV灯使可曝光聚合物硬化,以及e)使用UV灯透明蓝宝石支撑使可曝光聚合物硬化。如申请专利范围第11项之方法,更包含在剥离的GaN晶圆上执行ICP RIE蚀刻及抛光之步骤,其中ICP RIE蚀刻及抛光曝露及产生纯n-GaN的自动平坦表面,且其中纯n-GaN的自动平坦表面特别有利于从随后欲被沈积的反射构造产生高反射比。如申请专利范围第11项之方法,更包含在金属支撑构造的底部上使用电子束蒸发沈积一透明导电反射层之步骤,其中最好使用于n接触点之ITO(铟锡氧化物)是反射器。如申请专利范围第11项之方法,更包含为逐渐软化由于厚金属层所建立之应力沈积一软Cu合金属层之步骤,其中设定起初软Cu合金属层厚度上达~10i>μ/i>m,且其中设定电镀率上达3~5i>μ/i>m/时。如申请专利范围第20项之方法,更包含沈积一硬Cu层以提供构造刚性之步骤,其中硬Cu电镀之电镀率上达20i>μ/i>m/时,其中对于Cu合金电镀,混合含锡(Sn)和铁(Fe)之金属合金电镀溶液与Cu硫酸盐溶液,以增进Cu合金支撑层之机械强度及电气导电性,其中Cu合金支撑层之总厚度为70-90i>μ/i>m,且其中在Cu合金电镀结束时,电镀0.5~1i>μ/i>m厚之Au缓冲层,以保护Cu合金层免于氧化。如申请专利范围第11项之方法,更包含藉由化学或雷射刻划切割各别装置之步骤。一种制造垂直构造光电装置之方法,包含:在晶质基底上制造多数垂直构造光电装置;使用雷射剥离程序移除晶质基底;以及制造金属支撑构造加以取代晶质基底,其中垂直构造光电装置为以GaN为基准之垂直构造光电装置,晶质基底包括蓝宝石,且藉由沈积一软Cu合金属层以逐渐软化由于厚金属层所建立之应力而形成金属支撑构造,其中设定起初软Cu合金属层厚度上达~10i>μ/i>m,且其中设定电镀率上达3~5i>μ/i>m/时。如申请专利范围第23项之方法,其中制造金属支撑构造加以取代晶质基底使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法。如申请专利范围第23项之方法,更包含在多数垂直构造光电装置和金属支撑构造之间制造一缓冲层。如申请专利范围第23项之方法,其中制造金属支撑构造加以取代晶质基底包括:沈积形成n接触点之ITO(铟锡氧化物)层,在ITO层上沈积Au缓冲层,以及使用电镀和无电电镀的至少其中之一方法在Au缓冲层上电镀软Cu合金层。如申请专利范围第23项之方法,其中以GaN为基准之垂直构造光电装置,除了GaN缓冲层或AlN缓冲层外,包括一含有AlGaN缓冲层之缓冲层,提供热扩散障壁以保护以聚合物为底之黏着层。如申请专利范围第27项之方法,其中根据以下规则由GaN缓冲层至晶质基底形成沟槽:a)沟槽尺寸实质上类似于雷射光束点尺寸,以在雷射剥离程序期间舒缓振波,b)沟槽比约100微米窄并延伸至晶质基底内不深于约3微米,以及c)使用反应离子蚀刻法,最好是电感性地耦合电浆反应离子蚀刻法(ICP RIE)形成沟槽。如申请专利范围第27项之方法,其中在雷射剥离程序之后的去黏合程序期间,为了舒缓振波并易于去积层,根据以下步骤,使用以聚合物为底之黏着剂,双层涂敷黏着黏合层,以聚合物为底之黏着剂包括在GaN上层和支撑晶圆间之超级胶及可曝光聚合物:a)使用旋涂法涂敷超级胶层,b)超级胶层厚度大概为30微米厚,c)使用旋涂法亦涂敷厚度大于20微米之可曝光聚合物,d)以UV灯使可曝光聚合物硬化,以及e)使用UV灯透明蓝宝石支撑使可曝光聚合物硬化。如申请专利范围第23项之方法,更包含在雷射光束和晶质基底之间,使用由对雷射光束为透明之材料制成之扩散器盘,以得到均匀雷射光束功率分布。如申请专利范围第23项之方法,更包含在剥离的GaN晶圆上执行电感性地耦合电浆反应离子蚀刻法(ICP RIE)及抛光,其中ICP RIE蚀刻及抛光曝露及产生纯n-GaN的自动平坦表面,且其中纯n-GaN的自动平坦表面特别有利于从随后欲被沈积的反射构造产生高反射比。如申请专利范围第23项之方法,更包含在金属支撑构造的底部上使用电子束蒸发沈积一透明导电反射层,其中最好使用于n接触点之ITO(铟锡氧化物)是反射器。如申请专利范围第23项之方法,更包含沈积一硬Cu层以提供构造刚性,其中硬Cu电镀之电镀率上达20i>μ/i>m/时,其中对于Cu合金电镀,混合含锡(Sn)和铁(Fe)之金属合金电镀溶液与Cu硫酸盐溶液,以增进Cu合金支撑层之机械强度及电气导电性,其中Cu合金支撑层之总厚度为70~90i>μ/i>m,且其中在Cu合金电镀结束时,电镀0.5~1i>μ/i>m厚之Au缓冲层,以保护Cu合金层免于氧化。如申请专利范围第23项之方法,更包含藉由化学或雷射刻划切割各别装置。
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