具有导电性金属衬底的发光二极管的制作方法

专利名称：具有导电性金属衬底的发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及发光二极管以及发光二极管的制造 方法。
背景技术：
发光二极管(LED)在我们日常生活中正扮演着日趋重要 的角色，LED在许多应用中极为普遍，如通讯与其他领域， 如手机、家电、及其他电子装置。最近，举例来说，就例如 影像显示、光学储存、照明、医学仪器等应用而言，对于光 电子学用的氮化物基底半导体材料的需求(如氮化镓或GaN) 已戏剧性地增加了 。公知蓝光发光二极管(LED)使用氮化物 的半导体材料来形成，如GaN、 AlGaN、 InGaN及AlInGaN。
大多数如上所述发光装置的半导体层以磊晶方式形成于非 导电性蓝宝石衬底上。既然蓝宝石衬底为电绝缘体，便不能 直接在蓝宝石衬底上形成电极以驱动电流通过LED。而且， 电极分别直接接触P型半导体层与n型半导体层，以便完成 LED装置的制造。然而，这种电极结构与非导电性蓝宝石衬 底的本质却表示相当重大的装置运作限制，例如，必须在P 层上形成半透明接点(面)，以将电流自P电极散布至n电 极。此半透明接点(面)因内部反射与吸收而减少了自装置 发射的光强度；而且，p与n电极阻碍了光波并减少了来自 装置的发光面积；此外，蓝宝石衬底是热量绝缘体(或热绝 缘体)，且在装置运作期间所产生的热能并不能有效地散去， 因此限制了装置的可靠性。
图1显示了公知LED。如其中所示，衬底以1注明，衬 底1通常可为蓝宝石。在衬底1上形成缓冲层2，以减少衬
底1与GaN间的晶格失配。缓冲层2可在衬底1上以磊晶方 式生长，且可为A1N、 GaN、 AlGaN、或AlInGaN，随后依序 形成n-GaN基底层3、多重量子阱(MQW)层4、与p-GaN层5; 利用蚀刻法在n-GaN基底层3上形成暴露区域6;将导电性 半透明涂层设置于P-GaN层5上；最后，将n-电极9与p-电极8形成于选定的电极区域上。n-电极9必须与p-电极位 于装置的同一侧，以分别将电子与空穴注入MQW活性层。层 4中的空穴与电子的放射性重组将放射出光波。然而，此公 知LED结构的限制包括(l)在p-层5上的半透明接点(面) 并非100%透明，且会阻碍由层4所发出的光波；(2)因电极 位置之故，自n-电极散布至p-电极的电流并不均匀；以及 (3)由于蓝宝石是热与电绝缘体，热能会在装置运作期间累 积。
为增加可用的照光面积，己发展出垂直式LED。如图2 所示，典型垂直式LED具有衬底10(—般为硅、GaAs、或Ge); 接着于衬底10上形成过渡金属多重层12、 p-GaN层14、 MQW 层16、 n-GaN层18;接着在选定作为电极的区域上形成n-电极20与p-电极22。
美国专利申请第20040135158号显示一种通过下列步骤 来完成垂直式LED结构的方法(a)在蓝宝石衬底上形成缓 冲层；(b)在该缓冲层上形成多层掩模，其中该衬底、该缓 冲层、与该复数掩模共同形成一衬底单元；(c)于该多层掩 模上形成多层磊晶结构，其中该多层磊晶结构包括活性层； 取出该多层磊晶结构；(d)在取出之后，移除与该多层磊晶 结构底侧黏合的该剩余掩模；(e)在该多层磊晶结构的该底 侧上涂布金属反射膜；(f)将导电性衬底黏合至该金属反射 膜；以及(g)将P-电极设置于该多层结构的上表面上，且将 n-电极设置于该导电性衬底的底侧上
发明内容
在一方面中， 一种发光二极管的制造方法，包括在承 载衬底(carrier substrate)上形成多层磊晶结构；在该 多层磊晶结构上沉积至少一层金属层；移除该承载衬底。
上述方面的施行可包括以下之一或更多该承载衬底可 为蓝宝石，金属层的沉积不包括在衬底上将金属层黏合或胶 粘至衬底上的结构。金属层的沉积可应用电化学沉积、无电 化学沉积、CVD化学气相沉积、M0CVD金属有机CVD、 PECVD 等离子体加强CVD、 ALD原子层沉积、PVD物理气相沉积、蒸 镀、或等离子体喷涂、或这些技术的组合。金属层可为单层 或多层状，假使金属层为多重层，可形成具有不同组成的多 层金属层，且可使用不同技术以沉积该金属层。在实施例中， 最厚层使用电或无电化学沉积加以沉积。
在另一方面中， 一种发光二极管的制造方法，包括设 置承载衬底；沉积多层磊晶结构；在该多层磊晶结构上沉积 一或多层金属层；利用蚀刻定义一或多个台面(mesa);形成 一或多层非导电层；移除该非导电层的一部分；沉积至少一 或多层金属层；移除该承载衬底。
上述方面的施行可包括以下之一或更多金属层可具有 相同或不同组成，且可使用各种沉积技术来沉积。承载衬底 的移除可使用激光、蚀刻、研磨/抛蚀、或化学机械研磨、 或湿式蚀刻等。该承载衬底可为蓝宝石、碳化硅、硅、锗、 氧化锌、或砷化镓。该多层磊晶结构可为n-型GaN层、 一或 更多具有INGaN/GaN层的量子阱、及p型AlGaN/GaN层。在 该多层磊晶结构上的一或多层金属层可为氧化铟锡(IT0)、 Ag、 Al、 Cr、 Au、 Pt、 Pd、 Ti、 Ta、 TiN、 TaN、 Mo、 W、耐 火金属或金属合金，或这些材料的复合材料。介于该多层磊 晶结构与该金属层之间可形成可选(optional)掺杂半导体 层。可使用聚合物(如光阻)或硬性掩模(Si02， Si3N4,铝)定义 台面(mesa)。非导电层可为Si02、 Si3N4、金刚石成分、非导 电性金属氧化物成分、或陶瓷成分、或这些材料的复合材料。非导电层可为单一层或具有多个非导电层(如Si02在S"N4之 上)。在一个实施例中，该非导电层为侧壁钝化层或钝化层。 部份非导电层可通过剥除或利用或不使用掩模层的干式蚀 刻加以移除，以暴露出导电层，导电层可为一或更多金属层。 该一或多层金属层可使用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉 积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、蒸镀、离子束沉积、 电化学沉积、无电化学沉积、等离子体喷涂或喷墨沉积来沉 积。该金属层可包括铬(Cr)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜、在阻碍 金属材料(如氮化钛、钨、氮化钨、氮化钽)上的铜、钼(Mo)、 鸨(W)、或金属合金。 一或多层附加金属层可通过电化学电 镀、或无电化学镀而形成，该附加金属层可包括铜(Cu)、镍 (Ni)、金(Au)、铝(A1)、或其合金。可沉积导电性钝化层(保 护金属层)，且该导电性钝化层可为金属、镍(Ni)、铬(Cr)、 锌(Zn)、金、Pt、 Pd。该钝化层包括非导电性金属氧化物(氧 化铪、氧化钛、氧化钜)，二氧化硅、氮化硅、或聚合物材 料。
在一个实施例中，Ag/Pt或Ag/Pd或Ag/Cr作为镜面层， 镍作为阻碍层，金作为种晶层，如此以用于电镀。沉积该镜 面层(如Ag、 Al、 Pt、 Ti、 Cr)，然后在电或无电化学沉积金 属(如Ni、 Cu、 W)之前，在该镜面层上方形成例如充满氧 的TiN、 TaN、 TiWN、 TiW的阻碍层。就铜的电化学沉积而言， 以CVD、 M0CVD、 PVD、 ALD、或蒸镀工艺来沉积一种晶层；某 些铜的晶种材料层为W、 Au、 Cu、或Ni等。
在发光二极管的另一制造方法中，包括设置承载衬底； 沉积多层磊晶结构；在该多层磊晶结构上沉积一或多层金属 层；蚀刻一或多个台面；形成一或多层非导电层；移除该非 导电层的一部份；沉积一或多层金属层；移除该承载衬底。
上述方法的施行可包括以下之一或更多金属层可具有 相同或不同组成，且可利用各种沉积技术加以沉积。可利用 激光、蚀刻、研磨/抛蚀、或化学机械研磨、或湿式蚀刻等
完成承载衬底的移除，该承载衬底可为蓝宝石。该金属层的
沉积方式可为电化学沉积(ECD)、或无电化学沉积 (ElessCD);利用电化学沉积、或无电化学沉积的技术沉积 该金属层前，将实施晶种导电层的可选(optional)步骤(例 如，在铜、镍的ECD前，先通过蒸镀、溅镀或CVD、 MOCVD 来沉积铜、镍、钨的晶种层)。金属层的沉积可包括CVD、 PECVD、 PVD、蒸镀、或等离子体喷涂。可将电极设置于多层 结构上。可形成一或多层附加金属层于原始金属层上。
在发光二极管的另一制造方法中，该工艺包括设置承 载衬底；沉积多层磊晶结构；在多层磊晶结构上沉积一或多 层金属层；蚀刻一或多个台面；形成一或多层非导电层；移 除该非导电层的一部分；沉积一或多层金属层；移除该承载 衬底。
上述方法的施行可包括以下之一或更多金属层可具有 相同或不同组成，且可利用各种沉积技术加以沉积。可利用 激光、蚀刻、研磨/抛蚀、或化学机械研磨、或湿式蚀刻等 完成承载衬底的移除。该承载衬底可为蓝宝石。该金属层的 沉积方式可为电化学沉积(ECD)、或无电化学沉积 (ElessCD);利用电化学沉积、或无电化学沉积的技术沉积 该金属层前，将实施晶种导电层的可选步骤(例如，在铜、 镍的ECD前，先通过蒸镀、溅镀或CVD、 M0CVD来沉积铜、 镍、钨的晶种层)。金属层的沉积可包括CVD、 PECVD、 PVD、 蒸镀、或等离子体喷涂。可将电极设置于多层结构上。可在 原始金属层上形成一或多层附加金属层，以保护下方金属。
在另一方面中， 一种发光二极管的制造方法，包括在 衬底(如蓝宝石衬底)上形成多层磊晶结构；在该磊晶层上方 沉积金属层(利用在晶种金属层顶部上的电或无电化学镀， 将铜或镍电镀在利用蒸镀、CVD、 PVD溅镀法所沉积的铜、镍、 或钨、或Pd的晶种层顶端上，该晶种层沉积在TaN、 TiN、 Ti丽、TiW0x或氮化钨的阻碍层上)；及移除该衬底(例如，
使用激光剥除技术、湿式蚀刻或CMP)。
在一个实施例中，该多层磊晶结构包括反射金属层， 耦合到金属电镀层；非导电性钝化层，耦合到该反射金属层； p-GaN层，耦合到该钝化层；多重量子阱(MQW)层，耦合到该 p-GaN层；n-GaN层，耦合到该多重量子阱(MQW)层；及n电 极，耦合到该n-GaN层。
金属层可为单层或多层状，假使金属层为多层，可形成 具有不同组成的多个金属层，且可使用不同技术以沉积该金 属层。在实施例中，最厚层使用电或无电化学沉积加以沉积。
在一个实施例中，Ag/Pt或Ag/Pd或Ag/Cr作为镜面层， 镍作为阻碍层，金作为晶种层，以上整个作为铜电镀用的主 体衬底(bulk substrate)。沉积该镜面层(如Ag、 Al、 Ti、 Cr、 Pt)，然后在如金属Ni或Cu的电或无电化学沉积前， 在该镜面层上形成如充满氧的TiN、 TaN、 TiWN、 TiW的阻碍 层。就铜的电化学沉积而言，晶种层以CVD、 MOCVD、 PVD、 ALD、或利用Au、 Cu、或Ni等的蒸镀工艺来沉积。
在另一方面中， 一种发光二极管的制造方法包括在蓝 宝石衬底上形成多层磊晶结构，其中该多层磊晶结构包括多 重量子阱层(MQW);在多层磊晶结构上涂布金属电镀层；移 除该蓝宝石衬底；以及在多层结构表面上设置n-电极。p-电极耦合到该金属电镀层或该金属电镀层本身作为P-电极。
如上述方面的施行可包括以下之一或更多该金属电镀 层可利用电或无电化学镀而形成。该金属电镀层亦可利用无 电化学镀加以形成，且以聚酰亚胺层保护蓝宝石衬底。可利 用激光剥除技术(LLO)移除衬底。该多层磊晶结构可具有反 射金属层，耦合到金属电镀层；钝化层，耦合到该反射金属 层；p-GaN层，耦合到该钝化层；n-GaN层，耦合到多重量 子阱(MQW)层；n电极，耦合到该n-GaN层；且该金属电镀层
为P-电极或具有耦合到该金属电镀层的p-电极。
在另一方面中， 一种制造发光二极管(LED)的垂直装置 结构可通过在蓝宝石衬底上形成多层磊晶结构而加以制造， 其中该多层磊晶结构包括多重量子阱活性层(MQW);在多层 磊晶结构上涂布金属层；移除该蓝宝石衬底；以及在多层结 构表面上设置n-电极，且该金属层为p-电极或具有耦合到 该金属层的P-电极。
金属层可为单层或多层状，假使金属层为多层，可形成 不同组成的多个金属层，且可使用不同技术以沉积该金属 层。在实施例中，最厚层使用电或无电化学沉积加以沉积。
在一个实施例中，Ag/Pt或Ag/Pd或Ag/Cr作为镜面层， 镍作为阻碍层，金作为晶种层，以上整个作为铜电镀用的主 体衬底。沉积该镜面层(如Ag、 Al、 Ti、 Cr、 Pt)，然后在如 金属Ni或Cu的电或无电化学沉积前，在该镜面层上形成如 充满氧的TiN、 TaN、 TiWN、 TiW的阻碍层。就铜的电化学沉 积而言，晶种层以CVD、 M0CVD、 PVD、 ALD、或利用Au、 Cu、 或Ni等蒸镀工艺来沉积。
在另一方面中，垂直式LED包括在临时衬底上所形成的 多层磊晶层；在多层磊晶层上形成金属电镀层，利用电化学 或无电化学沉积技术沉积该金属层前，将实施晶种导电层的 可选步骤(例如，在铜、镍的ECD前，先通过蒸镀、溅镀或 CVD、 M0CVD来沉积铜、镍、钨的晶种层)，其中在形成金属 电镀层后，该临时衬底利用激光剥除加以移除。
在一个实施例中，Ag/Pt或Ag/Pd或Ag/Cr作为镜面层， 镍作为阻碍层，金作为晶种层，以上整个作为铜电镀用的主 体衬底。沉积该镜面层(如Ag、 Al、 Ti、 Cr、 Pt)，然后在如 金属Ni或Cu的电或无电化学沉积前，在该镜面层上形成例 如充满氧的TiN、 TaN、 TiWN、 TiW的阻碍层。就铜的电化学 沉积而言，晶种层以CVD、 M0CVD、 PVD、 ALD或利用Au、 Cu 或Ni等蒸镀工艺来沉积。
在另一方面中，垂直式发光二极管包括金属电镀层；反 射金属层，耦合到该金属电镀层；钝化层，耦合到该反射金
属层；p-GaN层，耦合到该钝化层；多重量子阱(MQW)层，耦 合到该p-GaN层；n-GaN层，耦合到该多重量子阱(MQW)层； n-电极，耦合到该n-GaN层；以及p-电极，耦合到该金属电 镀层。
在一个实施例中，Ag/Pt或Ag/Pd或Ag/Cr作为镜面层， 镍作为阻碍层，金作为晶种层，以上整个作为铜电镀用的整 体衬底。沉积该镜面层(如Ag、 Al、 Ti、 Cr、 Pt)，然后在如 金属Ni或Cu的电或无电化学沉积前，在该镜面层上形成例 如充满氧的TiN、 TaN、 TiWN、 TiW的阻碍层。就铜的电化学 沉积而言， 一晶种层以CVD、 M0CVD、 PVD、 ALD或利用Au、 Cu、或Ni等蒸镀工艺来沉积。
本发明的优点可包括以下之一或更多不使用晶圆黏合 或胶粘，且以较不复杂的沉积工艺(例如物理气相沉积 (PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体加强CVD(PECVD)、蒸 镀、离子束沉积、电化学沉积、无电化学沉积、等离子体喷 涂、或喷墨沉积)来取代复杂、冗长、 一次一个晶圆黏合/ 胶粘工艺。因n-GaN导电性良好，故不需要n-电极的半透明 接点(面)，且因此可自LED装置放射更多光输出。而且， 由于在装置的每一边只需要一个电极，故该LED装置阻挡较 少光波。此外，电流可均匀地自n-电极散布至p-电极，因 此增加了LED效能。再者，该金属衬底可比蓝宝石衬底散去 更多热量，所以更多电流将用于驱动LED。所得的LED可以 更小尺寸取代公知LED。对相同LED尺寸而言，以相同驱动 电流可自垂直式LED输出远高于公知LED的光波。


为更加了解本发明的其他特征、技术概念、以及目的， 可仔细地阅读以下优选实施例的说明及附图，以下为附图说 明
图1显示现有技术的公知LED;
图2显示一现有技术的公知垂直式LED;
图3至图8显示制造垂直式LED的示例工艺的操作。
具体实施例方式
在阅读本详细说明时，可同时参照附图并将其视为详细 说明的一部分。
参考图3至图8，垂直式LED的制造方法将在这里介绍。 在说明中，本发明装置结构所给的参考符号也将使用于发明 制造方法的步骤中。
在下面所述的工艺涉及起初生长于蓝宝石上的InGaN LED的一个实施例。接着利用电或无电化学镀来沉积厚接点 (面)，以用于所得的LED装置的导电或导热；使用电或无 电化学镀以代替晶圆黏合。该工艺可应用于任何利用黏合将 磊晶层贴附至新主要衬底以提升光、电、热性质的光电装置 中。
回到图示，图3显示在载体40上的示例性InGaN LED 的多层磊晶结构，在一个实施例中该载体40可为蓝宝石衬 底。形成于该蓝宝石衬底40上的该多层磊晶结构包括n-GaN 基底层42、 MQW活性层44及p-GaN层46。例如，该n-GaN 基底层42具有例如约4u m的厚度。
该MQW活性层44可为InGaN/GaN(或AlGaN/GaN) MQW活 性层。 一旦电流通过该n-GaN基底层42与p-GaN层46之间 时，便可激发该MQW活性层44并因此产生光。所产生的光 可具有介于250nm与600nm间的波长。该p-层可为p+-GaN 基底层，如p+-GaN、 p+-InGaN、或p+-AlInGaN层且其厚度可 介于0. 01与0. 5 u m之间。
接下来，如图4所显示，实施台面定义工艺以及在该p-GaN
层46上方形成p型接点(面)48。在多层磊晶结构上的接 点(面)48可为氧化铟锡(IT0)、 Ag、 Al、 Cr、 Pt、 Pd， Ti， Ta， TiN, TaN， Ni、 Au、 Mo、 W、耐火金属或金属合金，或 这些材料的复合材料(如Ni/Au)。此外，也可形成直接反射 Ag沉积，以作为金属接点(面)。在图4中，个别LED装置 形成于台面定义之后，以离子耦合等离子体蚀刻将GaN蚀刻 成分离的装置；亦可使用其他台面定义工艺，如激光、锯(saw) 或喷射水刀(water jet)。
接下来，如图5所示，沉积钝化层50并实施反射金属 沉积，以在蚀刻进入该钝化层50的视窗中形成反射金属52， 如Al、 Ag、 Ni、 Pt、及Cr等，以允许该反射金属52接触层 46。该钝化层50为非导电性，该反射金属52形成镜面。
图6显示在该结构上沉积薄金属层或多重金属层53(Cr、 Pt、 Pt/Au、 Cr/Au、 Ni/Au、 Ti/Au、 TaN/Au、 among others)， 以作为电/无电化学镀工艺的阻碍/晶种层。然而，若使用无 电工艺、溅镀、或磁控溅镀工艺代替电镀，则不需要该沉积 操作。将一金属衬底层60沉积于其上。
现在回到图7，该多层磊晶结构以如电与无电化学镀的 技术涂布金属衬底层60。由于无电化学镀，蓝宝石衬底40 利用可轻易去除而不致损伤蓝宝石的聚酰亚胺层或涂层、或 特厚层的无电电镀金属(如Ni或Cu等)加以保护。
接下来，移除该蓝宝石衬底40。在图8所示的一个实施 例中，将激光剥除(LLO)操作施加于该蓝宝石衬底40。以激 光剥除移除蓝宝石衬底为已知，参照Cheung等人于2000年 6月6日公布的美国专利号第6071795号，发明名称为"通 过选择性光学工艺自透明衬底分离薄膜"，以及参照Kelly 等人在期刊Physica Status Solidi (a) vol.159, 1997, pp.
R3-R4中的"用于第三族氮化物薄膜剥除的光学工艺"。再者， 在蓝宝石(或其他绝缘及/或硬性)衬底上制造GaN半导体层 的极有利方法示出在由Myung Cheol Yoo在2002年4月9 曰提出申请的美国专利申请第10/118317号，发明名称为"以 金属支座5薄膜制造垂直式装置的方法"，以及由Lee等人 于2002年4月9日提出申请的美国专利申请第10/118316
号，发明名称为"垂直式结构的制造方法"。此外，GaN与蓝 宝石(-及其他材料)的蚀刻方法示出在由Yeoni等人于2002 年4月9日提出申请的美国专利申请第10/118318号，发明 名称为"改良GaN-基底发光二极管的光输出的方法"，在此 以提及方式将其并入，视为完全地公开于此。在其他实施例 中，该蓝宝石衬底以湿式或千式蚀刻或化学机械研磨来移 除。
如图8所示，在n-GaN层42顶端上图案化n型电极/焊 垫70以完成垂直式LED。在一个实施例中，可利用CVD、 PVP、 或电子束蒸镀来沉积如Ni/Cr(Ni与n-GaN接触)的焊垫70， 该焊垫70以具有掩模层的湿式或干式蚀刻或以具有负片掩 模层的剥除技术(负片掩模层表示其中我们不想有该材料) 来形成。
该薄金属层或薄膜53设置作为该金属衬底层60的晶种 材料。该薄金属膜53可与该金属衬底层60相同或不同材料， 只要可利用电化学沉积或无电化学沉积将该金属衬底层60 电镀于该薄膜53的顶端上即可。
虽然本发明已通过举例及参照优选实施例加以叙述，应该了解 本发明并非限制于此。相反地，应包括各种修改与类似排列及方法， 且因此所附权利要求书的范围应赋予最广义的解释，以包括所有各种 修改与类似排列及方法。
权利要求
1、一种发光二极管的制造方法，包括在承载衬底上形成多层磊晶结构；在所述多层磊晶结构上沉积至少一层金属层；移除所述承载衬底。
2、 如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中 所述承载衬底包括蓝宝石。
3、 如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中 所述金属层的沉积包括电化学沉积。
4、 如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中 所述金属层的沉积包括在沉积至少一金属层后，进行一或更 多无电化学沉积。
5、 如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中 所述金属层的沉积包括利用CVD、 PECVD、 PVD、 ALD、 M0CVD、 蒸镀及等离子体喷涂其中之一来施加。
6、 如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，包括 在所述金属层上沉积一或多层附加金属层。
7、 一种发光二极管的制造方法，包括设置承载衬底；沉积多层磊晶结构；在所述多层磊晶结构上沉积一或多层金属层; 使用蚀刻定义一或多个台面(mesa);形成一或多层非导电层； 移除所述非导电层的一部分； 沉积至少一或多层金属层；以及 移除所述承载衬底。
8、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中 所述承载衬底包括蓝宝石、碳化硅、氧化锌、硅及砷化镓其 中之一。
9、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中 所述多层磊晶结构包括n型GaN或AlGaN层；—或多个具有InGaN/GaN层的量子阱；以及 p型GaN或AlGaN层。
10、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中在所述多层磊晶结构上的所述一或多层金属层包括氧化铟 锡(IT0)、银、Al、 Cr、 Pt、 Ni、 Au、 Mo、 W、耐火金属或金属合金或金属层其中之一。
11、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 介于所述多层磊晶结构与所述金属层间的可选(optional) 掺杂半导体层。
12、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中 所述台面(mesa)通过聚合物及/或蚀刻用的硬性掩模加以定 义。
13、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中 所述非导电层包括Si02 、 Si3N4、类金刚石薄膜、非导电性金 属氧化物成分，或陶瓷成分其中之一。
14、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 移除所述非导电层的一部分。
15、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中 移除所述部分包括剥除、湿式或干式蚀刻，以暴露出导体层。
16、 如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其 中所述导体层包括一或多层金属层。
17、 如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，所 述导体层沉积于钝化层顶部，其中所述钝化层包括一或多层 非导电层。
18、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其中 沉积一或多层金属层包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉 积(CVD)、等离子体加强CVD(PECVD)、蒸镀、离子束沉积、 电化学沉积、无电化学沉积、等离子体喷涂或喷墨沉积。
19、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 使用PVD、蒸镀、离子束沉积、CVD或电子束沉积其中之一 来沉积一或多层金属层。
20、 如权利要求19所述的发光二极管的制造方法，其 中所述金属层包括下列其中之一铬(Cr)、铂(Pt)、镍(Ni)、 在氮化钽上的铜、钼(Mo)、钨(W)，或金属合金。
21、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 通过电化学电镀或无电化学镀来形成一或多层附加金属层。
22.所述的发光二极管的制造方法，包括 通过电化学电镀或无电化学镀在晶种层的顶部上形成一或 多层附加金属层，所述晶种层包括铜、钨、金、镍、铬、钯、 铂或其合金。
23、 如权利要求22所述的发光二极管的制造方法，其 中所述附加金属层其中之一包括铜(Cii)、镍(Ni)、金(Au)、 铝(Al)或其合金。
24、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 沉积非导电性钝化层。
25、 如权利要求24所述的发光二极管的制造方法，其 中所述钝化层包括非导电性金属氧化物(氧化铪、氧化钛、 氧化钽)、二氧化硅、氮化硅或聚合物材料其中之一。
26、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 以湿式蚀刻、化学机械研磨或干式蚀刻来移除所述钝化层的 一部份。
27、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 沉积最终金属，所述最终金属包括铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、 铂(Pt)、锌(Zn)及其合金其中之一。
28、 如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，包括 以激光、CMP、湿式蚀刻、离子注入其中之一来移除蓝宝石 衬底。
29、 一种发光二极管的制造方法，包括 设置承载衬底；沉积多层磊晶结构；使用蚀刻定义一或多个台面(mesa);形成一或多层非导电层；移除所述非导电层的一部分；沉积一或多层金属层；移除所述承载衬底。
30、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，其 中所述承载衬底包括蓝宝石。
31、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，其 中台面(mesa)使用聚合物及/或蚀刻用的硬性掩模加以定 义。
32、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，包 括沉积非导电性钝化层。
33、 如权利要求32所述的发光二极管的制造方法，其 中所述钝化层包括非导电性金属氧化物、二氧化硅、氮化硅、 聚合物材料其中之一。
34、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，包 括以湿式蚀刻、化学机械研磨及干式蚀刻其中之一来移除所 述钝化层的一部分。
35、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，包 括通过电化学电镀或无电化学镀在晶种层的顶部上形成一 或多层附加金属层，所述晶种层包括铜、钨、金、镍、铬、 钯、铂及其合金其中之一。
36、 如权利要求35所述的发光二极管的制造方法，包 括在镜面层的顶部上形成晶种层，所述镜面层包括利用物理 气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体强化 CVD(PECVD)、蒸镀、离子束沉积其中之一所沉积的Ag、 Al、 Ti、 Cr、 Pt、 Pd、 Ag/Pt、 Ag/Pd或Ag/Cr。
37、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，包 括在所述金属层上沉积一或多层附加金属层。
38、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，其 中所述承载衬底的移除包括利用激光剥除(LLO)技术。
39、 如权利要求29所述的发光二极管的制造方法，其 中移除所述承载衬底包括利用干式蚀刻、化学移除技术、或 化学机械移除技术。
40、 一种发光二极管的制造方法，包括 设置承载衬底；沉积多层磊晶结构，其具有p-节点、多重量子阱(MQW) 及n-节点；在所述多层磊晶结构上沉积一或多层第一金属层，所述 第一金属层电耦合到所述p-节点； 以蚀刻定义一或多个台面； 形成一或多层非导电层； 移除所述非导电层的一部份；沉积一或多层第二金属层，其电耦合到所述第一金属层 其中之一，其中所述第二金属层其中之一与所述n-节点及 MQW电绝缘；移除所述承载衬底。
41、 一种n-GaN在上LED晶圆的制造方法，包括 设置承载衬底；在所述承载衬底上沉积n-GaN部分； 在所述n-GaN部分上沉积活性层； 在所述活性层上沉积p-GaN部分； 沉积一或多层金属层； 施加掩模层；蚀刻所述金属、所述P-GaN层、所述活性层、及所述n-GaN层；移除所述掩模层； 沉积钝化层；移除在所述P-GaN顶部上的所述钝化层的部份，以暴露 所述金属；沉积一或多层金属层； 沉积金属衬底；移除所述承载衬底以暴露所述n-GaN表面。
42、 如权利要求41所述的n-GaN在上LED晶圆的制造 方法，其中所述n-GaN在上LED晶圆实质上平滑且平坦。
43、 如权利要求42所述的n-GaN在上LED晶圆的制造 方法，其中所述n-GaN在上LED晶圆具有小于IOOOOA的表面粗糙度。
44、 如权利要求41所述的n-GaN在上LED晶圆的制造 方法，其中所述承载衬底为蓝宝石。
45、 如权利要求41所述的n-GaN在上LED晶圆的制造 方法，其中所述金属衬底以下列方式其中之一来沉积电化 学电镀、无电化学镀、溅镀、化学气相沉积、电子束蒸镀、 热喷涂。
46、 如权利要求41所述的n-GaN在上LED晶圆的制造 方法，其中所述金属衬底包括下列其中之一的金属或金属合 金铜、镍、铝、Ti、 Ta、 Mo、 W。
47、 如权利要求41所述的n-GaN在上LED晶圆的制造 方法，其中所述承载衬底以激光剥除(LLO)、湿式蚀刻、化 学机械研磨其中之一来移除。
全文摘要
一种发光二极管的制造系统与方法，包括在承载衬底(carrier substrate)上形成多层磊晶结构；在所述多层磊晶结构上沉积至少一层金属层；移除所述承载衬底。
文档编号H01L21/00GK101099223SQ200580046415
公开日2008年1月2日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年1月11日
发明者忠 段 申请人:美商旭明国际股份有限公司