專利名稱：發(fā)光二極管激光剝離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管制造方法，特別涉及一種發(fā)光二極管激光剝離方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)中主要由發(fā)光的半導(dǎo)體材料多重外延而成，以藍(lán)光發(fā)光二極管為例。其主要是由氮化鎵基(GaN-based)外延薄膜組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié)構(gòu)，具有單向?qū)щ娦?。其在制作上一般是使用藍(lán)寶石基板，用以成長出較高質(zhì)量的氮化鎵基(GaN-based)外延薄膜。然而藍(lán)寶石基板的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性不良，限制傳統(tǒng)藍(lán)光LED僅能采用正負(fù)電極在基板同一側(cè)的橫向結(jié)構(gòu)。如此一來，除了減少元件的發(fā)光面積之外，更因電流擁擠效應(yīng)(current crowding effect)使元件導(dǎo)通電阻及順向壓降增加。為了改善上述缺失，目前高功率的發(fā)光二極管元件的作法是使用藍(lán)寶石基板成長氮化鎵基外延薄膜后，接著利用例如電鍍的方法成長一金屬薄膜，或是利用晶圓接合(wafer bonding)的方式,在氮化鎵基外延薄膜上形成一新的基板,并使用發(fā)光二極管激光剝離方法(Laser Lift-Off)來移除藍(lán)寶石基板，使氮化鎵基外延薄膜最后是位于新的基板上。新基板透過其高散熱系數(shù)與良好的導(dǎo)電性，更適應(yīng)于高驅(qū)動電流領(lǐng)域，可解決發(fā)光二極管元件高流明通量下散熱等問題。請參閱圖1與圖2所示，一般的發(fā)光二極管為以激光剝離方法移除藍(lán)寶石基板，其為先在一轉(zhuǎn)換基板I (例如藍(lán)寶石基板)上依序形成發(fā)光用的一外延層2，且將該外延層2定義出隔離區(qū)域3，并形成間隔 排列的晶粒4，再將設(shè)有一黏合金屬層5的支持基板6與該外延層2結(jié)合。然后，將一具有鏤空區(qū)的光罩(圖中未示)鄰近該轉(zhuǎn)換基板I設(shè)置，且將激光7穿過光罩的鏤空區(qū)并照射該轉(zhuǎn)換基板1，以讓激光7的照射區(qū)8罩覆該轉(zhuǎn)換基板I上的外延層2對應(yīng)鏤空區(qū)的晶粒4，以及位在晶粒4周圍的隔離區(qū)域3 (如「圖2」所示)?，F(xiàn)有利用激光7，以地毯式地掃描處理整塊轉(zhuǎn)換基板1，以氮化鎵基(GaN-based)為主體材料的該外延層2在照射激光7后，氮化鎵基會于該轉(zhuǎn)換基板I與該外延層2的接口間進(jìn)行解離而產(chǎn)生氮氣，而將該轉(zhuǎn)換基板I剝離該外延層2。然而該轉(zhuǎn)換基板I在形成該外延層2之時，由于承受了多道的工藝，該轉(zhuǎn)換基板I與該外延層2的材料界面間會殘留相當(dāng)?shù)谋砻鎽?yīng)力，故在激光剝離工藝中形成的氮氣所造成的壓力會與殘留的表面應(yīng)力交互作用而造成過大且無法預(yù)期方向的破壞力，造成該外延層2在剝離的過程中，容易受力過大而產(chǎn)生無法預(yù)期方向的裂縫，亦即其會造成破片的問題，而降低工藝合格率。因此美國專利公告第6617261 號專利 “Structure and method for fabricatingGaN substrates from trench patterned GaN layers on sapphire substrates，，公開一種在外延層間的隔離區(qū)域形成溝槽的結(jié)構(gòu)與方法，其通過該溝槽作為宣泄氮氣壓力的管道，然而其需要形成的溝槽相當(dāng)?shù)纳?，故其工藝?yán)щy與繁雜而成本高昂，難以滿足使用上的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，解決在激光剝離工藝中形成的氮氣所造成的壓力會與殘留的表面應(yīng)力交互作用而造成破壞力過大，使外延層遭到破壞的問題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案一種發(fā)光二極管激光剝離方法，應(yīng)用于一轉(zhuǎn)換基板與一外延層的激光剝離，且該外延層定義有一隔離區(qū)域以隔出多個晶粒，在于該轉(zhuǎn)換基板上外延形成該外延層之前，對應(yīng)該外延層的隔離區(qū)域，先于該轉(zhuǎn)換基板上形成一高低落差結(jié)構(gòu)，再讓該轉(zhuǎn)換基板上外延形成該外延層。較佳地，其中該高低落差結(jié)構(gòu)的斷面角度為45 90度之間。較佳地,其中該高低落差結(jié)構(gòu)為一壕溝。較佳地，其中該壕溝為倒梯形。較佳地，其中該壕溝的深度為0.1微米-25微米。較佳地，其中該高低落差結(jié)構(gòu)為鉆石切割形成。較佳地，其中該高低落差結(jié)構(gòu)為激光切割形成。較佳地，其中該高低落差結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體干蝕刻工藝形成。較佳地，其中該高低落差結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體濕蝕刻工藝形成。本發(fā)明具有如下的 優(yōu)點和積極效果； 本發(fā)明的優(yōu)點在于可通過該高低落差結(jié)構(gòu)釋放材料接口間的應(yīng)力，故于具有該高低落差結(jié)構(gòu)的該轉(zhuǎn)換基板的上外延形成該外延層，即可在激光剝離該轉(zhuǎn)換基板與該外延層時，有效降低破片機率，而提升工藝合格率。


圖1為現(xiàn)有發(fā)光二極管激光剝離方法的示意圖；圖2為現(xiàn)有外延層的俯視示意圖；圖3A為本發(fā)明發(fā)光二極管激光剝離結(jié)構(gòu)圖一；圖3B為本發(fā)明發(fā)光二極管激光剝離結(jié)構(gòu)圖二 ；圖3C為本發(fā)明發(fā)光二極管激光剝離結(jié)構(gòu)圖三；圖3D為本發(fā)明發(fā)光二極管激光剝離結(jié)構(gòu)圖四。
具體實施例方式茲有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)以實施例來作進(jìn)一步說明，但應(yīng)了解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實施的限制。請參閱圖3A、圖3B、圖3C與圖3D所示，本發(fā)明為一種發(fā)光二極管激光剝離方法，首先為準(zhǔn)備一轉(zhuǎn)換基板10(如圖3A所示)，接著為于該轉(zhuǎn)換基板10形成一高低落差結(jié)構(gòu)50 (如圖3B所示)，接著外延形成一外延層20，且讓該外延層20借一黏合金屬層30結(jié)合于一支持基板40上(如圖3C所示)，最后利用激光剝離該轉(zhuǎn)換基板10與該外延層20 (如圖3D所示)。本發(fā)明若以藍(lán)光發(fā)光二極管為例，該轉(zhuǎn)換基板10可以為藍(lán)寶石基板，該外延層20可以為氮化鎵基(GaN-based)外延薄膜，而該支持基板40可以是硅、鋁、銅、銀、碳化硅、鉆石、石墨、鑰、及氣化招等等。在實際實施時，該外延層20為定義有一隔離區(qū)域21以隔出多個晶粒22。且本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為在于該轉(zhuǎn)換基板10上外延形成該外延層20之前，對應(yīng)該外延層20的隔離區(qū)域21，先于該轉(zhuǎn)換基板10上形成該高低落差結(jié)構(gòu)50 (如圖3B所示)。且該高低落差結(jié)構(gòu)50可以為一壕溝51,且該壕溝51為倒梯形,并該壕溝51的深度為0.1微米-25微米。又本發(fā)明于該轉(zhuǎn)換基板10上形成該高低落差結(jié)構(gòu)50之后，再讓該轉(zhuǎn)換基板10上外延形成該外延層20，即可通過該高低落差結(jié)構(gòu)50釋放該轉(zhuǎn)換基板10與該外延層20材料界面間的表面應(yīng)力。且為了增加釋放表面應(yīng)力的效果，該高低落差結(jié)構(gòu)50的斷面角度為45 90度之間。又本發(fā)明形成該高低落差結(jié)構(gòu)50的方法可以為各種半導(dǎo)體工藝，如可以為鉆石切割形成，或者為激光切割 形成，或者為半導(dǎo)體干蝕刻工藝形成，或者為半導(dǎo)體濕蝕刻工藝形成，或者為其它任何可以形成類似形狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體工藝亦可。如上所述，本發(fā)明在于該轉(zhuǎn)換基板10上外延形成該外延層20之前，對應(yīng)該外延層20的隔離區(qū)域21，先于該轉(zhuǎn)換基板10上形成該高低落差結(jié)構(gòu)50，因此可通過該高低落差結(jié)構(gòu)50釋放材料接口間的應(yīng)力，故本發(fā)明于具有該高低落差結(jié)構(gòu)50的該轉(zhuǎn)換基板10的上外延形成該外延層20，即可在激光剝離該轉(zhuǎn)換基板10與該外延層20之時，有效降低破片機率，進(jìn)而提升工藝合格率。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管激光剝離方法，應(yīng)用于一轉(zhuǎn)換基板與一外延層的激光剝離，且該外延層定義有一隔離區(qū)域以隔出多個晶粒，其特征在于 在于該轉(zhuǎn)換基板上外延形成該外延層之前，對應(yīng)該外延層的隔離區(qū)域，先于該轉(zhuǎn)換基板上形成一高低落差結(jié)構(gòu)，再讓該轉(zhuǎn)換基板上外延形成該外延層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該高低落差結(jié)構(gòu)的斷面角度為45 90度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該高低落差結(jié)構(gòu)為一壕溝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該壕溝為倒梯形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該壕溝的深度為0.1微米-25微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該高低落差結(jié)構(gòu)為鉆石切割形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該高低落差結(jié)構(gòu)為激光切割形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該高低落差結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體干蝕刻工藝形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管激光剝離方法，其特征在于，該高低落差結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體濕蝕刻工藝形成。
全文摘要
一種發(fā)光二極管激光剝離方法，其為于一轉(zhuǎn)換基板上外延形成一外延層之前，對應(yīng)該外延層的隔離區(qū)域，先于該轉(zhuǎn)換基板上形成一高低落差結(jié)構(gòu)，據(jù)此于具有該高低落差結(jié)構(gòu)的該轉(zhuǎn)換基板之上，外延形成該外延層，即可藉由該高低落差結(jié)構(gòu)釋放材料接口間的應(yīng)力，因而在激光剝離該轉(zhuǎn)換基板與該外延層時，即可有效降低破片機率，而提升工藝合格率。
文檔編號B23K26/00GK103066166SQ20111031932
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者陳復(fù)邦, 曾瑞賢, 張智松 申請人:聯(lián)勝光電股份有限公司