半導體發(fā)光器件制造方法和以該方法制造的半導體發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導體發(fā)光器件的制造方法以及通過該方法制造的半導體發(fā)光器件。根據(jù)本發(fā)明的一方面的半導體發(fā)光器件的制造方法包括：通過在襯底的第一主表面上順序地生長第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層而形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述襯底具有彼此相對的第一主表面和第二主表面；在所述襯底的第二主表面上形成反射膜，所述反射膜包括至少一個激光吸收區(qū)；以及進行劃線處理，通過從所述發(fā)光結(jié)構(gòu)頂部與所述激光吸收區(qū)相對應的部分將激光照射到所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述襯底來使所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述襯底分成器件單元。
【專利說明】半導體發(fā)光器件制造方法和以該方法制造的半導體發(fā)光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體發(fā)光器件的制造方法以及通過該方法制造的半導體發(fā)光器件，更具體地說，本發(fā)明涉及在用于分離器件單元的劃線處理中能夠使對發(fā)光結(jié)構(gòu)的損傷最小化的半導體發(fā)光器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導體發(fā)光器件是一種對其施加電流時能夠通過在P型半導體與η型半導體之間的P-η結(jié)處發(fā)生的電子-空穴復合而發(fā)出各種顏色的光的半導體器件。與基于燈絲的發(fā)光裝置相比，半導體發(fā)光器件具有多方面的優(yōu)點，例如壽命較長、功耗較低、優(yōu)良的初始操作特性、抗震性高等；因此，對半導體發(fā)光器件的需求持續(xù)增長。具體地說，最近，能夠發(fā)出短波長藍光的第III族氮化物半導體已引起關(guān)注。
[0003]在普通半導體發(fā)光器件的情況下，通過在襯底的一個表面上順序地生長η型半導體層、有源層和P型半導體層來形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，然后通過劃線處理將發(fā)光結(jié)構(gòu)分成器件單元?？梢酝ㄟ^使用鉆石針尖進行機械劃線或者進行激光劃線來執(zhí)行劃線處理。在襯底的另一個表面施加有金屬反射膜的情況下，機械劃線是不可行的，這是因為使用鉆石針尖很難在軟金屬板上形成凹槽。即便襯底的另一個表面施加有金屬反射膜也可以使用激光劃線；然而，在劃線處理中由激光束產(chǎn)生的碎屑可能會吸附到發(fā)光結(jié)構(gòu)上(尤其吸附在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面)或者可能會發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)變化，發(fā)光結(jié)構(gòu)在這種區(qū)域會起到吸光層的作用，從而導致照明效率的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004][技術(shù)問題]
[0005]本發(fā)明的一個方面可以提供一種在用于分離器件單元的劃線處理中能夠使對發(fā)光結(jié)構(gòu)的損傷最小化的半導體發(fā)光器件的制造方法。
[0006]本發(fā)明的一個方面還可以提供一種通過上述方法制造的半導體發(fā)光器件。
[0007][技術(shù)方案]
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種半導體發(fā)光器件的制造方法可以包括步驟:通過在襯底的第一主表面上順序地生長第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層而形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述襯底具有彼此相對的第一主表面和第二主表面；在所述襯底的第二主表面上形成反射膜，所述反射膜包括至少一個激光吸收區(qū)；以及進行劃線處理，通過從所述發(fā)光結(jié)構(gòu)頂部與所述激光吸收區(qū)相對應的部分將激光照射到所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述襯底來使所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述襯底分成器件單元。
[0009]所述方法還可以包括步驟:在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的兩個或更多區(qū)域中去除所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的一部分，以針對每一個器件單元暴露出所述第一導電類型半導體層的一部分；在所述第一導電類型半導體層的暴露部分上形成第一電極；以及在所述第二導電類型半導體層上形成第二電極。
[0010]所述反射膜的除了所述激光吸收區(qū)以外的區(qū)域可以由包含Ag或Al的材料制成。
[0011]所述激光的波長可以為800nm至1200nm。
[0012]所述激光吸收區(qū)可以由單一金屬或合金制成。
[0013]所述激光吸收區(qū)可以由金屬氧化物制成。
[0014]所述激光吸收區(qū)可以由從含有C、Cu和Ti的組中選出的材料制成。
[0015]所述方法還可以包括步驟:在形成所述反射膜之前對所述襯底進行研磨處理。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種半導體發(fā)光器件可以包括:襯底，所述襯底具有彼此相對的第一主表面和第二主表面；發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成在所述襯底的第一主表面上并且包括第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層；反射膜，所述反射膜形成在所述襯底的第二主表面上；以及激光吸收區(qū)，所述激光吸收區(qū)形成在所述反射膜的一側(cè)。
[0017]所述激光吸收區(qū)的側(cè)面可以與所述襯底和所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面在相同的平面上。
[0018]所述激光吸收區(qū)可以由能夠吸收波長為800nm至1200nm的激光的材料制成。
[0019]所述激光吸收區(qū)可以由單一金屬或合金制成。
[0020]所述激光吸收區(qū)可以由金屬氧化物制成。
[0021]所述激光吸收區(qū)可以由從含有C、Cu和Ti的組中選出的材料制成。
[0022]所述反射膜可以由含有Ag或Al的材料制成。
[0023][有益效果]
[0024]當使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導體發(fā)光器件的制造方法時，使用隱形激光進行劃線處理，因而可以使在發(fā)光結(jié)構(gòu)側(cè)面上形成不期望的吸光層的情況最小化。因此，所制造的半導體發(fā)光器件可以具有改進的可靠性和照明效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1至圖7是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導體發(fā)光器件的制造方法的截面圖；以及
[0026]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導體發(fā)光器件的截面圖。
【具體實施方式】
[0027]下面，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
[0028]然而，本發(fā)明可以具體實現(xiàn)為許多不同的形式，并且不應當被解釋為限于所述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了使得本發(fā)明是詳盡和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見，會放大元件的形狀和尺寸
[0029]圖1至圖7是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導體發(fā)光器件的制造方法的截面圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導體發(fā)光器件的截面圖，該半導體發(fā)光器件具有通過根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所提出的方法而獲得的結(jié)構(gòu)。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導體發(fā)光器件的制造方法中，如圖1所示，制備具有彼此相對的第一主表面和第二主表面的襯底100,并且在襯底100的第一主表面上順序地形成第一導電類型半導體層101、有源層102和第二導電類型半導體層103。在這種情況下，第一導電類型半導體層101、有源層102和第二導電類型半導體層103可以形成發(fā)光結(jié)構(gòu)。在本實施例中，可以通過劃線處理將發(fā)光結(jié)構(gòu)分成多個發(fā)光器件。
[0031]襯底100可以是半導體生長表面，并且可以由具有電絕緣屬性和導電屬性的材料制成，例如，藍寶石、SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN等。在使用由具有電絕緣屬性的藍寶石制成的襯底100的情況下，需要蝕刻處理來形成電極，以便與第一導電類型半導體層101連接。藍寶石是具有Hexa-Rhombo R3c對稱性的晶體，并且沿C軸的晶格常數(shù)為
13.001A，沿A軸的晶格常數(shù)為4.758A。藍寶石的晶面包括C (0001)平面、A (1120)平
面、R (1102)平面等。因為C平面有利于氮化物膜的生長并且在高溫下穩(wěn)定，所以C平面主要用作氮化物半導體生長的襯底。
[0032]第一導電類型半導體層101和第二導電類型半導體層103可以是分別為由氮化物半導體制成的η型半導體層和P型半導體層。本發(fā)明構(gòu)思不限于此；然而，根據(jù)本實施例，第一導電類型半導體層101和第二導電類型半導體層103可以分別理解為η型半導體層和P型半導體層。第一導電類型半導體層101和第二導電類型半導體層103可以由具有AlxInyGa (1_x_y)N (其中，O≤x≤1，O≤y≤I并且O≤x+y≤I)成分的材料制成。例如，可以使用GaN、AlGaN、InGaN等。形成在第一導電類型半導體層101與第二導電類型半導體層103之間的有源層102通過電子與空穴的復合而發(fā)出具有預定能級的光，并且可以具有交替堆疊量子勢壘層與量子阱層的多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，例如，InGaN/GaN結(jié)構(gòu)?？梢岳弥T如金屬有機化學氣相沉積(M0CVD)、分子束外延(MBE)、氫化物氣相外延(HVPE)等現(xiàn)有技術(shù)中已知的生長方法來形成第一導電類型半導體層101、第二導電類型半導體層103和有源層102，以形成發(fā)光結(jié)構(gòu)。
[0033]接下來，如圖2所示，去除一部分發(fā)光結(jié)構(gòu)以暴露出一部分第一導電類型半導體層101。這里，第一導電類型半導體層101的暴露部分的數(shù)量與發(fā)光器件單元的數(shù)量相對應。為了去除一部分發(fā)光結(jié)構(gòu)，可以適當?shù)厥褂美珉姼旭詈系入x子體反應離子蝕刻(ICP-RIE)之類的蝕刻處理。該處理旨在通過暴露出第一導電類型半導體層101來形成電極。如果不需要暴露出第一導電類型半導體層101，例如，如果襯底100是導電襯底，則可以省略蝕刻處理。同時，圖2示出在襯底100上形成了兩個發(fā)光器件；然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當清楚的是，可以形成三個或更多發(fā)光器件。
[0034]然后，如圖3所示，可以在第一導電類型半導體層101的暴露表面上形成第一電極104a，并且可以在第二導電類型半導體層103上形成第二電極104b。第一電極104a和第二電極104b均可以具有多層電極結(jié)構(gòu)，該多層電極結(jié)構(gòu)包括分別與第一導電類型半導體層101和第二導電類型半導體層103形成歐姆接觸的部分以及接合焊盤部分?？梢酝ㄟ^沉積或濺射所選的金屬材料來形成第一電極104a和第二電極104b。雖然沒有示出，但是在這種情況下，為了改進歐姆接觸和電流分布，可以在第二導電類型半導體層103與第二電極104b之間形成由銦錫氧化物(ITO)等制成的透明電極。
[0035]然后，如圖4所示，對襯底100進行研磨處理以便減小其厚度。研磨處理旨在通過減小所包括的襯底100的厚度來減小最終發(fā)光器件的尺寸并提高散熱效率，并且研磨處理可以在襯底100的第二主表面上進行。研磨處理不是必要的，如果襯底100原本很薄，則可以省略研磨處理。
[0036]然后，如圖5所示，在襯底100的第二主表面上形成反射膜105，并且反射膜的一部分可以使用不同材料來形成激光吸收區(qū)106。反射膜105可以由具有較高反光率的金屬材料(例如，Ag、Al等)制成，并且可以通過在襯底100的除了激光吸收區(qū)106以外的表面上沉積這種金屬材料來形成，或者通過在其上粘結(jié)薄反射膜來形成。由高反射材料制成的反射膜105可以用于向上反射從發(fā)光器件(具體從有源層102)發(fā)出的光。激光吸收區(qū)106可以形成在用于使器件單元分開的劃線區(qū)域中，并且可以由在激光劃線處理中用于吸收激光的材料制成。在本實施例中，使用具有較長波長的激光(例如，波長為大約800nm至1200nm的隱形激光)，因此，激光吸收區(qū)106可以由用于吸收這種隱形激光的材料制成。激光吸收區(qū)106可以由金屬或合金制成，并且可以使用能夠吸收激光的任何材料。例如，激光吸收區(qū)106可以由金屬氧化物、C、Cu、或Ti等制成。
[0037]然后，如圖6所示，可以進行激光劃線處理來將連續(xù)的發(fā)光結(jié)構(gòu)分成多個發(fā)光器件單元。如上文所述，在本實施例中的激光源107可以提供波長為大約800nm至1200nm的隱形激光L，并且可以使激光照射發(fā)光結(jié)構(gòu)和襯底100。這里，可以用激光照射反射膜105和激光吸收區(qū)106的相對側(cè)，即，發(fā)光結(jié)構(gòu)頂部與激光吸收區(qū)106相對應的一部分。在使用隱形激光L進行劃線處理的情況下，與使用紫外線(UV)激光的情況相比，可以明顯地減少吸附到發(fā)光結(jié)構(gòu)上的碎屑或者明顯地減少形成發(fā)光結(jié)構(gòu)的材料的晶體結(jié)構(gòu)變化。
[0038]然而，在使用隱形激光L的劃線處理中，如果隱形激光L被諸如Ag、Al等高反射材料反射，則可能不會形成焦點，從而使劃線處理不可行。在本實施例中，在襯底100第二主表面上與用隱形激光L照射的劃線區(qū)域相對應的部分處形成由能夠吸收隱形激光L的材料制成的激光吸收區(qū)106 ;因此，如圖7所示，隱形激光L的焦點C可以形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)或襯底100的內(nèi)部。因此，根據(jù)本實施例的劃線處理可以相對容易地使器件單元分開，并且可以使對發(fā)光結(jié)構(gòu)性能的潛在損傷最小化。
[0039]同時，圖8示出了通過劃線處理分開的發(fā)光器件單元。在通過本發(fā)明示例性實施例提出的方法制造的半導體發(fā)光器件中，反射膜105可以形成在襯底100的第二主表面上，同時由能夠吸收隱形激光L的材料制成的激光吸收區(qū)106形成在第二主表面的一部分上。在這種情況下，如上文所述，因為激光吸收區(qū)106位于劃線區(qū)域中，所以，如圖8所示，激光吸收區(qū)106的側(cè)面可以與發(fā)光結(jié)構(gòu)和襯底100的側(cè)面在相同的平面上。
[0040]雖然上面已經(jīng)示出并描述了示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種半導體發(fā)光器件的制造方法，所述方法包括步驟: 通過在襯底的第一主表面上順序地生長第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層而形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述襯底具有彼此相對的第一主表面和第二主表面； 在所述襯底的第二主表面上形成反射膜，所述反射膜包括至少一個激光吸收區(qū)；以及 進行劃線處理，通過從所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面之上與所述激光吸收區(qū)相對應的位置將激光照射到所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述襯底來使所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述襯底分成器件單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟: 在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的兩個或更多區(qū)域中去除所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的一部分，以針對每一個器件單元暴露出所述第一導電類型半導體層的一部分； 在所述第一導電類型半導體層的暴露部分上形成第一電極；以及 在所述第二導電類型半導體層上形成第二電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述反射膜的除了所述激光吸收區(qū)以外的區(qū)域由包含Ag或Al的材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述激光的波長為SOOnm至1200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述激光吸收區(qū)由單一金屬或合金制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述激光吸收區(qū)由金屬氧化物制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述激光吸收區(qū)由從含有C、Cu和Ti的組中選出的材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟:在形成所述反射膜之前對所述襯底進行研磨處理。
9.一種半導體發(fā)光器件，包括: 襯底，所述襯底具有彼此相對的第一主表面和第二主表面； 發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成在所述襯底的第一主表面上并且包括第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層； 反射膜，所述反射膜形成在所述襯底的第二主表面上；以及 激光吸收區(qū)，所述激光吸收區(qū)形成在所述反射膜的一側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述激光吸收區(qū)的側(cè)面與所述襯底和所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面在相同的平面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述激光吸收區(qū)由能夠吸收波長為800nm至1200nm的激光的材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述激光吸收區(qū)由單一金屬或合金制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述激光吸收區(qū)由金屬氧化物制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述激光吸收區(qū)由從含有C、Cu和Ti的組中選出的材料制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述反射膜由含有Ag或Al的材料制成。
【文檔編號】H01L33/10GK103733359SQ201180072761
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】韓在鎬, 金晟泰, 蔡昇完, 李鐘昊, 金制遠 申請人:三星電子株式會社