專利名稱：形成發(fā)光二極管裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其工藝，且特別涉及一種發(fā)光二極管裝置及其 工藝。
背景技術(shù)：
利用電流在p-n結(jié)所產(chǎn)生的電子及空穴輻射性再結(jié)合，可產(chǎn)生電磁輻射 (例如光)。在從直接能隙材料(例如GaAs或GaN)制造的正偏壓的p-n結(jié)， 該注入空乏區(qū)的電子空穴再結(jié)合產(chǎn)生電磁輻射的射出。該電磁輻射可以在可 見光的范圍內(nèi)，或是在非可見光的范圍內(nèi)。使用具有不同能隙的材料也可產(chǎn) 生出具有不同發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。此外， 一發(fā)光二極管發(fā)出具有特定波
長(zhǎng)范圍的電磁輻射時(shí)，表示可利用一熒光體來吸收該等輻射，并發(fā)射出一或 多種不同的波長(zhǎng)的輻射。因此，舉例來說， 一發(fā)光二極管發(fā)出非可見光時(shí)， 可利用一熒光體將該非可見光轉(zhuǎn)換成一可見光。
由于硅基底的低成本及大量廣為人知可運(yùn)用于其上的工藝技術(shù)手段，使 得利用硅基底來形成發(fā)光二極管裝置將會(huì)十分具有吸引力。對(duì)于垂直發(fā)光二 極管裝置，該硅基作為一導(dǎo)電界面以提供一電性連結(jié)至該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 底部接觸層。然而由硅基底一般具有相對(duì)高的吸收率，因此負(fù)面地影響該發(fā) 光二極管裝置的發(fā)光效率。
一用來解決上述問題的方法是利用一反射層，例如分布式布拉格反射層 或反射緩沖層，以將光由基底側(cè)反射至出光面。然而，該反射層易導(dǎo)致一通 過外延成長(zhǎng)的三-五族半導(dǎo)體層具有低的結(jié)晶品質(zhì)。
另一用來解決該問題的方法是將該硅基底由三-五族半導(dǎo)體層上移除，并 形成一新的導(dǎo)電基底。該方法所導(dǎo)致的問題包含需去除整個(gè)硅基底、以及移 除硅基底所額外花費(fèi)的時(shí)間及成本。
綜上所述，發(fā)展出具有較佳發(fā)光效率的發(fā)光二極管裝置及其工藝是十分 必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供新穎的發(fā)光二極管工藝，來降低、解決或避免公知 技術(shù)所存在的問題，并達(dá)到所期望的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一目的，提供一形成發(fā)光二極管裝置的方法。該方法包含 形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于一基底之上。在形成該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)后，將部分 該基底轉(zhuǎn)換成一孔洞層。接著，形成一導(dǎo)電基底于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之上。 之后，通過選擇性蝕刻或機(jī)械性切割該孔洞層，將該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)由該基 底上分離。
根據(jù)本發(fā)明另一目的，提供一形成發(fā)光二極管裝置于一硅覆絕緣(SOI) 基底的方法。該硅覆絕緣(SOI)基底包含一硅基底、 一埋層氧化層、及一最頂 層的硅層。該方法包含形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于該硅覆絕緣(SOI)基底的最頂
層的硅層之上。接著，形成一導(dǎo)電基底于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之上。選擇性蝕 刻該埋層氧化層，以分離該硅基底及該最頂層的硅層與該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明可在固定基底尺寸的前提下，達(dá)到增加該發(fā)光二極管裝置的發(fā)光 效率的目的。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖l-6顯示本發(fā)明一實(shí)施例所述發(fā)光二極管裝置的工藝步驟；以及 圖7-12顯示本發(fā)明另一實(shí)施例所述發(fā)光二極管裝置的工藝步驟。
并且，上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下
102 基底(或硅基底)；
104 孔洞層(或埋層氧化層)；
202 晶種層(或最頂層的硅層)；
302 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)；
304 第一接觸層；
306 披覆層；
308~有源層；
5310 第二披覆層； 312 第二接觸層；
314~緩沖層；
316~反射層；
402~導(dǎo)電基底；
702~基底；
704~摻雜層；
804 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu);
804 犧牲栓塞；
902~間隙壁；
904 開口；
1002 孔洞層；以及
1102 導(dǎo)電基底。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明接下來將會(huì)提供許多不同的實(shí)施例以實(shí)施本發(fā)明中不同的特征。 各特定實(shí)施例中的組成及配置將會(huì)在以下作描述以簡(jiǎn)化本發(fā)明。這些為實(shí)施 例并非用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供一形成發(fā)光二極管裝置的方法及其所形成的結(jié)構(gòu)?？梢员焕?解地，本發(fā)明僅顯示出本發(fā)明所述的方法的必要步驟，不過其它已被知曉用 于此技術(shù)領(lǐng)域的步驟或工藝也可被加入于該方法中。在本發(fā)明的實(shí)施例所述 的圖示中，類似的單元以類似的元件符號(hào)來表示。
圖l-6顯示不同的中介工藝步驟，用以形成本發(fā)明一實(shí)施例所述的形成 于導(dǎo)電基底上的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參照?qǐng)Dl，形成一孔洞層104于該基底 102之上。該基底102可為一半導(dǎo)體總體基材，可以具有摻雜或非摻雜，較 佳是具有一(100)面位向。值得注意的是當(dāng)本發(fā)明的實(shí)施例其內(nèi)文描述使用一 硅總體基底，也可以其他基底來替代。舉例來說，硅覆絕緣(SOI)基底、藍(lán)寶 石基底、或碳化硅基底等也可以用來取代本發(fā)明所述實(shí)施例所述的基底。根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于硅基底的成本較低，因此較佳使用硅基底。此外，
6除了較佳使用具有一(100)面位向的基底外，具有不同面位向的基底像是 (111)、或(110)等面位向也可被使用。
該孔洞層104通過轉(zhuǎn)換部分的該基底102為一孔洞層所形成。在一實(shí)施 例中，該基底102為一總體硅基底，而該孔洞層104通過例如電化學(xué)陽極蝕 刻法所形成，該化學(xué)陽極蝕刻法使用具有氫氟酸溶液(20wty。)及乙基醇的電 解質(zhì)組成物，且陽極電流密度介于約lmA/cm2至約200 mA/cm2。較佳地， 該基底102在形成孔洞層104前具有一厚度至少約100pm，而該孔洞層104 的厚度介于約IOA至約lpm之間。該孔洞層104用來作為一分離層，用以 在后續(xù)工藝中將該基底102由該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)上分離，詳述于下。
圖2根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例顯示一可視需要增減的步驟，形成一晶種層于 該孔洞層104之上。該晶種層202可提供一較佳的表面，且該晶種層緊鄰著 后續(xù)經(jīng)外延成長(zhǎng)所得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。該晶種層202較佳是由經(jīng)外延成長(zhǎng) 的含硅材料層所形成，該晶種層202可例如為SixGe(1.x)、或SixC(,.x)等，其中 0<x<l。
在一實(shí)施例中，含硅晶種層202可以化學(xué)氣相沉積的方法通過氫氣氛在 約600°C至約1100°C的溫度及約ltorr至約760torr的壓力下所形成。該晶 種層202較佳具有一厚度約lnm至約1000nm。其他的工藝，例如遠(yuǎn)端等離 子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(RPCVD)、分子束外延(MBE)、金屬有機(jī)氣相外延 (MOVPE)，氫化物氣相外延(HVPE)、或液相外延(LPE)等都可用來形成該晶 種層。
在另一實(shí)施例中， 一硅覆絕緣基底用來取代具有孔洞層104及晶種層202 形成于其上的基底102。在此， 一側(cè)向蝕刻可用來蝕刻硅覆絕緣基底的絕緣 層，使得位于下方的基底(一般為硅基底)與形成于上方的硅層分離，詳述于 下。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302于該基底 102。該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302可包含一第一接觸層304、 一第一披覆層306、 一有源層308、 一第二披覆層310、及一第二接觸層312。 一緩沖層314可視 需要加以形成。
該緩沖層314包含一或一種以上的材料并形成于該基底102的上方(例如 形成于該孔洞層104和/或該晶種層202之上)，作為一后續(xù)外延成長(zhǎng)形成該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302的成核層。依據(jù)各自形成于該第一及第二接觸層304及 312上的基板的型態(tài)，來決定配置于該第一接觸層304及該基底102(例如形 成于該孔洞層104和/或該晶種層202之上)之間的緩沖層材料。舉例來說， 當(dāng)所使用的基底為碳化硅、或硅基底，該的緩沖層，例如A1N、或AlGaN， 可用來在該碳化硅基底上進(jìn)行三-五族化合物的外延成長(zhǎng)。
舉例來說，該緩沖層314的材料可為三-五族為主的化合物，像是金屬氮 化物、金屬碳化物、金屬碳氮化物、單一金屬、合金、或含硅材料等。其形 成方式舉例來說可為金屬有機(jī)CVD (MOCVD)、金屬有機(jī)氣相外延 (MOVPE)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、遠(yuǎn)端等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣 相沉積(RP-CVD)、分子束外延(MBE)、氫化物氣相外延(HVPE)、氯化物氣 相外延(C1-VPE)、或液相外延(LPE)等。該緩沖層314的材料可例如包含SiC、 ZnO、 GaN、 InN、 A1N、 InGaN、 AlGaN、 AlInN、或AlInGaN、等。該緩沖 層314可進(jìn)一步包含多個(gè)膜層，例如多個(gè)A1N層及多個(gè)硅摻雜GaN層以交 替方式相迭。該緩沖層314可以摻雜一p型或一n型雜質(zhì)，或是實(shí)質(zhì)上未摻 雜。
該第一接觸層304形成于該緩沖層314的上方。該第一接觸層304可由 一三族氮化物(或其他五族元素)。在一實(shí)施例中，該第一接觸層304由具有 n型導(dǎo)電性質(zhì)的三族氮化物所組成，且形成方式可為MBE、 MOCVD、 HVPE、 或LPE等。該三族氮化物材料可包含，舉例來說，GaN、 InNAlN、 InxGa(1.x)N、 AlxGa(1-x)N、或AlxInyGa(Lx-y)N等，其中0〈x《1、 0<y《1。包含其他五族 元素來用來取代N的化物也可被使用。
該可視需要形成的第一披覆層306形成于該第一接觸層304的上方。相 似于該第一接觸層304，該第一披覆層306可由一三-族氮化物或其他五族元 素所形成。在一實(shí)施例中，該第一披覆層306包含n型導(dǎo)電性質(zhì)的具有三-族氮化物(例如n-AlGaN)。該第一披覆層306的形成方法可基本上與形成該 第一接觸層304的方法相同。
該發(fā)光層308(也稱為有源層)形成于該第一披覆層306之上。該發(fā)光層 308可包含一均質(zhì)接面、 一異質(zhì)接面、 一單一量子阱(SQW)、或一多重量子 阱(MQW)結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例，該發(fā)光層308包含非摻雜n-型氮化鎵銦 (GaxInyN(1.x.y))。在另一實(shí)施例中，發(fā)光層308可包含其他常用的材料，例如AlxInyGa(1_x_y)N，其中(Kx《1、 0< y《1。在又一實(shí)施例中，該發(fā)光層308 可具有多重量子阱結(jié)構(gòu)，包含多重量子阱層(像是InGaN)及一具交替樣式的 阻擋層(像是GaN)。同樣地，該發(fā)光層308的形成方法可為MOCVD、 MBE、 HVPE、 LPE、或其他可適用的CVD方法。該發(fā)光層308的總厚度較佳是 介于約5nm及約200nm之間。
一可視需要形成的第二披覆層310可形成于該發(fā)光層308之上。在一實(shí) 施例中，該第二披覆層310的材料相似于該第一披覆層306，例如AlGaN， 除了該第二披覆層310可能摻雜為p型。形成該第二披覆層310的方法基本 上與形成該第一披覆層306的方法相同，除了需形成相反型態(tài)的導(dǎo)電性質(zhì)。
該第二接觸層312形成于該第二披覆層310之上。該第二接觸層的材料 可與該第一接觸層304相同或不同，而形成方法與該第一接觸層304基本上 相似，除了該第二接觸層312的導(dǎo)電性質(zhì)型態(tài)與該第一接觸層304相反。
如圖3所示， 一反射層316可視需要形成于該三-五族發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 302最上層的上方。該反射層316是將該發(fā)光層308往該第二接觸層312方 向射出的光反射回去，讓光由該第一接觸層304側(cè)射出，其作為該發(fā)光二極 管裝置的光射出面。該視需要所形成的反射層316可包含一單一層，像是一 反射金屬層(例如A1、或Ag等)，或是一具有多層的膜層，像是分布式布拉 格反射層、或全位向反射層等。在其他實(shí)施例中該第二接觸層312也可為一 高反射率的膜層，因此也可以不需要該反射層316。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示形成一導(dǎo)電基底402于該發(fā)光二極管 結(jié)構(gòu)302之上。該導(dǎo)電基底402形成于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302的上方，以提 供一電性連結(jié)至該第二接觸層312(和/或該反射層316)。該導(dǎo)電基底402可 由任何適合的導(dǎo)電材料所形成，像是摻雜硅、金屬、或金屬合金等。該導(dǎo)電 基底402的厚度較佳是約50pm。
在一實(shí)施例中，可通過電鍍方式形成該導(dǎo)電基底402。在此實(shí)施例，一 晶種層(未顯示)成膜于該晶片之上，接著將其放置于一包含金屬離子(例如 鎳、鉻、或銅等)電鍍?nèi)芤褐校⑹┮砸浑妷?。舉例來說，若該導(dǎo)電基底402 的材質(zhì)為鎳，該晶片被放置一包含有NiS04、 NiCl2、及&02的溶液中。該 晶片表面電性連結(jié)至一外部電源供應(yīng)器的負(fù)極側(cè)，使得該晶片在電鍍過程中 作為陰極。 一鎳陽極同時(shí)浸泡于該溶液中，且與該外部電源供應(yīng)器的正極側(cè)電性連結(jié)。該陽極的鎳原子被氧化成N產(chǎn)離子，而該N產(chǎn)離子由該陽極釋放 出并溶于該溶液。當(dāng)該N產(chǎn)離子到達(dá)該負(fù)偏壓陰極，例如該晶片，該N產(chǎn)離 子被還原成金屬并鍍于該晶片表面上。
在另一實(shí)施例中，該導(dǎo)電基底402由硅所構(gòu)成。在此， 一硅基底結(jié)合于 該第二接觸層312的表面，因此形成如圖4所示的該導(dǎo)電基底402。被結(jié)合 的該硅基底較佳為一具有離子摻雜的硅總體基底，并具有與該發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)302的第二接觸層312相同的導(dǎo)電性質(zhì)型態(tài)。舉例來說，在一實(shí)施例中， 該第二接觸層312為p型導(dǎo)電性質(zhì)材料，而該硅基底被摻雜硼離子或是其他 p型離子。該硅基底可通過Au-Si共晶結(jié)(先沉積金于第二接觸層312)與該第 二接觸層312結(jié)合，或是利用金屬與金屬結(jié)方式(沉積Au或Cu于欲結(jié)的兩
圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示移除該基底102及該孔洞層104。該 基底102可以利用機(jī)械性分離方式從該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302上分離，該機(jī)械 性分離方式可例如為一水刀工藝。該水刀工藝可利用一水流由孔洞層104邊 緣來進(jìn)行機(jī)械性側(cè)向蝕刻。由于孔洞層104的多孔性，該孔洞層104易于被 分割，因此可將該基底102由該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302上分離。由于該基底102 可被重復(fù)利用，因此減少浪費(fèi)及工藝成本。
在另一實(shí)施例中，該孔洞層104可通過一化學(xué)蝕刻工藝來移除。在此， 具有49%氫氟酸及30% H202 (1: 5)的水溶液可被用來由該基底102的邊緣 側(cè)向蝕刻該孔洞層104。該氫氟酸對(duì)于該孔洞層104及該基底102(或是該發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)302)的蝕刻選擇比約1至IOO，OOO。由于如此高的蝕刻選擇比， 該側(cè)向蝕刻不會(huì)對(duì)該基底102或該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)30造成損害。其他用來 分割的方法可包括熱應(yīng)力、穿孔、及插入一鑿子。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示移除該晶種層202。該晶種層202可 通過浸泡在一含氫氟酸、硝酸、及醋酸的溶液(一般稱為HNA溶液)或是一含 KOH的溶液。該溶液可移除殘留的孔洞層104及該晶種層202。在某些實(shí)施 例中，該緩沖層314可以用濕蝕刻移除，以進(jìn)一步改善第一接觸層304的電 性接觸。如此一來，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302的底部可具有良好的電性接觸。 至此，完成本發(fā)明所述的該發(fā)光二極管裝置的工藝。舉例來說，電性接觸(正
10面及背面接觸)可以分別在第一接觸層304及第二接觸層312形成，保護(hù)層可 以被形成，且該發(fā)光二極管裝置可以進(jìn)一步被切割及封裝。
相似的工藝可進(jìn)一步實(shí)施于較昂貴的硅覆絕緣基底。在使用硅覆絕緣基 底的實(shí)施例中，由于該埋層氧化層可被選擇性蝕刻，因此不需要額外形成一 層孔洞層。在一包含硅覆絕緣基底的實(shí)施例中，如圖2所示，包含一硅基底 102， 一埋層氧化層104，及一最頂層的硅層202。埋層氧化層104通過一氫 氟酸溶液來選擇性移除。舉例來說，將該硅覆絕緣基底浸泡于包含氫氟酸 (l-10vol。/。)的溶液中，氫氟酸主要蝕刻該氧化層104，對(duì)于該最頂層的硅層 202及該硅基底102的蝕刻速率非常緩慢。在移除該埋層氧化層104后，可 在實(shí)施圖3至圖6所述的步驟。因此，該最頂層的硅層202的移除方法可如 圖6所移除該晶種層的方法。
圖7-11是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示另一形成發(fā)光二極管裝置的方法。 請(qǐng)參照?qǐng)D7， 一具有摻雜層704的基底702被提供。該基底702可具有與上 述基底102相似的材料。該摻雜層704較佳以注入p型離子于該基底702內(nèi) 來達(dá)成。舉例來說，該摻雜層704可通過注入劑量在約1 x 1013原子/(^112至 約lx 10"原子/cm2的硼離子，及注入能量介于約10至約50KeV。如可需要 的話， 一注入后熱退火可被施行。該摻雜層704的厚度較佳是介于約0.1)im 至約10jxm之間。
與圖l-6所述的實(shí)施例相比，該摻雜層704是在制造該發(fā)光二極管裝置 間提供額外的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 一預(yù)先形成的孔洞層104(如圖1所示)是易碎的， 也可能無法在該發(fā)光二極管裝置工藝時(shí)提供足夠的結(jié)構(gòu)支撐度。在某些實(shí)施 例中，該摻雜層704可被形成并在后續(xù)的步驟中轉(zhuǎn)換成一孔洞層。該摻雜層 704的使用也同時(shí)增加熱受量忍受度。
圖8是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802。如圖8 所示，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802形成介于犧牲栓塞804之間。該犧牲栓塞804 將在后續(xù)的工藝中被移除形成開口 904以形成孔洞層1002。
該犧牲栓塞804的材料較佳為與該基底702相比具有高的蝕刻選擇性的 材料。舉例來說，在一實(shí)施例中，該基底702為一硅基底，該犧牲栓塞804 可包含一二氧化硅材料。在此實(shí)施例，該犧牲栓塞804可以利用沉積方式形 成，并圖形化該坦覆性的二氧化硅。該坦覆性的二氧化硅可例如以熱氧化法、
ii或化學(xué)氣相沉積(CVD)來形成，若為化學(xué)氣相沉積，可以TEOS及氧作為前 驅(qū)物。另外，該犧牲栓塞804可為其他介電材料。舉例來說，氧化氮、或氧 化硅氮等，以CVD等方式形成。該犧牲栓塞804的厚度較佳介于約lpm至 約6jim。
該坦覆性的二氧化硅可以利用光刻蝕刻的方式來進(jìn)行圖行化。 一般來 說，光刻蝕刻的方式包含沉積一光致抗蝕劑材料、及以一圖形選擇性照射該 光致抗蝕劑材料。之后，以顯影方式移除該光致抗蝕劑材料的一部分。所殘 留的光致抗蝕劑材料在后續(xù)工藝(例如蝕刻)中保護(hù)位于其下的膜層。在此， 該光致抗蝕劑材料是用來圖形化該犧牲栓塞804，如圖8所示。之后，形成 該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802。該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802及該緩沖層314的材料與該 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302及緩沖層314相似，類似的單元以類似的元件符號(hào)來表 示。
圖9是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示移除該犧牲栓塞804。在一實(shí)施例中， 該犧牲栓塞804可包含二氧化硅，該犧牲栓塞804可通過浸泡在具有氫氟酸 (10vol。/。)的溶液中。氫氟酸會(huì)優(yōu)先地蝕刻該犧牲栓塞804，除非以電化學(xué)來 加速蝕刻，否則氫氟酸非常緩慢地蝕刻該摻雜層704。
仍參照?qǐng)D9，沿著該開口 904的側(cè)壁形成間隙壁902。該間隙壁902是 防止該上層及下層發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802短路，該間隙壁902較佳包含一介電 材料，并與該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802及該摻雜層704相比具有高的蝕刻選擇性。 舉例來說，在一實(shí)施例，該摻雜層704包含硅，該間隙壁的材料可例如為Si02、 Si3N4、或其他含氮層，像是SixNy、 SiOxNy、 SiOxNy: Hz、或其組合，其中 0<x<4、 0<y<4、及(Xz〈4。在一較佳實(shí)施例中，該間隙壁902以CVD方式 形成坦覆性氮化硅層(厚度約5nm至約100nm)，該CVD使用硅烷及氨水作 為前驅(qū)物。該間隙壁902可通過一非等向性干蝕刻來圖形化。
圖10是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示該摻雜層704轉(zhuǎn)換成孔洞層1002。 移除該犧牲栓塞804，并從該開口 904或側(cè)向沿著該基底702的邊緣，將該 摻雜層704轉(zhuǎn)換成該孔洞層1002。該摻雜層704可以電化學(xué)陽極化法來轉(zhuǎn)換 成該孔洞層1002。舉例來說，使用具有氫氟酸溶液(20wt。/。)及乙基醇的電解 質(zhì)組成物，且陽極電流密度介于約lmA/cm2至約200mA/cm2。值得注意的 是，在此該氫氟酸的濃度需大于在圖9所述移除該犧牲栓塞804步驟所使用的濃度，且同樣以電化學(xué)方式來加強(qiáng)蝕刻。使用一較低濃度的氫氟酸來移除
該犧牲栓塞804可避免氫氟酸蝕刻該摻雜層704。然而，值得注意的是，過 蝕刻該摻雜層704可能會(huì)造成該基底702在形成導(dǎo)電基底前就分開，因此該 氫氟酸的濃度必需被調(diào)整，因此在將該摻雜層704轉(zhuǎn)換成一孔洞層時(shí)，不會(huì) 完全移除該摻雜層704。避免該基底702由該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802上分離。
圖11是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示形成一導(dǎo)電基底1102。該導(dǎo)電基底 1102的材質(zhì)及形成方法可與圖4所述的該導(dǎo)電基底402相似，在此不再贅述。
圖12是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，顯示移除該基底702及該孔洞層1002。 該基底702及該孔洞層1002可以圖5所述移除該基底102及該孔洞層104 的方法來移除。
值得注意的是該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802可以被圖形化為任何適合的圖形。 例如，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802可以被形成具有正方形、長(zhǎng)方形、圓形、或橢 圓形等的形狀。此外，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)802可具有其他任何形狀，并在圖 形化時(shí)可具有任意數(shù)量。
值得注意的是，為方便圖示，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302和/或802以平坦的 裝置來顯示。在某些實(shí)施例中，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)302和/或802可為具有紋 理的結(jié)構(gòu)。該具有紋理的結(jié)構(gòu)可以例如蝕刻方式使凹陷、和/或以外延成長(zhǎng)方 式形成凸處。通過一具有紋理的表面，可增加發(fā)光層的表面區(qū)域，因此可在 固定基底尺寸的前提下，達(dá)到增加該發(fā)光二極管裝置的發(fā)光效率的目的。
在以上的敘述中，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)一般多以p型表面朝向該導(dǎo)電基底， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員當(dāng)可依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，以 n型表面朝向該導(dǎo)電基底。在某些實(shí)施例中，該第一接觸層304及該第一披 覆層306可具有p型導(dǎo)電性質(zhì)，而該第二披覆層310及該第二接觸層312可 具有n型導(dǎo)電性質(zhì)。
雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例公開如上，然而其并非用以限定本發(fā) 明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任 意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視隨附的權(quán)利要求所界定的范圍 為準(zhǔn)。
1權(quán)利要求
1.一種形成發(fā)光二極管裝置的方法，包含提供一第一基底；形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于該第一基底之上；在形成該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)后，形成一孔洞層于該第一基底之上；形成一導(dǎo)電基底于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之上；以及沿著該孔洞層將該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)由該第一基底上分離。
2. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中分離該發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的步驟包含切割該孔洞層以對(duì)該第一基底進(jìn)行機(jī)械性分離。
3. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中分離該發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的步驟包含通過一化學(xué)蝕刻工藝移除該孔洞層。
4. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中形成該發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的步驟包含形成該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于犧牲栓塞間。
5. 如權(quán)利要求4所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，進(jìn)一步包含移除該犧牲栓塞以產(chǎn)生一開口位于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中。
6. 如權(quán)利要求5所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，進(jìn)一步包含沿著該 開口的側(cè)壁形成間隙壁。
7. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中提供該第一基 底的步驟包含提供一具有摻雜層的基底，以及其中形成該孔洞層的步驟包含 在形成該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)后將該摻雜層轉(zhuǎn)換成該孔洞層。
8. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該導(dǎo)電基底的 形成至少部分是通過電鍍來達(dá)成。
9. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該導(dǎo)電基底的 形成至少部分是通過形成一摻雜硅層于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之上來達(dá)成。
10. 如權(quán)利要求1所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該第一基底包 含一具有紋理的表面。
11. 一種形成發(fā)光二極管裝置的方法，包含提供一硅覆絕緣基板，該硅覆絕緣基板包含一硅基底、 一埋層氧化層、 及一最頂層的硅層；形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于該硅覆絕緣基板的最頂層的硅層之上；形成一導(dǎo)電基底于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上方；以及 蝕刻該埋層氧化層以分離該硅基底及該最頂層的硅層與該發(fā)光二極管 結(jié)構(gòu)。
12. 如權(quán)利要求11所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，進(jìn)一步包含由該 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)上移除該最頂層的硅層。
13. 如權(quán)利要求11所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中蝕刻該埋層 氧化層的步驟包含將埋層氧化層曝露于一氫氟酸溶液。
14. 如權(quán)利要求11所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中形成該導(dǎo)電 基底于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)至少部分是通過電鍍來達(dá)成。
15. 如權(quán)利要求14所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該電鍍包含 電鍍鎳。
16. 如權(quán)利要求11所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該導(dǎo)電基底 的形成包含形成一摻雜硅層于該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之上。
17. 如權(quán)利要求11所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該導(dǎo)電基底 的形成包含將一第二硅基底與該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)結(jié)合。
18. 如權(quán)利要求17所述的形成發(fā)光二極管裝置的方法，其中該第二硅基 底包含一具有摻雜p型離子的硅基底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成發(fā)光二極管裝置的方法。該方法包含形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于一第一基底之上。將一部分的該第一基底轉(zhuǎn)換成一孔洞層，以及形成一導(dǎo)電基底于與該第一基底相反側(cè)的該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之上。沿著該孔洞層切割，以將該第一基底由該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)分離。本發(fā)明可在固定基底尺寸的前提下，達(dá)到增加該發(fā)光二極管裝置的發(fā)光效率的目的。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101667615SQ20091016358
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者余振華, 邱文智, 陳鼎元 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司