專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法。
背景技術(shù)：
將藍(lán)光或近紫外線(xiàn)LED (發(fā)光二極管)用作光源并且借助于熒光體發(fā)射白光的發(fā) 光裝置已被廣泛應(yīng)用于照明裝置以及圖像顯示裝置的背光光源，并且越來(lái)越要求具有高效 率。傳統(tǒng)上，具有安裝在引線(xiàn)框上的發(fā)光元件芯片且樹(shù)脂成型的表面安裝型發(fā)光裝置是商 業(yè)供應(yīng)的。此外，出于提高光輸出效率的目的，通過(guò)激光剝離工藝來(lái)去除發(fā)光層支持基板的 技術(shù)被提出(例如，美國(guó)專(zhuān)利No. 7，241，667)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可實(shí)現(xiàn)基板與半導(dǎo)體層之間良好分離的半導(dǎo)體發(fā)光裝置制 造方法。為此，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法，其包括在形成有包括發(fā)光層的半導(dǎo)體層的基板主表面上形成分離溝槽，分離溝槽將半導(dǎo) 體層分為多個(gè)元件；在基板的主表面上形成絕緣膜，絕緣膜覆蓋半導(dǎo)體層并且覆蓋位于基板上的分離 溝槽底表面；以及通過(guò)從與所述主表面相反的基板表面用激光照射半導(dǎo)體層而將基板從半導(dǎo)體層 分離，激光照射區(qū)域的邊緣部分靠近與分離溝槽鄰接的半導(dǎo)體層邊緣部分定位。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，激光照射區(qū)域的邊緣部分定位在分離溝槽中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，激光照射區(qū)域的邊緣部分定位在分離溝槽的半 導(dǎo)體層側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括在基板的與分離溝槽相對(duì)的部分中形成溝槽。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，形成在基板中的溝槽的寬度小于分離溝槽。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括在分離溝槽的一部分中形成沒(méi)有絕緣膜的空隙。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，形成空隙的步驟包括通過(guò)從與主表面相反的基 板表面用第二激光局部照射分離溝槽中的絕緣膜而氣化分離溝槽中的一部分絕緣膜。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，基板在平面圖中包括多個(gè)區(qū)間，并且這些區(qū)間通過(guò)激光射擊被照射。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，施加至這些區(qū)間中的相鄰區(qū)間的激光照射區(qū)域 在分離溝槽中彼此重疊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，激光首先被施加至基板平面的外部區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，分離溝槽以網(wǎng)格狀圍繞元件周邊形成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，分離溝槽被充填用作絕緣膜的樹(shù)脂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括在與半導(dǎo)體層相反的絕緣膜表面上形成第一互連層和第二互連層，第一互連層和 第二互連層被電連接至半導(dǎo)體層并且彼此分開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括在與絕緣膜相反的第一互連層表面上形成第一金屬柱；以及在與絕緣膜相反的第二互連層表面上形成第二金屬柱。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，第一互連層和第二互連層通過(guò)電鍍而同時(shí)形 成，并且第一金屬柱和第二金屬柱通過(guò)電鍍而同時(shí)形成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括利用樹(shù)脂覆蓋絕緣膜、第一金屬柱周邊和第二金屬柱周邊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，在第一金屬柱、第二金屬柱和樹(shù)脂形成之后，基 板通過(guò)用激光照射半導(dǎo)體層而與半導(dǎo)體層分開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括在與基板相反的半導(dǎo)體層表面上形成電極；在絕緣膜中形成到達(dá)電極的觸點(diǎn)部；在絕緣膜上形成互連層，互連層通過(guò)觸點(diǎn)部被電連接至電極；以及在互連層上形成金屬柱。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法還包括在絕緣膜上形成樹(shù)脂層以便覆蓋互連層和金屬柱。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，分離溝槽被充填用作絕緣膜的樹(shù)脂。


圖IA至2D是示出了本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法的示意性剖視 圖；圖3A至3C是示出了本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的分離溝槽的示意圖；圖4A至圖5C是示出了另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法的示意性剖視 圖；圖6A和6B是另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法包括在基板主表面上形成分離溝 槽。包括發(fā)光層的半導(dǎo)體層被形成在基板上。分離溝槽將半導(dǎo)體層分離為多個(gè)元件。該 方法包括在基板主表面上形成絕緣膜。絕緣膜覆蓋半導(dǎo)體層和位于基板上的分離溝槽底表面。該方法包括通過(guò)從與主表面相反的基板表面用激光照射半導(dǎo)體層而將基板從半導(dǎo)體層 分離。激光照射區(qū)域的邊緣部分靠近與分離溝槽鄰接的半導(dǎo)體層邊緣部分定位。下面參照附圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施方式。圖2D是本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖。作為示例，在圖2D 中顯示了兩片半導(dǎo)體發(fā)光裝置從晶圓狀態(tài)分離出來(lái)。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置包括發(fā)光元件12和互連部。發(fā)光元件12包括半導(dǎo) 體層12a和半導(dǎo)體層12b。半導(dǎo)體層12b具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中發(fā)光層疊夾在ρ型包層和η 型包層之間。半導(dǎo)體層12a被示例性地表示為η型并且用作橫向電流路徑。然而，半導(dǎo)體 層12a的導(dǎo)電類(lèi)型并不局限于η型，而是還可以是ρ型。在半導(dǎo)體層12a的與頂表面60相反的表面的一部分上并未設(shè)置半導(dǎo)體層12b。η 側(cè)電極13被形成在該部分上。ρ側(cè)電極14被形成在半導(dǎo)體層12b的與設(shè)有半導(dǎo)體層12a 的表面相反的表面上。半導(dǎo)體層12a和半導(dǎo)體層12b的與頂表面60相反的一側(cè)被覆蓋絕緣膜15。頂表 面60從絕緣膜15暴露出來(lái)。η側(cè)互連層18和ρ側(cè)互連層19形成在絕緣膜15的與頂表面 60相反的表面上并且彼此分開(kāi)。η側(cè)電極13通過(guò)η側(cè)觸點(diǎn)部16被電連接至η側(cè)互連層18。ρ側(cè)電極14通過(guò)ρ側(cè) 觸點(diǎn)部17被電連接至ρ側(cè)互連層19。η側(cè)金屬柱21設(shè)置在η側(cè)互連層18下面。ρ側(cè)金屬柱22設(shè)置在ρ側(cè)互連層19 下面。η側(cè)金屬柱21的周邊、ρ側(cè)金屬柱22的周邊、η側(cè)互連層18和ρ側(cè)互連層19被樹(shù)
脂20覆蓋。示例性地由焊球或金屬凸點(diǎn)形成的用于與外部電路相連的外部端子23設(shè)在η側(cè) 金屬柱21和ρ側(cè)金屬柱22的從樹(shù)脂20暴露的下端表面上。半導(dǎo)體層12a通過(guò)η側(cè)電極13、η側(cè)觸點(diǎn)部16、η側(cè)互連層18和η側(cè)金屬柱21被 電連接至外部端子23。半導(dǎo)體層12b通過(guò)ρ側(cè)電極14、ρ側(cè)觸點(diǎn)部17、ρ側(cè)互連層19和ρ 側(cè)金屬柱22被電連接至外部端子23。即使半導(dǎo)體層12a、12b較薄，但其機(jī)械強(qiáng)度可以通過(guò)加厚的η側(cè)金屬柱21、ρ側(cè)金 屬柱22和樹(shù)脂20而得以維持。此外，在各半導(dǎo)體發(fā)光裝置通過(guò)外部端子23被安裝在電路 板或類(lèi)似物上的情況下，通過(guò)外部端子23施加至發(fā)光元件12的應(yīng)力可通過(guò)η側(cè)金屬柱21 和P側(cè)金屬柱22而被吸收和緩解。接下來(lái)，參照?qǐng)DIA至3C描述本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法。首先，如示于圖1Α，半導(dǎo)體層12a和半導(dǎo)體層12b的層疊體被形成在基板1的主 表面上。半導(dǎo)體層12b在完整地形成在半導(dǎo)體層12a上之后利用未示出的光阻掩膜被圖案 化，并且分開(kāi)為多塊。舉例而言，在發(fā)光層由氮化物半導(dǎo)體制成的情況下，半導(dǎo)體層12a、12b 可在示例性地由藍(lán)寶石制成的基板1上結(jié)晶化。接下來(lái)，半導(dǎo)體層12a的一部分被示例性地通過(guò)RIE (反應(yīng)離子蝕刻)或激光燒蝕 而去除以形成分離溝槽31，如示于圖1B。這種分離溝槽31在基板1的主表面上將半導(dǎo)體 層12a和半導(dǎo)體層12b分離為多個(gè)發(fā)光元件12。分離溝槽31被示例性地形成為網(wǎng)格狀，如 示于圖3A。每個(gè)發(fā)光元件12的平面形狀被形成為大致類(lèi)似于四邊形，其外周由分離溝槽 31像框架那樣包圍。
ρ側(cè)電極14被形成在半導(dǎo)體層12b的上表面上。η側(cè)電極13被形成在半導(dǎo)體層 12a的不被半導(dǎo)體層12b覆蓋的表面的一部分上。接下來(lái)，如示于圖1C，覆蓋半導(dǎo)體層12a和半導(dǎo)體層12b的絕緣膜15被形成在基 板1上。絕緣膜15示例性地由有機(jī)材料例如感光性聚酰亞胺制成。這樣，分離溝槽31被 充填絕緣膜15。接下來(lái)，到達(dá)η側(cè)電極13的開(kāi)口和到達(dá)ρ側(cè)電極14的開(kāi)口被形成在絕緣膜15中。 然后，η側(cè)觸點(diǎn)部16設(shè)置在到達(dá)η側(cè)電極13的開(kāi)口中，ρ側(cè)觸點(diǎn)部17設(shè)置在到達(dá)ρ側(cè)電極 14的開(kāi)口中。此外，在絕緣膜15上，連接至η側(cè)觸點(diǎn)部16的η側(cè)互連層18和連接至ρ側(cè) 觸點(diǎn)部17的ρ側(cè)互連層19被形成。η側(cè)觸點(diǎn)部16、ρ側(cè)觸點(diǎn)部17、η側(cè)互連層18和ρ側(cè)互連層19被示例性地通過(guò)電 鍍工藝形成。也就是說(shuō)，未示出的籽粒金屬被形成在絕緣膜15中形成的開(kāi)口的內(nèi)壁上和絕 緣膜15的表面上，然后執(zhí)行金屬沉積。接下來(lái)，如示于圖lD，n側(cè)金屬柱21被設(shè)在η側(cè)互連層18上，ρ側(cè)金屬柱22被設(shè) 在P側(cè)互連層19上。所述η側(cè)金屬柱21和ρ側(cè)金屬柱22的周邊被充填樹(shù)脂20。樹(shù)脂20 覆蓋η側(cè)互連層18、ρ側(cè)互連層19、η側(cè)金屬柱21周邊和ρ側(cè)金屬柱22周邊。η側(cè)金屬柱 21和ρ側(cè)金屬柱22的上表面從樹(shù)脂20暴露。樹(shù)脂20示例性地由混合有填料的環(huán)氧樹(shù)脂、 硅樹(shù)脂或氟樹(shù)脂構(gòu)成。樹(shù)脂20還在分離溝槽31上設(shè)置在絕緣膜15上。η側(cè)觸點(diǎn)部16、ρ側(cè)觸點(diǎn)部17、η側(cè)互連層18、ρ側(cè)互連層19、η側(cè)金屬柱21和ρ 側(cè)金屬柱22可以由諸如銅、金、鎳、銀等材料制成。在這些材料中，更優(yōu)選采用銅，其具有良 好的導(dǎo)熱性，高遷移阻力，和與絕緣膜15之間的良好接觸性。在獲得了圖ID中的結(jié)構(gòu)之后，接下來(lái)進(jìn)行圖2Α至2D的過(guò)程。應(yīng)當(dāng)指出，圖2Α至 2D被描繪為相對(duì)于圖IA至ID將基板1和發(fā)光元件12的豎直位置關(guān)系上下顛倒。圖2Α示出了通過(guò)激光剝離工藝去除基板1的過(guò)程。半導(dǎo)體層12a被激光L照射。 激光L從基板1的相反側(cè)表面(后表面)被施加至半導(dǎo)體層12a，該相反側(cè)表面與形成有發(fā) 光元件12的主表面相反。激光L的波長(zhǎng)設(shè)置為使得基板1對(duì)于激光L而言是透明的(透 過(guò)性的)，并且波長(zhǎng)落在半導(dǎo)體層12a的吸收范圍內(nèi)。當(dāng)激光L到達(dá)基板1和半導(dǎo)體層12a之間的界面后，靠近界面的半導(dǎo)體層12a因 吸收激光L的能量而被熱分解。舉例而言，在半導(dǎo)體層12a由GaN制成的情況下，其分解為 Ga和氮?dú)?。Ga留在半導(dǎo)體層12a—側(cè)。這種熱分解在基板1和半導(dǎo)體層12a之間形成小 的間隙，藉此將基板1從半導(dǎo)體層12a分開(kāi)。激光L示例性地施加至一個(gè)接一個(gè)的發(fā)光元件12。這里，激光L照射區(qū)域的邊緣 部分定位在分離溝槽31中。激光L照射區(qū)域的邊緣部分50以虛線(xiàn)表示在圖2A和3B中。 邊緣部分50內(nèi)的大致四邊形區(qū)域是一次激光射擊的照射區(qū)域。在被激光L照射時(shí)，因半導(dǎo)體層12a突然熱分解的氣化而產(chǎn)生氣體。此時(shí)，高壓氣 體沖擊半導(dǎo)體層12a、12b可能引起半導(dǎo)體層12a、12b中裂開(kāi)、結(jié)晶轉(zhuǎn)移、破碎和類(lèi)似現(xiàn)象。 半導(dǎo)體層12a熱分解產(chǎn)生的氣體可以沿平面方向通過(guò)基板1和半導(dǎo)體層12a形成的間隙擴(kuò) 散。然而，激光L照射區(qū)域外側(cè)仍保持固態(tài)而未被激光加熱。因此，固態(tài)部分阻礙了氣體擴(kuò) 散，并且氣體壓力容易在該邊緣部分50升高。此外，由于激光L的施加部分與非施加部分 之間的能量差異、溫度差異、相態(tài)差異等，大的應(yīng)力容易作用于激光L照射區(qū)域的邊緣部分50。因此，半導(dǎo)體層12a、12b趨向于受損，特別是在激光L照射區(qū)域的邊緣部分50。為此，在本實(shí)施方式中，激光L照射區(qū)域的邊緣部分50定位在分離溝槽31中。在 分離溝槽31中不存在半導(dǎo)體層12a、12b，因此，激光L照射區(qū)域的邊緣部分50不位于半導(dǎo) 體層12a、12b中。這樣，可以防止半導(dǎo)體層12a、12b受損。此外，示例性地由聚酰亞胺制成的絕緣膜15設(shè)置在分離溝槽31中，其柔性高于半 導(dǎo)體層12a、12b。該絕緣膜15的變形導(dǎo)致應(yīng)力緩解，因而可防止大的應(yīng)力作用于半導(dǎo)體層 12a、12b。此外，氣體也可通過(guò)分離溝槽31中的基板1和絕緣膜15之間因絕緣膜15變形 產(chǎn)生的間隙而擴(kuò)散。此外，如果分離溝槽31是空的，則由于與半導(dǎo)體層12a之間存在大的折射率差異， 靠近分離溝槽31的激光L波陣面被及大地朝向半導(dǎo)體層12a折射，并且電場(chǎng)強(qiáng)度被極大地 散亂。這導(dǎo)致靠近半導(dǎo)體層12a端部使得激光L的強(qiáng)度散亂，并且不理想地，通過(guò)激光剝離 工藝去除基板1的狀況容易不穩(wěn)定。與此不同，在本實(shí)施方式中，分離溝槽31被充填絕緣膜15。這降低了折射率差異 并且減少了激光L波陣面的偏折。因此，激光L的強(qiáng)度分布可以更穩(wěn)定，并且可以防止剝離 條件的不穩(wěn)定。分離溝槽31優(yōu)選被充填絕緣膜15。然而，即使不是被充填，只要絕緣膜15靠近半 導(dǎo)體層12a周邊設(shè)置在基板1的主表面上，因折射率差異導(dǎo)致的前述激光L波陣面偏折也 可被抑制。這可以獲得穩(wěn)定強(qiáng)度分布和促進(jìn)剝離條件的穩(wěn)定化的效果。如前所述，本實(shí)施方式可防止半導(dǎo)體層12a、12b在被施加激光L時(shí)受損。這使得 能夠防止光發(fā)射效率和光輸出效率降低和電流泄漏。對(duì)于另一發(fā)光元件12也是如此，如示于圖2B，激光L被施加，以使得激光L照射區(qū) 域的邊緣部分50定位在分離溝槽31中。因此，對(duì)于發(fā)光元件12也是如此，基板Ic可從半 導(dǎo)體層12a分離，而不會(huì)損傷半導(dǎo)體層12a、12b。如前所述施加激光L的過(guò)程對(duì)于每個(gè)發(fā)光元件12執(zhí)行，以在整個(gè)晶圓中將基板1 從半導(dǎo)體層12a、12b分離。此外，向分離溝槽31施加激光L降低了設(shè)在分離溝槽31中的 絕緣膜15與基板1之間的附著強(qiáng)度。這使得基板1能夠從發(fā)光元件12上面剝離。在分離 溝槽31中絕緣膜15與基板1接觸的面積遠(yuǎn)小于晶圓的總面積。因此，即使分離溝槽31中 的絕緣膜15沒(méi)有從基板1完全分離，也由于附著強(qiáng)度降低了而使得基板1易于剝離。此外，示于圖2A的在先施加過(guò)激光L的激光L照射區(qū)域在分離溝槽31中與示于 圖2B的在后由激光L照射的激光L照射區(qū)域略微重疊。這可以避免設(shè)置在分離溝槽31中 的絕緣膜15出現(xiàn)未被激光L照射的區(qū)域，從而可靠地降低絕緣膜15和基板1之間的附著 強(qiáng)度，并且便于剝離基板1。這里，激光L的重疊部分位于絕緣膜15上。因此，同分離溝槽31是空的時(shí)相比， 因折射率差異導(dǎo)致的激光L波陣面偏折被抑制。這可以獲得穩(wěn)定強(qiáng)度分布和促進(jìn)剝離條件 穩(wěn)定化的效果。作為替代，鄰接的照射區(qū)域可以不在分離溝槽31中重疊。在這種情況下，未被激 光L照射的部分出現(xiàn)在設(shè)于分離溝槽31中的絕緣膜15中?？梢栽诨?的剝離不受影響 的程度上允許絕緣膜15中存在未照射部分。通過(guò)首先在晶圓的外側(cè)將激光施加至發(fā)光元件12，在晶圓內(nèi)側(cè)向發(fā)光元件12施加激光產(chǎn)生的氣體可以通過(guò)位于外側(cè)的半導(dǎo)體層12a與基板1之間的間隙和通過(guò)圍繞該半 導(dǎo)體層12a的分離溝槽31中的絕緣膜15與基板1之間的間隙釋放到晶圓外側(cè)的空間。也 就是說(shuō)，激光首先被施加至晶圓外側(cè)以使得氣體向晶圓外側(cè)的釋放路徑依次連接至內(nèi)側(cè)。 這可以在整個(gè)晶圓內(nèi)防止每個(gè)發(fā)光元件12受損。即使分離溝槽31被充填絕緣膜15，在氣體壓力升高時(shí)通過(guò)樹(shù)脂變形或通過(guò)從基 板1細(xì)微剝離的樹(shù)脂產(chǎn)生的間隙，氣體壓力也可以被釋放。因此，可實(shí)現(xiàn)減少半導(dǎo)體層12a、 12b受損的效果。激光L的施加并不局限于以一個(gè)接一個(gè)的方式施加至由分離溝槽31分開(kāi)的發(fā)光 元件12，而是還可以是在多個(gè)發(fā)光元件12構(gòu)成的區(qū)塊中實(shí)施。圖3C示出了這樣的例子，其 中一次激光射擊被示例性地實(shí)施于四個(gè)發(fā)光元件12。在多個(gè)發(fā)光元件12構(gòu)成的區(qū)塊中施 加的情況下，激光L照射區(qū)域的邊緣部分50也是定位在分離溝槽31中。在基板1被剝離之后，如示于圖2C，用作外部端子23的焊球、金屬凸塊或類(lèi)似物 被形成在η側(cè)金屬柱21和ρ側(cè)金屬柱22的下端部分上。接下來(lái)，沿著分離溝槽31執(zhí)行切 分，以實(shí)現(xiàn)單片化，如示于圖2D。單片化可以對(duì)每個(gè)單一的發(fā)光元件12實(shí)施，也可以對(duì)多個(gè) 發(fā)光元件12構(gòu)成的區(qū)塊實(shí)施。直到切分的前述各個(gè)步驟都是在晶圓狀態(tài)下集中執(zhí)行的，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本生 產(chǎn)。此外，包含保護(hù)樹(shù)脂、互連和電極的封裝結(jié)構(gòu)以晶圓級(jí)形成。這方便了小型化，其中半 導(dǎo)體發(fā)光裝置的平面尺寸接近于裸芯片(發(fā)光元件12)的平面尺寸。接下來(lái)，圖4Α示出了一種實(shí)施方式，其中激光L照射區(qū)域的邊緣部分50定位在半 導(dǎo)體層12a的與分離溝槽31鄰接的邊緣部分12e或在半導(dǎo)體層12a側(cè)位于該邊緣部分12e 的略微內(nèi)側(cè)。當(dāng)激光L被施加時(shí)，半導(dǎo)體層12a、12b的損傷容易發(fā)生在能量、溫度、相態(tài)等變化 很大的邊界處。取決于激光照射條件和照射對(duì)象，能量、溫度、相態(tài)等變化很大的邊界不是 必須與照射區(qū)域的邊緣部分50重合。激光L的一些能量和熱量可能到達(dá)該邊緣部分50外 側(cè)的部分。在這種情況下，能量、溫度、相態(tài)等變化很大的邊界位于激光施加區(qū)域的邊緣部 分50的外側(cè)。因此，在示于圖4A的實(shí)施方式中，激光L照射區(qū)域的邊緣部分50定位在半導(dǎo)體層 12a的邊緣部分12e或在半導(dǎo)體層12a側(cè)位于該邊緣部分12e的略微內(nèi)側(cè)，以使得能量、溫 度、相態(tài)等變化很大的邊界位于分離溝槽31中。由于半導(dǎo)體層12a、12b不存在于包括能量、 溫度、相態(tài)等變化很大的邊界的分離溝槽31中，因此這可以防止半導(dǎo)體層12a、12b損傷。此外，由于分離溝槽31中的絕緣膜15不覆蓋激光L施加區(qū)域，因此可以抑制分離 溝槽31中的絕緣膜15受到過(guò)度能量和熱量的作用。這可以防止絕緣膜15中的裂紋而導(dǎo) 致可靠性降低和由于絕緣膜15變形導(dǎo)致半導(dǎo)體層12a、12b受到應(yīng)力。接下來(lái)，圖4B示出了一種實(shí)施方式，其中溝槽32形成在基板1中。溝槽32形成 在基板1的與分離溝槽31相對(duì)的部分中。溝槽32示例性地在整個(gè)晶圓內(nèi)形成網(wǎng)格狀，類(lèi) 似于示于圖3A的分離溝槽31。溝槽32的寬度小于分離溝槽31的寬度，半導(dǎo)體層12a的邊 緣部分不與溝槽32重疊。當(dāng)激光L被施加時(shí)，基板1和半導(dǎo)體層12a之間的界面處產(chǎn)生的氣體可以通過(guò)溝 槽32釋放至晶圓外側(cè)。施加激光L導(dǎo)致分離溝槽31中的絕緣膜15和基板1之間的附著強(qiáng)度降低，或絕緣膜15變形。這使得基板1和半導(dǎo)體層12a之間的界面處產(chǎn)生的氣體容易 穿過(guò)絕緣膜15和基板1之間并且到達(dá)溝槽32。通過(guò)形成溝槽32，施加激光L時(shí)產(chǎn)生的氣體可以有效地釋放，并且可以防止靠近 發(fā)光元件12氣體壓力升高。在這種情況下，激光的施加可以不從晶圓外側(cè)進(jìn)行。由于用于 氣體釋放的溝槽32已經(jīng)在整個(gè)晶圓內(nèi)形成，即使激光的施加首先是在晶圓內(nèi)側(cè)進(jìn)行的，產(chǎn) 生的氣體也可以通過(guò)溝槽32釋放至晶圓外側(cè)。在通過(guò)前面描述的示于圖IB的過(guò)程形成了分離溝槽31之后，溝槽32被形成在 與分離溝槽31相對(duì)的部分中。接下來(lái)，絕緣膜15被形成在基板1的主表面上。絕緣膜15 以液體或粘性狀態(tài)供應(yīng)至基板1的主表面，然后固化。因此，如果溝槽32的寬度小至例如 Iym或以下，并且絕緣膜15示例性地由具有相對(duì)高粘度的聚酰亞胺制成，則溝槽32可以保 持不被充填絕緣膜15。作為替代，如示于圖4C，溝槽33可以形成在絕緣膜15 —側(cè)。溝槽33被形成為設(shè) 于分離溝槽31中的絕緣膜15中的空隙。溝槽33也被示例性地在整個(gè)晶圓內(nèi)形成網(wǎng)格狀， 類(lèi)似于示于圖3A的分離溝槽31。溝槽33的寬度小于分離溝槽31的寬度，并且半導(dǎo)體層 12a的邊緣部分不與溝槽33重疊。在這種情況下，同樣，當(dāng)激光L被施加時(shí)，基板1和半導(dǎo)體層12a之間的界面處產(chǎn) 生的氣體可以通過(guò)溝槽33釋放至晶圓外側(cè)。此外，激光的施加可以不從晶圓外側(cè)進(jìn)行。由 于用于氣體釋放的溝槽33已經(jīng)在整個(gè)晶圓內(nèi)形成，即使激光的施加首先是在晶圓內(nèi)側(cè)進(jìn) 行的，產(chǎn)生的氣體也可以通過(guò)溝槽33釋放至晶圓外側(cè)。在圖ID的過(guò)程之后，空隙可以通過(guò)激光燒蝕形成在絕緣膜15中，其中激光從基板 1的后側(cè)局部施加至設(shè)于分離溝槽31中的絕緣膜15。該激光的照射區(qū)域比用于剝離基板 1的激光L窄，并且縮窄為斑狀。通過(guò)這種激光燒蝕，設(shè)于分離溝槽31中的絕緣膜15—部 分可以氣化以形成溝槽33。因此，至少是將要形成溝槽33的部分優(yōu)選可通過(guò)激光燒蝕而氣 化的樹(shù)脂制成，例如聚酯，聚碳酸酯，和聚氨酯。由于溝槽33形成在整個(gè)晶圓內(nèi)，氣化的樹(shù) 脂通過(guò)溝槽33被釋放至晶圓外側(cè)。圖5A至5C示出了用于形成將半導(dǎo)體層12a分開(kāi)的分離溝槽另一方法。該方法執(zhí)行直至圖ID的各個(gè)步驟，但沒(méi)有執(zhí)行前面描述的示于圖IB的階段中形 成分離溝槽31的過(guò)程。因此，如示于圖5A，半導(dǎo)體層12a未被分開(kāi)而是保持連接。然后，如示于圖5B，激光燒蝕被執(zhí)行，其中激光L'從基板1的后側(cè)僅被局部施加 至分離溝槽將被形成的部分。該激光L'的照射區(qū)域比用于剝離基板的激光L窄，并且縮 窄為斑狀。通過(guò)該激光燒蝕，半導(dǎo)體層12a的一部分被氣化和去除。因此，將半導(dǎo)體層12a 分開(kāi)的分離溝槽34被形成。由于絕緣膜15沒(méi)有設(shè)置在該分離溝槽34中，因此分離溝槽34 也被用作施加激光L以剝離基板時(shí)產(chǎn)生的氣體的釋放路徑。分離溝槽34也被示例性地在 整個(gè)晶圓內(nèi)形成網(wǎng)格狀。為了確保半導(dǎo)體層12a完全分離，也選也通過(guò)激光燒蝕來(lái)去除絕緣膜15的一部 分，該部分與半導(dǎo)體層12a中的用于形成分離溝槽34的部分相接觸。因此，該部分優(yōu)選可 通過(guò)激光燒蝕而氣化的樹(shù)脂制成，例如前面描述的聚酯、聚碳酸酯和聚氨酯。通過(guò)去除絕緣 膜15的一部分，氣體釋放路徑的橫截面面積可以增大，以便有效地釋放氣體。為了剝離基板，如示于圖5C，激光L被施加以使得激光L照射區(qū)域的邊緣部分50定位在不存在發(fā)光元件12的分離溝槽34中。這可以防止發(fā)光元件12的損傷。此外，由于 氣體可以通過(guò)空隙形式的分離溝槽34釋放，可以更有效地避免靠近發(fā)光元件12的氣體壓 力升高。圖6A示出了這樣的結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體層12a、12b的側(cè)表面被覆蓋鈍化膜70，其示 例性地由電介質(zhì)例如氧化硅和氮化硅制成。這可以抑制電流泄漏并且防止半導(dǎo)體層12a、 12b側(cè)表面氧化導(dǎo)致可靠性降低。通過(guò)在分離溝槽31中將鈍化膜70分開(kāi)，可以防止在通過(guò) 激光剝離工藝去除基板1時(shí)造成的沖擊通過(guò)鈍化膜70傳播至相鄰的元件。此外，如示于圖6B，空隙71可以在分離溝槽31的位置形成在鈍化膜70下面。因 此，激光剝離時(shí)產(chǎn)生的氣體的釋放路徑可以主動(dòng)地被確保，并且可以抑制半導(dǎo)體層12a、12b 因沖擊而受損。通過(guò)在基板1上的分離溝槽31中形成犧牲層并且通過(guò)蝕刻等去除犧牲層， 可以形成空隙71。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)基板、發(fā)光元件、電極、互連層、金屬柱、絕緣膜和樹(shù)脂的材 料、尺寸、形狀、布局等做出各種修改，并且只要這些修改不脫離本發(fā)明的精神，它們就包含 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然這里描述了特定的實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式僅僅是以示例的方式提供的， 而非要限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，這里描述的創(chuàng)新裝置和方法可以以各式各樣的其它形 式實(shí)現(xiàn)；此外，在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，可以對(duì)這里描述的裝置和方法作出各種省 略、替換和改變。權(quán)利要求及等同替換所覆蓋的范圍涵蓋了落在本發(fā)明精神內(nèi)的各種形式 和改型。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法，包括在形成有包括發(fā)光層的半導(dǎo)體層的基板主表面上形成分離溝槽，分離溝槽將半導(dǎo)體層分隔為多個(gè)元件；在基板主表面上形成絕緣膜，絕緣膜覆蓋半導(dǎo)體層并且覆蓋所述分離溝槽的位于基板上的底表面；以及通過(guò)從與所述主表面相反的基板表面用激光照射半導(dǎo)體層而將基板從半導(dǎo)體層分離，激光照射區(qū)域的邊緣部分靠近與分離溝槽鄰接的半導(dǎo)體層邊緣部分定位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，激光照射區(qū)域的邊緣部分定位在分離溝槽中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，激光照射區(qū)域的邊緣部分定位在分離溝槽的半導(dǎo) 體層側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在基板的與分離溝槽相對(duì)的部分中形成溝槽。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，形成在基板中的溝槽的寬度小于分離溝槽的寬度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在分離溝槽的一部分中形成沒(méi)有絕緣膜的空隙。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，形成空隙的步驟包括通過(guò)從與主表面相反的基板 表面用第二激光局部照射分離溝槽中的絕緣膜而氣化分離溝槽中的絕緣膜的一部分。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基板在其平面圖中包括多個(gè)區(qū)間，并且這些區(qū)間通 過(guò)激光射擊被照射。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，施加至這些區(qū)間中的相鄰區(qū)間的激光照射區(qū)域在 分離溝槽中彼此重疊。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，激光首先被施加至基板平面的外部區(qū)域。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，分離溝槽以網(wǎng)格狀圍繞元件周邊形成。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，分離溝槽被充填用作絕緣膜的樹(shù)脂。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在與半導(dǎo)體層相反的絕緣膜表面上形成第一互連層和第二互連層，第一互連層和第二 互連層被電連接至所述半導(dǎo)體層并且彼此分開(kāi)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在與絕緣膜相反的第一互連層表面上形成第一金屬柱；以及在與絕緣膜相反的第二互連層表面上形成第二金屬柱。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，第一互連層和第二互連層通過(guò)電鍍而同時(shí)形成， 并且第一金屬柱和第二金屬柱通過(guò)電鍍而同時(shí)形成。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括利用樹(shù)脂覆蓋所述絕緣膜、第一金屬柱周邊和第二金屬柱周邊。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在第一金屬柱、第二金屬柱和樹(shù)脂形成之后，通 過(guò)用激光照射半導(dǎo)體層而將基板與半導(dǎo)體層分離。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在與基板相反的半導(dǎo)體層表面上形成電極；在絕緣膜中形成到達(dá)電極的觸點(diǎn)部；在絕緣膜上形成互連層，互連層通過(guò)觸點(diǎn)部被電連接至電極；以及 在互連層上形成金屬柱。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在絕緣膜上形成樹(shù)脂層以便覆蓋互連層和金屬柱。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，分離溝槽被充填用作絕緣膜的樹(shù)脂。
全文摘要
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法包括在基板主表面上形成分離溝槽。包括發(fā)光層的半導(dǎo)體層被形成在基板上。分離溝槽將半導(dǎo)體層分離為多個(gè)元件。該方法包括在基板主表面上形成絕緣膜。絕緣膜覆蓋半導(dǎo)體層和位于基板上的分離溝槽底表面。該方法包括通過(guò)從與主表面相反的基板表面用激光照射半導(dǎo)體層而將基板從半導(dǎo)體層分開(kāi)。激光照射區(qū)域的邊緣部分靠近與分離溝槽鄰接的半導(dǎo)體層邊緣部分定位。
文檔編號(hào)H01L33/20GK101989573SQ20101024380
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者小島章弘, 杉崎吉昭, 濱崎浩史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝