半導(dǎo)體裝置及制造半導(dǎo)體裝置的方法
【專利摘要】公開了一種半導(dǎo)體裝置及制造該半導(dǎo)體裝置的方法。一種發(fā)光二極管(LED)包括：導(dǎo)電基底；以及氮化鎵(GaN)基半導(dǎo)體堆疊件，位于導(dǎo)電基底上。半導(dǎo)體堆疊件包括作為半極性半導(dǎo)體層的活性層。因此，能夠提供具有提高的發(fā)光效率的LED。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置及制造半導(dǎo)體裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置及一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，更具體地說，涉及一種發(fā)光二極管及制造發(fā)光二極管的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)是發(fā)光且具有生態(tài)友好、電壓低、壽命長和成本低的性質(zhì)的半導(dǎo)體裝置。傳統(tǒng)上，LED被頻繁地應(yīng)用于用于顯示器的燈，或者顯示諸如數(shù)字的簡單信息。然而，隨著工業(yè)技術(shù)尤其是信息顯示和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，LED最近已經(jīng)被用在諸如顯示器、車輛頭燈和投影儀領(lǐng)域的各種領(lǐng)域中。
[0003]具體地，氮化鎵(GaN)基化合物半導(dǎo)體被用于可見光或紫外光發(fā)光裝置或者高功率電子裝置等。GaN基化合物半導(dǎo)體層通常通過諸如分子束外延(MBE)、金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)或者氫化物氣相外延(HVPE)的生長方法而生長在基底上。
[0004]GaN基化合物半導(dǎo)體層通常生長在諸如藍寶石基底的異質(zhì)基底上。具體地說，GaN基化合物半導(dǎo)體層生長在具有c面作為生長表面的藍寶石基底上。氮化物半導(dǎo)體層和異質(zhì)基底具有不同的晶格常數(shù)和不同的熱膨脹系數(shù)。因此，當?shù)锇雽?dǎo)體層在異質(zhì)基底上生長時，在氮化物半導(dǎo)體層中發(fā)生許多晶體缺陷。
[0005]這些晶體缺陷引起包括氮化物半導(dǎo)體層的發(fā)光裝置或電子裝置的性質(zhì)(例如，發(fā)光裝置的發(fā)光效率)劣化。
[0006]另外，沿c軸方向生長的GaN基化合物半導(dǎo)體層具有由于自發(fā)極化和壓電極化產(chǎn)生的極性。因此，電子和空穴的復(fù)合率降低，并且在提高發(fā)光效率方面存在限制。
[0007]同時，生長在a面或m面上的另一 GaN基化合物半導(dǎo)體層是非極性的，從而在GaN基化合物半導(dǎo)體層中不發(fā)生自發(fā)極化或壓電極化。然而，GaN基化合物半導(dǎo)體層在a面或m面上的生長具有許多待解決的問題，因此，目前還未被廣泛地應(yīng)用。
[0008]同時，包括LED的半導(dǎo)體裝置使用各種半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備(例如，電感耦合等離子體(ICP)設(shè)備、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備、電子束(E束)設(shè)備、光刻設(shè)備等)來制造。
[0009]當制造半導(dǎo)體裝置時，為了方便地轉(zhuǎn)移并保持基底的目的，使用多個基底按層堆疊在其中的盒。
[0010]然而，為了大量生產(chǎn)半導(dǎo)體裝置(具體地，LED)，已經(jīng)存在許多情況，其中，通過將多個基底加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中來執(zhí)行處理。在這種情況下，按層堆疊的半導(dǎo)體基底從盒中逐個地取出來，然后加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中。
[0011]因此，由于相應(yīng)的基底逐個地被加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中，所以存在需要較長加載時間的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問題[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管(LED)和一種制造該發(fā)光二極管(LED)的方法。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用GaN基底制造半極性LED的方法。
[0015]本發(fā)明的又一目的在于提供這樣一種半導(dǎo)體裝置基底以及使用該半導(dǎo)體裝置基底制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中，半導(dǎo)體裝置基底具有種子層，種子層的材料、晶格常數(shù)或熱膨脹系數(shù)與將生長在種子層上的半導(dǎo)體層的材料、晶格常數(shù)或熱膨脹系數(shù)相同或相似。
[0016]本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，該方法能夠縮短將多個基底加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中所需的時間。
[0017]技術(shù)方案
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種發(fā)光二極管(LED)，所述發(fā)光二極管(LED)包括導(dǎo)電基底以及位于導(dǎo)電基底上的氮化鎵(GaN)基半導(dǎo)體堆疊件。這里，半導(dǎo)體堆疊件包括作為半極性半導(dǎo)體層的活性層。
[0019]GaN基半導(dǎo)體堆疊件可以包括生長在半極性GaN基底上的半導(dǎo)體層。半極性GaN基底可以是具有相對于c面以15度到80度的范圍的角度傾斜的主面的錯切半極性GaN基
。
[0020]在一些實施例中，導(dǎo)電基底可以是半極性GaN基底，但是不限于此。例如，導(dǎo)電基底可以是附著到半導(dǎo)體堆疊件的金屬基底。此外，反射層可以位于導(dǎo)電基底和半導(dǎo)體堆疊件之間
[0021]LED還可以包括位于半導(dǎo)體堆疊件上的透明氧化物層，透明氧化物層可以具有凹凸圖案。半導(dǎo)體堆疊件的與透明氧化物層接觸的上表面可以具有凹凸圖案。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造LED的方法，所述方法包括:制備具有相對于c面以15度到85度范圍的角度傾斜的主面的錯切半極性GaN基底；以及在半極性GaN基底上生長半極性GaN基半導(dǎo)體層，以形成半導(dǎo)體堆疊件。
[0023]所述方法還可以包括在半導(dǎo)體堆疊件上形成透明氧化物層。透明氧化物層可以具有凹凸圖案。
[0024]在一些實施例中，所述方法還可以包括:在半導(dǎo)體堆疊件上形成反射層；將支撐基底附著在反射層上；以及去除半極性GaN基底。
[0025]在半極性GaN基底上形成半導(dǎo)體堆疊件之前，可以使用電化學(xué)蝕刻技術(shù)在半極性GaN基底上形成具有多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層?？梢酝ㄟ^使用具有多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層將半極性GaN基底與半導(dǎo)體堆疊件分離。
[0026]在去除半極性GaN基底之后，可以在半導(dǎo)體堆疊件的表面上形成凹凸圖案。
[0027]雖然上面已經(jīng)描述了 LED和制造LED的方法，但是它們不僅僅限于LED，而是可以應(yīng)用于其它氮化物基半導(dǎo)體裝置。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括:制備支撐基底；在支撐基底的一個表面上形成納米棒；以及在納米棒上形成種子層。
[0029]形成種子層的步驟可以包括使用化學(xué)氣相沉積(CVD)或氫化物氣相外延(HVPE)技術(shù)在納米棒上形成種子層。
[0030]形成種子層的步驟可以包括制備炔基底；將炔基底接合在支撐基底的一個表面上；以及將炔基底切割成距離接合位置(juncture)的預(yù)定厚度并且將其分離，從而形成種子層。
[0031]塊基底可以使用HVPE、Na融法技術(shù)或氨熱法技術(shù)來制造。
[0032]種子層可以包括GaN。
[0033]納米棒可以包括AlN或GaN。
[0034]支撐基底可以是Si基底、藍寶石基底、AlN基底、Ge基底或SiC基底。
[0035]支撐基底可以具有形成在其一個表面上的凹凸圖案。
[0036]所述方法還可以包括:在形成種子層之后，在種子層上形成至少包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、活性層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的多個半導(dǎo)體層；形成半導(dǎo)體堆疊件，在半導(dǎo)體堆疊件中，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體的一部分通過圖案化半導(dǎo)體層而暴露；在半導(dǎo)體堆疊件的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層；以及在暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和TCO層上分別形成第一電極和第二電極。
[0037]所述方法還可以包括在形成多個半導(dǎo)體層之前對種子層的表面平坦化。
[0038]TCO層可以包括位于其表面上的凹凸圖案。
[0039]在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成TCO層的步驟可以包括:在半導(dǎo)體堆疊件上形成第一TCO層；在第一 TCO層上形成光致抗蝕劑圖案；在其上形成有光致抗蝕劑圖案的第一 TCO層上形成第二 TCO層；以及利用剝離技術(shù)去除光致抗蝕劑圖案的一部分和形成在光致抗蝕劑圖案上的第二 TCO層。
[0040]在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成TCO層的步驟可以包括:在TCO層上形成具有多個開口區(qū)域的光致抗蝕劑圖案；以及通過利用光致抗蝕劑圖案作為掩模將TCO層的表面濕蝕刻至預(yù)定深度而在TCO層的表面上形成凹凸圖案。
[0041]所述方法還可以包括:在形成種子層之后，在種子層上形成至少包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、活性層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的多個半導(dǎo)體層；在所述多個半導(dǎo)體層中的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成蝕刻停止圖案；在其上形成有蝕刻停止圖案的種子層上形成金屬結(jié)合層；在金屬結(jié)合層上形成金屬基底；分離支撐基底；通過圖案化所述多個半導(dǎo)體層形成半導(dǎo)體堆疊件；在通過分離支撐基底所暴露的表面上形成TCO層；以及在TCO層上形成電極焊盤。
[0042]分離支撐基底的步驟可以包括通過將熱沖擊施加到納米棒來破壞納米棒的步驟。
[0043]所述方法還可以包括在分離支撐基底之后且在形成TCO層之前去除種子層。
[0044]所述方法還可以包括在形成多個半導(dǎo)體層之后且在形成金屬結(jié)合層之前在所述多個半導(dǎo)體層和金屬結(jié)合層之間形成歐姆反射圖案。
[0045]歐姆反射圖案可以設(shè)置為填充在蝕刻停止圖案的開口區(qū)域中。
[0046]所述方法還可以包括在形成多個半導(dǎo)體層之前對種子層的表面平坦化。
[0047]TCO層可以包括形成在其表面上的凹凸圖案。
[0048]在支撐基底已經(jīng)分離的表面上形成TCO層的步驟可以包括:在支撐基底已經(jīng)分離的表面上形成第一 TCO層；在第一 TCO層上形成光致抗蝕劑圖案；在其上形成有光致抗蝕劑圖案的第一 TCO層上形成第二 TCO層；以及利用剝離技術(shù)去除光致抗蝕劑圖案的一部分和形成在光致抗蝕劑圖案上的第二 TCO層。
[0049]在支撐基底已經(jīng)分離的表面上形成TCO層的步驟可以包括:在支撐基底已經(jīng)分離的表面上形成第一 TCO層；以及通過利用光致抗蝕劑圖案作為掩模將TCO層的表面濕蝕刻至預(yù)定深度而在TCO層的表面上形成凹凸圖案。[0050]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括:沿水平方向?qū)⒍鄠€基底同時加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中；處理多個基底；以及將所述多個基底同時從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備卸載。
[0051]多個基底可以安裝在夾具上。因此，多個基底可以通過將夾具加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中而被加載或者通過將夾具從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備卸載而被卸載。
[0052]夾具可以具有多個基底安裝凹進，多個基底分別安裝并固定在多個基底安裝凹進中。
[0053]夾具可以具有貫穿夾具的通孔。通孔可以設(shè)置在每個基底安裝凹進的底部中。
[0054]所述方法還可以包括:在對加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中的多個基底進行處理之前，將具有用于暴露多個基底的表面的多個開口區(qū)域的夾具蓋安裝在夾具上。
[0055]夾具可以在夾具被加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中之前或者在夾具從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備卸載之后被安裝在盒中。
[0056]盒可以具有按層安裝的多個夾具。
[0057]當盒與半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備分離并被傳送時，盒可以在盒被插入到充氮箱中的狀態(tài)下被傳送。
[0058]夾具可以由包括S1、SiC或Al2O3的材料制成。
[0059]本發(fā)明的有益效果
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實施例，能夠提供一種包括活性層(是非極性層或半極性層)的發(fā)光二極管(LED)。因此，可以減弱或消除極化，從而提供發(fā)光效率。此外，半導(dǎo)體層可以使用錯切GaN基底生長，從而半極性半導(dǎo)體層能夠相對容易地生長。另外，GaN基底可以通過電化學(xué)蝕刻技術(shù)而分離，從而能夠重新利用GaN基底，由此節(jié)省制造成本。
[0061]此外，能夠提供具有種子層的半導(dǎo)體裝置基底，其中，種子層的材料、晶格常數(shù)或熱膨脹系數(shù)與將要生長在種子層上的半導(dǎo)體層的材料、晶格常數(shù)或熱膨脹系數(shù)相同或相似，并且能夠提供一種利用半導(dǎo)體裝置基底來制造半導(dǎo)體裝置的方法。
[0062]此外，能夠提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，該方法能夠縮短將多個基底加載到半導(dǎo)體制造設(shè)備中所需的時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]圖1是示出了錯切氮化鎵(GaN)基底的剖視圖。
[0064]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管(LED)的剖視圖。
[0065]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的LED的剖視圖。
[0066]圖4到圖6是示出了制造圖3中示出的LED的方法的剖視圖。
[0067]圖7是示出了分離的GaN基底的剖視圖。
[0068]圖8和圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。
[0069]圖10是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的另一類型的支撐基底的剖視圖。
[0070]圖11到圖13是示出了形成在根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的種子層的方法的剖視圖。
[0071]圖14和圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。
[0072]圖16和圖17是示出了在透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層的表面上形成凹凸圖案的方法的剖視圖。
[0073]圖18和圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。
[0074]圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的流程圖。
[0075]圖21是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備的示意圖。
[0076]圖22是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的夾具的視圖。
[0077]圖23是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的夾具蓋的視圖。
【具體實施方式】
[0078]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。提供下面的實施例僅出于示例性的目的，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠充分地理解本發(fā)明的精神。因此，本發(fā)明不限于下述實施例，而是可以以其他形式來實施。在附圖中，為了便于示出，夸大了元件的寬度、長度和厚度等。在整個說明書和附圖中，相同的標號指示相同的元件。
[0079]圖1是示出了可以用作本發(fā)明實施例中的生長基底的錯切氮化鎵(GaN)基底的剖視圖。
[0080]參照圖1，基底21是具有相對于c軸以15度到85度的范圍的角度傾斜的主面的半極性GaN基底?；?1還具有沿相對于主面的一個方向傾斜的錯切表面21a。
[0081]通過形成錯切表面21a來形成扭結(jié)(kink)。扭結(jié)在GaN基半導(dǎo)體層的生長中提供了核產(chǎn)生位，使得可以容易地生長半導(dǎo)體層。錯切表面21a可以是c面，但是不被具體地限制。
[0082]基底21 的主面可以是諸如(20-21)、(20-2-1)、(10-11)、(10-1-1)、(11-22)、(11-2-2)、(30-31)或(30-3-1)的半極性面，或者它們的晶面族。
[0083]通過在基底21上生長GaN基半導(dǎo)體層，能夠生長具有與基底21的半極性面相同的半極性面的半導(dǎo)體層。具體地，由于GaN基半導(dǎo)體層的自發(fā)極化和壓電極化比極性半導(dǎo)體層的自發(fā)極化和壓電極化相對弱(小)，因此可以提高發(fā)光效率。
[0084]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管(LED)的剖視圖。
[0085]參照圖2，LED包括基底21、緩沖層23、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25、超晶格層27、活性層
29、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31和透明氧化物層33。LED還可以包括位于透明氧化物層33上的電極焊盤(未示出)。
[0086]基底21是參照圖1描述的基底，因此，將省略對基底21的詳細描述。這里，基底21是導(dǎo)電基底，從而基底21可以用作電極?？蛇x擇地，電極可以形成在基底21的下側(cè)上。
[0087]在基底21上生長緩沖層23、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25、超晶格層27、活性層29和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31作為外延層。
[0088]這些外延層特別是活性層29可以通過在半極性基底21上生長而生長為半極性半導(dǎo)體層。因此，活性層29的極化比極性半導(dǎo)體層的極化相對弱。
[0089]緩沖層23形成為通過減小生長在基底21上的外延層上的應(yīng)變而提高結(jié)晶度。緩沖層23可以是具有與基底的成分相同的成分的GaN層，但是不必限制于此。緩沖層23可以被省略。
[0090]第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25可以生長為例如摻雜有η型雜質(zhì)的GaN層。超晶格層27可以通過交替地堆疊具有不同帶隙的GaN基層(例如，GaN層和InGAN層)而形成。
[0091]活性層29包括具有相對窄的帶隙的阱層，從而電子和空穴可以在其中復(fù)合?；钚詫?9可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。
[0092]第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31可以生長為例如摻雜有P型雜質(zhì)的GaN層。此外，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31可以包括電子阻擋層。
[0093]外延層可以使用分子束外延(MBE)或金屬氧化物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)生長。
[0094]透明氧化物層33位于包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25、活性層29和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31的半導(dǎo)體堆疊件上。透明氧化物層33形成為用于電流擴展。透明氧化物層33可以具有位于其上表面上的凹凸圖案33a。為了實現(xiàn)電流擴展且形成凹凸圖案33a，透明氧化物層33的整體厚度可以為大約Iym或更大，并且透明氧化物層33的主要部分的厚度可以為0.5 μ m或更大。
[0095]透明氧化物層33可以由氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)形成。例如，具有凹凸圖案的透明氧化物層33可以通過下述步驟形成:首先形成透明氧化物層的一部分，然后通過剝離工藝形成凸起部分。
[0096]具有凹凸圖案33a的透明氧化物層33增強了在活性層29中產(chǎn)生的光的光提取效率，從而提高了 LED的發(fā)光效率。
[0097]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的LED的剖視圖。
[0098]參照圖3，根據(jù)本實施例的LED包括基底51、結(jié)合金屬37、反射層35、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25、超晶格層27、活性層29、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31和透明氧化物層53。LED還可以包括形成在透明氧化物層53上的電極焊盤55。
[0099]基底51是導(dǎo)電基底，例如金屬基底?；?1與生長基底是有區(qū)別的，并且是附著在已經(jīng)生長的半導(dǎo)體堆疊件上的二次基底。
[0100]結(jié)合金屬37用于將基底51和半導(dǎo)體堆疊件彼此結(jié)合，結(jié)合金屬37可以是例如AuSn。反射層35可以形成為反射從活性層29發(fā)出并且朝著基底51行進的光，反射層35可以由Ag形成，并且可以包括用于防止Ag擴散的阻擋金屬層。
[0101]同時，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25、超晶格層27、活性層29和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31是與參照圖22描述的半導(dǎo)體堆疊件的相應(yīng)層相同的組件，并且通過相同的附圖標記來指出。因此，每一層特別是活性層29被形成為半極性半導(dǎo)體層。然而，與圖22的實施例相比，在本實施例中，半導(dǎo)體堆疊件具有反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25可以具有位于其上表面上的凹凸圖案25a。
[0102]透明氧化物層53位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25上，并且可以具有凹凸圖案53a。透明氧化物層53與上面描述的透明氧化物層33相似，因此，將省略對透明氧化物層53的詳細描述。[0103]電極焊盤55位于透明氧化物層53上。電極焊盤55通常設(shè)置為將結(jié)合線結(jié)合到電極焊盤55。
[0104]圖4到圖6是示出了制造圖3中的LED的方法的剖視圖。
[0105]參照圖4，首先制備具有相對于c面以15度到85度的范圍的角度傾斜的主面的錯切半極性GaN基底21?；?1與參照圖1描述的基底21相同，因此，將省略基底21的詳細描述。
[0106]在基底21上生長緩沖層23。緩沖層23可以生長為不摻雜雜質(zhì)的氮化物層，例如GaN層。這里，緩沖層23用作用于在其上生長外延層的層，并且還需要將基底21與其分離。
[0107]在緩沖層23上形成具有帶有孔24a的多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層24。例如，具有多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層24可以通過下述步驟來形成:通過以I X IO1Vcm3到IOX 1019/cm3的濃度范圍生長摻雜有Si的GaN層；然后通過電化學(xué)蝕刻來蝕刻GaN層。電化學(xué)蝕刻可以通過下述步驟來執(zhí)行:將具有摻雜有雜質(zhì)的氮化物層的基底21和Pt電極浸入在大約10°C的草酸溶液(0.3M的草酸)中；以及將正電極和負電極與氮化物層和Pt電極分別連接，以向其施加DC 電壓(25V-60V)。
[0108]如圖4中所示，多孔結(jié)構(gòu)可以具有從氮化物層24的表面延伸到緩沖層23的納米級的棒狀孔24a。
[0109]參照圖5，在具有多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層24上通過生長外延層(例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25、超晶格層27、活性層29和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層31)而形成半導(dǎo)體堆疊件。這些外延層與參照圖2描述的外延層相同，因此，將省略對它們的詳細描述。
[0110]同時，雖然外延層在相對高的溫度下生長，但孔24a也生長，從而在氮化物層24內(nèi)形成空隙24b。另外，可以額外執(zhí)行在大約1000°C下的熱處理，以使氮化物層24內(nèi)的空隙24b的尺寸進一步增大。
[0111]接下來，在半導(dǎo)體堆疊件上形成反射層35。反射層35可以由諸如Ag的反射金屬形成，并且可以包括用于防止Ag擴散的阻擋金屬層。然后，利用插入在基底51和反射層35之間的結(jié)合金屬37使基底51附著在反射層35上。結(jié)合金屬37可以是例如AuSn，并且金屬基底51可以是金屬基底。
[0112]參照圖6，在附著基底51之后，利用其中形成有空隙24b的氮化物層24去除半極性GaN基底21。例如，半極性GaN基底21可以使用化學(xué)蝕刻技術(shù)通過蝕刻半導(dǎo)體層24而被分離。可選擇地，半極性GaN基底21可以通過將機械力施加到半極性GaN基底21上而被分離。
[0113]然后，可以通過對半導(dǎo)體堆疊件的暴露表面(例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25的表面)進行圖案化而形成凹凸圖案(圖3中的25a)。半導(dǎo)體堆疊件的暴露表面由于空隙24b而具有相對粗糙的表面。凹凸圖案25a可以在對具有粗糙表面的上部進行化學(xué)蝕刻或機械拋光后使用干蝕刻來形成?？蛇x擇地，可以在保留粗糙表面的同時額外地形成凹凸圖案25a。
[0114]然后，在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層25上形成透明氧化物層53。透明氧化物層53可以形成為參照圖2描述的凹凸圖案53a，并且將省略對其的詳細描述。
[0115]接下來，在透明氧化物層53上形成電極焊盤55，從而提供具有垂直結(jié)構(gòu)的LED。
[0116]圖7是示出了從圖6分離的半極性GaN基底的剖視圖。
[0117]參照圖7，半極性GaN基底與緩沖層23 —起與半導(dǎo)體堆疊件分離。半極性GaN基底21維持其原有的構(gòu)造，因此，半極性GaN基底21能夠通過再次錯切而作為生長基底被重新使用。
[0118]因為半極性GaN基底21被重新使用，所以可以降低半極性GaN基底21的制造成本，因而可以降低LED的制造成本。
[0119]圖8和圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。圖10是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的另一類型的支撐基底的剖視圖。圖11到圖13是示出了形成在根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的種子層的方法的剖視圖。
[0120]參照圖8，根據(jù)本實施例的方法包括首先準備支撐基底100。支撐基底100可以是如稍后將描述的納米棒110可以在其上生長的任何基底。然而，支撐基底100可以優(yōu)選地是Si基底、藍寶石基底、AlN基底、Ge基底或SiC基底。
[0121]在支撐基底100的一個表面上形成納米棒110。納米棒110可以包括AlN或GaN。納米棒110可以利用外延生長技術(shù)而在支撐基底100上生長?？蛇x擇地，納米棒110可以通過形成AlN或GaN的氮化物層然后圖案化氮化物層而形成。
[0122]此時，支撐基底100可以具有位于其一個表面上的凹凸圖案120，如圖10中所示。凹凸圖案120可以形成為條狀形狀。
[0123]凹凸圖案120可以用于在支撐基底100上生長種子層210 (稍后將進行描述)或者用于減輕在將塊基底200結(jié)合到凹凸圖案120之后(稍后將進行描述)可能產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0124]參照圖9，在納米棒110上形成種子層210。種子層210可以包括GaN，并且可以是摻雜有雜質(zhì)的P型或η型單晶層。
[0125]種子層210可以使用電化學(xué)沉積(CVD)或氫化物氣相外延(HVPE)技術(shù)直接形成在納米棒110上。
[0126]可選擇地，如圖11到圖13所示，種子層210可以通過下述步驟形成:制備塊基底200 (見圖11)、將塊基底200接合在納米棒110上(見圖12)、且然后將塊基底200切割成預(yù)定厚度并且將其分離(見圖13)。
[0127]此時，塊基底200可以是由(Al，Ga，In) N基第III族氮化物半導(dǎo)體(B卩，氮化物半導(dǎo)體)制成的單晶基底。塊基底200可以包括GaN,優(yōu)選地,可以是GaN單晶基底。可選擇地，塊基底200可以是摻雜有雜質(zhì)的P型或η型GaN單晶基底。
[0128]塊基底200可以是使用HVPE技術(shù)、Na融法技術(shù)或氨熱法技術(shù)制造的GaN單晶基底。塊基底200的厚度為至少IOOym或更大。
[0129]此時，支撐基底100和塊基底200可以在高溫和高壓下彼此接合。雖然在該圖中未示出，但是接合層(未示出)或金屬中間層(未示出)可以位于納米棒Iio和塊基底200之間，以便于支撐基底100和塊基底200之間的接合。接合層(未示出)或者金屬中間層(未示出)可以形成在納米棒110上或者可以形成在塊基底200的表面上。
[0130]接合層(未示出)可以由包括Zn、S1、Ga和Al中的至少一者的氧化物制成，或者由包括S1、Ga和Al中的至少一者的氮化物制成。接合層(未示出)可以利用CVD技術(shù)、電子束(E-束)技術(shù)或化學(xué)溶液技術(shù)等形成為單層或多層。在接合層形成為多層的情況下，多層的各個子層可以由相同種類但具有不同成分的材料制成。可選擇地，子層可以由不同種類的材料制成。金屬中間層(未示出)可以包括熔點為1000°C或更高的材料。[0131]可以切割塊基底200并使塊基底200在與距離納米棒110預(yù)定的厚度相對應(yīng)的區(qū)域處分離。通過將塊基底200切割成預(yù)定的厚度并且使它分離來形成種子層210。如果利用分離的塊基底220來重復(fù)上述工藝，則可以形成多個支撐基底100，其中，每個支撐基底100具有附著到支撐基底100的種子層210。
[0132]通過上面描述的工藝，可以形成能夠允許半導(dǎo)體裝置的形成的半導(dǎo)體裝置基底。在這種情況下，種子層210可以是非極性的或半極性的。具體地，無論支撐基底100如何，都可以將種子層210設(shè)置為昂貴的非極性層或半極性層。也就是說，由于通過切割塊基底200并與塊基底200分離來形成種子層210，因此可以通過控制塊基底200生長的方向或切割塊基底200的方向來得到具有期望的構(gòu)造的種子層210。
[0133]圖14和圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。
[0134]參照圖14，根據(jù)這個實施例的方法(例如，制造LED裝置的方法)包括首先形成具有形成在支撐基底100上的種子層210的半導(dǎo)體裝置基底，如參照圖8和圖9所述。
[0135]接下來，可以執(zhí)行使分離的種子層210的一個表面平坦化的工藝。這是由于如果切割種子層210并使種子層210與塊基底200分離，則種子層210的一個表面會是非常粗糙的分離表面。將明顯的是，如果通過生長技術(shù)來形成種子層210或者如果種子層210的一個表面不是粗糙的，則可以省略平坦化工藝?？蛇x擇地，可以按照要求省略平坦化工藝。
[0136]然后，在半導(dǎo)體裝置基底的種子層210上形成至少包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310、活性層320和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330的多個半導(dǎo)體層。
[0137]多個半導(dǎo)體層還可以包括超晶格層(未示出)或電子阻擋層(未示出)。在這種情況下，在所述多個半導(dǎo)體層中可以省略除了活性層320之外的其他層。
[0138]第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310可以是摻雜有第一導(dǎo)電雜質(zhì)(例如，η型雜質(zhì))的第III族-N基化合物半導(dǎo)體層。例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310可以是(Al，Ga，In)N基第III族氮化物半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310可以是摻雜有η型雜質(zhì)的GaN層(S卩，η-GaN層)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310可以形成為單層或多層。例如，當?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層310形成為多層時，可以使第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310具有超晶格結(jié)構(gòu)。
[0139]活性層320可以是第III族N基化合物半導(dǎo)體層，例如，(Al，Ga，In)N半導(dǎo)體層?；钚詫?20可以形成為單層或多層，并且發(fā)射至少預(yù)定波長的光。活性層320可以具有包括一個阱層(未示出)的單量子阱結(jié)構(gòu)，或者可以具有阱層(未示出)和阻擋層(未示出)交替并重復(fù)地堆疊的多量子阱結(jié)構(gòu)。此時，可以使阱層(未示出)和阻擋層(未示出)中的一者或兩者具有超晶格結(jié)構(gòu)。
[0140]第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330可以是摻雜有第二導(dǎo)電雜質(zhì)(例如，P型雜質(zhì))的第III族N基化合物半導(dǎo)體層。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330可以是(Al，Ga，In)N基第III族氮化物半導(dǎo)體層。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330可以是摻雜有P型雜質(zhì)的GaN層(S卩，ρ-GaN層)。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330可以形成為單層或多層。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330可以包括超晶格結(jié)構(gòu)。
[0141]可以在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310和活性層320之間設(shè)置超晶格層(未示出)。超晶格層(未示出)可以具有多個第III族N基化合物半導(dǎo)體層(例如，(Al，Ga，In)N半導(dǎo)體層)堆疊的結(jié)構(gòu)。例如，超晶格層(未示出)可以具有InN層和InGaN層重復(fù)地堆疊的結(jié)構(gòu)。在形成活性層320之前形成超晶格層(未示出)，從而防止位錯或缺陷傳遞至活性層320。因此，超晶格層(未示出)可以用于減少活性層320中的位錯或缺陷的形成，并且用于使活性層320具有優(yōu)異的結(jié)晶度。
[0142]可以在活性層320和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330之間設(shè)置電子阻擋層(未示出)?？梢栽O(shè)置電子阻擋層(未示出)來改善電子和空穴的復(fù)合效率。電子阻擋層(未示出)可以由具有相對寬的帶隙的材料制成。電子阻擋層(未示出)可以由(Al，Ga，In)N基第III族氮化物半導(dǎo)體制成，并且可以是摻雜有Mg的p-AlGaN層。
[0143]在這種情況下，從種子層210生長多個半導(dǎo)體層，使得半導(dǎo)體層可以在生長的同時繼延種子層210的完整特性。
[0144]也就是說，如果種子層210是非極性的，則多個半導(dǎo)體層也生長為非極性的?？蛇x擇地，如果種子層210是半極性的，則多個半導(dǎo)體層也生長為半極性的。如果種子層210是c面半導(dǎo)體層、a面半導(dǎo)體層或m面半導(dǎo)體層，則多個半導(dǎo)體層也生長為c面半導(dǎo)體層、a面半導(dǎo)體層或m面半導(dǎo)體層。
[0145]參照圖15，將多個半導(dǎo)體層圖案化以形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310的一部分被暴露的半導(dǎo)體堆疊件300。
[0146]隨后，在半導(dǎo)體堆疊件300的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330上形成透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層 400。
[0147]然后，在被暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310上形成第一電極510,在TCO層400上形成第二電極520，從而制造出LED裝置。
[0148]在這種情況下，盡管已經(jīng)描述了在形成半導(dǎo)體堆疊件300之后形成TCO層400，但是能夠通過首先形成TCO層400然后通過蝕刻TCO層400的一部分和多個半導(dǎo)體層的一部分來使第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310的一部分暴露來執(zhí)行形成半導(dǎo)體堆疊件300的工藝。
[0149]TCO層400可以包括諸如ITO或ZnO的透明金屬氧化物，TCO層400的厚度可以為幾微米或幾十微米(μπι)。在這種情況下，TCO層400可以具有形成在其表面上的凹凸部分410。可以利用圖16和圖17中示出的方法來形成具有形成在其表面上的凹凸部分410的TCO 層 400。
[0150]S卩，如圖16中所示，在半導(dǎo)體堆疊件300上形成具有預(yù)定厚度的第一 TCO層420，在第一 TCO層420上形成光致抗蝕劑圖案430。接下來，在其上形成有光致抗蝕劑圖案430的第一 TCO層420上形成具有預(yù)定厚度的第二 TCO層440，利用剝離技術(shù)去除光致抗蝕劑圖案430的一部分和形成在光致抗蝕劑圖案430上的第二 TCO層440，從而形成具有形成在其表面上的凹凸部分410的TCO層400。
[0151]如圖17中所示，在半導(dǎo)體堆疊件300上形成具有預(yù)定厚度的第三TCO層450，在第三TCO層450上形成光致抗蝕劑圖案460。隨后，利用光致抗蝕劑圖案460作為掩模將第三TCO層450的表面濕蝕刻到預(yù)定厚度，從而形成具有形成在其表面上的凹凸部分410的TCO層400。在這種情況下，濕蝕刻使凹凸圖案410被蝕刻出，使得通過沿著晶面選擇性地蝕刻TCO層400的表面來暴露晶面。因此，凹凸部分410可以被形成為具有多棱錐的形狀。
[0152]圖18和圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。
[0153]參照圖18，根據(jù)該實施例的方法(例如，制造LED裝置的方法)包括首先形成具有形成在支撐基底100上的種子層210的半導(dǎo)體裝置基底，如參照圖8和圖9所述。
[0154]接下來，與參照圖14描述的方法相似，執(zhí)行使分離的種子層210的一個表面平坦化的工藝，在半導(dǎo)體裝置基底的種子層210上形成至少包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310、活性層320和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330的多個半導(dǎo)體層。在這種情況下，多個半導(dǎo)體層還可以包括超晶格層(未示出)或電子阻擋層(未示出)。在多個半導(dǎo)體層中可以省略除了活性層320之外的其他層。
[0155]接下來，在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330上形成蝕刻停止圖案610。蝕刻停止圖案610可以形成為諸如氧化硅或氮化硅的絕緣層。蝕刻停止圖案610可以用于通知在使多個半導(dǎo)體層圖案化時何時完成蝕刻。此外，蝕刻停止圖案610直接布置在如將在后面描述的電極焊盤720下方，從而蝕刻停止圖案610可以用于使從電極焊盤720注入的電流均等地擴展，從而使電流大體均勻地供應(yīng)至半導(dǎo)體堆疊件300 (具體地說，整個活性層320)。
[0156]同時，可以在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330上形成歐姆反射圖案620。歐姆反射圖案620可以是與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330歐姆接觸并且也用作用于反射從活性層320發(fā)射的光的反射層的圖案。
[0157]在這種情況下，蝕刻停止圖案610具有開口區(qū)域，歐姆反射圖案620可以填充在蝕刻停止圖案610的開口區(qū)域中。即，蝕刻停止圖案610和歐姆反射圖案620可以限定一個層。
[0158]接下來，可以在蝕刻停止圖案610或歐姆反射圖案620上形成金屬結(jié)合層630。金屬結(jié)合層630用于將蝕刻停止圖案610或歐姆反射圖案620結(jié)合到稍后形成的金屬基底640。金屬結(jié)合層630可以由導(dǎo)電材料制成。
[0159]隨后，在金屬結(jié)合層630上形成金屬基底640?？梢酝ㄟ^制備導(dǎo)電金屬基底然后通過利用金屬結(jié)合層630對導(dǎo)電金屬基底進行結(jié)合來形成金屬基底640。
[0160]同時，可以在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330上直接形成金屬基底640。S卩，省略可能形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層330上的蝕刻停止圖案610、歐姆反射圖案620和金屬結(jié)合層630中的任意一個，并且可以形成金屬基底640。在這種情況下，可以利用鍍覆法、氣相沉積法或化學(xué)溶液法等來形成金屬基底640。
[0161]在這種情況下，金屬基底640可以由導(dǎo)電材料制成，并且優(yōu)選地可以包括Cu/W或Cu/Mo。
[0162]參照圖19，在形成金屬基底640之后，去除支撐基底100。
[0163]可以通過破壞納米棒110而去除支撐基底100。即，可以通過將熱沖擊施加到納米棒110來破壞納米棒110而使支撐基底100與多個半導(dǎo)體層分離。
[0164]將熱沖擊施加到納米棒110的方法可以通過快速熱處理的方式執(zhí)行，例如，通過將激光照射到納米棒110上。納米棒110因熱沖擊快速膨脹因此可以通過快速膨脹而被破壞。
[0165]然后，可以執(zhí)行去除種子層210的工藝。然而，可以在沒有去除種子層210的情況下執(zhí)行下一工藝。如果沒有去除種子層210，則可以在執(zhí)行使種子層210的表面平坦化的工藝之后執(zhí)行下一工藝。
[0166]可以利用濕蝕刻工藝或干蝕刻工藝來去除種子層210的一部分，使得種子層210的其他部分可以仍然保留。[0167]接下來，可以通過使多個半導(dǎo)體層圖案化來形成半導(dǎo)體堆疊件300。在這種情況下，可以在當蝕刻停止圖案610暴露時蝕刻停止的條件下蝕刻多個半導(dǎo)體層。
[0168]同時，盡管已經(jīng)在該實施例中描述了在去除種子層210的工藝和形成如將在下面描述的TCO層700的工藝之間執(zhí)行使多個半導(dǎo)體層圖案化的工藝，但是可以在形成電極焊盤720 (稍后將進行描述，電極焊盤720在去除支撐基底100之后被形成)之前的任意時間來執(zhí)行使多個半導(dǎo)體層圖案化的工藝。
[0169]接下來，可以在通過分離支撐基底100而暴露的表面(例如，種子層210的表面或第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層310的表面)上形成TCO層700。
[0170]在這種情況下，TCO層700可以具有形成在其表面上的凹凸部分710。這里，可以利用與如參照圖16和圖17所描述的具有形成在其表面上的凹凸部分410的TCO層400的方法相同的方法來形成TCO層700的凹凸部分710，因此，將省略對其的詳細描述。
[0171]接下來，在TCO層700上形成電極焊盤720以形成LED裝置。
[0172]所述方法還可以包括在形成電極焊盤720之前形成用于保護包括TCO層700的半導(dǎo)體堆疊件300的鈍化層(未示出)的工藝。
[0173]在這種情況下，可以不在TCO層700的形成有電極焊盤720的預(yù)定區(qū)域中形成凹凸部分710。蝕刻停止圖案610可以直接形成在電極焊盤720下方。
[0174]電極焊盤720的尺寸可以比直接布置在電極焊盤720下方的蝕刻停止圖案610的尺寸小。即，直接布置在電極焊盤720下方的蝕刻停止圖案610的尺寸可以比電極焊盤720的尺寸大。這可以使供應(yīng)到電極焊盤720的電流穿過布置在電極焊盤720和蝕刻停止圖案610之間的半導(dǎo)體堆疊件300 (尤其是穿過活性層320)均勻地流動。
[0175]圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的流程圖。圖21是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備的示意圖。圖22是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的夾具的視圖。圖23是示出了可以在根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法中使用的夾具蓋的視圖。
[0176]參照圖20到圖23，根據(jù)本實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法包括將其上安裝有多個基底1230的夾具1210水平地加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中的步驟(S100)。
[0177]接下來，執(zhí)行利用夾具蓋1120覆蓋將加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中的具有多個基底1230的夾具1210的步驟(S200)。
[0178]然后，執(zhí)行對多個基底1230進行處理的步驟(S300)。
[0179]接下來，在對多個基底1230進行處理的步驟完成之后，執(zhí)行將夾具1210從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備卸載的步驟(S400)。
[0180]使用半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000來執(zhí)行制造半導(dǎo)體裝置的方法。
[0181]在這種情況下，半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000可以是執(zhí)行如稍后將進行描述的對基底1230進行處理的步驟(包括在基底1230上形成薄膜的步驟、對基底1230進行蝕刻的步驟等)的設(shè)備，諸如電感耦合等離子體(ICP)設(shè)備、PECVD設(shè)備、E束設(shè)備或光刻設(shè)備的設(shè)備。
[0182]半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000可以包括用于處理基底1230的室1100和用于將夾具1210運載到處理室1100中同時防止處理室1100的內(nèi)部直接與外部環(huán)境連通的加載互鎖室(或傳送室)1300。
[0183]處理室1100可以包括夾具1210定位于其中的夾具加載卡盤1110以及夾具蓋1120。在這種情況下，處理室1100還可以包括其他組件，例如，等離子體產(chǎn)生設(shè)備等，但是將省略對其的詳細描述。
[0184]在這種情況下，夾具1210可以具有如圖22中所示的多個基底安裝凹進1220。
[0185]基底安裝凹進1220可以是安裝基底1230的凹進。即，基底安裝凹進1220的直徑可以至少與基底1230的直徑相同。基底安裝凹進1220的深度優(yōu)選地與基底1230的厚度相同。然而，基底安裝凹進1220的深度可以比基底1230的厚度大或者小。
[0186]基底安裝凹進1220可以規(guī)則地布置在夾具1210的表面上。
[0187]夾具1210可以具有貫穿夾具1210( S卩，從夾具1210的一個表面貫穿到夾具1210的另一表面)的多個通孔1222和1224。
[0188]在這種情況下，通孔1222和1224中的通孔1222可以設(shè)置在基底安裝凹進1220的底表面中，以使得基底1230被安裝到基底安裝凹進1220中或者與基底安裝凹進1220分離。其它通孔1224可以設(shè)置在未設(shè)置基底安裝凹進1220的區(qū)域中，從而它們可以用于傳送夾具1210，以將夾具1210加載到夾具加載卡盤1110上或從夾具加載卡盤1110卸載夾具1210，或者減輕夾具1210的重量。
[0189]通孔1222和1224可以在通過將其上安裝著基底1230的夾具1210浸入在蝕刻溶液中而利用蝕刻溶液處理多個基底1230時或者在使用蝕刻氣體處理多個基底1230時用作允許蝕刻溶液或蝕刻氣體平穩(wěn)地流動的通道。
[0190]雖然圖22中未示出，但是夾具1210可以具有未貫穿夾具1210的另一表面的多個凹進，從而多個凹進可以用于固定夾具1210或傳送夾具1210。
[0191]夾具1210可以由包括S1、SiC或Al2O3的材料制成。
[0192]同時，基底1230可以是藍寶石基底?；?230可以設(shè)置為使得LED制造在其一個表面上。
[0193]夾具蓋1120可以包括蓋主體1122和用于支撐蓋主體1122的蓋柱1124。
[0194]蓋主體1122可以以由圖21中的虛線所示的方式覆蓋夾具1210。蓋主體1122可以具有多個用于暴露安裝在夾具1210上的基底1230的表面的開口區(qū)域1126。
[0195]開口區(qū)域1126僅暴露基底1230的表面，同時它們不暴露夾具1210的表面。SP，每個開口區(qū)域1126的直徑可以等于或小于基底1230的直徑。
[0196]夾具蓋1120的蓋柱1124可以連接到移動設(shè)備(未示出)，用于使夾具蓋1120沿豎直方向移動。
[0197]在這種情況下，盒1200可以安裝到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000。
[0198]盒1200可以具有安裝在其中的可以按層加載的多個夾具1210。
[0199]盒1200安裝到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000的加載互鎖室1300，從而盒能夠用于將夾具1210供應(yīng)到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000中。
[0200]在下文中，將參照圖20到圖23詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法。
[0201]首先，準備具有按層加載的多個夾具1210的盒1200。
[0202]此時，夾具1210可以處于它們在其它半導(dǎo)體制造設(shè)備(未示出)中已經(jīng)經(jīng)過其它處理工藝的狀態(tài)。
[0203]接下來，將其中安裝有多個夾具1210的盒1200進行傳送，然后安裝到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000的加載互鎖室1300。
[0204]在這種情況下，雖然在圖21中未示出，但是盒1200在盒1200被加載到充有氮氣的充氮箱中的狀態(tài)下被傳送。
[0205]即使在盒1200已經(jīng)在半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000中完全經(jīng)過處理工藝之后盒1200與半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000分離并傳送時，盒1200仍可以在盒1200被加載到充氮箱中的狀態(tài)下被傳送。這用于防止盒1200中的基底1230暴露到外部環(huán)境。
[0206]然后，半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000中的機器臂(未示出)將盒1200中的任意夾具1210水平地傳送并且將其加載到處理室1100的夾具加載卡盤1110上(S100)。
[0207]此時，由于夾具1210具有安裝在其上的多個基底1230，因此多個基底1230可以沿水平方向同時被加載到夾具加載卡盤1110上。
[0208]傳統(tǒng)上，為了加載多個基底，根據(jù)基底的數(shù)量頻繁重復(fù)加載步驟。然而，在本發(fā)明中，由于其上安裝有多個基底1230的夾具1210如上所述地被加載，因此多個基底1230能夠通過僅僅一次加載步驟而加載。因此，能夠縮短基底加載時間，即整個工藝時間，從而縮短批量生產(chǎn)中的工藝時間。
[0209]接下來，通過將夾具蓋1120移動到夾具1210上而利用夾具蓋1120覆蓋夾具1210的表面(S200)。由于夾具蓋1120具有用于暴露多個基底1230的多個開口區(qū)域，因此基底1230的表面被暴露。
[0210]然后，半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000對基底1230進行處理(S300)。即，半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000執(zhí)行基底處理步驟，諸如在基底1230的表面上生長外延層的步驟或?qū)?230的表面進行蝕刻的步驟。
[0211]接下來，在完成基底處理步驟之后，移動夾具蓋1120，以打開夾具1210。然后，將夾具1210從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000的處理室1100卸載并傳送到盒1200中，從而完成對一個夾具1210的基底處理步驟。
[0212]然后，將安裝在盒1200中的夾具1210中的還沒有進行處理的其它夾具1210加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000中，重復(fù)地執(zhí)行上述基底處理步驟。
[0213]在安裝在盒1200中的夾具1210已經(jīng)在半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000中經(jīng)過基底處理設(shè)備之后，可以將盒1200與半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備1000分離然后傳送到另一半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備。在這種情況下，盒1200可以在盒1200被加載到充氮箱中的狀態(tài)下被傳送。
[0214]盡管已經(jīng)在上面描述了本發(fā)明的各種實施例，但是這些實施例僅用于更好地理解本發(fā)明并且不意在限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以基于這里的公開對本發(fā)明進行修改和變化，并且這些修改和變化的等同物也落在在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管(LED),包括: 導(dǎo)電基底；以及 氮化鎵(GaN)基半導(dǎo)體堆疊件，位于導(dǎo)電基底上， 其中，半導(dǎo)體堆疊件包括作為半極性半導(dǎo)體層的活性層。
2.如權(quán)利要求1所述的LED，其中，GaN基半導(dǎo)體堆疊件包括生長在半極性GaN基底上的半導(dǎo)體層。
3.如權(quán)利要求2所述的LED，其中，半極性GaN基底是具有相對于c面以15度到85度的范圍的角度傾斜的主面的錯切半極性GaN基底。
4.如權(quán)利要求3所述的LED，其中，導(dǎo)電基底是半極性GaN基底。
5.如權(quán)利要求1所述的LED，其中，導(dǎo)電基底是金屬基底。
6.如權(quán)利要求5所述的LED，所述發(fā)光二級管還包括位于導(dǎo)電基底和半導(dǎo)體堆疊件之間的反射層。
7.如權(quán)利要求1所述的LED，所述發(fā)光二級管還包括位于半導(dǎo)體堆疊件上的透明氧化物層。
8.如權(quán)利要求7所述的LED，其中，透明氧化物層具有凹凸圖案。
9.如權(quán)利要求8所述的LED，其中，透明氧化物層包括氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)。
10.如權(quán)利要求8所述的LED，其中，半導(dǎo)體堆疊件與透明氧化物層接觸的上表面具有凹凸圖案。
11.一種制造LED的方法，所述方法包括: 制備具有相對于c面以15度到85度范圍的角度傾斜的主面的錯切半極性GaN基底；以及 在半極性GaN基底上生長半極性GaN基半導(dǎo)體層，以形成半導(dǎo)體堆疊件。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括在半導(dǎo)體堆疊件上形成透明氧化物層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，透明氧化物層具有凹凸圖案。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括: 在半導(dǎo)體堆疊件上形成反射層； 將支撐基底附著在反射層上；以及 去除半極性GaN基底。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括: 在基底上形成半導(dǎo)體堆疊件之前，使用電化學(xué)蝕刻技術(shù)在半極性GaN基底上形成具有多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過使用具有多孔結(jié)構(gòu)的氮化物層將半極性GaN基底與半導(dǎo)體堆疊件分離。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括: 在去除半極性GaN基底之后，在半導(dǎo)體堆疊件的表面上形成凹凸圖案。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括: 在半導(dǎo)體堆疊件上形成透明氧化物層。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，透明氧化物層具有凹凸圖案。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，透明氧化物層包括ITO或ZnO。
21.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括:制備支撐基底；在支撐基底的一個表面上形成納米棒；以及在納米棒上形成種子層。
22.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括:沿水平方向?qū)⒍鄠€基底同時加載到半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備中；對所述多個基底進行處理；以及將所述多個基底同時從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備卸載。
【文檔編號】H01L21/20GK103999245SQ201280062105
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】徐源哲, 趙大成, 李貞勛, 南基范 申請人:首爾偉傲世有限公司