用於製造發光裝置的方法

2023-09-17 18:54:20 2

專利名稱：用於製造發光裝置的方法
技術領域：
本發明是一種用於製造發光裝置的方法，特別是涉及一種利用剝離技術(lift off)製造發光裝置的方法。
背景技術：
已知目前以氮化鎵為主的(gallium nitride-based)材料所製成的發光二極體，一般會有光取出效率(light extraction efficiency)不佳的問題，因為通常被用來成長氮化鎵系列材料的基板為晶格常數與氮化系列材料相近的碳化矽(SiC)或藍寶石(α-Al2O3)基板，但是，因為SiC基板具有吸光的性質，所以會吸收發光層射往基板方向的光，而藍寶石基板因折射係數小於氮化系列材料但是大於空氣，而易產生全反射效應，所以同樣會造成光無法順利射出，因此以該二者或其類似物作為基板材料的發光裝置，一般無法獲得所需的光取出效率。
參閱圖1，已知業界為增加以氮化鎵為主的材料所製成的發光二極體的光取出效率，在製造上會先製備一包含一譬如為導電(熱)SiC基板的基材11、一緩衝層12及一發光單元13的發光元件1，該發光單元13依序包含一與該緩衝層12相接的n型披覆層131(n-cladding layer)、一發光層132(active light-emitting layer)，以及一p型披覆層133(p-cladding layer)。然後，會於該發光單元13的p型披覆層133上形成一反射層14，譬如銀金屬層，之後再透過一粘著層15將一導電的接合基板16，譬如Si基板接合至該粘著層上，然後會使用雷射剝離技術(lift off)於圖1所示之位置17破壞該緩衝層12，並使基材11剝離，最後如圖2所示分別於該接合基板16與該n型披覆層131上形成一p型歐姆電極181和n型歐姆電極182，即可製備出一具金屬反射層14的發光二極體100。
上述製備LED的方式具有可重複使用基板的優點，只要對剝離後的基材11施予適當的表面處理，即可重複使用高成本的SiC或藍寶石基板，另外此技術亦具有將非導電基材11，譬如藍寶石基板等換成導電接合基板16，譬如Si基板的優點，如此製成的發光二極體100可供用於高功率用途，譬如照明等。此利用雷射剝離方式來製備發光二極體的技術已揭示於期刊論文Appl.Phys.Lett.，72(5)，February，1998中。
當在上述的發光二極體100的p型歐姆電極181和n型歐姆電極182施予一適當直流壓差，可使發光單元13的發光層132因電子電洞的覆合(combination)而產生光，此由發光層132產生的光會被該反射層14反射，並經由發光二極體100與外界的界面射出，如圖2中以虛線表示的光路徑，而不會像一般發光裝置中光會不斷地折射與反射後轉成熱能並影響元件的可靠度。
上述利用雷射剝離技術來製造LED的方法雖然具有可重複使用基板的優點，但是雷射設備成本高、使用壽命較短，且聚焦的控制不易，一般會有良率不足的問題，所以不適於商業化的量產。

發明內容
因此，本發明的目的，即在提供一種利用剝離技術且成本較低、良率較高並適於量產的製造發光裝置的方法。
於是，本發明用於製造發光裝置的方法包含下列步驟(i)提供一第一發光元件，該第一發光元件依序包含一基材、一孔洞性中間層、一由氮化鎵系列為主的材料所製成的基礎層，及一可產生光的發光單元，該中間層包括複數彼此間隔散布的墩部，及一個以上位於該基材、基礎層與該等墩部間的間隔部，該間隔部具有一空間，且該等墩部是由一與該基礎層相同的材料所製成；(ii)將一接合基板接合至該發光單元的相反於該基材的一側面上；(iii)破壞該孔洞性中間層而使該基材剝離，而形成一具一剝離面的第二發光元件；及(iv)於該第二發光元件上分別電連接一第一與一第二電極，而形成一發光裝置。
此製造方法是利用本案申請人所發明的第一發光元件來進行製備，該第一發光元件的特徵在於因為具有一孔洞性中間層，因此，可利用低成本、易控制且在商業上大量被使用的溼蝕刻技術來破壞中間層並使基材剝離，或者因中間層具有孔洞結構，所以即使利用雷射來剝離基材，亦會因需破壞之中間層體積較小，而在成本上較以往的雷射剝離來得低且良率較高。


下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明
圖1是一示意圖，其說明以往利用雷射剝離技術來製造發光裝置的方法。
圖2是一剖面示意圖，其說明以往利用雷射剝離技術所製得的具一反射層與一導電基板的發光裝置。
圖3是一示意圖，其說明本發明製造方法利用具孔洞性中間層的第一發光元件及剝離技術來製備發光裝置的過程。
圖4是一剖面示意圖，其說明本發明製造方法的步驟(i)-(iii)所製得的一第二發光元件。
圖5是一剖面示意圖，其說明本發明製造方法所製得的含一導電基板的發光裝置。
圖6是一剖面示意圖，其說明本發明製造方法所製得的含一非導電基板的發光裝置。
圖7是一立體示意圖，其說明本發明方法可藉由在一基材上形成多個氮化鎵系列材料所構成的島狀突凸塊，來製備孔洞性中間層。
圖8是一剖面示意圖，其說明本發明方法可在前述的島狀凸塊上橫向成長與島狀凸塊相同材質的基部，來形成基礎層。
圖9是一剖面示意圖，其說明本發明方法可藉由形成島狀凸塊及橫向磊晶等步驟，來製備第一發光元件。
圖10是一剖面示意圖，其說明本發明方法可藉由形成多個介於墩部間的阻絕膜，來確保中間層的孔洞性。
圖11是一剖面示意圖，其說明本發明方法可借因為第一發光元件的發光單元上形成一反射層，來增加光取出效率。
圖12是一原子力顯微鏡的視圖，其說明基材和形成於基材上的島狀凸塊。
圖13是一掃描式電子顯微鏡的剖面視圖，其說明形成在基礎層和基材之間的中間層的間隔部和墩部。
圖14是一掃描式電子顯微鏡的剖面視圖，其說明以蝕刻液蝕刻20分鐘後，中間層被破壞並使基板剝離而形成一粗糙之剝離面。
具體實施例方式
在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
較佳地，本發明的製造方法是包含下列步驟(i)如圖3所示，提供一第一發光元件21，該第一發光元件21依序包含一基材3、一孔洞性中間層4、一基礎層5，及一可產生光的發光單元6，該中間層4包括多個彼此間隔散布的墩部41，及一個以上位於該基材3、基礎層5與該等墩部41間的間隔部42，該間隔部42具有一空間421，且該等墩部41與基礎層5皆由以氮化鎵系列為主的材料所製成，該發光單元6包括一形成於基礎層5上的第一披覆層61、一形成於第一披覆層61上的發光層62，及一形成於發光層62上的第二披覆層63；(ii)藉由一粘著層7將一接合基板8接合至該發光單元6的相反於該基材3的一側面64上(如圖3雙箭頭所示)；(iii)破壞該孔洞性中間層4而使該基材3剝離，並形成一具一剝離面53的第二發光元件22(如圖4所示)；及(iv)如圖5或圖6所示，於該第二發光元件22上分別電連接一第一與一第二電極300、400，而形成一發光裝置500。
需注意的是，當該基礎層5的材質與第一披覆層61同為高濃度摻雜的氮化鎵層時，該步驟(iii)的破壞程度可只破壞中間層4，並保留基礎層5，如圖4與圖5所示地，因為這種材質的基礎層5可以導電，電極400可直接與其電連接。如圖6所示，但是當基礎層5的材質不是經高濃度摻雜的可導電的氮化鎵系列材料時，則步驟(iii)必須進一步破壞基礎層5，並使得剝離面53是形成於第一披覆層61上，且電極400是與第一披覆層61電連接的。
較佳地，步驟(i)中所使用的第一發光元件21的基材3，是由一選自於由下列所構成的群組中的材料所製成碳化矽(SiC)、藍寶石(α-Al2O3)、氧化鋅(ZnO)、氮化鋁及矽(Si)。
在第一發光元件21中，間隔部42的空間421可隔開基材3和基礎層5，並同時隔開相鄰的墩部41，且當以溼蝕刻方式破壞中間層4時，可於空間421中灌注蝕刻液來將墩部41予以侵蝕，而使基材3剝離。
較佳地，中間層4的該等墩部41是由以氮化鎵系列為主的材料所製成，其化學式為AlxInyGa1-x-yN，x≥0，y≥0，1≥x+y。
較佳地，該等墩部41概呈錐柱形，且每一墩部41的橫向截面的寬度介於10nm至3000nm間；較佳地，每一墩部41的橫向截面的寬度介於50nm至1500nm間。該等墩部41彼此之間隔介於10nm至3000nm間；較佳地，該等墩部41彼此之間隔介於50nm至1500nm間。該等墩部41的厚度大於10nm。
發光單元6是第一發光元件21中用於發光的來源。較佳地，該第一披覆層61和第二披覆層63分別是具有相對應且不同型式(type)載子(carrier)的半導體材料所製成。較佳地，第一披覆層61是由n型氮化鎵半導體材料所製成，發光層62具有由氮化鋁銦鎵所製成的多重量子井結構(Multiple Quantum Well；簡稱MQW)，第二披覆層63是一p型的氮化鎵半導體層。需說明的是，發光單元6亦可為其它類似上述發光二極體結構或熟習該項技術領域者所能推導的可發光裝置，例如具有超晶格(superlattice)結構、多層次發光層或量子點發光層結構的發光裝置，或者是雷射二極體等。
較佳地，本發明的製造方法可進一步在步驟(i)之前進行下列用於製備第一發光元件21的步驟(a)如圖7與圖8所示，於該基材3上形成有多個彼此間隔散布且由氮化鎵系列材料所製成的島狀凸塊9，每一島狀凸塊9具有一形成於該基材3上的墩部41與一形成於該墩部41上的島狀部51；(b)如圖8所示，利用橫向磊晶方式於該等島狀部51上成長與島狀凸塊9具相同材質的材料，而形成一個以上覆蓋該等島狀部51的基部52，該基部52與該等島狀部51一體成型為一基礎層5，且該基材3、該等墩部41及該基部52共同界定出的一個以上具有空間421之間隔部42；(c)如圖9所示，在該基礎層5上形成該發光單元6，而製備出一具孔洞性中間層4的第一發光元件21。
在圖9中，因為基礎層5的基部52是由島狀凸塊9的島狀部51橫向磊晶而成，因此島狀部51與基部52並無明顯的晶界存在，所以以虛線來表示。至於如何控制橫向磊晶，可藉由使用非氮化鎵系列材料所製成的基材3來進行，因為當基材3的材質不是氮化鎵系列的材料時，也就是說基材3與氮化鎵系列材料間的晶格常數(lattice constant)不匹配時，所欲成長的氮化鎵系列材料並不會沉積在基材3上，而是傾向形成在具有相同材質的島狀凸塊9上。最後，如圖8箭頭所示的方向橫向成長(lateral growth)的氮化鎵系列材料彼此連接並構成一基部52。而前述基部52會與基材3和島狀凸塊9彼此間界定出一空間421的孔洞結構，同時也形成該孔洞性中間層4。
較佳地，該步驟(a)可利用金屬有機化學氣相沉積(metal-organic chemical vapordeposition，簡稱MOCVD)來形成島狀凸塊9，在進行MOCVD時，所需的反應物包含NH3、含有鎵的有機金屬氣體。如欲形成AlInGaN的混合物則需另外通入含鋁的有機金屬氣體及含銦的有機金屬氣體，適用的載子氣體包含，但是不限於H2、N2，或其混合物。
較佳地，該步驟(a)是藉由下列方式來進行MOCVD先於400℃～1200℃成長溫度範圍內，於基板上利用較低的NH3分壓直接成長具有島狀型態的氮化鋁銦鎵。或可先於較低溫的成長溫度(＜800℃)下先成長一氮化鋁銦鎵低溫層，接著升高溫度至高於950℃，且控制NH3氣體分壓在較低的環境，使氮化鋁銦鎵低溫層因為氣氛轉變與溫度改變而改變型態，並形成島狀的氮化鋁銦鎵緩衝層。
較佳地，該步驟(b)是藉由下列方式來進行通入含鎵的有機金屬氣體，且控制在低於1200℃的溫度下進行側向磊晶成長。
該步驟(c)可利用任何以往的方式來製備，譬如前述的MOCVD，此為業界熟知的技術，在此不再贅述。
需說明的是，上述的成長方法皆極為成熟且為業界所知悉。成長的方法也可使用分子束磊晶(molecular beam epitaxy)或其它類似的方法。另外，因為製程的控制及穩定性等因素影響，有時部分的該等島狀凸塊9會彼此相連，也就是說間隔部42的數量不只一個，而是形成有多數之間隔部42，且部分間隔部42的空間421是彼此連通的。
較佳地，如圖10所示的，本發明的製造方法還包含一介於步驟(a)與(b)之間的步驟(a-1)，該步驟(a-1)是在前述該等島狀凸塊9形成後，於該基材3上未被島狀凸塊9覆蓋處形成一個以上的阻絕膜422，阻絕膜422是由一與該基礎層5材質的晶格常數不匹配的材料所構成。
較佳地，阻絕膜422是由氮化矽(silicon nitride)或氮化鎂(magnesium nitride)所製成。氮化矽材質的阻絕膜422的製備方式是於前述的多數島狀凸塊9(即墩部41和島狀部51)製成後，以矽烷(SiH4)和氨氣(NH3)為反應氣體反應生成。氮化鎂材質的阻絕膜422的製備亦可依類似方式或以往方法來進行。
因為在製備島狀凸塊9的過程中，基材3表面上未被墩部41覆蓋處31可能會殘存有少許的氮化鎵系列材料，所以在步驟(b)橫向磊晶之前，先形成具不同晶格常數材質的阻絕膜422(步驟(a-1))，可確保橫向磊晶時基礎層5的基部52是由島狀部51橫向成長，而非由基材3表面上殘餘的氮化鎵系列材料向上垂直成長，同時也可進一步確保空間421(孔洞性)的存在。
較佳地，如圖11所示，本發明的製造方法還包含一介於步驟(i)與(ii)之間的步驟(i-1)，該步驟(i-1)是在接合該接合基板8前於該發光單元6上形成一由金屬構成的反射層200，而製得一發光裝置500。適用於作為反射層200的金屬包含，但是不限於金(Au)與銀(Ag)。反射層200可反射發光單元6的發光層62中所產生的光，而增加發光裝置500的光取出效率，因此當使用的接合基板8為易吸光基板時，較佳地是包含步驟(i-1)。
較佳地，如圖3所示，本發明的製造方法還包含一介於步驟(i)與(ii)之間的步驟(i-2)，步驟(i-2)是對該第一發光元件21的發光單元6施予一分離(isolation)處理，以形成多個相間隔的區塊。步驟(i-2)可藉由幹蝕刻(ICP)製程在發光單元6中形成多個實質垂直貫穿第一披覆層61、發光層62，及第二披覆層63的信道(channel)，而將發光單元6區隔成多個晶片(chip)，以提高最終產品的良率。
有關適用於步驟(ii)的接合基板8包含導電與非導電系列，以下分二部分來說明當基板為導電與不導電時，二電極300、400的不同配置情形(1)如圖5所示，當接合基板8為導電基板(大多亦為高熱導基板)，譬如矽、砷化鎵或銅時，步驟(iv)的二電極300、400是分別被配置於接合基板8與剝離面53上。使用導電(導熱)接合基板8所製成的發光裝置500可被用於易產生大量熱能的照明(如車燈)上。
(2)如圖6所示，當接合基板8為非導電基板，譬如氧化鋅或藍寶石時，本發明方法還包含一介於步驟(iii)與(iv)間的步驟(iii-1)，該步驟(iii-1)是將發光單元6的第一披覆層61、發光層62及第二披覆層63沿一實質平行於該等層疊置的方向600進行部分移除(如虛線表示的方塊)，並於該第二披覆層63上形成一移除面631。然後該步驟(iv)是於該移除面631及該步驟(iii)所形成的剝離面53上分別電連接該第一與第二電極300、400。
有關適用於步驟(ii)中作為粘著層的材料，可視基板的導電性質來作變化。當接合基板8可導電時，可使用導電性接合材料，譬如Au/Sn或Pd/In。噹噹接合基板8不能導電時，可使用非導電性接合材料，譬如環氧樹脂(epoxy)等。
較佳地，步驟(iii)所形成的剝離面53為一納米級粗糙面。該納米級粗糙面可增加發光裝置500的光取出效率。
較佳地，步驟(iii)是藉由溼蝕刻方式來使該基材3剝離，因為蝕刻液可快速地滲入中間層4的空間421中。適用於步驟(iii)的蝕刻液是該等對於基礎層5的材枓的蝕刻速率大於基材3的蝕刻速率者，例如氫氧化鉀溶液(KOH)、鹽酸溶液(HCl)、磷酸溶液(H3PO4)或王水等。當以溼蝕刻方式移除孔洞性中間層4時，剝離面53自然地會因蝕刻而形成一納米級粗糙面。
另外，步驟(iii)亦可藉由雷射來使基材3剝離，適用於本發明的雷射為業界所熟知，譬如KrF等，亦可參照論文Appl.Phys.Lett.，72(5)，February，1998的揭示。當使用雷射來剝離基材3時，因為雷射的聚焦破壞方式不易產生粗糙的剝離面，所以本發明方法還包含在步驟(iii)與(iv)間的步驟(iii-2)，步驟(iii-2)是將步驟(iii)形成的剝離面53處理成一納米級粗糙面。有關剝離面3的粗糙度可藉由前述的溼蝕刻來製造，適用的蝕刻液同前述。
選擇性地，步驟(iii)中除了破壞孔洞性中間層4的墩部41外，可進一步破壞該基礎層5，即該剝離面53是形成於島狀凸塊9的墩部41與島狀部51交界線91的上方，交界線91如圖10所示。
前述步驟(iii)破壞的程度可藉由使用不同的破壞方式來控制。譬如使用溼蝕刻時，會在破壞中間層4墩部41的同時，也將基礎層5的基部52予以破壞，且基礎層5被破壞的程度是受制於蝕刻參數，包含蝕刻時間與蝕刻液濃度等。當使用雷射來破壞孔洞性中間層4時，則可較精準地控制破壞位置在中間層4。
如前述地，當基礎層5的材質為非導電時，則步驟(iii)需進一步破壞該發光單元6的第一披覆層61，並使剝離面53形成於第一披覆層61上，如此並不會嚴重損及發光裝置500的發光效果。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但是應了解的是，該等實施例只為例示說明的用，而不應被解釋為本發明實施的限制。
實施例實施例1
參照圖3～11，本實施例是依據下列步驟來製備一發光裝置500(a)首先將一藍寶石基材3置入一反應器的承載盤，然後通入H2(g)，並升高溫度至1100℃以進行基板高溫處理，然後降溫至400℃～1200℃成長溫度範圍內，通入流量50sccm的三甲基鎵氣體(Tri-methyl Gallium，簡稱TMGa(g))與分壓20slm的NH3(g)，直接在基板上成長氮化鎵的島狀凸塊9，請參閱圖12的原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy)的視圖；(b)在約1000℃的溫度下，通入TMGa(g)(50sccm)，以進行側向磊晶成長，並持續至基礎層5成長達3μm，而完成側向磊晶成長並封閉所有的空間421，請參閱圖13的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electronic Microscopy)的剖面視圖；(c)通入SiH4(g)成為N型摻雜元素，以在基礎層5上形成厚度為2μm的n-type氮化鎵半導體披覆層，完成後停止供應TMGa(g)與SiH4(g)，將載子氣體由H2(g)轉換為N2(g)，並持續通入NH3(g)，接著將溫度降至750℃，準備進行發光層的成長，首先成長一具有200厚度的GaN載子阻障層，接著成長一氮化銦鎵(InGaN)載子局限層，接著成長一200厚度的GaN載子阻障層而形成一發光區，重複此發光區結構的成長，而形成一多重發光層。接著將載子氣體切換為H2(g)，維持通入NH3(g)，然後升高溫度至900℃，並通入TMGa(g)與Cp2Mg(g)形成厚度為1500的P型半導體披覆層，而製備出一如圖3所示第一發光元件21；(ii)於該第一發光元件21上塗覆一環氧樹脂，並利用熱壓法將一矽基板8接合至該發光單元6上；(iii)將(ii)所製得的結合有矽基板8的元件浸泡至王水中並歷時約20分鐘，以破壞中間層4並使藍寶石基板3剝離，並形成一粗糙的剝離面53，請參閱圖14的掃描式電子顯微鏡的剖面視圖；(iv)利用蒸鍍方式分別於矽質接合板8與剝離面53上形成一Cr/Au電極300、400，即完成發光裝置500的製備。
實施例2
以和實施例1相同的步驟製備發光裝置500，不同處在於進一步在步驟(a)、(b)間進行步驟(a-1)，就是在反應器中通入SiH4(流量～40sccm)，使反應形成氮化矽阻絕膜422(厚度大於1)，並使氮化鋁銦鎵島狀凸塊9為氮化矽所包覆。
實施例3
以和實施例1相同的步驟製備發光裝置500，不同處在於步驟(ii)使用藍寶石基板而非矽質接合板，且進一步在步驟(iii)、(iv)間進行步驟(iii-1)，就是利用幹蝕刻將第一披覆層61、發光層62及第二披覆層63沿一實質平行於該等層疊置的方向600部分移除，並於該第二披覆層63上形成一移除面631，然後步驟(iv)是於移除面631及剝離面53上分別電連接一Cr/Au電極300、400。
本實施例的特點在於因為步驟(iii)是使用溼蝕刻方式來破壞孔洞性中間層4，所形成的剝離面53為一納米級粗糙面，所以雖然同樣使用藍寶石基板作為接合基板8，來取代第一發光元件21的藍寶石基板3，但是因所形成剝離面53的粗糙度，而使得所製得的發光裝置500的光取出效率會較一般以藍寶石為基板的發光二極體來得佳。
歸納上述，本發明用於製造發光裝置的方法，是利用一具孔洞性中間層的第一發光元件為起始構造來進行，因此在剝離基材時，即使用以往的雷射剝離技術來進行，也可降低剝離成本，更特別地是，因為所使用的第一發光元件具孔洞性之中間層，因此可使用溼蝕刻方式來剝離基材，在成本上確實較以往利用基材剝離技術來製造發光裝置的方法，來得降低不少。
權利要求
1.一種用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，包含下列步驟(i)提供一第一發光元件，該第一發光元件依序包含一基材、一孔洞性中間層、一由氮化鎵系列為主的材料所製成的基礎層，及一可產生光的發光單元，該中間層包括多個彼此間隔散布的墩部，及一個以上位於該基材、基礎層與所述墩部間的間隔部，該間隔部具有一空間，且所述墩部是由一與該基礎層相同的材料所製成；(ii)將一接合基板接合至該發光單元的相反於該基材的一側面上；(iii)破壞該孔洞性中間層而使該基材剝離，而形成一具一剝離面的第二發光元件；及(iv)於該第二發光元件上分別電連接一第一與一第二電極，而形成一發光裝置。
2.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的中間層的墩部是由一以氮化鎵系列為主的材料所製成，該以氮化鎵系列為主的材料的化學式為AlxInyGa1-x-yN，x≥0，y≥0，1≥x+y。
3.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的中間層具有一大於10納米的厚度。
4.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的所述墩部彼此的間隔介於10至3000納米間。
5.如權利要求4所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的所述墩部彼此的間隔介於50至1500納米間。
6.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的中間層的所述墩部概呈錐柱形，且墩部的橫向截面的寬度介於10至3000納米間。
7.如權利要求6所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於所述墩部的橫向截面的寬度是介於50納米至1500納米間。
8.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的基材是由一選自於由下列所構成的群組中的材料所製成碳化矽、藍寶石、氧化鋅、氮化鋁及矽。
9.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(i)中第一發光元件的發光單元具有一形成於該基礎層的基部上的第一披覆層、一形成於該第一披覆層上的發光層，及一形成於該發光層上的第二披覆層，該第一披覆層和第二披覆層分別是具有相對應的且不同型態的載子的半導體材料所製成。
10.如權利要求9所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該第一披覆層是由n型半導體材料所製成，該第二披覆層是由p型半導體材料所製成。
11.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，還包含下列在步驟(i)前的用於製備該第一發光元件的步驟(a)於該基材上形成有多個彼此間隔散布且由氮化鎵系列材料所製成的島狀凸塊，每一島狀凸塊具有一形成於該基材上的墩部與一形成於該墩部上的島狀部；(b)利用橫向磊晶方式於所述島狀部上成長與島狀凸塊具相同材質的材料，而形成一個以上覆蓋所述島狀部的基部，該基部與所述島狀部一體成型為一基礎層，且該基材、所述墩部及該基部共同界定出的該具有空間的間隔部；(c)在該基礎層上形成該發光單元。
12.如權利要求11所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，還包含在步驟(a)與(b)之間的步驟(a-1)，該步驟(a-1)是在前述所述島狀凸塊形成後，於該基材上未被島狀凸塊覆蓋處形成一個以上由一與該基礎層材質的晶格常數不匹配的材料所構成的阻絕膜。
13.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，還包含一介於步驟(i)與(ii)之間的步驟(i-1)，該步驟(i-1)是在接合該接合基板前於該發光單元上形成一由金屬構成的反射層。
14.如權利要求1或13所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，還包含一介於步驟(i)與(ii)之間的步驟(i-2)，該步驟(i-2)是對該第一發光元件施予一分離處理，以形成多個相間隔的區塊。
15.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(ii)所使用的接合基板為一導電基板。
16.如權利要求15所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iv)是於該接合基板及該步驟(iii)所形成的剝離面上，分別電連接該第一與第二電極。
17.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(ii)所使用的接合基板為一非導電基板，且該發光單元具有一形成於該基礎層的基部上的第一披覆層、一形成於該第一披覆層上的發光層，及一形成於該發光層上的第二披覆層，該第一披覆層和第二披覆層分別是具有相對應的且不同型態的載子的半導體材料所製成。
18.如權利要求17所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，還包含一介於步驟(iii)與(iv)間的步驟(iii-1)，該步驟(iii-1)是將該第一披覆層、發光層及第二披覆層沿一實質平行於所述層疊置的方向進行部分移除，並於該第二披覆層上形成一移除面，然後該步驟(iv)是於該移除面及該步驟(iii)所形成的剝離面上分別電連接該第一與第二電極。
19.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iii)中所形成的剝離面為一納米級粗糙面。
20.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iii)是藉由溼蝕刻方式來使該基材剝離。
21.如權利要求20所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iii)的溼蝕刻是使用一由下列所構成的群組中的蝕刻液來進行氫氧化鉀溶液、鹽酸溶液、磷酸溶液，以及王水。
22.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iii)是藉由雷射來使該基材剝離。
23.如權利要求22所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於，還包含在步驟(iii)與(iv)間的步驟(iii-2)，該步驟(iii-2)是將步驟(iii)中所形成的剝離面處理成一納米級粗糙面。
24.如權利要求1所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iii)中進一步破壞該基礎層。
25.如權利要求17所述的用於製造發光裝置的方法，其特徵在於該步驟(iii)中進一步破壞該第一披覆層。
全文摘要
本發明公開了一種用於製造發光裝置的方法，是由下列步驟來進行(i)先提供一具有一由氮化鎵系列材料構成的孔洞性中間層的第一發光元件，(ii)將一接合基板接合至第一發光元件的發光單元中相反於基材的一側面上，(iii)破壞該孔洞性中間層而使基材剝離，而形成一具一剝離面的第二發光元件，及(iv)於該第二發光元件上分別電連接一第一與一第二電極，而形成一發光裝置，該方法使用具孔洞結構的第一發光元件來製造，因此可降低剝離基材的成本並增加良率。
文檔編號H01L33/00GK1790755SQ20041009886
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月13日 優先權日2004年12月13日
發明者陳政權, 賴昆佑 申請人:新世紀光電股份有限公司