[发明专利]固态发光元件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光元件，且特别是涉及一种固态发光元件的制作方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)主要是通过电能转化为光能的方式发光。发光二极管的主要的组成材料是半导体，其中含有带正电的空穴比率较高的称为P型半导体，含有带负电的电子比率较高的称为N型半导体。P型半导体与N型半导体相接处形成PN接面。在发光二极管芯片的正极及负极两端施加电压时，电子将与空穴结合。电子与空穴结合后便以光的形式发出。

以氮化镓为材料的发光二极管的制作方法，是以蓝宝石(sapphire)为外延承载基板，先形成缓冲层于基板上，再在缓冲层上生长出氮化镓，可获得品质较佳的氮化镓外延成长层。但蓝宝石基板具有导电效果差与散热不佳的问题，所以必须再将氮化镓外延成长层转移至导电性与导热性较佳的基板上，才能提高发光二极管的散热效率。现有的制作工艺是以准分子脉冲激光移除氮化镓外延下方的蓝宝石基板，也就是广泛使用的激光剥蚀法(Laser lift-off)。然而，激光剥蚀法的制作工艺难度较高，且高能量的激光容易破坏氮化镓外延，因此如何改善现有的制作工艺，使氮化镓外延能在不被破坏原来性质的前提下成功地移除蓝宝石基板，是业界亟待解决的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态发光元件的制作方法，是以蚀刻液与被蚀刻物之间的化学反应，将外延成长层下方的基底层蚀刻掉，进而使外延成长层在不被破坏的前提下成功地与基板分离。

为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种固态发光元件的制作方法，包括下列步骤。提供一第一基板。形成多个间隔排列的凸出结构于第一基板上。形成一缓冲层于此些凸出结构上，缓冲层填满于此些凸出结构之间的间隙。形成一由第二型半导体外延层、一有源层以及一第一型半导体外延层依序成长的外延成长层于缓冲层上，形成一第一半导体堆叠结构。将第一半导体堆叠结构倒置于一第二基板上，以使第一型半导体外延层接合第二基板，形成一第二半导体堆叠结构。以一第一蚀刻液处理第二半导体堆叠结构，使得缓冲层被蚀刻掉，形成一第三半导体堆叠结构。以一第二蚀刻液处理第三半导体堆叠结构，使得第二蚀刻液渗入位于第一基板与第二型半导体外延层间的此些凸出结构之间的间隙中，使得此些凸出结构被蚀刻掉。将第一基板从第三半导体堆叠结构移除，形成一包括有第二基板以及一位于其上的外延成长层所构成的第四半导体堆叠结构。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A～图1H分别为本发明一实施例的固态发光元件的制作方法的示意图。

主要元件符号说明

100：第一半导体堆叠结构

101：第二半导体堆叠结构

102：第三半导体堆叠结构

103：第四半导体堆叠结构

110：第一基板

112：凸出结构

113：纳米柱结构

120：缓冲层

130：外延成长层

131：未掺杂杂质氮化物外延层

132：第二型半导体外延层

134：有源层

136：第一型半导体外延层

140：第二基板

150：保护层

F1：第一蚀刻液

F2：第二蚀刻液

具体实施方式

本实施例的固态发光元件的制作方法，是关于发光二极管的制作方法，是利用第一基板上间隔排列的凸出结构以及形成于凸出结构之间的缓冲层做为外延成长层下方的基底层，以形成具有发光特性的半导体外延结构。待半导体外延结构完成并倒置于第二基板之后，再依序以蚀刻液处理半导体外延结构，使得缓冲层与凸出结构分别被蚀刻掉。之后，移除第一基板，得到最终的半导体外延结构。

以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

图1A～图1H分别绘示依照本发明一实施例的固态发光元件的制作方法的示意图。