[发明专利]半导体生长用模板、基板分离方法及发光元件制造方法

说明书

本发明公开一种半导体生长用模板、基板分离方法及发光元件制造方法。所述半导体生长用模板包括：生长基板；种子层，位于所述生长基板上，并且包括一个以上的沟槽，其中，所述沟槽包括上部沟槽及下部沟槽，所述上部沟槽的宽度可小于所述下部沟槽的宽度。根据本发明，可利用应力剥离容易地从外延层分离生长基板。

技术领域

本发明涉及一种半导体生长用模板、生长基板分离方法及利用该方法的发光元件制造方法，具体地讲，涉及一种具有能够从生长于半导体生长用模板上的外延层易于分离生长基板的结构的半导体生长用模板、生长基板分离方法及利用该方法的发光元件制造方法。

背景技术

发光二极管是用于发出通过电子和空穴的再结合而产生的光的无机半导体发光元件，最近应用于显示器、汽车灯、普通照明等各种领域。

发光元件，特别是，发光二极管可根据电极的形成位置被分类为水平型发光二极管和垂直型发光二极管等。

水平型发光二极管虽然制造方法比较简单，但是由于为了形成下部半导体层的电极而去除活性层的一部分，因此发光面积减小。此外，由于发生因电极的水平布置而导致的电流密集现象，因此发光二极管的发光效率降低。不仅如此，作为水平型发光二极管的生长基板，最为广泛地使用蓝宝石基板，但是由于蓝宝石基板的导热性低，因此发光二极管的热释放比较困难。因此，发光二极管的结温升高，并且所述发光二极管的内部量子效率降低。

为了解决如上所述的水平型发光二极管所存在的问题，垂直型发光二极管或者倒装芯片型发光二极管正被开发。

垂直型发光二极管由于其电极上下布置且分离诸如蓝宝石基板之类的生长基板，因此可解决水平型发光二极管所存在的问题。此外，倒装芯片型发光二极管由于其电极通过金属凸块等来与基座(Submount)直接接触，因此可改善因水平型发光二极管的低放热效率而产生的问题。

此外，垂直型发光二极管由于其电极上下布置，因此在制造时额外地需要分离生长基板的工序。此外，在倒装芯片型发光二极管中也是，为了提高发光效率而应用分离生长基板的技术。通常，为了分离生长基板，主要使用激光剥离(LLO：Laser Lift-off)技术，最近正在研究开发化学剥离(CLO：Chemical Lift-off)技术、应力剥离(SLO：stress Lift-off)技术等。

在利用激光剥离来分离生长基板时，因能量强大的激光而有可能在半导体层产生裂缝，在使用与半导体层同种物质的生长基板时(例如，氮化镓半导体层和氮化镓基板)，由于生长基板和半导体层之间的能带隙的差异小，因此难以应用激光剥离方法。对于化学剥离的情形而言，由于在对基板和半导体层之间进行化学蚀刻的过程中工艺的再现性低，因此工艺收益率不确定，此外，由于执行化学刻蚀所需要的时间长而使整个发光二极管制造工艺性下降。

为了克服上述的激光剥离和化学剥离的缺点，最近在多方面地研究利用应力剥离来分离基板的技术。在利用应力来分离基板时，应将应力施加于生长基板和外延层之间而使数μm至数十μm的外延层从生长基板分离。

然而，利用应力剥离来分离生长基板的工艺难以应用于当前的批量生产工艺。其原因在于，如上所述，在从生长基板分离外延层时所施加的应力也传递到外延层而导致产生外延层的应变及裂缝。因此，从生长基板分离的外延层的结晶质下降，这直接导致利用所述外延层制造的发光元件的光量下降且可靠性下降。此外，由于难以预测在外延层的哪个部分会发生何种程度的损坏，因此对工艺的可靠性及收益率也产生不利影响。不仅如此，在分离生长基板时所施加的应力也传递到生长基板，因此在分离诸如氮化镓基板之类的脆性高且高价的生长基板时难以应用应力剥离。

如上所述，为了将应用利用应力剥离使生长基板从外延层分离的工艺来制造发光元件等半导体元件的方法应用于批量生产工艺，需要能够提供高工艺可靠性且收益率的半导体生长用模板及生长基板分离方法。

发明内容