[發明專利]分離兩種材料系統的方法

有效

• 申請號: 200810001609.5
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN101477943A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 李亞儒;徐大正;謝明勛
• 申請（專利權）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L33/00;H01L31/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張 波

技術領域

本發明關于一種分離兩種材料系統的方法，尤其關于一種使用濕蝕刻 方式分離藍寶石基板的方法。

背景技術

氮化鎵(GaN)系列材料自1970年代初期被用于制造MIS (Metal-Insulator-Semiconductor)二極管，以及1990年代被用以制造p-n 結構的發光二極管(Light-Emitting?Diode；LED)之后，目前已被廣泛使用 于藍光與紫外光頻段的光電元件中。氮化鎵系列材料以其直接能隙寬、熱 穩定性高、與化學穩定性佳著稱。然而，氮化鎵塊材制作不易，導致必須 使用藍寶石或碳化硅等異質材料作為外延基板以成長氮化鎵結構。其中， 又以采用與氮化物間存有約14％晶格不匹配(lattice?mismatch)的藍寶石基 板為市場主流。

但是，常見的藍寶石為電絕緣體，且熱導性不佳，為制造垂直導通式 氮化物發光二極管，或為提高發光二極管的散熱特性，使用其它種類載體 以替換藍寶石的技術也應運而生。其中一種分離技術為激光分離法(Laser Lift-off)，其使用Nd-YAG激光或準分子(Excimer)激光將氮化鎵分解為鎵與 氮氣而達到分離藍寶石的目的。然而，激光光束的穿透深度控制不易，常 達到主要外延結構而損及發光品質。相關技術文獻可參考美國專利第 6,559,075號與第6,071,795號。

發明內容

本發明提供數種可用于分離藍寶石塊材與外延結構、或分離二種材料 系統的方法。

依本發明一實施例的分離二種材料系統的方法，包含提供一藍寶石塊 材；形成一氮化物系統于藍寶石塊材之上；形成至少二條空通道于藍寶石 塊材與氮化物系統之間；蝕刻空通道中至少一內表面；及分離藍寶石塊材 與氮化物系統。

依本發明另一實施例的分離二種材料系統的方法，包含提供一第一材 料系統；形成多條材料通道或材料圖案于第一材料系統之上；形成一第二 材料系統于第一材料系統與該些材料通道之上；移除該些材料通道或材料 圖案以形成空通道或空圖案；及對空通道或空圖案進行濕蝕刻，直至第一 材料系統與第二材料系統間的接觸面積縮小至無法維持一穩固連接。

依本發明又一實施例的一種分離二種材料系統的方法，包含提供一第 一材料系統；干蝕刻第一材料系統以形成一空通道；形成一第二材料系統 于第一材料系統之上；對空通道進行濕蝕刻；及分離第一材料系統與第二 材料系統。

依本發明再一實施例的一種分離二種材料系統的方法，包含提供一第 一材料系統；提供一第二材料系統于第一材料系統之上；形成多個空通道 或空圖案介于第一材料系統與第二材料系統之間；提供一種蝕刻液，其在 第一材料系統與第二材料系統間存有約50～10000倍等級的蝕刻速率差異； 使用蝕刻液蝕刻空通道或空圖案，直至第一材料系統與第二材料系統間的 接觸面積縮小至無法維持一穩固連接。

附圖說明

圖1A～1E說明依據本發明一實施例的分離藍寶石基板的方法；

圖2說明依照本發明實施例的數種可能分離型態；

圖3A與3B說明依據本發明一實施例的材料通道的配置；

圖4說明依據本發明另一實施例的分離藍寶石基板的方法；以及

圖5A～5C說明依據本發明又一實施例的分離藍寶石基板的方法。

附圖標記說明

10藍寶石基板?????????22第二氮化物系統

11第一氮化物系統?????23材料通道

12第二氮化物系統?????24第三氮化物系統

13材料通道???????????30藍寶石基板

14空通道?????????????31第一氮化物系統

14a內表面????????????32第二氮化物系統

14b交點??????????????33空通道

20藍寶石基板????????33a側內表面

21第一氮化物系統????33b蝕刻面

具體實施方式

以下配合附圖說明本發明的各實施例。