[发明专利]使用雷射激光剥离将LED晶粒从基板剥离至接收板件的制造方法

说明书

一种发光二极管LED晶粒(32)的制造方法包含下述步骤：提供一基板(30)，及形成多个具有晶粒尺寸的半导体结构(32)于基板(30)上。制造方法亦包含下述步骤：提供一接收板件(42)，其具有一弹性体聚合物层(44)；安装基板(30)与接收板件(42)，以与由弹性体聚合物层(44)施加的一粘着力呈物理接触；及执行一激光剥离LLO工艺，借由导引一均匀激光光束(40)通过基板(30)而到达位于与基板(30)连接的一接口的半导体层(50)，以剥离此些半导体结构(32)至弹性体聚合物层(44)之上。在LLO工艺期间，弹性体聚合物层(44)作为一冲击吸收器以减少动量移转，并作为一粘着表面以将此些半导体结构(32)固持在接收板件(42)上的一定位置。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2019年8月28日提交的申请号为62/892,644的美国临时专利申请为优先权，其内容通过引用整体并入本发明。

技术领域

本揭露内容是有关于半导体制造，且特别是有关于使用半导体制造技术来制造发光二极管(Light Emitting Diode,LED)晶粒。

背景技术

在发光二极管(LED)晶粒(dice)的制造中，使用例如蓝宝石的基板可制造出GaN外延或外延(Epitaxial)堆叠。譬如，垂直发光二极管(Vertical Light Emitting Diode,VLED)晶粒可被形成于一蓝宝石基板上，而伴随着借由使用共晶金属而形成的连续的副基板，以接合副基板，或借由使用电镀技术将副基板沉积在此些外延或外延堆叠上。

图1A至图1C显示一种将发光二极管(LED)晶粒10(图1C)制造于一基板12上的已知方法。图1A显示数个半导体结构14的形成，而半导体结构14包含一p-GaN层16、多量子阱(Multiple Quantum Well,MQW)层18及一n-GaN层20。图1B显示多个开口部22的蚀刻(etching)以界定LED晶粒10。图1C显示一绝缘层26形成于此些开口部22中，以及一连续的连接副基板24形成于LED晶粒10上。图1C亦显示在基板12的激光剥离(Laser Lift-Off,LLO)以后的工艺，并显示LED晶粒10的数个粗糙化的表面28。

在LLO工艺期间产生的一项问题涉及位于与此基板12连接的接口(例如，GaN/蓝宝石接口)的n-GaN层20(图1C)的热分解。此种热分解会产生爆炸力，用以于LED晶粒10中形成数个裂痕及微裂痕。这些裂痕及微裂痕亦可朝不可预测的方向扩散开来，借以产生不能使用的LED晶粒10。此外，在LLO期间由动量移转所导致的损坏导致装置漏流及可靠度议题。在已知技术中，连续的副基板24(图1C)可以在LLO工艺之前被接合、沉积，或成长于此些半导体结构14上，用以将LED晶粒10固持在一定位置。然而，在副基板24已被移除之后，由于副基板24将LED晶粒10固持在一起，使得爆炸力也可能已对此些外延或外延层造成损坏。亦需要切割的附加步骤以在单一LED晶粒10可被挑选之前，使每个单一的LED晶粒10与邻近的晶粒分离。由于设备成本及良品率损失，所以使用一切割锯刀或激光切割的切割工艺是昂贵的。

本揭露内容是针对一种使用激光剥离(LLO)从一基板剥离出数个半导体结构的方法，而不需要接合或形成一副基板，且不损坏此些半导体结构。此方法亦将此些半导体结构配置在一个准备好拾起的接收板件上，而不需要执行切割。

发明内容

一种发光二极管(LED)晶粒的制造方法包含提供一基板及形成多个具有晶粒尺寸的半导体结构于基板上的初始步骤。此些半导体结构的配置将取决于被制造的LED晶粒的型式。譬如，此方法可被使用来制造垂直发光晶粒(VLED)或覆晶发光晶粒(FlipChip LightEmitting Dice,FCLED)。