專利名稱：Led的基板重制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種將LED的基板重制至能夠再次使用的狀態(tài)的方法，且特別是有關(guān)于一種只去除不良磊晶層，但不改變基板厚度的LED基板重制方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode, LED)具有省電、壽命長、耐震及低發(fā)熱等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用在各種交通號(hào)志、車用電子、液晶顯示器背光模塊以及一般照明等。制造可見光發(fā)光二極管的常用材料包括各種三五族化合物，其包括用于制造黃、橙或紅光發(fā)光二極管的磷化鋁鎵銦(AlGaInP)以及用于制造藍(lán)光或紫外光發(fā)光二極管的氮化鎵(GaN)。其中，超高亮度的藍(lán)光、綠光或紫外光發(fā)光二極管，在未來將可取代現(xiàn)行的白熱燈泡與鹵素?zé)襞荨Ｓ捎诘壘w是成長在藍(lán)寶石(Al2O3)的基板上，而藍(lán)寶石的晶格與氮化鎵晶體的晶格不匹配，因此發(fā)光二極管內(nèi)的氮化鎵晶體通常會(huì)具有高密度的線差排(threadingdislocation)。這些線差排會(huì)降低藍(lán)光或紫外光發(fā)光二極管的光輸出功率。因此，超高亮度藍(lán)光或紫外光發(fā)光二極管的品質(zhì)，取決于氮化鎵(GaN)的磊晶品質(zhì)。而氮化鎵的磊晶質(zhì)量，則與所使用的藍(lán)寶石基板表面加工的質(zhì)量息息相關(guān)。一般而言，在藍(lán)寶石基板表面上形成氮化鎵的方法通常是采用例如分子束磊晶法、有機(jī)金屬汽相磊晶(下文縮寫成M0VPE)、氫化物汽相磊晶法等方法。然而現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于LED在磊晶制程后，仍然會(huì)有3 5%不良率判報(bào)廢，一但磊晶成長有不良狀況時(shí)，作為磊晶成長底材的藍(lán)寶石基板也無法繼續(xù)使用，目前雖有機(jī)械研磨方式可去除磊晶層，但不可避免的是也會(huì)把藍(lán)寶石基板的表層磨除，一但藍(lán)寶石厚 度產(chǎn)生變化，后續(xù)的制程參數(shù)及對(duì)位精度都必須重新調(diào)整，調(diào)整起來費(fèi)時(shí)耗力，且不穩(wěn)定，實(shí)際上根本不會(huì)對(duì)少數(shù)不良基板去重新調(diào)機(jī)，而是直接將藍(lán)寶石基板報(bào)廢，因此，必須提出能夠?qū)⒗诰油耆コ⒒逯刂浦列缕返馁|(zhì)量的方法，藉以減少良率損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種LED基板及奈米圖案化基板的重制方法，其利用電漿蝕刻技術(shù)去除成長在基板上的不良磊晶層，其中電漿蝕刻技術(shù)可透過電漿蝕刻設(shè)備實(shí)現(xiàn)，電漿蝕刻設(shè)備使用有適當(dāng)?shù)臍怏w，以及將反應(yīng)溫度、功率及電漿蝕刻時(shí)間控制于特定范圍間，接著再進(jìn)行清洗處理，即可將成長不良的磊晶層完全去除。其中基板可以是素基板或奈米圖案化基板，基板的材質(zhì)包含監(jiān)寶石、單晶娃及多晶硅的至少其中之一，磊晶層的材質(zhì)包含氮化鎵(GaN)。本發(fā)明的一實(shí)施例中，電漿腔室所使用的氣體包含有一氬氣(Ar)、一氯氣(Cl2)及一三氯化硼(BCl3)，氯氣很容易在電漿蝕刻處理中與III族元素(如Al、Ga、In)和V族元素(如P、As、Sb)形成氯化物，但不容易作用于材質(zhì)為藍(lán)寶石的基板上，因此可在不改變基板厚度的條件下，將不良的磊晶層完全去除。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，清洗處理可以是一濕式清洗處理，將電漿蝕刻后的基板浸泡于清洗臺(tái)(bench)，清洗臺(tái)內(nèi)具有藥液，浸泡一特定時(shí)間后，即利用快排沖水清洗槽(quick-dump rinse, QDR)將藥液自基板上清除。將不良的磊晶層完全去除后，基板則可回復(fù)原狀，因此可在基板上再次成長磊晶層及進(jìn)行圖案化制程，因而改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，有效提升藍(lán)寶石基板的利用率，節(jié)省原料成本并提升產(chǎn)品良率。


圖I為本發(fā)明的LED的基板重制方法的流程示意圖。
圖2為本發(fā)明的LED的基板重制方法的基板示意圖。圖3為本發(fā)明的LED的基板重制方法的去除磊晶層示意圖。圖4為本發(fā)明的各種尺寸發(fā)光二極管的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較表。圖5為本發(fā)明的試片(a) (b) (C)的原子力顯微鏡表面量測圖。圖6為本發(fā)明的試片(a) (b) (C)的掃瞄式電子顯微鏡照片。其中，附圖標(biāo)記說明如下10 基板20 磊晶層30 電漿蝕刻設(shè)備301 電漿腔室303 臺(tái)座305 氣體S10、S20、S30 步驟
具體實(shí)施例方式以下配合附圖及附圖標(biāo)記對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做更詳細(xì)的說明，使熟習(xí)本領(lǐng)域的技術(shù)人員在研讀本說明書后能據(jù)以實(shí)施。如圖1，本發(fā)明的LED的基板重制方法的流程示意圖。本發(fā)明有關(guān)LED的基板重制方法，用以將基板的磊晶層完全去除，但不改變基板本身的厚度，以方便后續(xù)圖案化制程的進(jìn)行。如圖2，本發(fā)明的LED的基板重制方法的基板示意圖，并請(qǐng)配合圖I所示。首先進(jìn)入步驟S10，提供一基板10，該基板10用以制作發(fā)光二極管，其中基板可以是素基板或奈米圖案化基板，該基板10的材質(zhì)可以是藍(lán)寶石(Sapphire)、單晶硅、多晶硅或其它適當(dāng)材質(zhì)，該基板上形成有一嘉晶層20,該嘉晶層20為一氣化嫁(GaN)薄月旲。如圖3，本發(fā)明的LED的基板重制方法的去除磊晶層示意圖，并請(qǐng)配合圖I所示。接著進(jìn)入步驟S20，利用一電漿蝕刻技術(shù)去除該基板10上的該磊晶層20，其中該電漿蝕刻技術(shù)可藉由一電漿蝕刻設(shè)備30實(shí)現(xiàn)，該電漿蝕刻設(shè)備具有一電漿腔室301及一臺(tái)座303，該臺(tái)座303位于該電漿腔室301內(nèi)，其中將具有該磊晶層20的該基板10置放于該電漿腔室301之中的該臺(tái)座303上。該電漿腔室301的制程壓力控制于O. 3Pa IPa之間，電漿蝕刻該磊晶層20的時(shí)間須控制于45 90分鐘之間，其中該電漿腔室所使用的氣體305包含有一氬氣(Ar)、一氯氣(Cl2)及一三氯化硼(BCl3),較佳而言,該気氣的輸送流率須介于Osccm至40sccm之間，該氯氣的輸送流率介于Osccm至60sccm之間，該三氯化硼的輸送流率介于Osccm至30sccm之間。且該電漿腔室的反應(yīng)溫度須控制于-20 10°C之間，該電漿腔室所接受的上電極射頻天線功率(antenna RF Power)須控制于300 1800瓦特之間，該電衆(zhòng)腔室所接受的下電極射頻偏壓功率(Bias RF Power)須控制于300 900瓦特之間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該電漿蝕刻技術(shù)為電感性耦合電漿蝕刻技術(shù)，該電漿蝕刻設(shè)備可以是電感I禹合式電衆(zhòng)蝕刻機(jī)(inductively coupled plasma, I CP) 接著進(jìn)入步驟S30，對(duì)已去除磊晶層20的基板10表面進(jìn)行一清洗處理，該清洗處 理將已去除磊晶層20的基板I浸泡于一清洗臺(tái)(Bench)之中維持一期間，該清洗臺(tái)具有一藥液，該藥液可以是磷酸與鹽酸以I比1、2比1、1比2的方式調(diào)制而成，該清洗臺(tái)的溫度控制于200°C至280°C之間，該期間約為5至20秒，接著利用快排沖水清洗槽(quick-dumprinse, QDR)沖洗該基板10的表面維持10 15分鐘，藉以中止藥液的反應(yīng)，并將該基板10的表面清洗干凈。如圖5,本發(fā)明的試片(a) (b) (C)的原子力顯微鏡(atomic force microscopy,AFM)表面量測圖，如圖6，本發(fā)明的試片(a) (b) (c)的掃瞄式電子顯微鏡(ScanningElectric Microscope, SEM)照片。其中試片(a)為具有磊晶層20的基板10經(jīng)電漿蝕刻處理后的狀態(tài)，其蝕刻時(shí)間為3600秒；試片(b)為具有磊晶層20的基板10經(jīng)電漿蝕刻技術(shù)處理后的狀態(tài)，其蝕刻時(shí)間為1500秒；試片(c)則為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的基板10。將試片(a)與試片(C)比較可發(fā)現(xiàn)，試片(a)經(jīng)過適當(dāng)時(shí)間的電漿蝕刻處理后，基板10上的磊晶層20已被完全去除，且基板10的表面狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的基板10的表面狀態(tài)無明顯差異，而試片(b)在蝕刻不完全下，表面上有明顯的不規(guī)則起伏。如圖4，本發(fā)明的各種尺寸發(fā)光二極管的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較表。其中樣品A的操作電流為20毫安(mA)，平均電壓為3. 23伏特(V)，樣品B的操作電流則為350毫安(mA)，平均電壓為3. 32伏特(V)。樣品A及樣品B分別以正常的基板、經(jīng)電漿蝕刻處理后磊晶層20完全被去除的基板以及經(jīng)電漿蝕刻處理后磊晶層20部份被去除的基板，而分別制作出的發(fā)光二極管，由圖4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較表中可知，樣品A以被電漿蝕刻處理后磊晶層20完全被去除的基板而制作的發(fā)光二極管的光輸出功率為17. 65mff,以正?；逅谱鞯陌l(fā)光二極管只有17. 3mff,樣品B以被電漿蝕刻處理后磊晶層20完全被去除的基板而制作的發(fā)光二極管的光輸出功率為323. 52mff,以正常基板所制作的發(fā)光二極管只有316. 35mff,由此可知，被電漿蝕刻處理后磊晶層20完全被去除的基板不僅可直接適用后續(xù)的圖案化制程，還可提升發(fā)光二極管的光輸出功率。以上所述內(nèi)容僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種LED的基板重制方法，其特征在于，包含 提供一基板，該基板上已成長有一嘉晶層； 利用一電漿蝕刻技術(shù)去除形成于該基板上的該磊晶層；以及 對(duì)已去除磊晶層的基板表面進(jìn)行一清洗處理。
2.如權(quán)利要求I所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該基板可以是一素基板或一圖案化基板。
3.如權(quán)利要求I所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該基板的材質(zhì)為藍(lán)寶石、單晶硅及多晶硅的至少其中之一。
4.如權(quán)利要求I所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該薄膜層為一氮化鎵薄膜。
5.如權(quán)利要求I所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿蝕刻技術(shù)為將該基板上的該磊晶層完全去除。
6.如權(quán)利要求5所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿蝕刻技術(shù)為電感性耦合電衆(zhòng)蝕刻技術(shù)。
7.如權(quán)利要求I所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿蝕刻技術(shù)包含將具有該磊晶層的該基板送進(jìn)一電漿腔室中。
8.如權(quán)利要求7所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿腔室的制程壓力控制于O. 3Pa至IPa之間。
9.如權(quán)利要求7所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿腔室所使用的氣體包含有一IS氣、一氯氣及一三氯化硼。
10.如權(quán)利要求7所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該氬氣的流率介于Osccm至40sccm之間，該氯氣的流率介于Osccm至60sccm之間，該三氯化硼的流率介于Osccm至30sccm 之間 ο
11.如權(quán)利要求7所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿腔室的制程溫度介于-20 I (TC之間。
12.如權(quán)利要求7所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿腔室所接受的上電極射頻天線功率介于300 1800瓦特之間。
13.如權(quán)利要求7所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該電漿腔室所接受的下電極射頻偏壓功率介于300 900瓦特之間。
14.如權(quán)利要求I所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該清洗處理將已去除磊晶層的基板浸泡于一清洗臺(tái)維持一期間，該清洗臺(tái)具有一藥液，接著利用快排沖水清洗槽沖洗該基板的表面至少10 15分鐘。
15.如權(quán)利要求14所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該期間為5至20秒。
16.如權(quán)利要求14所述的LED的基板重制方法，其特征在于，該藥液可以是磷酸與鹽酸以I比1、2比I或I比2的方式調(diào)制而成，該清洗臺(tái)的溫度控制于200°C至280°C之間。
全文摘要
一種LED的基板重制方法，其利用電漿蝕刻技術(shù)去除成長在基板上的不良磊晶層，基板包含素基板及已奈米圖案化的基板，電漿蝕刻技術(shù)可透過電漿蝕刻設(shè)備實(shí)現(xiàn)，其中電漿蝕刻設(shè)備使用有適當(dāng)?shù)臍怏w，以及將反應(yīng)溫度及功率控制于特定范圍內(nèi)，接著再透過清洗處理，即可將成長不良的磊晶層完全去除，不良的磊晶層完全去除后，基板則可回復(fù)原狀，因此可在基板上再次成長磊晶層，藉以有效提升藍(lán)寶石基板的利用率，節(jié)省原料成本并可提升產(chǎn)品良率。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102969409SQ201210314108
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者施佳賢, 詹博筌 申請(qǐng)人:榮易化學(xué)有限公司