專利名稱：制造半導體發(fā)光器件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體器件，更具體而言，涉及一種制造氮化物半導體發(fā)光器件的方法。
背景技術：
氮化物半導體發(fā)光器件包括紫外發(fā)光區(qū)域、藍色發(fā)光區(qū)域以及綠色發(fā)光區(qū)域。尤其是，GaN基氮化物半導體發(fā)光器件可應用于紅色/綠色發(fā)光二極管(LED)的光學器件，以及應用于與MESFET (金屬半導體場效應晶體管)或者HEMT (異質(zhì)結場效應晶體管)的高速開關或高功率器件對應的電子器件。圖1為示出根據(jù)現(xiàn)有技術的氮化物半導體發(fā)光器件的橫截面圖。圖2A示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中的全反射光。圖2B示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中產(chǎn)生的位錯。如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)有技術的氮化物半導體發(fā)光器件100包括基板110、緩沖層 120、非摻雜半導體層130、N-型氮化物半導體層140、有源層150、P-型氮化物半導體層 160、透明電極層170、位于透明電極層170上的P-型電極180以及位于通過對有源層150 以及P-型氮化物半導體層160的預定部分進行蝕刻所暴露出的N-型氮化物半導體層140 上的N-型電極190。當將電壓施加于半導體發(fā)光器件100中的P-型電極180和N-型電極190時，正向偏壓被施加在P-型氮化物半導體層160和N-型氮化物半導體層140之間，由此電子和空穴在有源層150中復合，從而發(fā)出光。氮化物半導體發(fā)光器件所存在的重要問題是如何將在有源層150中產(chǎn)生的光有效地提取到外部。在根據(jù)現(xiàn)有技術的氮化物半導體發(fā)光器件的情形中，如圖2A所示，氮化物半導體發(fā)光器件的構成材料的折射率大于氮化物半導體發(fā)光器件附近的周圍材料(例如，空氣、樹脂、基板等)的折射率。由此，在氮化物半導體發(fā)光器件內(nèi)部產(chǎn)生的光子被全反射，然后在氮化物半導體發(fā)光器件的內(nèi)部被再吸收，沒有離開氮化物半導體發(fā)光器件，從而降低了光提取效率。為了克服該問題，已經(jīng)提出了在根據(jù)現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中形成具有預定角度的層疊結構壁的方法，從而提取一些在有源層150中產(chǎn)生的橫向光。然而，該方法導致該半導體發(fā)光器件的制造工藝變得復雜，并且導致生產(chǎn)成本增加。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件的問題在于由于在基板與在基板上生長的基于氮化物的半導體層之間的晶格常數(shù)的差異造成的應力的緣故，在基板上生長的基于氮化物的半導體層的位錯密度提高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種制造半導體發(fā)光器件的方法，該方法基本上避免了由于現(xiàn)有技術的局限和缺點所導致的一個或多個問題。本發(fā)明的優(yōu)點在于提供一種制造半導體發(fā)光器件的方法，該方法在干法蝕刻工藝之后進行濕法蝕刻工藝，以便在上面生長氮化物半導體材料的基板的表面形成突起。本發(fā)明的額外的優(yōu)點、目的和特點中的一些將在隨后的描述中進行闡述，而另一些將通過對下文的研究變得對于本領域技術人員來說是顯而易見的或者可以通過實踐本發(fā)明而獲悉。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可以通過文字的說明書及其權利要求以及附圖中特別指出的結構而實現(xiàn)和獲得。為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如在本文中所具體體現(xiàn)和廣泛描述的，本發(fā)明提供了一種制造半導體發(fā)光器件的方法，包括用光刻膠涂覆基板；通過有選擇地去除光刻膠來在基板上形成掩模圖案；通過使用蝕刻氣體對具有掩模圖案的基板進行干法蝕刻來在基板上形成突起；通過使用蝕刻溶液來對被干法蝕刻的基板進行濕法蝕刻；在包括突起的基板上形成第一半導體層；在第一半導體層上形成有源層；在有源層上形成第二半導體層；對有源層和第二半導體層的預定部分進行蝕刻，直至暴露出第一半導體層為止；以及在第一半導體層的沒有形成有源層和第二半導體層的預定部分上形成第一電極，和在第二半導體層上形成第二電極。在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種制造半導體發(fā)光器件的方法，包括在基板上形成圖案掩模，以便形成突起；通過使用蝕刻氣體對具有掩模圖案的基板進行干法蝕刻來在所述基板上形成所述突起；通過使用蝕刻溶液來對被干法蝕刻的基板進行濕法蝕刻；以及在被濕法蝕刻的基板上形成發(fā)光器件層。應當理解，本發(fā)明以上一般描述以及以下詳細描述均為示例性和解釋性的，并且意欲提供對于所請求保護的發(fā)明的進一步解釋。


所包括的附圖提供了對本發(fā)明的進一步的理解，附圖合并到本申請中并構成本申請的一部分，用于圖解說明本發(fā)明的(多個)實施例，并且連同文字描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1為示出根據(jù)現(xiàn)有技術的氮化物半導體發(fā)光器件的結構的橫截面圖；圖2A示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中的全反射光；圖2B示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中產(chǎn)生的位錯；圖3A和圖IBB為示出了利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的氮化物半導體發(fā)光器件的橫截面圖；圖4A至4F示出了根據(jù)本發(fā)明的制造半導體發(fā)光器件的方法；圖5為示出了被利用根據(jù)本發(fā)明的方法去除了副產(chǎn)物的基板的示例圖；圖6為通過將在現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中的內(nèi)量子效率(IQE)與在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的IQE進行比較來顯示在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的IQE的提高的圖表；以及圖7為通過將在現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中的光提取效率與在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的光提取效率進行比較來顯示在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的光提取效率的提高的表格。
具體實施例方式現(xiàn)在詳細描述本發(fā)明的具體實施例，這些具體實施例的一些例子在附圖中示出。 在任何可能的情況下，在全部附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或相似的部件。以下將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的制造半導體發(fā)光器件的方法。圖3A和;3B為示出了利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的氮化物半導體發(fā)光器件的橫截面圖。根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的特征在于為了改善在基板上生長的半導體層的質(zhì)量而在基板表面上形成多個突起(各個突起以凸透鏡形狀形成)。即根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件由于被用多個突起構圖的基板而能夠提高光提取效率。尤其是，根據(jù)本發(fā)明，使用干法蝕刻工藝和濕法蝕刻工藝來在半導體發(fā)光器件的基板上形成突起，由此從基板完全去除了副產(chǎn)物。如圖3A和;3B所示，利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的半導體發(fā)光器件300包括上面形成有一個或多個突起312的基板310 ；緩沖層320 ；非摻雜半導體層330 ；N-型氮化物半導體層340 ；有源層350 ；P-型氮化物半導體層360 ；透明電極層370 ；P-型電極380 ；以及 N-型電極390。此時，可將在基板310上層疊的緩沖層320、非摻雜半導體層330、N-型氮化物半導體層340、有源層350、P-型氮化物半導體層360、透明電極層370、P-型電極380 以及N-型電極390統(tǒng)稱為發(fā)光器件層。由于沒有市售基板在呈現(xiàn)晶格匹配的同時還具有與在其上面生長的氮化物半導體材料的晶體結構相同的晶體結構，考慮到晶格匹配，所以主要使用藍寶石基板作為基板 310。藍寶石基板為具有六斜方R3c對稱性的晶體，具有如下特性，例如在c軸方向上的晶格常數(shù)為13.001A;在a軸方向上晶格之間的距離為4.765 A;以及在藍寶石定向平面方向上的C(OOOl)平面、A(1120)平面以及1 (110幻平面。在藍寶石基板的C平面上，很容易生長氮化物半導體材料，并且在高溫下也可保持穩(wěn)定。在這方面，藍寶石基板主要用作藍色或綠色發(fā)光器件的基板。本發(fā)明前述實施例公開了將藍寶石基板用作基板310，但并非必須如此。作為選擇，基板310可由GaN、SiC、ZnO, GaP, GaAs或者導電材料來形成。為了改善在基板310上生長的氮化物半導體材料的光提取效率和質(zhì)量，如圖3A和圖3B所示，在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件300的基板310上生長一個或多個突起312。 在這種情形下，可通過對基板310進行干法蝕刻或濕法蝕刻來形成突起312。如圖3A所示，突起312可在基板310的表面上形成為半球形；或者如圖所示， 突起312可在基板310的表面上形成為三角錐形。如圖3A所示，本發(fā)明的突起312可按照其一個垂直橫截面為曲面形狀的方式來形成；或者如圖:3B所示，突起312可按照其一個垂直橫截面為諸如三角形的多邊形的方式來形成。即突起312的形狀可呈現(xiàn)出不同，例如半球、三角錐等。而且，可將多個突起規(guī)則地或者不規(guī)則地排列在基板310上?？墒褂酶煞ㄎg刻或者濕法蝕刻工藝來形成前述突起312。
S卩，可在干法蝕刻工藝之后另外進行濕法蝕刻工藝，從而完全去除即使在干法蝕刻工藝之后也會殘留在基板310表面上的副產(chǎn)物。如果在干法蝕刻工藝之后另外進行濕法蝕刻工藝，則可去除在跟隨干法蝕刻工藝的有機清潔工藝之后仍殘留的副產(chǎn)物。以下，將參照圖4來說明前述干法蝕刻工藝和濕法蝕刻工藝。再參看圖3A和圖;3B，提供緩沖層320來減少基板310和N-型氮化物半導體層340 之間的晶格常數(shù)差。緩沖層320形成在包括突起分312的基板310上。緩沖層320可選擇地以AlInN結構、hfeiN/feiN超晶格結構、InGaN/GaN層疊結構或者Al InGaN/InGaN/GaN層疊結構來形成。 在緩沖層320上形成非摻雜半導體層330，非摻雜半導體層330可由GaN基材料形成。例如，可通過在1500°C的溫度下供給NH3和三金屬鎵(TMGa)來在緩沖層320上形成非摻雜半導體層330。本發(fā)明的前述實施例既包括緩沖層320也包括非摻雜半導體層330。然而，本發(fā)明的修改實施例可包括緩沖層320和非摻雜半導體層330中的任何一個，或者既不包括緩沖層320也不包括非摻雜半導體層330。在非摻雜半導體層330上形成N-型氮化物半導體層340。通常，N-型氮化物半導體層；340由GaN、AWaN、InGaN、AlN或者AUnGaN形成。在這種情形下，形成N-型氮化物半導體層340所用的摻雜劑可為Si、Ge、Sn、Se或者Te?？衫肕OCVD (金屬有機化學氣相沉積)、MBE (分子束外延)或者HVPE (氫化物氣相外延)通過在基板310上生長前述半導體材料來形成N-型氮化物半導體層340。提供有源層350來發(fā)出光，在諸如阱是由InGaN層形成并且阻擋層是由(Al)GaN 層形成的情況下通過形成多量子阱(MQW)來獲得有源層350。藍色發(fā)光二極管使用MGaN/ GaN的多量子阱結構；紫外發(fā)光二極管使用GaN/AWaN、IniUGaN/IniUGaN或者hGaN/AWaN 的多量子阱結構。關于有源層350中效率的提高，可通過改變化或々1的組分來控制光波長；或者可通過改變有源層350中阱的深度、有源層350的數(shù)目以及有源層350的厚度來提高內(nèi)量子效率?？衫肕OCVD (金屬有機化學氣相沉積)、MBE (分子束外延)或者HVPE (氫化物氣相外延)來在N-型氮化物半導體層340上形成有源層350。在有源層350上形成P-型氮化物半導體層360，P-型氮化物半導體層360可由諸如feiN、AlGaN, InGaN、AlN或者AUnGaN的典型的基于氮化物的半導體材料來形成。在這種情形下，形成P-型半導體層360所用的摻雜劑可為Mg、Zn或者Be?？衫肕OCVD (金屬有機化學氣相沉積)、MBE (分子束外延)或者HVPE (氫化物氣相外延)通過在有源層350上生長前述基于氮化物的半導體材料來形成P-型氮化物半導體層360。在P-型氮化物半導體層360上形成透明電極層370。優(yōu)選用能夠減少與具有相對高的能帶隙的P-型氮化物半導體層360的接觸電阻并且還具有良好的透光性能以便向上透射在有源層350中產(chǎn)生的光的材料來形成透明電極層370。通常，透明電極層370以Ni/Au的雙層結構形成。優(yōu)選地，透明電極層370由諸如氧化銦錫(ITO)、氧化鈣錫(CTO)或者氮化鈦鎢(TiWN)的預定材料形成。用于透明電極層370的前述預定材料可實現(xiàn)良好的透光性能，但其接觸電阻相對較高。透明電極層370可利用諸如CVD (化學氣相沉積)的沉積法或者電子束蒸發(fā)器來形成，或者可利用濺射法來形成。此時，應用大約400°C至900°C的熱處理來改善歐姆接觸性能。在透明電極層370上形成P-型電極380。P-型電極380通?？衫弥T如CVD (化學氣相沉積)的沉積法或者電子束蒸發(fā)器、或者可利用濺射法由金(Au)或者包含金(Au) 的合金來形成。在臺面蝕刻的N-型氮化物半導體層340上形成N-型電極390，其中N-型電極390 可使用選自Ti、Cr、Al、Cu以及Au的材料組中的材料以單層結構或者多層結構來形成?？衫弥T如CVD (化學氣相沉積)的沉積法或者電子束蒸發(fā)器，或者可利用濺射法來在N-型氮化物半導體層340上形成N-型電極390。以下將參照圖4A至4F來說明根據(jù)本發(fā)明的制造發(fā)光器件的方法。圖4A至4F示出了根據(jù)本發(fā)明的制造半導體發(fā)光器件的方法。圖5為示出了利用根據(jù)本發(fā)明的方法從中去除了副產(chǎn)物的基板的示例圖。在該情形下，圖5中的(a)示出了在干法蝕刻工藝之后副產(chǎn)物500殘留在基板或突起上的情形；圖5中的(b)示出了利用濕法蝕刻工藝從基板去除了副產(chǎn)物500的情形。參照圖4A，在基板310上形成掩模圖案610，掩模圖案610是由光刻膠、聚合物、氧化物層(SiO2)、氮化物層斷隊)、氧化鋁(Al2O3)或者金屬薄膜所形成。提供掩模圖案610 來形成突起312。以下將簡要說明通過使用光刻膠來形成掩模圖案610的工藝。首先，在用光刻膠涂覆基板310之后，通過使用用于形成圖案的掩模對光刻膠進行曝光、顯影和烘焙，從而在基板310上形成所期望的圖案。烘焙方法可為使用熱的烘焙方法，或可為使用紫外線的烘焙方法。在涂覆光刻膠之前，將蒸發(fā)工藝應用于基板表面，由此基板從疏水性改變至親水性。這就解決了當在基板310上涂覆光刻膠時粘附性差的問題。如圖4B所示，在腔室700內(nèi)對具有掩模圖案610的基板310進行干法蝕刻，由此在基板310上形成一個或多個突起312。干法蝕刻工藝相當于微制造，表示了使用蒸汽等離子體反應的蝕刻工藝。由于干法蝕刻是在腔室700內(nèi)進行，因而可控制全部工藝條件，從而可實現(xiàn)精確的圖案。S卩，如圖3A或;3B所示，必須進行干法蝕刻以便獲得其上下表面具有不同寬度的半球形或圓錐形的突起312。干法蝕刻工藝的進行借助了對基板進行離子碰撞的物理反應、在等離子體中產(chǎn)生的反應材料的化學反應、或者同時發(fā)生的物理和化學反應。物理干法蝕刻工藝是指表面磨蝕，該表面磨蝕是由在利用電場使離子朝向待蝕刻基板加速并且加速的離子與基板碰撞時的動量傳遞所產(chǎn)生的。此時，物理干法蝕刻工藝可為離子束蝕刻(即離子束研磨)、濺射蝕刻或射頻(RF)蝕刻。如果為化學干法蝕刻工藝，則將由等離子體產(chǎn)生的反應種子供應到待蝕刻的基板表面上，然后與基板表面中的原子反應，從而產(chǎn)生易揮發(fā)氣體，并且使用產(chǎn)生的易揮發(fā)氣體來繼續(xù)進行該蝕刻工藝。
如果為物理和化學干法蝕刻工藝，則利用離子、電子或者光子在待蝕刻的基板310 的表面上的碰撞來激活基板310的表面中的材料，然后基板310的表面中的被激活材料與保留在化學反應器中的物質(zhì)反應，從而產(chǎn)生易揮發(fā)氣體，并且使用產(chǎn)生的易揮發(fā)氣體來繼續(xù)進行該蝕刻工藝。然而，前述干法蝕刻工藝在高溫下(40°C或者更高)使用氣體(例如，選自包括 Cl2, BC13、HCl以及CCl4的組中的基于Cl的氣體，以及包括HBr的基于HBr的氣體)。從而，即使在全部排放干法蝕刻工藝所用氣體之后將基板310卸下移至外部，保留在基板310 上的氣體也會與空氣反應，由此如圖5中的(a)所示，副產(chǎn)物500殘留在基板310上。殘留在基板310上的副產(chǎn)物可在基板310上層疊的半導體層中造成缺陷，從而使半導體發(fā)光器件的光提取效率變差。為了去除在干法蝕刻工藝之后殘留在基板310上的前述副產(chǎn)物，如圖4C所示，通過使用濕法蝕刻設備來另外進行濕法蝕刻工藝。S卩，濕法蝕刻工藝在潮濕環(huán)境下通過使用僅腐蝕和融化目標金屬的化學制品(蝕刻劑)來蝕刻基板310，從而去除了在基板310的表面以及突起上的副產(chǎn)物。濕法蝕刻工藝可使用浸漬法、噴射法或者旋涂法。浸漬法是將基板310浸漬到充滿蝕刻劑的容器中。噴射法是通過噴嘴將蝕刻溶液噴射在基板310上。旋涂法是將蝕刻溶液涂敷在放置在旋轉(zhuǎn)器上的基板310上。作為濕法蝕刻設備的一個示例，圖4C示出了濕法蝕刻設備800，在通過使用傳送滾筒810來傳送基板310的同時，濕法蝕刻設備800通過將蝕刻溶液噴射在基板310上來蝕刻基板310，然后通過向基板310噴射清潔溶液來清潔基板。對于前述濕法蝕刻工藝，使用選自包括HF、Hl、H2SO4, HNO3以及H3PO4的組的蝕刻溶液來對基板310進行濕蝕刻，從而在干法蝕刻工藝之后從基板和/或突起的表面去除副產(chǎn)物500?；谑褂酶鞣N類型蝕刻溶液的實驗和模擬結果，濕法蝕刻工藝優(yōu)選使用通過按照 11或者12的比例混合硫酸和過氧化氫或者按照11或者12的比例混合硫酸和磷酸獲得的蝕刻溶液?；谑褂酶鞣N溫度的實驗和模擬結果，濕法蝕刻工藝優(yōu)選將溫度保持在90°C至 120°C的范圍內(nèi)，以便使從基板310去除副產(chǎn)物的效率最大化。如上所述，由于濕法蝕刻工藝可去除諸如光刻膠(PR)的有機材料，因而不需要進行另外的有機清潔工藝。S卩，在現(xiàn)有技術的干法蝕刻工藝之后，需要另外的有機清潔工藝來去除諸如光刻膠(PR)的有機材料。然而，本發(fā)明的濕法蝕刻工藝使用了可去除有機材料的蝕刻溶液，所以可省略有機清潔工藝。同時，根據(jù)蝕刻溶液的組成和用量，濕法蝕刻工藝能夠額外地蝕刻突起。S卩，突起的橫截面可形成為如圖3A所示的曲面形狀，或者可形成為如圖:3B所示的包括三角形的多邊形形狀。在通過上述工藝在基板310上形成突起312和從基板310和突起312去除副產(chǎn)物 500之后，如圖4D所示，在具有突起312的基板310上順序地形成緩沖層320、非摻雜半導體層330、N-型氮化物半導體層340、有源層350、P-型氮化物半導體層360以及透明電極層370?？尚纬删彌_層320和非摻雜半導體層330中的至少任意一個；或者可既不形成緩沖層320也不形成非摻雜半導體層330。如圖4E所示，執(zhí)行臺面蝕刻直到用于形成N-型電極390的N-型氮化物半導體層 340被暴露為止。如圖4F所示，在透明電極層370上形成P-型電極380，并且在N-型氮化物半導體層340上形成N-型電極390。盡管未示出，但是為了改善半導體發(fā)光器件的可靠性，可在半導體發(fā)光器件的整個區(qū)域上形成使用諸如S^2的氧化物的絕緣層；利用研磨和拋光工藝來使所形成的絕緣層變?。蝗缓笫褂貌捎眉す饣蛘呓饎偸膭澗€工藝來將半導體發(fā)光器件分成單獨的芯片。圖6為通過將在現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中的內(nèi)量子效率(IQE)與在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的IQE進行比較來顯示在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的IQE的提高的圖表。如圖6中的(a)所示，不具有突起的現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件的IQE僅為21%。 同時，如圖6中的(b)所示，在基板310上具有突起312的根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的 IQE為32%。與現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件相比，根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件能夠?qū)QE 提高10%。圖7為通過將在現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件中的光提取效率與在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的光提取效率進行比較來顯示在根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件中的光提取效率的提高的表格。如圖7中的(a)所示，不具有突起的現(xiàn)有技術半導體發(fā)光器件的光提取效率僅為沈％。同時，如圖7中的(b)所示，在基板310上具有突起312的根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的光提取效率為69%。與現(xiàn)有技術的半導體發(fā)光器件相比，根據(jù)本發(fā)明的半導體發(fā)光器件能夠?qū)⒐馓崛⌒侍岣?0%。因此，在干法蝕刻工藝之后執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以便在用于生長氮化物半導體材料的基板310的表面上形成突起312，從而從基板310的表面去除副產(chǎn)物500。由于在干法蝕刻工藝之后進行濕法蝕刻工藝，因此可在干法蝕刻工藝之后省略有機清潔工藝，從而簡化了整個工藝。如果在基板310上形成一個或多個突起312，則可提取一些橫向光，所以可改善光提取效率。根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導體層的位錯減少能夠?qū)QE提高約10%。本領域技術人員很清楚，在不背離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下可對本發(fā)明進行各種修改和變型。由此，如果這些修改和變型落入所附權利要求及其等價物的范圍內(nèi)時， 則本發(fā)明意欲覆蓋本發(fā)明的這些修改和變型。
權利要求
1.一種制造半導體發(fā)光器件的方法，包括 用光刻膠涂覆基板；通過有選擇地去除光刻膠來在基板上形成掩模圖案；通過使用蝕刻氣體對具有掩模圖案的基板進行干法蝕刻來在基板上形成突起； 通過使用蝕刻溶液來對被干法蝕刻的基板進行濕法蝕刻； 在包括突起的基板上形成第一半導體層； 在第一半導體層上形成有源層； 在有源層上形成第二半導體層；對有源層和第二半導體層的預定部分進行蝕刻，直至暴露出第一半導體層為止；以及在第一半導體層的沒有形成有源層和第二半導體層的預定部分上形成第一電極，和在第二半導體層上形成第二電極。
2.一種制造半導體發(fā)光器件的方法，包括 在基板上形成圖案掩模，以便形成突起；通過使用蝕刻氣體對具有所述掩模圖案的基板進行干法蝕刻來在所述基板上形成所述突起；通過使用蝕刻溶液來對被干法蝕刻的基板進行濕法蝕刻；以及在被濕法蝕刻的基板上形成發(fā)光器件層。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行干法蝕刻的工藝使用選自包括 C12、BC13、HC1以及CCl4的組中的基于Cl的氣體，或者使用包括HBr的基于HBr的氣體。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行濕法蝕刻的工藝是在潮濕環(huán)境下通過使用能夠腐蝕和融化殘留在被干法蝕刻的基板的表面和突起上的副產(chǎn)物的蝕刻溶液對基板的表面和突起進行蝕刻來執(zhí)行的。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行濕法蝕刻的工藝是利用浸漬法、噴射法以及旋涂法中的任意一種來執(zhí)行的。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行濕法蝕刻的工藝是通過使用選自 HF、HKH2SO4, NHO3以及H3PO4的組中的蝕刻溶液對基板進行濕法蝕刻來執(zhí)行的。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中突起的橫截面以曲面形狀或者多邊形形狀來形成。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中基板是由藍寶石基板、SiC基板以及GaN基板中的任意一種來形成。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中形成發(fā)光器件層的工藝包括 在包括突起的基板上形成第一半導體層；在第一半導體層上形成有源層； 在有源層上形成第二半導體層；對有源層以及第二半導體層的預定部分進行蝕刻，直至暴露出第一半導體層為止；以及在第一半導體層的沒有形成有源層和第二半導體層的預定部分上形成第一電極，和在第二半導體層上形成第二電極。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行濕法蝕刻的工藝使用通過按照11或12的比例混合硫酸和過氧化氫獲得的蝕刻溶液。
11.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行濕法蝕刻的工藝使用通過按照 11或12的比例混合硫酸和磷酸獲得的蝕刻溶液。
12.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中對基板進行濕法蝕刻的工藝在范圍為90°C 至120°C內(nèi)的溫度下執(zhí)行。
全文摘要
一種制造半導體發(fā)光器件的方法，該方法在干法蝕刻工藝之后進行濕法蝕刻工藝，以便在用于生長氮化物半導體材料的基板的表面形成突起。該方法包括用光刻膠涂覆基板；通過有選擇地去除光刻膠來在基板上形成掩模圖案；通過使用蝕刻氣體對具有掩模圖案的基板進行干法蝕刻來在基板上形成突起；通過使用蝕刻溶液來對被干法蝕刻的基板進行濕法蝕刻；在包括突起的基板上形成第一半導體層；在第一半導體層上形成有源層；在有源層上形成第二半導體層；對有源層和第二半導體層的預定部分進行蝕刻，直至暴露出第一半導體層為止；以及在第一半導體層的沒有形成有源層和第二半導體層的預定部分上形成第一電極，和在第二半導體層上形成第二電極。
文檔編號H01L33/22GK102412348SQ20101062244
公開日2012年4月11日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年9月17日
發(fā)明者孫秀亨, 曹元根, 金敬鎮(zhèn), 高恩美, 黃亨善 申請人:樂金顯示有限公司