レーザリフトオフ技術を用いて発光ダイオードを製造する方法及びヒータを有するレーザリフトオフ装置
【課題】レーザリフトオフ技術を用いて発光ダイオードを製造する方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザリフトオフ技術を用いて発光ダイオードを製造する方法は、第１の基板上に第１の導電型化合物半導体層、活性層及び第２の導電型化合物半導体層を備えるエピ層を成長させ、前記第１の基板の温度が室温より高い第１の温度で、前記エピ層に前記第１の基板の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の基板をボンディングさせ、前記第１の基板の温度が室温より高くて前記第１の温度以下の第２の温度で、前記第１の基板を介してレーザビームを照射し、前記エピ層から前記第１の基板を分離することを含む。これにより、レーザリフトオフ工程でレーザビームの焦点を合せることが容易で、またエピ層のクラックを防止できる。また、ヒータを有するレーザリフトオフ装置が開示される。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザリフトオフ技術を用いて発光ダイオードを製造する方法は、第１の基板上に第１の導電型化合物半導体層、活性層及び第２の導電型化合物半導体層を備えるエピ層を成長させ、前記第１の基板の温度が室温より高い第１の温度で、前記エピ層に前記第１の基板の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の基板をボンディングさせ、前記第１の基板の温度が室温より高くて前記第１の温度以下の第２の温度で、前記第１の基板を介してレーザビームを照射し、前記エピ層から前記第１の基板を分離することを含む。これにより、レーザリフトオフ工程でレーザビームの焦点を合せることが容易で、またエピ層のクラックを防止できる。また、ヒータを有するレーザリフトオフ装置が開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの製造方法及び発光ダイオードの製造に用いられるレーザリフトオフ装置に関し、特にレーザリフトオフ技術を用いて発光ダイオードを製造する方法及びヒータを有するレーザリフトオフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのようなIII族元素の窒化物は、熱的安定性に優れて直接遷移型のエネルギバンド構造を有しており、近年、可視光線及び紫外線領域の発光素子用物質としてかなりの脚光を浴びている。特に、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）を用いた青色及び緑色の発光素子（発光ダイオード）は、大型のフルカラーフラットパネルディスプレイ装置、信号灯、室内照明、高密度光源、高解像度出力システムと光通信など、多様な応用分野に活用されている。
【０００３】
このIII族元素の窒化物半導体層が上に成長する同種の基板を製作するのが難しく、III族元素の窒化物半導体層は、類似の結晶構造を有する異種基板上に金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）または分子線蒸着法（ＭＢＥ）などの工程を通じて成長する。異種基板としては、六方晶系の構造を有するサファイア基板が主に用いられる。しかし、サファイアは絶縁体なので、発光ダイオードの構造が制限される。これにより、最近は、サファイアのような異種基板上に窒化物半導体層のようなエピ層（エピタキシャル層）を成長させた後、異種基板を分離して垂直型構造の発光ダイオードを製造する技術が研究されている。
【０００４】
異種基板を分離する方法としては、レーザリフトオフ方法が主に用いられる。レーザリフトオフ方法は、異種基板、例えばサファイア基板の上にエピ層を成長させ、前記エピ層上に第２の基板をボンディングした後、前記サファイア基板の側からレーザビームを照射し、エピ層から異種基板を分離する技術である。この時、レーザビームをサファイア基板サイズに形成することは、光学的に困難である。従って、最終チップサイズ程度のレーザビームサイズでラインスキャンをする方式が主に用いられている。
【０００５】
ところが、上述の従来の方法によると、サファイア基板と同種の基板またはサファイア基板と熱膨張係数が類似の第２の基板を用いる場合、レーザビームの照射によるサファイア基板の分離が大きな問題なく行われるが、サファイア基板と第２の基板の熱膨張係数が異なる場合、レーザリフトオフ方法でサファイア基板を分離する間にエピ層にクラックや割れが頻繁に発生する。さらに、サファイア基板と第２の基板の熱膨張係数が異なる場合、第２の基板をボンディングした後、サファイア基板に反り（ｂｏｗｉｎｇ）が発生する。この反りにより、サファイア基板の位置によってはレーザビームの焦点が合わなくなり、レーザビームのエネルギーをサファイアとエピ層の界面に正確に与えるのが難しくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、エピ層内にクラックや割れが発生するのを防止できる、発光ダイオードの製造方法について開示を行なう。
【０００７】
本発明の他の実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、成長基板の反りを緩和させてレーザビームの焦点合わせが容易となる、発光ダイオードの製造方法について開示を行なう。
【０００８】
本発明の他の実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、エピ層内にクラックや割れが発生するのを防止できるレーザリフトオフ装置について開示を行なう。
【０００９】
本発明の他の実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、成長基板の反りを緩和させてレーザビームの焦点合わせが容易なレーザリフトオフ装置について開示を行なう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によると、レーザリフトオフ技術を用いた発光ダイオードの製造方法が提供される。この発光ダイオードの製造方法は、第１の基板上に第１の導電型化合物半導体層、活性層及び第２の導電型化合物半導体層を備えるエピ層を成長させ、前記第１の基板の温度が室温より高い第１の温度で、前記エピ層に前記第１の基板の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の基板をボンディングし、前記第１の基板の温度が室温より高く、前記第１の温度以下の第２の温度で、前記第１の基板を通してレーザビームを照射し、前記エピ層から前記第１の基板を分離することを含む。
【００１１】
従来、レーザリフトオフ技術においては、第１の温度で第２の基板をボンディングした後、第１の基板を室温に冷却し、その後、前記第１の基板を通してレーザビームを照射し、第１の基板をエピ層から分離する。この時、前記第１の基板と第２の基板の熱膨張係数差によって第１の基板の反りが発生し、レーザを照射して第１の基板を分離するとき、エピ層にクラックや割れが発生しやすい。
【００１２】
これに対し、本発明の上記態様によると、前記第１の基板の温度が室温より高い温度である前記第２の温度の時、レーザビームが照射される。従って、前記第１の基板の反りが緩和された状態で前記第１の基板をエピ層から分離でき、その結果、エピ層にクラックや割れが発生するのを防止できる。
【００１３】
一方、レーザビームの照射の前に、前記第１の基板が前記第２の温度に加熱される。例えば、前記第２の基板をボンディングした後、前記第１の基板は、一旦室温に冷却される。その後、前記第１の基板が加熱手段により前記第２の温度に加熱される。これに加え、前記レーザビームの照射中に、前記第１の基板が加熱され前記第２の温度に維持される。あるいは、前記第１の温度で前記第２の基板をボンディングした後、前記第１の基板の温度が室温に冷却される前に前記第１の基板を通してレーザビームが照射されてもよい。
【００１４】
前記第１の基板の加熱は、熱伝導、対流または輻射を用いて行われる。例えば、抵抗ヒータ、赤外線ランプ及び／又は熱風器を用いて前記第１の基板が加熱される。これら加熱手段は、レーザリフトオフ装置内に設けられる。
【００１５】
一方、前記第１の基板が２インチサファイア基板の場合、前記第２の温度は、前記第１の基板の反り値が平均３ｍｍ以下になる温度であってもよい。さらに望ましくは、前記第２の温度は、前記第１の基板の反り値が平均１．５ｍｍ以下になる温度である。
【００１６】
前記第２の基板は、特に限定されるわけではないが、例えばボンディング金属の共晶ボンディング（ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）を通じて前記エピ層にボンディングされる。この時、前記ボンディング金属は、ＡｕＳｎであってもよい。この場合、前記第２の温度は、２００℃以上３００℃以下の範囲内の温度であってもよい。
【００１７】
本発明の実施例において、前記エピ層全体の厚さは、１０μｍを超えない。このエピ層全体の厚さは、レーザリフトオフ方法に用いられる前記第１の基板及び第２の基板の厚さの１／１０を超えない相対的に薄い厚さである。従って、前記エピ層と第１の基板との間の熱膨張係数差による基板の反りは、無視できる程度に小さい。
【００１８】
本発明の他の態様によると、ヒータを有するレーザリフトオフ装置が提供される。この装置は、レーザビームを放出するレーザ発振器、作業対象物を支持するステージ及び前記作業対象物を加熱するヒータを備える。
【００１９】
前記作業対象物は、第１の基板、前記第１の基板上に成長したエピ層及び前記エピ層にボンディングされた第２の基板を備える。
【００２０】
本発明の前記態様によると、前記ヒータを用いて前記第１の基板を加熱できる。従って、前記第１の基板の反りが緩和された状態で前記第１の基板を通してレーザビームの照射ができ、その結果、エピ層にクラックや割れが発生するのを防止できる。
【００２１】
一実施例において、前記ヒータは抵抗ヒータであってもよい。また、前記ステージは移動可能なメインステージを備え、前記抵抗ヒータは前記メインステージ上に設けられる。または、前記抵抗ヒータは、前記メインステージ内に設けられることもできる。
【００２２】
また、前記ステージは、前記メインステージと前記抵抗ヒータとの間に配置された絶縁体、前記抵抗ヒータ上に位置するヒータ固定板及び前記ヒータ固定板を固定させるための固定ピンをさらに備えることができる。前記絶縁体、ヒータ固定板及び／又は前記固定ピンは、セラミックまたはプラスチックで製造される。望ましくは、前記絶縁体、ヒータ固定板及び固定ピンは、同一の材質である。
【００２３】
他の実施例において、前記ヒータは、赤外線ランプまたは熱風器であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レーザリフトオフ方法を用いて成長基板を分離するとき、成長基板の反りを緩和してレーザビームの焦点を容易に合せることができ、また、クラックや割れが発生するのを防止できる。また、レーザリフトオフ装置内のヒータを用いて前記成長基板を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図６】第２の基板をボンディングした後の加熱温度に対する第１の基板の反りの値を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施例に係るレーザリフトオフ装置を説明するための概略図である。
【図８】本発明の一実施例に係る抵抗ヒータを有するステージを説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施例に係る赤外線ランプまたは熱風器を有するステージを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。以下に説明する実施例は、当業者に本発明の思想を十分に開示できるようにするための例示として提供するものである。従って、本発明は以下に説明する実施例に限定されず、他の形態で具体化することもできる。また、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜上、誇張して表現することもある。また、明細書全体に渡って同様の構成要素には、同一の参照符号を付す。
【００２７】
図１ないし図５は、本発明の一実施例に係るレーザリフトオフ技術を用いて、発光ダイオードを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。
【００２８】
図１を参照して説明する。第１の基板１０上に、第１の導電型化合物半導体層２１、活性層２３及び第２の導電型化合物半導体層２５を備えるエピ層２６が形成される。第１の基板１０は、エピ層２６を成長させることが可能な成長基板であり、例えばサファイア基板であってもよい。
【００２９】
エピ層２６は、窒化ガリウム系列の化合物半導体層であってもよく、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）または分子線蒸着（ＭＢＥ）の技術を用いて第１の基板１０上に成長させることができる。図示はしていないが、エピ層２６は、第１の基板１０とその上に成長するエピ層２６の格子不整合を緩和するためのバッファ層を備えてもよい。また、活性層２３は、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造であってもよい。ここで、第１の導電型化合物半導体層２１及び第２の導電型化合物半導体層２５は、それぞれｎ型半導体及びｐ型半導体、またはｐ型半導体及びｎ型半導体であってもよい。
【００３０】
エピ層２６は、その全体の厚さが１０μｍを超えない厚さに形成される。エピ層２６の全体の厚さは、成長基板として用いられる第１の基板１０の厚さに比べて小さい。例えば、第１の基板１０は、普通１００μｍ以上の厚さを有するので、エピ層２６の厚さは、第１の基板１０の厚さの１／１０を超えない。エピ層２６全体の厚さを１０μｍ以下とすることによって、エピ層２６により第１の基板１０に印加されるストレスが相対的に減少される。
【００３１】
エピ層２６は、真空チャンバ内で成長させる。エピ層の成長が完了した後、次の工程のために、エピ層２６がその上に成長した第１の基板１０が上記のチャンバから取り出される。
【００３２】
次に図２を参照して説明する。エピ層２６の最上層、例えば第２の導電型化合物半導体層２５上に第２の基板３０がボンディングされる。第２の基板３０は、熱伝導、電気伝導など、その用途に応じて多様に選択することができる。例えばシリコン基板または金属基板であってもよい。特に、垂直型発光ダイオードを製造する場合、第２の基板３０は、導電性基板である。第２の基板３０は、一般に第１の基板１０と異なる熱膨張係数を有する。
【００３３】
一方、第２の基板３０は、ボンディング金属３１の共晶ボンディングを用いてエピ層２６にボンディングすることができる。ボンディング金属３１はＡｕＳｎであってもよく、ＡｕＳｎは約３３０℃の融点を有する。ＡｕＳｎより高い融点のボンディング金属も用いることができる。ボンディング金属３１がエピ層２６の一方の側及びその側に対向する第２の基板３０の側にそれぞれ形成された後、室温（人間が活動できる温度）より高い第１の温度、例えば約３００℃の温度に加熱されることによって共晶ボンディングされ、その結果、第２の基板３０がエピ層２６にボンディングされる。
【００３４】
ボンディング金属３１を形成する前に、エピ層２６上に、反射層２７及び拡散防止層２９を形成してもよい。反射層２７は、活性層２３で生成され第２の基板３０へ向かう光を反射させて光出力を向上させる。反射層２７はまた、第２の導電型化合物半導体層２５とオーミックコンタクトさせることができ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕまたはこれらの合金として形成することができる。一方、拡散防止層２９は、ボンディング金属３１が反射層２７に拡散することによって発生する反射層２７の反射率の低下を防止する。
【００３５】
次に図３を参照して説明する。第２の基板３０のボンディング後、第１の基板１０及び第２の基板３０を、まず、室温に冷却してもよい。その後、第１の基板１０を分離するために、第１の基板１０がレーザリフトオフ装置内に配置される。
【００３６】
レーザ照射の前に、第１の基板１０は、室温以上の温度に加熱される。この時、第１の基板１０の温度（以下、「第２の温度」という）は、ボンディング金属の融点を考慮し、ボンディング金属の共晶温度である第１の温度を超えないことが望ましい。第１の温度を超えると、ボンディング金属の過度な熱膨張によりエピ層２６が破壊されることがある。従って、ボンディング金属３１が例えばＡｕＳｎの場合、第１の基板１０は３００℃以下の温度、好ましくは２００〜３００℃の範囲内の温度に加熱するのが望ましい。
【００３７】
第１の基板１０は、加熱手段、即ちヒータを有し特殊製作されたレーザリフトオフ装置内で加熱することができる。特殊製作されたレーザリフトオフ装置については後述する。あるいは、第１の基板１０は、レーザリフトオフ装置外部で加熱された後、室温に冷却する前にレーザリフトオフ装置内部に移送してもよい。
【００３８】
次に図４を参照して説明する。続いて第１の基板１０を通してレーザビームを照射し、エピ層２６を第１の基板１０から分離する。この時、第１の基板１０の温度は、室温より高く第１の温度を超えない温度範囲内にある。従って、第１の基板１０と第２の基板３０との間の熱膨張係数差により発生し、第１の基板１０または第２の基板３０に印加されるストレスが減少する。従って、第１の基板１０の反りが緩和されてレーザビームの焦点を合せるのが容易となり、また、第１の基板１０が部分的に分離する間に、エピ層２６にクラックや割れが発生するのが防止できる。
【００３９】
図５を参照すると、第１の基板１０が分離された後、露出された第１の導電型化合物半導体層２１上に電極パッド３３が形成され、第２の基板３０に電極パッド３５が形成される。続いて、第２の基板３０とともにエピ層２６を個別発光ダイオードに分離することによって垂直型構造の発光ダイオードが製造される。
【００４０】
本実施例において、レーザビーム照射の前に、第１の基板１０が加熱されるものとして説明したが、第２の基板３０をエピ層２６にボンディングした後、第１の基板１０を冷却しながら第１の基板１０をレーザリフトオフ装置に装着してレーザを照射し、第１の基板１０を分離することもできる。
【００４１】
本実施例において、第２の基板３０がボンディング金属３１を用いてエピ層２６にボンディングされるものとして説明したが、第２の基板３０のエピ層２６へのボンディングはこれに限定されず、他の多様な技術も用いられる。
【００４２】
図６は、第２の基板３０をエピ層２６へボンディングした後の加熱温度による反りの値を示すグラフである。ここで、第１の基板１０は２インチサファイア基板であり、第２の基板３０はシリコン基板であり、第２の基板３０はＡｕＳｎの共晶ボンディングを用いて３００℃でエピ層２６にボンディングされたものである。反りの値は、第２の基板３０が平らな面に接するようにウエハを置き、平らな面からの第２の基板３０のそれぞれの縁の高さを測定して得た平均値である。
【００４３】
図６を参照すると、第２の基板３０をエピ層２６へボンディングした後、室温で約３．２ｍｍの反りが発生する。このウエハを加熱すると反りが減少し、２００℃で反りが室温に比べて１／２未満に減少する。一方、２５０℃以上では０．５ｍｍ以下の反りとなり、さらに加熱しても反りは大きく減少しないことが分かる。
【００４４】
従って、第２の基板３０をエピ層２６へボンディングした後、第１の基板１０を加熱することによって第１の基板１０の反りを緩和できることが分かる。上記の例は２インチサファイア基板に関して得られたものであるが、反り値はサファイア基板のサイズに応じて線形的に増加すると予想される。
【００４５】
図６の例によると、２インチサファイア基板の場合、反り値が少なくとも３ｍｍ以下になる温度、好ましくは反り値が１．５ｍｍ以下になる温度に第１の基板１０を加熱できることが分かる。上述したように、反り値はサファイア基板のサイズに応じて線形的に増加すると予想されるので、Ｎインチサファイア基板の場合、反り値が３＊Ｎ／２ｍｍ以下になる温度、好ましくは、反り値が１．５＊Ｎ／２ｍｍ以下になる温度に第１の基板１０を加熱できることが分かる。
【００４６】
図７は、本発明の一実施例に係るレーザリフトオフ装置を説明するための概略図である。
【００４７】
図７を参照して説明すると次のようになる。レーザリフトオフ装置は、レーザビームを発振するためのレーザ発振器１００、レーザビームの方向を変更するためのミラー１１０、レーザビームをフォーカシングするための光学レンズ１２０及びレーザビームの照射対象である作業対象物、即ちウエハ３００を支持するためのステージ２００を有する。一方、レーザリフトオフ装置は、レーザビームの経路を真空状態に維持するために、レーザビームの経路を内部に備えるハウジング４００を有することができる。
【００４８】
レーザ発振器１００は、ＫｒＦまたはＡｒＦエキシマレーザであってもよい。レーザ発振器１００で放出されたビームは、ミラー１１０で反射されて方向が変更される。このミラー１１０がレーザビームの方向を変更するために複数設けられる。一方、光学レンズ１２０は、ステージ２００の上部に位置し、ウエハ３００に入射されるレーザビームをフォーカシングする。
【００４９】
ステージ２００は、移動手段（図示せず）によりｘ方向及び／又はｙ方向に移動し、従ってその上に置かれたウエハ３００を移動する。ウエハ３００は、第１の基板１０、第１の基板上に形成されたエピ層２６及びエピ層２６にボンディングされた第２の基板３０を含む。レーザビームは、第１の基板１０を通して照射され、主に第１の基板１０とエピ層２６との間の界面で吸収される。レーザビームは、スポットビームの形態で照射してもよく、ウエハ３００の移動によりレーザビームがウエハ３００をスキャンすることができる。
【００５０】
また、ステージ２００は加熱手段を有し、その加熱手段により、レーザビームの照射の前及びレーザビームの照射の間、ウエハ３００を加熱できる。
【００５１】
図８は、本発明の一実施例における加熱手段として抵抗ヒータを有するステージを説明するための断面図である。
【００５２】
図８を参照して説明すると次のようになる。ステージ２００は、メインステージ２０１、抵抗ヒータ２０５、絶縁体２０３、ヒータ固定板２０７、固定ピン２０９を備えることができる。メインステージ２０１は、抵抗ヒータ２０５及びウエハ３００を支持し、移動手段によりｘ及び／又はｙ方向にウエハ３００を移動させる。
【００５３】
一方、抵抗ヒータ２０５は、電源から電力の供給を受けて抵抗熱を発生する。抵抗ヒータ２０５で生成された抵抗熱が抵抗ヒータ２０５に接触している作業対象物３００に伝達され、作業対象物３００が加熱される。
【００５４】
絶縁体２０３は、メインステージ２０１を抵抗ヒータ２０５から絶縁し、抵抗ヒータ２０５で発生した熱がメインステージ２０１に伝達されるのを遮断して熱効率を上げる。絶縁体２０３は、例えばセラミックまたはプラスチックで製造され、メインステージ２０１に固定される。
【００５５】
一方、ヒータ固定板２０７は、ヒータ２０５上に配置されてメインステージ２０１とヒータ固定板２０７との間に抵抗ヒータ２０５を固定させる。ヒータ固定板２０７は、固定ネジまたは固定ピン２０９によりメインステージ２０１または絶縁体２０３に固定される。ヒータ固定板２０７及び固定ピン２０９も、セラミックまたはプラスチックで製造することができる。
【００５６】
本実施例で、メインステージ２０１上に抵抗ヒータ２０５が配置されるとして説明したが、抵抗ヒータ２０５は、メインステージ２０１内に配置することもできる。
【００５７】
本実施例によると、抵抗ヒータ２０５を用いてウエハ３００を加熱できるので、レーザビームの照射の前及び／又はレーザビームの照射中に作業対象物３００を加熱し、ウエハの反りを緩和できる。
【００５８】
図９は、本発明の一実施例における加熱手段として赤外線ランプまたは熱風器を有するステージを説明するための概略図である。
【００５９】
図９を参照して説明すると次のようになる。メインステージ２０１上に、赤外線ランプまたは熱風器などのヒータ２１５が配置される。赤外線ランプは赤外線を放出してメインステージ２０１上に配置されたウエハ３００を加熱でき、また、熱風器は抵抗熱の強制対流によりウエハ３００を加熱できる。
【００６０】
上述の説明において、いくつかのウエハ加熱手段について説明したが、種々の方式の加熱手段を用いることができ、そのような加熱手段は、熱伝導、対流及び／又は輻射によりウエハを加熱する。
【００６１】
本発明の実施形態によれば、成長した基板を、レーザリフトオフ方法を用いて分離する時に、成長した基板の反りを減少させ、レーザビームのフォーカシングを容易にし、エピ層内にクラックや割れが発生するのを防止できる。また、成長した基板を、レーザリフトオフ装置のヒータを用いて加熱することができる。
【００６２】
以上、本発明について、いくつかの実施例を例に挙げて説明したが、本発明は先に説明した実施例に限定されず、本発明の技術的思想を逸脱せずに当業者により多様に変形及び変更が可能である。このような変形及び変更は、請求の範囲で定義される本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１０：基板、２１：半導体層、２３：活性層、２５：半導体層、２６：エピ層、２７：反射層、２９：拡散防止層、３０：基板、３１：ボンディング金属、３３：電極パッド、３５：電極パッド、１００：レーザ発振器、１１０：ミラー、１２０：光学レンズ、２００：ステージ、２０１：メインステージ、２０３：絶縁体、２０５：抵抗ヒータ、２０７：ヒータ固定板、２０９：固定ピン、２１５：ヒータ、３００：ウエハ、４００：ハウジング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの製造方法及び発光ダイオードの製造に用いられるレーザリフトオフ装置に関し、特にレーザリフトオフ技術を用いて発光ダイオードを製造する方法及びヒータを有するレーザリフトオフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのようなIII族元素の窒化物は、熱的安定性に優れて直接遷移型のエネルギバンド構造を有しており、近年、可視光線及び紫外線領域の発光素子用物質としてかなりの脚光を浴びている。特に、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）を用いた青色及び緑色の発光素子（発光ダイオード）は、大型のフルカラーフラットパネルディスプレイ装置、信号灯、室内照明、高密度光源、高解像度出力システムと光通信など、多様な応用分野に活用されている。
【０００３】
このIII族元素の窒化物半導体層が上に成長する同種の基板を製作するのが難しく、III族元素の窒化物半導体層は、類似の結晶構造を有する異種基板上に金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）または分子線蒸着法（ＭＢＥ）などの工程を通じて成長する。異種基板としては、六方晶系の構造を有するサファイア基板が主に用いられる。しかし、サファイアは絶縁体なので、発光ダイオードの構造が制限される。これにより、最近は、サファイアのような異種基板上に窒化物半導体層のようなエピ層（エピタキシャル層）を成長させた後、異種基板を分離して垂直型構造の発光ダイオードを製造する技術が研究されている。
【０００４】
異種基板を分離する方法としては、レーザリフトオフ方法が主に用いられる。レーザリフトオフ方法は、異種基板、例えばサファイア基板の上にエピ層を成長させ、前記エピ層上に第２の基板をボンディングした後、前記サファイア基板の側からレーザビームを照射し、エピ層から異種基板を分離する技術である。この時、レーザビームをサファイア基板サイズに形成することは、光学的に困難である。従って、最終チップサイズ程度のレーザビームサイズでラインスキャンをする方式が主に用いられている。
【０００５】
ところが、上述の従来の方法によると、サファイア基板と同種の基板またはサファイア基板と熱膨張係数が類似の第２の基板を用いる場合、レーザビームの照射によるサファイア基板の分離が大きな問題なく行われるが、サファイア基板と第２の基板の熱膨張係数が異なる場合、レーザリフトオフ方法でサファイア基板を分離する間にエピ層にクラックや割れが頻繁に発生する。さらに、サファイア基板と第２の基板の熱膨張係数が異なる場合、第２の基板をボンディングした後、サファイア基板に反り（ｂｏｗｉｎｇ）が発生する。この反りにより、サファイア基板の位置によってはレーザビームの焦点が合わなくなり、レーザビームのエネルギーをサファイアとエピ層の界面に正確に与えるのが難しくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、エピ層内にクラックや割れが発生するのを防止できる、発光ダイオードの製造方法について開示を行なう。
【０００７】
本発明の他の実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、成長基板の反りを緩和させてレーザビームの焦点合わせが容易となる、発光ダイオードの製造方法について開示を行なう。
【０００８】
本発明の他の実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、エピ層内にクラックや割れが発生するのを防止できるレーザリフトオフ装置について開示を行なう。
【０００９】
本発明の他の実施形態として、レーザリフトオフ方法を用いて基板を分離する時に、成長基板の反りを緩和させてレーザビームの焦点合わせが容易なレーザリフトオフ装置について開示を行なう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によると、レーザリフトオフ技術を用いた発光ダイオードの製造方法が提供される。この発光ダイオードの製造方法は、第１の基板上に第１の導電型化合物半導体層、活性層及び第２の導電型化合物半導体層を備えるエピ層を成長させ、前記第１の基板の温度が室温より高い第１の温度で、前記エピ層に前記第１の基板の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の基板をボンディングし、前記第１の基板の温度が室温より高く、前記第１の温度以下の第２の温度で、前記第１の基板を通してレーザビームを照射し、前記エピ層から前記第１の基板を分離することを含む。
【００１１】
従来、レーザリフトオフ技術においては、第１の温度で第２の基板をボンディングした後、第１の基板を室温に冷却し、その後、前記第１の基板を通してレーザビームを照射し、第１の基板をエピ層から分離する。この時、前記第１の基板と第２の基板の熱膨張係数差によって第１の基板の反りが発生し、レーザを照射して第１の基板を分離するとき、エピ層にクラックや割れが発生しやすい。
【００１２】
これに対し、本発明の上記態様によると、前記第１の基板の温度が室温より高い温度である前記第２の温度の時、レーザビームが照射される。従って、前記第１の基板の反りが緩和された状態で前記第１の基板をエピ層から分離でき、その結果、エピ層にクラックや割れが発生するのを防止できる。
【００１３】
一方、レーザビームの照射の前に、前記第１の基板が前記第２の温度に加熱される。例えば、前記第２の基板をボンディングした後、前記第１の基板は、一旦室温に冷却される。その後、前記第１の基板が加熱手段により前記第２の温度に加熱される。これに加え、前記レーザビームの照射中に、前記第１の基板が加熱され前記第２の温度に維持される。あるいは、前記第１の温度で前記第２の基板をボンディングした後、前記第１の基板の温度が室温に冷却される前に前記第１の基板を通してレーザビームが照射されてもよい。
【００１４】
前記第１の基板の加熱は、熱伝導、対流または輻射を用いて行われる。例えば、抵抗ヒータ、赤外線ランプ及び／又は熱風器を用いて前記第１の基板が加熱される。これら加熱手段は、レーザリフトオフ装置内に設けられる。
【００１５】
一方、前記第１の基板が２インチサファイア基板の場合、前記第２の温度は、前記第１の基板の反り値が平均３ｍｍ以下になる温度であってもよい。さらに望ましくは、前記第２の温度は、前記第１の基板の反り値が平均１．５ｍｍ以下になる温度である。
【００１６】
前記第２の基板は、特に限定されるわけではないが、例えばボンディング金属の共晶ボンディング（ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）を通じて前記エピ層にボンディングされる。この時、前記ボンディング金属は、ＡｕＳｎであってもよい。この場合、前記第２の温度は、２００℃以上３００℃以下の範囲内の温度であってもよい。
【００１７】
本発明の実施例において、前記エピ層全体の厚さは、１０μｍを超えない。このエピ層全体の厚さは、レーザリフトオフ方法に用いられる前記第１の基板及び第２の基板の厚さの１／１０を超えない相対的に薄い厚さである。従って、前記エピ層と第１の基板との間の熱膨張係数差による基板の反りは、無視できる程度に小さい。
【００１８】
本発明の他の態様によると、ヒータを有するレーザリフトオフ装置が提供される。この装置は、レーザビームを放出するレーザ発振器、作業対象物を支持するステージ及び前記作業対象物を加熱するヒータを備える。
【００１９】
前記作業対象物は、第１の基板、前記第１の基板上に成長したエピ層及び前記エピ層にボンディングされた第２の基板を備える。
【００２０】
本発明の前記態様によると、前記ヒータを用いて前記第１の基板を加熱できる。従って、前記第１の基板の反りが緩和された状態で前記第１の基板を通してレーザビームの照射ができ、その結果、エピ層にクラックや割れが発生するのを防止できる。
【００２１】
一実施例において、前記ヒータは抵抗ヒータであってもよい。また、前記ステージは移動可能なメインステージを備え、前記抵抗ヒータは前記メインステージ上に設けられる。または、前記抵抗ヒータは、前記メインステージ内に設けられることもできる。
【００２２】
また、前記ステージは、前記メインステージと前記抵抗ヒータとの間に配置された絶縁体、前記抵抗ヒータ上に位置するヒータ固定板及び前記ヒータ固定板を固定させるための固定ピンをさらに備えることができる。前記絶縁体、ヒータ固定板及び／又は前記固定ピンは、セラミックまたはプラスチックで製造される。望ましくは、前記絶縁体、ヒータ固定板及び固定ピンは、同一の材質である。
【００２３】
他の実施例において、前記ヒータは、赤外線ランプまたは熱風器であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レーザリフトオフ方法を用いて成長基板を分離するとき、成長基板の反りを緩和してレーザビームの焦点を容易に合せることができ、また、クラックや割れが発生するのを防止できる。また、レーザリフトオフ装置内のヒータを用いて前記成長基板を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
【図６】第２の基板をボンディングした後の加熱温度に対する第１の基板の反りの値を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施例に係るレーザリフトオフ装置を説明するための概略図である。
【図８】本発明の一実施例に係る抵抗ヒータを有するステージを説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施例に係る赤外線ランプまたは熱風器を有するステージを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。以下に説明する実施例は、当業者に本発明の思想を十分に開示できるようにするための例示として提供するものである。従って、本発明は以下に説明する実施例に限定されず、他の形態で具体化することもできる。また、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜上、誇張して表現することもある。また、明細書全体に渡って同様の構成要素には、同一の参照符号を付す。
【００２７】
図１ないし図５は、本発明の一実施例に係るレーザリフトオフ技術を用いて、発光ダイオードを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。
【００２８】
図１を参照して説明する。第１の基板１０上に、第１の導電型化合物半導体層２１、活性層２３及び第２の導電型化合物半導体層２５を備えるエピ層２６が形成される。第１の基板１０は、エピ層２６を成長させることが可能な成長基板であり、例えばサファイア基板であってもよい。
【００２９】
エピ層２６は、窒化ガリウム系列の化合物半導体層であってもよく、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）または分子線蒸着（ＭＢＥ）の技術を用いて第１の基板１０上に成長させることができる。図示はしていないが、エピ層２６は、第１の基板１０とその上に成長するエピ層２６の格子不整合を緩和するためのバッファ層を備えてもよい。また、活性層２３は、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造であってもよい。ここで、第１の導電型化合物半導体層２１及び第２の導電型化合物半導体層２５は、それぞれｎ型半導体及びｐ型半導体、またはｐ型半導体及びｎ型半導体であってもよい。
【００３０】
エピ層２６は、その全体の厚さが１０μｍを超えない厚さに形成される。エピ層２６の全体の厚さは、成長基板として用いられる第１の基板１０の厚さに比べて小さい。例えば、第１の基板１０は、普通１００μｍ以上の厚さを有するので、エピ層２６の厚さは、第１の基板１０の厚さの１／１０を超えない。エピ層２６全体の厚さを１０μｍ以下とすることによって、エピ層２６により第１の基板１０に印加されるストレスが相対的に減少される。
【００３１】
エピ層２６は、真空チャンバ内で成長させる。エピ層の成長が完了した後、次の工程のために、エピ層２６がその上に成長した第１の基板１０が上記のチャンバから取り出される。
【００３２】
次に図２を参照して説明する。エピ層２６の最上層、例えば第２の導電型化合物半導体層２５上に第２の基板３０がボンディングされる。第２の基板３０は、熱伝導、電気伝導など、その用途に応じて多様に選択することができる。例えばシリコン基板または金属基板であってもよい。特に、垂直型発光ダイオードを製造する場合、第２の基板３０は、導電性基板である。第２の基板３０は、一般に第１の基板１０と異なる熱膨張係数を有する。
【００３３】
一方、第２の基板３０は、ボンディング金属３１の共晶ボンディングを用いてエピ層２６にボンディングすることができる。ボンディング金属３１はＡｕＳｎであってもよく、ＡｕＳｎは約３３０℃の融点を有する。ＡｕＳｎより高い融点のボンディング金属も用いることができる。ボンディング金属３１がエピ層２６の一方の側及びその側に対向する第２の基板３０の側にそれぞれ形成された後、室温（人間が活動できる温度）より高い第１の温度、例えば約３００℃の温度に加熱されることによって共晶ボンディングされ、その結果、第２の基板３０がエピ層２６にボンディングされる。
【００３４】
ボンディング金属３１を形成する前に、エピ層２６上に、反射層２７及び拡散防止層２９を形成してもよい。反射層２７は、活性層２３で生成され第２の基板３０へ向かう光を反射させて光出力を向上させる。反射層２７はまた、第２の導電型化合物半導体層２５とオーミックコンタクトさせることができ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕまたはこれらの合金として形成することができる。一方、拡散防止層２９は、ボンディング金属３１が反射層２７に拡散することによって発生する反射層２７の反射率の低下を防止する。
【００３５】
次に図３を参照して説明する。第２の基板３０のボンディング後、第１の基板１０及び第２の基板３０を、まず、室温に冷却してもよい。その後、第１の基板１０を分離するために、第１の基板１０がレーザリフトオフ装置内に配置される。
【００３６】
レーザ照射の前に、第１の基板１０は、室温以上の温度に加熱される。この時、第１の基板１０の温度（以下、「第２の温度」という）は、ボンディング金属の融点を考慮し、ボンディング金属の共晶温度である第１の温度を超えないことが望ましい。第１の温度を超えると、ボンディング金属の過度な熱膨張によりエピ層２６が破壊されることがある。従って、ボンディング金属３１が例えばＡｕＳｎの場合、第１の基板１０は３００℃以下の温度、好ましくは２００〜３００℃の範囲内の温度に加熱するのが望ましい。
【００３７】
第１の基板１０は、加熱手段、即ちヒータを有し特殊製作されたレーザリフトオフ装置内で加熱することができる。特殊製作されたレーザリフトオフ装置については後述する。あるいは、第１の基板１０は、レーザリフトオフ装置外部で加熱された後、室温に冷却する前にレーザリフトオフ装置内部に移送してもよい。
【００３８】
次に図４を参照して説明する。続いて第１の基板１０を通してレーザビームを照射し、エピ層２６を第１の基板１０から分離する。この時、第１の基板１０の温度は、室温より高く第１の温度を超えない温度範囲内にある。従って、第１の基板１０と第２の基板３０との間の熱膨張係数差により発生し、第１の基板１０または第２の基板３０に印加されるストレスが減少する。従って、第１の基板１０の反りが緩和されてレーザビームの焦点を合せるのが容易となり、また、第１の基板１０が部分的に分離する間に、エピ層２６にクラックや割れが発生するのが防止できる。
【００３９】
図５を参照すると、第１の基板１０が分離された後、露出された第１の導電型化合物半導体層２１上に電極パッド３３が形成され、第２の基板３０に電極パッド３５が形成される。続いて、第２の基板３０とともにエピ層２６を個別発光ダイオードに分離することによって垂直型構造の発光ダイオードが製造される。
【００４０】
本実施例において、レーザビーム照射の前に、第１の基板１０が加熱されるものとして説明したが、第２の基板３０をエピ層２６にボンディングした後、第１の基板１０を冷却しながら第１の基板１０をレーザリフトオフ装置に装着してレーザを照射し、第１の基板１０を分離することもできる。
【００４１】
本実施例において、第２の基板３０がボンディング金属３１を用いてエピ層２６にボンディングされるものとして説明したが、第２の基板３０のエピ層２６へのボンディングはこれに限定されず、他の多様な技術も用いられる。
【００４２】
図６は、第２の基板３０をエピ層２６へボンディングした後の加熱温度による反りの値を示すグラフである。ここで、第１の基板１０は２インチサファイア基板であり、第２の基板３０はシリコン基板であり、第２の基板３０はＡｕＳｎの共晶ボンディングを用いて３００℃でエピ層２６にボンディングされたものである。反りの値は、第２の基板３０が平らな面に接するようにウエハを置き、平らな面からの第２の基板３０のそれぞれの縁の高さを測定して得た平均値である。
【００４３】
図６を参照すると、第２の基板３０をエピ層２６へボンディングした後、室温で約３．２ｍｍの反りが発生する。このウエハを加熱すると反りが減少し、２００℃で反りが室温に比べて１／２未満に減少する。一方、２５０℃以上では０．５ｍｍ以下の反りとなり、さらに加熱しても反りは大きく減少しないことが分かる。
【００４４】
従って、第２の基板３０をエピ層２６へボンディングした後、第１の基板１０を加熱することによって第１の基板１０の反りを緩和できることが分かる。上記の例は２インチサファイア基板に関して得られたものであるが、反り値はサファイア基板のサイズに応じて線形的に増加すると予想される。
【００４５】
図６の例によると、２インチサファイア基板の場合、反り値が少なくとも３ｍｍ以下になる温度、好ましくは反り値が１．５ｍｍ以下になる温度に第１の基板１０を加熱できることが分かる。上述したように、反り値はサファイア基板のサイズに応じて線形的に増加すると予想されるので、Ｎインチサファイア基板の場合、反り値が３＊Ｎ／２ｍｍ以下になる温度、好ましくは、反り値が１．５＊Ｎ／２ｍｍ以下になる温度に第１の基板１０を加熱できることが分かる。
【００４６】
図７は、本発明の一実施例に係るレーザリフトオフ装置を説明するための概略図である。
【００４７】
図７を参照して説明すると次のようになる。レーザリフトオフ装置は、レーザビームを発振するためのレーザ発振器１００、レーザビームの方向を変更するためのミラー１１０、レーザビームをフォーカシングするための光学レンズ１２０及びレーザビームの照射対象である作業対象物、即ちウエハ３００を支持するためのステージ２００を有する。一方、レーザリフトオフ装置は、レーザビームの経路を真空状態に維持するために、レーザビームの経路を内部に備えるハウジング４００を有することができる。
【００４８】
レーザ発振器１００は、ＫｒＦまたはＡｒＦエキシマレーザであってもよい。レーザ発振器１００で放出されたビームは、ミラー１１０で反射されて方向が変更される。このミラー１１０がレーザビームの方向を変更するために複数設けられる。一方、光学レンズ１２０は、ステージ２００の上部に位置し、ウエハ３００に入射されるレーザビームをフォーカシングする。
【００４９】
ステージ２００は、移動手段（図示せず）によりｘ方向及び／又はｙ方向に移動し、従ってその上に置かれたウエハ３００を移動する。ウエハ３００は、第１の基板１０、第１の基板上に形成されたエピ層２６及びエピ層２６にボンディングされた第２の基板３０を含む。レーザビームは、第１の基板１０を通して照射され、主に第１の基板１０とエピ層２６との間の界面で吸収される。レーザビームは、スポットビームの形態で照射してもよく、ウエハ３００の移動によりレーザビームがウエハ３００をスキャンすることができる。
【００５０】
また、ステージ２００は加熱手段を有し、その加熱手段により、レーザビームの照射の前及びレーザビームの照射の間、ウエハ３００を加熱できる。
【００５１】
図８は、本発明の一実施例における加熱手段として抵抗ヒータを有するステージを説明するための断面図である。
【００５２】
図８を参照して説明すると次のようになる。ステージ２００は、メインステージ２０１、抵抗ヒータ２０５、絶縁体２０３、ヒータ固定板２０７、固定ピン２０９を備えることができる。メインステージ２０１は、抵抗ヒータ２０５及びウエハ３００を支持し、移動手段によりｘ及び／又はｙ方向にウエハ３００を移動させる。
【００５３】
一方、抵抗ヒータ２０５は、電源から電力の供給を受けて抵抗熱を発生する。抵抗ヒータ２０５で生成された抵抗熱が抵抗ヒータ２０５に接触している作業対象物３００に伝達され、作業対象物３００が加熱される。
【００５４】
絶縁体２０３は、メインステージ２０１を抵抗ヒータ２０５から絶縁し、抵抗ヒータ２０５で発生した熱がメインステージ２０１に伝達されるのを遮断して熱効率を上げる。絶縁体２０３は、例えばセラミックまたはプラスチックで製造され、メインステージ２０１に固定される。
【００５５】
一方、ヒータ固定板２０７は、ヒータ２０５上に配置されてメインステージ２０１とヒータ固定板２０７との間に抵抗ヒータ２０５を固定させる。ヒータ固定板２０７は、固定ネジまたは固定ピン２０９によりメインステージ２０１または絶縁体２０３に固定される。ヒータ固定板２０７及び固定ピン２０９も、セラミックまたはプラスチックで製造することができる。
【００５６】
本実施例で、メインステージ２０１上に抵抗ヒータ２０５が配置されるとして説明したが、抵抗ヒータ２０５は、メインステージ２０１内に配置することもできる。
【００５７】
本実施例によると、抵抗ヒータ２０５を用いてウエハ３００を加熱できるので、レーザビームの照射の前及び／又はレーザビームの照射中に作業対象物３００を加熱し、ウエハの反りを緩和できる。
【００５８】
図９は、本発明の一実施例における加熱手段として赤外線ランプまたは熱風器を有するステージを説明するための概略図である。
【００５９】
図９を参照して説明すると次のようになる。メインステージ２０１上に、赤外線ランプまたは熱風器などのヒータ２１５が配置される。赤外線ランプは赤外線を放出してメインステージ２０１上に配置されたウエハ３００を加熱でき、また、熱風器は抵抗熱の強制対流によりウエハ３００を加熱できる。
【００６０】
上述の説明において、いくつかのウエハ加熱手段について説明したが、種々の方式の加熱手段を用いることができ、そのような加熱手段は、熱伝導、対流及び／又は輻射によりウエハを加熱する。
【００６１】
本発明の実施形態によれば、成長した基板を、レーザリフトオフ方法を用いて分離する時に、成長した基板の反りを減少させ、レーザビームのフォーカシングを容易にし、エピ層内にクラックや割れが発生するのを防止できる。また、成長した基板を、レーザリフトオフ装置のヒータを用いて加熱することができる。
【００６２】
以上、本発明について、いくつかの実施例を例に挙げて説明したが、本発明は先に説明した実施例に限定されず、本発明の技術的思想を逸脱せずに当業者により多様に変形及び変更が可能である。このような変形及び変更は、請求の範囲で定義される本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１０：基板、２１：半導体層、２３：活性層、２５：半導体層、２６：エピ層、２７：反射層、２９：拡散防止層、３０：基板、３１：ボンディング金属、３３：電極パッド、３５：電極パッド、１００：レーザ発振器、１１０：ミラー、１２０：光学レンズ、２００：ステージ、２０１：メインステージ、２０３：絶縁体、２０５：抵抗ヒータ、２０７：ヒータ固定板、２０９：固定ピン、２１５：ヒータ、３００：ウエハ、４００：ハウジング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に第１の導電型化合物半導体層、活性層及び第２の導電型化合物半導体層を備えるエピ層を成長させ、
前記第１の基板の温度が室温より高い第１の温度で、前記エピ層に前記第１の基板の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の基板をボンディングし、
前記第１の基板の温度が室温より高く前記第１の温度以下の第２の温度で、前記第１の基板を通してレーザビームを照射し、前記エピ層から前記第１の基板を分離することを含む発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記レーザビームを照射する前に、前記第１の基板を前記第２の温度に加熱することをさらに含む請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記レーザビームの照射中に、前記第１の基板を加熱し、前記第２の温度に維持する請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記第１の基板の加熱は、レーザリフトオフ装置内の加熱手段を用いて行われる請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
前記第２の温度は、前記第１の基板が２インチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均３ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記第２の温度は、前記第１の基板が２インチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均１．５ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記第２の温度は、前記第１の基板がＮインチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均（１．５＊Ｎ）ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項８】
前記第２の温度は、前記第１の基板がＮインチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均（０．７５＊Ｎ）ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項９】
前記第２の基板を、ボンディング金属の共晶ボンディングにより前記エピ層にボンディングする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１０】
前記ボンディング金属は、ＡｕＳｎである請求項９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の温度は、２００℃以上３００℃以下の範囲内である請求項１０に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１２】
前記レーザビームの照射は、前記エピ層に前記第２の基板をボンディングした後、前記第１の基板が冷却される間に行われる請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１３】
前記エピ層全体の厚さは、１０μｍを超えない請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１４】
レーザビームを放出するレーザ発振器と、
作業対象物を支持するステージと、
前記作業対象物を加熱するヒータと、
を備えるレーザリフトオフ装置。
【請求項１５】
前記作業対象物は、第１の基板、前記第１の基板上に成長したエピ層及び前記エピ層にボンディングされた第２の基板を備える請求項１４に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１６】
前記ヒータは、抵抗ヒータである請求項１５に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１７】
前記ステージは、移動可能なメインステージを備え、
前記抵抗ヒータは、前記メインステージ上に設けられた請求項１６に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１８】
前記ステージは、
前記メインステージと前記抵抗ヒータとの間に配置された絶縁体と、
前記抵抗ヒータ上に位置するヒータ固定板と、
前記ヒータ固定板を固定させるための固定ピンをさらに備える請求項１７に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１９】
前記絶縁体、前記ヒータ固定板及び前記固定ピンは、同一材質のセラミックまたはプラスチックである請求項１８に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項２０】
前記ヒータは、赤外線ランプまたは熱風器である請求項１５に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１】
第１の基板上に第１の導電型化合物半導体層、活性層及び第２の導電型化合物半導体層を備えるエピ層を成長させ、
前記第１の基板の温度が室温より高い第１の温度で、前記エピ層に前記第１の基板の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の基板をボンディングし、
前記第１の基板の温度が室温より高く前記第１の温度以下の第２の温度で、前記第１の基板を通してレーザビームを照射し、前記エピ層から前記第１の基板を分離することを含む発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記レーザビームを照射する前に、前記第１の基板を前記第２の温度に加熱することをさらに含む請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記レーザビームの照射中に、前記第１の基板を加熱し、前記第２の温度に維持する請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記第１の基板の加熱は、レーザリフトオフ装置内の加熱手段を用いて行われる請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
前記第２の温度は、前記第１の基板が２インチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均３ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記第２の温度は、前記第１の基板が２インチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均１．５ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記第２の温度は、前記第１の基板がＮインチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均（１．５＊Ｎ）ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項８】
前記第２の温度は、前記第１の基板がＮインチサファイア基板であるとき、前記第１の基板の反り値が平均（０．７５＊Ｎ）ｍｍ以下になる温度である請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項９】
前記第２の基板を、ボンディング金属の共晶ボンディングにより前記エピ層にボンディングする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１０】
前記ボンディング金属は、ＡｕＳｎである請求項９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の温度は、２００℃以上３００℃以下の範囲内である請求項１０に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１２】
前記レーザビームの照射は、前記エピ層に前記第２の基板をボンディングした後、前記第１の基板が冷却される間に行われる請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１３】
前記エピ層全体の厚さは、１０μｍを超えない請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１４】
レーザビームを放出するレーザ発振器と、
作業対象物を支持するステージと、
前記作業対象物を加熱するヒータと、
を備えるレーザリフトオフ装置。
【請求項１５】
前記作業対象物は、第１の基板、前記第１の基板上に成長したエピ層及び前記エピ層にボンディングされた第２の基板を備える請求項１４に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１６】
前記ヒータは、抵抗ヒータである請求項１５に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１７】
前記ステージは、移動可能なメインステージを備え、
前記抵抗ヒータは、前記メインステージ上に設けられた請求項１６に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１８】
前記ステージは、
前記メインステージと前記抵抗ヒータとの間に配置された絶縁体と、
前記抵抗ヒータ上に位置するヒータ固定板と、
前記ヒータ固定板を固定させるための固定ピンをさらに備える請求項１７に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項１９】
前記絶縁体、前記ヒータ固定板及び前記固定ピンは、同一材質のセラミックまたはプラスチックである請求項１８に記載のレーザリフトオフ装置。
【請求項２０】
前記ヒータは、赤外線ランプまたは熱風器である請求項１５に記載のレーザリフトオフ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−４９５１８（Ｐ２０１１−４９５１８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５５４２（Ｐ２０１０−５５４２）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（５０６０２９００４）ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（５０６０２９００４）ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド (101)
【Ｆターム（参考）】
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