(57)【要約】金属基板上に縦型ＬＥＤアレイを製造するためのシステム及び方法が開示される。本システムと方法は、欠陥に対して前記ＬＥＤアレイを評価する工程と、１つ以上の欠陥があるＬＥＤを破壊し、ウェハレベルのパッケージに適した、良質のＬＥＤだけを含むＬＥＤアレイを形成する工程と、を含む。
2008527719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の良質なＬＥＤアレイの製造方法であって、
金属基板の上にＬＥＤを形成する工程と、
予め設定された基準と比べて光学的かつ電気的に機能不全である欠陥に対して前記ＬＥＤを評価する工程と、
１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去し、前記金属基板の上に良質のＬＥＤを残す工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記除去する工程は、レーザを用いて前記ＬＥＣの温度をその蒸発温度よりも高く上昇させて、欠陥があるＬＥＤ構造を蒸発させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程は、欠陥のあるＬＥＣの切り目に沿ってレーザービームを適用し、前記金属基板を切断する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記評価する工程は、満足のいく欠陥のないＬＥＤアレイを特定するために前記複数のＬＥＣの各々のテストに基づいて、光学的かつ電気的な機能を実行する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
ウエハレベルで欠陥のないＬＥＤのアレイをパッケージングする工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
多層エピタキシャル構造は、
ＧａＮ及びＡｌＧａＮのうちの１つから形成されたｎ型の層と、
ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ層を含む１つ以上の量子井戸と、
ＧａＮ及びＡｌＧａＮのうちの１つから形成されたｐ型の層と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
前記多層エピタキシャル構造の上方の１つ以上の前記金属層は、インジウムスズ酸化物(ＩＴＯ)、銀、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、高融点金属若しくは金属合金のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
既知の良質なＬＥＤアレイを製造する方法であって、
金属基板の上にＬＥＤのアレイを形成する工程と、
予め設定された基準と比べて光学的かつ電気的に機能不全である欠陥に対して前記ＬＥＤのアレイを評価する工程と、
前記金属基板から１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項９】
前記除去する工程は、レーザを用いて前記ＬＥＣの温度をその蒸発温度よりも高く上昇させて、欠陥があるＬＥＤ構造を蒸発させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程は、欠陥のあるＬＥＣの切り目に沿ってレーザービームを適用し、前記金属基板を切断する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記評価する工程は、満足のいく欠陥のないＬＥＤアレイを特定するために前記複数のＬＥＣの各々のテストに基づいて、光学的かつ電気的な機能を実行する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１２】
ウエハレベルで欠陥のないＬＥＤアレイをパッケージングする工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１３】
多層エピタキシャル構造は、
ＧａＮ及びＡｌＧａＮのうちの１つから形成されたｎ型の層と、
ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ層を含む１つ以上の量子井戸と、
ＧａＮ及びＡｌＧａＮのうちの１つから形成されたｐ型の層と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記多層エピタキシャル構造の上方の１つ以上の前記金属層は、インジウムスズ酸化物(ＩＴＯ)、銀、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、高融点金属若しくは金属合金のうちの１つを含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１５】
金属基板上の縦型ＬＥＤアレイの製造方法であって、
キャリア基板を提供する工程と、
前記キャリア基板の上方にｎ型ＧａＮ部を成膜する工程と、
前記ｎ型ＧａＮ部の上方に活性層を成膜する工程と、
前記活性層の上方にｐ型ＧａＮ部を成膜する工程と、
１つ以上の金属層を成膜する工程と、
マスク層を適用する工程と、
前記金属、ｐ型ＧａＮ層、活性層及びｎ型ＧａＮ層をエッチングする工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
パッシベーション層を成膜する工程と、
前記ｐ型ＧａＮの上部の前記パッシベーション層の一部を除去して前記金属を露出させる工程と、
１つ以上の金属層を成膜する工程と、
金属基板を成膜する工程と、
前記キャリア基板を除去して前記ｎ型ＧａＮの表面を露出させる工程と、
マッピングを用いて欠陥に対する各ＬＥＤの位置を評価する工程と、
欠陥がある１つ以上のＬＥＤを除去する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項１６】
前記除去する工程は、レーザを用いて前記ＬＥＣの温度をその蒸発温度よりも高く上昇させて、欠陥があるＬＥＤ構造を蒸発させる工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程は、欠陥のあるＬＥＣの切り目に沿ってレーザービームを適用し、前記金属基板を切断する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程は、欠陥のあるＬＥＣの切り目に沿ってソーブレードを用いて、前記金属基板を切断する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１９】
金属基板は、銅、ニッケル、銀、白金、アルミニウム、Ｍｏ及びタングステンのうちの１つを用いることを含むことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記金属基板は、電解メッキ及び無電解メッキのうちの１つを用いて銅を成膜することを含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項２１】
金属基板上の縦型ＬＥＤアレイの製造方法であって、
キャリア基板を提供する工程と、
前記キャリア基板の上方にｎ型ＧａＮ部を成膜する工程と、
前記ｎ型ＧａＮ部の上方に活性層を成膜する工程と、
前記活性層の上にｐ型ＧａＮ部を成膜する工程と、
１つ以上の金属層を成膜する工程と、
マスク層を適用する工程と、
前記金属、ｐ型ＧａＮ層、活性層及びｎ型ＧａＮ層をエッチングする工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
パッシベーション層を成膜する工程と、
前記ｐ型ＧａＮの上部の前記パッシベーション層の一部を除去して前記金属を露出させる工程と、
１つ以上の金属層を成膜する工程と、
金属基板を成膜する工程と、
前記キャリア基板を除去して前記ｎ型ＧａＮの表面を露出させる工程と、
前記ｎ型ＧａＮの表面の上部に金属電極を形成する工程と、
マッピングを用いて欠陥に対する各ＬＥＤの位置を評価する工程と、
欠陥がある１つ以上のＬＥＤを除去する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２２】
前記除去する工程は、レーザを用いて前記ＬＥＣの温度をその蒸発温度よりも高く上昇させて、欠陥があるＬＥＤ構造を蒸発させる工程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程は、欠陥のあるＬＥＣの切り目に沿ってレーザービームを適用し、前記金属基板を切断する工程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記１つ以上の欠陥があるＬＥＤを除去する工程は、欠陥のあるＬＥＣの切り目に沿ってソーブレードを用いて、前記金属基板を切断する工程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２５】
金属基板は、銅、ニッケル、銀、白金、アルミニウム、Ｍｏ及びタングステンのうちの１つを用いることを含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記金属基板は、電解メッキ及び無電解メッキのうちの１つを用いて銅を成膜することを含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記ＬＥＤアレイは、２つ以上の既知の良質のＬＥＤを含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２８】
前記既知の良質のＬＥＤは、結合ワイヤーを介して互いに電気的に結合されていることを特徴とする請求項２７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程に関し、特に、発光ダイオード(ＬＥＤ)アレイを製造するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業の中で最も速く成長しているものの１つは、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）の製造である。マルチチップモジュールは、ＰＣチップセットを形成するコンピュータ及びモデムや携帯電話などの通信アイテムで盛んに使用されてきている。さらに、腕時計や計算機などの家庭用電化製品は、通常、マルチチップモジュールを含む。
【０００３】
マルチチップモジュールを用いると、パッケージされていない又はＬＥＤ（すなわち、チップ）は、接着剤を用いて基板（例えば、プリント基板）に固定される。次いで、電気的な接続が、各ＬＥＤ上の結合パッド及び基板上の電気導線に直接なされる。
【０００４】
組み立てられたパッケージのコストを最小限にし、品質を最大限にするために、動作すると思われるＬＥＤだけが互いに組み立てられることを補償する工程が通常行われる。従って、ＬＥＤ取り付け処理の前に、ＬＥＤ及びキャリア基板は、光学的かつ電気的な欠陥、汚染及び他の不良がないかどうかが通常テストされる。アレイ内の欠陥があると思われるＬＥＤは、既知の良質の部品と区別するように印が付けられる。従って、パッケージされていないＬＥＤを用いると、半導体メーカーは、既知の良質のＬＥＤ(ＫＧＤ)として、テストされ、保証されたＬＥＤアレイを供給しなければならない。
【０００５】
また、発光ダイオード(ＬＥＤｓ)は、我々の日常生活でますます重要な役割を果たしている。これまで、発光ダイオードは、通信等の多くのアプリケーションや、携帯電話及び他の電子装置等の他の分野で使われている。近年、オプトエレクトロニクス用の窒化物をベースにした半導体材料（例えば、窒化ガリウム又はＧａＮを含む）の需要が、ビデオディスプレイ、光学記憶装置、照明、医療機器等のアプリケーションに対して急激に増加している。従来の青色発光ダイオード(ＬＥＤ)は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮ等の窒化物の半導体材料を用いて形成される。上述のタイプの発光デバイスの半導体層の多くは、電気的に非導電性のサファイア基板上にエピタキシャルに形成される。サファイア基板は、電気的な絶縁体であるため、サファイア基板上に直接電極を形成し、ＬＥＤを通して電流を駆動することはできない。むしろ、電極は、ＬＥＤデバイスの製造を完成するために、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とをそれぞれ直接接続する。しかしながら、電極のそのような構成、及びサファイア基板の電気的に非導電性であるという性質は、デバイス動作に対する大きな制限を表している。例えば、ｐ型電極からｎ型電極に電流を広げるためには、ｐ型層の上に半透明のコンタクトが形成される必要がある。この半透明のコンタクトは、内部の反射と吸収によって、デバイスから放出される光強度を低減する。さらに、ｐ型電極及びｎ型電極は、光を遮り、デバイスから光が放出される領域を低減する。さらに、サファイア基板は、断熱材（又は、熱絶縁体）であり、デバイス動作の間に発生する熱は有効に低減されることがなく、その結果、デバイスの信頼性を制限していた。
【０００６】
図１は、このような従来のＬＥＤの１つを示す図である。図１に示されるように、基板は１として表される。基板１は、通常は、サファイアでありうる。基板１の上方には、基板１とＧａＮとの間の格子不整合を低減するために、緩衝層２が形成されている。緩衝層２は、基板１の上にエピタキシャル成長されることができ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ又はＡｌＩｎＧａＮであってもよい。次に、ｎ型ＧａＮベースの層３、多重量子井戸(ＭＱＷ)層４及びｐ型ＧａＮ層５が、順次形成される。エッチング法は、ｎ型ＧａＮベースの層３の上に露光領域６を形成するために用いられる。電気伝導性の半透明コーティングは、ｐ型ＧａＮ層５の上方に設けられる。最後に、ｎ型電極９及びｐ型電極８が、選択された電極領域の上に形成される。ｎ型電極９は、電子及び正孔をＭＱＷ活性層４にそれぞれ注入するために、ｐ型電極と同じデバイスの側面上に必要とされる。層４内の正孔及び電子の発光再結合によって、光が放出される。しかしながら、この従来のＬＥＤ構造の限界は、(１)ｐ型層５の上の半透明コンタクトは、良くても約７０％が透明であり、層４から放出される光を妨げうる；(２)電流がｎ型電極からｐ型電極まで広がり、電極の位置によって一定ではない；(３)サファイアが熱的及び電気的な絶縁体であるため、デバイス動作の間に熱が蓄積される。
【０００７】
利用可能な照明領域を増加させるために、縦型ＬＥＤ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ＬＥＤｓ）が開発されている。図２に示すように、典型的な縦型ＬＥＤは、基板１０（典型的には、シリコン、ＧａＡｓ又はＧｅ）を有する。基板１０の上方には、遷移金属の多重層１２、ｐ型ＧａＮ層１４、ＭＱＷ層１６及びｎ型ＧａＮ層１８がその後に形成される。次いで、ｎ型電極２０及びｐ型電極２２が、電極として選択される領域の上に形成される。
【０００８】
米国特許出願公開第２００４／０１３５１５８号は、(ａ)サファイア基板の上に緩衝層を形成する工程と；(ｂ)前記緩衝層の上に複数のマスクを形成する工程であって、前記基板、前記緩衝層及び前記複数のマスクが共に基板ユニットを形成する工程と；(ｃ)前記複数のマスクの上に多層エピタキシャル構造を形成する工程であって、前記多層エピタキシャル構造が活性層を含み、前記多層エピタキシャル構造を取り出す工程と、(ｄ)取り出した後に前記多層エピタキシャル構造の下面と結合する残りのマスクを除去する工程と、(ｅ)前記多層エピタキシャル構造の下面の上方に金属反射部をコーティングする工程と、(ｆ)前記金属反射部に導電性基板を接合する工程と、(ｇ)前記多層構造の上面の上方にｐ型電極を、前記導電性基板の下面の上方にｎ型電極を配置する工程と、によって縦型ＬＥＤ構造を実現する１つの方法を示している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１３５１５８号
【発明の開示】
【０００９】
第１の側面では、金属基板の上にＬＥＤのアレイを形成する工程と、欠陥に対して前記ＬＥＤのアレイを評価する工程と、１つ以上の欠陥があるＬＥＤを破壊して除去し、良質のＬＥＤだけを含むアレイを形成する工程と、を含む縦型ＬＥＤを製造するためのシステムと方法が開示されている。これらの良質のＬＥＤだけを有するアレイは、その後、マルチチップパワーＬＥＤデバイス（ｍｕｌｔｉ  ｃｈｉｐｐｏｗｅｒ  ＬＥＤ  ｄｅｖｉｃｅ）に役立つウエハレベルでパッケージングされることを含む。
【００１０】
上記の側面の実施は、以下の１つ以上を含みうる。前記破壊は、欠陥があるＬＥＤを蒸発させること、又は、その代わりに欠陥があるＬＥＤにレーザービームを適用すること、或いは、それらを除去するために金属基板を切断するレーザ切断（ｌａｓｅｒ  ｃｕｔｔｉｎｇ）を使用することを含む。満足のいく欠陥のないＬＥＤアレイを特定するために、前記複数のＬＥＣの各々のテストに対して、電気的な機能が実行されうる。欠陥のないＬＥＤは、その後、ウエハレベルのパッケージングを含むパッケージングをする準備が整ったアレイの形で供給される。
【００１１】
上記のシステムの利点は、以下の１つ以上を含みうる。上記のシステムは、金属基板上の製造及びテスト又はパッケージングされていない縦型ＬＥＤに適した製造工程を提供することである。特に、本発明のＬＥＤの製造方法及び検査方法は、全ての種類のＬＥＤ、特に、本発明に係る金属基板上の縦型ＬＥＤで行われるバーンイン及び検査に適している。最終的な部品を製造する前にテストを行うことができるため非常に経済的であり、従来の方法と比べて本発明は非常に信頼性が高い。ＬＥＤの標準的な製造テストを優れたものにするだけでなく、本システムは、良質のＬＥＤアレイに対する大きな発展となりうる。このような進歩は、パッケージング、アセンブリ、スクリーニングを改善し、アセンブリ生産性の向上や大幅なコスト削減を行うことができる。さらに、製品全体の故障率が潜在的に減少し、これによってシステムとライフサイクルコストが改善され、プログラム遅延が最小化され、部品故障によるコストが低減される。
【００１２】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態、側面、利点及び特徴の一部は、以下に説明され、他の部分は、本発明の以下の記載及び参照した図面を参照するか、又は、本発明の実施によって当業者に明らかであろう。本発明の側面、利点及び特徴は、添付の特許請求の範囲に特に示された手段、手順及び組み合わせによって、理解され、実現される。
【００１３】
他の特徴、技術的な思想、本発明の目的をよく理解するために、添付の図面と以下の実施の形態の記載を明確に読み取ることができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
説明
詳細な説明を読む際に、添付の図面が同時に参照され、詳細な説明の一部として考慮されうる。図３〜図８を参照して、縦型ＬＥＤの製造方法が示されている。本説明では、本発明のデバイス構造に付された参照符号が、本発明の製造方法の工程の説明中にも使用される。
【００１５】
以下に記載されたプロセスは、ＩｎＧａＮ  ＬＥＤが最初にサファイア上に成長する一実施形態に対するものである。電解メッキ又は無電解メッキは、その後、結果として生じるＬＥＤデバイスの電気伝導及び熱伝導のための厚いコンタクトを成膜するために用いられる。電解メッキ又は無電解メッキは、ウェハボンディングの代わりに使用される。このプロセスは、光学的、電気的及び熱的な特性を改善するために、エピタキシャル層を新しいホスト基板に付着させるために用いられる任意のオプトエレクトロニックデバイスに適用されうる。
【００１６】
次に図面を参照すると、図３は、キャリア４０上の例示的なＩｎＧａＮ  ＬＥＤの多層エピタキシャル構造を示す図である。この多層エピタキシャル構造は、一実施形態では、サファイア基板でありうる。サファイア基板４０の上方に形成された多層エピタキシャル構造は、ｎ型ＧａＮベースの層４２、ＭＱＷ活性層４４及びｐ型ＧａＮ層４６を含む。例えば、ｎ型ＧａＮベースの層４２は、約４ミクロンの厚さを有する。
【００１７】
ＭＱＷ活性層４４は、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ(又は、ＡｌＩｎＧａＮ/ＧａＮ)ＭＱＷ活性層であってもよい。電力がｎ型ＧａＮベースの層４２とｐ型ＧａＮ層４６との間を流れると、ＭＱＷ活性層４４が励起され、その結果、光を発する。発生した光は、２５０ｎｍから６００ｎｍの間の波長を持ちうる。ｐ型ＧａＮ層は、ｐ＋ＧａＮ、ｐ＋ＩｎＧａＮ又はｐ＋ＡｌＩｎＧａＮ層などのｐ＋ＧａＮベースの層であってもよく、その厚さは０.０１から０.５ミクロンの間になりうる。
【００１８】
次に、図４に示すように、メサ画定プロセス（ｍｅｓａ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が実行され、ｐ型コンタクト４８がｐ型ＧａＮ層４６の上方に形成される。多層エピタキシャル構造の上方のコンタクト４８は、特に、インジウムスズ酸化物(ＩＴＯ)、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔａ、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｍｏ、Ｗ、高融点金属若しくは金属合金又はこれらの材料の合成物（例えば、Ｎｉ／Ａｕ）であってもよい。また、金属コンタクトとしての直接反射Ａｇ成膜（ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ  Ａｇ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が形成されうる。図４では、個々のＬＥＤデバイスは、以下のメサ画定（ｍｅｓａ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）に続いて形成される。イオン結合プラズマエッチングは、ＧａＮをエッチングして別々のデバイスにするために使用される。レーザ、ソー（ｓａｗ）又はウェットジェットなどの他のメサ画定処理技術を使用してもよい。
【００１９】
次に、図５に示すようにパッシベーション層５０が成膜され、ｐ型ＧａＮ層４６に反射金属５２が接触できるようにパッシベーション層５０の中にエッチングされたウィンドウ内に、特に、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＣｒなどの反射金属５２を形成するために反射金属成膜が行われる。パッシベーション層５０は、非導電性である。反射金属５２は鏡面を形成する。コンタクト層４８及び反射金属５２は、パッシベーション層５０の前後に形成される１つ以上の金属層（例えば、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ）を含む１つの層であってもよい。
【００２０】
図６は、薄い金属層又は多層金属層（特に、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、ＴａＮ／Ａｕ）５３が、構造の上に成膜され、電解メッキ処理／無電解メッキ処理のためのバリア層／シード層として機能することを示す図である。しかしながら、電気メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ）の代わりに、無電解処理、スパッタリング又は磁気スパッタリング処理（ｍａｇｎｅｔｏ-ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が用いられる場合には、成膜工程は不要である。金属基板層６０は、その上に成膜される。
【００２１】
次に、図７を参照すると、電解メッキ又は無電解メッキなどの技術を用いて、多層エピタキシャル構造が、金属メッキ層６０でコーティングされる。無電解メッキを用いると、サファイア基板４０は、サファイア、又は、特にＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔなどの比較的厚い金属の無電解メッキ金属を傷つけることなく、容易に除去可能なポリマー層若しくはコーティングを用いて保護される。
【００２２】
次いで、サファイア基板４０は取り除かれ、図８に示す一実施形態では、レーザーリフトオフ(ＬＬＯ)工程がサファイア基板４０に適用される。レーザーリフトオフを用いたサファイア基板の除去は、Ｃｈｅｕｎｇ等の２００２年６月６日に発光された米国特許第６,０７１,７９５号「Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  Ｆｒｏｍ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  Ｂｙ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、及び、“Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｌｉｆｔｏｆｆ  ｏｆ  ｇｒｏｕｐ  Ｉｌｌ-ｎｉｔｒｉｄｅ  ｆｉｌｍｓ”、Ｋｅｌｌｙ  ｅｔ  ａｌ.、Ｐｈｙｓｉｃａ  ＳｔａｔｕｓＳｏｌｉｄｉ  (ａ)  ｖｏｌ.  １５９、１９９７、ｐｐ.Ｒ３-Ｒ４の文献において知られている。さらに、サファイア(又は、他の絶縁性の及び／又は硬質)基板の上にＧａＮ半導体層を形成する非常に有利な方法が、Ｍｙｕｎｇ  Ｃｈｅｏｌ  Ｙｏｏによって２００２年４月９日に出願された、米国特許出願第１０/１１８,３１７号「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍｅｔａｌ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  ５  Ｆｉｌｍ」、及び、Ｌｅｅ等によって２００２年４月９日に出願された、米国特許出願第１０/１１８,３１６号「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」において教示されている。さらに、ＧａＮ及びサファイア(及び他の材料)のエッチング方法が、Ｙｅｏｍ等によって２００２年４月９日に出願された、米国特許出願第１０/１１８,３１８号「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｔｏ  Ｉｍｐｒｏｖｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  ｏｆ  ＧａＮ−Ｂａｓｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＤＩｏｄｅｓ」において教示されており、参照によりその全体が本願に組み込まれる。図８に示されるように、Ｃｒ／Ｎｉ（Ｃｒ又はＮｉ）などのｎ型電極７０が、ｎ型ＧａＮ層４２の上部にパターニングされ、縦型ＬＥＤが完成する。
【００２３】
この段階では、金属基板上の全てのＬＥＤが、欠陥のために検査され、マッピングされる（ｍａｐｐｅｄ）。ウエハマッピングは、ウェハ上のＬＥＤの全体の機能をテストするために実行される。通常は、各ＬＥＤに対して、波長、明るさ、ある駆動電流での順電圧及びある逆バイアスでのリーク電流がマッピングデータとして記録される。機能しないＬＥＤは、機械的にマークされるか又はソフトウェアでマッピングされる。各々の不良ＬＥＤの位置は、その次の既知の良質のＬＥＤだけのアレイに分離するために、それらを取り除く目的でトレースされうる。
【００２４】
レーザは、機能しないＬＥＤを破壊するために用いられる。図９の例に示されるように、中央のＬＥＤは欠陥があり、レーザは次の動作前に中央のＬＥＤ構造を焼き尽くす。レーザは、例えば、波長が２６６ｎｍ、３５５ｎｍ又は２４８ｎｍのＵＶダイオード励起固体(ＤＰＳＳ)レーザ又はエキシマー・レーザであってもよい。ＧａＮ及び金属基板として使用される任意の金属によって強く吸収される全てのレーザ波長が利用されうる。この吸収は、欠陥があるＬＥＤへのレーザパルスからのエネルギ伝達をもたらし、その温度をＧａＮの蒸発温度よりも高い温度に上昇させる。ウエハレベルで欠陥があるＬＥＤを燃やす場合には、レーザパルスが放射され、ＬＥＤが完全に蒸発するまで放射が繰り返される。
【００２５】
不良のＬＥＤ又は不良のＬＥＤのクラスタを除去する第２の方法は、金属基板からＬＥＤを切り取るレーザービームを使用することである。この場合、レーザービームは、ＬＥＤを縁どる切り目に沿って誘導される。レーザービームは、金属基板が同じ効果を得るために移動する間、静止していてもよい。不良のＬＥＤ又は不良のＬＥＤのクラスタを除去する第３の方法は、ダイヤモンドソーカット（ｄｉａｍｏｎｄ  ｓａｗ  ｃｕｔ）を用いることである。上述の機能を実行することに加えて、システムは、プロセスデータをモニターし、制御し、収集することが可能なコンピュータハードウェア及びソフトウェアを含みうる。このデータ収集機能によって、プロセス監視が可能となり、デバイスのリアルタイム追跡が可能となる。これによって、最終的なパッケージ処理が変動することなく、デバイス性能に特有の高速の内部プロセスフィードバックが生成されうる。
【００２６】
既知の良質なＬＥＤアレイは、２つ以上の既知の良質なＬＥＤを有する。図１１に示すように、例示的な既知の良質のＬＥＤアレイは、４つの既知の良質なＬＥＤ２１０と２つの電極、すなわち、電気的にｎ型ＧａＮ層４２と結合されたｎ型電極７０と、電気的にｐ型ＧａＮ層４６と結合されたｐ型電極を有する。ＫＧＤアレイの既知の良質なＬＥＤのｐ型電極５２は、金属基板層６０によって電気的に接続される。ＫＧＤアレイの既知の良質のＬＥＤのｎ型電極は、パッケージング前に、互いに電気的に絶縁される。パッケージ処理の間、ＫＧＤアレイの既知の良質なＬＥＤのｎ型電極は、結合ワイヤー３００を通して、互いに電気的に結合される。
【００２７】
金属基板上の縦型ＬＥＤと関連して、本発明は、ウエハレベルのパッケージングに対する準備が整った、既知の良質なＬＥＤ(ＫＧＤ)アレイを製造するために使用されうる。
【００２８】
本発明は、例示的に好適な実施の形態という点から説明されたが、本発明はこれのみに限定されない。一方、様々な改良や同様の構成及び手順を包含することを意図しており、従って、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような改良や同様の構成及び手順を含むように、最も広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術としてのＬＥＤを示す図である。
【図２】従来技術としての縦型ＬＥＤを示す図である。
【図３】金属基板上の縦型ＬＥＤを製造する例示的な処理における実施を示す図である。
【図４】金属基板上の縦型ＬＥＤを製造する例示的な処理における実施を示す図である。
【図５】金属基板上の縦型ＬＥＤを製造する例示的な処理における実施を示す図である。
【図６】金属基板上の縦型ＬＥＤを製造する例示的な処理における実施を示す図である。
【図７】金属基板上の縦型ＬＥＤを製造する例示的な処理における実施を示す図である。
【図８】金属基板上の縦型ＬＥＤを製造する例示的な処理における実施を示す図である。
【図９】レーザービームを用いて不良のＬＥＤを除去する方法を示す図である。不良のＬＥＤは、蒸発されるか、又は、不良のＬＥＣの切り目に沿って前記金属基板を切断することによって除去される。
【図１０】不良のＬＥＤが除去する前に配置される空きスペースを示す図である。
【図１１】全ての４つの既知の良質なＬＥＤが金属基板にあり、ｎ型電極及びｐ型電極に対して結合ワイヤーによって電気的に結合された既知の良質のＬＥＤを有する既知の良質のＬＥＤアレイを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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