[发明专利]超平坦化学机械抛光技术之方法及使用该方法制造的半导体组件

说明书

技术领域

本发明一般地涉及半导体领域，在半导体之制作过程中涉及使用化学机械抛光技术来制作平坦表面之方法，其主要是一种在半导体之制作过程中用以取代激光剥离(laser lift-off)之方法。

背景技术

传统用于制造一覆晶发光二极管组件之方法中，沉积多个磊晶层于一蓝宝石成长基板上以产生一磊芯片。在该磊芯片上制造复数个发光二极管组件。切割该磊芯片以产生一组件晶粒。覆晶接合该组件晶粒至一安装台。该覆晶接合包括藉由接合该组件晶粒之至少一电极至该安装台之至少一焊垫来固定该组件晶粒于该安装台上。继该覆晶接合之后，经由应用激光来移除该组件晶粒之该成长基板。

目前出现一种取代覆晶发光二极管组件之薄膜发光二极管组件，与覆晶发光二极管组件相比薄膜氮化镓(GaN)发光二极管组件具有低热阻、在N型层与P型层具有均匀电流以及低成本之优点。薄膜发光二极管组件直接将磊芯片黏接至一电导性载体基板。接着使用准分子激光(excimer laser)分解氮化镓，藉此移除蓝宝石基板而只保留活性区。

上述移除蓝宝石基板之方法称为激光剥离(laser lift-off)，该方法在美国专利6455340、7001824以及7015117被揭露。目前激光剥离是唯一实现薄膜氮化镓(GaN)发光二极管组件之方法，但是激光剥离不兼容于旧制程，所以具有设备昂贵以及激光会产生损害之缺点。

若是使用传统之化学机械抛光技术(CMP)取代激光剥离(laser lift-off)，该技术相较于激光剥离，因不需增加激光设备以及使用激光剥离技术而达到降低成本以及实施方便之优点。不过由于实施传统之化学机械抛光技术时，若欲抛光之平面过大，将造成平面两侧与中心位置之变异值过大，无法达到大量制造半导体装置时要求平面必须平坦之标准，将使得制造半导体装置之良率降低。于是本发明提供一种超平坦化学机械抛光技术(Super Flat Chemical Mechanical Polishing(SF-CMP))之方法，该方法克服了传统之化学机械抛光技术(CMP)之平面两侧与中心位置之变异值过大之缺点，所以同时具有降低成本、实施方便以及提高良率之优点。

发明内容

本发明在于提供一种超平坦化学机械抛光技术(Super FlatChemical Mechanical Polishing(SF-CMP))之方法，其主要步骤是在想要抛光的表面上，先植入复数个抛光停止点后再进行抛光。其特征在于该等抛光停止点的材料之硬度大于该表面的材料之硬度。此方法可以在不需移除抛光停止点的情形下获得超平坦的抛光表面。该方法包含以下步骤：(a)提供一第一物质，用于形成一第一层；(b)提供一第二物质，用于在该第一层之一面上形成一第二层；(c)蚀刻该第二层，用于产生复数个露出该第一层的表面之沟槽；(d)填充一硬度大于该第一物质及该第二物质之第三物质于该等沟槽中形成复数个抛光停止点；以及(e)移除该等沟槽外之该第三物质，而暴露出该第二层之表面；(f)把第二层之表面粘附于一导电之第四物质上；以及(g)用机械或化学机械方法磨除第一物质暴露出第二层物质。其中蚀刻之步骤是感应耦合电浆、该第三物质是钻石薄膜或类金刚石薄膜以及移除是使用机械研磨或化学机械抛光。

本发明也提供一种制作薄膜发光二极管组件之方法，该方法包含以下步骤：一种制造半导体发光装置之方法，该方法包含以下步骤：(a)提供一第一物质，用于形成一第一层；(b)提供一半导体材料之第二物质，用于在该第一层之一面上形成一做为活性区(active region)之第二层；(c)蚀刻该第二层，用于产生复数个露出该第一层的表面之沟槽；(d)覆盖一层介质；(e)填充一硬度大于该第一物质及该第二物质之第三物质于该等沟槽中形成复数个抛光停止点；(f)提供一第四物质，用于在该第二层之表面上形成一第一电极层；(g)黏接该第一电极层至一电导式载体上；(h)移除该第一层；以及(i)在移除该第一层后之该第二物质之表面上形成复数个第二电极。其中该第一物质为蓝宝石、该第二物质为氮化镓或氮化铟镓或III-V族或II-VI之半导体材料、该第三物质是钻石薄膜或类金刚石薄膜、(c)步骤中之蚀刻是感应耦合电浆蚀刻、(h)步骤中之移除是使用机械研磨或化学机械抛光、该第一电极层是P型以及该第二电极层是N型。上述方法进一步包含在抛光后之表面上进行表皮粗糙化的步骤或形成2维光子晶体的步骤。