半导体发光器件的制造方法与流程

1.本公开(disclosure)总体涉及半导体发光器件的制造方法(method of manufacturing semiconductor light emitting device)，尤其，涉及在支撑基板配置电通路的半导体发光器件的制造方法。其中，半导体发光器件是指通过电子与空穴的复合产生光的半导体光器件，例如，iii族化合物(氮化物、磷化物、砷化物)半导体发光器件。典型地，iii族氮化物半导体由al(x)ga(y)in(1-x-y)n(0＝x＝1，0＝y＝1，0＝x y＝1)的化合物组成。
2.并且，本公开总体涉及氮化铝模板的制造方法，尤其，涉及无裂纹且晶体缺陷密度低的氮化铝模板的制造方法。由上述方法制造的氮化铝(aln)模板可用于生长含铝(al)的半导体层，典型地，可用于制造发光二极管(led)、激光二极管(ld)、高电子迁移率晶体管(hemt)、压电薄膜等。尤其，可用于紫外线发光器件(uv led)、发射短波紫外线(uvc)或深紫外线(dee p uv)的半导体器件。uvc或深紫外线通常是指200nm～340nm波长的光，根据情况，还指200nm～400nm波长的光。其中，半导体发光器件是指通过电子与空穴的复合产生光的半导体光器件，例如，iii族氮化物半导体发光器件。iii族氮化物半导体由al
x
gayin
1-x-y
n(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x y≤1)的化合物组成，并不排除包含其他元素的情况。半导体发光器件可具有晶片及芯片的形态。


背景技术：

3.在此，提供关于本公开的背景技术，它们并不一定是指公知技术(this section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art)。
4.图1为示出在美国授权专利公报us9627580号中公开的紫外线发光半导体器件的一例的图，半导体发光器件包括：生长基板10(例：蓝宝石基板)；aln层20(例：高温(ht；high temperature)生长的aln)；第一半导体区域30(例：n型algan层)；有源区域40(例：algan/algan mqws)，其通过电子与空穴的复合产生光；电子阻挡层50(electron blocking layer；例：p型algan)；第二半导体区域60(例：p型(al)gan)；第一欧姆电极70(例：cr/ni)；第一衬垫电极75(例：au)；电流扩散电极80(例：透光电极(氧化铟锡(ito))或反射电极(al/ni))；以及第二衬垫电极85(例：cr/ni/au或au)。图1中所示的形态的半导体发光器件使用透光物质作为电流扩散电极80，当使用第一衬垫电极75及第二衬垫电极85作为引线键合焊盘时，称为横向芯片(latera l chip)，使用反射金属作为电流扩散电极80，当使用第一衬垫电极75及第二衬垫电极85作为倒装焊盘时，称为倒装焊芯片(flip chip)。此外，去除生长基板10，并将第一衬垫电极75形成在去除生长基板10的第一半导体区域60时，称为垂直芯片(vertical chip；例：美国授权专利第10263140号)。
5.当制造发射紫外线的半导体器件时，随着紫外线的波长缩短，半导体区域30、40、50、60的铝含量增加，据此，考虑到热膨胀系数及晶格常数，理想的是使用氮化铝基板作为生长基板10。但是，现实情况是氮化铝基板过于昂贵，不具备发光器件所需的透光性，在紫
外线波段具有优秀的透光性的作为铝氧化物(al2o3)单晶体的蓝宝石生长基板10的上部形成2微米(micronmeter)以上的厚aln层20，并将其用作氮化铝模板(aln template)。为了制造这种氮化铝模板，若未适当释放(relaxation)由蓝宝石制成的生长基板10与ht-aln层20之间的晶格常数及热膨胀系数之差引起的拉伸应力(tensile stress)，则在2微米以上的厚aln层20的内部产生微细的微裂纹(crack)。通常，在1100℃以上的高温下，在蓝宝石生长基板10的上部形成沿生长基板的水平方向的2d生长方式(2d growth mode)的ht-aln层20，在此过程中，除能够经常观察到的各种晶体缺陷(crystalline defects；空位(vacancy)、位错(dislocation)、堆垛层错(stacking fault)、纳米管(nanopipe)，反转畴(inversion domain))之外，出现裂纹现象，为解决此问题，适当结合沿生长基板10的垂直方向的三维生长方式(3d growth mode)的ht-aln层20形成工艺，并将释放拉伸应力的机制(mechanism)的多个空隙(air void)引入至ht-aln层20的内部或蓝宝石生长基板10之间的界面，从而解决了微细的微裂纹问题。但是，这种成膜工艺的ht-aln层20具有铝极性(al polarity)及氮极性(n polarity)两者的结晶性，尤其，具有粗糙表面的ht-aln层20，因此，不仅对后续成膜的发光器件的有源层的晶体质量具有不利影响，还对发光器件的可靠性(reliability)及寿命(lifetime)等的质量(quality)具有不利影响。
6.在论文(high quality aln epilayers grown on nitrided sapphire by metal organic chemical vapor deposition,www.nature.com/scientificreports,published:21february 2017)中公开了如下的无裂纹(crack-freee)ht-aln模板的形成技术：在蓝宝石生长基板10生长ht-aln层20之前，对生长基板10进行氮化处理(nitridation)，由此抑制ht-aln层20的具有氮极性的aln物质，克服蓝宝石生长基板10与ht-aln层20之间的晶格常数及热膨胀系数之差。对于氮化处理，可通过利用金属有机化学气相沉积(mocvd)法在950℃的温度下将2400sccm的nh3流动7秒钟来进行。ht-aln层20可在850℃以上的温度(例：1200℃)中生长。
7.通过应用这种方法，可获得无裂纹的厚度达到2μm～3μm的aln模板，但目前，ht-aln层20的穿透位错密度(threading dislocation density，tdd)达到109cm-2
～-10
10
cm-2
，这在具有铝极性的ht-aln层20基体(matrix)中仍混合有具有不规则的分布及尺度(dimension；大小及形状)的氮极性的aln物质区域，即，反转畴(inversion domain，id)，两个极性的aln界面形成反转畴界(inversion domain boundary，idb)，如上所述，这不仅对后续成膜的发光器件的有源层的晶体质量具有极大影响，还对发光器件的可靠性及寿命等的质量具有极大影响。因此，需要最大限度地抑制ht-aln层20中的具有氮极性的aln的技术。
8.图21为示出在美国授权专利公报第6329667号中公开的半导体发光器件的一例的图，半导体发光器件包括：第一半导体区域5；有源区域61、62(mqws)，其通过电子与空穴的复合产生光；电子阻挡层7；以及第二半导体区域8。与图1相同地，可包括生长基板、第一电极及第二电极等。在第一半导体区域5与有源区域61、62之间配置有v型坑(v-shaped pit)产生层5a，在v型坑产生层5a中，将v型坑49从与第一半导体区域5连接的穿透位错15(threading dislocation)产生并形成于有源区域61、62，通过防止穿透位错15延伸到半导体发光器件的上侧来防止载流子捕获(carrier trapping)。并且，从第二半导体区域8注入的空穴17可通过v型坑49，在位于第一半导体区域5附近的阱层61中与电子16复合，从而具
有可实现高效半导体发光器件的优点。电子阻挡层7还起到填充v型坑49的作用。v型坑产生层5a可通过在低温(例：600℃～850℃)下生长半导体层来形成。
9.图22为示出在美国授权专利公报第9184344号中公开的半导体发光器件的一例的图，公开了将v型坑产生层应用于紫外线发光半导体器件的例。半导体发光器件包括：生长基板10；n型或非有意掺杂的(uid；un-intentionally dop ed)gan层21'，其作为缓冲层；v型坑产生层1000；n

algan层22'，其作为第一半导体区域；n-algan层23'；有源区域30'；p-algan层42'，其作为电子阻挡层；p-层(p-layer)43'，其作为第二半导体区域；第一电极81；以及第二电极82。n-algan层23'为掺杂浓度相对低于n

algan层22'的层，v型坑产生层1000还可配置于n-algan层23'与有源区域30'之间。v型坑产生层1000可由aln制成，可不被掺杂或由硅(si)掺杂，掺杂浓度可具有1*10
17
/cm3～5*10
18
/cm3的范围，v型坑密度可具有2*108/cm2～2*109/cm2的范围，可具有50nm～500nm范围的上端宽度。并且，v型坑产生层1000可具有50nm～1000nm的厚度，当然也可由单层膜或多层膜构成。
10.为了在图21及图22中所示的半导体发光器件形成v型坑，利用v型坑产生层5a、1000，在v型坑产生层5a、1000中产生v型坑的基本原理为降低v型坑产生层5a、1000的生长温度(图14中为600℃～850℃，图15中为650℃～950℃)。但是，为了制造由富铝algan(al-rich algan)(具有30％以上的al组分的algan)及aln构成的具有320nm以下的峰值波长的深紫外线(deep uv；c，b)led芯片，需显著改善与生长基板相邻的下端部的aln结晶性，aln生长需在1000℃以上的高温中生长。但是，如图15中所示的半导体发光器件，利用以1*10
17
/cm3～5*10
18
/cm3的掺杂浓度进行硅掺杂且在650℃～950℃的生长温度下生长的aln，不仅无法获得所需水平的v型坑密度，还无法获得高性能深紫外线发光半导体器件所需的高质量富铝algan及aln薄膜。
11.因此，为了获得紫外线发光半导体器件所需的高质量薄膜，在1000℃以上的温度下形成v型坑产生层，为了在这种生长温度下形成v型坑，需要以6*10
18
/cm3以上的掺杂浓度掺杂硅。
12.图25为示出横向芯片形态的半导体发光芯片的一例的图，半导体发光芯片包括：基板100(例：蓝宝石基板)：缓冲区域200(例：非掺杂(undoped)g an)：第一半导体区域300(例：si掺杂(si-doped)gan)，其具有第一导电性；有源区域400(例：ingan/(in)gan mqws)，其通过电子与空穴的复合产生光；第二半导体区域500(例：mg掺杂(mg-doped)gan)，其具有与第一导电性不同的第二导电性；透光性导电膜600(例：ito)，其用于电流扩散；电极700(例：cr/ni/au)，其执行焊盘功能；以及电极800(例：cr/ni/au)，其在被蚀刻而暴露的第一半导体区域300上执行焊盘功能。电极700及电极800通过引线键合(wire bonding)从外部电源接收电。
13.图26为示出倒装焊芯片形态的半导体发光芯片的一例的图，半导体发光芯片包括：基板100；第一半导体区域300，其具有第一导电性；有源区域400，其通过电子与空穴的复合产生光；第二半导体区域500，其具有与第一导电性不同的第二导电性；由3层组成的电极膜901(例：au)、电极膜902(例：ni)及电极膜903(例：au)，其用于向基板100侧反射光；以及电极800，其在被蚀刻而暴露的第一半导体区域300上执行焊盘功能。由3层组成的电极膜901、902、903与电极800在没有引线键合的情况下通过导电膏、金属结合等与外部电源基板(例：印制电路板(pcb))相连接，由3层组成的电极膜901、902、903的反射功能可被如分布式
布拉格反射镜(dbr)的介电物代替(例：美国授权专利公报第9236524号)。
14.图27为示出垂直芯片形态的半导体发光芯片的一例的图，半导体发光芯片包括：第一半导体区域300，其具有第一导电性；有源区域400，其通过电子与空穴的复合产生光；第二半导体区域500，其具有与第一导电性不同的第二导电性；金属反射膜910，其用于向第一半导体区域300反射光；键合层920；支撑基板930；电极940，其执行焊盘功能；以及电极800，其在第一半导体区域300上执行焊盘功能。与图26中所示的由3层组成的电极膜901、902、903相同地，电极940在没有引线键合的情况下与外部电源相连接，与图25中所示的电极800相同地，电极800通过引线键合与外部电源相连接。当然，电极800也可以通过金属沉积与外部电源相连接，而不利用引线键合(例：美国授权专利公报第10263140号)。
15.横向芯片及垂直芯片为根据电流流动的方式的分类，引线键合及倒装键合为根据与外部电源的键合方式的分类。横向芯片为利用2个引线(wire)的引线键合芯片，垂直芯片为利用1个引线的引线键合芯片。若根据电流流动的方式分类倒装焊芯片，则可以视为横向芯片的一种。在本公开中，与横向芯片、垂直芯片无关地，将利用引线键合的芯片称为引线键合，将不利用引线的倒装焊芯片、垂直芯片定义为非引线键合芯片(non wire-bonding chip)。当利用引线键合芯片实现封装、中介层、显示器等时，需要键合引线的空间，因此，难以实现形状因数(form factor)小的半导体发光器件。因此，当实现具有小形状因数(small form factor)的半导体发光器件时，需要使用非引线键合芯片。
16.图28及图29为示出配置有非引线键合芯片的半导体发光器件的制造方法的一例的图，首先，如图28所示，将如图26中所示的半导体发光芯片搭载于布线基板1000。具体地，将由3层组成的电极膜901、902、903与电极图案1010对齐，并将电极800与电极图案1020对齐后，利用柱形凸块、膏或共晶金属950、960将半导体发光芯片接合在布线基板100。接着，如图29所示，利用激光去除基板100，从而完成具有非引线键合芯片的半导体发光器件。
17.图30及图31为示出在美国公开专利公报第2006-0202223号中公开的半导体发光器件的制造方法的一例的图，首先，如图30所示，在制造图29中所示的半导体发光器件的过程(激光剥离(llo；laser lift-off)工艺及其之后的工艺中)中，为了防止半导体发光芯片a碎裂，在将半导体发光芯片a附着在支撑基板s的状态下，执行llo工艺之前，向半导体发光芯片a及支撑基板s投放底部填充物质u(underfill material)。通过投放底部填充物质u来填充半导体发光芯片a与支撑基板s之间的空间是进行llo工艺的过程中的必要因素。之后，如图31所示，通过去除基板100来完成半导体发光器件。由电极结构900表示在图26及图29中所示的由3层组成的电极901、902、903，如前所述，电极结构900可由金属反射膜结构、介电反射膜结构或它们的组合形成。
18.图32至图40为例示在美国授权专利公报第10263140号中公开的半导体发光器件的制造方法的图，为了解除在图31及图32中所示的半导体发光器件的制造方法的问题(在芯片级进行工艺，因此，工艺长且复杂，难以对齐电极结构900及电极800与电极图案1010、1020。)，公开了如下的半导体发光器件的制造方法：在晶片级中进行基板去除工艺，分为多个半导体发光芯片后，制造半导体发光器件。
19.图32至图36中示出了美国授权专利公报第10263140号中公开的半导体发光器件的制造方法的一例。
20.首先，如图32所示，准备半导体发光器件，上述半导体发光器件包括：基板10(例：
蓝宝石、si、aln、algan、sic)；多个半导体区域，其包括具有第一导电性的第一半导体区域30(例：n型gan)、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域50(p型gan)及配置于第一半导体区域30与第二半导体区域50之间且通过电子与空穴的复合产生光的有源区域40(例：ingan/(in)gan多量子阱结构(mqws))；接合层90；以及支撑基板101，其包括第一电通路91及第二电通路92。多个半导体区域30、40、50与支撑基板101(例：sic、alsic、aln、algan、gan、蓝宝石、低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramic，ltcc)、高温共烧陶瓷(high temperature co-fired ceramic，htcc))通过接合层90结合或接合。第一半导体区域30的导电性与第二半导体区域50的导电性可互换，在有源区域40发射紫外线的情况下，第一半导体区域30及第二半导体区域50由algan构成，有源区域40可由algan/algan mqws构成，随着峰值波长达到中波紫外线(uvb)、uvc，al的含量增加。接合层90可通过制造在图27中所示的半导体发光芯片时使用的常规晶片键合法形成。
21.之后，如图33所示，从多个半导体区域30、40、50分离并去除基板10。当去除基板10时，可使用公知的激光剥离法、使用牺牲层的湿式蚀刻法、研磨法、化学机械抛光(chemical-mechanical polishing，cmp)等的方法。
22.接着，如图34所示，为了在晶片级状态下(相对于芯片级，晶片级应理解为相对概念。通常，晶片级是指在基板10上层叠多个半导体区域30、40、50的状态，在芯片级之前，即，成为被切割成实际使用的形态的芯片之前，应理解为包括切割为大于芯片级的块的基板10上的多个半导体区域30、40、50状态。)，为了制造单独的晶粒(die)或芯片，通过去除多个半导体区域30、40、50的一部分来以暴露接合层90的方式分离(isolation)。
23.之后，如图35所示，通过去除接合层90来形成接合层去除面102，并暴露第二电通路92。当去除接合层90时，可使用公知的干式蚀刻、湿式蚀刻。将多个半导体区域30、40、50分离为单独的晶粒或芯片的过程及去除接合层90的过程的顺序不一定遵循该顺序，首先，通过去除多个半导体区域30、40、50及接合层90来形成接合层去除面102后，将多个半导体层30、40、50分离为单独的晶粒或芯片也可。
24.最后，如图36所示，根据需要，形成绝缘层110(例：sio2)，并形成电连接93。电连接93可通过对在半导体工艺中广泛使用的金属进行沉积来形成。接合层90在多个半导体区域30、40、50及支撑基板101均配置接合物质来形成也可，仅在一侧配置接合物质来形成也可。第一电通路91及第二电通路92可通过在支撑基板101形成孔后插入导电性物质来形成，例如，可使用电镀。第一电通路91及第二电通路92可以从一开始贯通支撑基板101也可，通过研磨支撑基板101而暴露的形态也可。支撑基板101的例公开在美国公开专利公报第2017-0317230号中。
25.图37示出图36中所示的电连接形成方法的一例，第一电连接91通过接合层90与第一半导体区域30电性连接，由此，通过第一半导体区域30向有源区域40供给电子。第二电连接92通过电连接93且经由第一导电层94与第二半导体区域40电性连接，由此，通过第二半导体区域50向有源区域40供给空穴。第一导电层94通过去除多个半导体区域30、40、50而暴露，由此与电连接93电性连接。优选地，第一导电层94由如下的物质构成：向第二半导体区域50扩散电流，并且，将在有源区域40中产生的光向第一半导体区域30侧反射。第一导电层94可以形成为由au、pt、ag、al、rh、cr、cu、ta、ni、pd、mg、ru、ir、ti、v、mo、w、tiw、cuw、ito、zno、sno2、in2o3或它们的合金构成，或者以它们或它们的合金形成为2层以上的多层构成。
电连接93可以形成为由au、pt、ag、al、rh、cr、cu、ta、ni、pd、mg、ru、ir、ti、v、mo、w、tiw、cuw或它们的合金构成，或者以它们或它们的合金形成为2层以上的多层构成。接合层90包括：导电接合层96，其配置于支撑基板101；以及第二导电层95，其配置于多个半导体区域30、40、50，通过贯通第二半导体区域50及有源区域40来连接至第一半导体区域30。第二导电层95由单一的物质构成也可，与导电接合层96相接的一侧由适合接合的单独的物质构成也可。第二导电层95由gan物质、形成欧姆接触(ohmic contact)的物质及起到键合(bonding)作用的物质构成，其可以形成为由au、pt、ag、al、rh、cu、ta、ni、pd、ti、v、mo、w、tiw、cuw、sn、in、bi或它们的合金构成，或者以它们或它们的合金形成为2层以上的多层构成。导电接合层96由与支撑基板101的粘结力(adhesion)优秀的物质及起到键合作用的物质构成，其可以形成为由ti、ni、w、cu、ta、v、tiw、cuw、au、pd、sn、in、bi或它们的合金构成，或者以它们或它们的合金形成为2层以上的多层构成。附图标记110及111为绝缘层，附图标记120、121为导电片。
26.图38示出了形成图36中所示的电连接的方法的再一例，第一导电层94与导电接合层96接合来形成接合层90，第二导电层95与电连接93相连接，由此，电流从第二电通路92向第一半导体区域30供给。
27.图39示出形成图36中所示的电连接的方法的另一例，导电接合层96与第二导电层94接合来形成接合层90。但是，第二导电层94仅参与接合，并不向第一半导体区域30供给电流。第一电通路91经由接合层90及第一导电层95与第二半导体区域50电性连接。此时，第一导电层95可执行反射膜和/或电流扩散层的功能。对于第一半导体区域30的电流供给，可通过从第二电通路92连接至基板去除面31的电连接93来实现。
28.图40示出形成图36中所示的电连接的方法的还有一例，在接合之前，在多个半导体区域30、40、50中去除第二半导体区域50及有源区域40，由此，在第一半导体区域30形成台面(mesa surface)32。并且，形成台面32后，也可以事先对多个半导体区域30、40、50进行分离工艺。根据这种结构，形成台面32后，可以使有源区域40具有保护层(例：sio2；成为绝缘层110的一部分。)，由此，可在后续工艺提高器件的可靠性。
29.关于图30及图31中所示的方法，当进行llo工艺时，必须通过投放底部填充物质u来填充半导体发光芯片a与支撑基板s之间的空间，如上所述，在图32至图40中所示的方法中，使多个半导体区域30、40、50的整个面与支撑基板101的整个面毫无缝隙的接合，这对于防止llo工艺中多个半导体区域30、40、50的碎裂是非常必要的因素。
30.并且，根据图32至图40中所示的方法，第一电通路91及第二电通路92和多个半导体区域30、40、50之间的对齐(alignment)也在晶片级进行，因此可毫无困难地完成。
31.但是，去除基板10后，需要第二电通路92与多个半导体区域30、40、50的电性连接，为此，通过去除已接合的接合层90来形成接合层去除面102，并利用电连接93使第二电通路92与第二半导体区域50电性连接，但难以去除粘性(sticky)的接合层90，这在制造具有小形状因数(small form factor)的半导体发光器件(例：uvb，uvc csp)的情况下，还具有需精确地暴露第二电通路92的困难，因此更加困难。


技术实现要素：

32.发明所要解决的问题
33.这将在“具体实施方式”的后端进行描述。
34.用于解决问题的方案
35.在此，提供本公开的整体概要(summary)，这不应解释为限制本公开的范围(this section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features)。
36.根据本公开的一方面(according to one aspect of the present disclosure)，提供一种紫外线发光半导体器件，上述紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其配置于第一半导体区域下方；以及id及idb抑制层，其配置于生长基板与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间。
37.根据本公开的再一方面(according to another aspect of the present disclosure)，提供一种紫外线发光半导体器件，上述紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；非有意掺杂(undoped)al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其在有源区域的相反侧配置于第一半导体区域；支撑基板，其配置于第二半导体区域侧，用于支撑去除生长基板的多个半导体区域；以及接合层，其用于使多个半导体区域与支撑基板相接合。
38.根据本公开的另一方面，提供一种紫外线发光半导体器件，上述紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；第一aln层，其在生长基板上生长；应力调节层；第二aln层，其配置于第一半导体区域下方；第一algan区域，其以多层配置于第一aln层与应力调节层之间，在与第一aln层相接的侧，与第一aln层具有20％以内的铝组分差，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差；以及第二algan区域，其以多层配置于应力调节层与第二aln层之间，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，在与第二aln层相接的侧，与第二aln层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差。
39.根据本公开的还有一方面，提供一种紫外线发光半导体器件，上述紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；第一aln层，其在生长基板上生长；应力调节层；al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其配置于第一半导体区域下方；第一algan区域，其以多层配置于第一aln层与应力调节层之间，在与第一aln层相接的侧，与第一aln层具有20％以内的铝组分差，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差；以及第二algan区域，其以多层配置于
应力调节层与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，在与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层相接的侧，与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差。
40.根据本公开的又一方面，提供一种氮化铝模板的制造方法，上述氮化铝模板的制造方法包括如下的步骤：准备生长基板；在生长基板上生长al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层；以将al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层中的镓(ga)及铟(in)分解及蒸发来成为具有多个空隙的多孔al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层的方式进行蚀刻；以及在多孔al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层上生长aln层。
41.根据本公开的又一侧面，提供一种紫外线发光半导体器件的制造方法，上述紫外线发光半导体器件包括多个半导体区域，上述多个半导体区域包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射具有320nm以下的峰值波长的紫外线的有源区域，上述紫外线发光半导体器件的制造方法包括如下的步骤：生长上述第一半导体区域；在上述第一半导体区域上，以1000℃以上的生长温度及6*10
18
/cm3～5*10
19
/cm3范围的掺杂浓度生长具有v型坑的v型坑产生层；在保持上述v型坑的同时生长上述有源区域；以及在上述有源区域上生长上述第二半导体区域。
42.根据本公开的又一方式，提供一种半导体发光器件的制造方法，其为通过非引线键合制造半导体发光器件的方法，上述半导体发光器件的制造方法包括如下的步骤：准备半导体发光二极管及支撑基板，其中，上述半导体发光二极管从晶片状态个别化，配置有基板、多个半导体区域(多个半导体区域包括具有第一导电性的第一半导体区域、通过电子与空穴的复合产生光的有源区域以及具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域)、与第一半导体区域及第二半导体区域中的一个电性连接且遍及整个第二半导体区域形成的导电接合构件；上述支撑基板配置有上表面及下表面、从上表面连接到下表面侧的第一电通路和第二电通路以及在上表面通过覆盖第一电通路来电性连接的接合层；在第二电通路暴露的状态下，将半导体发光二极管附着于支撑基板，使得覆盖整个第二半导体区域的导电接合构件毫无缝隙地与接合层相接合；去除基板；以及通过电连接，使第一半导体区域及第二半导体区域中的剩余一个与第二电通路通过沉积电性连接。
43.发明效果
44.这将在“具体实施方式”的后端进行描述。
附图说明
45.图1为示出在美国授权专利公报us9627580号中公开的紫外线发光半导体器件的一例的图。
46.图2为示出本公开的紫外线发光半导体器件的一例的图。
47.图3为示出本公开的紫外线发光半导体器件的再一例的图。
48.图4为示出本公开的紫外线发光半导体器件的另一例的图。
49.图5为示出本公开的紫外线发光半导体器件的还有一例的图。
50.图6为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图。
51.图7为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图。
52.图8为示出在美国授权专利公报第10263140号中公开的半导体发光器件的一例的图。
53.图9为示出本公开的半导体芯片形态的半导体发光器件的一例的图。
54.图10为示出图9中所示的半导体发光器件的具体一例的图。
55.图11为示出图9中所示的半导体发光器件的具体再一例的图。
56.图12为示出图9中所示的半导体发光器件的具体另一例的图。
57.图13为示出图9中所示的半导体发光器件的具体还有一例的图。
58.图14为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图。
59.图15为用于说明图14中所示的紫外线发光半导体器件的生长期间的曲率(curvature)变动的图。
60.图16及图17为示出根据本公开制造氮化铝模板的方法的一例的图。
61.图18为示出图17中所示的氮化铝模板的制造方法的一例的图。
62.图19为示出图17中所示的氮化铝模板的制造方法的再一例的图。
63.图20为示出图17中所示的氮化铝模板的制造方法的另一例的图。
64.图21为示出在美国授权专利公报第6329667号中公开的半导体发光器件的一例的图。
65.图22为示出在美国授权专利公报第9184344号中公开的半导体发光器件的一例的图。
66.图23为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图。
67.图24为示出根据掺杂浓度形成v型坑的程度的图。
68.图25为示出横向芯片形态的半导体发光芯片的一例的图。
69.图26为示出倒装焊芯片形态的半导体发光芯片的一例的图。
70.图27为示出垂直芯片形态的半导体发光芯片的一例的图。
71.图28及图29为示出配置有非引线键合芯片的半导体发光器件的制造方法的一例的图。
72.图30及图31为示出在美国公开专利公报第2006-0202223号中公开的半导体发光器件的制造方法的一例的图。
73.图32至图40为例示在美国授权专利公报第10263140号中公开的半导体发光器件的制造方法的图。
74.图41及图42为示出本公开的半导体发光器件的制造方法的一例的图。
75.图43及图44为示出本公开的半导体发光器件的具体一例的图。
76.图45为示出本公开的半导体发光器件的具体再一例的图。
具体实施方式
77.以下，参照附图详细说明本公开(the present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s))。
78.图2为示出本公开的紫外线发光半导体器件的一例的图，与图1相同地，紫外线发光半导体器件包括：生长基板10(例：蓝宝石)、高温生长的aln层20、第一半导体区域30(例：n型algan层)、通过电子与空穴的复合产生光的有源区域40(例：algan/algan mqws)以及第
二半导体区域60(例：p型(al)gan)。优选地，包括电子阻挡层50(例：p型algan)。进而，在高温生长的aln层20与第一半导体区域30之间包括id及idb抑制层21、低温生长的aln层22及高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23。
79.id及idb抑制层21可通过将aln物质在氧(o2)气氛中溅射来由alanboc组分构成，或者可通过对高温生长的aln层20进行氧表面处理(等离子体(plasma)，退火(annealing))来形成。通常，高温生长的aln层20在mocvd装置中形成，为了对aln/蓝宝石(sapphire)模板进行氧表面处理，从mocvd装置中取出来进行氧表面处理，或者直接沉积alanboc后，再次在mocvd装置的内部生长其他层。(1)在作为id及idb抑制层21的一例工艺的氧表面处理(oxygen surface treatment)中，基本上在少量的氧(oxygen)气氛中，在500℃以上的高温中暴露10分钟以上，优选地，当通过激活氧分子来促进aln层表面上的alanboc形成时使用射频(rf)等离子体。(2)在作为id及idb抑制层21的另一例工艺的alanboc沉积中，通过包括溅射的物理气相沉积(pvd)工艺使alanboc物质直接成膜，或者在氧气氛中沉积aln物质来形成alanboc。
80.相比于高温生长的aln层20，相对低温生长(850℃以下)的aln层22起到不会损坏id及idb抑制层21的表面且以具有铝极性aln层的方式促进的作用。如一例，低温生长的aln层22以如下方式生长：在550℃至850℃的温度下，v/iii比(ratio)值为3000，使用7.5μmol/min的tmal mo源，以10nm/min的生长速度生长以具有50nm以下的厚度。尤其，在铝组分相对多于氮(n)的气氛中成膜，这对于具有铝极性的表面形成优选。根据情况，可删除低温生长的aln层22。
81.高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23提供使第一半导体区域30生长的基础，而且执行可通过调节下部的aln模板10、20、21、22、23与第一半导体区域30的晶格常数之差来使应力最小化的功能。如一例，在1100℃以上的生长温度及低压(200mbar以下)条件下，在利用2μmol/min至60μmol/min的tmal及10μmol/min至40μmol/min的tmga mo源以具有200～40000的v/iii比值的方式调节氨(nh3)气流量的同时成膜。
82.当高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23生长预定厚度以上时，可在固定的tmal及tmga mo源流量(μmol/min)中，根据氨气流量变化控制v/iii比，并通过重复三维(3d)生长(沿生长表面的面外(out-plane)(z轴方向)的生长速度大于沿生长表面的面内(in-plane)(x-y轴方向)的生长速度的情况)及二维(2d)生长(沿生长表面的面内(x-y轴方向)的生长速度大于沿面外(z轴方向)的生长速度的情况)来形成多个孔隙(air void)。如一例，当v/iii比值为400～800时，可进行三维生长，当v/iii比值为50～200时，可进行二维生长。通过重复生长及v/iii比变更，可在形成多个孔隙的同时控制它们的大小及密度。其结果，缓解一同包括高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23和整个生长基板10的模板(template)的热机械应力来抑制微裂纹等。
83.高温生长的aln层20能够以如下的方式成膜：在蓝宝石生长基板10的上部，以1000℃以上的高温进行基本的氮化处理(nitridation)或铝预流(al pre-flow；铝化(alumination))工艺后，如一例，在1100℃以上的生长温度、低压(200mbar以下)、1000～2000的v/iii比条件下，可通过调节10μmol/min至50μmol/min的tmal mo源及900sccm至1200sccm的氨流量来以1μm/h的生长速度成模。
84.图2中以外延晶片形态示出本公开的紫外线发光半导体器件，与图1相同地，可通
过形成第一欧姆电极70(例：cr/ni)、第一衬垫电极75(例：au)、电流扩散电极80(例：透光电极(ito)或反射电极(al/ni))及第二衬垫电极85(例：cr/ni/au或au)来具有横向芯片或倒装焊芯片形态。
85.图3为示出本公开的紫外线发光半导体器件的再一例的图，在图2中所示的紫外线发光半导体器件基础上，紫外线发光半导体器件在低温生长的aln层22与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23之间包括高温生长的aln层24。如一例，在1100℃以上的生长温度、低压(200mbar以下)、1000～2000的v/iii比条件下，通过调节10μmol/min至50μmol/min的tmal mo源及900sccm至1200sccm的氨流量来以1μm/h的生长速度成膜。可在固定的tmal mo源流量(μmol/min)中，根据氨气流量变化控制v/iii比，并通过重复执行三维生长及二维生长来形成多个孔隙。如一例，当v/iii比值为400～800时，可进行三维生长，当v/iii比值为50～200时，可进行二维生长。通过重复生长及v/iii比变更，可在形成多个孔隙的同时控制它们的大小及密度。
86.图4为示出本公开的紫外线发光半导体器件的另一例的图，在图3中所示的紫外线发光半导体器件的基础上，紫外线发光半导体器件在高温生长的aln层20与id及idb抑制层21之间包括牺牲层25。通过配置牺牲层25，可将紫外线发光半导体器件(外延晶片)用于制造垂直芯片结构的形态。优选地，利用激光剥离(llo；laser liff-off)去除牺牲层25，由此，可从多个半导体层(25至60)分离生长基板10。当然，可通过湿式蚀刻去除牺牲层25。牺牲层25的生长可以为aln/alyga
1-y
n(0《y≤0.5)的单层及可交替层叠生长，厚度为1μm以下，优选为100nm～600nm。生长温度为1100℃～1200℃，在保持2000～3000的v/iii比、60μmol/min～80μmol/min的tmal mo源及6000sccm～8000sccm的nh3、1μm/h的生长速度的同时生长牺牲层25。也可用alzga
1-z
n(0.5《z《1)代替构成牺牲层25的aln。
87.图5为示出本公开的紫外线发光半导体器件的还有一例的图，与图4中所示的紫外线发光半导体器件不同地，紫外线发光半导体器件在低温生长的aln层22与高温生长的aln层24配置牺牲层25。在此情况下，具有50％以下的铝组分的牺牲层25以单层或多层形成在具有100％的铝组分的低温生长的aln层22的上部，因此，在晶格常数值中示出较大的差异，从而产生热机械应力，并且起到随后在牺牲层25的上部生长的具有50％以上的铝组分的紫外线发光半导体器件的外延结构生成包括反转畴或反转畴界的各种晶体缺陷(crystalline defects)的始发作用。在牺牲层25的下方配置id及idb抑制层21及低温生长的aln层21，从而可应对这种问题。
88.图6为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图，与图2中所示的紫外线发光半导体器件不同地，紫外线发光半导体器件在高温生长的aln层20的位置包括牺牲层25。因此，牺牲层25不仅执行用于去除生长基板10的功能，还执行用于使半导体层生长的晶种(seed)的功能。并且，与图3中所示的紫外线发光半导体器件不同地，紫外线发光半导体器件在高温生长的aln层24的位置包括高温生长的aln层20。id及idb抑制层21及低温生长的aln层22起到抑制存在于牺牲层25的晶体缺陷的作用。在形成牺牲层25之前，优选地，进行氮化处理(nitridation)或铝预流(al pre-flow；alumination)工艺。
89.图7为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图，与图6中所示的紫外线发光半导体器件不同地，紫外线发光半导体器件在低温生长的aln层22与高温生长的aln层20之间包括牺牲层25。优选地，在形成id及idb抑制层21之前，进行氮化处理(nitridation)
或铝预流(al pre-flow；alumination)工艺。
90.图8为示出在美国授权专利公报第10263140号中公开的半导体发光器件的一例的图，半导体发光器件(半导体芯片形态；去除生长基板的形态)包括第一半导体区域30、有源区域40、第二半导体区域50、接合层90、第一电连接93以及配置有第一电通路91及第二电通路92的支撑基板101。多个半导体区域30、40、50通过接合层90及第一电连接93与第一电通路91及第二电通路92电连通。在支撑基板101通过接合层90与多个半导体区域30、40、50相接合的状态下，对牺牲层25进行生长基板去除工艺(例：llo)，从而从多个半导体区域30、40、50及支撑基板101分离图4至图7中所示的生长基板10。
91.图9为示出本公开的半导体芯片形态的半导体发光器件的一例的图，其示出将图8中所示的用于制造半导体发光器件的工艺引入至图4至图7中所示的半导体外延形态的半导体发光器件的产物。即，在第一半导体区域30配置高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23。去除牺牲层25后留下的高温生长的aln层24、低温生长的aln层22、id及idb抑制层21、高温生长的aln层20被去除。如一例，通过llo工艺去除牺牲层25及由蓝宝石制成的生长基板10后，通过干式蚀刻(dry etching)工艺完全去除高温生长的aln层24、低温生长的aln层22、idb抑制层21、高温生长的aln层20，直到暴露高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23。在常温(25℃)下，向电感耦合等离子体反应离子蚀刻(icp-rie)干式蚀刻装置腔室内流入氩(ar)、氯(cl2)及硼化氯(bcl3)气体，来将总流量保持为45sccm，并且，在将ar流量调节为10sccm以下的同时以适当的比例调节cl2及bcl3的流量，从而以具有平坦表面的方式进行蚀刻。
92.优选地，为了使id或idb所包括的晶体缺陷(空位、位错、堆垛层错、纳米管)最小化，高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23由不包含有意引入的杂质或掺杂剂(si、mg)的高电阻绝缘体形成。并且，优选地，在高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23形成用于提高出光率的粗糙表面23s。根据需求，还可通过pvd或cvd方法将低折射率物质(23p；sio2，al2o3，alon，mgf，caf等)形成于高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23上。id或idb等的晶体缺陷最小化的高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23不仅起到支撑(supporting)作用，使得作为半导体发光器件(半导体芯片形态；去除生长基板的形态)的核心区域的第一半导体区域30、有源区域40、第二半导体区域50可免受进行llo工艺时可能发生的机械冲击而保持结构上的稳定，还使生长工艺中的id或idb等的晶体缺陷最小化，有助于在施加高电流时防止半导体发光器件的外延受损。
93.低折射率物质23p帮助将由2.0以上的高折射率构成的半导体发光器件(半导体芯片形态；去除生长基板的形态)中生成的紫外线光(photon)较容易地向空气(折射率1.1)中输出。尤其，优选地，由具有小于高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23的折射率的值的物质成膜。
94.图10为示出图9中所示的半导体发光器件的具体一例的图，第一电通路91通过接合层90与第一半导体区域30电性连接，第二电通路92通过第一电连接93与第二半导体区域50电性连接。附图标记110、111为绝缘层，附图标记94为第一导电层。当然，可配置粗糙表面23s及低折射率物质23p。
95.图11为示出图9中所示的半导体发光器件的具体再一例的图，第一电通路91通过接合层90与第二半导体区域50电性连接，第二电通路92通过第一电连接93与第一半导体区
域30电性连接。在通过去除高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23的一部分而暴露的第一半导体区域30形成第一电连接93。附图标记110为绝缘层，附图标记95为第二导电层。当然，可配置粗糙表面23s及低折射率物质23p。
96.图12为示出图9中所示的半导体发光器件的具体另一例的图，与图10中所示的半导体发光器件不同地，其不同点在于，并不在支撑基板101配置第一电通路91及第二电通路92，而是在绝缘层111形成开口来形成第二电连接96。第一电连接93通过第一导电层94与第二半导体区域50电性连接，第二电连接96通过接合层90与第一半导体区域30电性连接。第一电连接93及第二电连接96起到用于引线键合的焊盘作用。
97.图13为示出图9中所示的半导体发光器件的具体还有一例的图，与图12中所示的半导体发光器件不同地，第一电连接93通过第二导电层95与第二半导体区域50电性连接，第二电连接96通过贯通高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23来与第一半导体区域30电性连接。优选地，第二电连接96连接至第一半导体区域30的掺杂浓度最高的区域。第一电连接93及第二电连接96起到用于引线键合的焊盘的作用。
98.图14为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图，紫外线发光半导体器件具有与图5中所示的紫外线发光半导体器件相似的结构，并且配置第一algan区域a来代替低温生长的aln层22，在牺牲层25与高温生长的aln层24之间配置第二algan区域b。在本例中，将高温生长的aln层20称为第一aln层20，将高温生长的aln层24称为第二aln层24，将高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23简单地称为al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23。当使用激光剥离工艺去除牺牲层25时，例如，使用248nm波长的激光光源，当牺牲层25为由aln/alyga
1-y
n制成的多层结构时，设计成牺牲层25的y组分具有0.55以下的值。在此情况下，在第一aln层20及第二aln层24与牺牲层25之间整体上出现20％以上的铝组分差，这将导致牺牲层25的上部，即，第二aln层24、al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23及第一半导体区域30的质量快速降低的事件，即，大量的晶体缺陷(失配位错(misfit dislocations；mds))(defect reduced aln and algan as basic layers for uv leds；viola kuller；https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4320)。
99.在前述的例中，考虑反转畴或反转畴界生成及抑制来改善器件，而在本例中，考虑热膨胀系数及热机械应力，欲通过引入第一algan区域a及第二algan区域b来提高器件性能。即，第一algan区域a起到在第一aln层20与牺牲层25之间以多层构成来防止20％以上的快速的铝组分变化的作用，第二algan区域b起到在牺牲层25与第二aln层24之间以多层构成来防止20％以上的快速的铝组分变化的作用。例如，在第一algan区域a由3层构成的情况下，与第一aln层20相接的第一层a1具有80％以上的铝组分，与牺牲层25相接的第三层a3与牺牲层25具有20％以内的铝组分差，配置于第一层a1与第三层a3之间的第二层a2分别与第一层a1及第三层a3具有20％以内的铝组分差。当3层不足时，能够以4层以上构成，当2层满足条件时，2层即可。整理如下，第一algan区域a由多层构成，其中，在与第一aln层20相接的侧，与第一aln层20具有20％以内的铝组分差，在与牺牲层25相接的侧，与牺牲层25具有20％以内的铝组分差，并且，由分别具有20％以内的铝组分差的多层构成。当第二algan区域b由3层构成时，与牺牲层25相接的第一层b1与牺牲层25具有20％以内的铝组分差，与第二aln层24相接的第三层b3与第二aln层24具有20％以内的铝组分差，配置于第一层b1与第三层b3之间的第二层b2分别与第一层b1及第三层b3具有20％以内的铝组分差。整理如下，
第二algan区域b由多层构成，其中，在与牺牲层25相接的侧，与牺牲层25具有20％以内的铝组分差，在与第二aln层24相接的侧，与第二aln层24具有20％以内的铝组分差，并且，由分别具有20％以内的铝组分差的多层构成。由使用具有基本相反的气相化学物性的二元(binary)aln和gan化合物质获得的三元(ternary)化合物algan组成的各层a1、a2、a3、b1、b2、b3，可利用mocvd并在900℃以上的高温、50torr至200torr的低压以及包含大量的氨气的高v/iii比气氛中制成，各层a1、a2、a3、b1、b2、b3的厚度可考虑引入至产生晶体缺陷的界面(interface)的厚度，即，临界厚度(critical thickness；tc)来设计。在省略第二aln层24的情况下，第二algan区域b在牺牲层25与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23之间满足相同的条件来形成。优选地，第一algan区域a为铝组分随着接近上侧而减少的形态，第二algan区域b为铝组分随着接近下侧而减少的形态，由此以相互对称的方式构成使相互之间具有热机械应力的均衡。具有以牺牲层25为中心对称的结构，由此，缓解或调节晶格常数及热膨胀系数引起的拉伸(tensile)及压缩应力(compressive stresses)，从而可防止裂纹。如前所述，优选地，不对al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23进行有意掺杂，当然可配置id及idb抑制层21。第一半导体区域30、有源区域40、电子阻挡层50及第二半导体区域60构成发光部。如前所述，第一aln层20包括用于缓解拉伸应力的纳米级空隙(nanoscale void)(或孔(hole)、孔隙(pore)、沟槽(trench))，或者，在生长之前进行高温热处理工艺，由此，可对蓝宝石表面引入纳米级表面粗糙度。与此不同，优选地，第二aln层24不包括纳米级空隙(或孔、孔隙、沟槽)，这是因为，在最终器件中留有第二aln层24的情况下，若在该留下的第二aln层24中存在的纳米级空隙(或孔、孔隙、沟槽)，则它们可执行吸收光的相反功能。
100.图15为用于说明图14中所示的紫外线发光半导体器件的生长时的曲率变动的图，生长基板10(参照图14)接近在第一aln层20生长的过程中产生裂纹的阈值(50/km)来具有凹(concave)形，且在第一algan区域a生长的过程中以弯曲较少的方式具有凹形，在牺牲层25生长的过程中具有凸(convex)形，且在第二algan区域b生长的过程中以弯曲较少的方式具有凸形，在第二aln层24生长的过程中成为接近平坦面的形态。这种曲率的表现(behavior)在热机械应力方面很好地示出第二aln层24的作用。由此可知，通过配置第二aln层24，相比于简单地仅包括第一aln层24及牺牲层25来生长的情况，包括al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23的上部的层可在更加平坦的状态生长，可将生长基板10-第一algan区域a-牺牲层25-第二algan区域b-第二aln层24视为用于基于(based)aln的氮化物生长的一个模板。此时，第二aln层24的厚度可以为3μm以上，使第二aln层24以3μm以上生长，由此，可通过消除(annihilation)包括来自生长基板10的位错在内的晶体缺陷来形成具有低密度缺陷的模板。在al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23的铝组分x值接近1的情况下，可省略第二aln层24，但考虑图15中所示的曲率表现，优选地，配置第二aln层24，al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层23也起到减少在其上生长的第一半导体区域30与第二aln层24的铝组分差的作用。
101.考虑曲率表现，图15中所示的紫外线发光半导体器件不仅可应用于去除生长基板10的垂直芯片，还可直接应用于倒装焊芯片，此时，牺牲层25执行作为应力调节层的功能(通过减少铝组分来缓解应力)，可由此命名。当然，在垂直芯片中，牺牲层25也执行应力调节层的功能。但是在倒装焊芯片中，最终未去除应力调节层25，由此具有吸收在有源区域40中产生的紫外线的风险，因此，优选地，以单层或多层构成来具有比有源区域40更高的铝组分。此外，当应力调节层25由aln/alyga
1-y
n(0《y≤0.5)构成时(当然，可由单层的algan及多
层的algan/algan构成。)，若相比垂直芯片的牺牲层25的情况提高铝组分，则相比于图15中的牺牲层25生长的情况，能够缓解生长基板10的凸形的弯曲程度，因此也有助于改善其上部层的质量。
102.图16及图17为示出根据本公开制造氮化铝模板的方法的一例的图，与图14不同地，在第二aln层24的下方未配置牺牲层25。因此，不需要用于克服第二aln层24与牺牲层25之间的晶格常数及热膨胀系数之差的第二algan区域b，并且，也不需要第一algan区域a。在此情况下，也没有裂纹(crack-free)，仍需要模板(通过消除包括来自生长基板10(例：蓝宝石，sic)的位错在内的晶体缺陷来配置具有低密度缺陷(例：中间(middle)108cm-2
～低(low)109cm-2
tdd)的第二aln层24)，在图3中所示的例中，考虑反转畴或反转畴界生成及抑制，提出了在第一aln层20与第二aln层24之间配置id及idb抑制层21及低温生长的aln层22的方案。在本例中，考虑缓解或调节拉伸及压缩应力，提出了配置具有3μm以上的厚度的第二aln层24的氮化铝模板的制造方法。
103.首先，如图16中所示，探讨在第一aln层20上形成第二aln层24的方案。此时，如前所述，以往提出了如下的方案：
①
在成膜过程中，通过调节生长条件来在第一aln层20形成多个空隙(air voids)，或者
②
在成膜之前，通过非原位光刻(ex-situ photolitho)工艺在生长基板10的表面制造周期性(periodically)纳米级图形化蓝宝石衬底(nanoscale patterning sapphire substrate，npss)后，使第一aln层20成膜，或者
③
在生长基板10上沉积溅射的(sputtered)aln物质作为晶种层(seeding layer)后，进行1600℃以上的高温热处理的工艺(hta)，或者
④
在成膜过程中，向aln的内部注入少量的镓成分(3％以下；执行表面活性剂(surface surfactant)的功能)来促进横向生长(lateral growth)等的方法缓解拉伸应力(tensile stress relief)。但是，仅通过这种方法或它们的组合的应用，在第二aln层24超出临界厚度(约1.5μm)以上而成为3μm以上的厚度，即为了提供可稳定成膜的aln模板而所需的厚度的情况下，难以防止裂纹及保障低缺陷密度。
104.在论文(fabrication of crack-free aln filmon sapphire by hydride vapor phase epitaxy using an in situ etching method；xue-hua liu et al.,applied physics express 9,045501(2016))中提出了如下的方法：1)利用氢化物气相外延(hvpe)法，在1400℃的温度下使第一aln层20成膜后，2)通过蚀刻(1550℃的温度，氢(h2)气气氛中，2分钟)形成多个空隙(air voids)，3)再次在1400℃的温度下使第二aln层24成膜，从而制造整体具有5μm的厚度的aln模板，并且提出了通过使用这种方法，不仅可防止第二aln层24的裂纹且还可减少aln模板中的晶体缺陷的方法。
105.但是，应用于论文的方法利用hvpe法，难以应用于mocvd法。并且，为了进行在1200℃以上的高温中生长的aln薄膜物质进行蚀刻，使用了比成膜温度(tg；1200℃以上)高100℃以上的蚀刻温度(te；1300℃以上)，在mocvd法的情况下，在现实中，难以将比在1200℃以上的高温中生长的aln的成膜温度(tg)高100℃以上的蚀刻温度(te)应用于商用mocvd装置。
106.在图17中，配置al
1-v
gavn(0《v《1)层20a来代替第一aln层20。al
1-v
gavn(0《v《1)层20a具有执行与多个孔隙相同的功能的多孔结构，可命名为多孔(porous)al
1-v
gavn(0《v《1)层20a。以下，将第二aln层24简单地称为aln层24。根据需求，在生长基板10与al
1-v
gavn(0《v《1)层20a之间还可包括执行晶种功能的晶种层20b(nucleation layer)。可利用alinn或
algainn代替algan，al
1-v
gavn(0《v《1)层20a可扩展为al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层20a。作为可放置于aln模板10、20a、24的器件的例示，与图14相同地，在aln层24的上部形成有构成紫外线发光半导体器件的第一半导体区域30、有源区域40、电子阻挡层50以及第二半导体区域60。
107.当代替第一aln层20而直接在生长基板10生长algan或在生长基板/aln(薄膜)生长algan时，可具有如下的效果：1)抑制因面内(c面(c plane))晶格常数(lattice constant，a)增加(将al的一部分取代为ga)诱发裂纹的拉伸应力的效果，即，加强在生长基板的上部生长的al(ga)n内部的抗压应力(compressive stress)的一次效果，2)缓解通过所生长的algan内部的镓分解及蒸发(gallium decomposition&evaporation)工艺形成多孔(porous)aln或多孔algan(镓组分总量显著小于algan生长的镓组分总量)后随后生长的al(ga)n薄膜或厚膜的拉伸应力的二次效果，以及3)若生长组分比构成mqw的algan物质多的镓，即，富镓(ga-rich)algan薄膜，则造成吸收所生成的深紫外线光的不利影响，但利用本公开的概念，可具有抑制深紫外线光的吸收或使深紫外线光的吸收最小化的三次效果。
108.图18为示出图17中所示的氮化铝模板的制造方法的一例的图，首先，如图18的(a)所示，在生长基板10(例：蓝宝石，sic)上形成al
1-v
gavn(0《v《1)层20c。如前所述，在生长基板10与al
1-v
gavn(0《v《1)层20c之间可配置晶种层20b。
109.在晶种层20b为原位aln的情况下，生长温度(growth temperature)优选为900℃以上的高温，但可以为500℃至1300℃范围，腔室生长压力(growth pressure)优选为尽可能低的低压，但可以为20mbar至200mbar范围。优选地，在生长基板10形成晶种层20b之前，在生长基板的上部直接形成三维形状的aln岛(islands)，即，三维生长模式(three dimensional growth mode)。为此，在相对大的v/iii比(例，200以上)中成膜，即，在mocvd腔室的内部，相比于大量的铝气气氛(富铝气氛(al-rich ambient))，在大量的氨气气氛(富氨气氛(nh
3-rich ambient)中成膜。在形成三维形状的aln岛后，为了在随后的工艺中完成具有规定厚度的aln晶种层20b，优选地，在相对小的v/iii比(例，小于200)中成膜。换言之，在mocvd腔室的内部，相比于大量的氨气气氛(富氨气氛)，在大量的铝气气氛(富铝气氛)中成膜。由aln构成的晶种层20b的厚度优选为200nm以下。在非原位aln(o)的情况下，在溅射系统(sputter system)中，优选地，在200℃至700℃的温度下，使aln或包含少量的氧(o2)的alno物质成膜以成为具有50nm以下的厚度的晶种层20b。
110.al
1-v
gavn(0《v《1)层20c的成膜可在生长基板10或晶种层20b的上部进行，可适当调节生长工艺中确定晶片弯曲(wafer bow)程度的关键调节参数(parameters)、生长基板氮化处理(substrate nitridation)、氨流量(nh
3 flow)、注入添加至铝流量的镓流量(tmga flow)来进行。并且，若晶种层20b由原位或非原位成膜，则晶种层20b的厚度对晶片的弯曲的影响很大，因此，需适当调节晶种层20b的厚度来防止发生过多的晶片弯曲(wafer bow)。基本生长条件为1100℃以下的温度及200mbar以下的压力，如一例，可在1050℃的生长温度、100mbar的生长压力下，以0.5um/h至2um/h的生长速度使al
1-v
gavn(0《v《1)层20c成膜。相比于特定al
1-v
gavn(0《v《1)层20c的厚度及镓组分量，通过应用如下原理来成膜是非常重要的：若注入添加的镓组分量增加，则形成相对薄的厚度，若注入添加的镓组分量减少，则形成相对厚的厚度。
111.在利用al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层20c的情况下，与al
1-v
gavn层20c的
成膜不同地，相比于铝及镓，注入添加与氮(nitrogen)的化学键能(chemical bonding energy，ev)小的铟成分，因此，需显著降低生长温度。基本生长条件为1000℃以下的温度及200mbar以下的低压，如一例，在900℃的生长温度、100mbar的生长压力下，能够以0.5um/h至2um/h的生长速度使al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层20c成膜。相比于特定al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层20c的厚度及镓组分量，通过应用如下原理来成膜是非常重要的：若注入添加的镓及铟组分量增加，则形成相对薄的厚度，若注入添加的镓及铟组分量减少，则形成相对厚的厚度。
112.之后，如图18的(b)所示，在al
1-v
gavn(0《v《1)层20c(参照图18的(a))形成多个空隙(void)v，使al
1-v
gavn(0《v《1)层20c成为多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a。多个空隙v可通过在高于al
1-v
gavn(0《v《1)层20c至多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a的生长温度tg的蚀刻温度te下对al
1-v
gavn(0《v《1)层20c进行通过蚀刻的分解来形成。蚀刻可在包含氢的气体气氛中进行，可通过镓蒸发(evaporation)过程形成纳米级的多个空隙v。通过蚀刻形成的多个空隙v可具有跨越整个多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a的深度，还可具有仅延伸到一部分的深度，这可根据蚀刻条件改变。在通过蚀刻留下的多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a中，ga的组分v依赖al
1-v
gavn(0《v《1)层20c中的镓的组分v及蚀刻条件，也能以接近aln的方式形成。最优选的是完全不包含镓和/或铟成分且以多个空隙v形成的aln物质层，而为了使光吸收最小化，需小于连续成膜的led或ld等的发光器件的mqw中包含的镓和/或铟成分。如一例，若在1050℃的温度及100mbar的低压下使al
1-v
gavn(0《v《1)层20c成膜，则蚀刻可在单独的氢气氛或包含规定量的氨的氢气氛中以1150℃的温度、50mbar的压力下执行。
113.最后，如图18的(c)所示，在多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a上生长aln层24。如下所述，根据使用目的，aln层24的生长条件可根据两种情况变化。
114.首先，为了通过进一步加强三维生长模式(粗糙表面(rough surface))且由更多的拉伸应力缓解(tensile stress relief)控制裂纹及增加连续成膜的aln模板厚度，优选地，
①
将生长温度设置为1100℃以下，且以相对低的方式设置v/iii比值，或者
②
将生长温度设置为1300℃以上，且以相对大的方式设置v/iii比值。厚度优选为100nm至3.5μm。
115.之后，为了通过进一步加强二维生长模式(光滑表面(smooth surface))来使表面光滑，优选地，
①
将生长温度设置为1300℃以上，且以相对低的方式设置v/iii比值，或者
②
将生长温度设置为1100℃以下，且以相对大的方式设置v/iii比值。厚度优选为10nm至2um。
116.图19为示出图17中所示的氮化铝模板的制造方法的再一例的图，如图19的(a)所示，在形成多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a-1后，再形成al
1-v
gavn(0《v《1)层20c-2。接着，如图19的(b)所示，通过蚀刻形成多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a-2。将这种工艺重复所需次数n后，如图19的(c)所示，形成aln层24。也可通过调节各层20c-1、20c-2的镓分解及蒸发来使各层20c-1、20c-2的铝组分随着靠近aln层24而增加。并不特别限定重复次数，但会考虑aln薄膜的结晶性来确定。尤其，可重复至x射线摇摆曲线(x-ray rocking curve，xrc)aln(0002)及aln(102)光谱(spectrum peak)半峰全宽(fwhm)均能确保300arcsec以下值为止。基本生长条件为1100℃以下的温度及200mbar以下的低压，如一例，在1050℃的生长温度、100mbar的生长压力下，以0.5um/h至2um/h的生长速度使al
1-v
gavn(0《v《1)层20c成膜。相比于特定al
1-v
gavn(0《v《1)层20c的厚度及镓组分量，若注入添加的镓组分量增加，则形成相对薄的厚度，若注入添加的镓组分量减少，则形成相对厚的厚度。如一例，在1050℃的温度及
100mbar的低压下，若使al
1-v
gavn(0《v《1)层20c成膜，则蚀刻可在单独的氢气氛或包含规定量的氨的氢气氛中以1150℃的温度、50mbar的压力下执行。
117.图20为示出图17中所示的氮化铝模板的制造方法的另一例的图，如图20的(a)所示，在形成多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a-1及aln层24-1后，再形成al
1-v
gavn(0《v《1)层20c-2。之后，如图20的(b)所示，通过蚀刻形成多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a-2。接着，如图20的(c)所示，再形成aln层24-2。这种工艺重复所需次数n。最后形成的第n个aln层24-n的厚度形成得比之前的aln层24-1至24-n-1的厚度更厚，从而构成aln模板。当使多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a-1及多孔al
1-v
gavn(0《v《1)层20a-2成膜时，可直接使用图19中所示的成膜条件及重复次数，可考虑整个aln层的厚度来调节aln层24-1及第n个aln层24-n的厚度。可将aln层24-1至24-n-1称为aln中间层，aln中间层24-1至24-n-1分别可具有如100nm以下的厚度。
118.图23为示出本公开的紫外线发光半导体器件的又一例的图，紫外线发光半导体器件包括：生长基板10(例：蓝宝石)、缓冲层20a(例：高温生长的aln层20)、第一半导体区域30(例：单层的n型alnga
1-n
n(x《n)或者单对或多对(pair)n型alnga
1-n
n/aluga
1-u
n(x《n《u))、v型坑产生层31(例：单层的aln或alega
1-e
n(x《e，0.5≤e《1)，单对或多对alzga
1-z
n/aljga
1-j
n(x《z《j≤1)，v型坑产生层31的整个al含量为50％以上，具有6*10
18
/cm3～5*10
19/
cm3范围的掺杂剂(例：si)掺杂浓度、50nm～500nm范围的厚度；难以将高品质的富铝algan及aln薄膜中的v型坑v的大小调节为200nm以上，v型坑产生层31的位置非常重要，优选地，配置在距离有源区域mqw的下部端500nm以下为止。)、通过电子与空穴的复合产生光的有源区域40(例：2对～6对的al
x
ga
1-x
n/alyga
1-y
n(x《y)mqws；1nm～5nm厚度的阱层及1.5nm～10nm厚度的势垒层)以及第二半导体区域60。优选地，包括电子阻挡层50(例：单层的alhga
1-h
n(y《h)或单对或多对alhga
1-h
n/algga
1-g
n(y《h《g))。根据需求，缓冲层20a还可包括执行晶种功能的aln 20b及位错过滤层20c(dislocation filtering layer；例：单对或多对almga
1-m
n/alsga
1-s
n(n《m《s≤1))，当然，缓冲层20a可由图2至图7中所示的高温生长的aln层20、id及idb抑制层21、低温生长的aln层22、高温生长的al
x
ga
1-x
n(0≤x≤0.5)层23、高温生长的aln层24及牺牲层25的组合构成。并且，在v型坑产生层31与有源区域40之间可配置第一隔片层32(例：20nm～60nm厚度的非掺杂al
p
ga
1-p
n(0.5《p))，在有源区域40与电子阻挡层50之间可配置第二隔片层52(例：10nm～50nm厚度的非掺杂alqga
1-q
n(p《q))。第二半导体区域60可由第一空穴注入层60a(例：单层的p型aliga
1-i
n(x《i《h)或者单对或多对p型aliga
1-i
n/alvga
1-v
n(x《i《v《《h))、第二空穴注入层60b(例：单层的p型alkga
1-k
n(x《k《i)或单对或多对p型alkga
1-k
n/alwga
1-w
n(x《k《w《i))以及第二接触层60c构成。第二接触层60c(例：单层的p型aloga
1-o
n(x《o)或者单对或多对p型aloga
1-o
n/alfga
1-f
n(x《o《f))为与第二电极82(参照图22)相接触的层。考虑此，第一半导体区域30与第一电极81(参照图22)相接触，因此可称为第一接触层。图23中所示的紫外线半导体器件可具有横向芯片、倒装焊芯片或垂直芯片的形态，当然，还可具有图9至图13中所示的形态。v型坑v从v型坑产生层31产生并形成至有源区域40及电流阻挡层50，例如，能够以50nm～500nm的深度形成，被第一空穴注入层60a填充。当然电流阻挡层50可填充v型坑v。在v型坑产生层31(例：单层的aln或alega
1-e
n(x《e，0.5≤e《1)，单对或多对alzga
1-z
n/aljga
1-j
n(x《z《j≤1)，v型坑产生层31的整个al含量为50％以上，具有6*10
18
/cm3～5*10
19
/cm3的范围的掺杂剂(例：si)掺杂浓度、50nm～500nm范围的厚度)为单层的情况下，能够以1000℃～1300℃的温度、50mbar～100mbar的压力、50umole～300umole的
al摩尔比、30～200或800～5000的v/iii比形成，在单对或多对的情况下，在相同条件下，能够以800～3000的v/iii比形成。位错过滤层20c(例：单对或多对almga
1-m
n/alsga
1-s
n(n《m《s≤1))执行减少大量的穿透位错(生长基板10与aln物质之间的晶格常数及热膨胀系数之差而产生)的数的功能。尤其，其主要功能为抑制与生长方向平行传播的开芯位错(open core dislocation)。优选地，第一隔片层32(例：20nm～60nm厚度的非掺杂alpga
1-p
n(0.5《p))及第二隔片层52(例：10nm～50nm厚度的非掺杂alqga
1-q
n(p《q))通常未被掺杂剂(si、mg)掺杂，抑制第一半导体区域侧30、31及第二半导体区域侧50、60的掺杂剂(si、mg)在生长过程中或长时间驱动时物质向有源区域40扩散的现象，从而起到改善性能及可靠性的作用。第一空穴注入层60a(例：单层的p型aliga
1-i
n(x《i《h)或单对或多对p型aliga
1-i
n/alvga
1-v
n(x《i《v《《h))为填充v型坑v的层，起到还可通过v型坑v向位于有源区域40的下部的阱层顺畅地供给空穴的作用。通常，在mqws中，将最底层阱层及势垒层称为第一阱(first well)、势垒(barrier)，将最顶层阱层及势垒层称为最后阱(last well)、势垒(barrier)。在没有v型坑v的情况下，半导体发光器件的发光主要在最后阱及其附近阱层中进行，但在v型坑v从有源区域40的下方开始形成的情况下，还可向第一阱及其附近阱层顺畅地供给空穴，从而实现发光，这是实现高输出深紫外线发光半导体器件时的必要因素。第二空穴注入层60b(例：单层的p型alkga
1-k
n(x《k《i)或单对或多对p型alkga
1-k
n/alwga
1-w
n(x《k《w《i))执行使遍及整个第二半导体区域60的电流扩散(current spreading)顺畅的功能。
119.图24为示出根据掺杂浓度形成v型坑的程度的图，示出掺杂浓度为5*10
18
/cm3以下时未能很好地生成v型坑。(a)为掺杂浓度为2*10
17
/cm3时的图，(b)为掺杂浓度为1*10
18
/cm3时的图，(c)为掺杂浓度为6*10
18
/cm3时的图，(d)为掺杂浓度为2*10
19
/cm3时的图。
120.图41及图42为示出本公开的半导体发光器件的制造方法的一例的图，如图41所示，在一个支撑基板101上接合有多个半导体发光区域30、40、50。各个半导体发光区域30、40、50配置于基板10，在基板10与半导体发光区域30、40、50之间配置有缓冲区域20及牺牲层21，在其相反侧配置有导电接合构件98，其向半导体发光区域30、40、50供电的同时提供键合(bonding)。与图32中所示的不同，基板10、缓冲区域20、牺牲层21、半导体发光区域30、40、50及导电接合构件98并不是晶片状态，而是通过如划片(scribing)和/或折断(breaking)的切割工艺从晶片个别化。将它们分别称为半导体发光二极管a、b(semiconductor light emitting die)。会在后述内容中说明，在本公开中，半导体发光二极管a、b与图30中所示的半导体发光芯片a不同，区别在于，在半导体发光二极管a、b中两个电极800、900并不都是暴露的形态。即，在本公开中，半导体发光二极管a、b有别于半导体发光芯片(参照图30)及半导体发光晶片(参照图32)，形成两个电极而有别于均暴露在外部的半导体发光芯片，并且，还有别于如下的半导体发光晶片：尚未形成电极，或者即使形成有电极，基板也未通过如划片和/或折断的工艺而个别化。半导体发光二极管a、b处于仅形成一个电极的状态(参照图43)，或者即使形成有两个电极，也可具有仅使一个电极朝向外部暴露的形态(参照图45)。
121.以下，以半导体发光二极管a为基准进行说明。
122.支撑基板101配置有第一电通路91及第二电通路92，在第一电通路91配置有接合层90。半导体发光二极管a在配置于第一电通路91的接合层90上接合，接合层90设计成半导体发光二极管a的整个接合面毫无缝隙地放置于接合层90上。接合时利用接合层90及导电
接合构件98。通过这种结构，与图30及图31中所示的半导体发光器件不同地，在没有对齐电极的困难且没有单独的底部填充物质u的情况下，也可去除半导体发光二极管a与支撑基板101之间的缝隙，与图32至图36中所示的半导体发光器件不同地，能够在没有去除第二电通路92上的粘性的接合层90的困难的情况下，制造半导体发光器件。
123.基板10通常为生长基板，但并不排除去除生长基板且通过晶片键合来附着的支撑基板。该支撑基板与支撑基板101的不同之处在于，不形成第一电通路91及第二电通路92。作为基板10可使用蓝宝石(单晶al2o3)、烧结或多晶al2o3(氧化铝)、单晶或多晶aln(氮化铝)、单晶碳化硅(sic)、单晶si等。
124.半导体发光区域30、40、50由第一导电性区域30、有源区域40及第二导电性区域50构成，组成物质可根据在有源区域40中发光的光的波长而改变。可根据是否发出可见光(绿色、蓝色)或紫外线(长波紫外线(uva)、uvb、uvc)来调节iii族氮化物半导体的al、in、ga的量，并可适当调节来构成。进而，还可由发出红色及红外线光的iii族磷化物(group 3phosphide)和/或砷化物(iii族砷化物(group 3arsenide))半导体构成。
125.在缓冲区域20中，根据确定光的波长的有源区域40选择形成物质，例如，在有源区域40发出uvb、uvc峰值波长的光的情况下，可由具有晶种层及空隙(air void)的厚aln制成的层(平均约3um)构成。
126.牺牲层21在llo工艺中分离基板10与半导体发光区域30、40、50的层。牺牲层21可由al
x
ga
1-x
n(0≤x≤1)单层或多层形成，更优选地，当在作为后续工艺的基板10去除步骤中通过激光分离去除时，相比于能够有效地吸收激光束的单层，多层结构更佳。如一例，多层结构由al
x
ga
1-x
n(0≤x≤1)及alyga
1-y
n(0≤y≤1)构成的至少两2层以上形成。
127.稍后与半导体发光二极管a的详细例一同说明导电接合构件98。
128.对于接合层90，只要是导电性物质就没有限制，但优先选择可进行焊接(soldering，低于400℃的温度下接合)或钎焊(brazing，400℃以上的温度下接合)工艺的物质。作为代表性物质的例，有pdin、agin、ausn、nisn、cusn、ausi、auge、多孔贵金属(porous noble metal)、cu等。
129.优选地，作为支撑基板101，使用电绝缘且具有高热稳定性的蓝宝石(单晶al2o3)、烧结或多晶al2o3(氧化铝)、烧结或多晶氮化硅(sin
x
)，烧结或多晶aln(氮化铝)、单晶或多晶电绝缘碳化硅(sic)、单晶或多晶电绝缘金刚石(diamond)等。
130.第一电通路91及第二电通路92可通过如下的工艺形成：在电绝缘且具有高热稳定性的支撑基板101形成贯通孔(through hole)后，通过pvd工艺沉积粘结力加强层物质，并且，作为连续的工艺，通过电镀或无电镀(eletro或electroless)的镀金工艺，利用铜(cu)物质填充贯通孔。优选地，通过上述pvd工艺的粘结力加强层物质由ti、cr、ni、pd、au、cu等中选择以两层以上沉积。
131.优选地，在支撑基板101的下表面104以分别对应于第一电通路91及第二电通路92的方式配置导电片120、121。
132.附图标记103为支撑基板101的上表面。
133.接着，如图42所示，通过llo工艺去除基板10且去除残留物，由此仅留下半导体发光区域30、40、50。通过钝化工艺形成绝缘层110，用于使第二电通路92与半导体发光区域30、40、50电导通的电连接93通过电极沉积形成，而不是通过引线键合形成，从而完成具有
非引线键合的半导体发光芯片的半导体发光器件。还可根据需要的规格，以分别配置有一个半导体发光二极管a的方式切割支撑基板101，或者以分别配置有多个半导体发光二极管a的方式切割支撑基板101。根据需求，可通过蚀刻工艺，执行去除半导体发光区域30、40、50的一部分或者减少厚度或者形成用于光散射的粗糙表面的工艺。为了使绝缘层110与接合层90稳定地结合，如前所述，可由如ti、cr、ni、v、w的与绝缘层110的粘结力好的金属形成接合层90的顶层，在形成绝缘层110之前，优选地，进行氧等离子体处理或者在氧气氛中进行退火处理，由此加强与绝缘层110的粘结力。作为用于钝化(passivation)作用及防止电短路而绝对必要的高质量绝缘层110物质，优选包括sio2在内的sin
x
、al2o3、cr2o3、tio2等的耐电压高的金属氧化物或氮化物，这些物质通常可通过等离子体增强化学的气相沉积(pecvd)、原子层沉积(ald)等的化学气相沉积法或溅射、脉冲激光沉积(pld)等的物理气相沉积法(pvd)形成。作为更优选的工艺，将包含sio2物质的液相状态的旋涂玻璃(spin on glass，sog)、可流动氧化物(flowable oxide，fox)物质旋涂，并通过固化工艺形成。这种液相状态的旋涂工艺在形成不会断裂且能够填隙(gap filling)的绝缘层110时具有很大优势。在本公开中，根据碳成分含量分类sog及fox物质，通常，将不含有碳成分的液相的sio2绝缘层称为fox。
134.之后的工艺与图37至15中所示的工艺没有区别，可通过切割图37至图39中所示的半导体发光晶片状态来用作本公开的半导体发光二极管。
135.图43及图44为示出本公开的半导体发光器件的具体一例的图，为了便于说明，示出在半导体发光二极管a与支撑基板101(未图示)的接合的状态下变为芯片形态的过程(形成电连接93的过程)。首先，如图43的(a)所示，准备半导体发光二极管a。半导体发光二极管a包括基板10、缓冲区域20、牺牲层21、半导体发光区域30、40、50、绝缘层111以及导电接合构件98。导电接合构件98通过形成于绝缘层111的开口与半导体发光区域30、40、50电连通。在所示的例中，导电接合构件98与第二半导体区域50电性连接。导电接合构件98包括第一导电层94及第二导电层95。第一导电层94对于第二半导体区域50执行电极功能，还执行反射膜的功能。对于uvb及uvc，第一导电层94可由如rh、ni/au的物质制成，对于可见光及uva，第一导电层94可具有如ag、ni/ag、ito/ag、ito/dbr的结构。优选地，为了阻挡与第二导电层95的物质间移动(diffusion)，第一导电层94还包括由ti、ni、cr、v、pt、w、tiw、tin、crn、vn等构成的防扩散层(diffusion barrier layer)。第二导电层95提供与接合层90的接合功能，其可由ausn、nisn、cusn、pdin、au、ag、cu的物质构成。之后，如图43的(b)所示，去除基板10，通过蚀刻工艺去除残留物，减少第一半导体区域30的厚度且暴露绝缘层111(例：sio2)。接着，如图43的(c)所示，形成绝缘层110，重要的是形成为使绝缘层110与暴露的绝缘层111直接连接。绝缘层110及绝缘层111均由绝缘物质构成，因此，它们的连接在结构上稳定且可靠地防止电短路(electrical short)。为了区分两个绝缘层110、111，可将绝缘层110称为第一钝化层。
136.之后，如图43的(c)所示，形成绝缘层110。优选地，如图43的(d)所示，用于光散射的由粗糙表面而成的基板去除面31形成于第一半导体区域30。接着，如图43的(e)所示，形成电连接93。电连接93连接至第一半导体区域30。通过第一钝化层或绝缘层110的上部形成的电连接93通过作为常规半导体晶片制造(fabrication)工艺的光刻胶光刻及金属沉积(pr photo lithography&metal deposition)工艺执行，电连接93能够以由cr、ti、ni、v、
al、pt、au、cu等构成的多层结构形成。根据需求，如图43的(f)所示，形成用于使电连接93钝化的第二钝化层或绝缘层112。
137.图45为示出本公开的半导体发光器件的具体再一例的图，首先，如图45的(a)所示，准备半导体发光二极管a。半导体发光二极管a包括基板10、缓冲区域20、牺牲层21、半导体发光区域30、40、50、绝缘层111、第一导电层94、绝缘隔膜或绝缘层113、绝缘层114及导电接合构件98。根据需求，为了防止第一导电层94的电性能劣化，可添加导电盖层114。与图43的(a)不同地，导电接合构件98由第二导电层95及第三导电层99构成。第二导电层95通过贯通绝缘层111及绝缘隔膜或绝缘层113而形成的开口v与第三导电层99电连通。第三导电层99可由如cr/ti/al/ni/au的形式构成，可由粘结力较好的金属(cr、ti)、阻挡金属(barrier metal)(ti、ni、pt)、反射性优秀的金属、结合力较好的金属(au)的组合构成。之后，如图45的(b)所示，去除基板10，通过蚀刻工艺去除残留物，减少第一半导体区域30的厚度且暴露绝缘层111(例：sio2)。接着，如图45的(c)所示，与图43的(d)相同地，将用于光散射的由粗糙表面而成的基板去除面31形成于第一半导体区域30后，形成为使第一钝化层或绝缘层110直接连接于暴露的绝缘层111。之后，如图45的(d)所示，去除第一钝化层或绝缘层110、绝缘层111、绝缘隔膜或绝缘层113来形成与暴露的导电盖层114和/或第一导电层94相连通的电连接93。在图45的(d)中，示出第一导电层94与电连接93未连接的形态，但如图37所示，它们是电性连接的。根据需求，如图43的(f)所示，可形成有使电连接93钝化的绝缘层112。
138.以下，对本公开的各种实施方式进行说明。
139.(1)一种紫外线发光半导体器件，紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其配置于第一半导体区域下方；以及id及idb抑制层，其配置于生长基板与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间。
140.(2)紫外线发光半导体器件包括：第一高温生长的aln层，其配置于生长基板与id及idb抑制层之间；以及低温生长的aln层，其配置于id及idb抑制层与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间。
141.(3)紫外线发光半导体器件包括：第一高温生长的aln层，其配置于生长基板与id及idb抑制层之间；低温生长的aln层，其配置于id及idb抑制层与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间；以及第二高温生长的aln层。
142.(4)紫外线发光半导体器件在生长基板与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间包括用于去除生长基板的牺牲层。
143.(5)紫外线发光半导体器件包括：第一高温生长的aln层，其配置于生长基板与id及idb抑制层之间；牺牲层，用于去除生长基板；低温生长的aln层，其配置于id及idb抑制层与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间；以及第二高温生长的aln层。
144.(6)紫外线发光半导体器件包括：第一高温生长的aln层，其配置于生长基板与id及idb抑制层之间；低温生长的aln层，其配置于id及idb抑制层与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间；牺牲层，其用于去除生长基板；以及第二高温生长的aln层。
145.(7)紫外线发光半导体器件包括：牺牲层，其配置于生长基板与id及idb抑制层之
间，用于去除生长基板；低温生长的aln层，其配置于id及idb抑制层与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间；以及第一高温生长的aln层。
146.(8)紫外线发光半导体器件包括：低温生长的aln层，其配置于id及idb抑制层与高温生长的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间；牺牲层，其用于去除生长基板；以及第一高温生长的aln层。
147.(9)紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；非有意掺杂的al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其在有源区域的相反侧配置于第一半导体区域；支撑基板，其配置于第二半导体区域侧，用于支撑去除生长基板的多个半导体区域；以及接合层，其用于使多个半导体区域与支撑基板相接合。
148.(10)紫外线发光半导体器件包括：第一电通路，其贯通支撑基板，并通过接合层与第一半导体区域电性连接；以及第一电通路，其贯通支撑基板，并通过第一电连接与第二半导体区域电性连接。
149.(11)紫外线发光半导体器件包括：第一电通路，其贯通支撑基板，并通过接合层与第二半导体区域电性连接；以及第一电通路，其贯通支撑基板，并通过第一电连接与第一半导体区域电性连接。
150.(12)紫外线发光半导体器件包括：第一电连接，其在以接合层为基准与支撑基板相向的侧作为引线键合焊盘配置，并与第二半导体区域电性连接；以及第二电连接，其在以接合层为基准与支撑基板相向的侧作为引线键合焊盘配置，并通过接合层与第一半导体区域电性连接。
151.(13)紫外线发光半导体器件包括：第一电连接，其在以接合层为基准与支撑基板相向的侧作为引线键合焊盘配置，并与第二半导体区域电性连接；以及第二电连接，其在以接合层为基准与支撑基板相向的侧作为引线键合焊盘配置，并贯通非有意掺杂的al
xga1-x
n(0.5≤x≤1)层来与第一半导体区域电性连接。
152.(14)上述紫外线发光半导体器件的制造方法。
153.(15)一种紫外线发光半导体器件，紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；第一aln层，其在生长基板上生长；应力调节层；第二aln层，其配置于第一半导体区域下方；第一algan区域，其以多层配置于第一aln层与应力调节层之间，在与第一aln层相接的侧，与第一aln层具有20％以内的铝组分差，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差；以及第二algan区域，其以多层配置于应力调节层与第二aln层之间，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，在与第二aln层相接的侧，与第二aln层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差。
154.(16)在紫外线发光半导体器件中，应力调节层为牺牲层。
155.(17)紫外线发光半导体器件包括al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其配置于第二aln层与第一半导体区域之间。
156.(18)紫外线发光半导体器件包括id及idb抑制层，其配置于第一aln层与第一algan区域之间。
157.(19)在紫外线发光半导体器件中，第一algan区域的降低的铝组分与第二algan区域的增加的铝组分相互对称。
158.(20)一种紫外线发光半导体器件，紫外线发光半导体器件包括：多个半导体区域，其利用生长基板生长，包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射紫外线的有源区域；第一aln层，其在生长基板上生长；应力调节层；al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层，其配置于第一半导体区域下方；第一algan区域，其以多层配置于第一aln层与应力调节层之间，在与第一aln层相接的侧，与第一aln层具有20％以内的铝组分差，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差；以及第二algan区域，其以多层配置于应力调节层与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层之间，在与应力调节层相接的侧，与应力调节层具有20％以内的铝组分差，在与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层相接的侧，与al
x
ga
1-x
n(0.5≤x≤1)层具有20％以内的铝组分差，且多层分别具有20％以内的铝组分差。
159.(21)紫外线发光半导体器件包括id及idb抑制层，其配置于第一aln层与第一algan区域之间。
160.(22)一种氮化铝模板的制造方法，氮化铝模板的制造方法包括如下的步骤：准备生长基板；在生长基板上生长al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层；以将al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层中的镓及铟分解及蒸发来成为具有多个空隙的多孔al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层的方式进行蚀刻；以及在多孔al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层上生长aln层。
161.(23)在氮化铝模板的制造方法中，在生长aln层的步骤之前，将生长al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层的步骤及蚀刻步骤重复多次。
162.(24)在氮化铝模板的制造方法中，将生长al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层的步骤、蚀刻步骤及生长aln层的步骤重复多次。
163.(25)在氮化铝模板的制造方法中，在使al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层生长的步骤之前，还包括子在基板形成晶种层的步骤。
164.(26)在氮化铝模板的制造方法中，al
1-v-w
gavinwn(0≤v《1，0≤w《1，v w《1)层为al
1-vgavn(0《v《1)层。
165.(27)在氮化铝模板的制造方法中，在第n个生长的aln层之前，从第1个至第n-1个生长的aln中间层具有100nm以下的厚度。
166.(28)一种紫外线发光半导体器件的制造方法，上述紫外线发光半导体器件包括多个半导体区域，上述多个半导体区域包括具有第一导电性的第一半导体区域、具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域及配置于第一半导体区域与第二半导体区域之间且通过电子与空穴的复合发射具有320nm以下的峰值波长的紫外线的有源区域，上述紫外线发光半导体器件的制造方法包括如下的步骤：生长上述第一半导体区域；在上述第一半导体区域上，以1000℃以上的生长温度及6*10
18
/cm3～5*10
19
/cm3范围的掺杂浓度生长具有v型坑的v型坑产生层；在保持上述v型坑的同时生长上述有源区域；以及在上述有源区
域上生长上述第二半导体区域。
167.(29)在紫外线发光半导体器件的制造方法中，上述v型坑产生层具有50nm～500nm的厚度。
168.(30)在紫外线发光半导体器件的制造方法中，上述v型坑产生层由aln构成。
169.(31)在紫外线发光半导体器件的制造方法中，上述v型坑产生层的整个al含量为50％以上。
170.(32)在紫外线发光半导体器件的制造方法中，在生长上述有源区域的步骤之前，还包括如下的步骤：生长第一隔片层，上述第一隔片层用于防止以6*10
18
/cm3～5*10
19
/cm3范围的掺杂浓度掺杂的上述v型坑产生层的掺杂剂扩散至上述有源区域。
171.(33)一种半导体发光器件的制造方法，其为通过非引线键合制造半导体发光器件的方法，上述半导体发光器件的制造方法包括如下的步骤：准备半导体发光二极管及支撑基板，其中，上述半导体发光二极管从晶片状态个别化，配置有基板、多个半导体区域(多个半导体区域包括具有第一导电性的第一半导体区域、通过电子与空穴的复合产生光的有源区域以及具有与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体区域)、与第一半导体区域及第二半导体区域中的一个电性连接且遍及整个第二半导体区域形成的导电接合构件；上述支撑基板配置有上表面及下表面、从上表面连接到下表面侧的第一电通路和第二电通路以及在上表面通过覆盖第一电通路来电性连接的接合层；在第二电通路暴露的状态下，将半导体发光二极管附着于支撑基板，使得覆盖整个第二半导体区域的导电接合构件毫无缝隙地与接合层相接合；去除基板；以及通过电连接，使第一半导体区域及第二半导体区域中的剩余一个与第二电通路通过沉积电性连接。
172.(34)在半导体发光器件的制造方法中，导电接合构件包括与第二半导体区域欧姆接触的第一导电层以及与接合层相接合的第二导电层。
173.(35)在半导体发光器件的制造方法中，导电接合构件包括与第一半导体区域欧姆接触的第三导电层以及与接合层相接合的第二导电层。
174.(36)在半导体发光器件的制造方法中，在半导体发光二极管中，将去除基板后暴露的绝缘层配置于第二半导体区域与第二导电层之间。
175.(37)在半导体发光器件的制造方法中，在电性连接的步骤之前，还包括如下的步骤：形成第一钝化层，上述第一钝化层以从多个半导体区域上方路经绝缘层至接合层的方式进行覆盖。
176.(38)在半导体发光器件的制造方法中，在形成第一钝化层的步骤之前，还包括如下的步骤：对接合层进行氧等离子体处理或在氧气氛中对接合层进行退火处理。
177.(39)在半导体发光器件的制造方法中，第一钝化层通过旋涂包含sio2物质的可流动氧化物质来形成。
178.根据本公开的紫外线发光半导体器件，可抑制idb。
179.并且，根据本公开的紫外线发光半导体器件，可制造利用idb抑制结构的半导体芯片。
180.并且，根据本公开的紫外线发光半导体器件，可制造减少器件的晶体缺陷的紫外线发光半导体器件。
181.并且，根据本公开的氮化铝模板的制造方法，可制造没有裂纹且晶体缺陷的密度
低的氮化铝模板。
182.根据本公开的紫外线发光半导体器件，可实际实现配置有v型坑的紫外线发光半导体器件。
183.根据本公开的半导体发光器件的制造方法，可制造如下的半导体发光器件：与图30及图31中所示的半导体发光器件不同地，可毫无困难地对齐电极，且无需单独的底部填充物质u，也可去除半导体发光二极管a与支撑基板101之间的缝隙，与图32至图36中所示的半导体发光器件不同地，可毫无困难地去除第二电通路92上的粘性接合层90。