形成發(fā)光裝置的制造方法及其所制成的發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種形成發(fā)光裝置的制造方法及其所制成的發(fā)光裝置。該制造方法包含：提供一基板；形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)于基板上，發(fā)光結(jié)構(gòu)具有一活性層；形成一保護(hù)層于發(fā)光結(jié)構(gòu)上，保護(hù)層具有一第一厚度；蝕刻保護(hù)層使保護(hù)層具有一第二厚度小于第一厚度；以及圖案化保護(hù)層。
【專利說明】形成發(fā)光裝置的制造方法及其所制成的發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種形成發(fā)光裝置的制造方法，特別是涉及一種蝕刻一保護(hù)層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)發(fā)光元件中的發(fā)光二極管元件(Light Emitting Diode ；LED)具有低耗電量、低發(fā)熱量、操作壽命長、耐撞擊、體積小、反應(yīng)速度快、以及可發(fā)出穩(wěn)定波長的色光等良好光電特性，因此常應(yīng)用于家電、儀表的指示燈及光電產(chǎn)品等領(lǐng)域。
[0003]—般形成發(fā)光二極管兀件的制造方法包含許多黃光制作工藝,且每一黃光制作工藝都包含復(fù)雜的步驟。該如何縮短制作工藝步驟以減少成本目前仍是一個(gè)重要的議題。
[0004]此外，以上發(fā)光二極管可進(jìn)一步結(jié)合一次載體(sub-mount)而形成一發(fā)光裝置，例如燈泡。所述發(fā)光裝置包含一具有至少一電路的次載體；至少一焊料(solder)位于上述次載體上，通過此焊料將上述發(fā)光二極管固定于次載體上并使發(fā)光二極管的基板與次載體上的電路形成電連接；以及，一電連接結(jié)構(gòu)，以電連接發(fā)光二極管的電極墊與次載體上的電路；其中，上述的次載體可以是導(dǎo)線架(lead frame)或大尺寸鑲嵌基底(mountingsubstrate)，以方便發(fā)光裝置的電路規(guī)劃并提高其散熱效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成發(fā)光裝置的制造方法，包含:形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)于一基板上，發(fā)光結(jié)構(gòu)具有一活性層；形成一保護(hù)層于發(fā)光結(jié)構(gòu)上，保護(hù)層具有一第一厚度；蝕刻保護(hù)層使保護(hù)層具有一第二厚度小于第一厚度；以及圖形化保護(hù)層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1A-圖1H為本發(fā)明的形成一發(fā)光裝置的制造方法剖視圖；
[0007]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的制造方法所形成的一發(fā)光裝置；
[0008]圖2B的圖2A為局部放大圖；
[0009]圖3A-圖3C顯示本發(fā)明的發(fā)光裝置的上視圖；
[0010]圖4顯示本發(fā)明的一燈泡的分解圖。
[0011]主要元件符號(hào)說明
[0012]100、100’、100”:發(fā)光裝置
[0013]10a、10b:基板
[0014]1000:發(fā)光疊層結(jié)構(gòu)
[0015]101:傾斜側(cè)壁
[0016]102:上表面
[0017]104:第一邊
[0018]105:第二邊[0019]106:第三邊
[0020]107:第四邊
[0021]11:發(fā)光結(jié)構(gòu)
[0022]111:第一型半導(dǎo)體層
[0023]112:活性層
[0024]113:第二型半導(dǎo)體層
[0025]1131:第一區(qū)域
[0026]1132:第二區(qū)域
[0027]12:保護(hù)層
[0028]120:保護(hù)層
[0029]121:障壁層
[0030]1211:下表面
[0031]1212:側(cè)壁
[0032]1213:第一延伸區(qū)域
[0033]1213’:延伸區(qū)域
[0034]1214:第二延伸區(qū)域
[0035]1215、1215’:電極區(qū)域
[0036]13:透明導(dǎo)電層
[0037]14、14，、14”:第一電極
[0038]141、141，、141 ”:第一電極墊
[0039]142、142’、142”:第一延伸電極
[0040]15、15，、15，，:第二電極
[0041]151、151’、151”:第二電極墊
[0042]152:第二延伸電極
[0043]16:溝槽
[0044]21:燈罩
[0045]22:透鏡
[0046]23:載體
[0047]24:發(fā)光模塊
[0048]25:載板
[0049]26:散熱單元
[0050]27:連接件
[0051]28:電路單元
[0052]30:燈泡
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下實(shí)施例將伴隨著【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的概念，在附圖或說明中，相似或相同的部分是使用相同的標(biāo)號(hào)，并且在附圖中，元件的形狀或厚度可擴(kuò)大或縮小。需特別注意的是，圖中未繪示或描述的元件，可以是熟習(xí)此技術(shù)的人士所知的形式。[0054]圖1A-圖1G為本發(fā)明的形成一發(fā)光裝置100的制造方法示意圖。
[0055]如圖1A所不,提供一基板IOa,及形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)11于基板IOa上。在此實(shí)施例中，基板IOa為一藍(lán)寶石晶片基板。發(fā)光結(jié)構(gòu)11依序包含一第一型半導(dǎo)體層111 ;一活性層112 ;及一第二型半導(dǎo)體層113形成于基板IOa上。第一型半導(dǎo)體層111及第二型半導(dǎo)體層113例如為包覆層(cladding layer)或限制層(confinement layer),可分別提供電子、空穴，使電子、空穴于活性層112中結(jié)合以發(fā)光。如圖1B所示，蝕刻活性層112及第二型半導(dǎo)體層113以形成多個(gè)發(fā)光疊層結(jié)構(gòu)1000。多個(gè)發(fā)光疊層結(jié)構(gòu)1000彼此相隔一距離排列于基板IOa上且曝露出部分第一型半導(dǎo)體層111。此外，本實(shí)施例中的發(fā)光裝置100為一水平式結(jié)構(gòu)，但也可為一垂直式結(jié)構(gòu)或其他不同形式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。如圖1C所示，形成一保護(hù)層12以覆蓋第一型半導(dǎo)體層111、活性層112、第二型半導(dǎo)體層113及基板10a。保護(hù)層12具有一第一厚度U1)并具有于接下來的蝕刻步驟保護(hù)發(fā)光結(jié)構(gòu)11的功用。在本實(shí)施例中，第一厚度U1)為3300A-10000A。如圖1D所示，利用一激光切割基板10以在基板10內(nèi)形成一溝槽16，其中，溝槽16具有三角形的剖面。需注意的是，使用激光切割時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物堆積于溝槽16內(nèi)，需進(jìn)行一蝕刻步驟以清除副產(chǎn)物。然，于蝕刻副產(chǎn)物的同時(shí)，也會(huì)蝕刻保護(hù)層12。因此，如圖1E所示，于蝕刻步驟后，保護(hù)層120具有一小于第一厚度U1)的第二厚度(t2)，第二厚度介于3000A-9700人。第一厚度U1)與第二厚度(t2)的差大于300A。本實(shí)施例中，蝕刻副產(chǎn)物(且同時(shí)蝕刻保護(hù)層12)的方法是包含以一酸性溶液濕蝕刻副產(chǎn)物及保護(hù)層12，酸性溶液為包含磷酸(H3PO4)及硫酸(H2SO4)的混合溶液，其中硫酸(H2SiO4)與磷酸(H3PO4)的濃度比約為三比一。于其他實(shí)施例中，酸性溶液也可選用磷酸溶液。如圖1F所示，將保護(hù)層120圖案化以形成一圖案化保護(hù)層121。于本實(shí)施例中，圖案化保護(hù)層121也可做為一電流障壁層121。如圖1G所示，形成一透明導(dǎo)電層13于障壁層121與第二型半導(dǎo)體層113上。如圖1H所示，形成一第一電極14于透明導(dǎo)電層13上并相對(duì)應(yīng)于障壁層121的位置上及形成一第二電極15于第一型半導(dǎo)體層111上。保護(hù)層121或障壁層121為一絕緣材料且對(duì)于可見光具有一大于90%的穿透率。另，障壁層121具有一電阻率大于IO14 Ω-cm。障壁層121可包含二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)或二氧化鈦(TiO2)等材料。接著，沿著溝槽16劈裂發(fā)光疊層結(jié)構(gòu)1000以形成多個(gè)發(fā)光裝置100。
[0056]圖2A為根據(jù)本發(fā)明圖1A-圖1H所制成的發(fā)光裝置100。圖2B為圖2A的局部放大圖。發(fā)光結(jié)構(gòu)11形成于基板IOb上。發(fā)光結(jié)構(gòu)11依序包含一第一型半導(dǎo)體層111 ;一活性層112 ;及一第二型半導(dǎo)體層113。第二型半導(dǎo)體層113具有一第一區(qū)域1131及一第二區(qū)域1132。障壁層121形成于第一區(qū)域1131上，且具有一下表面1211與一側(cè)壁1212。其中，側(cè)壁1212相對(duì)于下表面1211傾斜且與下表面1211的夾角(O)介于10° -70°。透明導(dǎo)電層13形成在障壁層121的側(cè)壁1212且具有一第三厚度(t3);透明導(dǎo)電層13也形成在第二型半導(dǎo)體層113的第二區(qū)域1132且具有一第四厚度(t4)。因側(cè)壁1212與下表面1211的角度(O)小于70°，透明導(dǎo)電層可均勻地覆蓋于障壁層121的側(cè)壁1212與第二型半導(dǎo)體層113的第二區(qū)域1132上。本實(shí)施例中，透明導(dǎo)電層13形成在障壁層121的側(cè)壁1212的厚度與形成在第二型半導(dǎo)體層113的第二表面1132的厚度的差(t3_t4)與透明導(dǎo)電層13形成在障壁層121的側(cè)壁1212的厚度(t3)的比值((t3-t4)/t3)不大于10%。此外，在激光步驟中，因于基板IOa內(nèi)形成一三角型的溝槽16 (參照?qǐng)D1D)，因此當(dāng)劈裂發(fā)光疊層結(jié)構(gòu)1000以形成發(fā)光裝置100時(shí)，基板IOb會(huì)具有一傾斜側(cè)壁101。傾斜側(cè)壁101相對(duì)于基板IOb的一上表面102傾斜且傾斜側(cè)壁101與基板IOb的上表面102的角度大于90°。此外，傾斜側(cè)壁101經(jīng)激光切割后，可再以酸性溶液蝕刻以移除激光切割所形成的副產(chǎn)物，因此使傾斜側(cè)壁101具有一粗糙表面。
[0057]圖3A-圖3C為本發(fā)明的發(fā)光裝置100、100’、100”的上視圖。發(fā)光裝置100、100’、100”具有一長方形的形狀且包含一第一邊104、一第二邊105、一第三邊106、及一第四邊107。如圖3A所示，發(fā)光裝置100包含第一電極14，靠近第一邊104且形成于透明導(dǎo)電層13對(duì)應(yīng)障壁層121的位置上。在本實(shí)施例中，第一電極14與障壁層121具有大致相同的形狀。第一電極14包含一第一電極墊141及多個(gè)第一延伸電極142延伸自第一電極墊141。障壁層121的面積大于電極墊141及延伸電極142的面積。發(fā)光裝置100更包含一第二電極15，靠近相對(duì)于第一邊104的第二邊105。第二電極15包含一第二電極墊151及一第二延伸電極152向第一邊104延伸，第一延伸電極142自第一電極墊141往第二電極墊151的方向延伸(往第二邊105的方向)。此外,第一電極墊141也可置于近第一邊104與第三邊106所夾的角落,第二電極墊151也可置于近第二邊105與第四邊107所夾的角落,且第二延伸電極152向第一電極墊141延伸。在另一實(shí)施例中，如圖3B所示，發(fā)光裝置100’包含一第一電極14’及一第二電極15’。第一電極14’包含一第一電極墊141’及一第一延伸電極142’。第二電極15’包含一第二電極墊151’。第一延伸電極142’自第一電極墊141’往第二電極墊151’的方向延伸(往第二邊105的方向)。此外，障壁層121包含一電極區(qū)域1215、多個(gè)第一延伸區(qū)域1213、及多個(gè)第二延伸區(qū)域1214。障壁層121的電極區(qū)域1215形成于對(duì)應(yīng)于第一電極14’的區(qū)域且具有與第一電極14’大致相同的形狀、但面積大于第一電極14’。第一延伸區(qū)域1213從電極區(qū)域1215 (第一電極墊141’及第一延伸電極142’)向側(cè)邊(第三邊106與第四邊107)延伸。本實(shí)施例中，四個(gè)第二延伸區(qū)域1214從電極區(qū)域1215(第一電極墊141’及第一延伸電極142’)向前(第一邊104)及向后(第二邊)105延伸。第一延伸區(qū)域1213及第二延伸區(qū)域1214上方未形成第一電極14’。
[0058]在另一實(shí)施例中，如圖3C所示，發(fā)光裝置100’’包含第一電極14”及一第二電極15”。第一電極14”包含一第一電極墊141”及一第一延伸電極142”。第二電極15”包含一第二電極墊151”。第一延伸電極142”自第一電極墊141”往第二電極墊151”的方向延伸(往第二邊105的方向)。此外，障壁層121包含一電極區(qū)域1215’及多個(gè)延伸區(qū)域1213’。障壁層121的電極區(qū)域1215’形成于對(duì)應(yīng)于第一電極14”的區(qū)域且具有與第一電極14”大致相同的形狀、但面積大于第一電極14”。多個(gè)延伸區(qū)域1213’從電極區(qū)域1215’(第一電極墊141’及第一延伸電極142，)呈約45度角向四側(cè)邊(104、105、106、107)延伸。延伸區(qū)域1213’上方未形成第一電極14”。
[0059]第一型半導(dǎo)體層可為η型半導(dǎo)體層且第二型半導(dǎo)體層可為P型半導(dǎo)體，第一型半導(dǎo)體層及第二型半導(dǎo)體層且包含選自于AlGaAs、AlGaInP, AlInP及InGaP所構(gòu)成材料群組中的一種材料或AlInGaN、InGaN、AlGaN及GaN所構(gòu)成材料群組中的一種材料；選擇性地，第一型半導(dǎo)體層可為P型半導(dǎo)體層且第二型半導(dǎo)體層可為η型半導(dǎo)體；活性層可包含選自于AlGaAs、AlInGaP, InGaP及AlInP所構(gòu)成材料群組中的一種材料或AlInGaN、InGaN、AlGaN及GaN所構(gòu)成材料群組中的一種材料?；钚詫咏Y(jié)構(gòu)可為單異質(zhì)結(jié)構(gòu)(singleheterostructure ;SH)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double heterostructure ;DH)、雙側(cè)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double-side double heterostructure ;DDH)、或多層量子井(mult1-quantum well ；MQW)?；鍎t包含選自砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、鍺(Ge)、藍(lán)寶石、玻璃、鉆石、碳化硅(SiC)、硅、氮化鎵(GaN)、及氧化鋅(ZnO)所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它替代性材料取代之。
[0060]圖4為本發(fā)明的一燈泡30的分解圖。燈泡30包含一燈罩21、一透鏡22、一發(fā)光模塊24、一載板25、一散熱兀件26、一連接件27、及一電路單兀28。發(fā)光模塊24包含一載體23及多個(gè)發(fā)光裝置。發(fā)光裝置可為任何上述所提及的發(fā)光裝置100 (100’、100”)。如圖4所示，例如，12個(gè)發(fā)光裝置位于載體23上，其中包含六個(gè)紅光發(fā)光裝置及六個(gè)藍(lán)光發(fā)光裝置彼此交錯(cuò)排列且彼此電連接(可為串聯(lián)或并聯(lián))。藍(lán)光發(fā)光裝置包含一熒光粉置于其上以轉(zhuǎn)換藍(lán)光發(fā)光裝置所發(fā)出的光。藍(lán)光發(fā)光裝置所發(fā)出的光與轉(zhuǎn)換的光混和以形成一白光，并搭配紅光發(fā)光裝置后使燈泡30發(fā)出一色溫為2400-3000K的暖白光。
[0061]本發(fā)明所列舉的各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的范圍。任何人對(duì)本發(fā)明所作的任何顯而易知的修飾或變更皆不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種形成發(fā)光裝置的制造方法，包含: 提供一基板； 形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)于該基板上，該發(fā)光結(jié)構(gòu)具有一活性層； 形成一保護(hù)層于該發(fā)光結(jié)構(gòu)上，該保護(hù)層具有一第一厚度； 蝕刻該保護(hù)層使該保護(hù)層具有一第二厚度小于該第一厚度；以及 圖案化該保護(hù)層。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中該第一厚度與該第二厚度的差大于300A。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，在蝕刻該保護(hù)層之前，還包含以一激光形成一溝槽于該基板內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該蝕刻該保護(hù)層的方法包含以一酸性溶液濕蝕刻該保護(hù)層。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該第二厚度介于3000A-9700A。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，形成該發(fā)光結(jié)構(gòu)還包含依序形成一第一半導(dǎo)體層、一活性層、及一第二半導(dǎo)體層于該基板上；以及在形成該保護(hù)層之前，蝕刻該發(fā)光結(jié)構(gòu)以曝露出部分該第一半導(dǎo)體層。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，在圖案化該保護(hù)層之后，還包含形成一透明導(dǎo)電層于該保護(hù)層及該發(fā)光結(jié)構(gòu)上；以及形成一電極于該透明導(dǎo)電層對(duì)應(yīng)在該保護(hù)層的位置上。
8.一種發(fā)光 裝置，包含: 基板； 發(fā)光結(jié)構(gòu)形成于該基板上，具有第一區(qū)域及第二區(qū)域；以及 障壁層形成于該第一區(qū)域上，該障壁層具有一下表面及一側(cè)壁； 其中，該側(cè)壁與該下表面的夾角介于10° -70°。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，還包含一透明導(dǎo)電層，形成在該障壁層的該側(cè)壁以及該發(fā)光結(jié)構(gòu)的該第二區(qū)域，其中，該透明導(dǎo)電層形成在該障壁層的該側(cè)壁的厚度與形成在該發(fā)光結(jié)構(gòu)的該第二區(qū)域的厚度的差與透明導(dǎo)電層形成在該障壁層的該側(cè)壁的厚度的比值不大于10%。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其中，該障壁層的厚度大于3000A且小于9700A。
11.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，還包含一透明導(dǎo)電層，形成于該障壁層上；以及一第一電極，形成于該透明導(dǎo)電層對(duì)應(yīng)該障壁層的位置上，其中，該第一電極與該障壁層具有大致相同的形狀。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其中，該第一電極包含第一電極墊及延伸電極；該發(fā)光裝置還包含第二電極，其中該第二電極包含第二電極墊；該延伸電極自該第一電極墊往第二電極墊的方向延伸。
13.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，還包含透明導(dǎo)電層，形成于該障壁層上；以及電極，形成于該透明導(dǎo)電層上；其中該電極包含電極墊及延伸電極；其中，該發(fā)光裝置包含四側(cè)邊；以及其中，該障壁層包含電極區(qū)域?qū)?yīng)于該電極的位置、及延伸區(qū)域自該電極區(qū)域向該四側(cè)邊延伸。
14.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，該障壁層包含一絕緣材料且具有一電阻率大于IO14 Ω -cm。
15.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其中，該基板具有一傾斜側(cè)壁。
16.如權(quán)利要求15所 述的發(fā)光裝置，其中，該傾斜側(cè)壁具有一粗糙表面。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK103872206SQ201210545472
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】吳佳裕, 蘇慶章, 曾俊龍, 沈慶興 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司