發(fā)光二極管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管及其制造方法，該制造方法包含：將一發(fā)光二極管晶圓固定于一工作臺上，加工該發(fā)光二極管晶圓，使其一基板的厚度小于或等于100μm；將一固定片貼附在該發(fā)光二極管晶圓表面，再自該工作臺取下該發(fā)光二極管晶圓；將該發(fā)光二極管晶圓連同該固定片進行切割與劈裂，使該發(fā)光二極管晶圓形成多個發(fā)光二極管；移除該固定片。藉由在該工作臺取下該發(fā)光二極管晶圓之前，先將該固定片貼附在該發(fā)光二極管晶圓上，可提供發(fā)光二極管晶圓支撐力量，維持晶圓片平整、避免彎曲，并可避免基板破裂或其他損傷，有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量與可靠度。
【專利說明】
發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管及其制造方法，尤其涉及一種將一發(fā)光二極管晶圓經(jīng) 由研磨、切割、劈裂等步驟而制造出的發(fā)光二極管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知的發(fā)光二極管在制造上，先于一基板上磊晶形成一發(fā)光組件，該發(fā)光組件包 括一η型半導體層、一發(fā)光層與一p型半導體層。該基板與該發(fā)光組件共同構(gòu)成一發(fā)光二極 管晶圓，再將該發(fā)光二極管晶圓的設(shè)有該發(fā)光組件的一側(cè)表面藉由具黏著性的蠟液固定于 一工作臺上，接著研磨加工該基板的相反于該發(fā)光組件的一側(cè)表面，使該基板達到預(yù)定的 較薄的厚度，后續(xù)再將該發(fā)光二極管晶圓自該工作臺上移除，并進行切割晶圓、分離切割后 的小片晶圓片等步驟，以得到多個發(fā)光二極管。
[0003] 由于發(fā)光二極管晶圓自該工作臺上取下后，發(fā)光二極管晶圓會有殘留應(yīng)力而容易 彎曲，加上該基板研磨后的厚度薄，導致因應(yīng)力而彎曲的效應(yīng)將更明顯。此外，基板厚度薄 也容易產(chǎn)生破裂等損傷，特別是于切割晶圓過程更可能有破片或其他損傷，故已知發(fā)光二 極管制法有待改良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管及其制造方法，即在提供一種可提升產(chǎn)品質(zhì)量、避免 晶圓彎曲與基板破片的發(fā)光二極管的制造方法及發(fā)光二極管。
[0005] 于是，本發(fā)明發(fā)光二極管的制造方法，包含:步驟Α:提供一發(fā)光二極管晶圓，該發(fā) 光二極管晶圓包括一基板;步驟Β:將該發(fā)光二極管晶圓固定于一工作臺上，加工該發(fā)光二 極管晶圓，使該基板的厚度小于或等于100μπι;步驟C:先將一固定片貼附在該發(fā)光二極管晶 圓的表面，再自該工作臺取下該發(fā)光二極管晶圓；步驟D:將該發(fā)光二極管晶圓連同該固定 片進行切割與劈裂，使該發(fā)光二極管晶圓形成多個發(fā)光二極管;步驟Ε:移除該固定片。
[0006] 本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管，如上述的制法所制造出。
[0007] 本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管，包含一基板及一發(fā)光單元。該發(fā)光單元包括一 η型 半導體層、一Ρ型半導體層，以及一位于該η型半導體層與該Ρ型半導體層間的發(fā)光層。其中， 該基板厚度為該發(fā)光單元厚度的2~20倍。
[0008] 本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管，包含一基板及一發(fā)光單元。該發(fā)光單元包括一 η型 半導體層、一Ρ型半導體層，以及一位于該η型半導體層與該ρ型半導體層間的發(fā)光層。其中， 該發(fā)光二極管的發(fā)散角為115°~140°。
[0009] 本發(fā)明的有益效果為藉由在該工作臺取下該發(fā)光二極管晶圓之前，先將該固定片 貼附在該發(fā)光二極管晶圓上，可提供發(fā)光二極管晶圓支撐力量，維持晶圓片平整、避免彎 曲，而且該固定片有助于提升發(fā)光二極管晶圓的結(jié)構(gòu)強度，可避免基板破裂或其他損傷，從 而提升制作出的產(chǎn)品質(zhì)量與可靠度。此外，該發(fā)光二極管藉由組件間適當?shù)暮穸缺壤?如上 述的2~20倍），或者具有適當?shù)陌l(fā)散角，可達到較佳的集中光線效果，有利于應(yīng)用在需要光 線集中的場合。
【附圖說明】
[00?0]圖1是一發(fā)光^極管晶圓的不意圖；
[0011] 圖2是該實施例的步驟流程方框圖；
[0012] 圖3是該實施例的部分步驟進行時的示意圖；
[0013] 圖4是該實施例的其余步驟進行時的示意圖；
[0014] 圖5是本發(fā)明發(fā)光二極管的一實施例的示意圖；
[0015] 圖6為一光強度與光輻射角的關(guān)系圖。
[0016] 附圖標記：
[0017] 11 ~18:步驟
[0018] 2:發(fā)光二極管晶圓 [0019] 20:發(fā)光二極管
[0020] 21:基板
[0021] 211:第一面
[0022] 212:第二面
[0023] 22:發(fā)光單元
[0024] 221 :n型半導體層
[0025] 222 :p型半導體層
[0026] 223:發(fā)光層
[0027] 3:工作臺
[0028] 4:固定片
[0029] 5:彈性膜 [0030] 51:擴張環(huán)
【具體實施方式】
[0031 ]參閱圖1~4，本發(fā)明發(fā)光二極管的制造方法的一實施例包含：
[0032] 步驟11:提供一發(fā)光二極管晶圓2,該發(fā)光二極管晶圓2包括一基板21，以及一披覆 于該基板21上的發(fā)光單元22。該基板211可以為藍寶石基板、氮化鎵基板、氮化鋁基板、硅基 板、碳化硅基板等等，實施時不須特別限定該基板211的種類，而本實施例是采用藍寶石基 板。該基板21的厚度約為430μπι左右，并具有相反的一第一面211與一第二面212。
[0033] 該發(fā)光單元22位于該基板211的第一面211上，并具有一位于該第一面211上的η型 半導體層221、一間隔地位于該η型半導體層221上方的ρ型半導體層222,以及一位于該η型 半導體221層與該ρ型半導體層222間的發(fā)光層223。以氮化鎵系的發(fā)光二極管為例，該η型半 導體層221與該ρ型半導體層222可分別為η型與ρ型的氮化鎵材料。該發(fā)光層223又稱為主動 層(Active Layer)，可以為多重量子井(MQW)結(jié)構(gòu)。該發(fā)光層223材料可包含氮化鎵、氮化銦 鎵、氮化鋁鎵等等。但實施時不須特別限定該發(fā)光單元222的各層材料。此外，該發(fā)光二極管 晶圓2還包括一圖未示出且連接該發(fā)光單元22的電極，可將外部電力輸送至該發(fā)光單元22， 使該發(fā)光單元22可將電能轉(zhuǎn)換為光。由于該電極非本發(fā)明的改良重點，故不再說明。
[0034] 步驟12:通過研磨方式加工該發(fā)光二極管晶圓2,使該基板21的厚度小于或等于 100M1，更佳地小于或等于50μπι。具體來說，本步驟是使該基板21的第一面211朝下，該第二 面212朝上，并于該發(fā)光單元22表面涂布具有黏著性的蠟液，以將該發(fā)光二極管晶圓2黏著 固定于一工作臺3上，此步驟又可稱為上蠟。接著可利用一研磨機研磨該基板21的第二面 212，以及利用一拋光機拋光，最后使該基板21的厚度小于或等于100μπι。
[0035] 步驟13:將一固定片4貼附在該發(fā)光二極管晶圓2的一表面。本實施例的固定片4為 一個表面具有黏膠而具有黏性的片體，且該固定片4是黏貼在該基板21的朝上的該表面上。
[0036] 步驟14:利用丙酮(ACE)、異丙醇（ΙΡΑ)等液體進行清洗，去除該發(fā)光二極管晶圓2 的朝向該工作臺3的表面的蠟，并將該發(fā)光二極管晶圓2自該工作臺3上取下。本步驟又稱為 下蠟。
[0037] 步驟15:將該發(fā)光二極管晶圓2固定于一彈性膜5(亦可稱為藍膜)上，該彈性膜5周 圍框繞有一擴張環(huán)51。該發(fā)光二極管晶圓2是以設(shè)有該發(fā)光單元22的一側(cè)朝向該彈性膜5， 而設(shè)有該固定片4的一側(cè)則朝外。
[0038] 步驟16:將該發(fā)光二極管晶圓2連同該固定片4進行切割與劈裂，使該發(fā)光二極管 晶圓2形成多個發(fā)光二極管20。具體而言，本步驟可利用錯射切割(Laser Scribing)方式， 依預(yù)定尺寸將該發(fā)光二極管晶圓2切割出多個區(qū)塊。接著沿切割線痕跡，施加瞬間沖力即可 使該等區(qū)塊彼此斷開，此步驟可稱為劈裂(Breaking)，如此就可得到多個發(fā)光二極管20。
[0039] 步驟17:朝該固定片4照射紫外光以使該黏膠分解，再將該固定片4自該等發(fā)光二 極管20上撕除。
[0040] 步驟18:利用一圖未示的擴片機，將該彈性膜5朝徑向方向向外(如圖4最后一流程 之箭頭方向）拉撐擴張，使該等發(fā)光二極管20隨著該彈性膜5擴張而彼此分離。經(jīng)由此擴張 步驟后，相鄰的該等發(fā)光二極管20間存有一定的距離，以利于將各個發(fā)光二極管20-一自 該彈性膜5上取下。配合參閱圖5,本發(fā)明由上述方法制作出的該等發(fā)光二極管20,每一發(fā)光 二極管20與圖1的該發(fā)光二極管晶圓2的尺寸不同，但所包含的層體相同，同樣包含一基板 21、一η型半導體層221、一位于該η型半導體層221上方的p型半導體層222,以及一位于該η 型半導體221層與該ρ型半導體層222間的發(fā)光層223。
[0041 ] 本發(fā)明將該基板21的厚度研磨至小于或等于100μπι，甚至是小于或等于50μηι，為一 種超薄化的制程，有利于發(fā)光二極管20微小、薄型化。本發(fā)明于該工作臺3取下該發(fā)光二極 管晶圓2之前(亦即下蠟之前），先將該固定片4貼附在該發(fā)光二極管晶圓2上，可提供發(fā)光二 極管晶圓2支撐力量，維持晶圓片平整、避免彎曲，從而可避免取下該發(fā)光二極管晶圓2時， 因殘留應(yīng)力而造成的晶圓彎曲問題。而且固定片4有助于提升發(fā)光二極管晶圓2的結(jié)構(gòu)強 度，可避免發(fā)光二極管20產(chǎn)生破裂或其他損傷，例如在切割晶圓時，可避免破片問題，提升 制作出的產(chǎn)品質(zhì)量與可靠度。此外，本實施例的固定片4上設(shè)有可受UV光照射而分解的黏 膠，因此通過UV光照射后即可使黏膠分解，將該固定片4撕除。此移除步驟簡單、易于進行。 [0042]參閱圖5,接著進一步說明，本發(fā)明的發(fā)光二極管20于結(jié)構(gòu)設(shè)計上，該基板21厚度 可為20~100μπι，且該基板21厚度可為該發(fā)光單元22厚度的2~20倍，更佳地為5~10倍。當 厚度比例如上述的2~20倍時，可以使該發(fā)光二極管20的射出光線集中，出光角度較小，如 此有利于應(yīng)用在例如手機閃光燈此種需要光線集中的場合。此外，該基板21厚度與上述厚 度比例過大時，將不利于薄型化，因此以上述范圍為佳。
[0043] 該發(fā)光二極管20的發(fā)散角（beam-divergence angle)范圍，較佳地為115°~140°， 更佳地為115°~130°，在上述角度范圍內(nèi)，可達到較佳的集中光線效果，有利于應(yīng)用在需要 光線集中的場合，而且上述發(fā)散角范圍也是配合適當?shù)幕?1厚度所得到。參閱圖6,所述 發(fā)散角可由下述方式測得:通過量測發(fā)光二極管20的光強度分布，可得到光強度與光輻射 角度(Radiation angle)的關(guān)系圖，其中，最大光強度值的一半所對應(yīng)的角度即為發(fā)光二極 管20的發(fā)散角。故由圖6可看出，當發(fā)光二極管的基板厚度不同時，其發(fā)散角亦有所不同。表 1列舉其中幾種基板厚度與發(fā)散角的關(guān)系。
[0044] 表 1
[0045]
[0046] 以上所述，僅為本發(fā)明的實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，凡是依 本發(fā)明權(quán)利要求及專利說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋 的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，包含： 提供一發(fā)光二極管晶圓，所述發(fā)光二極管晶圓包括一基板； 將所述發(fā)光二極管晶圓固定于一工作臺上，加工所述發(fā)光二極管晶圓，使所述基板的 厚度小于或等于IOOmi ; 先將一固定片貼附在所述發(fā)光二極管晶圓的表面，再自所述工作臺取下所述發(fā)光二極 管晶圓； 將所述發(fā)光二極管晶圓連同所述固定片進行切割與劈裂，使所述發(fā)光二極管晶圓形成 多個發(fā)光二極管;及 移除所述固定片。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，所述固定片為一個表面 具有黏膠的片體，移除所述固定片的步驟是朝所述固定片照射紫外光以使所述黏膠分解， 再將所述固定片自所述等發(fā)光二極管上移除。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，在進行切割與劈裂的步 驟前，還包含將所述發(fā)光二極管晶圓固定于一彈性膜上的步驟。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，在移除所述固定片的步 驟后，還包含將所述彈性膜拉撐擴張的步驟，使所述發(fā)光二極管隨著所述彈性膜擴張而彼 此分離。5. -種發(fā)光二極管，其特征在于，包含： 一基板;及 一發(fā)光單元，所述發(fā)光單元包括一 η型半導體層、一 p型半導體層，以及一位于所述η型 半導體層與所述P型半導體層間的發(fā)光層； 其中，所述基板厚度為所述發(fā)光單元厚度的2~20倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述基板厚度為所述發(fā)光單元厚度 的5~10倍。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述基板厚度為20~100μπι。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管的發(fā)散角為115°~ 140。。9. 一種發(fā)光二極管，其特征在于，包含： 一基板;及 一發(fā)光單元，所述發(fā)光單元包括一 η型半導體層、一 ρ型半導體層，以及一位于所述η型 半導體層與所述P型半導體層間的發(fā)光層； 其中，所述發(fā)光二極管的發(fā)散角為115°~140°。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管的發(fā)散角為115° ~130。。
【文檔編號】H01L33/02GK105895748SQ201610088972
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月17日
【發(fā)明人】丁紹瀅, 黃靖恩
【申請人】新世紀光電股份有限公司