發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，包括一基板、一光電結(jié)構(gòu)以及一粗糙結(jié)構(gòu)?；寰哂斜舜讼鄬Φ囊簧媳砻媾c一下表面以及一連接上表面與下表面的環(huán)狀側(cè)表面，光電結(jié)構(gòu)配置在基板的上表面上，粗糙結(jié)構(gòu)形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上?；宓暮穸扰c粗糙結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于1且小于20，藉此可有效提升發(fā)光元件整體的出光效率。
【專利說明】發(fā)光元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一 種發(fā)光元件，且特別是有關(guān)于一種可增加出光效率(light-emitting efficiency)的發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，在制作發(fā)光二極管晶圓時，通常是先提供一基板，利用磊晶成長方式，在基板上形成一磊晶結(jié)構(gòu)，接著在磊晶結(jié)構(gòu)上配置電極以提供電能，便可利用光電效應而發(fā)光。之后，利用微影蝕刻技術(shù)在磊晶結(jié)構(gòu)中形成多個縱橫交錯的切割道。其中，每相鄰的二縱向的切割道與相鄰的二橫向的切割道共同定義出一發(fā)光二極管晶粒。之后，進行后段的研磨與切割制程，將發(fā)光二極管晶圓分成許多的發(fā)光二極管晶粒，進而完成發(fā)光二極管的制作。
[0003]由于利用現(xiàn)有的切割技術(shù)所獲得的發(fā)光二極管的側(cè)壁為平面狀，加上發(fā)光二極管的材料與空氣的折射率差異，因此從發(fā)光二極管所發(fā)出的光只有少數(shù)可從其側(cè)面出射，大部分的光會在發(fā)光二極管側(cè)面處產(chǎn)生全反射，而無法進一步利用由側(cè)面出射的光，影響發(fā)光二極管的側(cè)面的出光效率，進而降低發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。因此，如何改善發(fā)光二極管側(cè)面出光量來提升整體的出光效率便成為了目前亟需解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，具有形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上的粗糙結(jié)構(gòu)，可有效提升整體的出光效率。
[0005]本發(fā)明提供一種發(fā)光兀件，其包括一基板、一光電結(jié)構(gòu)以及一粗糙結(jié)構(gòu)?；寰哂斜舜讼鄬Φ囊簧媳砻媾c一下表面以及一連接上表面與下表面的環(huán)狀側(cè)表面，光電結(jié)構(gòu)配置在基板的上表面上，粗糖結(jié)構(gòu)形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上?；宓暮穸扰c粗糖結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于I且小于20。
[0006]在本發(fā)明的一實施例中，上述的基板的厚度與粗糙結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于等于3且小于等于10。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)的厚度大于等于10微米且小于等于50微米。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)相對鄰近基板的上表面的一側(cè)至基板的上表面的距離大于等于10微米且小于等于150微米。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)相對鄰近基板的下表面的一側(cè)至基板的下表面的距離大于等于O微米且小于等于100微米。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)包括一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)包括一環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)包括多個環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述的環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)是以不等間距形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，上述的環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)之間部分重疊。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)是由一非周期性圖案所組成。
[0016]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光元件為一覆晶式發(fā)光元件。
[0017]在本發(fā)明的一實施例中，上述的光電結(jié)構(gòu)包括一第一電極、一第二電極、一第一型半導體層、一第二型半導體層以及一發(fā)光層。發(fā)光層位于第一型半導體層與第二型半導體層之間，且第一電極與第二電極分別配置在第一型半導體層與第二型半導體層上。
[0018]基于上述，由于本發(fā)明的發(fā)光元件具有粗糙結(jié)構(gòu)，因此當光電結(jié)構(gòu)發(fā)出光線時，可通過此粗糙結(jié)構(gòu)來增加光的散射，可避免射至發(fā)光元件的側(cè)面的光產(chǎn)生全反射，進而可提升整體發(fā)光元件的出光效率。
[0019]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所示附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1示出為本發(fā)明的一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0021]圖2A示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0022]圖2B示出為本發(fā)明的一實施例的基板與粗糙結(jié)構(gòu)相對位置的示意圖；
[0023]圖3示出為本發(fā)明的又一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0024]圖4示出為本發(fā)明的再一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0025]圖5示出為本發(fā)明的一種發(fā)光元件覆晶結(jié)合于一承載板的示意圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]100a、100b、100c、IOOcU IOOe:發(fā)光元件；
[0028]110:基板；
[0029]112:上表面；
[0030]114:下表面；
[0031]116:環(huán)狀側(cè)表面；
[0032]120a、120b:光電結(jié)構(gòu)；
[0033]121a、121b:第一電極；
[0034]123a、123b:第二電極；
[0035]125a、125b:第一型半導體層；
[0036]127a、127b:第二型半導體層；
[0037]129a、129b:發(fā)光層；
[0038]130a、130bl、130b2:粗糙結(jié)構(gòu)；
[0039]130c、130d:環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)；
[0040]200:承載板；
[0041]D1、D2 :距離；
[0042]t:厚度；
[0043]T:厚度?！揪唧w實施方式】
[0044]圖1示出為本發(fā)明的一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，發(fā)光元件IOOa包括一基板110、一光電結(jié)構(gòu)120a以及一粗糙結(jié)構(gòu)130a?；?10具有彼此相對的一上表面112與一下表面114以及一連接上表面112與下表面114的環(huán)狀側(cè)表面116，光電結(jié)構(gòu)120a配置在基板110的上表面112上，粗糙結(jié)構(gòu)130a形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上。特別是，基板110的厚度T與粗糙結(jié)構(gòu)130a的厚度t的比值例如是大于I且小于20。
[0045]更具體來說，光電結(jié)構(gòu)120a例如是由一第一電極121a、一第二電極123a、一第一型半導體層125a、一第二型半導體層127a以及一發(fā)光層129a所組成，用以產(chǎn)生光線。此處，第一型半導體層125a、發(fā)光層129a以及第二型半導體層127a例如是通過磊晶成長的方式依序形成在基板110的上表面112上。第一型半導體層125a、第二型半導體層127a以及發(fā)光層129a的材料例如是選自磷化鋁鎵銦(AlGaInP)、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)與氮化鋁銦鎵(AlInGaN)及其組合所組成的族群。第一電極121a與第二電極123a的材質(zhì)例如是金屬或金屬合金等導體材料所構(gòu)成，其中第一電極121a與第二電極123a分別配置在第一型半導體層125a與第二型半導體層127a上。為了增加光取出效率，必須避免光電結(jié)構(gòu)120a的發(fā)光層129a所發(fā)出的光線被基板110吸收，因此本實施例的基板110的材質(zhì)例如是一透明材料，其中透明材料選自于藍寶石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、砷化鎵(GaAs)、氧化鋅(ZnO)以及具有六方體系結(jié)晶材料所構(gòu)成群組中的一種材料而形成。特別是，粗糙結(jié)構(gòu)130a例如是通過一隱形雷射法(StealthDicing)的切割技術(shù)形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上,用以散射來自于發(fā)光層129a的光線。較佳地，基板110的厚度T與粗糙結(jié)構(gòu)130a的厚度t的比值大于等于3且小于等于
10。此處，粗糙結(jié)構(gòu)130a的厚度t例如是大于等于10微米且小于等于50微米，粗糙結(jié)構(gòu)130a相對鄰近基板110的上表面112的一側(cè)至基板110的上表面112的距離Dl例如是大于等于10微米且小于等于150微米，粗糙結(jié)構(gòu)130a相對鄰近基板110的下表面114的一側(cè)至基板110的下表面114的距離D2例如是大于等于O微米且小于等于100微米。
[0046]再者，本實施例的粗糙結(jié)構(gòu)130a例如是一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)，其中此環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)可為一環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。當然，在其他實施例中，粗糙結(jié)構(gòu)也可為其他型態(tài)的結(jié)構(gòu)類型。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內(nèi)容，其中采用相同的標號來表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重復贅述。
[0047]請參考圖2A示出為本發(fā)明的另一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖，發(fā)光元件IOOb的粗糙結(jié)構(gòu)130b I也可為一環(huán)狀非連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)?；蛘呤?，請參考圖2B，其中圖2B示出為本發(fā)明的一實施例的基板與粗糙結(jié)構(gòu)相對位置的示意圖。為了方便說明起見，圖2B的基板110是以立體結(jié)構(gòu)來表示，其中粗糙結(jié)構(gòu)130b 2為一在不同水平面的環(huán)狀非連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。特別是，粗糙結(jié)構(gòu)130a、130bl、130b2例如是由一非周期性圖案所組成，而此非周期性圖案例如是條狀圖案 。當然，在其他未示出的實施例中，粗糙結(jié)構(gòu)130a、130bl、130b2也可由一周期性圖案所組成，而此周期性圖案例如是弦波圖案、鋸齒圖案或方波圖案。
[0048]此外,請參考圖3示出為本發(fā)明的又一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖，發(fā)光元件IOOc的粗糙結(jié)構(gòu)也可為多個環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c，其中這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c由非周期性圖案所組成，且是環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)，當然，在其他未示出的實施例中，該些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c也可是環(huán)狀非連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。再者，此處這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c是以等間距形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，也就是說這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c彼此之間不重疊。需說明的是，雖然在圖3中標示每一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c的厚度皆為t，但實質(zhì)上厚度t為一具有特定范圍的數(shù)值(即大于等于10微米且小于等于50微米)，因此相鄰兩環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c的厚度t不一定相同。
[0049]或者是，請參考圖4示出為本發(fā)明的再一實施例的一種發(fā)光元件的示意圖，發(fā)光元件IOOd的這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d也可以不等間距形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，因此這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d彼此之間可完全重疊、部分重疊或不重疊。如圖4所示，在此這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d之間有部分重疊及完全不重疊，且相鄰兩環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d的厚度t不一定相同。
[0050]此外，在其他未示出的實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可參照前述實施例的說明，依據(jù)實際需求調(diào)整或改變粗糙結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計，以達到所需的技術(shù)效果，此處不再逐一贅述。
[0051]由于本實施例在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上形成有粗糙結(jié)構(gòu)130a、130bl、130b2或這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c、130d，因此當光電結(jié)構(gòu)120a的發(fā)光層129a發(fā)出光線時，可通過此粗糙結(jié)構(gòu)130a、130bl、130b 2或這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c、130d來增加光的散射，可有效提升整體發(fā)光元件100a、100b、100c、IOOd的出光效率。此外，本實施例的粗糙結(jié)構(gòu)130a、130bl、130b2或這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c、130d是形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，因此并不會影響到光電結(jié)構(gòu)120a的發(fā)光面積。
[0052]圖5示出為 本發(fā)明的一種發(fā)光元件覆晶結(jié)合于一承載板的示意圖。請參考圖5，本實施例的發(fā)光兀件IOOe與圖1的發(fā)光兀件IOOa相似,其不同之處在于:發(fā)光兀件IOOe的光電結(jié)構(gòu)120b的第一型半導體層125b、發(fā)光層12%、第二型半導體層127b是依序配置在基板110的上表面112上，且第一電極121b與第二電極123b分別配置在第一型半導體層125b與第二型半導體層127b上。特別是，本實施例的發(fā)光元件IOOe是以覆晶接合的方式配置在一承載板200上，因此本實施例適用于高功率的發(fā)光元件的封裝。由于本實施例發(fā)光層129b發(fā)出的正向光線會通過基板110，因此，可通過形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上的粗糙結(jié)構(gòu)130a來造成光的散射，以增加發(fā)光元件IOOe的正向與側(cè)向出光。
[0053]綜上所述，由于本發(fā)明在基板的環(huán)狀側(cè)表面上形成有粗糙結(jié)構(gòu)，因此當光電結(jié)構(gòu)的發(fā)光層發(fā)出光線時，可通過此粗糙結(jié)構(gòu)使光線散射而增加出光的機率，以增加整體發(fā)光元件的出光量，進而有效提升整體發(fā)光元件的出光效率。此外，由于本發(fā)明的粗糙結(jié)構(gòu)是形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上，因此并不會影響到光電結(jié)構(gòu)的發(fā)光面積。
[0054]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光元件，其特征在于，包括: 一基板，具有彼此相對的一上表面與一下表面以及一連接該上表面與該下表面的環(huán)狀側(cè)表面； 一光電結(jié)構(gòu)，配置在該基板的該上表面上；以及 一粗糙結(jié)構(gòu)，形成在該基板的該環(huán)狀側(cè)表面上，其中該基板的厚度與該粗糙結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于I且小于20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該基板的厚度與該粗糙結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于等于3且小于等于10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該粗糙結(jié)構(gòu)的厚度大于等于10微米且小于等于50微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該粗糙結(jié)構(gòu)相對鄰近該基板的該上表面的一側(cè)至該基板的該上表面的距離大于等于10微米且小于等于150微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該粗糙結(jié)構(gòu)相對鄰近該基板的該下表面的一側(cè)至該基板的該下表面的距離大于等于O微米且小于等于100微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該粗糙結(jié)構(gòu)為一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其特征在于，該環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)包括一環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該粗糙結(jié)構(gòu)包括多個環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件，其特征在于，該些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)是以不等間距形成在該基板的該環(huán)狀側(cè)表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件，其特征在于，該些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)之間部分重疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該粗糙結(jié)構(gòu)是由一非周期性圖案所組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，該發(fā)光元件為一覆晶式發(fā)光元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其特征在于，該光電結(jié)構(gòu)包括一第一電極、一第二電極、一第一型半導體層、一第二型半導體層以及一發(fā)光層，該發(fā)光層位于該第一型半導體層與該第二型半導體層之間，且該第一電極與該第二電極分別配置在該第一型半導體層與該第二型半導體層上。
【文檔編號】H01L33/20GK103904181SQ201210574681
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】黃逸儒, 黃靖恩, 吳志凌, 羅玉云 申請人:新世紀光電股份有限公司