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)明公開一種制造發(fā)光裝置的方法，其包含：形成多個發(fā)光芯片，其中每一發(fā)光芯片包含一外延結構及一形成于外延結構上的電極；形成一保護層于每一發(fā)光芯片的電極上；分類發(fā)光芯片以形成多個發(fā)光群組，其中每一發(fā)光群組具有實質上相同的光電特性；形成一波長轉換層于每一發(fā)光群組上，以覆蓋外延結構及保護層；以及移除保護層上的波長轉換層以曝露保護層。
【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
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置的制造方法，尤其包含在一晶片上形成一保護層于每一發(fā)光單元上。
【背景技術】
[0002]用于固態(tài)照明裝置的發(fā)光二極管(light-emitting diode ;LED)具有耗能低、低發(fā)熱、操作壽命長、防震、體積小、反應速度快以及輸出的光波長穩(wěn)定等良好光電特性，因此發(fā)光二極管被廣泛地應用于家用照明以及儀器指示燈等光電產(chǎn)品。隨著光電科技的發(fā)展，固態(tài)照明在照明效率、操作壽命以及亮度等方面有顯著的進步，因此近年來發(fā)光二極管已經(jīng)被應用于一般的照明用途上。
[0003]熒光粉廣泛地使用在藍光發(fā)光二極管，以產(chǎn)生一白光發(fā)光二極管。當制作白光發(fā)光二極管時，因為藍光發(fā)光二極管具有不同的發(fā)射波長以及光功率，因此在一單一晶片上，就每一藍光發(fā)光二極管獲得一預定的CIE坐標并不容易。
[0004]此外，白光發(fā)光二極管可進一步與其它組件形成一發(fā)光裝置。白光發(fā)光二極管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，一電性連接結構，以電性連接發(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線架(lead frame)或大尺寸鑲嵌基底(mounting substrate),以方便發(fā)光裝置的電路規(guī)劃并提高其散熱效果。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置的制造方法。制造方法包含:形成多個發(fā)光芯片，其中每一發(fā)光芯片包含一外延結構及一形成于外延結構上的電極；形成一保護層于每一發(fā)光芯片的電極上；分類發(fā)光芯片以形成多個發(fā)光群組，其中每一發(fā)光群組具有實質上相同的光電特性；形成一波長轉換層于每一發(fā)光群組上，以覆蓋外延結構及保護層；以及移除改保護層上的波長轉換層以曝露保護層。
[0006]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下
[0007]圖附說明
[0008]圖1A?圖1K顯示本發(fā)明的第一實施例中發(fā)光裝置的剖面圖。
[0009]圖2A顯示在一色度坐標上，本發(fā)明的一實施例中發(fā)光裝置的光特性。
[0010]圖2B為一色度圖，顯示黑體輻射曲線。
[0011]圖3A顯示由本發(fā)明的第一實施例的制造方法所制成的發(fā)光裝置100的上視圖。
[0012]圖3B顯示沿著圖3A的剖面線AA’的發(fā)光裝置剖面圖。
[0013]圖4顯示由本發(fā)明的第二實施例的制造方法所制成的發(fā)光裝置的剖面圖。
[0014]符號說明[0015]100,300 發(fā)光裝置
[0016]10 晶片
[0017]10’薄化晶片
[0018]102,302 發(fā)光疊層
[0019]1021 η型半導體層
[0020]1022 活性層
[0021]1023 P型半導體層
[0022]1024>3024 上面區(qū)域
[0023]1025 側區(qū)域
[0024]1026 緩沖層
[0025]103、303 電極
[0026]1031 上表面
[0027]104、304波長轉換層
[0028]1041 第一部分
[0029]1042 第二部分
[0030]1043 突起部
[0031]105、305 金屬凸塊
[0032]1051 上表面
[0033]1052 側壁
[0034]106 焊線
[0035]17 基板
[0036]1071 上表面
[0037]1072 下表面
[0038]1073 側區(qū)域
[0039]11暫時基板
[0040]20發(fā)光單元
[0041]201外延結構
[0042]202 電極
[0043]21發(fā)光芯片
[0044]22發(fā)光群組
[0045]30 溝槽
[0046]40保護層
[0047]401改質光致抗蝕劑
[0048]50 屏蔽
[0049]60波長轉換層
【具體實施方式】
[0050]圖1A?圖1K顯示本發(fā)明的第一實施例中制造多個發(fā)光裝置100的制造方法。參照圖1Α，多個發(fā)光單元20形成在一單一晶片10上，每一發(fā)光單元20包含一外延結構201及形成在外延結構20上的一對電極202。在本實施例中，發(fā)光單元為一水平式結構，但垂直式結構或其它形式結構也可包含在本發(fā)明的實施例中。參照圖1B，一溝槽30形成在晶片10上且位于兩鄰近發(fā)光單元20之間，且磨薄晶片10以形成一薄化晶片10’。接著，量測每一發(fā)光單元20的光電特性(例如:發(fā)射波長、光功率、順向偏壓(Vf)及/或反向電流(Ir))。參照圖1C，一保護層40形成并完全地覆蓋發(fā)光單元20。在此實施例中，保護層40為一光致抗蝕劑。參照圖1D及圖1E，使用一屏蔽50對光致抗蝕劑進行曝光，使位于電極202上的光致抗蝕劑因被硬化而改質且在后續(xù)的顯影步驟中仍形成在電極202上。沿著溝槽30以將發(fā)光單兀20分離成多個發(fā)光芯片21。每一發(fā)光芯片21具有改質的光致抗蝕劑401形成于電極202上。參照圖1F，根據(jù)的前所量測的光電特性，將發(fā)光芯片21分類(sorted orcollected)成多個發(fā)光群組22,因此,每一發(fā)光群組22中的發(fā)光芯片21具有實質上相同的發(fā)射波長、實質上相同的光功率以及實質上相同的順向偏壓。在一實施例中，每一發(fā)光群組22中，發(fā)光芯片21之間的發(fā)射波長的差值小于10納米(nm);每一發(fā)光群組22中，發(fā)光芯片21之間的光功率的差值不大于10% ;及每一發(fā)光群組22中，發(fā)光芯片21之間的順向偏壓的差值小于0.4伏特(V)。圖1F僅顯示一組發(fā)光群組22且發(fā)光群組22貼附在一暫時基板11。需注意的是，發(fā)光群組22中的發(fā)光芯片21從同一晶片所產(chǎn)出。在另一實施例，發(fā)光群組22中的發(fā)光芯片21也可從不同晶片所產(chǎn)出，然發(fā)光芯片21具有相同的光電特性。參照圖1G，在光致抗蝕劑顯影步驟之后，非改質光致抗蝕劑會被移除且改質光致抗蝕劑401殘留在電極202上。參照圖1H，一波長轉換層60形成并完全地且共形地覆蓋發(fā)光芯片21，其發(fā)光芯片包含改質光致抗蝕劑401及外延結構201。波長轉換層60用以將發(fā)光芯片所發(fā)出的第一光轉換成一第二光，第一光的波長不同于第二光的波長。第一光與第二光混和之后可得一白光或其它顏色光。
[0051]參照第II圖，移除改質光致抗蝕劑401上的波長轉換層60以曝露出改質光致抗蝕劑401。在一實施例中，通過研磨(grinding or polishing)或膠帶剝離技術(tapelift-off)移除波長轉換層60。參照第IJ圖，進一步，移除改質光致抗蝕劑401以曝露出電極202。在此實施例中，使用一溶劑移除改質光致抗蝕劑401，溶劑包含丙酮(acetone)或N-甲基卩比咯酮(N-methyl-2-pyrrolidinone, NMP)。參照圖1K,通過激光或鉆石刀分離兩鄰近發(fā)光芯片21間且位于暫時基板11上的波長轉換層60。接著，移除暫時基板11以分離發(fā)光芯片21與暫時基板11，并且將發(fā)光芯片21固定于一載板上(圖未不)。選擇性地,可于移除改質光致抗蝕劑401之前，即先分離位于暫時基板11上的波長轉換層60。一金屬凸塊(metal bump,圖未示)形成在電極202上，由此可利用一焊線將金屬凸塊與外部電源電連接。在另一實施例中，保護層40可為一電鍍金屬層(例如:銅或鎳)，因此不需移除保護層，且焊線可透過保護層而電耦合至電極。保護層的高度為30μπι?150μπι。
[0052]圖2Α顯示一 CIE1931色度圖。圖2Β顯示黑體輻射曲線701及其具有七個色溫區(qū)域(7步麥克亞當橢圓(7-step macadam ellipses))(只有三個色溫區(qū)域顯示在圖2A及圖2B)。七個色溫區(qū)域各自具有一中心點(例如:5000K、5700K、6500K)接近黑體輻射曲線701。每一色溫區(qū)域由四個CIE坐標點所定義且形成一個四邊形(參考表I)
[0053]表I
[0054]
【權利要求】
1.一種制造發(fā)光裝置的方法，包含: 形成多個發(fā)光芯片，其中該每一發(fā)光芯片包含一外延結構及一形成于該外延結構上的電極； 形成一保護層于該每一發(fā)光芯片的該電極上； 分類該發(fā)光芯片以形成多個發(fā)光群組，其中該每一發(fā)光群組具有實質上相同的光電特性； 形成一波長轉換層于該每一發(fā)光群組上，以覆蓋該外延結構及該保護層；以及 移除改該保護層上的該波長轉換層以曝露該保護層。
2.如權利要求1所述的方法，還包含提供一晶片，用以形成該多個發(fā)光芯片。
3.如權利要求1所述的方法，還包含提供不同晶片，用以形成該多個發(fā)光芯片。
4.如權利要求1所述的方法，在形成該保護層步驟之前，還包含量測該每一發(fā)光芯片的光電特性。
5.如權利要求1所述的方法，還包含，于該每一發(fā)光群組中，移除形成該電極上的該保護層以曝露該電極。
6.如權利要求5所述的方法，其中，通過一溶劑移除該保護層。
7.如權利要求6所述的方法，其中，該溶劑包含丙酮或N-甲基吡咯酮。
8.如權利要求1所述的方法，其中，該光電特性包含發(fā)射波長、光功率、順向偏壓或反向電流。`
9.如權利要求8所述的方法，其中，于該每一發(fā)光群組中，該發(fā)光芯片之間的發(fā)射波長的差值小于10納米。
10.如權利要求1所述的方法，其中，通過研磨或膠帶剝離技術移除于該保護層上的波長轉換層。
11.如權利要求1所述的方法，其中，該保護層包含電鍍金屬層。
12.一種發(fā)光裝置，包含: 基板； 發(fā)光疊層，形成于該基板上且具有一上面區(qū)域 '及 波長轉換層，形成于該發(fā)光疊層上，且具有第一部分，覆蓋該發(fā)光疊層的該上面區(qū)域；及第二部分，從該第一部分突起一第一距離。
13.如權利要求12所述的發(fā)光裝置,其中，該第一距離為10μ m~70 μ m。
14.如權利要求12所述的發(fā)光裝置，其中，該第二部分具有一寬度，小于該第一部分的覽度。
15.如權利要求12所述的發(fā)光裝置，其中，該基板與該發(fā)光疊層皆具有一側區(qū)域，及該波長轉換層覆蓋該基板與該發(fā)光疊層的該側區(qū)域。
16.如權利要求15所述的發(fā)光裝置，其中，位于該側區(qū)域的該波長轉換層具有一寬度，小于位于該上面區(qū)域的波長轉換層的一厚度。
17.如權利要求12所述的發(fā)光裝置，還包含電極，形成在該發(fā)光疊層上；其中，覆蓋于該發(fā)光疊層的該上面區(qū)域的該波長轉換層與該電極相間隔一為I μ m~10 μ m的第二距離。
18.如權利要求12所述的發(fā)光裝置,還包含電極及金屬凸塊；其中，該電極包含一上表面，該金屬凸塊形成在該上表面且具有一側壁及一上表面，且該波長轉換層圍繞該側壁但未覆蓋該金屬凸塊的該上表面。
19.如權利要求19所述的發(fā)光裝置，還包含一焊線，電連接該金屬凸塊，其中，該波長轉換層未覆蓋該焊線。
20.—種發(fā)光裝置,包含: 基板，具有上表面、下表面及介于該上表面與該下表面間的四個側區(qū)域； 發(fā)光疊層，形成于該基板的該上表面上且具有一上面區(qū)域； 金屬凸塊，電 耦合至該發(fā)光疊層；以及 波長轉換層形成于該基板的該四個側區(qū)域及該發(fā)光疊層的該上面區(qū)域而未覆蓋該金屬凸塊。
【文檔編號】H01L33/50GK103579465SQ201310347194
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2012年8月9日
【發(fā)明者】許明祺, 王志銘, 王健源 申請人:晶元光電股份有限公司