發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片和電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包括半導(dǎo)體材料的發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片以及電子裝置。所述發(fā)光元件包括發(fā)光層和光學(xué)功能膜。所述發(fā)光層被配置成包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成。所述光學(xué)功能膜包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外部突出以暴露出所述反射層的端面。因此，能夠提供使發(fā)射光具有增強(qiáng)的發(fā)射強(qiáng)度和改善的方向性的發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片以及電子裝置。
【專利說明】發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片和電子裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括半導(dǎo)體材料的發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片以及電子裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]已知的半導(dǎo)體發(fā)光元件包括由諸如磷化砷(AsP)化合物或磷化招鎵銦(AlGaInP)化合物等半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光層。作為示例，請參考日本特開第2011-66056號專利申請。這類發(fā)光元件通常具有包括η型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層的層結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，有源層產(chǎn)生光，且由有源層產(chǎn)生的光從發(fā)光面發(fā)出，其中發(fā)光面為發(fā)光元件的表面的一部分。
[0003]然而，對于上述結(jié)構(gòu)，存在著由于光從其余區(qū)域泄漏到外部而導(dǎo)致光從發(fā)光面發(fā)射的效率降低的問題。也存在著難以調(diào)整發(fā)射光的方向性的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，期望提供能夠使發(fā)射光具有增強(qiáng)的發(fā)射強(qiáng)度和改善的方向性的發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片以及電子裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種包括發(fā)光層和光學(xué)功能膜的發(fā)光兀件。
[0006]所述發(fā)光層包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與所述第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成。
[0007]所述光學(xué)功能膜包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面。
[0008]這種結(jié)構(gòu)允許所述反射層的所述第一區(qū)域反射瞄準(zhǔn)到所述發(fā)光層的所述周面或所述第二面?zhèn)鹊墓?，且所述反射層的所述第二區(qū)域還反射瞄準(zhǔn)到所述發(fā)光層的外側(cè)的光。因此，增強(qiáng)了反射光的發(fā)射強(qiáng)度，并改善了反射光的方向性。此外，基于所述反射層的暴露的端面，改善了散熱。
[0009]所述光學(xué)功能膜還可包括:第一絕緣層，其形成在所述發(fā)光層與所述反射層之間；以及第二絕緣層，其形成在所述反射層上。
[0010]基于具有這種結(jié)構(gòu)的所述光學(xué)功能膜，所述第一絕緣層允許所述發(fā)光層與所述反射層絕緣，且所述第二絕緣層提高了所述發(fā)光層與外部的絕緣。
[0011]所述第二區(qū)域可在與所述第一面平行的方向上突出。
[0012]或者，所述第二區(qū)域可在與所述周面平行的方向上突出。
[0013]基于如上所述的第二區(qū)域，瞄準(zhǔn)到所述第一面的周邊部分的光被所述第二區(qū)域反射，從而增強(qiáng)了發(fā)射強(qiáng)度。
[0014]所述發(fā)光元件還可包括:無機(jī)絕緣膜，其覆蓋所述第一面。
[0015]由此，使所述發(fā)光層完全被所述無機(jī)膜和所述光學(xué)功能膜覆蓋，被穩(wěn)定地保護(hù)并被提供有電絕緣。此外，通過調(diào)整無機(jī)膜以使其具有與所述發(fā)光層的折射率相一致的預(yù)定厚度，由于光的干涉而增強(qiáng)了所述發(fā)射強(qiáng)度。
[0016]所述第一面可以具有凹凸結(jié)構(gòu)。
[0017]這種結(jié)構(gòu)允許調(diào)整所述第一面的光學(xué)特性，并增強(qiáng)來自作為發(fā)光面的所述第一面的光的所述發(fā)射強(qiáng)度。
[0018]所述第一面可形成為大于所述第二面。
[0019]這種結(jié)構(gòu)使作為發(fā)光面的所述第一面的尺寸增加并使所述反射層包括錐形面。因此，增強(qiáng)了從所述第一面的所述發(fā)射強(qiáng)度。
[0020]所述第一區(qū)域可包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面與所述第二面相對，所述第二反射面與所述周面相對。
[0021]所述第二反射面可相對于所述第一面形成第一傾斜角，且所述周面可相對于所述第一面形成第二傾斜角，所述第一傾斜角小于所述第二傾斜角。
[0022]這允許控制發(fā)射光的發(fā)射方向并改善所述發(fā)射光的方向性。
[0023]所述發(fā)光層可發(fā)出紅光。
[0024]在此情況下，所述半導(dǎo)體可至少包括AsP化合物半導(dǎo)體、AlGaInP化合物半導(dǎo)體和GaAs化合物半導(dǎo)體中的任一者。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種發(fā)光元件晶片，其包括支撐基板和多個發(fā)光元件。
[0026]所述發(fā)光兀件均包括發(fā)光層和光學(xué)功能膜。
[0027]所述發(fā)光層包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成。
[0028]所述光學(xué)功能膜包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面。
[0029]所述發(fā)光元件布置在所述支撐基板上，所述支撐基板與所述發(fā)光層的所述第二面相對，所述光學(xué)功能膜被夾持在所述支撐基板與所述第二面之間。
[0030]基于所述發(fā)光元件晶片，因?yàn)樗霭l(fā)光元件布置所述支撐基板上，所以可以將這些發(fā)光元件容易設(shè)置到諸如顯示裝置等電子裝置。
[0031]所述發(fā)光元件晶片可還包括接合層，所述接合層用于接合所述支撐基板與所述多個發(fā)光兀件。
[0032]此結(jié)構(gòu)可允許容易連接所述支撐基板與所述發(fā)光元件。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電子裝置，所述電子裝置包括形成有驅(qū)動電路的基板以及至少一個第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件。
[0034]所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光兀件包括發(fā)光層和光學(xué)功能膜。
[0035]所述發(fā)光層包括具有與所述驅(qū)動電路相連接的第一電極的第一面、具有與所述驅(qū)動電路相連接的第二電極的第二面以及與連接所述第一面和第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成。
[0036]所述光學(xué)功能膜包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面。
[0037]所述第一半導(dǎo)體發(fā)光元件布置在所述基板上，所述基板與所述第二面相對，所述光學(xué)功能膜被夾持在所述基板與所述第二面之間。
[0038]所述電子裝置可包括多個所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件，所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件發(fā)出紅光。
[0039]所述電子裝置還可包括多個發(fā)出藍(lán)光的第二半導(dǎo)體的發(fā)光元件以及多個發(fā)出綠光的第三半導(dǎo)體的發(fā)光元件。
[0040]所述第一半導(dǎo)體發(fā)光元件、所述第二半導(dǎo)體發(fā)光元件和所述第三半導(dǎo)體發(fā)光元件可布置在所述基板上。
[0041]由此，允許提供諸如顯示裝置等使用多個第一半導(dǎo)體元件并具有期望顯示特性的電子裝置。
[0042]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了使發(fā)射光具有增強(qiáng)的發(fā)射強(qiáng)度和改善的方向性的發(fā)光元件、發(fā)光元件晶片以及電子裝置。
[0043]如附圖所示，根據(jù)下列本發(fā)明的最佳方式實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將是更顯而易見的

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光元件晶片的示意面圖；
[0045]圖2是圖1的發(fā)光元件晶片的示意截面圖；
[0046]圖3是圖1的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，其示出了發(fā)光元件晶片的結(jié)構(gòu)；
[0047]圖4是示出了從與第一面的法線(normal)正交的多個方向觀察發(fā)射光時(shí)的遠(yuǎn)場圖案(Far Field Pattern, FFP)并示出了根據(jù)第一實(shí)施例的示例中的結(jié)果的曲線圖；
[0048]圖5是示出了從與第一面的法線正交的多個方向觀察發(fā)射光時(shí)的FFP，并示出了比較例中的結(jié)果的曲線圖；
[0049]圖6是用于圖不圖4和5的曲線圖中的福射角Θ以及相對于觀察發(fā)射光的方向的角Φ的不意圖；
[0050]圖7A和圖7B均圖示了使用圖1的第一無機(jī)膜影響光的方向性的效果，更具體地，圖7A是圖1的發(fā)光元件的主要部分的示意截面圖，且圖7B示出了發(fā)光元件中的第一無機(jī)膜(其折射率為N且厚度為t(nm))與光方向性的分布之間的關(guān)系；
[0051 ] 圖8A和圖8B均是示例性地示出了輻射角Θ有關(guān)的FFP ；
[0052]圖9是圖1的發(fā)光元件晶片的制造方法的流程圖；
[0053]圖10A-10C均是圖1的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的的制造方法；
[0054]圖1lA和圖1lB均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的的制造方法；
[0055]圖12A和圖12B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的的制造方法；
[0056]圖13A和圖13B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的的制造方法；
[0057]圖14A和圖14B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的的制造方法；
[0058]圖15A和圖15B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的的制造方法；
[0059]圖16A和圖16B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法中的形成光學(xué)功能膜的處理；
[0060]圖17和圖17B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法中的形成光學(xué)功能膜的處理；
[0061]圖18A和圖18B是示出了通過剝離(lifting-off)形成的反射層與通過濕法刻蝕形成的反射層之間的對比的結(jié)果的曲線，更具體地，圖18A是示出了彼此相鄰的元件之間的反射層中的第一分離槽的寬度與第二開口部的寬度之間的關(guān)系的曲線，且圖18是示出了發(fā)光元件晶片的面上的元件分離掩膜相對于反射層的未對準(zhǔn)的程度；
[0062]圖19是使用圖1的發(fā)光元件的顯示裝置(電子裝置)的示意面圖；
[0063]圖20是圖19的顯示裝置的制造方法的流程圖；
[0064]圖21是顯示裝置的示意面圖，其示出了顯示裝置的制造方法；
[0065]圖22A-22C均是顯示裝置的示意截面圖，它們示出了顯示裝置的制造方法；
[0066]圖23A-23C均是示出了在將發(fā)光元件從支撐基板移動至第一轉(zhuǎn)移基板上的處理中接合層與發(fā)光層之間的重心發(fā)生移位的情況的示意截面圖；
[0067]圖24是示出了元件分離掩膜的未對準(zhǔn)的程度與轉(zhuǎn)移位置的位移的程度之間的關(guān)系并更具體地示出了暴露出端面的反射層(實(shí)驗(yàn)示例I)與未暴露出端面的反射層(實(shí)驗(yàn)示例2)之間的對比的結(jié)果的曲線圖；
[0068]圖25是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光元件晶片的示意截面圖；
[0069]圖26A-26C均是圖25的發(fā)光元件晶片示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0070]圖27A-27C均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法;
[0071]圖28A和圖28B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0072]圖29A和圖29B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0073]圖30A和圖30B均是發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0074]圖31是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光元件晶片的示意截面圖；
[0075]圖32A-32C均是圖31的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0076]圖33A-33C均是圖31的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0077]圖34A-34C均是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的參考例中的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0078]圖35A-35C均是圖34A-34C的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片的制造方法；
[0079]圖36是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的變形例中的發(fā)光元件(發(fā)光元件晶片)的示意截面圖；以及
[0080]圖37是圖36的發(fā)光元件晶片的示意截面圖，其示出了發(fā)光元件晶片的制造方法。

【具體實(shí)施方式】
[0081]在下文中，將參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0082]1.第一實(shí)施例
[0083]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光元件晶片100的示意面圖，且圖2是發(fā)光元件晶片100的示意截面圖。下面對根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光元件晶片100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在附圖中，X軸和Y軸(即發(fā)光元件晶片100的面內(nèi)方向)彼此正交，且Z軸(即發(fā)光元件晶片100的厚度方向和垂直方向)垂直于X軸和Y軸。
[0084][半導(dǎo)體發(fā)光元件晶片]
[0085]發(fā)光元件晶片100包括支撐基板10、多個發(fā)光元件1、接合層30以及分離槽部60。在發(fā)光元件晶片100中，發(fā)光元件I布置在支撐基板10上。如稍后所述，本實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100用于設(shè)置待安裝在電子裝置(其包括顯示裝置和照明裝置等)上的發(fā)光元件I。
[0086]支撐基板10包括表面11，并例如是2-12英寸的晶片，其中在表面11上安裝有發(fā)光元件11。支撐基板10例如是由在稍后說明的制造過程中使用的相對于激光波長表現(xiàn)出高透過率的材料制成。這類材料的示例包括藍(lán)寶石(Al2O3)、石英(S12)或玻璃。
[0087]發(fā)光元件I沿X軸和Y軸布置在支撐基板10上。
[0088]接合層30將支撐基板10與發(fā)光元件I接合在一起。接合層30布置在支撐基板10與稍后說明的每個發(fā)光元件I中的外部連接端子730之間。接合層30具有0.2 μ m至2 μ m的厚度，并由諸如聚酰亞胺等帶粘性的熱塑性樹脂材料等制成。接合層30例如可易于通過在照射具有預(yù)定波長的激光而使熱塑性樹脂材料等被加熱并蒸發(fā)時(shí)發(fā)生的燒蝕作用(act1n of ablat1n)從支撐基板10分離。接合層30的材料不限于上述材料,并可包括紫外線固化樹脂、粘接片或結(jié)合材料等。
[0089]彼此相鄰的發(fā)光元件I被分離槽部60分離。即，分離槽部60的形成深度從稍后說明的每個發(fā)光元件I的無機(jī)膜40到達(dá)支撐基板10的表面11，由此分離發(fā)光元件I。在下面，發(fā)光元件I有時(shí)被簡稱為“元件I”。
[0090][發(fā)光元件]
[0091]發(fā)光元件I均是具有包括半導(dǎo)體化合物層的結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管(LED)。在本實(shí)施例中，發(fā)光元件I布置在支撐基板10上。鑒于支撐基板10的尺寸或安裝有發(fā)光元件I的電子裝置的構(gòu)造，任意地確定每個發(fā)光元件I的尺寸，例如，沿X軸方向的長度為Iym至300 μ m,沿Y軸方向的長度為I μ m至300 μ m,且沿Z軸方向的高度為I μ m至20 μ m。
[0092]圖3是發(fā)光元件I的示意截面圖，其示出了發(fā)光元件I的結(jié)構(gòu)。發(fā)光元件I包括發(fā)光層20、無機(jī)膜40和光學(xué)功能膜50。
[0093]發(fā)光層20是包括第一面201、第二面202和周面203的半導(dǎo)體。第一面201包括第一電極710，且第二面202包括第二電極720。周面203將第一面701和第二面702連接到一起。無機(jī)膜40充當(dāng)用于覆蓋第一面201的無機(jī)絕緣膜。
[0094]光學(xué)功能膜50通過用于反射來自發(fā)光層20的光的反射層53來發(fā)揮作用。
[0095]在下面，對發(fā)光元件I中的每個結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行說明。
[0096][發(fā)光層]
[0097]在本實(shí)施例中，發(fā)光層20具有包括發(fā)出紅光的半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)，并例如包括GaAs半導(dǎo)體化合物和AlGaInP半導(dǎo)體化合物。發(fā)光層20包括第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層21、形成在第一半導(dǎo)體層21上的有源層23以及形成在有源層23上的第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層22。在本實(shí)施例中，假定第一導(dǎo)電類型為n，且第二導(dǎo)電類型為P，但這不是限制性的。
[0098]發(fā)光層20包括第一面201、設(shè)置在與第一面201的相對側(cè)的第二面202以及將第一面201和第二面202連接在一起的周面203。第一面201和第二面202布置成沿Z軸方向彼此面對，且發(fā)光層20例如具有約I μ m至20 μ m的整體厚度。
[0099]發(fā)光層20的形狀不受特別地限制。作為示例，類似于方形截錐，第一面201形成為在從Z軸方向的面圖上大于第二面202。在此情況下,發(fā)光層20的與Z軸方向正交的截面面積從第二面202朝第一面201逐漸增大。周面203被配置成包括四個錐形面。
[0100]第一面201包括形成有第一電極710的連接區(qū)域2011以及形成為第一凹凸結(jié)構(gòu)(凹凸結(jié)構(gòu))210的光提取區(qū)域2012。連接區(qū)域2011占據(jù)第一面201的中心部分，且光提取區(qū)域2012布置成包圍連接區(qū)域2011。連接區(qū)域2011的位置和形狀不受限制，但是可以是橢圓形，或可例如在幾個位置處設(shè)置成類似于島狀。
[0101]第一凹凸結(jié)構(gòu)210可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改變，以提供具有期望的光學(xué)特性的發(fā)射光。如圖3所示例性地示出，第一凹凸結(jié)構(gòu)210可以是具有脊線的棱柱的形狀，或可包括形成在面上的類槽狀的凹部(剩余部分是凸的)(參考圖10A-15B)。
[0102]表述“第一面201大體上與Z軸方向正交”表不第一面201的參考面201s大體上與Z軸方向正交。參考圖3，假定第一面201的參考面201s為包括第一凹凸結(jié)構(gòu)210中的多個凹部的頂點(diǎn)部分的虛擬面(頂點(diǎn)面)。
[0103]第二面202包括連接區(qū)域2021以及包圍連接區(qū)域2021的反射區(qū)域2022。連接區(qū)域2021形成有第二電極720，并占據(jù)第二面202的中心部分。反射區(qū)域2022被光學(xué)功能膜
50覆蓋。
[0104]由有源層23產(chǎn)生的光從發(fā)光層20經(jīng)由第一面201的光提取區(qū)域2012射出。在本實(shí)施例中，在上述兩個方面下，即在周面203被配置成包括四個錐形面并被稍后說明的光學(xué)功能膜50的反射層53覆蓋的方面以及在第一面201的光提取區(qū)域2012具有第一凹凸結(jié)構(gòu)210的另一方面下,光在Z軸方向上被朝上反射,使得光發(fā)射的效率得到提高,且光的方向性得到控制。在下面，表述“在Z軸方向上朝上”有時(shí)是指“朝發(fā)光元件I的前方”。
[0105]第一半導(dǎo)體層21具有包括第一接觸層211和第一覆層212的層結(jié)構(gòu)。第一接觸層211與第二電極720連接，且當(dāng)從Z軸方向觀察時(shí)，第一接觸層211的面積大體上與第二電極720的面積相同。第一接觸層211由能夠與第二電極720歐姆接觸的材料(例如，η型砷化鎵(GaAs))制成。第一覆層212形成在第一接觸層211上，并且當(dāng)從Z軸方向觀察時(shí)，第一覆層212完全地占據(jù)第二面202。S卩，第一覆層212的暴露表面用作第二面202的反射區(qū)域2022。第一覆層212例如包括η型AlGalnP。
[0106]有源層23具有包括多個講層(well layer)和多個勢魚層(barrier layer)的多量子阱結(jié)構(gòu)，并能夠發(fā)出具有預(yù)定波長的光。阱層和勢壘層由不同成分的半導(dǎo)體材料制成。本實(shí)施例中的有源層23能夠發(fā)出具有約500nm至700nm的發(fā)射波長的紅光。有源層23例如具有約10至20個包括鎵銦磷(GaInP)的阱層以及10至20個包括AlGaInP的勢壘層。這些阱層和勢壘層交替地布置。
[0107]第二半導(dǎo)體層22具有包括第二覆層221和第二接觸層222的層結(jié)構(gòu)。第二覆層221形成在有源層23上，并例如包括P型AlGalnP。第二接觸層222形成在第二覆層221上，并與第一電極710相連接。當(dāng)從Z軸方向觀察時(shí)，第二接觸層222完全地占據(jù)第一面201。第二接觸層222的不與第一電極710相連接的表面被暴露，并用作第一面201的光提取區(qū)域2012。第二接觸層222由能夠與第一電極710歐姆接觸的材料(例如，P型磷化鎵(GaP))制成。
[0108]或者，第一半導(dǎo)體層21和第二半導(dǎo)體層22的上述層可適當(dāng)?shù)卦谒鼈冎g包括其它層。作為示例，在第二半導(dǎo)體層22中，第二覆層221與有源層23可在它們之間具有包括未摻雜的AlGaInP的保護(hù)層。此保護(hù)層可防止第二覆層221等中的摻雜劑擴(kuò)散至有源層23偵U。這里，針對發(fā)光層20中的每層所說明的材料是示例性的，并可通過考慮發(fā)光元件I的結(jié)構(gòu)或期望的發(fā)光特性來進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
[0109]第一電極710形成至第一面201的連接區(qū)域2011，并與第二接觸層222相連接。即，第一電極710的表面用作第一面201的連接區(qū)域2011。第一電極710的形狀不受特別地限制，并可例如是橢圓、圓形或矩形等的形狀，其中沿X軸方向的短軸的長度為約Iym至10 μ m，且沿Y軸方向的長軸的長度為約I至10 μ m。第一電極710的厚度可例如為200至600 μ m。第一電極710可例如由包括鈦(Ti)、鉬(Pt)、金(Au)、鍺(Ge)、鎳(Ni)或鈀(Pd)的金屬材料制成、或由它們的合金或疊層制成、或由包括銦錫氧化物(ITO)的透明導(dǎo)電材料制成。
[0110]第二電極720形成至第二面202的連接區(qū)域2021，并與第一接觸層211相連接。即，第二電極720的表面用作第二面202的連接區(qū)域2021。第二電極720的形狀不受特別地限制，并可例如是橢圓、圓形或矩形的形狀。第二電極720的厚度可例如為200μπι至600 μ m。第二電極720可例如由包括T1、Pt、Au、Ge、Ni或Pd的金屬材料制成、或由它們的合金或疊層制成、或由包括ITO的透明導(dǎo)電材料制成。
[0111][無機(jī)膜]
[0112]無機(jī)膜40形成為覆蓋第一面201的光提取區(qū)域2012。更具體地，無機(jī)膜40形成在第一電極710 (連接區(qū)域2011)上，并包括面對第一電極710的連接孔420。無機(jī)膜40例如具有200 μ m至600 μ m的厚度，并更期望地具有300 μ m至500 μ m的厚度。
[0113]無機(jī)膜40具有第二凹凸結(jié)構(gòu)410，并包括第一端部41。第二凹凸結(jié)構(gòu)410形成為與第一面201的第一凹凸結(jié)構(gòu)210相一致，且第一端部41形成在第二凹凸結(jié)構(gòu)410的周邊邊緣處。第一端部41具有形成為與第一面201平行的面，并朝第一面201的外部突出。表述“形成為與第一面201平行的(面)”意味著第一端部41形成為與第一面201的參考面201s平行。
[0114]無機(jī)膜40是透光的，并例如由具有1.9至2.3的折射率的氮化硅(在下文中，SiN)、諸如S12等硅氧化物、或SiN與S12的疊層制成。或者，無機(jī)膜40可由諸如氮化鈦(TiN)和二氧化鈦(T12)等絕緣材料制成。這向發(fā)光層20的第一面201提供了絕緣，并使無機(jī)膜40用作第一面201的保護(hù)膜。如稍后所述，在具有預(yù)定厚度和折射率的無機(jī)膜40的情況下，發(fā)光元件I可朝其前方發(fā)出具有增強(qiáng)的強(qiáng)度的光。
[0115][光學(xué)功能膜]
[0116]光學(xué)功能膜50形成為作為整體覆蓋發(fā)光層20的第二面202和周面203。光學(xué)功能膜50朝第一面201側(cè)反射來自發(fā)光層20的光，從而導(dǎo)致提高了發(fā)光效率。
[0117]更具體地，光學(xué)功能膜50形成為覆蓋第二面202上的反射區(qū)域2022，并在周面203上形成為完全地覆蓋周面203。例如，光學(xué)功能膜50的位于第二面202上的厚度為0.1ym以上，且其沿周面203的部分的厚度為0.1 μ m以上。
[0118]光學(xué)功能膜50包括朝發(fā)光層20的外側(cè)突出的第二端部510。在本實(shí)施例中，第二端部510在與發(fā)光層20的第一面201平行的方向上突出。S卩，第二端部510用作光學(xué)功能膜50的凸緣部分(即，被彎曲成與第一面201平行)，并形成為與無機(jī)膜40的第一端部41一致。第二端部510的厚度例如為0.2 μ m至5 μ m。
[0119]對于上述結(jié)構(gòu)的沿Z軸方向從支撐基板10的表面11開始的高度，到光學(xué)功能膜50的第二端部510的高度(即，高度H2)低于到第一端部41處的無機(jī)膜40的表面的高度(即，高度Hl)(參考圖2)。
[0120]光學(xué)功能膜50包括反射層53、第一絕緣層51和第二絕緣層52。反射層53能夠反射來自發(fā)光層20的光。第一絕緣層51形成在發(fā)光層20與反射層53之間，且第二絕緣層52形成在反射層53上。S卩，光學(xué)功能膜50具有在發(fā)光層20上依次包括第一絕緣層51、反射層53和第二絕緣層52的層結(jié)構(gòu)。
[0121]第一絕緣層51覆蓋第二面202的反射區(qū)域2022和周面203直到第一端部41正下方的第二端部510。另一方面，當(dāng)從Z軸方向觀察時(shí)，在已形成有第一絕緣層51的區(qū)域形成第二絕緣層52。第一絕緣層51和第二絕緣層52可由諸如S12等硅氧化物制成，或者由SiN(氮化硅)、TiN、或T12制成，或者由其他絕緣材料制成，或者由它們的疊層制成制成。
[0122]反射層53包括比稍后說明的連接孔540大的開口部534，并形成在第一絕緣層51與第二絕緣層52之間。反射層53用于朝第一面201反射來自發(fā)光層20的光。這意味著反射層53可由相對于來自發(fā)光層20的光具有高反射效率的材料制成。在本實(shí)施例中，反射層53可例如由包括Al (鋁)、Au、T1、Cu (銅)、Ni或Ag(銀)等的金屬材料制成，或由它們的合金或疊層制成。
[0123]反射層53形成在第一絕緣層51與第二絕緣層52之間。這向反射層53提供了與發(fā)光層20以及發(fā)光元件I的外部的絕緣。即，這使反射層電浮動。
[0124]反射層53包括第一區(qū)域531和第二區(qū)域532。第一區(qū)域531覆蓋第二面202和周面203，且第二區(qū)域532從第一區(qū)域531朝發(fā)光層20的外側(cè)突出。第二區(qū)域532形成在第二端部510的內(nèi)側(cè)，并在本實(shí)施例中在與第一面201 (第一面201的參考面201s)平行的方向上突出。
[0125]通過包括第二區(qū)域532的反射層53，尋路進(jìn)入第一端部41的光可在射出之前在Z軸方向上被朝上反射。因此，發(fā)光元件I可朝其前方發(fā)出具有增強(qiáng)的強(qiáng)度的光。
[0126]反射層53的第一區(qū)域531包括與第二面202相對的第一反射面5311以及與周面203相對的第二反射面5312。在本實(shí)施例中，以如下方式形成第一區(qū)域531:第二反射面5312與第一面201的參考面201s之間的第一傾斜角幾乎等于周面203與第一面201的參考面201s之間的第二傾斜角。
[0127]連接孔540由第一絕緣層51和第二絕緣層52形成。即，從連接孔540的內(nèi)周面暴露出第一絕緣層51和第二絕緣層52，但沒有暴露出反射層53。這在反射層53與第二電極720之間提供了絕緣。
[0128]反射層53包括從第二區(qū)域532中的第二端部510的端面暴露出的端面532s。這由此提高了發(fā)光元件I的散熱。在本實(shí)施例中，第一端部41和第二端部510各自具有與Z軸方向平行的端面，且這些端面形成在同一面上。
[0129]本實(shí)施例中的發(fā)光元件I包括外部連接端子730，以用于與從連接孔540暴露出的第二電極720的連接。
[0130][外部連接端子]
[0131]外部連接端子730布置在接合層30與光學(xué)功能膜50之間。外部連接端子730覆蓋光學(xué)功能膜50和第二電極720，以用于與第二電極720的連接，并且當(dāng)從Z軸方向觀察時(shí)為大體上與光學(xué)功能膜50的第一反射面5311具有相同尺寸的矩形形狀。外部連接端子730的厚度不受特別地限制，但可例如為0.1 μ m至0.5μπι。外部連接端子730由包括Al、Au或Ti等的金屬材料制成，或由它們的合金或疊層制成。
[0132]或者，如圖3所示，樹脂膜732可形成為填充外部連接端子730的由連接孔540形成的凹部733。此樹脂膜732例如由粘性樹脂材料制成。樹脂膜732不僅可形成在凹部733中，還可形成在形成有外部連接端子730的區(qū)域上方(參考圖15Α和圖15Β中的樹脂R3)。
[0133]發(fā)光元件I均布置成使得發(fā)光層20的第二面202隔著光學(xué)功能膜50面對支撐基板10，并都經(jīng)由接合層30連接在支撐基板10上。
[0134]這種發(fā)光元件I均設(shè)置有包括反射層53并覆蓋第二面202和周面203的光學(xué)功能膜50。由此，從有源層23朝第二面202和周面203射出的光被反射層53的第一區(qū)域531反射，且即使光尋路進(jìn)入無機(jī)膜40的第一端部41，該光也會被反射層53的第二區(qū)域532反射。這由此提高了朝發(fā)光元件I的前方發(fā)光的效率。另外，如下所述，反射層53可提高發(fā)射光的方向性。
[0135][反射層對光的方向性的影響]
[0136]圖4和圖5均示出了從與第一面201的法線(即與Z軸方向平行的方向)正交的多個方向觀察發(fā)射光時(shí)的遠(yuǎn)場圖案(FFP)的曲線圖。在該曲線圖中，橫軸表示輻射角Θ，且縱軸表示發(fā)射光的強(qiáng)度(在Θ =0°的強(qiáng)度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度為I)。圖4示出了本實(shí)施例中的使用了反射膜53的示例的結(jié)果，且圖5示出了未使用反射膜的比較例的結(jié)果。
[0137]圖6是用于圖不圖4和5的曲線圖中的福射角Θ以及相對于觀察發(fā)射光的方向的角度Φ的示意圖。如圖6所示，輻射角Θ是相對于發(fā)光面的法線的角度，并在本實(shí)施例中是相對于與第一面201正交的Z軸方向的角度。觀察發(fā)射光的方向由角度Φ界定，其中角度Φ是相對于XY面(其與第一面201平行)的參考方向的角度。這里，參考方向是與作為發(fā)光面的第一面201平行的特定方向(例如，Y軸方向)，即0°。S卩，圖4和圖5的曲線圖示出了從角度Φ =0°、45°、90°和135°觀察發(fā)射光時(shí)的結(jié)果。
[0138]在圖4中，不論角度Φ如何，F(xiàn)FP幾乎都具有相同的形狀。在圖5中，和圖4中的結(jié)果不同，F(xiàn)FP的形狀根據(jù)角度Φ而發(fā)生變化。
[0139]通常，對于發(fā)射光的FFP，郎伯體(Lambertian)被認(rèn)為是期望的。郎伯體是對發(fā)射光的FFP的描述，并意味著如下光分布，在該光分布中，當(dāng)輻射強(qiáng)度除以輻射角Θ的余弦(cos Θ )時(shí)，不論觀察發(fā)射光的角度Φ如何，某一發(fā)光面上的發(fā)射光的FFP總?cè)〗o定值。例如，當(dāng)發(fā)射光的FFP是郎伯體時(shí)，輻射強(qiáng)度朝發(fā)光元件I的前方(Θ =0° )取最大值，并隨輻射角Θ的絕對值的增大而趨于減小。在上述發(fā)射光的FFP是郎伯體時(shí)，在觀察角依賴性減小的情況下，發(fā)射光在所有方向上是均勻的。圖4和圖5分別示出了當(dāng)輻射強(qiáng)度除以cos Θ時(shí)取給定值的FFP，以作為參考。在下文中，這種FFP被稱為參考FFP。
[0140]S卩，圖5的FFP根據(jù)觀察發(fā)射光的角度Φ而發(fā)生變化，并因此不是郎伯體。另一方面，圖4的所有FFP都是與參考FFPs類似的形狀，并因此是郎伯體。這由此證實(shí)，在反射層53的情況下，發(fā)射光在光發(fā)射強(qiáng)度方面具有減小的觀察角依賴性，F(xiàn)FP是理想的郎伯體，且發(fā)射光的方向性得到改善。
[0141]而且，在本實(shí)施例中，除連接區(qū)域2011和2021之外，發(fā)光層20在表面上不僅被光學(xué)功能膜50覆蓋，還被無機(jī)膜40覆蓋。這使發(fā)光層20被絕緣，并確保發(fā)光層20的物理和化學(xué)穩(wěn)定。
[0142]對于無機(jī)膜40，通過調(diào)整其厚度和折射率，可利用具有預(yù)定波長的光的干涉來調(diào)整發(fā)光元件I的發(fā)射光的方向性。下面對無機(jī)膜40如何影響發(fā)射光的方向性進(jìn)行說明。
[0143][無機(jī)膜對光的方向性的影響]
[0144]圖7A是發(fā)光元件I的發(fā)光層20的示意截面圖，且圖7B示出了無機(jī)膜40 (其折射率為N和厚度為t(nm))與光的方向性的分布之間的關(guān)系。更具體地，橫軸表示當(dāng)發(fā)射光具有λ (nm)的波長時(shí)Nt/λ的值，且縱軸表示在45°的輻射角Θ下實(shí)際輻射強(qiáng)度與在發(fā)射光的FFP是郎伯體時(shí)的輻射強(qiáng)度的比值。在下文中，這種比值被稱為郎伯體曲線比值。
[0145]在圖7Β中，郎伯體曲線比值的分布示出了由于光干涉的影響而以約Nt/λ = 1/2的周期進(jìn)行值變化。更具體地，當(dāng)Nt/λ為約1.5，即6/4(用B表示)時(shí)，曲線具有向上凸的形狀且其最大值位于頂部處，而當(dāng)Nt/ λ為約1.25，即5/4 (用A表示)時(shí)，曲線具有向下凸的形狀，且當(dāng)Nt/λ為約1.79，即7/4+0.05(用C表示)時(shí)，曲線具有向下凸的形狀且其最小值位于底部處。
[0146]圖8A和8B均是示出了相對于輻射角Θ的FFP的曲線圖。更具體地，圖8A示例性地示出了圖7B的曲線圖中的具有最大值的B的情況，且圖SB —起示例性地示出了圖7B的曲線圖中的具有最小值的C的情況以及A的情況。圖8A和SB均示出了作為郎伯體的FFP (用灰線表示)，以作為參考。
[0147]如圖8A所示，在B的情況下，輻射強(qiáng)度在-70 < Θ < 70的范圍內(nèi)高于郎伯體FFP中的輻射強(qiáng)度，且朝發(fā)光元件I前方的發(fā)射強(qiáng)度相對減小。如圖8B所示，另一方面，在A和C的情況下，輻射強(qiáng)度普遍低于郎伯體FFP中的輻射強(qiáng)度，且朝發(fā)光元件I前方的發(fā)射強(qiáng)度相對增強(qiáng)。
[0148]因此，為增強(qiáng)朝發(fā)光元件I前方的發(fā)射強(qiáng)度，可例如將無機(jī)膜40中的Nt/λ的值調(diào)整為如同圖7B的曲線圖中的向下凸的曲線中的A或C。S卩，考慮到在A和C處Nt/λ的值及其變化周期，可調(diào)整Ν(無機(jī)膜40的折射率)、t(無機(jī)膜40的厚度)和λ (發(fā)光層20的發(fā)射光的波長)這些因數(shù)以滿足下面的公式I。
[0149]Nt/λ = (χ+1)/4±0.15 (X = 2、4、6 和 8)......1
[0150]在本實(shí)施例中，λ可例如被調(diào)整為約630nm。例如，當(dāng)無機(jī)膜40由SiN制成時(shí)，其折射率取2.0 < N < 2.1的值。因此，在N = 2.0的情況下，在X = 2時(shí)，無機(jī)膜40的厚度t可被調(diào)整為141.75nm，在X = 4時(shí)，無機(jī)膜40的厚度t可被調(diào)整為393.75nm，在x =6時(shí)，無機(jī)膜40的厚度t可被調(diào)整為552.25nm,且在x = 8時(shí)，無機(jī)膜40的厚度t可被調(diào)整為708.75nm。這種厚度調(diào)整可增強(qiáng)朝發(fā)光元件I前方的發(fā)射強(qiáng)度。
[0151]基于上述公式I,由于具有預(yù)定波長的光的相長干涉(constructiveinterference),通過基于來自發(fā)光層20的光的波長來選擇無機(jī)膜40的材料并調(diào)整其厚度，可增強(qiáng)發(fā)光層20的發(fā)射光的朝發(fā)光元件I前方的發(fā)射強(qiáng)度。作為示例，可以通過具有1.9 ^ 2.3,更優(yōu)選地2.0彡N彡2.1的SiN(或SiN和S12)的層結(jié)構(gòu)的無機(jī)膜40以及具有200 < t < 600，更優(yōu)選地300 < t < 500的厚度的無機(jī)膜40來滿足公式I。通過這種調(diào)整，保持了無機(jī)膜40的生產(chǎn)率，且改善了發(fā)光元件I的方向性。
[0152]接下來對本實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100的制造方法進(jìn)行說明。
[0153][發(fā)光元件晶片的制造方法]
[0154]圖9是本實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100的制造方法的流程圖，且圖10A-15B均是發(fā)光元件晶片的用于圖示其制造方法的示意截面圖。在下面，通過參考這些附圖來進(jìn)行說明。
[0155]首先，在第一基板1a上形成發(fā)光層20a(STlOl)。在此示例中，在第一基板1a上，均通過使用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的晶體生長來形成發(fā)光層20a中的層。例如，第一基板1a是由砷化鎵(GaAs)制成的晶片，且其形成有發(fā)光層20a的晶體表面是C面(0001) O
[0156]如上所述，在第一基板1a上，沿X軸方向和Y軸方向界定多個與元件I相對應(yīng)的元件區(qū)域la。元件區(qū)域Ia通常由虛擬邊界L界定。
[0157]通過晶體生成而依次形成在第一基板1a上的層包括第一導(dǎo)電類型的停止層214a、第一接觸層211a以及第一覆層212a。停止層214a在移除第一基板1a時(shí)充當(dāng)刻蝕停止層，且可由相對于第一基板1a具有預(yù)定刻蝕選擇比或以上的材料制成。在上述層之中，因?yàn)樵谏院蟮奶幚碇幸黄鹨瞥Ｖ箤?14a和第一基板10a，所以第一接觸層211a和第一覆層212a被包括在發(fā)光兀件I的第一半導(dǎo)體層21中。
[0158]隨后，形成多量子阱層23a。此多量子阱層23a例如包括交替地布置的10_20個阱層以及9-20個勢壘層。最終的多量子阱層23a用于構(gòu)成發(fā)光元件I的有源層23。
[0159]在多量子阱層23a上，通過晶體生成依次形成各個層，例如第二導(dǎo)電類型的第二覆層221a以及第二接觸層。該第二接觸層沒有在圖10A-15B中示出。第二覆層221a和第二接觸層被包括在發(fā)光元件I的第二半導(dǎo)體層22中。
[0160]注意，發(fā)光層20a不限于上述結(jié)構(gòu)，且可進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭?br> [0161]接下來，如圖1OA所示，第一面201a形成有第一凹凸結(jié)構(gòu)210a(ST102)。第一凹凸結(jié)構(gòu)210a是通過光刻法(photolithography)、反應(yīng)離子刻蝕(reactive 1n etching,RIE)等形成的。在此處理中，可以通過使用掩膜等(未示出)覆蓋元件區(qū)域Ia的中心處的連接區(qū)域2011a以及元件區(qū)域Ia之間的邊界區(qū)域610a而不在被覆蓋區(qū)域形成第一凹凸結(jié)構(gòu)210a。在最終的結(jié)構(gòu)中，這既可以使在下一處理中形成有第一電極710a的連接區(qū)域2011a變平坦，也可以使稍后形成有第一端部41和分離槽部60的邊界區(qū)域610a變平坦。
[0162]如上所述，在發(fā)光層20a的晶體生長之后立即形成發(fā)光層20a的第一凹凸結(jié)構(gòu)210a。這以良好的精確度獲得了期望形狀的第一凹凸結(jié)構(gòu)210a，從而能夠增強(qiáng)發(fā)射強(qiáng)度并控制光的方向性。
[0163]接下來，如圖1OB所示，在第一面201a的連接區(qū)域2011a上形成第一電極710a(ST103)。例如，第一電極710a是通過派射(sputtering)、氣相沉積(vapordeposit1n)、離子鍍(1n plating)和電鍍(plating)等任意形成的，并被圖案化為諸如橢圓形等預(yù)定形狀。至少針對每個元件區(qū)域Ia形成一個第一電極710a。
[0164]如圖1OC所不,在包括第一電極710a的第一面201a上形成無機(jī)膜40a(ST104)。無機(jī)膜40a由SiN, Ti02、Si02、S1N (氧氮化硅)、N1 (氧化鎳)、或AlO (氧化鋁)制成或由它們的疊層膜制成。無機(jī)膜40a的厚度大體上是均勻的，以與第一面201a相一致。SP，在此處理中，第二凹凸結(jié)構(gòu)410a形成為與第一凹凸結(jié)構(gòu)210a相一致。
[0165]接下來，經(jīng)由臨時(shí)接合層31a以可自由分離的方式將第二基板1b接合在無機(jī)膜40a上(ST105)。在本實(shí)施例中，臨時(shí)接合層31a具有包括第一樹脂膜31 la、接合層312a和第二樹脂膜313a的層結(jié)構(gòu)。圖1lA示出了圖1OC的反轉(zhuǎn)(倒置)結(jié)構(gòu)，即第一基板1a位于附圖的上部。
[0166]首先，如圖1lA所示，通過涂布(coating)等在無機(jī)膜40a上形成第一樹脂膜311a。接下來，將接合層312a固定在第一樹脂膜311a上。例如，接合層312a是由樹脂制成的粘性片或由粘性材料制成。例如通過涂布在接合層312a上形成第二樹脂膜313a。
[0167]第一樹脂膜311a和第二樹脂膜313a均由諸如聚酰亞胺等帶粘性的熱塑性樹脂材料等制成。在稍后說明的移除第二基板1b的處理中，當(dāng)這類材料通過具有預(yù)定波長的激光的照射而被加熱并蒸發(fā)時(shí)可引起燒蝕，且通過該燒蝕作用，第一樹脂膜311a和第二樹脂膜313a可容易失去它們的粘附性能。這類熱塑性樹脂材料并不是唯一的選擇，且只要其吸收具有預(yù)定波長的激光并引起燒蝕，那么可以使用任何材料。
[0168]如圖1lA所示，在臨時(shí)接合層31a的第二樹脂膜313a上固定第二基板10b。第二基板1b例如是由藍(lán)寶石(A1203)制成的盤狀半導(dǎo)體晶片。
[0169]臨時(shí)接合層31a不限于上述結(jié)構(gòu)，且可例如僅包括第一樹脂膜311a和接合層312a?；蛘撸谏鲜鎏幚碇?，可預(yù)先在第二基板1b上完全或部分地形成臨時(shí)接合層31a，以將無機(jī)膜40a和第二基板1b連接在一起。
[0170]接下來，如圖1lB所不,移除第一基板1a,以暴露發(fā)光層20a的位于第一面201a的相對側(cè)的第二面202a(ST106)。在此處理中，例如，首先通過濕法刻蝕來移除第一基板10a。此時(shí)，使用了在停止層214a與第一基板1a之間表現(xiàn)出高刻蝕選擇比的刻蝕劑。這由此控制了停止層214a中的上述刻蝕的進(jìn)度，從而無誤地移除第一基板10a。然后，例如通過干法刻蝕來移除停止層214a。因此，第一接觸層211a被暴露在發(fā)光層20a上。
[0171]在此處理中，第二面202a是第一接觸層211a的表面。從第一接觸層211a至第二覆層221a (第二接觸層)的層結(jié)構(gòu)被稱為發(fā)光層20b。
[0172]接下來，如圖12A所示，在第二面202a上形成第二電極720a (ST107)。第二電極720a例如被圖案化成直徑為約I至20 μ m的圓形。至少針對每個元件區(qū)域Ia形成一個第二電極720a。
[0173]而且在本實(shí)施例中，第二電極720a被用作掩膜，以刻蝕第一接觸層211a。如圖12A所示，這移除了除第二電極720a正下方的區(qū)域之外的第一接觸層211a。圖案化之后的第一接觸層被標(biāo)記為第一接觸層211b。此外，在此處理之后，第二面是第二電極720a的表面和第一覆層212a的表面,并被標(biāo)記為第二面202b。
[0174]接下來，如圖12B所示，無機(jī)膜40a被用作刻蝕停止層，以從第二面202b刻蝕發(fā)光層20a，從而形成第一分離槽61a (ST108)。通過第一分離槽61a，針對每個元件(元件區(qū)域)Ia分離發(fā)光層20a。在此處理中，例如通過干法刻蝕來刻蝕發(fā)光層20a。
[0175]首先，將掩膜層Ml形成到第二面202b上的每個元件區(qū)域la。針對每個元件區(qū)域Ia對掩膜層Ml進(jìn)行圖案化，以使其與第二面202的在元件I的形成之后的形狀相一致。即，掩膜層Ml包括沿元件區(qū)域Ia之間的邊界形成的開口 Mil。掩膜層Ml可由在此處理中使用的刻蝕劑中具有低刻蝕率的材料制成，并可以是3102、51隊(duì)11、附、(>(鉻)或Al等。
[0176]接下來，通過干法刻蝕并經(jīng)由掩膜層Ml的開口 M11，沿元件區(qū)域Ia之間的邊界形成第一分離槽61a。此時(shí)，例如，使用了如下刻蝕氣體(刻蝕劑)，該刻蝕氣體在用于形成發(fā)光層20a的AlGaInP、GaAs或GaP的半導(dǎo)體材料與用于形成無機(jī)膜40a的SiN或S12的材料之間表現(xiàn)出高的刻蝕選擇比。這類刻蝕劑的示例是SiCl4(四氯化硅)。在這類刻蝕劑的情況下，即使刻蝕率在第一基板1a的面上不均勻，第一分離槽61a也可通過用作刻蝕停止層的無機(jī)膜40a而在面中具有均勻的深度。在下面，使用干法刻蝕的刻蝕氣體也被稱為刻蝕劑。
[0177]而且在此處理(ST108)中，每個元件Ia的發(fā)光層20a的截面面積可從第二面202b朝第一面201a逐漸增大。即，在第一分離槽61a中，底部面612a的截面面積小于開口部在第二面202b側(cè)上的截面面積。視情況，可在錐形刻蝕(taper etching)的條件下形成第一分離槽61a。用于刻蝕的具體條件取決于晶片尺寸、刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)等，例如，100至1000W的天線功率、10至100W的偏置功率、0.25至IPa的處理壓力以及100至200°C的基板溫度。這里，表述“截面面積”表示與Z軸方向正交的方向上的截面的面積。在如上形成第一分離槽61a之后，例如通過刻蝕來移除掩膜層Ml。
[0178]在此處理(ST108)中，第一分離槽61a形成有錐形的壁面611a及底部面612a。從壁面611a暴露出發(fā)光層20b中的除第一接觸層211b之外的其它層的端面，且從底部面612a暴露出無機(jī)膜40a。壁面611a對應(yīng)于發(fā)光元件I的周面203。
[0179]接下來，如圖13A所示，光學(xué)功能膜50a形成為覆蓋第一分離槽61a的壁面611a和底部面612a以及第二面202b(ST109)。如上所述，光學(xué)功能膜50a具有包括第一絕緣層51a、反射層53a和第二絕緣層52a的層結(jié)構(gòu)。這些層是依次形成的。
[0180]圖16A-17B均是用于圖示此處理(ST109)的示意截面圖。圖16A-17B沒有示出第一凹凸結(jié)構(gòu)210a、第二凹凸結(jié)構(gòu)410a、臨時(shí)接合層31a中的層以及第二基板10b。
[0181]首先，如圖16A所示，在第一分離槽61a中的壁面611a和底部面612a上以及在第二面202b上形成第一絕緣層51a(ST109-l)。在此處理中可使用例如化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposit1n,CVD)或派射，以用于形成第一絕緣層51a。第一絕緣層51a也可以具有層結(jié)構(gòu)。
[0182]接下來，在第一絕緣層51a上形成反射層53a(ST109-2)。例如，為在此處理中對反射層53a進(jìn)行圖案化，剝離處理是適用的。S卩，如圖16B所示，在期望不形成反射層53a的區(qū)域上形成抗蝕劑R1。抗蝕劑Rl可以是正性抗蝕劑(positive resist)或負(fù)性抗蝕劑(negative resist)。使用正性抗蝕劑可在曝光期間防止光暈(halat1n)。具體地,形成有抗蝕劑Rl的區(qū)域包括:當(dāng)從Z軸方向觀察時(shí)包括第二電極720a的區(qū)域，以及大體上位于底部面612a上的中心處的區(qū)域。當(dāng)完成元件I時(shí)，這些區(qū)域分別對應(yīng)于反射層53的開口部534以及分離槽部60。
[0183]具體地，視情況，例如通過濺射、氣相沉積、離子鍍或電鍍，在包括抗蝕劑Rl的整個第一絕緣層51a上形成由金屬等制成的金屬層53b。作為不例,例如,視情況,金屬層53具有包括Al和Au的層結(jié)構(gòu)?；诮饘賹?3b，能夠以高的反射率反射波長為約500nm至700nm的光。此外，利用濺射可以提高金屬層53b與第一絕緣層51a之間的附著力。
[0184]然后，將抗蝕劑Rl以及與其附著在一起的金屬層53b移除。如圖17A所示，這獲得了包括第一開口部531a和第二開口部532a(這些開口部與開口部534相對應(yīng))的反射層 53a。
[0185]其后，如圖17B所示，在反射層53a上形成第二絕緣層52a(ST109_3)。在此處理中，通過第二絕緣層52a完全地覆蓋反射層53a和第一絕緣層51a。類似于第一絕緣層51a，可例如視情況通過CVD、濺射或涂布形成第二絕緣層52a。
[0186]以上述方式，光學(xué)功能膜50a完全地形成在第二面202b及第一分離槽61a的內(nèi)表面上。
[0187]在下一個處理中，如圖13B所示，部分地移除光學(xué)功能膜50a，以暴露第二電極720a (STl 10)。由此，在光學(xué)功能膜50a的第一絕緣層51a和第二絕緣層52a中形成連接孔540a。經(jīng)由被圖案化成具有與第二電極720a相一致的形狀的抗蝕劑(未示出)并通過刻蝕等方法來首先執(zhí)行此處理。
[0188]其后，如圖14A所示，在第二面202b上形成用于與每個第二電極720a的電連接的外部連接端子730a(STlll)?；蛘撸瑸樵诖颂幚碇行纬赏獠窟B接端子730a，可視情況通過濺射、氣相沉積、離子鍍和電鍍等在第二面202b上地形成金屬膜，且可通過濕法刻蝕和干法刻蝕等將該金屬膜圖案化為預(yù)定的形狀。又或者，為形成外部連接端子730a，可在將抗蝕劑形成為預(yù)定的圖案之后通過剝離處理來形成金屬層。因此，外部連接端子730a形成在連接孔540a中的第二電極720a上并形成在第二面202b上的光學(xué)功能膜50a上。
[0189]由此，還在第一槽部61a上的相鄰的外部連接端子730a之間形成間隔。在下文中，將包括該間隔的第一槽部61a稱為槽部613a。
[0190]接下來，經(jīng)由接合層30a將第三基板1c以可自由分離的方式連接在外部連接端子 730a 上(ST112)。
[0191]如圖14B所示，首先，在此處理中，使用抗蝕劑R2填充槽部613a。這由此防止了在連接第三基板1c時(shí)由槽部613a導(dǎo)致的空隙的形成。填充抗蝕劑R2的方法不受特別地限制，并可適當(dāng)?shù)貫橥坎?、旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)、噴涂(spraying)或浸潰(dipping)等?？赏ㄟ^涂布之后的回刻蝕(etching-back)將抗蝕劑R2填充為大體上與外部連接端子730a的表面齊平?？刮g劑R2的材料不受特別地限制。
[0192]接下來，如圖15A所示例性地示出，在抗蝕劑R2和外部連接端子730a上形成結(jié)合樹脂R3。這由此提高了接合層30a與外部連接端子730a之間的附著力。樹脂R3對應(yīng)于上述的樹脂膜732。形成樹脂R3的方法不受特別地限制，并可適當(dāng)?shù)貫橥坎?、旋轉(zhuǎn)涂布、噴涂或浸潰等。圖15A示出了圖14B的反轉(zhuǎn)(倒置)結(jié)構(gòu)。
[0193]其后，將包括接合層30a的第三基板1c連接在外部連接端子730a和樹脂R3上。第三基板1c對應(yīng)于上述支撐基板10，并例如是由藍(lán)寶石制成的盤狀半導(dǎo)體晶片。
[0194]可視情況通過涂布、旋轉(zhuǎn)涂布、噴涂或浸潰等將接合層30a形成在第三基板1c上。接合層30a可由諸如聚酰亞胺等帶粘性的熱塑性樹脂材料(B卩，與用于第二樹脂膜313a的材料類似并吸收具有預(yù)定波長的激光而引起燒蝕的材料)等制成。
[0195]連接第三基板1c的方法不限于上述方法。或者，至少可以不形成抗蝕劑R2或抗蝕劑R3。又或者，接合層30a可以不總是形成在第三基板10上，并可以形成在外部連接端子730a (抗蝕劑R2和抗蝕劑R3)上。
[0196]接下來，通過參考圖15A和15B，移除第二基板1b以暴露無機(jī)膜40a(STl 13)。通過例如在第二基板1b上照射具有預(yù)定波長的激光而加熱并蒸發(fā)第二樹脂膜313a時(shí)發(fā)生的燒蝕作用來移除第二基板10b。如圖15A所示，由此從與第二樹脂膜313a的界面剝離第二基板10b。通過這種激光燒蝕技術(shù)，容易移除第二基板10b。
[0197]其后，通過濕法刻蝕或干法刻蝕等來移除其他膜和層，即移除第二樹脂膜313a、接合層312a和第一樹脂膜311a。因此，如圖15B所示，將臨時(shí)接合層31a完全地移除，使得無機(jī)膜40a暴露。
[0198]在如上暴露出無機(jī)膜40a之后,移除第一電極710a上的無機(jī)膜40a,并形成連接孔420a。為形成連接孔420a，與連接孔540a類似，經(jīng)由被圖案化被具有與第一電極710a相一致的形狀的抗蝕劑(未示出)并通過干法刻蝕等來執(zhí)行此處理。
[0199]而且在圖15B中，對保持在第一分離槽61a的底部面612a上的無機(jī)膜40a進(jìn)行刻蝕，以形成第二分離槽62a (STl 14)。通過第二分離槽62a，針對每個元件Ia來分離無機(jī)膜40a。在此處理中，通過諸如反應(yīng)離子刻蝕(RIE)等干法刻蝕或濕法刻蝕等來形成第二分離槽 62a。
[0200]在此處理中，首先，在無機(jī)膜40a上形成用于分離元件I的掩膜(圖15B中未示出)。通過使用以上述方法形成的掩膜，在與第一分離槽61a的底部面612a相對的區(qū)域中對無機(jī)膜40a進(jìn)行刻蝕。接下來，以類似的方式對形成至底部面612a的光學(xué)功能膜50a的區(qū)域進(jìn)行刻蝕。還對形成在與底部面612a相對的區(qū)域處的樹脂R2和R3以及接合層30進(jìn)行各向同性刻蝕。由此，形成了具有從無機(jī)膜40a到達(dá)第三基板1c的深度的第二分離槽62a。第二分離槽62a對應(yīng)于發(fā)光元件I中的分離槽部60。注意，可在相同的條件或不同的條件下持續(xù)地執(zhí)行結(jié)構(gòu)元件上的這種刻蝕。
[0201]在本實(shí)施例中，反射層53a包括位于與底部面612a相對的區(qū)域(即，光學(xué)功能膜50a的區(qū)域)中的第二開口部532a。該區(qū)域僅包括第一絕緣層51a和第二絕緣層52a，使得可容易對光學(xué)功能膜50a的上述區(qū)域進(jìn)行刻蝕。對于樹脂R3和接合層30a，通過使用外部連接端子730a作為掩膜來進(jìn)行刻蝕，可在僅與外部連接端子730a相對的區(qū)域中使樹脂R3和接合層30a保持未受影響。
[0202]通過此處理，由針對每個元件I分離的結(jié)構(gòu)元件(即第三基板1c (支撐基板10)上的接合層30、外部連接端子730、被光學(xué)功能膜覆蓋的發(fā)光層20和無機(jī)膜40)形成了上述發(fā)光元件晶片100。
[0203]在本實(shí)施例中的發(fā)光元件I中，在發(fā)光層20a的第一面201a上形成無機(jī)膜40a，且在相對側(cè)的第二面202b上設(shè)置光學(xué)功能膜50a、外部連接端子730a和接合層30a。即，通過作為晶體生長的結(jié)果在發(fā)光層20a上堆疊具有均勻的面內(nèi)厚度的各個層而形成的層結(jié)構(gòu)，能夠以均勻的厚度在晶片的面中形成元件I。
[0204]另外，在通過干法刻蝕等形成第一分離槽61a的處理中，因?yàn)闊o機(jī)膜40a用作刻蝕停止層，所以第一分離槽6Ia在面中形成有均勻的深度。換句話說，從第一分離槽61a的底部面612a暴露出無機(jī)膜40a。這由此獲得了如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在形成元件I之后，無機(jī)膜40和光學(xué)功能膜連接在一起，且光學(xué)功能膜的第二端部510和無機(jī)膜40的第一端部41中的一個堆疊在另一個上。由此，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致所有發(fā)光元件I在形狀上是一致的，且在發(fā)光元件晶片100上的元件I之中，它們的從表面11開始的高度差可例如保持10%以下。
[0205]此外，因?yàn)椴黄谕l(fā)光層20a包括用于形成第一分離槽61a的刻蝕停止層，所以使用了更廣泛的材料選擇來形成發(fā)光層20a，且相應(yīng)地簡化了制造工藝。
[0206]而且，通過由干法刻蝕來形成第一分離槽61a，即使晶片的面積增大，且即使第一分離槽61a小且窄，但其形狀在晶片的面中更均勻。
[0207]在本實(shí)施例中，通過剝離來形成反射層53a。即使反射層53a由化學(xué)穩(wěn)定的金屬制成，這也容易進(jìn)行微加工。這還使用抗蝕劑來控制側(cè)蝕(side etching)的影響，且即使晶片的尺寸增大，最終的反射層53a在晶片的面中也保持形狀均勻。
[0208]圖18A是示出了彼此相鄰的元件Ia之間的第一分離槽61a的寬度與形成到反射層53a的第二開口部532a的寬度(參考圖17A和圖17B)之間的關(guān)系的曲線。圖18A示出了通過剝離和濕法刻蝕來形成反射層53a的情況之間的比較。這里，術(shù)語“寬度”是指第一分離槽61a的在短側(cè)邊方向上的長度或第二開口部532a在短側(cè)邊方向上的長度。
[0209]而且在圖18A中，當(dāng)?shù)谝环蛛x槽61a具有相對大的寬度時(shí)，根據(jù)反射層53a是否通過剝離或濕法刻蝕來形成，第二開口部532a的寬度沒有大的差異。另一方面，隨著第一分離槽61a的寬度減小，根據(jù)反射層53a是否通過剝離或濕法刻蝕來形成，第二開口部532a的寬度開始有大的差異。具體地，在剝離的情況下，第二開口部532a的寬度幾乎與第一分離槽61a的寬度成比例地減小。在濕法刻蝕的情況下，即使第一分離槽61a的寬度減小，第二開口部532a的寬度也保持幾乎相同。
[0210]因此，即使發(fā)光元件晶片100的整體尺寸減小，通過剝離來形成反射層53a仍確保了第二開口部532a的寬度的良好精確度。
[0211]而且通過剝離，如稍后所說明，最終的反射層53a可在發(fā)光元件晶片100的面中具有一致的形狀。
[0212]圖18B是示出了反射層53a的相對于發(fā)光元件晶片100的面中的第一分離槽61a的寬度的未對準(zhǔn)程度的曲線。類似于圖18A，圖18B示出了通過剝離和濕法刻蝕來形成反射層53a的情況之間的比較。這里，在這些情況下使用的元件分離掩膜具有相同的形狀。
[0213]如圖18B所示，通過濕法刻蝕，隨著反射層53a遠(yuǎn)離發(fā)光元件晶片100的中心，反射層53a相對于第一分離槽61a的寬度表現(xiàn)出高的未對準(zhǔn)程度。另一方面，通過剝離，反射層53a相對于第一分離槽61a的寬度表現(xiàn)出低的未對準(zhǔn)程度,而不論它在發(fā)光兀件晶片100中的位置如何。
[0214]圖18B的結(jié)果證實(shí):通過剝離來形成反射層53a導(dǎo)致反射層53a相對于發(fā)光兀件晶片100的面中的第一分離槽61a的寬度具有低的未對準(zhǔn)程度。這里，因?yàn)樵诓捎脛冸x和濕法刻蝕的這兩種情況下以相同的方式形成第一分離槽61a的寬度，所以未對準(zhǔn)程度是指反射層53a的位置位移的程度。即，通過剝離形成的反射層53a被證明在發(fā)光元件晶片100的面中具有一致的形狀。
[0215]例如，將以上述方法形成在發(fā)光元件晶片100上的發(fā)光元件I安裝在顯示裝置(電子裝置)80上。
[0216]圖19是顯示裝置80的示意面圖。具體地，發(fā)出紅光的發(fā)光元件(第一半導(dǎo)體發(fā)光元件)1、發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光元件(第二半導(dǎo)體發(fā)光元件)2以及發(fā)出綠光的發(fā)光元件(第三半導(dǎo)體發(fā)光元件)3 一起構(gòu)成發(fā)光元件單元81。這類發(fā)光元件單元81等安裝并布置在顯示裝置80的基板810上，以作為發(fā)光元件模塊。接下來對顯示裝置80的制造方法及其示例性的結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行說明。注意，圖19的元件1、2和3沒有示出涂布樹脂和布線等。
[0217][顯示裝置的制造方法]
[0218]圖20是本實(shí)施例中的顯示裝置80的制造方法的流程圖，圖21是用于圖示該制造方法的示意面圖，且圖22A-22C均是用于圖示該制造方法的示意截面圖。在圖20中，從圖9的步驟STl 14開始對步驟進(jìn)行順序地編號。為便于說明，圖21中的元件I的數(shù)目僅為12。
[0219]通過參考圖21，對顯示裝置80的制造方法的概要進(jìn)行說明。首先，將發(fā)光元件晶片100上的發(fā)光元件I轉(zhuǎn)移到第一轉(zhuǎn)移基板(轉(zhuǎn)移基板)910上，并且以大于分離槽部60的寬度的預(yù)定間距對發(fā)光元件I進(jìn)行布置。然后，將元件I轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移基板920上，且通過覆蓋層922來覆蓋每個元件1，從而形成布線圖案等(未示出)。其后，將元件I轉(zhuǎn)移到電子裝置80的基板810上，以作為被覆蓋層922覆蓋的發(fā)光元件芯片。
[0220]首先，如圖22A所示，準(zhǔn)備好第一轉(zhuǎn)移基板910 (STl 15)，其中第一轉(zhuǎn)移基板910布置成與發(fā)光元件晶片100上的每個元件I的無機(jī)膜40相對。此第一轉(zhuǎn)移基板910的尺寸允許元件I在元件之間以預(yù)定間距布置。第一轉(zhuǎn)移基板910例如是玻璃基板或塑料基板。
[0221]在轉(zhuǎn)移基板910上形成有第一臨時(shí)接合層911和結(jié)合層912。第一臨時(shí)接合層911形成在轉(zhuǎn)移基板910上，并由氟樹脂、硅樹脂、諸如聚乙烯醇(PVA)等水溶性結(jié)合劑或聚酰亞胺等材料制成。結(jié)合層912形成在第一臨時(shí)接合層911上，并可由紫外光(UV)固化樹脂、熱固性樹脂或熱塑性樹脂等制成。
[0222]結(jié)合層912可包括未固化區(qū)域912a和固化區(qū)域912b。在此結(jié)構(gòu)中，如果發(fā)光元件I定位成面對未固化區(qū)域912a，那么在稍后的轉(zhuǎn)移處理中，該發(fā)光元件I可無誤地被轉(zhuǎn)移至結(jié)合層912。當(dāng)結(jié)合層912例如由UV固化樹脂制成時(shí)，可僅在用于固化的相應(yīng)區(qū)域上選擇性地照射UV來形成固化區(qū)域912b。或者，未固化區(qū)域912a可形成有具有與發(fā)光元件I相一致的形狀的凹部。
[0223]接下來，通過參考圖22A和22B，通過從發(fā)光元件晶片100的支撐基板(第三基板)10側(cè)在接合層30上進(jìn)行激光燒蝕來使外部連接端子730與支撐基板10彼此分離，從而將元件I移動至第一轉(zhuǎn)移基板(轉(zhuǎn)移基板)910 (STl 16)。
[0224]在此處理中，如圖22A所示，激光Lb從支撐基板10側(cè)被瞄準(zhǔn)到待移動的發(fā)光元件I的接合層30。激光器的示例包括具有預(yù)定發(fā)射波長的準(zhǔn)分子激光器或諧波釔鋁石榴石(yttrium aluminum garnet, YAG)激光器。在這種激光照射下，接合層30隨著被加熱并固化而失去了它的粘附性能，且其中的樹脂被部分地氣化，由此接合層30與外部連接端子730彼此爆裂地剝離。即，元件I被朝Z軸方向整體地發(fā)出，并與結(jié)合層912結(jié)合。以此方式，如圖22B所示，發(fā)光元件I被移動至相對側(cè)的結(jié)合層912上。
[0225]然后，其上移動有發(fā)光元件I的未固化區(qū)域912a暴露于UV照射等，以使未固化區(qū)域912a固化。這確保了發(fā)光元件I與結(jié)合層912接合?；蛘撸暻闆r可在外部連接端子730上形成布線層740。
[0226]此處理還形成包括第一轉(zhuǎn)移基板(支持基板)910以及多個發(fā)光元件I的發(fā)光元件晶片200。即，通過對每個期望的元件I執(zhí)行上述處理，獲得了具有布置在第一轉(zhuǎn)移基板910上的多個元件I的發(fā)光元件晶片200。
[0227]接下來，在圖22C中，將每個發(fā)光元件I移動至第二轉(zhuǎn)移基板920上，并移除第一轉(zhuǎn)移基板910 (STl 17)。此第二轉(zhuǎn)移基板920通常具有與第一轉(zhuǎn)移基板910大體上相同的尺寸，并形成有由氟樹脂、硅樹脂、諸如PVA等水溶性結(jié)合劑或聚酰亞胺等制成的第二臨時(shí)接合層921。首先，將第一轉(zhuǎn)移基板910上的每個元件I的外部連接端子730和布線層740接合到第二臨時(shí)接合層921上。接下來，從第一轉(zhuǎn)移基板910上方使激光瞄準(zhǔn)到其第一臨時(shí)接合層911，并使第一臨時(shí)接合層911與結(jié)合層912彼此分離。因此，包括元件I的結(jié)合層912被移動至第二臨時(shí)接合層921上。
[0228]或者，如圖22C所示，可將第三分離槽63形成到位于相鄰的元件I之間的結(jié)合層912，以針對每個元件I來分離結(jié)合層912。如果是這種情況，則形成了用于覆蓋元件I的覆蓋層922 (結(jié)合層912)。又或者，為可形成布線層750，以用于與第一電極的連接。在下文中，為便于說明，將包括元件I及其覆蓋層922的結(jié)構(gòu)稱為發(fā)光元件芯片90。此發(fā)光元件芯片90包括元件1、覆蓋層922以及布線層740和750。
[0229]將發(fā)光元件芯片90等都移動至顯示裝置80的基板810上(STl 18)。對于這種轉(zhuǎn)移，可采用上述激光燒蝕，或者吸收保持器(absorpt1n retainer)可用于機(jī)械轉(zhuǎn)移?；?10被配置成形成有預(yù)定驅(qū)動電路(未示出)的布線板。
[0230]如圖21所示，發(fā)光元件芯片90沿X軸方向和Y軸方向以預(yù)定間距布置在基板810上。該預(yù)定間距是發(fā)光元件芯片90沿X軸方向和Y軸方向的長度的三倍。在這種布置下，通過在均包括發(fā)出紅光的發(fā)光元件的發(fā)光元件芯片90之間放置兩個其他發(fā)光元件芯片來形成發(fā)光元件模塊81。這兩個其他發(fā)光元件芯片中的一者包括發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光元件2，且另一者包括發(fā)出綠光的發(fā)光元件3。在上述發(fā)光元件芯片之間的間距的情況下，利用間距來形成布線圖案等。
[0231]以上述方式制造圖19的顯示裝置80。即，顯示裝置80包括形成有驅(qū)動電路的基板810、發(fā)出紅光的半導(dǎo)體發(fā)光元件1、發(fā)出藍(lán)光的半導(dǎo)體發(fā)光元件2以及發(fā)出綠光的半導(dǎo)體發(fā)光元件3。這些半導(dǎo)體發(fā)光元件1、2和3布置在基板810上。
[0232]除上述處理外，另一轉(zhuǎn)移基板可被用于轉(zhuǎn)移。即，在將元件I移動至第二轉(zhuǎn)移基板920上的處理之后，例如，可執(zhí)行額外的處理，以將元件I移動至第三和第四轉(zhuǎn)移基板上。這增大了元件I之間的用于移動的間距，并例如有利于形成布線層或有利于制造大尺寸的顯示裝置。
[0233]假定元件分離掩膜在很大程度上未對準(zhǔn)，且接合層與發(fā)光層之間的重心出現(xiàn)位移，則會在通過激光燒蝕將元件I移動至第一轉(zhuǎn)移基板910上(ST116)的處理中，會引起下列問題。
[0234]圖23A-23C均是示出了當(dāng)接合層與發(fā)光層之間的重心出現(xiàn)位移時(shí)如何執(zhí)行到轉(zhuǎn)移基板上的轉(zhuǎn)移處理并具體地示出了如何執(zhí)行將元件IE從支撐基板1E移動至第一轉(zhuǎn)移基板910E上(ST116)的處理的示意圖。表述“位移”表示XY面上的位移。在附圖中，交替的長短虛線表示接合層30E的重心和元件分離掩膜ME的重心。元件分離掩膜ME實(shí)際上被移除了，但是為便于說明，其仍由雙鏈虛線表示。
[0235]如圖23A所示例性地示出，當(dāng)元件分離掩膜ME隨發(fā)光層20E的重心未對準(zhǔn)而偏向右側(cè)時(shí)，它意味著當(dāng)經(jīng)由元件分離掩膜ME進(jìn)行刻蝕時(shí)，接合層30E的重心也從發(fā)光層20E的重心移位至右側(cè)。如果激光Lb被瞄準(zhǔn)到發(fā)光元件IE的最終接合層30E，那么在燒蝕時(shí)會在元件IE上產(chǎn)生順時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)力矩(圖23B)。這導(dǎo)致元件IE在其右側(cè)表面上被結(jié)合至第一轉(zhuǎn)移基板910E的結(jié)合層912E (圖23C)。
[0236]如圖23C所示，經(jīng)發(fā)明人等真正證實(shí)，當(dāng)在接合層30E與發(fā)光層20E之間的重心存在預(yù)定量以上的位移時(shí)，元件I在其側(cè)表面上接合至結(jié)合層912E。即使這種位移小于預(yù)定量，經(jīng)證實(shí)例如在燒蝕時(shí)也由于在Z軸方向上被傾斜地發(fā)出的元件IE而使轉(zhuǎn)移位置移位。
[0237]在本實(shí)施例中，如參考圖18B所述，防止了元件分離掩膜在發(fā)光元件晶片的面中未對準(zhǔn)。這也防止了接合層與發(fā)光層之間的重心發(fā)生移位，從而防止了如圖23C所示的元件在轉(zhuǎn)移時(shí)的旋轉(zhuǎn)，或防止了轉(zhuǎn)移位置發(fā)生移位。而且如稍后所述，在本實(shí)施例中，即使元件分離掩膜未對準(zhǔn)，也可防止轉(zhuǎn)移位置發(fā)生移位。
[0238]圖24是示出了元件分離掩膜的未對準(zhǔn)程度與轉(zhuǎn)移位置的位移程度之間的關(guān)系并更具體地示出了暴露出端面532s的反射層53 (實(shí)驗(yàn)示例I)與未暴露出端面532s的反射層53(實(shí)驗(yàn)示例2)之間的對比結(jié)果的曲線圖。這里，轉(zhuǎn)移位置的位移表示沿第一面201(或第二面202)的短邊從期望的轉(zhuǎn)移位置位移的程度。
[0239]圖24示出了在實(shí)驗(yàn)示例2中轉(zhuǎn)移位置的位移程度以與元件分離掩膜的未對準(zhǔn)程度成比例的方式增加(用實(shí)線表示)。另一方面，在實(shí)驗(yàn)示例I中，即使元件分離掩膜的未對準(zhǔn)程度增大，轉(zhuǎn)移位置也不會移位至如同實(shí)驗(yàn)示例2中的程度(用虛線表示)。
[0240]圖24中的結(jié)果證實(shí):對于暴露出反射層53的端面532s的發(fā)光元件1，即使元件分離掩膜未對準(zhǔn)，轉(zhuǎn)移位置也不會由此發(fā)生移位。這是因?yàn)?，在形成第二分離槽62a的處理中，其使用的掩膜是具有大體上一致形狀的反射層53。即，在本實(shí)施例中，因?yàn)榉瓷鋵?3在形狀上受到嚴(yán)格控制，所以即使元件分離掩膜出現(xiàn)未對準(zhǔn)，這也不會在轉(zhuǎn)移期間導(dǎo)致轉(zhuǎn)移位置發(fā)生位移或出現(xiàn)問題。
[0241]而且在本實(shí)施例中，反射層53的第二區(qū)域532在與第一面201平行的方向上突出，但不從無機(jī)膜40暴露。即，當(dāng)布線層750從第一電極710引出并位于無機(jī)膜40上方時(shí)，兩個絕緣層(即無機(jī)膜40和第一絕緣層51)被夾持在反射層53與布線層750之間。由此，這控制了反射層53與布線層750之間的短路，并防止了元件I出現(xiàn)問題。
[0242]2.第二實(shí)施例
[0243]圖25是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光元件晶片的主要部分的截面圖，其示出了該主要部分的結(jié)構(gòu)。在附圖中，與第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)元件相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記，并不再進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0244]與第一實(shí)施例相比，在本實(shí)施例中的用于發(fā)光元件晶片100A的發(fā)光元件IA中，反射層53A的第二區(qū)域532A在與周面203A平行的方向上突出。
[0245]類似于第一實(shí)施例，發(fā)光層20A是包括第一面201A、第二面202A和周面203A的半導(dǎo)體，其中第一面201A包括第一電極710A，第二面202A與第一面201A相對并包括第二電極720A，且周面203A將第一面201A與第二面202A連接到一起。發(fā)光層20A發(fā)出紅光并包括GaAs半導(dǎo)體化合物和AlGaInP半導(dǎo)體化合物，但是這不是限制性的。
[0246]而且類似于第一實(shí)施例，發(fā)光層20A包括第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層21A、形成在第一半導(dǎo)體層21A上的有源層23A以及形成在有源層23A上的第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層22A。在本實(shí)施例中，假定第一導(dǎo)電類型為P，且假定第二導(dǎo)電類型為n，但是這不是限制性的。
[0247]而且類似于第一實(shí)施例，在發(fā)光層20A中，類似于方形截錐，第一面201A可形成為大于第二面202A。
[0248]而且類似于第一實(shí)施例，第一面201A可包括第一凹凸結(jié)構(gòu)210A，第一凹凸結(jié)構(gòu)210A可視情況進(jìn)行改變以提供具有期望光學(xué)特性的發(fā)射光。
[0249]在本實(shí)施例中，發(fā)光元件IA可包括或不包括如圖25所示的無機(jī)膜。
[0250]光學(xué)功能膜50A作為整體沿周面203A在Z軸方向上朝上突出并高于第一面201A的參考面201As。在第二面202A中，光學(xué)功能膜50A形成為覆蓋反射區(qū)域(圖25未示出)。光學(xué)功能膜50A也完全覆蓋周面203A，并沿周面203A在Z軸方向上朝上突出。
[0251]類似于第一實(shí)施例，光學(xué)功能膜50A包括反射層53A、第一絕緣層51A和第二絕緣層52A。反射層53A能夠反射來自發(fā)光層20A的光。第一絕緣層51形成在發(fā)光層20A與反射層53A之間，且第二絕緣層52A形成在反射層53A上。
[0252]反射層53A包括第一區(qū)域531A和第二區(qū)域532A。第一區(qū)域531A覆蓋第二面202A和周面203A，且第二區(qū)域532A從第一區(qū)域531A朝發(fā)光層20A的外側(cè)突出。在本實(shí)施例中，反射層53A的第一區(qū)域531A覆蓋第二面202A和周面203A并與第二面202A和周面203A中的每者相對。反射層53A的第二區(qū)域532A從第一區(qū)域531A朝發(fā)光層20A在Z軸方向上朝上突出。更具體地，第二區(qū)域532A在Z軸方向上高于第一面201A的參考面201As。
[0253]S卩，在本實(shí)施例中，反射層53A的端面532As形成為具有高于比第一面201A的高度高的高度。這里“高度”表示該結(jié)構(gòu)的沿Z軸方向從支撐基板1A的表面IlA開始的高度，且表述“第一面201A的高度”表示第一面201A的參考面201As的高度。
[0254]基于具有第二區(qū)域532A的反射層53A，瞄準(zhǔn)到第一面201A的周邊邊緣的光被第二區(qū)域532A反射，并接著瞄準(zhǔn)到發(fā)光元件IA的前方(在Z軸方向上朝上)。這由此進(jìn)一步提高了朝發(fā)光元件IA前方的發(fā)射強(qiáng)度。
[0255]而且類似于第一實(shí)施例，在第二區(qū)域532A中，端面532As被暴露，從而可提高發(fā)光元件IA的散熱。
[0256]圖26A-30B均是發(fā)光元件晶片100A的示意截面圖，它們示出了示出了發(fā)光元件晶片100A的制造方法。下面主要僅對與第一實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100的制造方法(參考圖10A-15B)的差異進(jìn)行說明。
[0257]首先，如圖26A所示，在第一基板1Aa上形成發(fā)光層20Aa。這里，在由砷化鎵(GaAs)制成的第一基板1Aa上，例如通過金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)來適當(dāng)?shù)匦纬筛鱾€層。
[0258]這些層(即第二導(dǎo)電類型的停止層224Aa、第二接觸層221Aa和第二覆層222Aa)通過晶體生長依次形成在第一基板1Aa上。類似于第一實(shí)施例中的停止層224a，當(dāng)移除第一基板1Aa時(shí)，停止層224Aa充當(dāng)刻蝕停止層。在上述層之中，因?yàn)樵谏院蟮奶幚碇幸黄鹨瞥Ｖ箤?24Aa和第一基板lOAa，所以第二接觸層221Aa和第二覆層222Aa被包括在發(fā)光元件IA的第二半導(dǎo)體層22A中。
[0259]其后，形成多量子阱層23Aa以用作發(fā)光元件IA的有源層23A，且在該多量子阱層23Aa上，通過晶體生長來依次形成第一導(dǎo)電類型的第一覆層211Aa和第一接觸層。注意，該第一接觸層沒有在圖26A-30B示出。發(fā)光層20Aa的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)，并可進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> [0260]而且如圖26所示，在第二面202Aa的連接區(qū)域(未示出)上形成有第二電極720Aa。此第二電極720Aa是視情況通過濺射、氣相沉積、離子鍍和電鍍等來形成的，并例如被圖案化為諸如橢圓形等預(yù)定的形狀。至少針對每個元件區(qū)域IAa形成一個第一電極720a。在此處理之后，第二面是第二電極720Aa的表面和第二覆層221Aa的表面，并被稱為第二面 202Ab。
[0261]接下來，如圖26B所示，從第二面202Ab對發(fā)光層20Aa進(jìn)行刻蝕，以形成用于針對每個元件(元件區(qū)域)lAa來分離發(fā)光層20Aa的第一分離槽61Aa。在此處理中，如圖26B所示，首先在第二面202Ab上形成掩膜層MAl，且掩膜層MAl與元件IAa的形成之后的第二面202A的形狀相一致。掩膜層MAl可由在此處理中使用的刻蝕劑中具有低刻蝕率的材料制成，并可以是Si02、SiN、T1、N1、Cr或Al等。
[0262]接下來，例如通過使用掩膜層MAl作為掩膜并采用濕法刻蝕或干法刻蝕來對發(fā)光層20Aa進(jìn)行刻蝕。在此處理中，通過使用在第一基板1Aa與發(fā)光層20Aa之間表現(xiàn)出高刻蝕選擇比的刻蝕劑，最終的第一分離槽61Aa具有到達(dá)第一基板1Aa的深度。注意，只要從第一分離槽61Aa中暴露出停止層224Aa，那么第一分離槽61Aa的深度不受特別地限制。
[0263]而且在此處理中，每個元件IAa的發(fā)光層20Aa的截面面積可從202Ab朝第一面201Aa逐漸增大。即，在第一分離槽61Aa中，底部面612Aa的截面面積小于開口部在第二面202Ab側(cè)的截面面積。類似于第一實(shí)施例，可在用于錐形刻蝕的條件下視情況形成第一分離槽61Aa。
[0264]這形成了具有成錐形的壁面611Aa的第一分離槽61Aa以及底部面612Aa。壁面61 IAa對應(yīng)于發(fā)光元件IA的周面203A，且第一基板1Aa從底部面612Aa暴露。
[0265]接下來，通過參考圖26C-27B，光學(xué)功能膜50Aa形成為覆蓋第一分離槽61Aa的壁面611Aa和底部面612Aa以及第二面202Ab。
[0266]首先，如圖26C所示，通過CVD或?yàn)R射等在第一分離槽61Aa中的壁面61 IAa和底部面612Aa上以及在第二面202Ab上形成第一絕緣層51Aa。
[0267]接下來，如圖27A所示，在第一絕緣層51Aa上形成反射層53Aa。本實(shí)施例中的反射層53Aa也形成為到達(dá)底部面612Aa。類似于第一實(shí)施例，為在此處理中對反射層53Aa進(jìn)行圖案化，可采用剝離，但是不限于此剝離。
[0268]其后，如圖27B所示，通過CVD或?yàn)R射等在反射層53Aa上形成第二絕緣層52Aa。由此，在第二面202Ab的內(nèi)表面和第一分離槽61Aa的內(nèi)表面上完全地形成了光學(xué)功能膜50Aao
[0269]接下來，如圖27C所示，部分地移除光學(xué)功能膜50Aa，以暴露出第二電極720Aa。由此，在光學(xué)功能膜50Aa的第一絕緣層51Aa和第二絕緣層52Aa中形成有連接孔540Aa。
[0270]接下來，如圖28A所示，在第二面202Ab上形成外部連接端子730Aa，以用于與每個第二電極20Aa的電連接。具體地，外部連接端子730Aa形成在連接孔540Aa中的第二電極720Aa上并形成在第二面202Ab上的光學(xué)功能膜50Aa上
[0271]這還在第一槽部61Aa上的相鄰?fù)獠窟B接端子730Aa之間形成間隔。在下文中，包括間隔的第一槽部61Aa被稱為槽部(未不出)。
[0272]接下來，經(jīng)由接合層30Aa將第二基板1b以可自由分離的方式連接在外部連接端子730Aa上。
[0273]如圖28B所示，在此處理中，首先，使用于樹脂RA2填充槽部613Aa。樹脂RA2可通過涂布之后的回刻蝕被填充為大體上與外部連接端子730Aa的表面齊平。樹脂RA2的材料不受特別地限制。
[0274]接下來，如圖29所示例性地示出，在樹脂RA2和外部連接端子730Aa上形成粘性樹脂RA3。這由此提高了接合層30Aa與外部連接端子730Aa之間的附著力。粘性樹脂RA3可形成位直到外部連接端子730Aa(參考圖15A和15B)，且沒有在圖29A-30B中示出。圖29A示出了圖28的反轉(zhuǎn)(倒置)結(jié)構(gòu)。
[0275]而且如圖29A所示，將包括接合層30Aa的第二基板1Ab接合在外部連接端子730Aa和樹脂RA3上。第二基板1Ab對應(yīng)于上述支撐基板10A，并是例如由藍(lán)寶石制成的盤狀半導(dǎo)體晶片。類似于第一實(shí)施例，接合層30Aa可由諸如聚酰亞胺等帶粘性的熱塑性樹脂材料(即，吸收具有預(yù)定波長的激光從而引起燒蝕的材料)制成。
[0276]接合第二基板1Ab的方式不限于上述方式?；蛘撸芍辽俨恍纬蓸渲琑A2或RA3。
[0277]接下來，在圖29B中，移除第一基板10Aa，以暴露出第一面201Aa。在此處理中，例如，首先通過濕法刻蝕來移除第一基板lOAa。此時(shí)，使用了在停止層214Aa與第一基板1Aa之間表現(xiàn)出高刻蝕選擇比的刻蝕劑。這由此控制了停止層214Aa中的上述刻蝕的進(jìn)度，從而無誤地移除第一基板lOAa。然后，例如通過干法刻蝕來移除停止層214Aa。因此，第一接觸層21 IAa被暴露在發(fā)光層20Aa上。
[0278]在第一面201Aa上形成預(yù)定形狀的第一電極710Aa。在此處理中，第一電極710Aa被用作掩膜，以對第二接觸層221Aa進(jìn)行刻蝕。如圖29B所示，這移除了除第一電極710Aa正下方的區(qū)域之外的第二接觸層221Aa。圖案化之后的第二接觸層被標(biāo)記為第二接觸層221Ab。此外，在此處理之后，第一面是第一電極710Aa的表面以及第二覆層222Aa的表面，并被標(biāo)記為第一面201Ab。
[0279]接下來，如圖30A所示，第一面201Aa形成為第一凹凸結(jié)構(gòu)210Aa。通過光刻法或作用離子刻蝕(RIE)等來形成第一凹凸結(jié)構(gòu)210Aa?；蛘?，可例如通過氧離子或噴砂處理來對第一面201Ab進(jìn)行粗化(roughening)。為形成第一凹凸結(jié)構(gòu)210Aa,可形成或不形成掩月旲等。
[0280]接下來，如圖30B所示，第二分離槽62Aa形成為用于針對每個元件IAa分離光學(xué)功能膜50Aa。此處理通過諸如RIE等干法刻蝕或濕法刻蝕等形成了第二分離槽62Aa。對于接合層30Aa，通過使用外部連接端子730Aa作為掩膜對其進(jìn)行刻蝕，可僅在與外部連接端子730Aa相對的區(qū)域中使樹脂R3和接合層30a未受影響地保留下來。
[0281]通過此處理，通過針對每個元件IA分離的結(jié)構(gòu)元件(即第二基板1Ab (支撐基板10A)上的接合層30A、外部連接端子730A、外部連接端子730A和被光學(xué)功能膜50A覆蓋的發(fā)光層20A)形成了上述發(fā)光元件晶片100A。
[0282]如上面的第一實(shí)施例所述，元件IA均被安裝在諸如顯示裝置等電子裝置上。
[0283]如上所述，通過將反射層53Aa形成為到達(dá)底部面612Aa，容易形成用于暴露出反射層53A的端面532As的光學(xué)功能膜50A，且反射層53A無誤地覆蓋發(fā)光層20A。
[0284]在本實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100A的制造方法中，通過使用作為支撐基板1A的兩個基板(即第一基板1Aa和第二基板1Ab)來制造發(fā)光元件晶片100A。與第一實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100A的制造方法相比，本實(shí)施例中的制造方法減少了處理數(shù)量并降低了制造成本，從而進(jìn)一步提聞了生廣率。
[0285]3.第三實(shí)施例
[0286]圖31是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光元件晶片的主要部分的截面圖，其示出了該主要部分的結(jié)構(gòu)。在附圖中，與第一和第二實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)元件相對應(yīng)的任何結(jié)構(gòu)元件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記，并不再進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0287]與第二實(shí)施例相比，在本實(shí)施例中的用于發(fā)光元件晶片100B的發(fā)光元件IB中，反射層53B與周面203B之間傾斜角不同。
[0288]類似于第一和第二實(shí)施例，反射層53B的第一區(qū)域531B包括與第二面202B相對的第一反射面531IB以及與周面203B相對的第二反射面5312B。在本實(shí)施例中，第二反射面5312B形成為使得第二反射面5312B相對于第一面201B的第一傾斜角小于周面203B相對于第一面201B的第二傾斜角。這里，表述“相對于第一面201B的角度”表示相對于第一面201B的參考面201Bs的角度。
[0289]這類結(jié)構(gòu)能夠調(diào)整被第二反射面5312B反射的發(fā)射光的角度，從而改善發(fā)射光的方向性。
[0290]而且類似于第二實(shí)施例，圖31的發(fā)光元件IB的反射層53B包括在與周面203B平行的方向上突出的第二區(qū)域532B。在此結(jié)構(gòu)下，向第一面201B的周邊邊緣瞄準(zhǔn)的光被反射在第二區(qū)域532B上，從而增強(qiáng)朝發(fā)光元件IB前方的發(fā)射強(qiáng)度。
[0291]以下面的方法制造本實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100B。
[0292]圖32A-33C均是發(fā)光元件晶片100B的示意截面圖，它們示出了發(fā)光元件晶片100B的制造方法。在本實(shí)施例中的制造方法中，除形成光學(xué)功能膜的處理之外，其它處理與第二實(shí)施例中的制造方法中的處理類似。因此，下面主要僅對與第二實(shí)施例的差異進(jìn)行說明。
[0293]圖32A和32B示出了與第二實(shí)施例中的圖26A和26B中的處理類似的處理。S卩，如圖32A所示，首先在第一基板1Ba上形成發(fā)光層20Ba。而且如圖32A所示，在第二面202Ba上的連接區(qū)域(未示出)形成第二電極720Ba。
[0294]接下來，而且如圖32B所示，從包括第二電極720Ba的第二面202Bb對發(fā)光層20Ba進(jìn)行刻蝕，以形成用于針對每個元件(元件區(qū)域)IBb來分離發(fā)光層20Ba的第一分離槽61Ba。類似于第二實(shí)施例，該處理形成了具有成錐形的壁面611Ba和底部面612Ba的第一分離槽61Ba。壁面61 IBa對應(yīng)于發(fā)光元件IB的周面203B，且第一基板1Ba從底部面612Ba暴露。
[0295]在此處理中，壁面611Ba形成為使得其相對于底部面612Ba的角度例如為60°。此角度對應(yīng)于上述第二傾斜角。
[0296]在此處理中，底部面612Ba形成為具有寬度WB。如圖31所示，通過調(diào)整寬度WB，使端面532Bs從反射層53B的第二區(qū)域532B暴露。這里“底面的寬度”表示底部面612Ba沿短邊方向的長度。
[0297]接下來，通過參考圖32B-33C，光學(xué)功能膜50Ba形成為覆蓋第一分離槽61Ba的壁面611Ba和底部面612Ba以及第二面202Bb。
[0298]首先，如圖32C所示，在第一分離槽61Ba的壁面611Ba和底部面612Ba上以及在第二面202Bb上形成第一絕緣層51Ba。第一絕緣層51Ba由諸如SOG (旋涂玻璃；用于形成膜的S12涂布材料)等具有流動性能的無機(jī)材料以及包括聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂等的耐光樹脂材料制成。通過旋轉(zhuǎn)涂布、涂布或噴涂等來形成這種第一絕緣層51Ba。類似于第一和第二實(shí)施例，第一絕緣層51Ba可以是包括第一膜和第二膜的疊層膜，即第一膜由諸如S12等硅氧化物、SiN、TiN、Ti02、或任何其他無機(jī)絕緣材料制成，且第二膜由上述具有流動性能的材料中的任一種材料制成。
[0299]因此，在本實(shí)施例中，第一絕緣層51Ba由具有流動性能的材料制成。這能夠?qū)⒂傻谝唤^緣層51Ba的表面相對于底部面612Ba形成的角度減小為小于上述第二傾斜角。此角度對應(yīng)于上述第一傾斜角?；诔慑F形的壁面611Ba，即使使用的材料具有相對低的粘性，也容易形成第一絕緣層51Ba。
[0300]接下來，如圖33A所示，在第一絕緣層51Ba上形成反射層53Ba。本實(shí)施例中的反射層53Ba形成為到達(dá)底部面612Ba。類似于第一和第二實(shí)施例，為在此處理中對反射層53Ba進(jìn)行圖案化，可采用剝離，但是并不限于此剝離。
[0301]此處理在第一絕緣層51Ba(其在Z軸方向上的角度小于第二傾斜角)的表面上形成反射層53Ba。這由此將反射層53Ba與第二面202Bb之間的角度減小為小于上述第二傾斜角。
[0302]如圖33B所示，然后在反射層53Ba上形成第二絕緣層52Ba。用于第二絕緣層52Ba的材料不受特別地限制，并類似于第一實(shí)施例，可例如由諸如S12等硅氧化物、SiN, TiN,T12、或任何其他無機(jī)絕緣材料制成。在此情況下，可根據(jù)所選擇的材料通過CVD或?yàn)R射等來形成第二絕緣層52Ba?；蛘?，類似于本實(shí)施例中的第一絕緣層51Ba，可使用具有流動性能的材料來形成第二絕緣層52Ba。在此情況下，可通過旋轉(zhuǎn)涂布、涂布或噴涂等來形成第二絕緣層52Ba。第二絕緣層52Ba可以是由任何上述材料制成的疊層膜。
[0303]這在第二面202Bb的內(nèi)表面和第一分離槽61Ba的內(nèi)表面上完全地形成了光學(xué)功能膜50Ba。
[0304]接下來，執(zhí)行與第二實(shí)施例中的處理類似的處理。即，部分地移除光學(xué)功能膜50Ba，以暴露出第二電極720Ba。在第二面202Bb上形成用于與每個第二電極720Ba電連接的外部連接端子730Ba。經(jīng)由接合層30Ba以可自由分離的方式將第二基板1Bb連接在外部連接端子730Ba上。移除第一基板1Ba并暴露出第一面201Ba，以形成第一電極710Ba，并且形成第一凹凸結(jié)構(gòu)210Ba。然后，第二分離槽62Ba形成為用于針對每個元件IBa分離第二無機(jī)膜50Ba(圖27C-30A)。這些處理形成了圖33C(圖31)的發(fā)光元件晶片100B。
[0305]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，因?yàn)榈谝环蛛x槽61Ba的壁面611Ba成錐形，所以第一絕緣層51Ba和第二絕緣層52Ba可由具有低粘度的樹脂材料制成。這能夠例如通過旋轉(zhuǎn)涂布容易形成第一絕緣層51Ba和第二絕緣層52Ba。
[0306]在本實(shí)施例中的發(fā)光元件IB中，通過在第一分離槽61Ba中將底部面612Ba的寬度WB調(diào)整為預(yù)定的尺寸以上，以超過壁面61 IBa的方式傾斜的反射層53Ba形成為到達(dá)底部面612Ba。類似于第二實(shí)施例，這使端面532Bs從第二區(qū)域532B暴露。這里，作如下假定:表述“預(yù)定尺寸的寬度”是基于整個元件IB的尺寸或第二反射面5312B的傾斜角來界定的。
[0307]另一方面，圖34A-35C均是用于圖示當(dāng)?shù)酌?12Ca的寬度WC窄于預(yù)定尺寸時(shí)參考例中的制造方法的示意截面圖。圖34A、34B和34C分別對應(yīng)于圖32A、32B和32C，且圖35A、35B和35C分別對應(yīng)于圖33A、33B和33C。在此參考例中的制造方法中，處理類似于上述實(shí)施例中的制作方法中的處理，并由此不再進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0308]在此參考例中，因?yàn)榈酌?12Ca的寬度WC窄于預(yù)定尺寸，所以反射層53Ca形成為沒有到達(dá)底面612Ca(參考圖35B)。因此，在此參考例中的發(fā)光元件IC中，從光學(xué)功能膜50C的側(cè)表面暴露出反射層53C的端面53Cs(參考圖35C)。
[0309]S卩，如圖35C所示，此參考例中的發(fā)光元件晶片100C包括發(fā)光層20C和光學(xué)功能膜50C。發(fā)光層20C是包括第一面201C、第二面202C和周面203C的半導(dǎo)體，其中第一面201C包括第一電極710C，第二面202C與第一面201C相對并包括第二電極720C，且周面203C將第一面201C與第二面202C連接到一起。光學(xué)功能膜50C包括覆蓋第二面202C和周面203C的反射層53C，并通過包括與周面203C相對的端面53Cs來反射來自發(fā)光層20C。反射層53C包括與第二面202C相對的第一反射面531IC以及與周面203C相對的第二反射面5312C。第二反射面5312C與第一面201C的參考面201Cs之間的第一傾斜角小于周面203C與參考面201Cs之間的第二傾斜角。
[0310]這種結(jié)構(gòu)提高了發(fā)光元件IC的散熱，且能夠?qū)γ闇?zhǔn)到第二面202C和周面203C的光進(jìn)行反射，從而增強(qiáng)了朝發(fā)光元件IC前方的發(fā)射強(qiáng)度。
[0311]4.變形例
[0312]圖36是第三實(shí)施例的變形例中的發(fā)光元件ID的主要部分的截面圖，其示出了該主要部分的結(jié)構(gòu)。類似于第一實(shí)施例，此變形例中的反射層53D的第二區(qū)域532D在與第一面201D平行的方向上突出。
[0313]圖37是第三實(shí)施例的變形例中的發(fā)光元件ID的截面圖，其示出了示發(fā)光元件ID的制造方法并示出了用于形成光學(xué)功能膜50D(50Da)的處理。與第一實(shí)施例中的發(fā)光元件晶片100的制造方法相比，此變形例中的制造方法僅在用于形成光學(xué)功能膜50D的處理中不同。因此，通過參考圖37來對此處理進(jìn)行說明，且不再對剩余的處理進(jìn)行說明。
[0314]首先，在第一分離槽61Da的壁面611Da和底面612Da上以及在第二面202Db上形成第一絕緣層51Da。第一絕緣層51Da為例如包括不具有流動性能的第一膜51 IDa以及具有流動性能的第二膜512Da的層結(jié)構(gòu)。第一膜51 IDa由諸如S12等硅氧化物、SiN、TiN、T12、或任何其他無機(jī)絕緣材料制成，并是通過CVD或?yàn)R射等來形成的。第二膜512Da由諸如S0G(用于形成膜的S12*布材料)等具有流動性能的無機(jī)材料以及包括聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂等的耐光樹脂材料制成。通過旋轉(zhuǎn)涂布、涂布或噴涂等來形成第二膜512Da0
[0315]其后，在第一絕緣層51Da上形成反射層53Da。類似于第三實(shí)施例，為對反射層53Da進(jìn)行圖案化，可采用剝離，但是不限于此剝離。
[0316]然后,在反射層53Da上形成第二絕緣層52Da。以類似于第一絕緣層51Da的方式形成第二絕緣層52Da。即，例如可在不具有流動性能的第一膜521Da上形成具有流動性能的第二膜522Da。第一膜521Da例如由諸如S12等硅氧化物、SiN、TiN、Ti02、或任何其他無機(jī)絕緣材料制成，并是通過CVD或?yàn)R射等來形成的。第二膜522Da由諸如SOG(用于形成膜的S12涂布材料)等具有流動性能的無機(jī)材料以及包括聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂等的耐光樹脂材料制成。通過旋轉(zhuǎn)涂布、涂布和噴涂等來形成第二膜522Da。注意，第一膜521Da不限于由不具有流動性能的材料制成，并可例如由具有流動性能的SOG(用于形成膜的S12涂布材料)制成。
[0317]其后，通過與第一實(shí)施例類似的處理來制造圖36的發(fā)光元件1D(發(fā)光元件晶片100D)。在此變形例中，可設(shè)置或不設(shè)置接合層。當(dāng)設(shè)置接合層時(shí)，可在形成第二絕緣層52Da的第一膜521Da之后形成接合層，并然后形成第二膜522Da。
[0318]在以上述方式形成的光學(xué)功能層50D中，第二反射面5312D相對于第一面201D的第一傾斜角形成為小于周面203D相對于第一面201D的第二傾斜角。因此，而且在此變形例中，改善了發(fā)射光的方向性。此外，類似于第一實(shí)施例，基于包括以與第一面201D平行的方式突出的第二區(qū)域532D的反射層53D，增強(qiáng)了發(fā)射強(qiáng)度。
[0319]此外，第一絕緣層51D和第二絕緣層52D由于它們位于包括具有減小的傾斜角的第二反射面5312D的層結(jié)構(gòu)中而更好地用作發(fā)光元件的保護(hù)膜。
[0320]雖然詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是前面的所有方面的說明均是示例性的而不是限制性的。應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以設(shè)計(jì)很多其他修改和變化。
[0321]在上述實(shí)施例的描述中，反射層的第二區(qū)域在與周面或第一面平行的方向上突出。只要突出的方向朝發(fā)光層的外部，那么該突出的方向不受特別地限制。
[0322]而且在上述實(shí)施例中，光學(xué)功能膜具有包括第一絕緣層、反射層和第二絕緣層的層結(jié)構(gòu)。只要光學(xué)功能膜包括反射層，那么此結(jié)構(gòu)不是限制性的。
[0323]而且在第一實(shí)施例的描述中，無機(jī)膜形成在第一面上。這不是限制性的，且發(fā)光層可不包括無機(jī)膜。另一方面，對于第二和第二實(shí)施例中的發(fā)光元件，無機(jī)膜可形成在第一面上。
[0324]而且在上述實(shí)施例的描述中，第一面具有凹凸結(jié)構(gòu)。這不是限制性的，且第一面可以不具有凹凸結(jié)構(gòu)。此外，在第一實(shí)施例的描述中，無機(jī)膜具有與第一面相一致的凹凸結(jié)構(gòu)，但是這不是限制性的。如同在第三實(shí)施例的變形例中，例如，即使第一面具有凹凸結(jié)構(gòu)，無機(jī)膜也可以不具有凹凸結(jié)構(gòu)。
[0325]而且在上述實(shí)施例的描述中，第一面形成為大于第二面，但是這不是限制性的。作為示例，發(fā)光層可大體上為平行六面體的形狀，且第一面和第二面可大體上具有相同的尺寸?；蛘撸诙婵尚纬蔀榇笥诘谝幻?。第一面和第二面不限于為矩形的形狀，并可例如為橢圓形或圓形的形狀。
[0326]而且在上述實(shí)施例的描述中，發(fā)光層發(fā)出紅光。這不是限制性的，且發(fā)光層可發(fā)出藍(lán)光或綠光。如果在發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光層下，那么使用的半導(dǎo)體材料的示例例如包括氮化鎵(gallium nitride, GaN)。
[0327]而且在上述實(shí)施例的描述中，發(fā)光元件為LED，但是可例如為半導(dǎo)體激光器。電子裝置不限于顯示裝置，并可例如為諸如車輛的尾燈等照明裝置、安裝有LED或半導(dǎo)體激光器的檢查裝置，或適于光盤的寫入或讀取的拾取裝置。
[0328]而且在上述實(shí)施例的描述中，發(fā)光元件晶片包括接合層。這不是限制性的，且可不設(shè)置接合層。
[0329]本發(fā)明還可包括下列結(jié)構(gòu)。
[0330](I)發(fā)光元件，其包括:
[0331]發(fā)光層，其包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與所述第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成；以及
[0332]光學(xué)功能膜，其包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面。
[0333](2)如⑴所述的發(fā)光元件，其中，其中，所述光學(xué)功能膜還包括:
[0334]第一絕緣層，其形成在所述發(fā)光層與所述反射層之間；以及
[0335]第二絕緣層，其形成在所述反射層上。
[0336](3)如(I)或(2)所述的發(fā)光元件，其中，所述第二區(qū)域在與所述第一面平行的方向上突出。
[0337](4)如⑴或⑵所述的發(fā)光元件，其中，所述第二區(qū)域在與所述周面平行的方向上關(guān)出。
[0338](5)如(1)-(4)中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其還包括:無機(jī)絕緣膜，其覆蓋所述第一面。
[0339](6)如(1)-(5)中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其中，所述第一面具有凸凹結(jié)構(gòu)。
[0340](7)如(1)-(6)中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其中，所述第一面形成為大于所述第二面。
[0341](8)如(7)所述的發(fā)光元件，其中，
[0342]所述第一區(qū)域包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面與所述第二面相對，所述第二反射面與所述周面相對，且
[0343]所述第二反射面與所述第一面形成第一傾斜角，且所述周面與所述第一面形成第二傾斜角，所述第一傾斜角小于所述第二傾斜角。
[0344](9)如(1)-(8)中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其中，所述發(fā)光層發(fā)出紅光。
[0345](10)如(9)所述的發(fā)光元件，其中，所述半導(dǎo)體至少包括AsP化合物半導(dǎo)體、AlGaInP化合物半導(dǎo)體和GaAs化合物半導(dǎo)體中的任一者。
[0346](11) 一種發(fā)光兀件晶片，其包括:
[0347]支撐基板；以及
[0348]多個發(fā)光元件，每個所述發(fā)光元件包括:發(fā)光層，其包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與所述第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成；以及光學(xué)功能膜，其包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面，
[0349]其中，所述多個發(fā)光元件均布置在所述支撐基板上，所述支撐基板與所述第二面相對，且所述光學(xué)功能膜被夾持在所述支撐基板與所述第二面之間。
[0350](12)如(11)所述的發(fā)光元件晶片，其還包括:
[0351 ] 接合層，其用于接合所述支撐基板與所述多個發(fā)光元件。
[0352](13) 一種電子裝置，其包括:
[0353]基板，其形成有驅(qū)動電路；以及
[0354]至少一個第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件，每個所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件包括:發(fā)光層，其包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與所述第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成；以及光學(xué)功能膜，其包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面，
[0355]其中，所述至少一個第一半導(dǎo)體發(fā)光元件布置在所述基板上，所述基板與所述第二面相對，且所述光學(xué)功能膜被夾持在所述基板與所述第二面之間。
[0356](14)如(13)所述的電子裝置，其中，
[0357]所述電子裝置包括多個所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件，并且所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件發(fā)出紅光，
[0358]所述電子裝置還包括多個發(fā)出藍(lán)光的第二半導(dǎo)體的發(fā)光元件以及多個發(fā)出綠光的第三半導(dǎo)體的發(fā)光元件，并且
[0359]所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件、第所述二半導(dǎo)體的發(fā)光元件和所述第三半導(dǎo)體的發(fā)光元件布置在所述基板上。
[0360]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，進(jìn)行不同的修改，合成，次合成及改變。
[0361]本申請要求2013年8月7日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2013-163933的權(quán)益，在此將該日本優(yōu)先權(quán)申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光兀件，其包括: 發(fā)光層，其包括具有第一電極的第一面、具有第二電極的第二面以及連接所述第一面與所述第二面的周面，所述第二面與所述第一面相對，且所述發(fā)光層由半導(dǎo)體制成；以及光學(xué)功能膜，其包括能夠反射來自所述發(fā)光層的光的反射層，所述反射層設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域覆蓋所述第二面和所述周面，所述第二區(qū)域從所述第一區(qū)域向所述發(fā)光層的外側(cè)突出以暴露出所述反射層的端面。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，所述光學(xué)功能膜還包括: 第一絕緣層，其形成在所述發(fā)光層與所述反射層之間；以及 第二絕緣層，其形成在所述反射層上。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，所述第二區(qū)域在與所述第一面平行的方向上突出。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中，所述第二區(qū)域在與所述周面平行的方向上突出。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其還包括:無機(jī)絕緣膜，其覆蓋所述第一面。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其中，所述無機(jī)絕緣膜具有被調(diào)整成與所述發(fā)光層的折射率相一致的厚度，以基于光的干涉提高發(fā)射強(qiáng)度。
7.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其中，所述第一面具有凸凹結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其中，所述第一面形成為大于所述第二面。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件，其中， 所述第一區(qū)域包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面與所述第二面相對，所述第二反射面與所述周面相對，且 所述第二反射面與所述第一面形成第一傾斜角，且所述周面與所述第一面形成第二傾斜角，所述第一傾斜角等于或小于所述第二傾斜角。
10.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其中,所述發(fā)光層發(fā)出紅光。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光元件，其中，所述半導(dǎo)體至少包括AsP化合物半導(dǎo)體、AlGaInP化合物半導(dǎo)體和GaAs化合物半導(dǎo)體中的任一者。
12.一種發(fā)光元件晶片，其包括: 支撐基板；和 多個如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，所述多個發(fā)光元件布置在所述支撐基板上，所述支撐基板與所述第二面相對，且所述光學(xué)功能膜被夾持在所述支撐基板與所述第二面之間。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光元件晶片，其還其包括: 接合層，其用于接合所述支撐基板與所述多個發(fā)光元件。
14.一種電子裝置，其包括: 基板，其形成有驅(qū)動電路；和 布置在所述基板上的至少一個如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，所述發(fā)光元件為第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件，所述第一電極和所述第二電極連接到所述驅(qū)動電路，所述基板與所述第二面相對，且所述光學(xué)功能膜被夾持在所述基板與所述第二面之間。
15.如權(quán)利要求14所述的電子裝置，其中， 所述電子裝置包括多個所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件，且所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件發(fā)出紅光， 所述電子裝置還包括多個發(fā)出藍(lán)光的第二半導(dǎo)體的發(fā)光元件以及多個發(fā)出綠光的第三半導(dǎo)體的發(fā)光元件，以及 所述第一半導(dǎo)體的發(fā)光元件、所述第二半導(dǎo)體的發(fā)光元件和所述第三半導(dǎo)體的發(fā)光元件布置在所述基板上。
【文檔編號】H01L33/22GK104347768SQ201410352628
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】齋藤大輔, 內(nèi)藤宏樹, 青木彩香, 小林新, 迫田元 申請人:索尼公司