的材料可為金屬材料，包含但不限于銅(Cu)、鋁(A1)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鎢(W)或上述材料的合金等。反射結(jié)構(gòu)60也可以是布拉格反射鏡(distributed Bragg reflector, DBR),包含至少兩種以上折射率不同的材料交互堆疊形成。布拉格反射結(jié)構(gòu)可為絕緣材料或?qū)щ姴牧希^緣材料包含但不限于聚亞酰胺(PI)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、過氟環(huán)丁烷(PFCB)、氧化鎂(MgO)、Su8、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、丙烯酸樹月旨(Acrylic Resin)、環(huán)烯徑聚合物(C0C)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(FluorocarbonPolymer)、玻璃(Glass)、氧化招(A1203)、氧化鎂(MgO)、氧化石圭(Si0x)、氧化鈦(Ti02)、氧化鉭(Ta205)、氮化硅(SiNx)、旋涂玻璃(S0G)或四乙氧基硅烷(TE0S)。導電材料包含但不限于氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CT0)、氧化銻錫(ΑΤ0)、氧化鋁鋅(ΑΖ0)、氧化鋅錫(ΖΤ0)、氧化鎵鋅(GZ0)、、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)或氧化銦鋅(ΙΖ0)。反射結(jié)構(gòu)60也可以是由介電層與金屬層所形成的全方向反射鏡(omnidirect1nal reflector, 0DR)。
[0040]圖4為依據(jù)本發(fā)明的一制造方法所形成的發(fā)光二極管管芯結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光二極管管芯包含基板10,基板具有一第一表面101、一第二表面102以及多個側(cè)表面103,以及設置于基板10第一表面101的半導體疊層20?；搴穸炔恍∮?50 μ m,優(yōu)選地,介于150 μ m至250 μ m。多個側(cè)表面103具有一第一區(qū)300、一包含單條或多條大致平行于第一表面101或第二表面102的粗化痕210/220的第二區(qū)200、以及一介于第一區(qū)300與第二區(qū)200之間或/及介于多條粗化痕200之間的第三區(qū)400。第一區(qū)300是經(jīng)由第一激光切割制作工藝劃切基板10至一深度所形成，位于基板側(cè)表面103接近半導體疊層20處，且具有一第一表面粗糙度(Root Mean Square, RMS)。第二區(qū)200的單條或多條粗化痕210/220乃是經(jīng)由實施單次或多次第二激光切割制作工藝所形成，即隱形切割線，粗化痕210/220具有一第二表面粗糙度。第三區(qū)400為基板劈裂面，具有一第三表面粗糙度。于較佳實施例中，第一區(qū)300的第一表面粗糙度(RMS)不大于1 μ m，第二區(qū)200中粗化痕210/220的第二表面粗糙度(RMS)介于1 μ m至5 μ m，第三區(qū)400的表面粗糙度(RMS)小于第一表面粗糙度及第二表面粗糙度。此外，本實施例在基板10的第二表面102可包含一反射結(jié)構(gòu)(圖未示)，以增進整體管芯出光效率。
[0041]具體來說，圖5A為依據(jù)本發(fā)明的一制造方法所形成的發(fā)光二極管管芯的電子顯微鏡掃描圖，基板側(cè)表面接近半導體疊層處具有第一區(qū)300、包含多條粗化痕210/220/230的第二區(qū)200以及第三區(qū)400，圖5B為圖5A中粗化痕200的局部放大圖，每條粗化痕由多條大致垂直于基板10第一表面或第二表面的條狀刻痕250所組成。在優(yōu)選實施例中，單條或多條粗化痕200在基板10側(cè)表面上的寬度(即刻痕250的長度)小于60 μ m,與半導體疊層20的距離不小于80 μ m,但本實施例并不限于此。
[0042]圖6為依據(jù)本發(fā)明的另一制造方法所形成的發(fā)光二極管管芯結(jié)構(gòu)示意圖。在接近半導體疊層20的基板10側(cè)表面103上具有一第一粗化痕230，在較遠離半導體疊層的基板側(cè)表面上具有一第二粗化痕240。與圖4所示的發(fā)光二極管管芯結(jié)構(gòu)示意圖的差異在于，由于在基板10中接近半導體疊層20處所實施的隱形切割激光制作工藝為采用低功率及高切割速度的激光規(guī)格，第一粗化痕230中刻痕間距大于第二粗化痕240中刻痕間距。
[0043]圖7為采用不同厚度基板的發(fā)光二極管管芯依本發(fā)明的制造方法，在不同切割制作工藝條件下所測量的功率(Power)比較圖。A組為僅采用由半導體疊層的表面進行照射的激光切割技術(shù)，即僅采用第一激光切割制作工藝，B組為采用第一激光切割并搭配單次隱形切割激光，C組為采用第一激光切割并搭配兩次隱形切割激光，D組為采用第一激光切割并搭配三次隱形切割激光。在本實驗中，以150 μ m基板的晶片實施第一激光切割技術(shù)，以外力分離后所得的發(fā)光二極管管芯作為對照組，亦即，將其測得功率值定為100%。將各組切割制作工藝條件所得的發(fā)光二極管管芯測得的功率值與對照組相比，搭配隱形切割激光的實驗組在各個基板厚度下，功率可提升0.7%以上，當基板厚度為250 μ m時，約可提升至4%。而200 μ m基板的發(fā)光二極管在實施激光切割并搭配三次隱形切割激光后，所測得的功率下降，推估為過多次的隱形切割激光造成半導體疊層的電性異常。
[0044]在本發(fā)明中使用厚度不小于150μηι的基板，可獲得較多出光面積及出光角度，使用激光切割制作工藝搭配單次或多次的隱形激光切割制作工藝，以提升切割良率。此外，基板側(cè)表面上的粗化痕可對管芯側(cè)表面形態(tài)進行調(diào)整，避免光滑面所造成的內(nèi)部全反射效應，增進管芯側(cè)面出光及散射效果，而達到改善發(fā)光二極管管芯的整體出光效率。
[0045]但是上述實施例僅為例示性說明本申請案的原理及其功效，而非用于限制本申請案。任何本申請案所屬技術(shù)領域中具有通常知識者均可在不違背本申請案的技術(shù)原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化。因此本申請案的權(quán)利保護范圍應以附上的權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)光元件制造方法，包含: 提供一發(fā)光二極管晶片，包含一基板以及一半導體疊層位于該基板上； 提供一第一激光光束于該發(fā)光二極管晶片，以切割該半導體疊層至該基板的一深度； 提供一第二激光光束聚焦該基板內(nèi)部，在該基板中形成多條粗化痕； 提供一外力于該發(fā)光二極管晶片，使該發(fā)光二極管晶片分離成多個發(fā)光二極管管芯。2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法，其中該第二激光光束為一隱形切割(Stealth Dicing)激光光束，其于該基板中進行多次照射，以在該基板中同一截面上形成多條不同的粗化痕。3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件制造方法，其中該隱形切割激光光束于該基板中的照射次數(shù)取決于該基板的厚度，該基板的厚度不小于150 μ m，該照射次數(shù)不大于(該基板厚度-100)(單位μ m) +50無條件進位至整數(shù)的數(shù)值。4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件制造方法，其中于該基板中進行多次照射的該隱形切割激光光束包含: 提供一具有第一能量及一第一切割速度的第一隱形切割激光光束；以及 提供一具有第二能量及一第二切割速度的第二隱形切割激光光束于該基板中， 其中該第一隱形切割激光光束在該基板中的位置較該第二隱形切割激光光束接近該半導體疊層，且該第一能量小于該第二能量，該第一切割速度高于該第二切割速度。5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法，還包含以一蝕刻制作工藝清除該第一激光及/或該第二激光所造成的殘留物。6.一發(fā)光二極管管芯，包含: 基板，包含上表面、下表面及多個側(cè)面；以及 半導體疊層，位于該基板的該上表面； 其中該多個側(cè)面包含: 靠近該上表面的一第一區(qū)，具有一第一粗糙度(RMS)； 第二區(qū)，具有單條或多條大致平行于該上表面或該下表面的粗化痕，且該單條或多條粗化痕具有一第二粗糙度；以及 第三區(qū)，介于該第一區(qū)及該第二區(qū)之間或/及該多條粗化痕之間，且具有一第三粗糙度； 其中該第一粗糙度不大于第二粗糙度，且該第三粗糙度小于該第一粗糙度。7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法或權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管管芯，其中該粗化痕的粗糙度(RMS)及/或該第二粗糙度介于1 μ m至5 μ m。8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法或權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管管芯，其中該基板的厚度不小于150 μ m。9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法或權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管管芯，其中該粗化痕距離該半導體疊層不小于80 μ m及/或該粗化痕在該基板的厚度方向上的寬度小于 60 μ m。10.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管管芯，其中該第一粗糙度不大于1μ m。11.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管管芯，其中該粗化痕的數(shù)量取決于該基板的厚度，且該粗化痕的數(shù)量不大于(該基板厚度-100)(單位μ m) +50無條件進位至整數(shù)的數(shù)值。12.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管管芯，其中該粗化痕由多條大致垂直于該上表面或該下表面的刻痕所組成，較靠近該半導體疊層的該粗化痕中的該刻痕間距大于較遠離該半導體疊層的該粗化痕中的該刻痕間距。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種發(fā)光元件及其制造方法，其發(fā)光元件包含提供一發(fā)光二極管晶片，包含一基板以及一半導體疊層位于基板上；以一第一激光光束于發(fā)光二極管晶片，以切割半導體疊層至基板的一深度；以一第二激光光束聚焦基板內(nèi)部，在基板中形成多條粗化痕；提供一外力于發(fā)光二極管晶片，使發(fā)光二極管晶片分離成多個發(fā)光二極管管芯。
【IPC分類】B23K26/00, H01L21/78, H01L33/20, H01L33/00
【公開號】CN105322057
【申請?zhí)枴緾N201410357714
【發(fā)明人】邱柏順, 郭得山, 楊治政, 黃俊儒, 李建輝, 陳英杰, 林資津
【申請人】晶元光電股份有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月25日