CN102683558A

CN102683558A - 半导体发光装置的晶片和用于制造半导体发光装置的方法

Info

Publication number: CN102683558A
Application number: CN2012100708603A
Authority: CN
Inventors: 中具道
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2012-09-19
Also published as: US20120235177A1; JP2012195425A; TW201242105A; KR20120106624A

Abstract

本发明涉及一种半导体发光装置的晶片和用于制造半导体发光装置的方法。根据一个实施例，一种半导体发光装置的晶片包括多个半导体发光装置并且包括发光单元和波长转换单元，所述多个半导体发光装置共同形成。所述发光单元具有第一主表面和在与所述第一主表面的相对侧上的第二主表面。所述波长转换单元设置在第一主表面侧上。所述波长转换单元包含荧光剂。所述波长转换单元的厚度根据从所述多个半导体发光装置的所述发光单元发射的光的波长和强度中选择的至少一种在所述晶片的表面上的分布而改变。

Description

半导体发光装置的晶片和用于制造半导体发光装置的方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年3月16日提交的在先日本专利申请No.2011-057938并要求享有其优先权权益；通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本文描述的实施例一般地涉及半导体发光装置的晶片和用于制造半导体发光装置的方法。

背景技术

存在其中半导体发光元件与诸如具有波长转换效应的荧光剂等构件结合的半导体发光装置。例如，存在使用诸如氮化镓(GaN)等III族氮化物半导体来发射具有高亮度的蓝光的半导体发光元件。此时，可以通过将发射蓝光的半导体发光元件与包括能够进行波长转换的荧光剂的波长转换单元结合来发射白光。可以通过简单地将包括能够进行波长转换的荧光剂的树脂涂覆或滴在晶片(其上形成多个发射蓝光的半导体发光元件)上并且将该树脂固化来形成发射白光的这种半导体发光装置的波长转换单元。

然而，在这种情况下，即从设置在半导体发光装置中的发光单元发射的光的波长波动或包括荧光剂的树脂的厚度波动，存在半导体发光装置的色度可能波动的风险。

发明内容

根据一个实施例，半导体发光装置的晶片包括多个半导体发光装置并且包括发光单元和波长转换单元，所述多个半导体发光装置共同形成。所述发光单元具有第一主表面和在与所述第一主表面的相对侧上的第二主表面。所述波长转换单元设置在第一主表面侧上。所述波长转换单元包含荧光剂。所述波长转换单元的厚度根据从所述多个半导体发光装置的所述发光单元发射的光的波长和强度中选择的至少一种在所述晶片的表面上的分布而改变。

附图说明

图1A至图1C是示出根据本发明实施例的半导体发光装置的晶片的示意性示图；

图2是示出根据该实施例的半导体发光装置的示意性截面图；

图3是示出从发光单元发射的光在晶片表面上的波长分布的示例的示意性平面示图；

图4是示出从发光单元发射的光的波长与从半导体发光装置发射的光的色度(Cy)之间的关系的示例的曲线图；

图5是示出波长转换单元的厚度尺寸与从半导体发光装置发射的光的色度(Cy)之间的关系的示例的曲线图；

图6是示出由用于制造根据对比示例的半导体发光装置的方法形成的波长转换单元的厚度尺寸与波长转换单元在晶片表面上的直径方向位置之间的关系的示例的曲线图；

图7是示出用于制造根据本发明实施例的半导体发光装置的方法的流程图；

图8A至图10D是示出用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法的示意性截面图；

图11是示出用于制造根据本发明另一实施例的半导体发光装置的方法的流程图；

图12A至图12D是示出用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法的示意性截面图；以及

图13A和图13B是示出由用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法形成的波长转换单元的厚度尺寸的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图来描述本发明的实施例。在附图中用相同的附图标记标注相似的部件，并且适当地省略详细描述。

图1A至图1C是示出根据本发明实施例的半导体发光装置的晶片的示意性示图。

图2是示出根据该实施例的半导体发光装置的示意性截面图。

图3是示出从发光单元发射的光在晶片表面上的波长分布的示例的示意性平面示图。

图1A是示出其中共同形成多个半导体发光装置的半导体发光装置的晶片的示意性平面示图。图1B是示出半导体发光装置的晶片的放大部分的放大示意图。图1C是示出半导体发光装置的晶片的两个半导体发光装置的示意性截面图并且是示出当沿着在图1B中示出的箭头A的方向观察时的所述两个半导体发光装置的示意性截面图。

在用于制造根据如图1A至图1C中示出的该实施例的半导体发光装置1的方法中，多个半导体发光装置1共同形成，即在半导体发光装置的晶片(以下也简单地缩写为晶片)10上集成形成，并且随后单片化(singulate)为半导体发光装置1。因此，可以增加半导体发光装置1的生产率。半导体发光装置1可以比半导体发光元件安装在封装中的常规半导体发光装置小得多、薄得多且轻得多。共同形成在晶片10上的多个半导体发光装置1的数量不限于在图1A中示出的半导体发光装置1的数量。

如在图2中所示，根据该实施例的半导体发光装置1包括发光单元20、波长转换单元40、第一电极单元50、第一导电单元60、第一连接构件70、第二电极单元80、第二导电单元90、第二连接构件110、绝缘单元120、密封单元130、第一互连单元140、第二互连单元150、接合单元160和绝缘单元170。

发光单元20包括第一半导体层21、第二半导体层22和有源层23。发光单元20具有第一主表面25和在与第一主表面25相对侧上的第二主表面27。

在多个发光单元20共同形成在晶片10上的情况下，存在例如在形成过程中发生有源层23的成分、厚度尺寸等波动的情况。在发生有源层23的成分、厚度尺寸等波动的情况下，从发光单元20发射的光的诸如波长、强度等发光特性发生波动。因此，如在图3中所示，存在从发光单元20发射的光的波长和强度在晶片10的表面上波动的情况。

在图3的示意性平面示图中示出从在晶片10上共同形成的多个发光单元20发射的光的波长的轮廓。在图3中示出的波长λd1、λd2、λd3和λd4具有例如以下公式1的关系：

λd1＜λd2＜λd3＜λd4 (1)

因此，在从发光单元20发射的光的波长在晶片10的表面上具有分布的情况下，即使在包括在波长转换单元40中的荧光剂比例为恒定的情况下，从半导体发光装置1发射的白光的色度波动也在晶片10的表面上发生。因此，存在这种情况：难以增加每个晶片10表面的半导体发光装置1的良好部分的产量(良好部分的数量或产量)。

即使在从共同形成在晶片10上的多个发光单元20发射的光的波长和强度为恒定的情况下，或者即使在包括在波长转换单元40中的荧光剂比例为恒定的情况下，当波长转换单元40的厚度尺寸的波动发生时，从半导体发光装置1发射的白光的色度波动在晶片10的表面上发生。因此，存在这种情况：难以增加每个晶片10表面的半导体发光装置1的良好部分的产量。之后详述在从发光单元20发射的光的波长和色度之间的关系以及波长转换单元40的厚度和色度之间的关系。

相反地，在用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法中，通过调节从未示出的印刷板到未示出的衬底、发光单元20的第一主表面25或发光单元20的第二主表面27的距离来调节波长转换单元40的厚度，其中在制造过程中将未示出的印刷板压制在例如波长转换单元40(其中混合有荧光剂的树脂等)上。因此，可以抑制波长转换单元40的厚度尺寸的波动。因此，可以抑制在晶片10表面上的白光的色度波动。可以增加每个晶片10表面的半导体发光装置的良好部分的产量。

在用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法中，根据从发光单元20发射的光的波长、强度等调节在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1中每个的波长转换单元40的厚度。例如，根据在图3中示出的波长分布调节在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1中每个的波长转换单元40的厚度。因此，可以抑制在晶片10表面上的白光的色度波动。可以增加每个晶片10表面的半导体发光装置1的良好部分的产量。换句话说，根据该实施例，存在这种情况：根据从如在图1C中示出的发光单元20发射的光的波长等，在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1的波长转换单元40的厚度彼此不同。之后详述用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法。

现在将参考图2进一步描述根据该实施例的半导体发光装置1。

如以上描述地，发光单元20包括第一半导体层21、第二半导体层22和有源层23。发光单元20包括第一主表面25和在与第一主表面25相对侧上的第二主表面27。

第一半导体层21例如由n型氮化物半导体等形成。第二半导体层22例如由p型氮化物半导体等形成。氮化物半导体包括例如GaN(氮化镓)、AlN(氮化铝)、AlGaN(氮化铝镓)、InGaN(氮化铟镓)，等等。

在第一半导体层21和第二半导体层22之间设置有源层23。

有源层23可以具有例如量子阱结构等，所述量子阱结构等包括通过空穴和电子的复合来产生光的阱层和具有比该阱层大的带隙的势垒层(覆层)。在这种情况下，有源层23可以具有单量子阱(SQW)结构或多量子阱(MQW)结构。有源层23可以具有其中堆叠多个单量子阱结构的结构。

单量子阱结构可以包括例如，其中以下述顺序堆叠包括GaN(氮化镓)的势垒层、包括InGaN(氮化铟镓)的阱层和包括GaN(氮化镓)的势垒层的结构。

多量子阱结构可以包括例如，其中以下述顺序堆叠包括GaN(氮化镓)的势垒层、包括InGaN(氮化铟镓)的阱层、包括GaN(氮化镓)的势垒层、包括InGaN(氮化铟镓)的阱层和包括GaN(氮化镓)的势垒层的结构。

在这种情况下，第一半导体层21可以起到势垒层的作用。

有源层23不限于量子阱结构并且可以适当地具有能够发光的结构。

第一半导体层21、第二半导体层22和有源层23的材料不限于氮化物半导体；并且可以使用其它各种半导体材料。

发光单元20例如是具有大约380nm到530nm的峰值发光波长的发光二极管等。发光单元20可以例如是具有大约350nm到600nm的发光波长带宽的发光二极管等。可替代地，发光单元20的发光波长可以比600nm长。

在发光单元20的第一主表面25侧上设置波长转换单元40。波长转换单元40包括例如能够进行波长转换的荧光剂和与该荧光剂混合的介质。诸如树脂等有机材料和诸如玻璃等无机材料可以用作介质。荧光剂具有例如颗粒的构造。

波长转换单元40包括例如从具有不小于440nm而不大于470nm(蓝色)、不小于500nm而不大于555nm(绿色)、不小于560nm而不大于580nm(黄色)、以及不小于600nm而不大于670nm(红色)的峰值发光波长的荧光剂中选择的至少一种荧光剂。可替代地，波长转换单元40包括例如具有380nm到720nm发光波长带宽的荧光剂。

荧光剂包括例如从由硅(Si)、铝(Al)、钛(Ti)、锗(Ge)、磷(P)、硼(B)、钇(Y)、碱土元素、硫化物元素、稀土元素和氮化物元素构成的组中选择的至少一种元素。

发射红色荧光的荧光剂材料例如如下。然而，本实施例的发射红色荧光的荧光剂不限于以下：

Y₂O₂S:Eu

Y₂O₂S:Eu+色素

Y₂O₃:Eu

Zn₃(PO₄)₂:Mn

(Zn，Cd)S:Ag+In₂O₃

(Y，Gd，Eu)BO₃

(Y，Gd，Eu)₂O₃

YVO₄:Eu

La₂O₂S:Eu，Sm

LaSi₃N₅:Eu²⁺

α-硅铝氧氮聚合材料：Eu²⁺

CaAlSiN₃:Eu²⁺

CaSiN_X:Eu²⁺

CaSiN_X:Ce²⁺

M₂Si₅N₈Eu²⁺

CaAlSiN₃:Eu²⁺

(SrCa)AlSiN₃:Eu^X+

Sr_x(Si_yAl₃)_z(O_xN):Eu^X+

发射绿色荧光的荧光剂材料例如如下。然而，本实施例的发射绿色荧光的荧光剂不限于以下：

ZnS:Cu，Al

ZnS:Cu，Al+色素

(Zn，Cd)S:Cu，Al

ZnS:Cu，Au，Al，+色素

Y₃Al₅O₁₂:Tb

Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Tb

Y₂SiO₅:Tb

Zn₂SiO₄:Mn

(Zn，Cd)S:Cu

ZnS:Cu

Zn₂SiO₄:Mn

ZnS:Cu+Zn₂SiO₄:Mn

Gd₂O₂S:Tb

(Zn，Cd)S:Ag

ZnS:Cu，Al

Y₂O₂S:Tb

ZnS:Cu，Al+In₂O₃

(Zn，Cd)S:Ag+In₂O₃

(Zn，Mn)₂SiO₄

BaAl₁₂O₁₉:Mn

(Ba，Sr，Mg)O·aAl₂O₃:Mn

LaPO₄:Ce，Tb

Zn₂SiO₄:Mn

ZnS:Cu

3(Ba，Mg，Eu，Mn)O·8Al₂O₃

La₂O₃·0.2SiO₂·0.9P₂O₅:Ce，Tb

CeMgAl₁₁O₁₉:Tb

CaSc₂O₄:Ce

(BrSr)SiO₄:Eu

α-硅铝氧氮聚合材料：Yb²⁺

β-硅铝氧氮聚合材料：Eu²⁺

(SrBa)YSi₄N₇:Eu²⁺

(CaSr)Si₂O₄N₇:Eu²⁺

Sr(SiAl)(ON):Ce

发射蓝色荧光的荧光剂材料例如如下。然而，本实施例的发射蓝色荧光的荧光剂不限于以下：

ZnS:Ag

ZnS:Ag+色素

ZnS:Ag，Al

ZnS:Ag，Cu，Ga，Cl

ZnS:Ag+In₂O₃

ZnS:Zn+In₂O₃

(Ba，Eu)MgAl₁₀O₁₇

(Sr，Ca，Ba，Mg)₁₀(PO₄)6Cl₂:Eu

Sr₁₀(PO₄)6Cl₂:Eu

(Ba，Sr，Eu)(Mg，Mn)Al₁₀O₁₇

10(Sr，Ca，Ba，Eu)·6PO₄·Cl₂

BaMg₂Al₁₆O₂₅:Eu

发射黄色荧光的荧光剂材料例如如下。然而，本实施例的发射黄色荧光的荧光剂不限于以下：

Li(Eu，Sm)W₂O₈

(Y，Gd)₃，(Al，Ga)₅O₁₂:Ce³⁺

Li₂SrSiO₄:Eu²⁺

(Sr(Ca，Ba))₃SiO₅:Eu²⁺

SrSi₂ON_2.7:Eu²⁺

发射黄绿色荧光的荧光剂材料例如如下。然而，本实施例的发射黄绿色荧光的荧光剂不限于以下：

SrSi₂ON_2.7:Eu²⁺

当减少荧光剂的混合率时，色调(color tone)接近蓝色(接近10000K的颜色温度)；而当增加荧光剂的混合率时，色调接近黄色(6500K到2800K的颜色温度)。混合荧光剂不必是一种类型；而可以混合多种类型的荧光剂。例如，可以混合发射红色荧光的荧光剂、发射绿色荧光的荧光剂、发射蓝色荧光的荧光剂、发射黄色荧光的荧光剂和发射黄绿色荧光的荧光剂。可以改变多种类型荧光剂的混合比例以便将光的色彩(tint)改变为具有蓝色色彩的白光、具有黄色色彩的白光，等等。

在其中混合荧光剂的树脂可以包括例如环氧树脂、硅酮基树脂、甲基丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、循环聚烯烃(COP)、丙烯酸酯环族(OZ)、烯丙基双甘油碳酸盐(ADC)、丙烯酸树脂、氟碳树脂、硅酮基树脂和环氧树脂的混合树脂、聚氨酯树脂，等等。更有利的是其中混合荧光剂的树脂的折射率不大于荧光剂的折射率。更有利的是树脂相对于从发光单元20发射的光的透射比小于90％。

在从发光单元20发射的光具有从紫外光到蓝光的短波长并且从发光单元20发射的光的亮度较高的情况下，存在波长转换单元40的树脂可能降解(degrade)的风险。因此，由于蓝光等所致，更有利的是波长转换单元40的树脂具有不容易降解的性质。不容易由蓝光等所致降解的树脂可以包括例如折射率大约为1.5的甲基苯基硅酮、二甲基硅酮、苯基甲基硅和环氧树脂的混合树脂，等等。然而，荧光剂混合到其中的树脂不限于举例说明的那些，而是可以适当地修改。诸如糖等有机物质和诸如玻璃等无机物质等可以用于替代树脂。

第一电极单元50包括接合单元51和导电单元53。导电单元53经由接合单元51和接合单元160电连接到第一半导体层21。接合单元51包括例如Ni(镍)/Au(金)的双层。在这种情况中，例如，Ni(镍)层的厚度尺寸大约为1μm；并且Au(金)层的厚度尺寸大约为1μm。导电单元53由例如Cu(铜)等形成。接合单元51和导电单元53的材料和厚度尺寸不限于举例说明的那些，而是可以适当地修改。

第一导电单元60从密封单元130的凹槽131的底表面穿通到密封单元130的端表面。例如，第一导电单元60具有圆柱形构造并且由诸如Cu(铜)等金属材料形成。第一导电单元60的一个端部电连接到导电单元53。因此，第一导电单元60经由第一电极单元50电连接到第一半导体层21。第一导电单元60的构造、材料等不限于举例说明的那些，而是可以适当地修改。

第一连接构件70被设置为覆盖从密封单元130暴露的第一导电单元60的端表面。第一连接构件70例如是所谓的焊料凸块等。在第一连接构件70为焊料凸块的情况下，第一连接构件70的构造例如是半球状的；并且第一连接构件70的材料例如是在表面安装中使用的焊接材料。在这种情况下，在表面安装中使用的焊接材料可以包括例如Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料、Sn-0.8Cu焊料、Sn-3.5Ag焊料，等等。

第一连接构件70的构造、材料等不限于举例说明的那些，而是可以根据用于安装半导体发光装置1等的方法来适当地修改。第一连接构件70可以具有例如薄膜构造并且可以包括例如Ni(镍)/Au(金)的双层。第一连接构件70不总是必须的并且可以根据用于安装半导体发光装置1等的方法来适当地设置。

第二电极单元80包括接合单元81和导电单元83。导电单元83经由接合单元81电连接到第二半导体层22。接合单元81和导电单元83的构造、结构、材料等与以上描述的接合单元51和导电单元53的构造、结构、材料等相似。

第二导电单元90被设置成从密封单元130的凹槽131的底表面穿通到密封单元130的端表面。第二导电单元90的一个端部电连接到导电单元83。因此，第二导电单元90经由第二电极单元80电连接到第二半导体层22。第二导电单元90的构造、结构、材料等与以上描述的第一导电单元60的构造、结构、材料等相似。

第二连接构件110被设置成覆盖从密封单元130暴露的第二导电单元90的端表面。第二连接构件110的构造、结构、材料等与以上描述的第一连接构件70的构造、结构、材料等相似。与第一连接构件70相似，第二连接构件110不总是必需的，而是可以根据用于安装半导体发光装置1等的方法适当地设置。

绝缘单元120被设置为填充设置在密封单元130中的凹槽131。绝缘单元120由绝缘材料形成。例如，绝缘单元120由诸如SiO₂等无机材料、树脂，等等形成。在这种情况下，在从发光单元20发射的光具有从紫外光到蓝光的短波长并且从发光单元20发射的光的亮度较高的情况下，存在绝缘单元120的树脂可能降解的风险。因此，在绝缘单元120由树脂形成的情况下，更有利的是绝缘单元120的树脂具有不容易由蓝光等导致降解的性质。不容易由蓝光等原因导致降解的树脂可以包括例如，具有折射率大约为1.5的甲基苯基硅酮、二甲基硅酮，等等。

密封单元130设置在第二主表面27侧上以便密封第一导电单元60和第二导电单元90，同时使第一导电单元60的端部和第二导电单元90的端部暴露。密封单元130由例如热固树脂等形成。密封单元130用于密封发光单元20、第一电极单元50和第二电极单元80。密封单元130和绝缘单元120可以一体地形成。

第一互连单元140包括接合单元141和导电单元143。导电单元143经由接合单元141电连接到第一半导体层21。接合单元141和导电单元143的构造、结构、材料等与以上描述的接合单元51和导电单元53的构造、结构、材料等分别相似。第一互连单元140不总是必需的并且如果需要可以适当地设置。

第二互连单元150包括接合单元151和导电单元153。导电单元153经由接合单元151电连接到第一半导体层21。接合单元151和导电单元153的构造、结构、材料等可以与以上描述的接合单元51和导电单元53的构造、结构、材料等分别相似。与第一互连单元140相似，第二互连单元150不总是必需的并且如果需要可以适当地设置。

接合单元160设置在第一电极单元50和第一半导体层21之间。接合单元160由例如Cu(铜)等形成。接合单元160不总是必需的并且如果需要可以适当地设置。

绝缘单元170被设置为覆盖有源层23和第二半导体层22的侧表面。绝缘单元170由绝缘材料形成。绝缘单元170的材料性质例如与绝缘单元120的材料性质相同。绝缘单元170和绝缘单元120可以一体地形成。

图4是示出从发光单元发射的光的波长与从半导体发光装置发射的光的色度(Cy)之间的关系的示例的曲线图。

在这里，举例说明的情况是：发光单元20发射蓝光，并且在波长转换单元40中分散通过吸收蓝光而发射绿光的荧光剂和通过吸收蓝光而发射红光的荧光剂。换句话说，从半导体发光装置发射其中混合红光、绿光和蓝光的白光。图4的垂直轴线示出该白光的色度(Cy)。

通过使用例如外延生长等形成发光单元20。如以上针对图1A至图3描述地，存在如下情况：例如，在多个发光单元20在晶片10上共同形成的情况下，在形成过程中发生有源层23的成分和厚度尺寸的波动。在发生有源层23的成分和厚度尺寸的波动的情况下，从发光单元20发射的光的波长、强度等的发光特性发生波动。在这种情况下，如果包括在波长转换单元40中的荧光剂的量恒定，则在从半导体发光装置发射的红光、绿光和蓝光的平衡不期望地改变。换句话说，如在图4中所示，根据从发光单元20发射的光的波长和强度的改变，白光的色度不期望地改变。

根据诸如在图4中示出的那些实验结果，在从发光单元20发射的光的波长λd的改变Δλd大约为1.0nm(纳米)的情况下，从半导体发光装置1发射的白光的色度Cy的改变ΔCy大约为0.015。根据发明人所获得的知识，在白光的色度Cy的改变ΔCy超过0.015的情况下，存在色度变化(不均匀的颜色)可以由人类视觉察觉的风险。

相反地，根据用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法，即使在这种情况下，例如由于有源层23的成分和厚度尺寸的波动所致，从发光单元20发射的光的波长和强度在晶片10的表面上波动，也根据从发光单元20发射的光的波长和强度来调节波长转换单元40的厚度。即，根据从发光单元20发射的光在晶片10的表面上的波长分布来调节在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1的波长转换单元40的厚度。因此，可以抑制白光在晶片10的表面上的色度波动；并且可以抑制在晶片10的表面上的色度变化。可以增加每个晶片10的表面的半导体发光装置1的良好部分的产量。

图5是示出波长转换单元的厚度尺寸与从半导体发光装置发射的光的色度(Cy)之间的关系的示例的曲线图。

图6是示出由用于制造根据对比示例的半导体发光装置的方法形成的波长转换单元的厚度尺寸与波长转换单元在晶片表面上的直径方向位置之间的关系的示例的曲线图。

在波长转换单元40中分散的荧光剂为如以上针对图4所描述的那样。即，图5的垂直轴线示出白光的色度(Cy)。

如在图5中所示，即使从在晶片10上共同形成的多个发光单元20发射的光的波长和强度恒定的情况下或者即使在包括在波长转换单元40中的荧光剂比例恒定的情况下，当波长转换单元40的厚度尺寸改变时，白光的色度也发生改变。根据诸如在图5中示出的那些实验结果，在波长转换单元40的厚度尺寸的改变为大约15μm(微米)的情况下，从半导体发光装置1发射的白光的色度Cy的改变ΔCy大约为0.015。因此，即使在从晶片10上共同形成的多个发光单元20发射的光的波长和强度恒定的情况下或者即使在包括在波长转换单元40中的荧光剂比例恒定的情况下，当发生波长转换单元40的厚度尺寸的发生波动时，白光的色度也在晶片10的表面上发生波动。

如在图6中所示，通过用于制造根据比较示例的半导体发光装置的方法而形成的波长装换单元的厚度尺寸在晶片的表面具有大约±20μm的波动。因此，通过使用用于制造根据比较示例的半导体发光装置的方法而共同形成的半导体发光装置发射的白光的色度Cy的改变ΔCy大于0.015。因此，存在色度变化可以由人类视觉察觉的风险。

相反地，根据用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法，通过在制造过程中调节从例如未示出的印刷板到未示出的衬底、发光单元20的第一主表面25或发光单元20的第二主表面27的距离来调节波长转换单元40的厚度，其中未示出的印刷板被压制在波长转换单元40上。因此，可以调节波长转换单元40的厚度尺寸的波动。因此，可以抑制白光在晶片10表面上的色度波动；并且可以抑制在晶片10表面上的色度变化。可以增加每个晶片10表面的半导体发光装置1的良好部分的产量。

现在将参考附图描述用于制造根据本发明实施例的半导体发光装置的方法。

首先，将描述制造方法，其中通过在制造过程中调节从印刷板到衬底、发光单元20的第一主表面25或发光单元20的第二主表面27的距离来调节波长转换单元40的厚度，其中印刷板压制在波长转换单元40(其中混合荧光剂的树脂)上。

图7是示出用于制造本发明实施例的半导体发光装置的方法的流程图。

图8A至图10D是示出用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法的示意性截面图。

首先，如在图8A中所示，在由蓝宝石等形成的衬底210上以预定构造按以下顺序堆叠第一半导体层21、有源层23和第二半导体层22(步骤S101)。在这种情况下，通过使用蒸镀等可以执行这些层的堆叠。蒸镀可以包括例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)，等等。

然后，对第一半导体层21、有源层23和第二半导体层22适当地构图以对应于包括在多个半导体发光装置的每个中的发光单元。通过使用光刻、蚀刻等可以执行所述构图。

因此，在晶片上共同形成多个发光单元20(参照图2)。

然后，如在图8B中所示，形成绝缘单元170、接合单元160和绝缘单元120(步骤S103)。在这种情况下，通过将光刻、蚀刻等与诸如真空气相沉积和溅射等各种物理气相沉积(PVD)方法，各种化学气相沉积(CVD)方法，等等结合可以形成绝缘单元170、接合单元160和绝缘单元120。

接下来，如在图8C中所示，形成第一电极单元50、第二电极单元80、第一互连单元140和第二互连单元150(步骤S105)。然后，如在图8D中所示，形成密封单元130(步骤S107)。例如，用于形成第一电极单元50、第二电极单元80、第一互连单元140、第二互连单元150和密封单元130的方法可以包括以上针对步骤S103等描述的形成方法。

然后，如在图9A中所示，形成第一导电单元60和第二导电单元90(步骤S109)。在这种情况下，除了以上针对步骤S103描述的形成方法之外，通过将镀覆等与光刻、蚀刻等结合可以形成第一导电单元60和第二导电单元90。

接下来，如在图9B中所示，在第一导电单元60的端表面上形成第一连接构件70；并且在第二导电单元90的端表面上形成第二连接构件110(步骤S111)。用于形成第一连接构件70和第二连接构件110的方法可以包括以上针对步骤S109等描述的形成方法。

然后，如在图9C中所示，由此形成的堆叠主体5从衬底210剥落(步骤S113)。在这种情况下，通过使用激光剥离技术等，可以将堆叠主体5从衬底210剥落。

在这里，根据该实施例，在由树脂制成的密封单元130和金属制成的导电单元60和90支撑的情况下，发光单元20(第一半导体层21、有源层23和第二半导体层22)从衬底210剥落。因此，发光单元20可以从衬底210剥落，同时抑制施加到发光单元20的应力。

换句换说，在例如硅晶片等硬支撑主体用于支撑发光单元20的情况下，出现这种问题：在去除后，剩余应力被施加并且半导体层碎裂或破裂。

相反地，根据该实施例，可以通过由柔性支撑主体支撑的发光单元20来减少施加到发光单元20的应力，该柔性支撑主体包括由树脂制成的密封单元130和由金属制成的导电单元60和90。换句话说，因为由树脂制成的密封单元130和由金属镀覆层制成的导电单元60和90是柔性的并且金属在大体室温下镀覆，所以在密封单元130、导电单元60和90以及发光单元20之间出现的剩余应力相对较小。

通常，用于将诸如发光单元20等半导体层从蓝宝石衬底分离的方法包括例如，通过在不低于300℃的高温下使用Au-Sn焊料，在将硅衬底接合到晶片之后通过照射激光来执行分离。然而，在这种常规方法中，因为具有不同热膨胀系数的两个衬底为刚性主体并且以高温接合，所以在蓝宝石衬底和硅衬底之间保留了大的剩余应力。因此，因为当通过照射激光而开始分离时剩余应力从分离部分局部地释放，所以存在这样的问题：薄且易碎的半导体层(例如发光单元20)破裂。

相反地，在该实施例中，因为在由柔性支撑主体(密封单元130和导电单元60和90)支撑的情况下从衬底210分离发光单元20并且剩余应力较小，所以不发生发光单元20的诸如破裂等差异(discrepancy)并且可以以高产量进行制造。

在通过使用除了激光照射之外的方法来除去衬底210的情况下，也相似地获得这种独特的操作效果。例如，即使在通过使用诸如抛光、蚀刻等方法来除去衬底210的情况下，在具有几英寸或更大尺寸的整个晶片上均匀且同时除去或剥落衬底210是实质上不切实际的。

即，在通过抛光去除衬底210的情况下和通过蚀刻除去衬底210的情况下，发生衬底210在具有几英寸或更大尺寸晶片的仅仅一部分上首先消失或剥落的情况。

在这种如以上描述的情况下，因为剩余应力局部地从分离部分释放，所以薄且易碎的发光单元20不期望地破裂。

相反地，根据该实施例，通过由柔性支撑主体支撑的发光单元20可以减少剩余应力，该柔性支撑主体由密封单元130和导电单元60和90制成。因此，即使在通过使用诸如抛光、蚀刻等方法除去衬底210的情况下，也可以去除衬底同时抑制裂口和破裂。

此外，根据该实施例，在晶片上共同形成的多个发光单元20互相隔离。因此，可以分散发光单元20上的应力；并且可以更有效地抑制破裂和裂口。即，在互相连续形成多个发光单元20的情况下，应力和变形不被分散，从而当剥落衬底210时在发光单元20的连续主体中容易出现破裂和裂口。相反地，根据该实施例，因为由互相绝缘的多个发光单元20分散应力和变形并且通过由在发光单元20之间形成的密封单元130吸收应力和变形而减少发光单元20的应力和变形，所以可以有效地抑制破裂和裂口。

因此，在衬底210剥落后，将波长转换单元40的荧光剂41和树脂43混合(步骤S115)。接下来，如在图10A中所示，将荧光剂41以预定比例混合到其中的树脂43涂覆在发光单元20的第一主表面25侧上(步骤S117)。在这种情况下，通过使用诸如涂刷器、丝网印刷、旋转涂布等印刷、涂覆，等等，可以涂覆荧光剂41混合到其中的树脂43。图10A示出其中剥落的堆叠主体5被倒转的情况。

然后，如在图10B中所示，将平板(印刷板)201压制在涂覆到发光单元20的第一主表面25侧上的树脂43(包括荧光剂41)上(步骤S119)。平板201由金属、石英或透明树脂形成。透明树脂是至少能够传输不超过405nm波长的UV的树脂。然后，通过调节从平板201到发光单元20的第一主表面25的距离来将荧光剂41混合到其中的树脂43的厚度调节为目标厚度(步骤S121)。可替代地，例如，通过调节从平板201到堆叠主体5被放置到其上的衬底220的距离来将荧光剂41混合到其中的树脂43的厚度调节为目标厚度(步骤S121)。可替代地，通过调节从平板201到主表面或衬底的距离可以将荧光剂41混合到其中的树脂43的厚度调节为目标厚度，该主表面或衬底不同于第一主表面25和衬底220。

然后，通过将紫外线(UV)照射到包括荧光剂41的树脂43上或通过加热包括荧光剂41的树脂43而将包括荧光剂41的树脂43固化，从而形成波长转换单元40(步骤S123)。在通过照射紫外线而固化的情况下，树脂43例如是紫外线固化树脂。另一方面，在通过加热而固化的情况下，树脂43例如是热固性树脂。

接下来，如在图10C中所示，平板201从共同形成的多个半导体发光装置1剥落。

然后，如在图10D中所示，将半导体发光装置1单片化(步骤S125)。换句话说，用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法包括集成形成(共同形成)多个半导体发光装置1的过程和将集成形成(共同形成)的多个半导体发光装置1单片化的过程。在这种情况下，通过使用切割划片等可以将半导体发光装置1单片化。

根据用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法，例如，通过调节从平板201到第一主表面25、衬底220等的距离来将荧光剂41混合到其中的树脂43的厚度调节为目标厚度。然后，通过固化荧光剂41混合到其中的树脂43来形成调节为目标厚度的波长转换单元40。因此，可以抑制波长转换单元40的厚度尺寸的波动。因此，可以抑制白光在晶片10表面上的色度波动；并且可以抑制晶片10表面上的色度变化。

图11是示出用于制造根据本发明另一实施例的半导体发光装置的方法的流程图。

图12A至图12D是示出用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法的示意性截面图。

用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法是根据从发光单元20发射的光的波长和强度，调节在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1的波长转换单元40的厚度的制造方法。在该实施例中，作为示例描述了根据从发光单元20发射的光在晶片10表面上的波长分布来调节在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1的波长转换单元40的厚度的情况。

首先，在图11中示出的步骤S201至步骤S213的制造过程与以上针对图7描述的步骤S101到S113的制造过程相似。

然后，测量从发光单元20发射的光在晶片10表面上的波长分布(步骤S215)。在这种情况下，例如，由光致发光光谱测量PL(光致发光)的波长。可替代地，例如，通过将电流提供到在晶片10上共同形成的多个发光单元20来测量从发光单元20发射的光的波长。因此，通过将所测量的波长映射在晶片10的表面上而获得例如在图3中示出的波长分布。虽然在图11中示出测量波长分布的情况，但是本发明不限于此。代替波长分布，可以测量发光强度的分布。

然后，根据从发光单元20发射的光在晶片10表面上的波长分布的测量结果，制备在制造过程中被压制到波长转换单元40(其中混合荧光剂的树脂)上的不均匀板(印刷板)203(步骤S217)。不均匀板203由金属、石英或透明树脂形成。透明树脂是能够至少传输不超过405nm波长的UV的树脂。例如，根据从发光单元20发射的光在晶片10表面上的波长分布的测量结果(映射数据，等等)，通过执行激光构图等来制备不均匀板203。

作为示例，根据在晶片10表面上的波长分布的匹配数据，通过调节激光构图装置的施加电压来调节不均匀板203的构图深度。因此，根据在晶片10表面上的波长分布的映射数据来调节不均匀板203的高度。然后，调节在波长转换单元40上的不均匀板203的压制量(pressing amount)。

然后，如在图12A中所示，混合波长转换单元40的荧光剂41和树脂43(步骤S219)；并且将其中以预定比例混合荧光剂41的树脂43涂覆到发光单元20的第一主表面25侧上(步骤S221)。

步骤S219和S221的制造过程与以上针对图7描述的步骤S115和S117的制造过程相似。

接下来，如在图12B中所示，将在步骤S217中制备的不均匀板203压制在涂覆在发光单元20的第一主表面25侧上的树脂43(包括荧光剂41)上(步骤S223)。然后，通过调节从不均匀板203到发光单元20的第一主表面25的距离，将其中混合荧光剂41的树脂43的厚度调节为目标厚度(步骤S225)。可替代地，例如，通过调节从不均匀板203到其上设置堆叠主体5的衬底220的距离，将其中混合荧光剂41的树脂43的厚度调节为目标厚度(步骤S225)。可替代地，通过调节从不均匀板203到主表面或衬底的距离，将其中混合荧光剂41的树脂43的厚度调节为目标厚度，该主表面或衬底不同于第一主表面25和衬底220。

接下来，通过将紫外线(UV)照射到包括荧光剂41的树脂43上或通过加热包括荧光剂41的树脂43而将包括荧光剂41的树脂43固化，从而形成波长转换单元40(步骤S227)。步骤S227的制造过程与以上针对图7描述的步骤S123的制造过程相似。

然后，如在图12C中所示，不均匀板203从共同形成的多个半导体发光装置1剥落。

接下来，如在图12D中所示，将半导体发光装置1单片化(步骤S229)。步骤S229的制造过程与以上针对图7描述的步骤S125的制造过程相似。

根据用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法，根据从发光单元20发射的光在晶片10表面的波长分布来制备不均匀板203；并且将不均匀板203压制到其中混入荧光剂41的树脂43上。然后，将其中混入荧光剂41的树脂43固化。因此，根据从发光单元20发射的光的波长来调节在晶片10上共同形成的多个半导体发光装置1的波长转换单元40的厚度。因此，可以抑制白光在晶片10表面上的色度波动；并且可以抑制晶片10表面上的色度变化。

例如，如在图4中所示，在从发光单元20发射的光的波长较短的晶片10表面的部分处的白光的色度(Cy)较大。因此，在从发光单元20发射的光的波长较短的晶片10表面的部分处调节用于树脂43(包括荧光剂41)的激光构图装置的施加电压，将不均匀板203的部分的构图深度设置为较浅。在这种情况下，不均匀板203的压制量对于涂覆在从发光单元20发射的光的波长较短的晶片10表面的部分上的树脂43(包括荧光剂41)较大。因此，波长转换单元40的厚度在从发光单元20发射的光的波长较短的晶片10表面的部分处变薄。如在图5中所示，当波长转换单元40的厚度变薄时，白光的色度(Cy)降低。因此，即使在从发光单元20发射的光的波长在晶片10表面上波动的情况下，也可以抑制白光在晶片10表面上的色度波动。

图13A是示出由用于制造根据该实施例的半导体发光装置的方法形成的波长转换单元的厚度尺寸的示例的曲线图。图13B是示出在晶片10表面上的测量点的示意性平面示图。

如在图13A中所示，由用于制造根据该实施例的半导体发光装置1的方法形成的波长转换单元40的厚度尺寸的波动对于在晶片10表面上的测量点P1至P5来说大约在±2μm以内。根据在图5中示出的实验结果，在波长转换单元40的厚度尺寸的波动大约在±2μm以内的情况下，白光的色度Cy的改变ΔCy大约为0.005。根据由本发明人获得的知识，在白光的色度Cy的改变ΔCy大约为0.005的情况下，色度变化实质上不由人类视觉所察觉；并且可以抑制发光单元20的个体差异(光的波长、强度等的发光特性的波动)。

虽然已经描述了特定实施例，但是仅借助于示例介绍了这些实施例，并不旨在限制本发明的范围。实际上，可以以各种其它形式实施本文描述的新颖的实施例；而且，在不脱离本发明精神的情况下，可以以本文描述的实施例的形式进行各种省略、替换和改变。随附的权利要求及其等同物旨在覆盖落入本发明范围和精神内的这种形式或改型。

Claims

1.一种半导体发光装置的晶片，所述晶片包括多个半导体发光装置，所述多个半导体发光装置共同形成，所述晶片包括：

发光单元，所述发光单元具有第一主表面和在与所述第一主表面的相对侧上的第二主表面；以及

波长转换单元，所述波长转换单元设置在第一主表面侧上，所述波长转换单元包含荧光剂，

所述波长转换单元的厚度根据从所述多个半导体发光装置的所述发光单元发射的光的波长和强度中选择的至少一种在所述晶片的表面上的分布而改变。

2.一种用于制造半导体发光装置的方法，所述方法包括在晶片上共同形成多个半导体发光装置，所述方法包括：

在所述晶片上形成多个发光单元，所述多个发光单元具有第一主表面和被构成为与所述第一主表面相对的表面的第二主表面；以及

通过将介质涂覆在第一主表面侧上来形成波长转换单元，随后通过调节所述第一主表面和印刷板之间的距离，并且将所述介质、混合在所述介质中的荧光剂固化来调节所述介质的厚度，所述印刷板压制在所述介质上，所述波长转换单元具有调节的厚度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述印刷板是平板。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述印刷板是根据从所述多个发光单元发射的光在所述晶片的表面上的波长分布而制成的不均匀板。

5.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述印刷板由金属、石英或透明树脂形成；并且

所述透明树脂是至少能够透射不超过405纳米波长的紫外线的树脂。

6.根据权利要求2所述的方法，其中通过采用切割划片进一步将共同形成的所述多个半导体发光装置单片化。