CN107256914A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光装置，包含：一基板，具有一第一上表面以及多个侧表面；以及一半导体叠层，位于第一上表面上；其中半导体叠层具有一第二上表面相对于第一上表面；其中，基板包含多个切割图案，该些切割图案延伸分布于该些侧表面其中的一个侧表面上，并占据该侧表面的部分面积，且第二上表面至切割图案的深度介于5μm到50μm间。

Description

发光装置
本发明是中国发明专利申请(申请号：201310029639.8，申请日：2013年1月25日，发明名称：发光装置的制造方法)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光装置及其制造方法。
背景技术
发光二极管(LED)的发光原理是因电子移动于n型半导体与p型半导体间释放出能量。由于发光二极管的发光原理不同于加热灯丝的白炽灯，所以发光二极管又称作冷光源。再者，发光二极管较佳的环境耐受度、更长的使用寿命、更轻及便携性、以及较低的耗能让它被视为照明市场中光源的另一选择。发光二极管被应用于如交通号志、背光模块、街灯、以及医疗设备等不同领域，且已逐渐地取代传统的光源。
图1是说明一现有的发光元件100，其包含一透明基板10，一半导体叠层12形成于透明基板10之上，以及一电极14形成于半导体叠层12之上，其中半导体叠层12包含一第一导电性半导体层120、一主动层122以及一第二导电性半导体层124。
发光元件100可更进一步的连接于其他元件以形成一发光装置。发光元件100可通过具有基板10的那一侧连接于一次载体上，或以焊料或胶材形成于次载体与发光元件100间，以形成一发光装置。此外，次载体可还包含一电路其通过例如为一金属线的导电结构电连接于发光元件100的电极14。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开一种发光装置，包含：一基板，具有一第一上表面以及多个侧表面；以及一半导体叠层，位于第一上表面上；其中半导叠层具有一第二上表面相对于第一上表面；其中，基板包含多个切割图案，该些切割图案延伸分布于该些侧表面其中的一个侧表面上，并占据该侧表面的部分面积，且第二上表面至切割图案的深度介于5μm到50μm间。
一种发光装置，包含：一基板，具有一第一上表面以及多个侧表面；以及一半导体叠层，位于第一上表面上；其中半导体叠层具有一第二上表面相对于第一上表面；其中，基板包含多个切割图案，该些切割图案延伸分布于该些侧表面其中的一个侧表面上，并占据该侧表面的部分面积，且相邻的任两个切割图案间的距离介于5μm至100μm。
附图说明
图1为一现有的发光装置的示意图；
图2A至图2D为本发明发光装置的制造方法的一第一实施例的示意图；
图3A至图3B为本发明发光装置的制造方法的一第二实施例的示意图；
图4A至图4C为本发明发光装置的制造方法的一第三实施例的示意图。
主要元件符号说明
200、300、400 发光晶片
200a 上表面
200b 下表面
204、304、404 蚀刻平台
206、306、406 切割区域
206a 尖锐末端
207、307 激光副产物
208 切割区域的上部分
308 连续的切割区域
212、312 基板
214、314 第一半导体层
216、316 主动层
218、318 第二半导体层
d1、距离
d2 深度
F 分离力
W2、t2 距离
W1 宽度
t1 厚度
具体实施方式
图2A至图2D显示本发明发光装置的制造方法的一第一实施例。如图2A至图2C所示，本发明的第一实施例提供一发光晶片200，其具有一上表面200a及一相对上表面200a的下表面200b，并包含基板212及一发光叠层201形成于基板212上。发光叠层201包含形成于基板212上的一第一半导体层214、一主动层216及一第二半导体层218。多个蚀刻平台204可通过移除部分区域的第二半导体层218及主动层216，并暴露出第一半导体层214形成。参阅图2B，一切割道202的形成可依多个蚀刻平台204而决定，包含多个平行于一第一方向L1的第一切割线202a以及多个平行于一第二方向L2的第二切割线202b，且通过多个蚀刻平台204的排列，第一方向L1可大致上垂直于第二方向L2。发光晶片200可被固定于一可移动的支撑件(图未示)上以接收一激光装置发射出的激光光束。当发光晶片200被固定于可移动的支撑件上后，激光装置可被启动且支撑件沿着切割道202横向移动以接收激光光束。
参阅图2C，通过控制发光晶片200的移动速度、激光光束的发射频率、发射焦距、发射强度可形成穿透第一半导体层214并延伸到基板212中的多个切割区域206。每一切割区域206具有一朝向底面200b的尖锐末端206a。每一相邻切割区域206的尖锐末端206a的距离d1是介于1μm至10μm。每一切割区域206的深度d2是介于10μm至30μm之间。激光光束可周期性的发射至发光晶片200上，而发光晶片200可以一固定的速度移动，使每一距离d1可大致相同。多个切割区域206的上部分208可彼此连通。在一剖视图中，多个切割区域206形成一波浪状图案。在切割区域206形成之后，一激光副产物207形成于切割区域206上，此时可进行一移除激光副产物207的程序。当基板212是蓝宝石，且第一半导体层214、主动层216及第二半导体层218是氮化物半导体时，激光副产物217因蓝宝石与激光光束的反应生成，可通过一加热的硫酸溶液加以移除。而在移除激光副产物207后，可自下表面200b提供一分离力F，以使尖锐末端206a延伸至发光晶片200的下表面200b。现有技术中，用于分离发光晶片的激光切割法必须将焦距聚焦于发光晶片的深处(大约自发光晶片上表面往下70～100μm)，因此增加了切割面积，而所增加的切割面积会遮蔽自发光晶片切割出的发光装置侧壁所射出的光。依据本发明，自下表面200b形成的裂痕可轻易地自尖锐末端206a引导，且切割区域206通过激光光束的发射焦距所决定的深度d2可小于现有的激光切割法，是以切割区域206所造成的遮光面积可大幅减少。
如图2D所示，多个发光装置210已彼此分离，而每一发光装置210的光取出率相较于利用现有激光切割法的发光装置光取出率提升了至少2％。
如图3A及图3B，揭示本发明发光装置的制造方法的一第二实施例。本实施例除了切割区域之外与第一实施例相似。有关提供发光晶片300及形成蚀刻平台304的步骤与第一实施例相同。多个切割区域306可由一激光光束沿着切割道(图未示)而形成，而每一切割区域306的宽度W1可介于5μm至100μm、厚度t1可介于5μm至50μm，且相邻的切割区域306a间的距离W2可介于5μm至100μm。多个的切割区域306在剖视图中形成一类似城堡城墙的图形。一连续的切割区域308可选择性地形成于多个切割区域306上方。连续的切割区域308与多个切割区域306可通过调整激光光束的强度同时形成。当多个切割区域306形成且清除激光副产物307后，一分离力F可提供至发光晶片300的下表面302b，是以切割区域306可被延伸到发光晶片300的下表面302b。相较于现有的激光切割法会在已分离的发光装置上造成较大的遮光面积，多个切割区域306所形成的图形占据分离后的发光装置侧壁较少的面积。
如图3B所示，多个发光装置310已彼此分离。每一发光装置310包含一基板312、一第一半导体层314、一主动层316及一第二半导体层318。
如图4A至图4C所示，揭示本发明一种发光装置的制造方法的一第三实施例。本实施例除了切割区域以外与前述实施例相似。有关提供发光晶片400及形成蚀刻平台404的步骤与前述实施例相同。一切割结构406其于剖面视图中具有至少一阶梯状图形，通过沿着一预定切割道(图未示)发射一激光光束及调整激光光束的强度(图未示)所形成。
图4A至图4C显示切割结构406不同程度的阶梯状图案。阶梯状图案的厚度t1可介于15μm至25μm，发光晶片400的上表面至阶梯状图案最高点的距离t2可小于5μm。
前述实施例的每一第一半导体层、主动层以及第二半导体层可形成于一有机金属气相氧化形成腔(MOCVD chamber)中，可例如由磷化铝镓铟(AlGaInP)系列、氮化铝镓铟(AlGaInN)系列及/或氧化锌(ZnO)的材料所组成。主动层的形式可为一单异质结构(SH)、一双异质结构(DH)、一双侧双异质结构(DDH)、或一多重量子阱(MQW)结构。
前述发光晶片的基板可包含蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)或其他可通过MOCVD形成发光叠层的材料，或者一键合结构可形成于基板与发光叠层间，且基板可为例如是蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)或砷化镓(GaAs)的透明材料，或一例如为金属或陶瓷的高导热材料。
虽然本发明已公开如上，然而其并非用以限制本发明的范围、实施顺序、或使用的材料与制程方法。对于本发明所作的各种修饰与变更，都不脱本发明的精神与范围。

Claims (11)

1.一种发光装置，包含：
基板，具有一第一上表面以及多个侧表面；以及
半导体叠层，位于该第一上表面上；其中该半导体叠层具有一第二上表面相对于该第一上表面；
其中，该基板包含多个切割图案，该些切割图案延伸分布于该些侧表面其中的一个侧表面上，并占据该侧表面的部分面积，且该第二上表面至该些切割图案的深度介于5μm到50μm间。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中该第二上表面至该些切割图案的深度介于10μm到30μm间。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中该些切割图案的每一个具有一尖锐末端，相邻的该些尖锐末端相距1μm到10μm。
4.如权利要求3所述的发光装置，其中该些相邻的切割图案的该尖锐末端的间距大致相同。
5.如权利要求1所述的发光装置，其中该多个切割图案的剖面视图形成一波浪状图形。
6.如权利要求3所述的发光装置，其中该多个切割图案的上部为连续的。
7.如权利要求1所述的发光装置，其中该多个切割图案由照射一激光光束穿透该半导体叠层至该基板中所形成。
8.一种发光装置，包含：
基板，具有一第一上表面以及多个侧表面；以及
半导体叠层，位于该第一上表面上；其中该半导体叠层具有一第二上表面相对于该第一上表面；
其中，该基板包含多个切割图案，该些切割图案延伸分布于该些侧表面其中的一个侧表面上，并占据该侧表面的部分面积，且相邻的任两个该些切割图案间的距离介于5μm至100μm。
9.如权利要求8所述的发光装置，其中每一该些切割图案的宽度介于5μm至100μm。
10.如权利要求8所述的发光装置，其中该多个切割图案的剖面视图形成一阶梯状图形，且该半导体叠层的该第二上表面至该阶梯状图形的一最高点的距离小于5μm。
11.如权利要求1或8所述的发光装置，其中该基板的材料包含蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)或砷化镓(GaAs)。
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