TW200913315A - Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method - Google Patents

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200913315 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於製造半導體裝置之方法’且特定言之係關 於發光二極體之晶圓級塗佈之方法。 【先前技術】 發光二極體（LED或LEDs)為將電能轉換為光的固態裝 置’且一般包含一或多個夾在相反摻雜層之間的半導體材 料活性層。當橫跨摻雜層施加偏壓時，電洞與電子被注入

活性層内’在活性層内其再結合而產生光。光自活性層及 LED之所有表面發出。 驾知LED無法自其活性層產生白光。發射藍光之所 發出之光係藉由用黃色磷光體、聚合物或染料圍繞led來 轉換為白光，典型磷光體為摻鈽釔鋁石榴石（Ce:YAG)。 [參見Nichia Corp.白光LED，部件第Nspw3_s號、第 NSPW3UBS號等；亦參見頒予L〇wrey之美國專利第 5刚16 號，”MultipIe Ε_ρ_ί〇η 〇f ph〇spw

Devices”]。圍繞磷光體材料"下轉換”―些_藍光之波 長，從而將其顏色改變為黃色。—此 / —^无牙過磷光體而盔 k化，而有實質部分光卻下轉換 …、 ^ λ 口汽巴0 LED發射藍光與 黃光’其組合形成白光。在另_ 裡方法中，發射势氺夕

led或發射紫外光之[ED «之先係藉由用多色碰 或染料圍繞LED來轉換為白光。 巴&先體 -種將LED塗上磷光體層的習知方 嘴將與環氧樹脂或聚矽' 注射器或喷

…物現合之嶙光體注射於LED 126498.doc 200913315 上。然而，使用此方法難以控制磷光體層之幾何形態及厚 度。因此，LED以不同角度發出之光可能穿過不同量之轉 換材料，從而使得LED具有隨視角而變的不均勻色溫。由 於幾何形態及厚度難以控制，因此亦難以一致地複製具有 相同或類似發射特徵的LED。 另一種塗佈LED的習知方法係藉由模板印刷法其描述 於頒予Lowery之歐洲專利申請案EP 1198〇16 a2中。將發 射多光之半導體裝置以介於相鄰LED之間的所要距離布置 在基板上。提供具有與LED對準之開口的模板，孔洞略大 於led且模板厚於LED。將模板安置在基板上，使各 定位於模板中之相應開口内。接著將組合物沈積於模板開 口中，覆蓋LED,其中典型組合物為於可藉由熱或光固化 之聚矽氧聚合物中之磷光體。在填充孔洞之後，將模板自 基板移除且使模板組合物固化為固態。 如上述注射器方法，使用模板方法難以控制含磷光體聚 合物之幾何形態及層厚度。模板組合物可能不完全填充模 板開口以致所得層不均勻。含磷光體組合物亦可能黏著模 板開口，從而使留在LED上之組合物量減少。模板開口亦 可能與LED失準。此等問題均會導致LED具有不均句色溫 且V致LED難以一致地再現相同或類似發射特徵。 已考量各種LED塗佈方法，包括旋塗、噴塗、靜電沈積 (ESD)及電泳沈積（EpD)。諸如旋塗或喷塗之方法—般在磷 光體沈積期間使用黏結劑材料，而其他方法需要在其沈積 之後立即添加黏結劑以使磷光體顆粒/粉末穩定。 126498.doc 200913315

之絲等方法，主要難題為在塗佈方法之後接取裝置上 =焊墊。使用典型聚錢黏結材料以及其他黏結劑材料 :如環氧樹脂或玻璃)時難以藉由標準晶圓製造技 :焊點。聚石夕氧與常用晶圓製造材料(諸如丙⑷以及某此 及抗㈣剝離劑不相容。此對特^聚石夕氧及方法步 驟之取捨及選擇構成限制。聚錢亦在超過常用光阻之玻 璃轉移溫度的高溫（大於15〇。〇下固化。所固化之具有碟光 體的聚石夕氧膜亦難以钱刻且在氯及CF4電毁中具有極慢館 刻速率’且濕式餘刻對於固化聚石夕氧通常無效。 【發明内容】 本發明揭不製造晶圓級半導體裝置（諸如LED晶片）的新 方法且揭示使用該等方法所製造的LED晶片及LED晶片晶 $。-種根據本發明製造發光二極體（LED)晶片的方法包 含一般在基板上提供複數個LED。在LED上形成基座，各 基座可與一LED電接觸。在該等LED上形成塗層，該塗層 掩蓋至 >、些基座。接著將塗層平坦化，留下位於該等 LED上之一些該塗層材料，同時暴露至少一些所掩蓋之基 座攸而使其可用於接觸。本發明揭示用於製造LED晶片 的類似方法，該等方法包含將LED倒裝晶片安裝在載體基 板上。本發明之類似方法亦可用於製造其他半導體裝置。 使用本發明之方法所製造之發光二極體（LED)晶片晶圓 之—實施例包含複數個位於基板晶圓上之LED及複數個各 與一 LED電接觸的基座。塗層至少部分地覆蓋[ED，至少 一些基座延伸穿過塗層且延伸至塗層表面。基座在塗層表 126498.doc 200913315 面暴露。 使用本發明之方法所製造之發光二極體（LED)晶片之一 實施例包含位於基板上之LED及與該LED電接觸之基座。 塗層至少部分地覆蓋LED，基座延伸穿過塗層且延伸至塗 層表面且在塗層表面暴露。 根據本發明之某些態樣，塗層可包括碟光體顆粒，該等 磷光體顆粒下轉換至少一些自LED晶片之活性區所發出之 光以產生白光，藉此製造白光LED晶片。 由舉例說明本發明之特徵的以下詳細說明及附圖將清楚 瞭解本發明之此等及其他態樣及優點。 【實施方式】 本發明提供尤其適用於晶圓級塗佈諸如LED之半導體裝 置的製造方法。本發明亦提供使用此等方法所製造的半導 體裝置，諸如led。本發明允許在晶圓級將LED塗佈下轉 換層（例如負載磷光體之聚矽氧），同時仍允許接取一或多 個接點以便絲焊。根據本發明之一態樣，在LED位於晶圓 級時，在一或兩個LED接點（焊墊）上形成導電基座/柱。此 等基座可使用諸如電鍍、無電電鍍、接線柱凸焊或真空沈 積之已知技術製造。接著可將晶圓毯覆式塗佈下轉換塗 層’掩盍LED、接點及基座。各基座起垂直延長其接點之 作用’且儘官毯覆式塗佈下轉換塗層將基座暫時覆蓋，但 該塗層可經平坦化及減薄以暴露基座之頂表面或頂部。基 座高度（10-100㈣應足以穿過所要最終塗層厚度凸出。在 平坦化之後，使基座暴露以用於諸如藉由絲焊外部連接。 126498.doc •10- 200913315 此方法係在晶圓級進行且在後續製造步驟中，可使用已知 方法將個別LED晶片自晶圓分離/單一化。 本發明消除毯覆式塗佈之後接取絲焊墊的複雜晶圓製造 過程。替代使用簡單且節約成本的方法。其允許晶圓級塗 佈半導體裝置而無需對準。可使料多種塗佈技術，諸如 旋塗負載磷光體之聚矽氧混合物，或電泳沈積磷光體隨著 毯覆式塗佈聚矽氧或其他黏結材料。機械平坦化允許在晶 圓上之厚度均勾性’且塗層之厚度均勾性可在廣泛厚度範 圍（例如1至100 μΐη)内逹成。白光LED晶片色點可藉由控制 最終塗層厚度來微調，包括使用重複方法（例如研磨、測 試、研磨等）’此可產生嚴密分級之白光LED。此方法亦可 擴展至大晶圓尺寸。 本發明在本文中參考某些實施例加以描述，但應瞭解本 發明可以多種不同形式體現且不應理解為受限於本文中所 述之實施例。特定言之，以下關於以一般包含負載磷光體 之黏結劑的下轉換塗層（”磷光體/黏結劑塗層”）塗佈led來 4田述本發明’但應瞭解可使用本發明將led塗上其他材料 以用於下轉換、保護、光提取或散射。亦應瞭解磷光體黏 結劑可具有散射性或光提取性顆粒或材料，且塗層可具有 電活性。本發明之方法亦可用於將其他半導體裝置塗上不 同材料。此外，可在LED上形成單一或多個塗層及/或層。 塗層可不包括磷光體，包括一或多種磷光體、散射顆粒及 /或其他材料。塗層亦可包含提供下轉換的材料，諸如有 機染料。對於多個塗層及/或多層，各層可包括與其他層 126498.doc -11 - 200913315 及/或塗層相比的不同麟 特性（諸如透明声mm、 不同光學 還月度、折射率）及/或不同物理物性。 亦應瞭解當稱諸如層'區域或基板 件上，，時’其可直接位於另一元件…另凡 杜。汍 兀仵上或亦可存在介入元 ”，，，相對術語，諸如”之内”、”之外”、”上部,，、"之 二一下方”及Π之下”及類似術語在本文中可用於 二所_ 區域之關係。應瞭解此等術語意欲涵蓋圖 式中所不之取向之外裝置的不同取向。 圃 纟：管,本文中可使用第-、第二等術語描述各種元件、 、且 ^域、層及/或部分，但此等元件、植件、區域 層及/或部分不庫典，笪十咬 、 C域、 一 1 應又此吾所限制。此等術語僅用於將 八…組件、區域、層或部分與另-區域、層或部分區 勿。因此，下文古念试;夕g _ 件、組件、區域、層或部分 70件、組件、區域、層或部分而不背離本發明 之教示。 生本發明之實施例在本文中參考橫截面圖加以描述，該等 橫截面圖為本發明之理想化實施例之示意圖。因而，二預 料例如因製造技術及/或公差所致之圖例形狀變化。本發 明之實施例不應理解為受限於本文中所說明之區域之特定 形狀’而應包括例如因製造所導致之形狀偏差。圖示為或 描述為正方形或矩形的區域因正常製造公差而一般 形或彎曲特徵。因此’圖式中說明之區域本質上為示意性 的且其形狀並非意欲說明裝置區域之確切形狀且並非音欲 限制本發明之範疇。 、、 I26498.doc 200913315 圖i a至i e展示使用本發明之方法所製造之晶圓級l e D晶 片10之一實施例。現參看圖la ’展示製造方法晶圓級中的 LED晶片1〇。亦即’ LED晶片1〇尚未完成在自晶圓分離/單 -化成個別LED晶片之前所必需的所有步驟。包括假想線 以展示LED晶片1〇之間的分離線或切割線，且在其他製造 步驟後且如圖le中所示’ LED晶片可分離成個別裝置。圖 la至le亦僅展示兩個位於晶圓級的裝置，但應瞭解可由單 曰曰圓形成很多LED晶片。舉例而言，當製造且有1毫米 (mm)正方形尺寸的LED晶片時，可在3吋晶圓上製造多達 4500個LED晶片。 各LED晶片10包含可具有許多以不同方式布置之不同半 導體層的半導體LED 12。LED之製造及操作一般已知於此 項技術中且在本文中僅簡略論述。LED 1 0層可使用已知方 法製造’適當方法為使用金屬有機化學氣相沈積（MOcvd) 製造。LED 12層一般包含夾在相反摻雜之第一磊晶層16與 第二蟲晶層1 8之間的活性層/區域14，所有該等層依次形 成於基板20上。在此實施例中，LED 12作為基板20上的分 離裝置展示。此分離可藉由將活性區丨4及摻雜層丨6、丨8之 部分向下姓刻至基板20以在LED 12之間形成開放區來達 成。在其他實施例中且如下文更詳細地描述，活性層14及 摻雜層16、18可以連續層保留在基板20上且可在將LED晶 片單一化時分離成個別裝置。 應瞭解LED 1 2中亦可包括其他層及元件，包括（但不限 於）緩衝層、晶核層、接觸層及電流擴展層，以及光提取 126498.doc -13- 200913315 層及元件。活性區14可包含單量子井（SQW)、多量子井 (MQW)、雙異質結構或超晶格結構。在一實施例中，第— 遙晶層16為η-型摻雜層且第二磊晶層以為卜型摻雜層；而 在其他實施例中’第一層16可為ρ-型摻雜層且第二層18為 η-型摻雜層。第一磊晶層16及第二磊晶層18在下文中分別 稱為η-型層及ρ_型層。 LED 12之區域14及層16、18可由不同材料系統製造，較 佳材料系統為基於第ΙΠ族氮化物的材料系統。第ΙΠ族氮化 物係指氮與週期表第ΙΠ族元素（一般為鋁（A丨）、鎵（Ga)及銦 (In))之間形成的彼等半導體化合物。該術語亦指三元及四 元化合物，諸如氮化鋁鎵（A1GaN)及氮化鋁銦鎵 (AlInGaN)。在一較佳實施例中’ n_型層16&p_型層18為氮 化鍊（GaN)且活性區14為InGaN。在替代實施例中，η-型層 16及ρ-型層18可為AlGaN、砷化鋁鎵（AlGaAs)或磷砷化鋁 嫁銦（AlGalnAsP)。 基板20可由多種材料製成’諸如藍寶石、碳化矽、氮化 紹（AIN)、GaN ;適當基板為碳化矽之4H多型體，而包括 3C、6H及15R多型體的其他碳化石夕多型體亦可使用。碳化 石夕具有某些優點，諸如與第ΙΠ族氮化物之晶格匹配比藍寶 石更近’且使第III族氮化物膜具有更高質量。碳化矽亦具 有極高熱導率，以致碳化矽上之第m族氮化物裝置之總輸 出功率不受基板熱散逸限制（對於形成於藍寶石上的某些 裝置可能受到限制）。SiC基板可購自Durham，North

Carolina之Cree Research, Inc.，且其製造方法闡述於科學 I26498.doc -14 - 200913315 文獻以及美國專利第34,861號、第4,946,547號及第 5,200,022號中。在所示實施例中’基板2〇位於晶圓級，晶 圓基板20上形成複數個LED 12。 各LED 12可具有第一接點22及第二接點24。在所示實施 例中’ LED具有垂直幾何形態’第—接點22位於基板2〇上 且第二接點24位於p-型層1 8上。第一接點22展示為基板上

之一層，但當LED晶片自晶圓單一化時，第一接點22亦將 分離以致各led晶片1 〇具有屬於自己的第一接點22之部 分。施加於第一接點22的電信號擴展至卜型層16中且施加 於第二接點24的信號擴展至p_型層1 8申。第一及第二接點 可包含多種不同材料，諸如Au、銅（Cu)、鎳（Ni)、銦 (In)、鋁（A1)、銀（Ag)或其組合。在其他實施例中，可包含 導電氧化物及透明導電氧化物’諸如氧化銦錫、氧化鎳、 氧化鋅、氧化鎘錫、鈦鎢鎳合金、氧化銦、氧化錫、氧化 鎂、ZnGa204、Zn02/Sb、Ga2〇3/Sn、AgIn〇2/Sn、 In203/Zn、CuA102、LaCu〇S ' CuGa〇e SrCu2〇2。所用材 料之選擇可視接點位置以及所要光學及電學特徵（諸如透 明度、接面電阻率及薄層電阻）而定。 在第職氮化物裝置之情況下，已知半透明電流擴展薄 層-般可覆蓋-些或所有卜型層18。應瞭解第二接點以可 包括έ亥層’該層一般為冬思/ ”·、金屬（啫如鉑（Pt))或透明導電氧化 物（諸如氧化銦錫（ITO))，伯介γ A ^ 但亦可使用其他材料。第一接點 22及第二接點24在下文中公2丨丨π认 Τ刀別稱為η-型接點及ρ_型接點。 本發明亦可結合具有樯尚幽^ 啕知Π 4何形態之LED使用，其_兩 126498.doc 200913315 接點均位於LED頂部。諸如藉由蝕刻移除p_型層18及活性 區之一部分以暴露n-型層丨6上的接觸台面。活性區Μ及p_ 型層1 8之移除部分之邊界由垂直假想線2 5指示。第二橫向 n_型接點26(亦以假想線展示）提供於n_型層〗6之台面上。 該等接點可包含使用已知沈積技術所沈積的已知材料。 現參看圖ib，且根據本發明，p_型接點基座28形成於& 型接點24上，用於在塗佈LED 12之後與p_型接點24形成電 接觸。基座28可由多種不同導電材料形成且可使用多種不 同已知物理或化學沈積方法形成，該等方法諸如電鍍、光 罩沈積（電子束、賤鑛）、無電電鑛或接線柱凸焊，較佳接 點基座為金（Au)且使用接線柱凸烊形成。此方法一般為最 簡易且袁節約成本的方法。基座28可由Au“外的其他導電 材料製成，諸如用於第一及第二接點的金屬（包括Cu、

Nl、In或其組合）’或上文所列的導電氧化物及透明導電氧 化物。 接線柱焊凸之形成方法一般已知且在本文中僅簡略論 述。經由修改用於習知絲焊之"球焊"方法將接線柱焊凸置 放於接點(烊墊)上。在球焊中，焊線端頭熔融形成圓球。 絲焊工具將此圓球壓在接點上，施加機械力、熱及/或超 音波能量以形成金屬連接。接著絲焊工具將金線延展至電 路板、基板或引線框上之連接墊，且"縫合"焊接至該墊， =精由斷開焊線來終止以開始另—個循環。對於接線柱凸 、β ^ A所述首先進行球焊，但接著緊鄰球上方將線斷開。 所得金球或’，接線柱焊凸，，保留在接點上且提供直至與該底 126498.doc 16 200913315 層接點金屬之永久可靠連接。 ^ Λ ^ ^ 考】稭由機械壓力將接線 Ί(或”屡鑄㈣ned)，>x得到更平坦頂表面及更均 二的焊凸间度，同時將任何殘餘線壓至球中。 — 基座28之高度可視貞載磷光體之減難層之所要厚卢

Hi:離LED之南度應足以匹配或超出負载磷光體之黏 ^塗層之頂表面。高度可超過·㈣，典型基座高度在 W㈣之範圍内。在一些實施财，可將一個以上接 線柱焊凸堆疊以達成所要基座高度。接線柱嬋凸或其他形 ^之基座28亦可具有反射層或可由反射性材料製成以將光 知失降至最低。 十對於所示之垂直幾何形態類型之LED 12, p_型接點顧 需要一個基座28。對於替代橫向幾何形態咖，第二n_型 基座30(以假想線展示）形成於橫向幾何形態&型接點％ j，其-般與p_型基座28具有相同材料，達到大體相同之 咼度，且係使用相同方法形成。 兄，有圖1C，晶圓被覆蓋各LED 12及其接點。具有使得 二覆蓋/掩蓋基座28之厚度的磷光體/黏結劑塗層32包覆。 =於橫向幾何形態裝置，亦掩蓋接點26及基座3()。本發明 提供在晶圓級在LED 1 2上沈積鱗光體塗層而無需特定裝置 或特徵對準的優點。而是覆蓋整個晶®，從而提供更簡單 且成本更節約的製造方法。磷光體/黏結劑塗層可使用不 同方法塗覆，諸如旋塗、分配、冑泳沈積、靜電沈積、印 刷、噴射印刷或絲網印刷。在其他實施例中，可黏接於各 LED上之塗層32可以單獨製造行動提供，執行塗覆方法之 126498.doc 200913315 -實施例在下文中描述且展示於圖w7d中。 在一較佳實施例中，碟光體可使用旋塗以鱗光體/黏結 劑混合物形式沈積於晶圓上。旋塗一般已知於此項技術中 且:般包切所要量之黏結職μ體混合物沈積在基板 中。處且冋速奴轉基板。離心加速度使得混合物擴展至且 =終脫離基板邊緣。最終層厚度及其他特性視混合物之性 負（黏度、乾燥速率、磷光體百分比、表面張力等）及選用 於旋塗方法之參數而^。對於大晶圓，可實用地在高速旋 轉基板之前將磷光體/黏結劑混合物分配在基板上。 在另一實施例中，使用已知電泳沈積方法將磷光體沈積 於晶圓上。將晶圓及其LED暴露於含有磷光體顆粒（懸浮於 液體中）的溶液中。在溶液與LED之間施加電信號，形成使 得磷光體顆粒遷移至並沈積於led上的電場。該方法一般 留下以粉末形式包覆在LED上的磷光體。接著可將黏結劑 沈積於上磷光體上，磷光體顆粒陷入黏結劑中而形成塗層 32 °黏結劑塗層可使用多種已知方法塗覆，且在一實施例 中，黏結劑塗層可使用旋塗法塗覆。 接著視諸如所用黏結劑類型之不同因素而定’可使用多 種不同固化方法使磷光體/黏結劑塗層32固化。不同固化 方法包括（但不限於）熱固化、紫外線（UV)固化、紅外線 (IR)固化或空氣固化。 不同因素決定LED光被最終LED晶片中之磷光體/黏結劑 塗層所吸收之量，該等因素包括（但不限於）填光體粒徑、 磷光體負載百分比、黏結劑材料類型、磷光體類型與發射 126498.doc •18- 200913315 光波長之間的匹配效率，及磷光體/黏結層之厚度。可控 制此等不同因素來控制本發明之LED晶片之發射波長。 黏、，劑可使用$同材料，材料較佳在固化後具有穩定性 且在可見光波長譜内大體透明。適當材料包括聚矽氧、環 乳樹脂、玻璃、無機玻璃、旋塗玻璃、介電質、BCB、聚 醯胺、V合物及其混合物；較佳材料為聚石夕&，因為其透 明度高且在高功率LED中具有高可靠性。$當的基於苯基 及基於曱基之聚矽氧可購自Dow⑧Chemica卜在其他實施 例中，黏結劑材料可經設計為具有與諸如晶片（半導體材 料）及成長基板之特徵匹配的折射率，從而可減少全内反 射（TIR)且改良光提取。 本發明之塗層32中可使用多種不同的磷光體。本發明尤 其適於發射白光之LED晶片。在本發明之一實施例中， LED 12發射藍光波長譜内之光且磷光體吸收一些藍光且再 發射黃光。LED晶片1 〇發射藍光與黃光之白光組合。在一 實施例中，磷光體包含市售YAG:Ce，但使用由基於 (〇〇3(八1你)5012^系統（諸如丫3八15〇12:(^(¥八(3))之磷光 體製成的轉換顆粒可達成全範圍寬黃色光譜發射。可用於 發射白光之LED晶片的其他黃色磷光體包括：

Tb3.xRExO!2:Ce(TAG)，、Gd、La、Lu ·或

Sr2-x_yBaxCaySi〇4:Eu 〇 亦可將第一磷光體與第二磷光體組合用於具有不同白色 調之更高CRI白光（暖白光），其中將上述黃色磷光體與紅 色磷光體組合。可使用不同紅色磷光體，包括： I26498.doc -19- 200913315

SrxCa,.xS:EU，Υ ; Y=i 離子；

CaSiAlN3:Eu ;或 Sr2-yCaySi〇4:Eu 〇 可使用其他磷光體藉由將大體所有光轉換為特定顏色而 產生飽和色發射。舉例而言’以下磷光體可用於產生飽和 綠光：

SrGa2S4:Eu ；

Sr2-yBaySi〇4:Eu ;或 SrSi2〇2N2:Eu 〇 以下列舉一些其他適用作led晶片10中之轉換顆粒的磷 光體’但亦可使用其他磷光體。各磷光體在藍光及/或UV 發射光譜中呈現激發，提供所要發射峰，具有有效光轉 換，且具有可接受之斯托克位移（st〇kes shi 黃光/綠弁. (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4：Eu2+

Ba2(MgjZn)Si207:Eu2+

Gd〇.46Sr〇 31 All 23〇xF! 38：Eu2 + 0.06 (B^i-x-ySrxCay)Si〇4；Eu Ba2Si04：Eu2 + 紅光

Lu203：Eu3 + (Sr2.xLax)(Ce1.xEux)〇4

Sr2Ce1.xEux04

Sr2-xEuxCe04 126498.doc -20· 200913315

SrTi03:Pr3 + ,Ga3 +

CaAlSiN3:Eu2+

Sr2Si5N8:Eu2 + 可使用不同尺寸的磷光體顆粒，包括（但不限於）1〇_i〇〇 奈米（nm)尺寸之顆粒至2〇_3〇 μιη尺寸之顆粒，或更大。與 較大尺寸之顆粒相比，較小粒徑一般更佳地散射及混合顏 色以提供更均勻的光。與較小顆粒相比，較大顆粒一般更

有效地轉換光，但發射欠均勻的光。在一實施例中，粒徑 在2-5 μιη之範圍内。在其他實施例中，塗層32可包含不同 類型之填光體或可包含用於單色或多色光源之多碟光體塗 層0 與諸如EPD之白知沈積方法相&，本發明之方法可更有 效地在LED上沈積不同尺寸之顆粒。在㈣沈積方法中 相似尺寸之礙光體顆粒可對溶液中之電場作出反應且沈積 於LED上。具有不同尺寸（且尤其較大尺寸）之顆粒可能不 會以同樣方式對電場作出反應且可能不會沈積。使用本發 明之方法’可根據需要將不同尺寸之碟光體包括於塗層 内，之後塗覆塗層使得最終塗層可具有較小 散射及混合光)與較大尺寸(以有效轉換光)之所要… 塗層糾可具有在黏結劑中不同濃度或 ^ 料’典型濃度在3。—7。重量%之範圍内。 二體:

光體濃度為約65重量。/。，且較#的—、 J ? V 内。在其他實施例中，塗層可二均::散於整㈣ 磷光體的多層，且該等多層：； =:農度或類型之 3不冋黏結劑材料。在其 126498.doc 200913315 他實施例中，可提供不含磷光體的一或多層，該等一或多 層對LED光大體透明。如下文更充分描述，在一些實施例 中，可沈積透明聚矽氧之第一塗層，隨後沈積負載磷光體 之層。 如上所述，基座28(及橫向裝置之基座3〇)被塗層32掩 蓋’此允許在不需要對準的情況下塗佈Led晶片10。在初 始塗佈LED晶片之後，需要進一步處理以暴露基座28。現

參看圖Id，將塗層32減薄或平坦化以使得基座28經由塗層 頂表面暴露。可使用多種不同減薄方法，包括已知機械方 法，諸如研磨、精研或拋光，其較佳在黏結劑已固化後進 行。其他製造方法可包含在固化之前用到漿板減薄塗層， 或亦可在塗層固化之前使用壓力平坦化。在其他實施例 中，可使用物理或化學触刻或切除減薄塗層。減薄方法不 僅暴露基座，而且允許將塗層平坦化及控制LED上塗層之 最終厚度。如上所述，塗層32在平坦化之後可具有多種不 同厚度，在一實施例中’厚度範圍為丨至1〇〇 pm。在另一 實施例中’適當厚度範圍為3〇至5〇，。在其他實施例 中，橫跨晶圓或橫跨單—LED之塗層厚度可為不均句的以 便彌補橫跨晶圓之發射變化。 衣卸巧万根租…入抑勺叼W nrr 或小於10 nm，但表面可目士 w印T具有其他表面粗糙度量測值。在 一些實施例中’表面可在平坦化期間刻花。在其他實施例 中’在平坦化之後，可藉由諸如雷射刻花、機械成形、蝕 刻（化學或電幻、刮擦或其他方法將塗層或其他表面刻花 126498.doc •22- 200913315 以增強光提取。刻花產生具有0】_5 .^ ^ 且較佳 0.2-i μηι)高 度或深度之表面特徵。在其他實施例 貝也1巧笮，亦可將LED 12之 表面刻花或成形以改良光提取。 現參看圖16，可使用諸如切割、劃割及斷裂或㈣之已 知方法將個別咖晶片1G自晶圓單—化H方法將各 LED晶片H)分離，纟晶片具有大體相同厚度之塗層η及因 此大體相同量之磷光體及發射特徵。對於具有發射相似波 長光之LED的晶圓’此方法允許可#且—致地製造具有相 似發射特徵的LED晶片1G。在LED晶片單_化之後，塗層 保留在LED之側表面上且自側表面發出的led光亦穿過塗 層及其鱗光體顆粒。由此將轉換至少一些側面發射光，從 而可提供在不同視角具有更—致發光特徵的LED晶片。 在單一化之後，可將LED晶片安裝於封裝中，或安裝於 底板或印刷電路板（PCB)，巾無需進—步處理以添加碟光 體。在一實施例中，封裝/底板/pCB可具有習知封裝引 線’基座與該等引線電連接。接著可圍繞㈣晶片及電連 接進仃習知密封。在另一實施例中，LED晶片可由氣密罩 封閉，其中大氣壓或低於大氣壓之惰性氣氛圍繞LED晶 片。 應瞭解儘官上文及下文所述之實施例係參考垂直及橫向 幾何形態裝置來描述’但亦可使用具有不同幾何形態的其 他裝置。舉例而言’亦可根據本發明塗佈具有兩個底部_ 側接點且無基座的裝置，與此等裝置之電接觸可以不同方 式產生’諸如經由載體基板。 126498.doc -23 - 200913315 圖2a至2f展示本發明之製造LED晶片4〇及與圖^至卜中 所示之LED晶片10中類似之特徵的另一種方法，本文中使 用相同參考數字，應瞭解上述此等特徵之說明適用於使用 相同參考數字之其他實施例。參看圖2a，展示製造方法晶 圓級中的LED晶片40且LED晶片40尚未完成在自晶圓分離/ 單一化成個別LED晶片之前所必需的所有步驟。在lED晶 片之間展示假想線用以展示LED晶片4〇之間的分離、單一 化或切副線。如上文所述且展示於圖1 a至1 e中的LED晶片 1 〇，展不兩個位於晶圓級的裝置，但應瞭解可由單一晶圓 形成很多LED晶片。 各LED晶片40包含LED 12，LED 12具有炎在相反播雜之 層16與層18之間的活性層/區域14，所有該等層均位於基 板20上。LED展示為經向下蝕刻或機械切割至基板2〇而在 LED 1 2之間形成開放區的分離裝置，但如上所述該等層可 為連續的而在單一化期間分離個別裝置。研磨之後，不同 實施例可具有相鄰LED之間的不同間距，且在—實施例 中’間距為約50微米。此外應瞭解LED晶片4〇中可包括其 他層且此製造方法亦可結合提供於栽體晶圓上之倒裝晶片 LED使用。 各LED 12可具有第_及第二接點，且對於垂直幾何形態 裝置’第二接點24可位於第二蟲晶層18上。如圖^中所示 及下文所述’第一接點(未圖示)在本發明方法之後續步驟 中沈積於基板20上。對於橫向幾何形態裝置，第二橫向卜 3L接點26(以假想線展示）如上所述提供於型層台面上。 126498.doc •24- 200913315 a至1 e中之上述材料且可使用已知技術 p -型接點基座2 8形成^^结 ^ 〜成於第二接點24上，且對於橫向幾何 ^ 1接點基座30(以假想線展示）可形成於 才κ向4何形癌η-型接點26上。ρ_型接點基座28及第二心型 接點基座30一般由相同材料形成且使用已知方法形成大體 相同的w度u ’在替代實施例中，基座28、可形成

不同高度。應瞭解基座28、3G可如上所述由相同材料製成 且可在本發明方法之不同時點形成’諸如在形成如下所述 之基板凹槽之後。

該等接點可包含圖 沈積。 基板20可具有不同厚度，LED晶片1〇之一實施例具有厚 約600 μηι的基板。使用片鋸或雷射鋸切鋸穿或切穿此厚度 之基板20均困難且費時Q片鋸會帶來基板開裂之危險，此 又可導致開裂擴展至及損壞LED 12之危險。雷射鋸切此厚 度之基板需要多程/多級切割或高功率雷射切割或兩者之 組合。多級切割費時，而高功率雷射切割導致炭化，此會 對LED晶片之效能產生不利影響。 為減少開裂及炭化之危險並維持製造步調，可使用雷 射、刀片或其他切割方法將基板20自頂部部分切割以形成 預塗劃痕、凹槽或溝槽（”凹槽”）。在一實施例中，部分切 穿基板20而在相鄰LED 12之間形成凹槽34時係使用刀片。 視刀片之寬度而定，凹槽34亦可具有不同寬度，諸如在 1 5-25 μηι之範圍内。此凹槽減少須加以鋸切或切割以最終 分離LED晶片10之基板20之厚度’從而降低開裂之危險。 126498.doc •25- 200913315 視特疋基板厚度及基板材料以及切割方法而定，溝槽可具 有不同的深度及寬度。在一實施例中，凹槽具有50至4〇〇 範圍内之深度。在另一實施例中’凹槽可具有丨〇〇_ 1 5〇 pm 範圍内之深度。 現參看圖2c，LED 1 2可被磷光體/黏結劑塗層32覆蓋， 塗層32可使用上述方法塗覆及固化且可包含上述材料。塗 層32可至少部分地填充凹槽34以致塗層32低於基板之頂 表面穿過。在較佳實施例中，塗層大體填滿凹槽34。基座 28(及橫向基座3〇)被塗層32掩蓋，此允許在不需要對準的 睛况下塗佈LED晶片1 〇 ^固化之後，需要進行其他處理以 暴鉻基座28。參看圖2d，可使用上述方法將塗層32減薄或 平坦化以使得基座28經由塗層頂表面暴露。led 12上之塗 層可具有多種不同厚度，諸如在1至1〇〇 μιη之範圍内且 在一實施例中’適當厚度範圍為3〇至5〇 μηι。 現參看圖2e，基板20可經減薄提供適於特定最終應用， 諸如將LED Ba *裝於LED封裝中之所要總體裝置高度。 本實施例之LED晶片可安裝於多種不同LED封裝中，諸如 下文所述且展示於圖31及32中的LED封裝。對^本發明之 一 LED封裝，基板2〇係經減薄以使得LED晶片之總高度在 至150 μιη之範圍内。然而，應瞭解適於其他應用或封 裝之LED晶片可具有不同總厚度。基板可使用已知方法（諸 如機械研磨或化學蝕刻）減薄，從而在溝槽34底部與基板 20底表面之間留下基板2〇之相對較小穩定部分％。穩定部 分36在後續處理步驟期間維持基板（晶圓）之完整性且可1 126498.doc -26- 200913315 有不同厚度，一些實施例具有1〇_3〇μηι範圍内之厚度。 在圖2f中所示之另一實施例中，基板2〇可減薄至達到凹 槽之底部，從而在相鄰LED晶片40之間僅留下固化塗層32 之一部分。在一該實施例中，凹槽34可具有1〇〇 μΓη以上之 深度且基板2〇可減薄至1 〇〇 μιη，從而至少達到凹槽34之底 4 °接著LED封裝之總厚度可具有約丨3〇 μπ1之總厚度。 現參看圖2e及2f，對於垂直幾何形態led 1 2，可包括作 為位於減薄基板20底表面上之導電材料層的第一接點22， 接點22係由與上文所述相同之材料製成。當LED晶片40自 曰曰圓單一化時’各晶片具有形成第一接點22之層之一部 为。橫跨第一接點22與第二接點24施加電信號以使LED 12 發光。 現參看圖2g，可使用諸如切割、劃割及斷裂、分裂或蝕 刻之已知方法將LED晶片自晶圓單一化。此一般包含自底

部或自頂部切穿塗層32(及圖2e之穩定部分36)以分離LED 曰曰片40在一替代實施例中’自底部部分地切割塗層 (或圖2e中實她例之穩定部分％及塗層μ)，且使用已知 方法使剩餘塗層斷裂以分離LED晶片40。在一實施例中， 在斷4之則自底部切割達到3〇_4〇微米，但應瞭解亦可達 到不同深度。 單一化LED晶片4〇可具有保留在基板2〇之至少部分側壁 上之塗層3 2之部分。如下文更充分描述，此側壁塗層可 私強LED曰曰片之均勻發射尤其在基板至少部分透射[Ευ 光之彼等實〜例中。本發明之方法中所使用的不同切割及 126498.doc •27- 200913315 斷裂步驟會在LED晶片上產生有角表面，且在—實施例 中，使塗層32斷裂來單一化LED晶片4〇會在塗層^中留下 凸緣或其他不規則性。 如上所述，基座可由多種不同導電材料形成且可以多種 不同方式形成。較佳基座能夠承受塗層塗覆、固化及平坦 化過程，同時仍提供與其各別LED之導電路徑。圖3展示 類似於上述LED晶片1〇，但具有不同類型基座之本發明之 LED晶片45之另-實施例。各LED晶片45包含形成於基板 20上且具有依次形成於基板2〇上之n_型層16、活性區丨斗及 P-型層18的[^3 12。LED晶片45進一步包含n_型接點22、 P-型接點24及塗層32。p-型接點24上包括基座46，塗層經 平坦化以暴露基座46之頂部。然而，在此實施例中，基座 46不包含接線柱焊凸，而是包含短線或微絲。可使用不同 方法形成微絲，適當方法為微焊接至p_型接點24。微絲可 具有允許其承受後續處理步驟的不同長度及寬度，適當長 度在5-500 μιη之範圍内且適當寬度在5〇_2〇〇 μιη之範圍 内。接著可使用不同方法（諸如上文所述方法）將LED晶片 單化。或者，LED晶片40可具有橫向幾何形態且可包括 具有第二微絲48的第二橫向n-型接點26(以假想線展示）。 微絲46、48可由多種不同導電材料製成，諸如單獨或組合 之Au、Cu及其他金屬。 對於上述LED晶片10、40及45，自LED 12向透明基板之 基板20發射之光可穿過基板而不穿過磷光體/黏結劑塗層 32離開LED晶片。此適用於產生特定顏色或色調之光。在 126498.doc -28- 200913315 欲防止或最小化此基板發射或吸收的實施例中，基板汕可 為不透明基板（諸如SiUX致自LED 12向基板2G發射之光被 阻遏或吸收而使大部分LED晶片所發出的光係來自穿過塗 層32的光。 圖4展示LED晶片50之另一實施例，其與上文所述且展 示於圖4至16中的LED晶片10類似，但具有促進led晶片 向LED晶片50之頂部發射光且使進入基板2〇之光減至最少 的其他特徵。各LED晶片50包含形成於基板2〇上且具有依 次形成於基板20上之η-型層16、活性區14及卜型層以的 LED 12。LED晶片50進一步包含η_型接點22、ρ_型接點 24、ρ-型基座28及塗層32。塗層32經平坦化以暴露基座 28。或者，LED晶片50可具有包含如上所述之其他基座的 橫向幾何形態。 LED晶片50亦可包含反射層52，其經布置成將自活性區 向基板20發射之光向LED晶片50之頂部反射回去。此反射 層52減少LED丨2所發出之在自LED晶片5〇發射之前不穿過 轉換材料（諸如穿過基板20)之光且促進向LED晶片5〇之頂 部及穿過塗層32之發射。 反射層52可以不同方式布置於LED晶片5〇中之不同位 置，層52如圖所示布置於n_型層16與基板2〇之間。該層亦 可在基板20上延伸超出LED晶片12之垂直邊緣。在其他實 施例中，反射層僅位於η-型層16與基板之間。層52可包含 不同材料，包括（但不限於）金屬或半導體反射器，諸如分 布式布拉格反射态（distributed Bragg reflector; DBR)。亦 126498.doc -29- 200913315 應瞭解反射層亦可包括於LED晶片50上之其他位置處，諸 如基板2 0上。 = 在一些實施例中，如LED 12之間之假想線所示，活性區 14及η-型層16及型層18可為基板2〇上之連續層。在此等 實施例中^仙直至單—化晶片5Q時之步驟才分離。 因此，在早一化之後，所得LED晶片可僅在led之頂表面 上具有塗層32 ’而側表面無塗層。此可允許活性區光射離 LED 12之側表面，但在相對於周圍特徵使用此等之實 施例中，與穿過磷光體材料之光量相&，未遇到磷光體材 料之此光發射可為最小限度的。在下述其他實施例中， LED晶片可包含側表面上之塗層以促進此等表面所發出光 之轉換。 本發明之方法可用於塗佈多種不同裝置及led。圖5&至 5e展不不同的LED晶片6G，其具有不同於上文所述且展示 於圖la至U中之LED晶片1〇的結構。首先參看圖5a，LED 晶片60亦位於晶圓級且展示位於單一化之前。其包含並非 位於成長基板上而是倒裝晶圓焊接於載體基板64的led 62。在此實施例中’成長基板可包含上文關於圖la至1种 之成長基板20所述之材料，但在此實施例中，成長基板在 倒裝晶圓焊接之後（或之前）移除，該基板使用[知的研磨 及/或蝕刻方法移除。LED 62藉由層66安裝於載體基板 64，層66—般為一或多個焊接/金屬層且亦用以反射入射 於其上之光。在其他實施例中，^成長基板或至少其部 分。成長基板或保留部分可成形或刻花以增強LED 62之光 126498.doc 30- 200913315 哪可❹多種不同材料系統，較佳材料系統為如上所 述使用已知方法生長之第m族氮化物材料系統。如圖h ie中之LED 12，各咖62 一般包含夾“型蟲日日日層7〇~_ 型蟲晶層72之間的活性區68，但亦可包括其他層。由於 ㈣倒裝晶圓焊接，因此頂層為n，層7〇,而卜型層 72為布置於活性區68與烊接/金屬層“之間的底層。㈣ 基板可為多種不同已知材料，適當材料為石夕。 對於垂直幾何形態LED晶片6G，n_型接點74可包括於各 LED之頂表面上’且p•型接點％可形成於载體基板μ上。 η-型接點74及p_型接點76亦可由與圖卜至卜中所示且上文 所述之第一接點22及第二接點24類似的使用已知技術沈積 之習知導電材料製成。亦如上文所述，咖可具有橫向幾 何形態’其中η·型接點及卜型接點位於led之頂部。 現參看圖5b，各LED晶片6〇可具有形成於其第一接點7〇 上的基座78，各基座係由與上文關於圖a至k中之基座μ 所述相同之材料且使用相同之方法形成。㈣化中所示， led晶片晶圓接著可被毯覆式塗層⑼覆蓋，毯覆式塗㈣ 較佳包含負載磷光體之減劑。可使用與上文所述且展示 於圖lc至16中之塗層32相同的磷光體及黏結劑，且可使用 相同方法沈積。塗層8〇覆蓋並掩蓋led 62、其第一接點^ 及基座78,其中塗層8〇係在無對準步驟的情況下沈積。 命多看圖5d，可使用上述方法將塗層8〇平坦化或減薄以 路基座78且控制塗層80之厚度。現參看圖5e ,可使用上 126498.doc -31 - 200913315 述方法將個別LED晶片60自晶圓單一化。接著可將此等带 置封裝或安裝於底板或PCB。在其他實施例中，可移除栽 體基板，留下經塗佈之LED，接著可將其封裝或安裝於底 板或PCB。此外，應瞭解LED晶片60可使用上文所述且展 示於圖2a至2f中之凹槽及基板減薄方法類似地製成。 倒裝晶圓焊接之LED亦可具有反射元件或反射層以促進 沿所要方向之光發射。圖6展示晶圓級之LED晶片9〇，其 與展示於圖5a至5f中且如上所述之LED晶片6〇類似。對於 相似特徵，本文中使用相同參考數字，且儘管LED晶片9〇 經展不具有垂直幾何形態LED 62，但應瞭解亦可使用橫向 袅何形態LED。LED晶片90包含安裝於基板64的LED 62 , 基板64可為載體或成長基板。各LED 62如上所述包含活性 層68、n-型層70、p_型層72、p_型接點％、型接點μ及 基座78，且負載磷光體之黏結劑塗層8〇亦如上所述形成於 led上。然而，在此實施例中，LED 62與基板“之間包括 可包含高度反射性金屬或反射性半導體結構（諸如dbr)的 反射層92。反射層92反射向基板64發射之led光且有助於 防止光進入基板中至少一些光可能被基板料吸收。此 亦促進LEDW9_LEDaSa㈣頂部之光發射。應瞭解焊 接/金屬層（未圖示）亦可包括於反射層之下或其他位置處， 尤其在基板64為載體基板的實施例中。LED晶片9〇亦可包 含與P-型層72相鄰的p_型接觸層以促進與下層之歐姆接 觸。 上述方法可包括多個其他處理步驟且可以不同次序完成 126498.doc -32- 200913315 該等步驟《其他步驟可包含在製造中之不同時點探測或測 試LED晶片及調整磷光體/黏結劑塗層厚度及/或組成以滿 足LED之操作特徵從而達成LED晶片之目標操作特徵。

圖7為本發明之方法1 〇〇之一實施例之流程圖，其不僅包 括上述多個製造步驟’而且包括調整碟光體/黏結劑塗層 之其他步驟。方法1〇〇可在電腦控制下或在電腦輔助下完 成。在102中，將LED作為成長基板上之連續磊晶層及安 裝於载體基板上之倒裝晶片提供，其中成長基板如上所述 且如圖5a至5e中所示經移除。接著可切割lEd以在載體基 板上形成個別裝置。在一替代實施例中，LED可在倒裝晶 片安裝於載體基板上之前經切割而將成長基板自個別led 移除。 在1〇4中’使用諸如電學及光學測試之不同方法探測晶 圓。所得數據可供給電腦，在電腦中產生橫跨载體晶圓之 _之操作特徵圖譜。圖譜可包括關於哪些LED滿足特定 操作標準及哪些LED不滿足的數據。接著可將具有其咖 的載體晶圓視其LED之操作特徵而定分級。可基於波長範 圍選擇用於晶圓的適㈣光體或螢光材料以乾向特定色點 ^域。舉例而言’可選❹於發射藍光之LED的適當破 光體以靶向特定白光色點或色域。 f彳如上所述且如圖2b中所示在載體基板中形 成預塗溝槽或凹;^。 led 9 ，可目視檢查载體晶圓及其 、陷，結果亦輸入電腦以盥 合併。所得圖譜可用於產生"，：電：先…數據圖譜 、 良好晶粒圖譜，此表明其滿 126498.doc -33 - 200913315 足所要標準。在110中，亦可量測載體晶圓之厚度，結果 亦供給電腦。 在112中，如以上實施例中（諸如在圖1&及lb中）所述在 LED上形成基座且其可包含例如接線柱焊凸或微絲。應瞭 解亦可在LED上沈積適當接，點。可使用b曰曰粒圖譜使基座僅 形成於，，良好"LED上。或者’基座可形成於所有LED上。 在114中，可使用上述方法（諸如圖“中）在晶片上並 包覆LED晶片形成磷光體/黏結劑塗層，且接著使其固化。 適田Μ光體材料可基於載體晶圓上LED之特徵及LED晶片 之所要色點加以選擇。可使用一種或不同磷光體，諸如上 文所列之磷光體，且該等磷光體可使用上述方法塗覆。 在116中，可使用上述方法（諸如圖ld中）減薄磷光體層以 暴露被磷光體/黏結劑塗層所掩蓋之基座。基於橫跨晶圓 之LED之操作特徵及所選磷光體（或螢光）材料之特性，可 计算塗層之最終厚度以達成所要色點/色域且仍暴露基 座。在-些實施例中’可在電腦控制下自動化载適當厚 度及減薄度。 在118中，可再對晶圓進行電學及光學探測以測定色 點，以便最終對顏色及強度進行綠。在12〇中，可如上 。斤述且如圖2e中所示將載體晶圓之背側減薄以達成整個晶 圓之所要厚度。在步驟！ 22中，&用上述方法將L仙晶片 〇〇化在步驟124中，使用晶圓級探測數據對個別LED 晶片進行分級及揀選。 應瞭解本發明之方法可具有用於調整磷光體塗層以達成 i26498.doc •34· 200913315 最終LED日日片之所要特徵的不同步驟。該等方法亦可具有 夕於或/於上述方法的步驟且可使用以不同次序進行的不 同步驟。 圖8a至8d展示根據本發明製造之led晶片13〇之另一實 施例’其與上文所述且展示於圖5&至5f中的led晶片60類 似。然而，應瞭解此方法亦可結合非倒裝晶圓焊接實施例 使用，諸如上文所述且展示於圖13至&中的實施例。首先 參看圖8a，LED晶片13〇包含安裝於基板64的垂直LED 62，基板64在此情況下為载體基板。應瞭解亦可如上所述 使用検向LED。各LED 62如上所述包含活性層68、n_型層 70、p-型層72、p-型接點76、n_型接點74及基座78。然 而，LED晶片130被預製或預成形塗層132覆蓋，塗層132 可具有固定於由上述材料製成之黏結劑中的亦如上所述之 磷光體（及其他）材料。 現參看圖8b，在LED 62及其基座78上並覆蓋LED 62及 其基座78置放層132以提供保形塗層。在一實施例中，在 層132與LED晶片130之間可包括用於黏著的黏結材料一 般使用諸如聚矽氧或環氧樹脂之黏著劑。為進一步促成保 形塗層，可將層132加熱或施加真空以將層132向下牽拉在 LED晶片130上。層132亦可以黏結劑未完全固化之狀態提 供以使得層132更易順應LED晶片。在保形置放層132之 後’可暴露黏結劑完成其最終固化。 現參看圖8c，可使用上述方法將層132平坦化以暴露基 座78使其可用於接觸。如圖8d中所示，接著可使用上述方 126498.doc -35- 200913315 凹槽及基板減薄方 法（包括如上所述且展示於圖2&至“中的 法）將LED晶片130單一化。 LED晶片13〇之製造方法允 允許稭由控制層132之厚度來精 確地控制磷光體/黏結劑塗岸 ^至層之厚度。此方法亦允許針對 LED晶片130之不同所要發 受&射特徵使用不同層厚度及组 成。應瞭解，在不同實施例φ 貝例中可使用在不同黏結劑材料 中具有不同濃度之不同碰 U嶙九體的一種以上預製層或預成形

層來達成所要LED晶片發射色點。 圖9a至9c展示類似於LED晶片6〇之本發明之led晶片14〇 之另-實施例。首先參看圖9a ’各LEDW i4G具有安襄 於基板64的垂直LED 62，美妬μ可达池a* w , &板64可為載體基板或成長基 板。各LED 62如上所述包含活性層68、n_型層7〇、型層 72' p-型接點76、n-型接點74及基座78。LED以上包括掩 蓋基座78的由如上所述之材料製成的塗層142。 參看圖9b，在此實施例中，塗層142未經平坦化以暴露 基座78。而是塗層保持在高於基座之水平面處且掩蓋基座 78之塗層142之一部分被移除，從而在塗層142中留下凹入 部分144。基座78經由凹入部分144暴露用於接觸。可使用 諸如習知圖案化或蝕刻方法之多種不同方法移除塗層。現 參看圖9c ’接著可使用上述方法將LED晶片140單一化。 此形成凹入部分144之方法可配合平坦化塗層142使用。 層142可平坦化至提供LED晶片140之所要發射特徵，可高 於基座78之水平面。接著可形成凹入部分144以接取基 座。此允許形成低於塗層的高度降低之基座，從而可減少 126498.doc -36- 200913315 與形成基座78相關的製造成本。此方法在形成凹入部分時 可而要一又的對準，但塗覆塗層丨42仍無需對準。

上述LED晶片實施例中之基座描述為包含諸如Au、Cu、 Nl或ΙΠ之導電材料，較佳係使用接線柱凸焊方法形成。或 者，基座可由不同材料（諸如上述導電氧化物及透明導電 氧化物)製成且可如上所述使用不同方法形成。圖1〇展示 本1月之LED晶片！ 5〇之另—實施例，其包含倒裝晶圓焊 接於載體基板154上的LED 152。在此實施例中，基座156 包含一般以基座156之形狀形成的半導體材料158。半導體 材料1 5 8可位於第一接點上，或如圖所示可位於第一磊晶 s 60上半導體材料158之頂表面上包括導電材料之基座 層162，且其延伸至第一磊晶層16〇之頂表面且形成n_型接 半導體材料158可〇種不同方式形成且可包含多種不 同材料，諸如構成㈣蟲晶層的材料或成長基板材料，例 如GaN、SiC、藍寶石、Si等。在一實施例中，可自磊晶層 蝕刻掉半導體材料158，且接著塗佈基座層162。在其他實 施例t ’纟自LED 152移除成長基板期間’部分成長基板 可保留在蟲晶層上。成長基板剩餘部分接著可被基座声 162覆蓋。 θ 圖"展示仍為晶圓形式之LED晶片17〇之另一實施例， 其類似於圖10中之LED晶片15〇，且在本文中對於相似特 徵使用相同參考數字。LED晶片17〇包含倒農晶圓焊接於 載體基板154上的LED 152。基座m形成於各咖⑴ 126498.doc 200913315 上，較佳形成於η-型接點175上。基座174包含大體基座 174之形狀的可圖案化材料176，基座174被延伸至第一接 點175之導電材料之基座層178覆蓋。可圖案化材料176可 包含與LED製造及操作相容的不同材料，諸如bcb、聚酿 胺及介電質。A等材料可使用已知方法形成於led 152 上。或者，可使用可圖案化及導電材料（諸如 或可印刷墨水）形成基座174，在此情況下可== 178可使用製造基座的其他方法及途徑，其中一此描述 於 John Lau，"Flip-Chip Technologies”，McGraw Hill，1996 中。 士上述實施例，包含led晶片1 50及1 70的晶圓可被一層 塗層材料包覆，從而掩蓋LED晶片及其基座。塗層材料可 包含上述磷光體及黏結劑，且可使用上述方法減薄以經由 塗層材料暴露基座。接著可使用上述方法將LED晶片單一 化。 本發明亦可用於製造晶圓級發射體陣列。圖12展示晶圓 級LED陣列180之一實施例，其包含藉由焊接/金屬層183倒 裝晶圓焊接於載體基板182上的LED 181。LED包含第一蟲 晶層185與第二磊晶層186之間的活性區184以及第一磊晶 層185上之第一接點187。基座188包括於第一接點上且 負載碌光體之黏結劑塗層之塗層1 89包覆LEd 1 8 1、接點 1 8 7及基座1 8 8，塗層經減薄以暴露基座1 8 8之頂部。然 而’對於LED陣列1 80，不單一化個別LED晶片。而是在 LED陣列180之表面上包括互連金屬墊19〇而以並聯方式使 126498.doc -38- 200913315 基座188之暴露頂部互連。施加於金屬墊19〇的電信號傳導 至LED ’該等LED之基座188與金屬塾1 90麵聯，從而使陣 列中之LED發光。應瞭解，視藉由金屬墊丨9〇互連的led而 定，LED陣列180可包含以不同方式（列或塊）布置之大量不 同的LED。 圖13展示本發明之LED陣列200之另一實施例，其亦具 有倒裝晶圓焊接於載體基板2 04的LED 202，各LED 202包 含第一磊晶層2 1 0與第二磊晶層2 1 2之間的活性區208。第 一接點214位於第一磊晶層210上，基座216形成於第一接 點2 14上。負載峨光體之黏結劑塗層2丨8包括於[ED 202、 第一接點214及基座216上’基座216之頂表面暴露。LED 202藉由電絕緣焊接層220安裝於載體基板2〇4，且卜型接 點222位於各LED 202與絕緣焊接層220之間。在LED 202 之間在p-型接點與塗層2 1 8之表面之間存在導電通道224， 且各別金屬墊226安置在各柱224與各別相鄰基座216之間 的塗層118之表面上。此布置提供LED 202之間的導電路徑 使得LED 202以串聯陣列連接，LED之間的導電路徑由絕 緣焊接層220與基板隔離。施加於金屬墊的電信號穿過各 LED使其在陣列中發光。應瞭解，視藉由金屬墊226互連 的LED而定，LED陣列200可包含以不同方式（列或塊）布置 之大量不同的LED。 根據本發明可製造許多具有不同結構之不同LED晶片。 圖14展示本發明之LED晶片35〇之另一實施例，其係類似 於展示於圖la至le中且如上所述之LED晶片10布置，且對 I26498.doc -39- 200913315 於相似特徵’本文中使用相同參考數字。LED晶片350具 有垂直幾何形態且包含[]£1：) 12，各LED 12包含n_型磊晶層 16與p-型磊晶層18之間的活性區14。基座28形成於型接 點24上’負載磷光體之黏結劑塗層32覆蓋LED 12。然而， 在此實施例中，LED 12位於透明基板352上，從而允許反 射層354與LED 12相對形成於基板352上。LED 12之光可 牙過基板352且自反射層354向回反射，同時經歷最小損 失。所示反射層354位於接點22與基板352之間，但應瞭解 反射層354可以不同方式布置，諸如作為最底層，其中接 點22介於反射層354與基板352之間。 圖1 5亦展示本發明之Led晶片370之另一實施例，其亦 類似於圖la至le中之LED晶片布置。此實施例中之LED晶 片3 70具有橫向幾何形態且包含Led 12，各LED 12包含n-型遙晶層1 6與ρ-型遙晶層1 8之間的活性區14。p-型層1 8及 活性區14之一部分經蝕刻以外露n-型層16，p-型接點24位 於Ρ-型層18上且η-型接點26位於η-型層16上。ρ-型基座28 位於ρ-型接點24上且η-型基座30位於η-型接點26上。負載 磷光體之黏結劑塗層32覆蓋LED 12，基座28、30經由塗層 32暴露。LED 12位於透明基板372上且反射層374與LED 12相對包括於基板372上。LED 12具有橫向幾何形態，p_ 型接點24及ρ-型基座28位於各LED 12之頂部。反射層374 亦反射LED之光，光經歷穿過基板372之最小損失。 根據本發明可製造LED晶片之多種不同變化形式且圖μ 展示LED晶片400之另一實施例，其具有成長基板404上之 126498.doc • 40- 200913315 LED 402，LED 402具有n-型層406與p-型層408之間的活性 區405。應瞭解LED 4〇2亦可具有經減薄之成長基板，或在 已移除成長基板之後提供。該等LED亦具有型接點及 P-型接點409。LED 402可經切割或單一化且倒裝晶片焊接 於底板/載體晶圓410。導電迹線412形成於底板/載體晶圓 41〇上，各LED 402安裝於迹線412上，第一迹線“以與卜 型層406電接觸且第二迹線“孔與卜型層4〇8接觸。可使用 包含鋁（A1)或Au的習知迹線，使用諸如濺鍍之已知技術來 沈積。LED 402藉由倒裝晶片焊球413安裝於迹線412，倒 裝晶片焊球4Π可使用諸如Au或金/錫焊料凸塊或接線柱焊 凸之已知材料以習知方式布置。 此外，應瞭解圖16中及上文及下文所論述之實施例中之 基座亦可由塗有導f層的絕緣材料製成。在__實施例中， 基座可包含基板材料或底板/載體晶圓材料。對於晶片 400,可製造具有基座的底板/載體晶圓其中各㈣安裝 於基座之間。可使用其他布置與導電迹線接觸或與接 觸在基座上形成導電層。此外，應瞭解基座可具有多種不 同开y狀及尺寸，且在一實施例中可包含反射杯，[ED安裝 於杯内彳使用其他布置與導電迹線或led接觸用導電層 土佈4杯在〜光體黏結劑塗層平坦化期間，可暴露杯頂 部用於接觸。在其他實施例中’杯可具有在平坦化期間暴 露的屬於自己的基座。 η-型基座414形成於第 一迹線412a上且ρ_型基座416形成 於第二迹線412b上 兩基座均使用上述方法形成。磷光體 126498.doc -41 · 200913315 /黏結劑塗層418包括於LED 402上，掩蓋基座414、416。 接著可將塗層418平坦化以暴露基座414、416用於接觸， 或在其他實施例中，可在塗層中形成凹口以暴露基座 4 1 4、41 6。接著可使用上述方法將led晶片單一化。 結合LED晶片400描述的製造方法允許選用具有所要發 射特徵的經單一化之優質LED 402安裝於晶圓404。該布置 亦允許以較大的LED 402之間的間隔將LED 402安裝於晶 圓，而不會因蝕刻材料以形成間隔而浪費貴重的磊晶材 料。

圖17展示本發明之LED晶片500之另一實施例，其具有 安裝於载體基板的單一化橫向幾何形態Led 502。各LED 5 02包含η-型層506與p-型層508之間的活性區504，所有層 依次形成於成長基板510上。基板510可為多種不同材料， 較佳基板為透明材料’諸如藍寶石。LED 502經單一化， 至少一部分成長基板5 1 〇保留。 接著將LED 502安裝於載體基板512，基板在下。載體基 板512包含透明基板516上之第一磷光體/黏結劑塗層5丨4。 第一塗層514可為黏著劑以固持LED 5〇2或可使用其他黏著 劑材料。 P-型接點518提供於p_型層5〇8上且n_型接點52〇提供於n_ 型層506上。接點518、52〇可包含多種不同材料，較佳材 料具有反射性。因具有反射性，接點5丨8、52〇可反射活性 區光，使載體基板512成為主要發射表面。如上所述，卜 5L基座522形成於p_型接點518上，且n_型基座形成於卜 126498.doc -42- 200913315 型接點520上。第二瑞来辦/叙纟士兔 九體/黏、、、。劑塗層526形成於LED 502 上’掩盖基座5 2 2、5 2 4。如卜撕、+、.. 女上所述’接著可將第二塗層 526平坦化以外露基座522、524。 接著可將LED晶片500單一化且此布置提供具有㈣5〇2 的LED晶片500, LED 502被碟光體層圍繞，填光體層由第 一塗層514及第二塗層526形成。單—化咖晶片则亦可 封裝為習知倒裝晶片裝置，例外之處為第一及第二塗層提 、 I、發射白光之LED倒裝晶片，而無需進一步磷光體處理。 此實施例提供的另一優點係能夠使用具有所要發射特徵之 單一化優質LED 502安裝於晶圓載體晶圓512，由此所得 LED晶片502具有良好品質。亦可以較大的LED 5〇2之間的 間隔將LED 502安裝於晶圓，而不會因蝕刻材料以形成間 隔而浪費貴重的為晶材料。

圖18a至18d展示本發明之LED晶片600之另一實施例。 首先參看圖18a ’各LED晶片包含LED 602，各LED 602具 有η-型層606與p-型層608之間的活性區6〇4,所有層依次形 成於成長基板6 1 0上’成長基板6 1 0較佳為透明材料，諸如 藍寶石。LED 602具有橫向幾何形態，反射性η_型接點61 2 位於η-型層606上且反射性ρ-型接點614位於ρ-型層608上。 η-型基座616形成於η-型接點612上，且ρ-型基座618形成於 Ρ-型接點614上。第一磷光體/黏結劑塗層620提供於LED 602上，最初掩蓋基座616、618，接著塗層經平坦化而外 露基座。 現參看圖18b，背側溝槽622穿過基板610形成且部分進 126498.doc -43 · 200913315 入塗層620，其中溝槽622係布置於LED 002之間。溝槽622 可使用多種不同方法，諸如藉由蝕刻或切割形成。現參看 圖18c，第二磷光體/黏結劑塗層624可形成於基板6ι〇之溝 槽側上，從而填充溝槽622。接著可視需要將第二塗層平 坦化。參看圖18d，可將LED晶片600單一化，其中led 602被磷光體層圍繞，磷光體層由第一塗層62〇及第二塗層 624形成。LED晶片600提供與圖17中之LED晶片5〇〇類似的

優點，且提供優質的倒裝晶片裝置，該等裝置可提供白光 發射而無需另外的磷光體處理。 再參看圖18a及18b，作為形成溝槽622之替代方法，可 將成長基板6 10全部移除以暴露心型層6〇6之底表面。接著 可在所暴露之η-型層上第二磷光體/黏結劑塗層624，且視 需要平坦化。 本發明亦可用於覆蓋個別LED，而非形成於led晶片晶 圓中的LED。在此等實施例中，LED晶片可經單一化且接 著安裝於封裝中或安裝於底板或PCB。接著可根據本發明 將LED晶片塗佈並平坦化以暴露基座用於接觸。 可以不同方式布置具有多種不同特徵的本發明之led晶 片，諸如具有增強LED晶片光提取的特徵。圖1 9展示 晶片700之另一實施例，其可使用上述方法製造。其包含 基板704上的LED 702, LED較佳藉由黏結材料7〇6倒裝2 片安裝於基板704上。在其他實施例中，基板可包含用: LED 702之成長基板。LED 7Q2可由多種不同半導體材料 (諸如上述材料）製成且可包含上述層，包括活性層/區域及 126498.doc •44- 200913315 相反摻雜層（n_型層及p_型層）。為便於說明及理解，未展 示LED 702之不同層。 LED晶片700進一步包含第一接點7〇8及第二接點。 對於倒裝晶片LED，第-接點位於n_型層上且第二接點 710為位於基板704上之導電材料層的形式，且經布置成使 得施加於第二接點710的電信號經由基板7〇4擴展至LE〇之 P-型層。接點708、710可由上述任何導電材料製成，此實 $例中之第二接點710包含AuSn。應、♦解對於橫向幾何形 態裝置，第一及第二接點可包括於LED 7〇2之表面上。 基座712包括於第一接點7〇8上，且可由上述材料製成且 可使用上述方法製造。對於橫向幾何形態裝置，第二基座 可包括於第二接點上。磷光體/黏結劑塗層714可包括於 LED 702上’基座712自第一接點7〇8延伸至塗層714之頂表 面。塗層714可包含上述材料且可使用±述方法塗覆及平 坦化。在所示實施财，LED 7〇2之表面716經刻花、粗糙 化或圖案化以增強光提取。刻花可使用已知機械或蝕刻方 法以及微奈米壓印方法實施。亦應瞭解相鄰於黏結材料 706之LED之相反表面亦可經刻花以增強光提取，刻花在 倒裝晶片安裝之前執行且刻花嵌入黏結材料7〇6内。 對於LED晶片700,塗層714沿基板7〇4之側表面延伸， 此可使用多種不同方法（包括如上所述且展示於圖^至^中 的凹槽及基板減薄方法）形成。對於使用此方法所形成且 經由保留基板之穩定部分所形成的LED晶片，保留未被塗 層7 1 4覆蓋對應於穩定部分的一部分側表面。在本發明= 126498.doc •45- 200913315 替代凹槽及基板減薄方法中，凹槽可形成 其被塗層填充時’可藉由凹槽 …传在 ^ 增材枓穩定晶圓。垃 者可將基板減薄直至凹槽底部，且將咖晶片接 可沿LED晶片之大體所有側表面 刀 此 句LED晶片光發射。 可增強均 LED晶片之不同實施例的層及特徵可具有不同尺寸4 所示實施例中，第二接點710可厚約3 _，基板704可厚約 ⑽㈣且咖7〇2可具有約3 _之總厚度。咖之粗糖化 可在該LED i2中產生具有不同深度的特徵，粗糙化產生且 有約2叫深度之凹谷。儘管刻花特徵之深度可改變，但較 佳深度大於LED 702總厚度之10。/^如自凹谷中之最低點 量測，LED 702頂表面上之塗層714之厚度為約3〇㈣:如 自凹谷中之最低點量測，接點厚約5μηι，基座高約Up 本發明之LED晶片之實施例亦可包含其他特徵以進一步 增強光發射均勻度及效率。再參看圖19，電流擴展結構 71 8可包括於LED 702上以改良來自第一接點7〇8之電流擴 展及注入。電流擴展結構可具有多種不同形式，但較佳包 含接觸第一接點714之LED 702表面上的導電材料指狀物。 電流擴展結構可使用已知方法沈積且可包含上文關於接點 及基座所述的材料，包括Au、Cu、Ni、In、Al、Ag或其 組合及導電氧化物及透明導電氧化物。 圖20展示本發明之LED晶片750之另一實施例之頂視 圖’其如上所述包含LED 752及形成於LED 752上的磷光 體/黏結劑塗層754。LED晶片750進一步包含LED 752表面 126498.doc -46 - 200913315 上的兩個第一接點758，各接點可具有基座（未圖示），該基 座自第一接點758中之一相應接點延伸至塗層之表面。 應瞭解其他實施例可具有一個第一接點或兩個以上第一接 點’該等接點全部或其中一些具有基座。 電流擴展結構756包括於LED 752之表面上且與兩第一接 點758接觸。結構756包含以柵格形式布置於led 752上的 導電指狀物，該等指狀物經隔開以增強來自接點758之電 . 流擴展。在操作中，將電信號施加於一或多個基座，經由 該等基座傳導至接點758。電流自接點758擴展至電流擴展 結構756且進入LED 752中。 再參看圖19,亦可在LED 702之兩側上包括改良電流擴 展的層及材料。透明導電材料層（未圖示）可包括於led 7〇2之刻花表面上，塗層714位於刻花表面上。透明導電材 料可增強來自接點708及電流擴展結構718之電流擴展且可 包含不同材料，諸如IT〇或其他透明導電氧化物。電流擴 展材料亦可包括於黏結材料層中以增強電流自第二接點 7 1〇及基板704擴展至[ED 702。該電流擴展材料可包含用 於電流擴展結構718及透明導電材料層的相同材料。 圖21展示本發明之LED晶片760之另一實施例，其包含 藉由黏結材料766安裝於基板764上的LED 762。LED具有 較大均勻刻花特徵768 ’磷光體/黏結劑塗層770位於該等 特徵上。LED晶片進一步包含第一接點772及基座774，及 土板764上之第二接觸層。在其他實施例中，可使用一 個以上基座。塗層77〇可等形地塗佈於特徵768上，且可使 126498.doc -47- 200913315 用諸如旋塗之不同方法塗覆，且如上述實施例，初始塗層 覆蓋基座。接著塗層可向下平坦化至基座774以使得基座 774可接觸。 圖22展示本發明之LED晶片780之另一實施例，其包含 藉由黏結材料786安裝於基板784上的LED 782。LED 782 具有半圓形紋理圖案且LED 782被填充該紋理圖案的磷光 體/黏結劑塗層788覆蓋。接著塗層788可經平坦化以外露 LED晶片台面776且接著可在一或多個台面上沈積第一接 點7 9 0。或者，接點及基座可在塗佈之前包括於一或多個 台面上，接著將塗層平坦化至基座。此方法使得至少一些 塗層保留在台面上。第二接點792亦可包括於基板784上。 在本發明之LED晶片之其他實施例中，塗層可具有不同 幾何形態且可覆蓋不到全部的LED或可覆蓋LED晶片之大 部分表面。再參看圖19，塗層714覆蓋基板704之側表面以 使得LED 702之光現穿過至少一些磷光體以便可轉換至少 一些光，否則此光將在不遇到轉換磷光體之情況下自側表 面逸出。此有助於減少LED晶片700邊緣周圍之未轉換光 發射，尤其是在具有透明基板的彼等實施例中。對於白光 LED晶片，此布置可減少側表面之未轉換藍光發射，從而 使得LED晶片更均勻發射白光。在一實施例中，LED晶片 700側面上之塗層714之厚度約等於LED 702上之塗層厚度 以致LED晶片700之不同表面所發出之光穿過相似量之轉 換磷光體。由此可使得LED晶片700在不同視角下大體均 勻發射。 126498.doc -48- 200913315 在一些應用中，LED晶片之側表面發出未轉換之光係可 接受的。圖23展示LED晶片800之另一實施例，其類似於 上述LED晶片700且包含LED 802、基板804、黏接層806、 第一接點808、第二接點810、基座812及磷光體/黏結劑塗 層814。應瞭解LED 802包含多層，但為便於說明及解釋而 展示為單層。LED之頂表面亦可如上所述經刻花。LED晶 片800具有塗層822，塗層822覆蓋所有或大部分LED 802表 面，但留下剩餘LED晶片表面不被覆蓋。圖24展示具有塗 層822之LED晶片820之另一實施例，塗層822覆蓋LED 802 及基板804(或黏接層806)之暴露頂表面，但留下基板側表 面不被覆蓋。圖25展示具有塗層832之LED晶片830之另一 實施例，塗層832覆蓋LED 802、基板804之頂表面及基板 側表面之一部分。對於LED晶片800、820及830，至少一 些未轉換之光可自側表面逸出。在其他實施例中且如下文 進一步描述，LED晶片可安裝於封裝中，此可彌補未轉換 光之側面發射。 塗層亦可經調整以致其可在LED晶片上之不同位置具有 不同厚度。圖26展示LED晶片840之另一實施例，其亦具 有LED 8 02、基板804、黏接層806、第一接點808、第二接 點810及基座812。LED晶片840具有塗層842，塗層842覆 蓋LED 802、基板804之頂部暴露表面及側表面。側表面上 之塗層852之下部經減薄。

本發明之LED晶片中之塗層亦可在LED上呈不同形狀。 圖27展示本發明之LED晶片850之另一實施例，其具有LED 126498.doc -49- 200913315 802、基板804、黏接層8〇6、第一接點8〇8、第二接點8 1〇 及基座812。在此實施例中，塗層852在LED 802上呈弯 幵y，基座經由塗層表面暴露。在其他實施例中，塗層亦可 呈穹形且亦可至少部分地覆蓋基板8〇4之側表面。圖28展 不本發明之LED晶片860之另一實施例，其具有LED 8〇2上 之凸形塗層862。如其他實施例’基座經由塗層862之頂表 面暴露，且在其他實施例中，基板8〇4之側表面亦可至少 部分地被覆蓋。 在其他實施例中’亦可修改塗層表面以增強晶片之 光提取。圖29展示本發明之LED晶片870之一實施例，其 具有LED 802、基板804、黏接層8〇6、第一接點8〇8、第二 接點810及基座812。LED晶片進一步包含具有刻花頂表面 以增強光提取的塗層872。刻花可使用與用於刻花LED表 面相同的方法，諸如已知機械或化學蝕刻方法形成。在具 有刻花LED的一些實施例中，在塗覆塗層時LED之刻花可 轉移至塗層中，且任何電流擴展結構亦可轉移變化至塗層 表面中。在較佳實施例中，塗層872上刻花中之異差超過 塗層厚度之10%。應瞭解以上實施例中所述之塗層之側表 面亦可經刻花。 上述塗層之實施例經展示具有大體均勻遍布的磷光體。 本發明之LED晶片之不同實施例之塗層亦可具有含不同濃 度及類型之磷光體的部分。圖30展示本發明之led晶片 _之一實施例，其具有LED802、基板8〇4、黏接層8二、 第一接點808、第二接點810及基座812。其進一步包含塗 126498.doc -50- 200913315 層882 ’塗層882具有含一或多種磷光體的第一部分882&及 不含填光體且大體透明的第二部分882b。塗層882可以不 同方式製造’諸如藉由塗覆具有磷光體的第一塗層且接著 在第一層上塗覆不具有磷光體的第二塗層。 圖31展示具有塗層892之LED晶片890之另一實施例，塗 層892具有無磷光體之第一部分892a及最先具有一或多種 填光體之第二部分892b。此塗層亦可藉由沈積不同層來製 成’第一層無磷光體且第二層具有磷光體。應瞭解可包括 具有不同濃度之不同磷光體的其他層或部分且此等實施例 中之塗層亦可具有上述不同形狀及幾何形態且亦可具有表 面刻花。 上述LED晶片可安裝於多種不同燈具或LED封裝中。圖 32及33展示使用一或多個本發明之led晶片之LED封裝900 之一實施例。封裝900—般包含基板/底板（”底板，，）9〇：2、安 裝於基板902上之LED晶片904及亦安裝於底板9〇2上之反 射杯配件（"反射杯”）9〇6。然而’應瞭解在其他LED封裝實 施例中’可不包括反射杯，尤其在存在最小限度的led側 表面LED光洩漏的彼等實施例中。 第二光學益件（諸如透鏡908)可置放或形成於[ED 904上 (諸如反射杯906上）且使用安裝方法接合於封裝。在無反射 杯的彼等實施例中’透鏡可使用已知技術直接形成或置放 於LED上。在所示實施例中，LED 904之光主要穿過透鏡 908 ’至少一些LED晶片橫向發出之光被反射杯906反射以 促進封裝900之有效發射。透鏡9〇8底部與封裝9〇〇其餘部 126498.doc -51 - 200913315 分之間的間隔可用密封材料或密 豚（去同-、姑+ 邊如液體聚矽氧凝 膠（未圖不）填充，透鏡908底部與凝膠接觸。 中，读於〇 η ο -λ* -Γ· I： 在其他實施例 甲透鏡908亦可與LED 9〇4接 化，立使密封材枓同彳接者可將封農900熱固 ，、便在封材枓固化並黏著於 黏桩規⑽從而將透鏡908 黏接在LED 904及反射杯906上的適當位置處。 亦可使用許多具有不同特徵 "" 同读庐 —L ^ d化及散射顆粒）的不 Π透鏡。在一些實施例中， 可脾夕錢了具有平坦圓盤形狀。亦 了將夕種不同密封材料用於本 +心h 例Η之封裝中以提供不同輸 出特徵。在較佳實施例中，LED封裝發射白 組件以達成所要色點^ 各種 底板902可由多種不同材料形成，較佳材料為電絕緣材 適當材料包括（但不限於）氧㈣或氮化銘。反射杯906 ^由可承受後續封裝製造步驟及操作期間由封裝產生之熱 、里的耐久性、尚熔融溫度材料形成。可使用多種不同材 料，諸如高熔融溫度材料，包括塑料（諸如N〇veUa樹脂）或 液曰曰聚口 #。底板9G2之頂表面包含使用已知接觸方法為 電連接至LED 904提供導電路徑的電迹線91〇。 在使用習知塗佈方法（諸如"團塊"方法或EPD)的LED封 裝中反射杯9〇6内的大部分面積（包括LED晶片、基板表 面及反射杯表面）可被轉換材料及其黏結劑覆蓋。使用根 據本發明所製造的LED晶片，構光體/黏結劑塗層褐限於 LEDs曰片，而保留其他表面不被覆蓋。封裝9卯亦可藉 由反射未轉換之光以與轉換光混合來彌補lED封裝邊緣周 圍未轉換光之發射。 126498.doc •52- 200913315 圖34為展示與圖32及33中所示類似之LED封裝之效能特 徵的表格’該LED封裝使用與如上所述且如圖丨9中所示之 LED晶片700類似的LED晶片。將350毫安（mA)電流施加於 LED晶片時，LED封裝呈現約98流明之光通量及86流 明/瓦（lm/W)之功效。對於7〇〇 mA之更高驅動電流，該封 裝呈現167 lm之光通量及72 lm/W之功效。圖35為展示與 使用具有經修改之鏡面接點之LED晶片的改良效能相比， 使用具有標準接點（諸如PtAg)之LED晶片之LED封裝之間 的效能比較之圖表。 儘管本發明已參考其某些較佳組態詳細描述，但其他型 式亦可行。因此’本發明之精神及範疇不應限於上述型 式。 【圖式簡單說明】 圖1 a至1 e為本發明之一方法之製造步驟中LED晶片晶圓 之一實施例之截面圖； 圖2a至2g為本發明之另一方法之製造步驟中LED晶片晶 圓之另一實施例之截面圖； 圖3為具有微絲基座之本發明之LED晶片晶圓之另—實 施例之戴面圖； 圖4為具有反射層之本發明之[ED晶片晶圓之另一實施 例之截面圖； 圖5a至5e為本發明之另一方法之製造步驟中倒裝晶圓焊 接LED晶片晶圓之一實施例之截面圖； 圖6為具有反射層之本發明之LED晶片晶圓之另一實施 126498.doc -53- 200913315 例之截面圖； 圖7為本發明之LED晶片製造方法之一實施例之流程 圖， 圖8a至Μ為使用預製塗層之本發明之方法之製造步驟中 LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖； 圖9a至9c為塗層中具有凹口之本發明之方法之製造步驟 中LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖； 圖10為本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖； 圖11亦為本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之戴面 圖； 圖12為本發明之LED陣列之一實施例之截面圖； 圖1 3為本發明之LED陣列之另一實施例之截面圖； 圖14為具有透明基板之本發明之led晶片晶圓之一實施 例之截面圖； 圖15為具有透明基板之本發明之led晶片晶圓之另一實 施例之截面圖； 圖16為本發明之倒裝晶片LED晶片晶圓之另一實施例之 截面圖； 圖17為具有負載磷光體之載體基板之lED晶片之另一實 施例之截面圖； 圖18a至18d為使用溝槽基板之本發明之方法之製造步驟 中LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖； 圖19為具有刻花表面之本發明之led晶片之另一實施例 之截面圖； 126498.doc -54 - 200913315 圖20為具有電流擴展結構之本發明之LED晶片之另一實 施例之頂視圖； 圖2 1為具有刻匕表面之本發明之晶片之另一實施例 之截面圖； 圖22為具有刻花表面之本發明之LED晶片之另一實施例 之截面圖； 圖23為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖； 、圖24為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖； 圖2 5為本發明之L E D晶片之另一實施例之截面圖； 圖26為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖； 圖27為具有穹形塗層之本發明之LED晶片之另一實施例 之截面圖； 圖28為具有凹形塗層之本發明之LED晶片之另一實施例 之截面圖； 圖29為本發明之LED晶片之另一實施例之載面圖，該 LED晶片具有包含刻花表面之塗層； 圖30為本發明之LED晶片之另一實施例之戴面圖，該 LED晶片具有含不同濃度磷光體之部分； 圖3 1為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖，該 LED晶片具有含不同濃度磷光體之部分； 圖32為本發明之lED封裝之截面圖； 圖33為圖32中之LED封裝之頂視圖； 圖34為展示本發明之LED封裝之效能特徵的表格；且 圖3 5為展示本發明之不同L E D封裝之效能特徵的圖表。 126498.doc -55- 200913315

【主要元件符號說明】 10 LED晶片 12 LED 14 活性區 16 弟一蟲晶層 18 弟二蟲晶層 20 基板 22 第一接點 24 第二接點 25 垂直假想線 26 η-型接點 28 ρ-型接點基座 30 η -型接點基座 32 塗層 34 凹槽 36 穩定部分 40 LED晶片 45 LED晶片 46 基座 48 微絲 50 LED晶片 52 反射層 60 LED晶片 62 LED 126498.doc -56- 200913315 64 載體基板 66 焊接/金屬層 68 活性區 70 η-型蟲晶層 72 ρ-型遙晶層 74 η-型接點 76 Ρ-型接點 78 基座 80 塗層 90 LED晶片 92 反射層 130 LED晶片 132 塗層 140 LED晶片 142 塗層 144 凹入部分 150 LED晶片 152 LED 154 載體基板 156 基座 158 半導體材料 160 弟·一蠢晶層 162 基座層 170 LED晶片 126498.doc -57- 200913315 174 基座 175 η-型接點 176 可圖案化材料 178 基座層 180 LED陣列 181 LED 182 載體基板 183 焊接/金屬層 184 活性區 185 弟·一蟲晶層 186 弟·一蟲晶層 187 第一接點 188 基座 189 塗層 190 金屬墊 200 LED陣列 202 LED 204 載體基板 208 活性區 210 弟一蟲晶層 212 弟·一蟲晶層 214 第一接點 216 基座 218 塗層 •58- 126498.doc 200913315 220 電絕緣焊接層 222 p-型接點 224 導電通道 226 金屬墊 350 LED晶片 352 基板 354 反射層 370 LED晶片 372 基板 374 反射層 400 LED晶片 402 LED 404 成長基板 405 活性區 406 η-型層 407 η-型接點 408 Ρ-型層 409 ρ-型接點 410 底板/載體晶圓 412 導電迹線 412a 第一迹線 412b 第二迹線 413 倒裝晶片焊球 414 η-型基座 126498.doc -59- 200913315 c. 416 p-型基座 418 塗層 500 LED晶片 502 LED 504 活性區 506 n-型層 508 ρ-型層 510 基板 512 載體基板 514 第一塗層 516 基板 518 Ρ-型接點 520 η-型接點 522 ρ-型基座 524 η-型基座 526 第二塗層 600 LED晶片 602 LED 604 活性區 606 η-型層 608 ρ-型層 610 成長基板 612 η-型接點 614 Ρ-型接點 126498.doc 60 200913315

616 η-型基座 618 ρ_型基座 620 第一塗層 622 溝槽 624 第二塗層 700 LED晶片 702 LED 704 基板 706 黏結材料 708 第一接點 710 第二接點 712 基座 714 塗層 716 LED 702之表面 718 電流擴展結構 750 LED晶片 752 LED 754 塗層 756 電流擴展結構 758 第一接點 760 LED晶片 762 LED 764 基板 766 黏結材料 126498.doc -61 · 200913315 768 770 772 774 776 780 782 784 786 788 790 792 800 802 804 806 808 810 812 814 820 822 830 刻花特徵 塗層 第一接點 基座 第二接觸層/LED晶片台面 LED晶片 LED 基板 黏結材料 塗層 第一接點 第二接點 LED晶片 LED 基板 黏接層 第一接點 第二接點 基座 塗層 LED晶片 塗層 LED晶片 塗層 832 126498.doc -62- 200913315 840 LED晶片 842 塗層 850 LED晶片 852 塗層 860 LED晶片 862 塗層 870 LED晶片 872 塗層 880 LED晶片 882 塗層 882a 塗層第一 部分 882b 塗層第二 部分 890 LED晶片 892 塗層 892a 塗層第一 部分 892b 塗層第二 部分 900 LED封裝 902 底板 904 LED 906 反射杯 908 透鏡 910 電迹線 126498.doc -63-

Claims (1)

1. 200913315 十、申請專利範圍： 1. 一種發光二極體（LED)晶片，其包含： 一具有一刻花表面之LED ; 一位於該LED上之接點； 一與該接點電接觸之基座；及 一至少部分覆蓋該LED之塗層，該基座延伸穿過該塗 層且暴露用於電接觸。

   i 2. 如請求項1之LED晶片’其中該基座延伸至該塗層之表面 且在該塗層之表面暴露。 3. 如請求項1之LED晶片，其中該LED發射白光。 4. 如求項1之LED晶片，其中該塗層係位於該led之頂表 面上。 5. 如請求項1之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂表 面及側表面上。 6. 如請求項1之LED晶片，其中該LED係位於—基板上。 7. 如請求項6之匕£〇晶片，其中該塗層亦位於該基板之側 面上。 8，如言月求項1之LED晶片， 9.如請求項1之LED晶片， 10·如請求項1之LED晶片， 11 ·如請求項1之LED晶片， 1 2.如請求項1之LED晶片 體。 其進一步包含一電流擴展結構。 其進一步包含一電流擴展層。 其中s亥塗層之表面係經刻花。 其中該塗層係經成形。 其中該塗層包含-或多種鱗光 13.如請求項8之LED晶片，其中該塗層包含具有不同濃度之 126498.doc 200913315 填光體的部分。 14 ·如°月求項1之LED晶片，其中該基座包含一或多個接線柱 焊凸。 15·如請求項iiLED晶片，其中該基座包含一微絲。 16. 如凊求項i之LED晶片晶圓，其進一步包含一與該基板整 體形成之反射層。 17. —種發光二極體（LED)封裝，其包含： 一安装於一底板之LED晶片； 一安裝於該LED上之透鏡’使得來自該LED晶片之光 自該封裝穿過該透鏡發射，其中各LED晶片包含： -LED ； 至少部分覆盍邊LED且不覆蓋該底板之整體塗 層。 18. 如請求項17之LED封裝’其中該整體塗層係藉由在晶圓 級用該塗層至少部分覆蓋該led且在晶圓級固化該塗層 來形成。 19. 如請求項17之LED封裝’其進一步包含一安裝於一底板 之反射杯’該LED安裝於該反射杯内，該塗層不覆蓋該 反射杯。 20. 如明求項17之LED封裝，其進一步包含—與該LED電接 觸之基座，該基座延伸穿過該塗層且暴露用於電接觸。 21. 如5青求項20之LED封裝’其中§玄基座延伸至該涂声之表 面且在該塗層之表面暴露。 22. 如請求項17之LED封裝，其中該LED之表面係經刻花。 126498.doc 200913315 23. 如請求項17之LED封裝，其中該塗 工增之表面係經刻花。 24. 如請求項17之LED封裝，其進_牛—人 退步包含一位於該LED上 之電流擴展結構。 25. 如請求項丨7之LED封裝’其中該透鏡為平坦者。 26. 如請求項17之LED封裝，其進一牛—人 ^ 步包含位於該LED與該 透鏡之間的密封劑，該透鏡與該密封劑接觸。 2 7.如請求項1 7之LED封裝，其中兮裱拉 ^ 丹Y遺透鏡與該LED接觸。

   2 8.如請求項17之LED封裝，其發射白光。 29. —種發光二極體（LED)晶片，其包含： 一安裝於基板上之LED ; 一至少部分覆蓋該LED之整體塗層，該整體塗層係藉 由在晶圓級用該塗層至少部分覆蓋該LED且在晶圓級固 化該塗層來形成。 30.如請求項29之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂 表面上。 3 1.如請求項29之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂 表面及側表面上。 32.如請求項29之LED晶片，其中該塗層係位於該led之頂 表面及側表面上且位於該基板之側表面上。 3 3 ·如請求項29之LED晶片，其中該塗層係位於該基板之底 表面上。 3 4.如請求項29之LED晶片，其進一步包含一反射層。 3 5·如請求項29之LED晶片，其中該LED之表面係經刻花。 3 6，如請求項29之LED晶片，其中該基板至少部分透明。 126498.doc 200913315 37·如請求項29之LED晶片，其中該基板不透明。 3 8.如請求項29之LED晶片，其進一步包含一基座’該基座 與該LED電接觸且延伸穿過該塗層並延伸至該塗層之表 面且在該塗層之表面暴露。 39. 如請求項29之LED晶片’其進一步包含一電流擴展結 構。 40. 如請求項29之LED晶片，其進一步包含一電流擴展層。 41. 如請求項29之LED晶片，其中該塗層之表面係經刻花。 42. 如請求項29之LED晶片，其中該塗層係經成形。 43 .如請求項29之LED晶片，其中該塗層包含一或多種磷光 體。 44. 如請求項43之LED晶片，其中該塗層包含具有不同濃度 之磷光體的部分。 45. —種製造發光二極體（LED)晶片之方法，其包含： 在一基板之一表面上提供複數個LED ; 沈積基座，該等基座各與該等LED之一電接觸； 在該基板中形成凹槽，至少一些該等凹槽位於相鄰 L E D之間； 在該等LED上形成一塗層，該塗層掩蓋至少一些該等 基座；及 將該塗層減薄，留下位於該等LED上之至少一些該塗 層’同時暴露至少一些該等被掩蓋之基座。 46-如請求項45之方法，其進一步包含將該基板減薄。 47.如請求項46之方法，其中該基板係自其與該等凹槽相反 126498.doc 200913315 之表面減薄。 48. 如請求項45之方法，其進一步包含將該等led單一化。 49. 如明求項47之方法，其中該減薄在該等凹槽之底部與同 該等凹槽相反之該基板表面之間留下該基板之穩定部 分，該方法進一步包含藉由切穿該穩定部分及該塗層來 將該等LED單一化。 50. 如請求項49之方法，其中至少一些該等單一化led包含 LED、基座、該塗層之一部分及該基板之一部分該塗 層至少部分覆蓋該LED及該基板之部分側表面。 51·如請求項46之方法，其中該塗層至少部分填充該等凹槽 且6亥減4將該基板減薄至該等凹槽之底部，該方法進一 步包含藉由切穿位於該等LED中相鄰LED之間的塗層來 將遠專LED單一化。 52.如清求項51之方法，其中至少一些該等單一化led包含 LED、基座、該塗層之一部分及該基板之一部分，該塗 層至少部分覆蓋該LED及該基板之大體所有側表面。 53 .如請求項48之方法，其中該等單一化LED包含該塗層之 一部分，該部分係經成形或圖案化。 54. 如請求項45之方法，其中該等LED晶片發射白光。 55. 如請求項45之方法，其中至少一些該等基座包含一或多 個接線枉焊凸。 56. 如請求項45之方法，其中至少一些該等基座包含一微 絲。 5 7 ·如請求項4 5之方法’其進一步包含在各該等LED上沈積 126498.doc 200913315 —筏點，該等基座係形成於該等接點上。 5 8. 士。月纟項45之方法，其進一步包含在該等led上形成一 電机擴展結構，其各自與該等接點中之至少一者電接 觸。 59. 如明求項45之方法，其進一步包含沈積至少一個電流擴 展層。 60. 如β求項45之方法，其中該等lED係倒裝晶片安裝於一 載體基板上。 61. 如請求項45之方法，其中該等LED包含一成長基板之至 少一部分。 62·如請求項45之方法，其進一步包含在該塗層上形成一表 面紋理。 63. 如請求項62之方法，其中該表面紋理包含尺寸大於該塗 層厚度之10%的刻花特徵。 64. 如明求項45之方法，其進一步包含在該lED上形成一表 面紋理。 65. 如請求項64之方法，其中該表面紋理包含尺寸大於該 LED厚度之1 〇%的刻花特徵。 66. 如5月求項45之方法，其中該塗層包含負載磷光體之黏結 劑。 67. 如請求項45之方法，其中該塗層包含散射顆粒。 68. 如請求項45之方法’其中該塗層包含具有不同組成的多 層。 69. 如請求項45之方法，其進—步包含在該平坦化塗層上沈 126498.doc , 200913315 積一金屬墊’該金屬墊使至少一些該等基座互連以形成 " L E D 陣列。 70. 如請求項45之方法，其進一步包含將該等led之一安裝 於一底板或印刷電路板（PCB)。 71. —種發光二極體（LED)晶片晶圓，其包含： 複數個LED，其具有至少一個刻花表面以增強光提 取； 複數個基座’各基座與該等led之一電接觸；及 一至少部分覆蓋該等LED之塗層，至少一些該等基座 延伸穿透且暴露用於電接觸。 72. 如請求項71iLEC^aa片晶圓，其中至少一些該等基座延 伸至該塗層之表面且在該塗層之表面暴露。 73. 如請求項7 1之LED晶片晶圓’其中該等基座中之至少_ 者包含接線柱焊凸。 74. 如明求項71之LED晶片晶圓’其中該等基座中之至少— 者包含一微絲。 75. 如咕求項7 1之LED晶片晶圓，其進一步包含至少—個位 於該等LED中之一者上的電流擴展結構，該電流擴展結 構與該等接點中之至少一者電接觸。 如求項7 1之LED晶片晶圓，其進一步包含至少—個電 流擴展層。 77.如請求項712LED晶片晶圓，其中該刻花led表面包含 大於該LED厚度之10%的刻花特徵。 78·如請求項71之led晶片晶圓，其中該塗層包含一刻花表 126498.doc 200913315 面。 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 如請求項78之LED晶片晶圓，复中 ’、Τ δ亥塗層之刻花表 有大於該塗層厚度之丨〇%的特 ，、 其中該塗層包含多個具有 不同濃度之磷光體的部分。 如明求項7 1之LED晶片晶圓，其可自該等lED及塗層發 射白光。 如請求項71之LED晶片晶圓， 鄰LED之間的凹槽，該塗層至 如請求項71之LED晶片晶圓， 體。 如請求項71之LED晶片晶圓 粒0 如請求項71之LED晶片晶圓 體之黏結劑。 如請求項71之LED晶片晶圓 陣列中互連。 如請求項71之LED晶片晶圓 晶圓整體形成之反射層。 如請求項71之LED晶片晶圓 其進一步包含一位於兩相 少部分填充該凹槽。 其中該塗層包含多種磷光 ’其中該塗層包含散射顆 其中該塗層包含負載磷光 其中該等LED係在一 LED 其進一步包含一與該基板 126498.doc