TW201230407A - Method of fabricating light emitting diode package and light emitting diode device - Google Patents
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201230407 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種半導體元件及其製作方法,且特 別是有關於發光二極體封裝結構的製作方法以及發光二 極體元件。 【先前技術】 對發光二極體的P/N接面施加電壓可使發光二極體 發光。發光二極體元件可廣泛地使用在各種應用中,例 如指示器(indicator)、招牌、光源、以及其他種類的照 明7L件。可製作並進-步封裝發光二極體元件以用於各 種應用。-般而言,發光二極體的封裝方法包括將多個 發光二極體晶片分別接合至封裝基板,然而,當發光二 極體晶片的尺寸縮小時,這種封裝方法並不符合成本效 益並且存在許多製程上的挑戰。舉例來說,隨著發光二 極體晶片的尺寸日小,以打線接合的方式電性連接 發光二極體晶片與對應的封裝基板變得愈來愈困難,而 這限制了打線接合製程在小尺寸的發光二極體晶片的應 用。再者,用以互相連接的打線接合製程為一連續製程 (sequential process),隨著打線接合的數量增加,該連 續製程所需的組裝時間(assem吻time )會隨之增加。此 外,打線的長度會降低發光二極體封裝的電性與光學特 性。因此,亟需一種可電性連接小尺寸的發光二極體並 同時可減少製程時間與製作成本的發光二極體封裝結構 及其製作方法。 〇503-A35884TWF/chiauJln 4 201230407 【發明内容】 本發明一實施例提供一種製作發光二極體封裝結構 的方法,包括將多個彼此分離的發光二極體晶片接合至 一基板,其中各發光二極體晶片包括一 n型摻雜層、一 量子井主動層、以及一 p型摻雜層;於彼此分離的發光 一極體晶片與基板上沉積一隔離層;蝕刻隔離層以形成 多個導孔開口,從而暴露出各發光二極體晶片的局部以 及部分的基板;形成多個電性連接結構於隔離層上以及 導孔開口中以電性連接各發光二極體晶片的n型摻雜層 與P型摻雜層之一與基板;以及將彼此分離的發光二極 體晶片與基板切割成多個發光二極體封裝結構。 本發明另一實施例提供一種製作發光二極體封褒结 構的方法,包括提供多個彼此分離的發光二極體晶片, 其中各發光二極體晶片包括位於一成長基板上的一 η型 摻雜層、一量子井主動層、一 ρ型摻雜層與一 ρ型接觸 金屬層;將彼此分離的發光二極體晶片的ρ型接觸金屬 層接合至一基板;自彼此分離的發光二極體晶片移除成 長基板;沉積一隔離層於彼此分離的發光二極體晶片與 基板上;蝕刻隔離層以形成多個導孔開口,從而暴露出' 各發光二極體晶片的多個部份以及基板的多個部分冗 積一内連線層於隔離層與導孔開口上,以形成多個電= 連接結構於各發光二極體晶片的η型摻雜層與義板 間;於各發光二極體晶片上形成一螢光粉層與一^鏡· 以及將彼此分離的發光二極體晶片與基板切割成多=發 0503-A35884TWF/chlaulin 5 201230407 光二極體封裝結構。 本發明又一實施例提供一種發光二極體元件,包括 基板,包括一接點與一電極;一發光二極體晶片,經 由接點接合至基板;一隔離層,配置於發光二極體晶片 與基板上,其中隔離層包括多個導孔開口以暴露出發光 二極體晶片的多個部分與基板的電極;以及一内連線 層,配置於隔離層與導孔開口上,以電性連接發光二極 體晶片與基板的電極。 【實施方式】 ^為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易 懂,下文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細 說明如下。 可以了解的是,下述内容將提供許多不同的實施 例,或是例子,以實施不同實施例的不同的特徵。成分 (或^件)與排列的特定例子如下所述以簡化本揭露 書。當然,在此僅用以作為範例,並非用以限定本發明。 本揭露書在不同實施例中可能使用重複的標號及/或標 示。此重複僅為了簡單清楚地敘述本發明,不代表所^ 論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。 第1-5圖繪示本發明一或多個實施例之一具有發光 和體a曰片的半導體結構1 〇〇在各晶圓級封裝步驟的剖 面圖。第6圖繪示本發明之一實施例之一發光二極體的 剖面圖。請參照第卜6圖,在此一併描述半導體結構100 及其製作方法。 0503-A35884TWF/chiaulin 6 201230407 請參照第1圖,半導體結構100包括多個發光二極 體晶片102’這些發光二極體晶片1〇2係接合一晶圓級的 封裝基板106。在本實施例中,係以二個發光二極體晶片 102a、102b為例。各發光二極體晶片1〇2包括一發光二 極體112與一承載基板114。 發光二極體112包括一 η型摻雜半導體層與一 p型 摻雜半導體層,η型摻雜半導體層與ρ型摻雜半導體層構 成一 ΡΝ接面,以於運作時發光。於本實施例中,發光二 極體112更包括一多重量子井(multipie quantum well, MQW)夾於PN接面中,以調整特性與提昇性能。各發 光二極體晶片102更包括一頂電極116(例如一 η型接點) 與一底電極(例如一 ρ型接點)118,其分別連接至η型 與Ρ型摻雜半導體層。 承載基板114鄰近底電極118。在一實施例中,承载 基板114為一重度摻雜矽基板,其係用以提供發光二極 體曰曰片機械強度、電性輕接路徑與導熱路徑。發光二極 體晶片102可更包括一額外的導電層12〇(亦可稱為一第 一 Ρ型接點),材質例如為金屬.,以於晶圓級封裝製程 中降低接觸阻抗並提升與封裝基板1〇6的接合 (bonding effect)。 封裝基板106包括一矽晶圓126。封裝基板1〇6更包 括分別形成於矽晶圓126的頂面與底面上的薄介電膜 1M、130。薄介電膜128、13〇可包括氧化矽、氮化矽、' 氮氧化碎、碳化碎、類鑽碳(diamoncMikeearbon)、或 其他適合的介電材料。在本實施例中,薄介電膜128、130 0503-A35884TWF/chiaulin 201230407 包括氧化矽,其形成方法包括熱氧化法、化學氣相沉積 法、或其他適合的方法。 各種穿石夕導孔(through-silicon vias’ TSVs) 132 形 成於矽晶圓126中,以電性連接發光二極體晶片102的 電極。在一實施例中,穿矽導孔132包括導電材料,例 如銅或其他適合的金屬/金屬合金。可以一包括蝕刻步驟 與沈積步驟的製程形成穿矽導孔132。沈積的方法可包括 物理氣相沈積、電鍍、前述之組合、或其他適合的方法。 穿矽導孔132可更包括一薄介電材料層134,其形成 於導孔的側壁上以電性分隔穿矽導孔132與矽晶圓126。 薄介電材料層134可包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、 碳化矽、類鐵碳、或其他適合的介電材料。在本實施例 中,薄介電材料層134包括氧化矽,且其形成方法包括 熱氧化法、化學氣相沉積法、或其他適合的方法。 在另一實施例中,可蝕刻矽晶圓126以形成多個溝 槽/導孔;將薄介電材料層134形成在溝槽/導孔的侧壁 上;將一銅晶種層形成在薄介電材料層134上;之後, 進行一電鍍製程以形成穿矽導孔132。在另一實施例中, 薄介電膜128/130與薄介電材料層134包括相似的材料並 以相同的製程同時形成,例如熱氧化製程或化學氣相沉 積製程。 封裝基板106更包括各種位於矽晶圓丨26的頂面與 底面上的金屬結構136、138。金屬結構136、138分別沉 積於薄介電膜128、130上。金屬結構136、138經由穿 矽導孔132彼此耦接。在封裝階段(packaginglevel)中, 0503^A35884TWF/chiaulin 8 201230407 金屬結構138係作為發光二極體晶片102的電極。具體 而言,底電極118經由導電層120、一金屬結構136、與 一穿矽導孔132而電性耦接至對應的金屬結構138。 發光二極體晶片102經由導電層120與金屬結構136 的一子集(subset)接合至矽晶圓126。因此,金屬結構 136的該子集亦可稱為封裝基板上的接點(bonding contact)。可適當地選擇導電層120與金屬結構136以 使其可共晶接合(eutectic bonding )或是以其他適合的接 合機制接合。在多個實施例中,金屬結構136、138包括 導電與導熱性質良好的金屬或金屬合金,且其亦需具有 良好的接合特性,例如金、金合金、銅、銅合金、鎳、 錄合金、翻、始合金、欽、欽合金、或前述之組合。 在另一實施例中,金屬結構136、138與穿矽導孔132 同時於相同的步驟中形成。舉例來說,可蝕刻矽晶圓126 以形成溝槽/導孔;在溝槽/導孔的侧壁與矽晶圓126的表 面上形成一薄介電材料層,從而產生薄介電材料層134 與薄介電膜128、130 ;然後,以物理氣相沉積的方式在 溝槽/導孔的側壁與矽晶圓126的表面上形成一銅晶種 層;在銅晶種層上形成一圖案化光阻層,以定義出用以 形成金屬結構136、138的區域;以及進行一銅電鍍製程 (copper plating process )以形成穿石夕導孔132與金屬結 構136、138。之後,移除圖案化光阻層。 請參照第2圖,於發光二極體晶片102與封裝基板 106上沉積一隔離層(isolation layer) 140。具體而言, 隔離層140覆蓋發光二極體晶片102的頂電極116與封 0503-A35884TWF/chiaulln 9 201230407 裝基板106的金屬結構136以達到隔離與保護的效果。 在一實施例中,隔離層140是共形(conformal )的結構 並具有單一厚度。在另一實施例中,隔離層140包括氧 化矽、氧化鋁、或其他適合的介電材料(例如一介電材 料,其相對於發光二極體元件112所發出的光是透明 的),其形成方法為化學氣相沉積法或其他方法。 請參照第3圖,圖案化隔離層140以形成各種導孔 開口(或開口)142,導孔開口暴露出頂電極116與金屬 結構136以作為導電佈線(electrical routing)。在一實 施例中,圖案化隔離層140的方法包括微影製程與蝕刻 製程。圖案化隔離層140的方法可為任何適合的微影製 程與蝕刻製程。舉例來說,圖案化隔離層140的表面的 方法包括利用一連續的製程來進行圖案化,該連續的製 程包括圖案化光阻、蝕刻、與剝除光阻(photoresist stripping )。在又一實施例中,圖案化光阻的方法包括光 阻塗佈、軟烤、曝光圖案、曝光後烘烤(post-exposure baking)、光阻顯影、與硬烤。蝕刻製程可包括乾蝕刻, 例如含氟電漿钱刻(fluorine-containing plasma etching )。 或者是,蝕刻製程包括濕式蝕刻,例如當隔離層140為 氧化矽材質時可使用氫氟酸溶液。在另一實施例中,可 採用微影圖案化法或是以其他適合的方法替換微影圖案 化法,例如無罩幕微影法(maskless photolithography)、 電子束寫入(electron-beam writing)、離子束寫入、以 及分子拓印(molecular imprint)。 請參照第4圖,在隔離層140上並在開口 142中形 0503-A35884TWF/chiaulln 10 201230407 成一内連線結構(interconnect feature ) 144,以接觸頂電 極116與金屬結構136。内連線結構144經由金屬結構 136與對應的穿矽導孔132而耦接頂電極116與對應的金 屬結構138。内連線結構144提供由發光二極體晶片102 的電極至封裝基板上的金屬結構138的導電佈線,因此, 内連線結構144亦可稱為重佈線路(re-distribution lines,RDLs)或微内連線(micro-interconnect)。因此, 在封裝階段中,金屬結構138可作為電極。内連線結構 144可為金屬層或是透明導電層,例如銦錫氧化物 (indium tin oxide,ITO)或銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO )。在形成内連線結構144的過程中,可在 隔離層140上沉積一阻障層(其材質例如為鈦)以及一 金屬晶種層(其材質例如為銅)。可在金屬晶種層上形 成一光阻層,並進行一微影製程以圖案化該光阻層,之 後,藉由該圖案化光阻層蝕刻該金屬晶種層,並進行金 屬電鍍製程以定義出作為微内連線的重佈線路。内連線 結構144可以一均勻的厚度覆蓋隔離層。 請參照第5圖,將螢光粉(phosphor ) 146配置在發 光二極體晶片102的周圍,以改變發光波長。在一實施 例中,可在内連線結構144與隔離層140上形成埋置於 一塗層材料(coating material)中的螢光粉。螢光粉塗層 的沉積方法可為利用一罩幕或是以網版印刷的方式形成 一表面螢光粉層,以僅覆蓋位於發光二極體晶片102的 頂面上的内連線結構144與隔離層140。或者是,螢光粉 塗層的沉積方法可為利用一喷霧製程(spray process )形 0503^A35884TWF/chlaulin 11 201230407 成一共形的螢光粉層,其以均勻的厚度覆蓋位於發光二 極體晶片的頂面與側壁上的内連線結構與隔離層。 請再次參照第5圖,在螢光粉塗層上形成一透鏡 148’以進一步調整發出之光線所構成的發光圖案的形狀 並提升發光效率。在一實施例中,透鏡148的材質包括 環氧樹脂、矽樹脂(siHcone)或其他適合的材料。在一 實施例中,透鏡的製作方法包括配置一透鏡模具nens molding)於發光二極體晶片上、將矽樹脂注入透鏡模具 中、以及固化注入的梦樹脂。 將發光二極體晶片與矽基板切割成多個獨立的發光 二極體封裝結構,以完成晶圓級封裝製程。分離的發光 二極體封裝結構包括與切割過的封裝基板1〇6接合的獨 立的發光二極體晶片1〇2。 第6圖繪示本發明一實施例之封裝於半導體結構10〇 中的發光一極體112的剖面圖。發光二極體112包括一 p 型摻雜半導體層152與一 摻雜半導體層154,其中p 型摻雜半導體層152與11型掺雜半導體層154構成一 接面,以於運作的過程中發光。在一實施例中,p型摻雜 半導體層152與n型摻雜半導體層154分別包括推雜的 鈕化鎵(GaN)層。 發光二極體112更包括一多重量子井156插置於n 里摻雜半導體層與P型摻雜半導體層之間,以調整發光 一極體的特性與提昇性能。多重量子井156包括一由交 替堆疊的二半導體材料膜158、160所構成的膜堆。在一 實施例中’半導體材料膜158、議分別包括氣化銦錄 0503-A35884TWF/chiaulin 201230407 (indium gallium nitride,InGaN)與纽化鎵。半導體層 可以適合的遙晶成長方法形成。在一實施例中,蟲晶半 導體層可以金屬有機化學氣相沉積法(metal organic chemical vapor deposition » MOCYD)沉積而得。 以下將介紹一實施例的發光二極體晶片l〇2的形成 方法,其可稱為一 v流程(v-fl〇w )。在v流程中,發光 一極體112形成在一成長基板(growth substrate )上,成 長基板的材質例如為藍寶石。或者是,成長基板的材質 包括碳化矽、矽、或其他材料。發光二極體112包括沉 積於成長基板上的蠢晶半導體層’其形成方法例如為金 屬有機化學氣相 >儿積法或是其他適合的沉積製程。沉積 的磊晶層可包括一未摻雜的鈕化鎵層(un_d〇ped GaN layer,un-GaN)、一 η 型摻雜鈕化鎵層(n_GaN)、一 多重量子井主動層、以及—P型摻雜组化鎵層(p-GaN)。 發光一極體可依據遙晶層@電性連接方式而具有不 同的結構以及不同的製程步驟。在本實施射,p型推雜 钽化鎵層與η型摻雜钽化鎵層的接點金屬化(c〇ntact metallization)可位於發光二極體的相對兩侧上。對應的 發光二極體晶片係稱為垂直型晶片(verticaldi〇。另外, 一般而言,會在發光二極體被切割成彼此分離的晶片之 前移除成長基板。為預備切割發光二極體,可在p型接 觸金屬層上配置一重度摻雜的矽基板以作為承載基板 114。然後’可將導電層(第二p型接觸金屬層)12〇沉 積於重度掺雜㈣層上’之後’移除成長基板。就藍寶 石成長基板而言,移除成長基板的方法可包括利用雷射 0503-A35884TWF/chiaulln 13 201230407 剝除(iaseriift_off,LL0)法。對矽基(si】ic〇n_based) 的成長基板而言’移除方法可為乾式或濕式蝕刻法。可 以同樣的方法移除未摻雜的鈕化鎵層。移除成長基板與 未摻雜的鈕化鎵層可暴露出n型摻雜鈕化鎵層。然後, 將頂電極(η型接觸金屬層)116沉積在暴露出的;;型播 雜鈕化鎵層上。將發光二極體與重度摻雜矽層切割成多 個彼此分離的發光二極體晶片1〇2。 第7-8圖繪示本發明另一實施例之具有發光二極體 晶片的半導體結構166在各晶圓級封裝步驟的剖面圖。 請參照第7圖與第8圖’以下將介紹半導體結構166及 其製作方法。 清參…、第7圖,半導體結構^ %相似於半導體結構 1〇〇 ’兩者差異之處在於半導體結構166的發光二極體晶 片102沒有承載基板。具體而言,半導體結構166的發 光二極體晶片1〇2各包括一發光二極體112、一頂電極 116、以及底電極118。在本實施例中,頂電極ιΐ6接觸 發光二極體112的η型摻雜半導體層,底電極118接觸 發光二極體112 & ρ型摻雜半導體層。發光二極體晶片 102經由底電極118與金屬結構(接點)136接合至封裝 基板106。發光二極體晶片1〇2可藉由一稱為i流程 (i-flcm)的製程形成。舉例來說,在i流程中形成垂直 型晶片’在p型接觸金屬層_之後並在移除成長基板 之前,切割成長基板上的發光二極體的磊晶層以形成多 個彼此分離的晶片。只有在彼此分離的晶片接合至封裝 基板106之後才會移除成長基板。在移除成長基板與^ 0503-A35884IWF/chiaulin 14 201230407 摻雜鈕化鎵層(un_GaN)之後,頂電極(n型接點金屬層) 116沉積在發光二極體112的η型掺雜鈕化鎵層上,以形 成發光二極體晶片的一 η型接點。 °月參照第8圖,隨後用以形成重佈線路144的製程 步驟相似於第2圖至第5圖之對應的製程步驟。具體而 3,在發光二極體晶片1〇2與封裝基板上沉積一隔 離層140。隔離層14〇覆蓋發光二極體晶片1〇2與封裝基 板106以達到隔離與保護的功效。在一實施例中,隔離 層140包括氧化鋁(Α!2〇3)、氧化碎、或其他適合的介 電材料,其係於塗佈(c〇ating )或印刷製程中沉積而成。 圖案化隔離層140以形成各種導孔開口,其暴露出 頂電極116與金屬結構136以作為導電佈線。在一實施 例中,圖案化隔離層14〇的方法包括微影製程與蝕刻製 程。 ’、 一内連線結構144形成於隔離層14〇上以及開口 中,以接觸頂電極116與金屬結構136。内連線結構144 頂電極116並經由金屬結構136與穿梦導孔132而 耦接至對應的金屬結構138。㈣隸構144提供由發 二極體晶片1G2的電極至封裝基板上的電極138的^ 佈線。内連線結構144可為—金屬層或是—透明導電層, 例如銦錫氧化物或銦鋅氧化物。 赏尤粉146配置在發光 圍’以改變發光波長。/ — Γ a 1G2的周 與隔離層⑽上形成埋置於一 線先;構 榮光粉塗層的沉積方法可為則-罩幕或是《網版^刷 0503^A35884TWF/chiauUn 15 201230407 =方式形成-表面螢光粉層,以僅覆蓋位於發光二極體 曰s曰片102的頂面上的内連線結構144與隔離層刚。或者 疋’螢光粉塗層的沉積方法可為利用—喷霧製程形成一 -形的螢光粉層,以覆蓋位於發光二極體晶片的頂面與 側壁上的内連線結構與隔離層。 在螢光粉塗層上形成—透鏡148,透鏡148具有一形 狀以提升發光效率。透鏡148的製作方法包括配置—透 鏡模具於發光二極體晶片上、將梦樹脂注入透鏡模具 中、以及固化注入的碎樹脂。 將發光二極體晶片1〇2與封裝基板1〇6切割成多個 獨立的發光二極體封裝結構,以完成晶圓級封裝製程。 分離的發光二極體封裝結構包括獨立的發光二極體晶片 102,其與封裝基板ι〇6接合。 雖然前述多個實施例已介紹具有晶圓級的發光二極 體晶片封裝結構的半導體結構及其製作方法,但也可在 不偏離本發明的精神下對前述實施例作出取代或是修 改。在另—實施例中,發光二極體晶片的另-種結構包 括一水平式晶片(h〇dzontaldie),亦通稱為正面型發光 二極體(faCe-upLED)。在正面型發光二極體(以叙化 鎵發光二極體為例)巾,P型摻雜叙化鎵層與η型摻雜鈕 化鎵層的接點金屬化會位於發光二極體的同一側上。在 一實施例中,可以一曝光顯影製程圖案化與钱刻η型摻 雜组化鎵層與多重量子井層,以暴露出部分Ρ型摻雜鈕 化鎵層。形成-金屬插塞(metaiplug),以接觸Ρ型播 雜鈕化鎵層並提供一 p型接點(p_contact)或是一 P型電 0503-A35884T^VF/chiaulin 16 201230407 光二極體的同—側上亦形成n型電極,以連接η 接鎵層。再者’可根據Ρ型接點與η型接點連 宏5 土板106之金屬結構138所需的導電佈線而圖 案化隔離層140與内連線結構144。 在另f施例中,接合發光二極體晶片至封裝基板 、法亦匕括形成一導熱路徑(如刪!議_加 Path) ’以將彼此分離的發光二極體晶片所產生的熱能導 ,。在又-實施例中,在將多個彼此分離的發光二極體 晶片102切割成多個發光二極體封裝結 裝基板106。在另-實施例中,每-對金屬結構二138 可藉由不只—個穿梦導1 132而彼此_。在—發光二 極體晶片的實施例中,可對調n型摻雜層與p型摻:層, 如此-來’則頂電極接觸p型摻雜層而底電極接觸 掺雜層。 、因此,本發明提供一種製作發光二極體封裝結構的 :法。該方法包括將多個彼此分離的發光二極體晶片接 5^基板其令各發光二極體晶片包括一n型推雜層、 -篁子井主動層、以及—ρ型摻雜層。該方法更包括於 彼此分離的發光二極體晶片與基板上沉積—隔離層,以 及姓刻隔離層以形成多個導孔開σ,從而暴露出各發光 二極體晶片的局部以及部分的基板。該方法亦包括开$ 多個電性連接結構於隔離層上以及導孔開口中,以電性 連接各發光二極體晶片的η型摻雜層與ρ型摻雜層其中 之一與基板。將彼此分離的發光二極體晶片與基板^刀 成多個發光二極體封裝結構。 刀D, 0503-A35884IWF/chiaulin 17 201230407 在本實施例中,將彼此分離的發光二極體晶片接合 至基板的步驟包括將彼此分離的發光二極體晶片其中之 一的一 p型接觸金屬層接合至一位於基板上的接點,其 中P型接觸金屬層電性連接彼此分離的發光二極體晶片 的P型摻雜層。將彼此分離的發光二極體晶片接合至基 板的步驟包括將彼此分離的發光二極體晶片的P型摻雜 層電性連接至接點。將彼此分離的發光二極體晶片接合 至基板的步驟可包括將彼此分離的發光二極體晶片其中 之一的一電極接合至一位於基板上的接點。基板包括多 個穿矽導孔,且各穿矽導孔耦接η型摻雜層與P型摻雜 層其中之一。 在另一實施例中,將彼此分離的發光二極體晶片接 合至基板的步驟包括形成一導熱路徑,以將熱能自彼此 分離的發光二極體晶片其中之一導出。在又一實施例 中,將彼此分離的發光二極體晶片接合至基板的步驟包 括將彼此分離的發光二極體晶片其中之一的一成長基板 接合至一位於基板上的接點。形成電性連接結構的步驟 可包括沉積一内連線層,並以内連線層填滿導孔開口形 成多個電性導孔至各發光二極體晶片的多個外露部以及 基板的多個外露部。 在另一實施例中,沉積内連線層的步驟包括於隔離 層上沉積一阻障層,以及於阻障層上沉積一金屬晶種 層。於金屬晶種層上形成一光阻層,以及圖案化光阻層 以定義出一或多個溝槽,以作為一或多個重佈線路。^ 屬電鍍溝槽以形成一或多個金屬重佈線路並以金屬填滿 0503-A35884TWF/chiaulin 18 201230407 口,以及移除光阻層。在又一實施例中,沉積内 的步驟包括於隔離層上沉積一透明導電層,並以 透明導電層填滿導孔開口。 在另一實施例中,彼此分離的發光二極體晶片其中 ::的多個外露部包括一 n型接點金屬化,基板的多個 卜路部包括-配置於基板上的接點電極,其中沉積内連 ^的步驟包括形成-電性連接結構於n型接點金屬化 '、接點電極之間。彼此分離的發光二極體晶片其中之一 的多個外露部包括—P型接點金屬化,基板的多個外露 部包括-配置於基板上的接點電極,其中沉積内連線 的步驟包括形成-電性連接結構於p型接點金屬化與接
點電極之間。該方法可更包括在將彼此分離的發光H 體晶片接合至基板之後並在沉積隔離層之前,自彼此八 離的發光二極體晶片其中之—移除—成長基板。該方二 可更包括在將彼此分離的發光二極體晶片切割 光二極體封裝結構之前,移除基板。該方法可更包= 形成電性連接結構之後並在切割彼此分離的發光二極體 晶片與基板之前,於各發光二極體晶片上形 層與一透鏡。 九氣 、本發明亦提供另一種製作發光二極體封裴結構的方 法該方法包括提供多個彼此分離的發光二極體晶片 其中各發光二極體晶片包括位於一成長基板上的一 η型 摻雜層、一量子井主動層、一 Ρ型摻雜層與一 ρ型接觸 金屬層。該方法更包括將彼此分離的發光二極體晶片的 型接觸金屬層接合至一基板;自彼此分離的發光二極^ 0503^A35884TWF/chiaulii 19 201230407 晶片移除成長基板;以及沉積一隔離層於彼此分離的發 光二極體晶片與基板上。蝕刻隔離層以形成多個導孔開 口’從而暴露出各發光二極體晶片的多個部份以及基板 的多個部分。沉積一内連線層於隔離層與導孔開口上, 以形成多個電性連接結構於各發光二極體晶片的η型摻 雜層與基板之間。該方法更包括於各發光二極體晶片上 形成一螢光粉層與一透鏡;以及將彼此分離的發光二極 體晶片與基板切割成多個發光二極體封裝結構。 在本實施例中,將彼此分離的發光二極體晶片的ρ 型接觸金屬層接合至基板可使彼此分離的發光二極體晶 片的Ρ型摻雜層電性連接基板。蝕刻隔離層的步驟包括 形成夕個導孔開口以暴露出彼此分離的發光二極體晶片 的η型摻雜層。沉積内連線層的步驟可包括金屬電鍍一 金屬層以填滿導孔開口並形成一電性連接結構於η型摻 雜層〃位於基板上的電極之間。沉積内連線層的步驟 可包括沉積-透明導電層於隔離層上並填滿導孔開口以 形成一電性連接結構於η型摻雜層與一位於基板上的電 極之間。 構包括一基板,包括一接累 片’經由接點接合至基板; 體晶片與基板上,其中隔劍 本發明亦提供-半導體結構的—實施例。半導體結 包括一接點與一電極;一發光二極體晶
0503-A35884TWF/chiaulin 20 201230407 係經由一埋於基板中的穿矽導孔而彼此電性連接。 本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限 定本發明的範圍,任何所屬技術領域中具有通常知識 者,在不脫離本發明之精神和範圍内,當可做些許的更 動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利 範圍所界定者為準。 0503^A35884TWF/chiauHn 21 201230407 【圖式簡單說明】 第u圖㈣本發明—❹個實施例之— ς極體晶片的半導體結構在各晶圓級封裝步驟的剖面 詩nr示本發明之—或多個實施例之第w圖的半 導體釔構中的一發光二極體的剖面圖。 + 第7-8 _綠示本發明另—實施例之 晶片的半導體結構在各晶圓級封裝步驟的剖面圖。一極體 【主要元件符號說明】 100〜半導體結構; 102、l〇2a、102b〜發光二極體晶片; 106〜封裝基板; 112〜發光二極體、發光二極體元件; 116〜頂電極; 120〜導電層; 128、130〜薄介電膜; 134〜薄介電材料層; 140〜隔離層; 114〜承載基板; 118〜底電極; 126〜矽晶圓; 132〜穿矽導孔; 136、138〜金屬結構; 142〜導孔開口、開口; 144〜内連線結構、重佈線路 146〜螢光粉; 152〜p型摻雜半導體層; 156〜多重量子井; 148〜透鏡; 154〜η型摻雜半導體層; 158、16G〜半導體材料膜;166〜半導體結構。 0503-A35884TWF/chiaulin 22
Claims (1)
- 201230407 七、申請專利範圍: 1. 一種製作發光二極體封裝結構的方法,包括: 將多個彼此分離的發光二極體晶片接合至一基板, 其中各該發光二極體晶片包括一 η型掺雜層、—量子井 主動層、以及一 ρ型摻雜層; 於該些彼此分離的發光二極體晶片與該基板上沉積 一隔離層; 姓刻該隔離層以形成多個導孔開口 .,從而暴露出各 該發光二極體晶片的多個部分以及該基板的多個部分; 形成多個電性連接結構於該隔離層上以及該些導孔 開口中,以電性連接各該發光二極體晶片的該n型摻雜 層與該ρ型摻雜層其中之一與該基板;以及 將該些彼此分離的發光二極體晶片與該基板切割成 多個發光二極體封裝結構。 。 2. 如申請專利範圍第1項所述之製作發光二極體 封裝結構的方法,其巾將該些彼此分離的 片接合至該基板的步驟包括: 體曰曰 將該些彼此分離的發光二極體晶片其中之一的一 極接合至1成於該基板上的接點。 封妒!如申請專利範圍第1項所述之製作發光二極體 該穿;導其中該基板包括多物導孔,且各 4等孔耦接該n型摻雜層與該p型摻雜層其中之―。 封^申請專利範圍第1項所述之製作發光二極體 括構W法’ Μ形成該些電性連接結構的步驟包 〇5〇3-A35884TWF/chiauli] 23 201230407 沉積一内連線層,並以該内連線層填滿該些導孔開 口,以形成多個電性導孔至各該發光二極體晶片之被暴 露出的該些部分以及該基板之被暴露出的該些部分。 5. 如申請專利範圍第4項所述之製作發光二極體 封裝結構的方法,其中沉積該内連線層的步驟包括: 於該隔離層上沉積一阻障層; 於該阻障層上沉積一金屬晶種層; 於該金屬晶種層上形成一光阻層; 圖案化該光阻層以定義出一或多個溝槽,以作為一 或多個重佈線路; 金屬電鍍該些溝槽一金屬以形成一或多個金屬重佈 線路並以該金屬填滿該些導孔開口;以及 移除該光阻層。 6. 如申請專利範圍第4項所述之製作發光二極體 封裝結構的方法,其中沉積該内連線層的步驟包括: 於該隔離層上沉積一透明導電層,並以該透明導電 層填滿該些導孔開口。 7. 如申請專利範圍第1項所述之製作發光二極體 封裝結構的方法,更包括: 在將該些彼此分離的發光二極體晶片接合至該基板 之後並在沉積該隔離層之前,自該些彼此分離的發光二 極體晶片其中之一移除一成長基板。 8. 一種製作發光二極體封裝結構的方法,包括: 提供多個彼此分離的發光二極體晶片,其中各該發 光二極體晶片包括位於一成長基板上的一 η型摻雜層、 0503-A35884TWF/chiaulin 24 201230407 一量子井主動層、一 p型換雜層與一 p型接觸金屬層; 將該些彼此分離的發光二極體晶片的該P型接觸金 屬層接合至一基板; 自該些彼此分離的發光二極體晶片移除該成長基 板; 沉積一隔離層於該些彼此分離的發光二極體晶片與 該基板上; 蝕刻該隔離層以形成多個導孔開口,從而暴露出各 該發光二極體晶片的多個部份以及該基板的多個部分; 沉積一内連線層於該隔離層與該些導孔開口上,以 形成多個電性連接結構於各該發光二極體晶片的該η型 摻雜層與該基板之間; 於各該發光二極體晶片上形成一螢光粉層與一透 鏡;以及 將該些彼此分離的發光二極體晶片與該基板切割成 多個發光二極體封裝結構。 9. 一種發光二極體元件,包括: 一基板,包括一接點與一電極; 一發光二極體晶片,經由該接點接合至該基板; 一隔離層,配置於該發光二極體晶片與該基板上, 其中該隔離層包括多個導孔開口以暴露出該發光二極體 晶片的多個部分與該基板的該電極.,以及 一内連線層,配置於該隔離層與該些導孔開口上, 以電性連接該發光二極體晶片與該基板的該電極。 10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體元 0503-A35884TWF/chlaulin 25 201230407 件,其中該接點與該電極係經由一埋於該基板中的穿矽 導孔而彼此電性連接。 0503^A35884TWF/chiaulin 26
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