TW201427103A - 螢光粉設置方法及發光二極體製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種螢光粉設置方法，包括：提供晶圓，晶圓包括基板及形成於基板上的磊晶結構，磊晶結構包括第一半導體層、第二半導體層、位於第一半導體層及第二半導體層之間的發光層、形成於第一半導體層上的第一電極及形成於第二半導體層上的第二電極；形成分別覆蓋第一電極及第二電極的分離的光阻結構；在磊晶結構及光阻結構上覆蓋連續分佈的螢光粉；去除部分螢光粉而暴露出光阻結構；及移除光阻結構，此時第一電極及第二電極均暴露在外。此方法可實現螢光粉的均勻分佈，從而防止合成的白光出現偏色的現象。本發明還提供一種發光二極體的製造方法。
Description
本發明涉及一種設置方法，特別是指一種螢光粉設置方法及使用該塗布方法的發光二極體製造方法。
發光二極體作為新興的光源，已被廣泛地應用於各種用途當中。習知的發光二極體是將黃色螢光粉摻雜在覆蓋藍色發光晶片的封裝體內，通過晶片發出的藍光激發螢光粉產生黃光來混合出白光的。由於螢光粉是直接摻雜在封裝體內的，在封裝體尚未固化之前內容易發生局部沉積的現象而導致分佈不均，進而致使藍光與黃光混合不均，使發光二極體發出的白光出現偏色的現象，影響到發光二極體的正常使用。
因此，有必要提供一種能均勻設置螢光粉的方法及應用該設置方法的發光二極體製造方法。
一種螢光粉設置方法，包括：提供晶圓，晶圓包括基板及形成於基板上的磊晶結構，磊晶結構包括第一半導體層、第二半導體層、位於第一半導體層及第二半導體層之間的發光層、形成於第一半導體層上的第一電極及形成於第二半導體層上的第二電極；形成分別覆蓋第一電極及第二電極的分離的光阻結構；在磊晶結構及光阻結構上覆蓋連續分佈的螢光粉；去除部分螢光粉而暴露出光阻結構；及移除光阻結構，此時第一電極及第二電極均暴露在外。
一種發光二極體製造方法，包括：提供晶圓，晶圓包括基板及形成於基板上的多個磊晶結構，各磊晶結構包括第一半導體層、第二半導體層、位於第一半導體層及第二半導體層之間的發光層、形成於第一半導體層上的第一電極及形成於第二半導體層上的第二電極；形成分別覆蓋第一電極、第二電極及基板表面的分離的光阻結構；在磊晶結構及光阻結構上覆蓋連續分佈的螢光粉；去除部分螢光粉而暴露出光阻結構；及移除光阻結構，此時第一電極、第二電極及基板表面均暴露在外;沿著相鄰磊晶結構的位置處切割基板，形成多個獨立的晶粒；各將晶粒固定於底座上；通過打線將各晶粒的暴露出的第一電極及第二電極與基座連接；在基座上形成覆蓋晶粒的封裝層。
由於直接在磊晶結構上覆蓋螢光粉，因而螢光粉的厚度可得到控制，進而分佈地較為均勻，從而確保光線在經過螢光粉的時候能夠均勻地激發螢光粉，使混合出的光線不會出現明顯的偏色現象。
請參閱圖1-5，示出了本發明一實施例的螢光粉設置方法。該方法主要包括以下幾個步驟：
首先，如圖1所示，提供一晶圓10。晶圓10包括一基板20及形成於基板20頂面的多個磊晶結構30。該基板20可由藍寶石、碳化矽等材料所製成，其用於為磊晶結構30的生長提供支撐環境。每一磊晶結構30包括一第一半導體層32、一第二半導體層34、一發光層36、一第一電極38及一第二電極39。本實施例中，第一半導體層32為N型氮化鎵層，第二半導體層34為P型氮化鎵層，發光層36為多重量子阱氮化鎵層。發光層36可受到電流的激發而發出藍光。第一半導體層32形成於基板20頂面，發光層36位於第一半導體層32及第二半導體層34之間。第二半導體層34及發光層36的面積小於第一半導體層32的面積，由此，第一半導體層32在其一側形成未被發光層36所覆蓋的區域360。第一電極38形成於第一半導體層36的未被發光層36所覆蓋的區域360上，第二電極39形成於第二半導體層34頂部，且高於第一電極38。第一電極38及第二電極39均採用金屬材料所製成，以起到良好的導電效果。
如圖2所示，再在晶圓10上形成一光阻層40。該光阻層40由多個分離的第一、第二及第三光阻結構42、44、46組成，其中，每一第一光阻結構42覆蓋一磊晶結構30的第一電極38，每一第二光阻結構44覆蓋一磊晶結構30的第二電極39，每一第三光阻結構46覆蓋基板20頂面位於相鄰二磊晶結構30之間的區域。第一光阻結構42的面積略大於第二光阻結構44的面積，第三光阻結構46的面積略大於第一光阻結構42的面積。第二光阻結構44從第二電極39頂面朝上凸伸，第一光阻結構42從第一電極38頂面朝上凸伸並遠超出第二電極39的頂面，第三光阻結構46從基板20頂面朝上凸伸並略高於第二電極39的頂面。第一光阻結構42、第二光阻結構44及第三光阻結構46的頂面依次下降。第三光阻結構46未完全覆蓋基板20頂面位於二相鄰磊晶結構30之間的區域，因而在第三光阻結構46與二相鄰的磊晶結構30之間形成二間隙200。
如圖3所示，晶圓10上再進一步覆蓋連續分佈的螢光粉50。螢光粉50可由釔鋁石榴石、矽酸鹽等材料製成。螢光粉50可在受到發光層36藍光的激發下發出黃光，進而與藍光合成白光。螢光粉50可通過旋轉塗布的方式形成於晶圓10上，以形成一均勻分佈的層結構。螢光粉50完全覆蓋每一磊晶結構30暴露在外的表面、第一、第二及第三光阻結構42、44、46頂面及側面以及基板20頂面暴露於間隙200內的區域。由於採用塗布的方式將螢光粉50覆蓋在磊晶結構30上，因此螢光粉50的厚度可得到控制，從而使覆蓋住磊晶結構30的螢光粉50保持相當的均勻性。
如圖4所示，再通過化學機械拋光(即研磨)的方式將部分螢光粉50去除。優選地，研磨的深度須控制在一定範圍內而至少使第三光阻結構46暴露出來，並且還需要確保研磨的刀具未觸及第二電極39。本實施例中，由於第三光阻結構46的頂面略高於第二電極39的頂面，因此在去除部分螢光粉50恰使第三光阻結構46的頂面暴露出來之後，第二光阻結構44將未被完全除去而在第二電極39的頂面殘留一極薄的部分，第一光阻結構42被研磨掉一大半而在第一電極38頂面殘留一小部分。此時，第一光阻結構42、第二光阻結構44及第三光阻結構46均暴露在外。可以理解地，研磨的深度還可更進一步，直接將第二光阻結構44完全去除而恰好暴露出第二電極39的頂面。此時第一光阻結構42殘留在第一電極上38的部分更少，第三光阻結構46的頂部也被消去一小部分。由於通過研磨將部分螢光粉50去除，因此剩餘的螢光粉50的頂面均保持在同一平面上。即是說，剩餘的覆蓋住第二半導體層34頂面的螢光粉50的厚度一致，從而使作為主要出光面的第二半導體層34頂面覆蓋均勻的螢光粉50。經由發光層36發出的光線從第二半導體層34頂面出射之後，可均勻地激發螢光粉50，從而使合成的白光具有較高的均勻度，避免偏色的現象發生。
如圖5所示，再將晶圓10浸入溶劑當中，將第一、第二及第三光阻結構42、44、46完全去除。此時基板20頂面的相應區域202、第一電極38的頂面及第二電極39的頂面均暴露出來。如果在上一個步驟當中第二光阻結構44被完全研磨掉，那麼在此步驟當中僅有第一及第三光阻結構42、46被溶解去除。
如圖6所示，再將經過步驟1-5所得的半成品切割，形成多個獨立的晶粒100。切割的位置優選在基板20頂面從螢光粉50中暴露出的區域202，以避免切割到螢光粉50。
如圖7所示，之後再將各晶粒100固定至一底座102上，並通過導線104將暴露出的第一電極38及第二電極39與底座102連接。
如圖8所示，最後，在底座102上形成一封裝層106，以覆蓋晶粒100及導線104，從而對晶粒100及導線104起到保護作用。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10．．．晶圓
100．．．晶粒
102．．．底座
104．．．導線
106．．．封裝層
20．．．基板
200．．．間隙
30．．．磊晶結構
32．．．第一半導體層
34．．．第二半導體層
36．．．發光層
38．．．第一電極
39．．．第二電極
40．．．光阻層
42．．．第一光阻結構
44．．．第二光阻結構
46．．．第三光阻結構
50．．．螢光粉
圖1示出本發明一實施例的螢光粉設置方法的第一步驟。
圖2示出螢光粉設置方法的第二步驟。
圖3示出螢光粉設置方法的第三步驟。
圖4示出螢光粉設置方法的第四步驟。
圖5示出螢光粉設置方法的第五步驟。
圖6示出經過圖1-5所示的步驟之後得出的半成品應用於製造發光二極體的方法的步驟。
圖7示出接續於圖6所示的步驟之後的下一個步驟。
圖8示出製造完成的發光二極體。
20．．．基板
34．．．第二半導體層
38．．．第一電極
39．．．第二電極
42．．．第一光阻結構
44．．．第二光阻結構
46．．．第三光阻結構
50．．．螢光粉
Claims (10)
- 一種螢光粉設置方法，包括步驟：
提供晶圓，晶圓包括磊晶結構，磊晶結構包括第一半導體層、第二半導體層、位於第一半導體層與第二半導體層之間的發光層、位於第一半導體層上的第一電極及位於第二半導體層上的第二電極；
在第一電極及第二電極上分別覆蓋分離的光阻結構；
在磊晶結構及光阻結構上覆蓋連續分佈的螢光粉；
去除部分螢光粉而暴露出光阻結構；
去除光阻結構而使第一電極及第二電極均暴露在外。 - 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在去除部分螢光粉的過程中，第一電極及第二電極上的光阻結構被部分去除。
- 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中第一電極及第二電極均在去除光阻結構的步驟之後才暴露在外。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在去除部分螢光粉的過程中，第二電極上的光阻結構被完全去除，第一電極上的光阻結構被部分去除。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中第二電極在去除部分螢光粉的步驟之後就暴露在外，第一電極在去除光阻結構的步驟之後才暴露在外。
- 如申請專利範圍第1至5任一項所述之方法，其中磊晶結構的數量為多個，在第一電極及第二電極上覆蓋光阻結構的過程中，相鄰磊晶結構之間的基板表面也覆蓋有光阻結構。
- 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中基板表面的光阻結構、第一電極上的光阻結構及第二電極上的光阻結構的高度依次上升。
- 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中基板表面的光阻結構在去除部分螢光粉的過程中也暴露出來，並且在去除光阻結構的過程中也一同被去除。
- 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中基板表面的光阻結構與相鄰的磊晶結構之間形成間隙，間隙在覆蓋螢光粉的過程中被螢光粉所填充。
- 一種使用如申請專利範圍第6項所述的螢光粉設置方法的發光二極體製造方法，進一步包括：
沿著相鄰磊晶結構之間的位置切割基板，形成多個獨立的晶粒；
各將晶粒固定於底座上；
通過打線將各晶粒的暴露出的第一電極及第二電極與基座連接；
在基座上形成覆蓋晶粒的封裝層。
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