TW201830735A - 發光二極體晶片之製造方法及發光二極體晶片 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種發光二極體晶片之製造方法及發光二極體晶片，其課題為提供：可得到充分亮度之發光二極體晶片之製造方法及發光二極體晶片者。 　　解決手段為一種發光二極體晶片的製造方法，其特徵為具備：具有形成包含發光層之複數的半導體層於結晶成長用的透明基板上之層積體層，準備於經由相互交叉於該層積體層表面之複數的分割預定線而加以區劃之各範圍，各形成LED電路之晶圓的晶圓準備工程，和於第1透明基板或第2透明基板之至少任一方的表面或背面，對應於該晶圓之各LED電路而形成複數的溝之透明基板加工工程，和實施該透明基板加工工程之後，於晶圓的背面，貼著該第1透明基板的表面之同時，於該第1透明基板的背面，貼著該第2透明基板的表面而形成一體化晶圓之透明基板貼著工程，和實施該透明基板貼著工程之後，沿著該分割預定線而與該第1及第2透明基板同時切斷該晶圓而將該一體化晶圓分割成各個發光二極體晶片的分割工程者。

Description

發光二極體晶片之製造方法及發光二極體晶片
[0001] 本發明係有關發光二極體晶片之製造方法及發光二極體晶片。
[0002] 於藍寶石基板，GaN基板、SiC基板等之結晶成長用基板的表面，加以形成複數層積n型半導體層、發光層、p型半導體層之層積體層，於經由交叉於此層積體層之複數的分割預定線所區劃之範圍，形成複數之LED(Light Emitting Diode)等發光裝置之晶圓，係沿著分割預定線而加以切斷，分割成各個發光裝置晶片，而所分割之發光裝置晶片係被廣泛利用於行動電話，個人電腦，照明機器等之各種電性機器。 　　[0003] 自發光裝置晶片的發光層所射出的光線係具有等向性之故，對於結晶成長用基板的內部亦加以照射，而亦從基板的背面及側面，光線則射出。但在照射於基板內部的光線之中，與空氣層的界面之入射角為臨界角以上的光線係在界面加以全反射而被封閉於基板內部，因未有自基板出射於外部之情況而有招致發光裝置晶片的亮度下降之問題。 　　[0004] 為了解決此問題，為了抑制自發光層所射出的光線被封閉於基板內部情況，而作為呈貼著透明構件於基板背面而謀求亮度提升之發光二極體(LED)，則加以記載於日本特開2014-175354號公報。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0005] [專利文獻1] 日本特開2014-175354號公報
[發明欲解決之課題] 　　[0006] 然而，在專利文獻1所揭示之發光二極體中，經由貼著透明構件於基板背面之時，雖亮度僅些微提升，但有未能得到充分的亮度之問題。 　　[0007] 本發明係有鑑於如此的點所作為之構成，其目的係提供：可得到充分亮度之發光二極體晶片的製造方法及發光二極體晶片者。 [為了解決課題之手段] 　　[0008] 經由申請專利範圍第1項記載之發明時，係提供發光二極體晶片的製造方法，其特徵為具備：具有形成包含發光層之複數的半導體層於結晶成長用的透明基板上之層積體層，準備於經由相互交叉於該層積體層表面之複數的分割預定線而加以區劃之各範圍，各形成LED電路之晶圓的晶圓準備工程，和於第1透明基板或第2透明基板之至少任一方的表面或背面，對應於該晶圓之各LED電路而形成複數的溝之透明基板加工工程，和實施該透明基板加工工程之後，於晶圓的背面，貼著該第1透明基板的表面之同時，於該第1透明基板的背面，貼著該第2透明基板的表面而形成一體化晶圓之透明基板貼著工程，和實施該透明基板貼著工程之後，沿著該分割預定線而與該第1及第2透明基板同時切斷該晶圓而將該一體化晶圓分割成各個發光二極體晶片的分割工程之發光二極體晶片的製造方法。 　　[0009] 理想係以該透明基板加工工程所形成之前述溝的剖面形狀為三角形狀，四角形狀，半圓形狀之任一。理想係在該透明基板加工工程中，前述溝係由切削刀片，蝕刻，噴沙法，雷射之任一而加以形成。 　　[0010] 理想係該第1及第2透明基板係由透明陶瓷，光學玻璃，藍寶石，透明樹脂之任一而加以形成，在該透明基板貼著工程中，加以使用透明接著劑。 　　[0011] 經由申請專利範圍第5項記載之發明時，係提供發光二極體晶片，其特徵為具備：形成LED電路於表面之發光二極體，和貼著表面於該發光二極體之背面的第1透明構件，和貼著表面於該第1透明構件之背面的第2透明構件，於該第1透明構件或該第2透明構件之至少任一方的表面或背面，形成有溝之發光二極體晶片。 [發明效果] 　　[0012] 本發明之發光二極體晶片係因於LED的背面，貼著第1透明構件的表面，而於該第1透明構件的背面，貼著第2透明構件的表面之同時，於該第1透明構件或該第2透明構件之至少任一方的表面或背面，形成有溝之故，自LED的發光層所出射的光則經由第1及第2透明構件與溝而複雜地進行折射，而封閉於第1及第2透明構件內的光則減少，自第1及第2透明構件所出射的光量則增大，而發光二極體晶片的亮度則提升。
[0014] 以下，參照圖面而加以詳細說明本發明之實施形態。當參照圖1時，加以顯示光裝置晶圓(以下，有單略稱作晶圓之情況)11之表面側斜視圖。 　　[0015] 光裝置晶圓11係於藍寶石基板13上，加以層積氮化鎵(GaN)等之磊晶層(層積體層)15所構成。光裝置晶圓11係具有：加以層積磊晶層15之表面11a，和藍寶石基板13所露出之背面11b。 　　[0016] 在此，在本實施形態之光裝置晶圓11中，作為結晶成長用基板而採用藍寶石基板13，但取代於藍寶石基板13而作為呈採用GaN基板或SiC基板等亦可。 　　[0017] 層積體層(磊晶層)15係經由依序使電子則成為多數載體之n型半導體層(例如、n型GaN層)、成為發光層之半導體層(例如、InGaN層)、電洞則成為多數載體之p型半導體層(例如、p型GaN層)磊晶成長之時而加以形成。 　　[0018] 藍寶石基板13係例如，具有100μm之厚度，而層積體層15係例如，具有5μm之厚度。經由於層積體層15，形成複數的LED電路19為格子狀之複數的分割預定線17所區劃而加以形成。晶圓11係具有：加以形成LED電路19之表面11a，和藍寶石基板13所露出之背面11b。 　　[0019] 當經由本發明實施形態之發光二極體的製造方法時，首先，實施準備如圖1所示之光裝置晶圓11的晶圓準備工程。接著，實施於第1透明構件或第2透明構件之至少任一方的表面或背面，對應晶圓之LED電路而形成複數的溝之透明基板加工工程。 　　[0020] 此透明基板加工工程係例如，使用常被知道之切削裝置而實施。如圖2(A)所示，切削裝置之切削單元10係包含：主軸套12，和可旋轉地插入於主軸套12中之未圖示的心軸，和加以裝著於心軸之前端的切削刀片14。 　　[0021] 切削刀片14之切刃係例如，以鍍鎳而固定金剛鑽磨粒之電鑄磨石而加以形成，而其前端形狀係作為三角形狀，四角形狀，或半圓形狀。 　　[0022] 切削刀片14之概略上半分係由刀片蓋(輪套)16而加以被覆，而對於刀片蓋16係加以配設水平地伸長於切削刀片14之深側及前方側之一對(僅圖示1條)之冷卻噴嘴18。 　　[0023] 在此透明基板加工工程中，例如，於第1透明基板21的表面21a，形成伸長於第1方向之複數的溝21a。如圖2(A)所示，以未圖示之切削裝置的夾盤而保持第1透明基板21的背面21b。 　　[0024] 並且，使切削刀片14高速旋轉於箭頭R方向之同時，特定深度切入於第1透明基板21的表面21a，經由將保持於未圖示之夾盤的第1透明基板21，加工傳送於箭頭X1方向之時，經由切削而形成伸長於第1方向的溝23。 　　[0025] {0＞第１の透明基板２１を矢印Ｘ１方向に直交する方向にウエーハ１１の分割予定ライン１７のピッチずつ割り出し送りしながら、第１の透明基板２１の表面２１ａを切削して、図３（Ａ）に示すように、第１の方向に伸長する複数の溝２３を次々と形成する。＜}88{＞將第1透明基板21，於正交於箭頭X1方向之方向，各晶圓11之分割預定線17之間距加以算出傳送同時，切削第1透明基板21的表面21a，如圖3(A)所示，陸續形成伸長於第1方向之複數的溝23。 　　[0026] 如圖3(A)所示，形成於第1透明基板21的表面21a之複數的溝23係亦可為僅伸長於一方向的形態，或者如圖3(B)所示，作為呈將伸長於第1方向及正交於該第1方向之第2方向之複數的溝23，形成於第1透明基板21的表面21a亦可。 　　[0027] 形成於第1透明基板21的表面21a的溝係如圖2(B)所示之剖面三角形狀的溝23，或如圖2(C)所示之剖面四角形狀的溝23A，或者如圖2(D)所示之剖面半圓形狀的溝23B之任一亦可。 　　[0028] 在參照圖2及圖3而說明之實施形態中，於第1透明基板21的表面21a形成複數的溝23，但取代於此實施形態，作為呈形成複數的溝23於第1透明基板21的背面21b亦可。更且，取代於第1透明基板21而作為呈於第2透明基板21A的表面21a或背面21b，形成複數的溝23亦可。 　　[0029] 取代於經由切削而形成複數的溝23，23A，23B於第1透明基板21或第2透明基板21A之表面21a或背面21b之實施形態，作為呈以蝕刻，噴沙法，雷射之任一而形成溝亦可。 　　[0030] 第1及第2透明基板21，21A係自透明樹脂，光學玻璃，藍寶石，透明陶瓷之任一而加以形成。在本實施形態中，係自比較於光學玻璃而有耐久性之聚碳酸酯，丙烯酸等之透明樹脂，形成第1及第2透明基板21，21A。 　　[0031] 在實施透明基板加工工程之後，實施於晶圓11的背面11b貼著第1透明基板21的表面21a之同時，於第1透明基板21的背面21b，貼著第2透明基板21A的表面21a而形成一體化晶圓之透明基板貼著工程。 　　[0032] 在此透明基板貼著工程中，首先，如圖4(A)所示，對於晶圓11之背面11b，將形成有伸長於第1方向之複數的溝23於表面21a之第1透明基板21的表面，呈透明接著劑地接著，如圖4(B)所示，將晶圓11與第1透明基板21作為一體化而形成第1一體化晶圓25。 　　[0033] 接著，如圖5(A)所示，經由透明接著劑而貼著第2透明基板21A的表面21a於第1一體化晶圓25之第1透明基板21之背面21b，形成如圖5(B)所示之第2一體化晶圓25A。 　　[0034] 實施透明基板貼著工程之後，如圖6所示，將第2一體化晶圓25A之第2透明基板21A的背面，貼著於外周部貼著於環狀框體F之切割膠帶T，形成框體單元，實施將第2一體化晶圓25A，藉由切割膠帶T，以環狀框體F而支持之支持工程。 　　[0035] 實施支持工程之後，實施投入框體單元於切削裝置，以切削裝置而切削第2一體化晶圓25A，分割成各個發光二極體晶片的分割步驟。對於此分割步驟，參照圖7而加以說明。 　　[0036] 在分割步驟中，將第2一體化晶圓25A，藉由框體單元的切割膠帶T，以切削裝置之夾盤20進行吸引保持，而環狀框體F係以未圖示之夾鉗而夾住固定。 　　[0037] 並且，使切削刀片14高速旋轉於箭頭R方向同時，切削刀片14之前端則伸至切割膠帶T為止而切入於晶圓11之分割預定線17，自冷卻噴嘴18朝向切削刀片14及晶圓11的加工點而供給切削液同時，經由加工傳送第2一體化晶圓25A於箭頭X1方向之時，沿著晶圓11之分割預定線17而形成切斷晶圓11及第1及第2透明基板21，21A之切斷溝27。 　　[0038] 將切削單元10算出傳送於Y軸方向同時，沿著伸長於第1方向之分割預定線17，陸續形成同樣的切斷溝27。接著，旋轉90°夾盤20之後，沿著伸長於正交於第1方向之第2方向的所有分割預定線17，形成同樣的切斷溝27，由作為成圖8所示之狀態者，將第2一體化晶圓25A，分割成如圖9(A)所示之發光二極體晶片31。 　　[0039] 在上述的實施形態中，對於將第2一體化晶圓25A分割成各個發光二極體晶片31，使用切削裝置，但作為呈將對於晶圓11及第1，第2透明基板21，21A而言具有透過性之波長之雷射光束，沿著分割預定線13而照射至晶圓11，於晶圓11及透明基板21，21A之內部，形成複數層的改質層於厚度方向，接著，賦予外力至第2一體化晶圓25A，在改質層，於分割起點，分割第2一體化晶圓25A成各個發光二極體晶片31亦可。 　　[0040] 圖9(A)所示之發光二極體晶片31係於具有LED電路19於表面之LED13A之背面，貼著具有溝23B於表面之第1透明構件21'，而於第1透明構件21'之背面，貼著第2透明構件21A'的表面。 　　[0041] 圖9(B)所示之第2實施形態的發光二極體晶片31A係於具有LED電路19於表面之LED13A之背面，貼著具有溝23B於背面之第1透明構件21'之表面，而更於第1透明構件21'之背面，貼著第2透明構件21A'的表面。 　　[0042] 圖9(C)所示之第3實施形態的發光二極體晶片31B係於具有LED電路19於表面之LED13A之背面，貼著第1透明構件21'之表面，而更於第1透明構件21'之背面，在表面貼著形成有溝23B之第2透明構件21A'的表面。 　　[0043] 圖9(D)所示之第4實施形態的發光二極體晶片31C係於具有LED電路19於表面之LED13A之背面，貼著第1透明構件21'之表面，而更於第1透明構件21'之背面，貼著於背面形成有溝23B之第2透明構件21A'的表面。 　　[0044] 在上述之實施形態的發光二極體晶片31，31A，31B，31C中，自LED電路19所出射而入射至第1透明構件21'，第2透明構件21A'的光係因在溝23B部分進行折射而入射或出射，而封閉於第1及第2透明構件21´，21A´內之光量則減少之故，自第1及第2透明構件21´，21A´出射至外部的光量則增大，發光二極體晶片31，31A，31B，31C之亮度則提升。
[0045]
10‧‧‧切削單元
11‧‧‧光裝置晶圓(晶圓)
13‧‧‧藍寶石基板
14‧‧‧切削刀片
15‧‧‧層積體層
17‧‧‧分割預定線
19‧‧‧LED電路
21‧‧‧第1透明基板
21'‧‧‧第1透明構件
21A‧‧‧第2透明基板
21A'‧‧‧第2透明構件
23，23A，23B‧‧‧溝
25‧‧‧第1一體化晶圓
25A‧‧‧第2一體化晶圓
27‧‧‧切斷溝
31，31A，31B‧‧‧發光二極體晶片
[0013] 　　圖1係光裝置晶圓之表面側斜視圖。 　　圖2(A)係顯示經由切削刀片的第1透明基板之表面加工工程的斜視圖，圖2(B)~圖2(D)係顯示所形成的溝形狀之剖面圖。 　　圖3(A)係具有伸長於形成於第1透明基板之表面的第1方向之複數的溝之第1透明基板的表面側斜視圖，圖3(B)係伸長於形成在第1透明基板表面之第1方向及正交於第1方向之第2方向，形成複數的溝之第1透明基板的表面側斜視圖。 　　圖4(A)係顯示貼著形成有複數的溝於晶圓背面之第1透明基板之表面的樣子之斜視圖，圖4(B)係第1一體化晶圓之斜視圖。 　　圖5(A)係顯示貼著第2透明基板之表面於第1一體化晶圓之第1透明基板的背面之樣子之斜視圖，圖5(B)係第2一體化晶圓之斜視圖。 　　圖6係顯示將第2一體化晶圓，藉由切割膠帶，以環狀框體而支持之支持工程的斜視圖。 　　圖7係顯示將第2一體化晶圓，分割成發光二極體晶片之分割工程的斜視圖。 　　圖8係分割工程結束後之第2一體化晶圓的斜視圖。 　　圖9(A)~圖9(D)係經由本發明實施形態之發光二極體晶片的斜視圖。

Claims (5)

  1. 一種發光二極體晶片的製造方法，係發光二極體晶片的製造方法，其特徵為具備： 　　準備具有於結晶成長用的透明基板上，加以形成含有發光層之複數的半導體層之層積體層，於經由交互交叉於該層積體層表面之複數的分割預定線所區劃之各範圍，各形成LED電路之晶圓的晶圓準備工程； 　　和於第1透明基板或第2透明基板之至少任一方的表面或背面，對應該晶圓之各LED電路而形成複數的溝之透明基板加工工程； 　　和實施該透明基板加工工程之後，於晶圓的背面，貼著該第1透明基板的表面之同時，於該第1透明基板的背面，貼著該第2透明基板的表面而形成一體化晶圓之透明基板貼著工程； 　　和實施該透明基板貼著工程之後，沿著該分割預定線而與該第1及第2透明基板同時切斷該晶圓而將該一體化晶圓分割成各個發光二極體晶片的分割工程者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之發光二極體晶片的製造方法，其中，在該透明基板加工工程中所形成之前述溝之剖面形狀，係為三角形狀，四角形狀，或半圓形狀之任一。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之發光二極體晶片的製造方法，其中，在透明基板加工工程中，前述溝係由切削刀片，蝕刻，噴砂法，雷射之任一而加以形成。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之發光二極體晶片的製造方法，其中，該第1及第2透明基板係由透明陶瓷，光學玻璃，藍寶石，透明樹脂之任一而加以形成，在該透明基板貼著工程中，加以使用透明接著劑。
  5. 一種發光二極體晶片，其特徵為具備： 　　表面形成有LED電路之發光二極體， 　　和表面貼著於該發光二極體之背面的第1透明構件， 　　和表面貼著於該第1透明構件之背面的第2透明構件； 　　於該第1透明構件或該第2透明構件之至少任一方的表面或背面，形成有溝者。
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