TWI292961B - Semiconductor device and an optical device using the semiconductor device - Google Patents

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TWI292961B TW092121642A TW92121642A TWI292961B TW I292961 B TWI292961 B TW I292961B TW 092121642 A TW092121642 A TW 092121642A TW 92121642 A TW92121642 A TW 92121642A TW I292961 B TWI292961 B TW I292961B
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Asakawa Hideo
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S362/00—Illumination
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Description

1292961 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明與液晶顯示、面板計量表、指示計光、表面發射 光學開關等之背光中使用之發光裝置有關。本發明亦與光 學感測器等之光學接收機中使用之光接收機裝置，以及採 用發光裝置或光接收裝置之光學裝置有關。 【先前技術】 半導體單元可做為發光單元或光接收單元。半導體裝置 亦可包含用以保護發光單元及/或光接收單元免受外部環 境侵擾之支撐部，以及連結用之引線電極。 當做為發光裝置時，發光二極體可藉由將來自發光單元 之光線組合，而發射在白光範圍具高強度之混合光，磷光 體則可吸收光線並以不同波長發射光線。具有以陣列設置 之發光一極祖之光源已為各種領域中使用。在此發光二極 體中，可將發光單元固定於稱之為封裝之支撐構件，俾容 納發光裝置。例如表面固接發光裝置具有垂直面向發光裝 置固接表面之發光裝置發光表面。此裝置可以近乎平行於 封裝表面發光，如日本之無前例之專利申請案第 2000-196153號中所揭。 此外’已知光源中’光線係自發光二極體經由進光面引 至半透明構件。發光二極體固定於進光面。接著經由半透 .明構件導引光線，並自半透明構件之輸出表面萃取之。這 二光源包g平面型光源諸如液晶顯示之背光。 吕 【發明内容】
85143-950526.DOC 1292961 封裝之外型包括在絕緣基底材料上之薄膜電極。絕緣基 底材料在高溫下大幅收縮而難以維持基底材料之均勻外型 。此外，由於此型封裝採用薄膜電極，故釋熱率隨著封裝 之大小縮減而減。因此，封裝具有以樹脂射入製模形成之 模體，俾使發光裝置輕薄短小並改善裝置裝置釋熱率。此 封裝係由射入製模製成，故可將引線電極插入封裝中。 形成封裝後，彎折引線自封裝侧面突出部分，以利故接 封裝於固接基底。 可置放半導體單元之引線電極易於製作且可較封裝尺寸 大。得以改善半導體單元之熱傳導。但以射入製模形成封 裝時，產生彎曲（形成）時之容忍度，造成不宜獲得大量均 勻外型。故當固接複數個發光裝置於外部支撐構件或光學 構件而需一定精確度時，外部支撐構件或光學構件即需不 同外型，以與不同外型之封裝相符。 因此’本發明已設計解決上述問題。故本發明之一目的 在&供種半導體裝置，及大量生產時採用具優良固接效 率之半導體裝置之光學裝置。 依本發明之半導體裝署 _、 叙置具+導體早元，以及具有收納該 半導體單元之凹處之# # 支心構件。引線電極尖端部之主表面 暴露於凹處之底表面中。去 、 叉知構件 < 王表面於遠離凹處處 分別具有至少一第一 Φ矣二π 面及一第二主表面。依此配置， +導體裝置之主表面例上 、/、疋外型，致使該裝置與其它 光學構件或外邵支撐部相 付而具咼可罪性及高精確定位。 此外，支撐構件之第二φ 王表面具凹處及/或突出體較佳。
85143-950526.DOC 1292961 主表面=、以黏著物固接其它構件於發光侧。可於第二 之凹處中。口黏著物以避免黏著物流入用於收納半導體構件 性質。乂此、、'構可達成牢固附接而不影響裝置之光學 以環繞於一凹陷之外辟 出體外型較佳。此辟可^ 弟二主表面上之凹處與突 ^ k免黏著物流出並可使所製發光裝 :二它構件或支撐構件之單元所束。 。另二I *王表面使《具凹槽而得以更精確置放裝置較佳 放構件之外型使之與該凹槽相符，達成此精確相對置 半導體單元可為且磕本赠、 /、先组<發光單元，而該磷光體包含 組成之群中之至少一元辛 Tb、EU、以、In、與^ 、、 、 y 兀素，並以選自稀土元素之至少一元 =化。依此配置’藉由合併自發鮮元發射之光線即可 狁传混合色光，並自磷光體發射波長轉換之光線。 此外，半導體早元可為具磷光體之發光單元 體包含N;選自Be、MgmBa&Zn之至少_=先 及選自^卜^^謂之至少-元素：及為選 自：土元素之至少-元素活化。依此配置，藉由合併：； 先早兀發射《光線即可獲得混合色光，並自戟體發射波 長轉換《光線。再者’可改善混合色光之色彩表現性。 在本發月中’半導體單元可為發光單元。所提供之半 體裝置可具有包含層疊結構之半導體之發光單元。此結構 具有配置於具N側電極之氮化物半導體之；^型接觸層與具p
85143-950526.DOC -7- χ292961 =極之氮化物半導體之㈣接觸層間之氮化物半導體之 。_接觸層在電極形成侧上包括具有具p側電極之 眩層豐結構之第一區’以及異於第—區之第二區。第 :區具複數個突出體，丨中就發光單元之剖面圖觀之，突 出體《頂部配置使之與P型接觸層較接近，而非主動層。 =由配置使發光單元之縱向平行於料之凹處之底面之 ^向’即可獲得較薄之發光裝置。此外，亦可改善萃光效 羊，因而達成具高可靠性之發光裝置。再者，以剖面觀之 ’自N型接觸MP型接觸層之突出體 4置本發明’光學裝置包含半導體裝置以及導引來自半導 4置《光線與導引光線至半導體裝置之半透明構件。半 透明構件包括適於進人半導體裝置之主表面之進光部。 具此配置’即可以較高精確度固接複數個發光裝置於半 透明構件’並可避免發光裝置與半透明構件相交處之光線 外&。因而得以大量製造具優良可靠性及優良光學性 面型光源。 【實施方式】 施行各種測試後，本發明人尋獲利用插入型封裝改善半 導骨a裝置固接之方式。該封裝包含具抗熱變形特徵之部位 ，爰得以相對於其它構件置放該封裝。亦即，在本發明^ ’支撐部具有與凹處相鄰之至少_第—主表面，俾將半導 體單元罩於其中’此外’並具有與第一主表面相鄰且自第 主表面偏移之第二主表面。因具有至少兩主表面，顧得 以相對於其它構件置放該封裝。 于
85143-950526.DOC 1292961 將參閱隨附圖式描述本發明，其中本發明之較佳且體實 施_以範^之’尤其是發光裝置之範例。圖卜5顯示依 本發明（發光裝置之概略透視與剖面圖。此外，圖 則顯示依本發明之製模製程之概略剖面圖。 本發明之發光裝置具有數個具體實施例。例如，如圖ia 所示，以整合製模形成封裝卜使得正負電極2之末端部得 以插入封=中。於封幻之第一主表面u上形成凹處，以 收、内發光早TC4。正負電極2之末端部位於凹觸底表面且相 互隔離，同時露出個別主表面。正負電極2間之間隙填充有 絕緣製模材料。 此處’在本說明書中之術語"主表面"係指與發光單元發 光侧相同侧之發光裝置表面。此外，在發光裝置之主表面 上形成之發光表面之配置不以圖1A所示矩形為限，可如圖 6所κ橢圓形。具此配置，即可使發光表面積最大，同時 使得構成凹處之侧壁之機械強度得以維持。此結 光裝置光線於較廣面積。 插入本發明之發光裝置之正負電極，使其自封裝側端突 出。引線電極之突出部向後彎曲而遠 :垂直於主表面之固接表面—此處之固接=: 裝义王表面垂直並與凹處之較長侧平行之表面。在 中’本發明之發光裝置屬可發錢乎平行於_表 線之侧邊發光型。 ^ 本發明中使用之封裝以括於主表面中 内壁8所界定之凹處。可由封裝之主矣1 為封裝< 由封裝《王表面中《側壁形成遠離
85143-950526.DOC 1292961 凹處（步1¾。更特別I之，可於與凹處相鄰之至少一第一 主表面1 a及較第一主矣品T k u ^ 王表面la低一階或向下豎立之第二主表 面1b間配置侧壁。亦即，於第—主表面與第二主表面間形 成步階。此步階無需虚筮_ 弟王表面足較長侧垂直。只要該 步1¾可促進本發明 < 半導體單元裝置相對於外部支撐部或 光學構件之安裝或搭配，則該步階與半導體單元之縱向可 具夾角。此外，步階外刨Z 、 少I自外型不以罘一王表面18與第二主表面 lb間（單壁為限’而可具第三主表面、第四主表面等，且 其間具有數個侧壁。艢闵认A❻Μ ^ 卸因於此配置，利用至少第一主表面 Λ第lb ’即可均勾達成裝置與其 相對定位。 于销* 1卞< 學構件諸如具特定外型之透鏡於裝置，或藉由組 =發m裝置與導光板而組成之表面發光源，可促 ;與提昇依本發明之發光裝置之光強度，並獲得所要之光 ::生貝：此時藉由在光學構件上提供可符合或匹配主表 則外型<外型，其中主表面具有緊密相連之至少第—主 r:::與Γ主表面…即易於猜確組成光源。因而可獲 u炎艮大量生產率及優良光學性質之光源。 此外，雖然在本具體實施例中 面la盥楚、* 义王表面具有在第一主表 力—王表面關之步階，本發明不以具步階之 '、-。亦可具有第一主表面1 a與第-主 吊一王表面lb連續之幸矣 =如圖UA與18B及下列進—步敘述。藉由其 構件心固接表面’以符合連續而其間無空間之第―：：子 a與弟二主表面.本發明提供之發光裝置具有可安裝= 85 ^3-950526.000 •10- I292961 l光學構件之優良容量。 依圖ΠΑ與ΠΒ所示具體實施例，以支 突出物lb界定第二主表面。無 1兩端上（ 出物lb。可在適於置放半導體裝置之任何位置形成之。 突出物lb亦無需垂直延伸至支撐構件之較長側。亦可以 =於較長側呈對角延伸之槽取代突出物，示如圖與 士此外’如圖18A與18B所示，第一主表面肖第二主表面連 續且具夾角。在凹處之各侧上之第一主表面與第二主表面 間具分隔線。在封裝上分隔第二主表面與第一主表面之兩 刀隔線無需為直線《這些分隔線（或表面介面）亦可為曲線 。類似地，在具體實施例中，分隔第一主表面與第二主表 面之分隔表面偏移時，無須為平坦狀。這些表面亦可為曲 面0 圖19A與19B及圖20A與20B分別顯示所形成之第二主表 面為環形凹處或突出物之具體實施例。凹處或突出物無需 為環形。亦可為包含多邊形在内之其它外型。 此外，凹處與突出物可為環形槽外型，如圖22A與22B所 示，或可為上昇環形壁，如圖23 A與23B所示。亦可採用不 同外型之槽、壁及/或凹處。 圖24A與24B所示具體實施例中，第二主表面包含突出物 ’諸如環形或橢圓形突出物。 圖25A與25B所示具體實施例中，第二主表面包含凹處， 諸如環形或橢圓形凹處。 85143>950526.DOC -11- 1292961 圖26A與26B所示具體實施 甲罘一王表面包含哭出物 ，其而封裝之相對側間具夾角延伸。 、如亡述具體實施例中所示，亦可將半導體位置、黏著物 :黏耆性及其它因| ’納入設計本發明之第一主表面與第 一主表面所界定組態之考量。 圖Μ.顯示依本發明之具ft實施例之封裝！之製模 製程《概略剖面圖。本發明之封裝之製模製程述如下列步 驟⑷至⑷。⑷首先，藉由穿透一金屬板而形成之引線框μ 夹万、具大出體< 模27與具孔穴之模28間。引線框24位於以 ，哭出體之模27形成之樹脂密封空間中。模28具孔穴，使 知引、，泉框24之尖端部彼此相對且以預定間隔隔離配置。⑻ 接著，如所示，由於具有封裝製模構件26之射入方向29， 固得以將封裝製模構件26射入在樹脂密封空間之方向中形 成之穿孔中，並以封裝製模構件26填充於樹脂密封空間。 (c)接著將封裝製模構件26加熱使樹脂固化。（幻首先，移除 具孔穴之模28，並於推進方向3〇向係接腳撞擊（pin_kn〇ck) 表面 < 第二主表面lb移動推進構件25。接著字句突出體之 模2 7移出封裝1。 如上述’以依本發明之發光裝置中使用之射入製模形成 之封裝係先於模中形成。接著以配備於模中之推進構件25 諸如針等使封裝1自模中脫離。 但在脫離封裝時，封裝之製模構件溫度仍高而易於因外 力形變。例如：在以凹處中之引線電極之主表面做為接腳 撞擊表面之情況下，製模構件之弱機械強度可能導致引線
85143-950526.DOC -12- 1292961 電極2之錯位或形變。造成發光單元4之傾斜固接，使得發 先裝置因而無法以相同方向定向發光。因此，需於封裝i <表面上配置接腳撞擊表面。 、在發光裝置尺寸縮減之情況下，須將封裝之末端部配置 為接腳撞擊表面。但在將封裝1自製模之模脫離時，可能仍 未硬化。若係如此，當製模材料為接腳撞擊時，可能會有 卩刀被向内推。在接腳撞擊表面位於與凹處相鄰之第一主 表面《上表面上<情況下，被推回之製模材料可能向反射 表面偏移此過k導致光反射表面形變’且可能對發光裝 置之光學性質造成不利影響。 相對地，依本發明之發光裝置具有依序自包含發光表面 j凹處向外配置之第一主表面la與第二主表面lb。因此， 藉由配置第二主表面lb4接腳撞擊表面，即可使封裝自模 脫離。此舉可避免凹處形變並可大量生產，不會導致對發 光性質之不利影響。 又 並未特別限定依本發明之第二主表面115之配置。在第二 ;表面lb上具上升部lc較佳，設定上升部Ic之高度使之車： 第一主表面la低亦較佳。依此配置，當固定依本發明之發 光裝置於其它構件時，可增加第二主表面lb與黏著構件等 間之接觸面積，藉以強化黏著強度。此外，如圖2_4所示， 形成上升部1c之外壁使之環繞一凹陷較佳。當以黏著構件 填充凹陷且其固定於光學構件等時’外壁可壁面黏著構件 向引線電極2或第一主表面丨a流動。如此形成之發光裝置具 有優良可靠性及優良光學性質。此外，亦可於利用製成^ 85143-950526.DOC -13- !292961 驟（d)移出封裝n此 <冋時，藉由推壓推進構件25於第二主表 面1b而形成在第-士生 布一王表面lb上具突出體lc之配置 〇 本發明之封紫^ b 衣1具有可收納發光構件4之凹處。並未特別 限定凹處内 、 外型。在固接發光單元4之情況下，使内壁 為錐形壁較佳，1 士 ^ w 八千其内徑向開孔拓寬。此配置致使自發 光:凡4之末端面發射之光得以通過光線觀察表面。此外， 可藉由在凹虛> ^ <内表面上鍍金屬如Ag等而增加光反射功 能，以增加光反射率。 、^依本發明之此具體實施例之發光裝置中，發光單元4 、、上述开y成之封裝丨之凹處中。接著填充半透明樹脂於 凹處，俾以密封部3覆蓋發光單元4。 下列敘述中，將更詳細描述本發明之具體實施例之生 產製程及個別部件。 製私1 ·形成引線電極 在本具體實施例中，第一製程包含拉曳一金屬片以形成 具有複數對正副引線電極之引線框。接著於引線框表面施 行電鍵操作。此外，於部分引線框上可具懸掛引線，以於 自引線電極形成步驟至發光裝置分隔步驟之生產製程期間 支撐封裝。 引線電極2 在本具體實施例中之引線電極2為供應電力予發光單元 並可於其上固接發光單元之電導體。特別言之，可以整合 製模形成引線電極2,使得引線電極之—端得以插入封= ，且另-端得以自封裝之-表面突出。此夕卜插入電極2 85143-950526.DOC -14- 1292961 之末端部之主表面暴露於封裝中之凹處之底表面。 雖然除與傳導性相關者外，並未特別限定引線電極、 料’與構成與半導體單元及傳導凸塊6之電氣連結 、、 ° 導線5 足艮黏著性及良電傳導性仍屬所需。舉一電阻值範例， 微歐姆-公分或更低較佳，3微歐姆_公分或更低更佳。二、 足這些條件之材料而言，以採用鐵、銅、含鐵之銅、本“ 之銅，及鍍金或銀之鋁、鐵或銅較佳。 在對應於一部分封裝之壓縮金屬長片之各部中，置放正 電極之一末端面使之與負電極隔離並與負電極之一末# 相對。在本具體實施例中，並未於末端部之表面暴露於^ 處之底面之引線電極2施行特定製程。但藉由在凹處之縱向 方向上之軸之任-侧上具備至少_對穿孔，即可強化鱼製 模樹脂之接合強度。 、 製程2 :形成封裝 在本具體實施例中，封裝！可固接一發光單元4。封裝！ 可充作支撐構件，以固定固接發光單元4處之引線電極2。 封裝！亦可使發光單元4及導線5免受外在環境侵擾。 接著將上述金屬長片歸具凹處之模⑽具凸出體之模 27間，接著封模。經由具凹處之模之背面處之閘，將製模 構件射入密封模產生之孔穴中。上述孔穴對應於封裝之外 型。在本具體實施例中，用以塑形製模樹脂部之模具有在 封裝之主表面上之步階。此結構具有具第—主表面u與位 :較第-主表面u低之步階且較第一主表面u遠離凹處之 第二主表面1 b之封裝1。补从 ,. 外’以穿越方向與樹脂射入模之
85343-950526.DOC •15· 1292961 方向疊合之方式，將壓縮金屬長片插入具凹處之模28與具 凸出體之模27間較佳。依此金屬長片配置，可將樹脂填充 於正負電極之末端部形成之空間中而不具間隙。此配製亦 可避免製模樹脂流出至任一主表面上。 此外，在懸掛引線位於引線框上之情況下，如圖3A所示 ，所形成之封裝1在對應於懸掛引線之末端部之外型之側面 上具凹處。在整個生產製程期間，懸掛引線亦可支撐封裝。 製模材料 並未特別限定本發明中採用之封裝之製模材料
液晶聚合物、聚苯二τ酸醯氨樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇 (PBT)等及其它已知熱塑型樹脂。當採用具高熔點晶體之半 結晶性聚合物樹脂諸如聚苯二甲酸醯氨樹脂時，即可獲得 t大表面能及與凹處中之密封樹脂或導光板具良黏著之封 =故當封裝凹處與密封樹脂冷料，可避免其間之介面 :之製=+可將白色顏料物質諸如鈦氧化物等混合於封 使得：此、；俾提升自發光晶片發射之光之反射效率。
板，並將具突出體之模中之接腳推向 ^開 於此時形成内捏與接腳頭弟-王表面。 避免黏著材#I囡柱壁。此圓柱壁可 其它構:=成二時利用黏著材料等固定發光裝置於 了達成黏著力之提升。 I % 3 :固接半導體單元 接著固定半導體單元於暴露 I引線電極2。在本、中形成之凹處底面 實施例中’將以發光單元之範例閣
85143-950526.DOC ·* 16 - 1292961 釋半導體單元。但在本發明中採用之半導體單元不以發光 單元為限，可為光偵測器、靜電保護單元（基納二極體 或由至少這些單元之二之組合製成之單元。 發光單元4 舉一本發明中之半導體單元之範例，可做為半導體單元 者為諸如發光單元、光接收單元等。在本具體實施例中之 半導體單元亦可為充作發光單元用之LED晶片。 並未特別限定本發明之發光單元4。在同時採用螢光材料 <情況下，採用具有可發射得以激發螢光材料之波長之光 之主動層之半導體發光單元較佳。舉一種此半導體發光單 元之範例，可採用各種半導體諸如ZnSe或GaN。但發射 足以激發螢光材料之短波長光之氮化物半導體 (InxAlyGai.x.yN ’ 〇以’阶’ X+Yd)較佳。若屬所需，氮 化物半導體可具硼或磷。
舉一半導體結構之範例，均質結構、異質結構或具MU 接面、PIN接面或P-N接面之雙異質結構均可採用。可視半 導體層中之材料或混合晶體之程度選擇多種發光波長。此 外，主動層可屬單井結構或多井結構，形成為發生量子效 應之薄膜。 在採用氮化物半導體之情況下，以諸如藍寶石、尖晶石 ic、Si、Zn0、（}aN等做為半導體基板之材料較佳。採 用藍寶石基板較佳，俾形成具良結晶性且可有效大量生產 之氮化物半導體。可以·VD料藍f石基板上形成氮化 物半導體。例如可於藍寶石基板上形成諸如GaN、A1N、
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GaAIN等’並可^其上形成具p_N接面之氮化物半導體。此 外，可於形成半導體層後移除基板。 具有採用氮化物半導體之ρ·Ν接面之發光單元之範例包 含=雙異質結構，其中糊鎵氮化物之第—接觸層、ν型 銘鎵氮化物之第一包覆芦# 覆層銦銥虱化物《主動層、Ρ型鋁鎵 =二二包覆層及Ρ型鎵氮化物之第二接觸層在緩衝 二型傳二在不具摻雜之雜質下’氮化物半導體顯 ,°4形成具所要性質諸如改良之發光效率之Ν 物半導體，隨意引入_摻雜物諸如Si、Ge、Se、
Te、C等較佳。施士 士 α 換曰又，為形成P型氮化物半導 型接雜物諸如 Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba^=_p 由於不易僅藉由摻雜P型摻雜物而 為。型’在諸如於掛鋼中加熱或以電漿照射 雜物後，處理此半導體較中引入掺 晶圓為晶片，俾可押得奇m成'極後’切副半導體 由諸如_等材料m之發料元。此外， ^丁表风 < 絕緣保護膜， ，其覆蓋除暴露之各電極之接合 整:：“:製成 配置，即可獲得具高可靠性之 :早疋。故以此 之 為利用本發明之發光二極體發射白„。 光之波長大於等於4。。奈米到二光單元發射 於等於㈣奈米且小於等於例奈、。心场佳，大 與螢光材料之互補色彩關係 这些軌園係考量 ，波長大於等於45。奈米且小於等二::部脂之退化等。此外 發光單元與勞光材科之激發與發射效率^佳，以改善 此外，主要發射
85143-950526.DOC 1292961 波長奈米而位於紫外線區或短波長範圍之可見光 '發光單a ▼併同相對上不易因紫外線光而退化之構件 使用。 以拍斜（flip tip)法固接在本具體實施例中之發光單元4 時，因在發光面侧無障礙物遮蔽發射，故可獲得均勾發射 。此万法包含在相同面側上之—對電極或凸塊6,並使之面 對暴露於封裝之凹處中之一對引線電極。除傳導性外，並 未特別限定凸塊6之材料。凸塊6包含發光單元之正負電極 ^正負/丨線電極之電鍍材料中所含之至少一材料較佳。在 具體實施例中，於各引線電極2上形成Μ凸塊，並致放 各凸塊6與各引線電極2使之彼此相對。接著以超音波焊接 接合這些單元。 说不同^塊形成製程之—範例而言’ ^接合導線之一邊 緣邵後，藉由切劍接線可獲得一螺栓凸塊’俾留下接線之 邊緣邵。在另_劁& 士 、A ^， I私中，於形成所要罩圖案等後，可藉由 至屬沉積獲得凸嫂 φ 凸鬼此外，可先提供凸塊於發光單元之電 圣側或T分別提供凸塊於引線電極側及發光單元側。 一 _卜田以拍斜法固接時，經由次固接而固接較佳。圖7
顯示經由依本發明A 又一具脱貫施例之次固接而固接發光二 極體4 <概田各诱访闽 ?見圖。在拍斜法中，發光單元與經由凸塊6 :《〃電極間之介面亦因熱應力使得引線電極2滑動 而導致分離。讲从 卜不易使㈣似於發光單元之正負電極 間之空間 < 正备3丨占 ” W、，泉琶極之相對末端部間空間變窄。因此
85243-950526.DOC -19- 丄292961 達成發光單元對引線雷 適當之封裝材料，可;^穩定連結。藉由選擇最 但利用、 ⑷刀此類問題解決至-定程度， 之可靠度之進_步改善。 ^，即易於達成發光裝置 傳導構件12提供之料圖案位於次 ，俾自面對發光單元4側延伸至 土 刻法，可蚀女 士引、、泉電極2側。利用蝕 】忐了使各傳導圖案間空- 間一樣窄。次固接基板u之材料tr 負電極間空 趨近較佳，諸如在氮《半導44=⑽與發光單元4 此材料即可減低次固接基== 應。式杏、，、 /、發先早兀4間 < 熱應力效 "/者，以可充作靜電保護單、 固接基㈣之材料較佳。此外 彳，格^^做為次 為傳導構件12較佳。再者除了’二具高反射率之銀或金做 響之部八外、Λ 除了會對發光單元4造成負面影 二'刀外，於次固接基板之表面上之凹或凸圖案中具孔 較<。此配置致使發光單元4 <鸿仔以有效自次固接釋 二：次固接基板11之厚度方向上，在次固接基㈣中形 爲，二穿孔較佳’並延伸上述傳導構件12於穿孔之内 土，俾可進一步釋熱。此 •tm m 在尽具粗實施例中之次固接 導=:圖案及引線電極’因此傳導圖案得以經由 導線連結至引線電極。 w 為改善發光裝置之可靠性，可於發光單元與次固接之正 間使用下填充。亦可於發料元之正負電極與 义封K凹處底部之引線電極2間之間隙中使用下填充。 可以熱塑型樹脂諸如環氧化物樹脂做為下填充之材料。
85143-950526.DOC -20- 1292961 2 乂下填充中（熱應力，可於環氧化物樹脂中混合銘氮 物及其合成混合物。所需下填充量係足以填 无發光早兀之正負電極與次固接間之間隙之量。 利用包含膠結材料諸如Au、共猿合金鲜錫（Ausn、pb 、無錯銲錫等之超音波接合法製作於次固接上形成之傳導 圖案與發光單元4之電極間之連結。並可利用膠結材料1〇 諸如Au糊、Ag糊等製作s人；分, 以月守I作万^入固接上形成之傳導圖案與引線 電極間之連結。 導線5 利用黏晶固定發光單元4於引線電極之-後，即得以導線 5連結發光單元之各電極。在此並未特別限定黏晶中使用之 膠結材料，得採用絕緣黏著物諸如環氧化物樹脂、Μη 合金、含傳導材料之樹脂或玻璃等。心為傳導材料較佳 。經膠結後得利用㈣％至9嶋§含量之Ag糊達成具優良 熱輻射及低應力之發光裝置。 對導、、泉5而p馱姆接點、機械連結性及電與熱傳導率之 優良性質係屬所需。就熱傳導率而言，G()1卡/(秒）(平方公 分）(〇C/公分）或更高較佳，〇·5卡/(秒）（平方公分）(c>c/公分） 或更咼更佳。此外，就效率觀點而言，導線直徑大於等於 10微米或小於等於45微米較佳。 在包含螢光材料及製模構件之塗佈部之介面處之導線易 脫離，但不包含螢光材料。即使塗佈部與製模部材料相同 ，咸信因熱膨脹差，使螢光材料成為造成脫離之禍首。因 此，導線直徑大於等於25微米較佳。為擴大發光區及易於 85143-950526.DOC -21 > 1292961 導線得為金屬 之接線。 處理之故’導線直徑小於等於35微米較佳。 諸如金、自、鉑、鋁等或這些金屬之合金製 製程4 :密封 接者提供密封構件3,錢發光單元 藉由密封構件3之填充㈣、*卜在承境影響 俾 密 、；’于11 <凹處而施行密封|职 覆蓋發光單元4虚導岭s 口西， ，，ΑίΑ 要密封構件3-填充於凹處， 封構件3即開始硬化。 知 密封構件3
^了需半透明外，並未特別限定密封構件3之材料 可承义天候情況並具優良性^ 環氧化物樹脂、尿辛心& 树月曰諸切樹脂 之-之混成：：τ樹脂或至少具有這_ 4糾寺’均可做4密封構件3。此外， 不以有機材料為限。亦可採 玻璃切膠凝體4者，可^多材科諸， ，諸如择尸豳丨摭止 。^^材料製作密封構件 …卜擴光劑、鋇鈦化物、鈦氧化物 、碎氣化你、-容y丨k 站乳化ή 一虱化矽、碳酸氫鈣、碳酸劈 些材料之一之混合物。 Η至n
此外’得以所要型式製作宓 封構件3之透鏡性^ _ ^ 側，達成1 況下，得藉由密封構件之几做為光接收單元之捐 ^ 彝件配置強化光接收裝置之斂咸泠 俾於光接收單元之放向上料與聚集光線。例如· =、， 封構件塑形為凸面鏡或凹面鏡。此外，密封構件將密 圓外型或這些外型之某些組^ ㈣件亦可具擴
85143-950526.DOC -22- 1292961 螢光材科 在本發明中 材料或有機材料製:::::::發光單元，可採用無機 件中或其週邊，諸如發光單元材材料可用於各部 万填充或封裝。例如：螢二牛、黏晶構件、下 稀土元素。 +可包含無機螢光材料中之
對於具稀土元素之螢井丄 、Lu、s 而耳，可採用包含選自由Y a d、Tb與Sm組成之群中之至少一元 及選自由A卜Ga與。組成之群中之至 _ ’、 螢光材料。特別言之，本且I#實雜 $ '、之石榀石型 井触奉”把實施例中採用之鋁-石榴石磷 為包含A1 與選自由 Y、Lu、Sc、La、Gd、Tb、Eu、 =、In、與Sm組成之群中之至少—元素，並以選自稀土元 素（至少—元素活化1自發光單元發射之可見光或紫外 線激發磷光ff，使磷光體因而發^例如：除下敎銘氧 化物鱗光體（YAG磷光體）：％ 9心。Q5Ai5(^、 Y2,〇Ce〇,5Tb〇,5Al5012 > Y2,4Ce〇,5Pr,〇lAl5〇12 . Y,9〇Ce〇,5Pr〇,5Al5〇12 等之外，均可採用。可採用其中不只兩種不同成分之釔-鋁氧化物磷光體，其各具以Ce或Pr活化之γ。 此外，本發明中採用之氮化物磷光體為含^^;選自Be、 Mg、Ca、Sr、Ba與Zn之至少一元素；及選自c、Si、Ge、
Sn、Ti、Zr與Hf之至少一元素，並以選自稀土族元素之至 少一元素活化之磷光體。此外，本具體實施例中之採用之 氮化物磷光體係吸收自發光單元發射之可見光或紫外線之 磷光體或YAG磷光體，並導致此磷光體發射光線。氮化物 85143-950526.DOC •23- 1292961 磷光體之範例包含（Sro.wEuo.i^SisN8、（CaowEuo.oiAShNe 、（Sr〇.679Ca〇.29lEu〇.〇3)2Si5N8 等。 以下將詳述各磷光體。 釔-鋁氧化物磷光體 在本具體實施例之發光裝置中之螢光材料採用以铯活化 之釔鋁氧化物磷光體，其為具半導體之主動層之半導體發 光單7G所發射之光所激發，並可發射不同波長光線。特別 言之，可以YA103:Ce、Y3A15〇12:Ce(YAG:Ce)或Y4Ai2〇9:Ce 及适些化合物之混合物做為釔鋁氧化物磷光體。釔鋁氧化 物磷光體中可具Ba、Sr、Mg、以與以之至少一元素。此外 ’可接由添加Si而控㈣料料之粒子大小，以限制晶體 長成反應。在本說明書中，應將_活化之免銘氧化物^ 光體廣義解釋為包含具以性f之榮光材料，而以選自由 ^.^㈣^組成之群中之元素之—取代部分或所 有紅’或以Ba、T1、Ga與1岐―或兩元素取代部分或所有 ^ lI2Urd1.z)3Al5〇
(其中〇<也）表示之光致發光螢光材料，或以^ (Re丨-aSma)3Re’5〇丨2:Ce(其中牝a<】，叱卜】，Re係選自、 W、La與Se之至少_元素，Re|則係選自^ 一7表示之光致發光勞光材料。上述螢光材料具石相 =其性質為抗熱、光與濕，並可調整使其激發 =值波長約為4㈣米。此外，#光材料 射 長约⑽奈米且向奈米範園_之廣發射 =
85143-950526.DOC -24- 1292961 於光致發光螢光材料之晶體中加入Gd，即可改善在46〇 奈米或更高之長波長範圍之激發照明效率。增加Gd各量即 可使學值發射波長向較長波長偏移，且整體發射頻 較長波長偏移。亦即當需要更偏紅光之發射時，藉由增加 Gd之取代度即可得之。換言之，當Gd含量增加時，光^發 光螢光又光線中之藍光傾向減弱。若有所需，除Ce外可具 Tb、Cu、Ag、Au、Fe、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、丁i、恥、 Pr等。 此外，以Ga取代釔鋁石榴石螢光材料中之部分μ，即可 使發射波長向較短波長偏移。換言之，以Gd取代γ，即可 使發射波長向較長波長偏移。當以〇(1取代部分γ時，在研 磨比中，限制取代之Gd低於1 〇〇/。，同時調整Ce之取代度為 〇·〇3至1.0較佳。當取代之Gd低於2〇%時，發射中之$成 分較高且紅色成分較低。但藉由提升Ce含量，即可補償發 射中之紅光成分’並可在不降低照度下達成所要色調。依 此配置即可獲得所要之勞光材料溫度特徵，藉以改善發光 二極體之可靠性。當調整歧發光榮光材料以包含較高紅 色成分時，亦可發射合成色諸如粉紅色，藉此致致所形成 之發光裝置具優良色彩表現性。 人用以製作此光致發光螢光材料之未加工材料係以嫌 口: Y、^、⑹G之氧化物方式製成，或可為易於 在高溫下轉換為這些氧化物之具化學計量比之Y、Ga、Gd 〃 Ce為未加工材料之化合物。亦可藉由在酸中分解具 化子计里比〈稀土族元素γ、㈤與Ce ;以草酸沉澱並烘製
85143-950526.DOC -25- 1292961 該沉澱而得到沉澱之氧化物 而製作混合物材料。 及接著將之與鋁氧化物混合 氟加工材料與充作助熔劑之適當量之氟化物諸如鋇 風化物或純㈣合，並置於㈣中，於135(Μ4 氣中;工 、 μ時，以得到鍛燒材料。接著將該鍛燒材 以球磨機置於 ~ 、中洗准、7刀離、烘乾，最終過濾，以獲 此外’以兩步驟施行上述烘製較佳。第—步驟包本於办 f中或錄稀薄之大氣巾烘㈣純料之未加工材料及; 1 H驟包含於稀薄大氣下供製。些微稀薄之大氣 係‘至> 具有為自混合未加工材料形成所要螢光材科之反 含氧量°藉由在些微稀薄之大氣中施行第一烘 製步驟直到完成所要之勞光材料結構，即可避免勞光材料 交暗及其吸光效率之變差。 此外n製步驟中之稀薄大氣係指稀薄大氣之稀薄 私度較上述些微稀薄大氣鬲。因此，採用如上述產生之螢 光材料之發光裝置得以達成為獲得具所要色狀光線所需 又磷光體量。亦可獲得具優良萃光效率之發光裝置。 矽氮化物螢光材料 此外，藉由吸收諸如自發光單元發射之可見光、自其它 螢光材料發射之紫外線或光線等光線激發而發光之螢光材 料均可採用。特別T之，添加Μη之矽氮化物螢光材料，諸 如 Sr-Ca-S卜Ν··Ειι、Ca-Si-N:Eu、Sr-Si-N:Eu、Sr-Ca-Si-0-Ν ••Eu、Ca-Si-OUu及 Sr-Si-〇-N:Eu，均可做為部件單元。 δ5143-950526.DOC -26- 1292961 以通式 LxSixN(2X/3+4Y/3):Eu 或 LxSiy02N(2X/3+4Y/3-2Z/3):Eu(其 中L為Sr、Ca之一、Sr或Ca)表示上述螢光材料。在通式中 ，X=2、Y=5或X=1、Y=7較佳，但為其它任意數亦可。 更特別吕之’採用添加Μη並以通式（SrxCabX)2Si5N6:Eii 、Sr2Si5N8:Eu、Ca2Si5N8:Eu、SrxCabxShN^En、SrSi?]^。:Eu 或CaSi7N1G:Eii表示之螢光材料較佳。但，螢光材料亦可包 含選自由 Mg、Sr、Ca、Ba、Zn、B、A卜 Cu、Mn、Cr及 Ni組成之群中之至少一元素。^與以之比例亦可隨需求而 變。此外’可於化學式中納入Si，俾以低價提供具優良結 晶性之螢光材料。 當以Eu2+做為具鹼土族金屬之矽氮化物之主晶體之催化 劑時，採用自Ειΐ2〇3移除〇之材料較佳，諸如元素Eu或銪氮 化物。但不以添加Μη之情況為限。添加Μη可加速Eu2+之擴 散，並藉以改善照明效率諸如照度、能量效率及量子效率 'Μη係在未加工材料中，或在生產製程中做為元素或化合 物。接著隨未加工材料一併烘製。但在烘製後，Μη即不在 基本成分元素中，或與其初始含量相較比例變少。此係因 Μη於烘製製程中散逸所致。 此外’藉由納入選自由Mg、Sr、Ca、Ba、Ζη、Β、Α1、 Cu、Μη、Cr、〇及Ni組成之群中之至少一元素，即易獲得 照度改善之大微粒螢光材料。此外，B、a卜Mg、Cr及Ni 均具抑制後流動之性質。 上逑氮化物螢光材料吸收部分藍光並發射自黃光區至紅 光區之光。此具有發射黃光之螢光材料諸如YAG螢光材料
85143-950526.DOC -27- 1292961 料與發射藍光之發光單元之組合，致使發 于藉由混合在黃至紅光區之光與藍光而發射具溫 白光。發射在白光區之混合光之發光裝 之色彩溫度下’可增加接近4。之特定彩色表現 接著將描述依本發明之Μ材料（(SrxCaix)2Si5N6^之 生產方法。惟生產方法不以所述方 包含Μη與〇。 …限。上述勞光材料
Sr與Ca之未加工材料為底。以素㈣G為未加工材料 較佳’但化合物諸如硫亞氨錢基化合物均適用之。此外 ，可將B、Ai、Cu、Mn、Al2〇3等納入〜與ca之未加工材料 中。Sr與Ca之未加工材料係在氬氣中之凹套盒中之底。平 均顆粒直徑自約(M微米至15微米較佳’但不以此範圍為限 ° Sr與d純度以2N以上較佳，但不以此等級為限。為改 善混合狀態，所使用之未加工材料之製備，可藉由製作至 少金屬Ca、金屬Sr與金屬Eu之一之合金，接著形成氮化物 化合物並將所形成之氮化物化合物研磨為之。 以Si未加工材料為底。利用元素Si較佳，但氮化物、硫 亞氨、氨基化合物等均適用之。例如Si3N4、Si(NH&、Mg2Si 等均可。si純度為3N以上較佳，但亦可納入化合物諸2如1 Αία。Mg、金屬硼化物（C〇3b、Ni3B、CrB)、鎂氧化物、 H3B04、B2〇3、Cu20、CuO等。亦可以Si為凹套盒中之氬戋 氮氣中之底。其程序與Sr及Ca之未加工材料相同。Si化合 物之平均微粒直徑自約〇·1微米至15微米。 85143-950526.DOC -28- 1292961 接著’可於氮氣下施行Sr及Ca之氮化物化合物之形成。 其反應式分別如下列化學式。 3Sr + N23Sr3Ny(化學式 1) 3Ca + N2々Ca3N2”*(化學式 2) 自600°C至900°C下，於氮氣中施行Sr及Ca之氮化物之形 成5小時。Sr及Ca之氮化物可一併或個別形成。Sr& ca之氮 化物具高純度較佳，但亦可採用市售材料。 接著’可於氮氣下施行Si未加工材料之氮化物之形成。 其反應式如下列化學式3。 3Si + N2=>Si3N4."(化學式 3) 自800 C至1200°C下，於氮氣中施行si之氮化物之形成5 小時。本發明中使用之矽氮化物具高純度較佳，但亦可採 用市售材料。 表Sr Ca或Sr-Ca之氮化物施行研磨。Sr、Ca或Sr-Ca之 氮化物為凹套盒中之氬氣或氮氣中之底。 類似地，對Si之氮化物施行研磨。亦可以Eu化合物EU2〇3 為底。至於Eu化合物，採用銪氧化物，但亦可採用金屬銪 、銪氮化物等。採用高純度之銪氧化物較佳，但亦可採用 市售等級者。研磨後，鹼土族金屬之氮化物、矽氮化物及 銪氧化物之平均直徑自約微米至15微米。 上述未加工材料可包含至少一選自由Mg、Sr、ca、Ba 、Zn、B、A卜Cu、Mn、Cr、〇及Ni組成之群中之元素。 亦可於下述混合製程中，以預定化合比混合上述元素諸如 Mg、Zn及B。亦可個別添加上述元素於未加工材料中^但
85143-950526.DOC -29- 1292961 常加入其化合物。此類化合物包含H3B〇3、Cu203、MgCl2 、MgO.CaO、Al2〇3、金屬硼化物（CrB、Mg3B2、A1B2、MnB) 、B2O3、Cu2〇、CuO等。 研磨後，可混合Sr、Ca或Sr-Ca之氮化物及Eu化合物Eu2〇3 ，並添加Μη。由於這些材料之混合物易於氧化，故在凹套 盒中，於氬氣或氮氣中施行混合製程。 最終，於氮氣中烘製Sr、Ca或Sr-Ca之氮化物、矽氮化物 及Eu化合物Eu2〇3。藉由添加Μη而烘製，即可獲得以通式 (SrxCaHhShN^Eu表示之螢光材料。改變各稀土材料之化 合比（混合比），即可改變所得螢光材料之組成。 管狀熔爐、緊密熔爐、高頻熔爐、金屬熔爐等均可供烘 製之用。施行烘製之溫度範圍可自12〇〇。〇至17〇〇。〇，但自 1400°C至i7〇〇°c範圍更佳。 至於烘製，一種單步驟烘製方法中之熔爐溫度漸增，於 1200 C至15〇〇°c施行烘製數小時較佳。但亦可採用一種兩 =驟烘製方法（多階段烘製），其中於800<)(：至1000。〇下施行 第一步驟’且熔爐溫度漸增；並於1200t至1500<t下施行 =二烘製步驟。利用硼氮化物（BN)製之坩鍋或船形容器烘 製螢光材料之未加工材料較佳。除硼氮化物外，亦可 礬土（Al2〇3)坩鍋。 利用上逑製程即可獲得所要之螢光材料。 匕外並未特別限制可發射淡紅光且於本具體實施例中
使用 < 螢光材料，並可包含例如Y202S:Eu、La202S.Eu ' CaS:Eu、“。 U rS:Eu、ZnS:Mn、ZnCdS:Ag、A卜 ZnCdS.Cu、
85143-950526.DOC 1292961 A1等。 可發射淡紅光之磷光體之典型代表為如上逑產生之鋁石 2石鱗光體及氮化物磷光體。可料些在發光單元周圍形 ^鱗光體㈣單-磷光體層中，其中可納人不止兩種鱗 ，=或可將之納於兩層鱗光體中，丨中各層均包含一或 =光體。以無機半透明構件諸如半透明樹脂或玻璃為 黏耆物，精由亂射或印刷版印刷形成磷光體層。 不可採用之方法為固定半導體發光單元於支撐構件後， 始形成磷光體層。亦可採用之方法為在半導體晶圓上形成 鱗光體層，繼而切合為晶片。亦可採用兩種方法之組合。 依此配置’即可獲得自不同種_㈣發射之光構成之混 口光:為改善自各螢光材料發射之光之混合並降低光之不 均勻度’各種磷光體均具相近平均直徑與外型較佳。此外 ’配置氣化㈣光體使其距發^單元較YAG磷光體為近較 佳。此作為之考量在於氮化物磷光體吸收部分自yag鱗光 體轉換波長之光。依此配置，氮化物磷光體即不會吸收部 分自YAG磷光體轉換波長之光。因此，與混合納入yag磷 光體與氮化物鱗光體之情況相較，混合光之色彩表面性。 驗土族金屬卣素磷灰石螢光材料 亦可採用一種以EU活化之鹼土族金屬自素磷灰石螢光材 料，包含以Μ表示並選自Mg、Ca、Ba、心與〜之至少一元 素，以及以表示並選自Mn、Fe、^與Sn之至少一元素 。此組成致能產生可發射高照度白光而具良大量生產率之 發光裝置。尤其是以Eu活化並具至少…^與^之一之鹼土族
85143-950526.DOC -31 - 1292961 金屬画素稱灰石勞光材料，具有優良光性質及天候能力。 此外，螢光材料可有效吸收自氮化物半導體發射之發射光 譜中之光。此外，該螢光材料可發射白光，並可依其組成 調整白光範圍之區域。再者，螢光材料吸收紫外線並發射 高強度之黃或紅光。此外，可包含鹼土族金屬鹵素磷灰石 螢光材料之一範例諸如鹼土族金屬氯磷灰石螢光材料。 在以通式（]\41.?^£11)(]\4、）10(?〇4)6(^2(其中]^係選自]\4§、€汪 、Ba、Sr與Zn之至少一元素，μ，係選自Mn、Fe、Cr與Sn 之至少一元素，Q則係選自F、Cl、Br與I之至少一元素， 0·0001^^0·5，0·〇〇1^^〇·5)等代表鹼土族金屬由素磷灰石 螢光材料之情況下，發光裝置可發射混合光並可達成良大 量生產率。 此外’除鹼土族金屬（I素磷灰石螢光材料外，在納入選 自 BaMg2Al16〇27:Eu、（Sr，Ca，Ba)5(p〇4)3Ci:Eu、SrAi2〇4:Eu 、ZnSiCu、Zn2Ge04:Mn、BaMg2Al16〇27:Eii、Mn、Zn2Ge04:Mn Y2〇2S.Eu、La2〇2S:Eu及 Gd2〇2S:Eu之至少一螢光材料之 情況下，即可精細調整光色調。再者，可以相對簡單之配 置達成具優良色彩表面性之白光。此外，除如外，勞光材 料可包含 Tb、Cu、Ag、An、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Ti及
Pr等。 此外，本發明中使用之螢光材料之微粒直徑範圍自1微米 至1 00¼米軟佳，範圍自〗5微米至3 〇微米更佳。微粒直徑小 於15微米之螢光材料傾向形成聚集體，並密集沉澱於液態 樹脂中，因而降低光傳遞效率。
85143-950526.DOC -32- 1292961 在本發明中，此 螢光材料避免，# 先阻礙可利用不具此傾向之 徑在本發二2改善發光單元之輸出。此外，微粒直 率性質，並且廣巳^之勞光材科具優氣光吸收與光轉換效 良光性質之勞:材/長°故藉由納入巨大微粒直徑之優 學值^、Γ η將接近發光單元所發射之光之 绎值波長 < 波長有效轉換。 2在本發明中之微粒大小係指自大量基底微粒大小分 、侍數值。以雷射繞射散設法測量微粒分布獲得大量基 :大】刀布。特別·g·之，當週遭溫度為2 量為⑽時，各材料均分散於濃度鳩之六偏賴卜·、= 以雷射繞射散射型裝置（SALD_2000A，Shimadzu c卿烟 !微粒大小範圍自0.()3微米至微米之微粒大小分布。在 本說明書中之中間直徑係指在大量基底微粒大小分布中之 累增大小分布值為50%處之微粒大小。本發明中使用之螢 光材料之中間直徑自15微米至5G微米較佳。此外，納入具 高頻率速率並具上述範圍之中間直徑之螢料料較佳，i 為20%至50%較佳。利用上述具低程度微粒直徑變動之螢= 材料，即可避免光色分布之均勻度不足問題，並可獲得可 發射令人滿意之光色調之發光裝置。此外，螢光材料外型 類似本發明中使用之分散劑者較佳。本說明書中使用之類 似外型係指微粒中之環形誤差之差小於2〇%(環形誤差=與 微粒投影面積相等之圓之圓周長/微粒投影之周長）。環形 偏差係指與完美圓形趨近程度之差異。故分散劑擴散之光 以及激發螢光材料發射之光於理想狀態下混合，藉以達成 85143-950526.DOC -33- 1292961 更均勻發射。 製程5 :分離為各發光裝置 接著切割引線框至各電極之連結部，以形成分離之個別 發光裝置。此外，諸如圖3八與6所示封裝丨，係利用於先前 形成之封裝之侧凹處9支撐封裝之懸掛引線形成，形成後即 移除引線枢之支撐。採用懸掛引線導致得以於各對電極上 同時施行該形成製程’因而減少形成發光裝置之步驟數， 並增加生產率。
製程6 ··形成引線電極2 接者沿封裝侧面彎曲自封裝！之末端面突出之正負電極 俾形成J幫曲型接觸端子。此處之引線電極2之接觸端子 係與固接基底之傳導圖案接觸之部分引線電極，因 電連接。 在本：體實施例中，在正引線電極與負引線電極係自 面之久要軸側之末端面突出之情況下，將突出 =王表面相反之封裝背㈣曲較佳（見於例如圖
發光模桿接之發射側之不利影響，俾可施 先裝置對接線基底之固接。此外 極2，俾自封裝j 耵止負5丨、，泉 綠命打、.表面《長轴側之末端面突出。藉由 ，，泉％極 < 哭出部之向垂直 x射面之面"考曲（見於例如 舖矣而「基底上之連結端子與傳導圖案之. 觸：面區：此配置導致固定電連結與精確固接。 ，猎由彎曲引線電極之突出部，即可避免發光裝， 在施行再液動製程時自暫卩了避免發先裝」 "恶固接面向上推，如此-來，,
85143-950526.DOC -34- 1292961 f裝置即可暫時固接於固接基底上。當以此方式f曲引線 匡而形成連結端子部時，配置使得在固接面側上之製模構 件《壁面與引線電極之暴露面近乎共面較佳。依此配置， 即可穩接發光裝置於固接基底構件上。 再者接觸场子邵之結構不以j彎曲型為限，其可為其它 結構諸如海鷗翼型。 … 在本具體實施例中，所形成之露出引線電極之側面周圍 =域為具預定圓錐角之錐形較佳，如圖3與6所示。因此，
歸：於引線電極2之彈性，藉由f曲引線電極2至接近侧面 疋私度，即易於以為穩定固接發光裝置而設 角度形成連結端子部。 仃所奴 可依上述製程製造本具體實施例之發光裝置。 將如此形成之發光裝置以預定間距置於固接基底上，俾 建乂電傳導。接線基底之基底構件具優良熱傳導率較佳， 如以銘為基之基板、以陶《為基之基板等。此外，基板表 面具低熱基傳導率’諸如玻璃環氧化物基板或㈣基板，
並以利用;4塾、熱通路等提供熱釋放較佳。此外，可以傳 導構件於發光二極體與接線基底間建立電傳導，諸如銲錫 。®將熱釋放列入考量時，以採用銀糊較佳。 半透明構件 發月中可於發光裝置之發射側或光接收側上製作 可精確匹配半透明構件之入光部諸如透鏡或堅固型半透明 樹脂製之導光板或破璃等之配置。此處在本說明書之"入_ 發先邵係於半透明構件中形成，俾將來自半導體裝置之光
85143-950526.DOC -35- 1292961 導向所要万向，或將光導引至半導體裝置，其並係光線自 半導體裝置進入邵位。在某些情況下，此部位稱之為，，入光 部”。其亦係光線向半導體裝置發射部位（在某些情況下， 稱之為π發射部’·）。 在本具體實施例中之半透明構件係用以反射與折射光線 《構件，俾將引入該構件中之入射光導引於預定方向自發 光裝置發射。半透明構件亦將引入半透明構件之光釋出， 同時將預足強度分布加諸於光中。此外，在其它具體實施 例中<半透明構件係將來自光接收裝置之外側聚光之構件 ，其中光線係於光偵測器之方向上進入半透明構件。 本具體實施例之特別處在於發光裝置中採用之半透明構 件，具有分別引入自發光裝置發射之入射光之部分。引入 光線之部位之内壁具有與本模式之發光裝置之至少一與第 一王表面相接之固接面，及至少一與第二主表面相接之第 二固接面。此外，可將引入入射光之部位配置為匹配在圖5 所示發光裝置之主表面上形成之凹槽部13。 如上述，依本發明，藉由具備可隨時產生大致固定外型 之製模構件，並藉由提供可定位其它半透明構件之製模構 件之表面上之配置，即可製造具良製程良率而具所欲光學 性質之光源。 平面型光源 具導光版與發光裝置之光源可為平面型光源。在此平面 型光源中，光線自引光部進入導光板之側面，並自另一側 面離開。 85143-950526.DOC -36 - 1292961 本具體實施例之導光板係扁平狀半透明構件，其利用構 件内壁上之光線反射而以預定方向導引自發光裝置發射之 光線，並自預定面將光線釋放至扁平狀半透明構件外。特 別τ之，本具體實施例之導光板係具釋光面之扁平狀導光 體，可做為液晶顯示之背光等之平面型光源。 至於導光板之材料，以具優良光穿透率及良製模性質者 較佳。有機構件諸如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、非晶系 聚缔：脂、聚苯乙晞樹脂等，或無機構件諸如玻璃等均 可知用。此外，光學導光板之表面具不高於25微米之輪廓 不規則較佳（比較日本工業標準）。 女裝此導光板以配置固接面，使其設置與發光裝置主表 面相對之引光部。至於導光板之安裝方法，諸如以螺絲、 黏著接合：烊接等易於定位與固定接合者之栓牢方法均可 知用。可依所要規範或需求選擇特定方法。 在本具體實施例中，可以黏著物將封裝之第二主表面及 導光板《末端面栓牢在—起。亦可於本發名之平面型光源 上提供擴散片。故本發明亦可做為直接型背光之光源，以 月八匕構m擴散片等^擴散片之選擇對導光板之 产 :與性能具關键影響。因此，依所要規範與需求，於各種 十月況下施行擴散片之選擇與評估較佳。 在本具體實施例中，厚2G毫米具優良熱阻之聚碳酸 光板使用㈣0微米厚之擴散片，模糊值自88%至辦 可降低各光源間之不均勾光分布，並可達成均勾發射。可 將此擴散片直接載於導光板上，或以焊接為之。當將一覆
85143-950526.DOC -37- 1292961 盖透鏡置於光源上時，亦可縣 τ 了將擴政片置於覆蓋透鏡與導光 板間而固定之。擴散片盥導 ^ 、 等光板間距離介於0毫米至1〇毫米 較佳。最常做為擴散片女★ 、 ^《材科用者係PET。然而擴散片不 以此材料為限，但應可抵抗發 — ^ · *發光一極月重產生之熱導致之形 變或損害。 並且在整個區域上 如此所得之平面型光源可均勻發光， 之照度南。 範例 下列範例進-步詳細闡釋本發明，但無以之為限之意。 範例1 圖1A與1B所示係表面固接型發光裝置。發光單元4係具 In〇.2Ga0.8N半導體主動層之氮化物半導體單元，其單色發射 學值為475奈米之可見色。詳述之，LED晶片之發光單元4 係由流動TMG(三甲基鎵）氣體、TMI(三曱基銦）氣體、氮氣 及摻雜物氣體製成，並形成瞭VDM程中之鎵氮化物半導 體層。賴氮化物半導體或？型半導體之層係藉由㈣物氣 體SiH4與CpsMg間切換而形成。 、圖8係本具體實施例之LED晶片平面圖，圖㈣係取自_ 之破折線AA’之LED晶片概略剖面圖。 本範例之LED晶片之單元結構係依序於藍寶石基板“上 形成。該等層包含未摻雜之氮化物半導體之GaN緩衝層； 其上具N型電極之以摻雜之N型GaN接觸層16;為摻雜之氮 化物半導體之GaN層；及具多重量子井結構之主動層以， 其包括5組依序形成之GaN障壁層與111〇^]^井層；以及在該 85143-950526.DOC -38- 1292961
等5組層上之障壁層。並於主動層17上依序形成做為1^1§掺 雜P型包覆層之AlGaN層1 8及做為Mg摻雜p型接觸層之p型 GaN層19。此外，在低溫下，於藍寶石基板14上形成GaN 緩衝層1 5。此外，在形成這些層後，於下大於等於4 〇 〇下 ，將P型半導體退火。 藉由在相同面側上之蝕刻，暴露藍寶石基板14上之氮化 物半導體之P型接觸層19與N型接觸層16。接著利用尺11與以 於P型接觸層19上施行濺鍍。因而形成具有諸如圖8所示圖 案之擴散電極20。擴散電極2〇包括兩種不同類型長條帶。 其一向外延伸自形成P侧墊電極21處朝向LED晶片外緣。另 一則向LED晶片外緣延伸並具沿第一形長條帶向外分支之 部分路徑。 更詳述<，依本具體實施例之擴散電極2〇包括兩群長條 ^第群包含數條平行於晶片之兩外緣延伸之長條帶， 且其相互於P側墊電極21附近連結在一起。第二群包本自p 側墊電極2丨沿對角線Α·Α，延伸之對角部’以及自上述對角 邵分支之兩群長條帶。這兩群長條帶分別平行於上述兩外 緣延伸。以此方式製作擴散電極2〇，於擴散電極2〇中流動 之電流即得以向外散佈於ρ形接觸層19上廣大區域。因而得 以提昇LED晶片之照明效率。 此外，利用W、Pt與Au於擴散電極2〇及一部份N型座電極 22上施行濺鍍製程，以依序形成簡/Au順序之層。如此即 得以同時形成ρ側塾電極2咖側座電極22。此處藉由同時 形成p側墊電極2mN側座電極22，即可縮減形成電極之製
85143-950526.DOC -39- 1292961 程步驟數。 此外，亦可在整個P型氮化物半導體表面上形成做為半透 明電極之ITO(銦（In)與錫（Sn)之複合氧化物）、Ni/A1金屬薄 膜等後，於一部份半透明電極上形成!^〗〗墊電極21。 在刻劃如上述製作半導體晶圓後，藉由外力分隔晶圓而 製作半導體發光單元之各LED晶片（折射率為2.5)。 於厚0· 15毫米之含鐵之長銅金屬框上施行穿透。所製框 含引線，故引線框具有複數對正負電極。一對正負電極將 分別插入封裝中。此外，於鉛框表面施行鍍Ag，以改善光 學反射率。 接著，預設一對正負電極2於模中，接著倒入熔化之聚磷 苯二甲烯胺樹脂。樹脂通過所設定之閘朝向封裝丨底部。而 後樹脂硬化並形成如圖1A所示封裝。 將封裝整合製模，俾具可收納發光單元之凹處，並於凹 處底部露出正或負電極表面。此外，封裝之主表面侧具有 於：壁之主表面中形成之步階。第一主表面la與凹處相鄭 ，第二主表面lb則與第一主表面13相鄰並偏移。此外，引 線電極2分別自次要軸方向中之封裝側邊突出，並向内繞發 光二極體背侧摺疊。背側係與封裝丨之主表面相反側。* 以環氧化物樹脂固定LED晶片於引線電極2之主表面。开； 成封裝i使得引線電極2之主表面於凹處底部露出。接著藉 由主要自Au製成之導線5連結固定之㈣晶片之電極與^ 裝1之凹處底部中露出之各電極。 接著製備密封構件3。首先，將重量百分率3%之碳酸鐵
85143-950526.DOC -40- 1292961 (折射率1.62、平均微粒大小為丨.0微米，做為擴散劑時之油 吸收率為70毫升/1〇〇克（折射率162))納入重量百分率 含量之苯基甲基矽樹脂（折射率153)。以轉動循環混合器混 合孩材料5分鐘。接著將該樹脂材料置於室溫下3〇分鐘，俾 將因攪動產生之熱釋出並使樹脂材料穩定。 將以上述方法所得之固化材料填充於封裝丨之凹處至與 凹處之頂表面齊平。最終，在7(rc下，於固化材料上施行 熱處理3小時，接著為丨5〇〇c下丨小時。藉此熱處理於發射表 面形成一凹陷，沿頂表面向其中央觀之，其外型近乎為對 稱拋物、.泉。此外，密封構件3包括分為兩層之硬化之固化材 料。弟一層具高擴散劑，第二層則具低或不具擴散劑。 led晶片表面為第一層所覆。第一層係自凹處底部至 ㈣晶片表面連續形成較佳。此配置之功在於自LED晶片 發射 < 光線具高萃光效率且光線具優良均勻度。 如此所得《發光裝置可於其主表面上精確承載各類 構件。 範例2 士圖2A與2B、圖从與把及圖_4B顯示本範例中之發光 裝置S 了封裝i《第二主表面化上具有外環形壁I。外，發 光裝置係以與範例丨中相同方式製成。 /利用配，置於外壁_側之黏著劑接合㈣於其他構件所 7成、本範例之發光裝置，具優良可靠性與高品質附接， 同時仔以避免黏著劑經外壁流出至凹處中。 範例3
85143-950526.DOC 1292961 圖A興2B、圖3A與3B及圖4A與4B顯示本範例中之發光 ^置。除了於各LED晶片之電極上形成如凸塊及採用施行 超:波接合製作與暴斜封裝之凹處底部中之各引線電極 <電連結之浮晶法外，發光裝置係以與本發明之其它範例 中相同方式製成。 本發明之發光裝置可達成與以上範例中所述類似效果， 此外，並得以提升釋熱與萃光性。 範例4 士圖2A與2B、圖从與⑼及圖4讀卿員示本範例中之發光 裝置。在範例4中，除了於製模構件中添加勞光材料7外， 發光裝置係以與範例3中相同方式製成。 -勞光材料<製作，係以化學劑量比例於酸中分解稀土族 素γ Gd|^ Ce ’接著以草酸使溶液沉搬。將 材料所得之沉殿之氧化物與銘氧化物混合得到未加上 料混合物。接著將該混合物與充作助熔劑之用之鋇氟化物 混合’並在1400t之空氣下’於坩鍋中烘製3小時，以得到 烘製材料。接著以球磨機將烘製材料置於水中，洗濯與分 離、烘乾’最終_ ’藉以獲得具8微米主直徑之勞光材: ’以通式(Y°，995Gd〇.005)2.75〇Al5〇12:Ce0.250表之。 將重量百分率5.5%之勞光材料（折射率…)之加入碎樹 脂合成物（折射率叫後，以轉動循環混合器使該合成物混 合5分鐘。將以此方式所得之固化材料填充^處中，至盘 凹處之頂表面齊平為止。最終’於抓下對該合成物施^ 熱處理2小時，接著為i 5〇〇c下丨小時。
85143-950526.DOC -42- 1292961 因而製成之發光裝置可發射自發光單元發射之光血 光材料（吸收自發光單元發射之錢q目異波長發射）發射 之勞光之混合光。纟上述方式所得之發射表面亦具凹陷， 沿頂表面向其中央觀之’其外型近乎為對《物線。當將 此裝置併同導光板使㈣’即可改料引人射光至導光板 之效率。 範例5 除了自封裝之長軸側之侧面露出正負電極，及垂直於發 射面彎曲或摺疊暴露面外，此範例之發光裝置係以與其它 範例相同方式製成（例如圖4A)。 可將本範例之發光裝置固接於具良穩定度之固接基底。 範例6 如圖5所示，除了沿第一主表面之邊緣形成凹槽13外，本 範例之發光裝置係以與其它範例相同方式製成。 本發明之發光裝置可改善附接與固接LED於其它構件之 精確度。 範例7 圖10與圖11分別顯示本範例中之平面型光源之範例之概 略透視圖與概略剖面圖。 本範例之平面型光源包括以與其它範例所述類似方式製 成之發光裝置32，以及係丙烯酸樹脂製之半透明構件之導 光板3 1。 本範例之導光板3 1之一側面上具有吸收入射光之部位3 4 。此側面將自複數個發光裝置32發射之光引入，並利用導 85143-950526.DOC -43- 1292961 光板3 1内側之反射照射在另一侧邊上之平面型發光部3 $。 用以引入入射光之壁34包括與發光裝置32之第一主表面la 相鄰之第一固接面33a，以及與第二主表面lb相鄰之第二固 接面33b。此外，用以引入入射光之壁34可具稜鏡外型（未 圖示），俾將來自發光裝置32之光線廣為引入導光板31。 本範例之平面型光源具優良可靠性，並且利用製模構件 (維持常態外型之LED，以置放導光板）所為之固接具靈活 性。 範例8 依圖12-13描述本範例之半導體單元。圖12係自形成電極 側所見之本範例之半導體單元之平面圖。圖丨3係沿圖丨2之 虛線X-X’之墊電極21附近之剖面圖。圖13顯示在p側墊電極 21所在之第一區中之半導體層疊結構與在第二區中形成之 突出體23間之實際關係。 本挑例之半導體單元具有在相同面側上之p側墊電極2 1 與N側墊電極22，並自電極所在處之相同面侧萃光。半導 體單兀之半導體層疊結構與其它範例類似具多層結構。薄 面結構依序包含在藍寶石基板14上之GaN緩衝層15 ;未摻 雜GaN層；做為N型接觸層16之矽摻雜GaN層；做為N型包 覆層之矽摻雜GaN層；做為主動層17之InGaN層；做為p型 包覆層18之Mg掺雜AlGaN層；及做為p型接觸層19之^^掺 雜GaN層。 此外’以姓刻等方式邵分移除Mg摻雜GaN層、Mg掺雜
AlGaN層、InGaN層、Si摻雜GaN層及Si摻雜AlGaN層。N 85143-950526.DOC -44- 1292961 側墊電極22位於矽掺雜GaN層16之暴露面上，P側墊電極21 則位於Mg摻雜GaN層上。 N侧墊電極22包括自N型接觸層側依序形成之多層w、Pt 、Au。擴散電極20上具有P側墊電極21，且其係近乎於整 個P型接觸層1 9上形成。自P型接觸層侧依序形成Ni與Au (或Ni與Au合金）層。p側墊電極21與N側電極相同包括W、
Pt、Au層。此外，擴散電極20部分環繞於n側墊電極22， 以防護發光區。 N型接觸層16包括具有上具p侧墊電極21之半導體多層 結構之第一區，及異於第一區之第二區。第二區包含^^侧 墊電極22與複數個突出體23。如圖丨3中之半導體發光單元 之剖面所見，在第二區中形成之各突出體23之頂部係配置 於與主動層丨7相對之P型接觸層19中。亦即所形成之突出體 23之頂部高於主動層17 〇 本範例之半導體發光單元係屬即結構，故突出體23之頂 邵高於主動層17，並與相鄰之N型半導體層具介面。但突 出體23之頂部高於主動声丨7 3金 门、王動層u且與相鄰又p型半導體層具介 … 州7發射之光於末端面(或側面)方向 才里虜哭出體23，而改變其方向朝 〜主 」例如包極形成面側之觀 祭面。此外，自末端面發射之光線為複數個突 側面散射’故可達成有效萃光與光線方向控制。 、 再者，經由N型接觸層16導引之光線自 (N型接觸層16與突出體23間乏 足辰# 間《接面)反射擴散，故可達成充
S5143-950526.DOC -45- 1292961 分萃光。此外，自N型接觸層16引至突出體23内部之光線 ，可自突出體23之頂部或中間部發射。特別言之，本範例 之半導體發光單元具有藉由突出體23將自主動層17發射之 光線改變方向使之朝向末端面（侧面）之性質，因而充分達 成光線之方向控制。 此外，使得在半導體多層結構方向上（N型接觸層16側相p 型接觸層19侧）之突㈣23之寬度較細，即可強化上述效應 。亦即刻意使突出體23之側面傾斜，來自主動層17之光線 即可全為突出體23之侧面反射，並將經由關接觸層叫 引之光線散射，藉以達成朝向發射觀察表面側之有效萃光 。突出體23之傾斜以自40。至8〇。較佳；自5〇。至7〇。更佳 6〇。至65。最佳。在突出體之剖面為梯形之情況下可達成相 同效應。 此外’突出體23在鄰近與遠離第―區之側上角度近乎相 同較佳。㈣此條件之職尚不明瞭，考量具由相同 ’即可達成均勾萃光與光線方向控制。於上述範圍内形成 傾斜較佳。 成 此外’突出體之剖面圖輪靡為梯形較佳。亦即突出物本 身外型為圓錐體之平截頭體。依此配置，即易料成 万向控制與均勻萃光。考量自㈣接觸層_萃光之情況， ^接觸層19係觀察面，使得突出體之觀察面側為平面而非 點狀即可達成此效應。 此外，在突出體之剖面圖輪庵為梯形之情況下， 側）頂部可具凹處。其較佳之因在於在突出體頂部形成凹^
85143-950526.DOC -46- 1292961 致使經由穿越突出體型接觸層導引之光可於觀察表面 側方向上發射。 此外，在本範例之半導體單元巾，於N型接觸層16之第 -區中形成之半導體多層結構之發光末端面之垂直方向上 ，形成至少部份重疊之兩突出體較佳，多於三突出體更佳 。按此配置’自第-區發射之光經由具高或然率之突出體 23導引，因而得以達成上述效應。 在N接觸層16暴露在外而形成則則塾電極22之相同期 間’形成本具體實施例中之突出體23較佳。亦即當p侧與n 侧電極位於相同面侧上時，在基板上形成對p層接觸層之、多 層結構後，至少需自半導體多層結構之？侧向下移除至_ 電極，俾露出N型接觸層。例如在形成p型接觸層以之多層 結構後，藉由塗佈製作阻絕膜，而後曝光以於其上製作^ 要圖案。以所餘阻絕層為罩，利用㈣等方式移除p側電極 (第-區）與突出體23(第二區）部以外部位。藉此於形成_ 電極《暴露部之同時形成突出體23,縮減製程步驟數。 以此方式形成之突出體23具有與第一區中之半導髀多芦 結構相同之多層結構。但雖然在第一區中之主動層^^ 作發光層之用，在第二區中之突出體中之主動層⑽ 作發光層之用。此係因第一區具0側電極所致。換言之， 並未於第二區中形成p側電極。亦即可藉由電力將載° ’ 洞料子）供至第-區之絲層17t，但無法以電力將^ 出體23之主動層17中。故本發明之突出體 3本身播法發光。若於突出體23上形成p側電極，並傳送電
85143-950526.DOC -47· 1292961 流至突出體中，則可自突出體中之主動層產生發射 誓電流徑會造成額外驅動電壓，故此並所期。此外，主動 =面積過小，幾乎無法參與發光1由分· ##較佳。 直接參與發射 < 弟二區而形成突出 ^纟1&心何1元之料料降低横向 2射光量_側面方向），並選擇性向上發光（觀察表面方 向）。故在半導體單元位於有機支撐構件上之情況下，得以 延展支撐構件壽年。亦即採用本範例之半導體發光單元， 即可大《iw降低自半導體發光單元之側面發射之光線導致之 f撐部之損害。在所形成之支撐體之表面接近半導體發光 單元之情況下，即可清楚得見此效應。 此外，並未於本範例之半導體發光單元中之_塾電極 22與擴散電極20間區域中形成突出體23。但於此區中形成 哭出體23亦可。由於關塾電極咖近之光發射相當強， 故藉由在N側墊電極22與擴散電極2〇間形成突出體23即可 提升上述效應。 如上述，如其它範例中所述，半導體發光單元之外型具 有固接於封裝之凹處底部上之長側與短側。此時只放半島 發光單元使得凹處底部之長侧與半導體發光單元之長侧之 位置近乎相互平彳。凹纟底部之短側與_導體發光單元之 短側位置亦近乎相互平行。亦即發光裝置包括外型具長側 與短侧之半導體發光單元’以及具有外型與半導體發光單 元之尺寸及外型相對應之凹處之封裝。故若封裝薄且所致 85143-950526.DOC -48- Ϊ292961 、處底碍外型具長侧與短側，則可固定凹處之整個底面， 、、…接半導骨&發光單元。此外，並得以提升發光裝置之萃 ^率再者’在半導體之大小使之佔據整個凹處底面之 ,下半導m發光單元之側面與凹處之内壁位置相近且 ，此相對。但藉由以上於半導體發光單元中形成之凹處， 可將來自半導體多層結構之末端面之發射指向觀察面。故 依本發明《發光單元得以大幅降低因半導體發光單元之側 面發射之光線對含有機材料之支撐構件之損害。 範例9 併同圖14描述本範例之半導體發光單元。本範例之半導 體發光單元與範例8中所述半導體發光單元結構類似，差異 處在於第一區中之半導體層疊結構配置；擴散電極之對 應外型；及形成突出體23之區域。 亦即本範例 < 半導體發光單元包含自p_N電極定位侧觀 之介於N側墊電極22與1>側墊電極21間之第一區中之受限 4。此外，在受限區中形成複數個突出體23。因而可獲得 朝向觀察面側之有效發光與萃光。 詳述之，在本範例之半導體發光單元中，N側墊電極22 與P側墊電極21係位於圖14中之虛線xoc上。當自電極形成 面侧觀之，P側擴散電極20具有沿虛線χ_χ配置之長側，相 對應地，半導體發光單元之外型亦具沿虛線χ_χ配置之長 側。此外，來自Ν側墊電極22與Ρ側墊電極21之電流主要於 虛線χ-χ方向流動，俾使路徑最短。但對在Ν側墊電極22 與Ρ側墊電極21間形成之擴散電極20而言，不易供應至離下 85143-950526.DOC -49- 1292961 列三區較遠之區域：沿虛線Χ·Χ、Ν_電極侧塾電 極21。因此自異於此三區域發射者較自此三區發射者為弱 。就週遭情況觀之’在本範例之半導體發光單元中，在第 -區中之受限部位湘側塾電侧塾電㈣間。在對 應於受限部之區域中之半導體層疊結構不具發射能力，故 於受限部中形成複數個突出體23，以達成所欲萃光。刻音 移除對應於受限部之弱發射區並於其上形成突出體之因= 於直接釋放強發射於側面外侧。這些強發射因突出體而改 變其對觀察面側之方向，藉以改善萃光並達成光線之Μ 控制。 範例10 此範例之半㈣發光單元係依W⑼述之。除了第—區 中之半導體多層結構外型、對應之擴散電極2〇之外型及妒 成突出體23之區域外，本範例中之半導體發光單元與上述 範例之配置相同。 亦即本範例中之半導體發光單元藉由以第—區環繞於形 成哭出體23處之第二區’得以改善萃光及光之方向控制。 此外’第二區具有為第—區環繞之突出體Μ較佳，使並至 少邵分與虛線Χ·Χ附近重疊。如上述，電流主要沿虛線Χ_χ 流動。但藉由刻意移動第_區中之虛線χ·χ附近部分，並 於其上形成複數個突出體23，及得以有效改善萃光 光方向控制。 其因在於咸信藉由刻意移動沿虛線χ_χ部分，即 流散佈至半導體多層結構之較廣區域，同時得以自半導二
85143-950526.DOC -50- I292961 籌之末端面發射相對強光。此包含於虛線x-x區域 面之、=王動層’並經由複數個突出體23改變其對觀察表 万向’使仔卒光效率及光方向控帝】得到改善。 〜此外，依本範例中之半導體發料元之配置 本範例之半㈣發光單元，即得 上述效果。 疋7 5$化 再者’不以上述各範例中之半導體發光單元之半 -结構為限。混合晶體之材料、混 a :數及其順序等，可為各種具相異比例及層數二Γ: 二’廷些觀點亦適料？侧電極_側電極，俾得以任意办 疋層之順序、材料、層厚度等。 〜汉 範例11 依本發明之光接收器或接收裝置係具有以範⑴相同方 ’形成之封裝之光感測器光裝置。以半導體單幻 測器，其並具有用以將進入裝置朝向光_ = 聚集之雙凸透鏡半透光構件。 外未先線 、可在係引光部之封裝之主表面上形成第_主表面與第二 王表面’以強化本具體實施例之錢收裝置對半透明二 之固接強度。 千 _如以上所詳述’藉由在發光側上之封裝之主表面中形成 與第二主表面，本發明之發光裝置提供與其它構件、 高精確固接及良接合強度。 ( 依本發明，藉由所形成之發光裝置包括具長側與短側之
85143-950526.DOC -51 - 1292961 半導體發光單元，&封裝，故整個凹處之底面上均可用以 固接半導體發光單元，即使發光裝置更薄時亦然。此外， 亦得以改善發光裝置之萃光效率。 應知雖已參閱本發明之較佳具體實施例描述之，對熟弗 此技藝者而言，在本發明之料與精神下，尚具各式其它 具體貫施例及變化例，且欲以下列中請專利範圍涵蓋此類 其它具體實施例及變化例。 兹將分別於2〇02年9月5日與·年5月13日提出之日本 k先權申晴案第2〇〇2_259482號與第⑽號以引用 方式併入本文。 【圖式簡單說明】 併同隨附圖式及圖樣考量以上與較佳具體實施例有關之 =述’即可清楚了解本發明之上述及其它目的與特徵，其 具體實施例之發光裝置之 一具體實施例之發光裝置
圖1Α與圖⑺係依本發明之一 概路透視圖與概略剖面圖· 圖2A與圖2B係依本發明之另 之概略透视圖與概略剖面圖； 圖3A與圖3B係依本 、少〗之^另—βί骨重實^ 之概略透視圖與概略剖面圖；/、a 圖4A與圖4B係依本 + 々今、 知明又另一具體實施例之發夫 概略透視圖與概略剖面圖； 圖5係依本發明之 視圖； 力—具體實施例之發光裝置之
85143-950526.DOC -52- 1292961 圖6係依本發明之進一步具體實施例之發光裝置之概略 透视圖； 圖7係依本發明之另一具體實施例之發光裝置之概略透 視圖； 圖8係依本發明之一具體實施例之半導體發光單元之概 略頂視圖； 圖9係依圖8所示之本發明之具體實施例之半導體發光單 元之概略剖面圖； 圖10係依本發明之一具體實施例之固接於導光板上之兩 光源之概略透视圖； 圖11係依圖10所示具體實施例之照明裝置之概略剖面圖； 圖12係依本發明之範例之—之半導體發光單元之概崎平 面圖； 圖η係依本發明之另—範例之半導體發光單元之概 面圖； 圖Μ係依本發明之另一範例之半導體發光單元之挺略平 面圖； 圖15係依本發明之另-範例之半導體發光單元之概略平 面圖； 圖16Α、16B、16C及㈣所示係用以製作本發明之一具 體實施例之製程步驟之概略剖面圖； 圖17A與17B分別係依本發 、 个知月 < 另一具體實施例之發光 裝置之概略透視圖與概略剖面圖· 圖18A與·分別係依本發明之又—具體實施例之發光
85143-950526.DOC •53- 1292961 裝置之概略透视圖與概略剖面圖. 一步具體實施例之發 一具體實施例之發光 圖19A與卿分別係依^“4 光裝置之㈣透视圖與概⑤剖面圖. 圖20A與20B分別係依本發明之另 裝置之概略透视圖與概略剖面圖； 圖別係依 裝置之概略透视圖與概略剖面^另—具體實施例之發光 圖22A與22B分別係依本
裝置之概略透視圖與概略剖面^另—具體貫施例之發光 光Γ置ΤΓ:別係依本發明之進-步具體實施例之發 先裝置尤概略透视圖與概略剖面圖； =4A與鳩分別係依本發明之又—具體實施例之發光 裝置之概略透視圖與概略剖面圖； 圖25A與25B分別係依本發明之又一具體實施例之發光 裝置之概略透視圖與概略剖面圖；
圖26A與26B分別係依本發明之進一步具體實施例之發 光裝置之概略透视圖與概略剖面圖。 【圖式代表符號說明】 1 封裝 la 第一主表面 lb 弟一主表面 1 c 上升部 2 引線電極 3 密封構件
85143-950526.DOC •54- 1292961 3a 側凹處 4 發光單元 5 導線 6 凸塊 7 螢光材料 8 内壁 10 膠結材料 11 次固接基板 12 傳導構件 13 凹槽 14 藍寶石基板 15 G aN緩衝層 16 N型接觸層 17 主動層 18 P型包覆層 19 P型接觸層 20 擴散電極 21 P側墊電極 22 N側墊電極 23 突出體 24 引線框 25 推進構件 26 封裝製模構件 27 模 85143-950526.DOC -55 1292961
28 模 29 射入方向 30 伸展方向 31 導光板 32 發光裝置 33a 第一固接面 33b 第二固接面 34 壁 35 發光部
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Claims (1)

  1. 哪961 拾、申請專利範園： L 一種半導體裝置，包括： 一半導體單元； ★、支每構件，其具一用以收納該半導體單元之凹處， 〜支=構^包含引線電極與_固持該引線電極之支撐部 •使㈣等引線電極均有一表面暴露於該凹處之底部中 ，及 其中邊支撐構件且牵 ，、至y 一配置與該凹處相鄰之第一 表面及一配置與該篦 2. ^ 表面相鄰且偏移之第二表面。 一種半導體裝置，包括·· 一半導體單元； ，支‘構件’其具_用以收納該半導體單元之凹處， 以支=構件包含引線電極與—固持該引線電極之支撐部 使知4等引線電極均有一表面暴露於該凹處之底部中 ;及 ”中占支身牙構件具至少一配置與該凹處相鄰之第一 ，面及配置與孩第一表面相鄰且偏移之第二表面，該 第一表面上配置有至少一突出體與一進一步凹處之一。 3·如申=專利範圍第2項之半導體裝置，其中該進-步凹處 係-窪處，及該突出體形成一該窪處之外壁。 4· 一種半導體裝置，包括： 一半導體單元； 一支撐構件，其具一用以收納該半導體單元之凹處， Θ支私構件包含引線電極與一固持該引線電極之支撐部 85143-950526.DOC 1292961 μ 吏得該等引線電極均有—表面暴露於該凹處之底部中 J 其中該支撐構件具至少一酉己置與該凹處相鄰之第— 表面及-配置與該支撐構件之該第一表面相鄰且 第二表面；及 其中當自一電極形成面側觀察時，該半導體單元包括 一具有層#結構之半導體，其具—氮化物半導體之至少 -Ν型接觸層與一ρ型接觸層，該_接觸層具一_電極 m型接觸層具—ρ側電極，該Ν型接觸層包括一第一 區，其包含一具一ρ侧電極之半導體層疊結構；及一具複 數個突出體之第二區；及其中沿該半導體單元之剖面所 見該等突出體之-頂部較—主動層之高度接近該ρ 觸層之高度。 5·如申請專利&圍第4項之半導體裝置，其中該第二表面上 配f有-表面突出體及_進_步凹處，該進—步凹處係 一窪處，及該表面突出體形成該凹處之外壁。 6· —種光學裝置，包括·· 一半導體裝置，包含 一半導體單元； 支4構件，其具一用以收納該半導體單元之凹處， Θ支‘構件包含引線電極與一固持該引線電極之支撐部 ’使得該等引線電極均有一表面暴露於該凹處之底部中 3支彳牙構件具至少一配置與該凹處相鄰之第一表面及 一配置與該第一表面相鄰且偏移之第二表面； 85143-950526.DOC Ϊ292961 或#、半m件’俾使光線得以自該半導體裝置離開， 或使料導w置得以吸收光線，料透 光部及一發光部。 7· —種光學裝置，包括·· 一半導體裝置，包含 一半導體單元； 、一支撐構件，其具一用以收納該半導體單元之凹處， 孩支撐構件包含引線電極與—固持該㈣電極之支撐部 使得。亥等引線電極均有—表面暴露於該凹處之底部中 ，泫支彳牙構件具至少一配置與該凹處相鄰之第一表面及 一配置與該第一表面相鄰且偏移之第二表面，該第二表 面上配置有一突出體與一進一步凹處；及 一半透明構件，俾使光線得以自該半導體裝置離開， 或使蔹半導體裝置得以吸收光線，該半透明構件具一進 光邵及一發光部。 8·如申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該進一步凹處 係一室處及該突出體形成該窪處之外壁。 9· 一種光學裝置，包括： 一半導體單元，其包括至少下列之一： 一螢光材料，其包含A1及選自Y、Lu、Sc、La、Gd、 Tb Eu、Ga、In及Sm之至少一元素，及以選自稀土元素 之至少一元素活化；及 一螢光材料，其包含N ;選自Be、Mg、Ca、Sr、Ba 及Zn之至少一元素；及選自c、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及 85143-950526.DOC 1292961 財之至少—元素，·及以選自稀土元素之至少-元素活化 10. —種半導體裝置，包括·· 一半導體單元； 、一支撐構件，其具-用以收納該半導體單元之凹處， 該支撐構件包含以—傳導構件操作連結至該半導體單元 之引，電極’其中該支撐構件具至少—配置與該凹處相 鄰之第表面及-配置與該第一表面相鄭且偏移之第二 表面；及 配置於孩凹處中之次固接基板，及該半導體單元係 配置於該次固接基板上。 11·一種半導體裝置，包括： 一半導體單元； -支撐構件，其具-用以收納該半導體單元之凹處， 該支撐構件包含引線電極與—固持該引線電極之支撐部 ，使侍孩等引線電極均有一表面暴露於該凹處之底部中 ;及 其中S支彳暑構件具至少一配置與該凹處相鄰之第一 表面4弟表面上配置有至少一突出體及一進一步凹 處之一 ° —種半導體裝置之製造方法，包括步驟： 提供一模具； 於該模具中置放至少兩引線電極部； 供應一製模構件至該模具，使得該製模構件與部分之 至少兩引線電極部接觸； 85143-950526.DOC -4- ^2961 具有"至中加熱該製模構件，俾游該製模構件洪於-#刀义至少兩引線電極部之封裝中；及 以推進構件將該封裝自該模I移 之表面中形成至少-突出體與1處之」1封裝 13·如申請專利範園第12項之 步包括以下步驟： 置<製造方法，進- 在置放至少兩引線電極部於一 具複數個引線電極部之引線框。^步驟前’形成一 Unw半導物彻方法，其中 ，俾、人Η 包含提供—具至少兩偏移表面之模具 步驟期間’在該封裝中形成-第-主表面及 移出、+ 其巾以—推進構件將該封裝自該模具 =步驟#於該封裝之該第二主表面中形成至少-突 出祖與一凹處之一。 15· 園第1或2項之半導體裝置，其中該引線電 们、牙構件（侧面突出’該引線電極之該突出部 ’、目反於孩主表面而朝向該支撐構件之背面彎曲。 .2請專利範園第1或2項之半導體裝置，其中該引線電 ^ 支撐構件之侧面突出，該引線電極之該突出部 係朝向垂直孩主表面之一侧面彎曲。 17.-種半㈣裝置之製造方法，包括步驟： 於該模具中置放至少兩引線電極部； 提r模具，其至少具有兩表面，以使—第一主表面及 罘一王表面形成於一支撐構件； 85143-950526.DOC !292961 供應一製模構件至該模具，使得該製模構件與部分之至 少兩引線電極部接觸； 將該製模構件烘於該支撐構件，該支撐構件具有部分之 至少兩引線電極部、該第一主表面及該第二主表面刀及 :由-推進構件推該第二主表面’以使該自 模具移出。 18.如申請專利範圍第17項之半導 該供應—製模構件至該模具之步驟係= 構件至該模具，以使該電極自該支撐構件之^ 19·如申請專利範圍第18項之丰 、大出。 、 角導體裝置之製i生士、、上朴山 進一步包含以下步驟·· " / ，…中 將相反於該主表面之該料電極之該 撐構件之背面彎曲。 出#朝向該支 2〇.如申請專利範圍第18 進-步包含以下步驟:姐裝置之製造方法，其中 將孩f丨線電極之該突出部朝向垂 彎曲。 ™王表面之一側面 85143-950526.DOC 6- 1292961 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 1 封裝 la 第一主表面 lb 第二主表面 2 引線電極 3 密封構件 4 發光單元 5 導線 8 内壁 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 85143-950526.DOC -4-
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