TWI360900B

TWI360900B - Semiconductor light emitting device, lighting modu

Info

Publication number: TWI360900B
Application number: TW093140014A
Authority: TW
Inventors: Hideo Nagai
Original assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2012-03-21
Also published as: EP1700344B1; US20070102693A1; TW200527722A; US7880185B2; US20090134420A1; EP1700344A2; JP2007517378A; WO2005062389A2; WO2005062389A3; US7755095B2

Description

1360900 九、發明說明： L 明所屬技系好領域3 發明領域本發明係有關一種半導體光發射元件（諸如，發光二極 5體(LED)晶片）、半導體光發射元件之製造方法，以及一種使用半導體光發射元件之發光模組、—種使用半導體光發射元件之發光裝置與一種使用半導體光發射元件之顯示構件。本發明更有關一種半導體光發射元件，其包括一磷光體，以產生理想顏色之可見光。 10 【】發明背景於LED之領域中’恢據具有較南發光性之白色led的發展’近年之有力的研究係已進行使用白色LED，以用於發光用途。由於具有點光源之特性，LED係被預期以取代 15 鹵素燈等（其傳統上已使用以作為商店、博物館、陳列室等之聚光燈）。至今，一主流白色LED包括一LED裸晶片（其發射藍光) 與一填光體(其被藍光所激發’以發射黃光）之組合。藍光與黃光混合以產生白光。一般而言，為形成此白色LED，裸 20 晶片係先被安裝於一引線框、印刷電路板等上。於後，一含有磷光體顆粒之樹脂係滴至裸晶片上，其於裸晶片上及周圍形成磷光體（見日本專利No. 2998696)。於此’雖然此一白色LED比從前所使用之白色LED具有較高之發光性，但一單一LED裸晶片僅可產生少量的光 5 因此’多數LED裸晶片你很女珉於~~ Efj κ I + 以连4 -r P刷電路板上，生可用於一發光裝置之足量的光線。再者，，使用該由各LED裸晶片所發射之光線，為了有效軌板(㈣料4有反純形成於一絕緣層中之反射膜的印刷為—且士丨別電路板（於後稱 10

八有反射膜之印刷電路板)係使用以作為—安穿芙板 +該反射板係為一铭板等類似物，一錐形孔係依據印刷電路板上之位置而提供於其中，於各位置處係欲安裝各 LED裸晶片。反射板係使用一膠黏劑而黏附至印刷電路板另方面，具有一反射膜之印刷電路板係由例如二絕緣層所構成。於上絕緣層中係提供一錐形孔，且一鋁反射膜係形成於該錐形孔之一壁中。於此例子中，各LED裸晶片係安裝在下絕緣層上之一位置中，該位置係相當於錐形孔的中心。該設置於反射板中之錐形孔以及其壁（設置於上 15 絕緣層中）上具有鋁反射膜之錐形孔於後係統稱為一反射

假若一LED裸晶片係安裝於前述二種不同印刷電路板之其一上時，該由LED裸晶片之側面所發射之光線係被反射孔之壁向前反射。因此，源自側面之光線係在與源自LED 20 裸晶片前表面之光線相同的方向下被發射。因此，該由LED 裸晶片所發射之光線可被有效地使用。於此，理想上’使 LED裸晶片與反射孔之壁間的距離盡可能地小’以最小化發光裝置等之尺寸並最大化光線聚集效率。換言之’較佳係使反射孔之直徑盡可能地小。 6 於此，當一含有磷光體顆粒之樹脂被滴至LED裸晶片 (其已被安裝於前述印刷電路板之一上）上時，於一白色led 之安裝製程巾’該樹脂係填歧射孔。即，—縣體係形成以與反射孔之壁相接觸。此意謂著，反射孔之壁係無法適田地反射由LED裸晶片之側面朝前發射之光線。因此，無法達成一理想之光線聚集效率。美國專N。· 6,650,〇44揭示-種以一鱗光體覆蓋一裸晶片之技術，其方法與一含磷光體顆粒之樹脂被滴至一裸 bb片上之方法不同。該技術係參照第1及2圖而描述於下。如第1圖所示，多數個裸晶片9〇〇 (例如，六個裸晶片 900A至900FM系以倒襄片$式安裝於一印刷電路板艱上。於後，一印刷模板904係以下列方式舖蓋於該印刷電路板 902上。於此，印刷模板9〇4係為一不銹鋼片，其具有一略大於裸晶片900之厚度。於印刷模板9〇4中，提供穿孔9〇6a 至906F(其等尺寸係略大於裸晶片9〇〇)，以對應於裸晶片 900。印刷模板9〇4係與印刷電路板9〇2對齊，故裸晶片9〇〇a 至900F係分別裝入穿孔906八至90617中，而後被舖蓋。第2A圖說明一其上舖設有印刷模板9〇4之印刷電路板 9〇2的橫截面圖。於後，穿孔9〇6係以一含有磷光體顆粒之材料908填充（如第2B圖所示）。隨後，印刷模板9〇4係被移除(如第2C圖所示）’並硬化材料9〇8。於此方式中，一包括磷光體（908)之白色LED可被安裝於印刷電路板9〇2上。再者W光體(908)係以貫質均句之厚度而沈積於各裸晶片9〇〇上及其周圍處。此技術係以下列方式被施用，而將—白色LED安裝至 -具有反射板之印刷電路板上，該方式即為，—白色led 先被安m刷電路板’而後—反射板再黏附至該印刷電路板的方式。然而，此技術係難以使用於將一白色led 文裝於一具有反射膜之印刷電路板上。於此，基於下列理由，一具有反射板之印刷電路板係不如一具有反射膜之印刷電路板更佳。首先，其難以形成一將反射板黏附至一印刷電路板之均勻厚度的黏附層。因此，δ亥提供於反射板中之各反射孔與一相對之白色LED之在光發射方向上的相對位置係不一致。因此，各反射孔之光線聚集效率係不均勻。二者，反射孔與—裸晶片（一白色 LED晶片）間之預定相對位置係不可能達成。此係因為一裸晶片未精確地安裝於印刷電路板上之一設定的位置上，且 —反射板無法完全地與印刷電路板對齊。此係降低光線聚木放率。第二，當使用一具有反射板之印刷電路板時，需要—額外之步驟’以將反射板（其已分開製造)黏附至該印刷電路板。假若使用一具有反射膜之印刷電路板（其具有形成以作為印刷電路板之部份之反射孔），則不會發生此等問題。 +因此，具有反射膜之印刷電路板係比具有反射板之印兒路板更適於作為一包括一白色LED之發光模組等之組成。必須 >主意的是，前述問題並非特別針對一白色LED，而疋吊見於任何半導體光發射元件（包括__led裸晶片與一 1360900 用以產生所欲顏色之光線之磷光體的組合）中。有鑑於前述問題，本發明之目的係在提供一種半導體光發射元件及其製造方法，以及一種包括該半導體光發射元件之發光模組、一種包括該半導體光發射元件之發光裝 5 置與一種包括該半導體光發射元件之顯示構件，半導體光發射元件可使用一發射元件之磷光體不與印刷電路板中之反射孔的壁接觸的方式，安裝於一具有反射膜之印刷電路板上。【發明内容】 10 該目的可藉一半導體光發射元件而達成，該半導體光發射元件包含：一基板；一形成於該基板之第一主要表面上之半導體多層結構，該半導體多層結構包括一光發射層；形成於該半導體多層結構上之一第一電極與一第二電極，電力係經該第一電極與第二電極而供應至該半導體多 15 層結構，以造成該光發射層發射光線；一磷光體膜，其覆蓋該半導體多層結構之至少一主要表面，該主要表面係面遠離該基板之第一主要表面；形成於該基板之一第二主要表面上之一第一端子與一第二端子；一第一傳導組件，其將該第一電極電氣連接至該第一端子；以及一第二傳導組 20 件，其將該第二電極電氣連接至該第二端子。依據此構造，該半導體光發射元件包括磷光體膜（其覆蓋該遠離基板之第一主要表面之半導體多層結構的表面）以及位於該基板之第二主要表面上之第一與第二電力供應端子。因此，該半導體光發射元件可直接安裝於一反射孔 9 1360900 (其提供於一安裝基板中）之底部。再者，該磷光體膜係不與反射孔之壁或其類似物相接觸》此目的亦可藉一於安裝基板上包括前述之半導體光發射元件的發光模組或發光裝置而達成。於此，一具有反射 5 膜之印刷電路板可作為該安裝基板。因此，該由半導體光發射元件所發射之光線係可被有效地聚集，以朝一標地物放射。此目的亦可藉一半導體光發射元件之製造方法而達成，其係達成前述效果。 10圖式簡單說明第1圖係說明一習知技術。第2A至2C圖係說明該習知技術。第3A圖係為說明第一具體實施例之LED陣列晶片的透視圖，且第3B圖係為說明第一具體實施例之LED陣列晶片 15 的平面圖。第4A與4B圖包括橫截面圖，各橫截面圖係說明第一具體實施例之LED陣列晶片的部位。第5A圖係為說明一包括於第一具體實施例之LED陣列晶片中之一LED的平面圖，第5B圖說明第一具體實施例之 20 LED如何連接於LED陣列晶片中，且第5C圖係為說明第一具體實施例之LED陣列晶片的底平面圖。第6圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第7圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的 10 1360900 製造方法。第8圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第9圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的 5 製造方法。第10圖係為一說明第二具體實施例之LED陣列晶片的透視圖。第11A與11B圖包括橫截面圖，各橫截面圖係說明第二具體實施例之LED陣列晶片的部位。 10 第12圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第13圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第14圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的 15 製造方法。第15圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第16圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。 20 第17A圖係為一說明第三具體實施例之LED陣列晶片的平面圖，且第17B圖係為一說明第三具體實施例之LED陣列晶片的底平面圖。第18A與18B圖包括橫截面圖，各橫截面圖係說明第三具體實施例之LED陣列晶片的部位。 11 1360900 第19A與19B圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第20A與20B圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第21A至21C圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第22A至22C圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第23圖係為一說明LED模組的透視圖。 10 第24A圖係為一說明該LED模組的平面圖，第24B圖係說明沿第24A圖所示之線CC之橫截面圖，且第24C圖係為說明第24B圖之部位D的放大圖。第25A圖說明一透鏡移除後之LED模組，且第25B圖說明一形成於一陶瓷基板上之墊圖案，其為LED模組之一組 15 成。第26A圖係為一說明一發光裝置之透視圖，且第26B圖係為一說明該發光裝置之底平面圖。第27圖係為一說明該發光裝置之分解透視圖。第28圖說明用於該發光裝置之放射光譜。 20 第29A圖係為說明一表面安裝元件（SMD)LED的平面圖，且第29B圖說明沿第29A圖所示之線HH的橫截面圖。 r:實施方式】實施本發明之最佳態樣以下係參照所附隨之圖式而說明本發明之具體實施 12 1360900 例0 (第一具體實施例）第3A圖係為說明一白色LED陣列晶片2之構造的外透視圖，該白色LED陣列晶片2係為一種半導體光發射元件(於 5後簡稱為LED陣列晶片2)。第3B圖係為說明該LED陣列晶片2之平面圖。第3A圖主要欲顯示LED 6(於後說明）如何被配置’且因此不顯示LED 6之表面上的微小凹陷及突出物。第3B圖不顯示一磷光體膜48(於後說明）。必須注意的是，在任何圖式（包括第3A與3B圖）中，各組成之縮小比率係不 10 相同。如第3A與3B圖所示，LED陣列晶片2係以下列方式形成，即’ LED 6係以N列與Μ行之陣列形式（於第一具體實施例中為7列與5行之陣列形式，總共35個LED 6)，配置於一未摻雜（高抵抗性)之SiC基板4上，該SiC基板4係為一半導體 15 基板(於後簡稱為SiC基板4)。各LED 6為一包括一半導體多層結構之光發射構件，該半導體多層結構包括一光發射層。於此，LED 6係藉晶膜成長方式而形成於該SiC基板4 之一主要表面上’並沿該主要表面之邊緣維持一具有50 μπι 之寬度W4的周邊部位。該周邊部位係為SiC基板4之主要表 20 面的一部份，其中係不形成該半導體多層結構(35個LED 6)，且於後係指稱為一暴露部位7。換言之，暴露部位7係形成以圍繞該半導體多層結構。各LED6之尺寸UxWl為285 μmx 400 μm。其中形成有LED 6之區域的尺寸L2 X W2為2 mm X 2 mm〇LED陣列晶 13 1360900 片 2 之尺寸 L3 xW3 為 2.1 mm x 2.1 mm。以下將參照橫截面圖而更詳細描述LED陣列晶片2的構造。第4A圖說明一沿第3B圖所示之線AA之橫截面圖，而 5 第4B圖說明一沿第3B圖所示之線BB之橫截面圖。為了明確，第4A圖顯示第一列第一行之LED 6a與第一列第二行之 LED 6b，而第4B圖顯示第七列第四行之LED 6c以及第七列第五行之LED 6d。各LED 6係藉一半導體多層結構而形成，該半導體多層 10 結構包括一 n-AlGaN緩衝層8 (具有30 nm之厚度）、一分散式布拉格反射器（DBR)層10(具有3 μηι之厚度，其由30個 15 20

n-AlGaN/GaN之循環所構成）、一n-GaN鍍層12 (具有3χ1018 cm-3之Si-摻雜量與200 nm之厚度）、一InGaN/GaN複合量子井（MQW)光發射層I4，其由六個inGaN (具有2 nm之厚度)/GaN (具有8 nm之厚度）之循環所構成、一p_GaN鍍層16 (具有lxlO19 cm·3之Mg-摻雜量與200 nm之厚度）、以及一 p-GaN接觸層18 (具有3xl019 cm-3之]VIg-摻雜量與2〇〇 nm 之厚度）。此等層8、10、I2、Μ、16與18係以所述順序形成於該SiC基板4上。換言之，LED 6具有一基本構造，其中一光發射層（該MQW光發射層14)係夾置於一靠近該Si(：茂板4之傳導層（該n_GaN鍍層12)與一靠近一光射出表面之二導層（該p-GaN接觸層18與該p-GaN鍍層16)之間。一ITO透明電極22係形成於該p-GaN接觸層18上，其門具有一Ni/Au薄膜20。一Ti/Au電極24(其為一n_電極，即j 14 1360900 一陰極）係形成於n-GaN鍍層12上。當經該ITO透明電極22與該Ti/Au電極24供應電力至 LED 6時，該光發射層14發射具有460 nm波長之藍光。於第一具體實施例中，一用於LED 6之p-電極（一陽極)係藉Ni/Au 5薄膜20與ITO透明電極22而形成，以改良由光發射層14所發射之光線的傳播性。

該P-電極之一主要表面（為光射出表面）係呈規律之不均勻形式，以增加光射出效率。第5A圖係為一說明led 6 之平面圖。如第5A圖所示’於第一具體實施例中，環狀凹 10 陷25係形成以具有1 μιη之間距(d)，以使p-電極之主要表面不均勻。於此’當由上方觀看時，凹陷25可具有四邊形或六角形的形狀，而非環形。再者，p-電極之主要表面可以下列方式而變不均勻’即’以一預定間距形成線形溝槽。同樣地’該主要表面可藉不規則粗糙化該表面而變不均勻。 15 具有前述結構之35個LED 6係以串聯方式連接於SiC基板4上。

第4A與4B圖係用以解釋LED 6如何連接在一起。如第4A圖所示’相鄰之LED 6a與6b係藉一分割溝槽26 而彼此分隔，該分割溝槽26之深度係足以到達該SiC基板 2〇 4。相同形式係施用至各對相鄰之LEd6,包括該對LED 6c 與6d。一絕緣膜28(Si3N4膜)係被形成，以覆蓋各LED 6與分割溝槽26二者之側面。一橋接佈線30係形成於絕緣膜28上，以連接LED 6a之一p-電極（一Ni/Au薄膜20與一IT0透明電 15 1360900 極22)以及LED 6b之一η-電極（一Ti/Au電極24)。相似的，一橋接佈線30係連接LED 6c之一p-電極至該LED 6d之一η-電極。於相同的方式下，自第一列第三行之LED 6e至第七列第二行之LED 6f的LED係藉一橋接佈線30而連接在一起。 5 因此，所有的35個LED 6係以第5B圖所示之串聯方式連接。在低電位端處之LED 6a的一 Ti/Au電極24係構成LED陣列晶片2之陰極32 ’且在高電位端處之LED 6d之一Ni/Au薄膜20與一ITO透明電極22係構成LED陣列晶片2之一陽極 34 〇 10 第5C圖說明LED陣列晶片2之背面。如第5C圖所示，二電力供應端子36與38係形成於SiC基板4的背面上，該背面係遠離LED 6。電力供應端子3 6與3 8係各藉一 Ti/Pt/Au膜而形成。如第4A圖所示，LED陣列晶片2之陰極32係藉一橋接佈 15線4〇與一電鍍-穿孔似(設置於SiC基板4中）而連接至電力供應端子36。同樣地，如第4]3圖所示，LED陣列晶片2之陽極 34係藉一橋接佈線44與一電鍍穿孔46(設置於幻匸基板4中）而連接至電力供應端子38。該電鍍-穿孔42與46係各藉以始 (Pt)填充開口（其具有3〇之直徑，且設置於沉基板* 2〇中）而形成。當50 „^之電流經電力供應端子36與38而被施個LED 6時(被確保有熱消散），觀測到一12〇 v之操作電壓。 μ碟光體膜48係形力’以覆蓋LED 6與整個暴露部位7。補光體膜48係由光-傳送樹脂(諸如，石夕氧貌)所製造，其 16 中黃鱗光體(Sr，Ba)2Si〇4:Eu2+之顆粒與购之超微顆粒係被分散於其中。磷光體膜48具有心m之厚度τ (顯示於第 4Α圖中）。該光·傳送樹脂可為環氧樹脂或-聚酿亞胺樹脂，而非矽氧烷。 5 碟光體膜48中之鱗光體係將由led 6之光發射層14所發射之部份藍光轉變成黃光。由咖6所發射之藍光與源自墙光體膜48之黃光似合在_起，以產生自光。於此，職層10(為-光反射層）係形成於光發射層14與沉基板4之間。因此’該*光發射層！4朝Sic基板4發射之超過"％的 10藍光係朝光射出表面而反射回來。此係改良LED 6之光射出效率。於此敘述中’藍光係指具有不低K4〇〇nm且低於5〇〇 nm波長之光線，而黃光係指具有不低於55〇 nm且低於6〇〇 nm波長之光線。於此，依據前述敘述，由led 6所發射之藍光具有460 nm之高峰發射波長。然而，lEd 6可被設計成 15發射具有在前述範圍中之不同高峰發射波長的藍光。接下來參照第6至9圖說明此LED陣列晶片2之製造方法。於第6至9圖中’用於形成LED陣列晶片2之各組成的材料係藉三位數的數值（其第一個數字為來識別。三位數之 20數值的最後二個數字表示一參考數字，其識別LED陣列晶片2之相對組成。首先，如第6圖所示，一n_AiGaN緩衝層108、一DBR 層110(由30個循環之n_A1GaN/GaN所組成）、一 n-GaN鍍層 112、一InGaN/GaN MQW 光發射層 114、一p-GaN鍍層 116 17 1360900 與一 p - G a N接觸層118係使用金屬有機化學蒸汽沈積 (MOCVD)法(步驟A1) ’依所述順序，而形餘—非推雜之 SiC基板104上。於此，該非摻雜之Sic基板1〇4具有2吋之直徑與300 μπι之厚度。 5 10 而後，一罩幕50係形成於由層U8、116、114、ιΐ2 n〇m_組成之層壓物上，以遮罩—區域，該區域係略大於欲形成各LED 6之Ni/Au薄膜2〇(與ιτο透明電極22)之區域。層壓物之-未遮罩區軸藉餘刻而移除至約n_GaN 鍍層112之一半厚度的深度（步驟Bl)。因此，形成一用以連接Ti/Au電極24之表面52(-η·電極形成表面）。罩幕5〇係在下一步驟前移除。隨後，除了欲形成暴露部位7與分割溝槽26之區域外，於步驟Β1後所得之表面上形成一罩幕54。層壓物之未遮罩區域（由殘餘層m與層no及⑽所組成)係藉餘刻而移除至 15暴露出SiC基板104的深度，以產生該暴露部位7與該分割溝槽26(步驟C1)。換言之，暴露部位7係藉移除半導體多層結構（由層108至118所構成）之對應部位而產生。於完成蝕刻後’在下一步驟前移除罩幕54。一ShN臈128(為一絕緣膜)係藉濺鍍法等而形成，以作 20為絕緣與表面保護之功能（步驟D1)。而後’形成一罩幕56，以遮罩除了欲形成各LED 6之 NiMu薄膜20(與IT〇透明電極22)之區域外的&3队膜128。 ShN4膜128之一未遮罩區域係藉蝕刻而移除，而後，藉沈積法形成Ni/Au薄膜120。因此，形成Ni/Au薄膜2〇(步驟E1)。 18 1360900 一部份之Ni/Au薄膜120(其形成於罩幕％(未顯示於第7圖中）上)係在下一步驟前與罩幕％—起被移除。進行與步驟E1相同之製程，以形$Ti/Au電極24。詳言之，一罩幕58係形成於步驟E1後所得之表面上，但於si3N4 5膜128上之用於形成各LED 6之Ti/Au電極24的區域除外。於藉蝕刻移除ShN4膜128之一未遮罩區域後，藉沈積法而塗敷一 Ti/Au膜124(其為一薄金屬膜）。因此，形成Ti/Au電極 24(步驟F1)。一部份之11/八11膜124(其形成於罩幕58(未顯示於第7圖中）上)係在下一步驟前與罩幕58 一起被移除。 10 於後，一罩幕60係形成於於步驟F1後所得之表面上，但排除該欲形成電鑛-穿孔42與46之區域。姓刻該所得表面之未遮罩區域’以形成具有2〇〇 pm深度之開口 61。而後，藉無電鑛沈積法等，以Pt填充該開口 61(步驟G1)。罩幕60 係在下一步驟前移除。 15 隨後，一罩幕62係形成，以遮罩步驟G1後所得之表面；但排除欲形成凹陷25之區域。所得表面之未遮罩區域係藉蝕刻而移除至暴露p-GaN接觸層18的深度，以形成凹陷 25(步驟H1)。在下一步驟前移除罩幕62。而後，形成一罩幕64，以遮罩步驟H1後所得之表面， 2〇但排除欲形成ITO透明電極22之區域《而後，藉濺鍍法塗敷一ITO膜122,以形成ITO透明電極22(步驟II)。一部份之ITO 膜122(其形成於罩幕64(未顯示於第8圖中）上）係在下一步驟前與罩幕64—起被移除。形成一罩幕66，以遮罩步驟II後所得之表面，但排除 19 1360900 欲形成橋接佈線30、40與44之區域。而後，藉沈積法塗敷一 Ti/Pt/Au膜（其為一薄金屬膜），以形成該Ti/pt/Au橋接佈線 30、4〇與44(步驟J1)。一部份之Ti/Pt/Au膜（其形成於罩幕 66(未顯示於第9圖中）上）係在下一步驟前與罩幕66 一起被 5 移除。而後，研磨SiC基板1〇4之背面，故SiC基板104之厚度變成150 μιη。因此，該電鍍-穿孔42與46係暴露於該Sic基板104之背面上（步驟K1)。隨後，形成一罩幕（未顯示於第9圖中），以遮罩該Sic 10基板1〇4之背面，但排除該欲形成電力供應端子36與38之區域。而後，藉沈積法塗敷一Ti/Pt/Au膜（其為一金屬薄膜）。因此，形成Ti/Pt/Au電力供應端子36與38(步驟一部份之Ti/Pt/Au膜（其形成於罩幕（未顯示於第9圖中）上）係在下一步驟前與罩幕一起被移除。 15 20 而後，矽氧烷（黃磷光體（Sr，Ba)2Si〇4:Eu2+之顆粒與 Si〇2之微難❹散於其巾）係藉印刷法而提供以覆蓋該暴路口Η立7與LED 6。而後，加熱石夕氧烧以硬化，以形成一鱗光體膜148 °隨後’研磨Μ光體膜148，故勉體膜148 之厚度係變成5G，（步驟Μι)。於此必須注意的是該由LE=陣列晶片2所發射之白光的顏色係藉源自光發射層。光與源自鱗光體48之黃光間的比例而決定。此比例可藉改包括於;^氧⑽脂中之碌光體顆粒的百分比與 Η光胆膜48之厚度而調整。詳言之，當魏體顆粒的百分比較高時’或㈣光體賴之厚度較大時，黃光的比例係 20 1360900 文向0lit* ώ 、〜、財光具有—低的顏色溫度。依據Ρ具體實施例’該含_光體軸之錢统樹脂係先被錄至-大於所設計之碟光體购厚度的厚^。於加熱以硬化後，研磨所塗敷之樹脂，“達到二之厚^。於此方式巾，可形成均勻厚度之磷光體膜48。此可降^顏色的不均心且可能確實地產生具有—預定顏色溫度之白光0 最後，藉切割而獲得各別之LED陣列晶片。因此，完成LED陣列晶片2 (顯示於第3A與3B圖中）。 1〇於此，磷光體膜48可藉在傳統晶圓製造製程中之平台蝕刻（mesa etching)步驟後但在切割步驟之前，施用一包括磷光體之樹脂而形成。然而，一藉傳統平台蝕刻所產生之溝槽具有一寬度，而僅一或二個磷光體顆粒可被排列在橫向方向。於此例子中，在一大程度上，由各LED 6之光發射 15層14之側表面所發射之藍光係在不激發磷光體下，經過磷光體膜48。因此，由側表面所發射之藍光係變得值得注意，其造成顏色的不均勻。然而，依據第一具體實施例該包括鱗光體之樹脂係被塗敷至光發射層〗4側表面（於圍繞L E D 6 之暴露部位7中）’該樹脂具有與暴露部位7之寬度(W4)同等 20長度的厚度。於此，暴露部位7之寬度(W4)係充分地大於磷光體顆粒之直徑。因此，由光發射層14側表面所發射之藍光可適度地激發磷光體轉變成黃光。此降低顏色之不均勻現象。 —般相信顏色的不均勻僅發生於白色led(其使用具 21 1360900 有在380 nm與780 nm範圍間之波長(紫至紅)之光譜組成作為激發光源的可見光）中。換言之，顏色的不均勻不會發生於以具有近紫外光作為激發光源的白色LED中。，然而，具有370 nm之向峰發射波長的紫外光亦具有不低於38〇 ηιη 5 (可見光)之波長的光譜組成。此意謂著使用近_紫外光作為激發光源之白色LED可具有顏色不均的問題。因此，第一具體實施例係被應用至—具有光發射層之LED，該光發射層係發射近-紫外光，以達到降低顏色不均之相同效果。換言之’本發明之第一具體實施例係被應用至一含有光發射 10層之LED ’該光發射層係發射具有一至少在38〇 11〇1與78〇 nm範圍間之波長之光譜組成的光線，以降低顏色的不均勻現象。第一具體實施例係不僅應用至一含有一光發射層（其發射具有前述之460 nm之高峰發射波長的藍光)之LED。 (第二具體實施例） 15 第10圖係為一說明第二具體實施例之LED陣列晶片 302之結構的外部透視圖，該LED陣列晶片3〇2係為一種型式之半導體光發射元件。除了各LED之不均勻光射出表面結構（用以增強一光射出效率）與一SiC基板結構外，第二具體實施例之led陣列 20晶片3〇2基本上具有與第一具體實施例之LED陣列晶片2(顯示於第3至5圖中）相同的結構。LED陣列晶片302之一般組成係以與第一具體實施例中相同之參考數字來表示。以下敘述包括此等一般組成的簡介或不提及該等一般組成，且主要著重於LED陣列晶片2與302間之不同結構處。 22 1360900 如第Η)圖所示，部份移除一非摻雜（高耐抗性)之沉基板3〇4(其構成LED陣列晶片3〇2，於㈣稱為一沉基板观）。詳言之，移除呈三角柱形之部位，以包括邮基板3〇4 之背面的各邊緣(邊緣係彼此平行）。該藉移除部位她與 5 3〇4b所達之效果係描述於後。

一用以說明磷光體膜48移除後之LED陣列晶片3〇2的平面圖實質上係與第3B圖所示之用以說明LED陣列晶片2 的平面圖相同。第11A與11B圖分別說明沿一相當於第36圖所不之線AA之LED陣列晶片302的橫截面圖，以及沿一相 10當於第3B圖所示之線BB之LED陣列晶片302的橫截面圖。換s之，第11A圖顯示第一列第一行之LED 3〇如以及第一列第一行之LED 306b’而第11B圖顯示第七列第四行之led 306c與第七列第五行之LED 306d。

依據第一具體實施例’該形成於SiC基板104上之半導 15體多層結構中之P-GaN接觸層118(見第6A圖）係部份被移除 (見第8圖之步驟H1) ’以使光射出表面呈現不均勻（見第4a 圖中所示之p-GaN接觸層18)。然而，依據第二具體實施例，一 p-GaN接觸層318係不經處理，如第第11A與11B圖所示。相反地，部份移除一形成於該P-GaN接觸層318上之氧化钽 20 (Ta205)膜321，以使各LED 306之一光射出表面不均勻。一 ITO透明電極323係形成，以作為一p-電極（一陽極），以沿不均勻Ta205膜321行進。在一較高電位端處之LED 306d的一 ITO透明電極323係構成LED陣列晶片302之陽極334。再者，在一較低電位端處之LED 306a的Ti/Au電極24係構成 23 1360900 LED陣列晶片302之陰極32。該移除部位304a與304b係形成於SiC基板304之背面 (其面遠離一半導體多層結構)上。於此，該形成於SiC基板 304背面上之電力供應端子336與338亦分別形成於該移除 5部位3〇如與304b(其為傾斜面）上。移除部位304a係形成於SiC基板304之一欲形成一電鍍 -穿孔342的區域中。該電鍍_穿孔342係電氣連接該電力供應端子336與該橋接佈線4〇(其連接至該led陣列晶片302之陰極32)。另一方面’該移除部位3〇4b係形成於SiC基板3〇4之 10 一欲形成電錢-穿孔346之區域中。該電鍍-穿孔346係電氣連接δ玄電力供應端子338與該橋接佈線44(其連接·至該LED陣列晶片302之陽極334)。該移除部位3〇如與3〇41)係被提供以降低SiC基板304之欲形成電鍍_穿孔342與346之區域的厚度（與其他之SiC基板304相較卜因此，形成具有較小深度之 15開口 3061 (顯示於第14圖中），以於晶圓製造製程期間形成電鍍-穿孔342與346。此使其可能縮短形成電鍍_穿孔342與 346步驟所需之時間。以下部份係參照第12至16圖以描述此LED陣列晶片 302之製造方法。於此’製造方法包括與第一具體實施例之 20 LED陣列晶片2之製造方法（第6至9圖）相同的步驟，且僅簡單提及該等相同的步驟。於第12至關中，—用於形成㈣陣列晶片302之各組成的材料係以四位數之數值表示，該第 -數字係為3。四位數之數值的最後3個數字係表示確認 LED陣列晶片302之相對組成的參考數字。 24 1360900 首先，如第12圖所示，一 n-AlGaN緩衝層3008、一 DBR 層3010(由30個n-AlGaN/GaN之循環所構成）、一n-GaN鍍層 3012、一InGaN/GaN MQW 光發射層 3014、一p-GaN鍍層 3016、以及一p-GaN接觸層3318係使用MOCVD法，依所述 5 順序而形成於一非摻雜之SiC基板3304上（步驟A2)。於此，該非摻雜之SiC基板3304具有2吋之直徑以及300 μπι之厚度，即，與第一具體實施例之非摻雜之SiC基板104相同。於後，藉濺鍍或溶膠-凝膠法，於該p-GaN接觸層3318 上形成一 Ta205膜3321。接下來，一光阻係形成該Ta205膜 10 3321上’並藉步進曝光而部份移除。因此，形成—光阻罩幕3050(步驟B2)。隨後’藉蝕刻移除該未被光阻罩幕3050覆蓋之Ta205膜 3321的部位（步驟C2) ’而後，移除光阻罩幕3050(步驟D2)。於後’藉濺鍍法形成一ITO膜3323，以沿該不均勻Ta205膜 15 3321進行。因此’形成一不均勻光射出表面，以改良光線射出效率（步驟E2)。於後，一罩幕3052係形成於ITO膜3323上，以覆蓋一欲形成ITO透明電極323(顯示於第11A與11B圖中）之區域。一由層與膜3008、3010、3012、3014、3016、3318、3321 與 20 3323構成之層壓物的未遮罩區域係藉蝕刻而移除至約 n-GaN鍍層3012之一半厚度的深度（步驟F2)。因此，形成一連接該Ti/Au電極24之表面3054( — η-電極形成表面）與ITO 透明電極323。罩幕3052係在下一步驟前移除。於後’除了欲形成暴露部位7與分割溝槽26之區域外， 25 1360900 於步驟F2後所得之表面上形成一罩幕3〇56。層壓物之未遮罩區域（由層3012、3〇1〇與3008所組成）係藉蝕刻而移除至暴露出SiC基板3304的深度。因此，產生該暴露部位7與該分割溝槽26(步驟G2)。於完成蝕刻後，在下一步驟前移除罩 5 幕3056。隨後，於一罩幕3057形成於該ITO透明電極323土後，藉濺鍍等方法，形成一SisN4膜3028(其為一絕緣膜），以用於絕緣及表面保護之功能（步驟H2)。形成於罩幕3〇57(未顯示於第13圖中）上之一部份si"4膜3028係在下一步驟前與 10 罩幕3057—起被移除。一罩幕3058係形成於步驟H2後所得之表面上，但於欲形成Ti/Au電極24的區域除外，且藉姓刻移除％ν4膜3028 之一未遮罩區域(步驟12)。於後’藉沈積法，形成一Ti/Au膜3024(其為一薄金屬 15 膜）’以形成該Ti/Au電極24(步驟J2)。一部份之Ti/Au膜 3024(其形成於罩幕3058(未顯示於第14圓中）上）係在下一步驟前與罩幕3058—起被移除。一罩幕3062係形成於於步驟J2後所得之表面上，但排除該欲形成電鍍-穿孔342與電鍍-穿孔346之區域。於後，於 20 一未遮罩區域中進行银刻，以產生具有100 μπι深度之開口 3061。而後’藉無電鍍沈積法等，以Pt填充該開口 3061(步驟K2)。罩幕3062係在下一步驟前移除。如前述，開口3061 具有比第一具體實施例中之開口 61(見第8圖）更小的深度。因此，縮短用於蝕刻步驟的時間（步驟K2)。 26 1360900 一罩幕3064係形成於步驟K2後所得之表面上，但排除欲形成橋接佈線30、40與44之區域。於後，藉沈積法形成一 Ti/Pt/Au膜（其為一薄金屬膜）。因而形成Ti/pt/Au橋接佈線 30、40與44 (該橋接佈線44係未顯示於第14圖中）（步驟 5 L2)。一部份之Ti/Pt/Au膜（其形成於罩幕3064(未顯示於第14 圖中）上）係在下一步驟前與罩幕3064—起被移除。研磨SiC基板3304之背面’故SiC基板3304之厚度變成 150 μιη (步驟M2)。於後，矽氧烷（黃磷光體（Sr，Ba)2Si04:Eu2+之顆粒與 10 Si〇2之微顆粒係分散於其中）係藉印刷法而提供，以覆蓋該暴露部位7與LED 306。而後，加熱矽氧烷以硬化，以形成一磷光體膜3048。隨後’研磨該磷光體膜148，故磷光體膜 148之厚度係變成50 /zm (步驟N2)。該研磨係達到與第一具體實施例中相同之效果。 15 隨後’一切割片3 066 (其為一巨分子膜)係黏附至該磷光體膜3048 (步驟02)。

SiC基板3304之背面係藉一 V-形刀片（未顯示於第16圖中）而部份移除’故形成具有V-形橫截面之溝槽。因此，產生移除部位304a (304b)(步驟P2)，且暴露電鍍-穿孔342 2〇 (346)。一罩幕(未顯示於第16圖中）係形成於SiC基板3304之背面上，以不覆蓋欲形成電力供應端子336與338之區域。於後，藉沈積法，於SiC基板3304之背面上形成一Ti/Pt/Au膜 (其為一薄金屬膜）。因此，形成Ti/Pt/Au電力供應端子336 27 1360900 與338。一部份之耵/朽/八11臈（其形成於罩幕（未顯示於第i6 圖中）上)係與罩幕-起被移除。最後，藉切割而獲得各別之 LED陣列晶片（步驟Q2)e於此方式下，完成LED陣列晶片 302(顯示於第1〇圖中）。 5 (第三具體實施例）依據第一與第二具體實施例，陣列晶片（2與3〇2) 之陽極(34與334)與陰極(32)係藉傳導組件（包括提供於基板(4與304)中之電鍍-穿孔(42與46、342與346))，電氣連接至位於SiC基板背面（4與304)上之電力供應端子（36與 1〇 38，336與338)。然而，依據第三具體實施例，此傳導組件包括s玄开> 成於SiC基板之側表面上的傳導膜，而非電鍍_穿孔(42與46 ’ 342與346)。除了傳導膜係提供以取代電鍍-穿孔(42與46 ’ 342與346)以及不產生栘除部位3〇4a與304b外，第三具體實施例之一LED陣列晶片402基本上具有與第二 15具體實施例之LED陣列晶片302相同的結構。LED陣列晶片 402之一般組成係以與第一具體實施例中相同之參考數字來表示。以下敘述包括此等一般組成的簡介或不提及該等一般組成’且主要著重於不同於LED陣列晶片302之處。第17A圖係為一說明LED陣列晶片402之平面圖，且第 20 17B圖係為一說明LED陣列晶片402之底平面圖。與第3B圖相同，第17A圖係未顯示磷光體膜48。如第第17A圖所示，LED 306係以與第一及第二具體實施例相同之方式，呈陣列形式而排列於SiC基板404之前表面上。 28 1360900 如第17B圖所示，電力供應端子436與438係形成於SiC 基板404之一背表面上。第18A圖說明沿第ΠΑ圖之線EE之LED陣列晶片402的橫截面圖’而第18B圖說明沿第17A圖之線FF之LED陣列晶 5 片402的橫戴面圖。如第18A圖所示，一連接至LED陣列晶片402之陰極32 的橋接佈線440係延伸以到達SiC基板404之一邊緣404a。相同地’如第18B圖所示，一連接至LED陣列晶片402之陽極 334的橋接佈線444係延伸以到達SiC基板404之一邊緣 10 404b。如第18A圖所示，該橋接佈線440係藉一佈線441(其形成於SiC基板404之一側表面上）而電氣連接至該電力供應端子436。該佈線441係為一由Au電鍍之傳導膜。相同地，如第18B圖所示’橋接佈線444係藉一佈線445 (其形成於SiC 15基板404之一側表面上）而電氣連接至該電力供應端子 438。該佈線445係為一由Au電鍍之傳導膜。佈線441與445 係各自延伸，以欲形成於SiC基板404之前表面上。此係強化佈線441與橋接佈線440間之電氣連接，以及佈線445與橋接佈線444間之電氣連接。 20 電力可經電力供應端子436與438而供應至該呈串聯連接之35個LED 306。以下部份係參照第19至22圖說明此LED陣列晶片402 之製造方法。 LED陣列晶片402之製造方法（製程）的前15個步驟係與 29 1360900 LED陣列晶片302之製造方法的步驟A2至步驟02的步驟相同’除了（i)不提供電鍍-穿孔(342與346)，（H)該分別連接至 LED陣列晶片402之陽極334與陰極32之橋接佈線440與444 係具有與橋接佈線40與44不同的結構，以及(iii)磷光體膜48 5不形成於Sic基板404上之欲形成佈線441與445的部位處。以下部份係說明相當於步驟〇2之步驟完成後所進行之步第19A圖係為一說明當完成相當於步驟〇2之步驟時所觀察之部份晶圓4050(顯示於第21A圖中）的橫截面圖。 10 於此製造方法的階段中，一用於SiC基板4404之主要表面之一（如’一半導體多層結構形成表面）之晶圓製造製程係已完成。換言之’各別LED陣列晶片（此後稱為晶片構件）係呈陣列形式形成。第一切割片3066係黏附至該磷光體膜 3048。 15 第21A圖說明自SiC基板4404之前表面側所視之晶圓 4050。必須注意的是，第21A圖並未顯示第一切割片3066(其顯示於第19A圖中）。如第21A圖之虛線所示，晶片構件4052 係呈陣列形式排列。各排晶片構件4052(如第21B圖所示）係使用切割刀（DB) 20而自晶圓4050切下，即如第19圖所示之一般切割步驟。第21C圖顯不-排晶片構件4〇52(於後稱一晶片構件排 4054)。於該帶形晶片構件排4〇54中，晶片構件4〇52係以下列方式排列，即，各橋接佈線440與橋接佈線444 (顯示於第 17 A圖中）之-端係配置於該晶片構件排4 〇 5 4之較長的邊緣 30 1360900 處。換δ之，晶片構件排4054係自晶圓4050切下，故，晶片構件4052係以此方式排列於晶片構件排4〇54中。 .於移除第一切割片3066後，晶片構件排4〇54係以下列方式黏附至一不同之切割片4〇56(一第二切割片），即該填 5光體膜3048與第二切割片4056接觸之方式，如第22Β圖所示。於此，第22Β圖說明沿第22a圖（其係為晶片構件排4〇54 之放大圖）所示之線(3<3之概要橫截面圖。隨後，一罩幕4058係形成於SiC基板44〇4的背面上，以不覆蓋該欲形成電力供應端子436與438(顯示於第18八與 10 18B圖中）的區域。換言之，罩幕4058係形成以類似一帶形，以在晶片構件排4054之長度方向上延伸，並維持一沿各較長邊緣之具有一預定寬度的區域。此外，在晶圓4〇5〇被切割成晶片構件排4054之前，罩幕4〇58可在晶圓4〇5〇背面上之一預定區域中呈帶狀形成。 15 於形成罩幕4058後，藉電子束蒸發等方法，將一Ti/Au 溥膜底漆(未顯示於第2〇圖中）施用於SiC基板44〇4之暴露表面的區域(其未被罩幕4058所覆蓋）中，而後，藉沈積法形成一Au電鍍膜。因此，形成電力供應端子料允與糾％以及佈線4441與4445，如第20A與20B圖所示。 20 該沈積於罩幕4058(未顯示於第20圖中）上之部份的Au 電鑛膜係與罩幕4〇58-起移除。於後，使用切割刀（未顯示於第22C圖中）以獲得如第22C圖所示之各別的LED陣列晶片。因此，完成LED陣列晶片4〇2(顯示於第17圖中）。 (第四具體實施例） 31 1360900 第23圖係為一說明白色LED模組200之外部透視圖，其係為一種型式之發光模組，其包括該第一具體實施例之 LED陣列晶片2(於後簡稱為LED模組200)。可使用第二具體實施例之LED陣列晶片302(顯示於第1〇圖等中）或第三具體 5實施例之LED陣列晶片402(顯示於第17圖等中），以取代 LED陣列晶片2。LED模組200係被貼附至一發光單元24〇(於後敘述並顯示於第26圖中）。 LED模組200包括一陶瓷基板2〇2(其呈具有5 cm直徑之環形’且由氮化鋁(A1N)所製得）以及三個由玻璃所製造之透 10鏡204、206與208。一使用以將LED模組200貼附至發光單元24〇的引導凹陷210以及用以自發光單元240接收電力供應之端子212與214係提供於陶瓷基板2〇2中。第24A圖係為一說明LED模組200之平面圖，第24B圖說明沿第24A圖所示之線CC的橫截面圖，且第24C圖係為一 15 說明第24B圖所示之部位D的放大圖。如第24A與24B圖所示，一引導孔（一穿孔)216係提供於陶瓷基板202之中心，以將LED模組200貼附至發光單元 240。如第24C圖所示，一金鍍層217係塗敷於陶瓷基板202 之背面，以改良熱消散性。 20 LED陣列晶片2係安裝於陶瓷基板202上之相對於各透鏡204、206與208(具有如第24A圖所示之環狀外形）之中心的位置處。總言之，三個LED陣列晶片2係安裝於陶瓷基板 202 上。於此，陶瓷基板202係由二陶瓷基板201與203所構成， 32 1360900 各陶究基板具有0.5 mm之厚度且主要係由纖所製成。除了 A1N外’陶兗基板2〇1與2〇3可能由Al2〇3、Bn、Mg〇、Zn〇、 SiC與鑽石所製成。 LED陣列晶片2係以下列方式安裝於下陶究基板2〇1的 5前表面上，即，電力供應端子36與38(顯示於第4A、4B與5C 圖中）係面向該陶瓷基板201。錐形穿孔215係提供於上陶瓷基板203中，以產生用於安裝LED陣列晶片2之空間。換言之，陶瓷基板202具有凹陷，各凹陷之直徑係朝一開口端而增加。LED陣列晶片2係安裝於凹陷的底表面上。於此，陶 10瓷基板202中之凹陷可具有一半球狀外形，而非錐形。一鋁反射膜219係以實質均勻之厚度形成於各穿孔 215(提供於上陶瓷基板203中）之一斜面（壁）上以及陶瓷基板203之前表面上。因此，形成一反射鏡（孔）。該穿孔215 係經設計，以使得該由LED陣列晶片2之一側面所發射之白 15光在一實質垂直陶瓷基板203之一主要表面的方向上，被鋁反射膜219(形成於穿孔215之壁上）所反射。一陰極墊218與一陽極墊220(顯示於第25B圖中）係提供於陶瓷基板201之前表面上之欲安裝各LED陣列晶片2的位置處。各陰極墊218與陽極墊220係由鎳(Ni)鍍層與塗敷於 20鋼（Cu)上之金(Au)鍍層所製成。該LED陣列晶片2係以下列方式安裝於陶瓷基板201上，即，SiC基板4係面向下朝陶瓷基板2(H。於此’電力供應端子36與38係使用銲料而分別連接至該陰極墊218與陽極墊220。除了焊料外，可使用金凸塊或銀糊狀物。 33 1360900 於此，在傳統白色LED的例子中，一磷光體膜係在一裸晶片安裝至一安裝基板上後，形成於該裸晶片上及其周圍。另一方面，該LED陣列晶片2具有磷光體膜48。因此， LED陣列晶片2可以下列方式而安裝於該已形成之反射孔 5 中，該方式即磷光體膜48不與反射孔之壁接觸的方式。因此，可使用一具有一反射膜之印刷電路板，故一半導體光發射元件係實質準確地安裝在一相對於一反射孔之經設計的位置處。再者，反射孔之直徑可儘可能小。因此，改良一光線聚集效率，且最小化發光模組200之尺寸。 10 於被安裝於陶瓷基板201上之前，係已測試該LED陣列晶片2之光學性能，諸如，顏色不均，且其已通過該測試。 LED陣列晶片2可在安裝前測試其光學性能，此乃因為第一具體實施例之LED陣列晶片2包括磷光體膜48，且本身可發射白光。因此，其可防止該包括有LED陣列晶片2之LED模 15 組200因LED陣列晶片2之粗劣的光學性能而遭拒絕。因此，被接受之終產品(LED模組200)對所有終產品的比例係增加。透鏡204、206與208係使用一膠黏劑221而黏附至陶瓷基板203。該膠黏劑221可為矽氧烷樹脂、一環氧樹脂等。 2〇二個LED陣列晶片2係以平行方式’藉一佈線圖案（形成於陶瓷基板201之前表面上）而連接。第25A圖係為一說明透鏡2〇4、206與208移除後之LED 模組200的平面圖。於第25A圖中，三個LED陣列晶片2係藉加註A、B與C而彼此區分。 34 1360900 如前述’陽極墊220與陰極墊218(第25B圖）係提供於陶瓷基板201上之欲安裝各led陣列晶片2A、2B與2C之位置處。

該分別連接至LED陣列晶片2A、2B與2C之陽極墊220 5係藉一佈線圖案236而彼此電氣連接。該佈線圖案236係藉一電鍍-穿孔237而連接至正端子212之一端。該分別連接至 LED陣列晶片2A、2B與2C之陰極墊218係藉一佈線圖案238 而彼此電氣連接。佈線圖案238係藉一電鍍-穿孔239而連接至負端子214的一端。換言之，LED陣列晶片2A、2B與2C 10 係藉佈線圖案236與238而平行連接。前述之LED模組200係貼附至發光單元24(^ LED模組 2〇〇與發光單元240係構成一發光裝置242。第26A圖係為一說明發光裝置242之概要透視圖，而第 26B圖係為一說明該發光裝置242之底平面圖。 15 舉例言之’發光單元240係固定至一室之天花板上。該發光單元240包括一電力供應電路(未顯示於第26A與26B圖中）’該電力供應電路係將由一供工業用電源所供應之交流電電力（如，1〇〇 V、50/60HZ)轉變成驅動LED模組200所需之直流電電力。 2〇以下部份係參照第27圖以說明一將LED模組200貼附至發光單元240的結構。該發光單元240具有一環狀凹陷244，該LED模組200係名人固疋於其中。壤狀凹陷244的底表面係為平坦。一内螺紋 (未顯示於第27圖中）係產生於鄰近環狀凹陷244之開口端處 35 1360900 之環狀凹陷244的内壁上。具彈性之電力供應端子246與248 以及一引導性突出物230係自環狀凹陷244之内壁凸出，且位於内螺紋與環狀凹陷244之底表面之間。電力供應端子 246與248係分別為正型與負型。一引導拴252係提供於環狀 5 凹陷244之底表面之中心中。一由矽膠所製造之〇-型環254與一環螺釘256係使用以將LED模組200貼附至發光單元240。該環螺釘256具有一環狀外形’其具有一實質上矩形之橫截面。一外螺紋（未顯示於第27圖）係產生於壤螺釘256之外表面上，且·一凹陷258传 1〇提供於環螺釘256中。以下部份係描述將LED模組200貼附至發光單元24〇的程序。首先，LED模组200係以下列方式固定於環狀凹陷244 中。LED模組200之陶瓷基板202係安置於環狀凹陷244之底 15表面與電力供應端子246與248之間。引導栓252係固定於引導孔216中’以將LED模組200之中心對齊環狀凹陷244之中心。再者，引導性突出物230係固定於引導凹陷21〇中，以使正及負端子212與214分別對齊電力供應端子246與248。於LED模組200固定於環狀凹陷244後，環螺釘256(0-20型環254係已貼附於其上）係旋入環狀凹陷244並固定。因此，正及負端子212與214係分別連接至電力供應端子246與 248，故端子212與214係可信地電氣連接至端子246與248。此外’陶竟基板202之幾乎整個背面係連接至環狀凹陷244 的平坦底表面。此可使LED模組200中所產生之熱能有效地 36 1360900 被引至發光單元240 ’藉此改良LED模組200之冷卻效果。於此，矽氧烷潤滑脂可施用至陶瓷基板202之背面以及環狀凹陷244之底面，以進一步改良LED模組200至發光單元240 的熱傳導效率。 5 當自一工業用電源供應電力至此發光裝置242時，各 LED陣列晶片2中之LED 6係發射藍光。於此，部份藍光係藉磷光體膜48内之磷光體而轉換成黃光。藍光與黃光係混合在一起，以產生白光。白光係經透鏡204、206與208而發射。 10 當一 150 mA之電流被供應至LED模組200時，可觀察到 800 lm之總發光通量、一 1500 cd之同軸發光強度、以及一第28圖所示之放射光講。 (第五具體實施例）依據第四具體實施例，第一至第三具體實施例之任一 15 的具體實施例的半導體光發射元件係使用於作為照明設備 (如，發光模組200與發光裝置242)之例。然而，第一至第三具體實施例之半導體光發射元件亦可用於顯示器，詳言之，作為顯示構件中之光源。此一顯示構件包括一表面安裝元件（SMD) LED，其係以下列方式形成，即，一半導體 20 光發射元件（即，一LED晶片）安裝於一陶瓷基板上且藉一透明環氧樹脂而密封之方式。第29A圖係為一說明第五具體實施例之SMD LED 502(於後簡稱為LED 502)的平面圖，而第29B圖說明沿第 29A圖之線HH的橫截面圖。 37 1360900 第一具體實施例之LED陣列晶片2(顯示於第3至5圖中）係用以作為LED 502之光源。除了 LED陣列晶片2外，亦可使用第二具體實施例之LED陣列晶片302或第三具體實施例之LED陣列晶片402。 5 如第29B圖所示’ LED 502包括一由二陶究基板5〇4與 506所製成之陶瓷基板508。一錐形穿孔51 〇係提供於上陶究基板506中，以產生一用於安裝LED陣列晶片2之空間。換言之，陶瓷基板508具有一凹陷’該凹陷之直徑係朝一開口端而增加。LED陣列晶片2係安裝於凹陷之底表面上。於 10此，陶瓷基板508中之凹陷可具有一半球狀外形，而非錐形。一鋁反射膜512係以實質均勻之厚度形成於穿孔 510(提供於上陶瓷基板506中）之斜面（壁）上以及陶瓷基板 506之前表面上。因此，形成一反射鏡(孔）。穿孔51〇係經設 δ十，以使得該由LED陣列晶片2之一側面所發射之白光在一 15貫夤垂直陶變•基板5〇6之一主要表面的方向上，被穿孔51〇之壁上的鋁反射膜512所反射。該穿孔51〇係以一環氧樹脂填充，以形成一透鏡513，其具有密封LED陣列晶片2成氣密之角色。一陽極墊514與一陰極墊516係形成於下陶瓷基板5〇4 20之前表面上。電力供應端子38與36(顯示於第5(：圖中）係分別連接至陽極墊514與陰極墊516。 LED 5〇2之端子sis與52〇係提供於陶竞基板5〇4之背表面上。端子别係藉-電鍵-穿孔522而電氣連接至該陽極塾 514，且端子52〇係藉-電鍍.穿孔524而電氣連接至該陰極 38 墊 516。當經端子518與520而供應電力至此LED 5〇2時，LED陣歹4晶片2係經透鏡513而發射白光。注意可僅使用一單一SMD LED。於此例子中，一SMD 可女裝於一用於豕電用品（諸如電視、錄影帶卡式記錄器與一冷氣機）之遙控器上，或使用以作為此一家電用品之主要開關燈。此外，例如，可使用結合之多個SMDlED， U作為呈點陣顯示元件方式提供之點狀物，以用於顯示一文字、一數字、一記號等。 10 1 本發明係不限於前述之第一至第五具體實施例，且包括下列改良。 “ （1)依據前述具體實施例，暴露部位7係藉移除該構成半導體多層結構之所有層的—相對區域㈣成（第6圖之步 Μ驟Cl)。此可改良如下。當使用第一具體實施例作為例子時，暴露部位7亦可藉移除最外層（p_GaN #觸層118)至傳導層（位於光發射層114與SiC基板刚之，如，n_GaN鑛層ιι2) 之等層的-相對區域而形成。於此方式下，鱗光體膜邮可以-足夠之厚度形成於最外層(p_GaN接觸層與半導體多層結構之側表面（其藉形成暴露部位7而產生)上。此可降 20 低顏色的不均勻現象。 (2)依據前述具體實施例，該由η_Α1(}&Ν緩衝層（8)至 p-⑽接觸層（18與318)之層所組成之半導體多層結構係晶膜成長於SiC基板(4、3〇4與撕)上。由於具有一比銅或結更高之熱傳導性，該SiC基板(4、3〇4與4〇4)可有效地將光發射 39 1360900 層（14)中所產生之熱能消散至陶瓷基板(202與508)，其為一印刷電路板，且其上係安裝有LED陣列晶片（2、302與402)。

於此，SiC基板(4、304與404)可由A1N基板、GaN基板、BN 基板、Si基板與鑽石基板之一者所取代，其等同樣地皆具 5 有高熱傳導性。此外’ SiC基板(4、3〇4與4〇4)可藉一廣為使用之藍寶石基板所取代，其具有一略低之熱傳導性。 (3) 依據前述具體實施例，LED陣列晶片（2、302與402) 包括35個LED(光發射構件），且為一側面約2 mm的矩形。 10然而，LED陣列晶片（2、302與402)中之LED(光發射構件）的數目與LED陣列晶片（2 ' 302與402)之尺寸係不限於此。除了一LED陣列晶片外，亦可使用一由一]lED (光發射構件)所構成之LED晶片，以達成本發明。舉例言之，於此例子中，暴露部位7係被形成，以圍繞第一具體實施例之第 15 6圖之步驟C1中之各LED。再者，二電力供應端子係形成於各LED之SiC基板104的背表面上，且二電鑛穿孔係形成於各LED之SiC基板104中。 (4) 依據前述具體實施例，磷光體膜48係由一矽氧烷樹脂所製成，磷光體顆粒係散佈於其中。除了矽氧烷樹脂外， 20亦可使用具有低溶點之玻璃。此外，包括填光體顆粒之玻璃係使用溶膠-凝膠法而產.生。於此，一般而言，玻璃比樹脂具有更佳之耐熱與耐紫外線特性。由於此原因，依據未來技術發展’一LED(陣列）晶片（其包括一由玻璃所製成之碟光體膜)係可能產生漸增之較高的產量，且於安裝LED(陣 40 1360900 歹1J)晶片中，可具有較高之對抗一高溫製程之封熱性。 (5) 依據第四具體實施例，發光模組200包括白·色LED 陣列晶片2、302與402之一者。除了此等白色LED陣列晶片 2、302與402外，可使用揭示於日本專利No. 3399440中之一 5 包括有矽次-安裝基板之白色LED晶片。於此白色LED晶片中，一LED裸晶片係小於該矽次-安裝基板，且需於一安裝基板上形成一佈線接合塾。因此，需增加一反射孔之直徑，此可能造成一略低之光線聚集效率以及一略低之封裝密度。然而’儘管有此等缺點，由於此白色LED晶片可被安 10 裝於具有一反射膜之印刷電路板上，故亦可使用此白色 LED晶片。 (6) 依據前述具體實施例，一由一 LED所構成之半導體多層結構係is晶膜成長於一SiC基板(其為一LED陣列晶片 (一半導體光發射元件）之組成）上。 15 然而，前述具體實施例並不限於此。該半導體多層結構可先晶膜成長於一不同於SiC基板之單一結晶基板（如， —藍寶石基板)上，而後轉移至該Sic基板。換5之，SiC基板(其為一構成該LED陣列晶片（一半導體光發射元件）之基本基板)可或不可為一基板(其上晶膜成 20 長該半導體多層結構）。工業應用如前述，本發明提供一種半導體光發射元件，其可適宜地使用於一發光裝置等中。【圖式簡單說明】 41 1360900 第1圖係說明一習知技術。第2A至2C圖係說明該習知技術。第3 A圖係為說明第一具體實施例之L E D陣列晶片的透視圖，且第3B圖係為說明第一具體實施例之LED陣列晶片 5 的平面圖。第4A與4B圖包括橫截面圖，各橫截面圖係說明第一具體實施例之LED陣列晶片的部位。第5A圖係為說明一包括於第一具體實施例之LED陣列晶片中之一 LED的平面圖，第5B圖說明第一具體實施例之 10 LED如何連接於LED陣列晶片中，且第5C圖係為說明第一具體實施例之LED陣列晶片的底平面圖。第6圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第7圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的 15 製造方法。第8圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第9圖係用以說明第一具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。 20 第10圖係為一說明第二具體實施例之LED陣列晶片的透視圖。第11A與11B圖包括橫截面圖，各橫截面圖係說明第二具體實施例之LED陣列晶片的部位。第12圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的 42 1360900 製造方法。第13圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第14圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的 5 製造方法。第15圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第16圖係用以說明第二具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。 10 第17A圖係為一說明第三具體實施例之LED陣列晶片的平面圖，且第17B圖係為一說明第三具體實施例之LED陣列晶片的底平面圖。第18A與18B圖包括橫截面圖，各橫截面圖係說明第三具體實施例之LED陣列晶片的部位。 15 第19A與19B圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第20A與20B圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第21A至21C圖係用以說明第三具體實施例之LED陣 20 列晶片的製造方法。第22A至22C圖係用以說明第三具體實施例之LED陣列晶片的製造方法。第23圖係為一說明LED模組的透視圖。第24A圖係為一說明該LED模組的平面圖，第24B圖係 43 1360900 說明沿第24 A圖所示之線CC之橫截面圖，且第24C圖係為說明第24B圖之部位d的放大圖。第25A圖說明一透鏡移除後之LED模組，且第25B圖說明一形成於一陶瓷基板上之墊圖案，其為LED模組之一組 5 成。第26A圖係為一說明一發光裝置之透視圖，且第26B圖係為一說明該發光裝置之底平面圖。第27圖係為一說明該發光裝置之分解透視圖。第28圖說明用於該發光裝置之放射光譜。 10 第29A圖係為說明一表面安裝元件（SMD)LED的平面圖，且第29B圖說明沿第29A圖所示之線HH的橫截面圖。【主要元件符號說明】 2、2A、2B、2C、302、402 LED 陣列晶片 4、104、304、404、3304、4404 SiC基板

6、6a-f、306、306a-d LED 7 暴露部位 8、108、3008 n-AlGaN緩衝層 10、110、3010 分散式布拉格反射器(DBR)層 12 ' 112'3012 n-GaN鑛層 14、114、3014 InGaN/GaN複合量子丼(MQW)光發射層 16 ' 116'3016 p-GaN鑛層 18、118、318、3318 p-GaN 接觸層 20、120 Ni/Au薄膜 22、323 ITO透明電極 24 Ti/Au電極 25、244 環狀凹陷 26 分割溝槽 28 絕緣膜

44 1360900 3〇、40、44、440、444 橋接佈線 32 陰極 34、334 陽極 36、38、246、248、336、338、436、438、4436、4438 電力供應端子 42、46、237、239、342、346、522、524 電鍍-穿孔 48、148、3048 磷光體膜 50、54、56、58、60、62、64、66、3050、3052、3056、3057、 3058、3062、3064、4058 罩幕 ·

52'3054 Ti/Au電極24之表面 61 ' 3061 開口 122、3323 ITO膜 124 、3024 Ti/Au膜 128 ' 3028 Si3N4 膜 200 白色LED模組 201、202、203 、504、506 、508 陶瓷基板 204、206、208 、513 透鏡 210 引導凹陷 212 正端子 214 負端子 215 、 510 錐形穿孔 216 引導孔 217 金鍍層 218、 516 陰極墊 219、512 鋁反射膜 220、 514 陽極墊 221 膠黏劑 230 引導性突出物 236 ' 238 佈線圖案 240 發光單元 242 發光裝置 252 引導栓 254 0-型環 256 環螺釘 258 環螺釘中之凹陷 304a 、304b 移除部位 32 卜 3321 氧化钽(Ta205)膜 404a-b SiC基板404之邊緣 441 ' 445'4441 > 4445 佈線 502 SMD LED 45 1360900 518、520 端子 900、 900A-F 裸晶片 902 印刷電路板 904 印刷模板 906A-F 穿孔 908 含有磷光體顆粒之材料 3066'4056 切割片 4050 晶圓 4052 晶片構件 4054 晶片構件排 d 間距 DB 切割刀 LI ' L2 ' L3 ' Wl ' W2 ' W3 尺寸 T 磷光體膜之厚度 W4 寬度

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Claims

1360900 年/>月第93140014號專利申請案申請專利範圍替換本申請專利範圍：一種半導體光發射元件修正日期：1〇〇年11月22 曰補充包含一基板；一形成於該基板之多個主要表面之—者上導體多層結構’該半導體多層結構包括一光發射層；形成於該半導體多層結構上之^第―電極與一第二電極，電力係經造成該光發射層發射光線之及電極與4第—電極而供應至該半導體多層結構；以 10 15 20 碟光體膜，其覆蓋該半導體多層結構之至少— 整個主要表面，該主要表面係面遠離該基板；其中 °玄半導體多層結構㈣-分㈣槽而被分割成多個部位’且各該多個部位係-獨立的光發射構件； f該多個光發射構件具有-個二極體結構且包 3陽極。•極，及—絕緣膜係形成於該各該多個光發射構件之一側表面上；該夕個光發射構件係使用由形成在該絕緣薄膜上之一薄金_卿成之佈線而以串聯方式連接，使得-光發射構件之陰極係連接至一件之陽極不同的光發射構以及位於該多個光發射構件之陣列的較高位能端之該多個綠射構件之—者的—陽極為該第一電極及 ;=個光發射構件之陣列的較低位能端之該多個光發射構件之-者的-陰極為該第二電極。 47 1360900 第93140014號專利申請案申請專利範圍替換本修正日期：100年11月22曰 2. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，其中該半導體多層結構包含一位於該光發射層與該基板之多個主要表面之一者間的光反射層。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，其中該 5 分割溝槽係為深度足以到達該基板。 4. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，更包含：形成於該基板之多個主要表面之另一者上的一第一端子與一第二端子；一第一傳導組件，其係將該第一電極電氣連接至 10 該第一端子；以及一第二傳導組件，其係將該第二電極電氣連接至該第二端子。 ' 5. 如申請專利範圍第4項之半導體光發射元件，其中各 ' 該第一傳導組件與第二傳導組件之至少部份係為設 15 置於該基板中之一電鍍-穿孔。 6. 如申請專利範圍第5項之半導體光發射元件，其中各該電鍍-穿孔係位於該基板之不同角落。 7. 如申請專利範圍第6項之半導體光發射元件，其中該多個光發射構件係形成於除了該電鍍-穿孔位置外之 20 位置上。 8. 如申請專利範圍第4項之半導體光發射元件，其中各該第一傳導組件與第二傳導組件之至少一部份係為形成於該基板之一側表面上的一傳導膜。 9. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，其中 48 1360900 第93140014號專利申請案申請專利範圍替換本修正曰期：100年11月22曰該基板為南财抗性。 10. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，其中該半導體多層結構係具有一晶膜成長構造於該基板上。 5 11. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，其中該半導體多層結構係為一已晶膜成長於一不同於該基板之單一結晶基板上且轉移至該基板的半導體多層結構。 12. 如申請專利範圍第1項之半導體光發射元件，其中用 10 於各該多個光發射構件之陽極電極包含一透明電極。 13. 如申請專利範圍第2項之半導體光發射元件，其中該光反射層係為一分散式布拉格反射器層。 14. 一種發光模組，包含：一安裝基板；以及 15 一如申請專利範圍第1項所界定之安裝於該安裝基板上的一半導體光發射元件。 15. 如申請專利範圍第14項之發光模組，其中該安裝基板具有一凹陷，其包含一反射膜於該凹陷之壁上，且該半導體光發射元件係安裝於該凹陷之底部上。 20 16. 一種半導體光發射元件的製造方法，包含下列步驟：於一基板之多個主要表面之一者上，形成一包括有一光發射層之半導體多層結構；將該半導體多層結構分割成多個部位，各該多個部位係相當於一半導體光發射元件； 49 1360900 5 10 第93140014號專利申請案申請專利範圍替換本修正日期：⑽年1丨月η日於該半導體多層結構之各該多個部位上及其周圍處形成一磷光體膜；分割用於該何體多層結構之各該多個該部位之基板；以及使用〆薄金屬料以串聯方式連接該半導體多層結構之多個部位。 Π.如申請專利範圍第16項之半導體光發射元件的製造方法，更包含以下步驟：改變於該磷光體膜中之磷光體的百分比，以改變藉由該半導體光發射元件所發射之白光的顏色溫度。 18.如中請專利範IS第16項之半導體光發射元件的製造方法，更包含以下步驟： 15 19. 20 改變該填光⑽之厚度，収變藉由該半導體光發射元件所發射之白光的顏色溫度。一種形成於一基板上之多個光發射構件之陣列該光發射構件係覆蓋有一磷光體層， -包含於該光發射構件中之第—光發射構件係以下列順序層壓而形成於該基板上：—連接有一第二電極之第-傳導層、-光發射層，以及—連接有一 + 二電極之第二傳導層，第其中 -包含於該光發射構件中之第二光發射構件以下列順序層壓而形成於該基板上：_連接有—" 電極之第一傳導層、-光發射層，以及-連接有^ _ 電極之第二傳導層，該第二光發射構件係緊鄰該第= 50 修正日期：100年11月22日第93140014號專利申請案申請專利範圍替換本光發射構件，匕3於該第—光發射構件中之該第-電極係藉由金屬膜而電氣連接至包含於該第二光發射構件 +之該第二電極，且該第—與第二光發射構件係藉由一溝槽而彼此分開。如申*月專利範圍第19項之陣列，更進-步包含形成於該第一光發射構件之一側表面及該第二光發射構件之—側表面的一絕緣膜，其中該整個金屬膜係形該絕緣膜之上方。、 10 2 2 , ’申請專利範圍第19項之陣列，其中，該第—光發射構件係包含—第-光反射層，其位於該第-光發射構件之該光發射層與該基板之間，及該第二光發射構件係包含一第二光反射層，其位於該第二光發射構件之該光發射層與該基板之間。 ^ 5 22 •如申請專利範圍第21項之陣列，其中該第一光反射層係一第一分散式布拉格反射器層，及該第二光反射層係一第二分散式布拉格反射器層。 23 > .如申請專利範圍第19項之陣列，其中該溝槽係為深度足以到達該基板。 2〇 24 . ’如申請專利範圍第19項之陣列，更進一步包含：一第一端子形成於該基板上；一第二端子形成於該基板上；一第一傳導組件，其將在該第一光發射構件中之該第一電極電氣連接至該第一端子；以及 51 1360900 第931侧號專利申嫩鞠_替換本修正日期：100年丨丨月22日一第二傳導組件，其將在該第二光發射構件中之該第二電極電氣連接至該第二端子。 π如申請專利範圍第24項之陣列，其中，各該第—傳導組件及第二傳導組件之至少—部分係為設置於該基 5 板中之一電鍍-穿孔。 26，如t請專鄉_25項之_，其巾各該電鍍穿孔係位於該基板之不同角落。 μ A如申請專利範圍第26項之陣列，其中該第一光發射構件與第二光發射構件係形成於除了該電鍍-穿孔位置 10 外之位置上。 28·如申請專利範圍第24項之陣列，其中各該第一傳導組件及第二傳導組件之至少_部分料—傳導膜形成於該基板之一側表面。 29·如申請專利範圍第19項之陣列，其中該基板為高耐抗 15 性。 30.如申請專利範圍第19項之陣列其中，該第一光發射構件係包含一具有晶膜成長結構於該基板上之第一半導體多層、结構，及該第1光發射構件係具有一具有晶膜成長結構於該基板上之第二半導體多層結構。 2〇 31.如申請專利範圍第19項之陣列，其中，該第一光發射構件係包含一第一半導體多層結構於該基板上，該第一半導體多層膜結構係為已晶膜成長於一不同於該基板之單一結晶基板上且轉移至該基板，及該第二光發射構件係包含一第二半導體多層結構於該基板 52 1360900 第93140014號專利申請案申請專利範園替換本修正日期：100年U月22日上亥第一半導體多層膜結構係為已晶膜成長於一不同於該基板之單一結晶基板上且轉移至該基板。 32.如申請專利範圍第19項之陣列，其中於該第一光發射構件令之》亥第二電極係包含一第一透明電極，及於該第二光發射構件中之該第二電極係包含一第二透明電極。 33_ —種半導體光發射元件，係包含·· 一基板；多個光發射構件係以串聯方式連接形成於該基板上且以分割溝槽分開，該多個光發射構件係包含僅一個外部陰極電極及僅一個外部陽極電極，各該多個光發射構件係包含：一位於該基板上方之第一電極，一位於該基板上方之光反射層，一位於該光反射層上方之光發射層，以及一位於該光發射層上方之第二電極，其中，位於该多個發光構件的較低位能端之一第一光發射構件之一第—電極係為該一個外部陰極電極，及位於該多個發光構件的較高位能端之一第二光發射構件之一第二電極係、為該_個外部陽極電極；以及一碟光體層覆蓋於該所有基板及該多個光發射構件。 53