1377707 101年.03月 30日桉正替換頁 六、發明說明： 【發明所屬之技術領威】 [0001] 本發明涉及半導體發光領域’尤其係一種白光發光裝置 及其製作方法。 【先前技術】 [0002] 目前，白光發光二極體（White Light Emitting Diode，White LED)作為一種白光發光裝置’因其具功 耗低、壽命長、體積小及亮度高等特性而被廣泛用作LCD 顯示器背光源、車用光源及通用照明光源’具體可參見 Atsushi Okuno等人於2〇〇3 IEEE Electronic Components and Technology Conference上發表之 “Unique White LED Packaging Systems” —文。 [0003] 如圖6所示，典型之白光發光二極體60包括一基座62、一 發光二極體晶片64以及一摻雜螢光物質之透明封裝體66 。該發光二極體晶片64由該基座62與透明封裝體66將其 密封封裝。由於發光二極體晶片64之側面與其正面（亦即 上表面）均有光線出射’而側面出射之光線與正面出射之 光線之光強不同且穿透摻雜螢光物質之透明封裝體66之 光程差異較大，其將使得經螢光物質轉換而產生之白光 顏色不均勻，導致白光發光二極體之應用受限。 【發明内容】 [0004] 下面將以實施例說明一種出光顏色均勻之白光發光裝置 及其製作方法。 [0005] 一種白光發光裝置，其包括： 物質廣及一反射層。發光二極體晶片包括一基底及位於 09613452# 單編號 A0101 第4頁/共21頁 1013123360-0 1377707 101年.03月.30日按正替換頁 基底上之發光結構，該發光結構包括一第一型半導體層 、一與第一型半導體層導電類型相反之第二型半導體層 以及一位於第一型半導體層與第二型半導體層之間之活 性層，第一型半導體層、活性層及第二型半導體層沿遠 離基底之方向排列，基底上形成有至少一凹槽以暴露出 部分第一型半導體層，發光二極體晶片具有複數個侧面 。螢光物質層配置於發光二極體晶片之基底的至少一凹 槽内，用於波長轉換以形成白光。反射層形成於發光二 極體晶片之複數個側面上以環繞發光二極體晶片。 [0006] 一種白光發光裝置之製作方法，其包括步驟：（a)提供一 發光二極體晶片，其包括一基底及一形成於基底上之發 光結構，發光結構包括一第一型半導體層、一與第一型 半導體層導電類型相反之第二型半導體層以及一位於第 一型半導體層與第二型半導體層之間之活性層，第一型 半導體層、活性層及第二型半導體層沿遠離基底之方向 排列，發光二極體晶片具有複數個側面；（b)於發光二極 體晶片之基底上形成至少一凹槽以暴露出部分第一型半 導體層；（c)於該至少一凹槽内形成一螢光物質層；以及 (d)於發光二極體晶片之複數個侧面上形成一反射層。 [0007] 相對於先前技術，該白光發光裝置藉由於發光二極體晶 片之複數個側面形成反射層且將螢光物質層設置於發光 二極體晶片之基底的至少一凹槽内；一方面側面漏光現 象被有效抑制，另一方面發光二極體晶片所發出之光被 集中到其上表面射出而使得其穿過螢光物質層之光程可 大致相同，從而可使得白光發光裝置之出光顏色均勻。 13452^單編號 A〇101 第5頁/共21頁 1013123360-0 1377707 101年03月30日修正替換頁 【實施方式】 [0008] 下面將結合附圖對本發明實施例作進一步之詳細說明。 [0009] 參見圖1至圖3，本發明實施例提供之一種白光發光裝置 100，其包括一個發光二極體晶片120、一個螢光物質層 140以及一個反射層160。 [0010] 該發光二極體晶片120包括一個基底122、一個η型半導體 層124、一個與η型半導體層124導電類型相反之ρ型半導 體層126、以及一位於η型半導體層124與ρ型半導體層 126之間之活性層125。該η型半導體層124、活性層125 及Ρ型半導體層126通常構成一發光结構。該發光二極體 晶片120具有複數個側面127。 [0011] 該η型半導體層124、活性層125及ρ型半導體層126配置 於基底122上且沿遠離該基底122之方向排列。該η型半導 體層124、活性層125及ρ型半導體層126均可由氮化物半 導體材料，如二元、三元或四元氮化物半導體材料製成 。該活性層125通常為一多量子井結構（Multiple Quantum Well Structures，MQWs)。於一實施例中， 該η型半導體層124及ρ型半導體層126可分別為η型氮化 铭麵鎵（n-type AlInGaN)半導體層及ρ型氮化紹銦鎵 (p-type AlInGaN)半導體層。 [0012] 基底122上形成有一個凹槽128以暴露出部分η型半導體層 124。較佳者，η型半導體層124之位於凹槽128位置的暴 露部分設置有一透光之電流擴散層123(Current Spreading Layer)(如圖2所示）。凹槽128為一錐形凹 槽，其側壁為一斜面。凹槽128的鄰近η型半導體層124之 1013123360-0 單编號Α〇101 第6頁/共21頁 1377707 101年.03月.30日梭正#頁 開口比其遠離η型半導體層1 2 4之開口小《凹槽1 2 8的鄰近 η型半導體層124之開口的面積小於η型半導體層124之鄰 近基底122的表面之面積。另外，可理解的是，凹槽Kg 並不限於如圖1及圖2所示之錐形凹槽，其還可為其他形 狀之凹槽，如為一方形凹槽，其側壁為垂直面。凹槽128 之冰度通常設置為小於或等於4〇〇微求。 [0013] 該基底122可選為金屬及金屬合金、半導體或透光絕緣體 -丄其—體虹s—i_)i支化克(^ς)υ光复___ 緣體可為氧化鋅（ΖηΟ)、二氧化矽（si〇2)、氧化鑭 (LaO)、氧化鎂（Mg〇)或藍寶石（sapphire)等。（a)當基 底122之材料為金屬或金屬合金時，該基底122與11型半導 體層124形成歐姆接觸而可作為白光發光裝置之負電 極，而白光發光裝置1〇〇之正電極（圖未示）則可設置於p 型半導體層126之遠離基底122之一側；該正負電極用於 向發光二極體晶片120提供電能；且於此情形下，該凹槽 128之側面為金屬反射面從而具有光反射特性。（b)當基 底122之材料為透光絕緣體時，由於基底122不導電，白 光發光裝置100之負電極（圖未示）通常需設置於n型半導 體層124之遠離基底122之一側，其正電極（圖未示）則可 設置於p型半導體層126之遠離基底122之一側。（c)當基 底122之材料為半導體時，白光發光裝置1〇〇之負電極可 為一與基底122形成歐姆接觸之金屬電極（圖未示），其正 電極（圖未示）則可設置於p型半導體層之遠離基底122之 一側0 [0014] 螢光物質層140填充於發光二極體晶片12〇之基底122上 09613452产單· A〇101 第7頁/共21頁 1013123360-0 1377707 101年.03月·30日修正替換頁 之凹槽128内，用於波長轉換以形成白光。具體的，該螢 光物質層140可為一填滿凹槽128之固化的螢光物質膠體 ，其遠離η型半導體層124之一側的表面優選為一平面。 該螢光物質層140主要由至少一種可吸收發光二極體晶片 120所發出之光的螢光物質及一透光樹脂構成；該透光樹 脂可選用黏性較好之石夕樹脂（Silicone)。例如，當發光 二極體晶片120所發出之光為藍光時，該螢光物質層140 中可包含一種可吸收藍光而受激發出黃光或兩種可吸收 藍光而受激分別發出綠光及紅光之螢光物質；當發光二 極體晶片120所發出之光為紫外（UV)光時，該螢光物質層 140中可包含三種可吸收紫外光而受激分別發出紅光、綠 光及藍光之螢光物質。 [0015] 反射層160形成於發光二極體晶片120之複數個侧面127 上以環繞該發光二極體晶片120。反射層160之設置可防 止發光二極體晶片120所發出之光從其複數個側面127出 射，進而避免側面漏光現象之發生。該反射層160可為金 屬或介電材料（Dielectric Material)。其中，介電材 料可為氮化矽（SiNx)或二氧化矽。 [0016] 本發明第一實施例中之白光發光裝置100，其藉由於發光 二極體晶片120之複數個側面127形成反射層160且將螢 光物質層140設置於發光二極體晶片120的基底122之凹 槽128内；一方面側面漏光現象被有效抑制，另一方面發 光二極體晶片所發出之光被集中到其上表面射出而使得 其穿過螢光物質層之光程可大致相同，從而可使得白光 發光裝置之出光顏色均勻。 _3452^單編號 A0101 第8頁/共21頁 1013123360-0 1377707 101年.03月·30日慘正_頁 [0017] 參見圖4，本發明第一實施例中之凹槽128並不限於一個 ，其可設置為複數個，例如四個。圖4中之四個凹槽128 呈陣列式規則排佈，該四個凹槽128之鄰近η型半導體層 124的開口之總面積小於或等於η型半導體層124之鄰近基 底122的表面之面積。 [0018] 參見圖1、3及5，本發明第二實施例提供一種製作前述白 光發光裝置100之方法，該製作方法包括以下步驟： ——[0019]一-步驟2_20一:提供'二—發光二極體晶片，一其包括二畜底—及形成 於基底上之一發光結構；該發光二極體晶片120包括複數 個側面127。具體的，該發光結構通常包括η型半導體層 124、ρ型半導體層126及位於η型半導體層124與ρ型半導 體層126之間活性層125 ; η型半導體層124、活性層125 及Ρ型半導體層126沿遠離該基底122之方向形成於基底 122上。該發光結構可經由分子束磊晶生長法 (Molecular Beam Epitaxy)、有機金屬化學氣相沈積 法等化學或物理方式磊晶生長於基底122上。 [0020] 步驟240 :於發光二極體晶片,之基底上形成至少一個凹槽 以暴露出部分該發光結構。具體的，經由蝕刻、機械加 工或雷射加工等方式於該基底122上形成至少一個凹槽 128以暴露出部分該發光結構之η型半導體層124。其中， 所採用之蝕刻方式可選用幹法蝕刻方式，如電感式耦合 等離子體-反應離子蝕刻（ICP-RIE)等、或濕法蝕刻方式 ，如光增強（Photo-Enhanced)化學链刻等。 [0021] 步驟260 :於該至少一個凹槽内形成一螢光物質層。具體 09613452$單编號删1 第9頁/共21頁 1013123360-0 1377707 101年03月·30日後正替換頁 的，可包括以下步驟：於該至少一個凹槽128内充填並佈 滿螢光物質膠體；去除充填後多餘之螢光物質勝體以使 該螢光物質膠體之遠離該η型半導體層I24之表面為一平 面；以及固化該螢光物質膠體以形成螢光物質層14〇。 [〇〇22]步驟280 :於該發光二極體晶片之該複數個側面127上形 成一反射層。具體的，可先採用一遮蓋物保護發光二極 體晶片120以僅暴露發光二極體晶片1 20之複數個側面 127，然後利用光學鍍膜技術於該發光二極體晶片120之 該複數個側面127上沈積一反射層160 ;進而獲得一白光 發光裝置100。 [0023] 可選的，於步驟240執行之前，還可包括步驟（圖未示）： 將該發光二極體晶片120之與其基底122相對的一側與一 個載板接合（Bonded)或黏貼（mounted)在一起，以有效 避免該發光二極體晶片120於形成該至少一個凹槽128的 過程中因可能產生之應力而導致之破損，進而提升白光 發光裝置100之製作良率。 [0024] 可選的’於步驟260執行之前，還可包括步驟（圖未示）： 於該發光二極體晶片120之η型半導體層124之位於該至少 —個凹槽128位置的暴露部分形成一個可透光之電流擴散 層 123» [0025] 另外’本領域技術人員可理解的是，第一及第二實施例 中之發光二極體晶片120中的η型半導體層124與Ρ型半導 體層126並不限於前述位置配置，該η型半導體層與ρ型半 導體層還可互換位置。第二實施例之白光發光裝置100之 顯3452#單编號Α〇101 第10頁/共21頁 1013123360-0 101年.03月· 30 B修正替&頁 製作方法中，亦可一次提供複數個形成於單一晶圓 (wafer)上之複數個發光二極體晶片，並且上述至少一個 凹槽以及螢光物質層之形成步驟相應地於該晶圓切割之 前進行；而反射層之形成步驟則通常係於該晶圓切割後 進行" [0026] 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 〜一一''^·-!·直玉m垃限.制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0027] 圖1係本發明實施例提供之一種白光發光裝置之截面示意 圖。 [002δ] 圖2係圖1所示白光發光裝置之俯視示意圖。 [0029^ 圖3係本發明另一實施例提供之一種白光發光裝置之俯視 示意圖。 [0030] 圖4係本發明再一實施例提供之一種白光發光裝置之截面 示意圖。 [0031] 圖5係本發明第二實施例提供之一種白光發光裝置之製作 流程框圖。 [0032] 圖6係一種典型之白光發光二極體之截面示意圖。 【主要元件符號說明】 [0033] 白光發光裝置：1〇〇 09613452#單編號 Α0101 第11頁/共21頁 1013123360-0 1377707 [0034] 基底：122 [0035] 電流擴散層：123 [0036] η型半導體層：124 [0037] 活性層：125 [0038] Ρ型半導體層：126 [0039] 複數側面：127 [0040] 凹槽：128 [0041] 螢光物質層：140 [0042] 反射層：1 6 0 [0043] 白光發光二極體：60 [0044] 基座：62 [0045] 發光二極體晶片：64 [0046] 透明封裝體：66 〇9613452^單编號 A〇101 第12頁/共21頁 101年03月30日梭正替換頁 1013123360-0