TWI384637B - 半導體發光元件、發光模組、發光裝置、顯示構件及半導體發光元件製造方法 - Google Patents

半導體發光元件、發光模組、發光裝置、顯示構件及半導體發光元件製造方法 Download PDF

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Description

半導體發光元件、發光模組、發光裝置、顯示構件及半導體發光元件製造方法 發明領域
本發明係有關於一種諸如發光二極體晶片(LED晶片)的半導體發光元件，並亦係有關於一發光模組、一發光裝置及一使用該半導體發光元件的顯示構件，以及半導體發光元件的製造方法。本發明特別地係有關於利用磷光體發射所需色彩之光線的半導體發光元件。
 發明背景
與白熱電燈及鹵素燈相較，發光二極體具有較高的效率及較長的使用壽命。在發光二極體的領域中，近年來已進行強有力的研究，利用白光發光二極體供照明所用，所發展的白光發光二極體具較高的亮度。目前，一通常的白光發光二極體包括一發射藍光的發光二極體裸晶片與一由藍光所激發用以放射黃光的磷光體的結合，因此藍光及黃光混合在一起用以產生白光。
一種製造此白光發光二極體的方法，包括一晶圓製程，於該製程中獲得發光二極體裸晶片以及一裝配製程，於該製程中將該發光二極體裸晶片封裝。
於晶圓製程中，典型地藉由構成一多層磊晶結構而獲得該發光二極體裸晶片，該結構包括藉由磊晶成長在諸如一藍寶石基板的一透光基板上的發光層。此外，將一陽極及一陰極構成在背向該藍寶石基板的多層磊晶結構的一主 要表面上。
於裝配製程中，將該發光二極體裸晶片安裝在一導線架、一印刷電路板或是相似元件上，因為發光二極體裸晶片無法單獨地使用。之後，將與一磷光體材料混合的樹脂滴落在經安裝的發光二極體裸晶片上並經固化，用以構成一磷光體薄膜。接著，執行諸如利用樹脂模塑磷光體薄膜之周圍的該等步驟，用以完成該白光發光二極體。在裝運之前，將所完成的白光發光二極體針對其之電氣與光學性能加以測試。
然而，以上述方式製成的白光發光二極體係極為可能地具不良的光學性能。以下將解釋該原因。首先，將與磷光體材料混合的樹脂滴落在發光二極體裸晶片上並接著加以固化，以該一方式而構成磷光體薄膜。因此，在白光發光二極體中該磷光體薄膜之厚度係極為可能地不等於該一設計厚度。於此，由白光發光二極體所發射的白光之色溫，係藉由藍光量與黃光量的比例而決定。如此，假若磷光體薄膜係為厚的，則藍光量係為小的而黃光量係為大的，因此產生一低色溫的白光。另一方面，假若磷光體薄膜係為薄的，則產生一高色溫的白光。因此，無法達到所需之色溫。再者，有構成不均勻厚度的磷光體薄膜的傾向。假若所構成的該磷光體薄膜其之厚度係不適當地不均勻，則會發生色彩的不均勻性。
具有上述缺陷的白光發光二極體，無法通過光學性能測試。如此將造成在所有完成產品中，低比例的產品係為 所能接受的完成產品(白光發光二極體)。
嘗試改良所能接受的完成產品的比例，有建議在裝配製程之前針對色彩的不均勻性測試白光發光二極體。此建議已藉由在日本專利第3399440號中揭露的一發光二極體晶片而實現。
根據此揭露內容，利用一面向下的多層磊晶結構(亦即，一面向上的發光二極體裸晶片的藍寶石基板)，將一發光二極體裸晶片安裝在一基板(一輔助安裝基板)上，其之表面積稍大於發光二極體裸晶片。接著將一磷光體薄膜構成並環繞該安裝在輔助安裝基板上的發光二極體裸晶片。因此，在裝配製程之前，可針對其之光學性能測試該發光二極體裸晶片，其中該發光二極體裸晶片係安裝在一導線架或是一印刷電路板上。因此，能夠改良可接受之完成產品的比例。
然而，於日本專利第3399440號中所揭露的發光二極體晶片具有一額外的構件，亦即，輔助安裝基板。因此，發光二極體晶片之整個厚度(高度)係因輔助安裝基板的厚度而增加，造成晶片尺寸的增加。
根據上述說明的問題，本發明之一目的在於提供一半導體發光元件，能夠在封裝之前針對其之光學性能加以測試，不致增加半導體發光元件的尺寸。該目的包括準備半導體發光元件、發光模組、發光裝置及一使用該半導體發光元件的顯示構件的製造方法。
 發明概要
本發明之一目的可藉由一半導體發光元件達成，其包括：一基底基板；一包括一第一傳導層、一第二傳導層及一構成在該第一傳導層與第二傳導層之間的發光層的多層磊晶結構，其中該第一傳導層係配置較第二傳導層更為接近基底基板，以該一方式將多層磊晶結構構成在基底基板上；以及一磷光體薄膜其係覆蓋背向基底基板的多層磊晶結構之一主要表面，以及背向包括主要表面之一層的多層磊晶結構之每一側表面，用以至少包括發光層。根據此結構，安裝在一導線架或是印刷電路板上的半導體發光元件，具有覆蓋包括發光層的多層磊晶結構的磷光體薄膜。因此，在安裝之前，針對其之光學性能，諸如色彩的不均勻性，測試半導體發光元件。如此，能夠改良可接受之完成產品與所有完成產品的比例，而不需一附加構件，諸如於相關技藝中的一輔助安裝基板。因此，半導體發光元件的尺寸不致增加。
於此，該多層磊晶結構可在基底基板上磊晶成長。
於此，首先該多層磊晶結構可在一單晶基板上磊晶成長，並接著轉移至基底基板。
於此，可將該多層磊晶結構製作成一圓筒，其之橫截面實質上係為圓形或N邊多邊形，其中N係為等於或大於五之整數。根據此結構，自半導體發光元件發射的光斑形狀係如同一圓或是N邊多邊形，其中N係為等於或大於五之整數。也就是說，該光斑形狀係更像一圓形而非矩形。
本發明之目的能夠藉由一發光模組、一發光裝置及一使用上述說明的半導體發光元件的顯示構件而完成。就上述相同的原因而言，能夠改良可接受之完成產品(例如，發光模組)的比例。
亦可藉由一半導體發光元件的製造方法而完成本發明之目的，達到上述說明的效果。
圖式簡單說明
第1A圖係為與第一具體實施例有關的一發光二極體陣列晶片的一透視圖，以及第1B圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的一平面圖。
第2A、B圖係為與第一具體實施例有關的一發光二極體陣列晶片的一部分之橫截面視圖。
第3A圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的一發光二極體的平面圖，第3B圖係圖示在與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片中該等發光二極體係如何連接，以及第3C圖係為一底視圖，圖示與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片。
第4圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第5圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第6圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第7圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列 晶片之部分的製造方法。
第8圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體模組之一透視圖。
第9A圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體模組之一平面圖，第9B圖係為沿著第9A圖中之線CC所取之該發光二極體模組的一橫截面，以及第9C圖係為一放大視圖圖示在第9B圖中所示之一部分E。
第10A圖係圖示在去除一透鏡之後該與第一具體實施例有關的發光二極體模組，以及第10B圖係圖示在一構成與第一具體實施例有關的發光二極體模組的陶瓷基板上的墊圖案。
第11A圖係為一透視圖，圖示與第一具體實施例有關的發光裝置，以及第11B圖係為一底視圖，圖示該發光裝置。
第12圖係為一分解透視圖，圖示與第一具體實施例有關的發光裝置。
第13圖係為與第一具體實施例有關的發光裝置的發射光譜。
第14A圖係為一平面圖，圖示與在去除一磷光體薄膜之後的一第二具體實施例的一第一修改實例有關的一發光二極體晶片，第14B圖係為沿著第14A圖中之線FF所取之該發光二極體晶片的一橫截面，以及第14C圖係為該發光二極體晶片的底視圖。
第15圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第16圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第17圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第18圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第19圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第20圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第21A圖係為一平面圖，圖示與在去除一磷光體薄膜之後的一第二具體實施例的一第二修改實例有關的一發光二極體晶片，以及第21B圖係為沿著第21A圖中之線GG所取之該發光二極體晶片的一橫截面。
第22圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第23圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第24圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第25圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第26圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第27圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第28A圖係為一平面圖，圖示與在去除一磷光體薄膜之後的一第二具體實施例的一第三修改實例有關的一發光二極體陣列晶片，第28B圖係為沿著第28A圖中之線HH所取之該發光二極體陣列晶片的一橫截面，以及第28C圖係圖示在該發光二極體陣列晶片中該等發光二極體如何連接。
第29圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第30圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第31圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第32圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第33圖係為一透視圖，圖示與第二具體實施例的一第四修改實例有關的一白光發光二極體模組。
第34A圖係為一平面圖，圖示與第二具體實施例的一第四修改實例有關的一白光發光二極體模組，第34B圖係為沿著第34A圖中之線KK所取之該白光發光二極體模組的一橫截面，以及第34C圖係為一放大視圖，圖示於第34B圖中所示的一晶片安裝區域。
第35A圖係圖示在與第二具體實施例的第四修改實例有關的一白光發光二極體模組中構成的一線路圖案，以及 第35B圖係圖示在組成白光發光二極體模組的一陶瓷基板上所構成的一墊圖案。
第36A圖係為一透視圖，圖示與第二具體實施例的第四修改實例有關的一發光裝置，以及第36B圖係為發光裝置的一底部平面圖。
第37圖係為一分解透視圖，圖示與第二具體實施例的第四修改實例有關的一發光裝置。
第38圖係顯示與第二具體實施例的第四修改實例有關的一發光裝置的一發射光譜。
第39圖係為一透視圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光二極體陣列晶片。
第40圖係為一平面圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光二極體陣列晶片。
第41A圖係為沿著第40圖中之線PP所取之該發光二極體陣列晶片的一橫截面，以及第41B圖係為沿著第40圖中之線QQ所取之該發光二極體陣列晶片的一橫截面。
第42A圖係圖示在與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片中該等發光二極體係如何連接，以及第42B圖係為一底部平面圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光二極體陣列晶片。
第43A、B圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第44圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第45A、B圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第46A、B圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第47A-C圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第48圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第49圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第50圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第51圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第52圖係為一透視圖，圖示與第三具體實施例有關的一發光二極體模組。
第53A圖係為一平面圖，圖示與第三具體實施例有關的一發光二極體模組，第53B圖係為沿著在第53A圖中線XX所取之該發光二極體模組的一橫截面，以及第53C圖係為一放大視圖，圖示在第53B圖中所示之一部分Y。
第54A圖係圖示在去除一透鏡之後該與第三具體實施例有關的發光二極體模組，以及第54B圖係圖示在一構成與第三具體實施例有關的發光二極體模組的陶瓷基板上的墊圖案。
第55A圖係為一透視圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光裝置，以及第55B圖係為一底部平面圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光裝置。
第56圖係為一分解透視圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光裝置。
第57圖係顯示與第三具體實施例有關的一發光裝置的一發射光譜。
第58A圖係為一平面圖，圖示與第四具體實施例相關的一表面安裝元件(SMD)發光二極體，以及第58B圖係為沿著第58A圖中線ZZ所取之表面安裝元件(SMD)發光二極體的一橫截面。
 較佳實施例之詳細說明
以下將相關於該等附加圖式說明本發明之該等具體實施例。
(第一具體實施例)
第1A圖係為一外部透視圖，圖示一發光二極體陣列晶片2之結構，其係為半導體發光元件的其中之一型式，以及第1B圖係為一平面圖，圖示發光二極體陣列晶片2。第1A圖主要係圖示在發光二極體陣列晶片2中該等發光二極體6(之後提及)係如何地配置，因而並未顯示在該等發光二極體6之表面上的微小凹陷及突出。第1B圖係圖示去除磷光體薄膜48(之後提及)之後的該發光二極體陣列晶片。
如第1A及1B圖中所示，發光二極體陣列晶片2中該等 發光二極體6，係在為一半導體基板的一未摻雜(高電阻性)SiC基板4(之後簡單地視為“SiC基板4”)上，配置為N列及M行的一矩陣(於第一具體實施例中，係為一七列及五行的矩陣，總共有35個發光二極體6)。該等發光二極體6係為發光構件，該每一者係由一包括一發光層的多層磊晶結構所構成。該等35個發光二極體6係藉由在SiC基板4的一主要表面上磊晶成長所構成，留有50微米之寬度(W4)的空間。該空間係為SiC基板4的主要表面的一區域，其中並未構成一多層磊晶結構(該等35個發光二極體6)。易言之，構成該空間俾便環繞多層磊晶結構。該空間之後係視為一暴露部分7。
每一發光二極體6的尺寸L1 x W1係為285微米x 400微米。該等發光二極體6所構成於其中的一區域之尺寸L2 x W2係為2公厘x 2公厘。發光二極體陣列晶片2之尺寸L3 x W3係為2.1公厘x 2.1公厘。
以下部分係相關於橫截面視圖詳細地說明發光二極體陣列晶片2之結構。
第2A圖係為沿著第1B圖中線AA所取的發光二極體陣列晶片2之橫截面視圖，以及第2B圖係為沿著第1B圖中線BB所取的發光二極體陣列晶片2之橫截面視圖。具體言之，第2A圖係圖示第一列及第一行的發光二極體6a以及第一列及第二行的發光二極體6b的橫截面視圖，以及第2B圖係圖示第七列及第四行的發光二極體6c以及第七列及第五行的發光二極體6d的橫截面視圖。
每一發光二極體6係藉由一多層磊晶結構所構成，其係由一n-AlGaN緩衝層8(厚度為30奈米)、一由30週期之n-AlGaN/GaN(總厚度為3微米)所構成的分佈式布拉格反射器(DBR)層10、一n-GaN包覆層12(矽摻雜量為3 x 1018 cm-3 及厚度為200奈米)、一由六週期之InGaN(厚度為2奈米)/GaN(厚度為8奈米)所構成的InGaN/GaN多重量子井(MQW)發光層14、一p-GaN包覆層16(鎂摻雜量為1 x 1019 cm-3 及厚度為200奈米)、以及一p-GaN接點層18(鎂摻雜量為3 x 1019 cm-3 及厚度為200奈米)所製成。該等層8、10、12、14、16及18係按所說明之順序構成在SiC基板4上。也就是說，基本上發光二極體6其之結構中，一發光層(MQW發光層14)係夾合在一傳導層(位在SiC基板4之一側邊上的n-GaN包覆層12)與一傳導層(位在一光萃取表面之一側邊上的p-GaN接點層18及p-GaN包覆層16)之間。
一Ni/Au薄膜20及一ITO透明電極22係按此順序構成在p-GaN接點層18上。係為一n-電極的Ti/Au電極24，構成在n-GaN包覆層12上。
當經由ITO透明電極22及Ti/Au電極24供電至此發光二極體6時，發光層14發射波長為460奈米的藍光。在第一具體實施例中，Ni/Au薄膜20及ITO透明電極22係使用作為一p-電極，用以改良自發光層14所發射光線之傳送。
萃取光線的發光二極體6之p-電極的主要表面係製成具規則不均勻性，為了改良光萃取效率。更特定言之，如第3A圖中所示，其係為一圖示發光二極體6的平面圖，在第 一具體實施例中，以1微米之預定間隔(d)構成圓形凹陷部分25。於此，每一凹陷部分25之平面形狀並未如上述般限制為一圓形，亦可為一四邊形或是一六邊形。再者，藉由在預定間隔下產生線性溝槽，或是簡單地藉由不規則地損害p-電極之表面而可完成不均勻表面。
上述之35個發光二極體6係在SiC基板4上串聯連接。
第2A及2B圖係用以說明在發光二極體陣列晶片2中，該等發光二極體6係如何連接。
如第2A圖中所示，相鄰的發光二極體6a及6b係藉由一夠深足以抵達SiC基板4的分割溝槽26而彼此分開。相同狀況亦適用於所有成對之相鄰發光二極體6，包括第2B圖中所示之發光二極體6c及6d。
構成一絕緣薄膜(Si3 N4 薄膜)28，俾便覆蓋該每一發光二極體6a、6b、6c及6d以及分割溝槽26之側表面。在絕緣薄膜28上構成一橋接線30，用以將發光二極體6a之一p-電極(一Ni/Au薄膜20及一ITO透明電極22)與發光二極體6b之一n-電極(一Ti/Au電極24)連接。同樣地，如第2B圖中所示，在絕緣薄膜28上構成的另一橋接線30，將發光二極體6c之一p-電極與發光二極體6d之一n-電極連接。以相同方式，橋接線30將發光二極體6自第一列及第三行的一發光二極體6e連接至第七列及第三行的一發光二極體6f。因此，如第3B圖中所示，所有發光二極體6係串聯連接。在發光二極體陣列晶片2中串聯連接的35個發光二極體6之間，發光二極體6a係為位在發光二極體陣列晶片2之一較低電位端上的 一發光二極體。因此，發光二極體6a之一Ti/Au電極24係為發光二極體陣列晶片2之一陰極電極32。發光二極體6d係為位在較高電位端上的一發光二極體。因此，一Ni/Au薄膜20及發光二極體6d之一ITO透明電極22，係為發光二極體陣列晶片2之一陽極電極34。
第3C圖係圖示發光二極體陣列晶片2之一背部表面。如第3C圖中所示，二電源終端36及38係構成在背部表面上，其係與發光二極體6所構成於其上的SiC基板4之一前表面相對。電源終端36及38係分別由一Ti/Pt/Au薄膜所構成。
如第2A及2B圖中所示，陰極電極32係藉由一橋接線40及一配置在SiC基板4中的一貫穿孔42與電源終端36連接，以及陽極電極34係藉由一橋接線44及一配置在SiC基板4中的一貫穿孔46與電源終端38連接。貫穿孔42及46係分別藉由將一配置在SiC基板4中的直徑為30微米之開口以鉑(Pt)填注所構成。當確保熱散逸地將50mA之電流經由電源終端36及38供給至串聯連接的35個發光二極體6時，觀測到120V之操作電壓。
在SiC基板4之前表面上構成磷光體薄膜48，俾便覆蓋發光二極體6及SiC基板4之整個暴露部分7。磷光體薄膜48係以一透光樹脂製成，例如，矽氧樹脂其中黃磷光體(Sr,Ba)2 SiO4 ：Eu2+ 之微粒及SiO2 之精細微粒係為分散的。磷光體薄膜48之厚度T(於第2A圖中所示)係為50微米。透光樹脂可為一環氧樹脂或是一聚醯亞胺樹脂，取代該矽氧樹脂。
磷光體薄膜48中之磷光體將部分之自每一發光二極體 6之發光層14發射之藍光，轉換成黃光。於此，來自每一發光二極體6的藍光及來自磷光體的黃光一起混合，用以產生白光。由於DBR層10，其為一光反射層，係構成在發光層14與SiC基板4之間，所以99%或更多之自發光層14朝向SiC基板4發射之藍光，係朝向光萃取表面反射。如此改良了每一發光二極體6的光萃取效率。應注意的是，於此說明中，藍光表示其之波長係自400奈米(包括)至500奈米(不包括)，以及黃光表示其之波長係自550奈米(包括)至600奈米(不包括)。有鑑於此，該等發光二極體6可經構形用以發射具有落在上述範圍內之一尖峰發射波長的光線，取代前述之460奈米的尖峰發射波長。
以下部分係相關於第4、5及6圖說明上述發光二極體陣列晶片2的製造方法。
於第4、5及6圖中，構成發光二極體陣列晶片2的每一元件的材料，係以第一數字為1的三位數字加以識別。該三位數字的後二數字係表示為一代表符號，識別發光二極體陣列晶片2的對應元件。
首先，如第4圖中所示，一n-AlGaN緩衝層108、一由30週期之n-AlGaN/GaN所構成之DBR層110、一n-GaN包覆層112、一InGaN/GaN多重量子井發光層114、一p-GaN包覆層116以及一p-GaN接點層118係以所說明之順序，利用一金屬有機化學蒸氣沉積(MOCVD)法構成在一未摻雜SiC基板104上(步驟A1)。於此，未摻雜SiC基板104其之直徑為二吋以及厚度為300微米。
之後，構成一光罩50俾便遮蔽在由層118、116、114、112、110及108所組成之層合部分上的一區域，其稍大於每一發光二極體6之Ni/Au薄膜20(以及ITO透明電極22)所構成於其中之一區域。層合部分之未遮蔽區域係藉由蝕刻至大約為所去除之n-GaN包覆層112的一半厚度之深度而加以去除(步驟B1)。因此，構成一與Ti/Au電極24連接的表面(一n-電極構成表面)52。光罩50係在下一步驟之前去除。
之後，構成一光罩54俾便在步驟B1之後用以覆蓋完成表面，除了暴露部分7及分割溝槽26所構成於其中之區域外。由剩餘層112及層110與108所組成的一層合部分的未遮蔽區域，係藉由蝕刻至露出SiC基板4的該一深度而去除，用以產生暴露部分7及分割溝槽26(步驟C1)。也就是說，藉由去除由層108至118所構成之多層磊晶結構的一對應部分(已去除之多層磊晶結構的一對應部分，之後係視為一去除的多層部分)產生該暴露部分7。在執行蝕刻之後，在下一步驟之前去除光罩54。
針對絕緣及表面防護，藉由噴濺或相似方式構成一Si3 N4 薄膜128，其係為一絕緣薄膜(步驟D1)。
接著構成一光罩56俾便遮蔽Si3 N4 薄膜128，除了每一發光二極體6之Ni/Au薄膜20(以及ITO透明電極22)所構成於其中的一區域外。藉由蝕刻去除Si3 N4 薄膜128之一未遮蔽區域，並接著藉由沉積構成一Ni/Au薄膜120。因此，構成Ni/Au薄膜120(步驟E1)。在下一步驟之前，將構成在光罩56上的Ni/Au薄膜120的一部分連同光罩56一同去除。
執行步驟E1中的相同步驟，用以構成Ti/Au電極24。具體言之，構成一光罩58俾便在步驟E1之後遮蔽完成表面，除了供每一發光二極體6所用之Ti/Au電極24所構成於其中的Si3 N4 薄膜128上的一區域之外。在藉由蝕刻將Si3 N4 薄膜68的一未遮蔽區域去除之後，藉由沉積而施加一係為金屬薄膜的Ti/Au薄膜124。因此，因此構成Ti/Au電極24(步驟F1)。在下一步驟之前，將構成在光罩58上的Ti/Au薄膜124的一部分(於第5圖中未顯示)連同光罩58一同去除。
之後，構成一光罩60俾便在步驟F1之後覆蓋完成表面，除了貫穿孔42及46所構成於其中的一區域之外。完成表面的一未遮蔽區域係藉由蝕刻去除，用以構成一深度為200微米的開口61(步驟G1)。因此，藉由無電沉積或相似方式以Pt填注該開口61。在下一步驟之前，將光罩60去除。
接著，在步驟G1之後，構成一光罩62用以遮蔽完成表面，除了凹陷部分25所構成於其中的該等區域之外。完成表面之未遮蔽區域，藉由蝕刻至露出p-GaN接點層118的該一深度而加以去除，用以構成凹陷部分25(步驟H1)。在下一步驟之前，去除光罩62。
之後，在步驟H1之後，構成一光罩64俾便遮蔽完成表面，除了每一發光二極體6之ITO透明電極22所構成於其中的一區域之外。接著，藉由噴濺施以一ITO薄膜122，用以針對每一發光二極體6構成ITO透明電極22(步驟I1)。在下一步驟之前，將構成在光罩64上的ITO薄膜122的一部分(於第6圖中未顯示)與光罩64一同去除。
於下一步驟中，以下列方式構成橋接線30、40及44。在步驟I1之後，構成一光罩66俾便遮蔽完成表面，除了橋接線30、40所構成於其中的該等區域之外。接著，藉由沉積施以一係為金屬薄膜的Ti/Pt/Au薄膜，用以構成橋接線30、40及44(步驟J1)。在下一步驟之前，將構成在光罩66上的Ti/Pt/Au薄膜的一部分(於第7圖中未顯示)與光罩66一同去除。
之後，將SiC基板104的一背部表面拋光，因此SiC基板104的厚度成為150微米。因此，在SiC基板104的背部表面上露出貫穿孔42及46(步驟K1)。
接著，構成一光罩(於第7圖中未顯示)俾便遮蔽SiC基板104的背部表面，除了電源終端36及38所構成於其中的區域之外。之後，藉由沉積施以一係為金屬薄膜的Ti/Pt/Au薄膜。因此，構成Ti/Pt/Au電源終端36及38(步驟L1)。在下一步驟之前，將構成在光罩上的Ti/Pt/Au薄膜的一部分(於第7圖中未顯示)與光罩一同去除。
之後，藉由印刷施以其中黃磷光體(Sr,Ba)2 SiO4 ：Eu2+ 之微粒及SiO2 之精細微粒係為分散的矽氧樹脂，俾便覆蓋露出部分7及發光二極體6。將矽氧樹脂加熱而固化，用以構成磷光體薄膜48。接著，將該磷光體薄膜48拋光，因此磷光體薄膜48之厚度成為50微米(步驟M1)。於此，應注意的是，自發光二極體陣列晶片2所發射之白光的色彩，係藉由自發光二極體6所發射之藍光與由轉換藍光而產生之黃光間的比例而決定。此比例能夠藉由改變矽氧樹脂中磷光體 微粒的百分比以及磷光體薄膜48的厚度而加以調整。具體言之，當磷光體微粒的百分比較高時，或是磷光體薄膜48的厚度較大時，該黃光比例變得較高。於此，較高比例的黃光意謂著白光具低色溫。根據第一具體實施例，首先施加包括磷光體微粒的矽氧樹脂，其之厚度大於磷光體薄膜48的設計厚度。接著在經加熱固化之後將所施加的樹脂拋光，達到設計厚度。如此，該磷光體薄膜48能夠構成為均勻厚度。如此可降低色彩的不均勻性，使其能夠確實地產生具有預定色溫的白光。
最後，藉由切割將SiC基板104劃分成個別的發光二極體陣列晶片2，用以獲得發光二極體陣列晶片2(於第1A及1B圖中所示)。
於此，在一傳統晶圓製程中的一平台蝕刻步驟之後，但是在一切割步驟之前，藉由施加一包括磷光體的樹脂，可構成該磷光體薄膜48。然而，藉由傳統式平台蝕刻所產生之溝槽的寬度，僅能在橫方向上配置一或二磷光體微粒。於此狀況下，自每一發光二極體6之發光層14的側表面發射的藍光，很大程度上，通過磷光體層48而不致激發磷光體。因此，自側表面發射的藍光變得顯而易見的，致使色彩的不均性。然而，根據第一具體實施例，在多層磊晶結構之側表面上(發光層14之側表面)施以包括磷光體的樹脂，其之厚度係與暴露部分7之寬度(W4)等長。於此，暴露部分7之寬度(W4)係足夠地大於磷光體微粒的直徑。因此，自發光層14的側表面發射的藍光能夠適當地激發磷光體轉 換成黃光。如此降低了色彩的不均性。
大體上所能接受的是，色彩的不均勻性僅發生在白光發光二極體中，針對激發光源其係使用可見光，其之光譜成分波長位在380奈米至780奈米的範圍內(紫至紅)。易言之，在具近紫外光作為激發光源的白光發光二極體中不致發生色彩的不均勻性。具370奈米之尖峰發射波長的紫外光，其之光譜成分波長不小於380奈米(可見光)。因此，使用近紫外光作為激發光源的白光發光二極體，視光譜成分波長不小於380奈米的比例而定，會有色彩之不均勻性的問題。因此，第一具體實施例係適用具有發射近紫外光的一發光層的一發光二極體，用以達到針對上述所提及之相同原因降低色彩之不均勻性的相同效果。也就是說，本發明之第一具體實施例係適用於一發光二極體，其包括一發射光譜成分波長，至少，位在380奈米至780奈米的範圍內的光線的發光層，用以降低色彩的不均勻性。第一具體實施例之應用並未限制在該一發光二極體，其包括一發光層發射具有前述之460奈米的尖峰發射波長的藍光。
第8圖係為一外部透視圖，圖示一白光發光二極體模組200，其包括前述的發光二極體陣列晶片2(之後簡單地視為”發光二極體模組200”)。發光二極體模組200係附裝至一發光單元240(之後提及)。
發光二極體模組200包括一陶瓷基板202，其之形狀係為5公分直徑的圓並係以氮化鋁(AlN)製成，以及玻璃製成的三透鏡204、206及208。在陶瓷基板202中配置一引導凹 陷部分210，用以將發光二極體模組200附裝至發光單元240及終端212及214，用以自發光單元240接受電源。
第9A圖係為發光二極體模組200的一平面圖，第9B圖係為沿著第9A圖中之線CC所取之該發光二極體模組200的一橫截面，以及第9C圖係為一放大視圖，圖示在第9B圖中所示之一部分E。
如第9A及9B圖中所示，在陶瓷基板202之中心配置一引導孔(貫穿孔)216，用以將發光二極體模組200附裝至發光單元240。如第9C圖中所示，對陶瓷基板202的一下表面施以鍍金217，用於改良熱散逸。
在陶瓷基板202之一上表面上安裝發光二極體陣列晶片2，其之安裝位置係與每一透鏡204、206及208之中心相對應，如第9A圖中所示該等透鏡之形狀係為圓形。總共在陶瓷基板202上安裝三發光二極體陣列晶片2。
陶瓷基板202係以二陶瓷基板201及203所製成，該每一基板的厚度為0.5公厘並且主要係以AlN製成。陶瓷基板201及203可以Al2 O3 、BN、MgO、ZnO、SiC及鑽石製成，取代AlN。
發光二極體陣列晶片2係安裝在下陶瓷基板201之上表面上。推拔貫穿孔215係配置在上陶瓷基板203中，俾便產生用於安裝發光二極體陣列晶片2的空間。
在陶瓷基板201之上表面上配置一陰極墊218及一陽極墊220(如第10B圖中所示)，其所配置的位置係為安裝每一發光二極體陣列晶片2的位置處。每一陰極墊218及陽極墊 220係在銅(Cu)上施以鍍鎳(Ni)並接著鍍金(Au)所製成。將SiC基板4黏附至陶瓷基板201，以該一方式將發光二極體陣列晶片2安裝在陶瓷基板201上。於此，利用軟焊將電源終端36及38分別地與陰極墊218及陽極墊220連接。可使用金凸塊或是銀漿(silver paste)取代軟焊。
於安裝在陶瓷基板201上之前，已針對其之光學性能，諸如色彩的不均勻性，測試該發光二極體陣列晶片2，並已通過測試。因為與第一具體實施例相關的發光二極體陣列晶片2包括磷光體薄膜48，並且本身能夠發射白光，所以發光二極體陣列晶片2在安裝之前能夠針對其之光學性能接受測試。因此，能夠防止包括發光二極體陣列晶片2的發光二極體模組300，因發光二極體陣列晶片2的不良光學性能而被去除。因此，改良可接受完成產品(發光二極體模組300)與所有完成產品的比例。
於配置在上陶瓷基板203中以及位在陶瓷基板203之一上表面上的每一貫穿孔215的一壁上，構成一鋁反射薄膜219。
利用黏著劑221將透鏡204、206及208黏附至陶瓷基板203。該黏著劑221可為矽氧樹脂、環氧樹脂或是相似物。
該三發光二極體陣列晶片2，係藉由構成在陶瓷基板201之上表面上的線路圖案並聯地連接。
第10A圖係為一平面圖，圖示在去除透鏡204、206及208之後的發光二極體模組200。於第10A圖中，該三發光二極體陣列晶片2係藉由附加的標誌A、B及C相互區別。
如上所述，在陶瓷基板201之上表面上配置陽極墊220及陰極墊218(第10B圖)，每一發光二極體陣列晶片2A、2B及2C係安裝於所配置處。
分別與發光二極體陣列晶片2A、2B及2C連接的陽極墊220，藉由一線路圖案236相互電連接。該線路圖案236在其之端部處，藉由一貫穿孔237與正終端212連接。分別與發光二極體陣列晶片2A、2B及2C連接的陰極墊218，藉由一線路圖案238相互電連接。該線路圖案238在其之端部處，藉由一貫穿孔239與負終端214連接。易言之，發光二極體陣列晶片2A、2B及2C係藉由線路圖案236及238並聯連接。
上述的發光二極體模組200係附裝至發光單元240。發光二極體模組200及發光單元240構成一發光裝置242。
第11A圖係為一概略透視圖，圖示發光裝置242，以及第11B圖係為一底視圖，圖示發光裝置242。
發光單元240，例如，係固定在房間的天花板上。發光單元240包括一電源電路(於第11A及11B圖中未顯示)，將由商用電源所供給的交流電(例如，100 V，50/60Hz)，轉換成用於驅動發光二極體模組200所需的直流電。
以下部分係相關於第12圖說明用以將發光二極體模組200附裝至發光單元240的一結構。
發光單元240具有一圓形凹陷部分244，該發光二極體模組200配裝於其中。圓形凹陷部分244之底部表面係為平坦的。圓形凹陷部分244之一開啟端部的鄰近區域中，在圓形凹陷部分244的一內側壁上製作內部螺紋(於第12圖中未 顯示)。可撓曲的電源終端246及248以及一引導突出部分230係自圓形凹陷部分244的內側壁突出，介於圓形凹陷部分244的內部螺紋與底部表面之間。該電源終端246及248係分別為正極及負極的。引導插銷252係配置在圓形凹陷部分244的底部表面之中心。
使用以矽橡膠製成的O-環254以及一環螺釘256，將發光二極體模組200附裝至發光單元240。環螺釘256係為環狀，其之橫截面大體上係為矩形。在環螺釘256的外表面上製作外部螺紋(於第12圖中未顯示)，並配置一凹陷部分258。
以下部分說明將發光二極體模組200附裝至發光單元240的步驟。
首先，利用以下方式將發光二極體模組200配裝在圓形凹陷部分244中。發光二極體模組200之陶瓷基板202，係配置在圓形凹陷部分244之底部表面與電源終端246及248之間。引導插銷252係配裝在引導孔216中，俾便將發光二極體模組200之中心與圓形凹陷部分244之中心對準。再者，引導突出部分230係配裝在引導凹陷部分210中，俾便分別地將正及負終端212及214與電源終端246及248對準。
在將發光二極體模組200配裝在圓形凹陷部分244中之後，O-環254所附裝之環螺釘256，係螺合入圓形凹陷部分244中並加以固定。因此，正及負終端212及214係分別地與電源終端246及248連接，因此終端212及214係確實地與終端246及248電連接。此外，陶瓷基板202之整個下表面大體上係與圓形凹陷部分244之平坦底部表面連接。如此使在發 光二極體模組200中所產生的熱量，能夠有效地傳導至發光單元240，從而改良發光二極體模組200之冷卻效果。於此，可將矽氧樹脂滑脂施加至陶瓷基板202之下表面及圓形凹陷部分244之底部表面，用以進一步改良自發光二極體模組200至發光單元240的熱傳導效率。
當由一商用電源供給電力至此發光裝置242時，在每一發光二極體陣列晶片2中，發光二極體6發射藍光。於此，在磷光體薄膜48內藉由磷光體將部分的藍光轉換成黃光。藍光與黃光一起混合，用以產生白光。白光係發射通過透鏡204、206及208。
當將150 mA之電流施加至發光二極體模組200時，能觀察到800 lm之總光通量、1500 cd之軸上發光強度、以及於第13圖中所示之發射光譜。
應注意的是，第一具體實施例包括以下的修改實例。
(1)根據第一具體實施例，去除的多層部分包括自108至118組成多層磊晶結構的所有層(見第4圖中的步驟C1)。然而，第一具體實施例並未限制於此。只要去除的多層部分包括自一最外層(n-GaN接點層118)至介於發光層114與SiC基板104之間的一傳導層(n-GaN包覆層112)係為可接受的。只要符合此狀況，不僅在以層108至118所製成之多層磊晶結構的上表面上，同時亦在由去除的多層部分所產生的多層磊晶結構之側表面上，將磷光體薄膜48構成為一最大厚度。因此，能夠如上述地降低色彩的不均勻性。
(2)根據第一具體實施例，使用SiC基板104作為一基底 基板，藉由磊晶成長在其上構成由n-AlGaN緩衝層108至p-GaN接點層118所製成的多層磊晶結構。如此係由於SiC基板104具有較銅及鋁為高的熱傳導性，並能夠有效地將發光層14所產生的熱量傳導至陶瓷基板202，其係為一印刷電路板並且該等發光二極體陣列晶片2係安裝於其上。SiC基板104係可以該等同樣具有高熱傳導性的AlN基板、GaN基板、BN基板及Si基板的其中之一基板所取代。
可交替地，藉由使用一普遍所用的藍寶石基板而實現第一具體實施例，其具有一稍低的熱傳導性。
(3)根據第一具體實施例，發光二極體陣列晶片2包括35個發光二極體6(發光元件)，並係為一側邊約為2公厘的正方形。然而，第一具體實施例並未限制於此。發光二極體陣列晶片2可包括任一數目之發光二極體(發光元件)。
可交替地，可藉由一發光二極體(發光元件)構成一發光二極體晶片，取代發光二極體陣列晶片2而實現第一具體實施例。如果情況如此的話，則在製造方法的步驟C1中，構成暴露部分7俾便環繞每一發光二極體。
(第二具體實施例之第一修改實例)
第14A圖係為一白光發光二極體晶片2002的平面圖，其係為其中之一型式的半導體發光元件(之後簡單地視為”發光二極體晶片2002”)，第14B圖係為沿著第14A圖中之線FF所取之該發光二極體晶片2002的一橫截面，以及第14C圖係為該發光二極體晶片2002的一底視圖。於此，第14A圖係圖示在去除一磷光體薄膜2008(於第14B圖中所示並於之後提 及)之後的發光二極體晶片2002。應注意的是，在包括第14A、14B及14C圖的該等任一圖式中，對於每一構成元件的縮小比例並非均勻一致。
如第14B圖中所示，一多層磊晶結構2006及磷光體薄膜2008係構成在為一基底基板的一高電阻Si基板上(之後視為”Si基板2004”)，以該一方式構成發光二極體晶片2002。Si基板2004之一主要表面係稍大於多層磊晶結構2006的一主要表面。多層磊晶結構2006係構成在Si基板2004其中之一主要表面上，沿著基板2004之周圍保持一空間。
多層磊晶結構2006係以一為傳導層(厚度為200奈米)的p-AlGaN層2010、一InGaN/AlGaN多重量子井(MQW)發光層2012(厚度為40奈米)、以及一係為傳導層(厚度為2微米)的n-AlGaN層2014所製成。層2010係最接近Si基板2004，並接著以所說明之順序構成層2012及2014。多層磊晶結構2006具有一二極體結構。
二極體晶片2002係為一500微米正方形，以及厚度為300微米(Si基板2004之厚度為100微米，相關於Si基板2004之一上主要表面，該磷光體薄膜2008之厚度為200微米)。多層磊晶結構2006具有以上所提及之厚度並係為一420微米正方形。
一高反射Rh/Pt/Au電極2016係構成在p-AlGaN層2010之整個下主要表面，其係與發光層2012所構成於其上的一主要表面相對。應注意的是，多層磊晶結構2006及高反射電極2016首先係利用晶圓製程構成在一不同的藍寶石基板 2042(於第15圖中所示並於之後提及)上，並接著轉移至Si基板2004。
至少在與位在Si基板2004之一上主要表面上的高反射電極2016相對應的一區域中，構成一以傳導材料所製成的傳導薄膜2018。該傳導薄膜2018係以Ti/Pt/Au製成，並藉由以諸如Au/Sn之傳導材料所製成的一連接層2020與高反射電極2016連接。
多層磊晶結構2006之一光萃取表面係為n-AlGaN層2014之一上主要表面，與發光層2012所連接的一主要表面相對。於此，在層2014之上主要表面上構成凹陷部分2022，用以改良光萃取效率。藉由蝕刻將在n-AlGaN層2014之上主要表面上所構成之均勻厚度的氧化鉭(Ta2 O5 )薄膜2024部分地去除，以該一方式構成凹陷部分2022。L狀之Ti/Pt/Au電極2026，係構成在位於n-AlGaN層2014之上主要表面上的一區域中。
以氮化矽製成的一絕緣薄膜2028係構成在多層磊晶結構2006之每一側表面的整個表面上，以及位在多層磊晶結構2006之上主要表面的一區域中(俾便建構多層磊晶結構2006之上主要表面)。
將以Ti/Au製成的一陽極電源終端2030及一陰極電源終端2032構成在Si基板2004之一下主要表面上，其係與多層磊晶結構2006構成於其上的一主要表面相對。
傳導薄膜2018其之一部分並未由多層磊晶結構2006所覆蓋(之後視為一延伸部分2018A)。該延伸部分2018A係用 以藉由配置在Si基板2004中的一貫穿孔2034，將傳導薄膜2018與陽極電源終端2030電連接。
一線路2036係在其之端部處與L狀電極2026之一角落部分2026A連接，並自角落部分2025A延伸至n-AlGaN層2014之上主要表面(多層磊晶結構2006之光萃取表面)的周圍，並接著沿著多層磊晶結構2006之一側表面配置，抵達Si基板。線路2036係以Ti/Pt/Au薄膜製成，並藉由絕緣薄膜2028與多層磊晶結構2006電絕緣。線路2036係在其之另一端部處，藉由配置在Si基板2004中的一貫穿孔2038，與陰極電源終端2032電連接。於此，貫穿孔2034及2038係分別藉由以Pt填注配置在Si基板2004之厚度方向上的一貫穿孔所構成。
磷光體薄膜2008覆蓋構成在Si基板2004上該多層磊晶結構2006之側表面及光萃取表面。光萃取表面係為多層磊晶結構2006之上主要表面，其係與Si基板2004所連接的一主要表面相對。磷光體薄膜2008係以一諸如矽氧樹脂的透光樹脂所製成，其中四不同色彩的磷光體微粒及諸如SiO2 之金屬氧化物的精細微粒係為分散的。該等磷光體包括一藍磷光體，其至少包含(Ba,Sr)MgAl10 O17 ：Eu2+ 、(Ba,Sr,Ca,Mg)10 (PO4 )6 C12 ：Eu2+ 及相似物的其中之一者，一綠磷光體，其至少包含BaMgAl10 O17 ：Eu2+ Mn2+ 、(Ba,Sr)2 SiO4 ：Eu2+ 及相似物的其中之一者，一黃磷光體，例如，其包含(Sr,Ba)2 SiO4 ：Eu2+ ，以及一紅磷光體，其至少包含La2 O2 S：Eu3+ 、CaS：Eu2+ 、Sr2 Si5 N8 ：Eu2+ 及相似物的其中之 一者。可使用一環氧樹脂或是聚醯亞胺樹脂作為透光樹脂，以取代矽氧樹脂。在多層磊晶結構2006上或是環繞該結構構成大體上為均勻厚度的磷光體薄膜2008。
在Si基板2004上，介於磷光體薄膜2008與一區域之間構成一Al光反射薄膜2040，其中並未構成多層磊晶結構2006。
當經由陽極及陰極電源終端2030、2032供電至上述發光二極體晶片2002時，多層磊晶結構2006之發光層2012發射波長為390奈米的近紫外光。來自於發光層2012的近紫外光，很大的程度上，係自n-AlGaN層2014發射並於磷光體薄膜2008中吸收。磷光體薄膜2008將近紫外光轉換成白光。
如之前所提及，儘管多層磊晶結構2006僅具小於3微米之厚度，但磷光體薄膜2008具有一200微米的比較大厚度。此外，磷光體薄膜2008亦構成在多層磊晶結構2006之側表面上。於此，該磷光體薄膜2008大體上係以均勻的厚度構成在多層磊晶結構2006上以及環繞該結構。因此，發光二極體晶片2002能夠產生具極小色彩不均勻性的白光，其係因磷光體薄膜2008的厚度變化所造成。
根據一第二具體實施例的一第一修改實例，在發光二極體晶片2002中構成高反射電極2016作為p-電極。如此顯著地改良多層磊晶結構2006之光萃取效率。多層磊晶結構2006之光萃取效率亦可藉由在n-AlGaN層2014之上主要表面上，其係為光萃取表面，於氧化鉭薄膜2024中構成凹陷部分2022而加以改良。再者，光反射薄膜2040改良發光二 極體晶片2002之光萃取效率。
再者，在發光二極體晶片2002中，並未在多層磊晶結構2006之光萃取側邊上配置藍寶石基板或相似物。因此，發光二極體晶片2002其之光萃取效率遠高於發光二極體晶片，其中自發光層發射的光線，係經由一藍寶石基板或相似物向外側發射。根據第二具體實施例之第一修改實例，p-電極(高反射電極2016)大體上係構成在一p型層(p-AlGaN層2010)之整個表面上，其係難以經構形具有低電阻。如此使電流均勻地引入整個多層半導體層2006，從而整個發光層2012能夠均勻地發射光線並獲得一低操作電壓。
為安裝發光二極體晶片2002，電源終端2030及2032係直接地與構成在如之後所說明之一安裝基板上的墊連接。於此，讓磷光體薄膜2008、發光二極體晶片2002能夠自身發射白光。如此使能夠在安裝發光二極體晶片2002之前，如上所述地針對其之光學性能測試發光二極體晶片2002。因此，能夠防止包括發光二極體晶片2002已安裝於其上的安裝板的一完成產品，因發光二極體晶片2002之光學性能而被去除。如此，能夠改良所能夠接受之完成產品的比例。此外，當與需要除了直接支撐一多層磊晶結構的一基底基板之外的一輔助安裝基板的上述提及的傳統式發光二極體晶片相較時，第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片2002能夠製成較小。
再者，陽極及陰極電源終端2030及2032係配置在發光二極體晶片2002中的多層磊晶結構2006下方。因而，當安 裝發光二極體晶片2002時，並無阻礙光線的元件，諸如一黏合線，存在於多層磊晶結構2006之光萃取表面上或其之上方。因此，自發光二極體晶片2002發射的光線並不包含陰影。
以下部分係相關於第15至20圖，說明上述之發光二極體晶片2002的製造方法。於第15至20圖中，構成發光二極體晶片2002的每一元件的材料係藉由一第一數字係為1的五位數加以識別。該五位數的後四位數字係為表示識別發光二極體晶片2002的對應元件的代表符號。
首先，如第15圖中所示，一n-AlGaN層12014、一InGaN/AlGaN多重量子井發光層12012、以及一p-AlGaN層12010係以所說明之順序，利用一金屬有機化學蒸氣沉積(MOCVD)法，在藍寶石基板2042上，其係為一單晶基板，磊晶成長所構成(步驟A2)。於此，藍寶石基板2042其之直徑為二吋以及厚度為300微米。
之後，在由層12014、12012及12010所組成的一多層磊晶結構12006上構成一光罩，以及藉由乾蝕刻至露出藍寶石基板2042的該一深度，去除多層磊晶結構12006的一未遮蔽區域。因此，在藍寶石基板2042上構成多層磊晶結構2006，該每一結構構成發光二極體晶片2002(於第14B圖中顯示)(步驟B2)。
接著，藉由諸如電子光束蒸鍍法的技術，在每一多層磊晶結構2006之上主要表面上(亦即，在p-AlGaN層2010上)，構成一Rh/Pt/Au薄膜。因此，構成高反射電極2016(步 驟C2)。
與步驟A2至C2同時進行第16圖中所示之步驟D2至E2。
在基板12004的一厚度方向上，藉由在一高電阻Si基板12004中乾蝕刻而產生孔2044及2046。該等孔2044及2046係藉由無電鍍沉積以Pt填注，用以構成貫穿孔2034及2038(步驟D2)。
之後，在Si基板12004的一上主要表面上，於一預定區域中施以一Ti/Pt/Au薄膜，用以構成傳導薄膜2018。此外，在傳導薄膜2018上的一預定區域中構成一Au/Sn薄膜，用以構成連接層2020(步驟E2)。
接著，藍寶石基板2042係配置在Si基板12004上，俾便構成在藍寶石基板2042上的高反射電極2016係與構成在Si基板12004上的連接層2020接觸。因而，儘管一起經壓按，但將藍寶石基板2042及Si基板12004加熱直至連接層2020達到300℃為止(步驟F2)。因此，高反射電極2016及連接層2020係為共熔結合。
在高反射電極2016及連接層2020結合在一起之後，執行將藍寶石基板2042自多層磊晶結構2006分離的一步驟(步驟G2)。詳言之，將光束掃描藍寶石基板2042之整個表面，以該一方式將波長為355奈米的一YAG雷射第三諧波光束LB自藍寶石基板2042之一側邊放射至藍寶石基板2042及Si基板12004。放射的雷射光束不僅由藍寶石基板2042所吸收，亦由藍寶石基板2042與n-AlGaN層2014之間的一界面所吸收。於此，局部地產生熱量並環繞著該界面讓AlGaN結 合斷裂。因此，就一結晶結構而言，將藍寶石基板2042自多層磊晶結構2006分離(步驟G2)。然而，藉由包括金屬Ga的一層(一熱解層)，該藍寶石基板2042係仍黏附至多層磊晶結構2006。為將藍寶石基板2042完全地自多層磊晶結構2006分離，該藍寶石基板2042及多層磊晶結構2006係浸入氫氯化物或相似物中，用以溶解界面部分(步驟H2)。應注意的是，能夠以波長為248奈米的一KrF準分子雷射或是波長為365奈米的一水銀發射譜線取代YAG雷射第三諧波光束。
藉由以上述方法將藍寶石基板2042分離，將多層磊晶結構2006自藍寶石基板2042轉移至Si基板12004。如此將消除多層磊晶結構2006內因n-AlGaN層2014與藍寶石基板2042之間在晶格常數上之差異所產生的內應力。因此，能夠降低多層磊晶結構2006的扭曲。再者，可使用一自更多廣泛選擇，包括一基板其之熱散逸較用於磊晶成長的一基板為高(較高的熱傳導性)，所選定的基板作為基底基板，以取代在發光二極體晶片2002中支撐多層磊晶結構2006的基板2004。
於以下步驟I2中，針對絕緣及表面防護藉由高頻率噴濺或相似方式構成一氮化矽薄膜，用以形成絕緣薄膜2028。於此，沿著其之周圍在多層磊晶結構2006(n-AlGaN層2014)之上主要表面上、在多層磊晶結構2006之側表面上、以及在傳導薄膜2018之延伸部分2018A上構成氮化矽薄膜。
之後，施以一Ti/Pt/Au薄膜，用以構成為一單元的電極2026及線路2036(步驟J2)。
施以一Al薄膜，用以構成光反射薄膜2040(步驟K2)。
之後，藉由噴濺或相似方式在未由電極2026、絕緣薄膜2028及線路2036所覆蓋的n-AlGaN層2014之主要表面的一部分上，沉積氧化鉭(Ta2 O5 )薄膜2024。接著，藉由蝕刻部分地去除氧化鉭薄膜2024，用以構成凹陷部分2022(步驟L2)。
接著，藉由一聚酯黏著層(於第19圖中未顯示)，將一第一巨分子薄膜2048黏附至多層磊晶結構2006構成於其上的矽基板12004之前主要表面(步驟M2)。當加熱時，該黏著層起泡沫並失去黏著性。
之後，將矽基板12004之背主要表面拋光，因此矽基板12004之厚度成為100微米(步驟N2)。因此，在矽基板12004之背主要表面上露出貫穿孔2034及2038。
之後，在矽基板12004之背主要表面上的一預定區域中，施以一Ti/Au薄膜，用以構成陽極及陰極電源終端2030及2032(步驟O2)。
接著去除已黏附至矽基板12004之前主要表面的第一巨分子薄膜2048。將一第二巨分子薄膜2050黏附至矽基板12004之背主要表面作為一切割薄片(步驟P2)。
最後，藉由絲網印刷法構成磷光體薄膜2008之後(步驟Q2)，藉由切割刀片(第20圖中之DB)將矽基板12004切割成個別的發光二極體晶片2002(步驟R2)。因此，製成發光二 極體晶片2002。
(第二具體實施例之第二修改實例)
根據第二具體實施例之第一修改實例，陽極及陰極電源終端2030及2032係構成在發光二極體晶片2002中，係為一基底基板的矽基板12004之背主要表面上。然而，於一與第二具體實施例之第二修改實例有關的白光發光二極體晶片2102中，將一電源終端(在第二修改實例中的一陽極電源終端)構成在一基底基板的一背主要表面上，以及將另一電源終端(在第二修改實例中的一陰極電源終端)構成在基底基板的一前主要表面上。
就構成一多層磊晶結構的每一層之成分及厚度，以及一磷光體薄膜之成分而論，發光二極體晶片2102係與發光二極體晶片2002相同。然而，就構成在多層磊晶結構之二主要表面上的電極之結構而論，發光二極體晶片2102係與發光二極體晶片2002不同。此外，以與多層磊晶結構2006相同之方式，將發光二極體晶片2102之多層磊晶結構構成在基底基板上。詳言之，首先將多層磊晶結構構成在與基底基板不同的一單晶基板上，並接著轉移至基底基板。
第21A圖係為一平面圖，圖示與第二具體實施例之第二修改實例有關的發光二極體晶片2102，以及第21B圖係為沿著第21A圖中所示之線GG所取之發光二極體晶片2102之橫截面。第21A圖係顯示去除磷光體薄膜2108(於第21B圖中顯示)之後的發光二極體晶片2102。
如第21A及21B圖中所示，在係為一基底基板(之後視為 “SiC基板2104”)的一n型SiC基板2104上構成一多層磊晶結構2106及磷光體薄膜2108，以該一方式構成發光二極體晶片2102。SiC基板2104之一主要表面係稍大於多層磊晶結構2106之一主要表面。多層磊晶結構2106係構成在Si基板2104其中之一主要表面上，沿著基板2104之周圍保持一空間。
多層磊晶結構2106係以一p-AlGaN層2110、一InGaN/AlGaN多重量子井(MQW)發光層2112、以及一n-AlGaN層2114所製成。層2110係最接近SiC基板2104，並接著以所說明之順序構成層2112及2114。因而，多層磊晶結構2106具有一二極體結構。
以SiO2 /Ta2 O5 製成的多層介電薄膜2116以及以Rh/Pt/Au製成的高反射電極2118，係構成在p-AlGaN層2110之一背主要表面上。多層介電薄膜2116係藉由以一預定圖案蝕刻，部分地去除一薄片狀多層介電薄膜所構成。在未受多層介電薄膜2116所覆蓋的區域中，該p-AlGaN層2110係與高反射電極2118電連接。傳導薄膜2120係構成在SiC基板2104之一上主要表面上，俾便與高反射電極2118相對應。傳導薄膜2120係以Ti/Pt/Au所製成，並係藉由一以諸如Au/Sn之傳導材料製成的連接層2122與高反射電極2118連接。一Ti/Au陽極電源終端2124係構成在SiC基板2104之整個背主要表面上。因此，高反射電極2118係藉由連接層2122、傳導薄膜2120及SiC基板2104與陽極電源終端2124電連接。
一ITO透明電極2126及一SiO2 /Ta2 O5 多層介電薄膜2128係按此順序構成在n-AlGaN層2114之一上主要表面上。
在SiC基板2104之上主要表面上，其中未構成有多層磊晶結構2106的一區域上，構成一SiO2 絕緣薄膜2130。一以氮化矽製成的絕緣薄膜2132係構成在多層磊晶結構2106的側表面上，以及多層磊晶結構2106的一上主要表面的一部分上(俾便建構上主要表面)。
如第21A圖中所示，由一Ti/Pt/Au薄膜所構成的一矩形陰極電源終端2134，係配置在絕緣薄膜2130上。
ITO透明電極2126之一側邊及陰極電源終端2134之一側邊，係藉由沿著多層磊晶結構2106之側表面所構成的一線路2136相互連接。該線路2136係藉由一Ti/Pt/Al薄膜所構成，並藉由絕緣薄膜2132與多層磊晶結構2106電絕緣。
構成一Ti/Pt/Al薄膜之高反射薄膜2138，俾便環繞位在絕緣薄膜2130上的多層磊晶結構2106。該高反射薄膜2138大體上係為U形狀。
磷光體薄膜2108覆蓋多層磊晶結構2106之側表面，以及多層磊晶結構2106之與SiC基板2104連接的一主要表面相對的一主要表面(光萃取表面)。如第21B圖中所示，陰極電源終端2134之一大部分並未由磷光體薄膜2108所覆蓋。
當經由陽極及陰極電源終端2124及2134供電至上述之發光二極體晶片2102時，多層磊晶結構2106中的發光層2112發射波長為390奈米的近紫外光。
在與第二具體實施例之第二修改實例有關的發光二極 體晶片2102中，多層磊晶結構2106係配置在鏡像結構，亦即，多層介電薄膜2116及2128之間。較接近p-AlGaN層2110的鏡像結構具有99%或更高的反射比，以及較接近n-AlGaN層2114的鏡像結構具有90%或更高的反射比。因此，構成一共振發光二極體結構。自發光層2112所發射波長為390奈米的近紫外光，係經發射通過多層介電薄膜2128，其係為較接近n-AlGaN層2114的鏡像結構且具一較低反射比，並係由磷光體薄膜2108所吸收。磷光體薄膜2108將近紫外光轉換成白光。
具有一共振發光二極體結構，則與第二具體實施例之第二修改實例有關的發光二極體晶片2102，在與發光層2112垂直的方向上具有一較佳的光萃取效率。一般而言，假若減小p-AlGaN層2110及n-AlGaN層2114之厚度，則電流可能在一水平方向上不均勻地擴展。如此可致使自發光層2112不均勻地發射光線。當光放射區域變大時，該不均勻光放射變得更為顯著。根據第二具體實施例之第二修改實例，經由光反射電極2118供電至p-AlGaN層2110。於此，由於藉由部分地蝕刻一薄片狀多層介電薄膜構成多層介電薄膜2116，所以在p-AlGaN層2110之大體上整個表面上構成電極2118。再者，經由ITO透明電極2126供電至n-AlGaN層2114。於此，電極2126係構成在n-AlGaN層2114之整個主要表面上。因此，電流能夠均勻地注入至整個發光層2112。如此使整個發光層2112均勻地發光，使其能夠獲得較低的操作電壓。此外，由於發光二極體晶片2102並未包括一諸 如藍寶石基板的絕緣基板，所以改良了抵抗靜電力的能力。
為安裝發光二極體晶片2102，將陽極電源終端2124直接與構成在一安裝基板上的墊連接，以及藉由一結合線將陰極電源終端2134與另一墊連接。第二具體實施例之第二修改實例具有與第一修改實例相同的效果。詳言之，具有磷光體薄膜2108，該發光二極體晶片2102能夠自身發射白光。如此使能夠在安裝發光二極體晶片2102之前，針對其之上述的光學性能測試發光二極體晶片2102。因此，能夠防止包括發光二極體晶片2102安裝於其上的安裝板的完成產品，因發光二極體晶片2102之光學性能而被去除。如此，能夠改良可接受之完成產品的比例。此外，當與需要除了直接支撐一多層磊晶結構的一基底基板之外的一輔助安裝基板的上述提及的傳統式發光二極體晶片相較時，第二具體實施例之第二修改實例有關的發光二極體晶片2102能夠製成較小。
於發光二極體晶片2102中，陽極電源終端2124係構成在SiC基板2104之背主要表面上，以及陰極電源終端2134係構成在SiC基板2104之上主要表面上。也就是說，該二陽極及陰極電源終端2124及2134係配置較多層磊晶結構2106之光萃取表面更為接近SiC基板2104。陽極電源終端2124係藉由SiC基板2104與一p-電極(高反射電極2118)電連接。陰極電源終端2134係藉由自ITO透明電極2126朝向n-AlGaN層2114之側表面延伸的線路2136，與一n-電極(ITO透明電極2126)連接。當安裝發光二極體晶片2102時，並無阻礙光線 的元件，諸如一結合線，存在於多層磊晶結構2006之光萃取表面上或其之上方。因此，自發光二極體晶片2102發射的光線並不包含陰影。
以下部分係相關於第22至27圖，說明上述之發光二極體晶片2102的製造方法。於第22至27圖中，構成發光二極體晶片2102的每一元件的材料係藉由一第一數字係為1的五位數加以識別。該五位數的後四位數字係為表示識別發光二極體晶片2102的對應元件的代表符號。
首先，如第22圖中所示，一n-AlGaN層12114、一InGaN/AlGaN多重量子井發光層12112、以及一p-AlGaN層12110係以所說明之順序，利用一金屬有機化學蒸氣沉積(MOCVD)法，在藍寶石基板2140上，其係為一單晶基板，磊晶成長所構成(步驟A3)。於此，藍寶石基板2140其之直徑為二吋以及厚度為300微米。
之後，在由層12114、12112及12110所組成的一多層磊晶結構12106上構成一光罩，以及藉由乾蝕刻至露出藍寶石基板2140的該一深度，去除多層磊晶結構12106的一未遮蔽區域。因此，在藍寶石基板2140上構成多層磊晶結構2106，該每一結構構成發光二極體晶片2102(於第21B圖中顯示)(步驟B3)。
接著，藉由RF噴濺或是相似方式，在每一多層磊晶結構2106之上主要表面上(p-AlGaN層2110上)，構成一SiO2 /Ta2 O5 多層介電薄膜。藉由蝕刻至露出p-AlGaN層2110的該一深度，部分地去除SiO2 /Ta2 O5 多層介電薄膜，用以構 成多層介電薄膜2116(步驟C3)。藉由諸如電子束蒸鍍法的技術，在多層介電薄膜2116上施以一Rh/Pt/Au薄膜。因此，構成高反射電極2118(步驟D3)。
與步驟A3至D3同時進行第23圖中所示之步驟E3。
於一n型SiC基板12104之其中之一主要表面上構成一SiO2 薄膜俾便覆蓋整個表面之後，去除SiO2 薄膜構成於其中的傳導薄膜2120的一區域。因此，構成絕緣薄膜2130。之後，在SiO2 薄膜去除區域中施以一Ti/Pt/Au薄膜，用以構成傳導薄膜2120。在傳導薄膜2120上，構成一Au/Sn薄膜12122(步驟E3)。
之後，藍寶石基板2140係配置在SiC基板12104上，俾便構成在藍寶石基板2140上的高反射電極2118係與構成在SiC基板12104上的Au/Sn薄膜12122接觸。因而，儘管一起經壓按，但將藍寶石基板2140及SiC基板12104加熱直至Au/Sn薄膜12122達到300℃為止(步驟F3)。因此，高反射電極2118及Au/Sn薄膜12122係為共熔結合。因此，由於將Au/Sn薄膜12122經加工成為連接層2122，所以高反射電極2118及傳導薄膜2120係實體上且電連接在一起。
在高反射電極2118及連接層2122結合在一起之後，執行G3及H3(於第24圖中顯示)，用以將藍寶石基板2140與多層磊晶結構2106分離。步驟G3及H3係與在第二具體實施例之第一修改實例中所說明的步驟G2及H2(於第17圖中顯示)相同，因而於此不再加以說明。
於步驟G3及H3中，將藍寶石基板2140分離，並且將多 層磊晶結構2106及相似物自藍寶石基板2140轉移至SiC基板12104。於下一步驟I3中，使用機械或化學加工將與發光層2112連接之一下主要表面相對的n-AlGaN層2114之一上主要表面弄平。之後，藉由噴濺或是相似方式在n-AlGaN層2114之上主要表面上施以一ITO薄膜，用以構成ITO透明電極2126。
在ITO透明電極2126上，藉由噴濺或是相似方式構成多層介電薄膜2128(步驟J3)。
藉由噴濺或是相似方式施以一氮化矽薄膜，構成絕緣薄膜2132(步驟K3)。
之後，於步驟K3後，在完成表面上於一預定區域中沉積一Ti/Pt/Al薄膜，用以同時構成陰極電源終端2134、線路2136及光反射薄膜2138(步驟L3)。
接著，與第二具體實施例之第一修改實例相同地將一第一巨分子薄膜2142黏附至多層磊晶結構2106構成於其上的SiC基板12104之前主要表面(步驟M3)。
之後，將SiC基板12104的一背主要表面拋光，因此SiC基板12104的厚度成為100微米。接著在SiC基板12104的一背主要表面上施以一Ti/Au薄膜12124，用以構成陽極電源終端2124(於第21B圖中所示)(步驟N3)。
接著去除已黏附至SiC基板12104之前主要表面的第一巨分子薄膜2142。將一第二巨分子薄膜2144黏附至SiC基板12104之背主要表面作為一切割薄片(步驟O3)。
最後，藉由絲網印刷法構成磷光體薄膜2108之後(步驟 P3)，藉由切割刀片(第27圖中之DB)將SiC基板12104切割成個別的發光二極體晶片2102(步驟Q3)。因此，製成發光二極體晶片2102。
(第二具體實施例之第三修改實例)
第28A圖係為一平面圖，圖示一白光發光二極體陣列晶片2202，其係為其中之一型式的半導體發光元件(之後視為“發光二極體陣列晶片2202”)，第28B圖係為沿著第28A圖中之線HH所取之該發光二極體陣列晶片2202的一橫截面，以及第28C圖係圖示在該發光二極體陣列晶片2202中該等發光二極體如何連接。第28A圖係圖示在去除磷光體薄膜2208之後的發光二極體陣列晶片2202(於第28B圖中顯示並於之後提及)。沿著第28A圖中所示之每一線II及線JJ所取之橫截面，係與第28B圖中所示之橫截面相同。
如第28A圖中所示，將九個發光二極體D01至D09配置成一3x3矩陣。發光二極體陣列晶片2202係為一側邊約為1.2公厘的正方形。每一發光二極體D01至D09具有與第二具體實施例之第一修改實例相關的發光二極體晶片2002相同的結構，所不同之處在於為了改良光萃取效率及一n-電極之結構所構成的凹陷部分之圖案。如第28C圖中所示，在發光二極體陣列晶片2202中，該等發光二極體D01至D09係為串-並聯連接。詳言之，發光二極體D01至D09係劃分成該等群組，每一群組中的三發光二極體係於一列方向上串聯連接，而該等群組係並聯連接。之後將提及在發光二極體陣列晶片2202中，該等發光二極體彼此係如何連接。
如第28B圖中所示，發光二極體陣列晶片2202包括一AlN基板2204，作為一基底基板用以支撐一多層磊晶結構2206。
構成每一發光二極體D01至D09的多層磊晶結構2206係以一p-AlGaN層2210、一InGaN/AlGaN多重量子井(MQW)發光層2212、以及一n-AlGaN層2214所製成，如同於第14B圖中所示之第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體陣列晶片2002。層2210係最接近AlN基板2204，並接著以所說明之順序構成層2212及2214。在p-AlGaN層2210的一下主要表面上，構成係為一高反射電極的一Rh/Pt/Au之p-電極2216。傳導薄膜2218及p-電極2216係藉由一Au/Sn連接層2220，相互實體地並電連接。該n-AlGaN層2214之一上主要表面(亦即，多層磊晶結構2206的一光萃取表面)係製成不均勻，具有凹陷部分2222。此目的在於改良光萃取效率。
沿著每一多層磊晶結構2206之n-AlGaN層2214之上主要表面的一側邊，構成一Ti/Pt/Al之n-電極2226。構成一以氮化矽製成的絕緣薄膜2228，俾便覆蓋多層磊晶結構2206之側表面及一上主要表面的一部分。
以下部分係說明發光二極體D04至D06如何串聯連接。
發光二極體04、05及06係按此順序利用以下方式串聯連接。發光二極體D04之傳導薄膜2218係藉由一橋接線2234A，與發光二極體D05之一n-電極2226連接。發光二極體D05之傳導薄膜2218係藉由一橋接線2234B，與發光二極體D06之一n-電極2226連接。以同樣方式，該等發光二極體 D01、02及03係以此順序串聯連接，以及該等發光二極體D07、08及09係以此順序串聯連接。
在AlN基板2204之上主要表面的左半區域中，構成一Ti/Pt/Al陰極電源終端2230，以及在一右半區域中構成一Ti/Pt/Al陽極電源終端2232。
發光二極體D04之一n-電極2226係藉由一線路2236A，與陰極電源終端2230電連接。以相同方式，將發光二極體D01及D07之n-電極2226與陰極電源終端2230連接。因此，發光二極體D01、D04及D07之n-電極2226係並聯電連接。
發光二極體D06之一傳導薄膜2218係延伸俾便與陽極電源終端2232部分重疊，以及在部分重疊處與陽極電源終端2232連接。以相同方式，發光二極體D03及D09之傳導薄膜2218係與陽極電源終端2232連接。因此，發光二極體D03、D06及D09之p-電極2216係並聯電連接。
如由上述說明所見，陰極及陽極電源終端2230及2232其之功能亦為一線路，用以將串聯連接的該等發光二極體群組並聯連接。陰極及陽極電源終端2230及2232覆蓋位在AlN基板2204之上主要表面上的一區域之一主要部分，其中並未構成多層磊晶結構2206，並亦作為一光反射薄膜。
如上所述，在AlN基板2204上該九個發光二極體D01至D09係串-並聯連接，並係配置成一矩陣，因此沿著AlN基板2204之邊緣留有一空間。磷光體薄膜2208係覆蓋側表面及構成在AlN基板2204上之每一發光二極體D01至D09之光萃 取表面(多層磊晶結構2206)。於此，磷光體薄膜2208可具有與和第二具體實施例之第一修改實例相關之磷光體薄膜2008相同的成分。
將一Ti/Au薄膜2238構成在AlN基板2204之一背主要表面上。
當經由陰極及陽極電源終端2230及2232供電至上述發光二極體晶片2202時，每一發光二極體D01及D09之發光層2212發射波長為390奈米的近紫外光。自發光層2212發射的近紫外光，很大的程度上，係自n-AlGaN層2214發射並由磷光體薄膜2208吸收。磷光體薄膜2208將近紫外光轉換成白光。
於發光二極體陣列晶片2202中，p-電極2216係構成為一高反射電極，以及凹陷部分2222係構成在n-AlGaN層2214之上主要表面(光萃取表面)上。該等結構顯著地有助於改良多層磊晶結構2206之光萃取效率。陰極及陽極電源終端2230及2232係使用作為一光反射薄膜。此結構有助於改良發光二極體陣列晶片2202之光萃取效率。
為安裝發光二極體陣列晶片2202，將Ti/Au薄膜2238直接地與構成在一安裝基板上的一墊連接。陰極電源終端2230及陽極電源終端2232係分別藉由線結合，與構成在安裝基板上的一電源墊連接。
於此，由於發光二極體陣列晶片2202包括磷光體薄膜2208，所以發光二極體陣列晶片2202能夠自身發射白光。發光二極體陣列晶片2202之此與其他特性，具有與第二具 體實施例之第一及第二修改實例相同之效果。
以下部分將相關於第29至32圖，說明上述發光二極體陣列晶片2202的製造方法。於第29至32圖中，構成發光二極體晶片2202的每一元件的材料係藉由一第一數字係為1的五位數加以識別。該五位數的後四位數字係為表示識別發光二極體晶片2202的對應元件的代表符號。
首先，如第29圖中所示，一n-AlGaN層12214、一InGaN/AlGaN多重量子井發光層12212、以及一p-AlGaN層12210係以所說明之順序，利用一金屬有機化學蒸氣沉積(MOCVD)法，在藍寶石基板2240上，其係為一單晶基板，磊晶成長所構成(步驟A4)。於此，藍寶石基板2240其之直徑為二吋以及厚度為300微米。
之後，在由層12214、12212及12210所組成的一多層磊晶結構12206上構成一光罩，以及藉由乾蝕刻至露出藍寶石基板2240的該一深度，去除多層磊晶結構12206的一未遮蔽區域。因此，在藍寶石基板2240上構成多層磊晶結構2206，該每一結構構成發光二極體晶片2202(於第28B圖中顯示)(步驟B4)。
接著，藉由諸如電子束蒸鍍法之一技術，在每一多層磊晶結構2206之上主要表面上(亦即，p-AlGaN層2210)，構成一Rh/Pt/Au薄膜。因而，構成p-電極2216(步驟C4)。
與第29圖中的步驟A4至C4同時進行第30圖中所示之步驟D4。
於第30圖中所示的步驟D4中，在一AlN基板12204之一 上主要表面的一預定區域中施以一Ti/Pt/Au薄膜，用以構成傳導薄膜2218。在部分之傳導薄膜2218上施以一Au/Sn薄膜12220，用以構成連接層2220。在AlN基板12204之整個背主要表面上電鍍一Ti/Au薄膜12238。
之後，藍寶石基板2240係配置在AlN基板12204上，俾便構成在藍寶石基板2240上的p-電極2216係與構成在AlN基板12204上的Au/Sn薄膜12220接觸。因而，儘管一起經壓按，但將藍寶石基板2240及AlN基板12204加熱直至Au/Sn薄膜12220達到約300℃為止(步驟E4)。因此，p-電極2216及Au/Sn薄膜12220係為共熔結合在一起。由於將Au/Sn薄膜12220經加工成為連接層2220，所以p-電極2216及傳導薄膜2218係實體上且電連接在一起。
在p-電極2216及傳導薄膜2218藉由連接層2220結合在一起之後，執行F4及G4(於第30及31圖中顯示)，用以將藍寶石基板2240與多層磊晶結構2206分離。步驟F4及G4係與在第二具體實施例之第一修改實例中所說明的步驟G2及H2(於第17圖中顯示)相同，因而於此不再加以說明。
如上所述，在藍寶石基板2240分離，並且將多層磊晶結構2206及相似物自藍寶石基板2240轉移至AlN基板12204之後，執行一步驟H4(如第31圖中所示)。於步驟H4中，藉由高頻率噴濺或相似方式構成一氮化矽薄膜，供絕緣及表面防護所用，用以構成絕緣薄膜2228。於此，沿著多層磊晶結構2206(n-AlGaN層2214)之上主要表面的周圍，以及在多層磊晶結構2206之側表面上構成氮化矽薄膜。
之後，使用KOH溶液或相似物，對其中未構成絕緣薄膜2228的n-AlGaN層2214之上主要表面的一區域執行各向異性蝕刻(anisotropic etching)。因而，構成凹陷部分2222(步驟I4)。
接著，於步驟I4後，在完成表面上於預定區域中施以一Ti/Pt/Al薄膜，用以同時構成n-電極2226、橋接線2234、線路2236及陰極與陽極電源終端2230及2232(步驟J4)。
藉由絲網印刷法構成磷光體薄膜2208之後(步驟K4)，一巨分子薄膜2242係如一切割薄片黏附至AlN基板12204之背主要表面。最後，該AlN基板12204係藉由一切割刀片(第32圖中之DB)切割成個別的發光二極體陣列晶片2202(步驟L4)。因此，製成發光二極體陣列晶片2202。
根據第二具體實施例之第三修改實例，發光二極體陣列晶片2202包括九個發光二極體D01至D09(發光元件)，並係為一側邊約為1.2公厘的正方形。然而，第二具體實施例之第三修改實例並未限定於此。發光二極體陣列晶片2202可包括任一數目之發光二極體(發光元件)。
(第二具體實施例之第四修改實例)
第33圖係為一外部透視圖，圖示一白光發光二極體模組2300，其包括與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片2002(於第14B圖中所示)。此發光二極體模組2300係附裝至一發光單元2332(之後提及並於第36A及36B圖中顯示)。
發光二極體模組2300包括一陶瓷基板2302，其係為直 徑5公分之一圓並係以AlN及217樹脂透鏡2304製成。在陶瓷基板2302中配置一用於將發光二極體模組2300附裝至發光單元2332的引導凹陷部分2306以及終端2308及2310用以自發光單元2332接收電源。
第34A圖係為一平面圖，圖示發光二極體模組2300，第34B圖係為沿著第34A圖中所示之線KK所取之發光二極體模組2300的一橫截面，以及第34C圖係為一放大視圖，圖示第34B圖中所示的一晶片安裝區域。
如第34C圖中所示，為改良熱散逸，對陶瓷基板2302之一背主要表面施以鍍金2312。
在陶瓷基板2302的一上表面上，與具有如第34A圖中所示之圓形狀的每一透鏡2304之中心相對應的一位置處，安裝發光二極體晶片2002。總共，在陶瓷基板2302上安裝217個發光二極體晶片2002。
陶瓷基板2302係由二陶瓷基板2314及2316所組成，該每一基板厚度為0.5公厘且主要係以AlN製成。除了AlN之外，陶瓷基板2314及2316可以Al2 O3 、BN、MgO、ZnO、SiC或鑽石製成。
發光二極體晶片2002係安裝在下陶瓷基板2316上。推拔貫穿孔2318係配置在上陶瓷基板2314上，俾便產生用於安裝發光二極體晶片2002的空間。
在陶瓷基板2316之一上表面上，於安裝每一發光二極體晶片2002的一位置處配置一陰極墊2320及陽極墊2322(於第35B圖中所示)。每一陰極墊2320及一陽極墊2322 係以在銅(Cu)上施以之鍍金製成。於此，發光二極體晶片2002之陰極電源終端2032及陽極電源終端2030(第14B圖中所示)，係分別地與PbSn焊料所構成於其上的陰極墊2320及陽極墊2322連接。
假若事先在陰極電源終端2032及陽極電源終端2030上電鍍AuSn焊料，則可省略在陰極墊2320及陽極墊2322上構成PbSn焊料的步驟。在所有的發光二極體晶片2002安裝在成對的陰極墊2320及陽極墊2322上之後，將陶瓷基板2302經由一回焊爐加熱至與焊料之熔點相同的溫度。因此，該217個發光二極體晶片2002能夠同時地與陶瓷基板2302連接。假若每一陰極墊2320及陽極墊2322之形狀、所施加焊料量、以及陽極電源終端2030及陰極電源終端2032係為最佳化，則能夠執行回焊製程(reflow soldering process)。於此，可使用銀漿或凸塊取代軟焊料。
在安裝之前，發光二極體晶片2002已針對其之光學性能，諸如色彩及色溫的不均勻性，加以測試，並且通過測試。根據第二具體實施例之第四修改實例，發光二極體晶片2002包括磷光體薄膜2008，並且自身能夠發射白光。如上所述，在安裝之前，能夠針對其之光學性能測試發光二極體晶片2002。因此，能夠防止包括發光二極體晶片2002的發光二極體模組2300因發光二極體晶片2002的不良光學性能而被去除。因此，改良了可接受完成產品(發光二極體模組2300)的比例。
如第34C圖中所示，在配置於上陶瓷基板2314的每一貫 穿孔2318之一壁上，以及在陶瓷基板2314之一上表面上構成一鋁反射薄膜2324。
於安裝在陶瓷基板2316上之後，該發光二極體晶片2002係由一第一樹脂所覆蓋(例如，一矽氧樹脂2326)。接著，使用第二樹脂(例如，一環氧樹脂2328)藉由射出成型構成透鏡2304。
該等217個發光二極體晶片2002係藉由構成在陶瓷基板2316之上主要表面上的一線路圖案2330(於第35A圖中所示)串-並聯連接。
第35A圖係為一平面圖，圖示在去除透鏡2304及上陶瓷基板2314之後的發光二極體模組2300。如上所述，陽極墊2322及陰極墊2320(於第35B圖中所示)，係配置在陶瓷基板2316之上主要表面上，每一發光二極體晶片2002所安裝的位置處。
31個發光二極體晶片2002係為串聯連接以及七群組之該31個發光二極體晶片2002係為並聯連接，以該一方式藉由線路圖案2330將陽極墊2322及陰極墊2320連接。該線路圖案2330係在一端部處藉由一貫穿孔(於第35A圖中並未顯示)與正終端2308(於第34A圖中所示)連接，以及在另一端部處藉由另一貫穿孔(於第35A圖中並未顯示)與負終端2310(於第34A圖中所示)連接。
上述說明的發光二極體模組2300係附裝至發光單元2332。發光二極體模組2300及發光單元2332構成一發光裝置2334。
第36A圖係為發光裝置2334的一概略透視圖，以及第34B圖係為發光裝置2334的一底視圖。
發光單元2332，例如，係固定在房間的天花板上。該發光單元2332包括一電源電路(於第36A及36B圖中未顯示)，將由一商用電源所供給的交流電(例如，100 V，50/60Hz)轉換成驅動發光二極體模組2300所需之直流電。
以下部分將相關於第37圖說明用以將發光二極體模組2300附裝至發光單元2332的一結構。
發光單元2332具有一圓形凹陷部分2336，發光二極體模組2300係配裝於其中。圓形凹陷部分2336之底部表面係為平坦的。位於圓形凹陷部分2336之一開啟端部的鄰近區域中，在圓形凹陷部分2336之一內壁上，配置一內部螺紋(於第37圖中未顯示)。可撓曲電源終端2338及2340與一引導突出部分2342係自圓形凹陷部分2336之內壁突出，介於圓形凹陷部分2336之內部螺紋與底部表面之間。電源終端2338及2340分別係為正與負的。
使用以矽橡膠製成的O-環2344以及一環螺釘2346，將發光二極體模組2300附裝至發光單元2332。環螺釘2346係為環狀，其之橫截面大體上係為矩形。在環螺釘2346的外表面上製作外部螺紋(於第37圖中未顯示)，並配置一凹陷部分2346A。
以下部分說明將發光二極體模組2300附裝至發光單元2332的步驟。
首先，利用以下方式將發光二極體模組2300配裝在圓 形凹陷部分2336中。發光二極體模組2300之陶瓷基板2302，係配置在圓形凹陷部分2336之底部表面與電源終端2338及2340之間。引導突出部分2342係配裝在引導凹陷部分2306中，俾便將正終端2308及負終端2310分別與電源終端2338及2340對準。
在將發光二極體模組2300配裝在圓形凹陷部分2336中之後，O-環254所附裝之環螺釘2346，係螺合入圓形凹陷部分2336中並加以固定。因此，正及負終端2308及2310係分別地與電源終端2338及2340連接，因此終端2308及2310係確實地與終端2338及2340電連接。此外，陶瓷基板2302之整個下表面大體上係與圓形凹陷部分2336之平坦底部表面連接。如此使在發光二極體模組2300中所產生的熱量，能夠有效地傳導至發光單元2332，從而改良發光二極體模組2300之冷卻效果。於此，可將矽氧樹脂滑脂施加至陶瓷基板2302之下表面及圓形凹陷部分2336之底部表面，用以進一步改良自發光二極體模組2300至發光單元2332的熱傳導效率。
當由一商用電源供給電力至此發光裝置2334時，每一發光二極體晶片2002中以上述方式發射白光。白光係發射通過透鏡2304。
當將1A之電流施加至發光二極體模組2300時，能觀察到4000 lm之總光通量、10000 cd之軸上發光強度、以及於第38圖中所示之發射光譜。
於上述第二具體實施例之說明中，與第二具體實施例 之第一至第三修改實例有關的半導體發光元件，作為一實例，係用於發光，諸如一發光模組及一發光裝置。然而，與第二具體實施例相關的半導體發光元件，亦可用於顯示，具體言之，作為顯示元件中的一光源。將一半導體發光元件(例如，一發光二極體晶片)藉由一透明環氧樹脂安裝在一陶瓷基板上並加以密封，以該一方式構成包括一表面安裝元件(SMD)的該一顯示元件。
例如，自身可使用一單一SMD發光二極體。於此狀況下，一SMD發光二極體係安裝在一包括電視、錄影機以及空氣調節裝置之家用電氣裝置所用的遙控器上，或是使用作為該一家用電氣裝置的一主開關燈。可交替地，可將複數之SMD發光二極體結合而使用作為配置在一點陣顯示元件中的該等點，用於顯示字母、數字、符號及相似物。
本發明之第二具體實施例並未限制在上述修改實例。第二具體實施例亦包括以下的修改實例。
(1)根據第二具體實施例之第一至第三修改實例，藉由在一係為一單晶基板的一藍寶石基板(2042、2140及2240)上磊晶成長，構成一多層磊晶結構(12006、12106及12206)。此外，在藍寶石基板上該多層磊晶結構係劃分成個別的發光二極體(陣列)晶片(2002、2102及2202)(見第15圖中之步驟B2，第22圖中之步驟B3以及第29圖中之步驟B4)。然而，第二具體實施例並未限定於此。可交替地，整體而言，該多層磊晶結構(12006、12106及12206)首先可轉移至一基底基板(於第16圖中的高電阻Si基板，第23圖中的n型式SiC基 板12104以及第30圖中的AlN基板12204)，其係構成發光二極體(陣列)晶片(2002、2102及2202)。在基底基板上，接著將該多層磊晶結構劃分成發光二極體(陣列)晶片(2002、2102及2202)。
(第三具體實施例)
第39圖係為一外部透視圖，圖示一發光二極體陣列晶片3002的結構，其係為一半導體發光元件的其中之一型式。第40圖係為發光二極體陣列晶片3002的平面圖。第39圖主要意欲圖示如何配置發光二極體D1至D36(之後說明)，因而未顯示位在發光二極體之該等表面上的微小凹陷部分及突出部分。第40圖並未顯示一磷光體薄膜3050(於第39圖中所示並於之後提及)，以及構成在一p-電極(之後提及)上的該等凹陷部分。
如第39及40圖中所示，在係為一半導體基板(之後視為“SiC基板3004”)的一無摻雜(高電阻性)SiC基板3004上，構成一包括一發光層的多層磊晶結構，以該一方式構成一發光二極體陣列晶片3002。於此，整體而言，該多層磊晶結構係構成為如同一圓筒。該構成在矩形(於第三具體實施例中為正方形)SiC基板3004上的圓筒狀多層磊晶結構，之後係視為一圓筒構件3006。該圓筒構件3006係藉由等角輻射狀的分割溝槽3008劃分成複數之區域(第三具體實施例中係為12區域)。也就是說，該圓筒構件3006係以約30度的一中心角劃分成12個扇形構件。在直徑方向上，每一扇形構件藉由係為同中心的二分割溝槽3010及3011進一步地劃分 成複數之區域(第三具體實施例中係為3區域)。因此，藉由多層磊晶結構所構成的圓筒構件3006係劃分成36區域(12x3)，並且每一區域構成一獨立發光元件，亦即，一發光二極體。如第39圖中所示，該36個發光二極體係分別地藉由代表符號D1至D36加以識別，彼此間加以區別。
該同心分割溝槽3010及3011係分別地配置，因此每一發光二極體D1至D36之一發光層大體上具有相同的面積。當不論圓筒構件3006之尺寸(直徑)，L01：L02：L03(第40圖中所示之長度L01、L02及L03)之比例係為1：√ 2：√ 3時，則可達成。SiC基板3004係為一邊長約為2公厘的正方形，以及該圓筒構件3006之直徑約為1.8公厘。
以下部分將相關於第41圖之橫截面視圖，說明發光二極體陣列晶片3002中的每一發光二極體之結構。
第41A圖係為沿著第40圖中所示之線PP所取之發光二極體陣列晶片3002中發光二極體D1及D2的橫截面，第41B圖係為沿著第40圖中所示之線QQ所取之發光二極體D35及D36的橫截面。每一發光二極體D1至D36係藉由具相同結構的一多層磊晶結構所構成。以下說明係以發光二極體D35作為一實例。
每一發光二極體係由一n-AlGaN緩衝層3012(厚度為30奈米)、一由30週期之n-AlGaN/GaN(總厚度為3微米)所構成的分佈式布拉格反射器(DBR)層3014、一n-GaN包覆層3016(矽摻雜量為3 x 1018 cm-3 及厚度為200奈米)、一由六週期之InGaN(厚度為2奈米)/GaN(厚度為8奈米)所構成的 InGaN/GaN多重量子井(MQW)發光層3018、一p-GaN包覆層3020(鎂摻雜量為1 x 1019 cm-3 及厚度為200奈米)、一p-GaN接點層3022(鎂摻雜量為3 x 1019 cm-3 及厚度為200奈米)、以及一n+ -GaN再成長層3024(矽摻雜量為1 x 1019 cm-3 及厚度為100奈米)所製成。該等層3012、3014、3016、3018、3020、3022及3024係按所說明之順序構成在SiC基板3004上。也就是說，在與第三具體實施例有關的每一發光二極體D1至D36中，一發光層(MQW發光層3018)係夾合在一傳導層(位在SiC基板3004之一側邊上的n-GaN包覆層3016)與一傳導層(位在一光萃取表面之一側邊上的p-GaN包覆層3020、p-GaN接點層3022以及n+ -GaN再成長層3024)之間。
一Ni/Au p-電極3026係構成在n+ -GaN再成長層3024及p-GaN接點層3022上。一Ti/Au n-電極3028係構成在n-GaN包覆層3016上。
當經由p-電極3026及n-電極3028供電至此發光二極體時，發光層3018發射波長為460奈米的藍光。
該等凹陷部分係以一預定間隔構成在p-電極3026之一上表面上，其係為一光萃取表面，為了改良光萃取效率。該等凹陷部分係以之後將說明的一方式，藉由在p-GaN接點層3022上部分地構成n+ -GaN再成長層3024而得。
應注意的是，構成發射藍光的多層磊晶結構的每一半導體層3012、3014、3016、3018、3020、3022及3024，可具有不同之成分。每一層可以一Ⅲ-V氮化物半導體所製成，通常係以Bz Alx Ga1-x-y-z Iny N1-v-w Asv Pw 之化學式表示，其 中0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦x+y+z≦1，0≦v≦1，0≦w≦1，0≦v+w≦1(大體上係表示為BalGaInNAsP並且之後視為一GaN半導體材料)。所熟知的是，GaN半導體材料視其成份而定，可發射波長係位在200奈米(紫外光)及1700奈米(紅外光)的一寬廣範圍內的光線。近年來，GaN半導體材料通常用於產生較藍-綠光波長為短的光線。
在SiC基板3004上，上述該等36個發光二極體D1至D36係串聯連接。以下部分將說明發光二極體D1至D36係如何相互連接。
如第41A及41B圖中所示，構成一Si3 N4 絕緣薄膜3030，俾便覆蓋發光二極體D1、D2、D35及D36以及分割溝槽3011。將一係由Ti/Pt/Au金屬薄膜所構成的線路3032a構成在絕緣薄膜3030上，用以與發光二極體D1之一n-電極3028a以及發光二極體D2之一p-電極3026b連接。同樣地，一線路3032b係構成在絕緣薄膜3030上，用以與發光二極體D35之一n-電極3028c以及發光二極體D36之一p-電極3026d連接。以相同方式，發光二極體D2至D35係藉由一線路3022連接。如第40圖中所示，例如，發光二極體D3之一n-電極3028e及發光二極體D4之一p-電極3026f係藉由一線路3032c連接。發光二極體D6之一n-電極3028g及發光二極體D7之一p-電極3026h係藉由一線路3032d連接。因此，如第42A圖中所示，所有發光二極體D1至D36係串聯連接。
由於在發光二極體陣列晶片3002中該等36個發光二極體係串聯連接，所以發光二極體D1係為位在一較高電位端 部上的一發光二極體。因此，發光二極體D1之一p-電極3026a係為發光二極體陣列晶片3002的一陽極。發光二極體D36係為位在一低電位端部上的一發光二極體。因此，發光二極體D36之一n-電極3028d係為發光二極體陣列晶片3002的一陰極。
如第40圖中所示，在多層磊晶結構構成於其上的SiC基板3004的一前主要表面上構成Ti/Pt/Au傳導圖案3034及3036，俾便環繞該多層磊晶結構。傳導圖案3034係藉由一線路3032e與發光二極體D1之p-電極連接，以及傳導圖案3036係藉由一線路3032f與發光二極體D36之n-電極3028d連接。
第42B圖係圖示發光二極體陣列晶片3002的一背主要表面。如第42B圖中所示，二Ti/Pt/Au電源終端3038及3040係構成在與發光二極體D1至D36所構成於其上的前主要表面相對的SiC基板3004之一主要表面上。
電源終端3038係藉由配置在SiC基板3004中的二貫穿孔3042及3044與傳導圖案3034連接。同樣地，電源終端3040係藉由配置在SiC基板3004中的二貫穿孔3046及3048與傳導圖案3036連接。因此，電源終端3038係與發光二極體D1之p-電極3026a電連接，以及電源終端3040係與發光二極體D36之n-電極3028d電連接。該每一貫穿孔3042、3044、3046及3048，係藉由將配置在SiC基板3004中的直徑為30微米之孔以Pt填注而構成。當對該等36個串聯的發光二極體經由電源終端3038及3040施以一50 mA之電流並確保熱散逸 時，則可得120 V之操作電壓。
再者，每一發光二極體D1至D36能夠產生均勻之光量。此係因位在每一發光二極體D1至D36中的發光層3018大體上具有相同的面積，因而每一發光二極體之電荷密度(electric density)大體上係為相同的。因此，能夠防止來自發光二極體陣列晶片3002之光線所照射的一表面上之光度的不均勻性。
將磷光體薄膜3050構成在SiC基板3004之前主要表面上，俾便覆蓋圓筒構件3006(多層磊晶結構)之一上表面及一側表面。磷光體薄膜3050係以一透光樹脂製成，諸如矽氧樹脂其中黃磷光體(Sr,Ba)2 SiO4 ：Eu2+ 之微粒及SiO2 之精細微粒係為分散的。所施加之磷光體薄膜3050大體上具均勻之厚度50微米，其係施加在圓筒構件3006上並環繞該構件。於此，透光樹脂可為一環氧樹脂或是一聚醯亞胺樹脂，取代該矽氧樹脂。
每一發光二極體D1至D36之發光層3018發射藍光，以及磷光體薄膜3050中的磷光體將部分之藍光轉換成黃光。將藍光與黃光混合在一起，用以產生白光。
於發光二極體陣列晶片3002中，包括一發光層的多層磊晶結構係構成為一圓筒狀，並將大體上均勻厚度的磷光體薄膜3050施加在多層磊晶結構上並環繞該結構。也就是說，該磷光體薄膜3050係構成為具底部的一圓筒狀盒。因此，自發光二極體陣列晶片3002發射的斑點狀光線大體上係為圓形。利用此特性，發光二極體陣列晶片3002係適合 作為發光用之光源。此外，分佈式布拉格反射器(DBR)層3014，其係為一光反射層，構成在發光層3018與SiC基板3004之間。該分佈式布拉格反射器(DBR)層3014將自發光層3018朝向SiC基板3004發射的99%或更多的藍光，朝向一光萃取表面反射。如此改良了發光二極體陣列晶片3002中每一發光二極體的光萃取效率。磷光體薄膜3050在相同的厚度下不僅覆蓋最外的發光二極體D1、D6、D7、D12、D15、D18、D19、D24、D25、D30、D31及D36之上表面，亦覆蓋該等最外發光二極體的外側表面。因此，磷光體薄膜3050不僅將自該等每一發光二極體的上表面發射的藍光，亦可將自該等每一發光二極體的發光層3018的側表面發射的藍光轉換成黃光。因此，能夠降低色彩的不均勻性。於此說明中，藍光之波長為自400奈米(包含)至500奈米(不包含)，而黃光之波長為自550奈米(包含)至600奈米(不包含)。根據上述說明，該等每一發光二極體D1至D36所發射光線之尖峰發射波長為460奈米。然而，發光二極體D1至D36可經構形用以發射具涵蓋於上述範圍內之一不同尖峰發射波長的光線。
大體上可接受的是，色彩的不均勻性僅發生在一白光發光二極體，其係使用具有涵蓋在380至760奈米(紫光至紅光)之波長範圍內的光譜成分的可見光作為激發光源。易言之，色彩的不均勻性不致發生在以近紫外光作為一激發光源的白光發光二極體。然而，具有370奈米的尖峰發射波長的紫外光亦具有不小於380奈米(可見光)之一波長的光譜成 分。因此，使用近紫外光作為一激發光源的一白光發光二極體，視一不小於380奈米之波長的光譜成分的比例而定，會有色彩不均勻性的問題。因此，第三具體實施例係適用於具有發射近紫外光的一發光層的一發光二極體，用以達到針對上述說明之相同原因，降低色彩之不均勻性的相同效果。也就是說，本發明之第三具體實施例係適用於一發光二極體，其包括一發光層發射之光線包括至少涵蓋在380奈米至780奈米的一範圍內的一波長之一光譜成分，用以降低色彩之不均勻性。第三具體實施例之應用並不限制在包括發射具有如上述之一460奈米的尖峰發射波長之藍光的一發光層的一發光二極體。
以下部分係說明上述發光二極體陣列晶片3002的製造方法。
該製造發光二極體陣列晶片3002的方法包括複數之製程。以下部分首先相關於第43至47圖說明構成圓筒構件3006(第39圖中所示)的一製程。
開始，將一多層磊晶結構構成在第43A圖中所示的一無摻雜SiC基板13004(之後簡單地視為“基板13004”)之一上主要表面上。
之後，將一蝕刻光阻劑(正光阻劑)施加在多層磊晶結構所構成於其上的基板13004之整個上主要表面上，並接著將抗蝕劑加熱而固化。因而，構成如第43B圖中所示之一光阻劑薄膜3061。
之後，如第44圖中所示，將一光罩3059配置在基板 13004上。光罩3059係藉由在一玻璃板上以黑色印刷的一圖案519而構成。將於第45A圖中所示的複數之圖案592緊密地配置為一矩陣，以該一方式構成圖案519。利用一水銀燈將光阻劑薄膜3061曝光，同時將光罩3059配置在基板13004上。因此，將與光罩3059之未印刷透明部分(於第45A圖中所示之白色部分)相對應的光阻劑薄膜3061的該等區域軟化。光阻劑薄膜3061的該等軟化區域係藉由一有機溶劑加以溶解而去除。因而，構成於第46A圖中所示之一光阻劑光罩3063。
在構成光阻劑光罩3063之後，藉由沉積在基板13004之整個上主要表面上構成一Au薄膜。接著，藉由能夠溶解固化光阻劑光罩3063的一有機溶劑，將構成在光阻劑光罩3063的Au薄膜的一部分連同光阻劑光罩3063一同去除。因此，如第46B圖中所示，金屬光罩3058係構成在第46A圖中所示之該等白色圓圈處。每一金屬光罩3058遮蔽圓筒構件3006所構成於其中的一區域。詳言之，每一金屬光罩3058遮蔽第45A圖中所示之白色部分。藉由乾式蝕刻至露出n-GaN包覆層3016(第41B圖中所示)的該一深度，在基板13004上構成多層磊晶結構之一未遮蔽區域。所執行之乾式蝕刻係將基板13004留在包含氯離子的一氣體中持續一段預定時間。因而，構成其大體上為圓筒構件3006之一半高度的圓筒構件(之後視為第47A及47B圖中所示之半圓筒構件600)。完成乾式蝕刻之後，藉由一碘溶劑去除該金屬光罩3058。
藉由上述蝕刻步驟(之後視為“第一蝕刻步驟”)，如第47A及47B圖中所示，構成半圓筒構件600。第47A圖係為沿著第47B圖中所示之線SS所取的部分橫截面，以及第47C圖係為一放大視圖，圖示第47B圖中所示的一部分U。
在第一蝕刻步驟之後，執行一第二蝕刻步驟用以去除未構成該半圓筒構件600的部分之多層磊晶結構。因而，圓筒構件3006(第39圖中所示)係構成在基板13004上。之後將說明執行用以構成圓筒構件3006的第一及第二蝕刻步驟的原因。第二蝕刻步驟係與第一蝕刻步驟相同，所不同處在於光罩3059(第44圖中所示)具有一不同的圖案。因此，於此不再重複詳述第二蝕刻步驟，而僅於以下發光二極體陣列晶片3002之製造方法的說明中簡單地提及。以下說明係特別強調位在基板13004上的每一發光二極體陣列晶片3002。
以下部分將相關於第48至51圖說明如何製造位在基板13004上的該每一發光二極體陣列晶片3002。
於第48至51圖中，構成發光二極體晶片3002的每一元件的材料係藉由一第一數字係為1的五位數加以識別。該五位數的後四位數字係為表示識別發光二極體晶片3002的對應元件的代表符號。第48至51圖係分別圖示沿著第40圖中線RR所取之橫截面。
首先，如第48圖中所示，一n-AlGaN緩衝層13012、一由30週期之n-AlGaN/GaN所構成的分佈式布拉格反射器(DBR)層13014、一n-GaN包覆層13016、一InGaN/GaN多重量子井(MQW)發光層13018、一p-GaN包覆層13020、以及 一p-GaN接點層13022係按所說明之順序利用一金屬有機化學蒸氣沉積(MOCVD)法構成在無摻雜SiC基板13004上(步驟A5)。於此，無摻雜SiC基板13004其之直徑為二吋以及厚度為300微米。
之後，將一SiO2 薄膜3054構成在p-GaN接點層13022上，並接著以以下方式將一光阻劑層構成在該SiO2 薄膜3054上。藉由利用一He-Cd雷射光束的干涉曝光，而構成其中該等線係以一預定間隔(例如，1200線/公厘)配置的一平行線圖案。如此步驟執行三次，並且該三平行線圖案中的任二圖案係在120度的一角度下相互交叉。因而，構成一光阻劑光罩3056(步驟B5)。
藉由蝕刻將未由光阻劑光罩3056所遮蔽的SiO2 薄膜3054的一部分去除(步驟C5)。接著，去除光阻劑光罩3056(步驟D5)。
之後，使用一MOCVD法將一n+ -GaN層13024再成長(步驟E5)。於此，在第49圖中所示的步驟E5中，並未顯示構成在SiO2 薄膜3054上的n+ -GaN層13024的一部分。
接著將構成在SiO2 薄膜3054上的n+ -GaN層13024的一部分連同SiO2 薄膜3054一起去除(步驟F5)。
接下來的步驟G5係為上述的第一蝕刻步驟。執行步驟G5用以產生一表面，用以與n-電極3028(於第41圖中所示)連接。首先，以上述方式構成Au金屬光罩3058。
金屬光罩3058遮蔽每一發光二極體之p-電極3026所構成於其中的一區域。由層13012至13024所構成的一層合部 分的一未遮蔽區域，係藉由乾式蝕刻至約為n-GaN包覆層13016之一半厚度的一深度處而加以去除(步驟G5)。因而，產生一表面3060用以與n-電極3028連接。在下一步驟H5之前去除金屬光罩3058。
步驟H5係為上述之第二蝕刻步驟，並經執行用以產生一表面用以構成傳導圖案3034及3036，以及分割溝槽3008、3010及3011。具體地，構成一金屬光罩3062，俾便在步驟G5之後遮蔽完成表面，除了傳導圖案3034及3036與分割溝槽3008、3010及3011所構成於其中的區域之外。如上所述，此金屬光罩3062構成步驟(步驟H5)係與第一蝕刻步驟(步驟G5)相同，所不同之處在於光阻劑薄膜3061之曝光所用的光罩3059(於第44圖中所示)具有不同的圖案。第45B圖圖示在金屬光罩3062構成步驟中所用的一圖案。就第45B圖而言，構成12條與分割溝槽3008(見第40圖)所構成於其中的該等區域相對應的放射狀粗體線20108。二粗體同心圓20110及20111係分別與分割溝槽3010及3011(見第40圖)所構成於其中的該等區域相對應。環繞構成為一圓形白色區域的一黑色區域，係與其中一表面用以構成所產生的傳導圖案3034及3036的一區域相對應。也就是說，構成金屬光罩3062，俾便遮蔽與圓筒構件3006之構成元件相對應的區域。
藉由乾式蝕刻至露出基板13004的該一深度，去除層13016及層13014及13012之其餘部分所構成的一層合部分的未遮蔽區域，用以產生傳導圖案構成表面3064及分割溝 槽3011(3008及3010)。同時，構成圓筒構件(見第39圖)(步驟H5)。在乾式蝕刻之後，於下一步驟之前去除金屬光罩3062。由上述步驟G5及H5之說明中可見，藉由執行二不同的蝕刻步驟，構成圓筒構件3006用以產生構成n-電極3028的表面，其係配置在n-GaN包覆層3016上。
接著步驟H5，藉由噴濺或相似方式構成一Si3 N4 絕緣薄膜13030用於絕緣及表面防護(步驟I5)。
接著構成一光罩3066，俾便遮蔽Si3 N4 絕緣薄膜13030，除了p-電極3026所構成於其中的一區域之外。藉由蝕刻，將Si3 N4 絕緣薄膜13030之一未遮蔽區域去除。之後，藉由沉積施加一Ni/Au薄膜13026。因此，構成Ni/Au p-電極3026(步驟J5)。在下一步驟之前，將構成在光罩3066上的Ni/Au薄膜13026的一部分(於第50圖中未顯示)，連同光罩3066一同去除。於此，p-電極3026可藉由一ITO透明薄膜構成，取代Ni/Au薄膜。
執行如同於步驟J5中之相同步驟，用以構成n-電極3028。具體言之，構成一光罩3068俾便在步驟J5之後遮蔽完成表面，除了n-電極3028所構成於其中的一區域之外。藉由蝕刻，將Si3 N4 絕緣薄膜13030之一未遮蔽區域去除，並接著藉由沉積構成一Ti/Au金屬薄膜13028。因此，構成n-電極3028(步驟K5)。在下一步驟之前，將構成在光罩3068上的Ti/Au金屬薄膜13028的一部分(於第50圖中未顯示)，連同光罩3068一同去除。
之後，構成一光罩3070俾便在步驟K5之後遮蔽完成表 面，除了每一貫穿孔3042、3044、3046及3048所構成於其中的一區域之外。藉由蝕刻去除一未遮蔽區域，用以構成一開口3072其之深度為200微米。接著，開口3072係藉由無電鍍沉積或相似方式，以Pt填注(步驟L5)。在下一步驟之前，去除光罩3070。
接著，構成一光罩3074俾便在步驟L5之後遮蔽完成表面，除了傳導圖案3034及3036以及線路3032所構成於其中的區域之外。接著，藉由沉積構成一Ti/Pt/Au金屬薄膜。因而，構成Ti/Pt/Au傳導圖案3034及3036以及Ti/Pt/Au線路3032(步驟M5)。在下一步驟之前，將構成在光罩3074上的Ti/Pt/Au薄膜的一部分(於第51圖中未顯示)連同光罩3074一同去除。
之後，將SiC基板13004的一下主要表面拋光，因此SiC基板13004的厚度成為150微米，並且露出位在SiC基板13004的下主要表面上的貫穿孔3042、3044、3046及3048(步驟N5)。
接著，構成一光罩3076俾便遮蔽SiC基板13004的下主要表面，除了電源終端3038及3040所構成於其中的區域之外。接著，藉由沉積在SiC基板13004的下主要表面上構成一Ti/Pt/Au金屬薄膜。因此，構成Ti/Pt/Au電源終端3038及3040(步驟O5)。在下一步驟之前，將構成在光罩3076上的Ti/Pt/Au薄膜的一部分(於第51圖中未顯示)與光罩3076一同去除。
之後，利用以下方式構成磷光體薄膜3050。藉由印刷 施以其中黃磷光體(Sr,Ba)2 SiO4 ：Eu2+ 之微粒及SiO2 之精細微粒係為分散的矽氧樹脂，並接著加熱而固化。固化之後，將該磷光體薄膜3050拋光，因此在與SiC基板13004的上主要表面垂直的一方向上，磷光體薄膜3050之厚度成為50微米(步驟P5)。於此，自發光二極體陣列晶片3002所發射之白光的色溫，係藉由自發光層3018所發射之藍光量與自磷光體薄膜3050所發射之黃光量的比例而決定。此比例能夠藉由矽氧樹脂中磷光體微粒的百分比以及磷光體薄膜3050的厚度而加以調整。具體言之，當磷光體微粒的百分比較高時，或是磷光體薄膜3050的厚度較大時，該黃光比例變得較高。於此，較高比例的黃光意謂著白光具低色溫。如上所述，首先施加包括磷光體的矽氧樹脂，其之厚度大於設計厚度，接著拋光達到設計厚度，以該一方式構成磷光體薄膜3050。如此使該磷光體薄膜3050能夠構成為均勻厚度並具設計厚度。因此，能夠降低色彩的不均勻性，並可確實地達到所需色溫。
最後，藉由切割將SiC基板13004劃分成個別的發光二極體陣列晶片3002。如此，製成發光二極體陣列晶片3002(於第39圖中所示)。
第52圖係為一外部透視圖，圖示一白光發光二極體模組3200，其包括前述的發光二極體陣列晶片3002(之後簡單地視為“發光二極體模組3200”)。發光二極體模組3200係附裝至一發光單元3240(之後提及)。
發光二極體模組3200包括一陶瓷基板3202，其之形狀 係為5公分直徑的圓並係以氮化鋁(AlN)製成，以及玻璃製成的三透鏡3204、3206及3208。在陶瓷基板3202中配置一引導凹陷部分3210，用以將發光二極體模組3200附裝至發光單元3240及終端3212及3214，用以自發光單元3240接受電源。
第53A圖係為發光二極體模組3200的一平面圖，第53B圖係為沿著第53A圖中之線XX所取之該發光二極體模組3200的一橫截面，以及第53C圖係為一放大視圖，圖示在第53B圖中所示之一部分Y。
如第53A及53B圖中所示，在陶瓷基板3202之中心配置一引導孔(貫穿孔)3216，用以將發光二極體模組3200附裝至發光單元3240。如第53C圖中所示，對陶瓷基板3202的一下表面施以鍍金3217，用於改良熱散逸。
在陶瓷基板3202之一上表面上安裝發光二極體陣列晶片3002，其之安裝位置係與每一透鏡3204、3206及3208之中心相對應，如第53A圖中所示該等透鏡之形狀係為圓形。總共在陶瓷基板3202上安裝三發光二極體陣列晶片3002。
陶瓷基板3202係以二陶瓷基板3201及3203所製成，該每一基板的厚度為0.5公厘並且主要係以AlN製成。陶瓷基板3201及3203可以Al2 O3 、BN、MgO、ZnO、SiC及鑽石製成，取代AlN。
發光二極體陣列晶片3002係安裝在下陶瓷基板3201上。推拔貫穿孔3215係配置在上陶瓷基板3203中，俾便產生用於安裝發光二極體陣列晶片3002的空間。
在陶瓷基板3201之上表面上配置一陰極墊3218及一陽極墊3220(如第54B圖中所示)，其所配置的位置係為安裝每一發光二極體陣列晶片3002的位置處。每一陰極墊3218及陽極墊3220係在銅(Cu)上施以鍍鎳(Ni)並接著鍍金(Au)所製成。將SiC基板3004黏附至陶瓷基板3201，以該一方式將發光二極體陣列晶片3002安裝在陶瓷基板3201上。於此，利用軟焊將電源終端3036及3038分別地與陰極墊3218及陽極墊3220連接。可使用金凸塊或是銀漿取代軟焊料。
於發光二極體陣列晶片3002中，在一光萃取表面或上方並無存在阻礙光線的元件，諸如結合線。因此，自發光二極體陣列晶片3002發射的光線並不包含陰影。此特性對於供發光所用之光源而言，係具高度可用性。
於安裝之前，已針對其之光學性能，諸如色彩的不均勻性，測試該發光二極體陣列晶片3002，並已通過測試。根據第三具體實施例，發光二極體陣列晶片3002包括磷光體薄膜3050，並且本身能夠發射白光。如上所述，如此使發光二極體陣列晶片3002在安裝之前能夠針對其之光學性能接受測試。因此，能夠防止包括發光二極體陣列晶片3002的發光二極體模組3200，因發光二極體陣列晶片3002的不良光學性能而被去除。因此，改良可接受完成產品(發光二極體模組3200)與所有完成產品的比例。
於配置在上陶瓷基板3203中以及位在陶瓷基板3203之一上表面上的每一貫穿孔3215的一壁上，構成一鋁反射薄膜3219。
利用黏著劑3221將透鏡3204、3206及3208黏附至陶瓷基板3203。該黏著劑可為矽氧樹脂、環氧樹脂或是相似物。
該三發光二極體陣列晶片3002，係藉由構成在陶瓷基板3201之上表面上的線路圖案並聯地連接。
第54A圖係為一平面圖，圖示在去除透鏡3204、3206及3208之後的發光二極體模組3200。於第54A圖中，該三發光二極體陣列晶片3002係藉由附加的標誌A、B及C相互區別。
如上所述，在陶瓷基板3201之上表面上配置陽極墊3220及陰極墊3218(第54B圖)，每一發光二極體陣列晶片3002A、3002B及3002C係安裝於該所配置處。
分別與發光二極體陣列晶片3002A、3002B及3002C連接的陽極墊3220，藉由一線路圖案3236相互電連接。該線路圖案3236在其之端部處，藉由一貫穿孔3237與正終端3212連接。分別與發光二極體陣列晶片3002A、3002B及3002C連接的陰極墊3218，藉由一線路圖案3238相互電連接。該線路圖案3238在其之端部處，藉由一貫穿孔3239與負終端3214連接。易言之，發光二極體陣列晶片3002A、3002B及3002C係藉由線路圖案3236及3238並聯。
上述的發光二極體模組3200係附裝至發光單元3240。發光二極體模組3200及發光單元3240構成一發光裝置3242。
第55A圖係為一概略透視圖，圖示發光裝置3242，以及第55B圖係為一底視圖，圖示發光裝置3242。
發光單元3240，例如，係固定在房間的天花板上。發光單元3240包括一電源電路(於第55A及55B圖中未顯示)，將由商用電源所供給的交流電(例如，100 V，50/60Hz)，轉換成用於驅動發光二極體模組3200所需的直流電。
以下部分係相關於第56圖說明用以將發光二極體模組3200附裝至發光單元3240的一結構。
發光單元3240具有一圓形凹陷部分3244，該發光二極體模組3200配裝於其中。圓形凹陷部分3244之底部表面係為平坦的。圓形凹陷部分3244之一開啟端部的鄰近區域中，在圓形凹陷部分3244的一內側壁上製作內部螺紋(於第56圖中未顯示)。可撓曲的電源終端3246及3248以及一引導突出部分3230係自圓形凹陷部分3244的內側壁突出，介於圓形凹陷部分3244的內部螺紋與底部表面之間。該電源終端3246及3248係分別為正極及負極的。一引導插銷3252係配置在圓形凹陷部分3244的底部表面之中心。
使用以矽橡膠製成的O-環3254以及一環螺釘3256，將發光二極體模組3200附裝至發光單元3240。環螺釘3256係為環狀，其之橫截面大體上係為矩形。在環螺釘3256的外表面上製作外部螺紋(於第56圖中未顯示)，並配置一凹陷部分3258。
以下部分說明將發光二極體模組3200附裝至發光單元3240的步驟。
首先，利用以下方式將發光二極體模組3200配裝在圓形凹陷部分3244中。發光二極體模組3200之陶瓷基板 3202，係配置在圓形凹陷部分3244之底部表面與電源終端3246及3248之間。引導插銷3252係配裝在引導孔3216中，俾便將發光二極體模組3200之中心與圓形凹陷部分3244之中心對準。再者，引導突出部分3230係配裝在引導凹陷部分3210中，俾便分別地將正及負終端3212及3214與電源終端3246及3248對準。
在將發光二極體模組3200配裝在圓形凹陷部分3244中之後，O-環3254所附裝至之環螺釘3256，係螺合入圓形凹陷部分3244中並加以固定。因此，正及負終端3212及3214係分別地與電源終端3246及3248連接，因此終端3212及3214係確實地與終端3246及3248電連接。此外，陶瓷基板3202之整個下表面大體上係與圓形凹陷部分3244之平坦底部表面連接。如此使在發光二極體模組3200中所產生的熱量，能夠有效地傳導至發光單元3240，從而改良發光二極體模組3200之冷卻效果。於此，可將矽氧樹脂滑脂施加至陶瓷基板3202之下表面及圓形凹陷部分3244之底部表面，用以進一步改良自發光二極體模組3200至發光單元3240的熱傳導效率。
當由一商用電源供給電力至此發光裝置3242時，在發光二極體陣列晶片3002中，每一發光二極體之發光層3018發射藍光。於此，在磷光體薄膜3050內藉由磷光體將部分的藍光轉換成黃光。藍光與黃光一起混合，用以產生白光。白光係發射通過透鏡3204、3206及3208。
如上所述，由發光二極體陣列晶片3002所產生的斑點 狀白光，大體上係為圓形。包括複數之發光二極體陣列晶片3002(第三具體實施例中係為三晶片3002)的發光裝置3242，當照射至配置距發光裝置3242足夠距離的一表面時，亦能夠產生大體上為圓形斑點狀的光線，與每一透鏡3204、3206及3208之直徑以及透鏡3204、3206及3208中之任二透鏡間之間隔有關。
當將150 mA之電流施加至發光二極體模組3200時，能觀察到800 lm之總光通量、1500 cd之軸上發光強度、以及於第57圖中所示之發射光譜。
(第四具體實施例)
以下部分係說明一SMD發光二極體，其包括第一至第三具體實施例有關的發光二極體晶片(2、2002、2102、2202及3002)的其中之一晶片。
與第四具體實施例相關的一SMD發光二極體，可包括發光二極體晶片2、2002、2102、2202及3002中之任一晶片。以下說明係以與第一具體實施例相關的發光二極體陣列晶片2作為一實例。
第58A圖係為一平面圖，圖示與第四具體實施例相關的一表面安裝元件(SMD)發光二極體502(之後視為“發光二極體502”)，以及第58B圖係為沿著第58A圖中線ZZ所取之發光二極體502的一橫截面。
發光二極體502包括一矩形陶瓷基板504，以及一對電源終端506及508，該每一者經構成俾便部分地覆蓋陶瓷基板504之上及下主要表面。發光二極體陣列晶片2經安裝俾 便延伸覆蓋位在陶瓷基板504之上主要表面上，電源終端506及508之邊緣部分。使用一環氧樹脂510作為密封構件，將發光二極體陣列晶片2密封。
當經由電源終端506及508供電至上述的發光二極體502時，該發光二極體陣列晶片2發射白光。白光係向外發射通過環氧樹脂510。
位在陶瓷基板504之下主要表面上，電源終端506及508之邊緣部分係與構成在電子裝置之印刷電路板上的線路圖案電連接，以該一方式將發光二極體502表面安裝在一電子裝置上。
應注意的是，本發明並未限制在上述說明的具體實施例。本發明包括以下的修改實例。
(1)根據第三具體實施例，該多層磊晶結構係構成如同一圓筒。然而，第三具體實施例並未限制於此。多層磊晶結構可構成為一具N-邊多邊形作為底邊的柱狀，其中N係為等於或大於五的一整數。如此，自發光二極體陣列晶片3002發射的一斑點狀光線係較與圓形相似而非矩形。此外，較佳的是，多層磊晶結構可構成為一具正N-邊多邊形作為底邊的柱狀，其中N係為一偶數。如此，自發光二極體陣列晶片3002發射的一斑點狀光線能夠為點對稱，諸如一圓。
(2)根據第三具體實施例，自發光模組3200或發光裝置3242發射的光線具一圓形(點對稱)斑點狀，自每一發光二極體陣列晶片3002(半導體發光元件)發射的一圓形斑點狀光線幾乎沒有惡化。然而，自發光模組3200或發光裝置3242 發射的光線可需具有一點不對稱斑點狀，視使用發光模組3200或發光裝置3242而定。與第三具體實施例有關的半導體發光元件能夠輕易地產生具有所需點不對稱斑點狀的光線，因為其比較易於將具點對稱斑點狀的光線轉換成具有所需點不對稱斑點狀的光線。此轉換係藉由在半導體發光元件之光萃取側邊上，提供一用於將一點對稱斑點狀轉換成一所需斑點狀的熟知機構而達成。當配置該一機構時，發光裝置3242，例如，係用於車用頭燈。
(3)根據第三具體實施例，圓筒狀多層磊晶結構係劃分成36部分，用以構成36個獨立發光二極體(發光元件)。然而，該獨立發光二極體的數目並未限制在36。
可交替地，可不分割該圓筒狀多層磊晶結構。也就是說，可得由一發光二極體(發光元件)所構成的一發光二極體晶片，取代發光二極體陣列晶片3002。
(4)根據第三具體實施例，藉由去除構成多層磊晶結構之所有層13012、13014、13016、13018、13020、13022及13024的不需要區域，構成圓筒構件3006(見第49圖中之步驟H5)。然而，其可非為經去除的所有該等層。(然而，分割溝槽3008、3010及3011需藉由去除所有該等層之對應區域而構成。)可交替地，藉由自一最外層(n+ -GaN層13024)至一介於發光層13018與SiC基板13004之間的一傳導層(n-GaN包覆層13016)去除該等層之一不需要區域，能夠構成圓筒構件3006。只要去除該等層13024、13022、13020、13018及13016，則露出位在圓筒構件3006之一側表面上的 發光層之一側表面。再者，不僅在最外層13024之上主要表面上，同時亦在圓筒構件3006之側表面上，構成具最大厚度的磷光體薄膜3050。因此，能夠降低色彩的不均勻性。
(5)根據第三具體實施例，該SiC基板13004係使用作為一基底基板，藉由磊晶成長，將以n-AlGaN緩衝層13012製成的多層磊晶結構構成至p-GaN接點層13022。以下將針對此原因加以說明。與銅及鋁相較，SiC基板13004具有相同或更高的熱傳導性。此特性讓發光層3018內所產生的熱量，能夠有效地傳導至陶瓷基板3201，該基板係為發光二極體陣列晶片3002所安裝於其上的一印刷電路板。因此，能夠以同樣具高熱傳導性的AlN基板、GaN基板、BN基板及Si基板取代該SiC基板13004。
可交替地，可以一通常的藍寶石基板取代SiC基板13004，用以完成本發明，即使藍寶石基板的熱傳導性稍低。
(6)根據第三具體實施例，發光二極體陣列晶片3002係為邊長約為2公厘的一正方形。然而，第三具體實施例並不限定於此。
(7)根據第三具體實施例，為了改良光萃取效率，藉由配置n+ -GaN再成長層3024而構成該等凹陷部分。然而，第三具體實施例並不限定於此。例如，在p-GaN接點層3022上構成一圖案光罩，並接著進行蝕刻。可交替地，例如，在p-GaN接點層3022上構成一以Ta2 O5 所製成的介電層。之後，在介電層上構成一圖案光罩，並接著進行蝕刻。
(8)根據第三具體實施例，藉由在SiC基板13004上磊晶 成長而構成圓筒構件(多層磊晶結構)，其係為發光二極體陣列晶片3002之一構成元件。然而，第三具體實施例並不限定於此。與第二具體實施例之第一至第三修改實例同樣地，在與SiC基板3004不同的一單晶基板(例如，藍寶石基板)上，藉由磊晶成長首先構成圓筒構件3006(多層磊晶結構)，並接著轉移至SiC基板3004。易言之，係為構成發光二極體陣列晶片3002的一基底基板的SiC基板3004，可為或非圓筒構件3006藉由磊晶成長而構成於其上的一基板。
工業上的可應用性
如上所述，與本發明之一具體實施例有關的半導體發光元件，係可適用於一發光裝置。此係因在安裝於發光裝置之前，發光裝置所用的發光元件，需針對其之光學性能加以測試，例如，色彩的不均勻性。
LB‧‧‧YAG雷射第三諧波光束
DB‧‧‧切割刀片
D01-D36‧‧‧發光二極體
2,2A,2B,2C‧‧‧發光二極體陣列晶片
4‧‧‧SiC基板
6,6a-6f‧‧‧發光二極體
7‧‧‧暴露部分
8‧‧‧n-AlGaN緩衝層
10‧‧‧分佈式布拉格反射器層
12‧‧‧n-GaN包覆層
14‧‧‧InGaN/GaN多重量子井發光層
16‧‧‧p-GaN包覆層
18‧‧‧p-GaN接點層
20‧‧‧Ni/Au薄膜
22‧‧‧ITO透明電極
24‧‧‧Ti/Au電極
25‧‧‧圓形凹陷部分
26‧‧‧分割溝槽
28‧‧‧絕緣薄膜
30‧‧‧橋接線
32‧‧‧陰極電極
34‧‧‧陽極電極
36,38‧‧‧電源終端
40‧‧‧橋接線
42‧‧‧貫穿孔
44‧‧‧橋接線
46‧‧‧貫穿孔
48‧‧‧磷光體薄膜
50‧‧‧光罩
52‧‧‧表面
54,56,58,60,62‧‧‧光罩
61‧‧‧開口
64,66‧‧‧光罩
68‧‧‧Si3 N4 薄膜
104‧‧‧SiC基板
108‧‧‧n-AlGaN緩衝層
110‧‧‧DBR層
112‧‧‧n-GaN包覆層
114‧‧‧InGaN/GaN多重量子井發光層
116‧‧‧p-GaN包覆層
118‧‧‧p-GaN接點層
120‧‧‧Ni/Au薄膜
122‧‧‧TO薄膜
124‧‧‧Ti/Au薄膜
128‧‧‧Si3 N4 薄膜
200‧‧‧白光發光二極體模組
201,202,203‧‧‧陶瓷基板
204,206,208‧‧‧透鏡
210‧‧‧引導凹陷部分
212,214‧‧‧終端
215‧‧‧推拔貫穿孔
216‧‧‧引導孔(貫穿孔)
217‧‧‧鍍金
218‧‧‧陰極墊
219‧‧‧鋁反射薄膜
220‧‧‧陽極墊
221‧‧‧黏著劑
230‧‧‧引導突出部分
236‧‧‧線路圖案
237‧‧‧貫穿孔
238‧‧‧線路圖案
239‧‧‧貫穿孔
240‧‧‧發光單元
242‧‧‧發光裝置
244‧‧‧圓形凹陷部分
246,248‧‧‧電源終端
252‧‧‧引導插銷
254‧‧‧O-環
256‧‧‧環螺釘
258‧‧‧凹陷部分
300‧‧‧發光二極體模組
502‧‧‧SMD發光二極體
504‧‧‧矩形陶瓷基板
506,508‧‧‧電源終端
510‧‧‧環氧樹脂
519‧‧‧圖案
592‧‧‧圖案
600‧‧‧半圓筒構件
2002‧‧‧白光發光二極體晶片
2004‧‧‧Si基板
2006‧‧‧多層磊晶結構
2008‧‧‧磷光體薄膜
2010‧‧‧p-AlGaN層
2012‧‧‧InGaN/AlGaN多重量子井發光層
2014‧‧‧n-AlGaN層
2016‧‧‧Rh/Pt/Au電極
2018‧‧‧傳導薄膜
2018A‧‧‧延伸部分
2020‧‧‧連接層
2022‧‧‧凹陷部分
2024‧‧‧氧化鉭薄膜
2025A‧‧‧角落部分
2026‧‧‧L狀電極
2026A‧‧‧角落部分
2028‧‧‧絕緣薄膜
2030‧‧‧陽極電源終端
2032‧‧‧陰極電源終端
2034‧‧‧貫穿孔
2036‧‧‧線路
2038‧‧‧貫穿孔
2040‧‧‧Al光反射薄膜
2042‧‧‧藍寶石基板
2044,2046‧‧‧孔
2048‧‧‧第一巨分子薄膜
2050‧‧‧第二巨分子薄膜
2102‧‧‧白光發光二極體晶片
2104‧‧‧SiC基板
2106‧‧‧多層磊晶結構
2108‧‧‧磷光體薄膜
2110‧‧‧p-AlGaN層
2112‧‧‧InGaN/AlGaN多重量子井發光層
2114‧‧‧n-AlGaN層
2116‧‧‧多層介電薄膜
2118‧‧‧高反射電極
2120‧‧‧傳導薄膜
2122‧‧‧連接層
2124‧‧‧Ti/Au陽極電源終端
2126‧‧‧ITO透明電極
2128‧‧‧SiO2 /Ta2 O5 多層介電薄膜
2130‧‧‧SiO2 絕緣薄膜
2132‧‧‧絕緣薄膜
2134‧‧‧矩形陰極電源終端
2136‧‧‧線路
2138‧‧‧高反射薄膜
2140‧‧‧藍寶石基板
2142‧‧‧第一巨分子薄膜
2144‧‧‧第二巨分子薄膜
2202‧‧‧白光發光二極體陣列晶片
2204‧‧‧AlN基板
2206‧‧‧多層磊晶結構
2208‧‧‧磷光體薄膜
2210‧‧‧p-AlGaN層
2212‧‧‧InGaN/AlGaN多重量子井發光層
2214‧‧‧n-AlGaN層
2216‧‧‧Rh/Pt/Au之p-電極
2218‧‧‧傳導薄膜
2220‧‧‧Au/Sn連接層
2222‧‧‧凹陷部分
2226‧‧‧Ti/Pt/Al之n-電極
2228‧‧‧絕緣薄膜
2230‧‧‧Ti/Pt/Al陰極電源終端
2232‧‧‧Ti/Pt/Al陽極電源終端
2234A,B‧‧‧橋接線
2236,2236A‧‧‧線路
2238‧‧‧Ti/Au薄膜
2240‧‧‧藍寶石基板
2242‧‧‧巨分子薄膜
2300‧‧‧白光發光二極體模組
2302‧‧‧陶瓷基板
2304‧‧‧樹脂透鏡
2306‧‧‧引導凹陷部分
2308,2310‧‧‧終端
2312‧‧‧鍍金
2314,2316‧‧‧陶瓷基板
2318‧‧‧貫穿孔
2320‧‧‧陰極墊
2322‧‧‧陽極墊
2324‧‧‧鋁反射薄膜
2326‧‧‧矽氧樹脂
2328‧‧‧環氧樹脂
2330‧‧‧線路圖案
2332‧‧‧發光單元
2334‧‧‧發光裝置
2336‧‧‧圓形凹陷部分
2338,2340‧‧‧可撓曲電源終端
2342‧‧‧引導突出部分
2344‧‧‧O-環
2346‧‧‧環螺釘
2346A‧‧‧凹陷部分
3002‧‧‧發光二極體陣列晶片
3004‧‧‧SiC基板
3006‧‧‧圓筒構件
3008‧‧‧分割溝槽
3010,3011‧‧‧分割溝槽
3012‧‧‧n-AlGaN緩衝層
3014‧‧‧分佈式布拉格反射器層
3016‧‧‧n-GaN包覆層
3018‧‧‧InGaN/GaN多重量子井發光層
3020‧‧‧p-GaN包覆層
3022‧‧‧p-GaN接點層/線路
3024‧‧‧n+ -GaN再成長層
3026‧‧‧Ni/Au p-電極
3026a,b,d,f,h‧‧‧p-電極
3028‧‧‧Ti/Au n-電極
3028a,c,d,e,g‧‧‧n-電極
3030‧‧‧Si3 N4 絕緣薄膜
3032‧‧‧線路
3032a,c,d,e,f‧‧‧線路
3034,3036‧‧‧Ti/Pt/Au傳導圖案
3038,3040‧‧‧Ti/Pt/Au電源終端
3042,3044‧‧‧貫穿孔
3046,3048‧‧‧貫穿孔
3050‧‧‧磷光體薄膜
3252‧‧‧引導插銷
3054‧‧‧SiO2 薄膜
3056‧‧‧光阻劑光罩
3058‧‧‧金屬光罩
3059‧‧‧光罩
3060‧‧‧表面
3061‧‧‧光阻劑薄膜
3063‧‧‧光阻劑光罩
3064‧‧‧傳導圖案構成表面
3066,3068,3070‧‧‧光罩
3072‧‧‧開口
3074,3076‧‧‧光罩
3200‧‧‧白光發光二極體模組
3201,3202,3203‧‧‧陶瓷基板
3204,3206,3208‧‧‧透鏡
3210‧‧‧引導凹陷部分
3212,3214‧‧‧終端
3215‧‧‧推拔貫穿孔
3216‧‧‧引導孔(貫穿孔)
3217‧‧‧鍍金
3218‧‧‧陰極墊
3219‧‧‧鋁反射薄膜
3220‧‧‧陽極墊
3221‧‧‧黏著劑
3230‧‧‧引導突出部分
3236‧‧‧線路圖案
3237‧‧‧貫穿孔
3238‧‧‧線路圖案
3239‧‧‧貫穿孔
3240‧‧‧發光單元
3242‧‧‧發光裝置
3244‧‧‧圓形凹陷部分
3246,3248‧‧‧電源終端
3252‧‧‧引導插銷
3254‧‧‧O-環
3256‧‧‧環螺釘
3258‧‧‧凹陷部分
12004‧‧‧Si基板
12006‧‧‧多層磊晶結構
12010‧‧‧p-AlGaN層
12012‧‧‧InGaN/AlGaN多重量子井發光層
12014‧‧‧n-AlGaN層
12104‧‧‧n型SiC基板
12106‧‧‧多層磊晶結構
12110‧‧‧p-AlGaN層
12112‧‧‧InGaN/AlGaN多重量子井發光層
12114‧‧‧n-AlGaN層
12122‧‧‧Au/Sn薄膜
12124‧‧‧Ti/Au薄膜
12204‧‧‧AlN基板
12206‧‧‧多層磊晶結構
12210‧‧‧p-AlGaN層
12212‧‧‧InGaN/AlGaN多重量子井發光層
12214‧‧‧n-AlGaN層
12220‧‧‧Au/Sn薄膜
12238‧‧‧Ti/Au薄膜
13004‧‧‧SiC基板
13012‧‧‧n-AlGaN緩衝層
13014‧‧‧分佈式布拉格反射器層
13016‧‧‧n-GaN包覆層
13018‧‧‧InGaN/GaN多重量子井發光層
13020‧‧‧p-GaN包覆層
13022‧‧‧p-GaN接點層
13024‧‧‧n+ -GaN層
13026‧‧‧Ni/Au薄膜
13028‧‧‧Ti/Au金屬薄膜
13030‧‧‧Si3 N4 絕緣薄膜
20108‧‧‧粗體線
第1A圖係為與第一具體實施例有關的一發光二極體陣列晶片的一透視圖，以及第1B圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的一平面圖。
第2A、B圖係為與第一具體實施例有關的一發光二極體陣列晶片的一部分之橫截面視圖。
第3A圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的一發光二極體的平面圖，第3B圖係圖示在與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片中該等發光二極體係如何連接，以及第3C圖係為一底視圖，圖示與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片。
第4圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第5圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第6圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第7圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體陣列晶片之部分的製造方法。
第8圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體模組之一透視圖。
第9A圖係為與第一具體實施例有關的發光二極體模組之一平面圖，第9B圖係為沿著第9A圖中之線CC所取之該發光二極體模組的一橫截面，以及第9C圖係為一放大視圖圖示在第9B圖中所示之一部分E。
第10A圖係圖示在去除一透鏡之後該與第一具體實施例有關的發光二極體模組，以及第10B圖係圖示在一構成與第一具體實施例有關的發光二極體模組的陶瓷基板上的墊圖案。
第11A圖係為一透視圖，圖示與第一具體實施例有關的發光裝置，以及第11B圖係為一底視圖，圖示該發光裝置。
第12圖係為一分解透視圖，圖示與第一具體實施例有關的發光裝置。
第13圖係為與第一具體實施例有關的發光裝置的發射光譜。
第14A圖係為一平面圖，圖示與在去除一磷光體薄膜之後的一第二具體實施例的一第一修改實例有關的一發光二極體晶片，第14B圖係為沿著第14A圖中之線FF所取之該發光二極體晶片的一橫截面，以及第14C圖係為該發光二極體晶片的底視圖。
第15圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第16圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第17圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第18圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第19圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第20圖係為與第二具體實施例之第一修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第21A圖係為一平面圖，圖示與在去除一磷光體薄膜之後的一第二具體實施例的一第二修改實例有關的一發光二極體晶片，以及第21B圖係為沿著第21A圖中之線GG所取之該發光二極體晶片的一橫截面。
第22圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第23圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例 有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第24圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第25圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第26圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第27圖係圖示一與第二具體實施例的一第二修改實例有關的發光二極體晶片的部分之製程。
第28A圖係為一平面圖，圖示與在去除一磷光體薄膜之後的一第二具體實施例的一第三修改實例有關的一發光二極體陣列晶片，第28B圖係為沿著第28A圖中之線HH所取之該發光二極體陣列晶片的一橫截面，以及第28C圖係圖示在該發光二極體陣列晶片中該等發光二極體如何連接。
第29圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第30圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第31圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第32圖係圖示一與第二具體實施例的一第三修改實例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製程。
第33圖係為一透視圖，圖示與第二具體實施例的一第四修改實例有關的一白光發光二極體模組。
第34A圖係為一平面圖，圖示與第二具體實施例的一第四修改實例有關的一白光發光二極體模組，第34B圖係為沿著第34A圖中之線KK所取之該白光發光二極體模組的一橫截面，以及第34C圖係為一放大視圖，圖示於第34B圖中所示的一晶片安裝區域。
第35A圖係圖示在與第二具體實施例的第四修改實例有關的一白光發光二極體模組中構成的一線路圖案，以及第35B圖係圖示在組成白光發光二極體模組的一陶瓷基板上所構成的一墊圖案。
第36A圖係為一透視圖，圖示與第二具體實施例的第四修改實例有關的一發光裝置，以及第36B圖係為發光裝置的一底部平面圖。
第37圖係為一分解透視圖，圖示與第二具體實施例的第四修改實例有關的一發光裝置。
第38圖係顯示與第二具體實施例的第四修改實例有關的一發光裝置的一發射光譜。
第39圖係為一透視圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光二極體陣列晶片。
第40圖係為一平面圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光二極體陣列晶片。
第41A圖係為沿著第40圖中之線PP所取之該發光二極體陣列晶片的一橫截面，以及第41B圖係為沿著第40圖中之線QQ所取之該發光二極體陣列晶片的一橫截面。
第42A圖係圖示在與第三具體實施例有關的發光二極 體陣列晶片中該等發光二極體係如何連接，以及第42B圖係為一底部平面圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光二極體陣列晶片。
第43A、B圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第44圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第45A、B圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第46A、B圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第47A-C圖係用於說明與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的製造方法。
第48圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第49圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第50圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第51圖係圖示與第三具體實施例有關的發光二極體陣列晶片的部分之製造方法。
第52圖係為一透視圖，圖示與第三具體實施例有關的一發光二極體模組。
第53A圖係為一平面圖，圖示與第三具體實施例有關的 一發光二極體模組，第53B圖係為沿著在第53A圖中線XX所取之該發光二極體模組的一橫截面，以及第53C圖係為一放大視圖，圖示在第53B圖中所示之一部分Y。
第54A圖係圖示在去除一透鏡之後該與第三具體實施例有關的發光二極體模組，以及第54B圖係圖示在一構成與第三具體實施例有關的發光二極體模組的陶瓷基板上的墊圖案。
第55A圖係為一透視圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光裝置，以及第55B圖係為一底部平面圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光裝置。
第56圖係為一分解透視圖，圖示與第三具體實施例相關的一發光裝置。
第57圖係顯示與第三具體實施例有關的一發光裝置的一發射光譜。
第58A圖係為一平面圖，圖示與第四具體實施例相關的一表面安裝元件(SMD)發光二極體，以及第58B圖係為沿著第58A圖中線ZZ所取之表面安裝元件(SMD)發光二極體的一橫截面。
4‧‧‧SiC基板
6,6a-6f‧‧‧發光二極體
7‧‧‧暴露部分
8‧‧‧n-AlGaN緩衝層
10‧‧‧分佈式布拉格反射器層
12‧‧‧n-GaN包覆層
14‧‧‧InGaN/GaN多重量子井發光層
16‧‧‧p-GaN包覆層
18‧‧‧p-GaN接點層
20‧‧‧Ni/Au薄膜
22‧‧‧ITO透明電極
24‧‧‧Ti/Au電極
26‧‧‧分割溝槽
28‧‧‧絕緣薄膜
30‧‧‧橋接線
32‧‧‧陰極電極
36‧‧‧電源終端
40‧‧‧橋接線
42‧‧‧貫穿孔
48‧‧‧磷光體薄膜

Claims (22)

  1. 一種半導體發光元件，其包括：一基底基板，其係以SiC、AlN、GaN、BN及Si之其中之一者製成，且該等材料各為高度熱傳導性材料；一多層磊晶結構，其包括依序構成在該基底基板上的一第一主要表面上的一第一傳導層、一發光層及一第二傳導層；一第一電極，其係構成在該第一傳導層上；一第二電極，其係構成在該第二傳導層上；一對第一電源終端薄膜層及第二電源終端薄膜層，其等係分別構成在位於該基底基板的一第二主要表面上的不同區域上；一第一傳導構件，其包括配置在該基底基板中的一第一貫穿孔，並與該第一電極及該第一電源終端薄膜層電連接；一第二傳導構件，其包括配置在該基底基板中的一第二貫穿孔，並與該第二電極該及第二電源終端薄膜層電連接；以及一磷光體薄膜，其係覆蓋背向基底基板的多層磊晶結構之一主要表面，以及從包括主要表面之一層覆蓋多層磊晶結構之每一側表面，用以至少包括發光層。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構係在基底基板上磊晶成長。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體發光元件，其中該多層 磊晶結構進一步包括一反射層，其係構成在該基底基板與該第一傳導層之間。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件，其中該反射層係以一AlGaN半導體製成。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構係構成在該基底基板上，沿著面向該多層磊晶結構的基底基板之該第一主要表面的每一邊緣留有一空間，以及該第一貫穿孔及該第二貫穿孔係配置在基底基板的一周圍部分中，該周圍部分係與該空間相配合。
  6. 如申請專利範圍第2項之半導體發光元件，其中該背向基底基板的多層磊晶結構之主要表面係為不均勻的，俾便改良光萃取效率。
  7. 如申請專利範圍第2項之半導體發光元件，其中該自發光層發射的光線其之波長成分係涵蓋在一380奈米至780奈米的範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構係首先在一單晶基板上磊晶成長，並接著轉移至該基底基板。
  9. 如申請專利範圍第8項之半導體發光元件，其進一步包括：一金屬反射薄膜，其係被夾在該多層磊晶結構與該基底基板之間。
  10. 如申請專利範圍第8項之半導體發光元件，其中該第一 傳導層係為一p-型半導體層，以及第二傳導層係為一n-型半導體層。
  11. 如申請專利範圍第10項之半導體發光元件，其中該背向發光層的n-型半導體層的一主要表面係為不均勻的，俾便改良光萃取效率。
  12. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構可構成為具一大體上為圓形或N-邊多邊形橫截面的一柱狀，其中N係為等於或大於五的一整數。
  13. 如申請專利範圍第12項之半導體發光元件，其中該所施加的磷光體薄膜大體上具相同的厚度。
  14. 如申請專利範圍第12項之半導體發光元件，其中該面向多層磊晶結構的基底基板的第一主要表面係為矩形的。
  15. 如申請專利範圍第12項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構進一步包括一光反射層，其係構成在該第一傳導層與該基底基板之間。
  16. 如申請專利範圍第12項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構係在該基底基板上磊晶成長。
  17. 如申請專利範圍第12項之半導體發光元件，其中該多層磊晶結構係藉由一抵達該基底基板的分割溝槽劃分成複數之部分，該複數之部分係為複數之獨立發光元件。
  18. 如申請專利範圍第17項之半導體發光元件，其中該複數之獨立發光元件中的每一發光元件中，一第一電極係構成在第一傳導層之一主要表面的一部分上，該部分係藉由部分去除的第二傳導層及發光 層所產生，以及一第二電極係構成在第二傳導層的一主要表面上，以及複數個獨立發光元件係以一獨立發光元件的一第一電極利用一由一金屬薄膜所構成的線路與另一獨立發光元件的一第二電極連接的方式互相串聯連接。
  19. 如申請專利範圍第18項之半導體發光元件，其中該包括於每一獨立發光元件中的發光層具有一大體上相同的面積。
  20. 一種發光模組，其包括：一印刷電路板；以及一如申請專利範圍第1至19項中任一項的半導體發光元件，其係安裝在該印刷電路板上。
  21. 一種發光裝置，其包括一如申請專利範圍第20項之發光模組。
  22. 一種顯示構件，其包括作為一光源的如申請專利範圍第1至19項中任一項的半導體發光元件。
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