TWI407604B - 半導體發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

半導體發光裝置及其製造方法
於此所述之實施例大致關係於半導體發光裝置及其製造方法。
藉由組合激勵光源(藍光或近紫外線發光二極體(LED)與螢光材料層所取得白光之波長轉換發光裝置係為已知的。此激勵光也係由發光層的側面發出。為了抑制於色彩上之變動，吾人想要自發光層的側面發出之激勵光也行經該螢光材料層。
依據一實施例，半導體發光裝置包含發光晶片及螢光材料層。該發光晶片包含半導體層、第一電極、第二電極、絕緣層、第一互連層、第二互連層、第一金屬柱、第二金屬柱、及樹脂層。該半導體層包含發光層、第一主面、及與該第一主面相反的第二主面。該第一電極係設在該第二主面上之包含發光層的區域中。該第二電極係設在該第二主面上。該絕緣層係設在該半導體層的第二主面側上。該第一互連層係設在第一開口中及在絕緣層之與半導體層相反的一側之面上，以連接至第一電極。第一開口係形成以到達該第一電極。該第二互連層係設在該第二開口中及在絕緣層之與半導體層相反的側上的面上，以連接至第二電極。該第二開口係形成以到達該第二電極。該第一金屬柱係設在該第一互連層的與第一電極相反的一側之面上。第二金屬柱係設在該第二互連層的與第二電極相反的一側之面上。樹脂層係設在第一金屬柱及第二金屬柱之間。螢光材料層係設在該第一主面上並具有較發光晶片為大之平面尺寸。
例示實施例將參考附圖加以描述。在圖式中之類似元件係以類似元件符號加以標示。另外，示出製程的圖係被顯示為晶圓狀態區域的一部份。
第一實施例
圖1為第一實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖。
此半導體發光裝置包含發光晶片5及螢光材料層28。發光晶片5包含一半導體層15。半導體層15包含第一主面15a及與該第一主面15a相反的第二主面。電極與互連層係設在該第二主面側上。光主要係由該第一主面15a抽出。螢光材料層28係設在該第一主面15a上。
半導體層15包含第一半導體層11及第二半導體層13。第一半導體層11係例如為n-型GaN層，其作動為側向電流路徑。然而，第一半導體層11的導電類型並不限於n-型，導電類型也可以為p-型。第二半導體層13具有堆疊結構，其中發光層(作動層)12係安置於n-型層及p-型層之間。
半導體層15的第二主面側係被處理為凹陷及突出架構，及上層部份及下層部份係設在該第二主面側上。由第一主面15a看來之位在較下層部份為高的上層側的上層部份包含發光層12。下層部份並不包含發光層12並係設在發光層12的外圓周(端部)的外側。
p-側電極16係設在第二半導體層13的表面上作為第一電極，該表面係為上層部份的表面。換句話說，p-側電極16係設在包含發光層12的區域中。n-側電極17係設在第一半導體層11的表面上作為第二電極，該表面係下層部份的表面。
圖2B顯示p-側電極16及n-側電極17的平面佈局例。在一半導體層15中，p-側電極16的表面積係大於n-側電極17的表面積。因此，發光區域可以寬廣取得。
半導體層15的第二主面側係被覆蓋以絕緣層18。半導體層15的側表面係被覆蓋以絕緣層18。絕緣層18也被填入於p-側電極16與n-側電極17之間。例如，絕緣層18係為樹脂，如聚醯亞胺，其對細微開口的圖案化展現優良效能。或者，氧化矽也可以用作為絕緣層18。
p-側互連層21及n-側互連層22係分別在絕緣層18的相反於半導體層15的一側之面上設為第一互連層及第二互連層。p-側互連層21也設在形成在絕緣層18中之第一開口18a中，以到達p-側電極16，並連接至p-側電極16。n-側互連層22也設在形成在絕緣層18中之第二開口18b中，以到達n-側電極17，並連接至n-側電極17。如圖4B所示，p-側互連層21及n-側互連層22係散開如同在絕緣層18表面上之墊。
p-側金屬柱23係設在p-側互連層21的相反於p-側電極16的側上的面上作為第一金屬柱。n-側金屬柱24係設在n-側互連層22的相反於n-側電極17的一側之面上。
樹脂層25覆蓋p-側金屬柱23的週邊、n-側金屬柱24的週邊、p-側互連層21及n-側互連層22。樹脂層25被填入於相鄰柱之間。p-側金屬柱23的下面及n-側金屬柱24的下面係自樹脂層25露出。
連接至設在半導體層15不包含發光層12的部份上的n-側電極17的n-側互連層22表面積，在相反於n-側電極17的側之面上者係大於在n-側電極17側的面上者。換句話說，在n-側互連層22與n-側金屬柱24間之接觸表面積係大於在n-側互連層22與n-側電極17間之接觸表面積。在p-側互連層21與p-側金屬柱23間之接觸表面積係大於在p-側互連層21與p-側電極16間之接觸表面積。或者，在p-側互連層21與p-側金屬柱23間之接觸表面積可能小於p-側互連層21與p-側電極16間之接觸表面積。再者，n-側互連層22的一部份延伸於絕緣層18上，以到達重疊於發光層12下的一位置。
藉以，可以經由n-側互連層22由設在半導體層15的不包含發光層12的部份之n-側電極17形成較大拉出電極，並具有小表面積同時藉由具有較大發光層12而保持高光輸出。
第一半導體層11係經由n-側電極17及n-側互連層22電連接至n-側金屬柱24。第二半導體層13係經由p-側電極16及p-側互連層21而電連接至p-側金屬柱23。
一表面處理膜(例如非電解電鍍膜，例如Ni或Au、預塗焊劑、稱為有機可焊保存劑(OSP)之揮發有機防腐蝕膜或類似物)係如所需被形成在各個p-側金屬柱23及n-側金屬柱24的表面(圖1的下面)上作防腐蝕用。
p-側金屬柱23的下面及n-側金屬柱24的下面係經由例如焊錫球、金屬凸塊等的外部端黏著至安裝板的墊上。
n-側互連層22、p-側互連層21、n-側金屬柱24及p-側金屬柱23的材料可以包含銅、金、鎳、銀等。其中，銅係為更佳。因為銅提供良好導熱率、高遷移阻抗、及與絕緣膜之優良黏著。
各個n-側金屬柱24厚度及p-側金屬柱23厚度(在圖1之垂直方向中的厚度)係厚於包含半導體層15、n-側電極17、p-側電極16、及絕緣層18的堆疊體的厚度。金屬柱23及24的縱橫比(厚度對平面尺寸比)並不限於1或更多；及比例也可以小於1。換句話說，金屬柱23及24的厚度可以小於其平面尺寸。
依據此實施例之結構，有可能即使在藉由增加n-側金屬柱24、p-側金屬柱23及樹脂層25的厚度半導體層15很薄的情形下仍維持機械強度。在安裝至安裝板上時，n-側金屬柱24及p-側金屬柱23可以吸收及減緩經由外部端施加至半導體層15的應力。
絕緣層18係被作出圖案，以用以形成多數細微開口18a及18b。因此，展現作出細微開口圖案的優良效能的例如聚醯亞胺之樹脂係被想要地作為絕緣層18。
樹脂層25係想要地使用一樹脂，其可以被以低成本形成厚層並適用以強化n-側金屬柱24及p-側金屬柱23。再者，樹脂層25想要為具有等於或接近安裝板的熱膨脹係數之物質。此一樹脂層25的例子可以包含例如環氧樹脂、矽樹脂、氟碳樹脂等。
螢光材料層28係設在半導體層15的第一主面15a上。螢光材料層28係能吸收來自發光層12的光並發出波長轉換光。因此，有可能發射來自發光層12的光與螢光材料層28的波長轉換光的組合光。
例如，當發光層12為氮化物為主時，白光或燈光可以由來自發光層12的藍光及例如為黃螢光材料層28的波長轉換光的黃光的混合顏色加以取得。或者，螢光材料層28可以包含多種類型螢光材料(例如紅螢光材料及綠螢光材料)。
絕緣層18的平面尺寸係大於半導體層15的平面尺寸，及絕緣層18覆蓋半導體層15的側面。螢光材料層28也設在覆蓋半導體層15的側面及在第一主面15a旁的絕緣層18上。再者，螢光材料層28也設置以突出在絕緣層18之外。
螢光材料層28的平面尺寸係大於發光晶片5的平面尺寸。絕緣層18的平面尺寸與樹脂層25的平面尺寸實質相同。因此，發光晶片5的平面尺寸對應於絕緣層18或樹脂層25的平面尺寸。
為發光層12所發出之光主要行經第一半導體層11、第一主面15a、及螢光材料層28，以被向外發射。光並不限於由第一主面15a直接向上方向發射也可以以斜向於第一主面15a的方向發射。更明確地說，自半導體層15的側面發出斜向行進並由螢光材料層28的側面向外發射的光，相較於直接由螢光材料層28上向外發射的光傾向於螢光材料層28中行進較短之距離。這可以是在發光面的中心部份與外圓周部份間之顏色變動的因素。
在此實施例中，因為螢光材料層28的平面尺寸係大於發光晶片5的平面尺寸，所以，向半導體層15向上斜向發射的光可以行進較發光晶片5的平面尺寸更大部份的螢光材料層28。結果，行進於螢光材料層28中之距離變長，及顏色中之變動可以抑制。
再者，螢光材料層28的在發光晶片5的外圓周側上的一部份28a自半導體層15向絕緣層18側突出，及部份28a經由絕緣層18覆蓋半導體層15的側面。因此，自半導體層15的側面發射的光可以確定行經螢光材料層28。結果，未行經螢光材料層28的光成份被減少，使得可以提供在色調控制力上很優良的半導體發光裝置。
再者，將參考圖2A至12描述製造第一實施例之半導體發光裝置的方法。
首先，第一半導體層11被形成在基材10的主面上，及包含發光層12的第二半導體層13係形成於其上。在如半導體層15等之層為例如氮化物半導體層的例子中，半導體層15可以例如在藍寶石基材上長晶加以形成。
然後，如圖2A及為其仰視圖之圖2B所示，一分隔溝渠14係作成，例如藉由使用未示出之抗蝕劑之反應離子蝕刻(RIE)，而穿過半導體層15而到達基材10。分隔溝渠14係例如以格子架構形成在晶圓狀態的基材10上並將半導體層15分成多片。
另外，包含發光層12的第二半導體層13之一部份係例如藉由使用未示出抗蝕劑之RIE移除，以曝露出一部份的第一半導體層11。藉以，上層部份及下層部份係被形成在半導體層15的第二主面側上。由基材10看出，上層部份係相對於上層定位，及下層部份係定位於較上層部份的基材側為低之層。上層部份包含發光層12，及下層部份不包含發光層12。
然後，p-側電極16係形成在上層部份的表面上(第二半導體層13的表面上)，及n-側電極17係形成在下層部份的表面上(第一半導體層11的表面上)。p-側電極16及n-側電極17的任一可以被先形成，或者，p-側電極16及n-側電極17可以以相同材料同時形成。
再者，在以絕緣層18覆蓋基材10的所有外露部份後，如圖3A所示，第一開口18a及第二開口18b係藉由以例如濕式蝕刻圖案化絕緣層18而選擇地形成在絕緣層18中。第一開口18a到達p-側電極16。第二開口18b到達n-側電極17。絕緣層18係填入分隔溝渠14中。
繼續，如圖3B所示，一連續晶種金屬19係被形成在絕緣層18的表面上及在第一開口18a及第二開口18b的內面。再者，一抗蝕劑41係選擇地形成在晶種金屬19上，及使用晶種金屬19作為電流路徑以執行Cu電解電鍍。
藉以，p-側互連層21及n-側互連層22係被選擇地形成在晶種金屬19上，如圖4A及其仰視圖之圖4B所示。p-側互連層21及n-側互連層22係由藉由同時電鍍形成的銅材料所作成。p-側互連層21也同時形成在第一開口18a中並經由晶種金屬19連接至p-側電極16。n-側互連層22也形成在第二開口18b中並經由晶種金屬19連接至n-側電極17。
n-側互連層22的相反於n-側電極17的一面具有較n-側互連層22的連接至n-側電極17之一面為大的表面積，及n-側互連層22被形成，如同在絕緣膜上表面上的墊。
在電鍍p-側互連層21及n-側互連層22時所用之抗蝕劑41係例如以化學溶液(圖5A)移除。隨後，如圖5B所示，另一抗蝕劑42係被形成用以形成金屬柱，及Cu電解電鍍係使用晶種金屬19作為電流路徑加以執行。抗蝕劑42係較抗蝕劑41為厚。
藉此，如圖6A及為其仰視圖之圖6B所示，p-側金屬柱23係被形成在p-側互連層21的表面上，及n-側金屬柱24係被形成在n-側互連層22的表面上。p-側金屬柱23與n-側金屬柱24係由電鍍同時形成之銅材料作成。
抗蝕劑42係例如以化學溶液移除，如圖7A所示。隨後，使用p-側金屬柱23及n-側金屬柱24作為遮罩，晶種金屬19的曝露部份係以濕式蝕刻(圖7B)移除。藉以，在p-側互連層21及n-側互連層22間之電連接係經由晶種金屬19分離。
再者，如圖8A所示，樹脂層25係堆疊於絕緣層18上。樹脂層25係被填於p-側互連層21與n-側互連層22之間，以及p-側金屬柱23與n-側金屬柱24之間。樹脂層25覆蓋各個p-側金屬柱23的側面及n-側金屬柱24的側面。
隨後，基材10係被移除如圖8B所示。基材10係例如雷射剝離加以移除。明確地說，雷射光係由基材10的背側照射向第一半導體層11。第一半導體層11係容易受到雷射光滲透；及雷射光具有在第一半導體層11的吸收區中之波長。
當雷射光到達於基材10及第一半導體層11間之介面時，接近介面的第一半導體層11吸收雷射光的能量並分解。例如，當第一半導體層11為GaN時，第一半導體層11分解為Ga及氮氣。在基材10及第一半導體層11間藉由分解反應而形成微間隙；及基材10及第一半導體層11分離。
雷射光的照射係藉由每組區域執行多次而執行在整個晶圓上；及基材10被移除。光抽出效率可以藉由將基材10自第一主面15a的頂面移除而增加。
基材10被移除的面係被清洗並為毛玻璃化(frosting)處理所粗糙化。光抽出效率可以藉由粗糙化第一主面15a而增加。
再者，如圖9A所示，可伸展帶(或片)51係附接至第一主面15a及絕緣層18被填入分隔溝渠14中。例如，帶51具有一結構，其中黏著劑係被形成在由樹脂材料所作成之支撐物上。
帶51係附著至晶圓狀態的堆疊體中，其中多數半導體層15、電極16及17、互連層21及22、及金屬柱23及24係為絕緣層18及樹脂層25所結合在一起。
然後，在此狀態中，如圖9B中所示，樹脂層25的背面係被硏磨，以曝露出p-側金屬柱23的下面及n-側金屬柱24的下面。
再者，如圖10A所示，絕緣層18及樹脂層25係在分隔溝14的位置被切割。該帶51並未切割，仍維持連續狀態。藉此，上述之堆疊體係被分割為多數發光晶片5，同時並為帶51所支持。
在堆疊體被切割前，基材10被移除。再者，半導體層15並未存在於分隔溝渠14中。藉由填入作為絕緣層18的樹脂進入分隔溝渠14，切割容易及增加生產力。再者，於切割時之對半導體層15的損壞可以避免。同時，在切割後，可以取得半導體層15的側面被覆蓋樹脂並保護的結構。
因為在單件化前的各個製程係一起被執行於晶圓狀態中，所以，不必要對各個單件化發光晶片5進行互連及封裝；及可能顯著地降低生產成本。換句話說，互連及封裝已經在單件狀態中完成。同時，在晶圓層次可能進行檢視。因此，可以增加生產力。結果，容易降低成本。
再者，如圖10B所示，帶51係被延伸以加寬於發光晶片5間之間距由第一間距至在基材10上之第二間距。換句話說，在多數發光晶片5間之由延伸帶51所形成之間隙55的寬度係大於形成在基材10的分隔溝渠14的寬度。
再者，如圖11A所示之支持件52係附接至以第二間距放置的多數發光晶片5的各個安裝面上(金屬柱23及24與樹脂層25的下面)。然後，帶51被剝離。支持件52係例如為由樹脂作成之黏著帶。多數發光晶片5係以第二間距被支持在支持件52上。
在此狀態中，如圖11B所示，呈膜形式之螢光材料層28係被附接至各個發光晶片5的第一主面15a。螢光材料層28也被設在間隙55之上並連接，而在相鄰發光晶片5間之部份並未被分離。因為其黏度特性，螢光材料層28的一部份略微突出並進入間隙55。多數發光晶片5係相對於膜形式之螢光材料層28以第二間距放置，該第二間距係大於在基材10上之第一間距。
隨後，如圖12所示，螢光材料層28係在多數發光晶片5間之間隙55之上的部份被切割。藉以，包含發光晶片5及螢光材料層28的半導體發光裝置被單件化。
藉由切割螢光材料層28形成之溝渠71的寬度(切割寬度)係小於間隙55的寬度(第二間距)。因此，單件螢光材料層28係被設置使得以突出各個發光晶片5的上面之外側，及螢光材料層28的平面尺寸係大於發光晶片5的平面尺寸。在單件化後，各個半導體發光裝置被由支持件52拾取。
在參考圖10A所述之發光晶片5的單件化時，螢光材料層28並未被切割。樹脂層25及絕緣層18均由樹脂材料作成。因此，為了發光晶片5的單件化，適用於樹脂的切割方法可以選擇，及切割區域(分隔溝渠14的寬度)可以很小。藉由將不作為裝置的無效區域的切割區域窄小化，由一晶圓取得的晶片數可以增加，及可以完成成本降低。
於固定發光晶片5間之寬間隙55，而不必使用帶51以加寬於發光晶片5間之間距的方法中，可以考量在晶圓上加寬形成切割線部份的方法，該切割線部份係為不操作為裝置的無效區域。然而，此方法減少由一晶圓取得之晶片數。在此實施例中，並不必要在晶圓上提供寬間隙55的寬度的切割線部份；因此，可以避免增加無效區域。
注意，即使在圖10B之製程中延伸帶51造成在多數發光晶片5間有不同間距仍不會有問題。這是因為在圖10B製程後需要對準的製程為切割螢光材料層28的製程，及此製程並不需要高準確度。
第二實施例
圖13為第二實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖。
此實施例之螢光材料層29包含第一螢光材料層29a，設在第一主面15a上及第二螢光材料層29b，設在第一螢光材料層29a上。第一螢光材料層29a及第二螢光材料層29b均形成為膜形式。
在這些多螢光材料層29a及29b之間，設在第一主面15a上之螢光材料層29a具有較來自發光層12之光所激勵之螢光為長的波峰波長。換句話說，第二螢光材料層29b包含第二螢光材料，具有較包含在第一螢光材料層29a中之第一螢光材料為短的螢光波峰波長。螢光材料層29可以具有三或更多層之堆疊結構。
高彩色演示(rendition)可以藉由使用多數具有不同螢光波峰波長的螢光材料取得。彩色演示係為決定物體如何出現在光源被使用為照明時的顏色之特性。再者，可以藉由使用發出藍光作為發光層12的物質及使用發出紅光的紅螢光材料及發出綠光的綠色螢光材料作為螢光材料，取得具有高彩色演示的白光或燈光。
再者，第一螢光材料的發光並不用以激勵具有分層結構的第二螢光材料，其中，包含紅螢光材料的第一螢光材料層29a係設置作為在第一主面15a側上之第一螢光材料及包含綠螢光材料的第二螢光材料層29b係設置於其上作為具有較第一螢光材料為短的螢光波峰波長的第二螢光材料。因此，可以抑制效率的降低。結果，可以實現高效發光特徵。
螢光材料層29並不限於具有分層結構，及螢光材料層29也可以具有一結構，其中具有不同螢光波峰波長的多數螢光材料類型係被分散於透明樹脂中。該透明樹脂係容易為發光層12所發出之光及螢光材料所滲透，並例如為矽樹脂或類似物。
在此實施例中，因為螢光材料層29的平面尺寸係大於發光晶片5的平面尺寸，所以，由半導體層15斜向上發出的光可以行經過較發光晶片5的平面尺寸為大之螢光材料層29部份。結果，在顏色之變動可以抑制。
第三實施例
圖14為第三實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖。
在此實施例中，螢光材料層29包含第一螢光材料層29a，設在第一主面15a上，及第二螢光材料層29b設在第一螢光材料層29a上。
因為螢光材料層29具有較發光晶片5為大之平面尺寸，所以，自半導體層15斜向上發出的光可以行經較發光晶片5的平面尺寸為大之螢光材料層29部份。結果，顏色之變動可以抑制。
再者，第二螢光材料層29b包含具有較包含在第一螢光材料層29a中之第一螢光材料為短的螢光波峰波長的第二螢光材料。結果，可以取得高彩色演示。同時，第一螢光材料的發光並不是用以藉由具有一分層結構，而激勵第二螢光材料，分層結構中包含紅螢光材料的第一螢光材料層29a係設置作為在第一主面15a側上之第一螢光材料，及包含綠色螢光材料的第二螢光材料層29b係設置於其上作為具有較第一螢光材料為短的螢光波峰波長的第二螢光材料。因此，可以抑制效率的降低。結果，可以實現高效發光特徵。
再者，在此實施例中，突出部份62係形成在第一螢光材料層29a上在相反於第一主面15a的一側上。然後，第二螢光材料層29b係設在第一螢光材料層29a上，以覆蓋突出部份62的上面與側面63。突出部份62的側面63係設在發光晶片5的側面外側。因此，在側向中重疊第二螢光材料層29b的第一螢光材料層29a的結構係設在發光晶片5的上面的外圓周側上的一部份中。
因此，由半導體層15斜向上行進之並由螢光材料層29的側面向外發射的光成份可以行經第一螢光材料層29a及第二螢光材料層29b。結果，可以抑制顏色的變動。
再者，參考圖15A至16B，將描述此實施例之半導體發光裝置的製造方法。
直到單件多發光晶片5的製程之製造方法係被以與上述第一實施例相同的第二間距被支持在支持件52上。
在此一狀態下，如圖15A所示，為膜形式之第一螢光材料層29a係附接至各個發光晶片5的第一主面15a。第一螢光材料層29a係設置在相鄰發光晶片5間之間隙55之上並連接，而在鄰接發光晶片5間的部份並未分離。
隨後，如圖15B所示，凹陷部份61被形成在第一螢光材料層29a中。凹陷部份61係被形成在多數發光晶片5間之間隙55之上的第一螢光材料層29a的一部份中。凹陷部份61的寬度係小於間隙55的寬度。藉由凹陷部份61的形成，突出部份62係被形成在凹陷部份61間之第一主面15a上。
再者，如圖16A所示，第二螢光材料層29b係形成在第一螢光材料層29a上。在此時，第二螢光材料層29b係被填入凹陷部份61中。
然後，如圖16B所示，在凹陷部份61及間隙55的位置處，第二螢光材料層29b及第一螢光材料層29a係被切割。藉以，設置在發光晶片5上之包含第一螢光材料層29a及第二螢光材料層29b的堆疊結構的半導體發光裝置被單件化。
為切割螢光材料層29所形成之溝渠72的寬度(切割寬度)係小於間隙55的寬度(第二間距)。因此，單件螢光材料層29係設置，使得以突出各個發光晶片5的上面外側。因此，螢光材料層29的平面尺寸係大於發光晶片5的平面尺寸。
再者，溝渠72的寬度係小於凹陷部份61的寬度。因此，可以在突出發光晶片5的側面外側的部份中，取得第一螢光材料層29a於側向重疊第二螢光材料層29b的結構。
第四實施例
將螢光材料層結合至多數發光晶片5的方法並不限於將膜形式之螢光材料層附接至發光晶片5。也可以應用液體形式之螢光材料層。
如圖17A所示，在其中分散於液體形式的透明樹脂中之螢光材料的螢光材料層65係被供給至支持多數被放置呈第二間距的多數發光晶片5的支持件52上。螢光材料層65係設在第一主面15a並填入間隙55中。透明樹脂係可以為發光層12所發射的光及螢光材料所滲透並且係例如矽樹脂或類似物。
透明樹脂然後被固化。隨後，如圖17B所示，螢光材料層65係於間隙55的位置被切割。藉以，包含發光晶片5及螢光材料層65的半導體發光裝置被單件化。
由切割螢光材料層65所形成之溝渠73的寛度(切割寬度)係小於間隙55的寬度(第二間距)。因此，單件螢光材料層65係設置以突出發光晶片5的上面的外側。因此，螢光材料層65的平面尺寸係大於發光晶片5的平面尺寸。因此，由半導體層15的斜向上發射之光可以行經穿過較發光晶片5的平面尺寸為大的螢光材料層65之部份。結果，可以抑制在顏色上之變動。
再者，在此實施例中，呈液體形式之螢光材料層65係被填入間隙55中並隨後固化。因此，可以取得一結構，其中螢光材料層65覆蓋發光晶片5的除了安裝面(下面)以外之整個上面及側面。因此，並沒有光成份未行經螢光材料層65，這有可能抑制顏色不均勻。
在上述之實施例中，基材10可以不被整個移除；及基材10可以硏磨變薄維持在第一主面15a上。藉由保留基材10為薄層，機械強度可以較基材10整個被移除之結構為強；及可以提供具有高可靠度之結構。
至於螢光材料層，可以使用紅螢光材料層、黃螢光材料層、綠螢光材料層、及藍螢光材料層，各個螢光材料層的例子係如下。
例如，紅螢光材料層可以包含氮化物為主螢光材料CaAlSiN3 ：Eu或SiAlON為主螢光材料。
當使用SiAlON為主螢光材料時，其可以使用：
(M1-x Rx )a1 AlSib1 Oc1 Nd1 ...組成式(1)
(M為不包含Si及Al的至少一類型金屬元素，M想要為由Ca及Sr選出之至少一種。R為發光中心元素，R想要為Eu。於此，x、a1、b1、c1、及d1滿足以下關係式0<x≦1，0.6<a1<0.95，2<b1<3.9，0.25<c1<0.45，4<d1<5.7)。
藉由使用上述組成式(1)之SiAlON為主之螢光材料，波長轉換效率的溫度特性可以改良；及在高電流密度區中之效率可以進一步增加。
例如，黃螢光材料層可以包含矽酸鹽為主之螢光材料(Sr，Ca，Ba)2 SiO4 ：Eu。
例如，綠螢光材料層可以包含鹵磷酸鹽為主螢光材料(Ba，Ca，Mg)10 (PO4 )6 ‧Cl2 ：Eu或SiAlON為主螢光材料。
當使用SiAlON為主螢光材料時，其可以使用：
(M1-x Rx )a2 AlSib2 Oc2 Nd2 ...組成式(2)
(M為不包含Si及Al的至少一類型金屬元素，M想要為由Ca及Sr選出之至少一種。R為發光中心元素，R想要為Eu。於此，x、a2、b2、c2、及d2滿足以下關係式0<x≦1，0.93<a2<1.3，4.0<b2<5.8，0.6<c2<1，6<d2<11)。
藉由使用上述組成式(2)的SiAlON為主螢光材料，可以改良波長轉換效率的溫度特性；及在高電流密度區中之效率可以進一步改良。
例如，藍螢光材料層可以包含氧化物為主螢光材料BaMgAl10 O17 ：Eu。
雖然已經描述某些實施例，但這些實施例只作例示目的方式展現，並非想要限定本發明之範圍。於此所述之新穎實施例可以以各種其他形式加以實施；再者，於此所述之實施例之形式中之各種省略、替換及變化可以在不脫離本發明之精神下加以完成。隨附之申請專利範圍及其等效係想要涵蓋這些落在本發明精神及範圍內的形式或修改。
5．．．發光晶片
10．．．基材
11．．．第一半導體層
12．．．發光層
13．．．第二半導體層
14．．．分隔溝渠
15．．．半導體層
15a．．．第一主面
16．．．p-側電極
17．．．n-側電極
18．．．絕緣層
18a．．．第一開口
18b．．．第二開口
19．．．晶種金屬
21．．．p-側互連層
22．．．n-側互連層
23．．．p-側金屬柱
24．．．n-側金屬柱
25．．．樹脂層
28．．．螢光材料層
28a．．．部份
29．．．螢光材料層
29a．．．第一螢光材料層
29b．．．第二螢光材料層
41．．．抗蝕劑
42．．．抗蝕劑
51．．．帶
52．．．支持件
55．．．間隙
61．．．凹陷部份
62．．．突出部份
63．．．側面
65．．．螢光材料層
72．．．溝渠
73．．．溝渠
圖1為第一實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖；
圖2A至12為第一實施例之半導體發光裝置的製造方法示意圖；
圖13為第二實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖；
圖14為第三實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖；
圖15A至16B為第三實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖；
第16圖為第三實施例之半導體發光裝置的示意剖面圖；及
第17A及17B圖為第四實施例之半導體發光裝置的製造方法示意圖。
5．．．發光晶片
11．．．第一半導體層
12．．．發光層
13．．．第二半導體層
15．．．半導體層
15a．．．第一主面
16．．．p-側電極
17．．．n-側電極
18．．．絕緣層
18a．．．第一開口
18b．．．第二開口
21．．．p-側互連層
22．．．n-側互連層
23．．．p-側金屬柱
24．．．n-側金屬柱
25．．．樹脂層
28．．．螢光材料層
28a．．．部份

Claims (20)

  1. 一種半導體發光裝置，包含：一發光晶片，包括：一半導體層，包括發光層、第一主面、及與該第一主面相反的第二主面；一第一電極，設在包含該發光層的區域中的該第二主面上；一第二電極，設在該第二主面上；一絕緣層，設在該半導體層的該第二主面側上；一第一互連層，設在一第一開口中及在該絕緣層的與該半導體層相反的側的面上，以連接至該第一電極，該第一開口係被形成以到達該第一電極；一第二互連層，設在一第二開口中及在該絕緣層的與該半導體相反的側之面上，以連接至該第二電極，該第二開口係被形成以到達該第二電極；一第一金屬柱，設在該第一互連層的與該第一電極相反的側之面上；一第二金屬柱，設在該第二互連層的與該第二電極相反的側之面上；及一樹脂層，設在該第一金屬柱與該第二金屬柱之間；及一螢光材料層，設在該第一主面上並具有較該發光晶片為大之平面尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中在該發光晶片之外圓周側上之該螢光材料層的一部份以一方向由該第一主面突出至該絕緣層側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中該絕緣層覆蓋該半導體層的側面。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之半導體發光裝置，其中該螢光材料層的一部份覆蓋該半導體層的側面。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之半導體發光裝置，其中該螢光材料層的一部份經由該絕緣層覆蓋該半導體層的該側面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中該螢光材料層具有多數螢光材料層的堆疊結構，該等螢光材料層具有彼此不同螢光波峰波長。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體發光裝置，其中在該等多數螢光材料層之中，一設置較接近第一主面側的螢光材料層具有相對較長的螢光波峰波長。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之半導體發光裝置，其中該等多數螢光材料層包含：第一螢光材料層，設在該第一主面上及在相反於該第一主面的一側上具有突出部份；及第二螢光材料層，設在該第一螢光材料層上並覆蓋該突出部份的上面及側面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之半導體發光裝置，其中該突出部份的該側面係設在該發光晶片的側面的外側。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中該第一電極的表面積係大於該第二電極的表面積。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中該第二互連層與該第二金屬柱間之接觸表面積係大於該第二互連層與該第二電極間之接觸表面積。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中該第二互連層的一部份延伸於該絕緣層上至重疊該發光層的位置。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中該第一金屬柱的厚度及該第二金屬柱的厚度各個均厚於包含該半導體層、該第一電極、該第二電極、及該絕緣層之堆疊體的厚度。
  14. 一種製造半導體發光裝置的方法，包含：在絕緣層的第一開口中及在與半導體層相反的側之該絕緣層的表面上形成第一互連層，該絕緣層係設在該半導體層的第二主面側上，該半導體層係設在該基材上，並以分隔溝渠被分割成為多數片，並且該半導體層包含發光層、在該基材側上的第一主面、及相反於該第一主面的第二主面，該第一開口到達設在該第二主面上的第一電極；在該絕緣層的第二開口中及在與該半導體層相反的側之該絕緣層的表面上形成第二互連層，該第二開口到達設在該第二主面上之第二電極；在該第一互連層上之相反於該第一電極的側之面上，形成第一金屬柱；在該第二互連層上之相反於該第二電極的側的面上，形成第二金屬柱；在該第一金屬柱的側面及該第二金屬柱的側面間，形成樹脂層；在該分隔溝渠的位置，切割該絕緣層與該樹脂層，以將發光晶片分成多數片，該發光晶片包含：該半導體層、該第一電極、該第二電極、該絕緣層、該第一互連層、該第二互連層、該第一金屬柱、該第二金屬柱、及該樹脂層；以第二間距放置該多數發光晶片於螢光材料層上，以該第一主面面向該螢光材料層，該第二間距係大於在該基材上的第一間距；及切割在該等多數發光晶片間之該螢光材料層的一部份。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中藉由切割該螢光材料層所形成之溝渠的切割寬度係小於該第二間距。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中將該多數發光晶片放置於該螢光材料層上包含：將以第一間距放置的該多數發光晶片附接至可延伸帶上；延伸該帶，以將該等多數發光晶片之間的間距，由該第一間距加寬至該第二間距；及在各個該等多數以第二間距放置的發光晶片的該第一主面側上，形成該螢光材料層，以連接在該等多數發光晶片之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該呈膜形式之螢光材料層係附接至以該第二間距放置的該等多數發光晶片。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該形成該螢光材料層包含：將呈膜形式之第一螢光材料層附接至該第一主面；及在該第一螢光材料層上，形成第二螢光材料層，該第二螢光材料層具有與該第一螢光材料層的螢光波峰波長不同的螢光波峰波長。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含：在該等多數發光晶片間之該第一螢光材料層部份中，形成一凹陷部份，該第二螢光材料層被形成在該第一螢光材料層上，以被填入該凹陷部份。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該形成該螢光材料層包含：供給液體透明樹脂在以該第二間距放置的各個該多數發光晶片的該第一主面上及在該等多數發光晶片間之一部份中，螢光材料係被分散於該透明樹脂中；及在供給該透明樹脂後，固化該透明樹脂。
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