TWI416763B - A light-emitting element, a method of manufacturing the same, and a light-emitting device - Google Patents
A light-emitting element, a method of manufacturing the same, and a light-emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI416763B TWI416763B TW099126925A TW99126925A TWI416763B TW I416763 B TWI416763 B TW I416763B TW 099126925 A TW099126925 A TW 099126925A TW 99126925 A TW99126925 A TW 99126925A TW I416763 B TWI416763 B TW I416763B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- layer
- emitting device
- substrate
- forming
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 22
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 86
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 35
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 11
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
本發明係根據並請求主張2010年2月16日申請之日本專利申請案第2010-30931號的優先權權利，在此以引用的方式將其全文併入本文。
實施形態係關於一種發光元件及其製造方法以及製造裝置。
在透光性基板上設置可發射可視光之發光層的發光元件中，當在透光性基板的側面形成微小凹凸時，可以減低透光性基板側面中的全反射而提高光取出效率。
另一方面，將使用已組裝SMD(表面黏著)型等發光元件之電路基板的電子機器進行薄型化的情況，發光裝置也被要求進行薄型化。例如將發光裝置的厚度成為0.55mm以下的情況，當考量組裝構件的厚度或是焊接線的高度時，以發光元件的晶片厚度為150μm以下為佳。
在這麼薄的晶片側面，使用浸蝕處理等形成微小凹凸的工程中，會使晶片的產量減少，作業性也降低。
關於實施形態之發光元件係具有：具有發光層之半導體層疊體；及在上面側設有前述半導體層疊體之透光性基板。前述透光性基板的側面的特徵為具有平均高度及平均間距均勻分布的凹凸。
又關於實施形態之發光裝置係具有發光元件、第1電極、第2電極、絕緣構件、及密封樹脂層。前述發光元件係具有：具有發光層之半導體層疊體；及在上面側設有前述半導體層疊體，在側面具有平均高度及平均間距均勻分布的凹凸之透光性基板。前述第1電極係與前述發光元件的下部電極連接。前述第2電極係與前述發光元件的上部電極連接。在前述絕緣構件係設有凹部，在前述凹部的底部係使前述第1及第2電極的一部份各自露出，而且在前述凹部的內部設置前述發光元件。前述密封樹脂層係填充在前述凹部內。
又關於實施形態之發光元件的製造方法，其特徵為具有：在透光性基板的一方面側形成半導體層疊體之工程；從前述半導體層疊體側形成沒有貫穿到前述透光性基板之另一方面側的溝部之工程；在前述溝部的內側面形成凹凸之工程；及從前述另一方面側直至前述溝部研磨前述透光性基板之工程。
以下，一邊參照圖面，一邊針對本發明之實施形態加以說明。
第1圖係為關於本發明之實施形態之發光元件的模式剖面圖。
發光元件5係在透光性基板10的上方依序層疊接合層12、接合層26、再成長基底層24、上部成長層35。各自在上述成長層35的上面設置上部電極42，在透光性基板10的下面設置下部電極44。
上部成長層35係從透光性基板10側依序層疊第1包覆層28、發光層30、第2包覆層32、電流擴散層34、及接觸層36。又在透光性基板10的側面10a係涵蓋全面均勻形成微小的凹凸11。在該情況下，因為微小凹凸11的剖面中，光束被發射為更寬廣的角度，因此使全反射的區域變狹小，而可以改善光取出效率。
另一方面，利用折射率為1.5的密封樹脂覆蓋發光元件5，在折射率為3.45之由GaP組成之透光性基板10的側面為平面的情況，臨界角約為26度。當來自發光層30的發射光、上部電極42或下部電極44中的反射光、及晶片與外部之界面中的反射光以臨界角以上的入射角抵達側面10a時，無法發射到發光元件5的晶片外部。
又第2包覆層32、電流擴散層34、及接觸層36係為同一導電型，為p型及n型的任何一方，第1包覆層28及透光性基板10係為p型及n型的任何另一方。
當包含發光層30之上部成長層35為Iny
(Alx
Ga1-x
)1-y
P(0≦x≦1、0≦y≦1)或是Alz
Ga1-z
As(0≦z≦1)、Gas
In1-s
Nt
As1-t
(0≦s≦1、0≦t≦1)時，可以使發射光的波長範圍為530～900nm等。假使當發光層30的帶隙波長比透光性基板10的帶隙波長更長時，可以減低透光性基板10中之發射光的吸收。作為這樣的透光性基板10，可以使用例如帶隙波長為50nm之GaP、或是帶隙波長為750nm的AlAs等。
又發光層30係可以形成為由井層及障壁層構成之多重量子井構造。具有量子井構造之發光元件係效率佳地將載體封閉在井層提高發光效率的同時，而且可以減低動作電流，精確度佳地控制發光波長。
第2圖係顯示發光元件之製造方法的工程剖面圖，第2(a)圖係為在透光性基板上形成接合層的模式剖面圖，第2(b)圖係為在第1基板上形成直至接合層的模式剖面圖，第2(c)圖係為接合晶圓的模式剖面圖，第2(d)圖係為除去第1基板的模式剖面圖。
在第2(a)圖中透光性基板10係為由n型GaP組成者，在其表面形成n型導電型的接合層12。又如第2(b)圖所示，在由n型GaAs等組成的第1基板20表面依序形成緩衝層22、再成長基底層24、及接合層26(第2(b)圖)。
接著，如第2(c)圖所示，使接合層12、接合層26對置接觸，利用熱壓接進行晶圓接合。再者，如第2(d)圖所示，除去第1基板20。緩衝層22係直到下次進行結晶成長前再除去為佳。
第3圖係顯示發光元件之製造方法的工程剖面圖，第3(a)圖係為形成上部成長層的模式剖面圖，第3(b)圖係為形成上部電極的模式剖面圖，第3(c)圖係為蝕刻接觸層的模式剖面圖。又將透光性基板10側的接合層12、接合層26、以及再成長基底層24及其上所成長之上部成長層35稱為半導體層疊體39。
再者，如第3(a)圖所示，在層疊在透光性基板10上方的再成長基底層24上方依序結晶成長由n型In0.5
Al0.5
P組成的第1包覆層(厚度0.6μm)28、發光層30、由p型In0.5
Al0.5
P組成的第2包覆層(厚度0.6μm)32、由In0.5
(Al0.7
Ga0.3
)0.5
P組成的電流擴散層(厚度2μm)34、由p型Ga0.5
Al0.5
As組成的接觸層36、及虛擬層37。又各層的厚度及組成係不限於此等。又透光性基板10及半導體層疊體39的導電型係為各自相反的導電型亦可。
再成長基底層24係與GaAs晶格整合。即使與晶格常數不同的透光性基板10接合，也可以在與接合層相反側的上方結晶成長與Iny
(Alx
Ga1-x
)1-y
P(0≦x≦1、0≦y≦1)晶格整合的半導體層。又在結晶成長包含發光層之層疊體後進行晶圓接合亦可，但是在第2～3圖說明的製造方法係容易提高半導體層疊體39的結晶品質。
在這樣的結晶成長係可以使用MOCVD(有機金屬化學氣相沉積)法或是MEM(分子束磊晶)法等。
接著，如第3(b)圖所示，除去虛擬層37而使上部成長層35上面的接觸層36露出。在接觸層36之上圖案形成上部電極42。在接觸層36為p型Ga0.5
Al0.5
As組成的情況，上部電極42係可以成為例如Au(厚度0.05μm)/AuZn(含有Zn0.3重量%、厚度0.2μm)/Au(厚度0.5μm)等的構成。又使用Ti/Pt/Au等非合金系或是ITO(銦錫氧化物)等透明導電膜之構成亦可。
在接觸層36為GaAs組成的情況，會使可視光被吸收而降低光輸出。為此，當以上部電極42作為遮罩，使用濕蝕刻法等除去接觸層36時，可以提高光輸出。
第4圖係顯示關於本實施形態之發光元件之製造方法的工程剖面圖，第4(a)圖係為分離半導體層疊體的模式剖面圖，第4(b)圖係為填充保護層的模式剖面圖，第4(c)圖係為進行半切割的模式剖面圖。
如第4(a)圖所示，圖案形成光阻膜50，使用濕蝕刻法除去半導體層疊體39之成為切割坑道的區域39a，進一步剝離光阻膜50。又在半導體層疊體39的上面係設有上部電極42，但是未圖示。
接著，如第4(b)圖所示，利用第1保護層52覆蓋根據蝕刻露出之半導體層疊體39的台地表面。就第1保護層52的材質而言，可以使用SiN、SiO2
之類的介電體。再者，使用光阻膜等在第1保護層52的上面及半導體層疊體39的上面形成第2保護層53。
再者，如第4(c)圖所示，使用刀片切割器等從第2保護層53側進行半切割加工，在透光性基板10形成溝部54。從透光性基板10表面的深度為TD係例如為70～170μm。如此一來，從上方觀看透光性基板10，能夠以格子狀形成溝部54。
第5圖係顯示關於實施形態之發光元件之製造方法的工程剖面圖，第5(a)圖形成凹凸的模式剖面圖，第5(b)圖係為在溝部填充樹脂的模式剖面圖，第5(c)圖係為接合支撐板的模式剖面圖。
如第5(a)圖所示，在溝部54的內側面54a進行包含使用酸水溶液等蝕刻工程的浸蝕處理，形成由高階結晶面構成的微小凹凸11。就酸而言，可以是HCl、H2
SO4
、H2
O2
、HF或是此等的混合液。例如當使用HCl水溶液時，可以使凹凸11的間距或高低差為0.1～3μm的範圍。形成這樣的凹凸11之面也稱為粗糙面。又藉由適當選擇HCl水溶液的溫度或濃度，將凹凸11的間距及高低差之平均值達到0.3～2μm的範圍為更佳。
接著，如第5(b)圖所示，剝離第2保護層53、第1保護層52，在溝部54填充PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等樹脂55。再者當使用電子蠟57等黏貼支撐板56時，因為增強接合強度為更佳。之後，從透光性基板10的下面側開始研磨，當直至溝部54，使基板10成為期許的厚度時結束研磨。進一步根據例如拋光研磨將表面成為近似鏡面。研磨終止面59係以虛線表示。
晶圓口徑為2吋之透光性基板10的厚度TW係在研磨前例如為250～400μm的範圍。又溝部54的深度TD係例如為70～170μm。該結果使透光性基板10之溝部非形成區域的厚度TR係例如為80～330μm的範圍。作為溝部54之下部區域的厚度TM係研磨除去例如10μm分。
半導體層疊體39的厚度TL係例如為5～10μm的範圍。該結果可以使發光元件5的厚度之(TD-TM+TL)變薄成為例如65～170μm的範圍。當如此一來，可以達成使凹凸11涵蓋全面均勻形成的側面10a。又在晶圓口徑為3吋的情況，因為透光性基板10的厚度TW係例如為400～500μm的範圍，因此使研磨部份變多。
如此一來，將在透光性基板10下面側的研磨工程之前，從設有半導體層疊體39的上面側進行切割的技術稱為DBG(先切割後研磨)。當使用雷射加工法取代刀片切割器進行DBG時，因為可以確實且正確地切割，因此容易提高晶片的產量。
再者，如第5(c)圖所示，形成下部電極44。在透光性基板10為n型導電型的情況，電極組成係可以是AuGe(含有Ge0.3重量%、厚度0.05μm)/Ni/Au(0.5μm)或AuGe(含有Ge0.3重量%、厚度0.05μm)/Mo/Au(0.5μm)等。在從支撐板56剝離半導體層疊體39的狀態進行下部電極44的燒結工程。使用CDE(化學乾蝕刻)除去被埋入在晶片間的樹脂55，當利用分離面60分離時，可以得到第1圖之發光元件5的晶片。
第6圖係顯示說明凹凸形狀分布的模式圖，第6(a)圖係為發光元件的模式立體圖，第6(b)圖係為說明凹凸的變化之模式圖，第6(c)圖係為說明小的凹凸之模式圖。
在第6(a)圖中，在透光性基板10的4個側面10a係形成凹凸11。如第6(b)圖顯示所示，以該凹凸11之從山谷到頂峰之差定義的高度H係如H1、H2、H3、H4所示，因應XZ面內的位置而有所變化。又以頂峰到頂峰之間隔定義的間距P係如P1、P2、P3所示，因應XZ面內的位置而有所變化。但是若是將浸蝕處理工程的條件成為相同的話，可以使側面10a的上部A區域、中間部B區域、及下部C區域中的高度H及間距P之平圴值為均一的。又使用浸蝕處理工程所形成的凹凸11之頂峰前端及谷底成為比第6(b)圖更為平滑亦可。
在該情況下，使用SEM(掃瞄式電子顯微鏡)照片，可以從側面10a的剖面形狀測量凹凸11的高度H及間距P之相對值。又即使是使用凹凸11之表面形狀的SEM照片，也可以測量間距P的相對值。又在本說明書中，所謂「使凹凸之平均高度及平均間距的分布均勻」係意指將SEM測量中之相對值的最大誤差成為例如5%，使平均高度及平均間距值的差異部比5%更小加以分布的情況。
在溝部54內的下部係於浸蝕處理工程中酸水溶液的流動性不充分，要達到浸蝕處理條件相同為困難的，而無法凹凸11像上部一樣地均勻形成。在該情況下，例如第6(c)圖所示使高度及間距逐漸變小，而減低作為粗糙面的效果。
對於此點在本實施形態中，因為藉由研磨除去溝部54之厚度的下部區域TM，在分離為晶片的情況下，容易使透光性基板10的側面10a達到從下部涵蓋到上部高度H及間距P的分布均勻。
假設在研磨透光性基板10進行全切割而完全分離晶片後進行浸蝕處理的情況，要是晶片厚度為小會產生處理工程中晶片剝落等，降低晶片的產量。又為了提高量產性而將晶圓大口徑化的情況，為了減低製造工程中之晶圓破裂、損傷等，在變薄晶圓厚度方面有所限度。
對於此點根據本製造方法，因為即使將晶片薄型化也可以抑制晶片產量降低，可以改善量產性。又當將樹脂55的折射率為GaP與密封樹脂之其等的中間時，在使用雷射加工分離樹脂55的區域而在晶片側面殘留有樹脂時，容易再提高光取出效率。
第7圖係為構成為SMD型封裝之發光裝置的模式剖面圖。
使用導電性接合劑86在第1導線(電極)80之一方的端部側接合發光元件5。使用焊接線90連接發光元件5的上部電極與第2導線(電極)82之一方的端部。由熱可塑性樹脂等絕緣構件構成的成型體84係具有凹部84a。在凹部84a的底面84b使第1及第2導線80、82的一部份各自露出，發光元件係設置在凹部84a的內部。在凹部84a係填充由矽等組成的密封樹脂92。又使第1導線80的另一方端部與第2導線82的另一方端部相互反方向延伸。根據本實施形態，即使將晶片厚度TC1成為例如150μm以下也可以高度保持晶片產量。為此，即使加上發光元件5下方之成型體84的厚度、焊接線90的高度、以及焊接線90上部之密封樹脂的高度，也容易使發光裝置的高度TP1成為0.55mm以下。例如也可以使TP1成為0.4mm。
又使絕緣構件為陶瓷，電極為由膜厚等構成之導電層亦可。
第8圖係顯示關於比較例之發光裝置的模式剖面圖，第8(a)圖係為包含封裝之發光裝置的模式剖面圖，第8(b)圖係為晶片下部區域的部份模式剖面圖。使用導電性接合劑186在第1導線180之上接合厚度為TC11的發光元件105。在已全切割加工之發光元件105的側面形成凹凸的情況，當透光性基板110變薄時在浸蝕加處理以後的工程易於使發光元件105之晶片剝離或掉落而降低產量。為此，大多是將晶片的厚度TC11成為150～300μm等以保持晶片的產量，而使發光裝置的高度TP11成為0.6～1.9mm等。
又發光元件105之側面的下部區域CC係為浸蝕處理液的流動性降低而使凹凸的高度越朝下方變得越小。為此，容易產生全反射而有光取出效率降低的情況。下部區域CC之從透光性基板110下面的高度係例如成為10μm等。
根據本實施形態，可以提供具有高亮度之薄型化發光元件、及量產性豐富之其製造方法。使用這樣的晶片，可以提供量產性豐富、高亮度化且薄型化的發光裝置。該結果為易於達成照明裝置、顯示裝置、以及訊號機的高亮度化及薄型化。
5．．．發光元件
10．．．透光性基板
10a．．．透光性基板的側面
11．．．凹凸
12．．．接合層
20．．．第1基板
22．．．緩衝層
24．．．再成長基底層
26．．．接合層
28．．．第1包覆層
30．．．發光層
32．．．第2包覆層
34．．．電流擴散層
35．．．上部成長層
36．．．接觸層
37．．．虛擬層
39．．．半導體層疊體
39a．．．切割坑道區域
42．．．上部電極
44．．．下部電極
50．．．光阻膜
52．．．第1保護層
53．．．第2保護層
54．．．溝部
54a．．．溝部的側面
55．．．樹脂
56．．．支撐板
57．．．電子蠟
59．．．研磨終止面
60．．．分離面
80．．．第1導線
82．．．第2導線
84．．．成型體
84a．．．凹部
84b．．．凹部底面
86．．．導電性接合劑
90．．．焊接線
92．．．密封樹脂
105．．．發光元件
110．．．透光性基板
180．．．第1導線
186．．．導電性接合劑
CC．．．發光元件側面的下部區域
TC1．．．晶片厚度
TC11．．．晶片厚度
TD‧‧‧溝部深度
TM‧‧‧溝部下部厚度
TL‧‧‧半導體層疊體厚度
TP1‧‧‧發光裝置高度
TP11‧‧‧發光裝置厚度
TR‧‧‧溝部非形成區域厚度
TW‧‧‧透光性基板厚度
第1圖係為關於本發明之實施形態之發光元件的模式剖面圖。
第2圖係顯示發光元件之製造方法的工程剖面圖，第2(a)圖係為在透光性基板上形成接合層的模式剖面圖，第2(b)圖係為在第1基板上形成直至接合層的模式剖面圖，第2(c)圖係為接合晶圓的模式剖面圖，第2(d)圖係為除去第1基板的模式剖面圖。
第3圖係顯示發光元件之製造方法的工程剖面圖，第3(a)圖係為形成上部成長層的模式剖面圖，第3(b)圖係為形成上部電極的模式剖面圖，第3(c)圖係為蝕刻接觸層的模式剖面圖。
第4圖係顯示發光元件之製造方法的工程剖面圖，第4(a)圖係為分離半導體層疊體的模式剖面圖，第4(b)圖係為填充保護層的模式剖面圖，第4(c)圖係為進行半切割的模式剖面圖。
第5圖係顯示發光元件之製造方法的工程剖面圖，第5(a)圖形成凹凸的模式剖面圖，第5(b)圖係為在溝部填充樹脂的模式剖面圖，第5(c)圖係為接合支撐板的模式剖面圖。
第6圖係顯示說明凹凸形狀分布的模式圖，第6(a)圖係為發光元件的模式立體圖，第6(b)圖係為說明凹凸的變化之模式圖，第6(c)圖係為說明小的凹凸之模式圖。
第7圖係為發光裝置的模式剖面圖。
第8圖係顯示關於比較例之發光裝置的模式剖面圖，第8(a)圖係為包含封裝之發光裝置的模式剖面圖，第8(b)圖係為晶片下部區域的部份模式剖面圖。
5．．．發光元件
10．．．透光性基板
10a．．．透光性基板的側面
11．．．凹凸
12．．．接合層
24．．．再成長基底層
26．．．接合層
28．．．第1包覆層
30．．．發光層
32．．．第2包覆層
34．．．電流擴散層
35．．．上部成長層
36．．．接觸層
42．．．上部電極
44．．．下部電極
Claims (10)
- 一種發光裝置，其特徵為具備：發光元件，具有：具有發光層之半導體層疊體；在上面側設置前述半導體層疊體，在側面具有平均高度及平均間距均勻分布的凹凸之透光性基板；及覆蓋前述半導體層疊體的側面及設有前述凹凸之前述透光性基板的前述側面，具有透光性的樹脂；與前述發光元件之下部電極連接之第1電極；與前述發光元件之上部電極連接之第2電極；絕緣構件，其係設置凹部，在前述凹部底面使前述第1電極與第2電極的一部份各自露出，而且在前述凹部的內部設置前述發光元件；及填充在前述凹部內之密封樹脂層。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，前述樹脂的折射率係比前述密封樹脂層的折射率更高，而且比前述透光性基板的折射率更低。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，前述樹脂係包含聚甲基丙烯酸甲酯。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，前述發光層為Inx (Gay Al1-y )1-x P(0≦x≦1、0≦y≦1)、Alz Ga1-z As(0≦z≦1)、及Gas In1-s Nt As1-t (0≦s≦1、0≦t≦1)的任一種，前述透光性基板係為GaP、SiC、GaN、藍寶石、及鑽石的任一種。
- 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中，前述絕 緣構件係包含熱可塑性樹脂或陶瓷。
- 一種發光元件之製造方法，其特徵為具備：在透光性基板的一方面側形成半導體層疊體之工程；從前述半導體層疊體側形成沒有貫穿到前述透光性基板之另一方面側的溝部之工程；在前述溝部的內側面形成凹凸之工程；在形成上述凹凸的工程之後，於前述溝部填充具有透光性的樹脂，於前述半導體層疊體側黏貼支撐板的工程；在黏貼前述支撐板的工程之後，從前述另一方面側直至前述溝部研磨前述透光性基板之工程。
- 如申請專利範圍第6項之發光元件之製造方法，其中，進一步具備在形成前述凹凸之工程後，在前述半導體層疊體側黏貼支撐板之工程，在黏貼前述支撐板之工程後，進行前述研磨工程。
- 如申請專利範圍第6項之發光元件之製造方法，其中，進一步具備：在前述研磨工程之後，在前述透光性基板形成電極之工程；從前述支撐板剝離前述半導體層疊體之工程；及除去前述樹脂，分離為晶片之工程。
- 如申請專利範圍第8項之發光元件之製造方法，其中，前述分離為晶片之工程係包含照射雷射光除去前述樹 脂之工程。
- 如申請專利範圍第6項之發光元件之製造方法，其中，形成前述半導體層疊體之工程係包含：在第1基板上方依序形成再成長基底層及接合層後與前述透光性基板接合，除去前述第1基板之工程；及在前述再成長基底層之上形成包含發光層的上部成長層之工程。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010030931A JP2011171327A (ja) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | 発光素子およびその製造方法、並びに発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201130158A TW201130158A (en) | 2011-09-01 |
| TWI416763B true TWI416763B (zh) | 2013-11-21 |
Family
ID=44369038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW099126925A TWI416763B (zh) | 2010-02-16 | 2010-08-12 | A light-emitting element, a method of manufacturing the same, and a light-emitting device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8415697B2 (zh) |
| JP (1) | JP2011171327A (zh) |
| TW (1) | TWI416763B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014011244A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Nitto Denko Corp | Ｌｅｄの製造方法 |
| CN105378950A (zh) * | 2013-04-11 | 2016-03-02 | 皇家飞利浦有限公司 | 顶发射式半导体发光器件 |
| WO2015011583A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Koninklijke Philips N.V. | Method of separating light emitting devices formed on a substrate wafer |
| DE102013111503B4 (de) * | 2013-10-18 | 2021-08-05 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optoelektronischer Halbleiterchip, optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Vereinzelung von Halbleiterchips |
| DE102014114613B4 (de) | 2014-10-08 | 2023-10-12 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Strahlungsemittierender Halbleiterchip, Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an strahlungsemittierenden Halbleiterchips und optoelektronisches Bauelement mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip |
| DE102014116141B4 (de) * | 2014-11-05 | 2022-07-28 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Halbleiterchips, optoelektronischer Halbleiterchip sowie optoelektronisches Halbleiterbauelement |
| DE102017108385A1 (de) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserbarren und Halbleiterlaser sowie Verfahren zur Herstellung von Laserbarren und Halbleiterlasern |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5498568A (en) * | 1994-06-30 | 1996-03-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of producing a compound semiconductor crystal layer with a steep heterointerface |
| US6531405B1 (en) * | 1996-08-13 | 2003-03-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing a light-emitting and/or a light-receiving semiconductor body |
| TW200512952A (en) * | 2003-09-23 | 2005-04-01 | United Epitaxy Co Ltd | Light emitting diodes in series connection and method of making the same |
| JP2005311331A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4126749B2 (ja) * | 1998-04-22 | 2008-07-30 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2001274458A (ja) | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Toshiba Electronic Engineering Corp | 半導体発光装置及びその製造方法 |
| JP3715627B2 (ja) * | 2002-01-29 | 2005-11-09 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US7148508B2 (en) * | 2002-03-20 | 2006-12-12 | Seiko Epson Corporation | Wiring substrate, electronic device, electro-optical device, and electronic apparatus |
| JP2004165227A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 |
| JP2004247411A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Sharp Corp | 半導体発光素子および製造方法 |
| JP2004296707A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子の製造方法、複合透光性基板及び発光素子 |
| JP2006253298A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| JP5021213B2 (ja) * | 2006-01-23 | 2012-09-05 | 昭和電工株式会社 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| JP2007207981A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| JP2007258672A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-10-04 | Sharp Corp | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| KR100888438B1 (ko) * | 2007-11-22 | 2009-03-11 | 삼성전기주식회사 | 백색 발광소자 및 그 제조방법 |
-
2010
- 2010-02-16 JP JP2010030931A patent/JP2011171327A/ja active Pending
- 2010-08-12 TW TW099126925A patent/TWI416763B/zh not_active IP Right Cessation
- 2010-09-20 US US12/886,468 patent/US8415697B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5498568A (en) * | 1994-06-30 | 1996-03-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of producing a compound semiconductor crystal layer with a steep heterointerface |
| US6531405B1 (en) * | 1996-08-13 | 2003-03-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing a light-emitting and/or a light-receiving semiconductor body |
| TW200512952A (en) * | 2003-09-23 | 2005-04-01 | United Epitaxy Co Ltd | Light emitting diodes in series connection and method of making the same |
| JP2005311331A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110198665A1 (en) | 2011-08-18 |
| JP2011171327A (ja) | 2011-09-01 |
| TW201130158A (en) | 2011-09-01 |
| US8415697B2 (en) | 2013-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI416763B (zh) | A light-emitting element, a method of manufacturing the same, and a light-emitting device | |
| TWI734110B (zh) | 照明結構及製造發光裝置之方法 | |
| US8039864B2 (en) | Semiconductor light emitting device and fabrication method for the same | |
| JP3724620B2 (ja) | 発光ダイオードの製造方法 | |
| US20050104081A1 (en) | Semiconductor light emitting diode and method for manufacturing the same | |
| JP2006253298A (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光装置 | |
| KR20070013273A (ko) | 반도체 장치의 제조 | |
| JP5056799B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JP2007266571A (ja) | Ｌｅｄチップ、その製造方法および発光装置 | |
| US20150014702A1 (en) | Light-emitting diode having improved light extraction efficiency and method for manufacturing same | |
| JP2010098068A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法、並びにランプ | |
| JP2011176093A (ja) | 発光素子用基板および発光素子 | |
| JP2009059969A (ja) | 半導体発光素子、発光装置、照明装置、表示装置及び半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2009117744A (ja) | ＺｎＯ系半導体素子の製造方法 | |
| JP2011060966A (ja) | 発光装置 | |
| KR100648136B1 (ko) | 발광 다이오드 및 그 제조 방법 | |
| JP5075786B2 (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| JP2012199357A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| TWI466327B (zh) | 晶圓級發光二極體結構之製造方法 | |
| JP2008277323A (ja) | 半導体発光素子およびウエハ | |
| US8618562B2 (en) | Light emitting device and method for manufacturing same | |
| JP2016072494A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US20210343902A1 (en) | Optoelectronic semiconductor component having a sapphire support and method for the production thereof | |
| KR100752348B1 (ko) | 수직 구조 발광 다이오드 제조 방법 | |
| KR100889569B1 (ko) | 질화물계 발광소자 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |