TWI420707B - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

發光裝置及其製造方法

本發明係關於發光裝置及其製造方法。

使用發光二極體之發光裝置具有節能、長壽之優點，且用作照明裝置、彩色影像顯示裝置、液晶面板的背光、或交通信號燈等的光源而備受矚目。

關於此種發光裝置，例如日本專利特開2006-114820號公報中已揭示有依序積層著透明結晶基板、由P型及N型的氮化物半導體所構成的一對半導體層、用於使電流注入一對半導體層的半導體面電極、及絕緣基板的發光元件。在絕緣基板上形成縱導體。此縱導體係在厚度方向上貫通絕緣基板而形成的縱孔內藉由電鍍處理、或焊接等的導電性糊料)埋入處理而形成，且將半導體面電極、及形成在絕緣基板的另一面上之安裝面電極予以電性連接。

日本專利特開2006-114820號公報的發光元件，係在光射出面的相反側於絕緣基板的表面具備該安裝面電極，因此係以與表面安裝在印刷基板上的元件同樣地進行處理作為前提。

然而，由於此種發光元件通常為厚度20微米左右的極薄構造，故如日本專利特開2006-114820號公報所示，發光元件即使作成以與表面安裝在印刷基板上的其它元件同樣的方式進行處理，操縱(handling)亦困難。例如，表面安裝作業中操縱(handling)失敗，發光元件破損時，照明裝置等的可靠性會下降。

又，如日本專利特開2000-114820號公報中所示，藉由電鍍處理形成縱導體時，由於電鍍處理時必定需要一定的時間，故製造效率極差。

另一方面，藉由焊劑等的導電性糊料埋入處理而形成縱導體時，縱孔內埋入的導電性糊料在凝固時必定會收縮，縱導體內會發生縮孔(shrinkage cavity)。此種縮孔會成為電阻增大、高頻特性劣化及可靠性下降等的原因。

本發明的課題在於提供一種可靠性高的面發光之發光裝置、及發光裝置的製造方法。

本發明的另一課題在於提供容易製造的發光裝置、及發光裝置的製造方法。

為了達成上述目的，本發明的發光裝置包含發光元件及支持基板。前述發光元件包含透明結晶基板、半導體層、半導體面電極、絕緣層和縱導體；前述透明結晶基板的一面是光射出面，前述半導體層包含積層有P型半導體層和N型半導體層之構造，且積層在與前述透明結晶基板的前述光射出面為相反側的另一面上。前述P型半導體層和N型半導體層之中，位於前述透明結晶基板側的一半導體層具有與另一半導體層不重疊的部份。

前述半導體面電極具有第1半導體面電極和第2半導體面電極，前述第1半導體面電極係在前述一半導體層中設置在前述不重疊的部份的表面；前述第2半導體面電極係在前述另一半導體層中設置在與設有前述第1半導體面電極的前述表面同側的面上。前述絕緣層覆蓋著前述半導體層。

前述縱導體是以含有藉由凝固而膨脹之金屬成份的膨脹金屬體構成且含有第1縱導體和第2縱導體。前述第1縱導體係貫通前述絕緣層且連接至前述第1半導體面電極，前述第2縱導體係貫通前述絕緣層且連接至前述第2半導體面電極。

前述支持基板具有基板部和貫通電極且積層在前述絕緣層。前述貫通電極是以含有藉由凝固而膨脹之金屬成份的膨脹金屬體構成且含有第1貫通電極和第2貫通電極。前述第1貫通電極係貫通前述基板部且連接至前述第1縱導體，前述第2貫通電極係貫通前述基板部且連接至前述第2縱導體。

如上所述，本發明的發光裝置包含發光元件和支持基板，且支持基板積層在發光元件上。依據此構造，由於係藉由支持基板來輔助極薄構造之發光元件，所以可使製造步驟中的操控性進一步提高，且使生產性‧製造效率提高。

而且，將發光元件和支持基板以個別的步驟來製造，藉由將支持基板貼附在發光元件的絕緣層等的手段可使兩者一體化，或是，亦可採用在支持基板貼附在發光元件的狀態下，一次地進行縱導體和貫通電極用埋入步驟等的手段。因此，藉由適用於生產‧製造設備等的最適當的製造方法，可進行效率良好的製造。

又，由於支持基板係作為中介物(interposer)而發揮功能，所以使用該支持基板可實現對發光元件之合理的供電電路。解

又，藉由活用支持基板，可使該發光元件中的絕緣層的厚度減少，使對絕緣層的穿孔步驟及其後的縱導體形成步驟容易化。

發光元件包含透明結晶基板、半導體層；透明結晶基板的一面為光射出面，半導體層係積層在與透明結晶基板的光射出面為相反側的另一面上。此種構造中該半導體層用的電極不論是P側電極還是N側電極，都可賦予用來實現未出現在光射出面之構造的基極(base)。

半導體層用之電極作為用來實現未出現在光射出面之構造的具體構造而言，本發明中在構成半導體層之P型半導體層和N型半導體層之中，位於該透明結晶基板側之一半導體層具有與另一半導體層不重疊的部份。

屬於P側電極、N側電極之中之任一者的第1半導體面電極係在上述一半導體層中設置在不重疊的部份的表面，第2半導體面電極係在另一半導體層中設置在與設有第1半導體面電極的表面同側的面。因此，對半導體層而言，電流由透明結晶基板的所在側的相反側注入。半導體層由於被絕緣層覆蓋著，故可受到絕緣層的保護。

發光元件包含第1縱導體和第2縱導體。第1縱導體係貫通絕緣層且連接至第1半導體面電極，第2縱導體係貫通絕緣層且連接至第2半導體面電極。又，支持基板包含有第1貫通電極和第2貫通電極，第1貫通電極係貫通基板部且連接至第1縱導體，第2貫通電極係貫通基板部且連接至第2縱導體。

因此，半導體層的第1半導體面電極和第2半導體面電極中，由透明結晶基板的所在側的相反側，藉由第1貫通電極和第1縱導體所形成的電路、第2貫通電極和第2縱導體所形成的電路來供給電流，半導體層用的電極能實現未出現在光射出面的構造。

第1縱導體和第2縱導體是膨脹金屬體。此膨脹金屬體係藉由使溶融金屬流入設置在絕緣層中的縱孔內且使其凝固的溶融金屬填充法來形成。一面對流入縱孔內的溶融金屬施加機械力，例如使用壓板(pressing plate)之加壓、射出壓或滾壓，一面進行冷卻而使其凝固，藉此可在短時間有效地形成具有無空穴、無空隙、無空洞之緻密構造的縱導體。

構成第1縱導體和第2縱導體之膨脹金屬體係包含體積藉由凝固而膨脹的金屬成份(凝固膨脹金屬成份)。其具體例為鉍(Bi)。若含有鉍等的凝固膨脹金屬成份，則藉由凝固時的體積膨脹特性，可在縱孔的內部形成無空洞或無空隙的緻密縱導體。在適用溶融金屬填充法的情況下，藉由溶融金屬而被暫時加熱的絕緣層會隨著溶融金屬的溫度下降而收縮。此時，若溶融金屬亦因溫度下降而造成體積收縮，則在縱孔的內壁面和膨脹金屬體之間會生成空隙或空洞。本發明中，由於溶融金屬包含鉍等的凝固膨脹金屬成份，因此不會生成上述的空隙或空洞。因此，可形成電性優良的高品質之縱導體。

設置在該支持基板上的第1貫通電極和第2貫通電極亦為膨脹金屬體。該膨脹金屬體亦藉由與縱導體同樣的溶融金屬填充法來形成，且可在短時間內有效率地形成具有無空穴、無空隙、無空洞之緻密構造的貫通電極。

構成第1貫通電極和第2貫通電極的膨脹金屬亦包含凝固膨脹金屬成份。凝固膨脹金屬成份的具體例及作用已有說明，藉由凝固膨脹金屬成份的體積膨脹特性，可在貫通孔的內部形成無空洞或無空隙的緻密貫通電極。

本發明的發光裝置中，發光元件可為單數個亦可為複數個。在發光元件為複數個的情況下，可實現具有與該數量對應的發光量的面發光裝置。

在發光元件為複數個的情況下，較佳是使發光元件的每一者藉由通過透明結晶基板、半導體層和絕緣層之分離溝而個別化。此乃因可使發光元件的每一者在電性穩定的狀態下發光。此種情況下，較佳為，支持基板在發光元件的每一者中為共用。此乃因構造可簡單化且容易製造。支持基板可由陶瓷基板構成亦可由樹脂基板構成。

第1半導體面電極和第2半導體面電極較佳是包含含有金之電極膜。又，第2半導體面電極較佳是包含光反射電極膜。依此，藉由光反射電極膜使半導體層的接合區域之發光朝透明結晶基板的方向反射，可使在透明結晶基板的光射出面所看到的發光量增大。

透明結晶基板亦可在光射出面上形成微細凹凸形狀。藉此，可在透明結晶基板的光射出面上使光擴散或分散，而實現均一的面發光。與此不同，透明結晶基板的光射出面上亦可配置具有微細凹凸狀的透明光學零件。此種情況下，也可得到同樣的作用效果。又，亦可於透明結晶基板的光射出面或內部配置螢光體。

本發明更揭示上述發光裝置的製造方法。依照此製造方法，在對透明結晶基板的光射出面為相反側的另一面上準備積層有半導體層和半導體面電極的積層體。然後，使前述積體層的前述半導體層和前述半導體面電極圖案化，以形成個別化的發光元件。其次，塗佈共同地覆蓋前述發光元件之耐熱性樹脂且予以硬化以形成絕緣層。其次，在前述絕緣層上對縱孔進行穿孔以使縱孔達到前述半導體面電極。如此一來，在已穿孔的前述縱孔內填入含有金屬成份的溶融金屬且予以凝固以形成縱導體，其中該金屬成份藉由凝固而膨脹。然後，在前述絕緣層上貼合具有貫通電極的支持基板，且將前述縱導體和前述貫通電極予以接合。

如以上所述，依據本發明，可得到以下的效果。

(a)可提供可靠性高的面發光發光裝置及其製造方法。

(b)可提供容易製造的發光裝置及其製造方法。

就本發明的其它目的、構成和優點而言，將參考所附加的圖式而更詳細地說明。所附加的圖式只不過是例示而已。

1.發光裝置

參照圖1，本發明的發光裝置包含發光元件1和支持基板9。發光元件1是發光二極體且包含透明結晶基板2、半導體層(31，32)、半導體面電極(51，52)、絕緣層6、縱導體(71，72)。

透明結晶基板2是以藍寶石為代表，其一面是光射出面21。透明結晶基板2的一面上有緩衝層30，半導體層(31，32)隔著緩衝層30而在透明結晶基板2上成長。

半導體層(31，32)在發光元件1中是習知者。具有PN接合的代表性構成是使用III-V族化合物半導體。不過，不限於習知技術，可以包含由此所提議的某種化合物半導體。

本發明中，發光元件1可以是紅色發光元件、綠色發光元件、藍色發光元件、橙色發光元件的任一者，亦可以是白色發光元件。這些發光元件1中，構成半導體層(31，32)的半導體材料是已知者。

圖1是表示使用氮(N)系的化合物半導體的GaN系藍色發光元件的一例。參照圖式，半導體層(31，32)具有在附著於由藍寶石構成的透明結晶基板2的一面上的緩衝層30上，依序積層有N型半導體層31、活性層4及P型半導體層32而成的構造。作為一例，N型半導體層31是以矽摻雜之GaN層來構成，P型半導體層32是以Mg摻雜的GaN層來構成。

活性層4具有以GaN-InGaN等構成的多重量子井MQW(Multiple Quantum Well)，且在與P型半導體層32相連接之側具備Al-GaN超晶格頂蓋層。

P型半導體層及N型半導體層之中，位於透明結晶基板2之側的N型半導體層31具有與P型半導體層32不重疊的部份33。不重疊的部份33係在由N型半導體層31、活性層4及P型半導體層32構成的主動區外側，例如以挾持或包圍著該能動區域的方式設置。不重疊的部份33可為其表面從與活性層4接觸的面下降的階差狀，但亦可為其表面與活性層4接觸的面保持原狀地以平面方式延伸的態樣。

半導體面電極(51，52)具有第1半導體面電極51和第2半導體面電極52。第1半導體面電極51和第2半導體面電極52是含有金的薄膜電極。第1半導體面電極51係在N型半導體層31中設置在不重疊的部份33的表面。不重疊的部份33作成儘量小。

第2半導體面電極52係在P型半導體層32中設置在與設有第1半導體面電極51的表面同側的面上。實施形態中，第2半導體面電極52具有光反射電極膜34以作為其一部份。光反射電極膜34係以銀或鋁為主成份且設置在P型半導體層32上，第2半導體面電極52積層在光反射電極膜34上。藉此，藉由光反射電極膜34將位於N型半導體層31和P型半導體層32之間的活性層4中的發光朝透明結晶基板2的方向反射，可使在透明結晶基板2的光射出面21所看到的發光量增大。

光反射電極膜34較佳是在P型半導體層32的相反側在以銀或鋁為主成份的反射電極膜上，積層有以鉻為主成份的第2反射電極膜而成的兩層構造。藉由具有此種第2反射電極膜，可使光反射效率更加提高。

絕緣層6覆蓋著由半導體層(31，32)及活性層4等所構成的能動區域。該絕緣層6可藉由耐熱性絕緣樹脂，例如具耐熱性的環氧化物系樹脂、聚醯胺系樹脂或液晶聚酯等構成。

於第1半導體面電極51和第2半導體面電極52接合有縱導體(71，72)的一端。縱導體(71，72)包含第1縱導體71和第2縱導體72。第1縱導體71貫通絕緣層6且連接至第1半導體面電極51，第2縱導體72貫通絕緣層6且連接至第2半導體面電極52。第1縱導體71和第2縱導體72都是含有藉由凝固而膨脹的金屬成份(以下，稱為凝固膨脹金屬成份，具體而言是鉍)的膨脹金屬體。組成第1縱導體71和第2縱導體72的材料中可含有由Ga,Sb,Ag,Cu,Ge的群中選取的至少一種、以及上述的凝固膨脹金屬成份。

支持基板9具有基板部91、貫通電極(94，95)。支持電極9可以陶瓷基板來構成。較佳例為以矽為主成份的基板(半導體基板)。在支持基板9是以半導體基板構成的情況下，其兩面上設有絕緣層92、93。在半導體基板的情況下，較佳是另外使厚度方向的兩面及貫通各貫通電極(94，95)之貫通孔90的內壁面氧化或氮化。氧化可以是自然氧化，也可以是強制氧化。與此不同，支持基板9亦可以絕緣樹脂基板或絕緣性陶瓷基板構成。此種情況下，絕緣層92、93可以省略。

貫通電極(94，95)是以含有藉由凝固而膨脹的金屬成份(具體而言是鉍)的膨脹金屬體構成且含有第1貫通電極94和第2貫通電極95。第1貫通電極94係貫通基板部91且連接至第1縱導體71，第2貫通電極95係貫通基板部91且連接至第2縱導體72。第1貫通電極94和第2貫通電極95是與第1縱導體71和第2縱導體72一樣都是以含有藉由凝固而膨脹的金屬成份的膨脹金屬體構成。

如上所述，本發明的發光裝置包含發光元件1和支持基板9，該支持基板9積層在覆蓋該發光元件1的半導體層的絕緣層6上。依據此種構造，由於藉由該支持基板9來輔助極薄構造的發光元件1，故可使製造步驟之操控性進一步提高，且使生產‧製造效率提高。

而且，將發光元件1和該支持基板9以個別步驟來製造，藉由將該支持基板9貼附在發光元件1的絕緣層6上等的手段可使兩者一體化，或是，在支持基板9貼附在發光元件1的狀態下，亦可採用一次地進行用於縱導體和貫通電極的埋入步驟等的手段。因此，藉由適用於生產‧製造設備等的最適當的製造方法，可進行效率良好的製造。

又，由於支持基板9係作為中介物(interposer)而發揮功能，所以使用該支持基板9可實現對發光元件1之合理的供電電路。

又，藉由活用該支持基板9作為絕緣基板，可使該發光元件1中的絕緣層6的厚度減少，使對絕緣層6的穿孔步驟及其後的縱導體形成步驟容易化。

發光元件1包含透明結晶基板2和半導體層(31，32)，透明結晶基板2的一面為光射出面21，半導體層(31，32)係積層在與該透明結晶基板2的光射出面21為相反側的另一面22上。此種構造中半導體層(31，32)用的電極不論是P側電極還是N側電極都可成為用來實現未出現在光射出面21之構造的基極(base)。依據此種構成，由於光射出面21的面積不會因電極而縮小，所以發光量變大，且可實現發光效率高的發光裝置。

關於半導體層(31，32)用之電極作為用來實現未出現在光射出面21之構造的具體構造而言，本發明中在構成半導體層(31，32)之P型半導體32和N型半導體層31中，位於該透明結晶基板2側的N型半導體層31具有與P型半導體層32不重疊的部份33。

第1半導體面電極51在N型半導體層31中設置在不重疊的部份33的表面，第2半導體面電極52在P型半導體層32中設置在與設有第1半導體面電極51的表面同側的面上。因此，對半導體層(31，32)而言，電流由透明結晶基板2的所在側的相反側注入。由於半導體層(31，32)藉由絕緣層6來覆蓋，故可受到絕緣層6的保護。

第1縱導體71係貫通絕緣層6且連接至第1半導體面電極51，第2縱導體72係貫通絕緣層6且連接至第2半導體面電極52。又，積層在發光元件1的絕緣層6上的支持基板9包含第1貫通電極94和第2貫通電極95，第1貫通電極94貫通基板部91且連接至第1縱導體71，第2貫通電極95貫通基板部91且連接至第2縱導體72。

因此，半導體層的第1半導體面電極51和第2半導體面電極52中，從透明結晶基板2的所在側的相反側，藉由第1貫通電極94和第1縱導體71所形成的電路、第2貫通電極95和第2縱導體72所形成的電路來供給電流。

第1縱導體71和第2縱導體72是膨脹金屬體。此膨脹金屬體可藉由使溶融金屬流入設置在絕緣層6中的縱孔70內而凝固的溶融金屬填充法來形成。因此，可形成具有無空穴、無空洞、無空隙之緻密構造的高品質之第1縱導體71和第2縱導體72。

構成第1縱導體71和第2縱導體72之膨脹金屬體包含體積因凝固而膨脹的金屬成份，即，包含凝固膨脹金屬成份。其具體例為鉍(Bi)、銦。若含有鉍等的凝固膨脹金屬成份，則藉由凝固時的體積膨脹特性，可在縱孔70的內部形成無空洞或無空隙的緻密的縱導體(71，72)。

構成第1貫通電極94和第2貫通電極95的膨脹金屬亦包含凝固膨脹金屬成份。凝固膨脹金屬成份的具體例及作用已有說明，藉由凝固膨脹金屬成份的體積膨脹特性，可在貫通孔的內部形成無空洞或無空隙的緻密之貫通電極。

本發明的發光裝置中，發光元件1可為單數個亦可為複數個。在發光元件1為複數個的情況下，可實現具有與該數量對應的發光量的面發光裝置。

在發光元件1為複數個的情況下，較佳是使發光元件1各自藉由通過透明結晶基板2、半導體層和絕緣層6之分離溝8而個別化。可使發光元件1的每一者在電性穩定的狀態下發光。

實施形態中，由於該支持基板9是由發光元件1的每一者共用，因此構造可簡單化且容易製造。

透明結晶基板2亦可為在光射出面21上形成微細凹凸形狀。藉此，可在透明結晶基板2的光射出面21上使光擴散或分散，而實現均一的面發光。亦可與此不同，而在透明結晶基板2的光射出面21上配置具有微細凹凸狀的透明光學零件。於此種情況下，也可得到同樣的作用效果。又，亦可於透明結晶基板2的光射出面21或內部配置螢光體。

2.發光裝置的製造方法

其次，針對圖1所示的發光元件的製造方法參照圖2至圖21來說明。首先，如圖2所示，具有在設置在與由藍寶石所構成的透明結晶基板2的光射出面21呈相反側的另一面22上的緩衝層30上，依序積層有N型半導體層31、活性層4及P型半導體層32而成的構造，且光反射電極膜53形成在P型半導體層32上。透明結晶基板1的厚度是0.5毫米，N型半導體層31的厚度是6微米，P型半導體層32的厚度是0.2微米，惟上述係為一例，非用以限定。

其次，如圖3所示，在光反射電極膜53上進行光微影步驟，以將光阻膜100圖案化成規定圖案後，如圖4所示，以光阻膜100作為遮罩來對光反射電極膜53進行蝕刻。光反射電極膜53的蝕刻是藉由化學式濕式蝕刻來進行。

其次，如圖5所示，以光阻膜100及其下的光反射電極膜53作為遮罩，對P型半導體層32、活性層4及N型半導體層31進行蝕刻。此時的蝕刻可使用反應式離子蝕刻(RIE)等的乾式蝕刻。N型半導體層31的蝕刻係以不蝕刻全部而是殘留一部份的方式來進行，且以在該N型半導體層31與P型半導體層32之間生成不重疊的部份33的方式來進行蝕刻。藉此，使光反射電極膜53、P型半導體層32、活性層4及N型半導體層31圖案化，以形成個別化的發光元件。圖式中，不重疊的部份33係成為其表面從與活性層4接觸的面下降的階差狀，但亦可為其表面從與活性層4接觸的面保持原狀地以平面方式延伸的態樣。不重疊的部份33的表面位置係藉由蝕刻量來控制。

其後，將作為遮罩使用的光阻膜100藉由例如灰化加以去除，而成為圖6所示的狀態。

然後，以共同地覆蓋發光元件全體的方式塗佈光阻膜之後，藉由進行光微影步驟，而如圖7所示，將光阻膜101圖案化，而形成光阻孔102，其用來形成第1半導體面電極51和第2半導體面電極52。光阻孔102係以在其底部上使N型半導體層31的不重疊部份33、以及P型半導體層32上所存在的光反射電極膜53都出現的方式形成。光阻膜101的一例中厚度可以是5微米左右。

然後，如圖8所示，使用濺鍍等的薄膜形成技術，在光阻孔102的底部上所存在的N型半導體層31的不重疊部份33上、以及P型半導體層32上所存在的光反射電極膜53上，形成第1半導體面電極51和第2半導體面電極52。第1半導體面電極51和第2半導體面電極52的一例可以是1微米左右。

其次，如圖9所示，塗佈共同地覆蓋發光元件的光阻層以形成絕緣層6之後，對該絕緣層6進行光微影步驟，且進行曝光‧顯像，如圖10所示，然後對縱孔70進行穿孔，以達到第1半導體面電極51和第2半導體面電極52。

其次，在這樣經穿孔而成的縱孔70內，如圖11所示，填充含有藉由凝固而膨脹的金屬成份(具體而言為鉍)的溶融金屬且予以凝固，以形成第1縱導體71和第2縱導體。形成第1縱導體71和第2縱導體72時，使溶融金屬流入設置在絕緣層6中的縱孔70內，一面對流入至縱孔70內的溶融金屬施加機械力，例如使用了壓板(pressing plate)之加壓、射出壓或滾壓，一面進行冷卻而使其凝固。藉此，可在短時間有效率地形成具有無空穴、無空隙、無空洞之緻密構造的膨脹金屬體。

作為使用溶融金屬填充法形成第1縱導體71和第2縱導體72時所使用的金屬材料的主成份，可例示鉍、銦、錫和銅。特別是若含有鉍，則藉由鉍所具有之凝固時的體積膨脹特性，可在縱孔70的內部形成不會生成空洞或空隙的緻密第1縱導體71和第2縱導體72。作為溶融金屬，可使用利用上述金屬材料將以粒徑1微米以下、結晶直徑200奈米以下的多結晶體的集合體構成的粒子(奈米粒子)的粉體加以溶融而成者。

縱孔70適合使用雷射穿孔法或化學穿孔法等周知的穿孔技術而容易地打開。而且，第1縱導體71及第2縱導體72由於係填充至以此方式穿孔的縱孔70內，且藉由凝固的膨脹金屬體來構成，所以在電極製造時，可採用將溶融金屬填充至縱孔70內且在加壓的情況下予以凝固的加壓填充方法。依據此方法，可在縱孔70內形成無空洞的緻密的第1縱導體71和第2縱導體72。即，適用溶融金屬填充法時，藉由溶融金屬而暫時加熱的絕緣層6會隨著溶融金屬的溫度下降而收縮。此時，若溶融金屬是體積因溫度下降而收縮的一般金屬材料，則在縱孔70的內壁面和膨脹金屬體之間會生成空隙或空洞。本發明中，由於溶融金屬含有鉍等的凝固膨脹金屬成份，因此不會生成上述的空隙或空洞。因此，可形成電氣特性優良的高品質之縱導體(71，72)。

又，上述的加壓填充方法屬於壓印(press)工法，在與使用先前的ICP型RIE裝置的乾蝕刻法比較下，設備費明顯較便宜，處理時間亦可較短。因此，可實現成本較便宜的發光裝置。

其次，如圖12所示，在絕緣層6的表面上貼著切割(dicing)帶103後，將透明結晶基板2、緩衝層30、N型半導體層31的不重疊的部份33及絕緣層5予以切割而形成分離溝8。然後，將該切割帶103予以剝離，依需要藉由所選擇的化學蝕刻法、物理蝕刻法或兩者的組合，使絕緣層6的表面由第1縱導體71及第2縱導體72的端部後退，以使第1縱導體71及第2縱導體72的端部突出。

然後，如圖13和圖14所示，使支持基板9貼合在絕緣層6上，且將第1縱導體71及第2縱導體72、與第1貫通孔94及第2貫通孔95予以接合。使絕緣層6的表面由第1縱導體71及第2縱導體72的端部後退，在使第1縱導體71及第2縱導體72的端部突出時，以適合於第1縱導體71及第2縱導體72端部的突出量的深度，使第1貫通電極94和第2貫通電極95的前端後退，以所謂的「內低(inside low)式」使第1縱導體71和第2縱導體72的端部嵌合於貫通孔90的內部。藉此，在貼合的同時，進行位置對準。與圖示不同，使支持基板9的表面由第1貫通電極94和第2貫通電極95的端部後退，且使第1貫通電極94和第2貫通電極95的端部突出，以適合於第1貫通電極94和第2貫通電極95端部的突出量的深度，使第1縱導體71及第2縱導體72的前端後退亦可。

關於在絕緣層6中形成縱孔70的時序(timing)，在絕緣層6中形成第1縱導體71和第2縱導體72的時序，使支持基板9貼合的時序，在支持基板9上形成第1貫通電極94和第2貫通電極95的時序，有多種方法，其中一例如下所示。

(a)在絕緣層6的縱孔70中形成第1縱導體71和第2縱導體72之後，將已形成有第1貫通孔94和第2貫通孔95的支持基板9貼合至絕緣層6上的方法。圖13和圖14顯示此種方法。

(b)如圖15所示，在形成第1縱導體71和第2縱導體72後，將貫通孔90已形成但未形成有第1貫通電極94和第2貫通電極95的支持基板9如圖16所示貼合於絕緣層6，然後，如圖17所示，將溶融金屬填充於貫通孔90內，以形成第1貫通電極94和第2貫通電極95的方法。

(c)如圖18所示，將貫通孔90已形成但未形成有第1貫通電極94和第2貫通電極95的支持基板9貼合於絕緣層6中已形成縱孔70後且形成第1縱導體71和第2縱導體72前的絕緣層6，然後，如圖19所示，將溶融金屬填充於縱孔70和貫通孔90內，以同時形成第1縱導體71和第2縱導體72及第1貫通電極94和第2貫通電極95的方法。

(d)在絕緣層6中形成縱孔70之前，將未形成有貫通孔90的支持基板9貼合於絕緣層6上，然後同時形成縱孔70和貫通孔90，將溶融金屬填充於縱孔70和貫通孔90內，以同時形成第1縱導體71和第2縱導體72及第1貫通電極94和第2貫通電極95的方法。

關於第1縱導體71和第2縱導體72、及第1貫通電極94和第2貫通電極95的接合，在兩者的接合界面介隔有接合膜。接合膜可含有：由錫、銦、鉍、鎵或銻的群中選取的至少1種的低融點金屬成份、及含有由鉻、銀、銅、金、鉑、鈀(Pd)、鎳、鎳-磷合金、鎳-鉍合金的群中選取的至少1種的高融點金屬材料。低融點金屬會與第1縱導體71和第2縱導體72、及第1貫通電極94和第2貫通電極95反應，形成金屬間化合物而消耗，接合後融點大幅提高。

3.發光裝置的其它形態

本發明的發光裝置可採用各種的態樣。其一例已顯示於圖20和圖21中。

圖20所示的發光裝置未具備圖1至圖19所示的發光裝置所具備的分離溝8。透明結晶基板2、緩衝層30及N型半導體層31在發光元件1的每一者中為共用。

圖21所示的發光裝置在透明結晶基板2的光射出面21上配置著具有微細凹凸形狀的透明光學零件23。藉此，在透明結晶基板2的光射出面21上使光擴散或分散，可實現均一的面發光。亦可在透明結晶基板2的光射出面21上形成微細凹凸形狀，以取代透明光學零件23的設置。又，雖然圖示中省略，與微細凹凸同時，或未設置微細凹凸，亦可在透明結晶基板2的光射出面21上設置螢光體。

本發明的發光裝置是將單一發光元件之發光二極體、複數的發光元件例如配置成矩陣狀而成的面發光裝置、照明裝置、液晶顯示器用的背光源、交通號誌等，而具有廣範圍的用途。

以上，參照較佳的實施例具體地說明了本發明的內容，但基於本發明的基本技術思想及教示，只要是該技術領域的業者，可採用種種的變形態樣乃顯而易知者。

1．．．發光元件

2．．．透明結晶基板

4．．．活性層

21．．．光射出面

23．．．透明光學零件

30．．．緩衝層

31．．．N型半導體層

32．．．P型半導體層

33．．．不重疊的部份

51．．．第1半導體面電極

52．．．第2半導體面電極

53．．．光反射電極膜

6．．．絕緣層

71．．．第1縱導體

72．．．第2縱導體

8．．．分離溝

9．．．支持基板

90．．．貫通孔

91．．．基板部

92、93．．．絕緣層

94．．．第1貫通電極

95．．．第2貫通電極

圖1是本發明的一實施形態的發光裝置的部份剖視圖。

圖2是本發明的一實施形態的發光裝置的製造方法的部份剖視圖。

圖3是圖2所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖4是圖3所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖5是圖4所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖6是圖5所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖7是圖6所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖8是圖7所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖9是圖8所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖10是圖9所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖11是圖10所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖12是圖11所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖13是圖12所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖14是圖13所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖15是本發明的一實施形態的發光裝置的又一製造方法的部份剖視圖。

圖16是圖15所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖17是圖16所示的步驟之後的狀態的部份剖視圖。

圖18是本發明的一實施形態的發光裝置的又另一製造方法的部份剖視圖。

圖19是圖18所示的步驟之後的步驟的部份剖視圖。

圖20是本發明的另一實施形態的發光裝置的部份剖視圖。

圖21是本發明的又一實施形態的發光裝置的部份剖視圖。

1．．．發光元件

2．．．透明結晶基板

4．．．活性層

6．．．絕緣層

8．．．分離溝

9．．．支持基板

21．．．光射出面

30．．．緩衝層

31．．．N型半導體層

32．．．P型半導體層

33．．．不重疊的部份

51．．．第1半導體面電極

52．．．第2半導體面電極

53．．．光反射電極膜

71．．．第1縱導體

72．．．第2縱導體

91．．．基板部

92．．．絕緣層

93．．．絕緣層

94．．．第1貫通電極

95．．．第2貫通電極

Claims (12)

1. 一種發光裝置，其包含發光元件及支持基板，前述發光元件包含透明結晶基板、半導體層、半導體面電極、絕緣層和縱導體，前述透明結晶基板的一面是光射出面，前述半導體層包含積層有P型半導體層和N型半導體層之構造，且積層在與前述透明結晶基板的前述光射出面為相反側的另一面，前述絕緣層覆蓋前述半導體層，前述縱導體包含第1縱導體及第2縱導體，前述第1縱導體係貫通前述絕緣層，且一端連接至設置在前述P型半導體層和前述N型半導體層中之一者的第1半導體面電極，前述第2縱導體係貫通前述絕緣層，且一端連接至設置在前述P型半導體層和前述N型半導體層中之另一者的第2半導體面電極，前述支持基板具有基板部及貫通電極，且積層在前述絕緣層上，前述貫通電極包含第1貫通電極及第2貫通電極，前述第1貫通電極係貫通前述基板部，且一端連接至前述第1縱導體的另一端，前述第2貫通電極係貫通前述基板部，且一端連 接至前述第2縱導體的另一端，前述第1縱導體和前述第2縱導體的前述另一端係較前述絕緣層的表面更突出，且在前述支持基板的內部與前述第1貫通電極及前述第2貫通電極的前述一端相連接，前述第1貫通電極及前述第2貫通電極係填充至預先設置在前述支持基板的厚度方向上的貫通孔內，前述第1縱導體及前述第2縱導體的前述另一端，係插入前述貫通孔的內部而與前述第1貫通電極及前述第2貫通電極的前述一端連接。
2. 一種發光裝置，其包含發光元件及支持基板，前述發光元件包含透明結晶基板、半導體層、半導體面電極、絕緣層和縱導體，前述透明結晶基板的一面是光射出面，前述半導體層包含積層有P型半導體層和N型半導體層之構造，且積層在與前述透明結晶基板的前述光射出面為相反側的另一面，前述絕緣層覆蓋前述半導體層，前述縱導體包含第1縱導體及第2縱導體，前述第1縱導體係貫通前述絕緣層，且一端連接至設置在前述P型半導體層和前述N型半導體層中之一者的第1半導體面電極，前述第2縱導體係貫通前述絕緣層，且一端連接至設置在前述P型半導體層和前述N型半導體層中之另一者的第2半導體面電極， 前述支持基板具有基板部及貫通電極，且積層在前述絕緣層上，前述貫通電極包含第1貫通電極及第2貫通電極，前述第1貫通電極係貫通前述基板部，且一端連接至前述第1縱導體的另一端，前述第2貫通電極係貫通前述基板部，且一端連接至前述第2縱導體的另一端，前述第1縱導體和前述第2縱導體係填充至預先設置在前述絕緣層的厚度方向上的縱孔內，前述另一端係較前述絕緣層的表面更後退，前述第1貫通電極及前述第2貫通電極之一端，係插入前述縱孔的內部而與前述第1縱導體及前述第2縱導體的前述另一端連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中前述P型半導體層和前述N型半導體層之中，位於前述透明結晶基板側之一半導體層具有與另一半導體層不重疊的部份，前述第1半導體面電極係在前述一半導體層中設置在前述不重疊的部份的表面，前述第2半導體面電極係在前述另一半導體層中設置在與設有前述第1半導體面電極的前述表面同側的面上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中前述P型半導體層和前述N型半導體層之中，位 於前述透明結晶基板側之一半導體層具有與另一半導體層不重疊的部份，前述第1半導體面電極係在前述一半導體層中設置在前述不重疊的部份的表面，前述第2半導體面電極係在前述另一半導體層中設置在與設有前述第1半導體面電極的前述表面同側的面上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中前述發光元件為複數個。
6. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中前述發光元件為複數個。
7. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中前述發光元件的每一者係藉由通過前述透明結晶基板、前述半導體層及前述絕緣層之分離溝而個別化，前述支持基板在前述發光元件的每一者中為共用。
8. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中前述發光元件的每一者係藉由通過前述透明結晶基板、前述半導體層及前述絕緣層之分離溝而個別化，前述支持基板在前述發光元件的每一者中為共用。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中前述絕緣層是以耐熱性樹脂構成。
10. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中前述絕緣層是以耐熱性樹脂構成。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中前述支持基板是由以矽為主成份的基板所構成，且厚度方向的兩面及通過前述貫通電極之貫通孔的內壁面係已氧化或已氮化。
12. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中前述支持基板是由以矽為主成份的基板所構成，且厚度方向的兩面及通過前述貫通電極之貫通孔的內壁面係已氧化或已氮化。