TWI474515B - 發光裝置 - Google Patents

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TWI474515B TW100107307A TW100107307A TWI474515B TW I474515 B TWI474515 B TW I474515B TW 100107307 A TW100107307 A TW 100107307A TW 100107307 A TW100107307 A TW 100107307A TW I474515 B TWI474515 B TW I474515B
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Description

發光裝置
本申請案主張韓國專利申請案第10-2010-0037945號(於2010年04月23日申請)之優先權，該案以引用方式全文併入本文中。
本發明是關於一種發光裝置。
發光二極體(Light emitting diodes)是把電能轉換成光的半導體裝置。與傳統光源相比較，如：螢光燈或輝光燈，發光二極體的優點在於較能符合耗電量、壽命周期，反應速度、安全性和環保的需求。因此，針對以發光二極體替換傳統的光源已在進行研究中。發光二極體已逐漸地使用當作光源，如各種燈泡，液晶顯示器、電子招牌和街道燈。
實施例提供一種包括一新穎結構(novel structure)之發光裝置(light emitting device)。
實施例提供一種可提高可靠度(reliability)之發光裝置。
根據實施例所述發光裝置包括一發光結構(light emitting structure)，其中發光結構包括一第一半導體層(first semiconductor layer)、一主動層(active layer)和一第二半導體層(second semiconductor layer)；一在發光結構上的第一電極(first electrode)；以及一包括在發光結構和第一電極之其中一者外周邊區域上的一第一金屬材料(first metallic material)的保護層(protection layer)。
根據實施例所述的發光裝置包括：一具有一導電性支持元件(support member)的電極；一在電極上的黏著層(adhesive layer)；一在電極頂面外周邊區域上含有複數層的保護層；以及一發光結構，其中發光結構包括一第一半導體層、一主動層和一在電極與保護層上的第二半導體層，其中這些複數層包括一與黏著層接觸的第一層、一在第一層之上的第二層和一與第一半導體層接觸的第三層，其中第一層和第三層包括一第一金屬材料，第二層包括至少一選自由一絕緣材料、一導電材料、和一第二金屬材料所組成的群組。
在本發明實施例的描述中，應被理解當提及一層(或膜)、一區域、一圖案、或一結構是在一基板、一層(或膜)、一區域、一墊狀物、或圖案「上」時，其可直接形成在另一層或基板上，或可出現中間層。再者，應被理解當提及一層在另一層之「下」時，其可直接在另一層下方，且亦可出現一或以上的中間層。再者，說明中的在每層的「上」或「下方」將依附圖為基礎來進行說明。
在下文中將伴隨圖示進行詳細說明。在圖示中，為清楚與方便說明，層和區域的尺寸可能被加以誇大。此外，每個部份的尺寸並未反映實際大小。
圖1是根據第一實施例所述發光裝置100的剖面圖。
請參閱圖1，根據實施例之發光裝置100包括一第一電極175，一在第一電極175上的黏著層(adhesive layer)170，一在黏著層170上的反射層(reflective layer)160，一在反射層160上的歐姆接觸層(ohmic contact layer)150，一在黏著層170的頂面外周邊區域上的保護層140，一形成在歐姆接觸層150和保護層140上用以產生光的發光結構(light emitting structure)135，以及一在發光結構135上的第二電極115。
第一電極175支撐複數個形成在其上面的層並具有電極的功能。詳言之，第一電極175包括一導電性支撐元件。第一電極175連同第二電極115可提供電力至該發光結構。
舉例來說，第一電極175可包括選自於由Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、Cu-W以及包括Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC或SiGe的晶圓載體(carrier wafer)所組成之群組其中至少一者。
第一電極175的厚度可根據發光裝置100的設計而改變。舉例來說，第一電極175的厚度可介於約30μm至約500μm之間。
第一電極175可透過電鍍(plate)且/或沉積的方式形成在發光結構135下，或者以一片狀(sheet)的形式附著，但本實施例並不依此為限。
黏著層170可形成在第一電極175上。黏著層170可以是一形成在反射層160和保護層140下的結合層(bonding layer)。黏著層170的外表面可暴露出來，因此黏著層170可與反射層160接觸。歐姆接觸層150的一端和保護層140可當作一中介體(mediator)，用於加強化介於第一電極175對保護層140、歐姆接觸層150和反射層160間的粘接強度。
黏著層170可以是一障蔽金屬(barrier metal)或一黏接金屬(bonding metal)。舉例來說，黏著層170可包括一選自由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta所組成之群組的其中至少一者。
反射層160可形成在黏著層170上。反射層160可反射從發光結構135入射出來的光，因此可改善取光效率(light extraction efficiency)。
舉例來說，反射層160可以是一金屬或一合金(metal alloy)，包括從Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf所組成之群組其中至少一者，但實施例並不依此為限。此外，反射層160可藉由使用上述的金屬或透明導電材料製備為一多層(multiple layer)，其中透明導電材料包括選自由IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga-ZnO)、IGZO(In-Ga-ZnO)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)和ATO(aluminum tin oxide)所組成的群組其中至少一者。舉例來說，反射層160可以是IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni和AZO/Ag/Ni之一的多層結構。
歐姆接觸層150可形成在反射層160上，歐姆接觸層150與第一導電型半導體層130歐姆接觸(ohmic-contact)，因此可以容易地提供電力給發光結構135。
詳言之，歐姆接觸層150選擇性的包括透明導電材料和金屬。舉例來說，歐姆接觸層150可以製備成一單層或一多層，藉由使用選自由ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO所組成之群組。
歐姆接觸層150的一端部與黏著層170接觸，歐姆接觸層150的表面除了與保護層140重疊的區域外和第一導電型半導體層130接觸，由於歐姆接觸層150與第一導電型半導體層130有儘可能最寬的接觸，因此提供主動層120的電流可透過第一導電型半導體層130和歐姆接觸層150接觸表面均S=地傳送，所以發光效率可顯著地提升。
歐姆接觸層150中具有一第一電流阻隔層145，其與第一導電型半導體層130接觸。電流阻隔層145可部份與第二電極115在垂直方向重疊。電流阻隔層145透過歐姆接觸層150阻斷提供給第一導電型半導體層130的電流。因此，提供給第一導電型半導體層130的電流在電流阻隔層145和電流阻隔層145的周圍區域是阻斷的。如此，電流阻隔層145可以限制電流流經在第一和第二電極175、115之間的最短路徑，所以電流可繞過除電流阻隔層145之外的歐姆接觸層150和第一導電型半導體層130之間的區域。因此，在第一導電型半導體層130的區域方面流過的電流可以均勻的流通，藉此顯著地改良發光效率。
雖然電流被限制流過介於第一和第二電極175、115之間的最短路徑，但通過電流阻隔層145周圍區域的電流可透過在第一電極175和第二電極115之間的最短路徑流至電流阻隔層145旁的第一導電型半導體層130。因此，流動於第一電極175和第二電極115之間的最短路徑的電流大小可能與流動於除最短路徑之外的第一導電型半導體層130的電流大小相近。
電流阻隔層145可包括一導電性比歐姆接觸層150低的材料，與第一導電型半導體層130形成一蕭特基接觸(Schottky contact)而具有絕緣特性。舉例來說電流阻隔層145可包括選自由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、ZnO、SiO2 、SiOx 、SiOx Ny 、Si3 N4 、Al2 O3 、TiOx 、Ti、Al和Cr所組成的群組的其中至少一者。
同時，電流阻隔層145能形成在歐姆接觸層150與第一導電型半導體層130之間或者形成在反射層160和歐姆接觸層150之間，但實施例並不依此為限。
此外，電流阻隔層145可形成在歐姆接觸層150中的凹槽，因此能突出於歐姆接觸層150或者可形成在經由歐姆接觸層150所形成之一孔洞中，但實施例並不依此為限。
保護層140可形成在黏著層170頂面的外周邊區域，也就是說，保護層140形成在發光結構135和黏著層170之間的外部的周圍區域。
保護層140的至少一部份與發光結構135在垂直方向重疊。由於保護層140可與發光結構135接觸，可有效地避免發光結構135與黏著層170脫層(delaminated)。
保護層140可包括一具有優越的黏著特性的金屬材料。舉例來說，保護層140可包括選自由Ti、Ni、Au、Ag、Ta、Pt、Pd、Rh、Ir和W所組成的群組的其中至少一者。此情況下，保護層140可強化發光結構135和黏著層170之間的黏著強度，因此可以改善發光裝置100的可靠度。此外，由於保護層140在執行將晶片切割成單一晶片時進行的雷射切割或雷射剝離(LLO)程序時，保護層140不會破裂或是產生碎片(fragments)，因此發光裝置100的光的可靠度能被改善。此外，如果保護層140與第一導電型半導體層130歐姆接觸，電流可流過保護層140，在此情況下，與保護層在垂直方向重疊的主動層120可以產生光，所以發光裝置100的發光效率可以進一步被提升。舉例來說，如果第一導電型半導體層130是一種p型半導體層，保護層140可以包括如：Ti、Ni或W的金屬材料，因此可以形成與p型半導體層歐姆接觸，但實施例並不依此為限。
發光結構135可形成在歐姆接觸層150和保護層140上。
發光結構135的側面可透過分離蝕刻(isolation etching)而垂直地或傾斜地形成，其可在晶片分成單一晶片時進行。保護層140的頂面可經由分離蝕刻而部分暴露出來。
發光結構135可包括複數個III-V族化合物半導體材料。
發光結構135可包括第一導電型半導體層130，在第一導電型半導體層130上的主動層120，和在主動層120上的第二導電半導體110。
第一導電型半導體層130可位保護層140的部分上以及在歐姆接觸層150和電流阻隔層145上。第一導電型半導體層130可為一包括p型摻雜物的p型半導體層，該p型半導體層可包括多個III-V族化合物半導體材料，其係選自由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP所組成的群組。該p型摻雜物係選自由Mg、Zn、Ga、Sr和Ba。第一導電型半導體層130可被製備成一單層或一多層，但實施例並不依此為限。
第一導電型半導體層130提供複數個載體(carrier)給主動層120。
主動層120可以是包括單量子井結構(single quantum well)，多重量子井(MQW)結構，量子線結構(quantum wire structure)和量子點結構(quantum dot structure)的其中之一者，但實施例並不依此為限。
主動層120可藉由使用III-V族化合物半導體材料而具有一井(well)層/障蔽(barrier)層的堆疊結構。用於主動層120使用的III-V族化合物半導體材料可包括GaN、InGaN和AlGaN。因此，舉例而言，主動層120可製備為一包括InGaN井層/GaN障蔽層、InGaN井層/AlGaN障蔽層或InGaN井層/InGaN障蔽層的其中之一者的堆疊結構，但實施例並不依此為限。
主動層120發射出對應能帶間隙(band gap)的光，該能帶間隙取決於主動層120的半導體材料透過從第一導電型半導體層130注入的電洞與從第二傳導半導體110被注入的電子的再結合。
雖然未繪示，主動層120之上及/或下可包括一導電覆蓋層(conductive clad layer)，導電覆蓋層可包括一AlGaN基(AlGaN-based)半導體。舉例來說，一種包括p型摻雜物的p型導電覆蓋層可形成在第一導電型半導體層130和主動層120之間，一種包括n型摻雜物的n型導電覆蓋層可形成在第二導電型半導體層110和主動層120之間。
導電覆蓋層可作為一導件(guide)用以防止注入到主動層120的電洞和電子移動至第一和第二半導層130、110。由於導電覆蓋層的存在，大量電洞和電子可在主動層120中被再結合，所以可以提升發光裝置100的發光效率。
第二導電型半導體層110可形成在主動層120上，第二導電型半導體層110可為一包括n型摻雜物的n型半導體層。第二導電型半導體層110可包括III-V化合物半導體，其可選自由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP所組成之群組。該n型摻雜物可包括Si、Ge、Sn、Se或Te。第二導電型半導體層110能被製備成一單層或一多層，但實施例並不依此為限。
一粗糙結構或一凹凸圖案112可形成在第二導電型半導體層110的上表面，用於改善取光效率。粗糙結構或凹凸圖案112可透過濕蝕刻或者一般圖案化的過程，例如光子晶體結構，來隨機形成，但實施例並不依此為限。
粗糙結構或凹凸圖案112可以有一週期性的圖案。粗糙結構或凹凸圖案112的凹圖案和凸圖案可以是圓形或是形成有依其頂點傾斜一預定角度的側面。
同時，具有一極性與第一導電型半導體層130相反的一半導體層可形成在第一導電型半導體層130下方。如果第一導電型半導體層130是一p型半導體層，則第二導電型半導體層110是n型態半導體層、或反之亦然。因此，該發光結構135可具有N-P接面結構、P-N接面結構、N-P-N接面結構及P-N-P接面結構中的其中之一者。
第二電極115可形成在發光結構135上。第二電極115可具有一圖案形狀局部地形成在發光結構135上。雖然圖未顯示，第二電極115可包括一電極墊區域(electrode pad area)而一金屬線(wire)鍵結該區域、以及從電極墊區域分支的一電流散佈圖案可均勻地供給電流至發光結構的整體區域。
以一平面觀之時，電極墊區域可具有矩形，圓形，橢圓形或多角形，但實施例並不依此為限。
第二電極131可製備為一單層結構或多層結構，其係使用選自由Au、Ti、Ni、Cu、Al、Cr、Ag和Pt所組成的群組的其中一者。此外，第二電極131的厚度h可介於1μm至10μm之間；較佳地，2μm至5μm。
當第二電極115為一多層結構時，第二電極115可包括一歐姆層(最低層)，其包括一金屬，如：Cr，因此可以與發光結構135歐姆接觸、一在歐姆層上的反射層且其包括一有高反射率的金屬，如：Al或Ag、一在反射層上的第一擴散障蔽層且其包括一金屬，如：Ni，用於內層擴散、一在第一擴散障蔽層上的導電層且其包括一較高導電係數的金屬，如：Cu、以及一在導電層上的黏著層且其包括一較高黏著特性的金屬，如：Au或Ti，但實施例並不依此為限。
此外，電極墊區域116a和電流散佈圖案(current spreading pattern)有一彼此相同或不同的堆疊結構。舉例來說，因為用於打線的黏著層對於電流散佈圖案不一定需要，因此黏著層可被忽略。此外，電流散佈圖案可包括一有透射(transmittive)和導電特性的材料。舉例來說，電流散佈圖案可包括選自由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、和ZnO所組成之群組的其中至少一者。
如果粗糙結構或凹凸圖案112是形成在發光結構135的頂面上，對應於粗糙結構或凹凸圖案112的粗糙結構或凹凸部可形成在第二電極115的頂面上。由於第二電極115的粗糙結構或凹凸部，可使一反射元件190能穩定地與第二電極115結合。
第二電極115的粗糙結構或凹凸部能透過一圖案化程序形成。
一鈍化層180可形成在至少一發光結構135的一側邊上。詳言之，鈍化層180的一端184形成在第二導電型半導體層110頂面的外周邊區域上，鈍化層180的另一端182可藉由穿越(passing)或橫越(crossing)發光結構135的側面形成在保護層140上表面。換句話說，鈍化層180可藉由穿越第一導電型半導體層130、主動層120和第二導電型半導體層110，而從保護層140的頂面延伸至第二導電半導體層110上表面的外周邊區域。
鈍化層180可阻止發光結構135和導電元件，如：外部電極，所產生的電氣短路現象。舉例來說，鈍化層180可包括一絕緣材料，其包括選自由SiO2 、SiOx 、SiOx Ny 、Si3 N4 、TiO2 和Al2 O3 所組成之群組，但實施例並不依此為限。
以下，將說明根據一實施例敘述半導體發光裝置100的製造方法。在以下敘述中，與上述實施例相同的部分將予以省略以避免贅述。
圖2至圖11為根據第一實施例的發光裝置之製造方法剖面圖。
請參閱圖2，發光結構135形成在一成長基板(growth substrate)101上。
成長基板101可包括選自由Al2 O3 、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP及Ge所組成的群組的其中至少一者，但實施例不依此為限。
發光結構135能藉由循序地在成長基板101上形成第二導電型半導體層110、主動層120和第一導電型半導體層130而產生。
發光結構135可透過金屬有機化學氣相沈積法(MOCVD)、化學氣相沈積(CVD)、電漿化學氣相沈積(PECVD)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，簡稱MBE)或氫化物氣相磊晶(hydride vapor phase epitasy，簡稱HVPE)來生長，但實施例並不依此為限。
一緩衝層(未圖示)或者一未摻雜的半導體層(未圖示)可形成在發光結構135與基板101之間，以便減小發光結構135與基板101之間的結晶差異。
緩衝層可包括InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInN、AlN或InN，但實施例並不依此為限。
請參閱圖3，保護層140形成在發光結構135中，詳言之，保護層140形成在第一導電型半導體層130上的第一晶片區域T1和第二晶片區域T2之間的邊界區域。因此，第一晶片區域T1透過切割程序(scribing process)與第二晶片區域T2分離而形成發光裝置單元。
保護層140可藉由使用一光罩圖案而形成在第一晶片區域T1和第二晶片區域T2之間的邊界區域。由於圖3是二維(2D)的剖視圖，圖式中僅呈出現保護層140在第一晶片區域T1和第二晶片區域T2邊界區域之間，實際上，保護層140可形成在所有晶片的邊界區域。因此，當以平面觀之時，保護層140可具有環狀(ring shape)、圈狀(loop shape)或框狀(frame shape)。保護層140可透過不同的沉積法，如：濺鍍(sputtering)，電子束蒸鍍(E-beam evaporation)，或電漿化學氣相沈積法(PECVD)等方式形成。
保護層140可包括一具有優越黏著特性的金屬材料。舉例來說，保護層140可包括選自由Ti、Ni、Au、Ag、Ta、Pt、Pd、Rh、Ir和W所組成的群組的其中至少一者。因此，保護層140可強化發光結構135和黏著層170之間的黏著強度，因此可以改善發光裝置100的可靠度。
請參閱圖4，電流阻隔層145形成在第一導電型半導體層130上。電流阻隔層145可藉由使用一光罩圖案產生。形成在第一導電型半導體層130上的電流阻隔層145與第二電極115在垂直方向部份地重疊。
電流阻隔層145可包括一導電性比歐姆接觸層150低的材料，與第一導電型半導體層130形成一蕭特基接觸(Schottky contact)的電氣絕緣特性。舉例來說，電流阻隔層145可包括選自由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、ZnO、SiO2 、SiOx 、SiOx Ny 、Si3 N4 、Al2 O3 、TiOx 、Ti、Al和Cr所組成的群組的其中至少一者。
請參閱圖5和圖6，歐姆接觸層150形成在第一導電型半導體層130和電流阻隔層145的上表面及保護層140的側邊和部份上表面，而反射層160形成在歐姆接觸層150上。
歐姆接觸層150選擇性地包括透明導電材料和金屬。舉例來說，歐姆接觸層150可被製備成一單層或一多層，藉由使用選自由ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)，AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO所組成之群組的其中至少一者。
此外，舉例來說，反射層160可包括選自由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf所組成之群組的其中至少一者。反射層160可以包括一合金，其包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中之至少二者，但實施例不限制於此。反射層160可藉由使用上述的金屬或透明導電材料製備成一多層，其中該透明導電材料選自由IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga-ZnO)、IGZO(In-Ga-ZnO)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)和ATO(aluminum tin oxide)所組成之群組。
歐姆接觸層150和反射層160可透過電子束蒸鍍、濺鍍或PECVD等方式形成。
參閱圖7，黏著層170形成在反射層160和保護層140上，而第一電極175形成在黏著層170上。
黏著層170與反射層160、歐姆接觸層150的一端、以及保護層140接觸以強化在反射層160、歐姆接觸層150、以及保護層140之中的黏著強度。
黏著層170可包括一障蔽障蔽金屬(barrier metal)或一黏接金屬(bonding metal)。舉例來說，黏著層170可包括選自由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta所組成之群組的其中至少一者。
舉例來說，第一電極175可包括選自由Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、Cu-W以及包括Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC或SiGe的一晶圓載體所組成之群組。
如果黏著層170和保護層140使用相同的材料所形成，黏著層170能完全地和保護層140結合，換句話說，保護層140可以是衍生自黏著層170。
更詳言之，在依序形成電流阻隔層145、歐姆接觸層150、以及在第一導電型半導體層130上的反射層160之後，黏著層170可與保護層140整合成形，在此情況下，發光裝置100的製造效率得以改善。
第一電極175可被製備成一片狀(sheet)的形式附著到黏著層170。此外，第一電極175可透過電鍍程序或沉積程序來形成，但本實施例並不依此為限。
請參閱圖7和圖8，在旋轉圖7的發光裝置後，成長基板101被移除。
成長基板101可透過至少雷射剝離(LLO)、化學剝離(chemical lift off，CLO)或物理研磨(physical polishing)的方法來移除。
依據LLO法，雷射係照射在成長基板101和第二傳導半導體之間的介面(interfacial surface)上以從第二導電型半導體層110移除成長基板101。
依據CLO法，成長基板101透過濕蝕刻的方式移除，如此第二導電型半導體層110得以被暴露出。
依據物理研磨法，成長基板101由是藉由物理研磨循序地將成長基板101移除，直到第二導電型半導體層110被暴露出。
保護層140不會破裂，或是在執行LLO程序時，保護層140不會產生碎片，因此發光裝置100的製造程序的可靠度得以被改善。
在成長基板101被移除後，可額外執行一清洗程序(cleaning process)以從第二導電型半導體層110上表面移除成長基板101的殘留物。清洗程序可為電漿表面處理或灰化處理ashing process)，其使用氧或氮。
請參閱圖9，在第一晶片區域T1和第二晶片區域T2之間沿著邊界區域105執行一分離蝕刻，藉此定義包含發光結構135的晶片單元區域。當執行分離蝕刻時，形成在第一晶片區域T1和第二晶片區域T2之間的邊界區域105的保護層140可被暴露出。因此，在斷開程序(breaking process)執行後(如：切割程序)，晶片單元區域顯示形成發光裝置單元(unit light emitting device)的區域。
分離蝕刻可包括一乾蝕刻，例如感應耦合電漿離子蝕刻(inductively coupled plasma etching)。
此外，粗糙結構或凹凸圖案112可形成在第一導電型半導體層130的上表面以改善取光效率。粗糙結構或凹凸圖案112可透過濕蝕刻來隨機形成，或者使用光罩來規則形成，但實施例並不依此為限。
請參閱圖10，第二電極115形成在發光結構135的頂面上，且鈍化層180形成在發光結構135的至少一側邊。
鈍化層180可形成在發光結構135的至少一邊和第一晶片區域T1和第二晶片區域T2之間的邊界區域的保護層140上。詳言之，鈍化層180與保護層140的上表面在第一晶片區域T1和第二晶片區域T2之間的邊界區域接觸，且藉由穿越(passing)或橫越(crossing)第一導電型半導體層130、主動層120和第二導電型半導體層110，延伸至第二導電半導體層110上表面的外周邊區域。
鈍化層180可防止從發光結構135和第一電極175之間所產生的電氣短路現象。舉例來說，鈍化層180可包括一絕緣材料，其包括選自由SiO2 、SiOx 、SiOx Ny 、Si3 N4 、TiO2 和Al2 O3 所組成之群組，但實施例並不依此為限。
鈍化層180可透過沉積程序：如電子束蒸鍍、濺鍍、或PECVD等方式來形成。
為了改善取光效率，粗糙結構或凹凸圖案112可形成在暴露在鈍化層180外的第二導電型半導體層110的上表面上。在單位晶片區域經過分離蝕刻或形成鈍化層180後，可形成粗糙結構或凹凸圖案112，但實施例並不依此為限。
粗糙結構或凹凸圖案112可透過將鈍化層180當成光罩進行乾蝕刻或濕蝕刻而形成。由於鈍化層180的存在，粗糙結構或凹凸圖案112不會形成在鈍化層180下的第二導電型半導體層110上表面。
第二電極115可包括一電極墊區域116a，而一金屬線(wire)鍵結該區域、以及從電極墊區域116a分支的一電流散佈圖案116b以均勻地供給電流至發光結構135的整體區域。
當在一平面觀之時，電極墊區域116a可為矩形、圓形、橢圓形、或多角形，但實施例並不依此為限。
第二電極115可被製備成一單層或一多層，其使用選自由Au、Ti、Ni、Cu、Al、Cr、Ag和Pt所組成的群組。
第二電極115可透過電鍍或沉積的方式形成。
請參閱圖11，藉由分離第一晶片區域T1和第二個晶片區域，執行晶片分離程序(chip isolation)以提供複數個獨立晶片，如此以提供根據實施例所述的發光裝置100。
晶片分離程序可包括分離晶片的一晶片斷開程序(chip breaking process)，其藉由使用刀具的物理方式、藉由在晶片邊界區域進行雷射照射的雷射切割程序、以及蝕刻程序(例如：濕蝕刻或乾蝕刻)，但實施例不依此為限。
以下，將描述第二實施例。
除了保護層220具有多層結構外，第二實施例與第一實施例相似。因此，為避免贅述及簡單化以下的敘述，將省略和上述實施例相同的標號和結構之敘述，而相同的元件符號將被指定到相同的元件。
圖12是根據第二實施例所述發光裝置100B的剖面圖。
請參閱圖12，發光裝置100B包括一第一電極175、一在第一電極175上的黏著層170、一在黏著層170上的反射層160、一在反射層160上的歐姆接觸層150、一在黏著層170頂面的周圍區域且具有多層結構的保護層220、一形成在歐姆接觸層150和保護層220上用於產生光的發光結構135、以及一在發光結構135上的第二電極115。
保護層220的最上層和最低層可包括有優越黏著性的第一金屬材料。舉例來說，保護層220可包括三個層或更多。由於保護層220的最上和最低層包括優越黏著性的第一金屬材料，發光結構135可避免從黏著層170分離(delaminated)。
舉例來說，保護層220可包括第一至第三層212、214、216。第一層212和第三層216可包括第一金屬材料，其選自由Ti、Ni、Au、Ag、Ta、Pt、Pd、Rh、Ir和W所組成之群組的其中至少一者。
設置在第一層212和第三層216之間的第二層214可被製備成一單層或多層，藉由使用選自由絕緣材料、透明導電材料、和第二個金屬材料所組成之群組的其中至少一者。
舉例來說，絕緣材料可包括一選自由SiO2 、SiOx 、SiOx Ny 、Si3 N4 、Al2 O3 和TiOx 所組成之群組的其中至少一者。
透明導電材料可包括選自由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO和ZnO所組成之群組的其中至少一者。
第二金屬材料可包括選自由Ti、Al、W、Cu、MO和Cr所組成之群組的其中至少一者。
第二層214可包括一擴散障蔽層(diffusion barrier layer)，藉由使用Ni、Ni合金、Ti或Ti合金以避免內部擴散。
圖13是根據實施例所述含有發光裝置的發光裝置封裝的剖面圖。
請參閱圖13，發光裝置封裝件30含一本體20、在本體20上的第一引線電極31和第二引線電極32。發光裝置100形成在本體20上且電性連接至第一引線電極31和第二引線電極32以及封閉(surround)發光裝置100的模製件40。
本體20可包括矽、合成樹脂或金屬材料。當以俯視觀之時，本體20具有形成有傾斜內壁53的凹穴(cavity)50。
第一引線電極31和第二引線電極32彼此電性隔離且藉由穿越本體20所構成。詳言之，第一引線電極31和第二引線電極32的一端形成在凹穴50內而第一引線電極31和第二引線電極32的另一端附著至本體20的外表面以暴露在外部。
第一引線電極31和第二引線電極32提供電力給發光裝置100和藉由反射從發光裝置1發出的光以提高發光效率。更進一步的說明，第一引線電極31和第二引線電極32排散(dissipate)從發光裝置100所產生的熱至外部。
發光裝置100可配置在本體20、或第一引線電極31或第二引線電極32上。
發光裝置100的導線171和導線181可與第一引線電極31和第二引線電極32的其中一者電性連接，但實施例並不依此為限。
模製件40封閉發光裝置100，因此可以保護發光裝置100。此外，模製件40可包括螢光體(phosphors)，用以改變發光裝置100所發射出來的光之波長。
根據實施例所述發光裝置100或發光裝置封裝件30，可以運用到一發光單元(light unit)。發光單元包括複數個發光裝置或複數個發光裝置封裝件30。發光單元可包括如圖14和15所示的顯示裝置(display device)以及圖16所示的照明裝置(lighting device)，另外，發光單元可以是一照明燈、一訊號燈、一交通工具的頭燈、以及一電子招牌。
圖14是根據實施例所述顯示裝置的爆炸圖。
請參閱圖14，顯示裝置1000包括一導光板(light guide plate)1041、一提供光至導光板1041的發光模組1031、一提供在導光板1041下方的反射元件1022、一形成在導光板1041上的光學板1051、一提供在光學板1051上的顯示面板1061、以及一收納導光板1041、發光模組1031和反射元件1022的底蓋1011，但實施例並不受限於上述的結構。
底蓋1011、反射板1022、導光板1041、以及光學板1051可構成一發光單元1050。
從發光模組1031提供的光可透過導光板1041擴散(diffuse)。導光板1041可以包括一透明材料。舉例來說，導光板1041可包括丙烯醯基樹脂(acryl-based resin)，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl metaacrylate，PMM)、聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthlate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、環烯烴共聚物(COC)、以及聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)樹脂。
發光模組1031配置在導光板1041的至少一側邊，用以光至導光板1041的至少一側邊。發光模組1031可當作顯示裝置的光源。
至少一發光模組1031的光可被直接地或間接地供給至導光板1041的一側，根據本發明所述的實施例，發光模組1031可包括一基板1033和多個發光裝置封裝件30。該些發光裝置封裝件30彼此以一預定的間距相隔而設且排列在基板上，基板1033可包括一印刷電路板(PCB)，但實施例不依此為限。此外，基板1033也可包括一金屬核心電路板(MCPCB)或一軟性電路板(FPCB)，但實施例並不依此為限。如果該些發光裝置封裝件30是裝置在底蓋1011的側邊或者在一散熱板(heat dissipation plate)上，則基板1033可以被省略。散熱板與底蓋1011的頂面部份接觸，因此，從該些發光裝置封裝件30所產生的熱能透過散熱板發散至底部的底蓋1011。
此外，該些發光裝置封裝件30的排列係使該些發光裝置封裝件30的出光面(light exit surface)與導光板1041以一預定間隔排列，但實施例並不依此為限。該些發光裝置封裝件30可直接地或間接地提供光至一光入射面，該光入射面為導光板1041的一側邊，但實施例並不依此為限。
反射元件1022係設置在導光板1041下方。反射元件1022可反射向下傳輸經過導光板1041底部表面的光朝向顯示面板1061，藉此改善顯示面板1061的亮度，舉例來說，反射元件1022可包括PET、PC或PVC樹脂，但實施例並不依此為限。反射元件1022可作為底蓋1011的上表面，但實施例並不依此為限。
底蓋1011可用於收納導光板1041、發光模組1031和反射元件1022於其中。為此，底蓋1011含有一具有頂端開口之盒狀的接收區1012，但實施例並不依此為限。底蓋1011可以與頂蓋(未圖示)相互連接，但實施例並不依此為限。
該底蓋1011可由金屬材料或樹脂材料所形成。並且，可利用一沖壓製程(press process)或一擠壓製程(extrusion process)來製造。另外，底蓋1011可包括具良好熱傳導性之金屬或非金屬材料，但不限制於此。
顯示面板1061，舉例來說，可以是一LCD面板，其包括第一透明基板、和相對應的第二透明基板、以及一介於第一透明基板和第二透明基板間的液晶層。一偏光板可附著在顯示面板1061的至少一表面，但實施例並不依此為限。顯示裝置可藉由阻斷顯示面板1061所產生的光或使其通過，藉此顯示資訊。顯示裝置1000能適用於不同的可攜式終端、筆記型電腦的顯示器或是桌上型電腦和電視。
光學板1051設置在顯示面板1061和導光板1041之間並具有至少一透射板(transmittive sheet)。舉例來說，光學板1051可包括擴散片、水平和垂直稜鏡片以及一增光片中的至少一者。擴散片可擴散入射光，水平和垂直稜鏡片集中該入射光至顯示面板1061上，而增光片可藉由重複使用失逸的光來改善亮度。此外，一保護板可以形成在顯示面板1061上，但實施例並不依此為限。
導光板1041以及光學板1051可被提供在發光模組1031的光路徑中作為光學元件，但實施例並不依此為限。
圖15是根據實施例所述顯示裝置的剖面圖。
請參閱圖15，顯示裝置1100包括一底蓋1152、一在一發光裝置封裝件30上的基板1120，一光學元件1154、以及一顯示面板1155。
基板1120和該些發光裝置封裝件30可構成發光模組1160所發出的光。此外，底蓋1152、至少一發光模組1160以及光學元件1154可構成發光單位。
底蓋1152能具有一接收部1153，但實施例並不依此為限。
光學元件1154可選自由透鏡、導光板、擴散片、水平和垂直稜鏡片、以及增光片所組成之群組的其中至少一者。導光片可包括PC或PMMA(Poly methyl methacrylate)，或導光片可被省略。擴散片可擴散入射光，水平和垂直稜鏡片集中該入射光至顯示面板1155上，而增光片可藉由重複使用失逸的光改善亮度。
光學元件1154形成在發光模組1160上，藉此可以轉換從發光模組1160所發出的光成為表面光(surface light)。此外，光學元件1154亦可以擴射或收集光線。
圖16是根據實施例所述照明裝置的透視圖。
請參閱圖16，照明裝置(lighting device)1500包括一殼體1510、一裝設在殼體1510內的發光模組1530、以及一裝設在殼體1510內的連接端1520，用以接受來自外部電源的電力。
較佳地，殼體1510包括具有優越散熱特性的材料。舉例來說，殼體1510可包括金屬材料或樹脂材料。
發光模組1530可包括一基板1532和在基板1532上的該些發光裝置封裝件30，該些發光裝置封裝件30以一預定間距相隔排列成矩陣的形狀。
基板1532包括一印有電路圖案的絕緣體。舉例來說，基板1532可包括一印刷電路板(PCB)、一金屬核心印刷電路板(MCPCB)、一軟性印刷電路板(FPCB)、一陶瓷印刷電路板、以及一FR4基板。
此外，基板1532的材料可包括可有效地反射光的材料。一塗佈層可形成在基板1532的表面上。此情況下，塗佈層可以是白色或銀色以有效反射光線。
至少一發光裝置封裝件30係安裝在基板1532上，每一發光裝置封裝件30可包括至少一發光二極體晶片，發光二極體晶片可包括發出紅、綠、藍或白可見光的發光二極體和可發出紫外光的紫外光發光二極體(UV-LED)。
發光模組1530的發光裝置封裝件30可包括不同的組合提供不同的顏色和亮度。舉例來說，白光二極體，紅光二極體和綠發光二極體能被組合以達成高演色性(color rendering index)。
連接端1520可與發光模組1530電性連接，以提供電力給發光模組1530。連接端1520係具有牙槽(socket)的形狀以螺接至一外部電源之方式連接該外接電源，但不限制於此。舉例而言，連接端1520可為一插銷(pin)形式插入該外部電源內或利用一導線連接至該外部電源。
同時，發光裝置的製造方法包括：形成發光結構；在介於晶片間的晶片邊界區域上形成包括含金屬材料的保護層，藉此定義發光結構單元；在保護層和發光結構上形成具有傳導性支撐元件的第一電極；以及在發光結構上形成相對於第一電極的一第二電極。
根據實施例所述，保護層包括超越黏著性的金屬材料，所以在發光結構和黏著層之間的黏著強度可被強化。因此，發光結構不會從黏著層分離出來，所以發光裝置的可靠度得以被改善。
這本說明書中對「一實施例」、「一實施例」、「實例實施例」等之任何引用意謂結合實施例描述之一特定特徵、結構或特性包括於本發明之至少一實施例中。此等片語在本說明書之各處中出現未必皆涉及相同實施例。另外，當結合任何實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，認為結合該些實施例中之其他者來實現此特徵、結構或特性是在熟習此項技術者之能力範圍內。
雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發明、圖式及所附申請專利範圍之範疇內，所主張組合位之零部件及/或位的各種變化及修改為可能的。對於熟習此項技術者而言，除了零部件及/或位之變化及修改外，替代用途亦將顯而易見。
20．．．本體
30．．．發光裝置封裝件
31．．．第一引線電極
32．．．第二引線電極
40．．．模製件
50．．．凹穴
53．．．傾斜內壁
100．．．發光裝置
100B．．．發光裝置
101．．．成長基板
105．．．邊界區域
110．．．第二導電型半導體層
112．．．凹凸圖案
115．．．第二電極
120．．．主動層
130．．．第一導電型半導體層
135．．．發光結構
140．．．保護層
145．．．電流阻隔層
150．．．歐姆接觸層
160．．．反射層
170．．．黏著層
171．．．導線
175．．．第一電極
180．．．鈍化層
181．．．導線
182．．．端
184．．．端
212．．．第一層
214．．．第二層
216．．．第三層
220．．．保護層
1000．．．顯示裝置
1011．．．底蓋
1012．．．接收區
1022．．．反射元件
1031．．．發光模組
1033．．．基板
1041．．．導光板
1050．．．發光單元
1051．．．光學板
1061．．．顯示面板
1100．．．顯示裝置
1120．．．基板
1150．．．發光單元
1152．．．底蓋
1153．．．接收部
1154．．．光學元件
1155．．．顯示面板
1160．．．發光模組
1500．．．照明裝置
1510．．．殼體
1520．．．連接端
1530．．．發光模組
1532．．．基板
T1．．．第一晶片區域
T2．．．第二晶片區域
圖1是根據第一實施例所述發光裝置的剖面圖；
圖2至圖11為根據第一實施例所述發光裝置之製造方法的剖面圖；
圖12是根據第二實施例所述發光裝置的剖面圖；
圖13是根據實施例所述含有發光裝置的發光裝置封裝的剖面圖；
圖14是根據實施例所述顯示裝置的爆炸圖；
圖15是根據實施例所述顯示裝置的剖面圖；以及
圖16是根據實施例所述照明裝置的透視圖。
100．．．發光裝置
110．．．第二導電型半導體層
112．．．凹凸圖案
115．．．第二電極
120．．．主動層
130．．．第一導電型半導體層
135．．．發光結構
140．．．保護層
145．．．電流阻隔層
150．．．歐姆接觸層
160．．．反射層
170．．．黏著層
175．．．第一電極
180．．．鈍化層
182．．．端
184．．．端

Claims (11)

  1. 一種發光裝置，包括：一發光結構，該發光結構包括一第一半導體層、一主動層、以及一第二半導體層；一第一電極，在該發光結構上；以及一保護層，包括一第一金屬材料在該發光結構和該第一電極其中一者的外周邊區域上，其中該保護層包括一最低層、一最上層、以及一中間層在該最上層與該最低層之間，其中該保護層之該中間層包括選自由一絕緣材料以及一導電材料之群組中至少一者，以及其中該絕緣材料包括選自由SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3以及TiOx所組成之群組中之至少一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中該保護層包括至少一層，選自由Ti、Ni、Au、Ag、Ta、Pt、Pd、Rh、Ir和W所組成的群組的其中至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中該保護層的該最低層和該最上層包括該第一金屬材料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光裝置，其中該第一金屬材料係選自由Ti、Ni、Au、Ag、Ta、Pt、Pd、Rh、Ir和W所組成的群組的其中至少一者。
  5. 一種發光裝置，包括：一發光結構，該發光結構包括一第一半導體層、一主 動層、以及一第二半導體層；一第一電極，在該發光結構上；以及一保護層，包括一第一金屬材料在該發光結構和該第一電極其中一者的外周邊區域上，其中該保護層包括一最低層、一最上層、以及一中間層在該最上層與該最低層之間，其中該保護層之該中間層包括選自由一絕緣材料以及一導電材料之群組中至少一者，以及其中該導電材料包括選自由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、和ZnO所組成的群組的其中至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述的發光裝置，其中該保護層之該中間層中包括一擴散障蔽層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置，其中該擴散障蔽層包括選自由Ni、Ti、Ni合金、和Ti合金所組成的群組。
  8. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述的發光裝置，更包括在介於該第一電極與該發光裝置之間選自由一黏著層、一反射層、一歐姆接觸層、以及一電流阻隔層所組成的群組的其中至少一者。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光裝置，其中該最低層接觸該黏著層，而該最上層接觸該第一半導體層。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的發光裝置，其中該保護層設 置在該黏著層上。
  11. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述的發光裝置，其中該保護層之該最上層與該第一半導體層形成一歐姆接觸。
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