TWI492412B - 晶圓級磷光體塗佈方法及使用該方法製造之裝置 - Google Patents

Description

晶圓級磷光體塗佈方法及使用該方法製造之裝置

本發明係關於製造半導體裝置之方法，且特定言之係關於發光二極體之晶圓級塗佈之方法。

發光二極體(LED或LEDs)為將電能轉換為光的固態裝置，且一般包含一或多個夾在相反摻雜層之間的半導體材料活性層。當橫跨摻雜層施加偏壓時，電洞與電子被注入活性層內，在活性層內其再結合而產生光。光自活性層及LED之所有表面發出。

習知LED無法自其活性層產生白光。發射藍光之LED所發出之光係藉由用黃色磷光體、聚合物或染料圍繞LED來轉換為白光，典型磷光體為摻鈰釔鋁石榴石(Ce:YAG)。 [參見Nichia Corp.白光LED，部件第NSPW300BS號、第NSPW312BS號等；亦參見頒予Lowrey之美國專利第5959316號，"Multiple Encapsulation of Phosphor-LED Devices"]。圍繞磷光體材料"下轉換"一些LED藍光之波長，從而將其顏色改變為黃色。一些藍光穿過磷光體而無變化，而有實質部分光卻下轉換為黃色。LED發射藍光與黃光，其組合形成白光。在另一種方法中，發射紫光之LED或發射紫外光之LED所發出之光係藉由用多色磷光體或染料圍繞LED來轉換為白光。

一種將LED塗上磷光體層的習知方法係使用注射器或噴嘴將與環氧樹脂或聚矽氧聚合物混合之磷光體注射於LED 上。然而，使用此方法難以控制磷光體層之幾何形態及厚度。因此，LED以不同角度發出之光可能穿過不同量之轉換材料，從而使得LED具有隨視角而變的不均勻色溫。由於幾何形態及厚度難以控制，因此亦難以一致地複製具有相同或類似發射特徵的LED。

另一種塗佈LED的習知方法係藉由模板印刷法，其描述於頒予Lowery之歐洲專利申請案EP 1198016 A2中。將發射多光之半導體裝置以介於相鄰LED之間的所要距離布置在基板上。提供具有與LED對準之開口的模板，孔洞略大於LED且模板厚於LED。將模板安置在基板上，使各LED定位於模板中之相應開口內。接著將組合物沈積於模板開口中，覆蓋LED，其中典型組合物為於可藉由熱或光固化之聚矽氧聚合物中之磷光體。在填充孔洞之後，將模板自基板移除且使模板組合物固化為固態。

如上述注射器方法，使用模板方法難以控制含磷光體聚合物之幾何形態及層厚度。模板組合物可能不完全填充模板開口以致所得層不均勻。含磷光體組合物亦可能黏著模板開口，從而使留在LED上之組合物量減少。模板開口亦可能與LED失準。此等問題均會導致LED具有不均勻色溫且導致LED難以一致地再現相同或類似發射特徵。

已考量各種LED塗佈方法，包括旋塗、噴塗、靜電沈積(ESD)及電泳沈積(EPD)。諸如旋塗或噴塗之方法一般在磷光體沈積期間使用黏結劑材料，而其他方法需要在其沈積之後立即添加黏結劑以使磷光體顆粒/粉末穩定。

對於此等方法，主要難題為在塗佈方法之後接取裝置上之絲焊墊。使用典型聚矽氧黏結材料以及其他黏結劑材料(諸如環氧樹脂或玻璃)時難以藉由標準晶圓製造技術接取絲焊點。聚矽氧與常用晶圓製造材料(諸如丙酮)以及某些顯影劑及抗蝕劑剝離劑不相容。此對特定聚矽氧及方法步驟之取捨及選擇構成限制。聚矽氧亦在超過常用光阻之玻璃轉移溫度的高溫(大於150℃)下固化。所固化之具有磷光體的聚矽氧膜亦難以蝕刻且在氯及CF₄ 電漿中具有極慢蝕刻速率，且濕式蝕刻對於固化聚矽氧通常無效。

本發明揭示製造晶圓級半導體裝置(諸如LED晶片)的新方法且揭示使用該等方法所製造的LED晶片及LED晶片晶圓。一種根據本發明製造發光二極體(LED)晶片的方法包含一般在基板上提供複數個LED。在LED上形成基座，各基座可與一LED電接觸。在該等LED上形成塗層，該塗層掩蓋至少一些基座。接著將塗層平坦化，留下位於該等LED上之一些該塗層材料，同時暴露至少一些所掩蓋之基座，從而使其可用於接觸。本發明揭示用於製造LED晶片的類似方法，該等方法包含將LED倒裝晶片安裝在載體基板上。本發明之類似方法亦可用於製造其他半導體裝置。

使用本發明之方法所製造之發光二極體(LED)晶片晶圓之一實施例包含複數個位於基板晶圓上之LED及複數個各與一LED電接觸的基座。塗層至少部分地覆蓋LED，至少一些基座延伸穿過塗層且延伸至塗層表面。基座在塗層表 面暴露。

使用本發明之方法所製造之發光二極體(LED)晶片之一實施例包含位於基板上之LED及與該LED電接觸之基座。 塗層至少部分地覆蓋LED，基座延伸穿過塗層且延伸至塗層表面且在塗層表面暴露。

根據本發明之某些態樣，塗層可包括磷光體顆粒，該等磷光體顆粒下轉換至少一些自LED晶片之活性區所發出之光以產生白光，藉此製造白光LED晶片。

由舉例說明本發明之特徵的以下詳細說明及附圖將清楚瞭解本發明之此等及其他態樣及優點。

本發明提供尤其適用於晶圓級塗佈諸如LED之半導體裝置的製造方法。本發明亦提供使用此等方法所製造的半導體裝置，諸如LED。本發明允許在晶圓級將LED塗佈下轉換層(例如負載磷光體之聚矽氧)，同時仍允許接取一或多個接點以便絲焊。根據本發明之一態樣，在LED位於晶圓級時，在一或兩個LED接點(焊墊)上形成導電基座/柱。此等基座可使用諸如電鍍、無電電鍍、接線柱凸焊或真空沈積之已知技術製造。接著可將晶圓毯覆式塗佈下轉換塗層，掩蓋LED、接點及基座。各基座起垂直延長其接點之作用，且儘管毯覆式塗佈下轉換塗層將基座暫時覆蓋，但該塗層可經平坦化及減薄以暴露基座之頂表面或頂部。基座高度(10-100 μm)應足以穿過所要最終塗層厚度凸出。在平坦化之後，使基座暴露以用於諸如藉由絲焊外部連接。 此方法係在晶圓級進行且在後續製造步驟中，可使用已知方法將個別LED晶片自晶圓分離/單一化。

本發明消除毯覆式塗佈之後接取絲焊墊的複雜晶圓製造過程。替代使用簡單且節約成本的方法。其允許晶圓級塗佈半導體裝置而無需對準。可使用許多種塗佈技術，諸如旋塗負載磷光體之聚矽氧混合物，或電泳沈積磷光體隨著毯覆式塗佈聚矽氧或其他黏結材料。機械平坦化允許在晶圓上之厚度均勻性，且塗層之厚度均勻性可在廣泛厚度範圍(例如1至100 μm)內達成。白光LED晶片色點可藉由控制最終塗層厚度來微調，包括使用重複方法(例如研磨、測試、研磨等)，此可產生嚴密分級之白光LED。此方法亦可擴展至大晶圓尺寸。

本發明在本文中參考某些實施例加以描述，但應瞭解本發明可以多種不同形式體現且不應理解為受限於本文中所述之實施例。特定言之，以下關於以一般包含負載磷光體之黏結劑的下轉換塗層("磷光體/黏結劑塗層")塗佈LED來描述本發明，但應瞭解可使用本發明將LED塗上其他材料以用於下轉換、保護、光提取或散射。亦應瞭解磷光體黏結劑可具有散射性或光提取性顆粒或材料，且塗層可具有電活性。本發明之方法亦可用於將其他半導體裝置塗上不同材料。此外，可在LED上形成單一或多個塗層及/或層。塗層可不包括磷光體，包括一或多種磷光體、散射顆粒及/或其他材料。塗層亦可包含提供下轉換的材料，諸如有機染料。對於多個塗層及/或多層，各層可包括與其他層 及/或塗層相比的不同磷光體、不同散射顆粒、不同光學特性(諸如透明度、折射率)及/或不同物理物性。

亦應瞭解當稱諸如層、區域或基板之元件"位於另一元件上"時，其可直接位於另一元件上或亦可存在介入元件。此外，相對術語，諸如"之內"、"之外"、"上部"、"之上"、"下部、"下方"及"之下"及類似術語在本文中可用於描述一層或另一區域之關係。應瞭解此等術語意欲涵蓋圖式中所示之取向之外裝置的不同取向。

儘管在本文中可使用第一、第二等術語描述各種元件、組件、區域、層及/或部分，但此等元件、組件、區域、層及/或部分不應受此等術語所限制。此等術語僅用於將一元件、組件、區域、層或部分與另一區域、層或部分區分。因此，下文論述之第一元件、組件、區域、層或部分可稱為第二元件、組件、區域、層或部分而不背離本發明之教示。

本發明之實施例在本文中參考橫截面圖加以描述，該等橫截面圖為本發明之理想化實施例之示意圖。因而，可預料例如因製造技術及/或公差所致之圖例形狀變化。本發明之實施例不應理解為受限於本文中所說明之區域之特定形狀，而應包括例如因製造所導致之形狀偏差。圖示為或描述為正方形或矩形的區域因正常製造公差而一般具有圓形或彎曲特徵。因此，圖式中說明之區域本質上為示意性的且其形狀並非意欲說明裝置區域之確切形狀且並非意欲限制本發明之範疇。

圖1a至1e展示使用本發明之方法所製造之晶圓級LED晶片10之一實施例。現參看圖1a，展示製造方法晶圓級中的LED晶片10。亦即，LED晶片10尚未完成在自晶圓分離/單一化成個別LED晶片之前所必需的所有步驟。包括假想線以展示LED晶片10之間的分離線或切割線，且在其他製造步驟後且如圖1e中所示，LED晶片可分離成個別裝置。圖1a至1e亦僅展示兩個位於晶圓級的裝置，但應瞭解可由單一晶圓形成很多LED晶片。舉例而言，當製造具有1毫米(mm)正方形尺寸的LED晶片時，可在3吋晶圓上製造多達4500個LED晶片。

各LED晶片10包含可具有許多以不同方式布置之不同半導體層的半導體LED 12。LED之製造及操作一般已知於此項技術中且在本文中僅簡略論述。LED 10層可使用已知方法製造，適當方法為使用金屬有機化學氣相沈積(MOCVD)製造。LED 12層一般包含夾在相反摻雜之第一磊晶層16與第二磊晶層18之間的活性層/區域14，所有該等層依次形成於基板20上。在此實施例中，LED 12作為基板20上的分離裝置展示。此分離可藉由將活性區14及摻雜層16、18之部分向下蝕刻至基板20以在LED 12之間形成開放區來達成。在其他實施例中且如下文更詳細地描述，活性層14及摻雜層16、18可以連續層保留在基板20上且可在將LED晶片單一化時分離成個別裝置。

應瞭解LED 12中亦可包括其他層及元件，包括(但不限於)緩衝層、晶核層、接觸層及電流擴展層，以及光提取 層及元件。活性區14可包含單量子井(SQW)、多量子井(MQW)、雙異質結構或超晶格結構。在一實施例中，第一磊晶層16為n-型摻雜層且第二磊晶層18為p-型摻雜層；而在其他實施例中，第一層16可為p-型摻雜層且第二層18為n-型摻雜層。第一磊晶層16及第二磊晶層18在下文中分別稱為n-型層及p-型層。

LED 12之區域14及層16、18可由不同材料系統製造，較佳材料系統為基於第III族氮化物的材料系統。第III族氮化物係指氮與週期表第III族元素(一般為鋁(Al)、鎵(Ga)及銦(In))之間形成的彼等半導體化合物。該術語亦指三元及四元化合物，諸如氮化鋁鎵(AlGaN)及氮化鋁銦鎵(AlInGaN)。在一較佳實施例中，n-型層16及p-型層18為氮化鎵(GaN)且活性區14為InGaN。在替代實施例中，n-型層16及p-型層18可為AlGaN、砷化鋁鎵(AlGaAs)或磷砷化鋁鎵銦(AlGaInAsP)。

基板20可由多種材料製成，諸如藍寶石、碳化矽、氮化鋁(AlN)、GaN；適當基板為碳化矽之4H多型體，而包括3C、6H及15R多型體的其他碳化矽多型體亦可使用。碳化矽具有某些優點，諸如與第III族氮化物之晶格匹配比藍寶石更近，且使第III族氮化物膜具有更高質量。碳化矽亦具有極高熱導率，以致碳化矽上之第III族氮化物裝置之總輸出功率不受基板熱散逸限制(對於形成於藍寶石上的某些裝置可能受到限制)。SiC基板可購自Durham, North Carolina之Cree Research, Inc.，且其製造方法闡述於科學 文獻以及美國專利第34,861號、第4,946,547號及第5,200,022號中。在所示實施例中，基板20位於晶圓級，晶圓基板20上形成複數個LED 12。

各LED 12可具有第一接點22及第二接點24。在所示實施例中，LED具有垂直幾何形態，第一接點22位於基板20上且第二接點24位於p-型層18上。第一接點22展示為基板上之一層，但當LED晶片自晶圓單一化時，第一接點22亦將分離以致各LED晶片10具有屬於自己的第一接點22之部分。施加於第一接點22的電信號擴展至n-型層16中且施加於第二接點24的信號擴展至p-型層18中。第一及第二接點可包含多種不同材料，諸如Au、銅(Cu)、鎳(Ni)、銦(In)、鋁(Al)、銀(Ag)或其組合。在其他實施例中，可包含導電氧化物及透明導電氧化物，諸如氧化銦錫、氧化鎳、氧化鋅、氧化鎘錫、鈦鎢鎳合金、氧化銦、氧化錫、氧化鎂、ZnGa₂ O₄ 、ZnO₂ /Sb、Ga₂ O₃ /Sn、AgInO₂ /Sn、In₂ O₃ /Zn、CuAlO₂ 、LaCuOS、CuGaO₂ 及SrCu₂ O₂ 。所用材料之選擇可視接點位置以及所要光學及電學特徵(諸如透明度、接面電阻率及薄層電阻)而定。

在第III族氮化物裝置之情況下，已知半透明電流擴展薄層一般可覆蓋一些或所有p-型層18。應瞭解第二接點24可包括該層，該層一般為金屬(諸如鉑(Pt))或透明導電氧化物(諸如氧化銦錫(ITO))，但亦可使用其他材料。第一接點22及第二接點24在下文中分別稱為n-型接點及p-型接點。

本發明亦可結合具有橫向幾何形態之LED使用，其中兩 接點均位於LED頂部。諸如藉由蝕刻移除p-型層18及活性區之一部分以暴露n-型層16上的接觸台面。活性區14及p-型層18之移除部分之邊界由垂直假想線25指示。第二橫向n-型接點26(亦以假想線展示)提供於n-型層16之台面上。該等接點可包含使用已知沈積技術所沈積的已知材料。

現參看圖1b，且根據本發明，p-型接點基座28形成於p-型接點24上，用於在塗佈LED 12之後與p-型接點24形成電接觸。基座28可由多種不同導電材料形成且可使用多種不同已知物理或化學沈積方法形成，該等方法諸如電鍍、光罩沈積(電子束、濺鍍)、無電電鍍或接線柱凸焊，較佳接點基座為金(Au)且使用接線柱凸焊形成。此方法一般為最簡易且最節約成本的方法。基座28可由Au以外的其他導電材料製成，諸如用於第一及第二接點的金屬(包括Cu、Ni、In或其組合)，或上文所列的導電氧化物及透明導電氧化物。

接線柱焊凸之形成方法一般已知且在本文中僅簡略論述。經由修改用於習知絲焊之"球焊"方法將接線柱焊凸置放於接點(焊墊)上。在球焊中，焊線端頭熔融形成圓球。絲焊工具將此圓球壓在接點上，施加機械力、熱及/或超音波能量以形成金屬連接。接著絲焊工具將金線延展至電路板、基板或引線框上之連接墊，且"縫合"焊接至該墊，且藉由斷開焊線來終止以開始另一個循環。對於接線柱凸焊，如所述首先進行球焊，但接著緊鄰球上方將線斷開。所得金球或"接線柱焊凸"保留在接點上且提供直至與該底 層接點金屬之永久可靠連接。接著可藉由機械壓力將接線柱焊凸壓平(或"壓鑄(coined)")以得到更平坦頂表面及更均勻的焊凸高度，同時將任何殘餘線壓至球中。

基座28之高度可視負載磷光體之黏結劑塗層之所要厚度而變且距離LED之高度應足以匹配或超出負載磷光體之黏結劑塗層之頂表面。高度可超過200 μm，典型基座高度在20至60 μm之範圍內。在一些實施例中，可將一個以上接線柱焊凸堆疊以達成所要基座高度。接線柱焊凸或其他形式之基座28亦可具有反射層或可由反射性材料製成以將光損失降至最低。

對於所示之垂直幾何形態類型之LED 12，p-型接點24僅需要一個基座28。對於替代橫向幾何形態LED，第二n-型基座30(以假想線展示)形成於橫向幾何形態n-型接點26上，其一般與p-型基座28具有相同材料，達到大體相同之高度，且係使用相同方法形成。

現參看圖1c，晶圓被覆蓋各LED 12及其接點22具有使得其覆蓋/掩蓋基座28之厚度的磷光體/黏結劑塗層32包覆。對於橫向幾何形態裝置，亦掩蓋接點26及基座30。本發明提供在晶圓級在LED 12上沈積磷光體塗層而無需特定裝置或特徵對準的優點。而是覆蓋整個晶圓，從而提供更簡單且成本更節約的製造方法。磷光體/黏結劑塗層可使用不同方法塗覆，諸如旋塗、分配、電泳沈積、靜電沈積、印刷、噴射印刷或絲網印刷。在其他實施例中，可黏接於各LED上之塗層32可以單獨製造行動提供，執行塗覆方法之 一實施例在下文中描述且展示於圖7a至7d中。

在一較佳實施例中，磷光體可使用旋塗以磷光體/黏結劑混合物形式沈積於晶圓上。旋塗一般已知於此項技術中且一般包含將所要量之黏結劑與磷光體混合物沈積在基板中心處且高速旋轉基板。離心加速度使得混合物擴展至且最終脫離基板邊緣。最終層厚度及其他特性視混合物之性質(黏度、乾燥速率、磷光體百分比、表面張力等)及選用於旋塗方法之參數而定。對於大晶圓，可實用地在高速旋轉基板之前將磷光體/黏結劑混合物分配在基板上。

在另一實施例中，使用已知電泳沈積方法將磷光體沈積於晶圓上。將晶圓及其LED暴露於含有磷光體顆粒(懸浮於液體中)的溶液中。在溶液與LED之間施加電信號，形成使得磷光體顆粒遷移至並沈積於LED上的電場。該方法一般留下以粉末形式包覆在LED上的磷光體。接著可將黏結劑沈積於上磷光體上，磷光體顆粒陷入黏結劑中而形成塗層32。黏結劑塗層可使用多種已知方法塗覆，且在一實施例中，黏結劑塗層可使用旋塗法塗覆。

接著視諸如所用黏結劑類型之不同因素而定，可使用多種不同固化方法使磷光體/黏結劑塗層32固化。不同固化方法包括(但不限於)熱固化、紫外線(UV)固化、紅外線(IR)固化或空氣固化。

不同因素決定LED光被最終LED晶片中之磷光體/黏結劑塗層所吸收之量，該等因素包括(但不限於)磷光體粒徑、磷光體負載百分比、黏結劑材料類型、磷光體類型與發射 光波長之間的匹配效率，及磷光體/黏結層之厚度。可控制此等不同因素來控制本發明之LED晶片之發射波長。

黏結劑可使用不同材料，材料較佳在固化後具有穩定性且在可見光波長譜內大體透明。適當材料包括聚矽氧、環氧樹脂、玻璃、無機玻璃、旋塗玻璃、介電質、BCB、聚醯胺、聚合物及其混合物；較佳材料為聚矽氧，因為其透明度高且在高功率LED中具有高可靠性。適當的基於苯基及基於甲基之聚矽氧可購自DowChemical。在其他實施例中，黏結劑材料可經設計為具有與諸如晶片(半導體材料)及成長基板之特徵匹配的折射率，從而可減少全內反射(TIR)且改良光提取。

本發明之塗層32中可使用多種不同的磷光體。本發明尤其適於發射白光之LED晶片。在本發明之一實施例中，LED 12發射藍光波長譜內之光且磷光體吸收一些藍光且再發射黃光。LED晶片10發射藍光與黃光之白光組合。在一實施例中，磷光體包含市售YAG:Ce，但使用由基於(Gd,Y)₃ (Al,Ga)₅ O₁₂ :Ce系統(諸如Y₃ Al₅ O₁₂ :Ce(YAG))之磷光體製成的轉換顆粒可達成全範圍寬黃色光譜發射。可用於發射白光之LED晶片的其他黃色磷光體包括：Tb_3-x RE_x O₁₂ :Ce(TAG)；RE=Y、Gd、La、Lu；或Sr_2-x-y Ba_x Ca_y SiO₄ :Eu。

亦可將第一磷光體與第二磷光體組合用於具有不同白色調之更高CRI白光(暖白光)，其中將上述黃色磷光體與紅色磷光體組合。可使用不同紅色磷光體，包括： SrxCa_1-x S:Eu, Y；Y=鹵離子；CaSiAlN₃ :Eu；或Sr_2-y Ca_y SiO₄ :Eu。

可使用其他磷光體藉由將大體所有光轉換為特定顏色而產生飽和色發射。舉例而言，以下磷光體可用於產生飽和綠光：SrGa₂ S₄ :Eu；Sr_2-y Ba_y SiO₄ :Eu；或SrSi₂ O₂ N₂ :Eu。

以下列舉一些其他適用作LED晶片10中之轉換顆粒的磷光體，但亦可使用其他磷光體。各磷光體在藍光及/或UV發射光譜中呈現激發，提供所要發射峰，具有有效光轉換，且具有可接受之斯托克位移(Stokes shift)：

黃光/綠光

(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)₂ S₄ :Eu²⁺

Ba₂ (Mg,Zn)Si₂ O₇ :Eu²⁺

Gd_0.46 Sr_0.31 Al_1.23 O_x F_1.38 :Eu²⁺ _0.06

(Ba_1-x-y Sr_x Ca_y )SiO₄ :Eu

Ba₂ SiO₄ :Eu²⁺

紅光

Lu₂ O₃ :Eu³⁺

(Sr_2-x La_x )(Ce_1-x Eu_x )O₄

Sr₂ Ce_1-x Eu_x O₄

Sr_2-x Eu_x CeO₄

SrTiO₃ :Pr³⁺ ,Ga³⁺

CaAlSiN₃ :Eu²⁺

Sr₂ Si₅ N₈ :Eu²⁺

可使用不同尺寸的磷光體顆粒，包括(但不限於)10-100奈米(nm)尺寸之顆粒至20-30 μm尺寸之顆粒，或更大。與較大尺寸之顆粒相比，較小粒徑一般更佳地散射及混合顏色以提供更均勻的光。與較小顆粒相比，較大顆粒一般更有效地轉換光，但發射欠均勻的光。在一實施例中，粒徑在2-5 μm之範圍內。在其他實施例中，塗層32可包含不同類型之磷光體或可包含用於單色或多色光源之多磷光體塗層。

與諸如EPD之習知沈積方法相比，本發明之方法可更有效地在LED上沈積不同尺寸之顆粒。在EPD沈積方法中，相似尺寸之磷光體顆粒可對溶液中之電場作出反應且沈積於LED上。具有不同尺寸(且尤其較大尺寸)之顆粒可能不會以同樣方式對電場作出反應且可能不會沈積。使用本發明之方法，可根據需要將不同尺寸之磷光體包括於塗層內，之後塗覆塗層使得最終塗層可具有較小尺寸(以有效散射及混合光)與較大尺寸(以有效轉換光)之所要組合。

塗層32亦可具有在黏結劑中不同濃度或負載之磷光體材料，典型濃度在30-70重量%之範圍內。在一實施例中，磷光體濃度為約65重量%，且較佳均勻分散於整個黏結劑內。在其他實施例中，塗層可包含具有不同濃度或類型之磷光體的多層，且該等多層可包含不同黏結劑材料。在其 他實施例中，可提供不含磷光體的一或多層，該等一或多層對LED光大體透明。如下文更充分描述，在一些實施例中，可沈積透明聚矽氧之第一塗層，隨後沈積負載磷光體之層。

如上所述，基座28(及橫向裝置之基座30)被塗層32掩蓋，此允許在不需要對準的情況下塗佈LED晶片10。在初始塗佈LED晶片之後，需要進一步處理以暴露基座28。現參看圖1d，將塗層32減薄或平坦化以使得基座28經由塗層頂表面暴露。可使用多種不同減薄方法，包括已知機械方法，諸如研磨、精研或拋光，其較佳在黏結劑已固化後進行。其他製造方法可包含在固化之前用刮漿板減薄塗層，或亦可在塗層固化之前使用壓力平坦化。在其他實施例中，可使用物理或化學蝕刻或切除減薄塗層。減薄方法不僅暴露基座，而且允許將塗層平坦化及控制LED上塗層之最終厚度。如上所述，塗層32在平坦化之後可具有多種不同厚度，在一實施例中，厚度範圍為1至100 μm。在另一實施例中，適當厚度範圍為30至50 μm。在其他實施例中，橫跨晶圓或橫跨單一LED之塗層厚度可為不均勻的以便彌補橫跨晶圓之發射變化。

在平坦化之後，塗層之表面均方根粗糙度應為約10 nm或小於10 nm，但表面可具有其他表面粗糙度量測值。在一些實施例中，表面可在平坦化期間刻花。在其他實施例中，在平坦化之後，可藉由諸如雷射刻花、機械成形、蝕刻(化學或電漿)、刮擦或其他方法將塗層或其他表面刻花 以增強光提取。刻花產生具有0.1-5 μm(且較佳0.2-1 μm)高度或深度之表面特徵。在其他實施例中，亦可將LED 12之表面刻花或成形以改良光提取。

現參看圖1e，可使用諸如切割、劃割及斷裂或蝕刻之已知方法將個別LED晶片10自晶圓單一化。單一化方法將各LED晶片10分離，各晶片具有大體相同厚度之塗層32及因此大體相同量之磷光體及發射特徵。對於具有發射相似波長光之LED的晶圓，此方法允許可靠且一致地製造具有相似發射特徵的LED晶片10。在LED晶片單一化之後，塗層保留在LED之側表面上且自側表面發出的LED光亦穿過塗層及其磷光體顆粒。由此將轉換至少一些側面發射光，從而可提供在不同視角具有更一致發光特徵的LED晶片。

在單一化之後，可將LED晶片安裝於封裝中，或安裝於底板或印刷電路板(PCB)，而無需進一步處理以添加磷光體。在一實施例中，封裝/底板/PCB可具有習知封裝引線，基座與該等引線電連接。接著可圍繞LED晶片及電連接進行習知密封。在另一實施例中，LED晶片可由氣密罩封閉，其中大氣壓或低於大氣壓之惰性氣氛圍繞LED晶片。

應瞭解儘管上文及下文所述之實施例係參考垂直及橫向幾何形態裝置來描述，但亦可使用具有不同幾何形態的其他裝置。舉例而言，亦可根據本發明塗佈具有兩個底部-側接點且無基座的裝置，與此等裝置之電接觸可以不同方式產生，諸如經由載體基板。

圖2a至2f展示本發明之製造LED晶片40及與圖1a至1e中所示之LED晶片10中類似之特徵的另一種方法，本文中使用相同參考數字，應瞭解上述此等特徵之說明適用於使用相同參考數字之其他實施例。參看圖2a，展示製造方法晶圓級中的LED晶片40且LED晶片40尚未完成在自晶圓分離/單一化成個別LED晶片之前所必需的所有步驟。在LED晶片之間展示假想線用以展示LED晶片40之間的分離、單一化或切割線。如上文所述且展示於圖1a至1e中的LED晶片10，展示兩個位於晶圓級的裝置，但應瞭解可由單一晶圓形成很多LED晶片。

各LED晶片40包含LED 12，LED 12具有夾在相反摻雜之層16與層18之間的活性層/區域14，所有該等層均位於基板20上。LED展示為經向下蝕刻或機械切割至基板20而在LED 12之間形成開放區的分離裝置，但如上所述該等層可為連續的而在單一化期間分離個別裝置。研磨之後，不同實施例可具有相鄰LED之間的不同間距，且在一實施例中，間距為約50微米。此外應瞭解LED晶片40中可包括其他層且此製造方法亦可結合提供於載體晶圓上之倒裝晶片LED使用。

各LED 12可具有第一及第二接點，且對於垂直幾何形態裝置，第二接點24可位於第二磊晶層18上。如圖2e中所示及下文所述，第一接點(未圖示)在本發明方法之後續步驟中沈積於基板20上。對於橫向幾何形態裝置，第二橫向n-型接點26(以假想線展示)如上所述提供於n-型層台面上。 該等接點可包含圖1a至1e中之上述材料且可使用已知技術沈積。

p-型接點基座28形成於第二接點24上，且對於橫向幾何形態裝置，第二n-型接點基座30(以假想線展示)可形成於橫向幾何形態n-型接點26上。p-型接點基座28及第二n-型接點基座30一般由相同材料形成且使用已知方法形成大體相同的高度。然而，在替代實施例中，基座28、30可形成不同高度。應瞭解基座28、30可如上所述由相同材料製成且可在本發明方法之不同時點形成，諸如在形成如下所述之基板凹槽之後。

基板20可具有不同厚度，LED晶片10之一實施例具有厚約600 μm的基板。使用片鋸或雷射鋸切鋸穿或切穿此厚度之基板20均困難且費時。片鋸會帶來基板開裂之危險，此又可導致開裂擴展至及損壞LED 12之危險。雷射鋸切此厚度之基板需要多程/多級切割或高功率雷射切割或兩者之組合。多級切割費時，而高功率雷射切割導致炭化，此會對LED晶片之效能產生不利影響。

為減少開裂及炭化之危險並維持製造步調，可使用雷射、刀片或其他切割方法將基板20自頂部部分切割以形成預塗劃痕、凹槽或溝槽("凹槽")。在一實施例中，部分切穿基板20而在相鄰LED 12之間形成凹槽34時係使用刀片。視刀片之寬度而定，凹槽34亦可具有不同寬度，諸如在15-25 μm之範圍內。此凹槽減少須加以鋸切或切割以最終分離LED晶片10之基板20之厚度，從而降低開裂之危險。 視特定基板厚度及基板材料以及切割方法而定，溝槽可具有不同的深度及寬度。在一實施例中，凹槽具有50至400 μm範圍內之深度。在另一實施例中，凹槽可具有100-150 μm範圍內之深度。

現參看圖2c，LED 12可被磷光體/黏結劑塗層32覆蓋，塗層32可使用上述方法塗覆及固化且可包含上述材料。塗層32可至少部分地填充凹槽34以致塗層32低於基板20之頂表面穿過。在較佳實施例中，塗層大體填滿凹槽34。基座28(及橫向基座30)被塗層32掩蓋，此允許在不需要對準的情況下塗佈LED晶片10。固化之後，需要進行其他處理以暴露基座28。參看圖2d，可使用上述方法將塗層32減薄或平坦化以使得基座28經由塗層頂表面暴露。LED 12上之塗層可具有多種不同厚度，諸如在1至100 μm之範圍內，且在一實施例中，適當厚度範圍為30至50 μm。

現參看圖2e，基板20可經減薄提供適於特定最終應用，諸如將LED晶片安裝於LED封裝中之所要總體裝置高度。本實施例之LED晶片可安裝於多種不同LED封裝中，諸如下文所述且展示於圖31及32中的LED封裝。對於本發明之一LED封裝，基板20係經減薄以使得LED晶片之總高度在100至150 μm之範圍內。然而，應瞭解適於其他應用或封裝之LED晶片可具有不同總厚度。基板可使用已知方法(諸如機械研磨或化學蝕刻)減薄，從而在溝槽34底部與基板20底表面之間留下基板20之相對較小穩定部分36。穩定部分36在後續處理步驟期間維持基板(晶圓)之完整性且可具 有不同厚度，一些實施例具有10-30 μm範圍內之厚度。

在圖2f中所示之另一實施例中，基板20可減薄至達到凹槽之底部，從而在相鄰LED晶片40之間僅留下固化塗層32之一部分。在一該實施例中，凹槽34可具有100 μm以上之深度且基板20可減薄至100 μm，從而至少達到凹槽34之底部。接著LED封裝之總厚度可具有約130 μm之總厚度。

現參看圖2e及2f，對於垂直幾何形態LED 12，可包括作為位於減薄基板20底表面上之導電材料層的第一接點22，接點22係由與上文所述相同之材料製成。當LED晶片40自晶圓單一化時，各晶片具有形成第一接點22之層之一部分。橫跨第一接點22與第二接點24施加電信號以使LED 12發光。

現參看圖2g，可使用諸如切割、劃割及斷裂、分裂或蝕刻之已知方法將LED晶片自晶圓單一化。此一般包含自底部或自頂部切穿塗層32(及圖2e之穩定部分36)以分離LED晶片40。在一替代實施例中，自底部部分地切割塗層32(或圖2e中實施例之穩定部分36及塗層32)，且使用已知方法使剩餘塗層斷裂以分離LED晶片40。在一實施例中，在斷裂之前自底部切割達到30-40微米，但應瞭解亦可達到不同深度。

單一化LED晶片40可具有保留在基板20之至少部分側壁上之塗層32之一部分。如下文更充分描述，此側壁塗層可增強LED晶片之均勻發射，尤其在基板至少部分透射LED光之彼等實施例中。本發明之方法中所使用的不同切割及 斷裂步驟會在LED晶片上產生有角表面，且在一實施例中，使塗層32斷裂來單一化LED晶片40會在塗層32中留下凸緣或其他不規則性。

如上所述，基座可由多種不同導電材料形成且可以多種不同方式形成。較佳基座能夠承受塗層塗覆、固化及平坦化過程，同時仍提供與其各別LED之導電路徑。圖3展示類似於上述LED晶片10，但具有不同類型基座之本發明之LED晶片45之另一實施例。各LED晶片45包含形成於基板20上且具有依次形成於基板20上之n-型層16、活性區14及p-型層18的LED 12。LED晶片45進一步包含n-型接點22、p-型接點24及塗層32。p-型接點24上包括基座46，塗層經平坦化以暴露基座46之頂部。然而，在此實施例中，基座46不包含接線柱焊凸，而是包含短線或微絲。可使用不同方法形成微絲，適當方法為微焊接至p-型接點24。微絲可具有允許其承受後續處理步驟的不同長度及寬度，適當長度在5-500 μm之範圍內且適當寬度在50-200 μm之範圍內。接著可使用不同方法(諸如上文所述方法)將LED晶片單一化。或者，LED晶片40可具有橫向幾何形態且可包括具有第二微絲48的第二橫向n-型接點26(以假想線展示)。微絲46、48可由多種不同導電材料製成，諸如單獨或組合之Au、Cu及其他金屬。

對於上述LED晶片10、40及45，自LED 12向透明基板之基板20發射之光可穿過基板而不穿過磷光體/黏結劑塗層32離開LED晶片。此適用於產生特定顏色或色調之光。在 欲防止或最小化此基板發射或吸收的實施例中，基板20可為不透明基板(諸如Si)以致自LED 12向基板20發射之光被阻遏或吸收而使大部分LED晶片所發出的光係來自穿過塗層32的光。

圖4展示LED晶片50之另一實施例，其與上文所述且展示於圖1a至1e中的LED晶片10類似，但具有促進LED晶片向LED晶片50之頂部發射光且使進入基板20之光減至最少的其他特徵。各LED晶片50包含形成於基板20上且具有依次形成於基板20上之n-型層16、活性區14及p-型層18的LED 12。LED晶片50進一步包含n-型接點22、p-型接點24、p-型基座28及塗層32。塗層32經平坦化以暴露基座28。或者，LED晶片50可具有包含如上所述之其他基座的橫向幾何形態。

LED晶片50亦可包含反射層52，其經布置成將自活性區向基板20發射之光向LED晶片50之頂部反射回去。此反射層52減少LED 12所發出之在自LED晶片50發射之前不穿過轉換材料(諸如穿過基板20)之光且促進向LED晶片50之頂部及穿過塗層32之發射。

反射層52可以不同方式布置於LED晶片50中之不同位置，層52如圖所示布置於n-型層16與基板20之間。該層亦可在基板20上延伸超出LED晶片12之垂直邊緣。在其他實施例中，反射層僅位於n-型層16與基板之間。層52可包含不同材料，包括(但不限於)金屬或半導體反射器，諸如分布式布拉格反射器(distributed Bragg reflector；DBR)。亦 應瞭解反射層亦可包括於LED晶片50上之其他位置處，諸如基板20上。

在一些實施例中，如LED 12之間之假想線所示，活性區14及n-型層16及p-型層18可為基板20上之連續層。在此等實施例中，LED直至單一化LED晶片50時之步驟才分離。因此，在單一化之後，所得LED晶片可僅在LED之頂表面上具有塗層32，而側表面無塗層。此可允許活性區光射離LED 12之側表面，但在相對於周圍特徵使用此等LED之實施例中，與穿過磷光體材料之光量相比，未遇到磷光體材料之此光發射可為最小限度的。在下述其他實施例中，LED晶片可包含側表面上之塗層以促進此等表面所發出光之轉換。

本發明之方法可用於塗佈多種不同裝置及LED。圖5a至5e展示不同的LED晶片60，其具有不同於上文所述且展示於圖1a至1e中之LED晶片10的結構。首先參看圖5a，LED晶片60亦位於晶圓級且展示位於單一化之前。其包含並非位於成長基板上而是倒裝晶圓焊接於載體基板64的LED62。在此實施例中，成長基板可包含上文關於圖1a至1e中之成長基板20所述之材料，但在此實施例中，成長基板在倒裝晶圓焊接之後(或之前)移除，該基板使用已知的研磨及/或蝕刻方法移除。LED 62藉由層66安裝於載體基板64，層66一般為一或多個焊接/金屬層且亦用以反射入射於其上之光。在其他實施例中，保留成長基板或至少其部分。成長基板或保留部分可成形或刻花以增強LED 62之光 提取。

LED可使用多種不同材料系統，較佳材料系統為如上所述使用已知方法生長之第III族氮化物材料系統。如圖1a-1e中之LED 12，各LED 62一般包含夾在n-型磊晶層70與p-型磊晶層72之間的活性區68，但亦可包括其他層。由於LED 62係倒裝晶圓焊接，因此頂層為n-型層70，而p-型層72為布置於活性區68與焊接/金屬層66之間的底層。載體基板可為多種不同已知材料，適當材料為矽。

對於垂直幾何形態LED晶片60，n-型接點74可包括於各LED之頂表面上，且p-型接點76可形成於載體基板64上。n-型接點74及p-型接點76亦可由與圖1a至1e中所示且上文所述之第一接點22及第二接點24類似的使用已知技術沈積之習知導電材料製成。亦如上文所述，LED可具有橫向幾何形態，其中n-型接點及p-型接點位於LED之頂部。

現參看圖5b，各LED晶片60可具有形成於其第一接點70上的基座78，各基座係由與上文關於圖1b至1e中之基座28所述相同之材料且使用相同之方法形成。如圖5c中所示，LED晶片晶圓接著可被毯覆式塗層80覆蓋，毯覆式塗層80較佳包含負載磷光體之黏結劑。可使用與上文所述且展示於圖1c至1e中之塗層32相同的磷光體及黏結劑，且可使用相同方法沈積。塗層80覆蓋並掩蓋LED 62、其第一接點74及基座78，其中塗層80係在無對準步驟的情況下沈積。

現參看圖5d，可使用上述方法將塗層80平坦化或減薄以暴露基座78且控制塗層80之厚度。現參看圖5e，可使用上 述方法將個別LED晶片60自晶圓單一化。接著可將此等裝置封裝或安裝於底板或PCB。在其他實施例中，可移除載體基板，留下經塗佈之LED，接著可將其封裝或安裝於底板或PCB。此外，應瞭解LED晶片60可使用上文所述且展示於圖2a至2f中之凹槽及基板減薄方法類似地製成。

倒裝晶圓焊接之LED亦可具有反射元件或反射層以促進沿所要方向之光發射。圖6展示晶圓級之LED晶片90，其與展示於圖5a至5f中且如上所述之LED晶片60類似。對於相似特徵，本文中使用相同參考數字，且儘管LED晶片90經展示具有垂直幾何形態LED 62，但應瞭解亦可使用橫向幾何形態LED。LED晶片90包含安裝於基板64的LED 62，基板64可為載體或成長基板。各LED62如上所述包含活性層68、n-型層70、p-型層72、p-型接點76、n-型接點74及基座78，且負載磷光體之黏結劑塗層80亦如上所述形成於LED上。然而，在此實施例中，LED 62與基板64之間包括可包含高度反射性金屬或反射性半導體結構(諸如DBR)的反射層92。反射層92反射向基板64發射之LED光且有助於防止光進入基板，其中至少一些光可能被基板64吸收。此亦促進LED晶片90向LED晶片90頂部之光發射。應瞭解焊接/金屬層(未圖示)亦可包括於反射層之下或其他位置處，尤其在基板64為載體基板的實施例中。LED晶片90亦可包含與p-型層72相鄰的p-型接觸層以促進與下層之歐姆接觸。

上述方法可包括多個其他處理步驟且可以不同次序完成 該等步驟。其他步驟可包含在製造中之不同時點探測或測試LED晶片及調整磷光體/黏結劑塗層厚度及/或組成以滿足LED之操作特徵從而達成LED晶片之目標操作特徵。

圖7為本發明之方法100之一實施例之流程圖，其不僅包括上述多個製造步驟，而且包括調整磷光體/黏結劑塗層之其他步驟。方法100可在電腦控制下或在電腦輔助下完成。在102中，將LED作為成長基板上之連續磊晶層及安裝於載體基板上之倒裝晶片提供，其中成長基板如上所述且如圖5a至5e中所示經移除。接著可切割LED以在載體基板上形成個別裝置。在一替代實施例中，LED可在倒裝晶片安裝於載體基板上之前經切割而將成長基板自個別LED移除。

在104中，使用諸如電學及光學測試之不同方法探測晶圓。所得數據可供給電腦，在電腦中產生橫跨載體晶圓之LED之操作特徵圖譜。圖譜可包括關於哪些LED滿足特定操作標準及哪些LED不滿足的數據。接著可將具有其LED的載體晶圓視其LED之操作特徵而定分級。可基於波長範圍選擇用於晶圓的適當磷光體或螢光材料以靶向特定色點或色域。舉例而言，可選擇用於發射藍光之LED的適當磷光體以靶向特定白光色點或色域。

在106中，可如上所述且如圖2b中所示在載體基板中形成預塗溝槽或凹槽。在108中，可目視檢查載體晶圓及其LED之缺陷，結果亦輸入電腦以與電學/光學測試數據圖譜合併。所得圖譜可用於產生"良好"晶粒圖譜，此表明其滿 足所要標準。在110中，亦可量測載體晶圓之厚度，結果亦供給電腦。

在112中，如以上實施例中(諸如在圖1a及1b中)所述在LED上形成基座且其可包含例如接線柱焊凸或微絲。應瞭解亦可在LED上沈積適當接點。可使用晶粒圖譜使基座僅形成於"良好"LED上。或者，基座可形成於所有LED上。

在114中，可使用上述方法(諸如圖1c中)在LED晶片上並包覆LED晶片形成磷光體/黏結劑塗層，且接著使其固化。適當磷光體材料可基於載體晶圓上LED之特徵及LED晶片之所要色點加以選擇。可使用一種或不同磷光體，諸如上文所列之磷光體，且該等磷光體可使用上述方法塗覆。

在116中，可使用上述方法(諸如圖1d中)減薄磷光體層以暴露被磷光體/黏結劑塗層所掩蓋之基座。基於橫跨晶圓之LED之操作特徵及所選磷光體(或螢光)材料之特性，可計算塗層之最終厚度以達成所要色點/色域且仍暴露基座。在一些實施例中，可在電腦控制下自動化測定適當厚度及減薄度。

在118中，可再對晶圓進行電學及光學探測以測定色點，以便最終對顏色及強度進行分級。在120中，可如上所述且如圖2e中所示將載體晶圓之背側減薄以達成整個晶圓之所要厚度。在步驟122中，使用上述方法將LED晶片單一化。在步驟124中，使用晶圓級探測數據對個別LED晶片進行分級及揀選。

應瞭解本發明之方法可具有用於調整磷光體塗層以達成 最終LED晶片之所要特徵的不同步驟。該等方法亦可具有多於或少於上述方法的步驟且可使用以不同次序進行的不同步驟。

圖8a至8d展示根據本發明製造之LED晶片130之另一實施例，其與上文所述且展示於圖5a至5f中的LED晶片60類似。然而，應瞭解此方法亦可結合非倒裝晶圓焊接實施例使用，諸如上文所述且展示於圖1a至1e中的實施例。首先參看圖8a，LED晶片130包含安裝於基板64的垂直LED 62，基板64在此情況下為載體基板。應瞭解亦可如上所述使用橫向LED。各LED 62如上所述包含活性層68、n-型層70、p-型層72、p-型接點76、n-型接點74及基座78。然而，LED晶片130被預製或預成形塗層132覆蓋，塗層132可具有固定於由上述材料製成之黏結劑中的亦如上所述之磷光體(及其他)材料。

現參看圖8b，在LED 62及其基座78上並覆蓋LED 62及其基座78置放層132以提供保形塗層。在一實施例中，在層132與LED晶片130之間可包括用於黏著的黏結材料，一般使用諸如聚矽氧或環氧樹脂之黏著劑。為進一步促成保形塗層，可將層132加熱或施加真空以將層132向下牽拉在LED晶片130上。層132亦可以黏結劑未完全固化之狀態提供以使得層132更易順應LED晶片。在保形置放層132之後，可暴露黏結劑完成其最終固化。

現參看圖8c，可使用上述方法將層132平坦化以暴露基座78使其可用於接觸。如圖8d中所示，接著可使用上述方 法(包括如上所述且展示於圖2a至2f中的凹槽及基板減薄方法)將LED晶片130單一化。

LED晶片130之製造方法允許藉由控制層132之厚度來精確地控制磷光體/黏結劑塗層之厚度。此方法亦允許針對LED晶片130之不同所要發射特徵使用不同層厚度及組成。應瞭解，在不同實施例中，可使用在不同黏結劑材料中具有不同濃度之不同磷光體的一種以上預製層或預成形層來達成所要LED晶片發射色點。

圖9a至9c展示類似於LED晶片60之本發明之LED晶片140之另一實施例。首先參看圖9a，各LED晶片140具有安裝於基板64的垂直LED 62，基板64可為載體基板或成長基板。各LED 62如上所述包含活性層68、n-型層70、p-型層72、p-型接點76、n-型接點74及基座78。LED 62上包括掩蓋基座78的由如上所述之材料製成的塗層142。

參看圖9b，在此實施例中，塗層142未經平坦化以暴露基座78。而是塗層保持在高於基座之水平面處且掩蓋基座78之塗層142之一部分被移除，從而在塗層142中留下凹入部分144。基座78經由凹入部分144暴露用於接觸。可使用諸如習知圖案化或蝕刻方法之多種不同方法移除塗層。現參看圖9c，接著可使用上述方法將LED晶片140單一化。

此形成凹入部分144之方法可配合平坦化塗層142使用。層142可平坦化至提供LED晶片140之所要發射特徵，可高於基座78之水平面。接著可形成凹入部分144以接取基座。此允許形成低於塗層的高度降低之基座，從而可減少 與形成基座78相關的製造成本。此方法在形成凹入部分時可需要一定的對準，但塗覆塗層142仍無需對準。

上述LED晶片實施例中之基座描述為包含諸如Au、Cu、Ni或In之導電材料，較佳係使用接線柱凸焊方法形成。或者，基座可由不同材料(諸如上述導電氧化物及透明導電氧化物)製成且可如上所述使用不同方法形成。圖10展示本發明之LED晶片150之另一實施例，其包含倒裝晶圓焊接於載體基板154上的LED 152。在此實施例中，基座156包含一般以基座156之形狀形成的半導體材料158。半導體材料158可位於第一接點上，或如圖所示可位於第一磊晶層160上。半導體材料158之頂表面上包括導電材料之基座層162，且其延伸至第一磊晶層160之頂表面且形成n-型接點。

半導體材料158可以多種不同方式形成且可包含多種不同材料，諸如構成LED磊晶層的材料或成長基板材料，例如GaN、SiC、藍寶石、Si等。在一實施例中，可自磊晶層蝕刻掉半導體材料158，且接著塗佈基座層162。在其他實施例中，在自LED 152移除成長基板期間，部分成長基板可保留在磊晶層上。成長基板剩餘部分接著可被基座層162覆蓋。

圖11展示仍為晶圓形式之LED晶片170之另一實施例，其類似於圖10中之LED晶片150，且在本文中對於相似特徵使用相同參考數字。LED晶片170包含倒裝晶圓焊接於載體基板154上的LED 152。基座174形成於各LED 152 上，較佳形成於n-型接點175上。基座174包含大體基座174之形狀的可圖案化材料176，基座174被延伸至第一接點175之導電材料之基座層178覆蓋。可圖案化材料176可包含與LED製造及操作相容的不同材料，諸如BCB、聚醯胺及介電質。此等材料可使用已知方法形成於LED 152上。或者，可使用可圖案化及導電材料(諸如銀環氧樹脂或可印刷墨水)形成基座174，在此情況下可不需要層178。可使用製造基座的其他方法及途徑，其中一些描述於John Lau, "Flip-Chip Technologies", McGraw Hill, 1996中。

如上述實施例，包含LED晶片150及170的晶圓可被一層塗層材料包覆，從而掩蓋LED晶片及其基座。塗層材料可包含上述磷光體及黏結劑，且可使用上述方法減薄以經由塗層材料暴露基座。接著可使用上述方法將LED晶片單一化。

本發明亦可用於製造晶圓級發射體陣列。圖12展示晶圓級LED陣列180之一實施例，其包含藉由焊接/金屬層183倒裝晶圓焊接於載體基板182上的LED 181。LED包含第一磊晶層185與第二磊晶層186之間的活性區184以及第一磊晶層185上之第一接點187。基座188包括於第一接點187上且負載磷光體之黏結劑塗層之塗層189包覆LED 181、接點187及基座188，塗層經減薄以暴露基座188之頂部。然而，對於LED陣列180，不單一化個別LED晶片。而是在LED陣列180之表面上包括互連金屬墊190而以並聯方式使 基座188之暴露頂部互連。施加於金屬墊190的電信號傳導至LED，該等LED之基座188與金屬墊190耦聯，從而使陣列1中之LED發光。應瞭解，視藉由金屬墊190互連的LED而定，LED陣列180可包含以不同方式(列或塊)布置之大量不同的LED。

圖13展示本發明之LED陣列200之另一實施例，其亦具有倒裝晶圓焊接於載體基板204的LED 202，各LED 202包含第一磊晶層210與第二磊晶層212之間的活性區208。第一接點214位於第一磊晶層210上，基座216形成於第一接點214上。負載磷光體之黏結劑塗層218包括於LED 202、第一接點214及基座216上，基座216之頂表面暴露。LED 202藉由電絕緣焊接層220安裝於載體基板204，且p-型接點222位於各LED 202與絕緣焊接層220之間。在LED 202之間在p-型接點與塗層218之表面之間存在導電通道224，且各別金屬墊226安置在各柱224與各別相鄰基座216之間的塗層118之表面上。此布置提供LED 202之間的導電路徑使得LED 202以串聯陣列連接，LED之間的導電路徑由絕緣焊接層220與基板隔離。施加於金屬墊的電信號穿過各LED使其在陣列中發光。應瞭解，視藉由金屬墊226互連的LED而定，LED陣列200可包含以不同方式(列或塊)布置之大量不同的LED。

根據本發明可製造許多具有不同結構之不同LED晶片。圖14展示本發明之LED晶片350之另一實施例，其係類似於展示於圖1a至1e中且如上所述之LED晶片10布置，且對 於相似特徵，本文中使用相同參考數字。LED晶片350具有垂直幾何形態且包含LED 12，各LED 12包含n-型磊晶層16與p-型磊晶層18之間的活性區14。基座28形成於p-型接點24上，負載磷光體之黏結劑塗層32覆蓋LED 12。然而，在此實施例中，LED 12位於透明基板352上，從而允許反射層354與LED 12相對形成於基板352上。LED 12之光可穿過基板352且自反射層354向回反射，同時經歷最小損失。所示反射層354位於接點22與基板352之間，但應瞭解反射層354可以不同方式布置，諸如作為最底層，其中接點22介於反射層354與基板352之間。

圖15亦展示本發明之LED晶片370之另一實施例，其亦類似於圖1a至1e中之LED晶片布置。此實施例中之LED晶片370具有橫向幾何形態且包含LED 12，各LED 12包含n-型磊晶層16與p-型磊晶層18之間的活性區14。p-型層18及活性區14之一部分經蝕刻以外露n-型層16，p-型接點24位於p-型層18上且n-型接點26位於n-型層16上。p-型基座28位於p-型接點24上且n-型基座30位於n-型接點26上。負載磷光體之黏結劑塗層32覆蓋LED 12，基座28、30經由塗層32暴露。LED 12位於透明基板372上且反射層374與LED 12相對包括於基板372上。LED 12具有橫向幾何形態，p-型接點24及p-型基座28位於各LED 12之頂部。反射層374亦反射LED之光，光經歷穿過基板372之最小損失。

根據本發明可製造LED晶片之多種不同變化形式且圖16展示LED晶片400之另一實施例，其具有成長基板404上之 LED 402，LED 402具有n-型層406與p-型層408之間的活性區405。應瞭解LED 402亦可具有經減薄之成長基板，或在已移除成長基板之後提供。該等LED亦具有n-型接點407及p-型接點409。LED 402可經切割或單一化且倒裝晶片焊接於底板/載體晶圓410。導電迹線412形成於底板/載體晶圓410上，各LED 402安裝於迹線412上，第一迹線412a與n-型層406電接觸且第二迹線412b與p-型層408接觸。可使用包含鋁(Al)或Au的習知迹線，使用諸如濺鍍之已知技術來沈積。LED 402藉由倒裝晶片焊球413安裝於迹線412，倒裝晶片焊球413可使用諸如Au或金/錫焊料凸塊或接線柱焊凸之已知材料以習知方式布置。

此外，應瞭解圖16中及上文及下文所論述之實施例中之基座亦可由塗有導電層的絕緣材料製成。在一實施例中，基座可包含基板材料或底板/載體晶圓材料。對於LED晶片400，可製造具有基座的底板/載體晶圓，其中各LED安裝於基座之間。可使用其他布置與導電迹線接觸或與LED接觸在基座上形成導電層。此外，應瞭解基座可具有多種不同形狀及尺寸，且在一實施例中可包含反射杯，LED安裝於杯內。可使用其他布置與導電迹線或LED接觸用導電層塗佈該杯。在磷光體黏結劑塗層平坦化期間，可暴露杯頂部用於接觸。在其他實施例中，杯可具有在平坦化期間暴露的屬於自己的基座。

n-型基座414形成於第一迹線412a上且p-型基座416形成於第二迹線412b上，兩基座均使用上述方法形成。磷光體 /黏結劑塗層418包括於LED 402上，掩蓋基座414、416。接著可將塗層418平坦化以暴露基座414、416用於接觸，或在其他實施例中，可在塗層中形成凹口以暴露基座414、416。接著可使用上述方法將LED晶片單一化。

結合LED晶片400描述的製造方法允許選用具有所要發射特徵的經單一化之優質LED 402安裝於晶圓404。該布置亦允許以較大的LED 402之間的間隔將LED 402安裝於晶圓，而不會因蝕刻材料以形成間隔而浪費貴重的磊晶材料。

圖17展示本發明之LED晶片500之另一實施例，其具有安裝於載體基板的單一化橫向幾何形態LED 502。各LED502包含n-型層506與p-型層508之間的活性區504，所有層依次形成於成長基板510上。基板510可為多種不同材料，較佳基板為透明材料，諸如藍寶石。LED 502經單一化，至少一部分成長基板510保留。

接著將LED 502安裝於載體基板512，基板在下。載體基板512包含透明基板516上之第一磷光體/黏結劑塗層514。第一塗層514可為黏著劑以固持LED 502或可使用其他黏著劑材料。

p-型接點518提供於p-型層508上且n-型接點520提供於n-型層506上。接點518、520可包含多種不同材料，較佳材料具有反射性。因具有反射性，接點518、520可反射活性區光，使載體基板512成為主要發射表面。如上所述，p-型基座522形成於p-型接點518上，且n-型基座524形成於n- 型接點520上。第二磷光體/黏結劑塗層526形成於LED 502上，掩蓋基座522、524。如上所述，接著可將第二塗層526平坦化以外露基座522、524。

接著可將LED晶片500單一化且此布置提供具有LED 502的LED晶片500，LED 502被磷光體層圍繞，磷光體層由第一塗層514及第二塗層526形成。單一化LED晶片500亦可封裝為習知倒裝晶片裝置，例外之處為第一及第二塗層提供發射白光之LED倒裝晶片，而無需進一步磷光體處理。此實施例提供的另一優點係能夠使用具有所要發射特徵之單一化優質LED 502安裝於晶圓載體晶圓512，由此所得LED晶片502具有良好品質。亦可以較大的LED 502之間的間隔將LED 502安裝於晶圓，而不會因蝕刻材料以形成間隔而浪費貴重的磊晶材料。

圖18a至18d展示本發明之LED晶片600之另一實施例。首先參看圖18a，各LED晶片包含LED 602，各LED 602具有n-型層606與p-型層608之間的活性區604，所有層依次形成於成長基板610上，成長基板610較佳為透明材料，諸如藍寶石。LED 602具有橫向幾何形態，反射性n-型接點612位於n-型層606上且反射性p-型接點614位於p-型層608上。n-型基座616形成於n-型接點612上，且p-型基座618形成於p-型接點614上。第一磷光體/黏結劑塗層620提供於LED 602上，最初掩蓋基座616、618，接著塗層經平坦化而外露基座。

現參看圖18b，背側溝槽622穿過基板610形成且部分進 入塗層620，其中溝槽622係布置於LED 602之間。溝槽622可使用多種不同方法，諸如藉由蝕刻或切割形成。現參看圖18c，第二磷光體/黏結劑塗層624可形成於基板610之溝槽側上，從而填充溝槽622。接著可視需要將第二塗層平坦化。參看圖18d，可將LED晶片600單一化，其中LED 602被磷光體層圍繞，磷光體層由第一塗層620及第二塗層624形成。LED晶片600提供與圖17中之LED晶片500類似的優點，且提供優質的倒裝晶片裝置，該等裝置可提供白光發射而無需另外的磷光體處理。

再參看圖18a及18b，作為形成溝槽622之替代方法，可將成長基板610全部移除以暴露n-型層606之底表面。接著可在所暴露之n-型層上第二磷光體/黏結劑塗層624，且視需要平坦化。

本發明亦可用於覆蓋個別LED，而非形成於LED晶片晶圓中的LED。在此等實施例中，LED晶片可經單一化且接著安裝於封裝中或安裝於底板或PCB。接著可根據本發明將LED晶片塗佈並平坦化以暴露基座用於接觸。

可以不同方式布置具有多種不同特徵的本發明之LED晶片，諸如具有增強LED晶片光提取的特徵。圖19展示LED晶片700之另一實施例，其可使用上述方法製造。其包含基板704上的LED 702，LED較佳藉由黏結材料706倒裝晶片安裝於基板704上。在其他實施例中，基板可包含用於LED 702之成長基板。LED 702可由多種不同半導體材料(諸如上述材料)製成且可包含上述層，包括活性層/區域及 相反摻雜層(n-型層及p-型層)。為便於說明及理解，未展示LED 702之不同層。

LED晶片700進一步包含第一接點708及第二接點710。對於倒裝晶片LED，第一接點708位於n-型層上且第二接點710為位於基板704上之導電材料層的形式，且經布置成使得施加於第二接點710的電信號經由基板704擴展至LED之p-型層。接點708、710可由上述任何導電材料製成，此實施例中之第二接點710包含AuSn。應瞭解對於橫向幾何形態裝置，第一及第二接點可包括於LED 702之表面上。

基座712包括於第一接點708上，且可由上述材料製成且可使用上述方法製造。對於橫向幾何形態裝置，第二基座可包括於第二接點上。磷光體/黏結劑塗層714可包括於LED 702上，基座712自第一接點708延伸至塗層714之頂表面。塗層714可包含上述材料且可使用上述方法塗覆及平坦化。在所示實施例中，LED 702之表面716經刻花、粗糙化或圖案化以增強光提取。刻花可使用已知機械或蝕刻方法以及微奈米壓印方法實施。亦應瞭解相鄰於黏結材料706之LED之相反表面亦可經刻花以增強光提取，刻花在倒裝晶片安裝之前執行且刻花嵌入黏結材料706內。

對於LED晶片700，塗層714沿基板704之側表面延伸，此可使用多種不同方法(包括如上所述且展示於圖2a至2f中的凹槽及基板減薄方法)形成。對於使用此方法所形成且經由保留基板之穩定部分所形成的LED晶片，保留未被塗層714覆蓋對應於穩定部分的一部分側表面。在本發明之 替代凹槽及基板減薄方法中，凹槽可形成得較寬以使得在其被塗層填充時，可藉由凹槽內之塗層材料穩定晶圓。接著可將基板減薄直至凹槽底部，且將LED晶片分離。由此可沿LED晶片之大體所有側表面留下塗層，從而可增強均勻LED晶片光發射。

LED晶片之不同實施例的層及特徵可具有不同尺寸。在所示實施例中，第二接點710可厚約3 μm，基板704可厚約100 μm且LED 702可具有約3 μm之總厚度。LED之粗糙化可在該LED 12中產生具有不同深度的特徵，粗糙化產生具有約2 μm深度之凹谷。儘管刻花特徵之深度可改變，但較佳深度大於LED 702總厚度之10%。如自凹谷中之最低點量測，LED 702頂表面上之塗層714之厚度為約30 μm。如自凹谷中之最低點量測，接點708厚約5 μm，基座高約25 μm。

本發明之LED晶片之實施例亦可包含其他特徵以進一步增強光發射均勻度及效率。再參看圖19，電流擴展結構718可包括於LED 702上以改良來自第一接點708之電流擴展及注入。電流擴展結構可具有多種不同形式，但較佳包含接觸第一接點714之LED 702表面上的導電材料指狀物。電流擴展結構可使用已知方法沈積且可包含上文關於接點及基座所述的材料，包括Au、Cu、Ni、In、Al、Ag或其組合及導電氧化物及透明導電氧化物。

圖20展示本發明之LED晶片750之另一實施例之頂視圖，其如上所述包含LED 752及形成於LED 752上的磷光體/黏結劑塗層754。LED晶片750進一步包含LED 752表面 上的兩個第一接點758，各接點可具有基座(未圖示)，該基座自第一接點758中之一相應接點延伸至塗層754之表面。應瞭解其他實施例可具有一個第一接點或兩個以上第一接點，該等接點全部或其中一些具有基座。

電流擴展結構756包括於LED 752之表面上且與兩第一接點758接觸。結構756包含以柵格形式布置於LED 752上的導電指狀物，該等指狀物經隔開以增強來自接點758之電流擴展。在操作中，將電信號施加於一或多個基座，經由該等基座傳導至接點758。電流自接點758擴展至電流擴展結構756且進入LED 752中。

再參看圖19，亦可在LED 702之兩側上包括改良電流擴展的層及材料。透明導電材料層(未圖示)可包括於LED 702之刻花表面上，塗層714位於刻花表面上。透明導電材料可增強來自接點708及電流擴展結構718之電流擴展且可包含不同材料，諸如ITO或其他透明導電氧化物。電流擴展材料亦可包括於黏結材料層中以增強電流自第二接點710及基板704擴展至LED 702。該電流擴展材料可包含用於電流擴展結構718及透明導電材料層的相同材料。

圖21展示本發明之LED晶片760之另一實施例，其包含藉由黏結材料766安裝於基板764上的LED 762。LED具有較大均勻刻花特徵768，磷光體/黏結劑塗層770位於該等特徵上。LED晶片進一步包含第一接點772及基座774，及基板764上之第二接觸層776。在其他實施例中，可使用一個以上基座。塗層770可等形地塗佈於特徵768上，且可使 用諸如旋塗之不同方法塗覆，且如上述實施例，初始塗層覆蓋基座。接著塗層可向下平坦化至基座774以使得基座774可接觸。

圖22展示本發明之LED晶片780之另一實施例，其包含藉由黏結材料786安裝於基板784上的LED 782。LED 782具有半圓形紋理圖案且LED 782被填充該紋理圖案的磷光體/黏結劑塗層788覆蓋。接著塗層788可經平坦化以外露LED晶片台面776且接著可在一或多個台面上沈積第一接點790。或者，接點及基座可在塗佈之前包括於一或多個台面上，接著將塗層平坦化至基座。此方法使得至少一些塗層保留在台面上。第二接點792亦可包括於基板784上。

在本發明之LED晶片之其他實施例中，塗層可具有不同幾何形態且可覆蓋不到全部的LED或可覆蓋LED晶片之大部分表面。再參看圖19，塗層714覆蓋基板704之側表面以使得LED 702之光現穿過至少一些磷光體以便可轉換至少一些光，否則此光將在不遇到轉換磷光體之情況下自側表面逸出。此有助於減少LED晶片700邊緣周圍之未轉換光發射，尤其是在具有透明基板的彼等實施例中。對於白光LED晶片，此布置可減少側表面之未轉換藍光發射，從而使得LED晶片更均勻發射白光。在一實施例中，LED晶片700側面上之塗層714之厚度約等於LED 702上之塗層厚度以致LED晶片700之不同表面所發出之光穿過相似量之轉換磷光體。由此可使得LED晶片700在不同視角下大體均勻發射。

在一些應用中，LED晶片之側表面發出未轉換之光係可接受的。圖23展示LED晶片800之另一實施例，其類似於上述LED晶片700且包含LED 802、基板804、黏接層806、第一接點808、第二接點810、基座812及磷光體/黏結劑塗層814。應瞭解LED 802包含多層，但為便於說明及解釋而展示為單層。LED之頂表面亦可如上所述經刻花。LED晶片800具有塗層822，塗層822覆蓋所有或大部分LED 802表面，但留下剩餘LED晶片表面不被覆蓋。圖24展示具有塗層822之LED晶片820之另一實施例，塗層822覆蓋LED 802及基板804(或黏接層806)之暴露頂表面，但留下基板側表面不被覆蓋。圖25展示具有塗層832之LED晶片830之另一實施例，塗層832覆蓋LED 802、基板804之頂表面及基板側表面之一部分。對於LED晶片800、820及830，至少一些未轉換之光可自側表面逸出。在其他實施例中且如下文進一步描述，LED晶片可安裝於封裝中，此可彌補未轉換光之側面發射。

塗層亦可經調整以致其可在LED晶片上之不同位置具有不同厚度。圖26展示LED晶片840之另一實施例，其亦具有LED 802、基板804、黏接層806、第一接點808、第二接點810及基座812。LED晶片840具有塗層842，塗層842覆蓋LED 802、基板804之頂部暴露表面及側表面。側表面上之塗層852之下部經減薄。

本發明之LED晶片中之塗層亦可在LED上呈不同形狀。圖27展示本發明之LED晶片850之另一實施例，其具有LED 802、基板804、黏接層806、第一接點808、第二接點810及基座812。在此實施例中，塗層852在LED 802上呈穹形，基座經由塗層表面暴露。在其他實施例中，塗層亦可呈穹形且亦可至少部分地覆蓋基板804之側表面。圖28展示本發明之LED晶片860之另一實施例，其具有LED 802上之凸形塗層862。如其他實施例，基座經由塗層862之頂表面暴露，且在其他實施例中，基板804之側表面亦可至少部分地被覆蓋。

在其他實施例中，亦可修改塗層表面以增強LED晶片之光提取。圖29展示本發明之LED晶片870之一實施例，其具有LED 802、基板804、黏接層806、第一接點808、第二接點810及基座812。LED晶片進一步包含具有刻花頂表面以增強光提取的塗層872。刻花可使用與用於刻花LED表面相同的方法，諸如已知機械或化學蝕刻方法形成。在具有刻花LED的一些實施例中，在塗覆塗層時LED之刻花可轉移至塗層中，且任何電流擴展結構亦可轉移變化至塗層表面中。在較佳實施例中，塗層872上刻花中之異差超過塗層厚度之10%。應瞭解以上實施例中所述之塗層之側表面亦可經刻花。

上述塗層之實施例經展示具有大體均勻遍布的磷光體。本發明之LED晶片之不同實施例之塗層亦可具有含不同濃度及類型之磷光體的部分。圖30展示本發明之LED晶片880之一實施例，其具有LED 802、基板804、黏接層806、第一接點808、第二接點810及基座812。其進一步包含塗 層882，塗層882具有含一或多種磷光體的第一部分882a及不含磷光體且大體透明的第二部分882b。塗層882可以不同方式製造，諸如藉由塗覆具有磷光體的第一塗層且接著在第一層上塗覆不具有磷光體的第二塗層。

圖31展示具有塗層892之LED晶片890之另一實施例，塗層892具有無磷光體之第一部分892a及最先具有一或多種磷光體之第二部分892b。此塗層亦可藉由沈積不同層來製成，第一層無磷光體且第二層具有磷光體。應瞭解可包括具有不同濃度之不同磷光體的其他層或部分且此等實施例中之塗層亦可具有上述不同形狀及幾何形態且亦可具有表面刻花。

上述LED晶片可安裝於多種不同燈具或LED封裝中。圖32及33展示使用一或多個本發明之LED晶片之LED封裝900之一實施例。封裝900一般包含基板/底板("底板")902、安裝於基板902上之LED晶片904及亦安裝於底板902上之反射杯配件("反射杯")906。然而，應瞭解在其他LED封裝實施例中，可不包括反射杯，尤其在存在最小限度的LED側表面LED光洩漏的彼等實施例中。

第二光學器件(諸如透鏡908)可置放或形成於LED 904上(諸如反射杯906上)且使用安裝方法接合於封裝。在無反射杯的彼等實施例中，透鏡可使用已知技術直接形成或置放於LED上。在所示實施例中，LED 904之光主要穿過透鏡908，至少一些LED晶片橫向發出之光被反射杯906反射以促進封裝900之有效發射。透鏡908底部與封裝900其餘部 分之間的間隔可用密封材料或密封劑，諸如液體聚矽氧凝膠(未圖示)填充，透鏡908底部與凝膠接觸。在其他實施例中，透鏡908亦可與LED 904接觸。接著可將封裝900熱固化，其使密封材料固化並黏著於透鏡908，從而將透鏡908黏接在LED 904及反射杯906上的適當位置處。

亦可使用許多具有不同特徵(諸如刻花及散射顆粒)的不同透鏡。在一些實施例中，透鏡可具有平坦圓盤形狀。亦可將多種不同密封材料用於本發明之封裝中以提供不同輸出特徵。在較佳實施例中，LED封裝發射白光，布置各種組件以達成所要色點。

底板902可由多種不同材料形成，較佳材料為電絕緣材料。適當材料包括(但不限於)氧化鋁或氮化鋁。反射杯906應由可承受後續封裝製造步驟及操作期間由封裝產生之熱量的耐久性、高熔融溫度材料形成。可使用多種不同材料，諸如高熔融溫度材料，包括塑料(諸如Novella樹脂)或液晶聚合物。底板902之頂表面包含使用已知接觸方法為電連接至LED 904提供導電路徑的電迹線910。

在使用習知塗佈方法(諸如"團塊"方法或EPD)的LED封裝中，反射杯906內的大部分面積(包括LED晶片、基板表面及反射杯表面)可被轉換材料及其黏結劑覆蓋。使用根據本發明所製造的LED晶片，磷光體/黏結劑塗層侷限於LED晶片，而保留其他表面不被覆蓋。LED封裝900亦可藉由反射未轉換之光以與轉換光混合來彌補LED封裝邊緣周圍未轉換光之發射。

圖34為展示與圖32及33中所示類似之LED封裝之效能特徵的表格，該LED封裝使用與如上所述且如圖19中所示之LED晶片700類似的LED晶片。將350毫安(mA)電流施加於LED晶片時，LED封裝呈現約98流明(lm)之光通量及86流明/瓦(lm/W)之功效。對於700 mA之更高驅動電流，該封裝呈現167 lm之光通量及72 lm/W之功效。圖35為展示與使用具有經修改之鏡面接點之LED晶片的改良效能相比，使用具有標準接點(諸如PtAg)之LED晶片之LED封裝之間的效能比較之圖表。

儘管本發明已參考其某些較佳組態詳細描述，但其他型式亦可行。因此，本發明之精神及範疇不應限於上述型式。

10‧‧‧LED晶片

12‧‧‧LED

14‧‧‧活性區

16‧‧‧第一磊晶層

18‧‧‧第二磊晶層

20‧‧‧基板

22‧‧‧第一接點

24‧‧‧第二接點

25‧‧‧垂直假想線

26‧‧‧n-型接點

28‧‧‧p-型接點基座

30‧‧‧n-型接點基座

32‧‧‧塗層

34‧‧‧凹槽

36‧‧‧穩定部分

40‧‧‧LED晶片

45‧‧‧LED晶片

46‧‧‧基座

48‧‧‧微絲

50‧‧‧LED晶片

52‧‧‧反射層

60‧‧‧LED晶片

62‧‧‧LED

64‧‧‧載體基板

66‧‧‧焊接/金屬層

68‧‧‧活性區

70‧‧‧n-型磊晶層

72‧‧‧p-型磊晶層

74‧‧‧n-型接點

76‧‧‧p-型接點

78‧‧‧基座

80‧‧‧塗層

90‧‧‧LED晶片

92‧‧‧反射層

130‧‧‧LED晶片

132‧‧‧塗層

140‧‧‧LED晶片

142‧‧‧塗層

144‧‧‧凹入部分

150‧‧‧LED晶片

152‧‧‧LED

154‧‧‧載體基板

156‧‧‧基座

158‧‧‧半導體材料

160‧‧‧第一磊晶層

162‧‧‧基座層

170‧‧‧LED晶片

174‧‧‧基座

175‧‧‧n-型接點

176‧‧‧可圖案化材料

178‧‧‧基座層

180‧‧‧LED陣列

181‧‧‧LED

182‧‧‧載體基板

183‧‧‧焊接/金屬層

184‧‧‧活性區

185‧‧‧第一磊晶層

186‧‧‧第二磊晶層

187‧‧‧第一接點

188‧‧‧基座

189‧‧‧塗層

190‧‧‧金屬墊

200‧‧‧LED陣列

202‧‧‧LED

204‧‧‧載體基板

208‧‧‧活性區

210‧‧‧第一磊晶層

212‧‧‧第二磊晶層

214‧‧‧第一接點

216‧‧‧基座

218‧‧‧塗層

220‧‧‧電絕緣焊接層

222‧‧‧p-型接點

224‧‧‧導電通道

226‧‧‧金屬墊

350‧‧‧LED晶片

352‧‧‧基板

354‧‧‧反射層

370‧‧‧LED晶片

372‧‧‧基板

374‧‧‧反射層

400‧‧‧LED晶片

402‧‧‧LED

404‧‧‧成長基板

405‧‧‧活性區

406‧‧‧n-型層

407‧‧‧n-型接點

408‧‧‧p-型層

409‧‧‧p-型接點

410‧‧‧底板/載體晶圓

412‧‧‧導電迹線

412a‧‧‧第一迹線

412b‧‧‧第二迹線

413‧‧‧倒裝晶片焊球

414‧‧‧n-型基座

416‧‧‧p-型基座

418‧‧‧塗層

500‧‧‧LED晶片

502‧‧‧LED

504‧‧‧活性區

506‧‧‧n-型層

508‧‧‧p-型層

510‧‧‧基板

512‧‧‧載體基板

514‧‧‧第一塗層

516‧‧‧基板

518‧‧‧p-型接點

520‧‧‧n-型接點

522‧‧‧p-型基座

524‧‧‧n-型基座

526‧‧‧第二塗層

600‧‧‧LED晶片

602‧‧‧LED

604‧‧‧活性區

606‧‧‧n-型層

608‧‧‧p-型層

610‧‧‧成長基板

612‧‧‧n-型接點

614‧‧‧p-型接點

616‧‧‧n-型基座

618‧‧‧p-型基座

620‧‧‧第一塗層

622‧‧‧溝槽

624‧‧‧第二塗層

700‧‧‧LED晶片

702‧‧‧LED

704‧‧‧基板

706‧‧‧黏結材料

708‧‧‧第一接點

710‧‧‧第二接點

712‧‧‧基座

714‧‧‧塗層

716‧‧‧LED 702之表面

718‧‧‧電流擴展結構

750‧‧‧LED晶片

752‧‧‧LED

754‧‧‧塗層

756‧‧‧電流擴展結構

758‧‧‧第一接點

760‧‧‧LED晶片

762‧‧‧LED

764‧‧‧基板

766‧‧‧黏結材料

768‧‧‧刻花特徵

770‧‧‧塗層

772‧‧‧第一接點

774‧‧‧基座

776‧‧‧第二接觸層/LED晶片台面

780‧‧‧LED晶片

782‧‧‧LED

784‧‧‧基板

786‧‧‧黏結材料

788‧‧‧塗層

790‧‧‧第一接點

792‧‧‧第二接點

800‧‧‧LED晶片

802‧‧‧LED

804‧‧‧基板

806‧‧‧黏接層

808‧‧‧第一接點

810‧‧‧第二接點

812‧‧‧基座

814‧‧‧塗層

820‧‧‧LED晶片

822‧‧‧塗層

830‧‧‧LED晶片

832‧‧‧塗層

840‧‧‧LED晶片

842‧‧‧塗層

850‧‧‧LED晶片

852‧‧‧塗層

860‧‧‧LED晶片

862‧‧‧塗層

870‧‧‧LED晶片

872‧‧‧塗層

880‧‧‧LED晶片

882‧‧‧塗層

882a‧‧‧塗層第一部分

882b‧‧‧塗層第二部分

890‧‧‧LED晶片

892‧‧‧塗層

892a‧‧‧塗層第一部分

892b‧‧‧塗層第二部分

900‧‧‧LED封裝

902‧‧‧底板

904‧‧‧LED

906‧‧‧反射杯

908‧‧‧透鏡

910‧‧‧電迹線

圖1a至1e為本發明之一方法之製造步驟中LED晶片晶圓之一實施例之截面圖；圖2a至2g為本發明之另一方法之製造步驟中LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖3為具有微絲基座之本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖4為具有反射層之本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖5a至5e為本發明之另一方法之製造步驟中倒裝晶圓焊接LED晶片晶圓之一實施例之截面圖；圖6為具有反射層之本發明之LED晶片晶圓之另一實施 例之截面圖；圖7為本發明之LED晶片製造方法之一實施例之流程圖；圖8a至8d為使用預製塗層之本發明之方法之製造步驟中LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖9a至9c為塗層中具有凹口之本發明之方法之製造步驟中LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖10為本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖11亦為本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖12為本發明之LED陣列之一實施例之截面圖；圖13為本發明之LED陣列之另一實施例之截面圖；圖14為具有透明基板之本發明之LED晶片晶圓之一實施例之截面圖；圖15為具有透明基板之本發明之LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖16為本發明之倒裝晶片LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖17為具有負載磷光體之載體基板之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖18a至18d為使用溝槽基板之本發明之方法之製造步驟中LED晶片晶圓之另一實施例之截面圖；圖19為具有刻花表面之本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖； 圖20為具有電流擴展結構之本發明之LED晶片之另一實施例之頂視圖；圖21為具有刻花表面之本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖22為具有刻花表面之本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖23為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖24為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖25為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖26為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖27為具有穹形塗層之本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖28為具有凹形塗層之本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖；圖29為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖，該LED晶片具有包含刻花表面之塗層；圖30為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖，該LED晶片具有含不同濃度磷光體之部分；圖31為本發明之LED晶片之另一實施例之截面圖，該LED晶片具有含不同濃度磷光體之部分；圖32為本發明之LED封裝之截面圖；圖33為圖32中之LED封裝之頂視圖；圖34為展示本發明之LED封裝之效能特徵的表格；且圖35為展示本發明之不同LED封裝之效能特徵的圖表。

10‧‧‧LED晶片

12‧‧‧LED

14‧‧‧活性區

16‧‧‧第一磊晶層

18‧‧‧第二磊晶層

20‧‧‧基板

22‧‧‧第一接點

24‧‧‧第二接點

25‧‧‧垂直假想線

26‧‧‧n-型接點

28‧‧‧p-型接點基座

30‧‧‧n-型接點基座

32‧‧‧塗層

Claims (85)

1. 一種發光二極體(LED)晶片，其包含：具有刻花表面之LED；位於該LED上之第一接點以及位於該LED上之第二接點，其中該第二接點係相對於該第一接點；與該接點電接觸之基座；及至少部分覆蓋該LED之塗層，該基座延伸穿過該塗層且暴露用於電接觸。
2. 如請求項1之LED晶片，其中該基座延伸至該塗層之表面且在該塗層之表面暴露。
3. 如請求項1之LED晶片，其中該LED發射白光。
4. 如請求項1之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂表面上。
5. 如請求項1之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂表面及側表面上。
6. 如請求項1之LED晶片，其中該LED係位於基板上。
7. 如請求項6之LED晶片，其中該塗層亦位於該基板之側表面上。
8. 如請求項1之LED晶片，其進一步包含電流擴展結構。
9. 如請求項1之LED晶片，其進一步包含電流擴展層。
10. 如請求項1之LED晶片，其中該塗層之表面係經刻花。
11. 如請求項1之LED晶片，其中該塗層係經成形。
12. 如請求項1之LED晶片，其中該塗層包含一或多種磷光體。
13. 如請求項8之LED晶片，其中該塗層包含具有不同濃度之磷光體的部分。
14. 如請求項1之LED晶片，其中該基座包含一或多個接線柱焊凸。
15. 如請求項1之LED晶片，其中該基座包含微絲。
16. 如請求項1之LED晶片晶圓，其進一步包含與該基板整體形成之反射層。
17. 一種發光二極體(LED)封裝，其包含：安裝於底板之LED晶片；安裝於該LED上之透鏡，使得來自該LED晶片之光自該封裝穿過該透鏡發射，其中該LED晶片包含：LED，其包含在第一表面上之第一接點以及在第二表面上相對於該第一接點之第二接點；至少部分覆蓋該LED且不覆蓋該底板之整體塗層；及與該LED電接觸之基座，該基座延伸穿過該塗層且暴露用於電接觸。
18. 如請求項17之LED封裝，其中該整體塗層係藉由在晶圓級用該塗層至少部分覆蓋該LED且在晶圓級固化該塗層來形成。
19. 如請求項17之LED封裝，其進一步包含安裝於底板之反射杯，該LED安裝於該反射杯內，該塗層不覆蓋該反射杯。
20. 如請求項17之LED封裝，其中該基座延伸至該塗層之表 面且在該塗層之表面暴露。
21. 如請求項17之LED封裝，其中該LED之表面係經刻花。
22. 如請求項17之LED封裝，其中該塗層之表面係經刻花。
23. 如請求項17之LED封裝，其進一步包含位於該LED上之電流擴展結構。
24. 如請求項17之LED封裝，其中該透鏡為平坦者。
25. 如請求項17之LED封裝，其進一步包含位於該LED與該透鏡之間的密封劑，該透鏡與該密封劑接觸。
26. 如請求項17之LED封裝，其中該透鏡與該LED接觸。
27. 如請求項17之LED封裝，其發射白光。
28. 一種發光二極體(LED)晶片，其包含：安裝於基板上之LED；至少部分覆蓋該LED之整體塗層，該整體塗層係藉由在晶圓級用該塗層至少部分覆蓋該LED且在晶圓級固化該塗層來形成，其中該整體塗層包含複數個層，其包含不同光轉換特性；及基座，該基座與該LED電接觸且延伸穿過該塗層並延伸至該塗層之表面且在該塗層之表面暴露。
29. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂表面上。
30. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂表面及側表面上。
31. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層係位於該LED之頂表面及側表面上且位於該基板之側表面上。
32. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層係位於該基板之底表面上。
33. 如請求項28之LED晶片，其進一步包含反射層。
34. 如請求項28之LED晶片，其中該LED之表面係經刻花。
35. 如請求項28之LED晶片，其中該基板至少部分透明。
36. 如請求項28之LED晶片，其中該基板不透明。
37. 如請求項28之LED晶片，其進一步包含電流擴展結構。
38. 如請求項28之LED晶片，其進一步包含電流擴展層。
39. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層之表面係經刻花。
40. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層係經成形。
41. 如請求項28之LED晶片，其中該塗層包含一或多種磷光體。
42. 如請求項41之LED晶片，其中該塗層包含具有不同濃度之磷光體的部分。
43. 一種製造發光二極體(LED)晶片之方法，其包含：在基板之表面上提供複數個LED；沈積基座，該等基座各與該等LED之一電接觸；在該基板中形成凹槽，至少一些該等凹槽位於相鄰LED之間；在該等LED上形成塗層，該塗層掩蓋至少一些該等基座；將該塗層減薄，留下位於該等LED上之至少一些該塗層，同時暴露至少一些該等被掩蓋之基座；及沉積接點，該等接點各與該等LED之第二表面電接 觸，其中該等接點係相對於該基座。
44. 如請求項43之方法，其進一步包含將該基板減薄。
45. 如請求項44之方法，其中該基板係自其與該等凹槽相反之表面減薄。
46. 如請求項43之方法，其進一步包含將該等LED單一化。
47. 如請求項45之方法，其中該減薄在該等凹槽之底部與同該等凹槽相反之該基板表面之間留下該基板之穩定部分，該方法進一步包含藉由切穿該穩定部分及該塗層來將該等LED單一化。
48. 如請求項47之方法，其中至少一些該等單一化LED包含LED、基座、該塗層之一部分及該基板之一部分，該塗層至少部分覆蓋該LED及該基板之部分側表面。
49. 如請求項44之方法，其中該塗層至少部分填充該等凹槽且該減薄將該基板減薄至該等凹槽之底部，該方法進一步包含藉由切穿位於該等LED中相鄰LED之間的塗層來將該等LED單一化。
50. 如請求項49之方法，其中至少一些該等單一化LED包含LED、基座、該塗層之一部分及該基板之一部分，該塗層至少部分覆蓋該LED及該基板之大體所有側表面。
51. 如請求項46之方法，其中該等單一化LED包含該塗層之一部分，該部分係經成形或圖案化。
52. 如請求項43之方法，其中該等LED晶片發射白光。
53. 如請求項43之方法，其中至少一些該等基座包含一或多個接線柱焊凸。
54. 如請求項43之方法，其中至少一些該等基座包含微絲。
55. 如請求項43之方法，其進一步包含在各該等LED上沈積接點，該等基座係形成於該等接點上。
56. 如請求項43之方法，其進一步包含在該等LED上形成電流擴展結構，其各自與該等接點中之至少一者電接觸。
57. 如請求項43之方法，其進一步包含沈積至少一個電流擴展層。
58. 如請求項43之方法，其中該等LED係倒裝晶片安裝於載體基板上。
59. 如請求項43之方法，其中該等LED包含成長基板之至少一部分。
60. 如請求項43之方法，其進一步包含在該塗層上形成表面紋理。
61. 如請求項60之方法，其中該表面紋理包含尺寸大於該塗層厚度之10%的刻花特徵。
62. 如請求項43之方法，其進一步包含在該LED上形成表面紋理。
63. 如請求項62之方法，其中該表面紋理包含尺寸大於該LED厚度之10%的刻花特徵。
64. 如請求項43之方法，其中該塗層包含負載磷光體之黏結劑。
65. 如請求項43之方法，其中該塗層包含散射顆粒。
66. 如請求項43之方法，其中該塗層包含具有不同組成的多層。
67. 如請求項43之方法，其進一步包含在該平坦化塗層上沈積金屬墊，該金屬墊使至少一些該等基座互連以形成一LED陣列。
68. 如請求項43之方法，其進一步包含將該等LED之一安裝於一底板或印刷電路板(PCB)。
69. 一種發光二極體(LED)晶片晶圓，其包含：複數個LED，其具有至少一個刻花表面以增強光提取；複數個基座，各基座與該等LED之一之第一表面電接觸；至少部分覆蓋該等LED之塗層，至少一些該等基座延伸穿透該塗層且暴露用於電接觸；及複數個第二接點，其與該等LED之一之第二表面電接觸，其中各該複數個第二接點係相對於該複數個基座。
70. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中至少一些該等基座延伸至該塗層之表面且在該塗層之表面暴露。
71. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該等基座中之至少一者包含接線柱焊凸。
72. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該等基座中之至少一者包含微絲。
73. 如請求項69之LED晶片晶圓，其進一步包含至少一個位於該等LED中之一者上的電流擴展結構，該電流擴展結構與該等接點中之至少一者電接觸。
74. 如請求項69之LED晶片晶圓，其進一步包含至少一個電 流擴展層。
75. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該刻花LED表面包含大於該LED厚度之10%的刻花特徵。
76. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該塗層包含刻花表面。
77. 如請求項76之LED晶片晶圓，其中該塗層之刻花表面具有大於該塗層厚度之10%的特徵。
78. 如請求項69之LED晶片晶圓，其進一步包含位於兩相鄰LED之間的凹槽，該塗層至少部分填充該凹槽。
79. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該塗層包含多種磷光體。
80. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該塗層包含散射顆粒。
81. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該塗層包含負載磷光體之黏結劑。
82. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該等LED係在LED陣列中互連。
83. 如請求項69之LED晶片晶圓，其進一步包含與該基板晶圓整體形成之反射層。
84. 如請求項69之LED晶片晶圓，其中該塗層包含多個具有不同濃度之磷光體的部分。
85. 如請求項69之LED晶片晶圓，其可自該等LED及塗層發射白光。