TWI508329B - 半導體發光裝置及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種包括具有複數種螢光材料之螢光層的半導體發光裝置及其製造方法。
能發射白色可見光之發光裝置正將其應用擴展至例如照明裝置、顯示裝置、以及影像顯示裝置的背光源。
在此等應用中，對縮減尺寸的需求成長。在此本文中，電子裝置的尺寸縮減已藉由將發光元件晶片接合在引線框架上並以樹脂成型的SMD(表面載置裝置)發光裝置而獲得協助。
為了以基於具有低電力損失之半導體發光裝置的照明裝置取代螢光燈及白熾燈泡，必需加強量產並降低成本。
揭示用於更行降低尺寸的範例技術。在此範例技術中，發光元件晶片係連接至設置在透明基材上的互連層之覆晶，以經由圓柱形電極及球從外部驅動。在該透明基材上，使用密封劑覆蓋該發光元件晶片及該圓柱形電極。
然而，此範例需要以高位置精確性將該發光元件晶片接合在該透明基材上的互連層及圓柱形電極，且此不能充份地滿足縮減尺寸及量產的要求。
此外，在螢光變換白光LED(發光二極體)中，激發光之藉由螢光材料的波長變換不能避免史托克斯(Stokes)損失，其中該激發光及該螢光之間的能量差損失為熱。因此，藉由控制該螢光材料改善效率係可取的。
根據一實施例，半導體發光裝置包括半導體層、第一電極、第二電極、絕緣膜、第一互連、第二互連、第一金屬柱、第二金屬柱、樹脂、以及螢光層。該半導體層具有第一主表面、形成在該第一主表面對側的第二主表面、以及發光層。將該第一電極設置在該半導體層的該第二主表面上。將該第二電極設置在該半導體層的該第二主表面上。將該絕緣膜設置在該半導體層的該第二主表面之側邊上，並包括抵達該第一電極的第一開口以及抵達該第二電極之第二開口。將該第一互連設置在該半導體層對側之該絕緣膜的表面上並在該第一開口中，並連接至該第一電極。將該第二互連設置在該半導體層對側之該絕緣膜的表面上並在該第二開口中，並連接至該第二電極。將該第一金屬柱設置在該第一電極對側之該第一互連的表面上。將該第二金屬柱設置在該第二電極對側之該第二互連的表面上。該樹脂覆蓋該第一金屬柱之外圍及該第二金屬柱的外圍。該螢光層面對該半導體層之該第一主表面並包括具有不同發光尖峰波長的複數種螢光材料。
現在將參考該等圖式描述實施例。
圖1係實施例之半導體發光裝置的示意橫剖面圖。
此實施例的半導體發光裝置包括半導體層5、包括互連、及密封樹脂等的封裝結構部、以及螢光層27，彼等係在晶圓狀態中共同地形成。半導體層5包括第一半導體層11及第二半導體層12。第一半導體層11例示地係n-型GaN層，且功能如同橫向電流路徑。然而，第一半導體層11的導電性並未受限於n-型，而可能係p-型。
光主要係從第一半導體層11之第一主表面11a向外側發出。將第二半導體層12設置在第一主表面11a對側之第一半導體層11的第二主表面11b上。
第二半導體層12具有包括發光層(主動層)之複數個半導體層的堆疊結構。圖2顯示此結構的範例。須注意圖2係圖1的垂直反轉。
將n-型GaN層31設置在第一半導體層11的第二主表面11b上。將發光層33設置在GaN層31上。發光層33例示地具有包括InGaN的多量子井結構。將p-型GaN層34設置在發光層33上。
如圖1所示，將凸起及凹陷設置在第一半導體層11的第二主表面11b側上。將第二半導體層12設置在該凸起的表面上。因此，該凸起包括第一半導體層11及第二半導體層12的堆疊結構。
該凹陷的底表面係第一半導體層11的第二主表面11b，並將n-側電極14設置為在該凹陷之第二主表面11b上的第一電極。
將p-側電極15設置為在第二半導體層12之相關於與第一半導體層11接觸的該表面之相對表面上的第二電極。
以絕緣膜13，諸如氧化矽膜，覆蓋第一半導體層11的第二主表面11b。從絕緣膜13曝露n-側電極14及p-側電極15。n-側電極14及p-側電極15係藉由絕緣膜13絕緣，並作為彼此電性無關的電極使用。此外，絕緣膜13也覆蓋包括第二半導體層12之該凸起的側表面。
將絕緣膜16設置在第二主表面11b側上，以覆蓋絕緣膜13、n-側電極14的一部分、以及p-側電極15的一部分。絕緣膜16例示地由氧化矽膜或樹脂製造。
將在第一半導體層11及第二半導體層12之對側上的絕緣膜16之表面平坦化，並將作為第一互連的n-側互連17及作為第二互連之p-側互連18設置在該表面上。
也將n-側互連17設置在形成於絕緣膜16中的開口16a中並抵達n-側電極14，並電性連接至n-側電極14。也將p-側互連18設置在形成於絕緣膜16中的開口16b中並抵達p-側電極15，並電性連接至p-側電極15。
例如，n-側互連17及p-側互連18係藉由電鍍製程同時形成，其中將形成於包含開口16a及16b之內壁表面的絕緣膜16之表面上的種金屬使用為電流路徑。
將n-側電極14、p-側電極15、n-側互連17、以及p-側互連18全部設置在第一半導體層11的第二主表面11b側上，並構成用於供應電流至發光層的互連層。
將n-側金屬柱19設置為在n-側電極14對側的n-側互連17之表面上的第一金屬柱。將p-側金屬柱20設置為在p-側電極15對側的p-側互連18之表面上的第二金屬柱。以樹脂26覆蓋n-側金屬柱19的外圍、p-側金屬柱20之外圍、n-側互連17、以及p-側互連18。此外，樹脂26也覆蓋第一半導體層11的側表面11c。因此，第一半導體層11的側表面11c由樹脂26所保護。
n-側互連17及n-側金屬柱19之間的接觸區域大於n-側互連17及n-側電極14之間的接觸區域。p-側互連18及p-側金屬柱20之間的接觸區域大於p-側互連18及p-側電極15之間的接觸區域。
經由n-側電極14及n-側互連17將第一半導體層11電性連接至n-側金屬柱19。經由p-側電極15及p-側互連18將第二半導體層12電性連接至p-側金屬柱20。將外部終端25，諸如焊球及金屬凸塊，設置在自樹脂26曝露之n-側金屬柱19及p-側金屬柱20的下端表面上，且該半導體發光裝置可經由外部終端25電性連接至外部電路。
n-側金屬柱19的厚度(在圖1之垂直方向上的厚度)厚於包括半導體層5、n-側電極14、p-側電極15、絕緣膜13及16、n-側互連17、以及p-側互連18之該堆疊體的厚度。相似地，p-側金屬柱20的厚度也厚於上述該堆疊體之厚度。金屬柱19及20各者的縱橫比(厚度對平面尺寸的比率)並未受限於一或以上，該比率可能少於一。亦即，金屬柱19及20的厚度可能小於其平面尺寸。
在此實施例的結構中，即使半導體層5甚薄，其機械強度可藉由加厚n-側金屬柱19、p-側金屬柱20、以及樹脂26而維持。此外，當該裝置載置在電路板等上時，n-側金屬柱19及p-側金屬柱20可吸收及緩和經由外部終端25施加至半導體層5的應力。用於加強n-側金屬柱19及p-側金屬柱20的樹脂26具有等於或接近該電路板等之熱膨脹係數的熱膨脹係數為佳。此種樹脂26的範例包括環氧樹脂、聚矽氧樹脂、及氟樹脂。
n-側互連17、p-側互連18、n-側金屬柱19、以及p-側金屬柱20可用諸如銅、金、鎳、及銀之材料製造。在彼等之間，使用銅較佳，其具有高熱導性、高遷移阻抗、及與絕緣膜的優秀接觸性。
將螢光層27設置在第一半導體層11的第一主表面11a上。螢光層27在第一主表面11a的平面方向上設有通常均勻的厚度。自該發光層發射之光主要通過第一半導體層11、第一主表面11a、及螢光層27，並向外側發射。
螢光層27可吸收來自該發光層的光(激發光)並發射波長變換光。因此，可能發射來自該發光層的光及螢光層27之波長變換光的混合光。
螢光層27具有將複數種螢光材料分散在透明樹脂中的結構。該透明樹脂對由該發光層及該等螢光材料發射之光係透明的，且例示地係聚矽氧樹脂。
該等複數種螢光材料包含藉由來自該發光層之光激發並以不同尖峰波長發光的材料。相對地，將具有較長尖峰波長的該等螢光材料設置成較接近該第一主表面。沿著螢光層27的厚度疊層具有不同尖峰波長的該等螢光材料。
螢光層27包括設置在第一主表面11a上並包含第一螢光材料的第一螢光層27a及設置在第一螢光層27a上的第二螢光層27b。第二螢光層27b包含具有比該第一螢光材料更短之發光尖峰波長的第二螢光材料。此處，螢光層27可能具有三或三層以上的堆疊結構。
藉由容許螢光層27包含具有不同發光尖峰波長的複數種螢光材料，可得到高彩呈現性質(決定以其照明之物件的外觀顏色之光源的性質)。此外，藉由使用發射藍光的發光層並將發射紅光之紅色螢光材料、及發射綠光的綠色螢光材料使用為螢光材料，可得到作為該藍光、紅光、以及綠光的混合光之具有高彩呈現性質的白色或燈泡色。
在此疊層結構中，將包含作為第一螢光材料之紅色螢光材料的第一螢光層27a設置在來自該發光層之光係自其發射的第一主表面11a側上，並將包含作為第二螢光材料之綠色螢光材料的第二螢光層27b設置於其上，該第二螢光材料具有較短的光發射尖峰波長。因此，未將該螢光材料的發射光消耗在激發其他種類的螢光材料，並可抑制該效率衰減。因此，可實現高效率的發光特徵。
可藉由調整該綠色螢光材料及紅色螢光材料的密度以及包含彼等之該等螢光層的厚度而得到具有期望顏色的發射光。
藉由將於下文說明之SiAlON化合物以發射中心元素摻雜的螢光材料使用為該等螢光材料，改善波長變換效率的溫度特徵，且可更加改善高電流密度區域中的效率。此外，該綠色SiAlON螢光材料及紅色SiAlON螢光材料係藉由藍光以高效率激發。因此，藉由與發射藍光之發光層組合，可得到具有各種色調的高效率發光裝置。
紅色SiAION螢光材料及綠色SiAION螢光材料與藍色激發光的組合在得到具有更高彩呈現性質的白光上比黃色螢光材料與藍激發光的組合更佳，且其也抑制在高溫時的退化。
此外，該紅色SiAION螢光材料具有廣泛的發光頻譜，容許以橫跨從紫外光至藍光之廣激發帶寬的高效率激發，且特別適合白光LED。
例如，第一螢光層27a將，當以具有250至500nm之波長的光激發時，發光尖峰係在從580至700nm之波長範圍呈現的螢光材料，包含為第一螢光材料(紅色螢光材料)，並滿足以下方程式(1)。
(M1-x
Rx
)a1
AlSib1
Oc1
Nd1
(1)
在上述方程式(1)中，M係除了Si及Al以外的至少一種金屬元素，且特別係Ca及Sr之至少一者為佳。R係發射中心元素，且特別係Eu為佳。
例如，M係從Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Gd、La、Lu、Sc、Li、Na、K、B、Ga、In、及Ge組成的群組中選取之至少一者。R係從Eu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Gd、Cr、Sn、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Ag、Cd、In、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、及Fe組成的群組中選取之至少一者。此處，x、a1、b1、c1、以及d1滿足關係式0<x1、0.6<a1<0.95、2<b1<3.9、0.25<c1<0.45、以及4<d1<5.7。
由上述組成物方程式(1)所代表之SiAION螢光材料的使用可改善波長變換效率的溫度特徵並可更行增加高電流密度區域中的效率。
此外，例如，第二螢光層27b將，當以具有250至500nm之波長的光激發時，發光尖峰係在從490至580nm之波長範圍呈現的螢光材料，包含為第二螢光材料(綠色螢光材料)，並滿足以下方程式(2)。
(M1-x
Rx
)a2
AlSib2
Oc2
Nd2
(2)
在上述方程式(2)中，M係除了Si及Al以外的至少一種金屬元素，且特別係Ca及Sr之至少一者為佳。R係發射中心元素，且特別係Eu為佳。
例如，M係從Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Gd、La、Lu、Sc、Li、Na、K、B、Ga、In、及Ge組成的群組中選取之至少一者。R係從Eu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Gd、Cr、Sn、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Ag、Cd、In、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、及Fe組成的群組中選取之至少一者。此處，x、a2、b2、c2、以及d2滿足關係式0<x1、0.93<a2<1.3、4.0<b2<5.8、0.6<c2<1以及6<d2<11。
由上述組成物方程式(2)所代表之SIAION螢光材料的使用可改善波長變換效率的溫度特徵並可更行增加高電流密度區域中的效率。
或者，例如，第二螢光層27b將，當以具有250至500nm之波長的光激發時，發光尖峰係在從490至580nm之波長範圍呈現的螢光材料，包含為第二螢光材料(綠色螢光材料)，並滿足以下方程式(3)。
(M1-x
Rx
)a2
AlSib2
Oc2
Nd2
(3)
在上述通用方程式(3)中，M係除了Si及Al以外的至少一種金屬元素，且特別係Ca及Sr之至少一者為佳。R係發射中心元素，且特別係Eu為佳。
例如，M係從Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Gd、La、Lu、Sc、Li、Na、K、B、Ga、In、及Ge組成的群組中選取之至少一者。R係從Eu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Gd、Cr、Sn、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Ag、Cd、In、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、及Fe組成的群組中選取之至少一者。此處，x、a2、b2、c2、以及d2滿足關係式0<x1、0.94<a2<1.1、4.1<b2<4.7、0.7<c2<0.85以及7<d2<9。
由上述組成物方程式(3)所代表之SIAION螢光材料的使用可改善波長變換效率的溫度特徵並可更行增加高電流密度區域中的效率。
藉由使用由上述組成物方程式所代表的該等螢光材料，可抑制熱退化。
此外，甚至可藉由將黃色螢光材料另外加至上述紅色螢光材料及綠色螢光材料而實現更高彩呈現性質。該黃色螢光材料可例示地係矽化螢光材料，諸如(Sr,Ca,Ba)2
SiO4
:Eu。
須注意該紅色螢光材料可能例示地係氮化螢光材料，諸如CaAlSiN3
:Eu。此外，綠色螢光材料可能例示地係含鹵素磷酸螢光材料，諸如(Ba,Ca,Mg)10
(PO4
)6
Cl2
:Eu。
此外，該等複數種螢光材料可能包括藍色螢光材料。該藍色螢光材料可例示地係氧化螢光材料，諸如BaMgAl10
O17
：Eu。
其次，茲參考圖3及4A至7B描述用於製造此實施例之半導體發光裝置的方法。
首先，如圖4A所示，將第一半導體層11形成在基材10的主表面上。第一半導體層11在基材10側的表面對應於第一主表面11a。其次，將第二半導體層12形成在基材10之在第一主表面11a對側的第二主表面11b上。例如，在該發光層係以氮化半導體製造的情形中，第一半導體層11及第二半導體層12的堆疊體可成長為在藍寶石基材上的結晶。
其次，例如，將使用未圖示光阻的RIE(反應性離子蝕刻)用於選擇性地移除第二半導體層12及第一半導體層11的一部分。因此，如圖4B所示，在第一半導體層11的第二主表面11b側上形成凹陷及凸起。移除第二半導體層12及第一半導體層11的一部分之該部位構成該凹陷，且保留包括該發光層之第二半導體層12的該部位構成該凸起。第一半導體層11的第二主表面11b在該凹陷的底部曝露。
其次，如圖4C所示，以絕緣膜13覆蓋第一半導體層11之第二主表面11b及第二半導體層12的整體表面。絕緣膜13例示地藉由CVD(化學氣相沈積)製程形成。
其次，選擇性地將開口形成在絕緣膜13中。如圖5A所示，將p-側電極15形成在該凸起的第二半導體層12上，並將n-側電極14形成在該凹陷中之第一半導體層11的第二主表面11b上。
此外，形成刺穿絕緣膜13及第一半導體層11並抵達基材10的溝槽8。溝槽8將在基材10上的第一半導體層11分割為複數個。將溝槽8例示地形成為如圖3所示之在晶圓表面上的柵格。因此，形成由溝槽8圍繞的複數個晶片(半導體層)5。
其次，如圖5B所示，形成覆蓋n-側電極14、p-側電極15、以及絕緣膜13的絕緣膜16。將溝槽8中的絕緣膜16去除。
在絕緣膜16形成後，如圖5C所示，藉由例示地使用氫氟酸溶液在絕緣膜16中形成抵達n-側電極14的開口16a及抵達p-側電極15之開口16b。也將溝槽8中的絕緣膜16移除。
其次，將未圖示之種金屬形成在絕緣膜16之上表面及開口16a及16b的內壁(側表面及底表面)上，並另外形成未圖示之電鍍阻抗。然後，將該種金屬使用為電流路徑，實施Cu電鍍。該種金屬例示地包括Cu。此外，將該未圖示之電鍍阻抗設置在溝槽8中。
因此，如圖6A所示，將n-側互連17及p-側互連18選擇性地形成在絕緣膜16的上表面(第一半導體層11及第二半導體層12之對側的表面)上。也將n-側互連17形成在開口16a中，並連接至n-側電極14。也將p-側互連18形成在開口16b中，並連接至p-側電極15。
其次，使用化學藥品移除用於電鍍n-側互連17及p-側互連18的該電鍍阻抗。然後，形成用於形成金屬柱的另一電鍍阻抗，並將上述種金屬使用為電流路徑而實施電解電鍍。此時，也將該電鍍阻抗設置在溝槽8中。因此，如圖6B所示，將n-側金屬柱19形成在n-側互連17上，並將p-側金屬柱20形成在p-側互連18上。
隨後，使用化學藥品移除用於形成金屬柱的該電鍍阻抗，並另外將該種金屬的曝露部位移除。此打斷n-側互連17及p-側互連18間之經由該種金屬的電性連接。
其次，如圖7A所示，以樹脂26覆蓋n-側互連17、p-側互連18、n-側金屬柱19、p-側金屬柱20、以及絕緣膜16。此外，在此時，也將一部分的樹脂26埋入溝槽8中。
隨後，磨碎樹脂26的表面以曝露n-側金屬柱19及p-側金屬柱20的終端表面。然後，將外部終端25(圖1)，諸如焊球及金屬塊，設置在該等曝露表面上。
其次，如圖7B所示，移除基材10。須注意圖7B係圖7A的垂直反轉。
基材10例示地藉由雷射剝離製程自第一半導體層11移除。具體地說，雷射光係從基材10的後表面側朝第一半導體層11施用，該後表面係與第一半導體層11形成於其上之主表面相對的表面。該雷射光具有透射基材10並落在第一半導體層11之吸收區域中的波長。
當該雷射光抵達基材10及第一半導體層11之間的介面時，接近該介面的第一半導體層11藉由吸收該雷射光的能量而分解。例如，在第一半導體層11係以GaN製造的情形中，將其分解為Ga及氮氣。此分解反應在基材10及第一半導體層11之間形成間隙，並使基材10從第一半導體層11分離。使用雷射光的照射在遍及該晶圓之預界定區域上實施多次，以移除基材10。
在基材10移除後，如圖1所示，將螢光層27形成在第一半導體層11的第一主表面11a上。
例如，藉由印刷製程將第一螢光材料分散於其中之膏狀透明樹脂供應在第一主表面11a上，然後將該透明樹脂固化。因此，將第一螢光層27a形成在第一主表面11a上。隨後，藉由印刷製程將第二螢光材料分散於其中之膏狀透明樹脂供應在第一螢光層27a上，然後將該透明樹脂固化。因此，將第二螢光層27b形成在第一螢光層27a上。亦即，得到具有二層結構的螢光層27，該二層具有不同的發光尖峰波長。
當螢光層27形成時，如圖7B所示，因為將樹脂26埋入溝槽8中，螢光層27未穿透入溝槽8中。亦即，螢光層27在晶圓狀態形成，其中藉由溝槽8分隔之複數個半導體層5係經由埋入溝槽8中的樹脂26連接。因此，可將螢光層27形成有均勻厚度，並可抑制在彩色特徵中的變化。
具有均勻厚度的該螢光層可藉由在晶圓狀態中在相對大及平坦之表面上實施該印刷製程而輕易地形成，以在單一製程中形成該螢光層。此增加光學設計的精確性，並也有利於尺寸縮減。
此外，因為螢光層27係在基材10從第一主表面11a上方移除之後形成，基材10不存在於作為光激發表面使用的第一主表面11a及螢光層27之間，其有助於增加該光提取效率。
隨後，藉由沿著溝槽8切割，得到分割成塊的半導體發光裝置。因為基材10已然移除並另外將樹脂26埋入溝槽8中，可輕易地實施切塊，並可改善生產力。此外，因為第一半導體層11及第二半導體層12不存在於溝槽8中，可避免此等半導體層在切塊時受損。如圖1所示，藉由沿著以樹脂26填充的溝槽8切割，以樹脂26覆蓋並保護分割為塊之該裝置中的第一半導體層11之側表面(或終端表面)11c。
該半導體發光裝置可能藉由在如圖3之點虛線所指示的圍繞一晶片(半導體層)5之線切割而分割成塊。或者，該裝置可能藉由沿著如雙點虛線所指示之圍繞多個晶片(半導體層)5的溝槽8切割而分割成塊。
在切塊前的上述各製程係於晶圓狀態中共同地實施，其消除用於分割成塊之各裝置的互連及封裝需求，致能製造成本的顯著降低。亦即，互連及封裝已在分割成塊之該裝置中完成。此外，易於實現該獨立裝置的平面尺寸接近該裸晶片(半導體層5)之平面尺寸的尺寸縮減。此外，可實施晶圓級檢視。此可改善生產力，並因此有利於成本縮減。
此處，基材10可能未完全移除，並可能磨薄並保留在第一半導體層11的第一主表面11a上，如圖8所示。將螢光層27設置在基材10上並經由基材10與第一主表面11a相對。
藉由薄化並保留基材10，可能實現更高的機械強度，且因此結構比將基材10完全移除的結構更可靠。此外，殘留基材10可抑制在分割成塊後的翹曲，且其有助於載置在電路板等上。
該基材、半導體層、電極、互連、金屬柱、絕緣膜、以及樹脂的材料、尺寸、形狀、及佈置等可由熟悉本發明之人士以各種方式修改。
當已然描述特定實施例時，此等實施例僅已藉由例示方式呈現，且未企圖限制本發明的範圍。實際上，本文描述的新穎裝置及方法可能以各種其他形式體現；此外，可能無須脫離本發明的精神而以本文描述之該等裝置及方法的形式產生各種省略、替代、及改變。隨附之申請專利範圍及彼等的等效範圍意圖涵蓋落在本發明之範圍及精神內的此種形式或修改。
5．．．半導體層
8．．．溝槽
10．．．基材
11．．．第一半導體層
11a．．．第一主表面
11b．．．第二主表面
11c．．．側表面
12．．．第二半導體層
13、16．．．絕緣膜
14．．．n-側電極
15．．．p-側電極
16a、16b．．．開口
17．．．n-側互連
18．．．p-側互連
19．．．n-側金屬柱
20．．．p-側金屬柱
25．．．外部終端
26．．．樹脂
27．．．螢光層
27a．．．第一螢光層
27b．．．第二螢光層
31、34．．．GaN層
33．．．發光層
圖1係實施例之半導體發光裝置的示意橫剖面圖；
圖2係圖1之相關部位的放大剖面圖；
圖3係用於製造該實施例之半導體發光裝置的方法在晶圓狀態中的示意平面圖；
圖4A至7B係用於製造該實施例之半導體發光裝置的方法的示意橫剖面圖；且
圖8係另一實施例之半導體發光裝置的示意橫剖面圖。
5．．．半導體層
11．．．第一半導體層
11a．．．第一主表面
11b．．．第二主表面
11c．．．側表面
12．．．第二半導體層
13、16．．．絕緣膜
14．．．n-側電極
15．．．p-側電極
16a、16b．．．開口
17．．．n-側互連
18．．．p-側互連
19．．．n-側金屬柱
20．．．p-側金屬柱
25．．．外部終端
26．．．樹脂
27．．．螢光層
27a．．．第一螢光層
27b．．．第二螢光層
Claims (23)
- 一種半導體發光裝置，包含：半導體層，具有第一主表面、形成在該第一主表面對側上的第二主表面、以及發光層；第一電極，設置在該半導體層的該第二主表面上；第二電極，設置在該半導體層的該第二主表面上；絕緣膜，設置在該半導體層的該第二主表面之側邊上，並包括抵達該第一電極的第一開口以及抵達該第二電極之第二開口；第一互連，設置在該半導體層對側上的該絕緣膜的表面上並在該第一開口中，並連接至該第一電極；第二互連，設置在該半導體層對側上的該絕緣膜的表面上並在該第二開口中，並連接至該第二電極；第一金屬柱，設置在該第一電極對側上的該第一互連的表面上；第二金屬柱，設置在該第二電極對側上的該第二互連的表面上；樹脂，設置在該第一金屬柱與該第二金屬柱之間；以及螢光層，面對該半導體層的該第一主表面，並包括具有不同發光尖峰波長的複數種螢光材料。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，在該等複數種螢光材料中，將具有長發光尖峰波長的螢光材料設置成比具有短發光尖峰波長之螢光材料更接近該第一主表面。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該螢光層包括：第一螢光層，設置在該第一主表面上並包含第一螢光材料；以及第二螢光層，設置在該第一螢光層上並包含具有比該第一螢光材料更短之發光尖峰波長的第二螢光材料。
- 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該第一螢光材料包含SiAlON化合物，該SiAlON化合物在藉由具有250至500nm波長之光所導致的該第一螢光材料的激發期間，呈現波長範圍從580至700nm之發光尖峰。
- 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該第二螢光材料包含SiAlON化合物，該SiAlON化合物在藉由具有250至500nm波長之光所導致的該第二螢光材料的激發期間，呈現波長範圍從490至580nm之發光尖峰。
- 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該第二螢光材料包含SiAlON化合物，該SiAlON化合物在藉由具有250至500nm波長之光所導致的該第二螢光材料的激發期間，呈現波長範圍從490至580nm之發光尖峰。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該螢光層包括：透明樹脂，對由該發光層及該等螢光材料所發射之光係透明的；以及該等螢光材料，分散在該透明樹脂中。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一金屬柱 及該第二金屬柱的各厚度比包括該半導體層、該第一電極、該第二電極、該絕緣膜、該第一互連、以及該第二互連之堆疊體的厚度更厚。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該樹脂的一部分覆蓋該半導體層的側表面。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一互連及該第一金屬柱之間的接觸區域大於該第一互連及該第一電極之間的接觸區域。
- 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該第二互連及該第二金屬柱之間的接觸區域大於該第二互連及該第二電極之間的接觸區域。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該半導體層係形成於基材之上且與該基材分離。
- 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該發光層之側面係被絕緣膜或樹脂覆蓋。
- 一種用於製造半導體發光裝置的方法，包含：將半導體層形成在基材上，該半導體層具有第一主表面、形成在該第一主表面對側上的第二主表面、以及發光層；將第一電極及第二電極形成在該半導體層的該第二主表面上；形成覆蓋該第一電極及在該半導體層的第二主表面之側邊上的該第二電極之絕緣膜；將第一開口及第二開口形成在該絕緣膜中，該第一開 口抵達該第一電極，該第二開口抵達該第二電極；將第一互連及第二互連形成在該半導體層對側上的該絕緣膜的表面上，該第一互連經由該第一開口連接至該第一電極，該第二互連經由該第二開口連接至該第二電極；將第一金屬柱形成在該第一電極對側上的該第一互連的表面上並將第二金屬柱形成在該第二電極對側上的該第二互連的表面上；形成設置在該第一金屬柱與該第二金屬柱之間的樹脂；以及將包括複數種螢光材料的螢光層形成在該半導體層之該第一主表面上。
- 如申請專利範圍第14項之方法，其中該螢光層的形成包括：將包含第一螢光材料的第一螢光層形成在該第一主表面上；以及將包含第二螢光材料的第二螢光層形成在該第一螢光層上，該第二螢光材料具有比該第一螢光材料更短的發光尖峰波長。
- 如申請專利範圍第14項之方法，其中該螢光層的形成包括：藉由印刷製程將包括該等分散螢光材料的透明樹脂供應在該第一主表面上；以及將供應在該第一主表面上的該透明樹脂固化。
- 如申請專利範圍第14項之方法，其中該第一互連 及該第二互連係藉由電鍍同步形成。
- 如申請專利範圍第14項之方法，另外包含：在形成該第一金屬柱、該第二金屬柱、以及該樹脂之後，移除該基材。
- 如申請專利範圍第14項之方法，另外包含：將分割該半導體層為複數塊的溝槽形成在該基材上。
- 如申請專利範圍第19項之方法，另外包含：沿著該溝槽切割，以分割成塊。
- 如申請專利範圍第19項之方法，另外包含：在該樹脂形成時，將該樹脂的一部分埋在該溝槽中；以及切割埋在該溝槽中的該樹脂，以分割成塊。
- 如申請專利範圍第21項之方法，其中在藉由該溝槽分割的該等複數個半導體層係經由埋在該溝槽中之該樹脂連接的晶圓狀態中，將該螢光層形成在該第一主表面上。
- 如申請專利範圍第14項之方法，另外包含：將該基材自該半導體層移除。
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