專利名稱：發(fā)光二極管芯片、發(fā)光二極管封裝結構、及用以形成上述的方法
發(fā)光二極管芯片、發(fā)光二極管封裝結構、及用以形成上述的方法技術領域
本發(fā)明為關于一種二極管芯片及包含其的封裝結構，特別關于一種發(fā)光二極管芯片及包含其的發(fā)光二極管封裝結構。
背景技術：
傳統(tǒng)薄膜發(fā)光二極管的制作可大略分為兩階段。第一階段為生長外延層(epi layers)于一生長基板之上，得到一外延晶圓。該基板可為藍寶石或是碳化硅基板。外延層的數量可依需要來加以設計。第二階段則為將外延晶圓整片粘結到另一片載體基板(例如次基板或封裝基板)上，再把原始的生長基板去除，然后再接著作蝕刻、曝光、顯影、鍍膜、形成熒光粉層等制程。在傳統(tǒng)薄膜發(fā)光二極管制程，不易在制程中去測量光電性質(例如電流-電壓性質、驅動電壓或外延層發(fā)光光譜)。因此，傳統(tǒng)薄膜發(fā)光二極管制程為在第一及第二階段完成后才能對薄膜發(fā)光二極管進行檢查及測量。
在傳統(tǒng)薄膜發(fā)光二極管制程，尤其是第二階段，全部都是整片外延晶圓粘接到整片硅基板來制作，如果適合的芯片(芯片)只有50%，則把那50%不適合的芯片也和載體基板作結合，然后接著再去作半導體制程，在這種情況下，該未達標準的芯片仍需與其對應的封裝單元結合并持續(xù)進行后續(xù)的制程。如此一來，白白浪費與其結合的載體基板，以及后續(xù)制程的時間及成本。不幸的是，當量產制作薄膜發(fā)光二極管時，客戶一定都會有規(guī)格與交貨時間的要求。因此對于一個制造商而言，如何改善制程良率及節(jié)省制造成本，是一件非常重要的事
發(fā)光二極管因其具有高亮度、體積小、重量輕、不易破損、低耗電量和壽命長等優(yōu)點，所以被廣泛地應用各式顯示產品中，其發(fā)光原理如下:施加一電壓于二極管上，驅使二極管里的電子與空穴結合，此結合所產生的能量是以光的形式釋放出來。傳統(tǒng)薄膜GaN發(fā)光二極管產品是將外延晶圓轉移至的載體基板上(像是次基板或是封裝基板)。
在圖1，為顯示一傳統(tǒng)具有垂直結構外延晶圓的發(fā)光二極管封裝方式。請參照圖 1，發(fā)光二極管晶圓210包含一封裝基板212、及一具有垂直結構的外延晶圓214結合于封裝基板212上的一電極216。其中該具有垂直結構的外延晶圓214借由電極216固合于封裝基板212上。該外延晶圓214包含一基板218、半導體層220依序配置于該基板218及一電極222 (例如一結合金屬)上。
上述傳統(tǒng)封裝結構結合方式具有以下的問題:首先，差的對位將造成整個導電組裝錯位的主要問題。第二，外延晶圓214的電極222的厚度必須精準的掌握，這是因為電極 222厚度過薄會導致電性連結及膜層間附著能力較差。此外，當進行外延晶圓214與載體基板212的結合時,熱及壓力必須施加于該外延晶圓214。同時，由于壓力，電極222的結合材料如果過厚的話，該熔融之結合材料會從側邊突出并與該半導體層220接觸，易造成電性短路223，請參照圖2。在半導體層220間電性短路對于發(fā)光二極管而言是十分重大的問題，會導致發(fā)光二極管芯片失去其功能。第三，由于該結合制程為在高溫下進行，因此該發(fā)光二極管晶圓210回溫時具應力殘留。第四，由于受到激光束尺寸的限制，當以激光剝離(laser lift-off,LLO)移除該生長基板218時，會觀察到發(fā)光二極管晶圓會有龜裂破損發(fā)生。另一方面，傳統(tǒng)制造薄膜發(fā)光二極管(LED)的方法為將完整的晶圓利用加熱方式使其與一基板結合，在結合后該晶圓將會被分割形成多個個二極管芯片。如果該晶圓具有非平整的表面時，將有可能導致該晶圓在上述加熱過程中破裂。除此之外，傳統(tǒng)約400° C的制程溫度亦有可能會影響該晶圓的質量。因此，當基板與晶圓結合并降至室溫后，該晶圓易產生一非均勻應力弱化該晶圓的結構，并影響后續(xù)二極管芯片的制程。目前，傳統(tǒng)金屬電極的沉積方式限制了薄膜發(fā)光二極管的發(fā)光效率。舉例來說，一般金屬電極為直接配置于薄膜發(fā)光二極管的發(fā)光側表面上。如此一來，對于一 12-mil的發(fā)光二極管而言，三分之一的發(fā)面積會因為電極的形成而喪失；而對于一 40-mil的發(fā)光二極管而言，約失去九分之一的發(fā)面積。除此之外，在發(fā)光二極管與金屬電極的連接部分會有最高的電流分布，會造成能量損失。發(fā)光裝置(例如發(fā)光二極管)的發(fā)光性質與亮度的均勻度息息相關。在二極管芯片制造完成后，該等二極管芯片會被進一步配置在一次基板或一封裝基板上進行封裝。在封裝制程中，熒光材料或稱為波長轉換材料會被覆蓋至二極管芯片上以使二極管芯片發(fā)出特定的光色，例如白光。當進行實際量產時，傳統(tǒng)固晶制程并無法完全地被控制，使得二極管芯片常無法對位在原先設定 好的位置。舉例來說，某些二極管芯片可能扭轉了某個角度，使其偏離原本預定的對位位置。此外，用來幫助填入熒光材料的屏蔽層亦有可能發(fā)生錯位或開口錯誤等問題。如此一來，使得熒光材料無法均勻的涂布在二極管芯片上，使得同批生產的二極管芯片具有不同的光色、及光發(fā)射角度。當該等二極管芯片被組成作為一發(fā)光光源時，亦會照成發(fā)光亮度不均的問題。如何改善制造上的發(fā)光二極管單元亮度不均勻是一個需要被進一步研究的議題。因此，亟需一種創(chuàng)新的發(fā)光二極管封裝結構來改善上述問題。

發(fā)明內容
根據一實施例，一種形成發(fā)光二極管的方法，包含:提供一基板，該基板具有一第一半導體層，一發(fā)光層及一第二半導體層依序形成于其上；對該第一半導體層、該發(fā)光層、及該第二半導體層進行一圖形化制程，定義出多個突出區(qū)以及多個凹陷區(qū)，其中第一半導體層的一余留區(qū)覆蓋在該凹陷區(qū)的基板上；形成多個第一電極于該凹陷區(qū)內的該第一半導體層上；形成多個第二電極于該突出區(qū)的第二半導體層上；沿著一位于該凹陷區(qū)內的切割線對該基板進行一切割制程，以分離出多個發(fā)光二極管芯片，其中該發(fā)光二極管芯片具有一結合層及一余留基板部分，其中該結合層具有多個空隙，或是該結合層與該發(fā)光二極管芯片之外圍邊界的最小水平距離為大于O ;借由該結合層將該發(fā)光二極管芯片與一載體基板結合；形成一包覆層于該載體基板之上以圍繞該發(fā)光二極管；移除該余留基板部分以形成一空腔；以及填入一波長轉換層于該空腔中。本發(fā)明提供一發(fā)光二極管結構，包含:一基板；一第一半導體層配置于該基板之上，其中該第一半導體層包含一凹陷區(qū)及一突出區(qū)；一發(fā)光層配置于該突出區(qū)內的該第一半導體層之上；一第二半導體層配置于該發(fā)光層之上；一第一電極配置于該凹陷區(qū)內的該第一半導體層之上；以及一第二電極配置于該第二半導體層之上，其中該第二電極與該第二半導體層的接觸面積占該第二半導體層表面面積的20%或以上。
在另一實施例中，一發(fā)光二極管芯片，包含:一基板具有一邊界；一第一半導體層配置于該基板之上；一發(fā)光層配置于該第一半導體層之上；以及一第二半導體層配置于該發(fā)光層之上，其中該發(fā)光二極管芯片僅包含一電極配置于該第二半導體層之上，以及該電極與該邊界之間具有一最小水平距離至少約 ο μ m。
在又一實施例中，一制造發(fā)光二極管的方法，包含:提供一基板，該基板具有一第一半導體層、一發(fā)光層及一第二半導體層依序形成于其上；對該第一半導體層、該發(fā)光層及該第二半導體層進行一圖形化制程，定義出多個突出區(qū)及多個凹陷區(qū)，其中第一半導體層的一余留區(qū)覆蓋位于該凹陷區(qū)內的該基板；形成多個第一電極于該凹陷區(qū)內的該第一半導體層之上；以及形成多個第二電極于該突出區(qū)內的第二半導體層之上。
本發(fā)明提供一發(fā)光二極管芯片,包含:一基板具有一外圍邊界；一第一半導體層、 一發(fā)光層、及一第二半導體層依序配置于該基板之上；以及島狀電極配置于該第二半導體層之上。
在另一實施例中，一發(fā)光二極管封裝結構,包含:一基板具有一外圍邊界；一載體基板；以及一結合層用以將該發(fā)光二極管芯片結合于該載體基板之上，其中該結合層具有多個空隙。其中，該發(fā)光二極管芯片包含:一基板；以及，一第一半導體層、一發(fā)光層、及一第二半導體層依序配置于該基板之上。
本發(fā)明為達上述目的，提供一發(fā)光二極管結構，該發(fā)光二極管結構包含一次基板、 一堆疊結構、一電極、一絕緣層、以及一電傳導膜層。該次基板具有一第一表面及一第二表面與該第一表面反向設置。該堆疊結構具有一第一半導體層、一有源層、及一第二半導體層形成于該第一表面。該電極配置于該第一表面并與該堆疊結構相隔。該絕緣層為配置于該第一表面之上并圍繞該堆疊結構以覆蓋該有源層的側壁。該電傳導膜層連結該電極與該堆疊結構。
本發(fā)明為達上述目的，提供一發(fā)光二極管封裝結構，包含一封裝基板、至少一堆疊結構、至少一第一電極、至少一第二電極、一絕緣層、至少一電傳導膜層、以及一透明封合材。該至少一堆疊結構具有一第一半導體層，一有源層及一第二半導體層位置于該封裝結構的表面上。該至少一第一電極配于該封裝結構的表面上并與該至少一堆疊結構相隔。該至少一第二電極為配置于該封裝基板之上，并與該至少一堆疊結構電性連結。該絕緣層為配置于該封裝結構的表面上，并圍繞該至少一堆疊結構以覆蓋該有源層的側壁。該至少一電傳導膜層電性連結該至少一第一電極與該至少一堆疊結構，以及覆蓋該至少一堆疊結構。該透明封 合材覆蓋該至少一電傳導膜層。
本發(fā)明為達上述目的，提供一形成發(fā)光二極管結構的方法。該方法包含以下步驟。 一靜電放電保護單兀形成于一次基板上，其中該靜電放電保護單兀沿著一第一表面邊緣配置于次基板上，并嵌入該次基板。然后，一第一電極形成于該靜電放電保護單元之上。接著，提供一堆疊結構，并將該堆疊結構結合于該次基板之第一表面上，其中該堆疊結構為與該第一電極相隔。然后，形成一絕緣層于該第一電極、該疊層結構、以及該第一電極與該疊層結構之間的次基板上。接著，移除位于該第一電極上一部分的絕緣層，以及移除位于該疊層結構上一部分的絕緣層，以露出該電極與該疊層結構。然后，形成一電傳導膜層于該第一電極及該疊層結構之上，以電性連結該第一電極與該疊層結構。接著，形成一第二電極于該次基板之第二表面上，該第二表面與該第一表面為反向設置。然后，該第二表面與該第一表面為反向設置。本發(fā)明為達上述目的，提供一形成發(fā)光二極管結構的方法。該方法包含以下步驟:形成一第一電極于一次基板上，其中該第一電極為沿著該次基板一第一表面之邊緣配置；提供一堆疊結構，并將該堆疊結構結合于該次基板之第一表面上，其中該堆疊結構為與該第一電極相隔；提供一堆疊結構，并將該堆疊結構結合于該次基板之第一表面上，其中該堆疊結構為與該第一電極相隔；移除位于該第一電極上一部分的絕緣層，以及移除位于該疊層結構上一部分的絕緣層，以露出該第一電極與該疊層結構；移除位于該第一電極上一部分的絕緣層，以及移除位于該疊層結構上一部分的絕緣層，以露出該第一電極與該疊層結構；形成一第二電極于該次基板之第二表面上，其中該第一表面與該第二表面為反向設置；以及切割該次基板以形成一發(fā)光二極管結構。本發(fā)明提供一發(fā)光二極管結構，包含:一基板，具有一發(fā)光半導體堆疊層形成于其上；一包覆層位于該基板以圍繞該發(fā)光半導體堆疊層，構成一空腔；以及一波長轉換層填入該空腔中。 在另一實施例中，一制造發(fā)光二極管結構的方法，包含:提供一具有一結合材料的發(fā)光二極管、一堆疊層、及一基板；借由該結合材料將該發(fā)光二極管與一載體基板結合；形成一包覆層以圍繞該發(fā)光二極管；移除該基板以形成一空腔；以及填入一波長轉換層于該空腔中。在又一實施例中，一種制造發(fā)光二極管結構的方法被提供，包含:借由一結合材料結合一發(fā)光二極管；形成一可移除蓋層于該發(fā)光二極管的上部分；形成一包覆層以圍繞該發(fā)光二極管；移除該可移除蓋層以形成一空腔；以及填入一波長轉換層于該空腔中。一詳細說明被提供請參照以下實施例并配合所附圖式。


本發(fā)明能進一步被了解借由以下詳細說明及實例并參照以下圖標，其中:圖1為傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝結構的剖面圖。圖2為具有一短路的傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝結構的剖面圖。圖3為根據一實施例的發(fā)光二極管的剖面圖。圖4-13為根據實施例所述的發(fā)光二極管的剖面圖。圖14為圖3所示發(fā)光二極管的上視圖，而圖3為圖14沿切線1-1’的剖面圖。圖15及16為根據實施例所述的該發(fā)光二極管上視圖。圖18A-20A為上視圖表示用以制造圖1所述的發(fā)光二極管的制程。圖18B-20B為剖面圖分別對應圖18A-20A。圖21A-26A為上視圖表示該用以切割該發(fā)光二極管的制程。圖21B-26B為剖面圖分別對應圖21A-26A。圖25為根據一實施例所述的發(fā)光二極管的剖面圖，其為由圖21A所述的結構經切割制程后所得。
圖27為經圖21B所示切割方式所得的發(fā)光二極管芯片的剖面示意圖。
圖28-37為根據其它實施例所述的該發(fā)光二極管芯片的剖面圖。
圖38為根據一實施例所述的發(fā)光二極管的剖面圖，其為由圖21A所述的結構經切割制程后所得。
圖39及40為根據某些實施例所述的發(fā)光二極管的剖面圖。
圖41及46為根據某些實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構的剖面圖。
圖47至62為根據某些實施例所述的發(fā)光二極管芯片的剖面圖。
圖63為顯示用一具有吸附嘴的吸附裝置來吸附二極管芯片并放置該二極管芯片至一載體基板的剖面圖。
圖64及65為示意圖表示圖63所述吸附嘴的吸附面。
圖66A為一剖面圖表示根據一實施例所述用以結合一發(fā)光二極管芯片至一載體基板的方法。
圖66B為一剖面圖表不利用圖66A所述方法所得的發(fā)光二極管封裝結構。
圖67A及67B為剖面圖表不根據一實施例所述的一發(fā)光二極管封裝結構。
圖68A為一剖面圖表示根據另一實施例所述的方法來結合一發(fā)光二極管晶至一載體基板。
圖68B為一剖面圖表示利用圖68A所述的方法所制造的發(fā)光二極管封裝結構。
圖69至72為剖面圖表示根據又一實施例所述的用以結合一發(fā)光二極管芯片至一載體基板的方法。
圖73至76為剖面圖表示根據一實施例所述的用于制造該封裝結構的方法。
圖77至79為剖面圖表示根據一實施例所述的用于制造該封裝結構的方法。
圖80為一照片表示一具有導線的傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝結構其所造成的遮光。
圖81至85B為根據其它實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構剖面圖。
圖86為一不意圖表不一根據本發(fā)明一實施例所述的發(fā)光二極管結構。
圖87為一示意圖表示圖86所述的該發(fā)光二極管結構的上視圖。
圖88為一示意圖表示沿圖86的c_c’切線所得的該發(fā)光二極管結構剖面圖。
圖89為一 電路圖表示該堆疊結構、該次基板及該靜電放電保護單元的電性連結方式。
圖90為一流程圖表示根據一實施例所述的形成發(fā)光二極管結構的方法。
圖91為一流程圖表示根據另一實施例所述的形成發(fā)光二極管結構的方法。
圖92至92G為示意圖表示根據圖90所述的步驟所形成的發(fā)光二極管結構。
圖93為一不意圖表不電傳導膜層具有多個開口。
圖94及95為一不意圖表不一電傳導膜層具有一光取出特征。
圖96為一不意圖表不一填充突光粉的發(fā)光二極管結構。
圖97A為一不意圖表不一具有一未完全圍繞堆疊結構的發(fā)光二極管結構。
圖97B為圖97A所述的發(fā)光二極管結構的上視圖。
圖98A及98B為一不意圖表不一根據一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構。
圖98C為圖98A所述的發(fā)光二極管封裝結構的上視圖。
圖98D及98E為一示意圖表示分別為沿圖98C所述的發(fā)光二極管封裝結構的切線A-A’及B-B’的剖面圖。圖99為一示意圖表示一具有多個發(fā)光區(qū)的發(fā)光二極管封裝結構；圖100A及100B為示意圖表示一輔助電極配置于該電傳導膜層之上；以及圖1OlA及IOlB為示意圖表示一界面層具有多個部分。圖102為一剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的發(fā)光二極管芯片。圖103為一上視圖用以示意性示出根據實施例所述的數個連結于該載體基板的發(fā)光二極管芯片的形態(tài)。圖104A-104D為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述用以形成發(fā)二極管發(fā)光單元的封裝流程。圖105A-105D為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述用以形成發(fā)二極管發(fā)光單元的封裝流程。圖106-108為剖面圖用以示意性示出根據不同實施例所述的該發(fā)光二極管封裝 結構。圖109A-109B為剖面圖用以示意性示出根據另一實施例所述的該發(fā)光二極管封裝結構的制造流程。圖110及111為剖面圖用以示意性示出根據實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構。圖112為一剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的另一發(fā)光二極管封裝結構。圖113為一示意圖用以示意性示出在圖112的周邊區(qū)域300的現象。圖114為一剖面圖用以示意性示出一根據另一實施例所述的發(fā)光二極管發(fā)光結構。圖115A-115F為剖面圖用以示意性示出根據另一實施例所述的發(fā)光二極管發(fā)光結構的制造流程。圖116A-116H為剖面圖用以示意性示出一制造流程。圖117A-117B為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述基于倒裝芯片封裝的
另一封裝制程。圖118A-118B為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述基于倒裝芯片封裝的
另一封裝制程。圖119圖一剖面圖用以示意性示出另一實施例所述的該發(fā)光二極管封裝。圖120A-120B為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述基于倒裝芯片封裝的另一封裝制程。圖121A-121B為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述基于倒裝芯片封裝的
另一封裝制程，。圖122A-122J為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。圖123A-123F為剖面圖用以示意性示出與圖122A-122J所述相同結構但不同制造流程的一實施例。圖124A-124C為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。圖125A-125C為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。圖126A及126B為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖127A及127D為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖128A及128C為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖129A及129D為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖130A及130D為剖面圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖131A及131D為上視圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖132為沿圖131A的切線A-A’的剖面圖。
圖133A至133D為上視圖用以示意性示出根據一實施例所述的結構的制造流程。
圖134為沿圖133A的切線B-B’的剖面圖。
具體實施方式
根據本發(fā)明一實施例，該發(fā)光二極管結構10，具有如圖3所示實施例的結構。該發(fā)光二極管結構10，包含一基板12，其上配置有一第一半導體層14于該基板12之上，其中該第一半導體層14包含一凹陷區(qū)11及一突出區(qū)13，且該凹陷區(qū)11與該突出區(qū)13具有一高度差H 發(fā)光層16配置于該第一半導體層14的該突出區(qū)13上；一第二半導體層18 配置于該發(fā)光層16上；一第一電極20配置于該第一半導體層14的凹陷區(qū)11上；以及，一第二電極22配置于該第二半導體層18上，其中該第二電極22對發(fā)光層所發(fā)出的主波長 (dominant wavelength)的垂直入射光可具有一反射率大于70%。該基板12的材質可為任何適合一發(fā)光二極管半導體層生長的基板，例如:該基板12可為氧化鋁基板(藍寶石基板)、碳化娃基板、或神化嫁基板等。該基板12的厚度可大于150 μ m,或是大于200 μ m (若該基板為碳化硅基板、或砷化鎵基板時)。該發(fā)光層16為一半導體材料層，可具有為多重量子講(Multiple Quantum Well, MQW)結構,可選自于III—V族的化學元素、II—VI族的化學元素、IV族的化學元素、IV —IV族的化學元素、或其組合，例如:A1N、GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN> GaP> GaAsP> GalnP、AlGalnP、或 AlGaAs。該第一半導體層 16 及該第二半導體層 18分別為一 N型外延層及一 P型外延層，當然其亦可互換，于此并不加以限制，其材質同樣可分別選自于III一 V族的化學元素、II 一VI族的化學元素、IV族的化學元素、IV — IV族的化學元素、或其組合。舉例來說，若第一半導體層14為N型氮化鎵系半導體，則第二半導體層 18為P型氮化鎵系半導體，若第一半導體層14為P型氮化鎵系半導體，則第二半導體層18 為N型氮化鎵系半導體，且發(fā)光層16可為氮化鎵系半導體。該第二電極22可包含歐姆接觸材料(例如！、鉬、鎳、金、銀、或其組合)、擴散阻障層、金屬結合層、透明導電膜(例如:氧化鎳、氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅鋁、或氧化鋅錫)、反射層、或上述的組合。該第一電極20的厚度可大于2000A或大于5000A、Iym或以上。該第一電極20及該第二電極22可包含相同的歐姆接觸材料。舉例來說，該 第二電極22可具體包含一反射層21及一金屬結合層23,該金屬結合層23的厚度可大于5000A,或是大于Ium,請參照圖4。該反射層21的面積可大于該金屬結合層23的面積，請參照圖5。在本發(fā)明實施例中，對該第一電極20及該第二電極22可為任何適合的形狀或是習知的任何形狀，例如多邊形、圓形、或其結合，不過此處為簡化圖式，僅以矩形表示。
根據本發(fā)明一實施例所述的發(fā)光二極管結構10，在第一半導體層14及第二半導體層18上分別具有第一電極20及第二電極22。因此，該由第一半導體層14、發(fā)光層16、及第二半導體層18所構成的堆疊結構(發(fā)光二極管芯片半成品)25，可以在前段制程(外延晶圓制作)時，借由第一電極20及第二電極22來對該疊層結構25進行電流電壓特性與光譜特性的測量，把不良品或規(guī)格不符的芯片先行篩選出來。根據本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管結構10，其第二電極22可僅配置于部分該第二半導體層18上，并露出部分該第二半導體層18的上表面，請參照圖6。值得注意的是，該第二電極22的面積約占該第二半導體層18的面積(指上表面的面積)20%或以上(例如30%、50%、或以上)。請參照圖7揭露的實施例，該發(fā)光二極管結構可還包含一保護層24，配置于該第二半導體層18上，覆蓋該第二半導體層18露出的上表面，其中該保護層24的材質可為介電材質或肖特基接觸材料，例如:氧化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鈦、氧化鋁或其組合。根據其它實施例，該保護層24可進一步延伸，以覆蓋該第二半導體層18的側壁、該發(fā)光層16的側壁、及該第一半導體層14突出區(qū)13的側壁，如圖8及圖9所示的實施例，以防止該等膜層在后續(xù)制程受到損害。此外，該保護層24可進一步延伸至該第一半導體層14的該凹陷區(qū)11，如圖10及11所示。因該保護層24為一絕緣層，該第二電極24可進一步延伸至該保護層上，請參照圖12。此外，一圖形化保護層24，可配置于該第二半導體層18及該第二電極22之間，且未被該圖形化保護層24所覆蓋的第二半導體層18為與該第二電極22直接接觸，由于該保護層24為一不導電的膜層，因此圖形化保護層24可構成一電流改良結構，增加電流擴散的均勻性，請參照圖13。圖14為本發(fā)明圖3所述實施例的發(fā)光二極管結構10的上視圖(圖3為圖14沿1-1’切線的剖面)。由圖14可得知，該第一電極20為配置于第一半導體層14上。因此，只需提供欲測量的堆疊結構(發(fā)光二極管芯片半成品)25上的第二電極22及相鄰的第一電極20 一電位差，可測量出該堆疊結構25的電流電壓特性與光譜特性。于是，可把不良品或規(guī)格不符的芯片先行篩選出 來。此外，配置于該第一半導體層14上的多個第一電極20可以一導電線路27達到彼此的電性連結，即構成一線狀結構或網狀結構，請參照第15及圖16。請參照圖15，上述的堆疊結構(發(fā)光二極管芯片半成品)25除為一多邊體外，亦可為具有圖形化的疊層，例如:由多個單元所構成。以下，請配合圖式，來詳細說明本發(fā)明圖1所述實施例的發(fā)光二極管結構10的制
造方法。首先，請參照圖18A及圖18B (為圖18A的剖面圖)，提供一基板12，并依序于該基板12上生長一第一半導體層14、一發(fā)光層16、及一第二半導體層18,其中,本發(fā)明對該第一半導體層14、發(fā)光層16、及第二半導體層18的形成方法并無限定，可為已知的任何方法，例如:化學氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)、有機金屬化學氣相沉積法(metal organic chemical vapor deposition, M0CVD)、離子增強化學氣相沉積法(plasmaenhanced chemical vapor deposition, PECVD)。接著，請參照圖19A及19B (為圖19A的剖面圖)，對該第一半導體層14、該發(fā)光層
16、及該第二半導體層18進行一圖形化制程，定義出多個第一凹陷區(qū)30及多個突出區(qū)32。在該圖形化制程后，在該些第一凹陷區(qū)30僅留下第一半導體層14A的延伸部11于該外延基材12上，而在該突出區(qū)32留下該第一半導體層14A的突出部13、該發(fā)光層16A、及該第二半導體層18A于該外延基材12上。其中，該圖形化制程可為一光刻制程。最后，請參照圖20A及圖20B (為圖20A的剖面圖)，形成多個第一電極20于該第一凹陷區(qū)30的該第一半導體層14A之上，并形成多個第二電極22于該突出區(qū)32的該第二半導體層18A之上。
此外，根據本發(fā)明其它實施例，該發(fā)光二極管結構的制造方法，在形成該第二電極之前，可還包含形成一圖形化保護層于該第二半導體層之上，而該保護層可進一步延伸至該第二半導體層的側壁、該發(fā)光層的側壁、及該第一半導體層突出區(qū)的側壁，或是進一步延伸至該凹陷區(qū)內的該第一半導體層之上。再者，該第二電極為形成于部分第二半導體層之上，露出該第二半導體層的一上表面，而一保護層可形成于該第二半導體層所露出的該上表面。
當完成發(fā)光二極管結構10的制程后，可利用該第一電極20及該第二電極22對疊層結構(發(fā)光二極管芯片半成品)25進行電流電壓特性與光譜特性測量，并將合乎標準的芯片進行標示。
請參照圖21A及21B (為圖21A的剖面圖)，當上述測量完成后，可對該發(fā)光二極管結構10進行一切割制程，該制程包含沿一切割線50對該基材12進行切割，以得到多個發(fā)光芯片。此時，可借由先前測量時的標示動作，由該多個發(fā)光芯片依需求挑選出合乎標準的芯片進行后續(xù)制程。由圖21A及21B可知，該切割線50的范圍可以包含第一凹陷區(qū)30內的該第一電極22。此外，請參照圖22A及22B(為圖22A的剖面圖)，一般制程下可以使切割線50與該些第二電極22存在一間距，如此在切割時該些第二電極22的材料不至于濺鍍至疊層結構25的側壁而造成芯片的損傷。請參照圖23A及23B (為圖23A的剖面圖)，為可使用雙切割線50方式，對同一第一凹陷區(qū)30進行切割，此作法可以減少第一凹陷區(qū)30所經激光剝離(laser lift-off)之后所產生的破裂(crack)現象。再者，根據其它的實施例， 例如圖6所述的實施例，該切割線50的范圍亦可至少與整個第一凹陷區(qū)30截面寬度相等， 或大于第一凹陷區(qū)30截面寬度(換言之，甚至可包含與該第一凹陷區(qū)30鄰接的部分該突出區(qū)32)，請參照圖24A及24B (為圖24A的剖面圖)。值得注意的是，該切割線50應避開第二電極，以避免損害到芯片。
另一方面，根據本發(fā)明其它實施例，請參照圖25A及26A，本發(fā)明所述用來測量疊層結構(發(fā)光二極管芯片半成品)25其電流電壓特性與光譜特性的該第二電極22，亦可設置于非切割線上，例如，第二電極22也可以設計在(原發(fā)光二極管芯片半成品預定區(qū))，請參照圖25B (為圖25A沿1-1’切線的剖面剖面圖)及圖26B (為圖26A沿1_1’切線的剖面圖)，由于第一電極個數不需要與疊層結構對應，且切割線在此實施方式中不需設置第一電極20， 因此切割線變窄進而縮小相鄰芯片之間的距離，增加每一基材12可承載的芯片數量。此夕卜，該第二電極22可為一倒裝芯片結構以增加該外延晶圓的利用率。根據其它實施例，在測量之后，一保護層24可形成于該基板12上，然后對該保護層24進行平坦化制程(例如一化學機械平坦化)以露出該第二電極22，請參照圖127A及圖127B。延著該切割線50對該基板12進行切割，請參照圖127C。最后，移除該保護層24以獲得該發(fā)光二極管芯片，請參照圖127D。根據另一實施例，在形成保護層24后，位于切割線50的保護層可先行被移除， 請參照圖128A及128B。因此，在后續(xù)的切割制程中，并不會有任何的保護層接觸到切割機械，可獲得該發(fā)光二極管芯片，請參照圖128C。
請參照圖27，為顯示經圖21B所示切割方式所得的該發(fā)光二極管芯片100的剖面不意圖。該發(fā)光二極管芯片100包含一基板12,其具有一邊界80。一第一半導體層14配置于該基板12之上，其中該第一半導體層14具有一突出區(qū)13及一凹陷區(qū)11。接著，一發(fā)光層16配置于該第一半導體層14的該突出區(qū)13上；以及一第二半導體層18配置于該發(fā)光層16上。值得注意的是,所得到的發(fā)光二極管芯片100,其為一半成品,僅有一第二電極22 (即正極或負極)存在，不具有第一電極，該第二電極22為配置于該第二半導體層18之上。在該電極22和該基板12的邊界80間的最小水平距離W等于或大于約10 μ m,或是較佳約等于或大于20 μ m。此外，根據另一實施例，該發(fā)光二極管芯片100的電極22可配置于一部分的該第二半導體層18之上并露出該第二半導體層18的上表面19，請參照圖28。其中該第二電極22的面積(指上表面的面積)約占該第二半導體層的面積(指上表面的面積)20%或以上，較佳為占50%或以上。再者，該發(fā)光二極管芯片100可還包含一保護層24形成于未被該第二電極22遮蓋的第二半導體層18的上表面19，請參照圖29。該保護層24亦可進一步延伸至該第二半導體層18的側壁、該發(fā)光層16的側壁、及該第一半導體層14突出區(qū)13的側壁，請參照圖30或者，進一步延伸至該第一半導體層14凹陷區(qū)11的上表面，請參照圖31。該保護層24包覆第二半導體層18的上表面及側壁、發(fā)光層16側壁、第一半導體層14側壁，有助于保護相關膜層避免在后續(xù)制程中受到損害。此外，該發(fā)光二極管芯片100的第二電極22可包含一反射層21及一結合金屬層23，其中該反射層21為與該結合金屬層23相隔。該金屬結合層23的面積為小于該第二半導體層18的上表面19，并覆蓋一部分該保護層24及該反射層21，請參照圖32。根據本發(fā)明一實施例，該發(fā)光二極管芯片100的該第二電極22亦可形成于該保護層24之上，且該第二電極22仍與部分該第二半導體層18直接接觸，請參照圖33。該保護層24亦可為一圖形化結構，并配置于該第二半導體層18及該第二電極22之間，且未被該圖形化保護層24所覆蓋的第二半導體層18為與該第二電極22直接接觸，構成一電流改良結構，請參照圖34。在該實施例中，該保護層24亦可進一步延伸至該第二半導體層18的側壁、該發(fā)光層16的側壁、及該第一半導體層14突出區(qū)13的側壁，請參照圖35。再者，該保護層24亦可再進一步延伸至該第一半導體層14凹陷區(qū)11的上表面，請參照圖36。根據本發(fā)明另一實施例，該第二電極22亦可進一步延伸至該保護層24上，并以該保護層24與該發(fā)光層16、及該第一半導體層14相隔，請參照圖37。請參照圖38，為顯示經圖23B所示切割方式所得的該發(fā)光二極管芯片100的剖面不意圖。該發(fā)光二極管芯片100包含一基板12,其具有一外圍邊界80。一第一半導體層14配置于該基板12之上。一發(fā)光層16配置于該第一半導體層14上，以及一第二半導體層18配置于該發(fā)光層16上。該發(fā)光二極管芯片100僅有一第二電極22 (即正極或負極)存在，沒有第一電極。該第二電極22為配置于該第二半導體層18之上，并露出該第二半導體層18的一上表面19。根據本發(fā)明另一實施例，請參照圖39，該發(fā)光二極管芯片100可還包含一保護層24形成于該露出的第二半導體層18的上表面19。此外，根據本發(fā)明另一實施例，請參照圖40，該發(fā)光二極管芯片100可具有傾斜側壁111，并向基板12側逐漸內縮。
在本發(fā)明其它實施例中，上述的發(fā)光二極管芯片100可進一步與一載體基板，例如:一次基板110結合(其上可具有接觸墊123)，得到一發(fā)光二極管封裝結構200，請參照圖41及圖42 ;此外，作為載體基板的次基板110，除了具有接觸墊123用以與發(fā)光二極管芯片100的一側第二電極22接觸外，可更具有一接觸墊124用以與發(fā)光二極管芯片100的后續(xù)所形成的另一側電極(圖未揭示)接觸(例如以連接導線方式接觸)，請參照圖43及44。再者，該發(fā)光二極管芯片100亦可進一步與載體基板(例如為一封裝基板120(其上具有電路 125))進行結合，得到該發(fā)光二極管封裝結構200，請參照圖45及46。所得的該發(fā)光二極管封裝結構200可再進行后續(xù)的制程步驟，例如:激光剝離(laser lift-off)以將基板去除、將第一半導體層進行表面粗化以增加取光效率、電極制作、接觸墊制作、打線、熒光粉涂布、封裝基板切割、以及依電性功能分類。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一發(fā)光二極管芯片及一包含其的發(fā)光二極管封裝結構，具有增加的產率以及減小的制程成本。
以下內容為本發(fā)明最佳的實施方式。該等內容目的在闡明本發(fā)明的一般原則，并非僅限制于此。本發(fā)明的范圍應以提出的權利要求來決定。
根據本發(fā)明又一實施例，請參照圖129A至圖129D，在結合該發(fā)光二極管芯片100 與一次基板后，一保護層132形成于該基板作為一填充層。接著,該發(fā)光二極管芯片的基板可利用一激光剝離(laser lift off)制程或一濕蝕刻制程加以移除。接著，一干蝕刻137， 又來取代傳統(tǒng)研磨制程，可被用來移除該發(fā)光二極管芯片的未摻雜區(qū)域或高摻雜區(qū)域。請參照圖130A至圖130D，根據本發(fā)明又一實施例，該保護層132可以形成于整個基板上，以及可在形成該發(fā)光二極管封裝結構后被移除。
根據一實施例，請參照圖47及圖48，該實施例提供一發(fā)光二極管芯片400包含一具有一外圍邊界401的基板402。一第一半導體層404為配置于該基板402 —上表面403 之上。一發(fā)光層406為配置于該第一半導體層404之上、以及一第二半導體層408為配置于該發(fā)光層406之上。值得注意的是，該發(fā)光二極管芯片400包含島狀電極410配置于該第二半導體層408的上表面405之上，其中任兩相鄰的島狀電極410的最小水平距離Wl可大于或等于I μ m。此外,該連結層410的上表面407總面積為該基板402上表面403面積的95%或以下，和/或該連結層410的上表面407總面積為該第二半導體層408上表面405 面積的95%或以下。
該基板402的材質可為任何適合一發(fā)光二極管半導體層生長的基板，例如:氧化招基板(監(jiān)寶石基板)、碳化娃基板、或神化嫁基板等。該基板402的厚度可大于150 μ m,若該基板為碳化娃基板、或砷化鎵基板時，厚度可大于600 μ m)。該發(fā)光層406為一半導體材料層，可具有為多重量子阱(Multiple Quantun We 11, MQff)結構，可選自于III 一 V族的化學元素、II 一VI族的化學元素、IV族的化學元素、IV — IV族的化學元素、或其組合，例如:A1N、 GaN、AlGaN, InGaN, AlInGaN, GaP, GaAsP, GaInP, AlGalnP、或 AlGaAs。 該第一半導體層 404 及該第二半導體層408分別為一 N型外延層及一 P型外延層，當然其亦可互換，于此并不加以限制，其材質同樣可分別選自于III一 V族的化學元素、II 一VI族的化學元素、IV族的化學元素、IV — IV族的化學元素、或其組合。舉例來說，若第一半導體層404為N型氮化鎵系半導體，則第二半導體層408為P型氮化鎵系半導體，若第一半導體層404為P型氮化鎵系半導體，則第二半導體層408為N型氮化鎵系半導體，且發(fā)光層406可為氮化鎵系半導體。該島狀電極410材料可為任何具導電性的材料(例如:鈀、鉬、鎳、金、銀、或其組合)，且更可包含歐姆接觸材料、擴散阻障材料、反射材料或上述之組合。該島狀電極410之厚度可介于 0.5 10 μ m間，在一般情況，可令島狀電極410厚度等于或大于I μ m以增加在后續(xù)激光剝離制程時的容忍度及可靠度。在此，該島狀電極410為具有島狀結構(即由多個的島狀連結所構成)，該具有島狀結構的島狀電極410其所包含的島狀連結之形狀并無限定，可為已知的任何形狀，可例如矩形、多邊形(請參照圖49)、弧形(請參照圖50)、或其結合。請參照圖51及圖52，該發(fā)光二極管芯片400可還包含一反射層412配置于第二半導體層408與該島狀電極410之間，以增加光取出效率。該反射層對發(fā)光層406所發(fā)出的光可具有一大于70%的反射率。此外，根據一實施例，該發(fā)光二極管芯片400的合適封裝方式為垂直封裝。請參照圖53，以便進行后續(xù)的電性連結。該發(fā)光二極管芯片400可還包含一電極414配置于該基板402 —下表面407 (與該上表面403反向設置)之上，以及該電極414為與該電極410對向設置。自從形成于該第二半導體層408之上的該電極410具有一島狀結構，該兩相鄰電極410之間為相隔一特定距離W1，因此避免一結合層(包含該電極410)與該發(fā)光層406或是該第一半導體層404接觸，在結合制程的疊合步驟進行后，可消除短路的缺陷。根據另一實施 例，為了進一步避免組件短路，每一島狀電極410與該基板402的外圍邊界401的最小水平距離W2皆大于或等于ΙΟμπι，無論該基板402的尺寸大小。換句話說，最靠近該外圍邊界401的電極410仍必需與該外圍邊界401相隔ΙΟμπι或以上的距離，例如20 μ m。舉例來說，請參照圖54，若該基板402之剖面寬度為40mil，最靠近該外圍邊界401的電極410與該外圍邊界401必需相隔ΙΟμπι ;此外，即使該基板402之剖面寬度為12mil,請參照圖55,最靠近該外圍邊界401的電極410與該外圍邊界401仍必需相隔10 μ m。根據其它實施例，該發(fā)光二極管芯片400可還包含一保護層416配置于該第一半導體層404的側壁、該發(fā)光層406的側壁、及第二半導體層408的側壁，請參照圖56，以避免所形成之一結合層與該第一半導體層404或該發(fā)光層406直接接觸。此外，該保護層416可進一步延伸至該第二半導體層408的上表面405，請參照圖57所示之實施例，或是更進一步與該島狀電極410的部分側壁接觸，請參照圖58所示之實施例。再者，該保護層416可進一步被配置于部分該島狀電極410與該第二半導體層408之間，請參照圖59及60所示的實施例。該保護層416的材質可為介電材質或肖特基接觸材料，例如:氧化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鈦氧化鋁、或其組合。根據本發(fā)明其它實施例，該發(fā)光二極管芯片400可具有一逐漸向基板402側傾斜的側壁409，請參照圖61及62所示的實施例。該發(fā)光二極管芯片可進一步與一載體基板結合，獲得一發(fā)光二極管封裝結構。在該結合制程中，請參照圖63所示之實施例，可利用一具有一吸附嘴(nozzle)的吸附裝置借由真空來吸附發(fā)光二極管芯片400，并接該發(fā)光二極管芯片400配置于一載體基板420之上。在本發(fā)明一實施例中，該吸附嘴650較佳為具有如圖64所的吸附面660 (具有多個空氣通孔670)，來取代傳統(tǒng)具有如圖65所示的吸附面(具有單一之空氣通孔670)的吸附嘴，以用來改善吸附能力及后續(xù)的鍵結能力。請參照圖66A,該載體基板420 (例如為一次基板(submount)),其上包含一金屬結合層422，金屬結合層422用以與后續(xù)結合于其上的發(fā)光二極管芯片400的島狀電極410固合并達成電性連結。請參照圖66B，為根據圖66A所示的結合方式所得的發(fā)光二極管封裝結構600。如圖66B所不,該發(fā)光二極管芯片400為經由一結合層424固定于該載體基板420上，其中該結合層424為由該島狀電極410與該金屬結合層422所構成，且該結合層的厚度為小于或等于50 μ m。值得注意的是，在結合制程的擠壓步驟后，所得的發(fā)光二極管封裝結構600的結合層424可以存在有多個的空隙426 (該島狀電極410與該金屬結合層422之至少一者具有島狀結構)。
該結合層424具有多個空隙426此代表著該結合層424絕不會因擠壓步驟而溢出而誤觸發(fā)光層406或是第一半導體層404。請參照圖66B，在結合制程后，該島狀電極410 與該基板的外圍邊界的最小水平距離仍可大于O。請參照第67A所示之實施例，除了該金屬結合層422外，該發(fā)光二極管封裝結構600可還包含一反射層428 (可具有電性傳導能力) 形成于該載體基板420與該結合層424間，該反射層428目的在于反射由發(fā)光二極管芯片 400所發(fā)出的光，并增加裝置的光取出效率。由于該反射層428的存在，金屬結合層422可進一步內縮。換句話說，即該金屬結合層422與該基板402的外圍邊界401的最小水平距離 W3可以大于0，較佳為大于或等于10 μ m。具有內縮結構的金屬結合層422可避免該發(fā)光二極管芯片400直接與配置于載體基板420上的電路接觸。此外，在結合制程后，該金屬結合層422與該基板402的外圍邊界401的最小水平距離W3可仍然大于0，請參照圖67B。該內縮的金屬結合層422可避免結合于載體基板420上的發(fā)光二極管芯片400產生漏電流， 并且可增加后續(xù)切割制程對于切割錯誤的容忍程度，以避免在激光剝離(laser lift off) 時導致破裂。
根據又一實施例，由于本發(fā)明所采用的方法可改善芯片及晶圓間的對位質量，該金屬結合層422可具有一島狀結構(即包含多個島狀電極)，其中該金屬結合層422的島狀電極的剖面形狀可為多邊形、半圓形、或其結合，請參照圖68A及圖68B。該金屬結合層422 的所有上表面421的面積與該基板402表面403的面積的比值為等于或小于95%。值得注意的是，在結合制程后，該發(fā)光二極管封裝結構600的該結合層424仍具有多個空隙426。
此外，請參照圖69及圖70，該發(fā)光二極管芯片400可具有一板電極410用以與該載體基板420的金屬結合層422連結，其中該基板402的外圍邊界401與該板電極410的最小水平距離W2為大于0，較佳為大于10 μ m。該內縮的電極410可避免該發(fā)光二極管芯片400有漏電流的現象發(fā)生。
根據其它實施例，該發(fā)光二極管封裝結構600可還包含一保護層416配置于該第一半導體層404的側壁、該發(fā)光層406的側壁、及該第二半導體層408的側壁。此外，該保護層416可延伸該第二半導體層408的一上表面405，請參照圖71。如此一來，在將該發(fā)光二極管芯片400結合于該承載基板420后，該保護層416可避免后續(xù)所形成的結合層424 直接與發(fā)光層406或該第一半導體層404直接接觸。
此外，請參照圖72，該發(fā)光二極管封裝結構600的承載基板420可具有多個凹槽 430于該承載基板420的上表面，因此可避免所形成的結合層424在結合制程中產生溢出的現象。再者，一反射層428可坦覆性形成于該承載基板420的上表面并覆蓋該凹槽430的側壁及下表面。
該發(fā)光二極管封裝結構600，所使用的承載基板420可為一封裝基板，其上具有已配置好的電路435，以使該發(fā)光二極管芯片400的連結層41 0及一后續(xù)形成于第一半導體層 404上的電極各自完成電性連結，請參照圖73。接著，該發(fā)光二極管芯片400的基板402可利用激光剝除制程431來移除(如果該基板為GaAs、SiC、S1、或ZnO時，可使用濕蝕刻制程來移除)，請參照圖74。接著，一光阻圖形432可形成以覆蓋該載體基板420及該島狀電極 410,露出第一半導體層404的表面,請參照圖75。最后,一干蝕刻437,取代傳統(tǒng)研磨制程， 可被用來移除該發(fā)光二極管芯片400的未摻雜區(qū)域或高摻雜區(qū)域，請參照圖76。
根據本發(fā)明又一實施例，圖61所示具有傾斜側壁的發(fā)光二極管芯片400可借由結合該電極410與該金屬結合層422，配置于該載體基板420之上，請參照圖77。在激光剝離制程后，順應性形成一保護層416于該發(fā)光二極管芯片400的傾斜側壁及該載體基板420的上表面上，請參照圖78。最后，一平坦電路圖案437形成于該保護層416上以電性連結該第一半導體層404，請參照圖79。此外，為避免以導線方式形成電性連結所造成的遮光導致發(fā)光強度下降(請參圖80)，本實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構600亦可采用無遮光電極設計，即沒有不透明的電極形成于該電極414之上。請參照圖81及圖82所示的實施例，該發(fā)光二極管封裝結構600進一步包含一金屬墊440、絕緣層442、及一透明導電層444，其中該金屬墊440環(huán)繞該發(fā)光二極管芯片400并避免與第一半導體層404接觸，而該透明導電層444為坦覆性形成于該第一半導體層404之上并與該金屬墊440電性接觸。此外，請參照圖83，上述的無遮光電極設計的發(fā)光二極管封裝結構600可進一步形成一環(huán)繞圍壁450于該金屬墊440上的透明電極444上。接著，自從該環(huán)繞圍壁450與該透明電極444構成一開口，可進一步填入一熒光粉452于該開口中，以達到光色轉換的目的，請參照圖84。根據另一實施例，該環(huán)繞圍壁450可與該發(fā)光二極管芯片400直接接觸，因此增加該封裝結構的穩(wěn)定性并增加發(fā)光效率，請參照圖85A。此外，自從該金屬墊440可被設計成各種不同形狀，因此該環(huán)繞圍壁450 (或光阻)亦可被圖形化，可獲得具各種圖案的發(fā)光二極管封裝結構，請參照圖85B。圖131A至圖131D為又一實施例一系列的上視圖，用以說明圖132所示的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法。首先，提供一具有金屬結合層428的次基板，請參照圖131A。接著，一發(fā)光二極管芯片400被結合至該金屬結合層428之上，請參照圖131B。接著，一金屬墊440及一保護層442為形成于該基板420之上。值得注意的是，一部分該金屬墊440及該金屬結合層428 (直接結合于發(fā)光二極管芯片400之上)為被該保護層442相隔。最后，該透明電極444為利用電鍍方 式形成于該金屬墊440之上。圖132為沿圖131A的A-A’切線的剖面結構。圖133A至圖133D為又一實施例一系列的上視圖，用以說明圖134所示的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法。首先，提供一具有金屬結合層428A及428B的次基板，其中該金屬結合層428A及428B可被圖形化。接著，一發(fā)光二極管芯片400為與該金屬結合層428B結合，請參照圖133B。接著，一保護層442形成于該基板420之上以覆蓋一部分該金屬結合層428B。最后，利用電鍍形成該透明電極444，及值得注意的是該透明電極444與該金屬結合層428B (直接與該發(fā)光二極管芯片400結合)為被該保護層442隔開。圖134為沿圖133A的B-B’切線的剖面結構。圖86為一不意圖,用以說明本發(fā)明一實施例所述的發(fā)光二極管結構500 ;圖87為圖86所述的發(fā)光二極管結構500的上視圖；而圖88為圖86所述的發(fā)光二極管結構500延C-C切線的剖面結構示意圖。該發(fā)光二極管結構500包含一次基板510、一堆疊結構520、一電極531、一絕緣層540、以及一電傳導膜層550。請參照圖57,該次基板510具有一第一表面510a以及一第二表面510b,其中該第二表面510b為與該第一表面510a反向設置。該堆疊結構520包含一第一半導體層521、一發(fā)光層523、以及一第二半導體層525依序堆疊于該第一表面510a。一電極531配置于該第一表面510a,其中該電極531為與該堆疊結構520相隔。該絕緣層540圍繞該堆疊結構520，并覆蓋部分第一表面510a。此外，該電極531為以該電傳導膜層550與該堆疊結構520電性連結。
在該實施例中，該電傳導膜層550覆蓋該電極130、該絕緣層540、與該堆疊結構 520，用以電性連結該電極531與該堆疊結構520。然而，本發(fā)明并無對此限制，該電傳導膜層550可覆蓋一部分的電極531。此外,該電傳導膜層550,由于具有與其它組件(例如金屬凸塊)較弱的粘著性，可使用導線進行電性連結。較佳的，請參照圖86，多個金屬墊552為配置于該電傳導膜層550之上，以協(xié)助該電傳導膜層550與金屬凸塊(未圖示)連結。該金屬墊552可利用電鍍方式形成于該電傳導膜層550之上。此外，亦可移除部分該電傳導膜層550 (例如以蝕刻方式)，露出電極531，以使得電極531露出部分來作為金屬墊。
在此，雖然絕緣層540完全覆蓋該堆疊結構520 (請參照圖88)，本發(fā)明并不限定該電傳導膜層550需完全覆蓋該絕緣層540與該堆疊結構520，且該絕緣層540亦非需要完全覆蓋該堆疊結構520的側壁。該絕緣層540可僅覆蓋該有源層523以及該第二半導體525 的側壁(此結構可充分克服該堆疊結構520短路的問題)。除此之外，該絕緣層540可僅形成于該堆疊結構520的側壁，而該電傳導膜層550可僅覆蓋部分的該絕緣層540與該堆疊結構520。
該發(fā)光二極管結構500進一步包含靜電放電(ESD)保護單元560、另一電極533以及一界面層570。該靜電放電保護單元560可配置于該電極531之下并嵌入該次基板510 中。該電極533為配置于該次基板510第二表面510b之上。該界面層570為配置于該堆疊結構520與該次基板510之間。
該有源層523具有一 P/N接面區(qū)域，當施以一電壓時可產生光。該第一半導體層 521以及該第二半導體層525是作為該有源層523的包覆層。在本發(fā)明一實施例中，該第一半導體層521可為一單一膜層，舉例來說可包含一 N型半導體(例如η-GaN);該第二半導體層525亦可為一單一膜層，可為一單一膜層一 P型半導體例如p-GaN。此外，該第一半導體層521以及該第二半導體層525亦可為 多層結構，例如一 NPN結構或是PNP結構。
在該實施例，該電極531為沿著該堆疊結構520的側壁配置，請參照圖87。該電極531及533的材料可包含金屬，例如Cu、Ag、Au、或其組合。自從該電極531及533為配置于該次基板510兩反向設置的表面上(請參照圖88)，該次基板510可具有導電性。舉例來說，該次基板510可為一摻雜的半導體材料。若進一步考慮到該堆疊結構520，該次基板 510較佳可為一 N型娃半導體材料,而該靜電放電保護單兀560可為一 P型娃半導體材料， 如此一來可與該次基板形成一 P/N接面。圖89為一電路圖，用來說明該堆疊結構、該次基板、與該靜電放電保護單元的電性連結關系。
此外，由于該電極531為沿著該堆疊結構520的側壁配置，而為是形成于該堆疊結構520之上，因此該堆疊結構520不會被該電極531所遮蔽，因此該堆疊結構520的整個上表面可作為發(fā)光區(qū)，提升發(fā)光二極管結構500的發(fā)光效率。
在該實施例中，該電極533配置于與該電極531的不同側的表面上。然而，該電極 533亦可配置于與該電極531的同一側表面上，不過需避免電極533與電極531電性接觸。 在上述例子中，該次基板510的材料則不限定于導電材料。該次基板可為任何未摻雜的半導體材料或是陶瓷材料。
該位于該電極531與該堆疊結構520之間的絕緣層540可例如為氧化硅，用以避免該堆疊結構520與該電極531接觸。該電傳導膜層550可具有一透過度(對該有源層523所發(fā)出的主波長而言)大于60%。該電傳導膜層550的材料可選自以下材料所組成的組中:1n2O3' SnO2, Zn。、CdO, TiN, In2O3:Sn (ITO)、ZnO:1n (IZO)、ZnO:Ga (GZO)、ZnO:A1 (AZO)、SnO2:F、TiO2:Ta、In2O3-ZnO' CdIn2O4' Cd2SnO4' Zn2SnO4' Mg (OH) 2_C、ITO、IZO、GZO, AZO, ATO,FT0、Ni0、及上述的組合。該電傳導膜層550較佳可選自以下材料所組成的組中:ΙΤ0、ΙΖ0、GZ0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、FTO, NiO、及上述的組合。位于該堆疊結構520與該次基板510之間的界面層570可作為一粘著層、和/或一反射層。該界面層570可同時提供增加該堆疊結構520附著性的功能以及反射性的功能。舉例來說，該界面層570可還包含一金屬反射材料用以反射有源層523所發(fā)出的光。此外，該界面層570還包含一粘著材料用以增加該堆疊結構520與該次基板510加的附著性。值得注意的是，自從該電極531為沿著該堆疊結構520的側壁所配置，并利用該電傳導膜層550使該電極531與該堆疊結構520電性連結，因此當電壓施予電極531及533時，電流為由電極531 (位于堆疊結構四周)往堆疊結構520流動，因此可避免該電流集中在部分堆疊結構520。如此一來，該避免能量損失并增加發(fā)光效率。圖90為一制作步驟流程圖，用以說明本發(fā)明一實施例所述之發(fā)光二極管結構的形成方法。該方法包含步驟S31至S38，該等步驟亦請參考圖92A至圖92G，用以說明圖90所述的發(fā)光二極管結構的形成方法。在步驟S31，一靜電放電保護單元形成于一次基板上，其中該靜電放電保護單元沿著該次基板的第一表面邊緣配置并嵌入該次基板。請參照圖92A，提供一大尺寸次基板510’，其上有多個區(qū)域被預定。該次基板510’可具有一厚度小于700 μ m，考慮到熱散效果。多個靜電放電保護單元560為形成于大尺寸的次基板510’并位于該預定區(qū)內。此外，該靜電放電保護單元560沿著該大尺寸次基板510’的第一表面510a邊緣配置，并嵌入該大尺寸次基板。在步驟S32，形成一電極于該靜電放電保護單元上。請參照圖92B，多個電極531形成于該第一表面510a —并對應該靜電放電保護單兀560。然后，在該方法的步驟S33中，提供一堆疊結構，并將該堆疊結構結合于該次基板的第一表面上，其中該堆疊結構為與該電極相隔。請參照第92C，在將該堆疊結構520結合于該大尺寸次基板510’前，該堆疊結構520及一界面層570為事先形成于一臨時性基板580。該臨時性基板580，舉例來說，可例如為藍寶石基板(A1203)、碳化硅基板、或砷化鎵基板。一般來說，第一半導體層521、有源層523、第二半導體層525、以及界面層570為依序形成于生長基板之上，接著在對半導體層及生長基板進行切割，形成多個堆疊結構520。請參照圖92C，界面層570是位于臨時性基板580與該堆疊結構520之間，換言之，該界面層570為直接與該大尺寸次基板510’的第一表面510a接觸。此外，為增加界面層570與該大尺寸次基板510’的附著力，在將堆疊結構520與該大尺寸次基板510’結合的制程中，可同時對該界面層570與該大尺寸次基板510’施以一施以超聲波及熱?；诔暡úㄩL的特性，該結合制程的溫度范圍可控制在100° C至200° C之間。該制程溫度遠低于傳統(tǒng)所使用的加熱制程的溫度(例如400° C)，可此一來可避免損害到發(fā)光二極管結構的性質(例如張力分布)，因此發(fā)光二極管結構的強度可以維持。

當將該堆疊結構520及界面層570與該大尺寸次基板510’結合后，臨時性基板580進一步由該堆疊結構520所移除。當該第一半導體層521為n_GaN時，可利用激光剝離(laser lift-off)的方法來移除臨時性基板580。舉例來說，當對該第一半導體層521施以一激光束時，該第一半導體層521與該臨時性基板580接觸的部分在吸收激光能量后會進行分解，因此產生氮氣。值得注意的是，自從該臨時性基板580已被事先切割成小塊， 因此在移除臨時性基板580時可避免傳統(tǒng)整片剝離生長基板時對堆疊結構520所產生的傷害。此外，借由所形成的氮氣的幫助，使得臨時性基板580可容易由堆疊結構520上移除。 請參照第92D，當進行制造制程時，多個堆疊結構520同時形成于該大尺寸510’的預定區(qū)域內，并與該電極531相隔。
接著，在步驟S34中，形成一絕緣層于該電極、該疊層結構、以及該電極與該疊層結構之間的次基板上。請參照第92E，形成一整體絕緣層540’完全覆蓋該電極531、該堆疊結構520、以及電極與堆疊結構之間的次基板510’。該整體絕緣層540’是用來避免該堆疊結構520與該電極531直接接觸。該整體絕緣層540’的形成方式可例如為旋轉涂布法、或是電漿輔助化學氣相沉積法(PECVD)。
然后，在步驟S35中，移除位于該電極上一部分的絕緣層，以及移除位于該疊層結構上一部分的絕緣層，以露出該電極與該疊層結構。請參照第92E，位于電極531以及堆疊結構520上的部分絕緣層540’可被移除，以分別露出在次基板510’上的電極531與堆疊結構520，請參照圖92F。
接著，在步驟S36中，形成一電傳導膜層于該電極及該疊層結構之上，以電性連結該電極與該疊層結構。請參照第92G，一電傳導膜層550 (例如IT0、IZ0、GZ0、AZ0、AT0、FT0、 NiO等)為形成于該電極531及堆疊結構520未被該絕緣層540’所覆蓋的部分，以使電極 531與堆疊結構520進行電性連結。
然后，在步驟S37中，形成另一電極于該次基板的第二表面上，該第二表面與該第一表面為反向設置。請參照第92G,—電極533為形成于次基板510’的第二表面510b,得到相連的多個發(fā)光二極管結構。在此，該多個發(fā)光二極管結構500的制造 方法，其未進行分離，至此完成。之后，在步驟S38中，切割該次基板以形成發(fā)光二極管結構。請參照第92G， 該大尺寸次基板510’沿著虛線進行切割(在此僅顯示一條)，較佳為沿著該預定區(qū)域的邊緣切割，及然后得到各個發(fā)光二極管結構500 (請參照圖88)。
圖91為一制作步驟流程圖，用以說明本發(fā)明另一實施例所述的發(fā)光二極管結構的形成方法。圖91所述的方法與圖90所述的方法的不同之處在于，圖91所述的方法不進一步形成該靜電放電保護單元。請參照圖91，該方法包含步驟S41至S47，該等步驟亦請參考圖92A至圖92G(不形成該靜電放電保護單元)。首先，在步驟41中，形成一電極于一次基板上，其中該電極為沿著該次基板一第一表面的邊緣配置。接著，在步驟42中，提供一堆疊結構，并將該堆疊結構結合于該次基板的第一表面上，其中該堆疊結構為與該電極相隔。 接著，在步驟43中，形成一絕緣層于該電極、該疊層結構、以及該電極與該疊層結構之間的次基板上。接著，在步驟44中，移除位于該電極上一部分的絕緣層，以及移除位于該疊層結構上一部分的絕緣層，以露出該電極與該疊層結構。接著，在步驟45中，形成一電傳導膜層于該電極及該疊層結構之上，以電性連結該電極與該疊層結構。接著，在步驟46中，形成另一電極于該次基板的第二表面上，其中該第一表面與該第二表面為反向設置。最后，在步驟 47中，切割該次基板以形成發(fā)光二極管結構。
在上述實施例中，該電傳導膜層550為一完整且均勻的膜層,然而本發(fā)明所述的該電傳導膜層并不限于此。舉例來說，該電傳導膜層550可為一具有圖形化的膜層，換言之該電傳導膜層550可具有開口或凹槽。該開口或凹槽可位于對應的堆疊結構520以改變該電傳導膜層550透光率(light transmission rate)。請參照圖93,為顯示該電傳導膜層550’具有多個開口 550a’。該開口 550a’不會降低由堆疊結構520所發(fā)之光的強度，可改善該堆疊結構520的光利用率。請參照圖94及圖95,為顯示具有光取出特征(light extracting feature)的電傳導膜層550”。請參照圖94，該光取出特征包含多個鋸齒520a。該鋸齒520a為于該堆疊結構520的上表面。舉例來說，可借由增加表面粗糙度的方式形成微透鏡結構(micro-structure)于該堆疊結構520上。由該堆疊結構520所發(fā)出的光可借由該鋸齒520a散射至不同方向，增加該堆疊結構520的發(fā)光面積。請參照圖95，該光取出特征(lightextracting feature)可包含多個柱狀突起520b。該柱狀突起520b,舉例來說,可為納米尺寸的微透鏡結構。此外，該電傳導膜層可具有凹槽，而該光取出特征(light extractingfeature)可形成于該凹槽中。上述之發(fā)光二極管結構可進一步包含熒光粉用以發(fā)出不同的光色。請參照圖96，顯示一具有熒光粉702的發(fā)光二極管結構700。該發(fā)光二極管結構700包含一次基板710、一堆疊結構720、電極731及733、一絕緣層740、一電傳導膜層750、一靜電放電保護單元760、以及一界面層770。該次基板710具有一空腔712于其第一表面710a。該堆疊結構720為配置于該空腔712內，且該堆疊結構720的位置為低于該電極731的頂端。該電極731為配置于該堆疊結構720側壁的周邊，一凹槽700a —形成于該發(fā)光二極管結構700。該凹槽700a可使熒光粉702易于涂布于該發(fā)光二極管結構700中。請參照圖87，該電極531為配置于該堆疊結構520的四周，然而本發(fā)明并不限定于此。請參照圖97A，為顯示本發(fā)明另一實施例所述的發(fā)光二極管結構800，其電極831未完全配置于該堆疊結構820的四周；此外，圖97B為圖66A所述的發(fā)光二極管結構800的上視圖。該發(fā)光二極管結構800的電極831為形成于堆疊結構820的三側，而另一電極833則配置于該堆疊結構820未配置電 極831的那一側。絕緣層840是用來避免電極833直接與電極831及堆疊結構820接觸。電傳導膜層850為配置于該電極831與該堆疊結構820之上。當電極831未完全包圍堆疊結構820時，該發(fā)光二極管結構800可借由導線890進一步與其它發(fā)光二極管結構連結，因此產生一較大的發(fā)光區(qū)域。側電極的設計可應用于一發(fā)光二極管封裝結構，請參照以下附圖并說明如下。圖98A及98B為不意圖表不一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構。圖98C為圖98A所述的發(fā)光二極管封裝結構的上視圖；圖98D為沿圖98C的切線A-A’的剖面結構示意圖；以及，圖98E圖為沿圖98C的切線B-B’的剖面結構示意圖。請參照圖98A，該發(fā)光二極管封裝結構900包含一封裝基板901以及一透明密封膠903配置于該封裝基板901上。請參照圖98D，該發(fā)光二極管封裝結構900還包含一堆疊結構905、一第一電極907、一第二電極909、一絕緣層911、以及一電傳導膜層913。該堆疊結構905為配置于該封裝基板901的第一表面901 —上，且該堆疊結構905為與圖88所述的該堆疊結構520相似，故在此不在贅述。該第一電極907為配置于第一表面901A上，并與該堆疊結構905相隔。該絕緣層911為配置于第一表面90IA上并圍繞該堆疊結構905。該絕緣層911并填入第一電極907與第二電極909之間的間隙。該電傳導膜層913使第一電極907與堆疊結構905電性連結。該第二電極909為配置于該封裝基板901之上，并與該堆疊結構905接觸。該第二電極909為配置于堆疊結構905與封裝基板901之間。該透明封合材903為覆蓋該電傳導膜層913以及該絕緣層 911，以保護該發(fā)光二極管封裝結構900。
封裝基板901可為一導電半導體基板，可具有一厚度大于800 μ m。請參照圖98D， 該發(fā)光二極管封裝結構900還包含至少一靜電放電保護單兀915配置于該第一電極907之下，并嵌入封裝基板901中。該封裝基板901不限定于導電材料。舉例來說，該封裝基板901 可例如為金屬基板、硅基板、陶瓷基板、印刷電路板(PCB)、或是柔性印刷電路板(FCB)等。
請參照第98E，該封裝基板901包含兩貫孔901B及901C，該等貫孔為由第一表面 901A 一延伸至第二表面901D，并分別對應該第一電極907與該第二電極909。該封裝基板 901可進一步與其它裝置連結。該第一電極907與該第二電極909可借由該貫孔901B與 901C、以及接合墊921及923分別與驅動單元連接。當封裝基板901為一導電基板時，一絕緣層917可形成于該貫孔901B及901C的側壁。若該封裝基板901為一非導電基板(例如陶瓷基板)，則不需配置絕緣層917與靜電放電保護單元915 (請參照圖98D)。
圖99為一示意圖，顯示一具有多個發(fā)光區(qū)域的發(fā)光二極管封裝結構900’。該發(fā)光二極管封裝結構900’具有多個堆疊結構(未圖標)，其分別配置于對應的發(fā)光區(qū)域9001 內。多個第一電極907’以及多個第二電極909’為配置于該封裝基板901’之上。該發(fā)光二極管封裝結構900’的總發(fā)光區(qū)域大于該發(fā)光二極管封裝結構900 (請參照圖98C)。
在上述實施例可利用電傳導膜層連結該堆疊結構與電極之間。然而，該電傳導膜層的電流并非一直穩(wěn)定。于是，可利用一輔助電極ctrode協(xié)助該堆疊結構與該電極間的電性連結。圖100A及圖1009B顯示一輔助電極配置于該電傳導膜層之上。請參照圖100A及圖100B，該輔助電極590為配置于該電傳導膜層550之上，并覆蓋該電傳導膜層550的一部分。輔助電極590可為一交叉結構。舉例來說，該交叉結構的輔助電極590的四個末端可大約位于該電傳導膜層550的四個角落(請參照圖100A)，或是大約接近該電傳導膜層550 的四側邊(請參照圖100B)。此外，該輔助電極590為可進一步沿著堆疊結構520的邊緣配置。再者，為增加該電傳導膜層550與其它單元(例如金屬凸塊)的連接，多個金屬墊552 可配置于該電傳導膜層550之上。
用以連結該堆疊結構與該次基板的界面層是完全填入該堆疊結構及該次基板間的縫隙，然而本發(fā)明并不限定于此。本發(fā)明所述用以結合堆疊結構與次基板的界面層不限定為一完整膜層。請參照圖1OlA及圖101B，該界面層具有多個彼此分隔的圖形。請參照圖70A，該界面層570’包含界面圖案570a’，每兩相鄰的界面圖案570’為被一空缺 (vacancy) 570b’所分隔。請參照圖101B，該界面層570”可包含界面圖案570a’，而兩相鄰的界面圖案570a’之間為填入一材料570c’，例如為樹脂、或是含硅材料。
本發(fā)明所述的發(fā)光二極管結構、發(fā)光二極管封裝結構、以形其形成方法中所使用的電極可為不透明電極，由于是配置在堆疊結構四周而非直接形成于堆疊結構上，因此并不會遮蔽堆疊結構所發(fā)出的光。此外，該發(fā)光二極管結構本身具有一靜電放電(ESD)保護單元(其形成于次基板中)，因此無需額外在堆疊結構上或周邊形成其它的靜電放電(ESD) 保護單元，避免不必要的導線配置。如此一來，與傳統(tǒng)具有靜電放電(ESD)保護單元的發(fā)光二極管結構相比，在制程上可大幅減化，因此可降低制程成本。
為了至少改善該發(fā)光二極管芯片經封裝制程后的光均勻度，發(fā)明提出一提有一制造方式來形成一新穎結構。以下提供數個實施例，但本發(fā)明并非僅限于該等實施例。
請參照圖102，為顯示本發(fā)明一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構的剖面結構示意圖。如圖所示，該發(fā)光二極管封裝結構具有一載體基板1100。該載體基板1100其上可具有預先形成的電路，用來提供與外部控制電路的連結。一發(fā)光半導體堆疊層1102配置于該載體基板1100之上。該發(fā)光半導體堆疊層1102可具有一厚度小于50 μ m，包含P型半導體層、N型半導體層、以及一發(fā)光層位于該P型半導體層與N型半導體層之間。該發(fā)光半導體堆疊層1102可為已知的半導體堆疊結構。一波長轉換層1104形成于發(fā)光半導體堆疊層1102之上。一包覆層1106為配置于載體基板1100之上，并圍繞該發(fā)光半導體堆疊層1102與該波長轉換層1104的側壁。精確地說，該波長轉換層1104所形成的位置是被該包覆層1106所定義，即該包覆層1106與發(fā)光半導體堆疊層1102構成一容置空間，以使波長轉換層1104填入。該包覆層可為光阻材料、粘著材料、或半流體。請參照圖102，該包覆層1106(例如為一底部填充膠(under-fill)層)為以自對位方式(self-alignment)圍繞發(fā)光半導體堆疊層1102的側壁，且該波長轉換層1104具有均勻的厚度。圖103A為圖71所述的封裝結構的上視圖，由圖可知該包覆層1106與發(fā)光半導體堆疊層1102構成的容置空間可為一正方形。此外，請參照第103B，該包覆層1106與發(fā)光半導體堆疊層1102構成的容置空間亦可旋轉一特定的角度，可依實際的需要加以設計(請參照圖103C至圖103F)。請參照圖103C，舉例來說，多個堆疊結構可配置于該載體基板上，并利用包覆層1106定義出波長轉換層1104預形成的位置。請參照圖103D，該包覆層1106與發(fā)光半導體堆疊層1102構成的容置空間亦可為一長方形。請參照圖103E，堆疊結構亦可轉旋一特定角度來配置于載體基板上(例如45度)。請參照圖103F，多個堆疊結構可配置于該載體基板上，而該等堆疊結構可分別對應具有不同形狀的波長轉換層1104圖形。基于上述，本發(fā)明所述自對方方式形成波長轉換層1104的方法適用于各種發(fā)光二極管封裝結構。 在制造過程中，為了制造該發(fā)光二極管芯片的結構，幾個實施方式可被實行。圖104A至圖104D為剖面結構示意圖，用以說明本發(fā)明一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法。請參照圖104A，首先，提供一載體基板1200。該載體基板1200可具有預先形成的電路，用來提供與外部 控制電路的連結。一發(fā)光裝置，例如發(fā)光二極管芯片，具有發(fā)光半導體堆疊層1208與次基板1202(例如藍寶石基板)，為配置于該載體基板1200之上。該發(fā)光半導體堆疊層1208為形成于該次基板1202之上。該發(fā)光半導體堆疊層1208可包含N型半導體層1204、P型半導體層1206。此外，發(fā)光半導體堆疊層1208可視需要具有一金屬反射層1207,形成于半導體層1206上。發(fā)光二極管芯片與載體基板1200的結合方式可例如為一倒裝芯片封裝制程。該導電凸塊1210及1212為分別與作為半導體層1204與1206的電極接觸墊。借由該導電凸塊1210及1212，該發(fā)光二極管芯片可與該載體基板1200電性連結。本發(fā)明不限定發(fā)光二極管芯片的結構。請參照圖104B，一包覆層1214，例如模塑料，可填入發(fā)光二極管芯片與載體基板1200之間的間隙中，并圍繞發(fā)光二極管芯片。該包覆層1214亦可為一底部填充膠層(under-fill)。值得注意的是，包覆層1214的上表面1214a可低于次基板1202，使得該次基板1202由該包覆層1214露出?？晒┻x擇的，該包覆層1214亦可形成覆蓋該次基板1202周邊并覆蓋部分次基板1202之上，使包覆層1214的上表面1214b稍微高于該次基板1202。由于并不會增加次基板1202移除的困難度(對于以激光加熱移除)，上述結構為可接受的。
請參照圖104C，施以一激光將次基板1202由半導體層1204上移除。由于次基板 1202與半導體層1204界面間張力釋放的關系，使得該次基板1202易于被移除，因此形成一空腔1216于包覆層1214內。
請參照圖104D，將波長轉換層1218以液態(tài)填入該空腔1216中，并固合該波長轉換層1218。由于波長轉換層1218在未固合前是液態(tài)，可使其均勻分布于該發(fā)光半導體堆疊層1208上。此外，由于該波長轉換層1218在未固合前是液態(tài)，該波長轉換層1218的上表面的高度可被控制，舉例來說，使其等于或低于該包覆層1214的上表面。
圖104A至圖104D所示之發(fā)光二極管芯片為水平形式，即其兩個電極為配置于發(fā)光半導體堆疊層1208的同一側。此外，圖102所述之發(fā)光二極管芯片為垂直形式，即其兩個電極為配置于發(fā)光半導體堆疊層1208的兩側。
圖105A至圖10 為剖面結構示意圖，用以說明本發(fā)明一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法。請參照圖105A，首先，提供一載體基板1300。該載體基板1300可具有預先形成的電路，用來提供與外部控制電路的連結。一發(fā)光二極管芯片，具有半導體堆疊層1304與次基板1306，為配置于該載體基板1300之上。該發(fā)光二極管芯片可為垂直形式的發(fā)光二極管芯片。該發(fā)光二極管芯片可利用一結合材料1302將其固定在載體基板 1300上(半導體堆疊層1304直接與載體基板1300接觸)。該半導體堆疊層1304包含數個不同導電性質的半體導層堆疊，用來在操作時發(fā)出光。兩個電極層形成于基板的同一側。 在此，可以被理解的，該半導體堆疊層1304與該載體基板1300上的電路的連結沒有特別的示意性示出，但可被所屬技術領域的技術人所了解。具有該半導體堆疊層1304的該發(fā)光二極管芯片是在被結合于該載體基板1300之前被制造出。該半導體堆疊層1304 —般表示可用以發(fā)光的發(fā)光二極管結構，且形成于該次基板1306上。實際上，該發(fā)光二極管芯片可以目前的制程技術所制造出，無需特別的說明。該半導體堆疊層1304為在制造時形成于該次基板1306上。在封裝制程中，該發(fā)光二極管芯片為結合于該載體基板1300上,并形成一包覆層1308圍繞該發(fā)光二極管芯片(包含該次基板1306及該半導體堆疊層1304)的側壁， 但該次基板1306然有部分露出，請參照圖104A至圖104D。
請參照圖105B，以相同方式移除該次基板1306，將激光施于該次基板1306上，以使次基板1306剝離，形成一空腔1310。
請參照圖105C，該發(fā)光二極管芯片的N型電極，舉例來說，被連結至該次基板 1306。該連接電極1312，例如N型電極， 與該半導體堆疊層1304連結。該連接電極1312可為一連結電線。
請參照第105D，在連接該連接電極1312與半導體堆疊層1304的電極之后，將一波長轉換層1314填入該空腔1310中，并進行固化。在此，如上所述，該載體基板1300具有電路用以形成額外的連結。一 P型電極可利用載體基板1300內的電路與半導體堆疊層1304 的底部連結。該連接方式為已知的。
換言之，本發(fā)明所述之發(fā)光二極管封裝結構的特征之一為形成包覆層圍繞該載體基板。在移除該次基后，將波長轉換層填入移除次基板所余留的空腔中。如此一來，該波長轉換層以可自對位方式形成于發(fā)光二極管封裝結構中，避免波 長轉換層與半導體堆疊層發(fā)生錯位。
基于相同的機制，不同的修改方式可以被實行。在該電極與該半導體堆疊層1304的連結中，該電極可以不同的方式來制造。圖106至圖108為一系列的剖面圖，用以示意性不出根據本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管封裝結構。請參照圖106，該結構相似之前的實施例。然而，該電極層1320的結構不同。一電極層1320可在形成該波長轉換層1314之前形成于該空腔，令該電極層1320與半導體堆疊層1304的上表面電性連結，其中該電極層1320為形成于該包覆層1308的內側側壁上。如此一來，可省略掉以導線連結堆疊結構的步驟。在形成電極層1320之后，該波長轉換層1314可以被填入及固化。請參照圖107，可作為選擇地，圖106所示的電極層1320進一步被修改。在此實施例，該電極層1322為與圖106的電極層1320相似，不過是在該波長轉換層1314形成之后才被形成。然而，該波長轉換層1314較佳為導電材料。然而，該半導體堆疊層1304的導電連接可以常規(guī)的方式形成。請參照圖108，此外，該電極層可使用透明導電層(TCL)作為電極層1324。透明導電層的材料選擇是已知的，例如氧化銦錫或其它。由于該電極層1324是透明的，該透明電極層1324可形成于整個發(fā)光區(qū)域之上，使得電流更均勻。在此狀況下，該波長轉換層314較佳為導電的。然而，在該波長轉換層1314填入之前，該透明電極層1324可形成于該半導體堆疊層1304之上。一般來說，該電極的形成設計上沒有特別的限制。圖109A及圖109 B為剖面結構示意圖，用以說明該發(fā)光二極管封裝結構的制造方法。請參照圖78A，該次基板1202可更具有突出層1280a，其中該突出層1280a可為該次基板1202的一部分，或是另外以其它步驟形成于該次基板1202之上。由于該次基板1202具有突出層1208a。該突出層1208a可圍繞該堆疊結構，而此發(fā)光二極管芯片可以圖104B至圖104C所述的倒裝芯片方式形成于載體基板上。請參照圖109B，具有突出層1208a的次基板1202被移除。在波長轉換層1218填入半導體層1204上的空腔后，該波長轉換層1218亦填入凹洞1280b。由于此額外的結構，該半導體堆疊結構1304的周邊進一步被該波長轉換層1218所圍繞。如此一來，由側區(qū)域所發(fā)出的光可被在凹洞1280b內的該波長轉換層1218所修飾。可增加該發(fā)光二極管封裝結構的發(fā)光角度及均勻性。此外，圖110為一剖面圖，示意性示出根據一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構。依據該發(fā)光二極管封裝結構的使用，請參照圖110，該包覆層1290可進一步包含一填充物1292，其中該填充物為可吸收光或不可吸收光的材料。該包覆層1290的材質亦可為具有低熱膨脹系數的材料。舉例來說，如果該填充物1292為吸光材料，則該二極管發(fā)光封裝結構將具有單一的發(fā)光方向，也就是說該二極管發(fā)光封裝結構所發(fā)出的光具有方向性。而波長轉換層則可視需要決定是否添加。作為選擇地，該波長轉換層亦可使用其它保護材料來取代。圖111為一剖面圖，示意性示出根據另一實施例所述之發(fā)光二極管封裝結構。請參照圖111，作為選擇地，該包覆層1290可包含一填充物1294，其中該填充物1294為熒光粉。在此實施例中，該波長轉換層可以被省略。此外，該發(fā)光封裝結構亦可仍包含該波長轉換層。圖112為一剖面圖，示意性示出根據另一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構。請參照圖112，當該波長轉換層1218以液態(tài)填入該包覆層1214所形成的空腔中，該波長轉換層1218的周邊區(qū)域1300與該包覆層1214接觸的部分，較佳具有一平面理想地垂直于該包覆層1214的內側。借由選擇該包覆層1214及該波長轉換層1218的材料，可降低波長轉換層的表面張力。該波長轉換層在該周邊區(qū)域1300的表面可傾向與該包覆層1214的內側垂直。
圖113為一示意圖，示意性示出在圖112所示的周邊區(qū)域1300。如包覆層1214 及該波長轉換層1218的材料引發(fā)表面張力，該液態(tài)波長轉換層1218與該包覆層1214內側接觸的部分可略為上升或是下降，此為一已知的物理現象。如果該狀況發(fā)生，該波長轉換層 1218的周邊區(qū)域1300與該包覆層1214接觸的部分，該平面將不會理想地垂直于該包覆層 1214的內偵彳，請參照圖112。
圖114為一剖面圖，示意性示出根據另一實施例所述的發(fā)光二極管封裝結構。在圖114中，該包覆層1214可由兩部分1321及1322所構成。換言之，該部分1321，例如為一底部填充膠，可填入該圍繞該結合凸塊，并填入該結合凸塊的縫隙中；而另一部分1322則可圍繞該堆疊結構?；谏鲜?，該包覆層1214的兩部分1321及1322可分別為不同的材質。
圖115A至圖115 F為剖面結構示意圖，用以說明發(fā)光二極管封裝的制造方法。請參照圖115A,對于另一發(fā)光二極管結構,一載體基板1400被提供。一電路層1402為形成于該載體基板1400之上。實際上，具有該電路層1402的該載體基板1400可為傳統(tǒng)的任何結構，在此并無限定。在此僅為一例子。在圖115B中，數個結合凸塊404形成于該電路層1402 之上以與該電路層1402達到電性連結。在圖115C中，具有該半導體疊層406及該次基板 1408的該發(fā)光二極管芯片1410與該結合凸塊1404結合。在圖11 中，該包覆層1412，如前所述，為填入覆蓋該結合凸塊1404及圍繞該發(fā)光二極管芯片1410側壁。在圖115E中， 該次基板1408可被移除，例如，施以該激光以加熱該次基板1408。結果，該發(fā)光二極管芯片 1410的該半導體疊層406被露出。在圖115F中，根據實際的設計，該波長轉換層1414可形成于該露出的半導體疊層406之上。此外，一附加層1416，包含保護層或任何功能層，例如可形成于該波長轉換層1414之上。該附加層1416可進一步與一透鏡效果一并形成。
基于同一概念的選擇，圖116A至圖116C為剖面結構示意圖，用以說明制造方法。 在此實施例中，該生長基板可以不用移除。請參照圖116A，該導體疊層1502為形成于該次基板1500上。請參照圖116B，接著，一可移除材料層1504為形成于導體疊層1502上，其中該可移除材料層1504具有一厚度，例如IOym或以上。當切割該生長基板1502以形成多個發(fā)光二極管芯片前，可對該移除材料層1504進行一研磨制程，其使該移除材料層1504具有一預定的厚度，請參照圖116C。請參照圖116D，在切割該生長基板1502以形成多個發(fā)光二極管芯片后，將所得發(fā)光二極管芯片借由一粘著層1508結合于一載體基板1506上。接著，請參照圖116E，形成一包覆層1510圍繞該發(fā)光二極管芯片的側壁。請參照圖116F，接著移除該可移除材料層1504，以形成一空腔露出導體疊層1502。請參照圖116G，將一接合導線1512與該導體疊層1502結合。最后，請參照圖116H、將一波長轉換層1514填入該空腔，并覆蓋該導體疊層1502。在此實施例中，該次基板1500仍保留在該發(fā)光二極管封裝結構中。
此外，圖117A至圖117B為剖面結構示意圖，為顯示以倒裝芯片封裝方式來形成一封裝結構。請參照圖117A，基于使用一可移除材料層，該發(fā)光二極管芯片1606具有次基板1604與半導體疊層1602，并利用接合墊與該電路基板1600連結。該包覆層1612為圍繞該半導體疊層1602的側壁。在移除該可移除材料層之后，在包覆層1612與次基板之間形成一空腔。請參照圖117B，將一波長轉換層1608填入該空腔中。在此，該次基板1604并未被移除。此外，此外，請參照圖118A至圖118B，為顯示本發(fā)明一實施例所述使用倒裝芯片封裝方式來形成封裝結構。請參照圖118A，如果需要形成較厚的波長轉換層，則可將圖117A所述的發(fā)光二極管芯片的次基板1604移除，因此形成一較深的空腔。請參照圖118B，接著形成該波長轉換層1614于該較深的空腔中。在圖119中，基于圖117B所述之發(fā)光二極管封裝結構，另一保護層，例如另外一模塑化合物1620覆蓋該發(fā)光二極管芯片以提供進一步的保護。該波長轉換層在先前實施例中為形成于上部分。然而，如果其側部分進一步考慮要產生較廣的角度效果。該波長轉換層更延伸至該側部分。圖120A至圖120B為剖面結構示意圖，顯示根據一實施例使用倒裝芯片封裝方式來進行的封裝制程。在圖120A中，該次基板1700的該半導體疊層1702可被圖形化以具有凹陷區(qū)于其側部分。該半導體疊層1702的該有源層1704可形成于該凹陷區(qū)的上部分。該可移除材料層的形成如前所述。在圖120B，接續(xù)前述的相同制程，具有該次基板1700的該發(fā)光二極管芯片為結合于該電路基板1706。該包覆層1708圍繞該發(fā)光二極管芯片的側壁。該波長轉換層被移除，留下一空腔。然后，該波長轉換層1710為填入該空腔中。以相同方式，該波長轉換層1710可延伸至該發(fā)光二極管芯片的側壁以圍繞該有源層1704?？晒┻x擇地，該波長轉換的側部分可被修飾。圖121A及圖121B為剖面結構示意圖，為顯示本發(fā)明一實施例所述使用倒裝芯片封裝方式來形成另一封裝制程。在圖121A，具有該有源層1804的該半導 體疊層1802形成于該次基板1800上。一溝槽1806可形成該半導體疊層1802的該周邊部分上，環(huán)繞該中心部分。在圖121B，如前所述，該包覆層1808被形成以圍繞該發(fā)光二極管芯片的側壁。在移除該可移除材料后，將該波長轉換層1810填入空腔中入。由于該波長轉換層1810具有該側部分，低于該有源層1804，由該側方向所方出的光亦可被該波長轉換層1810轉換。此外,可供選擇地，圖122A至圖122J為剖面結構示意圖，為顯示一實施例所述結構的制造方式。在圖122A中，一犧牲基板2000被提供。在圖122B中，一犧牲粘合層2002，例如光阻，形成于該犧牲基板2000上。該發(fā)光二極管芯片2004為配置于該犧牲粘合層2002之上。在此，該發(fā)光二極管芯片可具有該次基板，如前所述。在圖122D，所有該發(fā)光二極管芯片2004配置于該犧牲粘合層2002之上的預定位置內。在圖122E中，該切割制程2006被進行以切割該發(fā)光二極管芯片2004成各個芯片。就一切割后的發(fā)光二極管芯片2004來描述，具有該犧牲基板2000及犧牲粘合層2002的該發(fā)光二極管芯片2004借由該粘合層2008以倒裝芯片方式粘合至該基板2010。該基板2010—般具有一電路結構，如前所述。該封裝結構的適當電性連結可為所屬技術領域的技術人員所了解。在圖122G中，一包覆層2012形成于該基板2010之上，但仍露出該犧牲基板2000。在圖122H中，該犧牲基板2000及該犧牲粘合層2002被移除以形成一凹陷空間2014，露出該發(fā)光二極管芯片2004的上部及至少一部分側壁。圖1221中，一導線結合制程被進行，借由一結合導線2016以電性連結發(fā)光二極管芯片2004。在圖122J中，一波長轉換層2018，例如熒光粉層，為填入該凹陷空間2014中。由于圖122F所示的該犧牲粘合層2002亦覆蓋該發(fā)光二極管芯片2004的一部分側壁， 該波長轉換層2018亦可覆蓋該發(fā)光二極管芯片2004側壁的相同部分。在側視角的亮度可被改善得更均勻。
圖123A至圖123F為剖面結構示意圖，為顯示根據一實施例所述圖122相同結構的不同制造方式。在圖123A，一發(fā)光二極管芯片2504借由一粘合層2502與該基板2500粘合。在圖123B中，一可移除蓋層2506形成于該發(fā)光二極管芯片2504的上部。在圖123C 中，一包覆層2508為形成于該基板，并圍繞該發(fā)光二極管芯片2504及該可移除蓋層2506 的側壁，使得至少一部分可移除蓋層2506仍被露出。在此，該發(fā)光二極管芯片2504可包含該次基板。在圖123D，該可移除蓋層2506為被移除。結果，一凹陷空間2510為形成于該凹陷空間2510露出的發(fā)光二極管芯片2504上。同樣為舉例，該次基板亦可被移除。然而，在這實施例中，該次基板仍保留。在圖123E中，一結合程序，例如導線結合，被施行。該結合導線2512被連結至該發(fā)光二極管芯片2504。在圖123F中，該波長轉換層2514，例如熒光材料，為填入該凹陷空間2510中。由于該波長轉換層2514亦覆蓋該發(fā)光二極管芯片2504 至少一部分側壁，該發(fā)光亮度在廣視角范圍具有可均勻性。
實際上，上述實施例間可彼此適當的結合。在封裝制程中，本發(fā)明形成該包覆層形成于至少一部分的在次基板上的發(fā)光二極管芯片，完成該發(fā)光二極管芯片的制造。如此一來，該發(fā)光二極管芯片的該次基板可易于被移除并移留一空腔用以填入該波長轉換層 ?？晒┻x擇地，該包覆層可進一步與一填充物混合，以進一步產生預期的發(fā)光效果。
此外，如果要保留該次基板，該可移除材料層可被預留作為該空腔以填入該波長轉換層，作為代替。
此外，在實施例中，當該填入的波長轉換層2618為不平坦時(請參照圖124A及圖125A)，一平坦化制程(像是化學機械平坦化)可被施以該波長轉換層2618、該金屬墊 2612、及該包覆層2610，以得到平坦的波長轉換層2618上表面，請參照圖124B及圖125B。 在該平坦化制程之后，連結導線2614可被結合至該金屬墊2612以達到電性連結，請參照圖 124C及圖125C。請參照圖126A，該包覆層2610由兩種不同材料所組成，像是一第一光阻層 2610A及一第二光阻層2610B。該第一光阻層2610A可作為一填充層以穩(wěn)固該發(fā)光二極管芯片結合結構，及該第二光阻層2610B可視需要被移除，在填入該波長轉換層2618之后，請參照圖126B。
當本發(fā)明已以數個較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護范圍當視后附之申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種形成發(fā)光二極管的方法，包含: 提供一基板具有一第一半導體層，一發(fā)光層及一第二半導體層依序形成于其上； 對該第一半導體層、該發(fā)光層、及該第二半導體層進行一圖形化制程，定義出多個突出區(qū)以及多個凹陷區(qū)，其中第一半導體層的一余留區(qū)覆蓋在該凹陷區(qū)的基板上； 形成多個第一電極于該凹陷區(qū)的該第一半導體層； 形成多個第二電極于該突出區(qū)的該第二半導體層； 沿一切割線切割位于該凹陷區(qū)的該基板，以分離多個發(fā)光二極管芯片，其中該發(fā)光二極管芯片具有一結合層及一余留基板部分，其中該結合層具有多個空隙，或是該結合層與該發(fā)光二極管芯片的外圍邊界的最小水平距離為大于O ; 結合該發(fā)光二極管芯片與一載體基板經由該結合層； 形成一包覆層于該載體基板之上以圍繞該發(fā)光二極管； 移除該余留基板部分以形成一空腔；以及 填入一波長轉換層于該空腔。
2.一種發(fā)光二極管結構，包含: 一基板； 一第一半導體層配置于該基板之上，其中該第一半導體層包含一凹陷區(qū)及一突出區(qū)； 一發(fā)光層配置于該突出區(qū)內的該第一半導體層之上； 一第二半導體層配置于該發(fā)光層之上； 一第一電極配置于該凹陷區(qū)內的該第一半導體層之上；以及 一第二電極配置于該第二半導體層之上，其中該第二電極與該第二半導體層的接觸面積占該第二半導體層上表面面積的20%或以上。
3.如權利要求2所述的發(fā)光二極管結構，其中該第二電極為配置于該第二半導體層之上及露出一部分該第二半導體層的該上表面。
4.如權利要求3所述的發(fā)光二極管結構，還包含一保護層配置于該第二半導體層之上及覆蓋該第二半導體層露出的上表面。
5.如權利要求3所述的發(fā)光二極管結構，還包含一保護層配置于該第二半導體層的該側壁、該發(fā)光層的該側壁、及該突出區(qū)內的該第一半導體層的該側壁之上。
6.如權利要求3所述的發(fā)光二極管結構，其中該第二電極與該第二半導體層的接觸面積占該第二半導體層上表面面積的30%以上。
7.如權利要求2所述的發(fā)光二極管結構，其中該第一電極包含一反射層及一結合金屬層。
8.如權利要求7所述的發(fā)光二極管結構，其中該結合金屬層形成于該反射層之上及露出一部分該反射層。
9.如權利要求2所述的發(fā)光二極管結構,其中該第一電極為一點狀結構、一條狀結構、或一網狀結構。
10.如權利要求2所述的發(fā)光二極管結構，其中位于該第一半導體層的突出區(qū)內的該第一半導體層、該發(fā)光層、該第二電極構成一圖形化堆疊結構。
11.如權利要求2所述的發(fā)光二極管結構，還包含一保護層配置于該第二半導體層的該側壁、該發(fā)光層的該側壁、及該突出區(qū)內的該第一半導體層的該側壁之上。
12.如權利要求11所述的發(fā)光二極管結構，其中該保護層進一步延伸至在該凹陷區(qū)該第一半導體層的該上表面上表面。
13.如權利要求11所述的發(fā)光二極管結構，其中一部分該第一電極延伸至該保護層。
14.如權利要求2所述的發(fā)光二極管結構，還包含一圖形化保護層配于該第二半導體層及該第二電極之間，其中該第二電極直接接觸該第二半導體層。
15.—種發(fā)光二極管芯片,包含:一基板具有一邊界；一第一半導體層配置于該基板之上；一發(fā)光層配置于該第一半導體層之上；以及一第二半導體層配置于該發(fā)光層之上，其中該發(fā)光二極管芯片的特征在于僅一電極配置于該第二半導體層之上，及該電極及該邊界之間具有一最小水平距離至少約10 μ m。
16.如權利要求15所述的發(fā)光二極管芯片，其中該最小水平距離至少約20μπι。
17.如權利要求15所述的發(fā)光二極管芯片，其中該電極為配置于該第二半導體層及露出一部分該第二半導體層之上。
18.如權利要求17所述的發(fā)光二極管芯片，還包含一保護層配置于該第二半導體層之上及覆蓋該露出該第二半導體層。
19.如權利要求17所述的發(fā)光二極管芯片，其中該電極的接觸面積占該第二半導體層上表面面積的至少20%。
20.如權利要求17所述的發(fā)光二極管芯片，其中該第一半導體層具有突出區(qū)及一凹陷區(qū)，及該發(fā)光層為形成于該突出區(qū)上。
21.如權利要求17所述的發(fā)光二極管芯片，其中該電極為配置于該第二半導體層之上及露出一部分該第二半導體層的該上表面。
22.如權利要求21所述的發(fā)光二極管芯片，還包含一保護層配置于該第二半導體層及覆蓋該露出的該第二半導體層的該上表面之上。
23.如權利要求22所述的發(fā)光二極管芯片，其中該保護層進一步延伸至該第二半導體層的該側壁、該發(fā)光層的該側壁、及該突出區(qū)內的該第一半導體層的該側壁之上。
24.如權利要求23所述的發(fā)光二極管芯片，其中該保護層進一步延伸至該凹陷區(qū)內的該第一半導體層的上表面。
25.如權利要求15所述的發(fā)光二極管芯片，還包含一保護層配置于該第二半導體層之上及延伸至該第二半導體層的側壁側壁、該發(fā)光層的該側壁及該突出區(qū)內的該第一半導體層的該側壁，其中該電極為配置于該保護層之上。
26.如權利要求25所述的發(fā)光二極管芯片，其中該保護層進一步延伸至該凹陷區(qū)內的該第一半導體層的該上表面。
27.如權利要求15所述的發(fā)光二極管芯片，還包含一圖形化保護層配置于該第二半導體層及該電極之間，其中一部分該電極直接接觸該第二半導體 層。
28.如權利要求15所述的發(fā)光二極管芯片，其中該發(fā)光二極管芯片具有傾斜側壁。
29.一發(fā)光二極管封裝結構，包含:一如權利要求14所述的發(fā)光二極管芯片；以及一載體基板，其中該發(fā)光二極管芯片為配置于該載體基板之上。
30.一種形成發(fā)光二極管的方法，包含: 提供一基板具有一第一半導體層，一發(fā)光層及一第二半導體層依序形成于其上； 對該第一半導體層、該發(fā)光層、及該第二半導體層進行一圖形化制程，定義出多個突出區(qū)以及多個凹陷區(qū)，其中第一半導體層的一余留區(qū)覆蓋在該凹陷區(qū)的基板上； 形成多個第一電極 于該凹陷區(qū)的該第一半導體層上；以及 形成多個第二電極于該突出區(qū)的該第二半導體層上。
31.如權利要求30所述的方法，還包含形成一圖形化保護層于該第二半導體層上，在形成該多個第二電極之前。
32.如權利要求3所述的方法，其中該多個第二電極僅形成于一部分該第二半導體層及露出該第二半導體層的該上表面。
33.如權利要求32所述的方法，還包含形成一保護層于露出的該第二半導體層的上表面之上。
34.如權利要求33所述的方法，其中該保護層進一步延伸至該第二半導體層的側壁，該發(fā)光層的該側壁及該凹陷區(qū)內的該半導體層的側壁側壁。
35.如權利要求30所述的方法，還包含收集該發(fā)光二極管的光電性質借由該第一電極及該第二電極。
36.如權利要求30所述的方法，還包含沿一切割線切割該基板以分離多個發(fā)光二極管芯片，其中該切割線至少延伸至該第一電極所在的該凹陷區(qū)。
37.如權利要求36所述的方法，其中該切割線延伸越過至整個該凹陷區(qū)。
38.如權利要求36所述的方法，其中每一該凹陷區(qū)具有兩條切割線S。
39.如權利要求36所述的方法，其中該切割線延伸越過整個該凹陷區(qū)及與該凹陷區(qū)相鄰的該關出區(qū)。
40.如權利要求36所述的方法，其中該第一電極為形成在該凹陷區(qū)內，其中該第一電極所在的區(qū)域為遠離該切割線。
41.一發(fā)光二極管芯片，包含: 一基板，具有一外圍邊界； 一第一半導體層、一發(fā)光層、及一第二半導體層依序配置于該基板之上；以及 島狀電極配置于該第二半導體層之上。
42.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中該島狀電極的上表面總面積與該基板上表面面積的比值等于或小于95%。
43.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中該島狀電極的上表面總面積與該第二半導體層上表面面積的比值等于或小于95%。
44.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中任兩相鄰島狀電極之間的最小水平距離為等于或大于I μ m。
45.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中該島狀電極具有一厚度等于或大于I μ m0
46.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片,其中一該基板的該外圍邊界與每一島狀電極之間的最小水平距離為等于或大于10 μ m。
47.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中該基板的該外圍邊界及每一島狀電極之間的最小水平距離為等于或大于20 μ m。
48.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，還包含:一保護層配置于該第一半導體層的側壁、及該發(fā)光層的側壁之上。
49.如權利要求48所述的發(fā)光二極管芯片，其中該保護層進一步延伸至該第二半導體層的側壁。
50.如權利要求49所述的發(fā)光二極管芯片，其中該保護層進一步延伸至該島狀電極的側壁的一部分。
51.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中該島狀電極具有一剖面形狀為半圓形、多邊形、或其結合。
52.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，還包含:一反射層配置于該第二半導體層及該島狀電極之間。
53.如權利要求41所述的發(fā)光二極管芯片，其中該發(fā)光二極管芯片具有朝著該基板傾斜的側壁。
54.一種發(fā)光二極管封裝結構，包含:一發(fā)光二極管芯片具有一外圍邊界；一載體基板；以及一結合層用以結合該發(fā)光二極管芯片與該載體基板，其中該結合層具有多個空隙， 其中該發(fā)光二極管芯片包含:一基板，具有一外圍邊界；以及一第一半導體層，一發(fā)光層，及一第二半導體層依序配置于該基板之上，其中該第一半導體層與該結合層直接接觸。
55.如權利要求54所 述的發(fā)光二極管封裝結構，還包含:一反射層配置于該結合層及該載體基板之間。
56.如權利要求54所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該結合層包含:一第一結合層，直接與該載體基板接觸；以及一第二結合層，直接與該第二半導體層接觸，其中該第一結合層及該第二結合層至少一者具有島狀結構。
57.如權利要求55所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該外圍邊界及該第一結合層之間的最小水平距離及該第二結合層至少一者之間的最小水平距離為大于O。
58.如權利要求54所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該結合層具有一厚度為等于或小于 50 μ m。
59.如權利要求54所述的發(fā)光二極管封裝結構，還包含:一保護層配置于一該第一半導體層的側壁、及該發(fā)光層的側壁上。
60.如權利要求59所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該保護層進一步延伸至該第二半導體層的側壁。
61.如權利要求60所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該保護層進一步延伸至該結合層的側壁的一部分。
62.如權利要求53所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該載體基板具有多個凹陷。
63.如權利要求53所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該發(fā)光二極管芯片還包含一電極，配置于該基板之上，與該第一半導體層反向設置。
64.如權利要求62所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中沒有不透明導線配置于該電極之上。
65.一種發(fā)光二極管封裝結構，包含: 一發(fā)光二極管芯片具有一外圍邊界； 一載體基板；以及 一結合層用以結合該發(fā)光二極管芯片與該載體基板，其中該結合層具有多個空隙， 其中該發(fā)光二極管芯片包含: 一第一半導體層；以及 一發(fā)光層、及一第二半導體層依序 配置于該第一半導體層之上，其中該第一半導體層直接與該結合層接觸。
66.一發(fā)光二極管結構，包含: 一次基板具有一第一表面及一第二表面與該第一表面反向設置； 一堆疊結構包含一第一半導體層、一有源層、及一第二半導體層層合于該第一表面之上； 一第一電極配置于該第一表面并與該堆疊結構分隔； 一絕緣層配置于該第一表面，其中該絕緣層圍繞該堆疊結構及覆蓋該有源層的側壁；以及 一電傳導膜層用以連結該第一電極至該堆疊結構，其中該電傳導膜層覆蓋該堆疊結構。
67.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,還包含: 一靜電放電保護單元配置于該第一電極之下并嵌入該次基板。
68.如權利要求67所述的發(fā)光二極管結構，其中該靜電放電保護單元的材料為P型硅。
69.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,還包含: 一第二電極配置于該次基板的該第二表面之上。
70.如權利要求69所述的發(fā)光二極管結構,其中該次基板的材料為一摻雜半導體。
71.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構，其中該第一電極為沿著所有該有源層的側面配置。
72.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該第一電極為沿著該堆疊結構的三個側面配置。
73.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構，還包含: 一界面層配置于該堆疊結構及該次基板之間。
74.如權利要求73所述的發(fā)光二極管結構，其中該界面層包含一金屬反射層用以反射該有源層所產生的光。
75.如權利要求73所述的發(fā)光二極管結構，其中該界面層包含一粘合劑用以結合該堆疊結構及該次基板。
76.如權利要求73所述的發(fā)光二極管結構，其中該界面層包含多個非連結部分。
77.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構，其中該次基板還包含一空腔于該第一表面用以容納該堆疊結構。
78.如權利要求77所述的發(fā)光二極管結構，還包含:一熒光粉填入該空腔及覆蓋該堆疊結構。
79.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該電傳導膜層包含多個開口對應該堆疊結構。
80.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該電傳導膜層包含多個凹槽對應該堆疊結構。
81.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該電傳導膜層包含一光取出特征對應該堆疊結構。
82.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該電傳導膜層對該有源層所發(fā)出的主波長具有一透光度大于60%.
83.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該電傳導膜層的材料為選自于以下所構成的組:1n2O3' SnO2, Zn。、CdO, TiN, In2O3:Sn (ITO)、ZnO:1n (IZO)、ZnO:Ga(GZO)、ZnO: Al (AZO)，SnO2:F、TiO2:Ta、In2O3-ZnO' CdIn2O4, Cd2SnO4' Zn2SnO4' Mg (OH) 2_C、ITO、IZO、GZO, AZO, ATO, FTO, NiO、及上述所構成的合金。
84.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構,其中該電傳導膜層的材料為選自于以下所構成的組:IT0、IZO、GZO, AZO, ΑΤΟ、FT0, NiO、及上述所構成的合金。
85.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構，還包含:一第二電極配置 于該次基板的該第一表面并與該堆疊結構相隔。
86.如權利要求85所述的發(fā)光二極管結構,其中該次基板的材料為一非摻雜的半導體。
87.如權利要求66所述的發(fā)光二極管結構，還包含:一輔助電極配置于該電傳導膜層之上用以連結該第一電極至該堆疊結構，其中該輔助電極覆蓋一部分該電傳導膜層。
88.—發(fā)光二極管封裝結構，包含:一封裝基板；至少一堆疊結構配置于該封裝基板之上，其中該至少一堆疊結構包含一第一半導體層，一有源層及一第二半導體層層合于該封裝基板的第一表面；至少一第一電極配置于該第一表面并與至少一堆疊結構相隔；至少一第二電極配置于該封裝基板之上并與該至少一堆疊結構電性相連；一絕緣層配置于該第一表面之上，其中該絕緣層圍繞該至少一堆疊結構及覆蓋該有源層的側壁；至少一電傳導膜層用以連結該至少一第一電極至該至少一堆疊結構，其中該至少一電傳導膜層覆蓋該至少一堆疊結構；以及一透明封合材覆蓋該至少一電傳導膜層。
89.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該封裝基板為一半導體基板，及該發(fā)光二極管封裝結構進一步包含:至少一靜電放電保護單元配置于該至少一第一電極之下及嵌入該封裝基板。
90.如權利要求89所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該靜電放電保護單元的材料為一P型硅。
91.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該第二電極為配置于該封裝基板及該堆疊結構之間。
92.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一第一電極為沿著該有源層的所有側壁配置。
93.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一第一電極為沿著該至少一堆疊結構的三個側面配置。
94.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，還包含:一界面層配置于該至少一堆疊結構及該封裝基板之間。
95.如權利要求94所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該界面層包含一金屬反射層用以反射該有源層所產生的光。
96.如權利要求94所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該界面層包含粘合劑用以結合該至少一堆疊結構及該封裝基板。
97.如權利要求94所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該界面層包含多個非連結部分。
98.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該封裝基板還包含一空腔于該第一表面用以容納該至少一堆疊結構。
99.如權利要求98所述的發(fā)光二極管封裝結構，還包含:一熒光粉填入該空腔及覆蓋該至少一堆疊結構。
100.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一電傳導膜層包含多個開口對應該至少一堆疊結構。
101.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一電傳導膜層包含多個凹槽對應該至少一堆疊結構。
102.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一電傳導膜層包含一光取出特征對應該至少一堆疊結構。
103.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一電傳導膜層對該有源層所發(fā)出的主波長具有一透光度大于60%。
104.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該至少一電傳導膜層的材料為選自于以下所構成的組:In2O3 > SnO2, Zn。、Cd。、TiN, In2O3 =Sn(ITO), ZnO =In(IZO), ZnO: Ga (GZO)、ZnO:A1 (AZO)，SnO2:F、TiO2:Ta、In2O3-ZnO' CdIn2O4, Cd2SnO4' Zn2SnO4' Mg(OH)2-C' ITO、IZO、GZO, AZO, ΑΤΟ、FTO, NiO、及上述所構成的合金。
105.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構,其中該至少一電傳導膜層的材料為選自于以下所構成的組:IT0，IZO, GZO, AZO, ΑΤΟ, FT0, NiO、及上述所構成的合金。
106.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，還包含:至少一輔助電極配置于該至少一電傳導膜層之上用以連結該至少一第一電極至該至少一堆疊結構，其中該至少一輔助電極覆蓋一部分該至少一電傳導膜層。
107.如權利要求88所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該封裝基板包含二貫孔由該第一表面延伸至一第二表面，第二表面與該第一表面反向設置，及該二貫孔各自對應該第一電極及該第二電極。
108.一形成發(fā)光二極管結構的方法，包含該以下步驟:形成一靜電放電保護單元于一次基板，其中該靜電放電保護單元為沿該次基板的第一表面的邊緣配置及嵌入該次基板； 形成一第一電極于該靜電放電保護單兀之上； 提供一堆疊結構及結合該堆疊結構于該次基板的該第一表面，其中該堆疊結構為與該第一電極相隔； 形成一絕緣層于該第一電極、該堆疊結構及該第一電極及該堆疊結構之間的空間；移除位于該第一電極之上的一部分該絕緣層及位于該堆疊結構之上的一部分該絕緣層以露出該第一電極及該堆疊結構； 形成一電傳導膜層于該第一電極及該堆疊結構之上用以電性連結該第一電極及該堆置結構； 形成一第二電極于該次基板的第二表面，該第二表面與該第一表面反向設置；以及 切割該次基板以形成一發(fā)光二極管結構。
109.如權利要求108所述的方法，其中提供該堆疊結構及結合該堆疊結構于該第一表面的步驟包含: 形成一第一半導體層于一臨時基板之上； 形成一有源層于該第一半導體層之上； 形成一第二半導體層于該有源層之上，其中該第一半導體層、該有源層及該第二半導體層構成該堆疊結構于該臨時基板之上； 形成一界面層于該第二半導體層； 反置該臨時基板用以面對 該第一表面； 結合該界面層至該第一表面；以及 分開該臨時基板形成該堆疊結構。
110.如權利要求109所述的方法，其中結合該界面層至該第一表面包含以下步驟: 施以超聲波能量及熱至該次基板及該界面層。
111.如權利要求109所述的方法，其中該分開該臨時基板及該堆疊結構的步驟包含: 施以一激光束于該臨時基板及該堆疊結構。
112.如權利要求108所述的方法，其中該絕緣層的形成方式為旋轉涂布或是電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)。
113.如權利要求108所述的方法，其中該絕緣層為以蝕刻方式移除。
114.一種形成發(fā)光二極管結構的方法，包含該以下步驟: 形成一第一電極于一次基板之上，其中該第一電極為沿該次基板的第一表面邊緣配置； 提供一堆疊結構及結合該堆疊結構于該次基板的該第一表面之上，其中該堆疊結構為與該第一電極相隔； 形成一絕緣層于該第一電極之上，該堆疊結構及該第一電極及該堆疊結構之間的空間； 移除位于該第一電極之上一部分該絕緣層及位于該堆疊結構之上一部分該絕緣層以露出該第一電極及該堆疊結構； 形成一電傳導膜層于該第一電極及該堆疊結構之上用以電性連結該第一電極及該堆置結構；形成一第二電極于一該次基板的第二表面之上，該第二表面與該第一表面反向設置；以及分割該次基板以形成一發(fā)光二極管結構。
115.如權利要求114所述的方法，其中提供該堆疊結構及結合該堆疊結構于該第一表面之上的步驟包含:形成一第一半導體層于一臨時基板之上；形成一有源層于該第一半導體層之上；形成一第二半導體層于該有源層之上，其中該第一半導體層、該有源層及該第二半導體層構成該堆疊結構于該臨時基板之上；形成一界面層于該第二半導體層之上；反置該臨時基板用以面對該第一表面；結合該界面層至該第一表面；以及分開該臨時基板形成該堆疊結構。
116.如權利要求115所述的方法，其中結合該界面層至該第一表面包含以下步驟: 施以超聲波能量及熱至該次基板及該界面層。
117.如權利要求115所述的方法，其中該分開該臨時基板及該堆疊結構的步驟包含: 施以一激光束于該臨時基板及該堆疊結構。
118.如權利要求114所述的方法，其中該絕緣層的形成方式為旋轉涂布或是電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)。
119.如權利要求114所述的方法，其中部分該絕緣層為以蝕刻方式移除。
120.—種發(fā)光二極管結構，包含: 一基板具有一發(fā)光半導體堆疊層形成于其上；一包覆層位于該基板之上以圍繞該發(fā)光半導體堆疊層，構成一空腔；以及一波長轉換層填入于該空腔。
121.如權利要求120所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層的上表面為與該圍繞層側壁垂直。
122.如權利要求120所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層具有一圖形。
123.如權利要求120所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層包含一底部填充膠層。
124.如權利要求120所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層包含一光阻層。
125.如權利要求120所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層包含一金屬層。
126.如權利要求4所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層還包含一填充物。
127.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該波長轉換層由二層所組成。
128.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，還包含:一保護層覆蓋該波長轉換層。
129.—種制造發(fā)光二極管結構的方法,包含:提供一發(fā)光二極管具有一結合材料、一堆疊層及一基板；借由該結合材料結合該發(fā)光二極管于一載體基板之上；形成一包覆層以圍繞該發(fā)光二極管； 移除該基板以形成一空腔；以及 填入一波長轉換層于該空腔。
130.如權利要求129所述的方法，在填入一波長轉換層于該空腔之前，還包含: 結合一導線以連結該堆疊層。
131.如權利要求129所述的方法，在填入一波長轉換層于該空腔之后，還包含: 移除一部分該圍繞層。
132.如權利要求129所述的方法，還包含: 對該包覆層及該波長轉換層進行一平坦化制程，以使該波長轉換層的一上表面與該圍繞層的側壁垂直。
133.—種制造發(fā)光二極管結構的方法,包含: 結合一發(fā)光二極管經由一結合材料； 形成一可移除蓋層于該發(fā)光二極管一上部分之上； 形成一包覆層以圍繞該發(fā)光二極管； 移除該可移除蓋層以形成一空腔；以及 填入一波長轉換層于該空腔。
全文摘要
一種發(fā)光二極管芯片、一種發(fā)光二極管封裝結構以及其形成方法被提供。該發(fā)光二極管芯片包含一結合層，該結合層具有多個空隙，或是該結合層與該發(fā)光二極管芯片之一外圍邊界的最小水平距離為大于0。該發(fā)光二極管芯片、該發(fā)光二極管封裝結構以及其形成方法可改善產品產率及加強發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/38GK103222073SQ201080069451
公開日2013年7月24日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權日2010年8月3日
發(fā)明者蔡曜駿, 許鎮(zhèn)鵬, 林國豐, 劉訓志, 陳繼峰, 胡鴻烈, 孫健仁 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院