發(fā)光二極管芯片、具有此的發(fā)光器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種發(fā)光二極管芯片、具有此的發(fā)光器件及其制造方法。根據(jù)一個實施例的發(fā)光二極管芯片包括：第一圖案區(qū)域，具有至少一個凹陷部；第二圖案區(qū)域，包圍所述第一圖案區(qū)域。所述第一圖案區(qū)域具有依次層疊于基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層、上部電極層以及上部凸塊層。所述第二圖案區(qū)域具有層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、下部電極層以及下部凸塊層。所述第一圖案區(qū)域在與所述下部凸塊層相對的方向上具有至少一個陷入突起圖案。
【專利說明】發(fā)光二極管芯片、具有此的發(fā)光器件及其制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明大致涉及一種發(fā)光二極管芯片、具有此的發(fā)光器件及其制造方法。

【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(light emitting d1de:LED)是用于在P_N結的兩端施加正向電流而發(fā)射光的光電變換器件。通常，發(fā)光二極管經(jīng)過晶圓外延制造工序、芯片生產工序、封裝工序以及模塊化工序而作為模塊形態(tài)的商用產品推出。近來，所述發(fā)光二極管應用于照明機構之類的要求高輸出的裝置，從而使發(fā)光二極管的研究在光提取效率領域等致力于提高發(fā)光二極管效率的領域中活躍地進行。
[0003]通過上述芯片生產工藝制造的發(fā)光二極管芯片可根據(jù)電極的布置而大致分類為水平型發(fā)光二極管芯片、垂直型發(fā)光二極管芯片等。圖1為概略地圖示現(xiàn)有技術中的水平型發(fā)光二極管芯片的一例的圖。參照圖1，現(xiàn)有技術中的水平型發(fā)光二極管芯片100包括:藍寶石基板110、N型氮化鎵層120、氮化鎵系活性層130、P型氮化鎵層140、N型電極層150以及P型電極層160。從N型電極層150通過N型氮化鎵層120提供的電子與從P型電極層160通過P型氮化鎵層140提供的空穴在氮化鎵系活性層130中結合而發(fā)射光。如圖所示，現(xiàn)有技術中的水平型發(fā)光二極管芯片100應用作為絕緣體的藍寶石基板110，并將N型電極層150和P型電極層160布置于與藍寶石基板110相同的平面上。
[0004]近來，為了改善發(fā)光效率并解決散熱問題，對倒裝芯片形態(tài)的發(fā)光二極管封裝器件的關注正在增加。圖2為概略地表示現(xiàn)有技術中的倒裝芯片形態(tài)的發(fā)光二極管封裝器件200的圖。參照圖2，利用分別形成于N型電極層250和P型電極層260上的N型焊料280和P型焊料290而將發(fā)光二極管芯片20分別連接于子安裝基板210的第一電極212和第二電極214，從而形成發(fā)光二極管封裝器件200。發(fā)光二極管芯片20包括透光性基板210、N型氮化鎵層220、氮化鎵系活性層230、P型氮化鎵層240、N型電極層250以及P型電極層260。在倒裝芯片形態(tài)的發(fā)光二極管封裝器件200中，由氮化鎵系活性層230發(fā)射的光通過透光性基板210而釋放到外部。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供一種可消除氮化物系半導體層內部的電流流動的集中并可以提高電流擴散(current spreading)的程度的發(fā)光二極管芯片結構。
[0006]本發(fā)明的實施例提供一種可通過增加參與到發(fā)光的活性層的比率而實現(xiàn)光量的增加的發(fā)光二極管芯片結構。
[0007]本發(fā)明的實施例提供一種可提高活性層的周圍部分的發(fā)光效率的發(fā)光二極管芯片結構。
[0008]本發(fā)明的實施例提供一種具有可防止因發(fā)光單元的表面暴露于大氣中而引起的吸濕現(xiàn)象而導致可靠性降低的情況的結構的發(fā)光器件及其制造方法。而且，提供一種通過省去利用樹脂部件的底部填充工序而可以提高光效的發(fā)光器件及其制造方法。
[0009]提供根據(jù)一個方面的發(fā)光二極管芯片。所述發(fā)光二極管芯片包括:第一圖案區(qū)域，具有至少一個凹陷部；第二圖案區(qū)域，包圍所述第一圖案區(qū)域。所述第一圖案區(qū)域具有依次層疊于基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層、上部電極層以及上部凸塊層。所述第二圖案區(qū)域具有層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、下部電極層以及下部凸塊層。所述第一圖案區(qū)域在與所述下部凸塊層相對的方向上具有至少一個陷入突起圖案。
[0010]提供根據(jù)另一方面的發(fā)光二極管芯片。所述發(fā)光二極管芯片包括:第一圖案層區(qū)域；第二圖案層區(qū)域，布置于所述第一圖案層區(qū)域的內部；第三圖案層區(qū)域，包圍所述第一圖案層區(qū)域。其中，所述第一圖案層區(qū)域具有層疊于基板上的第一導電型氮化物系半導體層以及下部電極層，所述第二圖案層區(qū)域和所述第三圖案層區(qū)域具有依次層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層以及上部電極層。
[0011]提供根據(jù)又一方面的發(fā)光二極管芯片。所述發(fā)光二極管芯片包括:第一圖案層區(qū)域，具有至少一個凹陷部；第二圖案層區(qū)域，包圍所述第一圖案層區(qū)域。其中，所述第一圖案層區(qū)域具有層疊于基板上的所述第一導電型氮化物系半導體層以及下部電極層，所述第二圖案層區(qū)域具有依次層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層以及上部電極層。
[0012]提供根據(jù)又一方面的發(fā)光器件。所述發(fā)光器件包括:發(fā)光單元，包含基板、布置于所述基板上且在邊緣區(qū)域具備第一防護圖案而形成的第一半導體層、形成于所述第一半導體層上的活性層以及第二半導體層；子安裝基板，包含形成為包圍邊緣的第二防護圖案。所述發(fā)光單元的第一防護圖案連接于所述子安裝基板的第二防護圖案。
[0013]提供根據(jù)又一方面的發(fā)光器件的制造方法。在所述發(fā)光器件的制造方法中，形成發(fā)光單元，所述發(fā)光單元包含布置于基板上且在邊緣區(qū)域具備第一防護圖案而形成的第一半導體層、形成于所述第一半導體層上的活性層以及第二半導體層。準備子安裝基板，所述子安裝基板包含形成為包圍邊緣的第二防護圖案。使所述發(fā)光單元的第一防護圖案連接于所述子安裝基板的第二防護圖案。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將從子安裝基板得到電源供應的下部凸塊層布置為被第一圖案區(qū)域的凹陷部所包圍。據(jù)此，可使從所述下部凸塊層提供的電流流向所述第一圖案區(qū)域的長度變得相對較短。因此，具有預定的電流擴散長度(current spreadinglength)的電荷可通過更加寬闊的面積擴散而去。即，可增加電流擴散(currentspreading)從所述下部凸塊層經(jīng)由所述下部電極層、所述第二圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層而向所述第一圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層推進的面積。并且，可將從所述下部凸塊層經(jīng)過所述第二圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層而到達所述第一圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層的電流路徑(path)控制為更加均勻。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，與所述下部凸塊層相面對的凹陷部上可形成至少一個陷入突起圖案。所述陷入突起圖案可增大所述第一圖案區(qū)域與所述第二圖案區(qū)域之間的邊界面。據(jù)此，可增加電流擴散(current spreading)在所述邊界面上從所述第二圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層向所述第一圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層推進的面積。似此，通過具備如上所述的構成而可提高所述邊界面上的電流擴散程度，由此可以減小所述第一導電型氮化物系半導體層內的電阻。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將具有下部電極層的第一圖案層區(qū)域布置于分別具有活性層的第二圖案層區(qū)域和第三圖案層區(qū)域之間，從而可將發(fā)光區(qū)域分離為作為發(fā)光二極管芯片的中央部的第二圖案層區(qū)域和作為周圍部分的第三圖案層區(qū)域。通過上述布置，可提高從所述下部電極層到達第二圖案層區(qū)域和第三圖案層區(qū)域的電流擴散的均勻度。通過這樣可以提高周圍部分的發(fā)光強度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可通過引入包圍發(fā)光單元的防護部件而防止發(fā)光單元的表面或金屬部分暴露于大氣中，從而可以防止因吸濕現(xiàn)象而導致可靠性降低的情況。而且，省去利用樹脂部件的底部填充工序，從而增加活性層中生成的光子釋放到發(fā)光器件外部的量，于是可以提高發(fā)光器件的光效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為概略地圖示現(xiàn)有技術中的水平型發(fā)光二極管芯片的一例的圖。
[0019]圖2為概略地表示現(xiàn)有技術中的倒裝芯片形態(tài)的發(fā)光二極管封裝器件的圖。
[0020]圖3為概略地表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管芯片的平面圖。
[0021]圖4是將圖3中的發(fā)光二極管芯片沿著A-A'線截取的剖面圖。
[0022]圖5a為概略地表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管芯片的平面圖。
[0023]圖5b是將圖5a的發(fā)光二極管芯片沿著A_A'線截取的剖面圖。
[0024]圖6a為概略地表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管芯片的平面圖。
[0025]圖6b是將圖6a中的發(fā)光二極管芯片沿著B-B'線截取的剖面圖。
[0026]圖7至圖11是為了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光器件的制造方法而示出的圖。
[0027]圖12至圖14是為了說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光器件的制造方法而示出的圖。
[0028]符號說明:
[0029]100:發(fā)光二極管芯片 110:藍寶石基板 120:N型氮化鎵層
[0030]130:氮化鎵系活性層 140:P型氮化鎵層 150:N型電極層
[0031]160:P型電極層 170:電流的流動 180:N型焊料
[0032]190:P型焊料 30a:第一圖案區(qū)域 30b:第二圖案區(qū)域
[0033]32a:凹陷部34a:陷入突起圖案
[0034]300:發(fā)光二極管芯片310:基板
[0035]320:第一導電型氮化物系半導體層 330:活性層
[0036]340:第一導電型氮化物系半導體層 350:上部電極層
[0037]360:下部電極層 370:上部凸塊層380:下部凸塊層
[0038]50a:第一圖案區(qū)域 50b:第二圖案區(qū)域
[0039]50c:第三圖案區(qū)域 500:發(fā)光二極管芯片 510:基板
[0040]520:第一導電型氮化物系半導體層 530、530b、530c:活性層
[0041]540,540b,540c:第一導電型氮化物系半導體層
[0042]550:下部電極層560、560b、560c:上部電極層
[0043]570,570a,570b:下部凸塊層 580、580b、580c:上部凸塊層
[0044]60a:第一圖案區(qū)域 60b:第二圖案區(qū)域 610:凹陷部
[0045]1100、1200:基板1110、1210:第一半導體層
[0046]1120、1220:活性層1125、1225:第二半導體層
[0047]1135、1235:第一電極墊1130、1230:第二電極墊
[0048]1140、1240:第一防護圖案1155、1255:連接電極
[0049]1157:子安裝基板1165:第二防護圖案

【具體實施方式】
[0050]以下，參照附圖而進一步詳細說明本發(fā)明的實施例。然而在本發(fā)明中公開的技術并不局限于其中說明的實施例，也可以被具體化為其他形態(tài)。在附圖中，為了明確地表現(xiàn)各個裝置的構成要素，多少將所述構成要素的寬度或厚度等大小放大而表示。
[0051]在本說明書中，所謂的一個要素位于其他要素之上或其下，包括所述一個要素直接位于另一要素之上或其下或者那些要素之間夾設有額外的要素的情形。在本說明書中，“上部”或“下部”這些術語是在觀察者的視點上設定的相對的概念，如果觀察者的視點改變，則“上部”可能表示“下部”，而“下部”也可能表示“上部”。
[0052]在多個附圖中，相同的符號指實質上相同的要素。而且，除非上下文中有明確不同的含義，單數(shù)的表述應當理解為包含復數(shù)的表述，且“包括”或“具有”等術語是為了指定存在所述的特征、數(shù)字、步驟、操作、構成要素、部件或者其組合，而并非旨在預先排除一個或者一個以上的其他特征、數(shù)字、步驟、操作、構成要素、部件或者其組合額外存在的必然性或可能性。
[0053]在本說明書中公開的發(fā)光二極管芯片可具有構成為能夠發(fā)射紫外線、可見光或紅外線的氮化物系半導體層。在本說明書中公開的發(fā)光二極管芯片可通過布置于上部電極層和下部電極層上的上部凸塊層和下部凸塊層而與子安裝基板以倒裝芯片方式接合。所述子安裝基板可表示收容發(fā)光二極管芯片的一種封裝件基板。
[0054]通常，與現(xiàn)有技術中的發(fā)光器件相比，倒裝芯片結構的發(fā)光二極管封裝器件的散熱效率高，且由于幾乎沒有光的屏蔽，因此報道顯示光效率比現(xiàn)有技術中的發(fā)光器件增加50%以上的效果。然而，縱然有這樣的優(yōu)點，倒裝芯片結構的發(fā)光二極管封裝器件卻可能存在如下的缺點。如圖2所示，與金屬相比，N型氮化鎵層220的導電率很低，因此可能會出現(xiàn)N型氮化鎵層220、氮化鎵系活性層230以及P型氮化鎵層240之間的電流的流動270沿著電阻較低的特定溝口集中的現(xiàn)象。即，作為一例，所述電流的流動可能會在N型氮化鎵層220內沿著具有較低的電阻的所述特定溝口而在氮化鎵系活性層230和P型氮化鎵層240之間形成。如果發(fā)生這種現(xiàn)象，則不能覆蓋氮化鎵系活性層230的整個面積而實現(xiàn)發(fā)光，因此發(fā)光效率降低，并可能使可靠性降低。而且，為了增加光量，有可能出現(xiàn)需要增加操作電壓或操作電流的難處。
[0055]另外，當以倒裝芯片結構將所述發(fā)光二極管芯片貼裝于所述子安裝基板時，所述發(fā)光二極管芯片的表面可能會暴露于大氣中。此時，出現(xiàn)通過暴露于大氣中的部分而吸收水分的吸濕(moisture absorpt1n)現(xiàn)象,從而可能使發(fā)光器件的可靠性降低。尤其,在高溫高濕環(huán)境中可靠性可能會相對而言更差。為了改善這樣的吸濕現(xiàn)象，應用一種在發(fā)光單元與子安裝基板之間填充包含二氧化硅(S12)等的樹脂部件的底部填充(underfill)技術，然而要想徹底防止由金屬構成的第一電極212和第二電極214暴露卻存在局限性。并且，在活性層230中生成的光子中的大量光子在底部填充樹脂層的內部被吸收消滅，從而不能向發(fā)光器件的外部順利逸出，于是可能存在光輸出降低的問題。
[0056]圖3為概略地表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管芯片的平面圖。圖4是將圖3中的發(fā)光二極管芯片沿著A-A'線截取的剖面圖。參照圖3和圖4，發(fā)光二極管芯片300包括第一圖案區(qū)域30a以及包圍第一圖案區(qū)域30a的第二圖案區(qū)域30b。發(fā)光二極管芯片300可具有通過基板310而將光發(fā)射到外部的結構，且為了與子安裝基板之間的倒裝芯片接合而可以具有上部凸塊層370和下部凸塊層380。
[0057]第一圖案區(qū)域30a具有在基板310上依次層疊的第一導電型氮化物系半導體層320、活性層330以及第二導電型氮化物系半導體層340。在圖3的平面圖案中，第一圖案區(qū)域30a可具有至少一個凹陷部32a。凹陷部32a可表示第一圖案區(qū)域30a中具有預定寬度的英文字母U形態(tài)的圖案區(qū)域。與此不同地，凹陷部32a也可以具有英文字母V形態(tài)或者漢字“匚”形態(tài)。
[0058]第二圖案區(qū)域30b具有層疊于基板310上的第一導電型氮化物系半導體層320。第二圖案區(qū)域30b可以指基板310、第一導電型半導體層320以及下部電極層360依次層疊的區(qū)域。
[0059]作為一例,基板310可由藍寶石(Al2O3)之類的透光性材料構成。第一導電型氮化物系半導體層320是被摻雜為N型或P型的包含氮化鎵系化合物的層，作為一例，可包括以摻雜有N型摻雜物或P型摻雜物的形態(tài)存在的氮化鎵(GaN)層、氮化鋁鎵(AlxGahN:0<χ<1)層、氮化銦鎵(InGaN)層或者氮化鋁銦鎵(AlxInyGa^yN:0 ( x, y, x+y ( I)等。作為一例，所述N型摻雜物可以是硅(Si)，而所述P型摻雜物可以是鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或者其中的兩種以上物質的組合。第一圖案區(qū)域30a和第二圖案區(qū)域30b的第一導電型氮化物系半導體層320可以以物理方式相互連接。
[0060]第一圖案區(qū)域30a的第一導電型氮化物系半導體層320上布置有活性層330?；钚詫?30通過由第一導電型氮化物系半導體層320和第二導電型氮化物系半導體層340提供的電子-空穴的結合而產生光。根據(jù)一個實施例，活性層330可具有多量子阱(Multplequantum well)結構以提高電子-空穴的結合效率。作為一例，活性層330可包括氮化銦鎵(InGaN)、氮化鎵(GaN)、氮化鎵鋁(Ga1JlaN, 0〈a〈l)、氮化鋁銦鎵(AlxInyGa^yN:O ^ X, y, x+y ( I)或者其中的兩種以上物質的組合。
[0061]第一圖案區(qū)域30a的活性層330上布置有第二導電型氮化物系半導體層340。第二導電型氮化物系半導體層340是被摻雜為N型或P型的包含氮化鎵系化合物的層，作為一例，可包括以摻雜有N型摻雜物或P型摻雜物的形態(tài)存在的氮化鎵(GaN)層、氮化鋁鎵(AlxGahN:0〈X〈1)層、氮化銦鎵(InGaN)層或者氮化鋁銦鎵(AlxInyGai_x_yN:O ^ x, y, x+y ^ I)等。作為一例，所述N型摻雜物可以是硅(Si)，而所述P型摻雜物可以是鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或者其中的兩種以上物質的組合。
[0062]如果第一導電型氮化物系半導體層320被摻雜為N型，則第二導電型氮化物系半導體層340可被摻雜為P型，而如果第一導電型氮化物系半導體層320被摻雜為P型，則第二導電型氮化物系半導體層340可被摻雜為N型。
[0063]再次參照附圖，第一圖案區(qū)域30a的第二導電型氮化物系半導體層340上布置有上部電極層350。作為一例，上部電極層350可包括鈦、鋁、鉻、
[0064]鎳、金等金屬。上部電極層350還可以由將所述金屬組成為合金的一層以上的層疊結構所形成。如圖3所示，上部電極層350可布置為將第二導電型氮化物系半導體層340所形成的區(qū)域大部分覆蓋。上部電極層350可沿著定義第一圖案區(qū)域30a的邊界線形成。
[0065]第二圖案區(qū)域30b的第一導電型氮化物系半導體層320上布置有下部電極層360。作為一例，下部電極層360可包括鈦、鋁、鉻、鎳、金等金屬。
[0066]下部電極層360還可以由將所述金屬組成為合金的一層以上的層疊結構所形成。如圖3所示，下部電極層360可布置為包圍第一圖案區(qū)域30a。
[0067]在本實施例中，上部電極層350和下部電極層360上分別布置有上部凸塊層370和下部凸塊層380。上部凸塊層370和下部凸塊層380執(zhí)行從子安裝基板得到電源供應而將電源施加到上部電極層350和下部電極層360的作用。因此，上部凸塊層370和下部凸塊層380的布置及面積可與上部電極層350和下部電極層360的構成一同對第一導電型氮化物系半導體層內的電流集中現(xiàn)象產生影響。
[0068]如圖3所示，上部凸塊層370可沿著定義上部電極層350的邊界線而形成。作為一例，上部凸塊層370可被布置為對應于上部電極層350的形狀以覆蓋上部電極層350的大部分。在另一實施例中，上部凸塊層370還可以如圖3中的下部凸塊層380那樣，在上部電極層350上被布置成獨立的多種形態(tài)的圖案。
[0069]再次參照圖3，下部凸塊層380可布置為被第一圖案區(qū)域30a的凹陷部32a所包圍。即，下部凸塊層380可布置于被凹陷部32a所包圍的下部電極層360的一部分上。根據(jù)一個實施例，在圖3的平面圖案上下部凸塊層380可布置為朝兩邊的側面方向到達凹陷部32a的距離a相互一致。據(jù)此，電荷從下部凸塊層380進入第一圖案區(qū)域30a的長度可以變得相對較短。因此，具有預定的電流擴散長度(current spreading length)的電荷可跨越更寬的面積而向第一圖案區(qū)域30a擴散而去。具體而言，可以增加電流擴散(currentspreading)從下部凸塊層380經(jīng)由下部電極層360、第二圖案區(qū)域30b的第一導電型氮化物系半導體層320而向第一圖案區(qū)域30a的第一導電型氮化物系半導體層320內部推進的面積。而且，可通過控制以使從下部凸塊層380經(jīng)由第二圖案區(qū)域30b的第一導電型氮化物系半導體層320而到達第一圖案區(qū)域30a的第一導電型氮化物系半導體層320的電流路徑(path)變得更加均勻。如上所述，在圖中示出凹陷部32a具有U字形態(tài)的實施例，然而在凹陷部32a具有V字或“匚”字形態(tài)的情況下也可以具有上述效果。
[0070]在本實施例中，第一圖案區(qū)域30a可在與下部凸塊層380相對的一面上具有至少一個陷入突起圖案34a。具體而言，如圖3所示，陷入突起圖案34a可布置于U字、V字或“匚”字形態(tài)的凹陷部32a的內部。陷入突起圖案34a可增加第一圖案區(qū)域30a與第二圖案區(qū)域30b的邊界面的大小。據(jù)此,可增加電流擴散(current spreading)Dc在所述邊界面處由第二圖案區(qū)域30b的第一導電型氮化物系半導體層320向第一圖案區(qū)域30a的第一導電型氮化物系半導體層320推進的面積。
[0071]如上所述，第一圖案區(qū)域30a具有凹陷部32a和陷入突起圖案34a，從而可以增加第一圖案區(qū)域30a與第二圖案區(qū)域30b的邊界面處的電流擴散程度，由此可以減少所述第一導電型氮化物系半導體層320內的電阻，并可以提供用于發(fā)光二極管芯片的發(fā)光的均勻的電流。因此，可以減小發(fā)光二極管芯片的操作電壓(Forward Voltage) 0
[0072]圖5a為概略地表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管芯片的平面圖。圖5b是將圖5a的發(fā)光二極管芯片沿著A-A'線截取的剖面圖。參照圖5a和圖5b，發(fā)光二極管芯片500包括第一圖案層區(qū)域50a、第二圖案層區(qū)域50b以及第三圖案層區(qū)域50c。發(fā)光二極管芯片500可具有通過基板510而將光發(fā)射到外部的結構，且可以具備下部凸塊層570和上部凸塊層580b、580c以用于與子安裝基板之間的倒裝芯片式接合。
[0073]第一圖案層區(qū)域50a具有層疊于基板510上的第一導電型氮化物系半導體層520。并且，第一圖案層區(qū)域50a在第一導電型氮化物系半導體層520上具有下部電極層550。第二圖案層區(qū)域50b包括依次層疊于基板510上的第一導電型氮化物系半導體層520、活性層530b以及第二導電型氮化物系半導體層540b。而且，第二圖案層區(qū)域50b在第二導電型氮化物系半導體層540b上具有上部電極層560b。第三圖案層區(qū)域50c包括依次層疊于基板510上的第一導電型氮化物系半導體層520、活性層530c以及第二導電型氮化物系半導體層540c。并且，第三圖案層區(qū)域50c在第二導電型氮化物系半導體層540c上具有上部電極層 560c。
[0074]作為一例，基板510可由藍寶石(A1203)之類的透光性材料構成。第一導電型氮化物系半導體層520是被摻雜為N型或P型的包含氮化鎵系化合物的層，作為一例，可包括以摻雜有N型摻雜物或P型摻雜物的形態(tài)存在的氮化鎵(GaN)層、氮化鋁鎵(AlxGahN:0〈χ〈1)層、氮化銦鎵(InGaN)層或者氮化招銦鎵(AlxInyGa1^yN:0 ( x, y, x+y ( I)等。作為一例，所述N型摻雜物可以是硅(Si)，而所述P型摻雜物可以是鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或者其中的兩種以上物質的組合。
[0075]第一導電型氮化物系半導體層520上布置有活性層530b、530c。分別布置于第二圖案層區(qū)域50b和第三圖案層區(qū)域50c的活性層530b、530c可以是彼此相同的材料層。活性層530b、530c通過由第一導電型氮化物系半導體層520和第二導電型氮化物系半導體層540提供的電子-空穴的結合而產生光。根據(jù)一個實施例，活性層530b、530c可具有多量子講(Multple quantum well)結構以提高電子-空穴的結合效率。作為一例，活性層530b、530c可包括氮化銦鎵(InGaN)、氮化鎵(GaN)、氮化鎵鋁(Gai_aAlaN，0〈a〈l)、氮化鋁銦鎵(AlxInyGa1IyN:0 ( x, y, x+y ( I)或者其中的兩種以上物質的組合。
[0076]活性層530b、530c上布置有第二導電型氮化物系半導體層540b、540c。分別布置于第二圖案層區(qū)域50b和第三圖案層區(qū)域50c的第二導電型氮化物系半導體層540b、540c可以是彼此相同的材料層。第二導電型氮化物系半導體層540b、540c可以是被摻雜為N型或P型的包含氮化鎵系化合物的層，作為一例，可包括以摻雜有N型摻雜物或P型摻雜物的形態(tài)存在的氮化鎵(GaN)層、氮化鋁鎵(AlxGa1J^:0〈χ〈1)層、氮化銦鎵(InGaN)層或者氮化鋁銦鎵(AlxInyGanyN:0 ( x, y, x+y ( I)等。作為一例，所述N型摻雜物可以是硅(Si)，而所述P型摻雜物可以是鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)或者其中的兩種以上物質的組合。
[0077]如果第一導電型氮化物系半導體層520被摻雜為N型，則第二導電型氮化物系半導體層540b、540c可被摻雜為P型，而如果第一導電型氮化物系半導體層520被摻雜為P型，則第二導電型氮化物系半導體層540b、540c可被摻雜為N型。
[0078]再次參照附圖，第一圖案層區(qū)域50a的第一導電型氮化物系半導體層520上布置有下部電極層550。作為一例，下部電極層550可包括鈦、鋁、鉻、鎳、金等金屬。下部電極層550還可以由將所述金屬組成為合金的一層以上的層疊結構所形成。如圖所示，下部電極層550可布置為將第一導電型氮化物系半導體層520的區(qū)域大部分覆蓋。下部電極層550可布置為包圍第二圖案層區(qū)域50b。
[0079]第二圖案層區(qū)域50b和第三圖案層區(qū)域50c的第二導電型氮化物系半導體層540b、540c上布置有上部電極層560b、560c。作為一例，上部電極層560b、560c可包括欽、招、鉻、鎳、金等金屬。上部電極層560b、560c還可以由將所述金屬組成為合金的一層以上的層疊結構所形成。如圖所示，上部電極層560b、560c可布置為將第二導電型氮化物系半導體層540b、540c的區(qū)域大部分覆蓋。
[0080]在本實施例中，第一圖案層區(qū)域50a、第二圖案層區(qū)域50b以及第三圖案層區(qū)域50c的第一導電型氮化物系半導體層520可以以物理方式相互連接。第二圖案層區(qū)域50b的活性層530b及第二導電型氮化物系半導體層540b可布置為借助于第一圖案層區(qū)域50a而與第三圖案層區(qū)域50c的活性層530c及第二導電型氮化物系半導體層540c相互分離。
[0081]在本實施例中，下部電極層550和上部電極層560b、560c上分別布置有下部凸塊層570和上部凸塊層580b、580c。由于通過下部凸塊層570和上部凸塊層580b、580c而從子安裝基板得到發(fā)光二極管芯片500的電源的供應，因此下部凸塊層570和上部凸塊層580b、580c的布置及面積可能對發(fā)光二極管芯片500的第一導電型氮化物系半導體層520內出現(xiàn)的電流集中現(xiàn)象產生影響。
[0082]如圖5a所示，下部凸塊層570可位于下部電極層550的一部分區(qū)域上。作為一個實施例，下部凸塊層570可沿著到第二圖案層區(qū)域50b的第二導電型氮化物系半導體層540b的邊界線為止的距離b與到第三圖案層區(qū)域50c的第二導電型氮化物系半導體層540c的邊界線為止的距離a彼此相等的位置進行布置。即，下部凸塊層570可布置為分別與第一圖案層區(qū)域50a和第二圖案層區(qū)域50b之間的第一邊界線以及第一圖案層區(qū)域50a和第三圖案層區(qū)域50c之間的第二邊界線平行。下部凸塊層570的長度方向中心軸570a可沿著到所述第一邊界線為止的距離與到所述第二邊界線為止的距離彼此相等的位置進行布置。
[0083]同理,上部電極層560b、560c上可布置上部凸塊層580b、580c。在圖5a中，上部凸塊層580b、580c可位于上部電極層560b、560c的一部分區(qū)域上。
[0084]當下部凸塊層570和上部凸塊層580b、580c與所述子安裝基板的電極墊結合時，為了減少所述電極墊與下部電極層550之間或者所述電極墊與上部電極層560b、560c之間的電阻，可設計為使下部電極層550或上部電極層560b、560c占據(jù)盡可能大的面積。
[0085]在本實施例中，發(fā)光二極管芯片500是在第一導電型氮化物系半導體層520和下部電極層550所處的第一圖案層區(qū)域50a的外輪廓部具備擁有活性層530c、第二導電型氮化物系半導體層540c以及上部電極層560c的第三圖案層區(qū)域50c。據(jù)此，與現(xiàn)有技術相t匕，可增加發(fā)光二極管芯片500的周圍部分中的發(fā)光量。而且，在上述結構中使施加于上部凸塊層580b和上部凸塊層580c的電壓互不相同，從而可將第二圖案層區(qū)域50b中的發(fā)光量與第三圖案層區(qū)域50c中的發(fā)光量調節(jié)為互不相同。即，第二圖案層區(qū)域50b中的活性層530b的發(fā)光與第三圖案層區(qū)域50c中的活性層530c的發(fā)光可被互不相同的施加電流所控制。據(jù)此，可輕易地調節(jié)發(fā)光二極管芯片500的發(fā)光指向角(Angle of Beam Spread)。
[0086]并且，將下部凸塊層570沿著到第二圖案層區(qū)域50b的第二導電型氮化物系半導體層540b為止的距離b與到第三圖案層區(qū)域50c的第二導電型氮化物系半導體層540c為止的距離a彼此相等的位置進行布置，從而可以提高電流擴散程度。具體而言，當電荷從下部凸塊層570朝第二圖案層區(qū)域50b的第一導電型氮化物系半導體層520以及第三圖案層區(qū)域50c的第一導電型氮化物系半導體層520方向流動時電阻降低，從而可以向更加寬闊的面積的活性層530b、530c供應電子或空穴。據(jù)此，可提高活性層530b、530c中的發(fā)光效率。
[0087]如上所述，包括第一圖案層區(qū)域50a、第二圖案層區(qū)域50b和第三圖案層區(qū)域50c的發(fā)光二極管芯片500可制造為使多個發(fā)光二極管芯片500在晶圓上留有預定的間距。在所述多個發(fā)光二極管芯片500的制造工藝中，需要在所述晶圓上實現(xiàn)發(fā)光二極管芯片500之間的電絕緣。在具體的實施例中，為了所述電絕緣，在將下部電極層550和上部電極層560b,560c形成于所述晶圓上并將下部凸塊層570a、570b和上部凸塊層580b、580c形成于下部電極層550和上部電極層560b、560c上面之前，利用激光劃線(Laser scribing)而將溝道形成至基板510內的一段深度處，從而可以使發(fā)光二極管芯片500彼此之間一次分離。通過利用所述激光進行的分離工藝而被一次分離的基板510的側壁上蒸鍍硅氧化膜、硅氮化膜之類的絕緣膜，從而可從發(fā)光二極管芯片500之間的短路(short)風險中加以保護。然后形成覆蓋下部凸塊層570a、570b和上部凸塊層580b、580c以及發(fā)光二極管芯片500的保護層，然后可以通過分斷(breaking)工藝而使多個發(fā)光二極管芯片500相互分離。
[0088]圖6a為概略地表不根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光二極管芯片的平面圖。圖6b是將圖6a中的發(fā)光二極管芯片沿著B-B'線截取的剖面圖。參照圖6a和圖6b，發(fā)光二極管芯片600包括具有至少一個凹陷部610的第一圖案層區(qū)域60a以及第一圖案層區(qū)域60a外部的第二圖案層區(qū)域60b。第二圖案層區(qū)域60b可布置為包圍第一圖案層區(qū)域60a。
[0089]與參照圖5a和圖5b詳述的發(fā)光二極管芯片500相比，發(fā)光二極管芯片600的區(qū)別點在于，第一圖案層區(qū)域60a不包圍具有活性層的其他圖案層區(qū)域。
[0090]如圖所不,在發(fā)光二極管芯片600中，第一圖案層區(qū)域60a具有層疊于基板510上的第一導電型氮化物系半導體層520。并且，第一圖案層區(qū)域60a在第一導電型氮化物系半導體層520上具有下部電極層550。第二圖案層區(qū)域60b具有依次層疊于基板510上的第一導電型氮化物系半導體層520、活性層530以及第二導電型氮化物系半導體層540。而且，第二圖案層區(qū)域60b在第二導電型氮化物系半導體層540上具有上部電極層560。第一圖案層區(qū)域60a和第二圖案層區(qū)域60b的第一導電型氮化物系半導體層520以物理方式相互連接。
[0091]活性層530、第二導電型氮化物系半導體層540、上部電極層560以及上部凸塊層580b,580c的材料與參照圖5a和圖5b而詳述的活性層530b、530c和第二導電型氮化物系半導體層540b、540c和上部電極層560b、560c以及上部凸塊層580b、580c的材料實質上相同。并且，與圖5a和圖5b所示的構成要素具有相同的符號和名稱的構成要素具有實質上相同的構成。因此，為了避免重復而省略詳細說明。
[0092]參照圖6a，作為一例，具有凹陷部610的第一圖案層區(qū)域60a可包括具有預定寬度的U字形態(tài)的圖案區(qū)域。凹陷部610可布置為包圍第二圖案層區(qū)域60b的至少一部分。據(jù)此，第二圖案層區(qū)域60b的上部凸塊層580b可分別布置于被凹陷部610所包圍的上部電極層560以及凹陷部610外部的上部電極層560上。
[0093]在圖6a的平面圖案上，下部凸塊層570可沿著到兩側方向上相鄰的第二導電型氮化物系半導體層540為止的距離a'、b'彼此相同的位置而布置于所述第一圖案層區(qū)域60a的內部。下部凸塊層570可布置為平行于第一圖案層區(qū)域60a與第二圖案層區(qū)域60b之間的兩側邊界線。此時，下部凸塊層570的長度方向中心軸570b可沿著到所述兩側邊界線為止的距離相等的位置進行布置。
[0094]如上所述，根據(jù)本實施例，可將具有下部電極層550的第一圖案層區(qū)域60a布置于具有活性層530的第二圖案層區(qū)域60b之間。據(jù)此可提高從第一圖案層區(qū)域60a到第二圖案層區(qū)域60b的電流擴散，并由此可以提高發(fā)光二極管芯片的周圍部分的發(fā)光效率。而且，隨著所述電流擴散的增加，第一導電型氮化物系半導體層520內的電阻減小，從而可以提供用于發(fā)光二極管芯片的發(fā)光的均勻的電流。因此，可以減小發(fā)光二極管芯片的操作電壓(Forward Voltage)。
[0095]圖7至圖11是為了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光器件的制造方法而示出的圖。
[0096]參照圖7，發(fā)光器件包括發(fā)光單元1101，所述發(fā)光單元1101包含形成于基板1100上的第一半導體層1110、活性層1120、第二半導體層1125、第一電極墊1135以及第二電極墊1130而構成。根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)光單元1101可構成為在同一平面上布置有極性互不相同的兩個電極(例如第一電極1135和第二電極1130)的水平型(lateral)結構，
[0097]基板1100提供為半導體生長用基板，并可以由具有透光性的材料構成。作為一例，基板1100可以由包括具有電絕緣性的藍寶石的透明材料構成。然而并不局限于此，可以從碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、硅(Si)、砷化鎵(GaAs)或氮化鎵(GaN)的組中選擇而應用。
[0098]布置于基板1100上的第一半導體層1110可包含摻雜有第一導電型的雜質如η型導電型雜質的氮化鎵(GaN)而構成。摻雜在第一半導體層1110上的第一導電型的雜質可從包含硅(Si)、鍺(Ge)或錫(Sn)的η型導電型組中選擇而使用。第一半導體層1110可將低于其他層疊物的位置的表面的一部分暴露。例如，第二半導體層1125、活性層1120以及第一半導體層1110的一部分得到臺面蝕刻(mesa etching),從而可以使第一半導體層1110的一部分表面區(qū)域1115a、1115b暴露。此時,通過臺面蝕刻而暴露的第一半導體層1110的暴露面1115a、1115b可位于比活性層1120的下部面更低處。
[0099]布置于第一半導體層1110上的活性層1120通過電子與空穴的重新結合而發(fā)射具有預定能量的光，并可形成為量子阱層(未圖示)與量子壁壘層(未圖示)交替層疊的多量子講(MQW:multi quantum well)結構。例如，量子講層可由氮化銦鎵(InGaN)系列的物質組成，而量子壁魚層(barrier layer)可由氮化鎵(GaN)系列或氮化銦鎵(InGaN)系列的物質組成。
[0100]在活性層1120上布置第二半導體層1125。第二半導體層1125可包含摻雜有第二導電型雜質如P型導電型雜質的氮化鎵(GaN)而構成。第二導電型雜質可從包括鎂(Mg)或鋅(Zn)的P型導電型雜質的組中選擇而使用。
[0101]布置于第一半導體層1110的一側面部的第一暴露面1115a上布置有第一電極墊1135。第一電極墊1135可布置為局部覆蓋第一半導體層1110的第一暴露面1115a。另外，第二半導體層1125上布置有第二電極墊1130。第二電極墊1130可布置為局部覆蓋第二半導體層1125的表面。其中，第一電極墊1135從第一半導體層1110的第一暴露面1115a突出，以形成為與布置于第二半導體層1125上的第二電極墊1130具有相同的表面高度。第一電極墊1135和第二電極墊1130可由包括銅(Cu)、金(Au)或銀(Ag)的導電性優(yōu)良的材料構成。
[0102]布置于第一半導體層1110的一側面部的第一暴露面1115a和布置于第一半導體層1110的另一側面部的第二暴露面1115b上布置有第一防護圖案(guard pattern) 1140。第一防護圖案1140形成于第一電極墊1135的外輪廓區(qū)域并具有包圍發(fā)光器件的四個面的環(huán)(ring)狀。第一防護圖案1140可包含摻雜有第一導電性的雜質的氮化鎵(GaN)系列或氮化鋁鎵(AlGaN)系列的物質而形成。第一導電性的雜質可從包括硅(Si)、鍺(Ge)或錫(Sn)的η型導電型雜質的組中選擇而使用。
[0103]參照圖8，在第一電極墊1135、第二電極墊1130以及第一防護圖案1140上形成凸塊(bump)形狀的連接電極1155。連接電極1155可由銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錫(Sn)以及這些金屬的選擇性合金中的一種形成。在此，為了提高與第一電極墊1135、第二電極墊1130和第一防護圖案1140之間的粘接力，連接電極1155可以用銦(In)、錫(Sn)、鎳(Ni)、銅(Cu)以及這些金屬的選擇性合金中的一種進行鍍覆。
[0104]參照圖9和圖10,準備要用于將發(fā)光單元1101倒裝芯片式粘接(bonding)的子安裝基板(submount substrate) 1157。在此，圖10是將圖9的子安裝基板1157沿著1-1'方向截取而示出的剖面圖。子安裝基板1157包括:基板襯底1160 ;內側粘接(bonding)墊1170、1173和外側粘接墊1177、1179，布置于基板襯底1160的前面部1160a ;第二防護圖案1165，布置于所述內側粘接墊1170、1173與外側粘接墊1177、1179之間；重布線電極1185、1187，布置于基板襯底1160的后面部1160b。內側粘接墊1170、1173可布置為條(bar)類型的長方形形狀。
[0105]第二防護圖案1165布置于基板襯底1160的前面部1160a，且形成為具有包圍內側粘接墊1170、1173的周圍的環(huán)狀。其中，第二防護圖案1165可包含摻雜有第一導電型的雜質的氮化鎵(GaN)系列或氮化鋁鎵(AlGaN)系列的物質而形成。第一導電型的雜質可從包括硅(Si)、鍺(Ge)或錫(Sn)的η型導電型雜質的組中選擇而使用。
[0106]基板襯底1160可包含貫通內部的內側貫通電極1180、1183和外側貫通電極1190、1195而構成。其中，內側貫通電極1180、1183將內側粘接墊1170、1173連接于基板襯底1160的后面部1160b的重布線電極1185、1187，而重布線電極1185、1187可通過外側貫通電極1190、1195而連接到外側粘接墊1177、1179。據(jù)此，內側貫通電極1180、1183與外側貫通電極1190、1195可電連接。內側粘接墊1170、1173和外側粘接墊1177、1179以及內側貫通電極1180、1183和外側貫通電極1190、1195以及重布線電極1185、1187可采用導電性優(yōu)良的金屬材料。例如,可包含銅(Cu)而構成。
[0107]參照圖11，將前述的發(fā)光單元1101和子安裝基板1157通過倒裝芯片粘接方式予以連接而形成發(fā)光器件。在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的倒裝芯片粘接工藝中，通過凸塊形狀的連接電極1155進行粘接以粘接成使發(fā)光單元1101的第一半導體層1110通過第一電極墊1135和連接電極1155而電連接于子安裝基板1157的第一內側粘接墊1173和第一外側粘接墊1179。并且，將發(fā)光單元1101的第二半導體層1125粘接為通過第二電極墊1130和連接電極1155而電連接到子安裝基板1157的第二內側粘接墊1170和第二外側粘接墊1177。另外，可以使第一防護圖案1140連接并貼附于第二防護圖案1165。
[0108]此時，可施加熱量而將連接電極1155連接到各個電極而執(zhí)行粘接工藝。在此情況下，倒裝芯片粘接工藝是在真空狀態(tài)或氮氣(N2)氣氛下進行，從而將第一防護圖案1140和第二防護圖案1165內側的空間維持為預定的真空狀態(tài)。據(jù)此，在將發(fā)光單元1101與子安裝基板1157直接粘接的情況下，也可實現(xiàn)密封以將發(fā)光器件從外部環(huán)境中加以保護。而且，包圍發(fā)光單元1101的前面的第一防護圖案1140與包圍子安裝基板1157的周圍的第二防護圖案1165連接而構成發(fā)光器件,從而密封(sealing)發(fā)光器件而防止其暴露于大氣中，由此可以防止因吸濕現(xiàn)象而導致發(fā)光器件的可靠性降低的情況。而且，可以不用底部填充樹脂層而密封發(fā)光器件，因此可以防止因底部填充樹脂層而使光子消滅而導致發(fā)光面積減小的情況。
[0109]圖12至圖14是為了說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光器件的制造方法而示出的圖。
[0110]參照圖12和圖13，準備發(fā)光單元1201，并將連接電極1255連接于發(fā)光單元1201上。為此，如圖12所示,準備發(fā)光單元1201,所述發(fā)光單元1201包括形成于基板1200上的第一半導體層1210、活性層1220、第二半導體層1225、第一電極墊1235和第二電極墊1230?；?200可由具有透光性的材料構成，例如可由包括藍寶石的透明材料構成。
[0111]布置于基板1200上的第一半導體層1210可包含摻雜有第一導電型的雜質如η型導電型雜質的氮化鎵(GaN)而構成。第一半導體層1210可以使低于其他層疊物的位置的表面的一部分暴露。例如，第二半導體層1225、活性層1220以及第一半導體層1210的一部分得到臺面蝕刻，從而可以使第一半導體層1210的一部分表面區(qū)域1215a、1215b暴露。此時，通過臺面蝕刻而暴露的第一半導體層1210的暴露面1215a、1215b可位于比活性層1220的下部面更低處。在此情況下，可通過臺面蝕刻而在發(fā)光單元1201的外輪廓區(qū)域以包圍發(fā)光單元1201的形狀形成防護半導體層1231。防護半導體層1231的整體高度具有與發(fā)光單元1201的第二半導體層1225的高度相等的高度。形成于一側部的暴露面1215b的暴露面積可相對小于形成于另一側部的暴露面1215a的暴露面積。
[0112]第一半導體層1210上依次層疊有活性層1220和第二半導體層1225。在此，活性層1220可由多量子阱(MQW)結構形成，第二半導體層1225可包含摻雜有第二導電型雜質如P型導電型雜質的氮化鎵(GaN)而構成。第二導電型雜質可從包括鎂(Mg)或鋅(Zn)的P型導電型雜質的組中選擇而使用。
[0113]布置于第一半導體層1210的一側部的第一暴露面1215a上布置有第一電極墊1235。第一電極墊1235可布置為局部覆蓋第一半導體層1210的第一暴露面1215a。另外，第二半導體層1225上布置有第二電極墊1230。第二電極墊1230可布置為局部覆蓋第二半導體層1225的表面。其中，第一電極墊1235形成為與第二電極墊1230具有相同的表面高度。第一電極墊1235和第二電極墊1230可由包括銅(Cu)、金(Au)或銀(Ag)的導電性優(yōu)良的材料構成。
[0114]布置于發(fā)光單元1201的外輪廓區(qū)域的防護半導體層1231上布置有第一防護圖案1240。第一防護圖案1240沿著防護半導體層1231形成并具有包圍發(fā)光單元1201的四個面的環(huán)狀。第一防護圖案1240可包含摻雜有第一導電型的雜質的氮化鎵(GaN)系列或氮化鋁鎵(AlGaN)系列的物質而形成。第一導電型的雜質可從包括硅(Si)、鍺(Ge)或錫(Sn)的η型導電型雜質的組中選擇而使用。在此，防護半導體層1231形成為與第二半導體層1225的上部面具有相同的高度。據(jù)此，第一防護圖案1240具有與形成于第二半導體層1225上的第二電極墊1230相同的高度。
[0115]參照圖13，在第一電極墊1235、第二電極墊1230和第一防護圖案1240上形成凸塊形狀的連接電極1255。連接電極1255可由銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錫(Sn)以及這些金屬的選擇性合金中的一種形成。在此，為了提高與第一電極墊1235、第二電極墊1230和第一防護圖案1240之間的粘接力，連接電極1255可以用銦(In)、錫(Sn)、鎳(Ni)、銅(Cu)以及這些金屬的選擇性合金中的一種進行鍍覆。
[0116]參照圖14，將發(fā)光單元1201倒裝芯片式粘接于圖9和圖10的子安裝基板1157上而形成發(fā)光器件。如在圖11中說明的那樣，將發(fā)光單元1201倒裝芯片式粘接于子安裝基板1157上的工藝可通過連接電極1255而實現(xiàn)連接。其中，發(fā)光單元1201的第一防護圖案1240可通過連接電極1255而與子安裝基板1157的第二防護圖案1165連接，從而可以密封發(fā)光器件。
[0117]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在預先形成包圍發(fā)光單元1201的外輪廓區(qū)域的防護半導體層1231之后，在防護半導體層1231上形成第一防護圖案1240，從而可以預先指定要與子安裝基板1157的第二防護圖案1165連接的位置。而且，將防護半導體層1231形成為與第二半導體層1225的上部面具有相同的高度，從而在形成后續(xù)要形成的第一防護圖案1240時，相比于沒有防護半導體層1231的情形，可以以相對較低的高度形成，于是可以縮短工序時間。
[0118]以上已參照附圖和實施例而進行了說明，如果是本領域中熟練的技術人員，相信會理解能夠在不脫離權利要求書中記載的本申請的技術思想的范圍內將本申請中公開的實施例修改和變更為多種多樣。
【權利要求】
1.一種發(fā)光二極管芯片，包括: 第一圖案區(qū)域，具有至少一個凹陷部； 第二圖案區(qū)域，包圍所述第一圖案區(qū)域， 其中，所述第一圖案區(qū)域具有依次層疊于基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層、上部電極層以及上部凸塊層； 所述第二圖案區(qū)域具有層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、下部電極層以及下部凸塊層； 所述第一圖案區(qū)域在所述凹陷部具有至少一個陷入突起圖案。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層以物理方式相互連接。
3.如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述凹陷部包括具有具備預定的寬度的U字、V字以及“匚”字形態(tài)中的一種形態(tài)的區(qū)域。
4.如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述凹陷部布置為包圍所述下部凸塊層。
5.如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述下部電極層和所述上部電極層分別沿著定義所述第一圖案區(qū)域和所述第二圖案區(qū)域的邊界線而形成。
6.如權利要求5所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述上部凸塊層沿著定義所述上部電極層的邊界線而形成。
7.如權利要求5所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述下部凸塊層布置于被所述凹陷部所包圍的所述下部電極層的一部分上。
8.如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述陷入突起圖案提高從相鄰于所述陷入突起圖案的所述第二圖案區(qū)域朝向所述第一圖案區(qū)域的電流擴散程度。
9.一種發(fā)光二極管芯片，包括: 第一圖案層區(qū)域； 第二圖案層區(qū)域，布置于所述第一圖案層區(qū)域的內部； 第三圖案層區(qū)域，包圍所述第一圖案層區(qū)域， 其中，所述第一圖案層區(qū)域具有層疊于基板上的第一導電型氮化物系半導體層以及下部電極層， 所述第二圖案層區(qū)域和所述第三圖案層區(qū)域具有依次層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層以及上部電極層。
10.如權利要求9所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述第一圖案層區(qū)域至第三圖案層區(qū)域的所述第一導電型氮化物系半導體層以物理方式相互連接。
11.如權利要求9所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述第二圖案層區(qū)域的所述活性層和所述第二導電型氮化物系半導體層布置為借助于第一圖案層區(qū)域而與所述第三圖案層區(qū)域的所述活性層和所述第二導電型氮化物系半導體層相互分離。
12.如權利要求9所述的發(fā)光二極管芯片，其中，還包括: 下部凸塊層，布置于所述下部電極層上； 上部凸塊層，布置于所述上部電極層上。
13.如權利要求12所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述下部凸塊層沿著到所述第二圖案層區(qū)域的所述第二導電型氮化物系半導體層為止的距離與到所述第三圖案層區(qū)域的所述第二導電型氮化物系半導體層為止的距離相等的位置進行布置。
14.如權利要求13所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述下部凸塊層布置為平行于所述第一圖案層區(qū)域與所述第二圖案層區(qū)域之間的第一邊界線以及所述第一圖案層區(qū)域與所述第三圖案層區(qū)域之間的第二邊界線， 所述下部凸塊層的長度方向的中心軸沿著到所述第一邊界線為止的距離與到所述第二邊界線為止的距離相等的位置而進行布置。
15.如權利要求9所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述第二圖案層區(qū)域的所述活性層的發(fā)光與所述第三圖案層區(qū)域的所述活性層的發(fā)光被互不相同的施加電流所控制。
16.—種發(fā)光二極管芯片,包括: 第一圖案層區(qū)域，具有至少一個凹陷部； 第二圖案層區(qū)域，包圍所述第一圖案層區(qū)域， 其中，所述第一圖案層區(qū)域具有層疊于基板上的第一導電型氮化物系半導體層以及下部電極層， 所述第二圖案層區(qū)域具有依次層疊于所述基板上的第一導電型氮化物系半導體層、活性層、第二導電型氮化物系半導體層以及上部電極層。
17.如權利要求16所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述下部凸塊層沿著到兩側方向上相鄰的所述第二導電型氮化物系半導體層為止的距離相等的位置而布置于所述第一圖案層區(qū)域的內部。
18.如權利要求17所述的發(fā)光二極管芯片，其中，所述下部凸塊層布置為平行于所述第一圖案層區(qū)域與所述第二圖案層區(qū)域之間的兩側邊界線， 所述下部凸塊層的長度方向的中心軸沿著到所述兩側邊界線為止的距離相等的位置而進行布置。
19.一種發(fā)光器件,包括: 發(fā)光單元，包含基板、布置于所述基板上且在邊緣區(qū)域具備第一防護圖案而形成的第一半導體層、形成于所述第一半導體層上的活性層以及第二半導體層； 子安裝基板，包含形成為包圍邊緣的第二防護圖案， 其中，所述子安裝基板的第二防護圖案上連接有所述發(fā)光單元的第一防護圖案。
20.如權利要求19所述的發(fā)光器件，其中，所述發(fā)光單元包括: 第一電極墊，形成于所述第一半導體層上； 第二電極墊，形成于所述第二半導體層上， 其中，所述第一電極墊和第二電極墊布置于所述第一防護圖案的內側。
21.如權利要求19所述的發(fā)光器件，其中，所述第一防護圖案包含摻雜有第一導電型的雜質的氮化鎵系列或氮化鋁鎵系列的物質而形成。
22.如權利要求19所述的發(fā)光器件，其中，所述第一防護圖案在下部還包括防護半導體層。
23.如權利要求22所述的發(fā)光器件，其中，所述防護半導體層形成為與所述第二半導體層的上部面具有相同的高度。
24.如權利要求19所述的發(fā)光器件，其中，所述發(fā)光單元與所述子安裝基板將凸塊形狀的連接電極作為媒介而連接。
25.如權利要求24所述的發(fā)光器件，其中，所述連接電極由銀(Ag)、鋁、金、銅、鐵、鎳、錫以及這些金屬的選擇性合金中的一種物質形成。
26.如權利要求19所述的發(fā)光器件，其中，所述子安裝基板包括: 基板襯底； 內側粘接墊，布置于所述基板襯底的前面部； 外側粘接墊，與所述內側粘接墊相隔預定間距而布置； 第二防護圖案，布置于所述內側粘接墊與所述外側粘接墊之間； 內側貫通電極，貫通所述基板襯底而與所述內側粘接墊連接； 外側貫通電極，貫通所述基板襯底而與所述外側粘接墊連接； 重布線電極，布置于所述基板襯底的背面部，并連接所述內側貫通電極與外側貫通電極。
27.如權利要求26所述的發(fā)光器件，其中，所述第二防護圖案布置于所述基板襯底的前面部，并形成為具有包圍所述基板襯底的邊緣區(qū)域的環(huán)狀。
28.如權利要求26所述的發(fā)光器件，其中，所述第二防護圖案包含氮化鎵系列或氮化鋁鎵系列的物質而形成。
29.一種發(fā)光器件的制造方法，包括如下步驟: 形成發(fā)光單元，所述發(fā)光單元包含布置于基板上且在邊緣區(qū)域具備第一防護圖案而形成的第一半導體層、形成于所述第一半導體層上的活性層以及第二半導體層； 準備子安裝基板，所述子安裝基板包含形成為包圍邊緣的第二防護圖案； 使所述發(fā)光單元的第一防護圖案連接于所述子安裝基板的第二防護圖案。
30.如權利要求29所述的發(fā)光器件的制造方法，其中，使所述子安裝基板與所述發(fā)光單元連接的步驟是在真空狀態(tài)或氮氣氣氛下進行。
31.如權利要求29所述的發(fā)光器件的制造方法，其中，所述第一防護圖案還在下部包括防護半導體層而形成。
32.如權利要求31所述的發(fā)光器件的制造方法，其中，通過將所述第一半導體層臺面蝕刻成包圍所述發(fā)光單元的邊緣而形成所述防護半導體層。
33.如權利要求29所述的發(fā)光器件的制造方法，其中，在形成所述發(fā)光單元的步驟之后，還包括如下步驟: 在所述發(fā)光單元的第一防護圖案上形成凸塊形狀的連接電極以作為與所述子安裝基板的第二防護圖案連接的媒介。
【文檔編號】H01L33/00GK104518061SQ201410510237
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】金昶勛, 金相民, 印致賢, 曹弘錫, 樸大錫 申請人:首爾偉傲世有限公司