形成发光装置的制造方法及其所制成的发光装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种制造发光装置的方法，其包含：形成多个发光芯片，其中每一发光芯片包含一外延结构及一形成于外延结构上的电极；形成一保护层于每一发光芯片的电极上；分类发光芯片以形成多个发光群组，其中每一发光群组具有实质上相同的光电特性；形成一波长转换层于每一发光群组上，以覆盖外延结构及保护层；以及移除保护层上的波长转换层以曝露保护层。
【专利说明】形成发光装置的制造方法及其所制成的发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光装置的制造方法，尤其包含在一晶片上形成一保护层于每一发光单元上。
【背景技术】
[0002]用于固态照明装置的发光二极管(light-emitting diode ;LED)具有耗能低、低发热、操作寿命长、防震、体积小、反应速度快以及输出的光波长稳定等良好光电特性，因此发光二极管被广泛地应用于家用照明以及仪器指示灯等光电产品。随着光电科技的发展，固态照明在照明效率、操作寿命以及亮度等方面有显著的进步，因此近年来发光二极管已经被应用于一般的照明用途上。
[0003]荧光粉广泛地使用在蓝光发光二极管，以产生一白光发光二极管。当制作白光发光二极管时，因为蓝光发光二极管具有不同的发射波长以及光功率，因此在一单一晶片上，就每一蓝光发光二极管获得一预定的CIE坐标并不容易。
[0004]此外，白光发光二极管可进一步与其它组件形成一发光装置。白光发光二极管包含一具有至少一电路的次载体；至少一焊料(solder)位于上述次载体上，通过此焊料将上述发光二极管固定于次载体上并使发光二极管的基板与次载体上的电路形成电连接；以及，一电性连接结构，以电性连接发光二极管的电极垫与次载体上的电路；其中，上述的次载体可以是导线架(lead frame)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate),以方便发光装置的电路规划并提高其散热效果。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种发光装置的制造方法。制造方法包含:形成多个发光芯片，其中每一发光芯片包含一外延结构及一形成于外延结构上的电极；形成一保护层于每一发光芯片的电极上；分类发光芯片以形成多个发光群组，其中每一发光群组具有实质上相同的光电特性；形成一波长转换层于每一发光群组上，以覆盖外延结构及保护层；以及移除改保护层上的波长转换层以曝露保护层。
[0006]为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
[0007]图附说明
[0008]图1A?图1K显示本发明的第一实施例中发光装置的剖面图。
[0009]图2A显示在一色度坐标上，本发明的一实施例中发光装置的光特性。
[0010]图2B为一色度图，显示黑体辐射曲线。
[0011]图3A显示由本发明的第一实施例的制造方法所制成的发光装置100的上视图。
[0012]图3B显示沿着图3A的剖面线AA’的发光装置剖面图。
[0013]图4显示由本发明的第二实施例的制造方法所制成的发光装置的剖面图。
[0014]符号说明[0015]100,300 发光装置
[0016]10 晶片
[0017]10’薄化晶片
[0018]102,302 发光叠层
[0019]1021 η型半导体层
[0020]1022 活性层
[0021]1023 P型半导体层
[0022]1024>3024 上面区域
[0023]1025 侧区域
[0024]1026 缓冲层
[0025]103、303 电极
[0026]1031 上表面
[0027]104、304波长转换层
[0028]1041 第一部分
[0029]1042 第二部分
[0030]1043 突起部
[0031]105、305 金属凸块
[0032]1051 上表面
[0033]1052 侧壁
[0034]106 焊线
[0035]17 基板
[0036]1071 上表面
[0037]1072 下表面
[0038]1073 侧区域
[0039]11暂时基板
[0040]20发光单元
[0041]201外延结构
[0042]202 电极
[0043]21发光芯片
[0044]22发光群组
[0045]30 沟槽
[0046]40保护层
[0047]401改质光致抗蚀剂
[0048]50 屏蔽
[0049]60波长转换层
【具体实施方式】
[0050]图1A?图1K显示本发明的第一实施例中制造多个发光装置100的制造方法。参照图1Α，多个发光单元20形成在一单一晶片10上，每一发光单元20包含一外延结构201及形成在外延结构20上的一对电极202。在本实施例中，发光单元为一水平式结构，但垂直式结构或其它形式结构也可包含在本发明的实施例中。参照图1B，一沟槽30形成在晶片10上且位于两邻近发光单元20之间，且磨薄晶片10以形成一薄化晶片10’。接着，量测每一发光单元20的光电特性(例如:发射波长、光功率、顺向偏压(Vf)及/或反向电流(Ir))。参照图1C，一保护层40形成并完全地覆盖发光单元20。在此实施例中，保护层40为一光致抗蚀剂。参照图1D及图1E，使用一屏蔽50对光致抗蚀剂进行曝光，使位于电极202上的光致抗蚀剂因被硬化而改质且在后续的显影步骤中仍形成在电极202上。沿着沟槽30以将发光单兀20分离成多个发光芯片21。每一发光芯片21具有改质的光致抗蚀剂401形成于电极202上。参照图1F，根据的前所量测的光电特性，将发光芯片21分类(sorted orcollected)成多个发光群组22,因此,每一发光群组22中的发光芯片21具有实质上相同的发射波长、实质上相同的光功率以及实质上相同的顺向偏压。在一实施例中，每一发光群组22中，发光芯片21之间的发射波长的差值小于10纳米(nm);每一发光群组22中，发光芯片21之间的光功率的差值不大于10% ;及每一发光群组22中，发光芯片21之间的顺向偏压的差值小于0.4伏特(V)。图1F仅显示一组发光群组22且发光群组22贴附在一暂时基板11。需注意的是，发光群组22中的发光芯片21从同一晶片所产出。在另一实施例，发光群组22中的发光芯片21也可从不同晶片所产出，然发光芯片21具有相同的光电特性。参照图1G，在光致抗蚀剂显影步骤之后，非改质光致抗蚀剂会被移除且改质光致抗蚀剂401残留在电极202上。参照图1H，一波长转换层60形成并完全地且共形地覆盖发光芯片21，其发光芯片包含改质光致抗蚀剂401及外延结构201。波长转换层60用以将发光芯片所发出的第一光转换成一第二光，第一光的波长不同于第二光的波长。第一光与第二光混和之后可得一白光或其它颜色光。
[0051]参照第II图，移除改质光致抗蚀剂401上的波长转换层60以曝露出改质光致抗蚀剂401。在一实施例中，通过研磨(grinding or polishing)或胶带剥离技术(tapelift-off)移除波长转换层60。参照第IJ图，进一步，移除改质光致抗蚀剂401以曝露出电极202。在此实施例中，使用一溶剂移除改质光致抗蚀剂401，溶剂包含丙酮(acetone)或N-甲基卩比咯酮(N-methyl-2-pyrrolidinone, NMP)。参照图1K,通过激光或钻石刀分离两邻近发光芯片21间且位于暂时基板11上的波长转换层60。接着，移除暂时基板11以分离发光芯片21与暂时基板11，并且将发光芯片21固定于一载板上(图未不)。选择性地,可于移除改质光致抗蚀剂401之前，即先分离位于暂时基板11上的波长转换层60。一金属凸块(metal bump,图未示)形成在电极202上，由此可利用一焊线将金属凸块与外部电源电连接。在另一实施例中，保护层40可为一电镀金属层(例如:铜或镍)，因此不需移除保护层，且焊线可透过保护层而电耦合至电极。保护层的高度为30μπι?150μπι。
[0052]图2Α显示一 CIE1931色度图。图2Β显示黑体辐射曲线701及其具有七个色温区域(7步麦克亚当椭圆(7-step macadam ellipses))(只有三个色温区域显示在图2A及图2B)。七个色温区域各自具有一中心点(例如:5000K、5700K、6500K)接近黑体辐射曲线701。每一色温区域由四个CIE坐标点所定义且形成一个四边形(参考表I)
[0053]表I
[0054]
【权利要求】
1.一种制造发光装置的方法，包含: 形成多个发光芯片，其中该每一发光芯片包含一外延结构及一形成于该外延结构上的电极； 形成一保护层于该每一发光芯片的该电极上； 分类该发光芯片以形成多个发光群组，其中该每一发光群组具有实质上相同的光电特性； 形成一波长转换层于该每一发光群组上，以覆盖该外延结构及该保护层；以及 移除改该保护层上的该波长转换层以曝露该保护层。
2.如权利要求1所述的方法，还包含提供一晶片，用以形成该多个发光芯片。
3.如权利要求1所述的方法，还包含提供不同晶片，用以形成该多个发光芯片。
4.如权利要求1所述的方法，在形成该保护层步骤之前，还包含量测该每一发光芯片的光电特性。
5.如权利要求1所述的方法，还包含，于该每一发光群组中，移除形成该电极上的该保护层以曝露该电极。
6.如权利要求5所述的方法，其中，通过一溶剂移除该保护层。
7.如权利要求6所述的方法，其中，该溶剂包含丙酮或N-甲基吡咯酮。
8.如权利要求1所述的方法，其中，该光电特性包含发射波长、光功率、顺向偏压或反向电流。`
9.如权利要求8所述的方法，其中，于该每一发光群组中，该发光芯片之间的发射波长的差值小于10纳米。
10.如权利要求1所述的方法，其中，通过研磨或胶带剥离技术移除于该保护层上的波长转换层。
11.如权利要求1所述的方法，其中，该保护层包含电镀金属层。
12.一种发光装置，包含: 基板； 发光叠层，形成于该基板上且具有一上面区域 '及 波长转换层，形成于该发光叠层上，且具有第一部分，覆盖该发光叠层的该上面区域；及第二部分，从该第一部分突起一第一距离。
13.如权利要求12所述的发光装置,其中，该第一距离为10μ m~70 μ m。
14.如权利要求12所述的发光装置，其中，该第二部分具有一宽度，小于该第一部分的览度。
15.如权利要求12所述的发光装置，其中，该基板与该发光叠层皆具有一侧区域，及该波长转换层覆盖该基板与该发光叠层的该侧区域。
16.如权利要求15所述的发光装置，其中，位于该侧区域的该波长转换层具有一宽度，小于位于该上面区域的波长转换层的一厚度。
17.如权利要求12所述的发光装置，还包含电极，形成在该发光叠层上；其中，覆盖于该发光叠层的该上面区域的该波长转换层与该电极相间隔一为I μ m~10 μ m的第二距离。
18.如权利要求12所述的发光装置,还包含电极及金属凸块；其中，该电极包含一上表面，该金属凸块形成在该上表面且具有一侧壁及一上表面，且该波长转换层围绕该侧壁但未覆盖该金属凸块的该上表面。
19.如权利要求19所述的发光装置，还包含一焊线，电连接该金属凸块，其中，该波长转换层未覆盖该焊线。
20.—种发光装置,包含: 基板，具有上表面、下表面及介于该上表面与该下表面间的四个侧区域； 发光叠层，形成于该基板的该上表面上且具有一上面区域； 金属凸块，电 耦合至该发光叠层；以及 波长转换层形成于该基板的该四个侧区域及该发光叠层的该上面区域而未覆盖该金属凸块。
【文档编号】H01L33/50GK103579465SQ201310347194
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2012年8月9日
【发明者】许明祺, 王志铭, 王健源 申请人:晶元光电股份有限公司