TWM512219U - 發光二極體 - Google Patents

Description

發光二極體

本新型是有關於一種發光元件，且特別是有關於一種發光二極體。

請同時參照圖1A與圖1B，其係繪示一種發光二極體的製程局部立體圖。一般而言，製作發光二極體晶圓100時，先提供基板102。此基板102通常係由藍寶石所組成。接下來，利用磊晶成長方式，於基板102上形成發光結構104，其中發光結構104可運用光電效應而發出光。如圖1A所示，待發光結構104形成後，利用微影蝕刻技術在發光結構104之頂部中形成複數個縱橫交錯的切割道106。每相鄰之二縱向的切割道106與相鄰之二橫向的切割道106共同定義出一發光二極體108。

在發光結構104上設置切割道106後，可先從發光二極體晶圓100之底面對基板102進行研磨，來薄化基板102，以利後續之崩裂製程的進行。完成基板102之厚度的縮減程序後，可直接進行切割製程，而將發光二極體晶圓100分割出許多的發光二極體108，如圖1B所示。這些發光 二極體108再經後續之點測、分類及封裝處理後，即可作為光源而供實際應用。

在傳統之切割製程中，一般係以一劈刀自每一切割道106上，直接施加垂直應力，以崩裂發光二極體晶圓100，而可分割出許多的發光二極體108。然而，由於藍寶石所構成之基板102與發光結構104之內應力分布具有明顯差異，因此這樣傳統之發光二極體108的分割技術並無法完全確保每次之崩裂面均係自每一切割道106垂直向下。

此外，在這樣的切割方式中，分離界面通常呈破碎不規則狀，因而造成切割成功率下降，而導致切割良率降低，進而造成產量減少。此外，利用此切割技術所獲得之發光二極體108結構呈矩形體結構，其側壁為垂直狀，因此發光結構104所發出之光從發光二極體108之側面出射時，極有可能在發光二極體108之側面處產生全反射，而影響發光二極體108之側面的光取出率，進而降低發光二極體108之發光亮度。

因此，亟需一種發光二極體之製作技術，可順利製作出高亮度之發光二極體。

因此，本新型之一目的就是在提供一種發光二極體，其發光結構與基板之堆疊結構的側面包含凸弧部接合且環繞發光結構之頂面。藉此凸弧部的設計，可增加發光二極體之側面結構的表面積，且具有凸弧部的側面可減輕發光 二極體內部之全反射臨界角的限制，而可提高發光二極體之光取出效率。

本新型之另一目的是在提供一種發光二極體，其側面之凸弧狀部可增加發光二極體之側面的出光面積及出光角度，因此可提高發光二極體之發光亮度。

本新型之又一目的是在提供一種發光二極體，其容易製作，因此可提升製程良率。

根據本新型之上述目的，提出一種發光二極體。此發光二極體包含基板以及發光結構。基板具有相對之第一頂面與第一底面、以及第一側面接合該第一頂面與第一底面之間。發光結構具有相對之第二頂面與第二底面、第二側面接合在第二頂面與第二底面之間，其中第二底面與第一頂面接合，且第一側面與第二側面互相接合而構成第三側面。第三側面包含凸弧狀部環繞第二頂面且與第二頂面接合。

依據本新型之一實施例，上述之凸弧狀部為一圓弧部。

依據本新型之另一實施例，上述之凸弧狀部自第二頂面與該第二側面之接合處延伸經過該第二側面而至該第一側面的至少一部分。

依據本新型之又一實施例，上述之第三側面更包含直線部與凸弧狀部接合，且介於凸弧狀部與第一底面之間。

依據本新型之再一實施例，上述之直線部與第一底面實質垂直。

依據本新型之再一實施例，上述之直線部為第一側面的一部分。

依據本新型之再一實施例，上述之第三側面更包含傾斜部與直線部接合，傾斜部由直線部向內傾斜至第一底面。

依據本新型之再一實施例，上述之傾斜部為第一側面的一部分。

100‧‧‧發光二極體晶圓

102‧‧‧基板

104‧‧‧發光結構

106‧‧‧切割道

108‧‧‧發光二極體

200‧‧‧發光二極體

202‧‧‧基板

204‧‧‧發光結構

206‧‧‧第一頂面

208‧‧‧第一底面

210‧‧‧第一側面

212‧‧‧第二頂面

214‧‧‧第二底面

216‧‧‧第二側面

218‧‧‧第三側面

220‧‧‧凸弧狀部

222‧‧‧直線部

224‧‧‧傾斜部

226‧‧‧切割道

228‧‧‧緩衝層

230‧‧‧崩裂道

232‧‧‧崩裂道

234‧‧‧轉換膠膜

236‧‧‧應力

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1A〕與〔圖1B〕係繪示一種發光二極體的製程局部立體圖；〔圖2〕係繪示依照本新型之一實施方式的一種發光二極體之剖面示意圖；以及〔圖3A〕至〔圖3F〕係繪示依照本新型之一實施方式的一種發光二極體之製程剖面圖。

請參照圖2，其係繪示依照本新型之一實施方式的一種發光二極體之剖面示意圖。在一實施方式中，發光二 極體200主要包含基板202與發光結構204。在一些例子中，基板202之材質可例如為藍寶石或碳化矽(SiC)。基板202具有第一頂面206、第一底面208與第一側面210。第一頂面206與第一底面208分別位於基板202之相對二側。而第一側面210則接合在第一頂面206與第一底面208之間，即第一側面210之頂邊和底邊分別與第一頂面206之邊緣和第一底面208之邊緣對應接合。

發光結構204設於基板202之第一頂面206上。在一些例子中，發光結構204可為磊晶結構，且主要可包含依序堆疊在基板202之第一頂面206上的第一電性半導體層、主動層以及第二電性半導體層(未繪示於圖中)，其中第一電性與第二電性中之一者可為N型，另一者可為P型。發光結構204可運用光電效應而發出光。發光結構204具有第二頂面212、第二底面214與第二側面216。第二頂面212與第二底面214分別位於發光結構204之相對二側。而第二側面216則接合在第二頂面212與第二底面214之間，即第二側面216之頂邊和底邊分別與第二頂面212之邊緣和第二底面214之邊緣對應接合。

在發光二極體200中，基板202之第一側面210與發光結構204之第二側面216互相延伸接合而構成第三側面218。發光二極體200之第三側面218包含凸弧狀部220，其中此凸弧狀部220與發光結構204之第二頂面212接合，即自第二頂面212之邊緣延伸至基板202之第一側面210。此外，凸弧狀部220呈環狀，而環繞發光結構204之第二頂 面212。在一些示範例子中，凸弧狀部220為圓弧部，即凸弧狀部220具有固定之曲率半徑。

請再次參照圖2，在一些例子中，凸弧狀部220自發光結構204之第二頂面212與第二側面216之接合處延伸經過第二側面216而至基板202之第一側面210的至少一部分。也就是說，整個第二側面216與至少一部分之第一側面210構成凸弧狀部220。在一些特定例子中，凸弧狀部220可自發光結構204之第二頂面212與第二側面216之接合處延伸至基板202之第一底面208，即整個第二側面216與整個第一側面210構成凸弧狀部220。

在另一些例子中，除了凸弧狀部220外，發光二極體200之第三側面218更可包含直線部222。直線部222與凸弧狀部220接合，且介於凸弧狀部220與基板202之第一底面208之間。直線部222可例如與第一底面208實質垂直。當然，直線部222亦可沒有與第一底面208垂直。在第三側面218包含直線部222的例子中，直線部222為基板202之第一側面210的一部分，且直線部222與部分之凸弧狀部220構成第一側面210。

在一些例子中，直線部222自凸弧狀部220延伸至基板202之第一底面208。然，如圖2所示，在另一些例子中，發光二極體200之第三側面218可進一步包含傾斜部224。傾斜部224與直線部222接合，且介於直線部222與基板202之第一底面208之間。傾斜部224由直線部222向內傾斜至基板202之第一底面208。在第三側面218包含傾斜部 224的例子中，傾斜部224為基板202之第一側面210的一部分。若第三側面218同時包含直線部222與傾斜部224時，傾斜部224、直線部222與部分之凸弧狀部220構成第一側面210。舉例而言，第一側面210之傾斜部224可為基板202經雷射切割、鑽石刀切割或砂輪切割所形成之傾斜面。

第一底面208之長度或寬度可分別比第二頂面212之長度或寬度大。在一些示範例子中，第二頂面212之長度或寬度可為100μm至2000μm，第一底面208之長度或寬度可為101μm至2001μm。在一些特定例子中，發光二極體200之高度，即從第二頂面212至第一底面208之距離，可例如為50μm至200μm，傾斜部224之高度可例如為20μm至80μm。傾斜部224之高度可例如為發光二極體200之高度的1/4至1/2。

藉由使發光二極體200包含接合且環繞發光結構204之第二頂面212的凸弧狀部220，可增加發光二極體200之側面的表面積，並可減輕發光二極體200內部之全反射臨界角的限制，進而可達到提高發光二極體200之光取出效率的效果。

請參照圖3A至3F，其係繪示依照之一實施方式的一種發光二極體之製程剖面圖。製作本新型之發光二極體200(請參照圖2)時，首先提供基板202，其中基板202具有第一頂面206與第一底面208。再利用例如磊晶成長方式，於基板202上形成發光結構204。發光結構204可包含依序堆疊在基板202之第一頂面206上的第一電性半導體層、主 動層以及第二電性半導體層。發光結構204具有第二頂面212與第二底面214。

接下來，利用例如微影與蝕刻技術在發光結構204之第二頂面212中形成多個縱橫交錯之切割道226，其中每相鄰之二縱向的切割道226與相鄰之二橫向的切割道226共同定義出一發光二極體200。接著，選擇性地，可利用例如塗佈或沉積等方式，形成緩衝層228於發光結構204之第二頂面212上，並覆蓋在切割道226上，如第3A圖所示。緩衝層228之材質可例如為光阻、金屬、氧化物或上述材料之組合。緩衝層228可在後續之切割製程中，提供發光結構204與切割器具之間的緩衝。

接著，如圖3B所示，利用例如雷射切割技術、鑽石刀切割技術、砂輪切割技術或上述技術之組合，進行切割製程，以在發光結構204之第二頂面212的切割道226中形成多個崩裂道230，其中這些崩裂道230分別延伸在切割道226中。這些崩裂道230之寬度小於切割道226之寬度，崩裂道230之深度小於發光結構204之厚度，亦即此道切割製程並未將發光結構204完全切開。完成切割製程後，利用例如剝除方式，移除緩衝層228。

如圖3C所示，選擇性地，可利用例如化學機械研磨(CMP)的方式，從基板202之第一底面208移除基板202的一部分厚度，藉此縮減基板202之厚度，以利後續崩裂製程的進行。

接下來，可利用例如雷射切割技術、鑽石刀切割技術、砂輪切割技術或上述技術之組合，再進行一道切割製程，以在基板202之第一底面208中形成多個延伸之崩裂道232。如圖3D所示，這些崩裂道232分別對應於發光結構204之第二頂面212中的崩裂道230，每一崩裂道232與對應之崩裂道230之間相隔一預設水平距離，且在每個發光二極體200中，相較對應之崩裂道230，崩裂道232位於比較偏內的位置。應該注意的一點是，上述實施例雖係先形成崩裂道230，再形成崩裂道232，但是本新型亦可先形成崩裂道232，再形成崩裂道230。

完成崩裂道230與232的切割後，可先選擇性地在基板202之第一底面208上貼覆轉換膠膜234。隨後，如圖3E所示，可例如將劈刀(未繪示)置於切割道226上，再利用此劈刀自每一崩裂道230垂直向下而朝對應之崩裂道232施加應力236，可崩解而形成許多的發光二極體200，如圖3F所示。圖3F中所示之發光二極體200與前述圖2中所示之發光二極體200相同，故於此不再重複圖3F之發光二極體200在結構、材質與尺寸等的細節。

由於每一崩裂道230與對應之崩裂道232並非上下正對，而是相隔有一段水平距離，再加上崩裂道232相對於對應之崩裂道230係位於發光二極體200之較內側之處，因此發光結構204與基板202所構成之堆疊結構的裂解路徑係從崩裂道230以一弧狀曲線延伸至對應之崩裂道234。如此一來，可使裂解出來之發光二極體200之第三側 面218具有與發光結構204之第二頂面212接合且環繞第二頂面212的凸弧狀部220。待崩裂製程完成後，即可將轉換膠膜234予已移除。

由上述之實施方式可知，本新型之一優點就是因為本新型之發光二極體之發光結構與基板之堆疊結構的側面包含凸弧部接合且環繞發光結構之頂面。藉此凸弧部的設計，可增加發光二極體之側面結構的表面積，且具有凸弧部的側面可減輕發光二極體內部之全反射臨界角的限制，而可提高發光二極體之光取出效率。

由上述之實施方式可知，本新型之另一優點就是因為本新型之發光二極體之側面的凸弧狀部可增加發光二極體之側面的出光面積及出光角度，因此可提高發光二極體之發光亮度。

由上述之實施方式可知，本新型之又一優點就是因為本新型之發光二極體容易製作，因此可提升製程良率。

雖然本新型已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧發光二極體

202‧‧‧基板

204‧‧‧發光結構

206‧‧‧第一頂面

208‧‧‧第一底面

210‧‧‧第一側面

212‧‧‧第二頂面

214‧‧‧第二底面

216‧‧‧第二側面

218‧‧‧第三側面

220‧‧‧凸弧狀部

222‧‧‧直線部

224‧‧‧傾斜部

Claims (8)

1. 一種發光二極體，包含：一基板，具有相對之一第一頂面與一第一底面、以及一第一側面接合在該第一頂面與該第一底面之間；以及一發光結構，具有相對之一第二頂面與一第二底面、一第二側面接合在該第二頂面與該第二底面之間，其中該第二底面與該第一頂面接合，且該第一側面與該第二側面互相接合而構成一第三側面，其中該第三側面包含一凸弧狀部環繞該第二頂面且與該第二頂面接合。
2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該凸弧狀部為一圓弧部。
3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該凸弧狀部自該第二頂面與該第二側面之接合處延伸經過該第二側面而至該第一側面的至少一部分。
4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該第三側面更包含一直線部與該凸弧狀部接合，且介於該凸弧狀部與該第一底面之間。
5. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中該直線部與該第一底面實質垂直。
6. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中該直線部為該第一側面的一部分。
7. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中該第三側面更包含一傾斜部與該直線部接合，該傾斜部由該直線部向內傾斜至該第一底面。
8. 如申請專利範圍第7項之發光二極體，其中該傾斜部為該第一側面的一部分。