发光二极管芯片、发光装置及发光二极管的晶圆级结构制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种半导体发光元件及其发光装置，半导体发光元件包含透光基板、发光二极体结构与光学单元，该透光基板具有相对设置的支撑面及第二主表面；该发光二极体结构设置在该支撑面，且与未和发光二极体结构重叠的至少部分支撑面形成可出光的第一主表面；该光学单元设置在该第一主表面，并包含覆盖边及对应的光发散边，其中该覆盖边面向该透光基板；该光学单元还包含至少一光学结构，设置在该光发散边，以根据光线的波长将该覆盖边所接收光线的至少一部分发散到不同方向。本发明专利技术的半导体发光元件可以达到多向性出光、混光与色散的发光效果。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管芯片、发光装置及发光二极管的晶圆级结构
本专利技术涉及一种发光二极管芯片、发光装置及发光二极管的晶圆级结构，属于半导体发光

技术介绍
发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)芯片是一种主要由如Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料所组成的半导体组件。由于此半导体材料具有将电转换为光的特性，因此，当施加电流至半导体材料时，其中的电子会与电洞结合并以光的形式释放过多的能量，进而达到发光的效果。蓝宝石在LED芯片中常被作为磊晶成长基板。由于蓝宝石是一种可透光的材料，因此，利用蓝宝石所制作的LED芯片会将光散射至所有方向，不会聚光而造成浪费。同时，散射光被LED芯片内的各个半导体层吸收，而使得LED芯片的发光效率降低。基于上述，需要对现有LED芯片进行改良。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种发光效率高的发光二极管芯片、发光装置及发光二极管的晶圆级结构，其结构稳定，且可有效解决现有技术中的光发生散射而造成浪费、发光效率低的问题。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供了一种发光二极管芯片，包括：发光二极管结构层，具有第一面以及相对于所述第一面的第二面；两个电极，配置于所述第一面上；以及成长基底，包括面向所述发光二极管结构层的第三面、相对于所述第三面的第四面、以及连接在所述第三面与所述第四面之间的侧面，其中，所述成长基底为可透光且设置于所述发光二极管结构层的所述第二面上，所述第四面的面积大于所述第三面的面积，且从所述第三面至所述第四面的方向上，所述成长基底的所述侧面的至少一部分为倾斜或弧状。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，在所述方向上，邻接于所述第三面的所述侧面的第一部分为倾斜或弧状，且连接于所述第一部分以及所述第四面之间的所述侧面的第二部分为平面且垂直或接近垂直于所述第四面。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述成长基底还包括在所述侧面的所述弧状部分上的非平坦结构。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述发光二极管芯片还包括覆盖所述发光二极管结构层的所述第一面的至少一部分的反射层，所述反射层绝缘于两个所述电极。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，两个所述电极的端面为彼此共面或接近共面。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式还提供了一种发光装置，包括：如上所述的发光二极管芯片；以及封装物，所述封装物覆盖所述成长基底的所述第四面，并暴露两个所述电极。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述封装物暴露所述发光二极管结构层的所述第一面，所述封装物具有与所述第一面共面或接近共面的第五面。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述发光装置还包括覆盖所述封装物的所述第五面的至少一部份的反射层。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式还提供了一种发光二极管的晶圆级结构，包括：成长基板，设置为可透光，所述成长基板具有顶面以及在所述顶面上的多个沟槽，所述沟槽将所述成长基板划分为多个基板单元，且每个所述沟槽的宽度沿垂直且远离所述顶面的方向减小；发光二极管结构层，覆盖所述顶面而未覆盖所述沟槽；以及多个电极，设置于所述发光二极管结构层上。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，每个所述沟槽的侧面的至少一部分在所述方向上设置为倾斜或弧状，且每个所述沟槽的深度为所述成长基板的厚度的30-90%。与现有技术相比，本专利技术的LED芯片具有至少部分为弧状的侧面，而适于用封装物来进行封装；封装物可由成长基底的特定几何形状而紧密地固定于成长基底上，而有效地防止封装物以及成长基底之间的脱层；并且，通过在成长基底的侧面形成至少一倾斜部分或弧状部分，这样可显著改善LED芯片的发光效率以及光输出的均匀性；再者，本专利技术的发光二极管芯片在晶圆级结构实施时，可通过批次制程在成长基板上制作，从而具有节省成本、改善产率等优点。附图说明附图用以提供对本专利技术的更进一步理解，且并入并构成本说明书的一部分。图式绘示出本专利技术的实施例，且与说明一起用以解释本专利技术的技术方案。图1为本专利技术一实施例的发光装置的剖面结构示意图；图2为施加于图1的成长基底侧面的作用力的分量示意图；图3为本专利技术另一实施例的发光装置的剖面结构示意图；图4A至图4D分别为本专利技术的不同类型的LED芯片的剖面结构示意图及其光线分布；图5A至图5D分别为本专利技术的不同类型的发光装置的剖面结构示意图及其光线分布；图6A至图6C依序为本专利技术的一实施例的LED芯片的制造过程的示意图；图7A至图7C依序为本专利技术的另一实施例的LED芯片的制造过程的示意图。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。参看图1，图1为本专利技术一实施例的发光装置的剖面结构示意图。发光装置100可由封装物120对LED芯片110进行封装而形成。封装物120可包括荧光体。LED芯片110包括具有第一面112a以及相对于第一面112a的第二面112b的LED结构层112，其可形成于成长基底114上。在本实施例中，成长基底114不会在进行制作LED结构层之后而移除。成长基底114可为蓝宝石基材或其他可应用的基材如硅或碳化硅等。LED结构层112基本上由氮化镓系化合物半导体所形成，如GaN、AlGaN、InGaN等。由于成长基底114为可透光，使得由LED结构层112所发出的部分光可穿透成长基底114，接着再从LED芯片110输出。成长基底114包括面向LED结构层112的第三面114a、相对于第三面114a的第四面114b、以及连接在第三面114a以及第四面114b之间的侧面114c。两电极132及134设置于LED结构层112的第一面112a上，其中电极132及电极134中的一个为LED芯片110的正极，而另一个为LED芯片110的负极。在本专利技术一实施例中，封装物120覆盖第四面114b、成长基底114的侧面114c、以及LED结构层112，其中LED结构层112的第一面112a以及两电极132及134被封装物120暴露。封装物120具有第五面120a，其靠近且实质上平行或接近平行于LED结构层112的第一面112a。较佳地，封装物120的第五面120a实质上与第一面112a共面或接近共面。并且，两电极132及134的端面可实质上彼此共面或接近共面。换句话说，发光装置100的底部几乎为平面，而使发光装置100在焊接制程上容易与外部电路如中介层、印刷电路板(PrintedCircuitBoard,简称PCB)等连接。此外，本专利技术的成长基底114以特定几何形状所形成，其中第四面114b的面积大于第三面114a的面积。因此，当没有任何引线架(LeadFrame)而直接在LED芯片110上覆盖封装物120以进行封装之后，具有较大上部部分的成长基底114可紧密地楔入封装物120中，以防止封装物120以及成长基底114之间的脱层，从而可提升发光装置100的结构可靠度。更具体而言，如图1所示，从一剖面看，从所述第三面至所述第四面的方向上，部分成长基底114的侧面114c是倾斜的。图2表示出施加于倾斜倾角θ的成长基底114侧面114c的作用力的分量示意图。当施加垂直于第三面11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管芯片，其特征在于，包括：发光二极管结构层，具有第一面以及相对于所述第一面的第二面；两个电极，配置于所述第一面上；以及成长基底，包括面向所述发光二极管结构层的第三面、相对于所述第三面的第四面、以及连接在所述第三面与所述第四面之间的侧面，其中，所述成长基底为可透光且设置于所述发光二极管结构层的所述第二面上，所述第四面的面积大于所述第三面的面积，且从所述第三面至所述第四面的方向上，所述成长基底的所述侧面的至少一部分为倾斜或弧状。

【技术特征摘要】
2014.06.04 US 62/007,419;2014.09.22 US 14/492,0771.一种发光装置，其特征在于，包括：发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括，发光二极管结构层，具有第一面以及相对于所述第一面的第二面；两个电极，配置于所述第一面上；以及成长基底，包括面向所述发光二极管结构层的第三面、相对于所述第三面的第四面、以及连接在所述第三面与所述第四面之间的侧面，其中，所述成长基底为可透光且设置于所述发光二极管结构层的所述第二面上，所述第四面的面积大于所述第三面的面积，且从所述第三面至所述第四面的方向上，所述成长基底的所述侧面的至少一部分为倾斜或弧状；以及封装物，所述封装物覆盖所述成长基底的所述第四面，并暴露两个所述电极；其中，所述发光装置没有引线架。2.一种发光装置，其特征在于，包括：发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括，发光二极管结构层，具有第一面以及相对于所述第一面的第二面；两个电极，配置于所述第一面上；以及成长基底，包括面向所述发光二极管结构层的第三面、相对于所述第三面的第四面、以及连接在所述第三面与所述第四面之间的侧面，其中，所述成长基底为可透光且设置于所述发光二极管结构层的所述第二面上，所述第四面的面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊玮，李仁智，潘锡明，
申请(专利权)人：璨圆光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71