TWI374553B - Semiconductor light emitting device, illumination module, illumination apparatus, method for manufacturing semiconductor light emitting device, and method for manufacturing semiconductor light emitting element - Google Patents
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Description
九、發明說明： 【發明所屬之技4椅領城】 發明領域 本發明有關於一種具有像發光二極體（於此後稱 為’’LED”)晶片般之半導體發光元件的半導體發光裝置及 使用該半導體發光裝置的照明模組和照明裝置。本發明亦 有關於半導體發光裝置和半導體發光元件的製造方法。 L· ^Itr ^ 發明背景 與白織和ι|素燈比較起來，LED具有較高的效率和較 長的壽命。由於近期白光LED的強度增加，對於應用白光 LED在照明用途上的積極研究業已被完成。在各式各樣的 點光源當中’由於其之特性，LED是被期待取代目前在商 店、博物管、與展示室被廣泛地使用於投射照明的鹵素燈。 然而’不幸地，習知的白光LED在照射表面上產生— 個變形成正方形形狀的束點。就應用到照明用途而言，該 束點變形必須被校正。白光led產生一個正方形形狀束點 是因為構成該白光LED的LED晶片（半導體發光元件）是為 矩形形狀而光線主要是經由其之正方形形狀表面來被射出 (見，例如，JP2001-15817-A號案）。 理想地，是希望製造具有圓柱形形狀的LED晶片。然 而，鑑於生產率，機會是極小的。原因是在於切割處理， 其是為LED晶片製作的最後階段，以鑽石砂輪把一片晶圓 切割成個別的LED晶片。要把晶圓切割成具有大約數佰微 米之直徑的圓柱狀LED晶片實際上是不可能的。一個矩形 LED晶片可以被研磨成圓柱形形狀，然鑑於晶片尺寸來 說’其實際上亦是無法實現的。 有鑑於以上所述，一種具有實質上規則六棱柱之形狀 的L E D晶月是被建議俾可同時確保高生產率和接近圓形的 束點。具有實質上規則六棱柱之形狀的LED晶片能夠利用 在JP 11-34〇507-A说案中所揭露的技術來有效率地製作。 在這裡’請參閱第31圖所示，在jp i】_340507-A號案中 所揭露之具有實質上規則六棱柱之形狀之LED晶片之製造 方法的說明是被提供。 一個單晶體基材300具有一個在主要表面上具有（〇〇〇1) 平面的六方密積（於此後，簡稱”HCP”)晶體結構，像GaN或 SiC般。如在第31. A圖中所示，該HCP單晶體基材3〇〇能夠沿 著[1-210]、[2-1-10]、和[11-20]方位來被切開。該等晶體座 標方位(crystallographic orientation)中之一者是與該單晶體 基材的定位平面302—致《例如，在該方位是與該定 位平面302平行的情況中，該和[112〇]方位分別以 60°和120°來延伸至該定位平面3〇2。 有鑑於以上所述，在形成如此之組件作為電極及一個 含有發光層之半導體多層結構（無任何的組件被描繪)於該 單晶體基材3GG上之後’由在第31A®巾之點線所表示的切 開導引凹槽304是形成於該[1-210]、|；2_〗·1〇]、和以】_2〇]方 位。藉著該等導引凹槽304，該單晶體基材3〇〇是被分隔成 六角形面積306，它們巾之-者將會在稍後被形成成一個 籍由沿著該料引凹，料晶體基材 破h割成個別的led晶片。
根據以上的方法，具有六棱4主之形狀的LED 有效率地製造。此外，藉由沿著該等 . 今日日體座標平面切開， 刀割之時半導體多層結構的碎裂和爆裂是被抑制。 雖然在JP U-340507韻案中所揭露的技術確保改進 的生產率’有題為鮮晶體基#未被完全使用。更 明確地，如在第3關中所示，其是為第31A圖的部份放大 圖，由稍後被形成成LED晶片之實質上規則六角形區域3〇6 所包圍之長成實質上規則三角形區域3〇8之半導體多層結 構的部份在沒有被使用下是被浪費。 有鑑於以上的問題，本發明旨在提供一種半導體發光 裝置，其具有實質上規則六棱柱的形狀而且允許單晶體基 材在最少浪費下的最可能利用。本發明亦旨於提供具有該 半導體發光裝置的照明模組和照明裝置。本發明亦旨於提 供一種用於製造該半導體發光襞置的方法及一種用於製造 具有實質上規則六棱柱之形狀之半導體發光元件的方法。 【發明内容】 發明概要 · 為了達成以上之目的，本發明之第一特徵提供一種包 括一個底基材和三個發光元件的半導體發光裝置。每個發 光元件包括一個具有一個發光層的半導體多層結構，而且 在平面圖中具有一個具有大約6〇。和大約120。之内角的菱 形形狀，該三個發光元件是被配置於該底基材的一個主表 137,4553 面上俾可一起形成一個在平面圖中實質上規則六角形形 狀。 根據以上所述的結構，該半導體發光裝置是設置有三 個發光元件，該等發光元件中之每一者包括一個具有一個 5 發光層的半導體多層結構及具有一個具有大約60°與大約 120°之内角的菱形。該三個發光元件是被配置於一個底基 材的一個主表面上俾可一起形成一個在平面圖中實質上規 則六角形形狀。因此，該半導體發光裝置產生一個接近圓 形而不是正方形的束點。此外，由於每個半導體多層結構 10 具有菱形形狀，其確保在製造如此之半導體多層結構時得 到單晶體基材的最大使用。 在第二特徵中，本發明提供一種包括一個底基材與六 個發光元件的半導體發光裝置。每個發光元件包括一個具 有一個發光層的半導體多層結構，而且具有一個在平面圖 15 中實質上規則三角形形狀。該六個發光元件是被配置於該 底基材的一個主表面上俾可一起形成一個在平面圖中實質 上規則六個形形狀。 根據以上所述的結構，一個半導體發光裝置是設置有 六個發光元件，該等發光元件中之每一者包括一個具有一 20 個發光層的半導體多層結構及具有一個在平面圖中實質上 規則三角形形狀。該六個發光元件是被配置於一個底基材 的一個主表面上俾可一起形成一個在平面圖中實質上規則 六角形形狀。因此，該半導體發光裝置產生一個接近圓形 而不是正方形的束點。此外，由於每個半導體多層結構具 8 m質上規則三角形形狀，其確保在製造如此之半導 夕層.，。構時得到單晶體基材的最大使用。 板二τ特徵中，本發明提供-種包括-個安裝基 :明提供-種包括—個安裝基板二 模組。 这女裝基板上之半導體發光裝置的照明 10 在一個第五特徵中，本發明提供一種照明裝置，其包 在之第三特徵中所提供的照明模組作為光源。 在掉明^第徵中，本發明提供一種照明裝置，其包括該 又心特徵中所提供的照明模組作為光源。 15 的製第：t:括本發明提供-種半導體發光裝置 面 去包括·-個於-個基材之-個主要表 料心11包括發光層之半導體多層結構的長成步驟， ^ ^體結構是為具有(0001)平面的六方密積單晶體 、··。構，一個在該基材之兩個主表面令之至少一者中於 [1 21〇] [2·Μ〇]、和[11-20]方位形成導引凹槽俾可，除了 分隨少-個—均:： 成數個個別之曰曰片的士個石者該等導引凹槽把該基材切開 步驟；及—個把兩個或者更多個 :::驟起形成-個在平―角形 根據以上的方、土 ΐ曾3丨 ，導引凹槽是形成在一個單晶體基材 20 之兩個主表面中之至少一者中於[1-210]、[2-1-10]、和[i卜20] 方位’該單晶體基材的晶體結構是為具有（0001)平面的六方 密積單晶體結構。藉著該等導引凹槽，該至少一個主表面， 除了沿著其之周緣之外，是被切開成數個均一形狀區域。 5然後’該基材是沿著該等導引凹槽來被切開成數個個別的 晶片》為了製造一個半導體發光裝置，藉由切開來得到之 該數個晶片中之兩個或者更多個是被排列俾可一起形成一 個在平面圖中實質上規則六角形形狀。因此，該單晶體基 材的最大使用是被確保。此外，由於該等晶片是被排列來 10形成一個在平面圖中實質上規則六角形形狀，該最終半導 體發光裝置產生一個接近圓形而非正方形的束點。 在一個第八特徵中’本發明提供一種半導體發光裝置 的製造方法。該方法包括：一個於—個基材之一個主要表 面上長成一個包括發光層之半導體多層結構的長成步驟， 15 該基材的晶體結構是為具有（0001)平面的六方密積單晶體 結構；一個在該基材之兩個主表面中之至少一者中於 [1-210]、[2-1-10] '和[11-20]方位形成導引凹槽俾可，除了 沿者其之周緣之外，分隔該至少一個主表面成一個具有數 個實質上規則六角形區域之蜂巢狀圖案的分隔步驟；及一 20個沿著該等導引凹槽把該基材切開成數個個別之晶片的切 開步驟。 根據以上的方法’導引凹槽是形成在一個單晶體基材 之兩個主表面中之至少一者中於[1_21〇]、 方位’ έ亥早晶體基材的晶體結構是為具有（〇〇〇 1)平面的六方 10 1374553 〆 《 5 • 密積單晶體結構。藉著該等導引凹槽，該至少一個主表面， 除了沿著其之周緣之外，是被分隔成一個具有數個實質上 規則六角形區域的蜂巢狀圖案。然後，該基材是沿著該等 導引凹槽來被切開成數個個別的晶片，藉此，半導體發光 元件是被得到。由於分隔成蜂巢狀圖案，該單晶體基材是 在最不浪費下被使用。此外，由於每個半導體發光元件獨 自具有一個實質上規則六角形形狀，該半導體發光元件產 生一個接近圓形而非正方形的束點。 圖式簡單說明 10 第1A至1D圖是為顯示本發明之實施例1之半導體發光 裝置的圖示； 第2A至2B圖是為顯示構成實施例1之半導體發光裝置 之LED晶片的圖示； 第3圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 15 步驟的圖示； • 第4圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 第5A至5B圖是為顯示實施例1之半導體發光裝置之製 造步驟的圖示； 20 第6圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 第7圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 第8A至8D圖是為顯示本發明之實施例2之半導體發光 11 裝置的圖示； 第9A至9B圖是為顯示構成實施例2之半導體發光裝置 之LED晶片的圖示； 第10圖是為一個顯示實施例2之半導體發光裝置之製 5 造步驟的圖示； 第11A至11B圖是為顯示實施例2之半導體發光裝置之 製造步驟的圖示； 第12圖是為一個顯示實施例2之半導體發光裝置之製 造步驟的圖示； 10 第13圖是為一個顯示實施例2之半導體發光裝置之製 造步驟的圖示； 第14A至14B圖是為顯示一個由本發明之實施例3之方 法所製造之半導體發光元件的圖示； 第15圖是為一個顯示實施例3之製造方法之步驟的圖 15 示； 第16A至16B圖是為顯示實施例3之製造方法之步驟的 圖示； 第17圖是為一個顯示實施例3之製造方法之步驟的圖 示； 20 第18圖是為一個顯示實施例3之製造方法之步驟的圖 示； 第19圖是為一個顯示實施例3之製造方法之製造步驟 的圖示； 第20A至20B圖是為顯示實施例3之半導體發光裝置的 12 圖示； 第21A至21C圖是為顯示一個由本發明之實施例4之方 法所製造之半導體發光元件的圖示； 第22圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 5 示。 第23圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 示。 第24圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 示0 10 第25圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 示0 第26圖是為一個顯示一個LED模組的斜視圖； 第27A圖是為該LED模組的平面圖； 第27B圖是為該LED模組之沿著第27A圖之線F-F的剖 15 視圖； 第27C圖是為一個顯示第27B圖之部份G的放大圖； 第28A圖是為一個顯示沒有透鏡之LED模組的平面圖； 第28B圖是為一個顯示設置於構成該LED模組之陶瓷 基板上之焊整之圖案的圖示； 20 第29A圖是為一個照明裝置的斜視圖； 第29B圖是為一個照明裝置的底視圖； 第30圖是為該照明裝置的分解立體圖；及 第31A至31B圖是為顯示具有規則六角形形狀之半導 體發光裝置之習知製造方法的圖示。 13 1374553 L實施方式]1 較佳實施例之詳細說明 於此後，本發明之實施例的說明是配合該等附圖來被 提供。 - 5 .實施例1 第1A圖是為本發明之實施例1之半導體發光裝置10的 斜視圖而第1B圖是為平面圖。第1C圖是為該半導體發光裝 置10之實質上沿著第1B圖之線A-A的剖視圖。注意的是， 在該等圖式中所示的組件，包括第ΙΑ、1B、和1C圖，並不 10 是按相同的比例描繪。 該半導體發光裝置10包括：一個具有一個實質上規則 六角形形狀的底基材12 ;安裝於該底基材12上的三個LED 晶片14A,14B,和14C，被顯示為範例半導體發光元件；及覆 蓋所有該等LED晶片14A-14C (其之上和側表面）的磷光體 15 16。 該三個LED晶片14A-14C在結構上全部是相同的。因 此，當不需要分辨它們時，標號14是被使用。第2A圖是為 一個LED晶片14的斜視圖而第2B圖是為一個平面圖。 如在第2B圖中所示，該LED晶片14是實質上具有内角 20 α=60°而β=120°的菱形形狀。選擇如此之菱形形狀的原因將 會在稍後作說明。 該LED晶片14包括一個具有HCP晶體結構的單晶體結 構18及一個半導體多層結構（多晶磊晶結構）20。該半導體 多層結構20是由一個由p-GaN層製成之第一導電類型的第 14 1374553 一導電層22、一個由InGaN/GaN多重量子井（於此後稱 為’’MQW”)層製成的發光層24、一個由n-GaN層製成之第二 導電類型的第二導電層26從頂部開始（即’從離開該單晶體 基材18之側起)依所述之順序構成。該半導體多層結構20構 5 成一個二極體。注意的是，該單晶體基材18是由n-GaN製成 而該半導體多層結構20是外延長成於其上。 當從上面看該LED晶片14時，實質上菱形半導體多層 結構20之一個成實質上規則三角形形狀的角落部份是被移 去。在該等層的厚度方向上，被移去的部份從該第一導電 10 層22延伸到在該第二導電層26中的某個中點。即，由於該 移除的結果，該第二導電層26之一個成規則三角形形狀的 區域是被曝露。在該第二導電層26的三角形區域上，一個 η-電極是被形成作為一個第二電極28。在該第一導電層22 的上表面上’一個ρ-電極是被形成作為一個第一電極3〇。 15該第二電極28是由堆疊的Ti/Au薄膜製成，而該第一電極3〇 是由堆疊的Rh/Pt/Au薄膜製成。 請再次參閱第1圖所示，該底基材12包括一個由A1N (氮化鋁）製成的絕緣基板32。在該絕緣基板32的上表面上， 一個第一導電圖案34、一個第二導電圖案36、一個第三導 20電圖案38、和一個第四導電圖案40是被形成。該等第一至 第四導電圖案34-40中之每一者是由堆疊的Ti/Pt/A1薄膜製 成。 在該絕緣基板32的下表面上，一個第一電源端42是被 形成以供陽極用而一個第二電源端4 4是被形成以供陰極 15 1374553 • · 用。該等電源端42和44中的每一者是由堆疊的Ni/Au薄膜製 成。5玄第一電源端42是經由電鍍貫孔46和48來電氣連接至 該第一導電圖案34,而該第二電源端44是經由電鍍貫孔50 和54來電氣連接至該第四導電圖案40。 5 在具有以上之結構的底基材12上，該等LED晶片 14A-14C是以覆晶方式安裝。該LED晶片14A的第一電極 30A是組由金屬凸塊56來連接至該第一導電圖案34的部 份。該LED晶片14B的第一電極30B是經由金屬凸塊58來連 接至該第二導電圖案36的部份。該LED晶片14C的第一電極 10 30C是經由金屬&塊60來連接至該第三導電圖案38的部 份。同樣地’該LED晶片14A的第二電極28A是經由金屬凸 塊62來連接至該第二導電圖案36的部份。該LED晶片14B的 第二電極28B是經由金屬凸塊64來連接至該第三導電圖案 36的部份。該LED晶片14C的第二電極28C是經由金屬凸塊 15 66來連接至該第四導電圖案40的部份。從以上所述的連接 清楚可見’該等LED晶片14A-14C是經由第二和第三導電圖 案36和38來如在第1D圖中所示串聯連接。正常地，由GaN 半導體製成之二極體的驅動電壓是為3-4 V而因此由三個 串聯連接二極體形成之LED陣列的驅動電壓是為大約 20 12V。通常，一個12 V電源是被用於驅動電子設備。那就是 說，被併合至一個電子設備内的半導體發光裝置10在不需 要額外之電源或者專屬的電力電路下是可使用的。然而， 應要察覺到的是，該等LED晶片14A-14C可以並聯連接或者 它們自己的端是被電氣地獨立。 16 該等LED晶片14A-14C，其之每一者是實質上菱形形 狀，是被配置於該底基材12上，俾可在一個形成在平面圖 中較大之内角的頂點互相面對。即，被配置於該底基材12 上的該等LED晶片14A-14C—起形成一個在平面圖中實質 5 上規則六角形形狀。 該磷光體16是被成形成一個實質上規則六棱柱的形 狀，符合由該等LED晶片14A-14C全部一起所形成的整體形 狀。嚴格地說，為了稍後所述之製造理由，該磷光體16是 實質上成具有漸斜表面之規則六角錐形的平截頭體形狀。 10 然而，該錐形角是極小，因此該磷光體16是被視為實質上 成規則六棱柱形狀。如在第1B圖中所示，磷光體16形成之 六棱柱的中央軸是實質上與由該等LED晶片14A-14C全部 一起所形成之六角形形狀的中央軸一致。該磷光體16是由 被散佈在像矽樹脂般之透明樹脂中之磷材料的粉末與Si02 15 的無形粒子製成。該等磷材料包括帶黃色綠色磷光粉，像 (Ba，Sr)2Si04 : Eu2+或者Y3(Al,Ga) 5012 : Ce3+般，和紅色磷 光粉，像Sr2Si5N8 : Eu2+或者(Ca，Sr)S : Eu2+般。 具有以上結構的半導體發光裝置10是被安裝於一個印 刷線路板或其類似上俾可隨時供使用。就安裝而言，該第 20 —和第二電源端42和44是被焊接到該印刷線路板的安裝焊 墊上。在這裡，憑藉該底基材12的實質上規則六角形形狀， 數個半導體發光裝置10能夠以蜂巢狀圖案在高包裝密度下 排列在該印刷線路板或其類似上。 在電流經由第一與第二電源端42和44的施加時，每個 17 1374553 發光層24發射出在460 nm之波長的藍色光線。從發光層μ 發射出來的部份藍色光線朝該第一導電層22行進且是由該 由具有南反射率之材料製成的第一電極3〇反射向該第二導 電層26。從該發光層24發射出來的部份藍色光線直接朝該 5第二導電層26行進。在通過該第二導電層26與該單晶體基 材18之後，藍色光線是由該碟光體16部份地吸收俾可被變 換成帶黃色的綠色光線和紅色光線《藍色光線、帶黃色的 綠色光線、與紅色光線的混合產生白色光線’且該白色光 線最後主要從其之上表面離開該磷光體16。同樣地，在側 10面方向從每個發光層24發射出來的藍色光線(從每個半導 體多層結構20之側表面發射出來的藍色光線）是由該磷光 體16部份地變換成帶黃色的綠色光線和紅色光線。該藍色 光線、帶黃色的綠色光線、與紅色光線的混合產生白色光 線，而該白色光線主要從側表面離開該磷光體16。在這裡， 15由於白色光線是從該等被排列來形成在平面圖中實質上規 則六角形形狀的LED晶片14A-14C發射出來，束點是比由習 知正方形LED晶片所產生的束點更圓形。 接著，實施例1之半導體發光裝置1〇之製造方法的說明 是配合第3至7圖來被提供。在第3至7圖中，该半導體發光 2〇裝置10之組件的材料是由四位數的標號標示而其最後的兩 個數字是對應於標示對應之組件的標號。 首先’如在第3圖中所示，一個半導體多層結構1〇20 是藉著MOCVD(金屬有機化學蒸氣沉積法）以所述之順序 在一個N_GaN單晶體基材1018之(0001)平面I上外延長成 18 1374553 後面的層來被形成（步驟A1)。即，一個將於稍後構成該第 二導電層26 (第1圖）的n-GaN層1026、一個將於稍後構成該 發光層24 (第1圖）的InGaN/GaN MQW發光層1024、一個將 於稍後構成該第一導電層22 (第1圖）的p-GaN層1022是以所 5 述的順序連續地被沉積。或者，該單晶體基材可以是藍寶 石基材或者SiC基材。 為了產生該用於形成第二電極28 (第1圖）的區域(規則 三角形區域），部份的n-GaN層1026、InGaN/GaN MQW發光 層1024、和p-GaN層1022是藉著，例如，乾蝕刻來被移去（步 10 驟 B1)。 接著’ Rh/Pt/Au薄膜堆疊1〇3〇是藉著，例如，電子束 蒸發法來被形成於該p-GaN層1022的上表面上（步驟C1)。該 Rh/Pt/Au薄膜堆疊1030將於稍後構成該第一電極30 (第i 圖）。 在該規則三角形區域上，將於稍後構成該第二電極28 (第1圖）的Ti/Au薄膜堆疊1028是被形成（步驟D1)。 現在請參閱第4圖所示，與該半導體多層結構1〇2〇相對 之该單晶體基材1〇18的表面是藉著，例如，機械研磨法來 被研磨’直到厚度到達200 μιη左右為止（步驟E1)。 切開導引凹槽68是藉著，例如，乾蝕刻來被形成於該 單晶體基材1018的研磨表面中（步驟pi)。該等步驟FH〇G1 將於稍後更詳細地作說明。 沿著該等導引凹槽68，該單晶體基材1〇18是被切開成 個別的塊體，藉此LED晶片14是被得到（步驟G1)。 19 1374553 * · 在以上的步驟F1和G1中’該單晶體基材是沿著該晶體 座標平面來被切開成各具有菱形形狀的LEd晶片。由於這 切開處理是被揭露於jp U-340507-A號案中，說明是僅簡略 地配合第5圖來被提供。 5 如在第5八圖中所示’在主表面上具有該（0001)平面的 該HCP單晶體基材1018，像GaN或Sic般，能夠在該等 [1-210]、[2-1-10]、和[h_2〇]方位被切開。該等晶體座標方 位中之一者疋與該單晶體基材1018的定位平面70—致。例 如，在[1-210]方位是與定位平面7〇平行的情況中，該 10方位以60。延伸至該定位平面70，而該[11-20]方位以120。延 伸至該定位平面70。 鑑於以上所述’由在第5A和5B圖中之點線所表示的該 等導引凹槽68 (第4圖’步驟F1)是形成於該等[1_21〇]、 [2-1-10]、和[11-20]方位。藉著該等導引凹槽68，該單晶體 5基材1018是被分隔成菱形區域。藉著沿著該等導引凹槽68 的切開’該單晶體基材1018是被分割成個別的LED晶片。 沿著晶體座標平面的切開在半導體多層結構的碎裂和爆裂 於切割之時被抑制方面是有優點的。碎裂和爆裂的發生不 利地影響半導體多層結構的菱形形狀 。此外，漏電流易於 増加，其不利地影響可靠度。另一個優點為，除了沿著不 再有菱形區域可被形成的外周緣之外，該單一晶體基材 〇18 (半導體夕層結構)是被完全地使用。即，與在第μ圖 中所示的習知例子比較起來，該單晶體基材的最大使用是 被確保。 20 1374553 現在，請參閱第6和7圖所示’製造該底基材12 (第1圖） 與女裝LED晶片14 (苐1圖）於該底基材12上之步驟的說明 是被提供。注意的是，顯示製造步驟的第6和7圖是為沿著 通過在第1B圖中所示之半導體發光裝置10之線c_c的剖視 5 圖。 首先，如在第6圖中所示’就形成電鍍貫孔46,48,50,54 (第1圖）而言’貫孔是形成貫穿一個陶究薄片1032，其是由 A1N製成且尚未被燒結。該等貫孔然後是由金屬膠（鶴(w) 膠，例如）填充。該整個基材然後被燒結俾可得到一個具有 1〇 電鍍貫孔1〇46，1048，1050,和1054之300 μιη厚的絕緣基板 1032 (步驟Η1)。 然後’該絕緣基板1032的下表面是藉著，例如，機械 研磨法來被研磨’直到厚度到達200 μπι左右為止（步驟η)。 在該絕緣基板1032之上表面的預定區域中，堆疊的 15 Ti/Pt/Au薄膜是藉著，例如，濺鍍來被形成俾可提供第一至 第四導電圖案34_4〇 (第1圖）（步驟K1)。 在該絕緣基板1032之下表面的預定區域中，堆疊的 Ni/Au薄膜是藉著，例如，電鍍來被形成俾可提供該第一和 第二電源端42和44(第1圖）（步驟L1)。 2〇 於在該第一至第四導電圖案34-40上的預定位置，金屬 凸塊1058,1060,和1066是由金(Au)形成（步驟Ml)。 該寻LED晶片14A- 14C是以覆晶方式適當地安裝在該 第一至第四導電圖案34-40上（步驟N1)。 一個含填粒子與像氧溶膠（aerosil)般之搖變性 21 137455^. (thixotropy)的矽樹脂是藉著，例如，網印法來被施加俾可 覆蓋所有5玄專LED晶片14A-14C。在這裡，該;5夕樹脂是被成 形成貫貝上規則六棱柱。該石夕樹脂然後被熱硬化俾可形成 該磷光體16。（步驟Q1) 5 該絕緣基板1 2疋以切割刀片DB切割成個別的塊體 (步驟R1)。每個塊體構成一個完成的半導體發光裝置1〇β 注意的是’雷射切割可以被使用代替該切割刀片。 根據該貫施例1，s玄等LED晶片是利用沿著該晶體座標 平面的切開來被製造成各具有在平面圖中菱形形狀。為了 10實現如此的切開，各包括一個發光層的該等半導體多屛钟 構是長成在一個HCP單晶體基材上。該Hcp單晶體基材是 利用在第7圖中所示之步驟R1中所使用的該切割刀片db， 或者雷射光束’來被分割成個別的LED晶片，因此該切割 能夠沿著會或不會與該等晶體座標平面_致的線來被執 15行°在切割是沿著不與晶體座標平面一致之線來被執行的 情況中’該等半導體多層結構可以被長成在—個不具有 HCP晶體結構的基材上，像Si基材般。藉由以在第5a圖中 所示之圖案把該基材分割成塊體，各具有菱形形狀之個別 的LED晶片能夠被得到。 20 注意在利用切割刀片切割的情況中，是有LED晶片之 碎裂和爆裂的風險，而且當該晶圓（即，基材）心硬; 是增加。在利用雷射光束切割的情況中，最好是以最可= 低的電力來執行切割俾可避免對發光層的住何損害。有= 於以上所述，較薄的晶圓是更合意的。 、。 ’孤 22 137455?. 實施例2 第8A圖是為一個半導體發光裝置8〇的斜視圖。第86圖 是為一個將於稍後作描述之底基材82的平面圖。第8(：圖是 為該半導體發光裝置80之沿著第8B圖之線D-D的剖視圖。 5 .該半導體發光裝置8〇是由具有實質上正方形形狀的底 基材82、作為範例半導體發光元件之被安裝在該底基材82 上的六個LED 84八，848’84(：，840,84£，和84?、及_個覆蓋所 有該等LED 84A-84F (上和側表面）的碟光體％。 s玄六個LED晶片84A-84F在結構方面是全部相同。因 10此，當不需要分辨它們時，標號84是被使用。第9八和叩圖 分別是為LED晶片84之從上®與下面斜斜地觀看的圖示。 如在第9A和9B圖中所示，該LED晶片84是為實質上規 則三棱柱的形狀（即’在平面圖中實質上規則三角形）。選擇 如此之三角形形狀的原因將於稍後作說明。 15 該LED晶片84具有一個由依所述順序沉積之一個 p-AlGaN層製成之第一導電類型之第—導電層88 '一個由 AlGaN/InGaNMQW層製成之發光層90、一個由n_A1Gai^ 製成之第二導電類型之第二導電層92所構成的半導體多層 結構（多層磊晶結構）94。該半導體多層結構94構成一個二 20 極體。如稍後所述，該半導體多層結構94是外延長成在一 個單晶體基材144 (第1〇圖）上而不是在該底基材82上。 在該第一導電層88的下表面上，一個p_電極是被形成 作為一個第一電極96。沿著該第二導電層92之上表面的一 側’ 一個η-電極是被形成作為一個第二電極％。該第一電 23 137455^ 極96疋由堆疊的Rh/pt/Au薄膜製成，而該第二電極98是由 堆疊的Ti/Au薄膜製成。 凊再次參閱第8圖所示，該底基材82包括一個由Ain製 成的絕緣基板1〇〇。在該絕緣基板1〇〇的上表面上，一個第 5 一導電圖案1〇2、一個第二導電圖案1〇4、一個第三導電圖 案106、一個第四導電圖案108、一個第五導電圖案110、和 一個第六導電圖案112是被形成。該第一至第六導電圖案 102-112各是由堆疊的Ti/Pt/Al薄膜製成。 在該絕緣基板100的下表面上，一個第一電源端114是 10被形成俾供陽極用而一個第二電源端116是被形成俾供陰 極用。δ玄等電源端114和116中之每一者是由堆疊的Ni/Au薄 膜製成。該第一電源端114是經由電鍍貫孔丨丨^和丨？。來電氣 連接至該第一導電圖案102，而該第二電源端116是經由電 鐘貫孔122和124來電氣連接至該第二導電圖案1〇4。 15 該等LED晶片84A-84F是安裝於形成在具有以上結構 之底基材82上之第一至第六導電圖案1〇2_112的預定位 置。每個LED 84是被如此安裝以致於該第一電極96 (第犯 圖）面向下而且是經由由AuSn製成的黏接層（將於稍後作說 明）適當地連接到第一至第六導電圖案102-112的預定區 2〇 域。更明綠地，該LED 84A是經由黏接層126A來連接到一 個狀似三角形半島的區域102A。該LED 84B是經由黏接層 126B來連接到該第三導電圖案1〇6。該LED 84C是經由黏接 層126C來連接到該第四導電圖案1〇8。同樣地，該LED 84D 是經由黏接層（圖中未示）來連接到該第一導電圖案102的一 24 1374553 個區域102B。該LED 84E和LED 84F是分別經由黏接層（圖 t未示）來連接到該第五和第六導電圖案110和112。不需要 說，該等LED 84A-84F是以該等LED 84A-84F被定位俾與由 該等導電圖案所界定之三角形一致的狀態來被連接。 5 在以以上之形式連接的LED 84A-84F當中，該等led 84A，84B，和84C是串聯地電氣連接。同樣地，該等led 84D，84E，和84F是串聯地電氣連接。（於此後，該等串聯連接 LED 84A-84C是被共同地稱為，，第一 LED陣列128”），而該等 串聯連接LED 84D-84F是被共同地稱為’’第二LED陣列 10 130”）。 該第一和第二LED陣列1 ：28和130在個別之LED是如何 連接的形式方面是相同的。因此，請參閱第8C圖所示，僅 該第一LED陣列128之LED是如何連接的說明是被提供。 該LED 84A的第二電極98A是經由橋導線132來電氣連 15 接至該第三導電圖案106。因此，該LED 84A的第二電極98A 和該LED 84B的第一電極96B是電氣連接。注意的是，該第 二電極98A和該橋導線132是如於稍後所述被一體地形成。 同樣地，該LED 84B的第二電極98B是經由橋導線134 來電氣連接至該第四導電圖案108。因此，該LED 84B的第 2〇 二電極98B和該LED 84C的第一電極96C是電氣連接。注意 的是，該第二電極98B和該橋導線134亦是如稍後所述被一 體地形成。 即，該等LED 84A，84B，和84C是經由橋導線132和134 及其類似來被串聯連接。 25 1374553 • v 此外，該LED 84C的第二電極98C是經由橋導線136來 電氣連接至該第二導電圖案104«注意的是’該第二電極98C 和s亥橋導線136亦如稍後所述被一體地形成。此外，如上所 述’該LED 84A的第一電極96A是連接至該第一導電層1〇2。 5 注意的是’該橋導線132,134,和136是藉著由氮化石夕製 成的絕緣薄膜138,140,和142來與該半導體多層結構 94A，94B，和94C電氣地隔絕。 相同的描述是應用到該第二LED陣列130的連接。即， 該第一和第二LED陣列128和130是並聯地連接，如在第8£) 10 圖中所示。 藉由如上所述串聯連接三個LED，與由實施例1所獲得 之關於所需之電源之優點相同的優點是被獲得。然而，應 要注意的是’該等LED 84A-84F能夠以一個2串聯3並聯配 置的形式（即，該等LED是成對地串聯連接而_聯連接的 15 LED對疋並聯連接）來被連接。或者，該等LED 84八_841；可 以在自己的端被電氣獨立下被設置。 此外，由於該等實質上規則三角形LED 84A 84F是被 如此配置於該底基材8 2上以致於每個L E D 8 4的一個頂點在 平面圖中是實質上指向相同的點。藉著這配置，在該底基 20材82上的LED 84A-84F共用地形成一個在平面圖中實質上 規則六角形。 該填光體86具有-個實f上圓柱形外形。嚴格地說， 為了稍後所述之製造理由，該峨光體86是實質上成具有錐 形側表面之圓錐形平戴頭體形狀。然而，該錐形角是極小， 26 因此该磷光體86是被視為實質上圓柱形形狀。該圓柱形形 狀的中央軸是實質上與由該等LED 84A-84D全部一起所形 成之六角形形狀的中央軸一致。該磷光體86是由像矽般的 透明樹脂製成，包含四種顏色（藍色 '綠色、黃色 、與紅色） 中之每一者之至少一者之磷材料的散佈粉末以及像Si02般 之金屬氧化物的無形粒子。藍色磷材料的例子包括 (Ba，Sr)MgAll0〇17 : Eu2+ ’ 和（Ba，Sr，Ca，Mg)10(PO4)6Cl2 : Eu 。綠色磷材料的例子包括BaMgAl1()017 : Eu2+、Mn2+、 和（Ba’SrhSiO4 : Eu2+。黃色磷材料的例子包括 1〇 (Sr，Ba)2Si〇4 : Eu2+。紅色磷材料的例子包括La2〇2S :
Eu、CaS : Eu2+、和 Sr2Si5N8 : Eu2+。 與實施例1的半導體發光裝置1〇相似，具有以上之結構 的半導體發光裝置80是安裝於—個印刷線路板或其類似上 俾可隨時供使用。 15 在電流經由第一和第二電源端114和116的施加時，每 個發光層90發射380 nm之波長的紫外線。部份的紫外線是 由磷光體86變換成藍色、綠色、黃色、和紅色光線。該四 種顏色之光線的混合產生白色光線。在這裡，由於白色光 線是從該等被配置俾可形成一個在平面圖中實質上規則六 20角形形狀的LED 84A-84F發射出來，該束點是比由習知正 方形LED晶片所發射出來的束點更圓形。此外，根據實施 例2，該磷光體86是圓柱形形狀。因此，該束點甚至比實施 例1的束點更圓形。 接著，製造實施例2之半導體發光裝置80之步驟的說明 27 1374553 是配合第1(M3圖來被提供。在第ι〇至13圖中，該半導體發 光裝置80之組件的材料是由兩仟位數的標號標示而其最後 的三個數字是對應於標示對應之組件的標號。 首先，如在第10圖中所示，一個半導體多層結構2094 5是藉著，例如，MOCVD法來在單晶體基材144之(〇〇〇1)平 面之上依所述之順序外延長成後面的層來被形成（步驟 A2)。即，一個GaN犧牲層（圖中未示）、一個將於稍後構成 第二導電層92 (第9圖）的n-AlGaN層2092、一個將於稍後構 成發光層90 (第9圖）的AlGaN/InGaN MQW發光層2090、一 10個將於稍後構成第一導電層88 (第9圖）的p-AlGaN層2088是 以所述的順序被連續地沉積。在這裡，一個具有HCP晶體 結構的藍寶石基材是被使用作為該單晶體基材144。 在該半導體多層結構2094的表面中，分割凹槽146是被 形成到一個到達該單晶體基材144的深度，藉此該半導體多 15層結構2094是被分割成若干規則三角形塊體（步驟B2)。 鈍化薄膜148是藉著，例如，濺鍍來由氮化矽形成（步 驟C2)。該鈍化薄膜148覆蓋該等分割凹槽146的下表面和侧 壁（即，該半導體多層結構2〇94之規則三角形塊體的側表 面），以及該半導體多層結構2094之規則三角形塊體的部份 20 上表面。雖然該等鈍化薄膜148餘留在完成的半導體發光裝 置80’該等纯化薄膜148在圖式中是未被顯示，除了在第1〇 和11圖中之外。 接著’堆疊的Rh/Pt/Au薄膜是藉著，例如，電子束蒸 發法來被形成於該第一導電層88的上表面上（步驟D2)，藉 28 此構成該第-電極96。此外，切開導引凹槽15〇是藉著，例 如’乾姓刻來形成於該單晶體基材144的下表面（步⑧2)。 基本上’除了凹槽圖案之外，形成導引凹槽15〇的步驟是與 實施例1之形成導引凹槽68 (第4圖）的步驟F1 (第4圖）相 似。更明確地，在實施例1中，該等導引凹槽68是被形成俾 可把該晶圓分隔成數個菱形區域(見第5圖）、然而，在實施 例2中’該等導引凹槽15哎如在糾圖中所示被形成俾可 把該晶圓152分隔成規則三角形區域。 藉由沿著該等導引凹槽15〇的切開，該單晶體基材144 10是被分割成個別的LED晶片154 (步驟E2)。 與實施例1相似，藉由沿著晶圓座標平面切開，該半導 體多層結構在切割之時的碎裂和爆裂是被抑制❶此外，除 了沿著不再有規則三角形區域能夠被形成的外周緣之外， ”玄半導體多層結構2094是在沒有浪費下被完全地利用。因 15 此，與實施例1相似，與在第31圖中所示的習知例子比較起 來’該單晶體基材的最大使用是被確保。 現在，請參閱第12和13圖所示，製造該底基材82 (第8 圖）和安裝該等LED晶片84至該底基材82上之步驟的說明是 被提供。注意的是，顯示製造步驟的第12和13圖是為沿著 20 在第8B圖中所示之半導體發光裝置80之線E-E的剖視圖。 首先，一個由A1N製成且具有電鍍貫孔118-124 (未在第 12圖中顯示，見第8圖）的絕緣基板2100是被準備（步驟F2)。 在絕緣基板2100之上表面的預定區域中，堆疊的 Ti/Pt/Au薄膜是藉著，例如，濺鍍來被形成，藉此設置該第 29 1374553 一至第六導電圖案102-112 (第8圖）》此外，在該絕緣基板 2100之上表面的預定區域中，堆疊的Ni/Au薄膜是藉著例 如，電鍍來被形成，藉此設置該第一和第二電源端114和116 (第8圖）。（步驟G2) 5 在該第一至第六導電圖案102-112 (第8圖）的預定區域 中’ AuSn薄膜2126A-2126F(2126D-2126E未在圖式中顯示） 是藉著，例如，電鍍來被形成（步驟H2广該等AuSn薄膜 2126A-2126F將於稍後構成該等黏接層126。 在步驟E 2中得到的每個L E D晶片15 4是連接到該絕緣 10基板21〇〇 (步驟J2)。更明確地，該第一電極96是面向下， 而該AuSn薄膜2126是被壓靠該第一電極96。在這狀態中， 該AuSn薄膜2126是被加熱俾被溶化且連接至該第一電極 96 〇 接著’為了把s玄等單晶體基材（藍寶石基材）144自該等 15 LED晶片移去’該等單晶體基材144是由355 nm波長之第三 諧波的YAG雷射光束LB照射。該雷射光束LB在沒有被吸收 下通過該單晶體基材（藍寶石基材）144。該雷射光束LB的吸 收僅在GaN犧牲層（圖中未示）發生，因此放熱是被局部地形 成。局部熱引發在該等GaN犧牲層之界面附近之GaN鍵結的 20分解。結果，該等單晶體基材（藍寶石基材）144在晶體結構 方面變成與該等半導體多層結構94 (第二導電層92)分離。 然而，δ玄專皁晶體基材144依然經由含金屬Ga的層來物理地 連接至該等半導體多層結構94。該等單晶體基材144是藉著 浸泡在’例如’酸鹽内俾把在該等界面附近的部份溶解來 30 1374553 ♦ 9 被移去。（步驟K2) 接著，要形成該等絕緣薄膜13814〇，和142，氮化矽薄 膜是藉著，例如，濺鍍來被形成俾覆蓋該半導體多層結構 94的側表面（步驟l2)。 5 接著堆免的Ti/Pt/Au薄膜是藉著，例如，減鍍來被形 成於預定區域俾提供該等第二電極98A98C以及橋導線 132,134,和 136 (步驟M2)。 一個含磷粒子與像氧溶膠（aer〇sil)般之搖變性 (thixotropy)的矽樹脂是藉著，例如’網印法來被施加俾覆 10盍所有該等LED 84A-84F (LED 84D和84F未在第13圖中顯 示）。在這裡，該矽樹脂是被實質上施加成圓柱形狀而且是 被熱硬化來形成該磷光體86。（步驟N2)。 s玄絕緣基板2100是藉切割刀片DB來被切割成塊體（步 驟Q2)。每個塊體構成一個完成的半導體發光裝置8〇。 15 根據實施例2’該等LED晶片是利用沿著晶體座標平面 的切開來被製成，以致於各具有一個在平面圖中實質上規 則三角形形狀。為了實現如此的切開，各包括—個發光層 的該等半導體多層結構是被長成在一個HCP單晶體基材 上。該HCP平晶體基材是利用該在第13圖中所示之步驟Q] 20 中所使用的切割刀片DB、雷射光束、或者濕蝕刻來被分割 成個別的LED晶片，因此該切割可以沿著會或不會與晶體 座標平面一致的線來被執行。在切割是沿著不與晶體座標 平面一致之線來被執行的情況中，該等半導體多層結構可 以被長成在一個不具有HCP晶體結構的基材上，像一個& 31 1374553 基材般。藉由以在第11A圖中所示的圖案分割該基材成塊 體’各具有一個實質上規則三角形形狀之個別的led晶片 能夠被得到。 注意’在利用切割刀片切割的情況中，是有LED晶片 5之碎裂和爆裂的風險，而且當該晶圓（即，基材）是堅硬時風 險是增加。在利用雷射光束切割的情況中，最好是以最可 能低的電力來執行切割俾可避免對發光層的任何損害。有 鑑於以上所述，較薄的晶圓是更合意的。 實施例3 10 第14圖顯示一個LED晶片400，其是由本發明之實施例 3之方法所製成的半導體發光元件。第14A圖是為該LED晶 片400的平面圖而第14B圖是為沿著第14A圖之線g_G的剖 視圖。 如在第14A圖中所示，該LED晶片400在平面圖中是成 15 貫質上規則六角形形狀。如在第14B圖中所示，該LED晶片 400是由一個單晶體基材4〇2和一個半導體多層結構（多層 傍軸(paraxial)結構）404所構成。該半導體多層結構4〇4是從 頂部起（即’從遠離該單晶體基材402之側起)依所述順序由 一個由p-GaN層製成之第一導電類型的第一導電層4〇6、一 20個由InGaN/GaN層製成的發光層408、一個由n-GaN層製成 之第二導電類型的第二導電層410所構成。該半導體多層結 構404構成一個二極體《注意的是，該單晶體基材4〇2是由 n-GaN製成’而該半導體多層結構4〇4是外延長成於其上。 當從上面看該LED晶片400時，該實質上規則六角形半 32 1374553 導體多層結構404之成實質上菱形形狀的—個角落部份是 被移去。在該等層的厚度方向上，被移去的部份從該第一 導電層406延伸到在該第二導電層410中的某個中點。即， 由於移去的結果’該第二導電層4之成菱形形狀的一個區 5域是被曝露。在該第二導電層410的菱形區域上，一個η-電 極是被形成作為第二電極412。在該第一導電層406的上表 面上，一個ρ-電極是被形成作為第一電極414。該第二電極 412是由堆疊的Ti/Au薄膜製成’而該第一電極414是由堆疊 的Rh/Pt/Au薄膜製成。 10 如在第14A圖中所示，該實質上規則六角形LED晶片 400的每個頂點（由標號4丨3所表示的部份）是被切除俾留下 一個弧形凹處。這些凹處是由於在稍後描述之製造步驟中 形成於晶圓156之孔洞162 (第π圖）的結果而出現。此外， 由於在稍後描述之製造步驟中形成於晶圓156之表面之導 15引凹槽164 (第18圖）的結果’ LED晶片400之橫向側的部份 415是傾斜，如在第14B圖中所示。 現在，具有以上之結構之LED晶片400之製造方法的說 明是配合第15至19圖來被提供。在第15至19圖中，該LED 晶片400之組件的材料是由三仟位數的標號標示而其最後 20 的三個數字是對應於標示對應之組件的標號。 首先’如在第15圖中所示，一個半導體多層結構3404 是藉著，例如’ MOCVD法來在n_GaN單晶體基材3402之 (0001)平面之上依所述之順序外延長成後面的層來被形 成。即，一個將於稍後構成該第二導電層41〇 (第14圖）的 33 1374553
GaN層3410、一個將於稍後構成該發光層408 (第14圖）的 InGaN/GaNMQW發光層3408、一個將於稍後構成第一導電 層406 (第14圖）的p-GaN層3406是以所述的順序被沉積。然 後’一個Rh/Pt/Au薄膜堆疊3414是藉著，例如，電子束蒸 5 發法來被形成於該p-GaN層3406的上表面上。該Ph/Pt/Au薄 膜堆疊3414將於稍後構成該第一電極414 (第14圖）。（步驟 A3) 〇 為了產生用於形成第二電極412 (第14圖）的區域（菱形 區域），部份的η-GaN層3410、InGaN/GaN MQW發光層 10 3408、p-GaN層3406、和Rh/Pt/Au薄膜堆疊3414是藉著，例 如’乾蝕刻來被移去（步驟B3)。 在該菱形區域上，將於稍後構成該第二電極412 (第14 圖）的Ti/Au薄膜堆疊是被形成（步驟C3)。 第16A圖是為該晶圓156在步驟C3被完成之狀態的放 15 大平面圖。如在第16A圖中所示，在該晶圓156上，數個各 具有一個Ti/Au薄獏堆疊3412和一個在半導體多層結構 3404上之Rh/Pt/Au薄膜堆疊3414之實質上規則六角形158 (於此後’簡稱”規則六角形158”)是被形成（第15圖，步驟 C3)。為了清楚’第16B圖顯示整個晶圓156,虛線表示通過 20在相鄰之規則六角形158之邊界之間之中間點的中間線 160。如在第16B圖中所示，該晶圓156是以六角形配置被分 隔成蜂巢狀圖案。即，除了沿著該晶圓158的周緣之外，該 晶圓158是被分隔成均一形狀（規則六角形）的區域。此外， 每個六角形158的每一側是與該等[un [2-1-10]、ρ υο] 34 1374553 * t 方位中之一者一致。選擇如此之分隔的原因將於稍後作說 明。 請再參閱第15圖所示，與該半導體多層結構3404相對 之單晶體基材3402的表面是藉著，例如，機械研磨法來被 - 5研磨，直到厚度到達1〇〇 μπι左右為止（步驟D3)。 接著，如在第丨7圖中所示，一個孔洞162是形成在由三 個相鄰之規則六角形158中之每一者之頂點所指的每個位 φ 置（步驟Ε3)。換句話說，如在第17圖中所示的放大部份Κ 中，一個孔洞162是形成於由中間線162所界定之三個相鄰 10之規則六角形之頂點相遇的每個位置。該等孔洞162可以藉 著’例如’乾姓刻或者雷射來被形成。此外，該等孔洞162 可以疋貝孔或者非貫孔。然而，在非貫孔的情況中，深度 必須比將於稍後作描述之導引凹槽164的深度大。用於形成 該等孔洞162的原因亦將於稍後作描述。 15 接著，如在第18圖中所示，該等切開導引凹槽是藉著， • 例如’乾蝕刻來從該半導體多層結構3404側形成於該晶圓 156的表面（步驟F3)。該等導引凹槽164是沿著該等中間線 • 16〇(第16和17圖）形成，因此該單晶體基材3402是被分隔成 具有六角形區域的蜂巢狀圖案。不言而喻的是，每個六角 20形區域的每一側是與該等[1-210]、[2-1-10]、[11-20]方位中 之一者一致。 接著’ 一個彈性薄片168是被黏著地連接至該單晶體基 材3402，而該晶圓156是經由另一個彈性薄片166來安裝於 個工作台17〇之上。一個由彈性材料製成之實質上球形壓 35 力-施加元件172是在第19圖中所示的箭頭方向上於該薄片 168之上滾動橫越該晶圓156數次。在滾動時，該壓力施加 元件172是被壓靠該薄片168 (即，壓力是經由該薄片來 施加到該單晶體基材）。（.步驟G3)。 結果，該晶圓156 (單晶體基材3402)是沿著該等導引凹 槽164來被切開成個別的LED晶片（步驟H3)。 在導引凹槽如在實施例1和2中（第5和11圖）線性地延伸 橫越該晶圓的情況中，切開是在沒有問題下被執行。然而， 如在導引凹槽是以複雜圖案形成的實施例3中，切開牽涉在 10不期待之位置（導引凹槽之外的位置）爆裂的風險。即，沿著 該等導引凹槽之一線段所產生的爆裂形成在該線段之結束 點後面。為了防止如此非故意的爆裂，實施例3提供以上所 述的孔洞162 (第π圖）。該等孔洞162的存在阻止爆裂黛 延，因此將不會有非故意的爆裂。 15 與實施例1和2相似，藉由沿著晶體座標平面的切開， 於切割之時半導體多層結構的碎裂和爆裂是被抑制。此 外，亦與實施例1和2相似，除了不再有規則六角形區域能 夠被形成的周緣之外，該單晶體基材3402是在沒有浪費下 被完全地使用。即，與在第31圖中所示的習知例子比較起 2〇 來，該單晶體基材3402的最大使用是被確保。更明確地， 在與實施例1和2相似的實施例3中，該單晶體基材是由導弓丨 凹槽分隔成均一形狀的區域，而且是沿著該等導引凹槽來 被分割成個別的塊體(LED晶片）。因此，該單晶體結構基材 是在最不浪費下被使用。 36 1374553 此外，根據實施例3，每個LED晶片400本身具有實質 上規則六角形形狀。因此，與實施例1和2不同，不必使用 數個結合一起的LED晶片。注意，不言而喻的是該LED晶 片400可以與磷光體結合一起使用（藉由設置磷光體來覆蓋 5 該LED晶片400)俾構成一個白光LED。 當然，亦可應用的是，數個LED晶片400可以結合一起 使用俾構成一個半導體發光裝置，與實施例1和2相似。 第20圖顯示如此之一種半導體發光裝置的例子。 第20A圖顯示由七個被配置來形成一個在平面圖中實 10 質上規則六角形形狀之LED晶片400所構成的半導體發光 裝置420。 該半導體發光裝置420在結構方面基本上是與實施例1 的半導體發光裝置10 (第1圖）相似，除了形成在該絕緣基板 上的導電圖案及其類似的之外。因此，詳細描述不被提供。 15 第20B圖顯示由九個被配置來形成一個在平面圖中實 質上規則六角形形狀之LED晶片400所構成的半導體發光 裝置422。 該半導體發光裝置422在結構方面基本上是與實施例1 的半導體發光裝置10 (第1圖）相似，除了形成在該絕緣基板 20 上的導電圖案及其類似的之外。因此，詳細描述不被提供。 實施例4 以上之實施例3的LED晶片400是被設計以供覆晶方式 安裝而且具有P-和η-電極在該單晶體基材的相同主表面 上。相對地，在本發明之實施例4之方法中製造的LED晶片 37 1374553 ♦ 9 500具有p-電極和η·電極在該單晶體基材之互相不同的主表 面上。 第21A圖是為該led晶片500的斜視圖而第21B圖是為 平面圖。第21C圖是為該LED晶片500之沿著第21B圖之線 5 H-H的剖視圖。 如在第21B圖中所示，該LED晶片500在平面圖中是實 質上規則六角形形狀。如在第14八和14B圖中所示，該LED 晶片500是由一個HCP單晶體基材502和一個半導體多層結 構（多層蠢晶結構）504所構成《該半導體多層結構504是從 10頂部起(從遠離該HCP單晶體基材502的一側起)依所述之順 序由一個由p-GaN層製成之第一導電類型的第一導電層 506、一個由InGaN/GaNMQW層製成的發光層508、一個由 n-GaN層製成之第二導電類型的第二導電層51〇所構成。該 半導體多層結構504構成一個二極體。注意的是，該HCP單 15晶體基材502是由一個n-GaN基材製成，該半導體多層結構 504是外延長成在該基材上。 在β亥弟一導電層506的整個表面上，一個由ιτο塗層製 成的透明電極512是被形成。在該透明電極512的上表面 上，一個由堆疊之Ti/Pt/Au薄膜製成的接觸電極514是被形 20成。在這實施例中，該透明電極512和該接觸電極514構成 一個第一電極514，其是為一個p-電極。該接觸電極514是 由一個規則六角形框邊部份和一個從該六角形之中央延伸 到該六角形框邊之頂點的輪輻部份所構成。. 在該單晶體基材502的整個下表面上，一個n電極是被 38 形成作為第二電極518。該第二電極是由堆疊的Ni/Ag/Pt/Au 薄膜製成。 如在第21A和21B圖中所示，該實質上規則六角形LED 晶片500的每個頂點（由標號517所表示的部份）是被切除俾 5 留下一個弧形凹處。這些凹處是由於在稍後描述之製造步 驟中形成於晶圓174之孔洞178 (第25圖）的結果而出現。此 外’由於在稍後描述之製造步驟中形成於晶圓174之表面之 導引凹槽182 (第24圖）的結果，LED晶片500之橫向側的部 份519是傾斜，如在第21C圖中所示。 10 當安裝具有以上之結構的LED晶片500到，例如，一個 印刷線路板上時，該第二電極518是被直接黏接至該印刷線 路板的黏接焊塾。此外，該第一電極516在其之中央（在那 裡與輪輻相遇）是以黏接導線電氣連接至該印刷線路板的 另一個黏接焊墊。 15 接著’該led晶片500之製造方法的說明是配合第 22-25圖來被提供。在第22-25圖中，該LED晶片500之組件 的材料是由四仟位數的標號標示而且其之最後三個數字是 對應於表示對應之組件的標號。 首先’如在第22圖中所示’ 一個半導體多層結構4504 20是藉著M0CVD法來在n-GaN單晶體基材4502之(0001)平面 之上依所述之順序外延長成後面的層來被形成（步驟A4)。 即’一個將於稍後構成第二導電層51〇 (第21圖）的11_〇必層 4510 ' —個將於稍後構成發光層45〇8 (第21圖）的 InGaN/GaN MQW發光層4508、一個將於稍後構成第一導電 39
1374553 ♦ I 層506 (第21圖）的p-GaN層4506是以所述的順序被連續地沉 積。 部份的半導體多層結構4504 (即，部份的n-GaN層 4510、InGaN/GaN MQW層4508、p-GaN層4506)是藉著，例 5 如，乾蝕刻來被移去到一個到達在該n-GaN層4510中之某個 中間點的深度，俾可留下數個形成有該半導體多層結構 4504之上部的規則六棱柱（步驟B4)。第23圖是為該晶圓174 在步驟B4被完成之狀態中之一部份的放大圖。如在第23圖 中所示，該半導體多層結構4504是被分隔成在平面圖中實 10 質上規則六角形形狀176 (於此後，簡稱”規則六角形 176”）。該等規則六角形176排列的圖案是與在實施例3中所 述的圖案相同（見，例如，第16圖）。 請再參閱第22圖所示，一個ITO塗層4512是藉著，例 如，減;链來形成於該p-GaN層4508的上表面上（步驟C4)。該 15 ITO塗層4512將於稍後構成該透明電極512 (第21圖）。 接著，堆疊的Ti/Pt/Au薄膜4516是藉著，例如，電子束 蒸發來被形成（步驟D4)。該Ti/Pt/Au薄膜堆疊4516將於稍後 構成該接觸電極516 (第21圖）。 與該半導體多層結構4504相對之單晶體基材4502的表 20 面是藉著，例如，機械研磨法來被研磨，直到厚度到達1〇〇 μιη左右為止（步驟E4)。 現在請參閱第24圖所示，堆疊的Ni/Ag/Pt/Au薄膜4518 是形成於該單晶體基材4504的研磨表面上（步驟F4)。該 Ni/Ag/Pt/Au薄膜堆疊將於稍後構成該第二電極518 (第21 40 1374553 » *
接著如在第25圖中所不，為了與實施例3相同的原 因卩A了防止不合意之爆裂在切開之時的發生，孔洞 m是被形成(步驟G4)。注意的是，在第25圖中所示的虛線 表不在相鄰之規則六角形176之邊界之間的中間線180。 10 凊再次參閱第Μ圖所示，切開導引凹槽182是藉著，例 乾姓刻來從半導體多層結構45〇4的一側形成於該晶圓 m的表面（步驟Η4)β該等導引凹槽182是沿著該等中間線 !8〇(第25@)來破形成’因此該單晶縣材_是被分隔成 -個具有六角形區域的蜂巢狀圖案。不言而喻的是，每個 六角形區域的每—側是與該[1-210]、[2-1-10]、[U_20]方位 中之一者一致。 接著，與實施例3相似，一個彈性薄片168是黏著地連 接至遠晶圓174 ’而該晶圓174是經由另一個彈性薄片166來 15被安裝於一個工作台170之上。一個由彈性材料製成之實質 • 上球形壓力-施加元件17 2是在把該壓力-施加元件17 2壓靠 該薄片168時在該薄片168之上滾動橫越該晶圓174數次。 (步驟J4)。 結果，該晶圓174 (單晶體基材4502)是沿著該等導引凹 20 槽182被切開而且被分割成個別的LED晶片500 (步驟K4)。 該等LED晶片500是從該等薄片166和168移去俾可隨 時供使用。 實施例4的製造方法達成與由實施例3所達成之效果相 同的效果。因此，無描述被提供。 41 1374553 * * 而且，與實施例3相似，數個LED晶片500可以被使用 俾藉由把該等LED晶片500排列來一起形成實質上規則六 角形形狀來構成一個半導體發光裝置》 實施例5 5 第26圖是為具有實施例1之半導體發光裝置10之白光 LED模組200的外部斜視圖（於此後簡稱’’LED模組200”）。代 替半導體發光裝置10，該LED模組200可以具有實施例2的 半導體發光裝置80 (見第8圖，例如），或者具有實施例3的 半導體發光裝置420或422 (見第20圖）。然而，在這實施例 10 中，具有實施例1之半導體發光裝置10之LED模組200的說 明是被提供作為例子。注意的是，該LED模組200是被固定 到一個於稍後描述的照明設備240 (第2 9圖）俾可隨時供使 用。 該LED模組200包括一個直徑為5 cm且由A1N製成的圓 15 形陶瓷基板202作為安裝基板。該LED模組200亦包括三個 玻璃透鏡204,206,和208。該陶瓷基板202是設有一個供連接 到該照明設備240用的導引凹口 210，及供來自該照明設備 240之電源供應用的正和負極端212和214。 第27A圖是為該LED模組200的平面圖。第27B圖是為 20 該LED模組200之沿著第27A圖之線F-F的剖視圖。第27C圖 是為一個顯示第27B圖之部份G的放大圖。 如在第27A和27B圖中所示，該陶瓷基板202在其之中 央具有一個供連接至該照明設備240用的導引孔（貫礼） 216。此外，該陶瓷基板202的下表面是被塗佈有一個鍍金 42 1374553 層217俾可改進散熱效果。 該等半導體發光裝置10 (總數計三個）是被安裝於該陶 瓷基板202上，各在一個對應於該等在第27A圖中被描繪如 圓形之透鏡204,206,和208中之對應之一者之中央的位置。 5 該陶瓷基板202是為兩個堆疊在一起的陶瓷基板2〇1和 203，它們中之每一者是為0.5 mm厚且主要是由A1N製成。 或者，該等陶瓷基板201和203可以由包括A1203、BN、 MgO、ZnO、SiC、和鑽石之各式各樣的材料製成。 該等半導體發光裝置10是以該第一和第二電源端42和 1〇 44 (見第1圖）面向該是為下層之陶瓷基板201的形式來安裝 於該陶瓷基板201上。該是為上層的陶瓷基板203是設有向 下錐形貫孔215，它們中之每一者是用於確保半導體發光裝 置10的安裝空間。換句話說，該陶瓷基板202具有凹室，它 們中之每一者是朝開口直徑地變大，而且每個半導體發光 15 裝置10是安裝於該等凹室中之對應之一者的底部。然而， 形成該等凹室的貫孔不必是錐形。該等貫孔可以界定一個 碗狀輪廊，例如。 具有均稱厚度的一個鋁反射薄膜219是被設置來覆蓋 該上陶瓷基板203的上表面以及形成貫穿該陶瓷基板203之 20 貫孔215的内壁。藉由該鋁反射薄膜219的設置，反射器（反 射器孔）是被形成。每個貫孔215是被形成（設計）俾可具有如 此之形狀以致於從該等半導體發光裝置10之橫向側發射出 來的白色光線是由該鋁反射薄膜219在一個實質上與該陶 瓷基板203之主表面垂直的方向上反射。 43 1374553 -對陰極焊塾218和陽極烊塾22〇 (在第28B圖中顯示) . 是設置於該陶宪基板2G1的上表面上，在每個於其那裡要安 I有半導11發光裝置1G的位置。每個科是由鍍有錄(Ni) 而然後鍍有金(Au)的銅(Cu)製成。每個半導體發光裝置⑺ • 5 &安裝有面向下的底基材12。就安裝而言，該第二電源端 44是被焊接到該陰極焊墊218，而該第-電源端42是被焊接 到該陽極輝塾2〇2。取代焊錫，金凸塊或者銀膠可以被用於 ^ 把該等電源端連接到該等焊塾。 该等透鏡204,206和208是藉著黏著劑221來被黏接到 10該陶瓷基板2〇3。該黏著劑221可以是矽樹脂、環氧樹脂、 或其類似。 該三個半導體發光裝置1〇是由一個形成於該陶瓷基板 201之上表面上的導線圖案並聯地連接。 第28 A圖是為一個在沒有透鏡2〇42〇6，和2〇8下顯示 15 LED模組200的平面圖。在第28A圖中，該三個半導體發光 ^ 裝置1〇是以字母A、B、和C表示俾可分辨它們。 如上所述，一對陽極焊墊220和陰極焊墊218 (第28B圖） . 是設置於該陶瓷基板201的上表面上，於每個要安裝有對應 之半導體發光裝置10A，10B和10C的位置。 20 連接至該等半導體發光裝置ΙΟΑ,ΙΟΒ和10C的該等陽 極焊墊220是藉著導線圖案236來互相電氣連接。該導線圖 案236是經由電鍍貫孔237來在其之末端連接至該正極端 212。同樣地，連接至該等半導體發光裝置1〇A，1〇B*1〇c 的該等陰極焊墊218是藉著一個導線圖案238來互相電氣連 44 1374553 鳥 接。該導線圖案238是經由電鍍貫孔239來在其之末端連接 至該負極端214。換句話說，該等半導體發光裝置i〇a，10B 和10C是經由該等導線圖案236和238來並聯地連接。 具有以上之結構的LED模組200是連接至該照明設備 5 240俾可隨時供使用。該LED模組200與該照明設備240—起 構成一個照明裝置242 » 第29A圖是為該照明裝置242的示意斜視圖而第29B圖 是為一個底視圖。 該照明設備240是被固定在房間的天花板，例如。該照 10 明設備240是設有一個用於把來自商業電源（例如，1〇〇 v， 50/60HZ)之交流電流變換成驅動該LED模組200所需的直流 電流。 請參閱第30圖所示，用於把LED模組200連接至該照明 設備240之結構的說明是被提供。 15 該照明設備240具有一個用於把該LED模組200固定於 其内的圓形凹室244。該圓形凹室244具有一個平底部和一 個在相鄰於其之開口之部份具有内螺紋（未被顯示）的内 壁。該照明設備240亦具有電源端246和248和一個導引卡爪 230,它們全部具有撓性且是從在該於該螺紋部份與該底部 20 之間之内壁上的點向内凸伸。該電源端246是為一個正極 端，而該電源端248是為一個負極端。此外，一個直立導引 插腳252是設置在該圓形凹室244之底部的中央。 為了該LED模組200至該照明設備240的連接，由;6夕橡 膠製成的一個〇形環254與一個環形螺絲256是被提供。該環 45 1374553 * * 形螺絲256具有貫質上矩形的剖面而且具有一個設有螺紋 的外表面（圊中未示）。此外，該環形螺絲256在圓周方向上 具有一個凹口 258。 現在，連接程序的說明是被提供。 5 首先，該LED模組200是固定至該圓形凹室244内。於 固定之時’該LED模組200是被如此定位以致於⑴該陶竞基 板202變成在該圓形凹室244的底表面與該等電源端246和 248之間，（ii)該導引插腳252變成進入該導引孔216，和（iii) 該導引凹口 210與該導引卡爪230結合。由於該導引插腳252 10 至該導引孔216内的***，該LED模組200是與該圓形凹室 244軸向地對準。此外，由於在該導引凹口 21〇與該導引卡 爪230之間的結合‘，該等電源端246和248是相對於該正極端 212和§玄負極端214來被適當地定位。 在該LED模組200被固定至該圓形凹室244内之後，該〇 15 形環254是被置放且該環形螺絲25 6是被螺鎖至該圓形凹室 244内俾可確保該環形螺絲256在適當位置。結果，該正極 端212和該負極端214變成分別與該等電源端246和248緊密 接觸’藉此可靠地建立電氣連接。此外，該陶瓷基板202的 整個表面變成與該圓形凹室244的平底部表面緊密接觸。因 20 此’該LED模組200所產生的熱是有效地被傳導到該照明設 備240，藉此改進該LED模組200的散熱效果。為了進一步 改進在該LED模組200與該照明設備240之間的熱傳導率， 石夕氧樹脂滑脂（silicone grease)可以被施加到該陶曼基板 202和該圓形凹室244的底部表面。 46 1374553 » b 在來自商業電源之電流至具有以上之結構之照明裝置 242的施加時，被包括於每個半導體發光裝置1〇内之LEd晶 片14八-14(：_之每一者發射藍色光線。部份的藍色光線由被 包括於該磷光體16内的磷粒子變換成黃色光線◊該藍色光 5線與黃色光線被混合俾可產生白色光線。最終的白色光線 是被發射通過對應的透鏡204,206,和208。 被包括於該LED模組200 (第26圖）内的半導體發光裝 置10可以在沒有該底基材12 (第1圖）下被構築而成。即，該 等半導體發光裝置10可以被直接安裝到該陶瓷基板202 (第 10 .26圖）上。當然’當作出如此之變化時，是必須適當地改變 要設置於該陶瓷基板202上之組件的形狀，像黏接焊墊與電 源端般。在這裡’該陶瓷基板202作用如每個半導體發光裝 置10的底基材。在LED模組200包括各不被設有底基材之 LED晶片400或500的情況中，直接把該等LED晶片400或 15 500安裝至該陶究基板202上而然後形成一個填光體層來覆 蓋該等LED晶片是可應用的。 到這時為止，本發明業已配合以上作為例證的實施例 來作說明。然而’應要察覺到的是，本發明並不受限於以 上的特定實施例而包括後面之各式各樣的變化可以被完 20 成。 原理上’以上之實施例的每個半導體發光裝置具有一 個發光元件，其是由一個半導體多層結構'一個第一電極、 和一個第二電極所構成。該半導體多層結構具有後面按所 述之順序構成一個二極體的層：由p-半導體製成之第一導 47 電類型的一個弟一導電層；一個發光層；由η-半導體製成 之第二導電類型的一個第二導電層。該第二導電層是設置 於該發光層的發光側。該第一和第二電極是分別與該第一 和第二導電層接觸。該半導體多層結構額外地具有一個支 撐該發光元件和磷光體的底基材。該磷光體是置於該底基 材上俾可覆蓋s亥發光元件而且包令—種具有藉由吸收由發 光層所發射之光線來發射光線之特性的磷材料(磷粗子）。該 底基材具有分別電氣連接至該第一和第二電極的第一電源 端和第二電源端。 (1) 如上所述’該第一導電層可以是一個p-GaN層或者 一個p-AlGaN層。如上所述，該第二導電層可以是一個 n-GaN層或者一個n-AlGaN層。在第一導電層是由p-半導體 製成的情況中，該第二導電層必須由n-半導體製成。反之， 在第一導電層是由η-半導體製成的情況中，該第二導電層 必須由Ρ-半導體製成。 (2) 如在以上實施例1中，一個inGaN/GaN MQW發光 層可以被使用作為用於發射範圍從藍色(430-470 nm)到紫 色（380-430 nm)之光線的發光層。為了發射近-紫外線(380 nm或者更短），一個AlGaN/InGaN MQW發光層可以如在實 施例2中被使用。 (3) 該第一導電層、該發光層 '和該第二導電層分別可 以是0.1-0.5 μΐΏ厚、0.01-0.1 μπι厚、和〇 5·3 μπ1 厚。此外， 忒第一導電層、該發光層、和該第二導電層中之每一者可 以由單層或者多層製成。此外，多層可以由互相不同組合 物製成。 (4) 如上所述，該單晶體基材是被設置與該第一或第二 導電層的主表面接觸而且是被使用於外延長成該半導體多 層結構。該單晶體基材可以是GaN ' SiC、與藍寶石基材中 5之任—者’而且厚度可以是大約0.01-0.5 mm。 (5) 該第一和第二電極的材料未被限制。然而，最好的 是使用包含，例如，Ni或Ti之與第一或第二導電層具有相 田低之接觸電阻的金屬材料。為了改進該半導體發光裝置 的發光效率，最好的是與第一導電層接觸的第一電極是由 10把成發光層發射出來之光線反射的村料製成。例如，在以 上之實施例中所使用的Rh/Pt/Au薄膜堆疊是理想的。在第 二電極是設置於第二導電層之作為發光表面之主表面上的 情况中’為了改進發光效率，最好的是，該第二電極是由 像ITO般的透明導電材料製成。該第—與第二電極中之每〜 15者可以是0.01-3 μιη厚。 ⑹該底基材的材料未被特別限制。例如，該底基材可 以疋主要地由像si或者Sic般的半導體、像从〇3或腫般的 陶究、或者像Au、A1、或Cu般的金屬製成。在底基材是由 半導體或者金屬製成而因此必須被絕緣的情況中，設置〜 20個額外層於該底基材上以供絕緣是可行的。如此之額外層 可以是由如下之材料製成：氧化物或氮化物，像氧化 ^切般；難，像環氧誠般；含有像環氧樹脂般之樹 月曰’與像氧化紹般之金屬氧化物之粒子的组合材料；或者 49 在底基材是由像Si般之半導體材料製成的情況中，一 電子電路會與該底基材一體地形成。該電子電路是用於 控制至該半導體多層結構的供應電壓和電流。此外，不管 5 5亥基材#料，才巴電子組件設置於該底基材上或者在該底基 之内疋可彳亍的。該底基材可以是大約〇·1_1 mm厚。最好 的疋，該底基材主要是由熱傳導率為i W/K.m或者更高， 最好是10W/K.m或者更高，或甚至更好是1〇〇w/K.m或者 更呵。此外，該底基材之主表面的形狀不受限於通常被使 用的矩形。取而代之，該主表面可以是多角形形狀，像在 10實施例1中所使用的六角形，或者是圓形形狀。 在實施例1或2之底基材是由Hcp晶體基材製成的情況 中’除了沿著不再有規則六角形區域能夠被形成的周緣之 外，該HCP晶體基材能夠在沒有浪費該HCp晶體基材下被 分割成各具有一個實質上六角形形狀的底基材。即，與實 15施例3和4相似’在製造實施例1和2之底基材時該HCP晶體 基材的最大使用是被確保。 (7)磷光體是由像矽樹脂或者環氧樹脂般的樹脂，或者 玻璃製成，在其中，磷材料的粉末是被散佈。該磷粉末藉 由吸收從發光層發射出來的光線來發射光線。發射紅色光 20線之磷材料的例子包括（Ca，Sr)S:Eu2+、Sr2Si5N8:Eu2+、 BaSi7Ni〇：Eu 'CaAlSiN3-Eu ' La202S:Eu3+' and Y2〇2S：Eu ° 發射黃色光線之磷材料的例子包括（Sr，Ba)2Si04:Eu2+、 (XGdhAlsOhCe^。發射藍色光線之磷材料的例子包括 (Ba，Sr)MgAl1()〇i7:Eu2+、Mn2+、（Sr，Ca)i〇(p〇4)6Ci2:Eu2+。 50 在發光層發射藍色光線的情況中，除了發射黃色光線 的碟材料之外，碟光體必須至少包含發射紅色光線的璘材 料。結果’該藍色光線是與黃色光線與紅色光線混合，因 此該磷光體發射白色光線。在發光層發射紫色或者近-紫外 線的情況中’除了發射藍色與黃色光線的碌材料之外’該 璘光體必須至少包含發射紅色與綠色光線的磷材料·1錄 果，該藍色、綠色、黃色、與紅色光線是被混合，因此該 磷光體發射白色光線。 (8) 在以上的實施例1和2中，該等切開導引凹槽是形成 於該單晶體基材之與半導體多層結構相對的主表面。然 而，如在實施例3和4中所示’要把導引凹槽形成於該單晶 體暴村之面向§亥半導體多層結構的主表面是可行的。_ 該顛倒亦有效。在實施例3和4中，該等切開導弓丨四槽 是形成於該單晶體基材之面向該半導體多層結構的炙表 面。然而’如在貫施例1和2中所示，要把實施例3和4之導 引四槽形成於該單晶體基材之與該半導體多層結構相對的 主表面是可行的。 要把導引凹槽形成於該單晶體基材的兩個主表面亦是 町行的。 在孔是為非貫孔的情況中，除了導引凹槽之外，相似 的説明是應用於供切開用的孔（孔162，見第17圖）。即’該 等孔玎以形成在該單晶體基材的其中一個主表面或者兩個 主表面。 (9) 除了 GaN、SiC、和藍寶石基材之外，AIN、ZnO、 BN、和MgO是已知為半導體多層結構(磊晶層）以及用於半 導體多層結構之外延長成之基材的可用材料。本發明可應 用於這些材料中的任一者，只要該材料具有HCP單晶體結 構。 5 (10)在以上的實施例中，作為半導體發光元件之例子 之藍光LED和UV LED晶片的說明是被提出作為例證。然 而，不必說，本發明並不受限於任何特定的發光顏色。只 要該半導體多層結構(磊晶層）和該單晶體基材是為HCP單 晶體結構，不管發光顏色，本發明是可應用。 10 (11)在實施例1和2中，該等LED晶片是與磷光體結合 使用。然而，在沒有設置磷光體下使用LED晶片的情況中， 產生接近圓形之束點的半導體發光裝置是在確保半導體材 料的最大使用時被製成。 工業上可應用性 15 本發明的半導體發光裝置是可適當地應用於照明領 域，在其中，束點是被希望儘可能接近圓形。照明領域涵 蓋室内照明以及包括街燈和汽車頭燈的室外照明。 【圖式簡單說明】 第1A至1D圖是為顯示本發明之實施例1之半導體發光 20 裝置的圖示； 第2A至2B圖是為顯示構成實施例1之半導體發光裝置 之LED晶片的圖示； 第3圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 52 1374553 ♦ 4 _ 5 • 第4圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 第5A至5B圖是為顯示實施例1之半導體發光裝置之製 造步驟的圖示； 第6圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 第7圖是為一個顯示實施例1之半導體發光裝置之製造 步驟的圖示； 第8A至8D圖是為顯示本發明之實施例2之半導體發光 10 裝置的圖示； 第9A至9B圖是為顯示構成實施例2之半導體發光裝置 之LED晶片的圖示； . 第10圖是為一個顯示實施例2之半導體發光裝置之製 造步驟的圖示； 15 • 第11A至11B圖是為顯示實施例2之半導體發光裝置之 製造步驟的圖示； 第12圖是為一個顯示實施例2之半導體發光裝置之製 造步驟的圖示； 第13圖是為一個顯示實施例2之半導體發光裝置之製 20 造步驟的圖示； 第14A至14B圖是為顯示一個由本發明之實施例3之方 法所製造之半導體發光元件的圖示； 第15圖是為一個顯示實施例3之製造方法之步驟的圖 不 ， 53 •第16A至16B圖是為顯示實施例3之製造方法之步驟的 圖示； 第17圖是為一個顯示實施例3之製造方法之步驟的圖 示； 5 第18圖是為一個顯示實施例3之製造方法之步驟的圖 示； 第19圖是為一個顯示實施例3之製造方法之製造步驟 的圖示； 第20A至20B圖是為顯示實施例3之半導體發光裝置的 10 圖示； 第21A至21C圖是為顯示一個由本發明之實施例4之方 法所製造之半導體發光元件的圖示； 第22圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 示。 15 第2 3圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 示。 第24圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 示0 第25圖是為一個顯示實施例4之製造方法之步驟的圖 20 示。 第26圖是為一個顯示一個LED模組的斜視圖； 第27A圖是為該LED模組的平面圖； 第27B圖是為該LED模組之沿著第27A圖之線F-F的剖 視圖； 54 1374553 • 翁 第27C圖是為一個顯示第27B圖之部份G的放大圖； 第28A圖是為一個顯示沒有透鏡之LED模組的平面圖； 第28B圖是為一個顯示設置於構成該LED模組之陶瓷 基板上之焊墊*之圖案的圖示； 5 第29A圖是為一個照明裝置的斜視圖； 第29B圖是為一個照明裝置的底視圖； 第30圖是為該照明裝置的分解立體圖；及 第31A至31B圖是為顯示具有規則六角形形狀之半導 體發光裝置之習知製造方法的圖示。 10 【主要元件符號說明】 10 半導體發光裝置 28C 第二電極 12 底基材 30 第一電極 14A LED晶片 30A 第一電極 14B LED晶片 30B 第一電極 14C LED晶片 30C 第一電極 16 磷光體 32 絕緣基板 18 單晶體基材 34 第一導電圖案 20 半導體多層結構 36 第一導電圖案 22 第一導電層 38 第一導電圖案 24 發光層 40 第一導電圖案 26 第二導電層 42 第一電源端 28 第二電極 44 第二電源端 28A 第二電極 46 電鍍貫孔 28B 第二電極 48 電鍍貫孔 55 1374553 9 9
50 電鍍貫孔 96A 第一電極 54 電鍍貫孔 96B 第一電極 56 金屬凸塊 96C 第一電極 58 金屬凸塊 98 第二電極 60 金屬凸塊 98A 弟二電極 62 金屬Λ塊 98B 第二電極 64 金屬凸塊 98C 第二電極 66 金屬ib塊 100 絕緣基板 68 導引凹槽 102 第一導電圖案 70 定位平面 102 A 區域 80 半導體發光裝置 102B 區域 82 底基材 104 第一導電圖案 84A LED 106 第一導電圖案 84B LED 108 第一導電圖案 84C LED 110 第一導電圖案 84D LED 112 第一導電圖案 84E LED 114 第一電源端 84F LED 116 第二電源端 86 鱗光體 118 電鍍貫孔 88 第一導電層 120 電鍍貫孔 90 發光層 122 電鍍貫孔 92 第二導電層 124 電鍍貫孔 94 半導體多層結構 126A 黏接層 96 第一電極 126B 黏接層 56 1374553
126C 黏接層 176 規則六角形 128 第一 LED陣列 178 孔 130 第二LED陣列 180 中間線 132 橋導線 182 導引凹槽 134 橋導線 200 LED模組 136 橋導線 201 基材 138 絕緣薄膜 202 基材 140 絕緣薄膜 203 基材 142 絕緣薄膜 204 透鏡 144 單晶體基材 206 透鏡 146 分割凹槽 208 透鏡 148 鈍化薄膜 210 導引凹口 150 導引凹槽 212 正極端 154 LED晶片 214 負極端 156 晶圓 215 貫孔 158 六角形 216 導引孔 160 中間線 217 鍍金層 162 子L 218 陰極焊墊 164 導引凹槽 219 反射薄膜 166 彈性薄片 220 陽極焊墊 168 彈性薄片 221 黏著劑 170 工作台 230 導引卡爪 172 壓力-施加元件 236 導線圖案 174 晶圓 237 電鍍貫孔 57 1374553 ** c
238 導線圖案 504 半導體多層結構 239 電鍍貫孔 506 第一導電層 240 照明設備 508 發光層 242 照明裝置 510 第二導電層 244 圓形凹室 512 透明電極 246 電源端 514 第一電極 248 電源端 517 頂點 252 直立導引插腳 518 第二電極 254 0形環 519 部份 256 環形螺絲 1018 單晶體基材 258 凹口 1020 半導體多層結構 400 LED晶片 1022 第一導電層 402 單晶體基材 1024 發光層 404 半導體多層結構 1026 第二導電層 406 第一導電層 1028 Ti7Au薄膜堆疊 408 發光層 1030 Rh/Pt/Au薄膜堆疊 410 第二導電層 1032 陶瓷薄片 412 第二電極 1046 電鍍貫孔 413 頂點 1048 電鍍貫孔 414 第一電極 1050 電鍍貫孔 420 半導體發光裝置 1054 電鍍貫孔 422 半導體發光裝置 1058 金屬凸塊 500 LED晶片 1060 金屬凸塊 502 單晶體基材 1066 金屬凸塊 58 1374553 2088 第一導電層 3410 2090 發光層 3412 2092 第二導電層 3414 2100 絕緣基板 4502 2126 A AuSn薄膜 4504 2126B AuSn薄膜 4510 2126C AuSn薄膜 4516 2126D AuSn薄膜 4518 2126E AuSn薄膜 DB 2126F AuSn薄膜 LB 3402 單晶體基材 3404 半導體多層結構 3406 p-GaN 層 3408 發光層 n-GaN 層 Ti/Au薄膜堆疊 Rh/Pt/Au薄膜堆疊 單晶體基材 半導體多層結構 第二導電層 堆疊 堆疊 切割刀片 雷射光束
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Claims (1)
1374553 第94145622號申請案申請專利範圍修正替換本101.628 十、申請專利範圍： . 1.一種半導體發光裝置，包含： ----—--一 一個底基材；及 三個發光元件，每個發光元件包括一個具有發光層的 5 半導體多層結構，而且具有一個在平面圖中有大約60°和 大約120°之内角的菱形，其中 該三個發光元件是被配置於該底基材的一個主表面 上俾可一起形成一個在平面圖中實質上規則六角形形 鲁 狀。 10 2.如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中 每個半導體多層結構構成一個二極體， 每個發光元件包括一個陽極電極和一個陰極電極，及 該三個發光元件是藉由把一個發光元件之陰極電極 r 連接至另一個發光元件之陽極電極來被串聯地連接。 1 15 3.如申請專利範圍第1項所述之半導體發光裝置，其中 ^ 該半導體多層結構的晶體結構是為六方密積單晶體 結構。 4.一種半導體發光裝置，包含： 一個底基材；及 20 六個發光元件，每個發光元件包括一個具有發光層的 半導體多層結構，而且具有一個在平面圖中實質上規則 三角形形狀，其中 該六個發光元件是被配置於該底基材的一個主表面 上俾可一起形成一個在平面圖中實質上規則六角形形 60 1374553 5 第94145622號申請案申請專利範圍修正替換本101.628 狀。 5.如申請專利範圍第4項所述之半導體發光裝置，其中 每個半導體多層結構構成一個二極體， 每個發光元件包括一個陽極電極和一個陰極電極， 該六個發光元件中之三者構成一個第一陣列而該六 個發光元件中之另外三者構成一個第二陣列，每個陣列 的該三個發光元件是藉由把一個發光元件之陰極電極連 • 接至另一個發光元件之陽極電極來被串聯地連接，及 該第一和第二陣列是並聯地連接。 10 \ 6. 如申請專利範圍第4項所述之半導體發光裝置，其中 該半導體多層結構的晶體結構是為六方密積單晶體 結構。 7. —種照明模組，包含： 一個安裝基板；及 ' 15 安裝於該安裝基板上之申請專利範圍第1項的半導體 • 發光裝置。 8. —種照明裝置包含如申請專利範圍第7項之照明模組作 為光源。 9. 一種照明模組，包含： 20 一個安裝基板；及 安裝於該安裝基板上之申請專利範圍第4項的半導體 發光裝置。 10. —種照明裝置包含如申請專利範圍第9項所述之照明模 組作為光源。 61 1374553 5 第94145622號申請案申請專利範圍修正替換本101.628 11.一種半導體發光裝置的製造方法，包含： 一個在一個基材之一個主表面上長成一個包括發光 層之半導體多層結構的長成步驟，該基材的晶體結構是 為具有（0001)平面的六方密積單晶體結構； 一個在該基材之兩個主表面中之至少一者中於 [1-210]、[2-1-10]、和[11-20]方位形成導引凹槽俾可把該 至少一個主表面，除了沿著其之周緣之外，分隔成數個 • 均一形狀區域的分隔步驟； 一個沿著該等導引凹槽來把該基材切開成數個個別 10 « 之晶片的切開步驟；及 一個把兩個或者更多個晶片排列俾可一起形成一個 在平面圖中實質上規則六角形形狀的組合步驟。 12.如申請專利範圍第11項所述之半導體發光裝置的製造方 法，其中 * 15 該均一形狀是為具有大約60°和大約120°之内角的 • 菱形。 13.如申請專利範圍第11項所述之半導體發光裝置的製造方 法，其中 該均一形狀是實質上規則三角形。 20 14.如申請專利範圍第11項所述之半導體發光裝置的製造方 法，其中 該均一形狀是為實質上規則六角形。 62
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