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TWI506826B - 半導體發光裝置及其製造方法 - Google Patents

半導體發光裝置及其製造方法 Download PDF

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TWI506826B
TWI506826B TW101134046A TW101134046A TWI506826B TW I506826 B TWI506826 B TW I506826B TW 101134046 A TW101134046 A TW 101134046A TW 101134046 A TW101134046 A TW 101134046A TW I506826 B TWI506826 B TW I506826B
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TW
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light
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wavelength conversion
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transparent resin
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TW101134046A
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TW201318230A (zh
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Toshiya Nakayama
Kazuhito Higuchi
Hiroshi Koizumi
Hideo Nishiuchi
Susumu Obata
Akiya Kimura
Yoshiaki Sugizaki
Akihiro Kojima
Yosuke Akimoto
Original Assignee
Toshiba Kk
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Publication date
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Description

半導體發光裝置及其製造方法
本文所述之實施例係關於一種半導體發光裝置及其製造方法。
本申請案係基於2012年3月29日申請之日本專利申請案第2012-078364號且主張其優先權利；該案之全部內容以引用的方式併入本文。
在具有半導體元件(以下簡稱作發光元件)、包括磷光體之波長轉換單元之半導體發光裝置的一實例中，發光元件(例如)發出藍光(諸如藍色LED(發光二極體))及磷光體發出(例如)與藍光互補之黃光。同時使用此等組件以得到白光。發出其他波長(即，顏色)光之其他磷光體亦可以此方式組合於波長轉換單元中，以通過組合波長得到其他顏色。
當製造此類半導體發光裝置時，波長轉換單元之表面可透過拋光處理變光滑，然後經受於其上產生粗糙、不規則表面之濕蝕刻技術。
此等習知的半導體發光裝置通常係使用利用真空吸附之機器裝置(例如，晶片安裝器)安裝於基板上，該機器裝置使於安裝過程中拾起及轉移半導體發光裝置更容易。然而在此階段，由於波長轉換單元之表面透過蝕刻變得粗糙，因而空氣會不期望地經由不規則表面中的間隙進入該表面。當發生此情況時，機器裝置將無法拾起及/或可靠地 轉移半導體發光裝置。所產生的拾起失敗引起良率降低。
一般而言，將透過參考隨後圖式來說明實施例。應注意，圖中使用共同的元件符號來表示相似的元件，且為求簡潔，將適當地省略相似元件的詳細說明。
在此，根據一實施例，提供一種半導體發光裝置及將可達成良率提高之其製造方法。
為達成較高良率，根據此實施例之半導體發光裝置包含一發光單元、該發光單元之一主表面、一包括磷光體且安裝於該主表面上的波長轉換單元、及位於該波長轉換單元頂部上的一透明樹脂。該透明樹脂具有較波長轉換單元更大的彈性模量及/或更高的肖氏硬度(Shore hardness)。
根據此實施例之半導體發光裝置之製造方法能夠生產一種裝置，其具有一發光單元、一包括磷光體且安置於該發光單元之一主表面上的波長轉換單元、及一設置於該波長轉換單元頂部上的透明樹脂。該半導體發光裝置之製造方法包括涉及於發光單元之一主表面上形成波長轉換單元之製程、及於波長轉換單元頂部上形成透明樹脂之製程，以獲得較波長轉換單元更大的彈性模量及/或更高的肖氏硬度。
在此，說明具有多個發光單元之半導體發光裝置(即，多晶片型半導體發光裝置)作為一實例。
圖1係橫截面圖，其說明根據本文揭示之實施例製造之 半導體發光裝置1。如圖1所示，在半導體發光裝置1中，提供發光單元2、電極部分3、電極部分4、接面5、絕緣部分6、密封部分7及波長轉換單元8。發光單元2包含多個發光子單元(其當集合在一起時，組成發光單元2)。雖然半導體發光裝置1可包括複數個發光單元2，但本文將僅詳細描述單個發光單元2。
發光單元2包括主表面M1及主表面M2。主表面M2係與主表面M1相對。於每個發光子單元2中提供半導體部分2a、作用部分2b、及半導體部分2c。
半導體部分2a可透過使用n型氮化物半導體(諸如GaN(氮化鎵)、AlN(氮化鋁)、AlGaN(氮化鋁鎵)及InGaN(氮化銦鎵)等)形成。
作用部分2b係設置於半導體部分2a與半導體部分2c之間。作用部分2b可具有由透過重組電洞及電子來發光之井層所組成之量子井結構。作用部分2b亦包含障壁層(覆蓋層)，其包括一大於井層之帶隙的帶隙。然而，作用部分2b之結構不限於量子井結構。可適當地選擇能夠發光之替代結構。
半導體部分2c可由p型氮化物半導體(諸如GaN、AlN、AlGaN及InGaN等)形成。
發光單元2可係峰值發光波長在350 nm-600 nm範圍內之發光二極體，或具有類似特性之其他組件。
電極部分3及電極部分4係設置於渠溝7a之底部與邊緣密封部分7之間。電極部分3之邊緣係電連接至接面5，且於 接面5處，電極部分3與半導體部分2a彼此電連接。電極部分4之邊緣亦電連接至半導體部分2c。
接面5係於電極部分3與半導體部分2a之間形成。接面5可由金屬材料(諸如Cu(銅)等)形成。根據本發明之實施例，接面5並非必然需要。然而，其可依據實施例提供之目的有利地包括。
提供絕緣部分6以嵌入由密封部分7所提供之渠溝7a。該絕緣部分6可由無機材料(諸如SiO2、樹脂等)形成。
邊緣密封部分7係設置於發光單元2之主表面M2上，同時暴露於電極部分3之邊緣與電極部分4之邊緣。密封部分7亦密封電極部分3及電極部分4。邊緣密封部分7具有渠溝7a，其用於密封設置於渠溝7a中之發光單元2與接面5。應注意，密封部分7與絕緣部分6可形成整體結構。
波長轉換單元8係設置於發光單元2之主表面M1上。波長轉換單元8含有稍後將作說明的磷光體。波長轉換單元8亦具有一磷光體含量分佈，該含量分佈可基於發光單元2之發光特性(例如，波長)決定，其係於半導體發光裝置1之製造期間決定。稍後將描述磷光體含量分佈之細節。
波長轉換單元8可透過使用與磷光體混合之樹脂形成。磷光體係能夠提供波長轉換之材料。此外，較佳形成具有80-1000兆帕斯卡(MPa)之彈性模量及以肖氏D硬度計為5-90之硬度的波長轉換單元8。
波長轉換單元8可包括至少一種具有藍光之440 nm-470 nm、綠光之500 nm-555 nm、黃光之560 nm-580 nm、及紅 光之大於600 nm-670 nm峰值發光波長的磷光體。波長轉換單元8包括具有380 nm-720 nm之發光波長之帶寬的磷光體。
至少一種磷光體材料係矽(Si)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鍺(Ge)、磷(P)、硼(B)、釔(Y)、鹼土金屬元素、硫元素、稀土元素或氮元素。
關於發出紅色螢光之磷光體材料，可使用任一種下述材料。然而，可另外適當地使用其他發出紅色螢光的磷光體。
La2O2S：Eu,Sm，LaSi3N5：Eu2+，α-氮化矽(sialon)：Eu2+，CaAlSiN3：Eu2+，(SrCa)AlSiN3：EuX+，Srx(SiyAl3)z(OxN)：EuX+
發出綠色螢光之磷光體可選自以下材料列表。然而，存在其他發出綠色螢光且可適當地用作替代物的磷光體。下列示例材料並非詳盡的。
(Ba,Sr,Mg)O‧aAl2O3：Mn，(BrSr)SiO4：Eu，α-氮化矽：Yb2+，β-氮化矽：Eu2+，(CaSr)Si2O4N7：Eu2+，Sr(SiAl)(ON)：Ce
發出藍色螢光之磷光體可選自，例如，下列材料。然而，發出藍色螢光的磷光體可另外適當地選自於其他另外材料。下述列表並非詳盡的。
ZnS：Ag,Cu,Ga,Cl，(Ba,Eu)MgAl10O17，(Ba,Sr,Eu)(Mg,Mn)Al10O17，10(Sr,Ca,Ba,Eu)‧6PO4‧C12，BaMg2Al16O25：Eu Y3(Al,Ga)5O12：Ce SrSi2ON2.7：Eu2+
發出黃色螢光之磷光體可選自下列實例材料。然而，發出黃色螢光的磷光體可另外適當地選自於其他另外的材料。下述列表並非詳盡的。
Li(Eu,Sm)W2O8，(Y,Gd)3,(Al,Ga)5O12：Ce3+，Li2SrSiO4：Eu2+，(Sr(Ca,Ba))3SiO5：Eu2+，SrSi2ON2.7：Eu2+
發出黃綠色螢光之磷光體可選自下列實例材料。然而，發出黃綠色螢光的磷光體可另外適當地選自於其他的另外材料。下述列表並非詳盡的。
SrSi2ON2.7：Eu2+
根據此實施例，混合物中可使用多種類型之磷光體。在此情況，可改變多種類型磷光體的混合比率以改變色澤。 例如，透過以此種方式改變色澤，可能發出青白光或黃白光等。
與磷光體混合之樹脂可係環氧樹脂、聚矽氧樹脂、甲基丙烯酸系樹脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、環狀聚烯烴(COP)、脂環族丙烯酸系樹脂(OZ)、烯丙基二甘醇碳酸酯(ADC)、丙烯酸系樹脂、氟樹脂、矽樹脂與環氧樹脂、或胺基甲酸酯樹脂、或另一類似及合適樹脂之混合樹脂。
發光單元2可透過使用磊晶生長法形成。然而，當使用該方法時，在形成過程中，發光部分2之厚度可能會有變化。若發光單元2之厚度有變化，則發光單元2發出之光的波長亦會有變化。且，若發光單元2發出之光的波長有變化，則色度亦將有相應的變化。
圖2係顯示由形成於基板S上的多個發光單元發出之光之波長分佈的示意圖。應注意，由形成於基板S上的多個發光單元發出之光的波長分佈係由黑色與白色之色澤表示。波長越短，圖中顯現顏色越深。波長越長，圖中顯現顏色越淺。
如圖2所示，由基板S上不同位置的發光單元發出之光的波長可能有變化。此意味著發光單元2發出之光的波長有變化。
在此，若光之波長有變化，則色度之變化增加。基於由發光單元2發出之光的波長變化，提供波長轉換單元8以改變發光單元2之厚度尺寸。更確切而言，基於與由發光單元2發出之光相關的資訊，提供具有磷光體之分佈量的波 長轉換單元8。
接下來，將說明波長轉換單元8之厚度尺寸與發出光之色度變化之間的關係。圖3A及3B係說明發出光之波長與色度之間之關係圖。應注意，圖3A係說明波長與色度圖中之X座標值Cx之間之關係的示意圖，且圖3B係說明波長與色度圖中之Y座標值Cy之間之關係的示意圖。
圖3A與圖3B之中間描繪波長轉換單元之厚度尺寸為100 μm(線A)、65 μm(線B)、及45 μm(線C)之情況的相關變數Cx與Cy。圖3A與圖3B中繪製之數據係基於包括於波長轉換單元中之磷光體含量係均勻時的比率。
如圖3A及圖3B所顯示，對於更長的波長，X座標值Cx與Y座標值Cy均更低。如由圖可見，對於所描繪之波長，發光單元2所發出之光的波長變化亦伴隨著色度變化。
且，若波長轉換單元8之厚度尺寸減少，則色度圖中之X座標值Cx與Y座標值Cy均經歷相應的減少。此應理解為意指若包括於波長轉換單元8中之磷光體含量降低，則可降低色度圖中之X座標值Cx與Y座標值Cy。更確切而言，若控制包括於波長轉換單元8中之磷光體含量(其係基於由發光單元2發出之光之波長)，則可抑制色度變化。
例如，透過參考圖3A與圖3B中之A、B及C，若減少包括於波長轉換單元8中發出短波長之光(圖左邊)的磷光體含量以降低Cx與Cy值，則可使用該減小來使橫跨亦發出長波長光(圖右邊)之發光單元2所存在之Cx與Cy值的變化減至最小。
因此，在波長轉換單元8中，可透過提供磷光體含量分佈來減少色度變化，以使發出短波長光之磷光體含量少於發出長波長光之磷光體含量。
例如，如圖1所顯示之波長轉換單元8，經由基於自發光單元2發出之光之波長改變厚度尺寸來提供磷光體含量分佈，其隨後可使色度變化減少。如此，磷光體之分佈量於波長轉換單元8之較厚區域中更大，且於波長轉換單元8之較薄區域中減少，其提供磷光體含量與波長轉換單元8之厚度之間的關聯。
△Cx色度差係指短波長側之值Cx與長波長側之值Cx之間的差。△Cy色度差係指短波長側之值Cy與長波長側之值Cy之間的差。在此實施例中，可以使△Cx色度差與△Cy色度差分別係約0.015或更小的方式決定及設定磷光體含量。
應注意，若改變磷光體含量，則△Cx色度差與△Cy色度差均將改變。亦可選擇磷光體含量以改變△Cx色度差或△Cy色度差以使其係約0.015或更小。
在此情況，將與至少兩個相鄰發光單元2相關聯的△Cx色度差與△Cy色度差設定為約0.015或更小係有利的。當提供多個發光單元2時，最好以使每個區域之△Cx色度差與△Cy色度差係約0.015之方式標定區域。以此方式，可針對每個目標區域決定磷光體含量。
藉此，波長轉換單元8具有在每個位置處由該位置之厚度尺寸決定的不同量磷光體。
此種波長轉換單元8係透過在不同位置處基於在該位置 自發光單元2發出之光的特性(例如，自發光單元2發出之光的波長)移除波長轉換單元8之表面之一部分來形成。於不同位置處塗布不同量之與磷光體混合之樹脂可係獲得相同結果之替代方式。
將透明樹脂部分9提供於在不同位置處具有不同厚度之波長轉換單元8之頂部。該厚度係基於波長轉換單元8之厚度尺寸決定。更詳細說明，於波長轉換單元8中厚度尺寸減少之處提供額外的透明樹脂部分9，且相反地，於轉換單元中厚度增加之處提供較少的透明樹脂。
使用此種配置，波長轉換單元8與透明樹脂9可具有於主表面M1上之全部位置處均勻的組合厚度尺寸T。因此，透明樹脂部分9之上表面具有實質上平坦、光滑的表面。
根據此製造方式(其提供波長轉換單元8與透明樹脂9之實質上均勻的厚度尺寸T)，空氣可進入之空間減少。此可減輕於(例如)藉由半導體裝置晶片安裝器或其他類似裝置拾起時所發生的空氣進入問題。如此，可更可靠地進行吸附及拾起，且然後可提高良率。
此外，由於波長轉換單元8與透明樹脂9具有均勻的組合厚度T，半導體發光裝置1之拾起表面係實質上平坦而非不規則表面。因此，無需基於波長轉換單元8之厚度尺寸來決定拾起位置。基於此原因，可達成生產效率之提高。
接下來，提供透明樹脂部分9，以相較於波長轉換單元8包括至少一更高之彈性模量值及/或一更高之肖氏硬度值。更特定言之，相較於波長轉換單元8，透明樹脂部分9 可包括約150 MPa或更高之彈性模量及/或約45或更高之肖氏D硬度。透過以此方式形成透明樹脂部分9，可使在轉移半導體發光裝置1時由於釋放失敗所致之發光裝置1之收回降至最低。例如，當使用晶片安裝器來轉移該半導體發光裝置1，且於安裝器之真空埠與半導體發光裝置1之間產生強黏附力時，半導體發光裝置1為真空埠所吸附。甚至當該安裝器之吸附(即，抽吸)停止時，半導體發光裝置1仍繼續黏附，其會導致半導體裝置1保留於安裝器上且返回到拾起位置。
釋放失敗之原因可歸因於經安裝器吸附之透明樹脂部分9之彈性模量及/或硬度。此經常發生於彈性模量小於150MPa及肖氏D硬度小於45時。因該實施例中彈性模量係至少150 MPa且肖氏D硬度係45或更高，故可防止此種釋放失敗。
接下來，在另一態樣中，將透明樹脂部分9中使用之樹脂提供為具有較波長轉換單元8之折射率低的折射率。當形成透明樹脂部分9之樹脂具有較波長轉換單元8之折射率低之折射率時，該樹脂更可能相對於當未利用透明樹脂部分9且波長轉換單元8暴露於空氣時之折射率差降低半導體發光裝置1中之折射率差。然而，提供具有較波長轉換單元8之折射率低之折射率的透明樹脂部分9使其可提高半導體發光裝置1之光提取效率。
在此情況，若亮度高且波長短(例如，自藍光至紫外光之波長)，則由發光單元2發出之光可使波長轉換單元8中 之樹脂降解。因此，波長轉換單元8之樹脂可由可防止由於藍光等所致之降解的材料形成。
防止由於藍光所致降解之實例樹脂包括苯基甲基聚矽氧、二甲基聚矽氧及包含苯基甲基聚矽氧與環氧樹脂之混合樹脂等。然而，根據本發明可替代地使用其他合適的樹脂。幸運地，使用此種樹脂不僅防止由發光單元2發出之光所引起之降解，其亦提供一保護膜以防止波長轉換層8之表面由於外部因素而降解或褪色。
現將描述此實施例之半導體裝置之製造方法。圖4A至圖4E及圖5A至圖5D係說明與此實施例之半導體發光裝置之製造方法相關之製程階段的橫截面視圖。應注意圖5A至圖5D係對應於發生於圖4A至圖4E所示步驟後之步驟的製程橫截面視圖。
首先，如圖4A所示，於由藍寶石、矽等製成之基板100之頂部依序形成半導體部分2a、作用部分2b、及半導體部分2c(步驟S1)。此等步驟之結果係在基板100之頂部形成複數個發光單元2。
在此情況，可透過使用熟知之濺射技術或汽相磊晶技術沉積此等組分。可使用之汽相磊晶技術之實例包括金屬有機化學汽相沉積技術(MOCDV)、氫化物汽相磊晶技術(HVPE)、及分子束磊晶(MBE)技術。
接下來，可透過使用熟知之技術(諸如微影技術或蝕刻技術等)形成半導體部分2a、作用部分2b、及半導體部分2c之形狀。
如圖4B所示，下一步驟係形成接面5及絕緣部分6(步驟S2)。在此情況，接面5及絕緣部分6可透過諸如PVD(物理汽相沉積)技術(如真空沉積方法)、濺射技術、各種CVD(化學汽相沉積)技術、微影技術、蝕刻技術等技術中之一者或其組合形成。
如圖4C所示，下一步驟係形成電極部分3及電極部分4(步驟S3)。在此情況，電極部分3及電極部分4可透過(例如)PVD技術(諸如真空沉積方法)、濺射技術、各種CVD技術、微影技術、蝕刻技術等技術中之一者或其組合形成。
如圖4D所示，下一步驟係形成將成為密封部分7之層17(步驟S4)。在此情況，將成為密封部分7之層17可透過可包括，例如，PVD技術(諸如真空沉積方法)、濺射技術、各種CVD技術、微影技術或蝕刻技術等之技術中的一者或其組合形成。
如圖4E所示，下一步驟係使基板100自形成之結構分層。以此方式，分離及丟棄基板100(步驟S5)。若使用藍寶石等作為基板100，則可利用雷射移除技術等自基板100剝離層壓片。若使用矽作為基板100，則可利用蝕刻技術等將層壓片自基板100剝離。應注意，圖4E顯示該結構在剝離之前經倒轉的情況。
如圖5A所示，下一步驟係拋光層17之表面，以使電極3及電極4暴露(步驟S6)。透過以此方式拋光，形成密封部分7。
下一步驟係針對每個形成於其上之發光單元2測定發光 單元2所發出光的波長(步驟S7)。
然後，基於在每個位置測得之光的波長計算波長轉換單元8之各個位置之磷光體含量分佈(步驟S8)。在此情況，如圖2及圖3A與圖3B所說明，可預先透過實驗或模擬獲得光波長、磷光體含量、或色度之變化之間的關聯，且可基於此等關聯計算磷光體含量分佈。
然後基於已於步驟S8中計算得之磷光體分佈量形成波長轉換單元8(步驟S9)。
如圖5B所示，在一實例中，於發光單元2之整個主表面M1上形成第一波長轉換層18a，且基於已獲得之磷光體含量個別地形成第二波長轉換層18b。更確切而言，基於已在發光單元2之主表面M1上獲得之磷光體含量分佈，透過塗布一或多層已與磷光體混合之樹脂來個別地形成波長轉換單元8。
圖5C描述使用替代圖5B所顯示之實例的步驟來形成波長轉換單元8。如由圖5C可見，於發光單元2之整個主表面M1上形成波長轉換層48，且基於針對每個位置決定之磷光體含量，改變於不同位置處的波長轉換層48之厚度尺寸。更確切而言，透過塗布已與磷光體混合之樹脂而於發光單元2之整個主表面M1上形成波長轉換單元8，且基於每個位置所需之磷光體量來改變波長轉換層48之厚度尺寸。當在一位置由於發射波長而需要較少磷光體時，則增加厚度。此外，波長轉換單元8亦可透過圖5B及圖5C中描述之兩種技術的組合形成。
在於發光單元2之整個主表面M1上形成波長轉換層48之步驟中，可使用諸如以下之塗佈方法來沉積樹脂：橡膠滾軸印刷法、壓縮成型法、壓印法、分配法、噴墨法、及氣溶膠法。
在於結構上之複數個部分上個別地形成波長轉換層48之情況中，可使用諸如以下之塗佈方法：分配法、噴墨法、及氣溶膠法。
如圖5C所示，為改變波長轉換單元之厚度尺寸，可使用拋光裝置101(例如，磨石)選擇性地移除沉積的樹脂。
圖6A至圖6D係說明於使用前述製造方法形成後之波長轉換單元之結構的示意橫截面視圖。如圖6A所示，可將可變厚度波長轉換層8a之表面處理成具有階梯形狀。如圖6B所示，可將可變厚度波長轉換層8b之表面形成為具有曲線形狀。如圖6C所示，可將可變厚度波長轉換層8c之表面形成為斜坡。如圖6D所示，可將可變厚度波長轉換層8d之表面形成為無規律具高縱橫比之表面。
應注意，波長轉換單元之表面形狀不限於所說明之形態，而可係其他合適之形狀。
在形成波長轉換單元8之後，下一步驟係測定每個發光單元2之色度變化。採用此等測量來揭露波長轉換單元之繼續顯示出不期望色度變化之區域，以致可透過進一步調整來消除該等變化。為消除該等變化，可使用包括於特定區域處選擇性地塗布與磷光體混合之樹脂、或於必要區域處選擇性地使波長轉換單元之厚度尺寸變薄之技術。若需 要，亦可在此階段於電極部分3與電極部分4之邊緣上形成焊料凸塊。
參考圖5D，下一步驟係根據波長轉換單元8之變化厚度形成透明樹脂9(步驟S10)。如圖5D所示，在此情況，於波長轉換單元8之厚度較薄處塗布較大量之透明樹脂9，且於波長轉換單元8之厚度較厚處塗布較少量之透明樹脂9。以此方式，可具有波長轉換單元8與透明樹脂9之實質上均勻的厚度尺寸。
可使用諸如旋塗法、橡膠滾軸印刷法、壓縮成型、壓印法、分配法、噴墨法、氣溶膠法等塗布方法來塗布透明樹脂。
接下來，若需要，則進行劃分，以將該結構分割為單個發光單元2或具有多個發光單元2之結構。透過劃分，半導體裝置可具有一部分的發光單元2或其亦可具有多個發光單元2。在此情況，可透過使用刀片切割技術或其他合適切割技術進行劃分。
概言之，根據此實施例，提供一發射光之發光單元2、及設置於發光單元2之主表面上的波長轉換單元8。波長轉換單元8包括磷光體，且透明樹脂9係提供於波長轉換單元8上因而根據波長轉換單元8之厚度尺寸而具有不同厚度。透明樹脂9亦係以具有較波長轉換單元8更大之彈性模量及/或更大之肖氏硬度的方式形成。
因此，當進行晶片安裝，例如，當拾起半導體裝置時，可減少吸附表面處空氣可進入之空間。如此，吸附過程可 係更可靠的。以此方式可提高良率。此外，當安裝半導體裝置時，可透過使釋放失敗發生率減至最少而提高良率。
此外，因為波長轉換單元8與透明樹脂9之組合厚度係實質上均勻的，因此半導體發光裝置可具有可利用作為拾起表面之平坦、光滑且大的表面積。因此，無需根據厚度尺寸決定特定的拾起位置，其亦有利於提高生產效率。
此外，根據該實施例，透明樹脂9使用具有較波長轉換單元8小之折射率之材料。
與空氣與波長轉換單元8之折射率間的差相比，此可降低該結構之折射率間的差。因此，可提高光提取效率。
應注意，雖然本文說明包括多個發光單元之多晶片型半導體發光裝置，但本發明亦適用於僅具有一個發光單元之半導體發光裝置。
在此實施例中，波長轉換單元8係形成於發光單元2上，但亦可有利地於發射光之發光單元2與波長轉換單元8之間提供允許光透射之黏合劑層。因此，由發光單元2發出之藍光自黏合劑層透射。於使用黃色磷光體之情況中，亦可抑制黃色環形物之形成且可具有實質上均勻的白光。
用於形成黏合劑層之無機材料可包括各種氧化物(諸如玻璃、石英、及氧化鋁)、各種氮化物(諸如氮化矽)、及各種氟化物(諸如氟化鎂)。或者，可用於形成黏合劑層之有機材料包括丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、矽樹脂等。應注意，當使用無機材料時，可提高發光單元2與波長轉換單元8之間的黏附力。
所提供之黏合劑層包括在發光單元2與波長轉換單元8之折射率之間的折射率。以此方式，可提高光提取效率。更確切而言，透過將黏合劑層配置為具有此折射率，可避免發光單元2發出之光在發光單元2之光提取表面上全反射。因此，可提高發光單元2發出之光的擷取效率。
雖然已描述某些實施例，但此等實施例僅係透過實例呈現，且無意限制本發明之範圍。實際上，本文描述之新穎實施例可以多種其他形式實施；再者，在不背離本發明之精神下，可對本文描述之實施例的形式作出各種省略、替代、及改變。隨附申請專利範圍及其等同物意欲涵蓋屬於本發明之範圍及精神內的此等形式或修改。
1‧‧‧半導體發光裝置
2‧‧‧發光單元
2a‧‧‧半導體部分
2b‧‧‧作用部分
2c‧‧‧半導體部分
3‧‧‧電極部分
4‧‧‧電極部分
5‧‧‧接面
6‧‧‧配線部分/絕緣部分
7‧‧‧密封部分
7a‧‧‧渠溝
8‧‧‧波長轉換單元
8a‧‧‧波長轉換層
8b‧‧‧波長轉換層
8c‧‧‧波長轉換層
8d‧‧‧波長轉換層
9‧‧‧透明樹脂
17‧‧‧層
18a‧‧‧第一波長轉換層
18b‧‧‧第二波長轉換層
48‧‧‧波長轉換層
100‧‧‧基板
101‧‧‧拋光裝置
A‧‧‧線
B‧‧‧線
C‧‧‧線
M1‧‧‧主表面
M2‧‧‧主表面
S‧‧‧基板
T‧‧‧組合厚度尺寸
圖1係顯示根據一實施例之半導體發光裝置之圖形。圖1係半導體發光裝置之示意橫截面視圖。
圖2係顯示由形成於基板上之多個發光單元發出之光的波長分佈之示意圖。
圖3A及3B係說明波長與色度之間之關係的示意圖。
圖4A至4E係說明根據一實施例之半導體發光裝置之製造方法之步驟的示意橫截面圖。
圖5A至5D係說明圖4A-4E之半導體發光裝置之處理方法之步驟的橫截面圖。
圖6A至6D係顯示波長轉換單元之各種實施例的橫截面圖。
1‧‧‧半導體發光裝置
2‧‧‧發光單元
2a‧‧‧半導體部分
2b‧‧‧作用部分
2c‧‧‧半導體部分
3‧‧‧電極部分
4‧‧‧電極部分
5‧‧‧接面
6‧‧‧配線部分/絕緣部分
7‧‧‧密封部分
7a‧‧‧渠溝
8‧‧‧波長轉換單元
9‧‧‧透明樹脂
M1‧‧‧主表面
M2‧‧‧主表面

Claims (14)

  1. 一種半導體發光裝置，其包含：複數個發光單元，其等發射光並包含第一發光單元與第二發光單元；波長轉換單元，包含磷光體且連續地設置於上述複數個發光單元之發光表面上，該波長轉換單元包含設置於該第一發光單元上之第一區域與設置於該第二發光單元上之第二區域，該第一區域與該第二區域具有不同厚度；及透明樹脂，其連續地設置於該波長轉換單元頂部上，且包含設置於該第一區域頂部上之第三區域與設置於該第二區域頂部上之第四區域，該第三區域與該第四區域具有不同厚度；其中：該第一區域與該第三區域之總厚度等於該第二區域與該第四區域之總厚度，且該透明樹脂具有較該波長轉換單元大之肖氏硬度(Shore hardness)。
  2. 如請求項1之半導體發光裝置，其中該透明樹脂具有大於45之肖氏硬度。
  3. 如請求項1之半導體發光裝置，其中該波長轉換單元之該第一區域中之磷光體含量大於該波長轉換單元之該第二區域中之磷光體含量。
  4. 如請求項1之半導體發光裝置，其中該透明樹脂具有較該波長轉換單元之折射率低的折射率。
  5. 一種半導體發光裝置，其包含：複數個發光單元，其等發射光並包含第一發光單元與第二發光單元；含磷光體之波長轉換單元，連續地設置於上述複數個發光單元之表面上；及透明樹脂，連續地設置於該波長轉換單元之頂部上，該透明樹脂具有第一區域與第二區域，該第一區域係具有第一厚度且設置於該第一發光單元之上，該第二區域係具有與該第一厚度相異之第二厚度且設置於該第二發光單元之上，以使該透明樹脂之上表面係平坦，其中該透明樹脂具有較該波長轉換單元之折射率低的折射率。
  6. 如請求項5之半導體發光裝置，其中該透明樹脂具有較該波長轉換單元大之彈性模量。
  7. 如請求項5之半導體發光裝置，其中該透明樹脂具有較該波長轉換單元大之肖氏硬度。
  8. 如請求項5之半導體發光裝置，其中該波長轉換單元具有設置於該第一發光單元上之第三區域及設置於該第二發光單元上之第四區域，且該第一區域與該第三區域之總厚度等於該第二區域與該第四區域之總厚度。
  9. 一種半導體發光裝置之製造方法，該方法包含：透過於基板上形成第一半導體層，於該第一半導體層上形成作用區域，且於該作用區域上形成第二半導體層來形成多個發光單元，上述多個發光單元係發射光且包含第一發光單元與第二發光單元； 移除該基板；透過在上述多個發光單元之發光表面之上連續地塗布與磷光體混合之樹脂來形成波長轉換單元，該波長轉換單元包含設置於該第一發光單元上之第一區域與設置於該第二發光單元上之第二區域，該第一區域與該第二區域具有不同厚度；於該波長轉換單元之頂部上連續地形成透明樹脂，該透明樹脂具有第一區域與第二區域，該第一區域係具有第一厚度且設置於該第一發光單元之上，該第二區域係具有與該第一厚度相異之第二厚度且設置於該第二發光單元之上，以使該透明樹脂之上表面係平坦，其中該透明樹脂具有較該波長轉換單元之折射率低的折射率。
  10. 如請求項9之方法，其中於該波長轉換單元之頂部上形成該透明樹脂包含將該透明樹脂形成為具有較該波長轉換單元高之肖氏硬度。
  11. 如請求項10之方法，其中該透明樹脂具有大於45之肖氏硬度。
  12. 如請求項9之方法，其中形成該樹脂，以使得在該半導體發光裝置中該波長轉換單元與該透明樹脂之組合厚度係恒定的。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包含：測定該多個發光單元中之每一者所發出之光的波長；及基於該多個發光單元中之每一者所發出之光的測定波 長決定該波長轉換單元之樹脂中之磷光體的含量分佈，其中該波長轉換單元之不同厚度係對應於該波長轉換單元中之磷光體含量。
  14. 如請求項13之方法，其中形成該透明樹脂包含將該透明樹脂形成為具有較該波長轉換單元低之折射率。
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