TW201711226A

TW201711226A - 發光元件及其製作方法

Info

Publication number: TW201711226A
Application number: TW104129267A
Authority: TW
Inventors: 林子暘; 賴育弘; 羅玉雲
Original assignee: 錼創科技股份有限公司
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-16
Also published as: US20180076365A1; US20170069803A1; US10283684B2; TWI581460B; US9859478B2

Abstract

一種發光元件，包括一第一基板、一第二基板以及多個微型磊晶結構。第二基板配置於第一基板的對向。微型磊晶結構週期性地配置於第一基板上，且位於第一基板與第二基板之間。第一基板的熱膨脹係數為CTE1，第二基板的熱膨脹係數為CTE2，每一微型磊晶結構的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而兩相鄰的微型磊晶結構的間距為P，W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。

Description

發光元件及其製作方法

本發明是有關於一種半導體元件及其製作方法，且特別是有關於一種發光元件及其製作方法。

目前發光二極體結構的製作，首先，在成長基板上形成磊晶結構，其中磊晶結構包括依序形成在成長基板上的第一型半導體層、發光層以及第二型半導體層。接著，再將永久基板或臨時基板接合至第二型半導體層上，而形成發光二極體結構或欲進行轉板的發光二極體結構。一般來說，成長基板大都是藍寶石基板，其熱膨脹係數與永久基板或臨時基板的熱膨脹係數相異很大，因此很容易使得磊晶結構由成長基板轉板至永久基板或臨時基板上時，因熱應力的作用下產生位移現象，進而影響產品或元件的對位精準度。

本發明提供一種發光元件，具有較佳的對位精準度。

本發明還提供一種發光元件的製作方法，用以製作上述的發光元件。

本發明的發光元件，其包括一第一基板、一第二基板以及多個微型磊晶結構。第二基板配置於第一基板的對向。微型磊晶結構週期性地配置於第一基板上，且位於第一基板與第二基板之間。第一基板的熱膨脹係數為CTE1，第二基板的熱膨脹係數為CTE2，每一微型磊晶結構的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而兩相鄰的微型磊晶結構的間距為P，W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。

在本發明的一實施例中，上述的W/P介於0.1 ~ 0.6時，CTE2/CTE1=0.9~1.1。

在本發明的一實施例中，上述的第一基板與第二基板具有近似相同的尺寸與形狀。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括一第一接著層，配置於微型磊晶結構與第二基板之間，且第二基板透過第一接著層而固定於第一基板上。

在本發明的一實施例中，上述的微型磊晶結構的一側直接接觸第一基板，而第一接著層包覆每一微型磊晶結構。

在本發明的一實施例中，上述的第一接著層填滿微型磊晶結構之間的間隙。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括一絕緣材料，填滿微型磊晶結構之間的間隙。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件，更包括一第二接著層，位於微型磊晶結構與第一基板之間，且微型磊晶結構透過第二接著層而固定於第一基板上。

在本發明的一實施例中，上述的第二接著層填滿微型磊晶結構之間的間隙。

在本發明的一實施例中，上述的每一微型磊晶結構的一外部量子效率曲線的最高峰值電流密度在2 A/cm² 以下。

在本發明的一實施例中，上述的每一微型磊晶結構的缺陷密度小於10⁸ /cm² 。

本發明的發光元件的製作方法，其包括以下製作步驟。提供一第一基板，第一基板的熱膨脹係數為CTE1，且第一基板上具有週期性配置的多個微型磊晶結構。每一微型磊晶結構的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而兩相鄰的微型磊晶結構的間距為P，W/P=0.1 ~ 0.95。提供一接著材料於第一基板上。配置一第二基板於第一基板的對向，微型磊晶結構位於第一基板與第二基板之間，且第二基板透過接著材料與微型磊晶結構相接合，其中第二基板的熱膨脹係數為CTE2，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。分離第一基板與微型磊晶結構。

在本發明的一實施例中，上述的接著材料以一旋轉塗佈法覆蓋於微型磊晶結構之後，再與第二基板相接合。

在本發明的一實施例中，上述的旋轉塗佈法為多次旋轉塗佈。

在本發明的一實施例中，上述的接著材料填滿微型磊晶結構之間的間隙。

在本發明的一實施例中，上述的接著材料以一鍍膜法覆蓋於微型磊晶結構上，再以一熱壓合法與第二基板相接合。

在本發明的一實施例中，上述的微型磊晶結構是以一黏著層固定於第一基板上。

在本發明的一實施例中，上述的黏著層填滿微型磊晶結構之間的間隙。

基於上述，由於本發明的發光元件的第一基板的熱膨脹係數（即CTE1）與第二基板的熱膨脹係數（即CTE2）跟微型磊晶結構的邊長尺寸（即W）及間距（即P）有關，其中W介於1~100微米之間，W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。也就是說，本發明的發光元件是採用熱膨脹係數相近的第一基板與第二基板，因此在轉換基板的過程中，即將微型磊晶結構由第一基板轉板至第二基板上時，微型磊晶結構不會因為第一基板與第二基板的熱膨脹係數的差異而產生位移的現象。如此一來，即可使微型磊晶結構於第一基板與第二基板之間做固定間距的轉移，可具有較佳的對位精準度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A繪示為本發明的一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。請參考圖1A，在本實施例中，發光元件100a包括一第一基板110、一第二基板140a以及多個微型磊晶結構120。第二基板140a配置於第一基板110的對向。這些微型磊晶結構120週期性地配置於第一基板110上，且位於第一基板110與第二基板140a之間。第一基板110的熱膨脹係數為CTE1，第二基板140a的熱膨脹係數為CTE2，每一微型磊晶結構120的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而任兩相鄰的微型磊晶結構120的間距為P，W/P=0.1~0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2，此處，第一基板110與第二基板140a的尺寸或形狀並無特別限制。需說明的是，間距P則是由任兩相鄰的微型磊晶結構120的中心線之間距離所定義。

詳細來說，本實施例的第一基板110例如是一藍寶石基板，其中這些微型磊晶結構120直接接觸第一基板110，且第一基板110為這些微型磊晶結構120的成長基板。這些微型磊晶結構120週期性地配置於第一基板110上，其中每一微型磊晶結構120包括一第一型半導體層122、一主動層124以及一第二型半導體層126，其中主動層124位於第一型半導體層122與第二型半導體層126之間。在本實施例的每一微型磊晶結構120中，第一型半導體層122例如是一P型半導體層，而第二型半導體層126例如是一N型半導體層，且主動層124為一多重量子井（multiple quantum well, MQW）結構。於其他未繪示的實施例中，亦可以是第一型半導體層122例如是一N型半導體層，而第二型半導體層126例如是一P型半導體層，且主動層124為一多重量子井結構，於此並不加以限制。特別是，本實施例的每一微型磊晶結構120的一外部量子效率曲線的最高峰值電流密度，較佳地，在2 A/cm² 以下，更佳地，最高峰值電流密度介於0.5 A/cm² 至1.5 A/cm² 之間。意即，本實施例的發光元件100a適於在低電流密度的情況下操作。另一方面，本實施例的每一微型磊晶結構120可作為顯示器中的子像素（sub-pixel）。更進一步來說，本實施例的微型磊晶結構120與目前一般常用的發光二極體的磊晶結構具有不同的尺寸規格。詳細地說，常用的發光二極體的磊晶結構的邊長尺寸介於0.2公釐至 1 公釐，而本實施例的每一微型磊晶結構120的邊長尺寸介於1微米至100微米，較佳地，每一微型磊晶結構120的邊長尺寸介於3微米至40微米。此外，本實施例的每一微型磊晶結構120的缺陷密度也較小，較佳地，每一微型磊晶結構120的缺陷密度小於10⁸ /cm² ，更佳地，磊晶結構120的缺陷密度介於5X10⁵ /cm² 至10⁸ /cm² 之間。

此外，本實施例的發光元件100a更包括多個接合墊130a，其中這些接合墊130a分別配置於這些微型磊晶結構120上且位於這些微型磊晶結構120相對遠離第一基板110的表面上。也就是說，每一個微型磊晶結構120相對遠離第一基板110的表面皆配置有一個接合墊130a。為了有效保護這些微型磊晶結構120，本實施例的發光元件100a可更包括多個絕緣層170，其中絕緣層170分別包覆這些微型磊晶結構120的側壁，且這些絕緣層170暴露出接合墊130a，以有效保護這些微型磊晶結構120的邊緣，可避免水氣及氧氣侵襲，可有效提高整體發光元件100a的產品可靠度。此處，絕緣層170的材料例如是二氧化矽、氧化鋁、矽化氮及上述材料之組合。此外，於另一實施例中，請參考圖1A’，發光元件100a’的第一基板110’與第二基板140a’可具有近似相同的尺寸與形狀，藉此可使第一基板110’與第二基板140a’具有相似的邊界條件，能有效提高邊緣處的微型磊晶結構120的轉移良率。

由於本實施例的發光元件100a的第一基板110的熱膨脹係數（即CTE1）與第二基板140a的熱膨脹係數（即CTE2）跟這些微型磊晶結構120的邊長尺寸（即W）及間距（即P）有關，其中當W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。較佳地，W/P介於0.1 ~ 0.6時，CTE2/CTE1=0.9~1.1。也就是說，本實施例的發光元件100a是採用熱膨脹係數相近的第一基板110與第二基板140a，因此在轉換基板的過程中，即將這些微型磊晶結構120由第一基板110轉板至第二基板140a上時，這些微型磊晶結構120不會因為第一基板110與第二基板140a的熱膨脹係數的差異而產生位移的現象。如此一來，即可使這些微型磊晶結構120於第一基板110與第二基板140a之間做固定間距的轉移，可具有較佳的對位精準度。

為了更進一步避免這些微型磊晶結構120於轉板的過程中產生錯位現象，本實施例的發光元件100a亦可更包括一第一接著層150a，配置於微型磊晶結構120與第二基板140a之間，且第二基板140a透過第一接著層150a而固定於第一基板110上。如圖1A所示，第一接著層150a配置於第二基板140a上，而第一接著層150a直接接觸配置於這些微型磊晶結構120上的這些接合墊130a，且具體化為一平面結構。換言之，相鄰兩微型磊晶結構120之間的間隙G具體化為空氣間隙。

當然，本發明並不限定第一接著層150a的結構形態。於另一實施例中，請參考圖1B，本實施例的發光元件100b與圖1A的發光元件100a相似，差異之處僅在於：本實施例的發光元件100b的這些微型磊晶結構120的一側直接接觸第一基板110，而第一接著層150b包覆每一微型磊晶結構120，且第一接著層150b填滿這些微型磊晶結構120之間的間隙G。更具體來說，由於這些微型磊晶結構120與第一基板110（即成長基板）之間的連接力大，為了讓第一基板110在後續的製程能有效地脫離這些微型磊晶結構120，且固定這些微型磊晶結構120的間距，第一接著層150b必須覆蓋這些微型磊晶結構120的周圍與頂面，位於微型磊晶結構120之頂面的第一接著層150b用於黏接第二基板140a，而填滿間隙G的第一接著層150b則用於固定這些微型磊晶結構120的間距，於後續的製程中再透過雷射剝離法（Laser Lift-Off，LLO）來移除第一基板110。

再者，本發明的發光元件100b的這些微型磊晶結構120之間的間隙G亦可不填滿第一接著層150b。於另一實施例中，請參考圖1C，本實施例的發光元件100c與圖1A的發光元件100a相似，差異之處僅在於：本實施例的發光元件100c更包括一絕緣材料155，填滿這些微型磊晶結構120之間的間隙G，且直接接觸第一接著層150a與第一基板110。此處，由於第一接著層150a與絕緣材料155的目的不同，因此絕緣材料155的材質特性可不同於第一接著層150a的材質特性。更具體來說，第一接著層150a用於黏接第二基板140a，使第二基板140a透過第一接著層150a與這些微型磊晶結構120相接合，絕緣材料155則用於固定這些微型磊晶結構120的間距。絕緣材料155的黏度小於第一接著層150a的黏度，低黏度的絕緣材料155的填縫性較佳，可更精確地固定這些微型磊晶結構120的間距，而高黏度的第一接著層150a與微型磊晶結構120及第二基板140a的接合力較強，可使這些微型磊晶結構120牢固地固定於第二基板140a上。綜上所述，藉由第一接著層150a與絕緣材料155的搭配使用，可使這些微型磊晶結構120更精確地轉移至第二基板140a上。於另一方面，本發明亦不限定接合墊130a、第二基板140a以及第一接著層150a的結構形態。請參考圖1D，本實施例的發光元件100d與圖1A的發光元件100a相似，差異之處僅在於：本實施例的發光元件100d的接合墊130d包括多個第一接合墊132d以及多個第二接合墊134d，而每一微型磊晶結構120相對遠離第一基板110的表面上配置有一個第一接合墊132d以及一個第二接合墊134d。這些第一接合墊132d與這些微型磊晶結構120的這些第一型半導體層122結構性與電性連接，而這些第二接合墊134d與這些微型磊晶結構120的這些第二型半導層126結構性與電性連接。此處，每一微型磊晶結構120與接合墊130d可定義出一水平式發光二極體晶片。再者，本實施例的第二基板140d具體化為一導電基板，且第二基板140d具有多個導電通孔結構142，而這些第一接合墊132d與這些第二接合墊134d結構性且電性連接這些導電通孔結構142。更進一步來說，本實施例的第一接著層150d具體化為一圖案化的接著層，其僅位於這些導電通孔結構142與這些第一接合墊132d之間以及這些導電通孔結構與這些第二接合墊134d之間。而，相鄰兩這些微型磊晶結構120之間的間隙G具體化為空氣間隙。

此外，本發明並不限定第一基板110的僅可為一成長基板。請參考圖2A，本實施例的發光元件100e與圖1A的發光元件100a相似，差異之處僅在於：本實施例的第一基板110e並不是一成長基板，而是一臨時基板，因此本實施例的發光元件100e可更包括一第二接著層160，位於微型磊晶結構120與第一基板110e之間，且微型磊晶結構120透過第二接著層160而固定於第一基板110e上。此處，如同2A所示，這些微型磊晶結構120是直接接觸第二接著層160，且相鄰兩這些微型結構120之間的間隙G具體化為空氣間隙。

於另一實施例中，請參考圖2B，本實施例的發光元件100f與圖2A的發光元件100e相似，差異之處僅在於：本實施例的發光元件100f更包括一絕緣材料155’，配置於第一基板110e與第二基板140a之間，且填滿這些微型磊晶結構120之間的空隙G。此處，絕緣材料155’的材質可與第一接著層150a的材質及第二接著層160的材質相同或不同，於此並不加以限制。

當然，於另一實施例中，請參考圖2C，本實施例的發光元件100g與圖2A的發光元件100e相似，差異之處僅在於：本實施例的發光元件100g的接合墊130d包括多個第一接合墊132d以及多個第二接合墊134d，而每一微型磊晶結構120相對遠離第一基板110e的表面上配置有一個第一接合墊132d以及一個第二接合墊134d。這些第一接合墊132d與這些微型磊晶結構120的這些第一型半導體層122結構性與電性連接，而這些第二接合墊134d與這些微型磊晶結構120的這些第二型半導層126結構性與電性連接。此處，每一微型磊晶結構120與接合墊130d可定義出一水平式發光二極體晶片。此外，本實施例的第二接著層160’ 填滿這些微型磊晶結構120之間的間隙G，且直接接觸第一接著層150a與第一基板110e。

在製程上，本實施例的發光元件的製作方法，首先，請參考圖3A(a)，提供一第一基板110，此第一基板110的熱膨脹係數為CTE1，且第一基板110上具有週期性配置的多個微型磊晶結構120，每一微型磊晶結構120的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而兩相鄰的這些微型磊晶結構120的間距為P，且W/P=0.1 ~ 0.95。詳細來說，第一基板110為一藍寶石基板，於第一基板110以有機金屬化學氣相沉積（Metal Organic. Chemical Vapor Deposition）方式成長一磊晶膜後，再以一半導體製程法使磊晶膜形成這些微型磊晶結構120。故，這些微型磊晶結構120直接形成於第一基板110上。換言之，第一基板110為這些微型磊晶結構120的成長基板。每一微型磊晶結構120包括依序堆疊於第一基板110上的第二型半導體層126、主動層124以及第一型半導體層122。

如圖3A(a)所示，本實施例於這些微型磊晶結構120上更包括多個接合墊130a，其中這些接合墊130a分別形成於這些微型磊晶結構120上且位於這些微型磊晶結構120相對遠離第一基板110的表面上。也就是說，每一個微型磊晶結構120相對遠離第一基板110的表面皆配置有一個接合墊130a。此處，本實施例的每一微型磊晶結構120與每一接合墊130a可定義出一垂直式發光二極體晶片。為了有效保護這些微型磊晶結構120，本實施例的發光元件的製作方法更包括形成多個絕緣層170，其中這些絕緣層170分別包覆這些微型磊晶結構120的側壁，且這些絕緣層170暴露出這些接合墊130a，以有效保護這些微型磊晶結構120的邊緣，可避免水氣及氧氣侵襲，可有效提高產品可靠度。此處，絕緣層170的材料例如是氧化鋁、二氧化矽、矽化氮及上述材料之組合。

本發明並不限定接合墊130a的結構形態。於另一實施例中，請參考圖3A(b)所示，本實施例的接合墊130d包括多個第一接合墊132d以及多個第二接合墊134d，而每一微型磊晶結構120相對遠離第一基板110的表面上配置有一個第一接合墊132d以及一個第二接合墊134d。這些第一接合墊132d與這些微型磊晶結構120的這些第一型半導體層122結構性與電性連接，而這些第二接合墊134d與這些微型磊晶結構120的這些第二型半導層126結構性與電性連接。此處，每一微型磊晶結構120與接合墊130d可定義出一水平式發光二極體晶片。而，這些絕緣層170分別包覆這些微型磊晶結構120的側壁，且這些絕緣層170暴露出這些接合墊130d，以有效保護這些微型磊晶結構120的邊緣，可避免水氣及氧氣侵襲，可有效提高產品可靠度。

本發明並不限定第一基板110的僅可為一成長基板。於另一實施例中，請參考圖3A(c)所示，第一基板110e是一臨時基板，因此這些微型磊晶結構120可以透過一黏著層（即第二接著層160）固定於第一基板110上。

接著，請參考圖3B(a)，提供一接著材料(即第一接著層150a)於第一基板110上。此處，第一接著層150a以一鍍膜法覆蓋於這些微型磊晶結構120上，且直接接觸配置於這些微型磊晶結構120上的這些接合墊130a，且具體化為一平面結構。換言之，相鄰兩微型磊晶結構120之間的間隙G具體化為空氣間隙。

於另一實例中，請參圖3B(b)，接著材料（即第一接著層150b）透過一旋轉塗佈法，以一次塗布的方式覆蓋於這些微型磊晶結構120，其中第一接著層150b填滿這些微型磊晶結構120之間的空隙G，其目的在於避免這些磊晶結構120於後續轉板的過程中產生錯位現象。

於另一實施例中，請參圖3B(c)，接著材料（即第一接著層150a與絕緣材料155）亦透過旋轉塗佈法，以多次旋轉塗佈的方式形成於第一基板110上。此時，絕緣材料155填滿這些微型磊晶結構120之間的間隙G，且直接接觸第一接著層150a與第一基板110，其目的在於避免這些磊晶結構120於後續轉板的過程中產生錯位現象。此處，絕緣材料155的材質可不同於第一接著層150a的材質。

當然，本發明並不限定接著材料的結構形態。於另一實施例中，請參考圖3B(d)，接著材料（即第一接著層150d）亦可為一圖案化的接著層，配置於接合墊130d的這些第一接合墊132d與這些第二接合墊134d上。此處，先以一鍍膜法形成一平面結構的接著材料覆蓋於這些微型磊晶結構120上，再藉由蝕刻製程製作成圖案化的接著層。

於另一實施例中，請參考圖3B(e)，當第一基板110e不是成長基板時，這些微型磊晶結構120是以一黏著層（即第二接著層160'）固定於第一基板110e上，且黏著層（即第二接著層160'）填滿這些微型磊晶結構120之間的間隙G。此處，而，黏著層（即第二接著層160'）與接著材料（即第一接著層150a）可透過多次旋轉塗佈的方式形成於第一基板110上。接著材料（即第一接著層150a）配置於黏著層（即第二接著層160'）上且直接接觸這些第一接合墊132d、這些第二接合墊134d以及黏著層（即第二接著層160'）。

接著，請參考圖3C(a)與圖3C(b)，配置一第二基板140a於第一基板110、110e的對向，這些微型磊晶結構120位於第一基板110、110e與第二基板140a之間，且第二基板140a透過接著材料（即第一接著層150a）與這些微型磊晶結構120相接合，其中第二基板140a的熱膨脹係數為CTE2，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。較佳地，W/P介於0.1 ~ 0.6時，CTE2/CTE1=0.9~1.1。此處，第一基板110、110e與第二基板140a的尺寸或形狀並無特別限制此時，已完成發光元件100c、100e的製作。此外，於其他實施例中，第一基板110、110e與第二基板140a可具有近似相同的尺寸與形狀（請參考圖1A’中的第一基板110’以及第二基板140a’的結構型態），藉此可使第一基板110、110e與第二基板140a具有相似的邊界條件，能有效提高邊緣處的微型磊晶結構120的轉移良率。

於另一實施例中，請參考圖3C(c)，本實施例的第二基板140d亦可為一導電基板，且第二基板140d具有多個導電通孔結構142，而這些第一接合墊132d與這些第二接合墊134d結構性且電性連接這些導電通孔結構142。更進一步來說，本實施例的接著材料（即第一接著層150d）僅位於這些導電通孔結構142與這些第一接合墊132d之間以及這些導電通孔結構與這些第二接合墊134d之間，且這些微型磊晶結構120透過接著材料（即第一接著層150d）而與第二基板140d相連接。此時，已完成發光元件100d的製作。

之後，請參考圖3D(a)與圖3D(b)，當第一基板110為藍寶石基板時，可透過雷射剝離法（Laser Lift-Off，LLO）來分離第一基板110與這些微型磊晶結構120。或者是，請參考圖3D(c)，當第一基板110e並不是這些微型磊晶結構120的成長基板，而是一臨時基板，亦可透過雷射剝離法（LLO）或溶液剝離法(liquid exfoliation)來直接移除第一基板110e與接著材料（即第二接著層160）。

由於本實施例的發光元件100c、100d、100e的第一基板110、110e的熱膨脹係數（即CTE1）與第二基板140a、140d的熱膨脹係數（即CTE2）跟這些微型磊晶結構120的邊長尺寸（即W）及間距（即P）有關，其中W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。也就是說，本實施例的發光元件100c、100d、100e是採用熱膨脹係數相近的第一基板110、110e與第二基板140a、140d，因此在轉換基板的過程中，即將這些微型磊晶結構120由第一基板110、110e轉板至第二基板140a、140d上時，這些微型磊晶結構120不會因為第一基板110、110e與第二基板140a、140d的熱膨脹係數的差異而產生位移的現象。如此一來，即可使這些微型磊晶結構120於第一基板110、110e與第二基板140a、140d之間做固定間距的轉移，可具有較佳的對位精準度。

綜上所述，由於本發明的發光元件的第一基板的熱膨脹係數（即CTE1）與第二基板的熱膨脹係數（即CTE2）跟微型磊晶結構的邊長尺寸（即W）及間距（即P）有關，其中W介於1~100微米之間，W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。也就是說，本發明的發光元件是採用熱膨脹係數相近的第一基板與第二基板，因此在轉換基板的過程中，即將微型磊晶結構由第一基板轉板至第二基板上時，微型磊晶結構不會因為第一基板與第二基板的熱膨脹係數的差異而產生位移的現象。如此一來，即可使微型磊晶結構於第一基板與第二基板之間做固定間距的轉移，可具有較佳的對位精準度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100a、100a’、100b、100c、100d、100e、100f、100g‧‧‧發光元件 110、110’、110e‧‧‧第一基板 120‧‧‧微型磊晶結構 122‧‧‧第一型半導體層 124‧‧‧主動層 126‧‧‧第二型半導體層 130a、130d‧‧‧接合墊 132d‧‧‧第一接合墊 134d‧‧‧第二接合墊 140a、140a’、140d‧‧‧第二基板 142‧‧‧導電通孔結構 150a、150b、150d‧‧‧第一接著層 155、155’‧‧‧絕緣材料 160、160’‧‧‧第二接著層 170‧‧‧絕緣層 G‧‧‧間隙 P‧‧‧間距 W‧‧‧邊長尺寸

圖1A繪示為本發明的一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖1A’繪示為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖1B繪示為為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖1C繪示為為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖1D繪示為為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖2A繪示為為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖2B繪示為為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖2C繪示為為本發明的另一實施例的一種發光元件的剖面示意圖。圖3A(a)至圖3D(c)繪示為本發明的多個實施例的發光元件的製作方法的剖面示意圖。

100a‧‧‧發光元件

110‧‧‧第一基板

120‧‧‧微型磊晶結構

122‧‧‧第一型半導體層

124‧‧‧主動層

126‧‧‧第二型半導體層

130a‧‧‧接合墊

140a‧‧‧第二基板

150a‧‧‧第一接著層

170‧‧‧絕緣層

G‧‧‧間隙

P‧‧‧間距

W‧‧‧邊長尺寸

Claims

一種發光元件，包括：一第一基板；一第二基板，配置於該第一基板的對向；以及多個微型磊晶結構，週期性地配置於該第一基板上，且位於該第一基板與該第二基板之間，其中該第一基板的熱膨脹係數為CTE1，該第二基板的熱膨脹係數為CTE2，各該微型磊晶結構的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而兩相鄰的該些微型磊晶結構的間距為P，W/P=0.1 ~ 0.95，且CTE2/CTE1=0.8~1.2。
如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中W/P介於0.1 ~ 0.6時，CTE2/CTE1=0.9~1.1。
如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第一基板與該第二基板具有近似相同的尺寸與形狀。
如申請專利範圍第1項所述的發光元件，更包括：一第一接著層，配置於該些微型磊晶結構與該第二基板之間，且該第二基板透過該第一接著層而固定於該第一基板上。
如申請專利範圍第4項所述的發光元件，其中該些微型磊晶結構的一側直接接觸該第一基板，而該第一接著層包覆各該微型磊晶結構。
如申請專利範圍第5項所述的發光元件，其中該第一接著層填滿該些微型磊晶結構之間的間隙。
如申請專利範圍第4項所述的發光元件，更包括：一絕緣材料，填滿該些微型磊晶結構之間的間隙。
如申請專利範圍第4項所述的發光元件，更包括: 一第二接著層，位於該些微型磊晶結構與該第一基板之間，且該些微型磊晶結構透過該第二接著層而固定於該第一基板上。
如申請專利範圍第8項所述的發光元件，其中該第二接著層填滿該些微型磊晶結構之間的間隙。
如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中各該微型磊晶結構的一外部量子效率曲線的最高峰值電流密度在2 A/cm² 以下。
如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中各該微型磊晶結構的缺陷密度小於10⁸ /cm² 。
一種發光元件的製作方法，包括：提供一第一基板，該第一基板的熱膨脹係數為CTE1，且該第一基板上具有週期性配置的多個微型磊晶結構，各該微型磊晶結構的邊長尺寸為W，W介於1~100微米之間，而兩相鄰的該些微型磊晶結構的間距為P，W/P=0.1 ~ 0.95；提供一接著材料於該第一基板上；配置一第二基板於該第一基板的對向，該些微型磊晶結構位於該第一基板與該第二基板之間，且該第二基板透過該接著材料與該些微型磊晶結構相接合，其中該第二基板的熱膨脹係數為CTE2，且CTE2/CTE1=0.8~1.2；以及分離該第一基板與該些微型磊晶結構。
如申請專利範圍第12項所述的發光元件的製作方法，其中W/P介於0.1 ~ 0.6時，CTE2/CTE1=0.9~1.1。
如申請專利範圍第12項所述的發光元件的製作方法，其中該接著材料以一旋轉塗佈法覆蓋於該些微型磊晶結構之後，再與該第二基板相接合。
如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中該旋轉塗佈法為多次旋轉塗佈。
如申請專利範圍第14項所述的發光元件的製作方法，其中該接著材料填滿該些微型磊晶結構之間的間隙。
如申請專利範圍第12項所述的發光元件的製作方法，其中該接著材料以一鍍膜法覆蓋於該些微型磊晶結構上，再以一熱壓合法與該第二基板相接合。
如申請專利範圍第12項所述的發光元件的製作方法，其中該些微型磊晶結構是以一黏著層固定於該第一基板上。
如申請專利範圍第18項所述的發光元件的製作方法，其中該黏著層填滿該些微型磊晶結構之間的間隙。