[go: up one dir, main page]

TWI479691B - 發光二極體模組及其製造方法 - Google Patents

發光二極體模組及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI479691B
TWI479691B TW101121189A TW101121189A TWI479691B TW I479691 B TWI479691 B TW I479691B TW 101121189 A TW101121189 A TW 101121189A TW 101121189 A TW101121189 A TW 101121189A TW I479691 B TWI479691 B TW I479691B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting diode
layer
substrate
roughened
Prior art date
Application number
TW101121189A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201349566A (zh
Inventor
Chien Chung Peng
Tzu Chien Hung
Chia Hui Shen
Original Assignee
Advanced Optoelectronic Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Optoelectronic Tech filed Critical Advanced Optoelectronic Tech
Publication of TW201349566A publication Critical patent/TW201349566A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI479691B publication Critical patent/TWI479691B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/819Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
    • H10H20/82Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

發光二極體模組及其製造方法
本發明涉及一種發光二極體模組及其製造方法。
發光二極體是一種節能、環保、長壽命之固體光源,因此近十幾年來對發光二極體技術之研究一直非常活躍,發光二極體也有漸漸取代日光燈、白熾燈等傳統光源之趨勢。發光二極體發出之光經過其側面邊界時,會因為全反射而被反射到晶粒內部,出光效率較低。
有鑒於此,有必要提供一種可提高晶粒側壁出光效率之發光二極體模組及其製造方法。
一種發光二極體模組,包括基板及設置在基板上之多個發光二極體晶粒,所述發光二極體晶粒之底面貼設在基板上。所述每一發光二極體晶粒自底面延伸之側壁均為粗糙化表面,用以提高發光二極體晶粒側壁之出光效率。
一種發光二極體模組製造方法,其包括以下幾個步驟:步驟1,提供一基板,在該基板上成長磊晶層;步驟2,在磊晶層上沉積一電流擴散層;步驟3,在電流擴散層上相互間隔設置多個光阻; 步驟4,利用酸性溶液蝕刻光阻間之電流擴散層並進行光阻側壁之粗糙化;步驟5,藉由經由側壁粗化後之光阻之遮擋,利用電漿轟擊磊晶層,從而蝕刻磊晶層,形成多個發光二極體晶粒,光阻側壁之粗糙化圖案將完全轉換至發光二極體晶粒之側壁上,使發光二極體晶粒之側壁粗糙化。
上述之發光二極體模組之發光二極體晶粒側壁為粗糙化表面,從而能夠使得發光二極體晶粒之側壁發生全反射之概率被大幅降低,提高了發光二極體晶粒側面之出光效率。
100‧‧‧發光二極體模組
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光二極體晶粒
30‧‧‧封裝層
40‧‧‧光阻
21‧‧‧磊晶層
211‧‧‧緩衝層
212‧‧‧p型半導體層
213‧‧‧發光層
214‧‧‧n型半導體層
22‧‧‧電流擴散層
20a‧‧‧側壁
圖1為本發明實施方式中之發光二極體模組俯視圖。
圖2為圖1中之發光二極體模組之發光二極體晶粒放大後之視圖。
圖3為圖1中之發光二極體模組沿III-III方向之截面圖。
圖4至圖9為本發明實施方式中之發光二極體模組製造方法流程圖。
以下將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。
請參閱圖1,圖2以及圖3,本發明實施方式提供之一種發光二極體模組100包括一基板10、設置在該基板10上之多個發光二極體晶粒20以及包覆該多個發光二極體晶粒20之一封裝層30。
所述基板10通常由藍寶石、碳化矽、矽、砷化鎵、偏鋁酸鋰、氧化鎂、氧化鋅、氮化鎵、氮化鋁、或氮化銦等材料製成。
所述發光二極體晶粒20與基板10電連接,並且在基板10上成矩陣排列。所述發光二極體晶粒20包括磊晶層21以及設置在該磊晶層21上之電流擴散層22。所述磊晶層21包括緩衝層211、p型半導體層212、發光層213以及n型半導體層214,光線由發光層213發出。所述發光二極體晶粒20之各側壁20a均為一粗糙化表面。如果發光二極體晶粒20之各表面為一平坦表面,則由發光層213入射到各個表面之大於臨界角之部分光線會產生全反射,從而被反射到發光二極體晶粒20內部,造成發光二極體晶粒20之出光效率較低。而粗糙化之側壁20a能夠破壞發光二極體晶粒20內部光線之臨界角,使得光線在發光二極體晶粒20之側壁20a產生全反射之概率大幅降低,大部分光線能夠藉由側壁20a射出到外部,從而發光二極體晶粒20之側壁20a之出光效率較高。在本實施方式中,每一發光二極體晶粒20之粗糙化側壁20a由多個連續之微小之弧形凹槽構成,該多個連續之弧形凹槽沿發光二極體晶粒20之高度方向延伸,多個連續之弧形凹槽共同構成一波浪狀之圖案。所述電流擴散層22之上表面也為粗糙化微結構,自發光層213發出之光線在向上射出之過程中經過電流擴散層22之上表面時進行多角度之折射,從而避免電流擴散層22上表面過於平滑而造成之全反射現象,提高發光二極體晶粒20之正向出光之效率。
可以理解之是,所述粗糙化側壁20a並不限定於本實施方式中之弧形凹槽構成波浪狀之圖案,也可以為鋸齒狀圖案等。
所述封裝層30覆蓋在基板10之表面以及多個發光二極體晶粒20上,該封裝層30是由參雜有螢光粉之封膠樹脂製成,該螢光粉可選自釔鋁石榴石、鋱釔鋁石榴石及矽酸鹽中之一種或幾種之組合。
可以理解之是,所述基板10之表面也可為粗糙化表面或各式圖案化之基板(Patten Sapphire Substrate),發光二極體晶粒20之出射光會有部分入射到基板10中,從而部分光線會在基板10中發生全反射,而最終被基板10吸收。基板10之粗糙化表面或圖案化之基板可以破壞入射到其中之光線之全反射臨界角,使得大部分光線能夠在基板10中反射後經過基板10之表面射出,降低了光線在基板10中之全反射概率,提高了發光二極體模組100之出光效率。
發光二極體模組100在使用時,由於發光二極體晶粒20之側壁20a為粗糙化表面,所以入射到發光二極體晶粒20之側壁20a之光發生全反射之概率較低,發光二極體晶粒20之側壁20a出光效率較高。而且又由於發光二極體晶粒20之電流擴散層22之上表面也為粗糙化微結構,從而使得發光二極體晶粒20之上表面發生全反射之機率也大幅降低,提高了發光二極體晶粒20之正向出光之效率。
請參閱圖4至圖9,其為本發明實施方式提供之發光二極體模組100之製造方法流程圖。該發光二極體模組100之製造方法包括以下幾個步驟:
步驟1,提供一基板10,在該基板10上成長磊晶層21。所述磊晶層21包括緩衝層211、p型半導體層212、發光層213以及n型半導體層214,光線由發光層213發出。
步驟2,在磊晶層21上沉積一電流擴散層22。
步驟3,在電流擴散層22上相互間隔設置多個光阻40。
步驟4,利用酸性溶液蝕刻光阻間之電流擴散層22並進行光阻40側壁之粗糙化。在本實施方式中,所述酸性溶液為ITO蝕刻液。所述光阻40之粗糙化側壁之形狀具體請參閱圖1,該粗糙化側壁由多個連續之微小弧形凹槽構成,該多個弧形凹槽沿光阻40之高度方向延伸,多個連續之弧形凹槽共同構成一波浪狀之圖案。
步驟5,藉由經由側壁粗化後之光阻40之遮擋,利用電漿轟擊磊晶層21,從而蝕刻磊晶層21,形成多個發光二極體晶粒20,光阻40側壁之粗糙化圖案將完全轉換至發光二極體晶粒20上,使發光二極體晶粒20之側壁20a粗糙化。
步驟6,去除所述光阻40,對電流擴散層22上表面進行粗化以形成微結構,將一封裝層30覆蓋基板10整個表面以及多個發光二極體晶粒20,從而形成一發光二極體模組100。所述電流擴散層22之粗糙化微結構是採用鹽酸、硫酸、草酸、磷酸、氫氟酸等化學溶液進行蝕刻而形成之,還可以採用離子轟擊等方式形成。所述封裝層30是由參雜有螢光粉之封膠樹脂製成,所述螢光粉可選自釔鋁石榴石、鋱釔鋁石榴石及矽酸鹽中之一種或幾種之組合。
相較於先前技術,本發明之發光二極體模組之發光二極體晶粒側壁為粗糙化表面,從而能夠使得發光二極體晶粒之側壁發生全反射之概率被大幅降低,提高了發光二極體晶粒側壁之出光效率。
另外,本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化,當然,這些依據本發明精神所做之變化,都應包含在本發明所要求保護之範圍之內。
20‧‧‧發光二極體晶粒
20a‧‧‧側壁

Claims (10)

  1. 一種發光二極體模組,包括基板及設置在基板上之多個發光二極體晶粒,所述發光二極體晶粒之底面貼設在基板上,其改進在於:所述每一發光二極體晶粒自底面延伸之側壁均為粗糙化表面,用以提高發光二極體晶粒側壁之出光效率,所述發光二極體晶粒包括磊晶層以及設置在該磊晶層上之電流擴散層,所述磊晶層之側壁均為粗糙化表面,所述電流擴散層遠離磊晶層之上表面亦為粗糙化表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體模組,其中:所述發光二極體晶粒之側壁由多個連續之弧形凹槽構成,該多個連續之弧形凹槽沿發光二極體晶粒之高度方向延伸,共同構成一波浪狀之圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體模組,其中:所述發光二極體模組還包括一覆蓋在基板表面及多個發光二極體晶粒上之封裝層,該封裝層由參雜有螢光粉之封膠樹脂製成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體模組,其中:該磊晶層包括緩衝層、p型半導體層、發光層以及n型半導體層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體模組,其中:所述基板表面為粗糙化表面或所述基板為圖案化基板。
  6. 一種發光二極體模組製造方法,其包括以下幾個步驟:提供一基板,在該基板上成長磊晶層;在磊晶層上沉積一電流擴散層;在電流擴散層上相互間隔設置多個光阻;利用酸性溶液蝕刻光阻間之電流擴散層並進行光阻側壁之粗糙化;藉由經由側壁粗化後之光阻之遮擋,利用電漿轟擊磊晶層,從而蝕刻磊 晶層,形成多個發光二極體晶粒,光阻側壁之粗糙化圖案將完全轉換至發光二極體晶粒之側壁上,使發光二極體晶粒之側壁粗糙化,還包括去除所述光阻,對電流擴散層遠離磊晶層之上表面進行粗化以形成微結構。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體模組製造方法,其中:所述酸性溶液為ITO蝕刻液。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體模組製造方法,其中:所述光阻之粗糙化側壁由多個連續之微小弧形凹槽構成,該多個弧形凹槽沿光阻之高度方向延伸,共同構成一波浪狀之圖案。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體模組製造方法,其中:還包括將一封裝層覆蓋基板整個表面以及多個發光二極體晶粒,從而形成一發光二極體模組之步驟。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體模組製造方法,其中:所述電流擴散層之粗糙化微結構採用鹽酸、硫酸、草酸、磷酸或者氫氟酸化學溶液進行蝕刻而形成,或者採用離子轟擊方式形成。
TW101121189A 2012-05-30 2012-06-13 發光二極體模組及其製造方法 TWI479691B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101728479A CN103456758A (zh) 2012-05-30 2012-05-30 发光二极管模组及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201349566A TW201349566A (zh) 2013-12-01
TWI479691B true TWI479691B (zh) 2015-04-01

Family

ID=49669136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101121189A TWI479691B (zh) 2012-05-30 2012-06-13 發光二極體模組及其製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130320362A1 (zh)
CN (1) CN103456758A (zh)
TW (1) TWI479691B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105810802A (zh) * 2014-12-27 2016-07-27 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构
CN107565001B (zh) * 2017-02-28 2019-05-14 江苏罗化新材料有限公司 Led光源及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW558846B (en) * 2001-06-15 2003-10-21 Nichia Corp Nitride semiconductor light emitting element and light emitting device using the same
TWI254468B (en) * 2004-03-19 2006-05-01 Showa Denko Kk Compound semiconductor light-emitting device and production method thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6646292B2 (en) * 1999-12-22 2003-11-11 Lumileds Lighting, U.S., Llc Semiconductor light emitting device and method
WO2002041364A2 (en) * 2000-11-16 2002-05-23 Emcore Corporation Led packages having improved light extraction
TW564584B (en) * 2001-06-25 2003-12-01 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device
US8242690B2 (en) * 2005-04-29 2012-08-14 Evergrand Holdings Limited Light-emitting diode die packages and illumination apparatuses using same
CN100583475C (zh) * 2007-07-19 2010-01-20 富士迈半导体精密工业(上海)有限公司 氮化物半导体发光元件及其制作方法
CN100594625C (zh) * 2007-11-13 2010-03-17 普光科技(广州)有限公司 一种氮化镓基发光二极管芯片及其制作方法
CN101789477A (zh) * 2010-02-24 2010-07-28 中国科学院半导体研究所 全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW558846B (en) * 2001-06-15 2003-10-21 Nichia Corp Nitride semiconductor light emitting element and light emitting device using the same
TWI254468B (en) * 2004-03-19 2006-05-01 Showa Denko Kk Compound semiconductor light-emitting device and production method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
TW201349566A (zh) 2013-12-01
US20130320362A1 (en) 2013-12-05
CN103456758A (zh) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103996772B (zh) 发光二极管芯片及其制作方法
CN108447955B (zh) 发光二极管芯片结构及其制作方法
TWI816970B (zh) 發光元件及其製造方法
CN101604701A (zh) 具有导热基板的发光二极管及其制造方法
CN102832302A (zh) 一种GaN基LED中N电极的制作方法
CN101789477A (zh) 全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方法
CN102479896A (zh) 一种发光二极管芯片
CN103811612A (zh) 发光二极管制造方法及发光二极管
CN102339922B (zh) 发光二极管及其制造方法
CN102544246A (zh) 发光二极管晶粒的制作方法
CN110212069A (zh) 发光二极管芯片及其制作方法
CN107808914A (zh) 一种发光二极管及其制作方法
CN105428486A (zh) 一种具有三维p-n结的半导体发光二极管芯片及其制备方法
CN103700735A (zh) 一种发光二极管及其制造方法
CN105047777A (zh) 具有粗化侧壁的led垂直芯片结构及制备方法
CN106206901A (zh) Led芯片及其制造方法
TWI479691B (zh) 發光二極體模組及其製造方法
TWI446571B (zh) 發光二極體晶片及其製作方法
TW201340388A (zh) 發光二極體晶粒及其製造方法
CN105895755B (zh) 一种具有可剥离结构的GaN系发光二极管制作方法
CN105226157A (zh) 一种大尺寸发光二极管制作工艺
CN216648338U (zh) 微发光二极管
CN100481534C (zh) 发光二极管及其制造方法
CN103594593B (zh) 具有粗化透明电极的倒装发光二极管的制造方法
CN104167478A (zh) 一种具有多粗化层的红外发光二极管的粗化方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees