TWI495141B - 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置 - Google Patents
晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI495141B TWI495141B TW097129479A TW97129479A TWI495141B TW I495141 B TWI495141 B TW I495141B TW 097129479 A TW097129479 A TW 097129479A TW 97129479 A TW97129479 A TW 97129479A TW I495141 B TWI495141 B TW I495141B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- light
- deformation
- wafer
- support substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 114
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 9
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N octafluorocyclobutane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019407 octafluorocyclobutane Nutrition 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910020658 PbSn Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150071746 Pbsn gene Proteins 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 cyclic olefin Chemical class 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RCBCUEYIIUYVPW-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Se-2].[Zn+2] Chemical compound [Li+].[Se-2].[Zn+2] RCBCUEYIIUYVPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/018—Bonding of wafers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/814—Bodies having reflecting means, e.g. semiconductor Bragg reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
本發明係關於一種發光結構之形成方法及一種光源產生裝置包含上述方法所形成之一晶粒，尤其關於一種形成具有一抗形變層之晶圓發光結構之形成方法。
發光二極體(Light-emitting Diode；LED)係一種固態半導體元件，其至少包含一p-n接面(p-n junction)，此p-n接面係形成於p型與n型半導體層之間。當於p-n接面上施加一定程度之偏壓時，p型半導體層中之電洞與n型半導體層中之電子會結合而釋放出光。此光產生之區域一般又稱為發光區(light-emitting region)。
LED的主要特徵在於尺寸小、發光效率高、壽命長、反應快速、可靠度高和色度良好，目前已經廣泛使用在電器、汽車、招牌和交通號誌上。隨著全彩LED的問世，LED已逐漸取代傳統的照明設備，如螢光燈和白熱燈泡。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)已被廣泛地使用於各項電子產品，如桌上型或筆記型電腦、移動式電話、車用導航
系統和電視等螢幕。一般的設計裡，LCD的光源是由背光模組(Back Light Unit；BLU)提供，LED則為BLU的主要光源之一。當顯示器的尺寸朝向薄型化的趨勢發展，對於LED厚度的要求也走向愈薄愈好。
本發明揭露一晶圓發光結構之形成方法，包含：提供一支持基板；形成一抗形變層於支持基板之上；提供一成長基板；形成一發光疊層於成長基板之上；以及進行一接合製程，藉由一黏結層接合發光疊層與抗形變層。本發明亦揭露一光源產生裝置，包含：至少一發光晶粒，係由前述之晶圓發光結構之形成方法之方法所產出；一電源供應系統，供應發光晶粒一電流；以及一控制元件，用以控制電流。
第1A圖所示為一晶圓發光結構之部份示意圖。晶圓發光結構1包含一支持基板10；一抗形變層11，位於支持基板10之上；一黏結層12，位於抗形變層11之上；一發光疊層13，位於黏結層12之上。其中，抗形變層11可以減少或消除支持基板10被薄化所產生之變形。
支持基板10係在發光疊層13之成長基板移除後用以承載發光疊層13，其材料依產品設計、特性或要求可包含但不限於金屬、電絕緣材料、複合材料、金屬基複合材料(Metal Matrix Composite；MMC)、陶瓷基複合材料(Ceramic Matrix Composite；
CMC)、矽(Si)、磷化碘(IP)、硒化鋅(ZnSe)、氮化鋁(AlN)、砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)、藍寶石(Sapphire)、硒化鋅(ZnSe)、氧化鋅(ZnO)、磷化銦(InP)、鎵酸鋰(LiGaO2)、鋁酸鋰(LiAlO2)或此等材料之組合。其被薄化後之厚度大致上小於約70微米，較佳地係小於約40微米，更佳地係小於約20微米。薄化係指使厚度減少，例如在支持基板10相對且遠離發光疊層13的表面，藉由研磨方式使支持基板10從一般的厚度300微米減少至厚度約40微米。
抗形變層11具有一消抗應力，使得支持基板10經薄化後，晶圓發光結構1整體的應力數值降低，以減少或消除變形。消抗應力的產生是由於抗形變層11的微觀結構或分子的沉積缺陷而導致，例如支持基板10與抗形變層11的晶格形狀不同，導致分子鍵結時形成晶格錯位，因而產生消抗應力。此外，在抗形變層11沉積的過程中，分子之間的堆疊會形成孔洞，造成分子排列錯位，也會產生消抗應力。第1B圖所示，支持基板10以藍寶石為例，一般厚度大約為300微米。然而為了特定目的，例如散熱，支持基板10會被薄化，薄化後的支持基板10會產生一應力，例如為一張應力，使得支持基板10變形翹曲成一凹狀，產生一形變高度d。習知晶圓發光結構不包含抗形變層11時，所產生之形變高度d較大，例如約為晶圓發光結構的一厚度h的200倍，大約1釐米，因而影響後續的晶粒製程，例如切割、劈裂與封裝等之良率。形變高度d係晶圓發光結構1的下表面與側邊的一交界處16至一下表面幾何中心點18的高度差，厚度h係晶圓發光結構1的一上表面幾何中心點17至下表面幾何中心點18的高度差。於本實施例中，以圓形晶圓為例，上表面幾何中心點17和下表面幾何中心點
18可分別為晶圓上下表面之圓心。於本實施例中，晶圓發光結構1之抗形變層11之消抗應力是為一壓應力，以降低形變高度d至最大約為晶圓發光結構1之厚度h的10倍，較佳約為5倍，更佳約為0倍，以減少或消除支持基板10的翹曲變形。抗形變層11之材料例如為GaN，晶圓結構厚度h為50微米時，可使形變高度d不超過500微米。然而薄化後支持基板10亦可產生壓應力，如第1C圖所示，使得支持基板10形成一凸狀，視其材料而定。此時，抗形變層11則須選用可產生張應力之材料，以減少或消除支持基板10的翹曲變形。以本實施例為例，抗形變層11的厚度小於約30微米，較佳地係小於約10微米，大於約2微米，更佳地係大於約3微米。抗形變層11藉由化學氣相沉積法(CVD)、有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)、氣相磊晶法(VPE)、液相磊晶法(LPE)、分子束磊晶法(MBE)、電漿化學氣相沈積法(PECVD)或其他類似方式沉積於支持基板10之上。其材料包含但不限於氧化鋁(AlxOy)、氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)、氧化鈦(TiOx)、氮化鎵(GaN)或上述材料之組合。
黏結層12用以接合支持基板10與發光疊層13，可為金屬或非金屬材料。若為金屬材料，黏結層12可具有反射光線的功能。其材料包含但不限於聚醯亞胺(PI)、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、環氧樹酯(Epoxy)、其他有機黏結材料、銦(In)、錫(Sn)、鋁(Al)、金(Au)、鉑(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鍺(Ge)、銅(Cu)、鎳(Ni)、錫化金(AuSn)、銀化銦(InAg)、金化銦(InAu)、鈹化金(AuBe)、鍺化金(AuGe)、鋅化金(AuZn)、錫化鉛(PbSn)、銦化鈀(PdIn)或此等材料之組合。
發光疊層13至少包含一第一束縛層131，位於黏結層12之
上；一發光層132，位於第一束縛層131之上；與一第二束縛層133，位於發光層132之上。其中，第一束縛層131可為i型、p型或n型半導體，第二束縛層133之電性則與第一束縛層131相異。發光層132之結構可分為單異質結構(single heterostructure；SH)、雙異質結構(double heterostructure；DH)、雙側雙異質結構(double-side double heterostructure；DDH)、以及多層量子井(multi-quantum well；MQW)等，其材料包含但不限於II-VI族半導體CdZnSe，或III-V族半導體，如AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN。
如第1D圖所示，晶圓發光結構1更包含反射層14，位於發光疊層13與黏結層12之間或抗形變層11與黏結層12之間，可反射自發光疊層13射出之光，其材料包含但不限於銦(In)、錫(Sn)、鋁(Al)、金(Au)、鉑(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈦(Ti)、錫(Pb)、鍺(Ge)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈹化金(AuBe)、鍺化金(AuGe)、鋅化金(AuZn)、錫化鉛(PbSn)、此等材料之組合或布拉格反射層。
晶圓發光結構1更包含一第一墊片a，位於第二束縛層133之上；與一第二墊片b，位於支持基板10之下；此時，支持基板10較佳地係為一導體。第一墊片a與第二墊片b分別與發光疊層13與支持基板10形成電性連接，當第一墊片a與第二墊片b分別位於支持基板10之相異側，晶圓發光結構1為一垂直結構。
如第1E圖所示，第二束縛層133的表面可做粗化處理，以形成非平整表面，增加光摘出效率。一保護層15形成於發光疊層13之上，環繞第一墊片a側壁並沿發光疊層13向外延伸，以保護發光疊層13與其下之其他結構免於受潮或震動等傷害，也避免因打線造成的短路。保護層15之材料包含但不限於介電材料、Su8、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、環氧樹脂(Epoxy)、
丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環烯烴聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、矽膠(Silicone)、玻璃、氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、SiNX、TiO2、旋塗玻璃(SOG)、此等材料之組合或其他透明材料。
另一實施例如第2A圖所示，一晶圓發光結構2包含一支持基板20；一抗形變層21，位於支持基板20之上；一反射層24，位於抗形變層21之上；一黏結層22，位於反射層24之上；一發光疊層23，位於反射層24之上；與一保護層25，位於發光疊層23之上。其中，抗形變層21可以減少或消除支持基板20被研磨所產生之變形。
支持基板20係在發光疊層23之成長基板移除後用以承載發光疊層23，其被薄化後之厚度小於大約70微米，較佳地係小於約40微米，更佳地係小於約20微米。薄化係指使厚度減少，例如支持基板20從一般的厚度300微米被減少至厚度40微米。當薄化支持基板20時，抗形變層21具有一消抗應力，使得支持基板20經薄化後，晶圓發光結構2整體的應力數值降低，以減少或消除變形。以本實施例為例，抗形變層21的厚度小於約30微米，較佳地係小於約10微米，大於約2微米，更佳地係大於約3微米。薄化後的支持基板20會產生一形變高度，習知晶圓發光結構不包含抗形變層21，所產生之形變高度較大，例如為晶圓發光結構的一厚度h的200倍，大約1釐米。形變高度係晶圓發光結構2的下表面與側邊的一交界處至一下表面幾何中心點的高度差，厚度h係晶圓發光結構2的下表面幾何中心點至一上表面幾何中心點的高度差。於本實施例中，以圓形晶圓為例，上下表面幾何中心點
可為晶圓上下表面之圓心。抗形變層21可降低形變高度至最大約為晶圓發光結構2之厚度h的10倍，較佳約為5倍，更佳約為0倍，以減少或消除支持基板20的翹曲變形。例如厚度h為50微米時，抗形變層21可使形變高度不超過500微米。黏結層22用以接合支持基板20與發光疊層23，可為金屬或非金屬材料。反射層24可反射自發光疊層23射出之光。保護層25形成於發光疊層23之上，分別環繞第一墊片a之側壁與第二墊片b之側壁並沿發光疊層23向外延伸，以保護發光疊層23與其下之其他結構免於受潮或震動等傷害，也避免因打線造成的短路。
發光疊層23至少包含一第一束縛層231、一發光層232與一第二束縛層233。發光疊層23被蝕刻裸露出部分第一束縛層231，此時，一第一墊片a位於第二束縛層233之上，而且一第二墊片b位於第一束縛層231裸露的部分上，支持基板20較佳地係為絕緣，例如為一絕緣體或為一導體上覆絕緣層。如第2B圖所示，第二束縛層233的表面可做粗化處理，以形成非平整表面，增加光摘出效率。當第一墊片a與第二墊片b分別位於支持基板20之相同側，晶圓發光結構2為一水平結構。
第3圖係繪示出一光源產生裝置示意圖，該光源產生裝置3包含切割本發明任一實施例中之一晶圓發光結構所產生之晶粒。該光源產生裝置3可以是一照明裝置，例如路燈、車燈、或室內照明光源，也可以是交通號誌、或一平面顯示器中背光模組的一背光光源。該光源產生裝置3包含前述晶粒組成之一光源31、電源供應系統32以供應光源31一電流、以及一控制元件33，用以控制電源供應系統32。
第4圖係繪示出一背光模組剖面示意圖，該背光模組4包含
前述實施例中的光源產生裝置3，以及一光學元件41。光學元件41可將由光源產生裝置3發出的光加以處理，以應用於平面顯示器，例如散射光源產生裝置3發出的光。
第5圖係繪示出一種製造晶圓發光結構1之方法之流程圖，其中包含提供一支持基板10；形成一抗形變層11於支持基板10之上；形成一反射層14於抗形變層11之上；形成一發光疊層13於一成長基板之上；藉由一黏結層12接合反射層14與發光疊層13；移除成長基板；形成一保護層15於發光疊層13之上；再進行薄化支持基板10；最後切割晶圓以形成晶粒。此外，反射層14亦可形成於發光疊層13與黏結層12之間；此時反射層14係形成於發光疊層13上之後，藉由黏結層12連接反射層14與抗形變層11。黏結層12可分別形成於抗形變層11與發光疊層13上之後，再接合抗形變層11與發光疊層13。抗形變層11藉由化學氣相沉積法(CVD)、有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)、氣相磊晶法(VPE)、液相磊晶法(LPE)、分子束磊晶法(MBE)、電槳化學氣相沈積法(PECVD)或其他類似方式沉積於支持基板10之上；其材料包含但不限於氧化鋁(AlxOy)、氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)、氧化鈦(TiOx)、氮化鎵(GaN)或上述材料之組合。薄化支持基板10的方法包含但不限於化學機械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)方法或蝕刻。
惟上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟於此項技藝之人士均可能在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化。因此本發明之權利保護範圍如後述之申請專利範圍所列。
10,20‧‧‧支持基板
16‧‧‧交界處
17‧‧‧上表面幾何中心點
18‧‧‧下表面幾何中心點
11,21‧‧‧抗形變層
12,22‧‧‧黏結層
13,23‧‧‧發光疊層
14,24‧‧‧反射層
15,25‧‧‧保護層
131,231‧‧‧第一束縛層
132,232‧‧‧發光層
133,233‧‧‧第二束縛層
3‧‧‧光源產生裝置
31‧‧‧光源
32‧‧‧電源供應系統
33‧‧‧控制元件
4‧‧‧背光模組
41‧‧‧光學元件
h‧‧‧厚度
d‧‧‧形變高度
a‧‧‧第一墊片
b‧‧‧第二墊片
第1A圖係顯示本發明一實施例之晶圓發光結構之剖面圖
第1B~1C圖係顯示本發明一實施例之晶圓發光結構之變形剖面圖
第1D~1E圖係顯示本發明一實施例之晶圓發光結構之剖面圖
第2A~2B圖係顯示本發明另一實施例之晶圓發光結構之剖面圖。
第3圖係為示意圖，顯示利用切割本發明實施例之晶圓發光結構而產生之晶粒所組成之一光源產生裝置之示意圖。
第4圖係為示意圖，顯示利用切割本發明實施例之晶圓發光結構而產生之晶粒所組成之一背光模組之示意圖。
第5圖係顯示本發明之晶圓發光結構製造方法之流程圖。
1‧‧‧晶圓發光結構
10‧‧‧支持基板
11‧‧‧抗形變層
12‧‧‧黏結層
13‧‧‧發光疊層
131‧‧‧第一束縛層
132‧‧‧發光層
133‧‧‧第二束縛層
a‧‧‧第一墊片
b‧‧‧第二墊片
Claims (10)
- 一種用於製造一晶圓發光結構之方法，包含：提供一支持基板；形成一抗形變層於該支持基板之上；提供一成長基板；形成一發光疊層於該成長基板之上；進行一接合製程，藉由一黏結層接合該發光疊層與該抗形變層；以及薄化該支持基板，其中該支持基板薄化後之厚度小於70微米。
- 如請求項1所述之方法，其中該抗形變層之材料係選擇自氧化鋁(AlxOy)、氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)、氧化鈦(TiOx)、氮化鎵(GaN)、及此等材料之組合所構成之群組。
- 如請求項1所述之方法，其中該抗形變層之厚度小於10微米。
- 如請求項1所述之方法，其中該抗形變層之厚度大於2微米。
- 如請求項1所述之方法，其中該支持基板薄化後之厚度小於40微米。
- 如請求項1所述之方法，更包含形成一反射層於該發光疊層與該黏結層之間或該抗形變層與該黏結層之間。
- 如請求項1所述之方法，接合該抗形變層與該發光疊層之後，更包含移除該成長基板。
- 如請求項1所述之方法，薄化該支持基板之後，更包含切割該晶圓發光結構以形成複數個晶粒發光結構。
- 如請求項7所述之方法，其中於該成長基板移除後，該晶圓發光結構具有一形變高度不超過該晶圓發光結構之厚度的10倍。
- 一種光源產生裝置，包含：至少一發光晶粒，該發光晶粒係由如請求項8所述之方法所產出；一電源供應系統，供應該發光晶粒一電流；以及一控制元件，用以控制該電流。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW097129479A TWI495141B (zh) | 2008-08-01 | 2008-08-01 | 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置 |
| US12/533,196 US8299481B2 (en) | 2008-08-01 | 2009-07-31 | Wafer-scaled light-emitting structure |
| US13/662,545 US8735197B2 (en) | 2008-08-01 | 2012-10-29 | Wafer-scaled light-emitting structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW097129479A TWI495141B (zh) | 2008-08-01 | 2008-08-01 | 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201007972A TW201007972A (en) | 2010-02-16 |
| TWI495141B true TWI495141B (zh) | 2015-08-01 |
Family
ID=41607416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW097129479A TWI495141B (zh) | 2008-08-01 | 2008-08-01 | 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8299481B2 (zh) |
| TW (1) | TWI495141B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011253925A (ja) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Toshiba Corp | 発光装置の製造方法 |
| KR20140034262A (ko) * | 2011-06-01 | 2014-03-19 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | 지지 기판에 접합된 발광 디바이스 |
| US8962359B2 (en) * | 2011-07-19 | 2015-02-24 | Crystal Is, Inc. | Photon extraction from nitride ultraviolet light-emitting devices |
| CN102709420B (zh) * | 2012-06-21 | 2014-07-30 | 安徽三安光电有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管 |
| WO2015099505A1 (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 주식회사 포스코 | 발색 처리된 기재 및 이를 위한 기재의 발색 처리방법 |
| JP6299494B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-03-28 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| DE102014223003B4 (de) * | 2014-11-11 | 2018-12-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement mit Streustrahlung |
| TWI668848B (zh) * | 2015-05-21 | 2019-08-11 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | 陣列基板的製作方法以及通過該方法製得的陣列基板 |
| WO2017117151A1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-07-06 | Light Share, LLC | Optoelectronic semiconductor devices with enhanced light output |
| CN106784073A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 苏州爱彼光电材料有限公司 | 电光器件 |
| CN106601840A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 苏州爱彼光电材料有限公司 | 光电器件 |
| WO2020093031A1 (en) | 2018-11-02 | 2020-05-07 | Crystal Is, Inc. | Systems and methods for fluid disinfection with ultraviolet light |
| US11279632B2 (en) | 2019-04-22 | 2022-03-22 | Crystal Is, Inc. | Fluid treatment reactor |
| US12343668B2 (en) | 2019-04-22 | 2025-07-01 | Crystal Is, Inc. | Air disinfection chamber |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787435B2 (en) * | 2001-07-05 | 2004-09-07 | Gelcore Llc | GaN LED with solderable backside metal |
| TW200705713A (en) * | 2005-03-24 | 2007-02-01 | Rohm Co Ltd | Zinc oxide based compound semiconductor light emitting element |
| TW200802921A (en) * | 2006-06-02 | 2008-01-01 | Arima Optoelectronics Corp | Light-Emitting Diode and the method of manufacturing the same |
| US20080164467A1 (en) * | 2005-08-03 | 2008-07-10 | Michihiro Sano | Semiconductor light emitting device and its manufacture method |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4830984A (en) * | 1987-08-19 | 1989-05-16 | Texas Instruments Incorporated | Method for heteroepitaxial growth using tensioning layer on rear substrate surface |
| US6306729B1 (en) * | 1997-12-26 | 2001-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor article and method of manufacturing the same |
| US6320206B1 (en) * | 1999-02-05 | 2001-11-20 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Light emitting devices having wafer bonded aluminum gallium indium nitride structures and mirror stacks |
| TW415117B (en) | 1999-07-02 | 2000-12-11 | Opto Tech Corp | Substrate structure improvement of light-emitting diode (LED) |
| JP2003532298A (ja) * | 2000-04-26 | 2003-10-28 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 発光半導体素子 |
| US6562648B1 (en) * | 2000-08-23 | 2003-05-13 | Xerox Corporation | Structure and method for separation and transfer of semiconductor thin films onto dissimilar substrate materials |
| US7198671B2 (en) * | 2001-07-11 | 2007-04-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Layered substrates for epitaxial processing, and device |
| EP1471583B1 (en) * | 2002-01-28 | 2009-10-07 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device having support substrate and its manufacturing method |
| KR101030068B1 (ko) * | 2002-07-08 | 2011-04-19 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자 |
| JP5142523B2 (ja) * | 2003-06-04 | 2013-02-13 | チェオル ユー，ミュング | 縦型構造複合半導体装置 |
| FR2859312B1 (fr) * | 2003-09-02 | 2006-02-17 | Soitec Silicon On Insulator | Scellement metallique multifonction |
| US7259402B2 (en) * | 2004-09-22 | 2007-08-21 | Cree, Inc. | High efficiency group III nitride-silicon carbide light emitting diode |
| JP5364368B2 (ja) * | 2005-04-21 | 2013-12-11 | エイオーネックス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 基板の製造方法 |
| US7700395B2 (en) * | 2006-01-11 | 2010-04-20 | Stc.Unm | Hybrid integration based on wafer-bonding of devices to AlSb monolithically grown on Si |
-
2008
- 2008-08-01 TW TW097129479A patent/TWI495141B/zh active
-
2009
- 2009-07-31 US US12/533,196 patent/US8299481B2/en active Active
-
2012
- 2012-10-29 US US13/662,545 patent/US8735197B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787435B2 (en) * | 2001-07-05 | 2004-09-07 | Gelcore Llc | GaN LED with solderable backside metal |
| TW200705713A (en) * | 2005-03-24 | 2007-02-01 | Rohm Co Ltd | Zinc oxide based compound semiconductor light emitting element |
| US20080164467A1 (en) * | 2005-08-03 | 2008-07-10 | Michihiro Sano | Semiconductor light emitting device and its manufacture method |
| TW200802921A (en) * | 2006-06-02 | 2008-01-01 | Arima Optoelectronics Corp | Light-Emitting Diode and the method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100025713A1 (en) | 2010-02-04 |
| US8299481B2 (en) | 2012-10-30 |
| TW201007972A (en) | 2010-02-16 |
| US20130099268A1 (en) | 2013-04-25 |
| US8735197B2 (en) | 2014-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI495141B (zh) | 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置 | |
| US8575635B2 (en) | Light emitting device, light emitting device package, and lighting system | |
| CN104112801B (zh) | 发光器件 | |
| US8847248B2 (en) | Light-emitting device and the manufacturing method thereof | |
| KR102070089B1 (ko) | 반도체 발광소자 패키지 및 이를 이용한 조명장치 | |
| TWI553904B (zh) | 發光裝置及發光裝置封裝件 | |
| US20110220946A1 (en) | Light emitting device, light emitting device package, and lighting system | |
| US8704257B2 (en) | Light-emitting element and the manufacturing method thereof | |
| EP2381489B1 (en) | Light emitting device, light emitting device package, and lighting system | |
| CN102237453B (zh) | 发光器件及其制造方法、发光器件封装以及照明系统 | |
| CN104953000A (zh) | 发光二极管及发光装置 | |
| CN102163670B (zh) | 发光器件、发光器件封装以及照明系统 | |
| CN102194946A (zh) | 发光器件、发光器件封装以及照明系统 | |
| CN101656281B (zh) | 晶片发光结构及其制造方法 | |
| CN103247732B (zh) | 具有平整表面的电流扩散层的发光元件 | |
| EP2375461B1 (en) | Method for fabricating a light emitting device | |
| TWI418056B (zh) | 發光元件 | |
| KR20110118333A (ko) | 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지, 및 조명 시스템 | |
| KR101744971B1 (ko) | 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템 | |
| CN102354722B (zh) | 高功率发光装置 | |
| KR20120087036A (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
| CN101667613B (zh) | 一种制造高散热发光元件的方法 | |
| TWI423470B (zh) | 一種製造高散熱發光元件的方法 | |
| TWI599070B (zh) | 具有平整表面的電流擴散層的發光元件 | |
| KR20120042339A (ko) | 발광 소자 |