TWI894851B - 發光二極體晶片及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本揭示內容提供一種發光二極體晶片的製備方法，其包含下列步驟：將複數個發光二極體元件設置於一基板。使一光阻層覆蓋發光二極體元件與基板。利用一光罩對光阻層進行圖案化，以形成一待蝕刻結構。對待蝕刻結構進行噴霧蝕刻，再移除光阻層，以形成一蝕刻後結構。將蝕刻後結構轉移至一彈性膜上。對彈性膜進行拉伸而形成複數個發光二極體晶片。藉此，可大幅降低切割時可能造成的結構破壞、熱損害或尺寸誤差，並可提高製造發光二極體晶片的效率。

Description

發光二極體晶片及其製備方法

本揭示內容是有關於一種發光二極體晶片及其製備方法，特別是有關於一種利用結構擴張來進行分割的發光二極體晶片及其製備方法。

習知的發光二極體晶片製備方法是先於基板上進行磊晶，製造出初步的二極體結構後，再對基板進行切割而分割出多個發光二極體晶片，切割過程主要有三種方式，分別是雷射切割、刀具切割以及電漿切割。簡言之，雷射切割與電漿切割分別利用高功率雷射與熱電漿燒熔基板，讓基板產生缺口而斷裂，刀具切割則是利用鋒利刀具來分割基板。

雷射切割、刀具切割以及電漿切割的共同問題是切割速度較慢，且容易在切割過程中產生高溫，而對發光二極體晶片造成熱損害，進而影響發光二極體晶片的使用壽命。此外，在切割較薄的金屬基板或複合式金屬基板時，雷射切割、刀具切割以及電漿切割容易產生尺寸誤差，進 一步降低了發光二極體晶片的產率。

有鑑於此，如何改善切割發光二極體晶片的缺點，遂成為相關業者努力的目標。

本揭示內容的目的在於提供一種發光二極體晶片的製備方法，其可降低切割時的熱損害，並提升切割效率與良率。

本揭示內容的一實施方式提供一種發光二極體晶片的製備方法，其包含下列步驟：將複數個發光二極體元件設置於一基板的一表面，其中發光二極體元件彼此相隔一間距。使一光阻層覆蓋發光二極體元件與基板的所述表面。利用一光罩對光阻層進行圖案化，以形成一待蝕刻結構。對待蝕刻結構進行噴霧蝕刻，再移除光阻層，以形成一蝕刻後結構，其中蝕刻後結構具有複數個晶片部與複數個連接部，連接部分別位於相鄰的二晶片部之間並連接所述二晶片部，且發光二極體元件分別位於晶片部。將蝕刻後結構轉移至一彈性膜上。對彈性膜進行拉伸，使連接部斷裂而形成複數個發光二極體晶片。

依據前述的發光二極體晶片的製備方法，其中基板可為一複合式金屬基板，且複合式金屬基板可包含至少二結構層。

依據前述的發光二極體晶片的製備方法，其中各結構層的材質可包含銅、鎳及鐵中的至少一者。

依據前述的發光二極體晶片的製備方法，其中在進行噴霧蝕刻時，可利用一微型噴嘴向待蝕刻結構噴灑一蝕刻液。

依據前述的發光二極體晶片的製備方法，其中各連接部具有一寬度，各晶片部具有一邊緣長度，且所述寬度與所述邊緣長度的一比值可為0.1至0.2。

本揭示內容的另一實施方式提供一種發光二極體晶片，其是由前述的發光二極體晶片的製備方法所製備而成。發光二極體晶片的基板具有一本體與至少一凸部，且凸部連接本體並自本體向外延伸。

依據前述的發光二極體晶片，其中凸部的數量可為二個，本體可呈一四邊形，且所述二凸部可分別與本體的相鄰二邊緣連接。

依據前述的發光二極體晶片，其中凸部的數量可為三個，本體可呈一四邊形，且所述三凸部可分別與本體的相鄰三邊緣連接。

依據前述的發光二極體晶片，其中凸部的數量可為四個，本體可呈一四邊形，且所述四凸部可分別與本體的四邊緣連接。

依據前述的發光二極體晶片，其中凸部可呈一梯形，且凸部較長的一底邊可與本體連接。

據此，本揭示內容的發光二極體晶片的製備方法透過調整蝕刻後結構，使蝕刻後結構具有複數個晶片部與複數個連接部，後續可採取拉伸方式將晶片部分離，故可大 幅降低習知切割所造成的結構破壞、熱損害或尺寸誤差，並可提高製造發光二極體晶片的效率。

100:發光二極體晶片的製備方法

110,120,130,140,150,160:步驟

210,310:發光二極體元件

220,320:基板

230:光阻層

240:繫鏈

250:彈性膜

260:凸部

300:發光二極體晶片

321:本體

322:凸部

M:光罩

M1:第一遮光部

M2:第二遮光部

S1:待蝕刻結構

S2:蝕刻後結構

S21:晶片部

S22:連接部

N:微型噴嘴

W:寬度

L:邊緣長度

D1:第一延伸方向

D2:第二延伸方向

為讓本揭示內容的上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下：第1圖為本揭示內容一實施方式的發光二極體晶片的製備方法的步驟流程圖；第2圖、第3圖、第4圖、第5A圖、第5B圖、第6圖、第7A圖及第7B圖分別為發光二極體晶片的製備方法中各步驟的結構示意圖；以及第8圖為發光二極體晶片的結構示意圖。

下述將更詳細討論本揭示內容各實施方式。然而，此實施方式可為各種揭示內容概念的應用，可被具體實行在各種不同的特定範圍內。特定的實施方式是僅以說明為目的，且不受限於揭露的範圍。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示，並且重複的元件將可能使用相同的編號或類似的編號表示。

請參照第1圖，第1圖為本揭示內容一實施方式的發光二極體晶片的製備方法100的步驟流程圖。發光二極體晶片的製備方法100包含步驟110、步驟120、步驟 130、步驟140、步驟150及步驟160。

請參照第2圖，第2圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟110的結構示意圖。步驟110是將複數個發光二極體元件210設置於一基板220的一表面，其中發光二極體元件210彼此相隔一間距，以保留適當空間而有助於後續分離。基板220可為一複合式金屬基板，複合式金屬基板可包含至少二結構層，各結構層的材質可包含銅、鎳及鐵中的至少一者，舉例而言，複合式金屬基板可具有多層結構，且各層結構的材質可依據物化性質或電路需求進行調整，是以本揭示內容不加以限制。

請參照第3圖，第3圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟120的結構示意圖。步驟120是使一光阻層230覆蓋發光二極體元件210與基板220的所述表面，光阻層230可採用正型光阻材料或負型光阻材料，本揭示內容將以正型光阻材料為例而進行說明，但本揭示內容並不以此為限。

請參照第4圖，第4圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟130的結構示意圖。步驟130是利用一光罩M對光阻層230進行圖案化，以形成一待蝕刻結構S1。詳細而言，光罩M可具有複數個第一遮光部M1與複數個第二遮光部M2，在進行圖案化時，第一遮光部M1可分別對位於發光二極體元件210，第一遮光部M1的面積可略大於發光二極體元件210，且第二遮光部M2可分別位於相鄰的二第一遮光部M1之間並連接所述二第一遮 光部M1。

請參照第5A圖及第5B圖，第5A圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟140的一結構示意圖，第5B圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟140的另一結構示意圖。步驟140是對待蝕刻結構S1進行噴霧蝕刻，再移除光阻層230，以形成一蝕刻後結構S2。在進行噴霧蝕刻時，可利用一微型噴嘴N向待蝕刻結構S1噴灑一蝕刻液，藉此去除未被光罩M覆蓋的基板220，以及被第二遮光部M2覆蓋的部分基板220，以形成如同第5A圖所示的網狀排列結構。

詳細而言，由於基板220可為複合式金屬基板且可包含至少二結構層，較佳具有二至五層結構層，進行噴霧蝕刻時，可以獲得適當的蝕刻選擇比，亦即，蝕刻液可對不同結構層造成不同的蝕刻速度，進而留下靠近光罩M的結構層。此外，噴霧蝕刻更能減少基板220的側向蝕刻，故有助於形成如同第5A圖所示的網狀排列結構。

蝕刻後結構S2具有複數個晶片部S21與複數個連接部S22，連接部S22分別位於相鄰的二晶片部S21之間並連接所述二晶片部S21，且發光二極體元件210分別位於晶片部S21。由第5B圖可以看出，當第二遮光部M2覆蓋的部分基板220被去除後，可形成較細的複數個繫鏈(tether)240，而繫鏈240分別屬於連接部S22。

再者，各連接部S22具有一寬度W，各晶片部S21具有一邊緣長度L，且所述寬度W與所述邊緣長度L的一 比值可為0.1至0.2。藉此，可增加晶片部S21之間的連接強度，同時提升晶片部S21後續分離的效率，惟蝕刻後結構S2僅需具有晶片部S21與連接部S22，即可在後續步驟中順利分離，故本揭示內容並不以晶片部S21與連接部S22的尺寸為限。

請參照第6圖，第6圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟150的結構示意圖。步驟150是將蝕刻後結構S2轉移至一彈性膜250上，以利後續對晶片部S21進行分離。

請一併參照第7A圖及第7B圖，第7A圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟160的一結構示意圖，第7B圖為發光二極體晶片的製備方法100中步驟160的另一結構示意圖。步驟160是對彈性膜250進行拉伸，使連接部S22斷裂而形成複數個發光二極體晶片(未標號)，且當連接部S22斷裂後，會在連接部S22所連接的二晶片部S21邊緣分別形成一凸部260。此外，各連接部S22具有一延伸方向，在此以一第一延伸方向D1與一第二延伸方向D2為例，在對彈性膜250進行拉伸時，可平行第一延伸方向D1與第二延伸方向D2進行拉伸，且各連接部S22的中心處可較與晶片部S21連接的兩端為細，以控制連接部S22的斷裂點，減少因為連接部S22斷裂而導致晶片部S21受損的可能性。

需特別說明的是，雖第2圖至第7B圖僅以製備九個發光二極體晶片為例，惟實際生產時，可增加發光二極 體元件210的數量與基板220的面積，並對應調整光罩M的形狀，以製備大量的發光二極體晶片。是以本揭示內容並不以第2圖至第7B圖所繪示的數量或結構為限。

請參照第8圖，第8圖為發光二極體晶片300的結構示意圖。本揭示內容的另一實施方式提供一種發光二極體晶片300，其是由前述的發光二極體晶片的製備方法100所製備而成。發光二極體晶片300的基板320具有一本體321與至少一凸部322，凸部322連接本體321並自本體321向外延伸，且發光二極體晶片300的發光二極體元件310則位於本體321。

詳細而言，由於前述的晶片部S21彼此分離時，相鄰二晶片部S21之間的連接部S22會斷裂而留下凸部322，故凸部322的數量可為四個，本體321可呈一四邊形，且所述四凸部322可分別與本體321的四邊緣連接。或者，請一併參照第7A圖，位於蝕刻後結構S2角落的晶片部S21僅與二連接部S22連接，故凸部322的數量可為二個，且所述二凸部322可分別與本體321的相鄰二邊緣連接。或者，位於蝕刻後結構S2邊緣的晶片部S21僅與三連接部S22連接，故凸部322的數量可為三個，且所述三凸部322可分別與本體321的相鄰三邊緣連接。

再者，由於前述的連接部S22的中心處可較與晶片部S21連接的兩端為細，故斷裂後的凸部322可呈一梯形，且凸部322較長的一底邊可與本體321連接。

綜上所述，本揭示內容的發光二極體晶片的製備方 法透過調整蝕刻後結構，使蝕刻後結構具有複數個晶片部與複數個連接部，後續可採取拉伸方式將晶片部分離，故可大幅降低習知切割所造成的結構破壞、熱損害或尺寸誤差，並可提高製造發光二極體晶片的效率。

雖然本揭示內容已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本揭示內容的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:發光二極體晶片的製備方法

110,120,130,140,150,160:步驟

Claims (10)

1. 一種發光二極體晶片的製備方法，包含： 將複數個發光二極體元件設置於一基板的一表面，其中該些發光二極體元件彼此相隔一間距； 使一光阻層覆蓋該些發光二極體元件與該基板的該表面； 利用一光罩對該光阻層進行圖案化，以形成一待蝕刻結構； 對該待蝕刻結構進行噴霧蝕刻，再移除該光阻層，以形成一蝕刻後結構，其中該蝕刻後結構具有複數個晶片部與複數個連接部，該些連接部分別位於相鄰的二該晶片部之間並連接該二晶片部，且該些發光二極體元件分別位於該些晶片部； 將該蝕刻後結構轉移至一彈性膜上；以及 對該彈性膜進行拉伸，使該些連接部斷裂而形成複數個發光二極體晶片。
2. 如請求項1所述的發光二極體晶片的製備方法，其中該基板為一複合式金屬基板，且該複合式金屬基板包含至少二結構層。
3. 如請求項2所述的發光二極體晶片的製備方法，其中各該至少二結構層的材質包含銅、鎳及鐵中的至少一者。
4. 如請求項1所述的發光二極體晶片的製備方法，其中在進行噴霧蝕刻時，是利用一微型噴嘴向該待蝕刻結構噴灑一蝕刻液。
5. 如請求項1所述的發光二極體晶片的製備方法，其中各該連接部具有一寬度，各該晶片部具有一邊緣長度，且該寬度與該邊緣長度的一比值為0.1至0.2。
6. 一種發光二極體晶片，其是由如請求項1所述的發光二極體晶片的製備方法所製備而成； 其中，該發光二極體晶片的該基板具有一本體與至少一凸部，且該至少一凸部連接該本體並自該本體向外延伸。
7. 如請求項6所述的發光二極體晶片，其中該至少一凸部的數量為二個，該本體呈一四邊形，且該二凸部分別與該本體的相鄰二邊緣連接。
8. 如請求項6所述的發光二極體晶片，其中該至少一凸部的數量為三個，該本體呈一四邊形，且該三凸部分別與該本體的相鄰三邊緣連接。
9. 如請求項6所述的發光二極體晶片，其中該至少一凸部的數量為四個，該本體呈一四邊形，且該四凸部分別與該本體的四邊緣連接。
10. 如請求項6所述的發光二極體晶片，其中該至少一凸部呈一梯形，且該至少一凸部較長的一底邊與該本體連接。