[发明专利]半导体发光元件及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2004年9月10日且发明名称为“半导体发光元件及其制造方法”的中国专利申请No.200410077053.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种半导体发光元件，特别是涉及一种具有荧光材料结构的半导体发光元件。

背景技术

半导体发光元件，诸如：发光二极管(Light Emitting Diode)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode)以及激光二极管(Laser Diode)等，具有体积小、发光效率佳、寿命长、反应速度快、可靠性高及单色性佳等优点，已广泛应用于各类电子装置、汽车工业、广告看板及交通显示号志上，其中，发光二极管(LED；Light Emitting Diode)更由于近年来全彩技术的突破，而有逐渐取代传统照明光源的趋势。

传统上，为了形成白光多使用蓝光发光二极管晶粒及荧光材料(如：荧光粉体等)的组合，藉由蓝光激发荧光材料以产生黄光或绿光及红光，再由蓝光、黄光或绿光及红光混合以形成白光。现今的白光发光二极管一般使用蓝宝石(sapphire；Al₂O₃)、SiC或其它透明基板作为基板，由于光线会从透明基板向外射出，为了使所有光线均可以经由荧光材料(如荧光粉体)的转换而形成所需要的色彩，荧光材料必须在发光二极管晶片(Wafer)切割(Dicing)为晶粒(Chip)后，再于封装(Package)工艺时覆盖于整个发光二极管晶粒上，以避免未经荧光材料转换的光线经由透明基板射出而影响整体发光二极管所发出光线的色彩。

此外，当基板为透明时，荧光材料除需要覆盖于透明基板或发光二极管晶粒的上方外尚需要覆盖于透明基板或发光二极管晶粒的四周，然而要使得荧光材料均匀地覆盖于透明基板或发光二极管晶粒的四周并不容易，往往造成透明基板或发光二极管晶粒上方及四周的荧光材料的厚度分布不均，当发光二极管所产生的光线通过厚度不均的荧光材料时，厚度较厚处会吸收较多的光线，厚度较薄处则会吸收较少的光线，且经由不同厚度的荧光材料所转换的光线色彩亦将不同，因此造成发光二极管所产生的光线于不同方向上有不同的色彩。如美国专利第6,642,652号所揭示者为一种具有荧光材料结构的覆晶式(Flip-Chip)半导体发光元件，为使得荧光材料可以均匀地覆盖于半导体发光元件的上方及四周，而使用复杂的制造方法，如：电泳法(electrophoresis)等，然而藉由复杂的制造方法往往造成制造成本的增加以及成品率下降，并不能有效且简单地解决荧光材料厚度不均的问题。

检视以上的问题点，本发明提出一种半导体发光元件及其制造方法，可以于晶粒封装前即可以于晶片上形成荧光材料层，且可以避免光线自透明基板射出以及因荧光材料覆盖不均所造成的色彩差异。

发明内容

本发明的半导体发光元件包括有一不透光基板；一结合结构；至少一个半导体发光叠层，藉由结合结构而与不透光基板结合，并可以发出一原始光线，且半导体发光叠层分离自一原始成长基板；及一荧光材料结构，设置于半导体发光叠层上方并大体上符合半导体发光叠层的形状，且荧光材料结构包括一荧光材料，荧光材料可以吸收原始光线并产生一转换后光线。

本发明的半导体发光元件中的结合结构构包括有一第一中介层、一粘结层及/或第二中介层，利用上述结构可以提高半导体发光叠层与不透光基板间的结合力，或者使半导体发光叠层与不透光基板间形成电连接。

本发明的荧光材料结构中包括有荧光材料，此荧光材料可以直接形成于半导体发光叠层上，或利用一胶合剂而形成于半导体发光叠层上，并且此荧光材料可以吸收由半导体发光叠层所产生的原始光线并将其转换为转换后光线。

本发明的半导体发光元件的制造方法包括有分离一半导体发光叠层自一原始成长基板；结合半导体发光叠层至一不透光基板上；及形成一荧光材料结构于半导体发光叠层上方。

附图说明

图1a～1c为显示一本发明的优选实施例的半导体发光元件的结构示意图；及

图2a及2b为显示一本发明另一优选实施例的半导体发装置的结构示意图。

简单符号说明

10～半导体发光元件；11～不透光基板；12～结合结构；1201～第一中介层；1202～粘结层；1203～第二中介层；13～半导体发光叠层；1301～电接点；1302～沟槽；14～荧光材料结构；1401～荧光材料；15～保护结构；1501～光学层；1502～光学层；及16～反射层。

具体实施方式