發(fā)光元件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)光元件及其制作方法，其包括半導(dǎo)體發(fā)光單元以及透光基板。透光基板包括具有二長(zhǎng)邊以及二短邊的上表面以及側(cè)面，且半導(dǎo)體發(fā)光單元配置于上表面。側(cè)面包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結(jié)構(gòu)。每個(gè)第一表面連接上表面的其中的一長(zhǎng)邊，每個(gè)第二表面連接上表面的其中的一短邊。粗糙微結(jié)構(gòu)形成于第一表面及第二表面，粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)第一表面的覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)第二表面的覆蓋率。本發(fā)明提供的發(fā)光元件具有良好的出光效率，發(fā)光元件的制作方法可以有效率地制作出具有高出光效率的發(fā)光元件。
【專利說(shuō)明】
發(fā)光元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明是涉及一種光學(xué)裝置及其制作方法，尤其涉及一種發(fā)光元件及其制作方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的光學(xué)元件中，發(fā)光二極管這種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件由于已經(jīng)發(fā)展至 可以發(fā)出可見(jiàn)光、紅外光、紫外光及白光等各種波段的光束。同時(shí)，隨著發(fā)光二極管的亮度 的提升，發(fā)光二極管也已經(jīng)廣泛得應(yīng)用在例如是照明、顯示或指示燈等領(lǐng)域。發(fā)光二極管由 于具有效率高、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)逐漸在上述的應(yīng)用領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)光 源。
[0003] 在發(fā)光二極管的發(fā)展過(guò)程中，發(fā)光二極管的出光效率、發(fā)光角度、光型等也一直都 是主要改良的項(xiàng)目之一。現(xiàn)有的發(fā)光二極管都具有用以承載半導(dǎo)體層的基板，而為了改善 上述的光學(xué)效果，往往還會(huì)對(duì)基板額外的加工來(lái)讓自半導(dǎo)體層進(jìn)入到基板的光束可以自基 板發(fā)出。然而，上述的加工也往往容易傷及基板上的半導(dǎo)體層，額外的加工除了增加制作成 本外，更降低了整體發(fā)光二極管的制作良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種發(fā)光元件，其具有良好的出光效率。
[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種發(fā)光元件的制作方法，其可以有效率地制作出具有高出 光效率的發(fā)光元件。
[0006] 本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件包括半導(dǎo)體發(fā)光單元以及透光基板。透光基板包括具 有二長(zhǎng)邊以及二短邊的上表面以及側(cè)面，且半導(dǎo)體發(fā)光單元配置于上表面。側(cè)面包括二第 一表面、二第二表面以及粗糙微結(jié)構(gòu)。每個(gè)第一表面連接上表面的其中之一長(zhǎng)邊，每個(gè)第二 表面連接上表面的其中之一短邊。粗糙微結(jié)構(gòu)形成于第一表面及第二表面，粗糙微結(jié)構(gòu)在 每個(gè)第一表面的覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)第二表面的覆蓋率。
[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法包括提供晶圓，且晶圓包括平邊；以切割 光束沿著第一方向切割晶圓，第一方向?qū)嵸|(zhì)上垂直或近似垂直于平邊；以切割光束沿著第 二方向切割晶圓，進(jìn)而形成多個(gè)發(fā)光元件，且第二方向?qū)嵸|(zhì)上平行或近似平行于平邊。上述 的發(fā)光元件包括半導(dǎo)體發(fā)光單元以及透光基板。透光基板包括上表面以及側(cè)面，且半導(dǎo)體 發(fā)光單元配置于上表面。上表面具有二長(zhǎng)邊以及二短邊，長(zhǎng)邊平行于第二方向，短邊平行于 第二方向，側(cè)面包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結(jié)構(gòu)。每個(gè)第一表面連接其中之一 長(zhǎng)邊，每個(gè)第二表面連接其中之一短邊。粗糙微結(jié)構(gòu)由切割光束形成于第一表面以及第二 表面，且粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)第一表面的覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)第二表面的覆 蓋率。
[0008] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)第一表面包括至少一第一帶狀區(qū)域，每個(gè)第 二表面包括至少一第二帶狀區(qū)域，第一帶狀區(qū)域沿著一第一方向延伸，第二帶狀區(qū)域沿著 一第二方向延伸，第一方向與第二方向平行于上表面，且粗糙微結(jié)構(gòu)配置于第一帶狀區(qū)域 以及第二帶狀區(qū)域。
[0009] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)第一表面的第一帶狀區(qū)域在垂直于第一方向 上具有一第一寬度，每個(gè)第二表面的第二帶狀區(qū)域在垂直于第二方向上具有一第二寬度， 且第一寬度大于或等于第二寬度，其中每個(gè)第一表面的第一帶狀區(qū)域的面積大于每個(gè)第二 表面的第二帶狀區(qū)域的面積。
[0010] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)第一表面上包括多個(gè)第一帶狀區(qū)域，且每個(gè) 第一表面上的第一帶狀區(qū)域的數(shù)量大于每個(gè)第二表面上的第二帶狀區(qū)域的數(shù)量。
[0011] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)第一表面上的這些第一帶狀區(qū)域之間具有至 少一間隔區(qū)域，間隔區(qū)域在第一表面上的覆蓋率落在0.4至0.8的范圍內(nèi)。
[0012] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)第一表面的至少其中之一第一帶狀區(qū)域與其 中之一第二表面的第二帶狀區(qū)域連接。
[0013] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的透光基板符合：
Ri為粗糙微結(jié)構(gòu)在每 個(gè)第一表面上的覆蓋率，辦為粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)第二表面上的覆蓋率。
[0014] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的透光基板符合
，d1B為每個(gè)第 一表面中的粗糙微結(jié)構(gòu)與上表面之間在一垂直方向上的最短距離，d2B為每個(gè)第二表面中的 粗糙微結(jié)構(gòu)與上表面之間在垂直方向上的最短距離，d為透光基板在垂直方向上的厚度，垂 直方向平行于上表面的法向量。
[0015] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度與每個(gè)短邊的長(zhǎng)度的比值落在1 至20的范圍內(nèi)。
[0016] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每個(gè)發(fā)光元件中，切割光束在每個(gè)第一表面上形 成至少一第一帶狀區(qū)，切割光束在每個(gè)第二表面上形成至少一第二帶狀區(qū)。
[0017] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的切割光束以一第一寬度沿著第一方向切割晶圓， 切割光束以一第二寬度沿著第二方向切割晶圓，且第一寬度大于或等于第二寬度。
[0018] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的切割光束在第一方向上切割晶圓的次數(shù)高于切割 光束在第二方向上切割晶圓的次數(shù)。
[0019] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的切割光束在切割晶圓的位置的最小深度不超過(guò)透 光基板在一垂直方向上的厚度的三分之一，垂直方向平行于上表面的法向量。
[0020] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的透光基板由一結(jié)晶材質(zhì)形成，結(jié)晶材質(zhì)包括一第 一結(jié)晶面以及一第二結(jié)晶面。長(zhǎng)邊垂直于第一結(jié)晶面的法向量，上表面平行于第二結(jié)晶面， 第一結(jié)晶面的法向量與第二結(jié)晶面的法向量的夾角大于90度。
[0021] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的結(jié)晶材質(zhì)還包括一第三結(jié)晶面。第三結(jié)晶面的法 向量與第二結(jié)晶面的法向量垂直。
[0022] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一結(jié)晶面為（1012)結(jié)晶面，第二結(jié)晶面為 (0001)結(jié)晶面。
[0023] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的結(jié)晶材料為藍(lán)寶石。
[0024] 基于上述，本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件的基板具有粗糙微結(jié)構(gòu)，且粗糙微結(jié)構(gòu)在 第一表面的覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)在第二表面的覆蓋率，因此發(fā)光元件可以具有良 好的出光效率。本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法可以在切割發(fā)光元件的同時(shí)形成粗 糙微結(jié)構(gòu)于適當(dāng)?shù)奈恢?，且整體上切割光束在第一方向上的切割晶圓的面積會(huì)大于切割光 束在第二方向上切割晶圓的面積，因此可以形成具有良好出光效率的發(fā)光元件。
[0025] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0027]圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0028]圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；
[0029]圖4A是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件以及晶圓的俯視示意圖；
[0030]圖4B是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法的流程示意圖；
[0031] 圖5A是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法中切割光束沿著第一方 向切割晶圓的剖面示意圖；
[0032] 圖5B是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法中切割光束沿著第二方 向切割晶圓的剖面示意圖；
[0033]圖6是依照本發(fā)明的其他實(shí)施例中的發(fā)光元件的制作方法中切割光束沿著第一方 向切割晶圓的剖面示意圖。
[0034] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0035] A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、L、M、a:區(qū)域；
[0036] di、d2:方向；
[0037] diB、d2B、d3B、cUb :足巨尚；
[0038] d:厚度；
[0039] 111、112、113、114、11 5、11{；:寬度；
[0040] U、L2:光束；
[0041] Si:長(zhǎng)邊；
[0042] S2:短邊；
[0043] Sn、S12、S13:步馬聚；
[0044] 51:聚焦區(qū)域；
[0045] 52:光學(xué)元件；
[0046] 60、1α、1?:路徑；
[0047] 100、100Α、100Β:發(fā)光元件；
[0048] 110:半導(dǎo)體發(fā)光單元；
[0049] 120、120Α:透光基板；
[0050] 122、122Α、122Β:粗糙微結(jié)構(gòu)；
[0051] 123:側(cè)面；
[0052] 124:上表面；
[0053] 125、125A、125B:第一表面；
[0054] 127、127B:第二表面；
[0055] 300:晶圓；
[0056] 310:透光基板；
[0057] 311:表面；
[0058] 313:邊緣；
[0059] 315:平邊。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 圖1是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖。本發(fā)明的實(shí)施例所提 供的發(fā)光元件適于發(fā)出光束，請(qǐng)參照?qǐng)D1，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，發(fā)光元件100包括半導(dǎo) 體發(fā)光單元110以及透光基板120。透光基板120包括側(cè)面123以及具有二長(zhǎng)以及二短邊 S2的上表面124,且半導(dǎo)體發(fā)光單元110配置于上表面124。換句話說(shuō)，本實(shí)施例的透光基板 120的上表面124的形狀例如是平行四邊形或矩形，其具有一組互相平行且長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)的 as:以及一組互相平行且長(zhǎng)度相對(duì)較短的邊S2,且這些邊51與52與側(cè)面123互向連接，但本 發(fā)明并不限于上述的形狀及大小。
[0061 ]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明的第一實(shí)施例的側(cè)面123包括二第一表面125、二第二表面127 以及粗糙微結(jié)構(gòu)122。這二個(gè)第一表面125各自與上表面124的二個(gè)長(zhǎng)邊S!連接，這二個(gè)第二 表面127各自與上表面124的二個(gè)短邊S 2連接。換句話說(shuō)，在本實(shí)施例環(huán)繞透光基板120的側(cè) 面123以大小不同的平面連接上表面124的長(zhǎng)邊Si與短邊S 2*，其中連接長(zhǎng)邊5:的第一表面 125的面積較連接短邊&的第二表面127的面積大。
[0062]在本實(shí)施例中，粗糙微結(jié)構(gòu)122形成于第一表面125及第二表面127,且粗糙微結(jié)構(gòu) 122在每個(gè)第一表面125的覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)122在每個(gè)第二表面127的覆蓋率。 詳細(xì)來(lái)說(shuō)，粗糙微結(jié)構(gòu)122形成于部分的側(cè)面123上，且二個(gè)第一表面125和二個(gè)第二表面 127都各自有形成粗糙微結(jié)構(gòu)122，其中在第一表面125上的粗糙微結(jié)構(gòu)122的覆蓋面積在第 一表面125的總面積中所占的百分比較第二表面127上的粗糙微結(jié)構(gòu)122的覆蓋面積在第二 表面127的總面積中所占的百分比高，且在第一表面125上的粗糙微結(jié)構(gòu)122的覆蓋面積大 于在第二表面127上的粗糙微結(jié)構(gòu)122的覆蓋面積。
[0063]因此，由于在本實(shí)施例的發(fā)光元件100中，環(huán)繞透光基板120的側(cè)面123具有粗糙微 結(jié)構(gòu)122,因此當(dāng)半導(dǎo)體發(fā)光單元110發(fā)出光束至透光基板120中時(shí)，環(huán)繞透光基板120的粗 糙微結(jié)構(gòu)122可以讓上述的光束有效率地自透光基板120中發(fā)出。另一方面，本實(shí)施例的粗 糙微結(jié)構(gòu)122在面積較大的第一表面125具有較高的覆蓋率及覆蓋面積，因此透光基板120 中傳遞至第一表面125的光束可以更輕易地自第一表面125發(fā)出，進(jìn)而進(jìn)一步改善整體發(fā)光 元件100的發(fā)光光型及出光角度。
[0064]具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，粗糙微結(jié)構(gòu)122配置于側(cè)面123上的帶狀區(qū)域A、B、C上。 詳細(xì)來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的第一表面125包括第一帶狀區(qū)域A、B，第二表面127包括第二帶狀區(qū)域 C，第一帶狀區(qū)域A、B沿著第一方向cb延伸，第二帶狀區(qū)域C沿著第二方向d2延伸，第一方向cU 與第二方向d2平行于上表面124,且粗糙微結(jié)構(gòu)122配置于第一帶狀區(qū)域A、B以及第二帶狀 區(qū)域C上。換句話說(shuō)，粗糙微結(jié)構(gòu)122各自沿著垂直于上表面124的法向量的方向cU及方向d 2 配置于第一表面125以及第二表面127,而且環(huán)繞透光基板120的這些第一帶狀區(qū)域A、B和第 二帶狀區(qū)域C上的粗糙微結(jié)構(gòu)122可以一致地改善發(fā)光元件100在各角度上的出光效率，進(jìn) 而增加發(fā)光元件100的發(fā)光角度。
[0065]更具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的透光基板120的粗糙微結(jié)構(gòu)122在第一表面125和第二表 面127的覆蓋率的比值范圍符合
見(jiàn)為粗糙微結(jié)構(gòu)122在每個(gè)第一表面125上的 覆蓋率，R2為粗糙微結(jié)構(gòu)122在每個(gè)第二表面127上的覆蓋率。因此，本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光 元件100在各方向上都具有良好的出光效率。
[0066]另一方面，本實(shí)施例的每個(gè)第一表面125上包括二個(gè)第一帶狀區(qū)域A、B，且每個(gè)第 一表面125上的第一帶狀區(qū)域A、B的數(shù)量大于每個(gè)第二表面127上的第二帶狀區(qū)域C的數(shù)量。 換句話說(shuō)，本實(shí)施例通過(guò)在第一表面125上形成多個(gè)第一帶狀區(qū)域A、B來(lái)增加粗糙微結(jié)構(gòu) 122在第一表面125上的覆蓋率，進(jìn)而使粗糙微結(jié)構(gòu)122在第一表面125的覆蓋率可以大于粗 糙微結(jié)構(gòu)122在第二表面127的覆蓋率，且粗糙微結(jié)構(gòu)122在第一表面125上的覆蓋面積大于 粗糙微結(jié)構(gòu)122在第二表面127上的覆蓋面積。
[0067] 由于第一帶狀區(qū)域A、B是沿著與長(zhǎng)邊51平行的第一方向cU延伸，第二帶狀區(qū)域C是 沿著與短邊S2平行的第二方向山延伸，因此粗糙微結(jié)構(gòu)122所配置的第一帶狀區(qū)域A、B在第 一表面125上的總寬度可以定義粗糙微結(jié)構(gòu)122在第一表面125的覆蓋率，粗糙微結(jié)構(gòu)122所 配置的第二帶狀區(qū)域C在第二表面127上的總寬度可以定義粗糙微結(jié)構(gòu)122在第二表面127 的覆蓋率。因此，本實(shí)施例的透光基板120會(huì)符合(hi+hd^hs，其中hi為第一帶狀區(qū)域A在垂 直于第一方向cU上的寬度，1! 2為第一帶狀區(qū)域B在垂直于第一方向cU上的寬度，h3為第二帶 狀區(qū)域C在垂直于第二方向d 2上的寬度。
[0068] 另一方面，本實(shí)施例的第一表面125上的第一帶狀區(qū)域A和第一帶狀區(qū)域B之間具 有間隔區(qū)域D，間隔區(qū)域D在第一表面125上的覆蓋率落在0.4至0.8的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的較 佳的實(shí)施例中，間隔區(qū)域D在第一表面上的覆蓋率落在0.5至0.7的范圍內(nèi)。更具體來(lái)說(shuō)，在 本發(fā)明的第一實(shí)施例中，在垂直于第一方向cU的方向上，間隔區(qū)域D的寬度h g落在小于或等 于200微米的范圍內(nèi)。因此，發(fā)光元件100的透光基板120可以通過(guò)這些第一表面125上的第 一帶狀區(qū)域A、第二帶狀區(qū)域B以及間隔區(qū)域D來(lái)適度分配粗糙微結(jié)構(gòu)122在側(cè)面123上的位 置，進(jìn)而改善發(fā)光元件100的整體出光效率。
[0069] 在本實(shí)施例中，透光基板120符合
其中距離d1B為每個(gè)第一表 面125中的粗糙微結(jié)構(gòu)122與上表面124之間在垂直方向上的最短距離，距離d2B為每個(gè)第二 表面127中的粗糙微結(jié)構(gòu)122與上表面124之間在垂直方向上的最短距離，厚度d為透光基板 120在垂直方向上的厚度，垂直方向平行于上表面124的法向量。因此，本實(shí)施例的粗糙微結(jié) 構(gòu)122在透光基板120上與用以配置半導(dǎo)體發(fā)光單元110的上表面124之間有保持適當(dāng)?shù)拈g 隔距離，進(jìn)而讓上表面124及半導(dǎo)體發(fā)光單元110都不會(huì)因粗糙微結(jié)構(gòu)122的形成而受損。換 句話說(shuō)，本實(shí)施例的透光基板120的側(cè)面123因?yàn)榫哂写植谖⒔Y(jié)構(gòu)122，因此透光基板120的 側(cè)面123具有良好的取光效率，同時(shí)粗糙微結(jié)構(gòu)122和上表面124之間的間隔可以讓發(fā)光元 件100的發(fā)光功能不會(huì)因粗糙微結(jié)構(gòu)122的形成而喪失。
[0070]另一方面，本實(shí)施例的透光基板120是由一結(jié)晶材質(zhì)形成，且結(jié)晶材質(zhì)包括第一結(jié) 晶面以及第二結(jié)晶面。上表面124的長(zhǎng)邊Si垂直于第一結(jié)晶面的法向量，且上表面124平行 于第二結(jié)晶面，其中第一結(jié)晶面與第二結(jié)晶面的法向量的夾角大于90度。也就是說(shuō)，本實(shí)施 例的透光基板120的上表面124實(shí)質(zhì)上主要是由結(jié)晶材質(zhì)的第二結(jié)晶面形成，進(jìn)而半導(dǎo)體發(fā) 光單元110可以成長(zhǎng)其上，而第一結(jié)晶面與第二結(jié)晶面所夾的角度為鈍角。因此當(dāng)連接于長(zhǎng) 邊&的第一表面125實(shí)質(zhì)上主要是由結(jié)晶材質(zhì)的第一結(jié)晶面形成時(shí)，至少部分第一表面125 會(huì)和水平的上表面124夾一鈍角，進(jìn)而讓第一表面125可以有更好的光提取效果。
[0071 ]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的結(jié)晶材質(zhì)例如是藍(lán)寶石，但本發(fā)明不限于此，在其他實(shí)施例 中，結(jié)晶材質(zhì)還可以是其他適于成長(zhǎng)或配置半導(dǎo)體的透光材質(zhì)，且所述透光材質(zhì)包括二結(jié) 晶面，此二結(jié)晶面的法向量的夾角為鈍角。
[0072]以下將以米勒指數(shù)(Miller index)來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件的 技術(shù)特征。本實(shí)施例的透光基板120的材質(zhì)例如是藍(lán)寶石，第一結(jié)晶面例如是藍(lán)寶石的 (1012)結(jié)晶面，亦即藍(lán)寶石的R平面(R-plane)，第二結(jié)晶面例如是藍(lán)寶石的（0001)結(jié)晶面， 亦即藍(lán)寶石的c平面(c-plane)。因此當(dāng)發(fā)光元件100的第一表面125大致沿著R平面（1012) 形成時(shí)，第一表面125可以提升發(fā)光元件100的整體出光角度。
[0073]進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)晶材質(zhì)還包括第三結(jié)晶面，且第三結(jié)晶面的法 向量與第二結(jié)晶面的法向量垂直。因此，在本實(shí)施例中，第二方向山例如垂直于第三結(jié)晶面 的法向量，且第三結(jié)晶面的法向量亦垂直于第一結(jié)晶面的法向量，因此第一方向cU垂直于 第二方向山，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，第二方向還可以依照其他結(jié)晶材質(zhì)的結(jié) 晶面的方向來(lái)改變，進(jìn)而得到最佳的切割效果。
[0074]具體來(lái)說(shuō)，上述實(shí)施例的第三結(jié)晶面例如是藍(lán)寶石的（1120)結(jié)晶面，亦即藍(lán)寶石 的a平面(a-plane)，但本發(fā)明不限于此。
[0075]以下將列舉其他實(shí)施例以作為說(shuō)明。下述實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部 分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。 關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參考前述實(shí)施例，下述實(shí)施例不再重復(fù)贅述。
[0076]圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖。請(qǐng)參考圖2,發(fā)光元件 100A與發(fā)光元件100大致相似，惟二者主要差異之處在于:在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，每個(gè) 第一表面125A的第一帶狀區(qū)域E在垂直于第一方向cU上具有第一寬度h4,每個(gè)第二表面127 的第二帶狀區(qū)域C在垂直于第二方向辦上具有第二寬度h 3,且第一寬度h4大于第二寬度h3。 每個(gè)第一表面125A中，第一帶狀區(qū)域E在第一表面125A的覆蓋面積大于每個(gè)第二表面127中 的第二帶狀區(qū)域C的覆蓋面積。
[0077]換句話說(shuō)，在本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件并不限于上述第一實(shí)施例中具有多個(gè)第 一帶狀區(qū)域A、B的配置方式，在第二實(shí)施例的發(fā)光元件100A中，透光基板120A的這二個(gè)第一 表面125A上的第一帶狀區(qū)域E的寬度較第二表面127上的第二帶狀區(qū)域C的寬度大。因此當(dāng) 粗糙微結(jié)構(gòu)122A形成在這些第一帶狀區(qū)域E和第二帶狀區(qū)域C時(shí)粗糙微結(jié)構(gòu)122A在第一表 面125A的覆蓋率可以高于粗糙微結(jié)構(gòu)122A在第二表面127的覆蓋率，進(jìn)而使發(fā)光元件100A 可以具有良好地出光效率。
[0078]另一方面，第一表面125A可以大致由透光基板120A的結(jié)晶材質(zhì)的第一結(jié)晶面形 成，而供半導(dǎo)體發(fā)光單元110所配置的表面可以大致是由結(jié)晶材質(zhì)的第二結(jié)晶面形成，因此 傾斜的第一表面125A可以提供良好的光提取效果。
[0079]圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖。請(qǐng)參考圖3,發(fā)光元件 100B與發(fā)光元件100大致相似，惟二者主要差異之處在于:在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，每個(gè) 第一表面125B具有第一帶狀區(qū)域G及第一帶狀區(qū)域H，且第一帶狀區(qū)域G與第二表面127B的 第二帶狀區(qū)域F連接。換句話說(shuō)，本實(shí)施例的第一帶狀區(qū)域G和第二帶狀區(qū)域F形成在相同的 高度上，且每個(gè)第一表面125B上還具有第一帶狀區(qū)域H，因此當(dāng)粗糙微結(jié)構(gòu)122B形成在這些 第一帶狀區(qū)域G、H及第二帶狀區(qū)域F上時(shí)，粗糙微結(jié)構(gòu)122B在第一表面125B上的覆蓋率可以 高于粗糙微結(jié)構(gòu)122B在第二表面127B上的覆蓋率，進(jìn)而使發(fā)光元件100B的出光效率提升。 [0080]另一方面，第一表面125B可以大致由透光基板120B的結(jié)晶材質(zhì)的第一結(jié)晶面形 成，而供半導(dǎo)體發(fā)光單元110所配置的表面可以大致是由結(jié)晶材質(zhì)的第二結(jié)晶面形成，因此 傾斜的第一表面125B可以提供良好的光提取效果。
[0081 ]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，上述的透光基板120、120A、120B的每個(gè)長(zhǎng)邊Si的長(zhǎng)度 與每個(gè)短邊S2的長(zhǎng)度的比值落在1至20的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，透光基板的每 個(gè)長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度與短邊的長(zhǎng)度的比值落在1至10的范圍內(nèi)，因此上述實(shí)施例中的粗糙微結(jié)構(gòu) 可以良好的改善發(fā)光元件的出光效率，而第一表面還可以改善整體發(fā)光元件的發(fā)光效果。 [0082]以下將再以幾個(gè)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的上述實(shí)施例或其他實(shí)施例的發(fā)光元件的制 作方法。圖4A是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件以及晶圓的俯視示意圖。圖4B是依照 本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法的流程示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4A及圖4B，在本發(fā)明 的第四實(shí)施例中的發(fā)光元件的制作方法先包括提供包括一平邊315的晶圓300(步驟Sn)。舉 例來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的晶圓300例如是一透光基板310以及多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光單元，這些半導(dǎo)體 發(fā)光單元成長(zhǎng)于透光基板310的一表面311上，而透光基板310的邊緣313包括一平邊315。 [0083]本實(shí)施例的制作方法在提供晶圓300后以切割光束沿著第一方向cU切割晶圓300， 也就是沿著路徑1^切割晶圓300。第一方向cU大致垂直于平邊315,也就是這些路徑匕垂直或 大致垂直于平邊315。
[0084]具體來(lái)說(shuō)，圖5A是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法中切割光束沿 著第一方向cU切割晶圓300的剖面示意圖。請(qǐng)一并參照?qǐng)D4B及圖5A，晶圓300具有透光基板 310以及多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光單元110成長(zhǎng)于透光基板310的表面311上。因此，當(dāng)本實(shí)施例的制 作方法在提供晶圓300(步驟Sn)后便以切割光束1^沿著第一方向cU切割晶圓300(步驟S 12)， 藉以使粗糙微結(jié)構(gòu)122C可以在切割光束1^的路徑上形成。
[0085]由于第一方向cU大致垂直于平邊315,因此當(dāng)透光基板310的結(jié)晶材質(zhì)的第二結(jié)晶 面平行于表面311時(shí)，第一方向cU也會(huì)垂直于透光基板310的結(jié)晶材質(zhì)的第一結(jié)晶面的法向 量。
[0086] 本實(shí)施例所述的切割光束L!例如是一種匿跡切割激光(Stealth Dicing Laser)， 其通過(guò)光學(xué)元件52將激光光束聚焦于晶圓300內(nèi)部來(lái)切割晶圓300內(nèi)部的部份區(qū)域。在本實(shí) 施例中，切割光束Li的聚焦區(qū)域51沿著第一方向cb在第一帶狀區(qū)域I及第一帶狀區(qū)域J照射， 進(jìn)而在這些區(qū)域中形成粗糙微結(jié)構(gòu)122C，且第一帶狀區(qū)域I和第一帶狀區(qū)域J之間還具有間 隔區(qū)域L。
[0087]請(qǐng)?jiān)僖徊⒄請(qǐng)D1，本發(fā)明第四實(shí)施例的制作方法中所用的切割光束?？梢匝刂?第一方向cU切割出類似于第一實(shí)施例的發(fā)光元件100的第一表面125上的第一帶狀區(qū)域A、B 中的粗糙微結(jié)構(gòu)122。換句話說(shuō)，本發(fā)明的第四實(shí)施例的步驟S12形成了沿著第一方向cU延 伸的粗糙微結(jié)構(gòu)122C，進(jìn)而使沿著第一方向di延伸的第一表面125C可以形成。
[0088]具體來(lái)說(shuō)，圖5B是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法中切割光束沿 著第二方向切割晶圓的剖面示意圖。請(qǐng)一并參照?qǐng)D4及圖5B，當(dāng)本實(shí)施例的制作方法在以切 害恍束L!沿著第一方向cU切割晶圓300(步驟S 12)后，便以切割光束1^沿著第二方向d2切割晶 圓300,且第二方向山大致平行于平邊315,藉以使粗糙微結(jié)構(gòu)122C可以在切割光束1^的路徑 上形成，并形成多個(gè)發(fā)光元件(步驟S 13)。
[0089]換句話說(shuō)，通過(guò)切割光束1^沿著第一方向cU以及第二方向d2切割來(lái)使例如是區(qū)域α 中的部分晶圓300可以分離，進(jìn)而形成發(fā)光元件，且由于切割光束U在第一方向cU上沿著路 徑匕切割，其間隔奶可以定義后續(xù)形成的發(fā)光元件的短邊長(zhǎng)度，而切割光束U在第二方向d 2 上沿著路徑k2切割，其間隔《2可以定義后續(xù)形成的發(fā)光原件的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度。
[0090] 在本實(shí)施例中，切割光束U的聚焦區(qū)域51沿著第二方向辦在第二帶狀區(qū)域Μ照射， 進(jìn)而在區(qū)域中形成粗糙微結(jié)構(gòu)122C。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，切割光束U沿著第一方向cU切割晶圓300的 這些路徑60之間的間隔較短，因此本實(shí)施例的步驟S 12所切割的是發(fā)光元件的透光基板的第 一表面125C上的粗糙微結(jié)構(gòu)，而步驟S13所切割的是發(fā)光元件的透光基板的第二表面127C上 的粗糙微結(jié)構(gòu)。
[0091] 請(qǐng)?jiān)僖徊⒄請(qǐng)D1，本發(fā)明第四實(shí)施例的制作方法中所用的切割光束?？梢匝刂?第二方向山切割出類似于第一實(shí)施例的發(fā)光元件100的第二表面127上的第一帶狀區(qū)域C中 的粗糙微結(jié)構(gòu)122。換句話說(shuō)，本發(fā)明的第四實(shí)施例的步驟S 13形成了沿著第二方向cU延伸的 粗糙微結(jié)構(gòu)122C，且在步驟S13形成的發(fā)光元件中，粗糙微結(jié)構(gòu)122C在每個(gè)第一表面125C的 覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)122C在每個(gè)第二表面127C的覆蓋率，且粗糙微結(jié)構(gòu)122C在每 個(gè)第一表面125C的覆蓋面積大于粗糙微結(jié)構(gòu)122C在每個(gè)第二表面127C的覆蓋面積。
[0092] 因此，本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法可以在切割晶圓300的同時(shí)在 路徑上形成適當(dāng)?shù)拇植谖⒔Y(jié)構(gòu)122C，同時(shí)通過(guò)切割光束U的聚焦區(qū)域51及其照射路徑的調(diào) 整來(lái)使形成的發(fā)光單元的透光基板的粗糙微結(jié)構(gòu)122C在透光基板的第一表面的覆蓋率大 于在透光基板的第二表面的覆蓋率。由于本實(shí)施例的制作方法切割并形成發(fā)光元件后就不 用再額外對(duì)發(fā)光元件作加工，因此大幅增加了制作具有高出光效率的發(fā)光元件的制作效 率、良率，同時(shí)也降低了整體的制作成本。
[0093]另一方面，在本發(fā)明上述的實(shí)施例中，上述的切割光束1^在沿著第一方向cb切割晶 圓300的位置(亦即聚焦區(qū)域51的位置）的最小深度d3B不超過(guò)透光基板310在垂直方向上的 厚度d的三分之一，切割光束1^在沿著第二方向山切割晶圓300的位置(亦即聚焦區(qū)域51的位 置）的最小深度cUb不超過(guò)透光基板310在垂直方向上的厚度d的三分之一，垂直方向平行于 上表面的法向量。因此，切割光束U在切割晶圓300時(shí)并不會(huì)傷害到基板310的上表面311及 半導(dǎo)體發(fā)光單元110。
[0094]詳細(xì)來(lái)說(shuō)，請(qǐng)參照?qǐng)D5A，在本實(shí)施例的制作方法中，切割光束U沿著第一方向cU移 動(dòng)，并且在第一方向cU沿著第一帶狀區(qū)域G切割晶圓300后再沿著第一方向cU沿著第一帶狀 區(qū)域Η切割晶圓300,亦即切割光束U在第一方向cU上的切割次數(shù)高于切割光束。在第二方 向山上的切割次數(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例通過(guò)增加切割光束1^在第一方向cU上的切割次數(shù)來(lái) 增加粗糙微結(jié)構(gòu)122C在第一表面125C上的覆蓋率，但本發(fā)明不限于此。
[0095]另一方面，本發(fā)明在其他實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法中還可以讓切割光束1^在 第一方向cU上及第二方向d2上的切割高度相同，接著再增加切割光束1^在第一方向上以不 同高度切割的切割次數(shù)來(lái)增加粗糙微結(jié)構(gòu)在第一表面上的覆蓋率。
[0096]圖6是依照本發(fā)明的其他實(shí)施例中的發(fā)光元件的制作方法中切割光束沿著第一方 向切割晶圓的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D6,在本發(fā)明的第6實(shí)施例中，切割光束L2可以以比第二 寬度大的第一寬度h 5沿著第一方向cU切割晶圓300A，其中切割光束L2以第二寬度沿著第二 方向切割晶圓300A。換句話說(shuō)，本發(fā)明的其他實(shí)施例還可以通過(guò)調(diào)整切割光束。的聚焦區(qū) 域51A的寬度h 5來(lái)讓來(lái)讓本實(shí)施例的制作方法所制作出的發(fā)光元件的透光基板的粗糙微結(jié) 構(gòu)在第一表面的覆蓋率大于粗糙微結(jié)構(gòu)在第二表面的覆蓋率。
[0097] 綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件的透光基板具有第二表面以及面積大于第 二表面的第一表面以及粗糙微結(jié)構(gòu)，且粗糙微結(jié)構(gòu)形成于第一表面和第二表面上，因此透 光基板內(nèi)的光束更容易自第一表面和第二表面穿出，進(jìn)而提升這些表面的出光效率。同時(shí)， 粗糙微結(jié)構(gòu)在第一表面的覆蓋率大于或等于粗糙微結(jié)構(gòu)在第二表面的覆蓋率，因此透光基 板的側(cè)面因?yàn)榘ㄓ羞@些第一表面和第二表面，所以可以讓發(fā)光元件的光束可以以更佳的 出光角度發(fā)出。本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光元件的制作方法可以在切割發(fā)光元件的同時(shí)形成粗 糙微結(jié)構(gòu)于適當(dāng)?shù)奈恢茫艺w上切割光束在第一方向上的切割晶圓的面積會(huì)大于切割光 束在第二方向上切割晶圓的面積，因此可以有效率地形成具有良好出光效率的發(fā)光元件。
[0098] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡 管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依 然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù) 方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)光元件，其特征在于，包括： 半導(dǎo)體發(fā)光單元；以及 透光基板，包括： 上表面，具有二長(zhǎng)邊以及二短邊，所述半導(dǎo)體發(fā)光單元配置于所述上表面；以及 側(cè)面，包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述第一表面連接所述二長(zhǎng) 邊的其中之一，每個(gè)所述第二表面連接所述二短邊的其中之一，粗糙微結(jié)構(gòu)形成于所述二 第一表面及所述二第二表面，其中所述粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)所述第一表面的覆蓋率大于或等 于所述粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)所述第二表面的覆蓋率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，每個(gè)所述第一表面包括至少一第一帶 狀區(qū)域，每個(gè)所述第二表面包括至少一第二帶狀區(qū)域，所述第一帶狀區(qū)域沿著一第一方向 延伸，所述第二帶狀區(qū)域沿著一第二方向延伸，所述第一方向與所述第二方向平行于所述 上表面，且所述粗糙微結(jié)構(gòu)配置于所述第一帶狀區(qū)域以及所述第二帶狀區(qū)域。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，每個(gè)所述第一表面的第一帶狀區(qū)域在 垂直于所述第一方向的方向上具有一第一寬度，每個(gè)所述第二表面的第二帶狀區(qū)域在垂直 于所述第二方向的方向上具有一第二寬度，所述第一寬度大于或等于所述第二寬度。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，每個(gè)所述第一表面上包括多個(gè)所述第 一帶狀區(qū)域，且每個(gè)所述第一表面上的第一帶狀區(qū)域的數(shù)量大于每個(gè)所述第二表面上的第 二帶狀區(qū)域的數(shù)量。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在于，每個(gè)所述第一表面上的該些第一帶狀 區(qū)域之間具有至少一間隔區(qū)域，所述間隔區(qū)域在所述第一表面上的覆蓋率落在0.4至0.8的 范圍內(nèi)。6. -種發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，包括： 提供晶圓，所述晶圓包括平邊； 以切割光束沿著第一方向切割所述晶圓，所述第一方向?qū)嵸|(zhì)上垂直或近似垂直于所述 平邊；以及 以所述切割光束沿著第二方向切割所述晶圓，進(jìn)而形成多個(gè)發(fā)光元件，所述第二方向 實(shí)質(zhì)上平行或近似平行于所述平邊，其中每個(gè)所述發(fā)光元件包括： 半導(dǎo)體發(fā)光單元；以及 透光基板，包括： 上表面，具有二長(zhǎng)邊以及二短邊，所述二長(zhǎng)邊平行于所述第一方向，所述二短邊平行于 所述第二方向，所述半導(dǎo)體發(fā)光單元配置于所述上表面；以及 側(cè)面，包括二第一表面、二第二表面以及粗糙微結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述第一表面連接所述二長(zhǎng) 邊的其中之一，每個(gè)所述第二表面連接所述二短邊的其中之一，粗糙微結(jié)構(gòu)由所述切割光 束形成于所述二第一表面及所述二第二表面，其中所述粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)所述第一表面的 覆蓋率大于或等于所述粗糙微結(jié)構(gòu)在每個(gè)所述第二表面的覆蓋率。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，在每個(gè)所述發(fā)光元件中， 所述切割光束在每個(gè)所述第一表面上形成至少一第一帶狀區(qū)，所述切割光束在每個(gè)所述第 二表面上形成至少一第二帶狀區(qū)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，所述切割光束以一第一寬 度沿著所述第一方向切割所述晶圓，所述切割光束以一第二寬度沿著所述第二方向切割所 述晶圓，且所述第一寬度大于或等于所述第二寬度。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，所述切割光束在所述第一 方向上切割所述晶圓的次數(shù)高于所述切割光束在所述第二方向上切割所述晶圓的次數(shù)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，每個(gè)所述第一表面上的 該些第一帶狀區(qū)域之間具有至少一間隔區(qū)域，所述間隔區(qū)域在所述第一表面上的覆蓋率落 在0.4至0.8的范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK105895766SQ201610089448
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月17日
【發(fā)明人】黃靖恩, 康凱舜, 郭祐禎, 呂飛龍, 賴騰憲
【申請(qǐng)人】新世紀(jì)光電股份有限公司