[发明专利]发光二极管元件和发光系统及其发光二极管元件制作方法

说明书

技术领域

本发明关于一种发光二极管元件和发光系统及其发光二极管元件制作方法；特别关于一种以自行对准晶片切割技术(self-aligned wafersingulation technique)制作的发光二极管元件。

背景技术

传统发光二极管元件的制造方法于蓝宝石(sapphire)或碳化硅(SiC)晶片成长例如氮化镓铟铝(Al InGaN)磊晶层，该氮化镓铟铝磊晶层至少包含N型及P型磊晶层以及介于两者间的发光层，晶片并经处理以分别提供欧姆接触(ohmic contacts)予N型及P型磊晶层，接着使用晶片切割技术以从晶片上分离发光二极管晶粒。图1A为传统发光二极管晶粒成长于晶片上的俯视示意图，图1B为沿图1A的A-A线的剖面示意图及图1C为沿B-B线的剖面示意图。参见图1B所示，传统发光二极管晶粒10的结构至少包含一基底100例如蓝宝石、碳化硅或其它材料、一N型半导体层101磊晶成长于该基底100上、一半导体发光层102磊晶成长于该N型半导体层101及一P型半导体层103磊晶成长于该半导体发光层102上，并且于该N型半导体层101及P型半导体层103上方分别形成N型接触层104及P型接触层105，以提供欧姆接触予该N型接触层104及P型接触层105。复请参见图1A，传统的晶片切割技术于晶片上依序执行刻划(scribing)、断裂(breaking)及分离步骤，以将发光二极管晶粒10从基底100上分离。但在基底100上进行刻划动作之前，会使用光刻及刻蚀工艺先在基底100上相邻发光二极管晶粒10之间形成渠沟式的切割道(street)106，以在所述这些切割道106上形成刻划线107。这些切割道106可刻蚀至发光二极管晶粒10内部的半导体磊晶层或刻蚀至基底100表面(参见图1B及图1C所示)。接着，沿着这些切割道106以机械性方法或激光刻划方法(mechanical scriber or laser scriber)于基底100上进行刻划，以形成刻划线(scribe line)107。这些刻划线107可形成于具有发光二极管晶粒10的基底正面或基底背面。之后，进行断裂及分离步骤，基底100即会沿着这些刻划线107产生断裂，并通过分离步骤，使这些发光二极管晶粒10沿着断裂处从基底100上分离，以完成发光二极管元件的制作。

复请参见图1A，基底100上切割道106的宽度通常约为40至50微米，由于这些切割道106占据相邻的发光二极管晶粒10周缘面积1b，使得每一颗发光二极管晶粒10从面积1a缩减为面积1a’，而减少其发光面积，因而对该发光二极管晶粒10的发光效率有不利影响。

传统的发光二极管晶粒呈正方形几何形状，其尺寸大小可为14×14密尔(mil)、24×24密尔或40×40密尔。但近年来，使用发光二极管晶粒做为液晶显示器的背光源的机率不断提高，特别是应用在可携式电子产品上。由于这些可携式电子产品愈做愈轻薄短小，使得其液晶显示器的导光板(waveguide)厚度愈做愈薄，而发光二极管晶粒为配合该导光板厚度，其几何形状也朝向长方形来制作。晶片上所述这些切割道占据相邻长方形发光二极管晶粒的周缘面积会大于其占据正方形发光二极管晶粒的周缘面积。因此，上述传统的晶片切割技术对于现今采用长方形几何形状的发光二极管晶粒的发光效率十分不利。

发明内容

本发明的一目的是提供一种发光二极管元件，在该发光二极管元件周缘至少一方向上未刻蚀切割道(streets)，使得该发光二极管元件的半导体叠层可延伸至该发光二极管元件未刻蚀有切割道的周缘，进而增加该发光二极管元件的发光面积，以提高其发光效率。

本发明的另一目的是提供一种发光二极管元件制作方法，其以晶片上发光二极管晶粒的电极做为形成刻划线(scribing line)的对准标记(alignmentmark)，使晶片上至少一方向上无需预先刻蚀切割道，可增加每一颗发光二极管晶粒占据晶片的面积，进而提高其发光效率。

为达上述目的，本发明提供一种发光二极管元件，其包括一基底、一半导体叠层、一具有第一导电性接触层及一具有第二导电性接触层。该半导体叠层形成于基底的一第一表面，半导体叠层包含一具有第一导电性半导体层、一具有第二导电性半导体层及一半导体发光层介于前述两者之间。具有第一导电性接触层电性连接至具有第一导电性半导体层，及具有第二导电性接触层电性连接至具有第二导电性半导体层，而半导体叠层朝至少一方向延伸至该发光二极管元件的周缘。