光器件的制作方法
光器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及在基板的正面形成有发光层的光器件。
【背景技术】
[0002] 在激光二极管（LD)或发光二极管（LED)等光器件的制造工艺中，例如通过外延生 长在由藍宝石或SiC等构成的晶体生长用基板的上表面层叠发光层（外延层），由此制造出 用于形成多个光器件的光器件晶片。LD、L邸等光器件在光器件晶片的正面上形成于由成 格子状的分割预定线划分出的各区域中，通过沿着所述分割预定线对光器件晶片进行分割 使其单片化，从而制造出一个个光器件。
[0003] W往，作为沿着分割预定线分割光器件晶片的方法，已知专利文献1和2所述的方 法。在专利文献1的分割方法中，首先，沿着分割预定线照射对晶片具有吸收性的波长的脉 冲激光束来形成激光加工槽。然后，通过对晶片施加外力，由此W激光加工槽为分割起点来 割断光器件晶片。
[0004] 在专利文献2的分割方法中，为了提高光器件的亮度，将对于光器件晶片具有透 射性的波长的脉冲激光束的聚光点对准晶片的内部照射，在晶片的内部形成沿着分割预定 线的变质层。然后，对由于变质层而导致强度降低的分割预定线施加外力，由此分割光器件 晶片。
[0005] 专利文献1 ;日本特开平10-305420号公报
[0006] 专利文献2 ;日本特开2008-006492号公报
[0007] 在专利文献1、2的光器件晶片的分割方法中，使激光束相对于光器件晶片的表面 大致垂直地入射，W激光加工槽或变质层为分割起点将光器件晶片分割成一个个光器件。 所述光器件的侧面与形成于正面的发光层大致垂直，光器件形成为长方体形状。因此，在从 光器件的发光层射出的光中，相对于侧面的入射角变得比临界角度大的光的比例升高。因 此，在侧面进行全反射的光的比例升高，在反复进行全反射的过程中，最终在光器件的内部 发生消光的比例也升高。其结果是，存在该样的问题；光器件中的光的导出效率降低，并且 亮度也降低。
【发明内容】
[0008] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高光的导出效率的 光器件。
[0009] 本发明的光器件包括基板和在基板的正面上形成的发光层，其特征在于，基板具 有：四边形的正面；与正面平行且为四边形的背面；W及连结正面和背面的4个侧面，在各 个侧面上沿着正面的边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的多个凸部，在各凸部处沿着 基板的厚度方向交替地形成有凹凸。
[0010] 根据该结构，由于在基板的各个侧面上形成有多个凸部，且在凸部处沿基板的厚 度方向交替地形成有凹凸，因此能够使入射至侧面的光中的、W临界角度W下的角度入射 至侧面的光的比例增多。由此，能够将发生全反射并返回发光层的光的比例抑制得较低，能 够增大从侧面射出的光的比例，从而能够实现光的导出效率的提高。
[0011] 根据本发明，能够提高光的导出效率。
【附图说明】
[0012] 图1是示意性地示出本实施方式的光器件的结构例的立体图。
[001引图2A是图1的A-A截面的示意图，图2B是示意性地示出光器件的主视图。
[0014] 图3是示出本实施方式的光器件中的光射出的样子的示意性的剖视图。
[0015] 图4是示出比较结构的光器件中的光射出的样子的示意性的剖视图。
[0016] 图5A是本实施方式的激光加工装置的立体图，图5B是激光加工装置中的激光光 线照射的说明图。
[0017] 图6是粘贴工序的说明图。
[0018] 图7是改性层形成工序的说明图，图7A是改性层形成前的说明图，图7B是激光光 线的聚光点的说明图，图7C是从上方观察形成有改性层的分割预定线的说明图，图7D是改 性层形成后的说明图。
[0019] 图8A是光器件晶片的概要立体图，图8B和图8C是图8A的B-B截面的示意图。
[0020] 图9是用于说明改性层形成工序的立体图。
[0021] 图10是分割工序的说明图。
[00过标号说明
[0023] 1 ;光器件；
[0024] 21 ;基板；
[00巧]21a;正面；
[0026] 21b;背面；
[0027] 21c;侧面；
[0028] 22 ;发光层；
[002引 26;凸部；
[0030]ST;分隔预定线；
[0031]W;光器件晶片；
[0032]W1 ;基板；
[003引 W2;发光层。
【具体实施方式】
[0034] W下，参照附图，对本实施方式的光器件进行说明。图1是示意性地示出本实施方 式的光器件的结构例的立体图。图2A是图1的A-A截面的示意图，图2B是示意性地示 出光器件的主视图。图3是用于说明光器件的光的射出状态的剖视示意图。
[00巧]如图1及图2所示，光器件1构成为包括基板21和在基板21的正面21a上形成的 发光层22。优选的是，基板21透明。基板21作为晶体生长用基板，可W举例示出使用藍宝 石基板（AI2O3基板）、氮化嫁基板（GaN基板）、碳化娃基板（SiC基板）、氧化嫁基板（Ga2化 基板）形成的基板。如图3所示，光器件1被引线接合封装或倒装巧片封装于基座11上。
[0036] 发光层22通过在基板21的正面21a上依次外延生长有电子成为多子的n型半导 体层（例如n型GaN层）、半导体层（例如InGaN层）、空穴成为多子的P型半导体层（例 如P型GaN层）而形成的。并且，在n型半导体层和P型半导体层上分别形成有外部引出 用的2个电极（未图示），通过从外部电源对2个电极施加电压，由此从发光层22射出光。
[0037] 回到图1和图2,基板21的正面21a和背面2化在俯视观察时形成为大致相同的 四边形状，且形成为相互平行。基板21具备将正面21a及背面2化各自的四条边连结起来 4个侧面21c。
[0038] 在各侧面21c上，沿着正面21a的四条边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的 多个凸部26。由此，如图2A所示，利用与正面21a平行的面（图1中的A-A截面）将基 板21切断进行观察的情况下的各侧面21c的截面形状形成为波浪形状。如图1和图2B所 示，在形成于侧面21c的各凸部26中，构成为沿基板21的厚度方向（上下方向）交替形成 有凹凸的形状。因此，从正面观察基板21的情况下的位于左右两侧的凸部26的形状因交 替形成的凹凸而形成为波浪形状。在本实施方式中，与沿上下方向形成的凹凸的间距相比， 在凸部26的排列方向（正面21a的四条边的延伸方向）上的凹凸的间距形成得较小，但也 可W形成得相等，或形成得较大。另外，上述各个波浪形状不限于如图所示那样平缓地弯曲 的形状。例如，凸部26、形成于凸部26的凹凸的凸部分的截面形状可W呈梯形形状（等腰 梯形形状）隆起，或呈S角形状突出。
[0039] 接下来，参照图3及图4,对本实施方式的光器件1的亮度改善效果进行说明。图 4是示出从用于与实施方式进行比较的比较结构的光器件射出光的样子的剖视示意图。相 对于实施方式的光器件1，比较结构的光器件3除了基板的侧面的形状发生改变该一点外， 具备相同的结构。目P，比较结构的光器件3由下述部分构成；正面31a和背面3化形成为大 致相同的四边形状的基板31 ;和形成于基板31的正面31a的发光层32,该光器件3安装于 基座33上。并且，基板31的4个侧面31c形成为与正面31a和背面3化垂直的 平面状。
[0040] 如图3所示，在本实施方式的光器件1中，由发光层22产生的光主要从正面22a 和背面2化射出。从发光层22的正面22a射出的光（例如光路A1)通过透镜部件（未图 示）等被导出至外部。另一方面，例如从发光层22的背面2化射出并在光路A2上传播的 光相对于基板21的侧面21c与空气层的边界面W入射角0 1入射。该里，由于在侧面21c 的凸部26上沿基板21的厚度方向交替形成有凹凸，因此，光路A2在凸部26上入射的面W 比垂直面面向发光层22侧的方式倾斜。由此，在光路A2上传播的光的入射角0 1变小而 处于基板21的临界角度W下。因此，在光路A2上传播的光中的一部分向空气层侧透过而 射出（光路A3)，剩余部分被反射（光路A4)。
[0041] 在光路A3上传播的光透过空气层侧后在基座11的正面被反射而被取出至外部。 关于在光路A4上传播的光，由于入射角0 1如上所述地变小，因此所述光的透过基板21的 行进方向接近图2中的横向，所述光入射至相反侧（图3中的右侧）的侧面21c并向空气 层侧射出。
[0042] 与此相对，如图4所示，比较结构的光器件3的光路B1、B2与实施方式的光器件1 的光路A1、A2相同。可是，由于基板31的侧面31c是与正面31a和背面3化垂直的平面， 因此，光路B2相对于侧面31c与空气层的界面的入射角0 2比实施方式的入射角0 1大。 从而，在光路B2上传播的光的入射角0 2比基板21的临界角度大，在侧面31c与空气层的 界面上发生全反射（光路B3)。在光路B3上传播的光在基座33的正面被反射（光路B4)。在光路B4上传播的光的行进方向与在光路A4上传播的光相比接近图4中的纵向，在光路 B4上传播的光透过基板31后入射到发光层32而被吸收，无法导出至外部。
[0043] 如上所述，根据本实施方式的光器件1，在基板21的背面21c形成多个凸部26,在 各凸部26上交替形成凹凸，因此，能够将从发光层22射出并与光路A2相同地传播的光与 光路A3、A4相同地导出至外部。因此，和与比较结构的光路B2相同地传播的光相比，与光 路A2相同地传播的光能够降低在侧面21c上发生全反射的光的比例。由此，能够减少在基 板21的内部反复发生反射并返回发光层22的光的比例，增多从基板21射出的光的比例， 从而能够提高光的导出效率，实现亮度的提高。
[0044] 接下来，对本发明的实施方式的光器件的加工方法进行说明。本实施方式的光器 件的加工方法经过粘贴工序、基于激光加工装置进行的改性层形成工序、W及基于分割装 置进行的分割工序来实施。在粘贴工序中，在光器件晶片的形成有发光层的正面粘贴粘接 片。在改性层形成工序中，在光器件晶片的内部形成沿着分割预定线的改性层。在分割工 序中，W改性层为分割起点分割出一个个光器件。W下，对本实施方式的加工方法的详细情 况进行说明。
[0045] 参照图5,对在光器件晶片的内部形成改性层的激光加工装置进行说明。图5A是 本实施方式的激光加工装置的立体图，图5B是激光加工装置中的激光光线照射的说明图。 另外，本实施方式的激光加工装置不限定于图5A所示的结构。激光加工装置只要能够对光 器件晶片形成改性层，可W是任何结构。
[0046] 如图5A所示，激光加工装置100构成为：使照射激光光线的激光加工单元102和 保持着光器件晶片W的卡盘工作台（保持构件）103相对移动，来对光器件晶片W进行加工。
[0047] 激光加工装置100具有长方体状的基板101。在基板101的上表面设有卡盘工作 台移动机构104,该卡盘工作台移动机构104使卡盘工作台103沿X轴方向进行加工进给并 且沿Y轴方向进行分度进给。在卡盘工作台移动机构104的后方立起设置有立壁部111。 臂部112从立壁部111的前表面突出，激光加工单元102W与卡盘工作台103对置的方式 支承在臂部112上。
[0048] 卡盘工作台移动机构104具有；与X轴方向平行的一对导轨115,其配置于基板 101的上表面；和马达驱动的X轴工作台116,其W能够滑动的方式设置在一对导轨115上。 另外，卡盘工作台移动机构104具有；与Y轴方向平行的一对导轨117,其配置于X轴工作台 116上表面；和马达驱动的Y轴工作台118,其W能够滑动的方式设置在一对导轨117上。
[0049] 在Y轴工作台118的上部设有卡盘工作台103。并且，在X轴工作台116、Y轴工 作台118的背面侧分别形成有未图示的螺母部，在该些螺母部中螺合有滚珠丝杠121、122。 并且，通过驱动与滚珠丝杠121、122的一端部连结的驱动马达123、124旋转，由此使卡盘工 作台103沿着导轨115、117在X轴方向和Y轴方向上移动。
[0050] 卡盘工作台103形成为圆板状，并且经由0工作台125W能够旋转的方式设置于 Y轴工作台118的上表面。在卡盘工作台103的上表面，利用多孔陶瓷材形成有吸附面。在 卡盘工作台103的周围经由一对支承臂设有4个夹紧部126。4个夹紧部126由空气致动 器（未图示）驱动，由此从四方夹持并固定光器件晶片W的周围的环状框架F。
[0051] 激光加工单元102具有设于臂部112的末端的加工头127。在臂部112和加工头 127内设有激光加工单元102的光学系统。在加工头127中，利用例如未图示的双折射晶体 将从未图示的振荡器振荡出的激光光线分离成寻常光LB1和非常光LB2(参照图5B)该2 束激光光线。然后，利用未图示的聚光透镜对分离出的寻常光LB1和非常光LB2分别进行 聚光，对保持在卡盘工作台103上的光器件晶片W进行激光加工。在该情况下，寻常光LB1 和非常光LB2的激光光线是对于光器件晶片W具有吸收性的波长，在光学系统中进行调整 W便在光器件晶片W的内部聚光。另外，关于分离出寻常光LB1和非常光LB2的分离构件， 可W使用在日本特开2007 - 000931号公报中公开的装置的对应部分。
[0052] 通过所述激光光线的照射，在光器件晶片W的内部形成作为分割起点的改性层 R(参照图7D、图8B)。改性层R是指该样的区域：因激光光线的照射而使得光器件晶片W 的内部的密度、折射率、机械强度或其它物理特性成为与周围不同的状态，并且强度比周围 低。改性层R例如是烙融再固化区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域，也可W是 该些区域混合的区域。
[0053] 光器件晶片W形成为大致圆板状。光器件晶片W构成为包括基板化和在基板化 的正面形成的发光层W2。光器件晶片W被多条交叉的分割预定线ST划分成多个区域，在该 划分出的各区域中分别形成有光器件1 (参照图6和图8A)。并且，在图5A中，光器件晶片 WW形成有发光层W2的正面向下的方式粘贴于粘接片S，该粘接片S被张紧在环状的环状 框架F上。
[0054] 参照图6至图10,对本实施方式的光器件晶片的加工方法的流程进行说明。另外， 下述各工序只不过是一个例子，并不限定于该结构。
[0055] 首先，实施图6所示的粘贴工序。在粘贴工序中，首先，W成为发光层W2侧的正面 向上的状态，将光器件晶片W配置在框架F的内侧。然后，利用粘接片S将光器件晶片W的 正面（上表面）和框架F的上表面粘贴成一体，从而借助粘接片S将光器件晶片W安装于 框架F。
[0056] 在实施了粘贴工序后，实施图7A~图7D所示的改性层形成工序。图7A是改性层 形成前的说明图，图7B是激光光线的聚光点的说明图，图7C是从上方观察形成了改性层的 分割预定线的说明图，图7D是改性层形成后的说明图。在 改性层形成工序中，如图7A所示， 光器件晶片W的粘接片S侧由卡盘工作台103保持，框架F被夹紧部126保持。接下来，将 光器件晶片W中的规定的分割预定线ST定位在加工头127的正下方。然后，将从加工头127 照射出的激光光线的寻常光LB1的聚光点化和非常光LB2的聚光点Pb定位到光器件晶片 W的内部（参照图5B)。另外，如图7B所示，从加工头127照射的激光光线的寻常光LB1的 聚光点化和非常光LB2的聚光点Pb定位成在X轴方向上具有间隔Xa且在Y轴方向上具 有间隔孔。
[0057] 接下来，从加工头127照射对于光器件晶片W具有透射性的波长的激光光线的寻 常光LB1和非常光LB2。一边进行该照射，一边沿X轴方向移动光器件晶片W，由此，如图7C 所示该样在光器件晶片W的内部形成沿着分割预定线ST的改性层R。在改性层R中，由激 光光线的寻常光LB1所形成的改性部Ra与由非常光LB2所形成的改性部化在X轴方向上 隔开Xa的间隔，在Y轴方向上隔开孔的间隔，并且，改性部Ra和改性部化每隔基于激光 光线的波长的脉冲间距P沿X轴方向并排地形成有多个。
[0058] 图8A是光器件晶片的概要立体图，图8B和图8C是图8A的B-B截面的示意图。 图9是用于说明改性层形成工序的立体图。如图7D、图8B及图9所示，利用如上所述的激 光光线的改性层R的形成是改变上下位置重复多次来进行的。最初的改性层R1在图9的 上下方向狂轴方向）的形成位置被设定为从光器件晶片W的背面Wa(上表面）朝向正面 方向（下方向）离焦量DF1的位置。在所述上下位置沿着全部的分割预定线ST形成由改 性部Ra、化构成的改性层R1，然后，为了进行第2次改性层R2的形成，设定比离焦量DF1小 的离焦量DF2。然后，通过照射激光光线进行第2次的改性层R2的形成，其形成位置是与最 初的改性层R1的背面侧（上侧）相邻的位置，并且被设定为在分割预定线ST的宽度方向 (Y轴方向）上隔开分度In的位置。在第3次W后的改性层R巧3、R4)的形成中，相对于之 前的改性层R(R2、R3)的形成，将离焦量设定得较小，并且向分割预定线ST的宽度方向的相 反侧隔开分度In,来照射激光光线。由此，从光器件晶片W的正面侧（下表面侧）至背面侧 (上表面侧）形成多个改性层R(在本实施方式中，为R1~R4的4层），在上下方向上相邻 的改性层R彼此形成得在分割预定线ST的宽度方向上互不相同。该样，在光器件晶片W的 内部形成沿着分割预定线ST的分割起点。
[0059] 如图10所示，在改性层形成工序之后，实施分割工序。在分割工序中，W光器件晶 片W的基板化侧向下的状态将该光器件晶片W载置于断裂装置（未图示）的一对支承座 35上，光器件晶片W的周围的框架F被载置于环状工作台36上。载置于环状工作台36上 的框架F被设置在环状工作台36的四个方向上的夹紧部37保持。一对支承座35沿着一 个方向（垂直于纸面的方向）延伸，在一对支承座35之间配置有摄像构件38。利用该摄像 构件38从一对支承座35之间对光器件晶片W的背面（下表面）进行拍摄。
[0060] 在夹着光器件晶片W的一对支承座35的上方设有从上方按压光器件晶片W的按 压刃39。按压刃39沿一个方向（垂直于纸面的方向）延伸，并借助未图示的按压机构上 下移动。当利用摄像构件38对晶片W的背面进行拍摄时，根据拍摄图像将分割预定线ST 定位于一对支承座35之间且定位在按压刃39的正下方。然后，通过使按压刃39下降，由 此，按压刃39隔着粘接片S抵接于光器件晶片W并施加外力，从而W改性层R为分割起点 来分割光器件晶片W。此时，在按压刃39所抵接的分割预定线ST处，在沿着分割预定线ST 的宽度方向形成得互不相同且沿着光器件晶片W的厚度方向相邻的改性层R之间形成龟裂 K(参照图8C)。通过该龟裂K，在分割预定线ST处，从正面至背面被分割成图1和图2所示 的侧面21c的形状、即并排地形成有多个凸部26从而在各凸部26处交替地形成有凹凸的 形状。此时，改性层R形成了夹着分割预定线ST的一方的光器件1的凸部26和另一方的 光器件1的凸部26该双方（参照图8C)。通过使按压刃39抵接于全部的分割预定线ST， 由此将光器件晶片W分割成一个个光器件1。
[0061] 另外，虽然未特别限定，但作为改性层形成工序中的激光加工条件，可W举例示出 W下的实施例1~3。在下述表1中示出了实施例1的加工条件，在表2中示出了实施例2 的加工条件，在表3中示出了实施例3的加工条件。另外，在全部的实施例中，W如下条件进 行加工；改性层R的形成次数；4次，加工进给速度；600mm/s，间距P(1个凸部26的宽度）； 3ym，光器件的平面尺寸；0. 65mmX0. 65mm。
[0062] [表 1]
[0063]
[0068] 对于上述实施例1~3的条件的光器件，在对放射出的全部的光的强度（能量） 的合计值（全放射束测量）进行测量后，和与上述比较结构相同地使基板的背面形成为平 面状的光器件相比，亮度提高了 1~2%。
[0069] 如上所述，根据本实施方式的加工方法，无论光器件晶片W的厚度变薄还是变厚， 都能够在基板21的各侧面21c形成多个凸部26,从而在光器件晶片W的厚度方向上在各凸 部26处交替地形成凹凸。而且，在改性层形成工序中，由于使在光器件晶片W的厚度方向 上相邻的改性层R形成得彼此不同，因此在分割工序中仅通过对光器件晶片W施加外力就 能够分割成上述形状。由此，能够抑制上述各工序变得复杂或工序时间变长该样的情况，从 而能够高效地制造光器件1。
[0070] 另外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来实施。在上述实施方式 中，对于附图中所图示的大小和形状等，不限定于此，能够在可发挥本发明的效果的范围内 适当地进行变更。此外，只要不脱离本发明的目的的范围，能够适当地进行变更来实施。
[0071] 例如，在上述实施方式中，利用断裂装置进行了分割工序，但不限于此，只要能够 沿着分割预定线ST将光器件晶片W分割成一个个光器件1即可。
[0072] 并且，在上述实施方式中，上述各工序可W由不同的装置来实施，也可W由同一个 装置来实施。
[0073] 产业上的可利用性
[0074] 本发明在为了提高在基板的正面形成有发光层的光器件的光导出效率上是有用 的。
【主权项】
1. 一种光器件，其包括基板、和在该基板的正面上形成的发光层，其特征在于， 该基板具有：四边形的正面；与该正面平行且为四边形的背面；以及连结该正面和该 背面的4个侧面， 在各个该侧面上，沿着该正面的边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的多个凸部， 在各个该凸部处，沿着该基板的厚度方向交替地形成有凹凸。
【专利摘要】本发明提供一种光器件，其能够提高光的导出效率。本发明的光器件(1)具备基板(21)和在基板的正面形成的发光层(22)。基板具有：四边形的正面(21a)；与正面平行且形状相同的四边形的背面(21b)；以及连结正面和背面的4个侧面(21c)。在各侧面上沿着基板的正面的边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的多个凸部(26)。在各凸部处沿基板的厚度方向交替地形成有凹凸。
【IPC分类】H01L33/20, H01L33/22
【公开号】CN104900777
【申请号】CN201510092333
【发明人】深谷幸太, 桐原直俊
【申请人】株式会社迪思科
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月2日
【技术领域】
[0001] 本发明设及在基板的正面形成有发光层的光器件。
【背景技术】
[0002] 在激光二极管（LD)或发光二极管（LED)等光器件的制造工艺中，例如通过外延生 长在由藍宝石或SiC等构成的晶体生长用基板的上表面层叠发光层（外延层），由此制造出 用于形成多个光器件的光器件晶片。LD、L邸等光器件在光器件晶片的正面上形成于由成 格子状的分割预定线划分出的各区域中，通过沿着所述分割预定线对光器件晶片进行分割 使其单片化，从而制造出一个个光器件。
[0003] W往，作为沿着分割预定线分割光器件晶片的方法，已知专利文献1和2所述的方 法。在专利文献1的分割方法中，首先，沿着分割预定线照射对晶片具有吸收性的波长的脉 冲激光束来形成激光加工槽。然后，通过对晶片施加外力，由此W激光加工槽为分割起点来 割断光器件晶片。
[0004] 在专利文献2的分割方法中，为了提高光器件的亮度，将对于光器件晶片具有透 射性的波长的脉冲激光束的聚光点对准晶片的内部照射，在晶片的内部形成沿着分割预定 线的变质层。然后，对由于变质层而导致强度降低的分割预定线施加外力，由此分割光器件 晶片。
[0005] 专利文献1 ;日本特开平10-305420号公报
[0006] 专利文献2 ;日本特开2008-006492号公报
[0007] 在专利文献1、2的光器件晶片的分割方法中，使激光束相对于光器件晶片的表面 大致垂直地入射，W激光加工槽或变质层为分割起点将光器件晶片分割成一个个光器件。 所述光器件的侧面与形成于正面的发光层大致垂直，光器件形成为长方体形状。因此，在从 光器件的发光层射出的光中，相对于侧面的入射角变得比临界角度大的光的比例升高。因 此，在侧面进行全反射的光的比例升高，在反复进行全反射的过程中，最终在光器件的内部 发生消光的比例也升高。其结果是，存在该样的问题；光器件中的光的导出效率降低，并且 亮度也降低。
【发明内容】
[0008] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高光的导出效率的 光器件。
[0009] 本发明的光器件包括基板和在基板的正面上形成的发光层，其特征在于，基板具 有：四边形的正面；与正面平行且为四边形的背面；W及连结正面和背面的4个侧面，在各 个侧面上沿着正面的边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的多个凸部，在各凸部处沿着 基板的厚度方向交替地形成有凹凸。
[0010] 根据该结构，由于在基板的各个侧面上形成有多个凸部，且在凸部处沿基板的厚 度方向交替地形成有凹凸，因此能够使入射至侧面的光中的、W临界角度W下的角度入射 至侧面的光的比例增多。由此，能够将发生全反射并返回发光层的光的比例抑制得较低，能 够增大从侧面射出的光的比例，从而能够实现光的导出效率的提高。
[0011] 根据本发明，能够提高光的导出效率。
【附图说明】
[0012] 图1是示意性地示出本实施方式的光器件的结构例的立体图。
[001引图2A是图1的A-A截面的示意图，图2B是示意性地示出光器件的主视图。
[0014] 图3是示出本实施方式的光器件中的光射出的样子的示意性的剖视图。
[0015] 图4是示出比较结构的光器件中的光射出的样子的示意性的剖视图。
[0016] 图5A是本实施方式的激光加工装置的立体图，图5B是激光加工装置中的激光光 线照射的说明图。
[0017] 图6是粘贴工序的说明图。
[0018] 图7是改性层形成工序的说明图，图7A是改性层形成前的说明图，图7B是激光光 线的聚光点的说明图，图7C是从上方观察形成有改性层的分割预定线的说明图，图7D是改 性层形成后的说明图。
[0019] 图8A是光器件晶片的概要立体图，图8B和图8C是图8A的B-B截面的示意图。
[0020] 图9是用于说明改性层形成工序的立体图。
[0021] 图10是分割工序的说明图。
[00过标号说明
[0023] 1 ;光器件；
[0024] 21 ;基板；
[00巧]21a;正面；
[0026] 21b;背面；
[0027] 21c;侧面；
[0028] 22 ;发光层；
[002引 26;凸部；
[0030]ST;分隔预定线；
[0031]W;光器件晶片；
[0032]W1 ;基板；
[003引 W2;发光层。
【具体实施方式】
[0034] W下，参照附图，对本实施方式的光器件进行说明。图1是示意性地示出本实施方 式的光器件的结构例的立体图。图2A是图1的A-A截面的示意图，图2B是示意性地示 出光器件的主视图。图3是用于说明光器件的光的射出状态的剖视示意图。
[00巧]如图1及图2所示，光器件1构成为包括基板21和在基板21的正面21a上形成的 发光层22。优选的是，基板21透明。基板21作为晶体生长用基板，可W举例示出使用藍宝 石基板（AI2O3基板）、氮化嫁基板（GaN基板）、碳化娃基板（SiC基板）、氧化嫁基板（Ga2化 基板）形成的基板。如图3所示，光器件1被引线接合封装或倒装巧片封装于基座11上。
[0036] 发光层22通过在基板21的正面21a上依次外延生长有电子成为多子的n型半导 体层（例如n型GaN层）、半导体层（例如InGaN层）、空穴成为多子的P型半导体层（例 如P型GaN层）而形成的。并且，在n型半导体层和P型半导体层上分别形成有外部引出 用的2个电极（未图示），通过从外部电源对2个电极施加电压，由此从发光层22射出光。
[0037] 回到图1和图2,基板21的正面21a和背面2化在俯视观察时形成为大致相同的 四边形状，且形成为相互平行。基板21具备将正面21a及背面2化各自的四条边连结起来 4个侧面21c。
[0038] 在各侧面21c上，沿着正面21a的四条边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的 多个凸部26。由此，如图2A所示，利用与正面21a平行的面（图1中的A-A截面）将基 板21切断进行观察的情况下的各侧面21c的截面形状形成为波浪形状。如图1和图2B所 示，在形成于侧面21c的各凸部26中，构成为沿基板21的厚度方向（上下方向）交替形成 有凹凸的形状。因此，从正面观察基板21的情况下的位于左右两侧的凸部26的形状因交 替形成的凹凸而形成为波浪形状。在本实施方式中，与沿上下方向形成的凹凸的间距相比， 在凸部26的排列方向（正面21a的四条边的延伸方向）上的凹凸的间距形成得较小，但也 可W形成得相等，或形成得较大。另外，上述各个波浪形状不限于如图所示那样平缓地弯曲 的形状。例如，凸部26、形成于凸部26的凹凸的凸部分的截面形状可W呈梯形形状（等腰 梯形形状）隆起，或呈S角形状突出。
[0039] 接下来，参照图3及图4,对本实施方式的光器件1的亮度改善效果进行说明。图 4是示出从用于与实施方式进行比较的比较结构的光器件射出光的样子的剖视示意图。相 对于实施方式的光器件1，比较结构的光器件3除了基板的侧面的形状发生改变该一点外， 具备相同的结构。目P，比较结构的光器件3由下述部分构成；正面31a和背面3化形成为大 致相同的四边形状的基板31 ;和形成于基板31的正面31a的发光层32,该光器件3安装于 基座33上。并且，基板31的4个侧面31c形成为与正面31a和背面3化垂直的 平面状。
[0040] 如图3所示，在本实施方式的光器件1中，由发光层22产生的光主要从正面22a 和背面2化射出。从发光层22的正面22a射出的光（例如光路A1)通过透镜部件（未图 示）等被导出至外部。另一方面，例如从发光层22的背面2化射出并在光路A2上传播的 光相对于基板21的侧面21c与空气层的边界面W入射角0 1入射。该里，由于在侧面21c 的凸部26上沿基板21的厚度方向交替形成有凹凸，因此，光路A2在凸部26上入射的面W 比垂直面面向发光层22侧的方式倾斜。由此，在光路A2上传播的光的入射角0 1变小而 处于基板21的临界角度W下。因此，在光路A2上传播的光中的一部分向空气层侧透过而 射出（光路A3)，剩余部分被反射（光路A4)。
[0041] 在光路A3上传播的光透过空气层侧后在基座11的正面被反射而被取出至外部。 关于在光路A4上传播的光，由于入射角0 1如上所述地变小，因此所述光的透过基板21的 行进方向接近图2中的横向，所述光入射至相反侧（图3中的右侧）的侧面21c并向空气 层侧射出。
[0042] 与此相对，如图4所示，比较结构的光器件3的光路B1、B2与实施方式的光器件1 的光路A1、A2相同。可是，由于基板31的侧面31c是与正面31a和背面3化垂直的平面， 因此，光路B2相对于侧面31c与空气层的界面的入射角0 2比实施方式的入射角0 1大。 从而，在光路B2上传播的光的入射角0 2比基板21的临界角度大，在侧面31c与空气层的 界面上发生全反射（光路B3)。在光路B3上传播的光在基座33的正面被反射（光路B4)。在光路B4上传播的光的行进方向与在光路A4上传播的光相比接近图4中的纵向，在光路 B4上传播的光透过基板31后入射到发光层32而被吸收，无法导出至外部。
[0043] 如上所述，根据本实施方式的光器件1，在基板21的背面21c形成多个凸部26,在 各凸部26上交替形成凹凸，因此，能够将从发光层22射出并与光路A2相同地传播的光与 光路A3、A4相同地导出至外部。因此，和与比较结构的光路B2相同地传播的光相比，与光 路A2相同地传播的光能够降低在侧面21c上发生全反射的光的比例。由此，能够减少在基 板21的内部反复发生反射并返回发光层22的光的比例，增多从基板21射出的光的比例， 从而能够提高光的导出效率，实现亮度的提高。
[0044] 接下来，对本发明的实施方式的光器件的加工方法进行说明。本实施方式的光器 件的加工方法经过粘贴工序、基于激光加工装置进行的改性层形成工序、W及基于分割装 置进行的分割工序来实施。在粘贴工序中，在光器件晶片的形成有发光层的正面粘贴粘接 片。在改性层形成工序中，在光器件晶片的内部形成沿着分割预定线的改性层。在分割工 序中，W改性层为分割起点分割出一个个光器件。W下，对本实施方式的加工方法的详细情 况进行说明。
[0045] 参照图5,对在光器件晶片的内部形成改性层的激光加工装置进行说明。图5A是 本实施方式的激光加工装置的立体图，图5B是激光加工装置中的激光光线照射的说明图。 另外，本实施方式的激光加工装置不限定于图5A所示的结构。激光加工装置只要能够对光 器件晶片形成改性层，可W是任何结构。
[0046] 如图5A所示，激光加工装置100构成为：使照射激光光线的激光加工单元102和 保持着光器件晶片W的卡盘工作台（保持构件）103相对移动，来对光器件晶片W进行加工。
[0047] 激光加工装置100具有长方体状的基板101。在基板101的上表面设有卡盘工作 台移动机构104,该卡盘工作台移动机构104使卡盘工作台103沿X轴方向进行加工进给并 且沿Y轴方向进行分度进给。在卡盘工作台移动机构104的后方立起设置有立壁部111。 臂部112从立壁部111的前表面突出，激光加工单元102W与卡盘工作台103对置的方式 支承在臂部112上。
[0048] 卡盘工作台移动机构104具有；与X轴方向平行的一对导轨115,其配置于基板 101的上表面；和马达驱动的X轴工作台116,其W能够滑动的方式设置在一对导轨115上。 另外，卡盘工作台移动机构104具有；与Y轴方向平行的一对导轨117,其配置于X轴工作台 116上表面；和马达驱动的Y轴工作台118,其W能够滑动的方式设置在一对导轨117上。
[0049] 在Y轴工作台118的上部设有卡盘工作台103。并且，在X轴工作台116、Y轴工 作台118的背面侧分别形成有未图示的螺母部，在该些螺母部中螺合有滚珠丝杠121、122。 并且，通过驱动与滚珠丝杠121、122的一端部连结的驱动马达123、124旋转，由此使卡盘工 作台103沿着导轨115、117在X轴方向和Y轴方向上移动。
[0050] 卡盘工作台103形成为圆板状，并且经由0工作台125W能够旋转的方式设置于 Y轴工作台118的上表面。在卡盘工作台103的上表面，利用多孔陶瓷材形成有吸附面。在 卡盘工作台103的周围经由一对支承臂设有4个夹紧部126。4个夹紧部126由空气致动 器（未图示）驱动，由此从四方夹持并固定光器件晶片W的周围的环状框架F。
[0051] 激光加工单元102具有设于臂部112的末端的加工头127。在臂部112和加工头 127内设有激光加工单元102的光学系统。在加工头127中，利用例如未图示的双折射晶体 将从未图示的振荡器振荡出的激光光线分离成寻常光LB1和非常光LB2(参照图5B)该2 束激光光线。然后，利用未图示的聚光透镜对分离出的寻常光LB1和非常光LB2分别进行 聚光，对保持在卡盘工作台103上的光器件晶片W进行激光加工。在该情况下，寻常光LB1 和非常光LB2的激光光线是对于光器件晶片W具有吸收性的波长，在光学系统中进行调整 W便在光器件晶片W的内部聚光。另外，关于分离出寻常光LB1和非常光LB2的分离构件， 可W使用在日本特开2007 - 000931号公报中公开的装置的对应部分。
[0052] 通过所述激光光线的照射，在光器件晶片W的内部形成作为分割起点的改性层 R(参照图7D、图8B)。改性层R是指该样的区域：因激光光线的照射而使得光器件晶片W 的内部的密度、折射率、机械强度或其它物理特性成为与周围不同的状态，并且强度比周围 低。改性层R例如是烙融再固化区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域，也可W是 该些区域混合的区域。
[0053] 光器件晶片W形成为大致圆板状。光器件晶片W构成为包括基板化和在基板化 的正面形成的发光层W2。光器件晶片W被多条交叉的分割预定线ST划分成多个区域，在该 划分出的各区域中分别形成有光器件1 (参照图6和图8A)。并且，在图5A中，光器件晶片 WW形成有发光层W2的正面向下的方式粘贴于粘接片S，该粘接片S被张紧在环状的环状 框架F上。
[0054] 参照图6至图10,对本实施方式的光器件晶片的加工方法的流程进行说明。另外， 下述各工序只不过是一个例子，并不限定于该结构。
[0055] 首先，实施图6所示的粘贴工序。在粘贴工序中，首先，W成为发光层W2侧的正面 向上的状态，将光器件晶片W配置在框架F的内侧。然后，利用粘接片S将光器件晶片W的 正面（上表面）和框架F的上表面粘贴成一体，从而借助粘接片S将光器件晶片W安装于 框架F。
[0056] 在实施了粘贴工序后，实施图7A~图7D所示的改性层形成工序。图7A是改性层 形成前的说明图，图7B是激光光线的聚光点的说明图，图7C是从上方观察形成了改性层的 分割预定线的说明图，图7D是改性层形成后的说明图。在 改性层形成工序中，如图7A所示， 光器件晶片W的粘接片S侧由卡盘工作台103保持，框架F被夹紧部126保持。接下来，将 光器件晶片W中的规定的分割预定线ST定位在加工头127的正下方。然后，将从加工头127 照射出的激光光线的寻常光LB1的聚光点化和非常光LB2的聚光点Pb定位到光器件晶片 W的内部（参照图5B)。另外，如图7B所示，从加工头127照射的激光光线的寻常光LB1的 聚光点化和非常光LB2的聚光点Pb定位成在X轴方向上具有间隔Xa且在Y轴方向上具 有间隔孔。
[0057] 接下来，从加工头127照射对于光器件晶片W具有透射性的波长的激光光线的寻 常光LB1和非常光LB2。一边进行该照射，一边沿X轴方向移动光器件晶片W，由此，如图7C 所示该样在光器件晶片W的内部形成沿着分割预定线ST的改性层R。在改性层R中，由激 光光线的寻常光LB1所形成的改性部Ra与由非常光LB2所形成的改性部化在X轴方向上 隔开Xa的间隔，在Y轴方向上隔开孔的间隔，并且，改性部Ra和改性部化每隔基于激光 光线的波长的脉冲间距P沿X轴方向并排地形成有多个。
[0058] 图8A是光器件晶片的概要立体图，图8B和图8C是图8A的B-B截面的示意图。 图9是用于说明改性层形成工序的立体图。如图7D、图8B及图9所示，利用如上所述的激 光光线的改性层R的形成是改变上下位置重复多次来进行的。最初的改性层R1在图9的 上下方向狂轴方向）的形成位置被设定为从光器件晶片W的背面Wa(上表面）朝向正面 方向（下方向）离焦量DF1的位置。在所述上下位置沿着全部的分割预定线ST形成由改 性部Ra、化构成的改性层R1，然后，为了进行第2次改性层R2的形成，设定比离焦量DF1小 的离焦量DF2。然后，通过照射激光光线进行第2次的改性层R2的形成，其形成位置是与最 初的改性层R1的背面侧（上侧）相邻的位置，并且被设定为在分割预定线ST的宽度方向 (Y轴方向）上隔开分度In的位置。在第3次W后的改性层R巧3、R4)的形成中，相对于之 前的改性层R(R2、R3)的形成，将离焦量设定得较小，并且向分割预定线ST的宽度方向的相 反侧隔开分度In,来照射激光光线。由此，从光器件晶片W的正面侧（下表面侧）至背面侧 (上表面侧）形成多个改性层R(在本实施方式中，为R1~R4的4层），在上下方向上相邻 的改性层R彼此形成得在分割预定线ST的宽度方向上互不相同。该样，在光器件晶片W的 内部形成沿着分割预定线ST的分割起点。
[0059] 如图10所示，在改性层形成工序之后，实施分割工序。在分割工序中，W光器件晶 片W的基板化侧向下的状态将该光器件晶片W载置于断裂装置（未图示）的一对支承座 35上，光器件晶片W的周围的框架F被载置于环状工作台36上。载置于环状工作台36上 的框架F被设置在环状工作台36的四个方向上的夹紧部37保持。一对支承座35沿着一 个方向（垂直于纸面的方向）延伸，在一对支承座35之间配置有摄像构件38。利用该摄像 构件38从一对支承座35之间对光器件晶片W的背面（下表面）进行拍摄。
[0060] 在夹着光器件晶片W的一对支承座35的上方设有从上方按压光器件晶片W的按 压刃39。按压刃39沿一个方向（垂直于纸面的方向）延伸，并借助未图示的按压机构上 下移动。当利用摄像构件38对晶片W的背面进行拍摄时，根据拍摄图像将分割预定线ST 定位于一对支承座35之间且定位在按压刃39的正下方。然后，通过使按压刃39下降，由 此，按压刃39隔着粘接片S抵接于光器件晶片W并施加外力，从而W改性层R为分割起点 来分割光器件晶片W。此时，在按压刃39所抵接的分割预定线ST处，在沿着分割预定线ST 的宽度方向形成得互不相同且沿着光器件晶片W的厚度方向相邻的改性层R之间形成龟裂 K(参照图8C)。通过该龟裂K，在分割预定线ST处，从正面至背面被分割成图1和图2所示 的侧面21c的形状、即并排地形成有多个凸部26从而在各凸部26处交替地形成有凹凸的 形状。此时，改性层R形成了夹着分割预定线ST的一方的光器件1的凸部26和另一方的 光器件1的凸部26该双方（参照图8C)。通过使按压刃39抵接于全部的分割预定线ST， 由此将光器件晶片W分割成一个个光器件1。
[0061] 另外，虽然未特别限定，但作为改性层形成工序中的激光加工条件，可W举例示出 W下的实施例1~3。在下述表1中示出了实施例1的加工条件，在表2中示出了实施例2 的加工条件，在表3中示出了实施例3的加工条件。另外，在全部的实施例中，W如下条件进 行加工；改性层R的形成次数；4次，加工进给速度；600mm/s，间距P(1个凸部26的宽度）； 3ym，光器件的平面尺寸；0. 65mmX0. 65mm。
[0062] [表 1]
[0063]
[0068] 对于上述实施例1~3的条件的光器件，在对放射出的全部的光的强度（能量） 的合计值（全放射束测量）进行测量后，和与上述比较结构相同地使基板的背面形成为平 面状的光器件相比，亮度提高了 1~2%。
[0069] 如上所述，根据本实施方式的加工方法，无论光器件晶片W的厚度变薄还是变厚， 都能够在基板21的各侧面21c形成多个凸部26,从而在光器件晶片W的厚度方向上在各凸 部26处交替地形成凹凸。而且，在改性层形成工序中，由于使在光器件晶片W的厚度方向 上相邻的改性层R形成得彼此不同，因此在分割工序中仅通过对光器件晶片W施加外力就 能够分割成上述形状。由此，能够抑制上述各工序变得复杂或工序时间变长该样的情况，从 而能够高效地制造光器件1。
[0070] 另外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来实施。在上述实施方式 中，对于附图中所图示的大小和形状等，不限定于此，能够在可发挥本发明的效果的范围内 适当地进行变更。此外，只要不脱离本发明的目的的范围，能够适当地进行变更来实施。
[0071] 例如，在上述实施方式中，利用断裂装置进行了分割工序，但不限于此，只要能够 沿着分割预定线ST将光器件晶片W分割成一个个光器件1即可。
[0072] 并且，在上述实施方式中，上述各工序可W由不同的装置来实施，也可W由同一个 装置来实施。
[0073] 产业上的可利用性
[0074] 本发明在为了提高在基板的正面形成有发光层的光器件的光导出效率上是有用 的。
【主权项】
1. 一种光器件，其包括基板、和在该基板的正面上形成的发光层，其特征在于， 该基板具有：四边形的正面；与该正面平行且为四边形的背面；以及连结该正面和该 背面的4个侧面， 在各个该侧面上，沿着该正面的边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的多个凸部， 在各个该凸部处，沿着该基板的厚度方向交替地形成有凹凸。
【专利摘要】本发明提供一种光器件，其能够提高光的导出效率。本发明的光器件(1)具备基板(21)和在基板的正面形成的发光层(22)。基板具有：四边形的正面(21a)；与正面平行且形状相同的四边形的背面(21b)；以及连结正面和背面的4个侧面(21c)。在各侧面上沿着基板的正面的边的延伸方向并排地形成有向外侧突起的多个凸部(26)。在各凸部处沿基板的厚度方向交替地形成有凹凸。
【IPC分类】H01L33/20, H01L33/22
【公开号】CN104900777
【申请号】CN201510092333
【发明人】深谷幸太, 桐原直俊
【申请人】株式会社迪思科
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月2日
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