CN102422447A - 接触焊盘到具有电隔离的管芯边缘的延伸 - Google Patents

接触焊盘到具有电隔离的管芯边缘的延伸 Download PDF

Info

Publication number
CN102422447A
CN102422447A CN2010800200690A CN201080020069A CN102422447A CN 102422447 A CN102422447 A CN 102422447A CN 2010800200690 A CN2010800200690 A CN 2010800200690A CN 201080020069 A CN201080020069 A CN 201080020069A CN 102422447 A CN102422447 A CN 102422447A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
led
conduction type
type
bond pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800200690A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102422447B (zh
Inventor
T.马加利思
S.席亚菲诺
H.K-H.蔡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Lumileds LLC
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Lumileds Lighing Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV, Philips Lumileds Lighing Co LLC filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN102422447A publication Critical patent/CN102422447A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102422447B publication Critical patent/CN102422447B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/385—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending at least partially onto a side surface of the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

通过形成包括第一导电类型层、发光层和第二导电类型层的LED层来制造发光二极管（LED）管芯。在LED层中形成至少部分地到达第一导电类型层中的沟槽。沿着管芯边缘在第一导电类型层的至少部分中或靠近所述部分形成电绝缘区域。将第一导电接合焊盘层形成为电接触第一导电类型层并在LED管芯之间的单一化锯道之上延伸。将第二导电接合焊盘层形成为电接触第二导电类型层并在LED管芯之间的单一化锯道和第一导电类型层的电绝缘部分之上延伸。将LED管芯安装到基座并沿着LED管芯之间的单一化锯道将LED管芯单一化。

Description

接触焊盘到具有电隔离的管芯边缘的延伸
相关申请的交叉引用
本申请涉及2006年12月15日提交的题为“LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate”的美国专利申请No. 11/611,775，其被共同转让并通过引用结合到本文中。
技术领域
本公开涉及发光二极管（LED）且特别是倒装芯片LED。
背景技术
半导体LED是目前可用的最高效的光源之一。在能够跨越可见光谱操作的高亮度发光器件的制造中当前感兴趣的材料系统包括III-V族半导体；例如镓、铝、铟、氮、磷和砷的二元、三元和四元合金。III-V器件跨越可见光谱发射光。常常使用基于GaAs和GaP的器件来以诸如黄色至红色的较长波长发射光，同时，常常使用III氮化物器件来以诸如近UV至绿色的较短波长发射光。
氮化镓LED由于蓝宝石的晶体结构与氮化镓的晶体结构类似而通常使用透明蓝宝石生长衬底。
某些GaN LED被形成为倒装芯片，两个电极在同一表面上，其中，LED电极在不使用引线接合的情况下被接合到基座（submount）上的电极。在此类情况下，光通过透明蓝宝石衬底透射，并且LED层与基座相对。基座提供LED与外部电源之间的接口。被接合到LED电极的基座上的电极可以延伸超过LED或延伸至基座的相对侧以便引线接合或表面安装到电路板。
发明内容
在本公开的某些实施例中，LED管芯包括接合焊盘和相反极性的底层外延层。接合焊盘延伸至管芯边缘且外延层在管芯边缘处被电绝缘以防止接合焊盘在管芯单一化期间变形到外延层中时的短路。可以通过外延层的离子注入或管芯边缘处的电阻性外延生长来使外延层电绝缘。替换地，可以通过在管芯边缘处和接合焊盘下面提供横向地邻近于外延层的电介质来使外延层电绝缘。
附图说明
图1举例说明作为LED管芯的晶片的一部分的LED管芯的平面图；
图2举例说明具有第一结构的图1的LED管芯的横截面，所述第一结构具有一个电介质层；
图3举例说明具有第二结构的图1的LED管芯的横截面，所述第二结构具有两个电介质层；
图4是形成具有图2或3的结构的图1的LED的方法的流程图；
图5至8举例说明形成具有图2或3的结构的图1的LED管芯的各步骤。
图9举例说明具有第三结构的图1的LED管芯的横截面，所述第三结构具有半绝缘外延层；
图10是形成具有图9的结构的图1的LED的方法的流程图；
图11至14举例说明全部依照本发明的实施例布置的形成具有图9的结构的图1的LED管芯的各步骤。
在不同的图中使用相同的附图标记指示类似或相同的元件。
具体实施方式
具有>85%的表面覆盖度的面积非常大的互连（例如，接合焊盘）已被证明急剧地减小发光二极管（LED）管芯/基座构造的热阻，并且能够在薄膜倒装芯片（TFFC）处理期间实现外延和金属层的无底部填充物支撑。前者使得能够在较高电流或温度下驱动LED，而后者充当成本降低且潜在地更加稳定的工艺，其不依赖于由底部填充物环氧树脂材料选择、分配、固化和去除引起的产率/可靠性波动。
为了在TFFC处理中充当用于外延的支撑体，使接合焊盘金属延伸至管芯的边缘并进入晶片上的单一化“锯道（street）”，因此，外延和金属层被同时单一化。在管芯边缘处暴露以进行边缘接触的外延层可以是n型或p型的。对于暴露的n型外延层而言，不应使任何p型接合焊盘金属延伸至管芯边缘，以便避免与底层n型外延层的p-n短路。如果对p型接合焊盘金属划线并使其变形至底层n型外延层中，则p-n短路可能在单一化期间发生。对于暴露的p型外延层和延伸至管芯边缘的任何n型接合焊盘金属而言情况相反。
以上所述使LED管芯局限于一个或多个在中心定位的p型接合焊盘，而这又使LED基座局限于具有能够接近在中心定位的p型接合焊盘的过-通孔或基座上再分布的一个。基座上再分布当前仅在硅基座中可用，而具有足够小的细部的过-通孔技术是昂贵的，或者对于广泛使用的陶瓷基座而言不可用。通常，使任一极性的接合焊盘延伸至管芯边缘的能力使得能够实现简化的基座布局，通常转化为成本降低。
本公开的实施例在管芯边缘处在暴露的外延层中或靠近暴露的外延层产生电绝缘区域，以便允许相反极性的接合焊盘延伸至管芯边缘。这使得能够实现在TFFC处理期间增加的用于外延结构的支撑及LED管芯和LED基座两者上的简化的互连布局，这转化为基座材料的更大的可用性和成本降低的潜在可能。
图1示出本公开的某些实施例中的LED管芯100的平面图。可以在将LED管芯100翻转、对准并安装到LED基座且从晶片上的毗邻LED管芯被单一化之前将LED管芯100作为各LED管芯（未示出）的器件晶片的一部分进行晶片级处理。LED管芯100的顶侧包括延伸至四个管芯边缘的大的n型接合焊盘102以及每个延伸至一个管芯边缘的四个p型接合焊盘104。N型接合焊盘102和p型接合焊盘104通过间隙106和底层电介质层相互电绝缘。还用虚影示出的是n型接合焊盘102与底层n型层之间的n型接触108（仅对一个进行标记）、在四个管芯边缘处和n型接合焊盘与底层n型层之间的n型边缘接触109以及在p型接合焊盘104与底层p型层之间的p型接触110。接合焊盘和接触的数目和几何结构可以根据应用而变。
图2以沿着线A'A"（图1）的横截面举例说明本公开的某些实施例中的LED管芯100的结构200。在管芯边缘处，电绝缘区域202靠近n型层204定位且在电介质层212和p型接合焊盘104下面。LED管芯100包括n型层204、n型层上的发光层206（一般也可称为有源区域）以及发光层上的p型层208各LED层。在p型层208上形成导电反射层210，在导电反射层和暴露的LED层上形成电介质层212，并在电介质层上形成p型接合焊盘104。稍后参考图4中的流程图来详细地描述用于形成LED结构200的工艺。
为了将LED管芯100从器件晶片上的毗邻LED管芯分离，沿着管芯之间的锯道单一化LED管芯。在单一化期间，p型接合焊盘104可以与电绝缘区域202接触。促使p型接合焊盘104与电绝缘区域202接触的实际机制取决于单一化方法。例如，划线器或锯可以切割到p型接合焊盘104中并使其变形到电绝缘区域202中。替换地，激光器可以切割到p型接合焊盘104中并沿着管芯边缘使其熔化以接触电绝缘区域202。在任何情况下，在没有电绝缘区域202的情况下，p型接合焊盘104可能在其原位上与n型层204接触，并产生将使LED管芯100有缺陷的p-n短路。
图3以沿着线A'A"（图1）的横截面举例说明本公开的某些实施例中的LED管芯100的结构300。与结构200（图2）所使用的一个电介质层相比，结构300使用两个电介质层进行配电。层204至212类似于图2，不同的是电介质层212（也称为“第一电介质层212”）未延伸至管芯边缘。在第一电介质层212之上和n型层204的暴露部分上形成有n型接触层312以进行边缘接触。在n型接触层312之上和电绝缘区域202之上形成有第二电介质层314且在第二电介质层之上形成有p型接合焊盘104。稍后参考图4中的流程图来详细地描述用于形成LED结构300的步骤。
类似地如上所述，p型接合焊盘104在单一化期间可以与电绝缘区域202接触。在没有电绝缘区域202的情况下，p型接合焊盘104可能在其原位上与n型层204接触，并产生将使LED管芯100有缺陷的p-n短路。
图4是本公开的某些实施例中的用于形成LED管芯100的方法400的流程图。方法400包括用于形成结构200（图2）的步骤402至414和426至432，并且还包括用于形成结构300（图3）的可选步骤420至424。
在步骤402中，在生长晶片之上形成LED层。参考图5，在蓝宝石生长晶片（未示出）上外延地生长n型层204。n型层204表示不同成分和掺杂剂浓度的多个层，例如，包括诸如可以是n型或被非故意地掺杂的缓冲层或成核层的准备层、被设计为促进稍后的生长衬底释放或衬底去除之后的半导体结构的薄化的释放层（release layer）以及被设计为用于发光层高效地发射光所期望的特定光学或电气性质的n型器件层。III氮化物发光器件中的n型器件层可以是GaN。
在n型层204之上外延地生长发光层206。可以用被阻挡层分离的多个薄量子阱发光层来表示发光层206。在被配置为发射可见光、特别是近UV至绿色光的III氮化物发光器件中，发光层可以是InGaN。
在发光层206之上外延地生长P型层208。P型层208表示不同成分、厚度和掺杂剂浓度的多个层，包括p型器件层。III氮化物发光器件中的p型器件层可以是GaN。步骤402后面是步骤404。
在步骤404中，如图5所示，在LED层之上形成导电反射层210。导电反射层210表示包括欧姆接触层、反射层和防护金属层的多个层。欧姆接触层可以是Ni、Ag或Pd，反射层可以是Ag，并且防护金属层可以是包括TiW/TiW:N/TiW的多个层。可以通过剥离工艺对导电反射层210进行图案化。步骤404后面是步骤406。
在步骤406中，沿着LED管芯之间的单一化锯道在晶片上形成沟槽602（在横截面图中仅示出一个）以限定如图6所示的台式结构。沟槽602部分地到达n型层204中以沿着管芯边缘使n型层暴露，因此，其可以稍后与n型接触层进行边缘接触。虽然未示出，还在与沟槽602相同的时间形成到n型层204的通孔。可以通过蚀刻来形成沟槽602和通孔。步骤406后面是步骤408。
在步骤408中，沿着管芯边缘对n型层204的部分进行电绝缘，在其下面将形成p型接合焊盘104。结果，如图7所示地形成电绝缘区域202。通过掩蔽来形成电绝缘区域202以限定注入区域，其后是离子注入。用于注入的能量可以大于100keV且注入种类可以是He、Zn、Mg或Al。步骤408后面是步骤410。
在步骤410中，如图8所示，在器件晶片之上沉积电介质层212。电介质层212可以是SiNx。步骤410后面是步骤412。
在步骤412中，将电介质层212图案化以提供对n型层204和导电反射层214至p型层208的接近。去除将进行边缘接触的沿着管芯边缘的电介质层212的部分以使n型层204暴露。去除在通孔底部之上的电介质层212的部分以使n型层204暴露。在将形成p型接合焊盘104的导电反射层210之上的电介质层212中形成用于p型接触110（图1）的孔。可以通过蚀刻来对电介质层212进行图案化。步骤412后面是步骤414。
在步骤414中，在器件晶片之上沉积接触金属层（例如，互连）以形成填充通孔的n型接触108、在管芯边缘周围的n型边缘接触109和如图1所示的p型接触110。接触金属层被图案化以使n型和p型接触电绝缘。接触金属层可以是Ti/Au或Al。可以通过剥离工艺来形成接触金属层。步骤414后面是步骤426。
在步骤426中，在器件晶片之上形成接合金属层（图2仅示出p型接合金属层）。N型和p型接合金属层被电耦合至在步骤414中形成的相应的n型和p型接触。n型和p型接合金属层在LED管芯之间的单一化锯道之上延伸。在稍后描述的步骤432中的单一化之后，接合金属层变成如图1所示的每个LED管芯的n型接合焊盘102和p型接合焊盘104。接合金属层可以是Au、Cu、Al、Ni或这些层的组合。可以以电化学方式（例如，电镀）或用其它物理沉积方法（例如，蒸镀或溅射）来形成接合金属层。步骤426后面是步骤428。
对于关于步骤410、412、414和426的更多信息，请参考2006年12月15日提交的题为“LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate”的美国专利申请No.11/611,775，其被共同转让并通过引用结合进来。
在步骤428中，将器件晶片上的LED管芯翻转、对准并接合到LED基座晶片上的LED基座。可以通过超声或热超声接合将LED管芯接合到LED基座。LED基座提供用于LED管芯的机械支撑、配电和热耗散。步骤428后面是步骤430。
在步骤430中，去除生长衬底。可以通过激光剥离来去除生长衬底。步骤430后面是步骤432。
在步骤432中，将LED管芯单一化。可以用激光器、划线器或锯沿着管芯之间的单一化锯道来将各LED管芯分离。一旦被单一化，接合金属层变成用于LED管芯的n型接合焊盘102和p型接合焊盘104。每个LED的接合焊盘102和104可以覆盖面对基座的LED管芯表面的至少85%。
在本公开的某些实施例中，可以修改方法400以形成结构300。在这些实施例中，步骤414后面是替换步骤420。
在可选步骤420中，如图3所示，在晶片之上沉积第二电介质层314。电介质层314可以是SiNx。可选步骤420后面是可选步骤422。
在可选步骤422中，将电介质层314图案化以提供对在步骤414中形成的n型接触108、n型边缘接触109和导电反射层214的接近。为了接近导电反射层214，在将形成p型接合焊盘104的导电反射层210之上的电介质层212中形成用于p型接触110（图1）的孔。通过蚀刻来对电介质层212进行图案化。可选步骤422后面是可选步骤424。
在可选步骤424中，在晶片之上形成另一接触金属层（例如，互连）以继续n型接触108、n型边缘接触109和p型接触110。然后将接触金属层图案化以使n型和p型接触电绝缘。接触金属层可以是Ti/Au或Al。通过剥离工艺来形成接触金属层。可选步骤424后面是上述步骤426且得到图3所示的结构300。
对于关于步骤410、412、414、420、422和424的更多信息，请参考美国专利No. 6,828,596，其被共同转让并通过引用结合到本文中。
图9以沿着线A'A"（图1）的横截面举例说明本公开的某些实施例中的LED管芯100的结构900。结构900包括半绝缘层902和在半绝缘层之上的LED层。LED层包括在半绝缘层之上的n型层904、在n型层之上的发光层906以及在发光层之上的p型层908。虽然半绝缘层902延伸至管芯边缘，但n型层904未延伸至管芯边缘。在p型层908之上形成导电反射层910。在导电反射层910、暴露的LED层和暴露的半绝缘层904之上形成电介质层912。在电介质层912之上形成p型接合焊盘104。稍后参考图10中的流程图来详细地描述用于形成LED结构900的工艺。
半绝缘层902的存在允许n型层904从管芯边缘凹陷回来，并且然后利用电介质层912沿着管芯边缘被电绝缘。换言之，电介质层912形成电绝缘区域916（在横截面图中仅示出一个），其靠近n型层904的一部分且在其下面，p型接合焊盘104将延伸至管芯边缘。电绝缘区域916防止p型接合焊盘104在单一化期间接触n型层904并产生p-n短路。
图10是本公开的某些实施例中的用于形成具有结构900的LED管芯100的方法1000的流程图。方法1000包括步骤1002至1014和1026至1032。
在步骤1002中，在生长晶片之上形成半绝缘层902，并在半绝缘层之上形成LED层。参考图11，在蓝宝石生长衬底（未示出）之上外延地生长半绝缘层902。III氮化物发光器件中的半绝缘层902可以是GaN，并且其可以是p型、n型、共掺杂或未掺杂的。对于4微米厚的外延层而言，可以分别以8E13 cm-2和400 keV的近似剂量和能量用离子注入来形成半绝缘层902。注入种类可以是He、Zn、Al或Mg。
可以通过离子注入或在外延生长期间用诸如Fe、C、Co、Mn、Cr、V、Ni和/或其它过渡金属掺杂剂的深能级杂质来掺杂半绝缘层902。可以以小于约1×1017cm-3的浓度与诸如Si、Ge、O、Mg或Zn的浅能级掺杂剂结合来使用深能级掺杂剂。深能级杂质可以具有大于约1×1017cm-3的浓度。
在半绝缘层902之上外延地生长N型层904。N型层904表示不同成分和掺杂剂浓度的多个层，例如，包括诸如可以是n型或被非故意地掺杂的缓冲层或成核层的准备层、被设计为促进稍后的生长衬底释放或衬底去除之后的半导体结构的薄化的释放层以及被设计为用于发光层高效地发射光所期望的特定光学或电气性质的n型器件层。III氮化物发光器件中的n型器件层可以是GaN。
在n型层904之上外延地生长发光层906。可以用被阻挡层分离的多个薄量子阱发光层来表示发光层906。在被配置为发射可见光、特别是近UV至绿色光的III氮化物发光器件中，发光层可以是InGaN。
在发光层906之上外延地生长P型层908。P型层208表示不同成分、厚度和掺杂剂浓度的多个层，包括p型器件层。III氮化物发光器件中的p型器件层可以是GaN。步骤1002后面是步骤1004。
在步骤1004中，如图11所示，在LED层之上形成导电反射层910。导电反射层910表示包括欧姆接触层、反射层和防护金属层的多个层。欧姆接触层可以是Ni、Ag或Pd，反射层可以是Ag，并且防护金属层可以是包括TiW/TiW:N/TiW的多个层。可以通过剥离工艺对导电反射层910进行图案化。步骤1004后面是步骤1006。
在步骤1006中，沿着LED管芯之间的锯道在晶片上蚀刻沟槽1202（在横截面图中仅示出一个）以限定如图12所示的台式结构。沟槽1202部分地到达n型层904中以沿着管芯边缘使n型层暴露，因此，其可以稍后与n型接触层进行边缘接触。虽然未示出，还在与沟槽1202相同的时间形成到n型层904的通孔。可以通过蚀刻来形成沟槽1202和通孔。步骤1006后面是步骤1008。
在步骤1008中，沿着管芯边缘第二次向下蚀刻沟槽1202至半绝缘层902，在其下面，p型接合焊盘104将延伸至管芯边缘，如图13所示。现在从管芯边缘对N型层904进行回蚀刻。步骤1008后面是步骤1010。
在步骤1010中，如图14所示，在晶片之上沉积电介质层912。电介质层912覆盖n型层904的暴露的竖直边缘的部分并形成电绝缘区域916。电介质层212可以是SiNx。步骤1010后面是步骤1012。
在步骤1012中，将电介质层912图案化以提供对n型层904和导电反射层910至p型层908的接近。去除将进行边缘接触的沿着管芯边缘的电介质层912的部分以使n型层904暴露。去除在通孔底部之上的电介质层912的部分以使n型层904暴露。在将形成p型接合焊盘104的导电反射层910之上的电介质层912中形成用于p型接触110（图1）的孔。可以通过蚀刻来对电介质层912进行图案化。步骤1012后面是步骤1014。
在步骤1014中，在器件晶片之上沉积接触金属层（例如，互连）以形成填充通孔的n型接触108、在管芯边缘周围的n型边缘接触109和如图1所示的p型接触110。接触金属层被图案化以使n型和p型接触电绝缘。接触金属层可以是Ti/Au或Al。可以通过剥离工艺来形成接触金属层。步骤1014后面是步骤1026。
在步骤1026中，如图9所示，在器件晶片之上形成接合金属层。N型和p型接合金属层被电耦合至在步骤1014中形成的相应的n型和p型接触。n型和p型接合金属层在LED管芯之间的单一化锯道之上延伸。在稍后描述的步骤1032中的单一化之后，接合金属层变成如图1所示的每个LED管芯的n型接合焊盘102和p型接合焊盘104。接合金属层可以是Au、Cu、Al、Ni或这些层的组合。可以以电化学方式（例如，电镀）或用其它物理沉积方法（例如，蒸镀或溅射）来形成接合金属层。步骤1026后面是步骤1028。
对于关于步骤1010、1012、1014和1026的更多信息，请参考2006年12月15日提交的题为"LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate"的美国专利申请No. 11/611,775，其被共同转让并通过引用结合进来。
在步骤1028中，将器件晶片上的LED管芯翻转、对准并接合到LED基座晶片上的LED基座。可以通过超声或热超声接合将LED管芯接合到LED基座。LED基座提供用于LED管芯的机械支撑、配电和热耗散。步骤1028后面是步骤1030。
在步骤1030中，去除生长衬底。可以通过激光剥离来去除生长衬底。步骤1030后面是步骤1032。
在步骤1032中，将LED管芯单一化。可以通过激光器、划线器或锯沿着管芯之间的单一化锯道来将LED管芯分离。一旦被单一化，接合金属层变成用于LED管芯的n型接合焊盘102和p型接合焊盘104。每个LED的接合焊盘102和104可以覆盖面对基座的LED管芯表面的至少85%。
所公开的实施例的特征的各种其它适配和组合在本发明的范围内。虽然描述了具有蓝宝石生长衬底的基于GaN的LED，但使用诸如SiC（用来形成InAlGaN LED）和GaAs（用来形成AlInGaP LED）的其它衬底的其它类型的LED可以受益于本公开。虽然以特定的取向来布置n型层、发光层和p型层，但在其它实施例中顺序可以是相反的。许多实施例被以下权利要求涵盖。

Claims (17)

1.一种用于制造发光二极管（LED）结构的方法，包括：
通过在生长晶片之上外延地生长第一导电类型层、在第一导电类型层之上生长发光层并在发光层之上生长第二导电类型层来形成LED层；
沿着管芯边缘形成沟槽以在管芯边缘处使第一导电类型层暴露，所述沟槽至少部分地到达第一导电类型层中，所述沟槽形成LED管芯的台式结构；以及
通过在管芯边缘处形成电绝缘区域来使管芯边缘处的暴露的第一导电类型层的区域电绝缘。
2.权利要求1的方法，其中，使在管芯边缘处的暴露的第一导电类型层的区域电绝缘包括向在管芯边缘处的暴露的第一导电类型层的区域中注入离子以形成电绝缘区域。
3.权利要求1的方法，还包括：
在形成LED层之前在生长衬底之上外延地生长半绝缘层，其中：
在半绝缘层之上形成LED层；
沿着管芯边缘形成沟槽以在管芯边缘处使第一导电类型层暴露包括向下执行LED层的第一蚀刻至少部分地至第一导电类型层中并向下执行LED层的第二蚀刻至半绝缘外延层；以及
使在管芯边缘处的暴露的第一导电类型层的区域电绝缘包括在LED层之上形成电介质层，其中，电绝缘区域包括在管芯边缘处的暴露的第一导电类型层的区域之上的电介质层。
4.权利要求1的方法，还包括：
在LED管芯之上形成第一导电类型和第二导电类型接合焊盘层，第一导电类型和第二导电类型接合焊盘层在LED管芯之间的单一化锯道之上延伸，第一导电类型和第二导电类型接合焊盘层分别电耦合到第一导电类型和第二导电类型层；
将LED管芯安装到基座晶片上的基座；
从LED管芯去除生长晶片；以及
沿着单一化锯道使LED管芯单一化，其中，第一导电类型和第二导电类型接合焊盘层在单一化期间分别被划分成LED管芯的第一导电类型接合焊盘和第二导电类型接合焊盘，第一导电类型和第二导电类型接合焊盘分别电耦合到第一导电类型和第二导电类型层。
5.权利要求4的方法，其中，第二导电类型接合焊盘中的一个或多个部分在单一化期间在不接触第一导电类型层的情况下变形到电绝缘区域中。
6.权利要求4的方法，其中，第一导电类型和第二导电类型接合焊盘通过间隙和底层电介质层电绝缘，并且每个LED管芯的第一导电类型和第二导电类型接合焊盘覆盖面对基座的LED管芯的表面的至少85%。
7.权利要求4的方法，还包括：
在LED层之上形成电介质层，其中，在电介质层之上形成第一导电类型和第二导电类型接合焊盘层。
8.权利要求4的方法，还包括：
在LED层之上形成第一电介质层；
在第一电介质层之上形成互连，所述互连电耦合到第一导电类型层和第二导电类型层；以及
在第一电介质层和互连之上形成第二电介质层，其中，第一导电类型和第二导电类型接合层通过所述互连电耦合到第一导电类型和第二导电类型层。
9.一种发光二极管（LED）管芯，包括：
LED层，其包括第一导电类型层、在第一导电层之上的发光层以及在发光层之上的第二导电类型层；以及
一个或多个电绝缘区域，其横向地邻近于第一导电类型层并沿着一个或多个管芯边缘。
10.权利要求9的LED管芯，其中，所述电绝缘区域包括第一导电类型层的离子注入区域。
11.权利要求9的LED管芯，其中，所述电绝缘区域包括电阻性生长外延层。
12.权利要求9的LED管芯，还包括：
半绝缘层，其中，在半绝缘层之上形成有LED层；
在管芯边缘处向下暴露至半绝缘外延层的第一导电类型层的区域；以及
在LED层之上的电介质层，其中，所述电绝缘区域包括在管芯边缘处的暴露的第一导电类型层的区域之上的电介质层。
13.权利要求9的LED管芯，还包括：
第一导电类型接合焊盘，其电耦合到第一导电类型层，第一导电类型接合焊盘延伸至管芯边缘；以及
一个或多个第二导电类型接合焊盘，其电耦合至第二导电类型层，第二导电类型接合焊盘延伸至管芯边缘且在电绝缘区域之上。
14.权利要求13的LED管芯，其中，所述第二导电类型接合焊盘变形到电绝缘区域中，所述电绝缘区域防止第二导电类型接合焊盘接触第一导电类型层。
15.权利要求13的LED管芯，其中，第一导电类型和第二导电类型接合焊盘通过间隙和底层电介质层电绝缘，并且第一导电类型和第二导电类型接合焊盘覆盖面对基座的LED管芯的表面的至少85%。
16.权利要求13的LED管芯，还包括：
在LED层之上的电介质层，其中，在电介质层之上形成第一导电类型和第二导电类型接合焊盘层。
17.权利要求13的LED管芯，其中，所述LED结构还包括；
在LED层之上的第一电介质层；
在第一电介质层之上的互连，所述互连电耦合到第一导电类型层和第二导电类型层；以及
在第一电介质层和互连之上的第二电介质层，其中，第一导电类型和第二导电类型接合层通过所述互连电耦合到第一导电类型和第二导电类型层。
CN201080020069.0A 2009-05-06 2010-04-14 接触焊盘到具有电隔离的管芯边缘的延伸 Active CN102422447B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/436,442 US7977132B2 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Extension of contact pads to the die edge via electrical isolation
US12/436442 2009-05-06
PCT/IB2010/051627 WO2010128415A1 (en) 2009-05-06 2010-04-14 Extension of contact pads to the die edge with electrical isolation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102422447A true CN102422447A (zh) 2012-04-18
CN102422447B CN102422447B (zh) 2018-08-07

Family

ID=42465400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080020069.0A Active CN102422447B (zh) 2009-05-06 2010-04-14 接触焊盘到具有电隔离的管芯边缘的延伸

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7977132B2 (zh)
EP (1) EP2427923B1 (zh)
JP (1) JP5616960B2 (zh)
KR (1) KR101705389B1 (zh)
CN (1) CN102422447B (zh)
RU (1) RU2523777C2 (zh)
TW (1) TWI523257B (zh)
WO (1) WO2010128415A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105723529A (zh) * 2013-11-19 2016-06-29 皇家飞利浦有限公司 固态发光器件和制造固态发光器件的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8471282B2 (en) 2010-06-07 2013-06-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Passivation for a semiconductor light emitting device
EP3926698B1 (en) * 2011-09-16 2023-01-04 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode
US9847372B2 (en) * 2011-12-01 2017-12-19 Micron Technology, Inc. Solid state transducer devices with separately controlled regions, and associated systems and methods
JP2016528728A (ja) * 2013-07-18 2016-09-15 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 高反射フリップチップｌｅｄダイ
CN109496351B (zh) * 2017-06-09 2022-09-09 歌尔股份有限公司 微发光二极管阵列转移方法、制造方法以及显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044498A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体発光素子
US20010024460A1 (en) * 1997-02-21 2001-09-27 Masahiro Yamamoto Semiconductor light-emitting device
US20040061123A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-01 Emcore Corporation Optimized contact design for flip-chip LED
EP1953838A2 (en) * 2007-02-01 2008-08-06 Nichia Corporation Semiconductor light emitting element

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59155981A (ja) * 1983-02-25 1984-09-05 Nec Corp 埋め込み型半導体レーザ素子の製造方法
JPH0396928A (ja) * 1989-09-11 1991-04-22 Hitachi Ltd 半導体光増幅装置
JPH08330623A (ja) * 1995-05-29 1996-12-13 Oki Electric Ind Co Ltd 発光ダイオードアレイおよびその製造方法
JPH10294493A (ja) * 1997-02-21 1998-11-04 Toshiba Corp 半導体発光デバイス
JPH11330548A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Showa Denko Kk Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法
JP3531475B2 (ja) * 1998-05-22 2004-05-31 日亜化学工業株式会社 フリップチップ型光半導体素子
JP2001196631A (ja) * 1999-10-29 2001-07-19 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法
US6828596B2 (en) 2002-06-13 2004-12-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Contacting scheme for large and small area semiconductor light emitting flip chip devices
RU2231171C1 (ru) * 2003-04-30 2004-06-20 Закрытое акционерное общество "Инновационная фирма "ТЕТИС" Светоизлучающий диод
KR100568269B1 (ko) * 2003-06-23 2006-04-05 삼성전기주식회사 플립-칩 본딩용 질화갈륨계 발광 다이오드 및 그 제조방법
JP4330476B2 (ja) * 2004-03-29 2009-09-16 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子
CN100487931C (zh) * 2004-09-27 2009-05-13 松下电器产业株式会社 半导体发光元件及其制造方法和安装方法、发光器件
US7736945B2 (en) 2005-06-09 2010-06-15 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED assembly having maximum metal support for laser lift-off of growth substrate
JP5016808B2 (ja) 2005-11-08 2012-09-05 ローム株式会社 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子製造方法
WO2007072967A1 (en) 2005-12-19 2007-06-28 Showa Denko K.K. Flip-chip type semiconductor light-emitting device, method for manufacturing flip-chip type semiconductor light-emitting device, printed circuit board for flip-chip type semiconductor light-emitting device, mounting structure for flip-chip type semiconductor light-emitting device-and light-emitting diode lamp
JP2007329464A (ja) * 2006-05-09 2007-12-20 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光素子
TW200837943A (en) * 2007-01-22 2008-09-16 Led Lighting Fixtures Inc Fault tolerant light emitters, systems incorporating fault tolerant light emitters and methods of fabricating fault tolerant light emitters
DE102007019775A1 (de) 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102007046743A1 (de) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010024460A1 (en) * 1997-02-21 2001-09-27 Masahiro Yamamoto Semiconductor light-emitting device
JP2001044498A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体発光素子
US20040061123A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-01 Emcore Corporation Optimized contact design for flip-chip LED
EP1953838A2 (en) * 2007-02-01 2008-08-06 Nichia Corporation Semiconductor light emitting element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105723529A (zh) * 2013-11-19 2016-06-29 皇家飞利浦有限公司 固态发光器件和制造固态发光器件的方法
CN105723529B (zh) * 2013-11-19 2019-03-01 亮锐控股有限公司 固态发光器件和制造固态发光器件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102422447B (zh) 2018-08-07
US7977132B2 (en) 2011-07-12
TW201104916A (en) 2011-02-01
RU2523777C2 (ru) 2014-07-20
US20100283080A1 (en) 2010-11-11
RU2011149475A (ru) 2013-06-20
KR20120017443A (ko) 2012-02-28
EP2427923B1 (en) 2019-06-12
JP2012526378A (ja) 2012-10-25
EP2427923A1 (en) 2012-03-14
KR101705389B1 (ko) 2017-02-22
WO2010128415A1 (en) 2010-11-11
JP5616960B2 (ja) 2014-10-29
TWI523257B (zh) 2016-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101897048B (zh) 半导体发光器件及其制作方法
US9224932B2 (en) Wafer level photonic device die structure and method of making the same
US9577172B2 (en) Light emitting die component formed by multilayer structures
US9142718B2 (en) Light emitting device
US6998642B2 (en) Series connection of two light emitting diodes through semiconductor manufacture process
EP2218117B1 (en) Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
CN102157662B (zh) 装置及其形成方法
EP2518782B1 (en) Light emitting device and light emitting device package
US20110018013A1 (en) Thin-film flip-chip series connected leds
US8405101B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
CN103378240A (zh) 发光器件和发光器件封装件
CN104205366B (zh) 密封的半导体发光器件
CN102422447B (zh) 接触焊盘到具有电隔离的管芯边缘的延伸
JP2016039365A (ja) 発光素子及び照明システム
KR101719623B1 (ko) 발광소자
EP2251916A1 (en) Light emitting device, light emitting device package and lighting system including the same
KR101785644B1 (ko) 발광소자 및 그 발광 소자의 제조 방법
TW201806185A (zh) 形成用於發光器件之p型層之方法
KR101742617B1 (ko) 발광소자
CN102361054B (zh) 光电半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: California, USA

Co-patentee after: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Patentee after: LUMILEDS LLC

Address before: California, USA

Co-patentee before: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Patentee before: Philips Ramildes Lighting Equipment Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200903

Address after: Holland Schiphol

Patentee after: KONINKLIJKE PHILIPS NV

Address before: California, USA

Co-patentee before: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Patentee before: LUMILEDS LLC

TR01 Transfer of patent right