CN102132429B - 串联分段式发光二极管 - Google Patents

串联分段式发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN102132429B
CN102132429B CN200980132907.0A CN200980132907A CN102132429B CN 102132429 B CN102132429 B CN 102132429B CN 200980132907 A CN200980132907 A CN 200980132907A CN 102132429 B CN102132429 B CN 102132429B
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
layer
ground floor
series connection
connection electrode
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.)
Active
Application number
CN200980132907.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102132429A (zh
Inventor
古拉姆·汉士奈因
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN102132429A publication Critical patent/CN102132429A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102132429B publication Critical patent/CN102132429B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers 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
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers 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
    • H01L33/385Semiconductor devices having potential barriers 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers 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 body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光源(60)及其制造方法。该光源(60)包括一基板(51),及一被分成区段的发光结构(64,65)。该发光结构包含一第一导电型半导体材料第一层(52)系沉积在该基板(51)上、一活化层(55)系位于该第一层(52)上方,及一第二导电型半导体材料第二层(53)系位于该活化层(55)上方且该第二导电型相反于该第一导电型。一阻障(66)系分隔该发光结构成为彼此电气绝缘的第一与第二区段(64,65)。一串联电极(59)系连接该第一区段(64)中该第一层至该第二区段(65)中该第二层。一第一电力接点(61)系电气连接至该第一区段(64)中该第二层,及一第二电力接点(62)系电气连接至该第二区段(65)中该第一层。

Description

串联分段式发光二极管
技术领域
本发明关于一种发光元件,特别是有关于一种发光二极管元件。
背景技术
发光二极管(LED s,“Ligh tem itting diodes”)为转换电能为光线的一种重要的固态元件的类型。这些元件的改良已经使得它们被用于设计来取代习知白热及萤光光源的发光设备。LED s有显著较长的寿命,且在某些情况下有显著较高的电能转换到光的效率。
为了此讨论的目的,一LED可视为具有三层,活化层夹在其它两层之间。当来自外侧层的电洞与电子在该活化层中复合时该活化层发出光。该等电洞与电子藉由传送电流通过该LED而产生。该LED经由位在顶部层上方的电极及提供一电气连接至底部层的接点而被供应电力。
LED s的成本及功率转换效率为决定此种新技术是否可以取代习知光源及用于高功率应用的速度的重要因素。一LED的转换效率被定义为由该LED放射的光功率与所消耗的电功率的比例。未被转换成离开LED的光的电力被转换成热量,其即增加LED的温度。热散逸对于一LED可运作的功率级时常造成限制。
电转换成光的效率系取决于量子效率,其与该LED被建构的材料系统有关,亦根据外来的电阻损失而定。对于氮化镓基(GaN-based)LED s,位在活化层上方的p型层具有非常高的电阻。此亦为在许多设计中光离开时通过的该顶部层。结果是,一透明导电层例如铟锡氧化物(ITO,“Indium Tin Oxide”)被用来横向散布电流于晶片上,并且此ITO层的片电阻系被选择为相当于在该等活化层下方的n型GaN层的片电阻。对于大面积的电力晶片,为了进一步降低该电阻,同时对于该ITO层以及被向下蚀刻来裸露该n-GaN层的沟槽中使用金手指。这些不透光的金属电极必须制作成尽可能地窄,以最小化对于光的阻隔,但这会增加对于一给定金属厚度的单位长度的电阻。因此对于一给定电极宽度,如果跨越该等电极的长度的电压降系要保持成固定且为最小,则对于较高电流的操做该电极金属的厚度必须要增加。
此外,该活化层转换电为光的效率亦根据该等活化区域层的特定设计及品质随着电流密度超过某个点而亦会降低。因此,一LED的单位面积的光量即到达一实际限制。一旦到达此限制时为了提供较高的光输出,该LED的面积必须要增加。然而,为了在该LED的顶表面的上提供适当的电流散布,对于自该LED的顶表面上单一接点而供应电力的LED而言,其大小系有限制。当该光经由该LED的顶表面而被萃取时,一透明导电层(例如ITO)因前述的理由而被沉积在该顶部层之上。当此材料的电阻率明显低于下方GaN时,该层的电阻率仍然很高。在原理上,在该ITO层中电阻损失可藉由使用较厚的ITO层来克服;然而,ITO仅为部份“透光”,其对于蓝光有不可忽略的吸收,因此对于该ITO层的厚度有一实际限制。在实务上,在该ITO层上提供额外的金属接点可有助于电流散布;然而,这些接点为不透光,因此会降低光输出。
由于在该p型层上方的材料中电流散布与光吸收之间的多种妥协结果,对于一单一LED的大小有实际上的限制。因此,需要比单一LED的光输出能够提供更多光输出的一光源,其必须由多个较小的LED来建构。为了最小化成本,该等多个LED s被建构在相同晶粒上,并由该晶粒上共用端点来供应电力。这种光源有时候称之为分段式LED s(segm ented LED s)。然而每个区段可视为连接至该晶粒上其它LED s的一单一LED。
在这种设计的现有技术光源中,个别的区段系并联连接。此会造成一些问题。首先,可施加于该光源的最大电压藉由一单一LED可承受的最大电压所决定,其基本上为数伏特。因此,供应该光源电力的电源供应必须提供低电压下非常高的电流。此即造成该电源供应与该光源间导体进一步的功率损失。此外,由于该晶粒的制造工艺变化造成供电给每个LED的两个接点间存在的电阻变化,使得在该光源上个别LED的亮度造成变化。
发明内容
本发明包括一光源及其制造方法。
根据本发明的一方面,提供了一种光源,该光源包括:一基板;一发光结构,系包含:一第一导电型半导体材料第一层,系沉积在该基板上;一活化层,系位于该第一层上方;及一第二导电型半导体材料第二层,系位于该活化层上方,且该第二导电型系相反于该第一导电型;一阻障,系分隔该发光结构成为彼此电气绝缘的第一区段与第二区段,且该阻障包含延伸通过该发光结构的一沟槽;一绝缘层,其形成在该沟槽的该第二部分的表面上和该第二区段的侧表面上,并且延伸到该第二区段的该第二层的顶表面;一透明电极,其在俯视图中形成在该第二区段的该第二层上并且位于该第二区段的该第二层的区域内;一串联电极,其延伸到所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的一部分上,其一端被直接连接至所述第一区段中的所述第一层且其另一端通过接触所述透明电极被连接至所述第二区段中的所述第二层以使该第一区段中该第一层被电连接至该第二区段中该第二层,其中该绝缘层形成在该串联电极与该活化层之间以防止该串联电极与该第二区段中该第一层和该活化层构成直接接触,所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的所述部分被设置在其上的所述串联电极与所述活化层之间;一第一电力接点,系电气连接至该第一区段中该第二层;及一第二电力接点,系电气连接至该第二区段中该第一层,其中当该第一电力接点与第二电力接点间产生一电位差时该第一区段及第二区段产生光。
根据本发明的另一方面,提供了一种制造一光源的方法,该方法包括:沉积一发光结构在一基板上,该发光结构包含:一第一导电型半导体材料第一层,系沉积在该基板上;一活化层,系位于该第一层上方;及一第二导电型半导体材料第二层,系位于该活化层上方,且该第二导电型系相反于该第一导电型;产生一阻障,其分隔该发光结构成为彼此电气绝缘的第一区段与第二区段,其中该阻障系藉由蚀刻延伸通过该发光结构到该基板的一沟槽而产生;在该沟槽中沉积一绝缘层,其中该绝缘层被沉积在该沟槽中该第二区段的侧表面上,并且该绝缘层延伸到该第二区段的该第二层的顶表面;提供一透明电极,其在俯视图中位于该第二区段的该第二层上并且位于该第二区段的该第二层的区域内;沉积一串联电极,其延伸到所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的一部分上,其一端被直接连接至所述第一区段中的所述第一层且其另一端通过接触所述透明电极被连接至所述第二区段中的所述第二层以使该第一区段中该第一层被电连接至至该第二区段中该第二层,其中该绝缘层形成在该串联电极与该活化层之间以防止该串联电极与该第二区段中该第一层和该活化层构成直接接触,所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的所述部分被设置在其上的所述串联电极与所述活化层之间;提供一第一电力接点,系电气连接至该第一区段中该第二层;及提供一第二电力接点,系电气连接至该第二区段中该第一层,其中当该第一电力接点与第二电力接点间产生一电位差时该第一区段及第二区段产生光。
在本发明一种态样中,该阻障包含延伸通过该发光结构的一沟槽。该串联电极包含沉积在该沟槽中的一导电材料层。该沟槽具有防止该导电材料层与该第二区段中该第一层或该活化层构成直接接触的一绝缘层。
在本发明另一种态样中,该绝缘层位在部份该串联电极下方,该串联电极系位在该第二区段中该活化层上方。
在本发明又另一种态样中,该导电材料层包含一金属或铟锡氧化物(ITO)。
在本发明又另一种态样中,该阻障对于行进在该第一层中的光为透光。
附图说明
图1为一现有技术LED的俯视图。
图2为图1所示的通过线2-2的现有技术LED 20的截面图。
图3为一现有技术光源的俯视图。
图4为图3所示的通过线4-4的现有技术光源40的截面图。
图5为根据本发明的光源的具体实施例的俯视图。
图6为图5所示的通过线6-6的光源60的截面图。
图7为光源60的另一个截面图。
图8为本发明一具体实施例,其中该光线损失问题藉由使用一透明绝缘体填入该绝缘沟槽的底部而降低。
图9A到图9D为利用一金属串联电极的光源的制造方法。
图10A到图10C为具有一光源的一晶片的一部份的截面图,其中该绝缘沟槽被填入玻璃。
图11为具有三个区段的一光源的截面图。
主要元件符号说明:
20    发光二极管
21    发光结构
22    n型GaN层
23    活化层
24    p型GaN层
25    第二接点
26    接点
27    透明电极
28    沟槽
31    路径
32    路径
33    路径
40    光源
41    基板
42    三层结构
43    层
44    铟锡氧化物层
45    p接点
46    n接点
47    导体
48    导体
51    蓝宝石基板
52    n型GaN层
53    p型GaN层
55    活化层
56    铟锡氧化物层
57    绝缘层
58    开口区域
59    串联电极
60    光源
61    电力接点
62    电力接点
64    区段
65    区段
66    绝缘沟槽
67    平台
68    沟槽
69    沟槽
71    光线
72    表面
80    光源
82    金属电极
84    区段
85    区段
90    光源
92a   沟槽
92b   沟槽
92c   沟槽
93a   沟槽
93b   沟槽
93c   沟槽
94    图案化的SiN绝缘层
95    开口
96    铟锡氧化物层
97    串联电极
98    接点
99    接点
100   光源
102   玻璃壁面
103   图案化SiN层
104   串联电极
105   电力接点
106   电力接点
107   铟锡氧化物层
151   区段
152   区段
153   区段
161   接点
162   串联电极
163   串联电极
164   接点
具体实施方式
本发明提供其优点的方式可参照图1与图2而更容易了解,其中例示一种现有技术的氮化镓基LED。图1为LED 20的俯视图,及图2为图1所示的LED 20通过线2-2的截面图。LED 20藉由在一蓝宝石基板19上成长具有三层的一发光结构21所建构。第一层22为一n型GaN材料。第二层23为一活化层,其在当电洞与电子在其中复合时发出光。该第三层24为一p型GaN层。这些层的每一层可以包括一些子层。因为这些子层的功能为本技艺中所熟知,且并非本文讨论的重点,这些子层的细节将自该等图式与以下讨论中省略。
蚀刻一沟槽28通过层23及24,及一接点26沉积在该沟槽28的底表面上,以提供一电气连接至层22。电气连接至层24系藉由一透明电极27提供,透明电极27基本上由铟锡氧化物(ITO)所建构。层27连接至一第二接点25,第二接点25提供电气连接至该电源。当电力被提供到接点25及26时,光在活化层23中产生,并经由透明电极27自LED20萃取出来,如29处所示。
p型GaN的电阻率远大于n型GaN的电阻率。为了最大化LED 20的光产生效率,在活化层23各处的电流密度必须均匀。也就是说,路径31-33的电阻必须皆相同。如果缺少层27,路径31的电阻将远低于路径33,因此光会集中在环绕路径31的活化区域中产生,造成一在LED的表面各处的强度梯度。虽然ITO的电阻率明显低于p型GaN的电阻率,但通过该ITO层的电阻不可忽略。当LED s的功率输出增加时,在ITO中的损失即变得明显,并造成一光强度的梯度,除非ITO层有增加厚度。不幸地是,当ITO厚度增加时,在该ITO中吸收的光量亦会增加。当该层被增加以容纳在高功率LED中所需的电流密度时在ITO中光吸收造成的光损失变为明显。
如上所述,该等现有技术元件利用一分段式设计来增加发光的光源的面积,且因此增加整个光输出。现在请参照图3及图4,其中例示一现有技术的分段式光源。图3为光源40的俯视图,及图4为图3所示的光源40通过线4-4的截面图。为了简化讨论,光源40仅包含两个区段51、52;然而,其可了解到可以利用额外的区段。光源40藉由在一基板41上成长习知的三层结构42所建构。一ITO层44沉积在p层之上。在已经沉积该等层之后,该结构被蚀刻以裸露该三层结构的层43。然后一n接点46沉积在该蚀刻的沟槽中,以提供电气接点至层43。一p接点45沉积在该分段式ITO层上。在每个区段中的n接点被连接在一起,如47处所示。同样地,在每个区段中p接点被连接在一起,如48处所示。
必须注意到此结构仅可利用在该等区段被并联连接的配置中,因为该等区段共享一共用n型层,该共用n型层系在该等沟槽被蚀刻之后保持连接。因此,必须由导体47及48承载的电流为供电给该等个别区段所需要的电流的总和。在低电压下提供高电流造成的问题为增加该光源的成本或降低光产生的效率。例如,该电极金属厚度必须增加以降低金属电阻,因为该金属基本上为金,其不仅会增加晶片成本,亦会造成处理及机械性的问题。
现在请参照图5及图6,其中例示利用本发明一种态样的一分段式LED光源。图5为光源60的俯视图,及图6为图5所示的光源60通过线6-6的截面图。光源60包括两个区段64、65;然而由以下讨论将可了解到具有更多区段的光源可由本发明的教示来建构。光源60由相同的三层LED结构所建构,其中该等层系成长在一蓝宝石基板51上。n层52成长在基板51上,然后活化层55与p层53系成长在n层52之上。
该等区段64、65由延伸通过层52到基板51的一绝缘沟槽66区隔,藉此电气绝缘区段64及65。绝缘沟槽66包含一平台67,其仅部份地延伸到层52当中。绝缘沟槽66的壁面由一绝缘层57覆盖,绝缘层57包括一开口区域58,开口区域58用于与每个区段相关联的部份层52构成电气接触。绝缘层57可由提供无孔洞缺陷的绝缘层的任何材料所建构。例如,氮化硅(SiNx)可做为该绝缘材料。其它材料可包括聚酰亚胺(polyim ide)、苯环丁烯(Benzocyclobutene,BCB)、旋涂玻璃,以及惯常用于半导体产业中元件平坦化的材料。
类似的沟槽系提供在光源60的端部上,如68及69所示。一串联电极59沉积在绝缘沟槽66中,使得电极59经由绝缘层57中的开口58与层52接触。电极59亦与相邻区段中的ITO层56构成电气接触。因此,当经由电极61及62提供电力时,区段64及65系串联连接。因此,光源60的操作为光源40的两倍电压及一半电流,如以上参照图3及图4所述。
在本发明一种态样中,绝缘层57在电极59与61下方延伸,如图6中57a所示。因为电极59为不透光,电极59阻隔在电极59下方附近的部分活化层55中产生的光。在此方面,必须注意到在该等图式中所示的该等层的厚度并非实际比例。实际上,层53的厚度远小于层52的厚度,因此,电极59阻隔在电极59下方产生的大部份光线。因此,通过电极59下方的层55的电流实质上被浪费,因为由该电流产生的大部份光系被损失。该绝缘层延伸部分阻挡电流流过层55的此一被浪费区域,因此可提高该光源的整体效率。一类似问题出现在电极61下方,因此该绝缘层亦延伸在该电极下方。
现在请参照图7,其为光源60的另一个截面图。串联电极59可藉由沉积像是铜或铝的金属层所建构。然而,这种层防止光在区段64与65间移动。在氮化镓基LED s中,在活化层55中产生的光线一大部份被捕捉在该光源内,其系由于在该光源的边界处的内反射造成,例如基板51与层52间的边界,及层53与ITO层56间的边界。一示例性捕捉的光线示于71处。
该捕捉的光于所讨论的该等层之间来回反射,直到该光由于吸收而损失,除非该LED包含某个可随机化在一或多个该等反射表面处的反射角度的机制。基本上,层53的上表面被粗糙化。因此,每次光入射在边界72上时,该光可通过该粗糙化表面,或对于垂直于层53的平均表面成一不同角度而反射回来。因此,在每次反射中所反射的部份光以允许光在下次向上反射碰到表面72而逃逸的一角度离开该表面。
如果电极59为金属,光线71将被电极59拦截,且将反射回到区段64中或损失掉,而非前进到区段65并再次到达区段65中部份表面72。如果该光线反射回到区段64中,该光线的某些部份将在后续碰到表面72时逃逸。不幸地是,沉积在蚀刻的表面上的金属层,例如该绝缘沟槽的表面,其反射率显然小于100%。在这方面,其必须注意到光源60中不同层并未依比例绘制。实际上,层52将远比层53及55的总和要厚。因此,撞击在电极59的大部份的光将会损失。
在本发明一种态样中,此光损失问题藉由利用一透明导体例如ITO为电极59而降低。为了在该等区段之间传播光线的目的,电极59的透明度藉由延伸到基板51的该绝缘沟槽内该层的截面所决定,即图7中所示的t。另一方面,电极59的电阻由电极59的整个截面区域所决定,即图7所示的尺寸“T”。因此,电极59可做得足够厚,其具有一可接受的光透射,而仍可提供足够低的电阻给该等区段间的电流流动。
其亦必须注意到图6中57a所示的部份绝缘层在当电极59为透光时即不需要,因为在电极59下方产生的光可经由电极59逃逸。因此,使用一透明电极材料做为电极59亦会增加区段65的可使用面积。
现在请参照图8,其例示本发明一具体实施例,其中上述的光损失问题藉由使用一透明绝缘体填入该绝缘沟槽的底部而降低。在光源80中,延伸到基板51的部份绝缘沟槽填有一透明绝缘体,例如81处所示的玻璃层。一独立的金属电极82使用来构成区段84与85之间的串联连接。
现在请参照图9A到图9D,其例示为利用一金属串联电极的光源的制造方法。图9A到图9D为显示该制造工艺中不同阶段的一晶片的一部份的截面图,在其上的一光源90具有两个区段。请参照图9A,光源90藉由沉积GaN层52、55及53在一蓝宝石基板51上所建构。此制造工艺在本技艺中很常见,因此将不在此处详细讨论。在该等层已经被沉积之后,沟槽92a-92c被蚀刻通过层53及55,并蚀刻进入n型层52。
现在请参照图9B。在沟槽92a-92c已经被蚀刻之后,该晶片被遮罩,且沟槽93a-93c被蚀刻下至基板51。沟槽93b被用于建构上述的绝缘沟槽。请参照图9C,然后一图案化的SiN绝缘层94被沉积在该等沟槽的壁面上,且在层94中蚀刻开口95,以提供电气连接至层52。
现在请参照图9D。接着,一图案化的ITO层96被沉积在p型层53之上。在层53被粗糙化来提高光萃取的具体实施例中,在层96被沉积之前,层53的顶表面被蚀刻以提供所需要的散射特征。然后一图案化的金属层被沉积来提供串联电极97,及用于供电给光源90的接点98及99。
如上所述,本发明的具体实施例中自ITO建构的串联电极97具有在光萃取方面的优点。在这些具体实施例中,该串联电极由ITO或一类似的透明导体所建构,该串联电极与层96同时被沉积。
在包含一透明绝缘体的绝缘沟槽具体实施例中的建构系依类似方式建构。现在请参照图10A到图10C,其为具有一光源100的一晶片的一部份的截面图,其中该绝缘沟槽被填入玻璃。现在请参照图10A。该制造工艺以上述对于图9A及图9B所述的相同方式进行。在该绝缘沟槽已经被开口之后,该绝缘沟槽被填入玻璃,如101处所示。然后该玻璃层被部份蚀刻以开出下至层52中的该平台的一沟槽,而留下一玻璃壁面102,如图10B所示。然后沉积一图案化SiN层103,如103处所示。然后一ITO层107沉积在层53的表面之上,如图10C的107处所示,且一图案化金属层被沉积,以形成一串联电极104与电力接点105及106。
上述本发明的具体实施例仅具有两个区段。然而,具有两个以上区段的光源可在不悖离本发明的教示而建构。现在请参照图11,其为具有三个区段的光源的截面图。光源150使用藉助于串联电极162及163而串联连接的区段151-153。该光源藉由施加大于或等于供电给接点161及164之间个别区段的每一者所需要的电压的三倍来供电。具有甚至更多区段的光源可藉由复制区段152来建构。
上述本发明的具体实施例已提供用于例示本发明的多种态样。但是,其应可了解到在不同特定具体实施例中所示的本发明的不同态样可被组合来提供本发明的其它具体实施例。此外,对于本发明的多种修改可由本领域的技术人员由前述的说明及附图而显而易知。因此,本发明仅受限于权利要求范围所定义的范畴。

Claims (20)

1.一种光源,该光源包括:
一基板;
一发光结构,系包含:
一第一导电型半导体材料第一层,系沉积在该基板上;
一活化层,系位于该第一层上方;及
一第二导电型半导体材料第二层,系位于该活化层上方,且该第二导电型系相反于该第一导电型;
一阻障,系分隔该发光结构成为彼此电气绝缘的第一区段与第二区段,且该阻障包含延伸通过该发光结构的一沟槽;
一绝缘层,其形成在该沟槽中该第二区段的侧表面上,并且延伸到该第二区段的该第二层的顶表面;
一透明电极,其在俯视图中形成在该第二区段的该第二层上并且位于该第二区段的该第二层的区域内;
一串联电极,其延伸到所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的一部分上,其一端被直接连接至所述第一区段中的所述第一层且其另一端通过接触所述透明电极被连接至所述第二区段中的所述第二层以使该第一区段中该第一层被电连接至该第二区段中该第二层,其中该绝缘层形成在该串联电极与该活化层之间以防止该串联电极与该第二区段中该第一层和该活化层构成直接接触,所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的所述部分被设置在其上的所述串联电极与所述活化层之间;
一第一电力接点,系电气连接至该第一区段中该第二层;及
一第二电力接点,系电气连接至该第二区段中该第一层,其中当该第一电力接点与第二电力接点间产生一电位差时该第一区段及第二区段产生光。
2.如权利要求1所述的光源,其中该串联电极包含ITO。
3.如权利要求1所述的光源,其中该阻障对于行进在该第一层中的光是透明的。
4.如权利要求1所述的光源,其中该串联电极是光学透明的。
5.如权利要求1所述的光源,其中该沟槽包括沿该第一层的侧表面形成在该第一层的上表面水平上方的第一部分和形成在该第一层的上表面水平下方的第二部分,且该沟槽的该第二部分填充有该串联电极。
6.如权利要求1所述的光源,其中该透明电极包含ITO。
7.如权利要求1所述的光源,其中该串联电极接触该透明电极的顶表面和侧表面。
8.如权利要求1所述的光源,其中该绝缘层包括一区域,通过该区域该串联电极接触该第一区段的该第一层。
9.如权利要求1所述的光源,其中该绝缘层包括一开口区域,通过该开口区域该串联电极接触该第一区段的该第一层。
10.如权利要求1所述的光源,其中该串联电极包含一金属。
11.一种制造一光源的方法,该方法包括:
沉积一发光结构在一基板上,该发光结构包含:
一第一导电型半导体材料第一层,系沉积在该基板上;
一活化层,系位于该第一层上方;及
一第二导电型半导体材料第二层,系位于该活化层上方,且该第二导电型系相反于该第一导电型;
产生一阻障,其分隔该发光结构成为彼此电气绝缘的第一区段与第二区段,其中该阻障系藉由蚀刻延伸通过该发光结构到该基板的一沟槽而产生;
在该沟槽中沉积一绝缘层,其中该绝缘层被沉积在该沟槽中该第二区段的侧表面上,并且该绝缘层延伸到该第二区段的该第二层的顶表面;
提供一透明电极,其在俯视图中位于该第二区段的该第二层上并且位于该第二区段的该第二层的区域内;
沉积一串联电极,其延伸到所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的一部分上,其一端被直接连接至所述第一区段中的所述第一层且其另一端通过接触所述透明电极被连接至所述第二区段中的所述第二层以使该第一区段中该第一层被电连接至至该第二区段中该第二层,其中该绝缘层形成在该串联电极与该活化层之间以防止该串联电极与该第二区段中该第一层和该活化层构成直接接触,所述第二区段的所述第二层的所述顶表面上的所述绝缘层的所述部分被设置在其上的所述串联电极与所述活化层之间;
提供一第一电力接点,系电气连接至该第一区段中该第二层;及
提供一第二电力接点,系电气连接至该第二区段中该第一层,其中当该第一电力接点与第二电力接点间产生一电位差时该第一区段及第二区段产生光。
12.如权利要求11所述的方法,其中该串联电极包含ITO。
13.如权利要求11所述的方法,其中该串联电极是光学透明的。
14.如权利要求11所述的方法,其中该阻障对于行进在该第一层中的光是透明的。
15.如权利要求11所述的方法,其中该沟槽包括沿该第一层的侧表面形成在该第一层的上表面水平上方的第一部分和形成在该第一层的上表面水平下方的第二部分,且该串联电极沉积在该沟槽中该绝缘层之上,以填充该沟槽的该第二部分。
16.如权利要求11所述的方法,其中该透明电极包含ITO。
17.如权利要求11所述的方法,其中该串联电极被形成为接触该透明电极的顶表面和侧表面。
18.如权利要求11所述的方法,其中该串联电极被形成为接触该第一区段的该第一层。
19.如权利要求11所述的方法,其中该绝缘层被形成为包括一开口区域,通过该开口区域该串联电极接触该第一区段的该第一层。
20.如权利要求11所述的方法,其中该串联电极包含一金属。
CN200980132907.0A 2008-09-11 2009-08-20 串联分段式发光二极管 Active CN102132429B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/208,502 2008-09-11
US12/208,502 US7939839B2 (en) 2008-09-11 2008-09-11 Series connected segmented LED
PCT/US2009/054456 WO2010030482A2 (en) 2008-09-11 2009-08-20 Series connected segmented led

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102132429A CN102132429A (zh) 2011-07-20
CN102132429B true CN102132429B (zh) 2015-08-26

Family

ID=41798442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980132907.0A Active CN102132429B (zh) 2008-09-11 2009-08-20 串联分段式发光二极管

Country Status (8)

Country Link
US (3) US7939839B2 (zh)
EP (1) EP2338183B1 (zh)
JP (2) JP2012507134A (zh)
KR (1) KR101575922B1 (zh)
CN (1) CN102132429B (zh)
HK (1) HK1158827A1 (zh)
TW (1) TWI462282B (zh)
WO (1) WO2010030482A2 (zh)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8698184B2 (en) * 2011-01-21 2014-04-15 Cree, Inc. Light emitting diodes with low junction temperature and solid state backlight components including light emitting diodes with low junction temperature
US9443903B2 (en) 2006-06-30 2016-09-13 Cree, Inc. Low temperature high strength metal stack for die attachment
US8368100B2 (en) 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
US7939839B2 (en) * 2008-09-11 2011-05-10 Bridgelux, Inc. Series connected segmented LED
TWI418060B (zh) * 2008-12-26 2013-12-01 Lextar Electronics Corp 發光二極體晶片的製造方法
US7982409B2 (en) 2009-02-26 2011-07-19 Bridgelux, Inc. Light sources utilizing segmented LEDs to compensate for manufacturing variations in the light output of individual segmented LEDs
US8581229B2 (en) 2009-11-23 2013-11-12 Koninklijke Philips N.V. III-V light emitting device with thin n-type region
KR101081135B1 (ko) 2010-03-15 2011-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지
US8084775B2 (en) * 2010-03-16 2011-12-27 Bridgelux, Inc. Light sources with serially connected LED segments including current blocking diodes
JP5637210B2 (ja) * 2010-06-25 2014-12-10 豊田合成株式会社 半導体発光素子
US20120037946A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Chi Mei Lighting Technology Corporation Light emitting devices
KR101650518B1 (ko) 2010-09-13 2016-08-23 에피스타 코포레이션 발광 구조체
US10490598B2 (en) 2010-09-13 2019-11-26 Epistar Corporation Light-emitting structure having a plurality of light-emitting structure units
US9070851B2 (en) 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
US8536594B2 (en) * 2011-01-28 2013-09-17 Micron Technology, Inc. Solid state lighting devices with reduced dimensions and methods of manufacturing
JP5541261B2 (ja) * 2011-03-23 2014-07-09 豊田合成株式会社 Iii族窒化物半導体発光素子
US8344392B2 (en) * 2011-05-12 2013-01-01 Epistar Corporation Light-emitting element and the manufacturing method thereof
US9337366B2 (en) 2011-07-26 2016-05-10 Micron Technology, Inc. Textured optoelectronic devices and associated methods of manufacture
KR20130025831A (ko) * 2011-09-02 2013-03-12 스탄레 덴끼 가부시키가이샤 반도체 발광소자 어레이 및 차량용 등구
US8581267B2 (en) * 2011-11-09 2013-11-12 Toshiba Techno Center Inc. Series connected segmented LED
TW201407747A (zh) * 2012-08-03 2014-02-16 Chi Mei Lighting Tech Corp 發光二極體結構及其製造方法
CN103700682A (zh) * 2012-05-04 2014-04-02 奇力光电科技股份有限公司 发光二极管结构及其制造方法
TW201347141A (zh) * 2012-05-04 2013-11-16 Chi Mei Lighting Tech Corp 發光二極體結構及其製造方法
US8816383B2 (en) * 2012-07-06 2014-08-26 Invensas Corporation High performance light emitting diode with vias
US10388690B2 (en) 2012-08-07 2019-08-20 Seoul Viosys Co., Ltd. Wafer level light-emitting diode array
US10804316B2 (en) * 2012-08-07 2020-10-13 Seoul Viosys Co., Ltd. Wafer level light-emitting diode array
CN102983147A (zh) * 2012-09-24 2013-03-20 杭州士兰明芯科技有限公司 一种发光二极管芯片及其制造方法
KR101420789B1 (ko) * 2012-12-05 2014-07-18 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자
KR101420788B1 (ko) * 2012-12-05 2014-07-18 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자
KR20140073351A (ko) * 2012-12-06 2014-06-16 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
CN107768399B (zh) 2012-12-21 2022-02-18 首尔伟傲世有限公司 发光二极管
US9356212B2 (en) 2012-12-21 2016-05-31 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode and method of fabricating the same
CN106910758B (zh) * 2013-01-09 2020-05-15 新世纪光电股份有限公司 发光装置
CN105074942A (zh) * 2013-02-25 2015-11-18 首尔伟傲世有限公司 具有多个发光元件的发光二极管及其制造方法
KR102364160B1 (ko) 2014-03-06 2022-02-21 서울반도체 주식회사 Mjt led를 이용한 백라이트 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
US10278243B2 (en) 2014-03-06 2019-04-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Backlight module with MJT LED and backlight unit including the same
US9991423B2 (en) * 2014-06-18 2018-06-05 X-Celeprint Limited Micro assembled LED displays and lighting elements
US9343633B1 (en) * 2014-10-31 2016-05-17 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Light-emitting diode lighting device
CN104409605B (zh) * 2014-11-28 2017-10-27 杭州士兰明芯科技有限公司 一种高压芯片led结构及其制作方法
USD826871S1 (en) 2014-12-11 2018-08-28 Cree, Inc. Light emitting diode device
KR102326926B1 (ko) * 2014-12-26 2021-11-16 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 및 발광 소자 패키지
CN104733487B (zh) * 2015-03-20 2018-01-09 厦门乾照光电股份有限公司 一种具有立体发光结构的高压发光二极管
JP2017059638A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社東芝 半導体発光素子
CN205944139U (zh) 2016-03-30 2017-02-08 首尔伟傲世有限公司 紫外线发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块
JP7041081B6 (ja) 2016-06-23 2022-05-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 光送信機、光受信機及び光リンク
KR102550005B1 (ko) * 2016-07-15 2023-07-03 서울바이오시스 주식회사 자외선 발광 다이오드
TWI830759B (zh) * 2019-07-31 2024-02-01 晶元光電股份有限公司 發光二極體元件及其製造方法
TWI765788B (zh) * 2021-07-28 2022-05-21 友達光電股份有限公司 顯示面板及其製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076437A (ja) * 2000-08-29 2002-03-15 Kyocera Corp Ledアレイ
JP2005136142A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Kyocera Corp 発光ダイオードアレイ装置及びそれを用いた発光ダイオードプリンタ
CN101257071A (zh) * 2007-03-02 2008-09-03 普瑞光电股份有限公司 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

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4879250A (en) 1988-09-29 1989-11-07 The Boeing Company Method of making a monolithic interleaved LED/PIN photodetector array
JP3497741B2 (ja) 1998-09-25 2004-02-16 株式会社東芝 半導体発光装置及び半導体発光装置の駆動方法
US6307218B1 (en) * 1998-11-20 2001-10-23 Lumileds Lighting, U.S., Llc Electrode structures for light emitting devices
US6614056B1 (en) * 1999-12-01 2003-09-02 Cree Lighting Company Scalable led with improved current spreading structures
US6410942B1 (en) * 1999-12-03 2002-06-25 Cree Lighting Company Enhanced light extraction through the use of micro-LED arrays
US6547249B2 (en) * 2001-03-29 2003-04-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates
TWI249148B (en) * 2004-04-13 2006-02-11 Epistar Corp Light-emitting device array having binding layer
US7880182B2 (en) * 2002-07-15 2011-02-01 Epistar Corporation Light-emitting element array
US6869812B1 (en) * 2003-05-13 2005-03-22 Heng Liu High power AllnGaN based multi-chip light emitting diode
TWI223460B (en) * 2003-09-23 2004-11-01 United Epitaxy Co Ltd Light emitting diodes in series connection and method of making the same
WO2005062389A2 (en) 2003-12-24 2005-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, display element, and manufacturing method for semiconductor light emitting device
US7122398B1 (en) * 2004-03-25 2006-10-17 Nanosolar, Inc. Manufacturing of optoelectronic devices
JP3904571B2 (ja) * 2004-09-02 2007-04-11 ローム株式会社 半導体発光装置
KR100721454B1 (ko) * 2005-11-10 2007-05-23 서울옵토디바이스주식회사 광 결정 구조체를 갖는 교류용 발광소자 및 그것을제조하는 방법
US7998761B2 (en) * 2006-01-09 2011-08-16 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting diode with ITO layer and method for fabricating the same
JP5008911B2 (ja) * 2006-07-04 2012-08-22 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2008060132A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Rohm Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
WO2008038910A1 (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting diode having alingap active layer and method of fabricating the same
US7714348B2 (en) * 2006-10-06 2010-05-11 Ac-Led Lighting, L.L.C. AC/DC light emitting diodes with integrated protection mechanism
JP2010517274A (ja) * 2007-01-22 2010-05-20 クリー レッド ライティング ソリューションズ、インコーポレイテッド 外部で相互接続された発光素子のアレイを用いる照明デバイスとその製造方法
KR100974923B1 (ko) * 2007-03-19 2010-08-10 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드
US7939839B2 (en) * 2008-09-11 2011-05-10 Bridgelux, Inc. Series connected segmented LED
US7982409B2 (en) * 2009-02-26 2011-07-19 Bridgelux, Inc. Light sources utilizing segmented LEDs to compensate for manufacturing variations in the light output of individual segmented LEDs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076437A (ja) * 2000-08-29 2002-03-15 Kyocera Corp Ledアレイ
JP2005136142A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Kyocera Corp 発光ダイオードアレイ装置及びそれを用いた発光ダイオードプリンタ
CN101257071A (zh) * 2007-03-02 2008-09-03 普瑞光电股份有限公司 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

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012507134A (ja) 2012-03-22
US20100059768A1 (en) 2010-03-11
CN102132429A (zh) 2011-07-20
TWI462282B (zh) 2014-11-21
EP2338183B1 (en) 2018-01-10
TW201027798A (en) 2010-07-16
WO2010030482A3 (en) 2010-05-27
US20110163347A1 (en) 2011-07-07
US8207543B2 (en) 2012-06-26
US7939839B2 (en) 2011-05-10
WO2010030482A2 (en) 2010-03-18
USRE46155E1 (en) 2016-09-20
HK1158827A1 (zh) 2012-07-20
KR20110057152A (ko) 2011-05-31
KR101575922B1 (ko) 2015-12-08
JP5586748B2 (ja) 2014-09-10
JP2013232677A (ja) 2013-11-14
EP2338183A2 (en) 2011-06-29
EP2338183A4 (en) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102132429B (zh) 串联分段式发光二极管
CN100487932C (zh) 具有多个发光单元的发光装置和安装所述发光装置的封装
CN204792880U (zh) 发光二极管
TWI472062B (zh) 半導體發光裝置及其製造方法
CN112164742B (zh) 一种发光二极管
CN111433921B (zh) 一种发光二极管
CN104409466A (zh) 倒装高压发光器件及其制作方法
CN102447016A (zh) 发光二极管结构及其制作方法
TW201624760A (zh) 發光元件
CN102694101B (zh) Iii族氮化物半导体发光器件
CN104993031B (zh) 高压倒装led芯片及其制造方法
CN102790156B (zh) 半导体发光结构
CN105633240B (zh) 一种csp封装芯片结构及制作方法
TWI569471B (zh) 半導體發光結構及其製造方法
CN207977341U (zh) Led芯片
CN102738331A (zh) 垂直式发光二极管结构及其制作方法
CN106784176B (zh) 一种发光效率高的led芯片及其制作方法
US9312449B2 (en) Light-emitting device with reflecting electrode
CN103489980A (zh) 一种发光元件及其制作方法
CN105655458A (zh) 一种增加发光面积led芯片结构及制作方法
CN102280551B (zh) 发光二极管及其制造方法
CN104282813A (zh) 发光元件
CN110504280A (zh) 显示阵列
CN108321269A (zh) Led芯片及其制造方法
KR20230030151A (ko) 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1158827

Country of ref document: HK

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TOSHIBA TECHNOLOGY CENTER CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: BRIDGELUX OPTO-ELECTRONICS CORPORATION

Effective date: 20130709

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130709

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Bridgelux Inc

Address before: American California

Applicant before: Bridgelux Inc.

C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Kanagawa, Japan

Applicant after: Bridgelux Inc

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Bridgelux Inc

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TOSHIBA K.K.

Free format text: FORMER OWNER: TOSHIBA TECHNOLOGY CENTER CO., LTD.

Effective date: 20140605

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140605

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Toshiba Corp

Address before: Kanagawa, Japan

Applicant before: Bridgelux Inc

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1158827

Country of ref document: HK

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180706

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Toshiba electronic components and storage plant

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Toshiba Corp

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180910

Address after: Gyeonggi Do, South Korea

Patentee after: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Toshiba electronic components and storage plant