CN103038899A - 高电压低电流表面发射led - Google Patents

高电压低电流表面发射led Download PDF

Info

Publication number
CN103038899A
CN103038899A CN2011800395814A CN201180039581A CN103038899A CN 103038899 A CN103038899 A CN 103038899A CN 2011800395814 A CN2011800395814 A CN 2011800395814A CN 201180039581 A CN201180039581 A CN 201180039581A CN 103038899 A CN103038899 A CN 103038899A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led
sub
submounts
led chip
chip
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.)
Pending
Application number
CN2011800395814A
Other languages
English (en)
Inventor
J.伊贝森
S.黑克曼
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.)
Wolfspeed Inc
Original Assignee
Cree Research Inc
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 Cree Research Inc filed Critical Cree Research Inc
Publication of CN103038899A publication Critical patent/CN103038899A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/32257—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic the layer connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor 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
    • H01L33/48—Semiconductor 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
    • H01L33/62—Arrangements 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

一种LED芯片包括子基板上的多个子LED。包括导电和电绝缘特征，所述特征使所述子LED串联互连以使得施加到所述串联互连的子LED的电信号沿所述导电特征扩散到所述串联互连的子LED。包括布置成将所述子LED中的一个子LED电耦接到所述子基板的通路。所述子LED可以通过所述导电特征中的多于一个的导电特征互连，其中每个导电特征能够在所述子LED中的两个子LED之间扩散电信号。

Description

高电压低电流表面发射LED
本申请是Ibbetson等人的标题也为“High Voltage Low Current Surface Emitting LED”的美国专利申请序号12/418,816的部分接续申请，并要求所述美国专利申请的权益。
技术领域
本发明涉及发光二极管（LED）芯片，并且具体来说涉及具有互连的多个串联结的LED芯片以便为高电压和低电流工作创造条件。
背景技术
发光二极管（LED或LEDs）是将电能转换为光的固态器件，并且通常包括夹在相反的掺杂层之间的一个或多个半导体材料有源层。当跨掺杂层施加偏压时，空穴和电子被注入该有源层中，所述空穴和电子在该有源层重新组合以产生光。光从该有源层并且从LED的所有表面发出。
为了在电路或其它类似布置中使用LED芯片，已知的是将LED芯片密封在封装中以提供环境和/或机械保护、颜色选择、光聚焦等。LED封装还可以包括用于将LED封装电连接到外部电路的电引线、触点或迹线。图1示出常规LED封装，该封装通常包括通过焊接粘合剂或导电环氧树脂安装在反射杯13上的单个LED芯片12。一根或多根焊线（wire bond）11将LED芯片12的欧姆触点连接到引线15A和/或15B，引线15A和/或15B可以附接到反射杯13或与其集成。反射杯13可以填充有密封剂材料16，该密封剂材料可以含有诸如磷光体的波长转换材料。由LED以第一波长发出的光可以被所述磷光体吸收，所述磷光体可以响应地发射第二波长的光。整个组件随后被密封在清洁保护树脂14中，所述清洁保护树脂可以被模制成在LED芯片12上方的透镜形状。
图2示出另一个常规LED封装20，该封装可以更适用于会产生更多热量的高功率工作。在LED封装20中，一个或多个LED芯片22被安装到如印刷电路板（PCB）载体、衬底或子基板（submount）23的载体上。反射器24可以包括在子基板23上，围绕一个或多个LED芯片22并将LED芯片22所发出的光反射离开封装20。可以使用不同的反射器，诸如金属反射器、全向反射器（OCR）和分布式的Bragg反射器（DBR）。反射器24还可以向LED芯片22提供机械保护。在LED芯片22上的欧姆触点与子基板23上的电迹线25A、25B之间进行一个或多个焊线连接。所安装的LED芯片22随后由密封剂26覆盖，所述密封剂可以对这些芯片提供环境和机械保护，同时也用作透镜。金属反射器24通常通过焊接或环氧树脂粘合剂附接到载体。
用于固态照明应用的许多LED部件试图通过在对于单独的LED来说尽可能高的电流和典型的低电压下操作单个LED芯片来实现高的光输出。图3和图4示出购自CREE? Inc.的在EZ700TM LED产品代号下的一个市售LED 30。所述LED包括单个LED结32以及其顶端上的电流扩散结构34，以将电流从顶部触点36扩散。也可以包括电流扩散层。这些类型的单结LED芯片的具体电压水平可以取决于用于LED的具体材料系统和基于结电压所必需的电压。例如，一些基于第III族氮化物的LED可以具有2.5至3.5伏特范围的结电压，并且可以通过施加升高的电流水平来获得用于这些LED的增加的光通量。这种方法的一个缺点在于在系统级别上高电流工作使得相对昂贵的驱动器必需化来为这些部件提供恒定DC电流源。另外，能够施加到这些LED芯片的电流水平可能存在限制，并且如果该单个结故障，那么芯片可能不可用。
可以通过将几个LED封装安装到单个电路板上来在组件级别上实现较高的光输出。图5示出一种这样分布的集成LED封装阵列50的截面图，该阵列包括安装到衬底/子基板54上以实现较高光通量的多个LED封装52。典型的阵列包括许多LED封装，而图5为了便于理解和说明仅示出两个。可替换地，通过利用空腔阵列提供了较高的通量成分，其中单个LED芯片安装在每个空腔中。（例如，由Lamina Inc.提供的TitanTurboTM LED光引擎）。这种多LED部件布置也可以通过在电路板级别上将适合的额定电流的多个LED封装串联组装来为在高电压和低电流下工作创造条件。在高电压和低电流下驱动固态照明部件可以保证较低成本的驱动器解决方案，并且最终降低系统成本。然而，多个单独部件的高成本可能超过对于这些解决方案来说较低的驱动器成本。
这些LED阵列解决方案可能没有需要的紧凑，因为它们保证了在相邻LED封装和空腔之间的扩展的非发光“无效空间”。这种无效空间保证了较大器件，并且可能限制通过单个紧凑光学元件（如准直透镜或反射器）将输出束成形为特定角分布的能力。这使得难以提供在现有灯的形状系数或甚至更小的形状系数内保证定向或准直光输出的固态照明灯具的构造。这可能在提供并入有传递来自小光源的1000流明和较高范围的光通量水平的LED部件的紧凑型LED灯结构方面存在挑战。
发明内容
根据本发明的LED芯片的一个实施例包括在子基板上的多个子LED。包括导电和电绝缘特征，这些特征将子LED串联互连，从而使得施加到所述串联互连的子LED的电信号沿所述导电特征扩散到所述串联互连的子LED。包括被布置成将子LED之一耦接到子基板的通路。
根据本发明的LED芯片的另一个实施例包括安装在子基板上的多个子LED。包括将子LED与绝缘特征串联互连的连接迹线，以将子LED的部分与连接迹线绝缘。通路被布置成为电信号从子LED中的一个子LED穿过子基板创造条件。
根据本发明的LED芯片的又一个实施例包括子基板上的多个子LED。将子LED中的至少一些子LED串联互连的多个导电特征，其中子LED中的两个子LED通过导电特征中的多于一个的导电特征来电互连。所述导电特征中的每一个导电特征能够在子LED中的两个子LED之间扩散电信号。
根据本发明的LED芯片的另一个实施例包括子基板上的多个子LED，其中多个导电路径将子LED中的至少一些子LED串联连接。所述串联连接的子LED中的相邻子LED通过导电路径中的多于一个的导电路径连接。
本发明的这些和其它方面和优点将根据以下详细描述和附图变得显而易见，附图通过举例图示了本发明的特征。
附图说明
图1示出现有技术LED封装的截面图；
图2示出另一个现有技术LED封装的截面图；
图3示出根据本发明的现有技术LED芯片的顶视图；
图4是图3中的LED芯片的侧视图；
图5是根据本发明的现有技术LED封装的截面图；
图6是根据本发明的LED芯片的一个实施例的顶视图；
图7是沿截面线7-7获得的图6的LED芯片的截面图；
图8是示出图6中的LED芯片中的互连的示意图；
图9是示出根据本发明的LED芯片的另一实施例之间的互连的示意图；
图10是示出根据本发明的LED芯片的另一实施例之间的互连的示意图；
图11是示出根据本发明的LED芯片的另一实施例之间的互连的示意图；
图12是示出根据本发明的LED芯片的另一实施例之间的互连的示意图；
图13是根据本发明的单片LD芯片的另一实施例的截面图；
图14是根据本发明的单片LED芯片的另一实施例的截面图；
图15是根据本发明的单片LED芯片的另一实施例的截面图；
图16是根据本发明的单片LED芯片的又一实施例的截面图；
图17是使用通路的根据本发明的单片LED芯片的实施例的截面图；
图18是使用通路的根据本发明的单片LED芯片的另一实施例的截面图；
图19是根据本发明的LED芯片的顶视图；以及
图20是根据本发明的另一LED芯片的顶视图。
具体实施方式
本发明包括具有安装到衬底/子基板（“子基板”）上以产生单个紧凑型光源元件的多个LED结或子LED的单片LED芯片或部件。如本申请中所使用，单片是指其中发射极被安装在一个衬底或子基板上的LED芯片。根据本发明，结或子LED中的至少一些被布置在子基板上，其中不同的实施例提供多个串联互连，或者串联/并联互连的组合。根据本发明的LED芯片可以发出不同颜色的光，其中一些实施例发出白光。
在一个实施例中，提供与常规高输出单结LED具有相同尺寸或覆盖区（footprint）的LED芯片，常规高输出单结LED使用低电压和高电流工作来提供高光通量工作。这种类型的常规LED芯片的有效区域基本上覆盖其子基板。根据本发明，使用不同方法（如标准蚀刻、光刻法或离子注入）将这个区域分成多个结或子LED（“子LED”）。可以提供导电互连和绝缘特征的组合以将子LED串联互连在子基板上。
由于以高AC电压提供电力，所以从输电网操作常规的单结LED和LED照明系统需要某些类型的变压器和转换器电路，这可能是昂贵的、笨重的并且有损耗的。本发明提供了新颖的LED芯片架构，其被设计成在高电压和低电流工作而不是现有的低电压和高电流配置。等效的总体LED性能可以得到维持，而同时维持了LED芯片的总体尺寸和对接触LED芯片的要求。通过将现有单结LED芯片的功能元件并入到每个子LED和其结中来实现等效性能。通过将单独的子LED串联连接在用于单结LED芯片的相同子基板上来实现高电压和低电流工作。优选地，单独子LED被密集地封装以便最大化给定芯片覆盖区的有效发射区域。在根据本发明的一个实施例中，每个制造水平的临界尺寸之间的对齐公差是2 um或更小，以使得在相邻结之间几乎不浪费有效面积。
子LED的数量可以被调整或定制以符合可用的电压水平，或者电压水平可以被调整以符合子LED所提供的结的数量。取决于可用的工作电压，子基板上的子LED的数量可以小到三个或者为数百个。可以通过选择每个芯片的适当数量和大小的子LED来为最终应用调整LED芯片工作电压。例如，以50伏特和22 mA工作的16×225μm×225μm的多个子LED器件（例如，具有15个子LED）可以与以3V和350mA工作的类似大小的单结器件相同的输出特性工作。
本发明可以用以制造具有与许多可购得的单结LED芯片的大小和覆盖区基本上相同的许多不同LED芯片，单结LED芯片该诸如为可从Cree? Inc.购得的EZ Bright? EZ700和EZ1000 LED芯片。EZ700可以具有约680×680μm的芯片面积和约650×650μm的有效结面积。EX1000 LED芯片可以具有约980×980μm的芯片面积和约950×950μm的有效结面积。这两种芯片都在商业上提供有单结，并且根据本发明，这种单结布置可以被替代提供为随后可以串联互连的多个子LED。
可以简单地通过在保持相同的制造工艺的同时改变用于形成子LED和导电互连的制造掩膜布局来实现不同数量的子LED和所得的目标工作电压和电流。例如，根据本发明的单片LED芯片可以具有20个串联连接的子LED。用于每个子LED的不同材料系统可以呈现出不同的子LED结电压。对于第III族氮化物子LED来说，可以使用约60伏（或每个结3伏）的驱动电压，同时工作电流为约20 mA。在使用约150伏（峰到谷）的美国输电网功率的其它应用中，单片LED芯片可以包括每个结3伏的50个串联连接的子LED。对于超过约350伏（峰到谷）的欧洲输电网功率，单片芯片可以包括超过100个串联连接的子LED。高电压和低电流LED芯片为更有效的驱动器电路在高功率照明系统中的使用创造条件。
根据本发明的单片LED芯片的不同实施例还可以包括单个子基板上的多于一组的串联连接的子LED。这可以取决于每个串联连接串中的子LED的数量，要求将相同或不同水平的两个电压施加到子基板上来驱动串联连接的子LED。其它实施例可以包括串联和并联互连的子LED的不同组合。在其它实施例中，LED芯片可以具备已经蚀刻好的子LED，并且可以基于串联互连的子LED的数量来确定工作电压。这为提供具有标准数量的子LED的标准LED芯片创造条件，其中具有不同互连的LED芯片串联连接到一些或所有子LED以实现所需要的工作电压。然而，这种方法可能导致在LED芯片上并不使用所有的子LED。
根据本发明的实施例与常规LED芯片架构和技术在许多方面不同。本发明考虑到将单结LED分为在单片表面发射芯片上的两个或更多个的串联连接的子LED。每个子LED可以通过导电与电绝缘层和特征的不同组合与其它子LED电绝缘（除轨迹之外）。在不同的实施例中，这种绝缘也可能要求将电绝缘层插入到结与导电子基板或背侧喷涂金属之间，并且建立各自的与每个结的欧姆接触。
多结设计的另一个优点在于工艺成品率（每个晶圆的良好小片）可能由于其固有的缺陷容忍而增加。虽然单个短路结缺陷会使单结器件故障，但是多结器件中的结之一上的相同的短路缺陷仅会使个别结故障。电信号会通过有缺陷的结，并且尽管所述有缺陷的结不会发光，但是剩余的结会正常工作。所有其它方面是相同的，本发明所允许的较高成品率可以将LED照明的成本以每美元流明为基础降低。
另外，与用以在系统水平（例如，灯泡）实现高电压/低电流工作的串联成串的多个小LED芯片或LED封装的替代物相比，本发明通过使发射结更紧密来为显著更小的源大小创造条件。这导致更紧密地类似于点源的源，从而为控制辐射图案的次级光学设计的更有效性和灵活性创造条件。另一个优点在于通过使用功率信号来驱动更接近常规输电网功率的单片芯片，可以降低转换输电网功率的损耗。根据本发明的不同实施例可以由于仅降低了转换损耗而导致系统工作效率的高达7%的增加。本发明还为减小转换驱动电路的大小创造条件，这又减小了发射极封装或固态照明封装的总体大小。
本发明可以用在LED芯片级别以用串联连接的多结LED芯片取代单结LED芯片。可替换地，本发明可以应用于较大面积的应用，如在晶圆级别或者在晶圆的部分处形成串联连接的多个LED、子LED或结。面积的量可以取决于不同的因素，如所需要的工作电压和将由不同结覆盖的面积。本发明的不同实施例还可以在LED芯片级别具有覆盖子基板或晶圆的不同面积的子LED。
本文参考某些实施例描述了本发明，但是将理解的是，本发明可以用许多不同的形式来实施并且不应被解释为限于本文阐释的实施例。具体来说，以下就成不同构造的多个串联连接的子LED来描述本发明，但是将理解的是，可以以许多其它构造来使用本发明。子LED和不同的部件可以具有与所展示的子LED和不同的部件不同的形状和大小，并且在阵列中可以包括不同数量的子LED。子LED中的一些或所有子LED可以涂覆有可以包括载有磷的黏合剂（“磷/黏合剂涂层”）的向下转换涂层。
还将理解的是，当如层、区域或衬底的元件本称为在另一个元件“上”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。另外，如“内”、“外”、“上部”、“上方”、“下部”、“下方”和“下”的相对术语以及类似术语可以在本文用以描述一个层或另一个区域的关系。将理解的是，这些术语意图涵盖除了图中所描绘的定向之外的器件的不同定向。
尽管术语第一、第二等可以在本文用以描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受到这些术语限制。这些术语仅用以将一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区别开来。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，以下论述的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、层或区段。
本文参考横截面图图示来描述本发明的实施例，所述横截面图图示是本发明的实施例的示意性图示。这样，层的实际厚度可以是不同的，并且预期由于例如制造技术和/或公差而导致的与所述图示的形状的不同。本发明的实施例不应被解释为限于本文图示的区域的具体形状，而是要包括由例如制造导致的形状的偏离。图示或描述为正方形或矩形的区域通常将由于正常的制造公差而具有圆形或弧形的特征。因此，图中所图示的区域本质上是示意性的，并且其形状并不意图图示器件的区域的精确形状并且并不意图限制本发明的范围。
图6和图7示出根据本发明的高电压和低电流的单片LED芯片60的一个实施例，所述芯片包括安装在子基板64上的多个串联连接的子LED 62a-c。将理解的是，在其它实施例中，子基板64可以包括用于LED芯片60的生长衬底。这个实施例是针对单片LED芯片60，所述芯片是被用于代替单结LED芯片（例如，如图3和图4中所示），其具有基本上覆盖子基板64的有效区域。多个串联连接的子LED 62a-c被布置成覆盖单结LED的相同表面区域或覆盖区，除了有效区域的某些部分可以被去除以分隔子LED 62a-c，并且为子LED 62a-c的串联互连创造条件。尽管仅示出了三个子LED 62a-c，但是将理解的是，取决于如所需要的工作电压的不同因素，可以包括两个或更多个子LED。如上所述，本发明和本文所描述的实施例同样适用于较大面积的布置，如在晶圆级别或晶圆的部分。
图8示出在LED芯片60的子LED 62a-c之间的串联互连的一个实施例的示意图。如上所述，可以不同的串联和并联互连来提供更多的LED芯片。图9示出根据本发明的具有多于三个的串联连接的子LED 92的LED芯片90的另一实施例的示意图。图10示出根据本发明的具有并联连接在单个输入和输出接触点95a、95b之间的子LED芯片94的两个串联连接串的LED芯片93的另一实施例的示意图。图11示出根据本发明的LED芯片96的另一实施例的示意图，该LED芯片96包括子LED 98的两个串联连接串，这两个串具有其各自的输入和输出接触点99a、99b。图12示出根据本发明的LED芯片100的又一实施例的示意图，LED芯片100具有被串联连接在输入和输出接触点104、106之间的并联连接的子LED电路102。这种布置可以提供容错互连，其中如果并联电路中的子LED中的一个子LED故障，那么剩余的子LED可以继续发光。这些仅是可以提供在根据本发明的LED芯片中的许多不同串联和并联布置中的一些。在以上实施例中，例如，每个子LED可以包括其自己的子LED的串联或并联电路，或者子LED的任何串联/并联电路组合。
再次参考图6和图7，子LED 62a-c中的每一个子LED可以具有与覆盖整个子基板64的单结LED类似的特征和特性。子LED 62a-c可以具有以不同方式布置的许多不同的半导体层。包括LED和子LED 62a-c的层的制造和操作通常是本领域已知的，并且在本文仅简要论述。子LED 62a-c的层可以使用已知工艺来制造，其中适合的制造工艺使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）。子LED 62a-c的层通常包括夹在第一和第二相反的掺杂外延层之间的有源层/区域，所有外延层是被连续地形成在生长衬底上。
将理解的是，在子LED 62a-c的每个子LED中还可以包括额外的层和元件，包括但不限于缓冲、成核、接触和电流扩散层以及光提取层和元件。还将理解的是，相反掺杂的层可以包括多个层和子层以及超晶格结构和内层。有源区域可以包括单量子阱（SQW）、多量子阱（MQW）、双异质结构或超晶格结构。层的顺序可以是不同的，并且在所示的实施例中，第一或底部外延层可以是n型掺杂层并且第二或顶部外延层可以是p型掺杂层，然而在其它实施例中，第一层可以是p型掺杂的而第二层可以是n型掺杂的。p型层是底部层的实施例通常与倒装式安装在子基板64上的子LED相对应。在倒装式实施例中，将理解的是，顶部层可以是生长衬底，并且在不同的实施例中，生长衬底中的所有或一部分可以被去除。在生长衬底被去除的那些实施例中，n型掺杂层被暴露作为顶表面。在其它实施例中，生长衬底的部分可以被留在子LED 62a-c上，并且在一些实施例中，可以被成形或纹理化以增强光提取。
子LED 62a-c的层可以由不同材料系统制造，其中优选的材料系统是基于第III族氮化物的材料系统。第III族氮化物是指形成在氮与元素周期表的第III族中的元素（通常是铝（Al）、镓（Ga）和铟（In））之间的那些半导体化合物。该术语还指诸如氮化铝镓（AlGaN）和氮化铝铟镓（AlInGaN）的三元和四元化合物。在根据本发明的一个实施例中，n型和p型层是氮化镓（GaN），并且有源区域是InGaN，但是将理解的是，这些实施例可以包括具有不同成分的额外层，如AlGaN缓冲层、具有GaN/InGaN层的超晶格结构和包括AlGaN的盖层。在替代性实施例中，n型和p型层可以是AlGaN、砷化铝镓（AlGaAs）或砷磷化铝镓铟（AlGaInAsP）。第III族氮化物材料系统的不同成分可以具有不同的结电压，如在2.5至3.5伏的范围中。
子LED生长衬底（未示出）可以与如蓝宝石、硅、碳化硅、氮化铝（AlN）、GaN的许多材料制成，其中适合的衬底为碳化硅的4H多型体，然而也可以使用其它碳化硅多型体，包括3C、6H和15R多型体。碳化硅具有某些优点，如相对于蓝宝石来说与第III族氮化物的更紧密的晶格匹配，并且导致更高质量的第III族氮化物膜。碳化硅还具有非常高的导热性，从而使得碳化硅上的第III族氮化物器件的总输出功率不受到衬底的热耗散限制（如可以是利用形成在蓝宝石上的一些器件的情况）。SiC衬底可从北卡罗莱纳州的Durham的Cree Research Inc.获得，并且在科学文献以及美国专利号Re 34,861；4,946,547以及5,200,022中阐释了用于制造该衬底的方法。
子LED 62a-c中的每个子LED可以具有第一和第二触点，并且在所示的实施例中，子LED 62a-c具有垂直几何形状。如下文所述，可以在子LED 62a-c的顶表面上和其底表面上接触子LED 62a-c，如在常规垂直几何形状器件中的那样。如下文在其它实施例中进一步描述的那样，本发明也可以与具有水平几何形状的LED一起使用，其中可以从子LED的一侧或一个表面（而不是如垂直几何形状的情况的顶表面和底表面）接触子LED。第一和第二触点可以包括许多不同的材料，如金（Au）、铜（Cu）、镍（Ni）、铟（In）、铝（Al）、银（Ag）或其组合。其它实施例可以包括导电氧化物和透明导电氧化物，如氧化铟锡、氧化镍、氧化锌、氧化镉锡、钛钨镍、氧化铟、氧化锡、氧化锰、ZnGa2O4、ZnO2/Sb、Ga2O3/Sn、AgInO2/Sn、In2O3/Zn、CuAlO2、LaCuOS、CuGaO2和SrCu2O2。所使用的材料的选择可以取决于触点的位置以及所需要的电特性，如透明度、结电阻率和薄层电阻。
子LED 62a-c的一些实施例可以具有其它特征和基于第III族氮化物的子LED，例如，可以具有其它特征以辅助扩散来自触点的电流。这尤其适用于将电流扩散到p型第III族氮化物中，并且电流扩散结构可以包括覆盖一些或整个p型层的薄的半透明电流扩散层。这些层可以包括不同的材料，所述材料包括但不限于如铂（Pt）的金属或如氧化铟锡（ITO）的透明导电氧化物。
如上所述，示出的实施例中的子LED 62a-c被倒装式安装到子基板64。这可以发生在晶圆级别或在芯片级别。对于晶圆级别的倒装式安装来说，可以使用多种晶圆结合技术，并且在所示的实施例中，在子LED 62a-c与子基板64之间包括金属结合堆68，其中金属结合堆68的一个或多个层在子LED 62a-c上，并且一个或多个层在子基板64上。当子LED 62a-c被倒装式安装到子基板64时，来自子LED 62a-c的金属层与来自子基板64的金属层相接触。施加足够的热以使得金属层结合在一起，并且在去除了热之后，子LED 62a-c由金属结合堆68保持到子基板64。结合堆层可以由不同材料制成，如Ni、Au和Sn，或者其组合。在晶圆级别结合之后，LED芯片60可以从晶圆单个化。将理解的是，这种倒装式结合也可以发生在LED芯片级别或者在晶圆级别的部分上。
子基板64可以由许多不同的材料形成，如硅、陶瓷、氧化铝、氮化铝、碳化硅、蓝宝石或如聚酰胺（polymide）和聚酯等的聚合物材料。在其它实施例中，子基板64可以包括高反射性的材料，诸如反射性陶瓷、如银的电介质或金属反射体，以增强从部件的光提取。在其它实施例中，子基板64可以包括印刷电路板（PCB）或任何其它适合的材料，如可从Minn的Chanhassen的Bergquist公司购得的T覆盖的热覆盖绝缘衬底材料。对于PCB实施例来说，可以使用不同的PCB类型，如标准FR-4金属核PCB或任何其它类型的印刷电路板。
如上所述，在常规的低电压和高电流单结LED芯片中，LED有源层可以是跨全部或大部分子基板64连续的，以提供单结的单个LED。在一些实施例中，在帮助电流扩散结构和特征的帮助下随后将电信号施加到单个LED。在LED芯片60中，单结LED芯片可以被分隔成在绝缘层70（下文描述）上的多个子LED 62a-c。可以使用许多不同的方法来实现这种分隔，并且在一个实施例中，可以使用已知的蚀刻技术来蚀刻掉连续LED层的部分，以在子LED 62a-c之间提供物理分隔。在其它实施例中，可以使用已知的光刻技术来去除部分。在一个实施例中，将掺杂层和LED有源区域的部分向下蚀刻到绝缘体70以在相邻的LED 62a-c之间形成开放区域。在其它实施例中，子LED可以在安装到子基板64上之前与单结LED分隔。
将理解的是，较大数量的子LED 62a-c导致形成在子LED之间的较大数量的开口。利用每个开口，发射有效区域的一部分被去除，以使得与覆盖相同区域的单结器件相比，对于LED芯片来说可能存在较少的有效区域。在较大数量的子LED的情况下，通常存在有效发射区域的相应减少。这种有效发射区域的减少可以导致电流密度的相应增加和从LED芯片的光发射的减少。有效发射区域减少得越多，有效区域利用率（即，子LED器件的有效区域与LED覆盖区的比）越小。为了最小化发射区域的这种减少，子LED之间的对齐公差应尽可能地小，以使得子LED之间去除的有效区域的量尽可能地小。子LED之间的对齐公差应小于5微米，其中优选的公差为小于2微米。有效区域利用率应大于50%，其中适合的实施例具有大于75%的有效区域利用率。
在所示的实施例中，子LED 62a-c被串联连接，以使得施加到第一子LED 62a的信号流通到剩余的串联连接的子LED 62b、62c。为了为这种类型的串联连接创造条件，子LED 62a-c与以下导电特征（如金属粘合堆68）电绝缘。在其它实施例中，子基板64也可以是导电的，以使得LED 62a-c也应与子基板64绝缘。为了提供这种电绝缘，可以在子LED 62a-c与金属粘合堆68以及下文的子基板64之间包括衬底绝缘层70。可以使用常规方法将衬底绝缘层70沉积在子LED 62a-c上，并且可以在将子LED 62a-c倒装式安装在子基板64上之前并且在沉积金属粘合堆68之前沉积衬底绝缘层70。绝缘层70可以由许多不同的绝缘材料制成，所述绝缘材料包括但不限于氮化硅（SiN）、氮化铝（AlN）、二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）或氧化铝（Al2O3）。在一些实施例中，绝缘层70也可以用作蚀刻停止层，所述蚀刻停止层用于用以将单个LED结分隔成多个子LED的蚀刻。
绝缘层70可以具有许多不同的厚度，其中所述厚度足以承受施加到串联连接的子LED 62a-c的电压。例如，对于LED芯片实施例来说，使50伏施加到其子LED的实施例可以具有1,000至10,000埃（                                               
Figure 2011800395814100002DEST_PATH_IMAGE002
）的SiN绝缘层厚度。然而，将理解的是，绝缘层也可以具有许多不同的厚度。较厚的层可以提供补偿在沉积期间形成在绝缘层中的小的制造缺陷的额外优点。然而，较厚的层还可以降低LED芯片将热从子LED扩散到子基板的能力。因此，当确定特定LED芯片的最佳厚度时，在缺陷容忍与热耗散之间存在折中。
包括导电的底部接触层72a-c，其中每个接触层存在于子LED 62a-c中的各自的子LED与绝缘层70之间。底部接触72a-c中的每一个都包括导电材料以将电流扩散到子LED 62a-c的每个子LED的底部层，其中适合的材料是以上列出的用于第一和第二触点的材料。可以使用已知的技术（如溅射或电子束（ebeam）技术）来制造底部接触层72a-c。
子LED 62a-c中的一些或所有子LED可以涂覆有一种或多种磷光体，其中所述磷光体吸收LED光中的至少一些光并发射不同波长的光，使得LED发射来自LED和磷光体的光的组合。这个涂层可以在如上所述的将子LED 62a-c与单结分隔之后被施加到所述子LED。根据本发明的不同实施例包括发射白光的子LED，所述发射白光的子LED发射蓝色波长频谱中的光，其中磷光体吸收蓝光中的一些并且再次发射黄光。子LED 62a-c发射蓝光与黄光的白光组合。在一个实施例中，磷光体包括可购得的YAG:Ce，然而使用由基于(Gd,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce系统（如Y3Al5O12:Ce(YAG)）的磷光体制成的转换颗粒进行全范围的宽黄光频谱发射是可能的。可以用于发射白光的LED芯片的其它黄色磷光体包括：Tb3-xRExO12:Ce(TAG);RE=Y,Gd,La,Lu；或者Sr2-x-yBaxCaySiO4:Eu。
将理解的是，不同的子LED 62a-c可以涂覆有不同类型的磷光体来吸收LED光并发射不同颜色的光。例如，可以使用不同的黄色、绿色或红色磷光体，所述磷光体展示蓝色和/或UV发射光谱中的激励。这些磷光体中的多种磷光体提供所需要的峰值发射，具有有效的光转换，并且具有可接收的斯托克司频移。
可以使用许多不同的方法来用磷光体涂覆子LED 62a-c，其中一个适合的方法在美国专利申请序号11/656,759和11/899,790中进行描述，这两个美国专利申请标题都为“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method”，并且这两个美国专利申请都以引用的方式并入本文。可替换地，可以使用如电泳沉积（EPD）的其它方法来涂覆LED，其中一种适合的EPD方法在标题为“Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices”美国专利申请号11/473,089中描述，所述美国专利申请以引用的方式并入本文。将理解的是，根据本发明的LED封装也可以具有不同颜色的多个LED，其中一个或多个LED可以发射白光。
为了为串联互连创造条件，子LED 62a-c中的每个子LED也可以具有第一和第二侧绝缘体74、76。每个第一侧绝缘体74在其子LED 62a-c中的一个子LED与将电信号携带到子LED 62a-c的顶表面（例如，n型层）的触点或迹线之间提供电绝缘。这防止了施加到顶层的电信号对LED的非想要的层或触点的短路。例如，第一子LED 62a具有与第一子LED触点之一电接触的顶部焊线垫78。子LED 62a上的第一绝缘体74使侧表面和底部触点72a与焊线垫78电绝缘，以使得施加到焊线垫78的电信号扩散到子LED 62a的顶层中。
第一电连接迹线80将底部触点72a从第一子LED 62a连接到第二子LED 62b的顶层。第二子LED 62b上的第一绝缘体74使第二子LED 62b的侧表面与第一电连接迹线80电绝缘，以使得来自底部触点72a的电信号扩散到第二子LED 62b的顶表面中。第三子LED 62c上的第一侧绝缘体层74类似地使第三子LED 62c的侧面与第二电迹线82绝缘，所述第二电迹线82将第二子LED的底部触点连接到第三子LED 62c的顶表面。
第一子LED 62a上的第二侧绝缘层76使第一子LED 62a的侧表面与第一电迹线80绝缘，以防止迹线80对第一子LED 62a的短路。类似地，第二子LED 62b上的第二侧绝缘层76防止第二电迹线82对第二子LED 62b的短路。在用于第三子LED 62c的底部触点72c上包括第二焊线垫84，并且第三子LED 62c上的第二侧绝缘层76使第三子LED 62c与第二焊线垫84绝缘。侧绝缘体、焊线垫和电迹线的这种布置为施加到LED芯片60的电信号适当地连续传输通过子LED 62a-c创造条件。侧绝缘体层74、76可以由使用已知技术沉积的许多不同的材料制成，如用于子基板绝缘体层70的那些材料，包括但不限于SiN、AlN、SiO2、TiO2或Al2O3。
底部接触层72a-c中的每一个还可以包括与子LED 62a-c中的一个或多个子LED的底部表面相邻的镜面触点86。镜面可以覆盖子LED 62a-c的整个底部表面，或者可以覆盖少于整个底部表面，以使得其与子LED顶部表面中的每一个子LED顶部表面的发光开口（即，顶部表面中不被焊线垫、迹线和绝缘材料覆盖的部分）对齐。镜面触点86可以包括许多不同的材料，如反射材料，或者可以包括如分布式Bragg反射器（DBR）的反射结构。除了用作与子LED 62a-c的底部层的欧姆触点之外，每个镜面被布置成将从子LED 62a-c之一的有源区域发出的光朝向子基板64反射，以使得光有助于从它的子LED 62a-c之一的顶部表面的有用发射。
在工作中，焊线可以耦接到第一和第二焊线垫78、84，以使得电信号可以被施加到子LED 62a-c。所述电信号通过第一子LED 62a，并且沿第一电迹线80被引导到第二子LED 62b。信号通过第二子LED 62b，并且沿第二电迹线82被引导到第三子LED。信号随后通过第三子LED 62c，其中所有的子LED响应于施加到焊线垫78、84的电信号而发光。
图13示出根据本发明的单片LED芯片110的另一个实施例，所述单片LED芯片110包括子LED 112a-c。LED芯片110具有与LED芯片60类似的特征中的许多特征，并且对于那些类似的特征来说，将在描述此实施例（和后续实施例）时使用相同的参考数字，其中理解以上描述适用于此实施例。LED芯片110包括子基板64，粘合金属堆68和子基板绝缘层70被连续布置在子基板64上。包括底部触点72a-d，其中每一个是在子LED 112a-c之一与绝缘层70之间。
子LED 112a-c可以具有与所描述的子LED 62a-c相同的特征，包括半导体层、触点、磷光体、缓冲、成核、接触和电流扩散层以及光提取层和元件。子LED 112a-c还可以被如上所述的倒装式安装到子基板64，其中子LED 112a-c与单结LED分隔并且串联连接在一起。然而，子LED 112具有水平几何形状而不是垂直几何形状，以使得每个子LED的触点从子LED底部表面中的每一个是可以使用的。在水平几何形状器件的一个实施例中，子LED的p型层和有源区域中的每一个的一部分被去除，如通过蚀刻以暴露所述n型层上的接触台面。在n型层的台面上提供接触区域，以使得触点从相同侧面接触子LED；在这种情况下是底部表面。在被绝缘层70覆盖之前并且在倒装式安装到子基板64之前形成触点。
第一子LED 112a与绝缘层70之间的底部触点72a包括第一焊线垫78，所述第一焊线垫被布置成使得施加到其的电信号扩散到底部触点72a中。电信号从底部触点72a扩散到第一子LED 112a中。第一子LED 112a的第一接触台面114a与第二底部触点72b重叠，并且第一触点116a被布置在接触台面114a与第二底部触点72b之间。第一接触台面114a处的电信号通过第一触点116a引导至第二底部触点72b。第二底部触点72b处的电信号扩散到第二子LED 112b中。类似地，第二接触台面114b与第三底部触点72c重叠，并且第二触点116b将来自第二接触台面114b的电流扩散到第三底部触点72c中。第三底部触点72c扩散到第三子LED 112c。第三接触台面114c与第四底部触点72d重叠，并且第三触点116c将电流扩散到第四底部触点72d。第二焊线垫84在第四底部触点72d上。
邻近焊线垫78、84以及第一、第二和第三台面触点包括绝缘区域118，以使它们与子LED 112a-c的相邻半导体层绝缘。这防止了这些特征对子LED 112a-c的不期望的层的短路。绝缘区域118可以由使用已知技术沉积的与上述侧绝缘体相同的材料制成，包括但不限于SiN、AlN、SiO2、TiO2或Al2O3。
如同上述的LED芯片60，焊线可以耦接到焊线垫78、84，并且电信号从焊线垫78、84连续地通过子LED 112a-c。信号从焊线垫78传递到第一底部触点72a、通过子LED 112a并且到达第一接触台面114a。第一接触台面114a处的信号扩散到第二底部触点72b中，并且类似地继续通过子LED 112b、112c到达第二焊线垫84。提供LED芯片110而不需要覆盖子LED 112a-c的焊线或导电迹线。
图14示出根据本发明的LED芯片130的又一个实施例，所述芯片具有串联制造并且以与上述的LED芯片60中的子LED 62a-c相同的方式互连的垂直几何形状的子LED 132a-c。然而，在这个实施例中，子基板134包括绝缘材料，并且相应地，不需要包括特征来使子LED 132a-c与子基板134绝缘。相反，可以使用在子基板134与子LED 132a-c之间的介电晶圆粘合层136将子LED安装到子基板134。电信号连续地通过子LED 132a-c，从晶圆粘合垫78、通过底部触点72a-c、通过第一和第二电迹线80、82扩散并且到达第二焊线垫84。因为子基板134是绝缘的，所以通过这些特征的电信号不会对子基板短路。另外，因为子基板134是绝缘的，所以介电层136的电击穿特性不是关键的。
图15示出根据本发明的单片LED芯片160的又一个实施例，所述芯片依赖于其它器件而分隔子LED 162a-c。子LED 162a-c具有水平几何形状，然而此实施例同等地适用于垂直几何形状器件。子LED 162a-c通过金属粘合堆68和子基板绝缘层70被倒装式安装在子基板64上。底部触点72a-d中的每一个被与图12中的LED芯片100中所示的布置类似的方式布置在子LED 162a-c之间。第一焊线垫78在底部触点72a上，并且第二焊线垫84在底部触点72d上。
并不是使子LED 162a-c与单结LED机械分隔，而是使用绝缘植入物在LED的半导体材料中形成绝缘或半绝缘区域来使不同的区域彼此电绝缘。不同的植入物也用来产生穿过LED的半导体材料的导电路径，以为子LED的水平几何形状工作而无需形成接触台面创造条件。
在所示的实施例中，在子LED 162a-c中包括第一、第二和第三导电植入物164a-c，其中每个导电植入物分别提供从第一、第二和第三底部触点72b-c之一到子LED中的每一个内的掺杂层之一的导电路径。为了倒装式子LED，导电路径从底部触点72b-c延伸到n型掺杂层。可以使用如硅和氧的化合物的n＋植入来形成导电路径，然而也可以使用其它第V或VI族元素。可以使用已知的离子植入方法，并且在一些实施例中，n＋植入可以要求通过退火来活化。导电植入物164a-c提供具有到达n掺杂半导体层的导电路径而无需必须形成接触台面的优点。然而，将理解的是，这种布置也可以用于具有如上所述的接触台面的实施例中。
深绝缘植入物166a、166b可以用于提供子LED 162a-c之间的电绝缘，其中每个植入物延伸穿过LED的半导体材料。许多不同的材料可以用于绝缘植入物，所述材料包括但不限于氮或铁。这些植入物166a、166b包括以与机械分隔大致相同的方式防止相邻子LED之间的导电的半绝缘或绝缘区域。
在子LED 162a-c中在底部触点72a-d之间的每个空隙上方提供浅绝缘植入物168a-c，其中每个浅植入物168a-c向上通过子LED 162a-c中的它的子LED的底部掺杂层。在所示的实施例中，底部掺杂层包括p型掺杂层。浅绝缘植入物168a-c阻挡通过每个p型层的电信号，避免对导电植入物164a-c和底部触点72b-d中的相邻触点短路。这提供了用于电信号通过每个子LED 162a-c使其发光的路径，其中子LED 162a-c串联地电连接在第一焊线垫78与第二焊线垫84之间。
图16示出根据本发明的具有子LED 182a-c的LED 180的又一个实施例，所述LED，其也依赖于植入物来在LED的半导体材料中形成绝缘或半绝缘区域并且依赖于植入物来建立导电路径。然而，在这个实施例中，单结LED包括绝缘或半绝缘缓冲层184。为了在子LED 182a-c的相邻子LED之间形成必要的绝缘，包括穿过半导体材料到达缓冲层的绝缘植入物186a、186b。电流被绝缘植入物186a、186b和缓冲层184阻挡而不能在子LED 182a-c之间传递。浅绝缘植入物188a-c类似于LED芯片160中的浅绝缘植入物168a-c，并且也使得p型层与n触点电绝缘。还包括类似于导电植入物164a-c的导电植入物190a-c，并且导电植入物190a-c提供通过LED芯片180的其它半导体层的与n型层的电连接。这种布置也提供了用于使电信号通过每个子LED 182a-c使其发光的路径，其中子LED 182a-c串联地电连接在第一焊线垫78与第二焊线垫84之间。
如上所述，通过将单独的子LED串联地连接在子基板上来实现高电压和低电流工作，其中一些实施例具有与用于单结LED芯片的子基板相同或类似的子基板。为了实现有效的工作，应最大化用于给定芯片覆盖区的有效发射区域。如上提及，在一些实施例中，每个制造水平的临界尺寸之间的对齐公差为2 um或更小，以使得在相邻结之间浪费少许的有效区域。这有助于最大化根据本发明的LED芯片的有效发射区域。其它实施例可以具有进一步最大化有效区域的其它特征和架构。
图17示出根据本发明的单片LED芯片200的另一个实施例，其中可以通过最小化粘合垫所占据的区域来增加有效发射区域。LED芯片200类似于图7中所示的单片LED芯片60，并且包括子基板64上的子LED 202a-c。LED芯片200进一步包括连续地布置在子基板64上的粘合金属堆68和子基板绝缘层70，在子基板64与子LED 202a-c之间。包括底部触点72a-c，其中每个底部触点在子LED 202a-c之一与绝缘层70之间。第一子LED 202a可以具有与第一子LED触点之一电接触的顶部焊线垫78。为了为串联互连创造条件，每个子LED 202a-c还可以具有第一和第二侧绝缘体74、76，其中迹线80、82将子LED互连。
应理解的是，焊线垫可以具有许多不同的形状和大小，其中一个常规的粘合垫具有约150平方微米的面积。在图7中所示的实施例中，子子LED 202c的有效发射区域被去除（即，被蚀刻）从而留下用于第二触点84的台面。这减少了可用于发射的有效区域。
再次参见图17，为了有助于最小化在形成第二粘合垫台面时产生的有效发射区域的减少，在LED芯片200中可以包括导电通路204，导电通路204是用来替代用于与底部触点72c电连接的粘合垫。在所示的实施例中，通路204通过绝缘层70到达金属堆68，但是应理解的是，其它实施例中的通路可以进一步延伸，如延伸到和/或部分地通过子基板64。通路204具有水平部分204a，水平部分204a在底部触点72c的顶部表面上方延伸，以在二者之间提供良好的电接触。
如同图7中的LED 60，焊线可以耦接到第一粘合垫80，以使得电信号可以被施加到子LED 202a-c。然而，在这个实施例中，信号被跨粘合垫78和子基板64施加到子LED 202a-c。电信号通过第一粘合垫78、经过第一子LED 202a，并且沿第一电迹线80被引导到第二子LED 202b。信号穿过第二子LED 202b，并且沿第二电迹线82被引导到第三子LED 202c。信号随后穿过第三子LED 202c。与图7中的LED 60不同，信号不从第三子LED 202c传递到粘合垫和焊线。相反，信号穿过通路204并且到达导电金属堆68。信号随后穿过子基板64，其中所述子基板电耦接以允许信号穿过子基板离开LED 200。在一些实施例中，LED芯片200可以被安装到印刷电路板（PCB）、散热片或具有耦接到子基板64的导电特征的其它类似的结构。在所示的实施例中，所有的子LED 202a-c响应于施加到焊线垫78和子基板64的电信号而发光。
通过在子LED 202c处使用通路而不是粘合垫，需要去除较少的有效区域。与可能需要150μm或更大面积的粘合垫相比，通路仅需要一小部分的面积。在一些实施例中，通路需要约40 μm或更小的面积，而在其它实施例中，它可能需要约30 μm或更小的面积。在其它实施例中，它可能需要约20 μm或更小的面积。这种与焊线垫相比的尺寸减少导致了子LED有效区域的增加并且相应地效率的增加。
根据本发明的通路可以使用常规方法来形成，如蚀刻以形成用于通路的开口和用于形成通路的光刻工艺。将理解的是，这种通路布置可以类似地用在具有导电子基板的任何上述LED实施例中。例如，图13中的LED 110可以具备通路而不是焊线垫84，其中类似于图17中的通路204来布置通路。也可以分别在图15和图16中所示的LED 160和180中提供通路来取代焊线垫84。
根据本发明的通路布置也可以用在具有电绝缘衬底的实施例中。图18示出类似于图14中所示的LED 130的LED芯片210，并且LED芯片210包括安装在介电晶圆粘合层136和绝缘子基板134上的第一、第二和第三子LED 212a-c。电信号连续地扩散通过子LED 212a-c，从晶圆粘合垫78、通过底部触点72a-c、通过第一和第二电迹线80、82。然而，这个实施例并不具有第二焊线垫，而是具有穿过介电层136和子基板134的通路214。该通路也具有提供与底部触点72c的良好电接触的水平部分214a。因为子基板134是电绝缘的，所以所述通路应穿过并到达子基板134的底部表面。这使得通路214可用于在LED底部表面的电接触。在一些实施例中，可以在子基板64的底部表面上包括导电层216，所述导电层与通路214电接触以为与在LED底部表面处的214的有效电接触创造条件。
如同上述实施例，所述通路仅占据LED芯片上的焊线垫会需要的面积的一小部分。通过使用通路来取代焊线垫，去除了较少的有效区域。这允许更多的LED有效区域用于发光，从而增加了LED芯片的总效率。
还将理解的是，不同的实施例可以具有多于一个的通路并且通路可以处于许多不同的位置。在具有多个通路的那些实施例中，通路可以具有不同的形状和大小，并且可以延伸到LED中的不同深度。还应理解的是，不同的实施例还可以包括用于替代第一焊线垫的通路。
如上提及，本发明的优点之一在于其与单结LED芯片相比增加了故障容忍。现在参见图19，示出了单片LED芯片220，其具有串联连接在子基板224上的多个子LED 222。子LED 222a被示为具有故障结的子LED。当这个子LED结发生故障时，子LED 222a可能不发光，但是其仍然能够导电，以使得施加到子LED 222a的电信号将引导到按照串联连接的剩余子LED。结果是，除了一个发生故障的子LED 222a之外的所有的子LED 222可以发光。在许多应用中，由于单个发生故障的子LED而引起的光通量的减少可能是可接受的。通过对比，当在单结LED芯片中结发生故障时，器件不发光并且不能被使用。
本发明的不同实施例可以包括其它特征以进一步增加故障容忍。图20示出根据本发明的LED芯片230的另一个实施例，其与图6和图7中所示的并且如上所述的LED芯片60类似。它包括安装在绝缘层70上的第一、第二和第三子LED 232a-c，绝缘层70在金属堆和子基板（在所示的图中不可见）上。LED芯片230进一步包括第一焊线垫78和第二焊线垫84。然而，在这个实施例中，LED芯片可以包括在子LED 232a-c之间的多个互连的迹线，其中所示的实施例具有两个互连迹线。第一电迹线80a和80b可以包括在第一子LED 232a和第二子LED 232b之间并且互连第一子LED 232a和第二子LED 232b，并且第二电迹线82a和82b可以包括在第二子LED 232b和第三子LED 232c之间并且互连第二子LED 232b和第三子LED 232c。LED芯片230还可以包括如所述的第一和第二侧绝缘层，以在将电信号携带到子LED 232a-c的顶部表面的第一和第二电迹线或粘合垫之间提供电绝缘。
在子LED之间提供多个、空间独立的电互连产生了增加缺陷或故障容忍的LED芯片。如果电迹线之一在子LED中的两个子LED之间发生故障，如通过变成电断开，那么相同LED之间的电迹线中的其它电迹线可以在这二者之间携带电信号。这种布置为LED芯片保持可工作创造条件，即使电迹线之一在子LED中的两个子LED之间发生故障。将理解的是，根据本发明的LED芯片可以在相邻子LED之间具有多于两个的电迹线，并且可以在不同LED迹线之间包括不同数量的迹线。还将理解的是，其它子LED特征可能也是冗余的以增加故障容忍，如同如上所述的焊线垫和/或通路。
本发明可以用于许多不同的照明应用中，并且具体来说用于使用小尺寸的高输出光源的那些应用中。这些应用中的一些包括但不限于街灯、建筑照明、家庭和办公室照明、显示照明和背后照明。
尽管已经参照本发明的某些优选配置详细描述了本发明，但是其它版本也是可能的。因此，本发明的精神和范围不应限于上述版本。

Claims (29)

1.一种LED芯片，包括：
子基板上的多个子LED；
导电和电绝缘特征，所述特征使所述子LED串联互连以使得施加到所述串联互连的子LED的电信号沿所述导电特征扩散到所述串联互连的子LED；以及
布置成将所述子LED中的一个子LED电连接到所述子基板的通路。
2.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述子基板是导电的，所述通路上的电信号穿过所述子基板。
3.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述子基板是电绝缘的，所述通路延伸穿过所述子基板。
4.如权利要求1所述的LED芯片，进一步包括电耦接到所述串联互连的子LED中的所述第一子LED的焊线垫，所述通路电耦接到所述串联互连的子LED中的最后一个子LED。
5. 如权利要求1所述的LED芯片，其中跨所述焊线垫和所述通路施加的电信号导致所述子LED发光。
6.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述子LED由单结LED形成。
7.如权利要求1所述的LED芯片，包括将所述子LED中的两个子LED串联互连的多个导电特征，每个所述导电特征能够在所述子LED中的所述两个子LED之间扩散所述电信号。
8.如权利要求1所述的LED芯片，进一步包括在所述子基板与所述子LED之间的绝缘层。
9.如权利要求1所述的LED芯片，其中驱动所述子LED所必需的电压依赖于所述串联互连的子LED的数量和所述子LED的结电压。
10.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述有效区域利用率大于50%。
11.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述有效区域利用率大于75%。
12.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述子LED被倒装式安装在所述子基板上。
13.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述子LED之间的对齐公差小于5微米。
14.如权利要求1所述的LED芯片，其中所述子LED之间的对齐公差小于2微米。
15.如权利要求1所述的LED芯片，从所述子LED发射白光。
16.一种LED芯片，包括：
安装在子基板上的多个子LED；
使所述子LED串联互连的连接迹线；
使所述子LED的部分与所述连接迹线绝缘的绝缘特征；以及
布置成为电信号从所述子LED中的一个子LED穿过所述子基板创造条件的通路。
17.如权利要求16所述的LED芯片，进一步包括多个底部触点，每个底部触点在所述子LED中的一个子LED与所述子基板之间。
18.如权利要求16所述的LED芯片，进一步包括布置在所述子LED与所述子基板之间的金属堆和绝缘层，所述通路穿过所述子基板。
19.如权利要求16所述的LED芯片，其中所述子基板是导电的，所述通路上的电信号电耦接到所述子基板。
20.如权利要求16所述的LED芯片，其中所述子基板是电绝缘的，所述通路延伸穿过所述子基板。
21.如权利要求16所述的LED芯片，进一步包括电耦接到所述串联互连的子LED中的所述第一子LED的焊线垫，所述通路电耦接到所述串联互连的子LED中的最后一个子LED。
22.如权利要求16所述的LED芯片，其中跨所述焊线垫和所述通路施加的电信号导致所述子LED发光。
23.如权利要求16所述的LED芯片，其中跨所述焊线垫和所述子基板施加的电信号导致所述子LED发光。
24.如权利要求16所述的LED芯片，其中所述子LED中的至少两个子LED通过多个所述连接迹线互连。
25.一种LED芯片，包括：
在子基板上的多个子LED；以及
使所述子LED的至少一些子LED串联互连的多个导电特征，其中所述子LED中的至少两个子LED通过所述导电特征中的多于一个的导电特征电互连，所述导电特征中的每一个能够在所述子LED中的所述两个子LED之间扩散电信号。
26.如权利要求25所述的LED芯片，其中所述导电特征包括导电迹线。
27.如权利要求25所述的LED芯片，其中所述导电特征中的每一个能够在所述子LED中的所述两个子LED之间扩散电信号，以使得所述子LED响应于所述信号发光。
28.如权利要求25所述的LED芯片，进一步包括绝缘特征以与所述导电特征合作以允许所述信号在所述子LED中的所述两个子LED之间扩散。
29.一种LED芯片，包括：
在子基板上的多个子LED；以及
使所述子LED的至少一些子LED串联连接的多个导电路径，其中所述串联连接的子LED中的相邻子LED通过所述导电路径中的多于一个的导电路径连接。
CN2011800395814A 2010-06-11 2011-06-09 高电压低电流表面发射led Pending CN103038899A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/814,241 US8476668B2 (en) 2009-04-06 2010-06-11 High voltage low current surface emitting LED
US12/814,241 2010-06-11
PCT/US2011/039696 WO2011156537A1 (en) 2010-06-11 2011-06-09 High voltage low current surface-emitting led

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103038899A true CN103038899A (zh) 2013-04-10

Family

ID=45098408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800395814A Pending CN103038899A (zh) 2010-06-11 2011-06-09 高电压低电流表面发射led

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8476668B2 (zh)
CN (1) CN103038899A (zh)
DE (1) DE112011101981T5 (zh)
TW (1) TW201208056A (zh)
WO (1) WO2011156537A1 (zh)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN101652861B (zh) 2007-01-22 2013-01-23 科锐公司 容错发光体、包含容错发光体的系统以及制造容错发光体的方法
US7985970B2 (en) * 2009-04-06 2011-07-26 Cree, Inc. High voltage low current surface-emitting LED
US7915629B2 (en) 2008-12-08 2011-03-29 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
US8536584B2 (en) * 2007-11-14 2013-09-17 Cree, Inc. High voltage wire bond free LEDS
US9123614B2 (en) 2008-10-07 2015-09-01 Mc10, Inc. Methods and applications of non-planar imaging arrays
US8886334B2 (en) 2008-10-07 2014-11-11 Mc10, Inc. Systems, methods, and devices using stretchable or flexible electronics for medical applications
EP2349440B1 (en) 2008-10-07 2019-08-21 Mc10, Inc. Catheter balloon having stretchable integrated circuitry and sensor array
US8372726B2 (en) 2008-10-07 2013-02-12 Mc10, Inc. Methods and applications of non-planar imaging arrays
US8389862B2 (en) 2008-10-07 2013-03-05 Mc10, Inc. Extremely stretchable electronics
US8097926B2 (en) 2008-10-07 2012-01-17 Mc10, Inc. Systems, methods, and devices having stretchable integrated circuitry for sensing and delivering therapy
US9093293B2 (en) 2009-04-06 2015-07-28 Cree, Inc. High voltage low current surface emitting light emitting diode
US8476668B2 (en) 2009-04-06 2013-07-02 Cree, Inc. High voltage low current surface emitting LED
KR101706915B1 (ko) 2009-05-12 2017-02-15 더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이 변형가능 및 반투과 디스플레이를 위한 초박형, 미세구조 무기발광다이오드의 인쇄 어셈블리
WO2011041727A1 (en) 2009-10-01 2011-04-07 Mc10, Inc. Protective cases with integrated electronics
US9936574B2 (en) 2009-12-16 2018-04-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Waterproof stretchable optoelectronics
JP5751728B2 (ja) 2010-03-17 2015-07-22 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ 生体吸収性基板上の埋め込み型バイオメディカルデバイス
US9105824B2 (en) 2010-04-09 2015-08-11 Cree, Inc. High reflective board or substrate for LEDs
US8793650B2 (en) 2010-06-11 2014-07-29 Microsoft Corporation Dynamic web application notifications including task bar overlays
US9164671B2 (en) 2010-06-11 2015-10-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Web application navigation domains
US8863001B2 (en) 2010-06-11 2014-10-14 Microsoft Corporation Web application home button
US8671384B2 (en) 2010-06-11 2014-03-11 Microsoft Corporation Web application pinning including task bar pinning
KR101150861B1 (ko) * 2010-08-16 2012-06-13 한국광기술원 멀티셀 구조를 갖는 발광다이오드 및 그 제조방법
TWI472058B (zh) 2010-10-13 2015-02-01 Interlight Optotech Corp 發光二極體裝置
US8455882B2 (en) 2010-10-15 2013-06-04 Cree, Inc. High efficiency LEDs
US9179543B2 (en) 2010-11-03 2015-11-03 3M Innovative Properties Company Flexible LED device with wire bond free die
WO2012112873A2 (en) 2011-02-18 2012-08-23 3M Innovative Properties Company Flexible light emitting semiconductor device
US8241932B1 (en) 2011-03-17 2012-08-14 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Methods of fabricating light emitting diode packages
US8680556B2 (en) 2011-03-24 2014-03-25 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
WO2012158709A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Thermally managed led arrays assembled by printing
JP2014523633A (ja) 2011-05-27 2014-09-11 エムシー１０ インコーポレイテッド 電子的、光学的、且つ／又は機械的装置及びシステム並びにこれらの装置及びシステムを製造する方法
US10243121B2 (en) 2011-06-24 2019-03-26 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip with improved reliability
US9728676B2 (en) 2011-06-24 2017-08-08 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip
US8686429B2 (en) 2011-06-24 2014-04-01 Cree, Inc. LED structure with enhanced mirror reflectivity
TWI467808B (zh) * 2011-06-27 2015-01-01 Delta Electronics Inc 發光二極體元件、其製作方法以及發光裝置
TW201301570A (zh) * 2011-06-28 2013-01-01 Aceplux Optotech Inc 多光色發光二極體及其製作方法
US8604491B2 (en) * 2011-07-21 2013-12-10 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Wafer level photonic device die structure and method of making the same
WO2013016355A1 (en) * 2011-07-25 2013-01-31 Cree, Inc. Monolithic multi-junction light emitting devices including multiple groups of light emitting diodes
US9299742B2 (en) 2011-08-15 2016-03-29 Micron Technology, Inc. High-voltage solid-state transducers and associated systems and methods
US8723206B2 (en) 2011-09-09 2014-05-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device with contact hole passing through active layer
EP2573827B1 (en) * 2011-09-23 2018-04-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
KR101902392B1 (ko) 2011-10-26 2018-10-01 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR101888604B1 (ko) * 2011-10-28 2018-08-14 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR101871372B1 (ko) * 2011-10-28 2018-08-02 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
CN108389893A (zh) 2011-12-01 2018-08-10 伊利诺伊大学评议会 经设计以经历可编程转变的瞬态器件
US8810144B2 (en) 2012-05-02 2014-08-19 Cree, Inc. Driver circuits for dimmable solid state lighting apparatus
CN102820314A (zh) * 2012-07-03 2012-12-12 王知康 一种线性高压led芯片及其实现方法
US9171826B2 (en) 2012-09-04 2015-10-27 Micron Technology, Inc. High voltage solid-state transducers and solid-state transducer arrays having electrical cross-connections and associated systems and methods
US9171794B2 (en) 2012-10-09 2015-10-27 Mc10, Inc. Embedding thin chips in polymer
CN104885236B (zh) * 2012-12-21 2017-12-19 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
US10057983B1 (en) * 2014-06-13 2018-08-21 Verily Life Sciences Llc Fabrication methods for bio-compatible devices using an etch stop and/or a coating
US10658546B2 (en) 2015-01-21 2020-05-19 Cree, Inc. High efficiency LEDs and methods of manufacturing
US10925543B2 (en) 2015-11-11 2021-02-23 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Bioresorbable silicon electronics for transient implants
US9997399B2 (en) * 2016-08-16 2018-06-12 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Method for transferring semiconductor structure
US10269711B1 (en) * 2018-03-16 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070102693A1 (en) * 2003-12-24 2007-05-10 Hideo Nagai Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, display element, and manufacturing method for semiconductor light emitting device
CN101032034A (zh) * 2004-06-30 2007-09-05 克里公司 用于封装发光器件的芯片级方法和芯片级封装的发光器件
US20090008654A1 (en) * 2004-12-22 2009-01-08 Hideo Nagai Semiconductor Light Emitting Device, Illumination Module, Illumination Apparatus, Method For Manufacturing Semiconductor Light Emitting Device, and Method For Manufacturing Semiconductor Light Emitting Element

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US34861A (en) 1862-04-01 Improved washing-machine
DE3128187A1 (de) 1981-07-16 1983-02-03 Joachim 8068 Pfaffenhofen Sieg Opto-elektronisches bauelement
US4866005A (en) * 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
US4946547A (en) * 1989-10-13 1990-08-07 Cree Research, Inc. Method of preparing silicon carbide surfaces for crystal growth
US5200022A (en) * 1990-10-03 1993-04-06 Cree Research, Inc. Method of improving mechanically prepared substrate surfaces of alpha silicon carbide for deposition of beta silicon carbide thereon and resulting product
US6784463B2 (en) * 1997-06-03 2004-08-31 Lumileds Lighting U.S., Llc III-Phospide and III-Arsenide flip chip light-emitting devices
US5959316A (en) * 1998-09-01 1999-09-28 Hewlett-Packard Company Multiple encapsulation of phosphor-LED devices
US6973438B1 (en) * 1998-09-11 2005-12-06 L.V. Partners, L.P. Method and apparatus for delivering information from a remote site on a network based on statistical information
US6429583B1 (en) * 1998-11-30 2002-08-06 General Electric Company Light emitting device with ba2mgsi2o7:eu2+, ba2sio4:eu2+, or (srxcay ba1-x-y)(a1zga1-z)2sr:eu2+phosphors
US6489637B1 (en) * 1999-06-09 2002-12-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Hybrid integrated circuit device
DE19931689A1 (de) * 1999-07-08 2001-01-11 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Optoelektronische Bauteilgruppe
WO2001041225A2 (en) * 1999-12-03 2001-06-07 Cree Lighting Company Enhanced light extraction in leds through the use of internal and external optical elements
US6486499B1 (en) * 1999-12-22 2002-11-26 Lumileds Lighting U.S., Llc III-nitride light-emitting device with increased light generating capability
MY131962A (en) 2001-01-24 2007-09-28 Nichia Corp Light emitting diode, optical semiconductor device, epoxy resin composition suited for optical semiconductor device, and method for manufacturing the same
US6547249B2 (en) * 2001-03-29 2003-04-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates
JP2002299699A (ja) 2001-03-30 2002-10-11 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光装置およびその製造方法
US6686676B2 (en) 2001-04-30 2004-02-03 General Electric Company UV reflectors and UV-based light sources having reduced UV radiation leakage incorporating the same
US6642652B2 (en) * 2001-06-11 2003-11-04 Lumileds Lighting U.S., Llc Phosphor-converted light emitting device
US6480389B1 (en) * 2002-01-04 2002-11-12 Opto Tech Corporation Heat dissipation structure for solid-state light emitting device package
JP4233268B2 (ja) * 2002-04-23 2009-03-04 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
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
US6642550B1 (en) * 2002-08-26 2003-11-04 California Micro Devices Silicon sub-mount capable of single wire bonding and of providing ESD protection for light emitting diode devices
JP2004127988A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toyoda Gosei Co Ltd 白色発光装置
US7005679B2 (en) * 2003-05-01 2006-02-28 Cree, Inc. Multiple component solid state white light
US6869812B1 (en) * 2003-05-13 2005-03-22 Heng Liu High power AllnGaN based multi-chip light emitting diode
JP2007529105A (ja) * 2003-07-16 2007-10-18 松下電器産業株式会社 半導体発光装置とその製造方法、照明装置および表示装置
US6972438B2 (en) 2003-09-30 2005-12-06 Cree, Inc. Light emitting diode with porous SiC substrate and method for fabricating
JP4124102B2 (ja) * 2003-11-12 2008-07-23 松下電工株式会社 多重反射防止構造を備えた発光素子とその製造方法
US7518158B2 (en) * 2003-12-09 2009-04-14 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices and submounts
US20050139252A1 (en) 2003-12-29 2005-06-30 Youngtack Shim Photovoltaic systems and methods
US7795623B2 (en) * 2004-06-30 2010-09-14 Cree, Inc. Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures
KR20070041411A (ko) * 2004-07-12 2007-04-18 로무 가부시키가이샤 반도체 발광 소자
US7217583B2 (en) 2004-09-21 2007-05-15 Cree, Inc. Methods of coating semiconductor light emitting elements by evaporating solvent from a suspension
US8174037B2 (en) 2004-09-22 2012-05-08 Cree, Inc. High efficiency group III nitride LED with lenticular surface
WO2006035664A1 (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 半導体発光素子、その製造方法及びその実装方法、並びに発光装置
TWI257714B (en) * 2004-10-20 2006-07-01 Arima Optoelectronics Corp Light-emitting device using multilayer composite metal plated layer as flip-chip electrode
US9793247B2 (en) * 2005-01-10 2017-10-17 Cree, Inc. Solid state lighting component
US7821023B2 (en) * 2005-01-10 2010-10-26 Cree, Inc. Solid state lighting component
US7335920B2 (en) * 2005-01-24 2008-02-26 Cree, Inc. LED with current confinement structure and surface roughening
WO2006095949A1 (en) 2005-03-11 2006-09-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Led package having an array of light emitting cells coupled in series
US8704241B2 (en) 2005-05-13 2014-04-22 Epistar Corporation Light-emitting systems
US7348212B2 (en) * 2005-09-13 2008-03-25 Philips Lumileds Lighting Company Llc Interconnects for semiconductor light emitting devices
US8563339B2 (en) * 2005-08-25 2013-10-22 Cree, Inc. System for and method for closed loop electrophoretic deposition of phosphor materials on semiconductor devices
KR100723247B1 (ko) * 2006-01-10 2007-05-29 삼성전기주식회사 칩코팅형 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
US7626210B2 (en) 2006-06-09 2009-12-01 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Low profile side emitting LED
KR100854328B1 (ko) * 2006-07-07 2008-08-28 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
US7910395B2 (en) * 2006-09-13 2011-03-22 Helio Optoelectronics Corporation LED structure
CN101652861B (zh) 2007-01-22 2013-01-23 科锐公司 容错发光体、包含容错发光体的系统以及制造容错发光体的方法
US9159888B2 (en) * 2007-01-22 2015-10-13 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
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
US9024349B2 (en) * 2007-01-22 2015-05-05 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US7964888B2 (en) * 2007-04-18 2011-06-21 Cree, Inc. Semiconductor light emitting device packages and methods
DE102007046743A1 (de) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
KR101423723B1 (ko) 2007-10-29 2014-08-04 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 패키지
GB0721957D0 (en) * 2007-11-08 2007-12-19 Photonstar Led Ltd Ultra high thermal performance packaging for optoelectronics devices
US8368100B2 (en) * 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
US7985970B2 (en) * 2009-04-06 2011-07-26 Cree, Inc. High voltage low current surface-emitting LED
US9634191B2 (en) * 2007-11-14 2017-04-25 Cree, Inc. Wire bond free wafer level LED
DE102007059133B4 (de) * 2007-12-07 2023-04-06 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Substrat für ein LED-Submount, LED-Submount und LED-Lichtquelle
JP3142971U (ja) * 2008-01-29 2008-07-03 今臺電子股▲ふん▼有限公司 発光ダイオード光源
US20090262355A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-22 Plexera, Llc Surface plasmon resonance system and apparatus for interrogating a microarray
KR100982986B1 (ko) 2008-04-17 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 서브마운트, 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
US8611057B2 (en) * 2008-09-09 2013-12-17 Inshore Holdings, Llc LED module for sign channel letters and driving circuit
US8062916B2 (en) * 2008-11-06 2011-11-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Series connected flip chip LEDs with growth substrate removed
US8476668B2 (en) 2009-04-06 2013-07-02 Cree, Inc. High voltage low current surface emitting LED
JP2011009298A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード光源装置
TWI495084B (zh) * 2009-07-07 2015-08-01 Epistar Corp 發光元件
US10290788B2 (en) * 2009-11-24 2019-05-14 Luminus Devices, Inc. Systems and methods for managing heat from an LED

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070102693A1 (en) * 2003-12-24 2007-05-10 Hideo Nagai Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, display element, and manufacturing method for semiconductor light emitting device
CN101032034A (zh) * 2004-06-30 2007-09-05 克里公司 用于封装发光器件的芯片级方法和芯片级封装的发光器件
US20090008654A1 (en) * 2004-12-22 2009-01-08 Hideo Nagai Semiconductor Light Emitting Device, Illumination Module, Illumination Apparatus, Method For Manufacturing Semiconductor Light Emitting Device, and Method For Manufacturing Semiconductor Light Emitting Element

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011156537A1 (en) 2011-12-15
DE112011101981T5 (de) 2013-05-02
US20100252840A1 (en) 2010-10-07
TW201208056A (en) 2012-02-16
US8476668B2 (en) 2013-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103038899A (zh) 高电压低电流表面发射led
US7985970B2 (en) High voltage low current surface-emitting LED
US9093293B2 (en) High voltage low current surface emitting light emitting diode
US8536584B2 (en) High voltage wire bond free LEDS
US11843083B2 (en) High voltage monolithic LED chip with improved reliability
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
US20120049214A1 (en) Monolithic Multi-Junction Light Emitting Devices Including Multiple Groups of Light Emitting Diodes
US8742438B2 (en) Semiconductor light-emitting device, method for manufacturing the same, and light-emitting apparatus including the same
US8089074B2 (en) Light emitting device having vertically stacked light emitting diodes
TWI606612B (zh) 半導體發光元件及其製造方法
EP2408029B1 (en) Light emitting device
JP2009088299A (ja) 発光素子及びこれを備える発光装置
KR20110098600A (ko) 멀티셀 어레이를 갖는 반도체 발광장치 및 이의 제조방법
CN103782400A (zh) 包括多组发光二极管的单片多结发光装置
US8455882B2 (en) High efficiency LEDs
KR101688379B1 (ko) 발광 디바이스 및 그 제조방법
KR20170124281A (ko) 발광소자 패키지
KR20170040921A (ko) 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130410