DE102010060269B4

DE102010060269B4 - Optoelektronische Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102010060269B4
Application number: DE102010060269.8A
Authority: DE
Inventors: Chien-Fu Shen; Chang-Huei Jing; Min-Hsun Hsieh
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2030-10-30
Also published as: TW201203534A; JP2012015480A; CN102315239B; KR20180006625A; KR20160048745A; JP6255372B2; JP2016021595A; CN105977272B; TWI533474B; TW201203533A; TWI446527B; TW201519473A; JP7001728B2; DE102010060269A1; KR101616098B1; JP2020145432A; TWI466284B; CN102315239A; KR20170035357A; KR101929867B1

Abstract

Optoelektronische Vorrichtung (10), die aufweist:- ein Substrat (11);- eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und auf dem Substrat (11) angeordnet sind, wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht (121), eine zweite Halbleiterschicht (123) und einen zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht (121, 123) angeordneten aktiven Bereich (122) aufweist;- eine Vielzahl an ersten Elektroden (141), die jeweils auf den ersten Halbleiterschichten (121) angeordnet sind;- eine Vielzahl an zweiten Elektroden (142), die jeweils auf den zweiten Halbleiterschichten (123) angeordnet sind;- eine Vielzahl an Verbindungsteilen (143), die jeweils zwischen zwei benachbarten Halbleitereinheiten ausgebildet sind, um die zwei benachbarten Halbleitereinheiten elektrisch in Reihe zu verbinden,- wobei eine der ersten Elektroden (141) erste Verlängerungen (1411) aufweist, die voneinander beabstandet sind, eine der zweiten Elektroden (142) miteinander verbundene zweite Verlängerungen (1421, 1421a, 1421b) aufweist,- wobei jede der einzelnen ersten Verlängerungen (1411) der ersten Elektroden (141) jeweils mit einem der Verbindungsteile (143) verbunden ist und- wobei jedes der Verbindungsteile (143) jeweils mit allen zweiten Verlängerungen (1421, 1421a, 1421b) einer der zweiten Elektroden (142) verbunden ist.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optoelektronische Vorrichtung, insbesondere auf ein Array Licht emittierender Elemente.
Beschreibung des Stands der Technik
Die Leuchtdioden (englisch: „light-emitting diodes“ (LEDs)) der Festkörperbeleuchtungselemente haben die Eigenschaften eines geringen Energieverbrauchs, einer geringen Wärmeentwicklung, einer langen Lebensdauer, der Absturzsicherheit, eines kleinen Volumens, schneller Ansprechung und guter optoelektrischen Eigenschaft wie Lichtemission mit einer stabilen Wellenlänge, sodass die LEDs in Haushaltsgeräten, in Anzeigelampen von Instrumenten und in optoelektrischen Produkten etc. weitverbreitet verwendet werden. Da die optoelektrische Technik sich weiterentwickelt, weisen die Festkörperbeleuchtungselemente große Fortschritte im Bezug auf die Lichtausbeute, die Lebensdauer und die Helligkeit auf, und es wird von LEDs erwartet, dass sie in naher Zukunft zum Mainstream der Beleuchtungsvorrichtungen werden.
Nunmehr werden die LEDs in einem Licht emittierenden Element vom Array-Typ verwendet, das in mehr Anwendungen mit hoher Steuerspannung verwendet werden kann, und verringern das Volumen und das Gewicht einer LED. Die Hersteller entwerfen verschiedene Arten von Elektrodenlayouts des Licht emittierenden Elements vom Array-Typ, um LED-Anforderungen der Kunden bei hoher Steuerspannung zu befriedigen und um die Effizienz der Herstellung bei geringeren Kosten zu erhöhen.
Die US 2008 / 0 179 603 A1 beschreibt eine Licht emittierende Vorrichtung, die mit einer hohen Betriebsspannung und einem geringen Betriebsstrom betrieben wird. Dabei werden LED auf einem isolierenden Substrat zweidimensional angeordnet und in Serie verschaltet, um ein LED Array zu bilden. Zwei dieser LED Arrays sind mit Elektroden antiparallelverbunden, sodass diese mit einer Wechselspannung betrieben werden können. Eine Luftbrückenverdrahtung ist zwischen den LED und den LED und den Elektroden ausgebildet. Verlängerungen der Elektroden sind zur Verdrahtung vorgesehen. Die LED Arrays sind zickzackförmig angeordnet.
Die JP 2010 - 56 195 A beschreibt eine hocheffiziente Licht emittierende Vorrichtung. Dabei werden zwei Licht emittierende Elemente auf einem Substrat ausgebildet und eine isolierende Schicht dazwischen angeordnet. Eine Elektrode ist auf der isolierenden Schicht ausgebildet, um die zwei Licht emittierenden Elemente elektrisch zu verbinden. Eine Verlängerung der Elektrode ist vorgesehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Eine optoelektronische Vorrichtung weist erfindungsgemäß jeweils die Merkmale eines der nebengeordneten Ansprüche 1, 10, 11, und 12 auf.
Eine optoelektronische Vorrichtung, die aufweist: ein Substrat; eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und die gemeinsam auf dem Substrat angeordnet sind, wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und einen zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich aufweist; eine Vielzahl an ersten Elektroden, die jeweils auf jeder ersten Halbleiterschicht angeordnet sind; ein Verbindungsteil, das auf den Halbleitereinheiten ausgebildet ist, um die Halbleitereinheiten in Reihe elektrisch zu verbinden; und eine Vielzahl an zweiten Elektroden, die jeweils auf jeder zweiten Halbleiterschicht angeordnet sind, wobei zumindest eine der ersten Elektroden eine erste Verlängerung aufweist und zumindest eine der zweiten Elektroden eine zweite Verlängerung aufweist.
Eine optoelektronische Vorrichtung, die aufweist: ein Substrat; eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und die gemeinsam auf dem Substrat angeordnet sind, wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und einen zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich aufweist; eine Vielzahl an ersten Elektroden, die jeweils auf jeder ersten Halbleiterschicht angeordnet sind; und eine Vielzahl an zweiten Dioden, die jeweils auf jeder zweiten Halbleiterschicht angeordnet sind, wobei zumindest eine der ersten Elektroden eine erste Verlängerung aufweist und zumindest eine der zweiten Elektroden eine zweite Verlängerung aufweist, wobei zumindest eine der Folgenden: die erste Verlängerung und die zweite Verlängerung, eine Kurve aufweist, die nicht parallel zu der Kante der Halbleitereinheiten ist.
Eine optoelektrische Vorrichtung, die aufweist: ein Substrat; eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und die gemeinsam auf dem Substrat angeordnet sind, wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und einen zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich aufweist; eine Vielzahl an ersten Elektroden, die jeweils auf jeder ersten Halbleiterschicht angeordnet sind; und eine Vielzahl an zweiten Elektroden, die jeweils auf jeder zweiten Halbleiterschicht angeordnet sind; wobei zumindest eine der ersten Elektroden eine erste Verlängerung aufweist und zumindest eine der zweiten Elektroden eine zweite Verlängerung aufweist, wobei die Flächen einer jeden der Halbleitereinheiten im wesentlichen gleich sind und/oder die Halbleitereinheiten zumindest zwei verschiedene Formen aufweisen.
Eine optoelektrische Vorrichtung, die aufweist: ein Substrat; eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und die gemeinsam auf dem Substrat angeordnet sind, wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und einen zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich aufweist; eine Vielzahl an ersten Elektroden, die jeweils auf jeder ersten Halbleiterschicht angeordnet sind; und eine Vielzahl an zweiten Elektroden, die jeweils auf jeder zweiten Halbleiterschicht angeordnet sind, wobei die Vielzahl der Halbleitereinheiten eine erste Halbleitereinheit, eine zweite Halbleitereinheit und eine dritte Halbleitereinheit aufweist, zumindest eine der ersten Elektroden einen ersten Kontaktfleck aufweist, der auf der ersten Halbleitereinheit angeordnet ist, die auf der Außenseite des Substrats ist, und zumindest eine der zweiten Elektroden einen zweiten Kontaktfleck aufweist, der auf den zweiten Halbleitereinheiten angeordnet ist, die auf der Außenseite des Substrats sind; wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode eine erste Verlängerung und eine zweite Verlängerung aufweisen, die auf der dritten Halbleitereinheit ohne ein Kontaktfleck angeordnet sind.
Eine optoelektronische Vorrichtung, die aufweist: ein Substrat; eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und gemeinsam auf dem Substrat angeordnet sind; wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und einen zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich aufweist; eine Vielzahl an ersten Elektroden, die jeweils auf jeder ersten Halbleiterschicht angeordnet sind; und eine Vielzahl an zweiten Elektroden, die jeweils auf jeder zweiten Halbleiterschicht angeordnet sind; wobei die Vielzahl an Halbleitereinheiten eine erste Halbleitereinheit und eine zweite Halbleitereinheit aufweist, zumindest eine der ersten Elektroden eine erste Kurvenverlängerung aufweist, die auf der ersten Kante der ersten Halbleitereinheit angeordnet ist, und zumindest eine der zweiten Elektroden eine zweite Kurvenverlängerung aufweist, die auf der zweiten Kante der zweiten Halbleitereinheit angeordnet ist, wobei die erste Kante und die zweite Kante aneinander anliegen und die erste Kurvenverlängerung und die zweite Kurvenverlängerung durch ein leitfähiges Teil elektrisch verbunden sind.
Figurenliste
Die beigefügten Figuren sind eingefügt, um ein leichteres Verstehen der Anmeldung zu unterstützen, und sind hierin eingebunden und begründen einen Teil dieser Spezifikation. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der Anmeldung und dienen zusammen mit der Beschreibung dem Veranschaulichen der Grundsätze der Anmeldung.

1 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
2 veranschaulicht eine Schnittansicht der in 1 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
3 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 1 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
4 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 1 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
5 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
6 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 5 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
7 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 5 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
8 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
9 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 8 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
10 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 8 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
11 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
12 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 11 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
13 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 11 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
14 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
15 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht auf die in 14 gezeigte optoelektronische Vorrichtung.
16 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 14 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
17 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
18 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 17 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
19 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 17 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
20 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
21 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 20 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
22 veranschaulicht ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 20 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.
23 veranschaulicht eine Draufsicht der optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
24 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der in 23 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird im Einzelnen Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich werden die gleichen Bezugsnummern in den Zeichnungen und in der Beschreibung verwendet, um auf die gleichen oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
1 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Die optoelektronische Vorrichtung 10, zum Beispiel eine Leuchtdiode (englisch: „light-emitting diode“ (LED)), eine Laserdiode (LD) oder eine Solarzelle, umfasst eine Vielzahl an auf einem Substrat 11 ausgebildeten Halbleitereinheiten, erste Elektroden 141, zweite Elektroden 142 und auf den Halbleitereinheiten ausgebildete Verbindungsteile 143. 2 veranschaulicht eine Schnittansicht der optoelektronischen Vorrichtung 10 entlang der A-A-Linie in 1. Jede Halbleitereinheit umfasst eine erste Halbleiterschicht 121, eine zweite Halbleiterschicht 123 und einen zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich 122. Das Material der ersten Halbleiterschicht 121 ist ein III-V Halbleitermaterial, das mit einem Dotiermaterial vom p-Typ oder einem Dotiermaterial vom n-Typ dotiert ist. Das Material der zweiten Halbleiterschicht 123 ist ein III-V Halbleitermaterial, das mit einem Dotiermaterial vom p-Typ oder einem Dotiermaterial vom n-Typ dotiert ist. Die Leitfähigkeiten der ersten Halbleiterschicht 121 und die Leitfähigkeiten der zweiten Halbleiterschicht 123 sind entgegengesetzt. Der aktive Bereich umfasst eine einzelne Heterostruktur (englisch: „single heterostructure“ (SH)), eine doppelte Heterostruktur (englisch: „double heterostructure“ (DH)) oder eine multiple Quantum-Well- (MQW) -Struktur. Gräben, in Nachfolgenden auch Trenche genannt, 170 sind in den Halbleitereinheiten durch Ätzen der Halbleitereinheiten ausgebildet. Ein Teil der ersten Halbleiterschicht 121 ist durch den Trench 170 freigelegt. Eine Vielzahl an Trennungsnuten 111 sind zwischen den Halbleitereinheiten ausgebildet und legen einen Teil des Substrats 11 frei. Auf der optoelektronischen Vorrichtung gibt es eine Vielzahl an ersten Elektroden 141 und zweiten Elektroden 142. Die ersten Elektroden 141 sind auf der freigelegten ersten Halbleiterschicht 121 ausgebildet und die zweiten Elektroden 142 sind auf der zweiten Halbleiterschicht 123 ausgebildet. Die erste, auf der Halbleitereinheit ausgebildete Elektrode 141 umfasst erste Verlängerungen 1411 und die zweite, auf der Halbleitereinheit ausgebildete Elektrode 142 umfasst zweite Verlängerungen 1421. Die erste Elektrode 141, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen ersten Kontaktfleck 1412 und die zweite Elektrode 142, die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen zweiten Kontaktfleck 1422.
Um Anforderung der Kunden, dass die optoelektronische Vorrichtung unter einer erforderlichen Fläche, einem erforderlichen Strom und einer erforderlichen Steuerspannung arbeiten können, zu befriedigen, müssen die Layouts der Halbleitereinheiten und der Elektroden entworfen werden. Die Gleichung der Anzahl der Halbleitereinheiten ist $n = (\frac{V}{V_{f}} - 1),$
$(\frac{V}{V_{f}})$
oder $(\frac{V}{V_{f}} + 1),$
wobei n die Anzahl der Halbleitereinheiten ist, V die Steuerspannung der optoelektronischen Vorrichtung ist, Vf die Steuerspannung der Halbleitereinheit ist. In der Ausführungsform ist die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 10 2,16×2,16 mm² (85×85 mil²), und die Steuerspannung ist 72 V. Die Steuerspannung einer jeden Halbleitereinheit ist im Wesentlichen 3 V. Die Steuerspannung der Halbleitereinheit kann durch die Steuerung des Herstellungsprozesses und die Qualität der Epitaxieschichten geändert werden. Normaler Weise ist die niedrigere Steuerspannung der Halbleitereinheit besser für den elektrischen Wirkungsgrad der optoelektronischen Vorrichtung. Die Fläche einer jeden Halbleitereinheit ist mit der Fläche einer jeden anderen Halbleitereinheit gleich. Gemäß der Gleichung umfasst die optoelektrische Vorrichtung 10 vierundzwanzig Halbleitereinheiten, die in fünf Spalten 105, 106, 107, 108 und 109 angeordnet sind. Die erste Spalte 105 umfasst fünf Halbleitereinheiten 151, 152, 153, 154 und 155, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die zweite Spalte 106 umfasst fünf Halbleitereinheiten 161, 162, 163, 164 und 165, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die dritte Spalte 107 umfasst vier Halbleitereinheiten 171, 172, 173 und 174, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind. Die vierte Spalte 108 umfasst fünf Halbleitereinheiten 181, 182, 183, 184 und 185, die in Reihe in die zweite Richtung verbunden sind. Die fünfte Spalte 109 umfasst fünf Halbleitereinheiten 191, 192, 193, 194 und 195, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind. Die erste und die zweite Richtung sind entgegengesetzt. Es ist bei dem Layout ohne Umstände ausgestaltet, dass jede Spalte eine unterschiedliche Anzahl von Halbleitereinheiten umfasst, um die Anforderung des Kunden zu erfüllen.
Die Form der Halbleitereinheiten in der dritten Spalte 107 ist rechteckig und ist von der Form der Halbleitereinheiten in den anderen Spalten verschieden. Mit dieser Ausgestaltung ist es einfacher, die Elektroden anzuordnen. Bezug auf 1 und 3 nehmend sind die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 105 und in der fünften Spalte 109 ähnlich, ausgenommen die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten 151, 155, 191 und 195 im Eckbereich des Substrats 11. Die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte 106 und in der vierten Spalte 108 sind die gleichen, ausgenommen die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten 161, 165, 181 und 185, die nahe an der Kante des Substrats 11 sind. Das Layout der Elektrode auf den Halbleitereinheiten in der dritten Spalte 107 ist aufgrund der Form der Halbleitereinheiten das Unterschiedlichste von dem Layout der Elektrode auf den anderen Halbleitereinheiten. Die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten 172 und 173 sind die gleichen, aber von den Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten 171 und 174, die nahe an der Kante des Substrats 11 sind, verschieden.
Die ersten Verlängerungen 1411 umfassen eine erste Kurvenverlängerung 1411a und die zweiten Verlängerungen 1421 umfassen eine zweite Kurvenverlängerung 1421a. Die zweiten Verlängerungen 1421 umfassen ferner eine gerade Verlängerung 1421b auf den Halbleitereinheiten in den Spalten 105, 106, 108 und 109. Die ersten Kurvenverlängerungen 1411a und/oder die zweiten Kurvenverlängerungen 1421a sind zu keiner Kante der Halbleitereinheiten parallel. Die ersten Verlängerungen 1411 auf den Halbleiereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 105, 107, 109 sind auf der Oberfläche des Trenchs 170 angeordnet und von der ersten Kante der Halbleitereinheiten zu der zweiten, der ersten Kante gegenüberliegenden Kante verlängert; und die zweite Verlängerung 1421 ist von der zweiten Kante zu der ersten Kante verlängert. Die ersten Verlängerungen 1411 der Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 106, 108 sind von der zweiten Kante der Halbleitereinheiten zu der ersten Kante verlängert und die zweiten Verlängerungen 1421 sind von der ersten Kante zu der zweiten Kante verlängert. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Verlängerungen 1421 im Wesentlichen um die Kanten der Halbleitereinheiten angeordnet und die ersten Verlängerungen 1411 sind zwischen diesen angeordnet. Die Quantität der Verlängerung kann basierend auf der Fläche der Halbleitereinheit justiert werden. Je größer die Fläche der Halbleitereinheit ist, desto mehr Verlängerungen benötigt die Halbleitereinheit. Eine sekundäre Verlängerung 1411c und/oder eine sekundäre Verlängerung 1421c verlängern von der ersten Kurvenverlängerung 1411a und die zweite Kurvenverlängerung 1421a kann ausgebildet werden, um die Stromverteilung zu erhöhen.
Der erste Kontaktfleck 1412 und der zweite Kontaktfleck 1422 sind auf den Halbleitereinheiten 155 und 191 ausgebildet, die jeweils in den gegenüberliegenden Eckbereichen des Substrats 11 angeordnet sind. Der erste Kontaktfleck 1412 ist in Kontakt mit der ersten Verlängerung 1411 auf den Halbleitereinheiten 155. Der zweite Kontaktfleck 1422 ist in Kontakt mit der zweiten Verlängerung 1421 auf den Halbleitereinheiten 191. Die Kontaktflecke sind zum Drahtbonden oder zum Bonden des Flip-Chip-Typs ausgebildet. Um die Schwierigkeiten des Bondings zu reduzieren, sind die Kontaktflecke bevorzugter Weise jeweils auf verschiedenen Halbleitereinheiten auf der Außenseite des Substrats 11 angeordnet.
Um die Halbleitereinheiten elektrisch zu verbinden, ist ein Verbindungsteil 143 zwischen den Halbleitereinheiten ausgebildet. Das Verbindungsteil 143 ist in Kontakt zum Beispiel mit der ersten Verlängerung 1411 auf der ersten Halbleitereinheit und mit der zweiten Verlängerung 1421 auf der zweiten Halbleitereinheit, die an die erste Halbleitereinheit anliegt. In der Ausführungsform bilden die Verbindungsteile 143 eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 105, 107, 109 in eine erste Richtung und eine entgegengesetzte serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten in der zweiten, vierten Spalte 106, 108 in eine zweite Richtung aus. Die Spalten bilden eine serielle Verbindung aufgrund einer Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten 151 und 161, 165 und 174, 171 und 181, und 185 und 195 durch Verbindungsteile 143. Zwischen je zwei Halbleitereinheiten in der ersten, zweiten, vierten und fünften Spalte 105, 106, 108, 109 gibt es zwei Verbindungsteile 143; ein Verbindungsteil 143 gibt es zwischen je zwei Halbleitereinheiten in der dritten Spalte 107. 4 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 1 gezeigten optoelektrischen Vorrichtung 10.
Die optoelektrische Vorrichtung 10 kann ferner eine transparente leitfähige Schicht umfassen, die zwischen der zweiten Halbleiterschicht 123 und der zweiten Elektrode 142 ausgebildet ist. Das Material der transparenten leitfähigen Schicht ist ein Metalloxid-Material, zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid (ITO), Cadmium-Zinn-Oxid (CTO), Antimon-Zinn-Oxid, Indium-Zink-Oxid, Zink-Aluminium-Oxid oder Zink-Zinn-Oxid. Eine Metallschicht mit einer Dicke, durch die das Licht auch passieren kann, kann die transparente leitfähige Schicht sein.
Eine Klebeschicht kann ferner zwischen dem Substrat 11 und der ersten Halbleiterschicht 121 zum Anbringen der Halbleitereinheiten auf das Substrat 11 ausgebildet werden. Die Klebeschicht ist eine isolierende transparente Klebeschicht oder eine leitfähige Klebeschicht. Die isolierende transparente Klebeschicht kann ein Polyimid (PI), Benzocyclobuten (BCB) oder Perfluorcyclobuten (PFCB) sein. Das Material der leitfähigen Klebeschicht ist ein Metalloxid-Material oder Metall. Das Metalloxid-Material umfasst das Indium-Zinn-Oxid (ITO), das Cadmium-Zinn-Oxid (CTO), das Antimon-Zinn-Oxid-, das Indium-Zink-Oxid, das Zink-Aluminium-Oxid oder das Zink-Zinn-Oxid. Das Metall-Material umfasst Ni, Au, Ti, Cr, Al oder Pt. Die Trennungsnuten 111 sind zwischen den Halbleitereinheiten ausgebildet und ein Teil des Substrats 11 und/oder der isolierenden transparenten Klebeschicht ist durch die Trennungsnut 111 freigelegt. Wenn die Klebeschicht die leitfähige Klebeschicht ist, müssen die Trennungsnuten 111 durch die leitfähige Klebeschicht und das Substrat 11 führen, das für elektrische Isolierung zwischen den Halbleitereinheiten freigelegt ist, und das Substrat 11 muss ein isolierendes Material sein, zum Beispiel AlN, Saphir oder Glas.
5 veranschaulicht eine Draufsicht auf eine optoelektrische Vorrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Bezug auf 5-6 nehmend umfasst die optoelektrische Vorrichtung 20 eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die auf einem Substrat 21 ausgebildet sind und die durch Trenche getrennt sind, erste Elektroden 241, zweite Elektroden 242 und auf den Halbleitereinheiten ausgebildete Verbindungsteile 243. Die Struktur der Halbleitereinheiten ist die gleiche wie die in der optoelektrischen Vorrichtung 10, welche die erste Halbleiterschicht 121, die zweite Halbleiterschicht 123 und den zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich 122 umfasst. Eine Vielzahl an Trennungsnuten 211 ist zwischen den Halbleitereinheiten ausgebildet. Es gibt eine Vielzahl an ersten Elektroden 241 und an zweiten Elektroden 242 auf der optoelektronischen Vorrichtung 20. Die ersten Elektroden 241 sind auf der freigelegten ersten Halbleiterschicht 121 ausgebildet und die zweiten Elektroden 242 sind auf der zweiten Halbleiterschicht 123 ausgebildet. Die ersten Elektroden 241 umfassen erste Verlängerungen 2411 und die zweiten Elektroden 242 umfassen zweite Verlängerungen 2421. Die erste Elektrode 241, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen ersten Kontaktfleck 2412 und die zweite Elektrode 242, die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen zweiten Kontaktfleck 2422.
In der Ausführungsform ist die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 20 2,16x2,16 mm² und die Steuerspannung ist 72 V. Die Fläche einer jeden Halbleitereinheit ist mit der Fläche einer jeden anderen Halbleitereinheit gleich. Gemäß der Gleichung $(\frac{V}{V_{f}} - 1)$
umfasst die optoelektronische Vorrichtung 20 dreiundzwanzig Halbleitereinheiten, die in fünf Spalten 205, 206, 207, 208 und 209 angeordnet sind. Die erste Spalte 205 umfasst fünf Halbleitereinheiten 251, 252, 253, 254 und 255, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind, und das Elektrodenlayout ist das Gleiche wie das Elektrodenlayout der Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 105 in der optoelektronischen Vorrichtung 10. Die zweite Spalte 206 umfasst vier Halbleitereinheiten 261, 262, 263 und 264, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind, und das Elektrodenlayout ist das Gleiche wie das Elektrodenlayout der Halbleitereinheiten in der dritten Spalte 107 in der optoelektronischen Vorrichtung 10. Die dritte Spalte 207 umfasst fünf Halbleitereinheiten 271, 272, 273, 274 und 275, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind, und das Elektrodenlayout ist das Gleiche wie das Elektrodenlayout der Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 105 in der optoelektrischen Vorrichtung 10. Die vierte Spalte 208 umfasst vier Halbleitereinheiten 281, 282, 283 und 284, die in Reihe in die zweite Richtung verbunden sind, und das Elektrodenlayout ist der gleiche wie das Elektrodenlayout der Halbleitereinheiten in der dritten Spalte 107 in der optoelektrischen Vorrichtung 10. Die fünfte Spalte 209 umfasst fünf Halbleitereinheiten 291, 292, 293, 294 und 295, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind, und das Elektrodenlayout ist das Gleiche wie das Elektrodenlayout der Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 105 in der optoelektrischen Vorrichtung 10.
Die Form der Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 206 und 208 ist rechteckig und ist von der Form der Halbleitereinheiten in den anderen Spalten unterschiedlich. Bezug auf 5 und 6 nehmend sind die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 205, in der dritten Spalte 207 und in der fünften Spalte 209 zu einander ähnlich, mit Ausnahme der Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten 251, 255, 271, 275, 291 und 295. Die Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte 206 und in der vierten Spalte 208 sind die Gleichen, ausgenommen der Layouts der Elektroden auf den Halbleitereinheiten 261, 264, 281 und 284. Die ersten Verlängerungen 2411 umfassen eine erste Kurvenverlängerung 2411a und die zweiten Verlängerungen 2421 umfassen eine zweite Kurvenverlängerung 2421a. Die zweiten Verlängerungen umfassen ferner eine gerade Verlängerung 2421b auf den Halbleitereinheiten in Spalten 205, 207 und 209. Die ersten Kurvenverlängerungen 2411a und die zweite Kurvenverlängerung 2421a sind zu keiner der Kanten der Halbleitereinheiten parallel. Die ersten Verlängerungen 2411 auf den Halbleitereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 205, 207, 209 sind auf der ersten Halbleiterschicht 121 angeordnet und von der ersten Kante der Halbleitereinheiten zu der zweiten Kante, die sich gegenüber der ersten Kante befindet, verlängert und die zweite Verlängerung 2421 ist von der zweiten Kante zu der ersten Kante verlängert. Die ersten Verlängerungen 2411 auf den Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 206, 208 sind von der zweiten Kante der Halbleitereinheiten zu der ersten Kante verlängert und die zweiten Verlängerungen 2421 sind von der ersten Kante zu der zweiten Kante verlängert. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Verlängerungen 2421 im Wesentlichen um die Kanten der Halbleitereinheiten angeordnet und die ersten Verlängerungen sind zwischen diesen angeordnet. Eine sekundäre Verlängerung 2411c, die von der ersten Kurvenverlängerung 2411a verlängert ist, kann ausgebildet werden, um die Stromverteilung zu erhöhen.
Der erste Kontaktfleck 2412 und der zweite Kontaktfleck 2422 sind jeweils auf den Halbleitereinheiten 255 und 291 ausgebildet. Der erste Kontaktfleck 2412 ist in Kontakt mit der ersten Verlängerung 2411 auf den Halbleitereinheiten 255. Der zweite Kontaktfleck 2422 ist in Kontakt mit der zweiten Verlängerung 2421 auf den Halbleitereinheiten 291. Die Kontaktflecke sind zum Bonden ausgebildet und jeweils auf den verschiedenen Halbleitereinheiten in den Eckbereichen des Substrats 21 angeordnet.
In der Ausführungsform bilden die Verbindungsteile 243 eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 205, 207, 209 in eine erste Richtung und eine entgegengesetzte serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 206, 208 in eine zweite Richtung aus. Die Spalten verbinden in Reihe zwischen den Halbleitereinheiten 251 und 261, 264 und 275, 271 und 281, und 284 und 295 durch die Verbindungsteile 243. Es gibt zwei Verbindungsteile 243 zwischen je zwei Halbleitereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 205, 207, 209 und ein Verbindungsteil 243 zwischen je zwei Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte 206 und in der vierten Spalte 208. 7 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 5 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung 20.
8 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 30 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Bezug auf 8-9 nehmend umfasst die optoelektronische Vorrichtung 30 eine Vielzahl an auf einem Substrat 31 ausgebildeten Halbleitereinheiten, erste Elektroden 341, zweite Elektroden 342 und auf den Halbleitereinheiten ausgebildete Verbindungsteile 343. Die Struktur der Halbleitereinheiten umfasst die erste Halbleiterschicht 121, die zweite Halbleiterschicht 123 und den zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich 122. Eine Vielzahl an Trennungsnuten 311 ist zwischen den Halbleitereinheiten ausgebildet. Eine Vielzahl an ersten Elektroden 341 und an zweiten Elektroden 342 ist auf der optoelektronischen Vorrichtung 30 ausgebildet. Die ersten Elektroden 341 mit einer ersten Verlängerung 3411 sind auf den Halbleitereinheiten ausgebildet, mit Ausnahme der Halbleitereinheit 355, und die zweiten Elektroden 342, die auf jeder der Halbleitereinheiten ausgebildet sind, umfassen eine zweite Verlängerung 3421. Die erste Elektrode 341, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen ersten Kontaktfleck 3412 und die zweite Elektrode 342, die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen zweiten Kontaktfleck 3422.
In der Ausführungsform ist die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 30 1,27×1,27 mm² (50×50 mil²) und die Steuerspannung ist 72 V. Die Steuerspannung einer jeden Halbleitereinheit ist ungefähr 3 V. Die Fläche einer jeden Halbleitereinheit ist mit der Fläche einer jeden anderen Halbleitereinheit gleich. Die optoelektronische Vorrichtung 30 umfasst dreiundzwanzig Halbleitereinheiten, die in fünf Spalten 305, 306, 307, 308 und 309 angeordnet sind. Die erste Spalte 305 umfasst fünf Halbleitereinheiten 351, 352, 353, 354 und 355, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die zweite Spalte 306 umfasst vier Halbleitereinheiten 361, 362, 363 und 364, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die dritte Spalte 307 umfasst fünf Halbleitereinheiten 371, 372, 373, 374 und 375, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die vierte Spalte 308 umfasst vier Halbleitereinheiten 381, 382, 383 und 384, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die fünfte Spalte 309 umfasst fünf Halbleitereinheiten 391, 392, 393, 394 und 395, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind.
Die Form der Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 306 und 308 ist von der Form der Halbleitereinheiten in den anderen Spalten verschieden. Bezug auf 8 und 9 nehmend sind die Layouts der Elektrode auf den Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 305, in der dritten Spalte 307 und in der fünften Spalte 309 zu einander gleich, mit Ausnahme der Layouts der Elektrode auf den Halbleitereinheiten 351, 355, 371, 375, 391 und 395. Die Layouts der Elektrode auf den Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte 306 und in der vierten Spalte 308 sind die Gleichen, mit Ausnahme der Layouts der Elektrode auf den Halbleitereinheiten 361, 364, 381 und 384. Die ersten Verlängerungen 3411 können Kurvenverlängerungen 3411a sein, die auf den Halbleitereinheiten 361, 375, 381, 391 und 394 dicht bei der Kante des Substrats 31 angeordnet sind, oder gerade Verlängerungen 3411b sein, die auf den anderen Halbleitereinheiten angeordnet sind. Alle der zweiten Verlängerungen 3421 sind Kurvenverlängerungen.
Die ersten Verlängerungen 3411 der Halbleitereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 305, 307, 309, mit Ausnahme der Halbleitereinheiten 375 und 385, sind von der ersten Kante der Halbleitereinheiten zu der zweiten Kante verlängert; die zweiten Verlängerungen 3421 sind von der ersten Kante zu der zweiten Kante verlängert. Die ersten Verlängerungen 3411 der Halbleitereinheiten 375 und 395 sind von einer dritten Kante der Halbleitereinheiten 375 und 395 zu der zweiten Kante verlängert. Die ersten Verlängerungen 3411 der Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 306, 308, mit Ausnahme der Halbleitereinheiten 361 und 381, sind von der zweiten Kante zu der ersten Kante verlängert; die zweiten Verlängerungen 3421 sind von der ersten Kante zu der zweiten Kante verlängert. Die ersten Verlängerungen 3411 der Halbleitereinheiten 361 und 381 sind von einer dritten Kante der Halbleitereinheiten 361 und 381 zu der ersten Kante verlängert. Die Kurvenverlängerungen der ersten Verlängerungen 3411 und der zweiten Verlängerung 3421 sind nicht zu der Kante der Halbleitereinheiten parallel. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Verlängerungen 3421 im Wesentlichen um die Kanten der Halbleitereinheiten angeordnet und die ersten Verlängerungen sind zwischen diesen angeordnet. Sekundären Verlängerungen 3411c, die von den Kurvenverlängerungen 3411a verlängert sind, und die gerade Verlängerung 3411b können optional ausgebildet sein, um die Stromverteilung zu erhöhen.
Der erste Kontaktfleck 3412 und der zweite Kontaktfleck 3422 sind jeweils auf den Halbleitereinheiten 355 und 391 ausgebildet. Der zweite Kontaktfleck 3422 ist in Kontakt mit der zweiten Verlängerung 3421 auf den Halbleitereinheiten 391. Die Kontaktflecke sind zum Drahtbonden oder zum Bonden des Flip-Chip-Typs ausgebildet und sind jeweils auf den verschiedenen Halbleitereinheiten in den Eckbereichen des Substrats 31 angeordnet.
In der Ausführungsform bilden die Verbindungsteile 343 eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten in der ersten, dritten und fünften Spalte 305, 307, 309 in die erste Richtung und eine entgegengesetzte serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten in der zweiten und vierten Spalte 306, 308 in die zweite Richtung aus. Die Spalten verbinden in Reihe zwischen den Halbleitereinheiten 351 und 361, 364 und 375, 371 und 381, und 384 und 395 durch Verbindungsteile 343. Es gibt nur ein Verbindungsteil 343 zwischen je zwei Halbleitereinheiten. 10 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 8 gezeigten optoelektrischen Vorrichtung 30.
11 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Bezug auf 11-12 nehmend umfasst die optoelektronische Vorrichtung 40 eine Vielzahl an auf einem Substrat 41 ausgebildeten Halbleitereinheiten, erste Elektroden 441, zweite Elektroden 442 und auf den Halbleitereinheiten ausgebildete Verbindungsteile 443. Die Struktur der Halbleitereinheiten umfasst die erste Halbleiterschicht 121, die zweite Halbleiterschicht 123 und den zwischen diesen angeordneten aktiven Bereich 122. Eine Vielzahl an Trennungsnuten 411 ist zwischen den Halbleitereinheiten ausgebildet. Eine Vielzahl an ersten Elektroden 441 und an zweiten Elektroden 442 ist auf der optoelektronischen Vorrichtung 40 ausgebildet. Die ersten Elektroden 441 mit einer ersten Verlängerung 4411 sind auf den Halbleitereinheiten, mit Ausnahme der Halbleitereinheit 455, ausgebildet und die zweiten Elektroden 442 mit einer zweiten Verlängerung 4421 sind auf den Halbleitereinheiten, mit Ausnahme der Halbleitereinheit 471, ausgebildet. Die erste Elektrode 441, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen ersten Kontaktfleck 4412 und die zweite Elektrode 442, die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen zweiten Kontaktfleck 4422.
In der Ausführungsform ist die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 40 1,14×1,14 mm² (45×45 mil²) und die Steuerungsspannung ist 48 V. Die Steuerungsspannung einer jeden Halbleitereinheit ist ungefähr 3 V. Gemäß der Gleichung der Anzahl der Halbleitereinheiten umfasst die optoelektronische Vorrichtung 40 sechzehn Halbleitereinheiten, die in drei Spalten 405, 406 und 407 angeordnet sind. Die erste Spalte 405 umfasst fünf Halbleitereinheiten 451, 452, 453, 454 und 455, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die zweite Spalte 406 umfasst sechs Halbleitereinheiten 461, 462, 463, 464, 465 und 466, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die dritte Spalte 407 umfasst fünf Halbleitereinheiten 471, 472, 473, 474 und 475, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind.
Die Form der Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte 402 ist von der Form der Halbleitereinheiten in den anderen Spalten verschieden. Bezug auf 11 und 12 nehmend sind die Layouts der Elektrode auf den Halbleitereinheiten in der ersten Spalte 405 und in der dritten Spalte 407 zueinander ähnlich, mit Ausnahme der Layouts der Halbleitereinheiten 451, 455, 471 und 475. Die erste Verlängerung 4411 umfasst eine gerade Verlängerung 4411a und eine sekundäre Verlängerung 4411c. Alle der zweiten Verlängerungen 4421 sind Kurvenverlängerungen. Die ersten Verlängerungen 4411 der Halbleitereinheiten in der ersten und in der zweiten Spalte 405, 407 sind von der ersten Kante der Halbleitereinheiten zu der dritten und vierten Kante, die an die erste Kante anliegen, verlängert; und die zweiten Kurvenverlängerungen 4421 sind von der ersten Kante zu der dritten und vierten Kante verlängert. Die ersten Verlängerungen 4411 der Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte 406 sind von der zweiten Kante zu der dritten und vierten Kante verlängert; und die zweiten Verlängerungen 4421 sind von der ersten Kante zu der dritten und vierten Kante verlängert. Die Kurvenverlängerungen 4411 und 4421 sind zu keiner Kante der Halbleitereinheiten parallel.
Der erste Kontaktfleck 4412 und der zweite Kontaktfleck 4422 sind jeweils auf den Halbleitereinheiten 455 und 471 ausgebildet. Verbindungsteile 443 bilden eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten aus. 13 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 1 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung 40.
14 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 50 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. 15 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der optoelektronischen Vorrichtung 50. Die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 50 ist 1,02×1,02 mm² (40×40 mil²) und die Steuerungsspannung ist 36 V. Die Steuerungsspannung einer jeden Halbleitereinheit ist ungefähr 3V. Gemäß der Gleichung $(\frac{V}{V_{f}} - 1)$
umfasst die optoelektronische Vorrichtung 50 in dieser Ausführungsform elf Halbleitereinheiten, die in drei Spalten 505, 506 und 507 angeordnet sind. Die erste Spalte 505 umfasst vier Halbleitereinheiten 551, 552, 553 und 554, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die zweite Spalte 506 umfasst drei Halbleitereinheiten 561, 562 und 563, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die dritte Spalte 507 umfasst vier Halbleitereinheiten 571, 572, 573 und 574, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind. Die ersten Elektroden 541 mit einer ersten Verlängerung 5411 sind auf den Halbleitereinheiten, mit Ausnahme der Halbleitereinheit 554, ausgebildet und die zweiten Elektroden 542, die eine zweite Verlängerung 5421 umfassen, sind auf allen der Halbleitereinheiten ausgebildet. Die erste, auf der Halbleitereinheit 554 ausgebildete Elektrode 541 umfasst einen ersten Kontaktfleck 5412 und die zweite, auf der Halbleitereinheit 571 ausgebildete Elektrode 542 umfasst einen zweiten Kontaktfleck 5422. Verbindungsteile 543 bilden eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten aus. 16 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 14 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung 50.
17 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 60 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. 18 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der optoelektronischen Vorrichtung 60. Die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 60 ist 3,05×3,05 mm² (120×120 mil²) und die Steuerspannung ist 24 V. Die Steuerspannung einer jeden Halbleitereinheit ist ungefähr 3 V. Gemäß der Gleichung $(\frac{V}{V_{f}})$
umfasst die optoelektronische Vorrichtung 60 in dieser Ausführungsform acht Halbleitereinheiten, die in drei Spalten 605, 606 und 607 angeordnet sind. Die erste Spalte 605 umfasst zwei Halbleitereinheiten 651 und 652, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die zweite Spalte 606 umfasst vier Halbleitereinheiten 661, 662, 663 und 664, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die dritte Spalte 607 umfasst zwei Halbleitereinheiten 671 und 672, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind. Die ersten Elektroden 641 umfassen eine erste Verlängerung 6411 und die zweiten Elektroden 642 umfassen eine zweite Verlängerung 6421. Die erste Elektrode 641, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst zwei erste Kontaktflecke 6412 und die zweite Elektrode 642, die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst zwei zweite Kontaktflecke 6422. Verbindungsteile 643 bilden eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten aus. 19 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 17 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung 60.
20 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 70 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. 21 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der optoelektronischen Vorrichtung 70. Die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 70 ist 3,05×3,05 mm² und die Steuerungsspannung ist 24 V. Die Steuerungsspannung einer jeden Halbleitereinheit ist ungefähr 3V. Gemäß der Gleichung $(\frac{V}{V_{f}} - 1)$
umfasst die optoelektronische Vorrichtung 70 in dieser Ausführungsform sieben Halbleitereinheiten, die in drei Spalten 705, 706 und 707 angeordnet sind. Die erste Spalte 705 umfasst zwei Halbleitereinheiten 751 und 752, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Die zweite Spalte 706 umfasst drei Halbleitereinheiten 761, 762 und 763, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die dritte Spalte 707 umfasst zwei Halbleitereinheiten 771 und 772, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind. Die ersten Elektroden 741 umfassen eine erste Verlängerung 7411 und die zweiten Elektroden 742 umfassen eine zweite Verlängerung 7421. Die erste Elektrode 741, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst zwei erste Kontaktflecke 7412 und die zweite Elektrode 742, die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst zwei zweite Kontaktflecke 7422. Die Verbindungsteile 743 bilden eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten aus. 22 ist ein entsprechendes Schaltdiagramm der in 20 gezeigten optoelektronischen Vorrichtung 70.
23 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 80 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. 24 veranschaulicht eine dreidimensionale Sicht der optoelektronischen Vorrichtung 80. Die Größe der optoelektronischen Vorrichtung 80 ist 2,16×2,16 mm² und die Steuerungsspannung ist 144 V. Die Steuerungsspannung einer jeden Halbleitereinheit ist ungefähr 3 V. Gemäß der Gleichung $(\frac{V}{V_{f}})$
umfasst die optoelektronische Vorrichtung 80 in dieser Ausführungsform achtundvierzig Halbleitereinheiten, die in sieben Spalten 801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 angeordnet sind. Jede der Spalten 801, 803, 805 und 807 umfasst sieben Halbleitereinheiten, die in Reihe in eine erste Richtung verbunden sind. Jede der Spalten 802 und 806 umfasst sieben Halbleitereinheiten, die in Reihe in eine zweite Richtung verbunden sind. Die vierte Spalte 804 umfasst sechs Halbleitereinheiten, die in Reihe in die erste Richtung verbunden sind. Die erste Elektrode 841 mit einer ersten Verlängerung 8411 ist auf den Halbleitereinheiten, mit Ausnahme der Halbleitereinheit, auf der ein erster Kontaktfleck 8412 ausgebildet ist, ausgebildet und die zweite Elektrode 842, die eine zweite Verlängerung 8421 umfasst, ist auf allen der Halbleitereinheiten ausgebildet. Die zweite Elektrode 842, die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, umfasst einen zweiten Kontaktfleck 8422. Verbindungsteile 843 bilden eine serielle Verbindung zwischen den Halbleitereinheiten aus. Die zweite Elektrode 842 ist auf der zweiten Halbleiterschicht 123 der Halbleitereinheit 811, auf welcher der erste Kontaktfleck 841 angeordnet ist, ausgebildet und mit der ersten Elektrode 841 der Halbleitereinheit 812 durch das Verbindungsteil 843 verbunden. Die erste Elektrode 841 ist auf der ersten Halbleiterschicht 121 der Halbleitereinheit 871, auf welcher der zweite Kontaktfleck angeordnet ist, ausgebildet und mit der zweiten Elektrode 842 der Halbleitereinheit 872 durch das Verbindungsteil 843 verbunden.
25 veranschaulicht eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung 90 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Die optoelektronische Vorrichtung 90 umfasst achtundvierzig Halbleitereinheiten, die in sieben Spalten 801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 angeordnet sind. Das Aussehen und das Elektrodenlayout der optoelektronischen Vorrichtung 90 sind dem Aussehen und dem Elektrodenlayout der optoelektronischen Vorrichtung 80 ähnlich, die Unterschiede zwischen diesen sind, dass der erste Kontaktfleck 9412 auf dem zweiten Halbleiter 123 der Halbleitereinheit 811 ausgebildet ist und dass der erste Kontaktfleck 9412 in Reihe mit der ersten Elektrode 841 der Halbleitereinheit 812 durch das Verbindungsteil 843 verbunden ist, und dass der zweite Kontaktfleck 9422 auf dem zweiten Halbleiter 123 der Halbleitereinheit 871 ausgebildet ist, welche in Reihe mit der zweiten Elektrode 842 der Halbleitereinheit 872 durch das Verbindungsteil 843 verbunden ist. Wenn von einer Leistungsquelle zugeführter Strom in den zweiten Kontaktfleck 9422 injiziert wird und von dem ersten Kontaktfleck 9412 ausfließt, fließt der Strom direkt von dem zweiten Kontaktfleck 9422 durch das Verbindungsteil 843 zu der ersten Elektrode 841 der Halbleitereinheit 812 und umgeht die erste Halbleiterschicht 121, den aktiven Bereich 122 und die zweite Halbleiterschicht 123 der Halbleitereinheit 871, da der Widerstand der Halbleitereinheit 871 unter dem zweiten Kontaktfleck 9422 größer als der Vorwiderstand des zweiten Kontaktflecks 9422, des Verbindungsteils 843 und der zweiten Elektrode 842 der Halbleitereinheit 872 ist. Ähnlich, nach dem der Strom zu der ersten Elektrode 841 der Halbleitereinheit 812 fließt und dann zu dem ersten Kontaktfleck 9412 durch das Verbindungsteil 843 fließt, fließt der Strom zu der Leistungsquelle aus und umgeht zu der Route der ersten Halbleiterschicht 121, des aktiven Bereichs 122 und der zweiten Halbleiterschicht 123 der Halbleitereinheit 811. Dementsprechend generieren die Halbleitereinheiten 811 und 9871 unter dem ersten Kontaktfleck 9412 und unter dem zweiten Kontaktfleck 9422 kein Licht. Um ferner den Kontaktfleck und die Halbleitereinheit unter dem Kontaktfleck zu isolieren, kann eine isolierende Schicht zwischen dem Kontaktfleck und der Halbleitereinheit ausgebildet werden, um einen Kurzschluss aufgrund einer hohen Stromstörung der Halbleitereinheit unter dem Kontaktfleck zu vermeiden.
Da die Halbleitereinheiten unter dem ersten Kontaktfleck 9412 und unter dem zweiten Kontaktfleck 9422 kein Licht generieren, sind die Flächen des ersten Kontaktflecks 9412 und des zweiten Kontaktflecks 9422 ähnlich und/oder dicht an den Flächen der Halbleitereinheiten 811 und 871, um die Zuverlässigkeit in dem Bonding-Prozess zu verbessern. Zudem kann der erste Kontaktfleck 9412 zusammen mit dem zweiten Kontaktfleck 8422 der optoelektronischen Vorrichtung platziert werden. Die Gesamtfläche der zweiten Halbleiterschicht 123 der Halbleitereinheit 811 ist im Wesentlichen mit dem ersten Kontaktfleck 9412 bedeckt und der zweite Kontaktfleck 8422 ist auf einem Teil der zweiten Halbleiterschicht 123 der Halbleitereinheit 871 platziert. Es gibt keinen Strom, der die Halbleitereinheit 811 unter dem ersten Kontaktfleck 9412 passiert, sodass die Halbleitereinheit kein Licht generiert. Die erste Elektrode 841 auf der Halbleitereinheit 871 ist mit der zweiten Elektrode 842 der Halbleitereinheit 872 durch das Verbindungsteil 843 verbunden. Die Halbleitereinheit 871, auf welcher der zweite Kontaktfleck 8422 angeordnet ist, kann Licht generieren, wenn der Strom injiziert wird. Ähnlich kann auch der zweite Kontaktfleck 9422 zusammen mit dem ersten Kontaktfleck 8412 der optoelektronischen Vorrichtung 80 platziert sein. Der erste Kontaktfleck 8412 ist auf einem Teil der ersten Halbleiterschicht 121 der Halbleitereinheit 811 angeordnet und ein Hauptteil der Fläche der Gesamtfläche der zweiten Halbleiterschicht 123 der Halbleitereinheit 871 ist durch den zweiten Kontaktfleck 9422 bedeckt. Die zweite Elektrode 842 auf der Halbleitereinheit 811 ist mit der ersten Elektrode 841 der Halbleitereinheit 812 durch das Verbindungsteil 843 verbunden. Die Halbleitereinheit 811, auf welcher der erste Kontaktfleck 8412 angeordnet ist, kann Licht generieren, wenn der Strom injiziert wird. Der in den zweiten Kontaktfleck 9422 injizierte Strom fließt nicht durch den aktiven Bereich 122 der Halbleitereinheit 871, sondern fließt zu der Halbleitereinheit 872 durch das Verbindungsteil 843, sodass die Halbleitereinheit 871, auf welcher der zweite Kontaktfleck 9422 angeordnet ist, kein Licht generiert.
Das Material der ersten Halbleiterschicht, des aktiven Bereichs und der zweiten Halbleiterschicht enthält ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe bestehend aus Ga, Al, In, As, P, N und Si ausgewählt sind, zum Beispiel GaN, AlGaN, InGaN, AlGalnN, GaP, GaAs, GaAsP, GaNAs oder Si. Das Material des Substrats umfasst Saphir, GaAs, GaP, SiC, ZnO, GaN, AlN, Cu oder Si.

Claims

Optoelektronische Vorrichtung (10), die aufweist: - ein Substrat (11); - eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die miteinander elektrisch verbunden sind und auf dem Substrat (11) angeordnet sind, wobei jede Halbleitereinheit eine erste Halbleiterschicht (121), eine zweite Halbleiterschicht (123) und einen zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht (121, 123) angeordneten aktiven Bereich (122) aufweist; - eine Vielzahl an ersten Elektroden (141), die jeweils auf den ersten Halbleiterschichten (121) angeordnet sind; - eine Vielzahl an zweiten Elektroden (142), die jeweils auf den zweiten Halbleiterschichten (123) angeordnet sind; - eine Vielzahl an Verbindungsteilen (143), die jeweils zwischen zwei benachbarten Halbleitereinheiten ausgebildet sind, um die zwei benachbarten Halbleitereinheiten elektrisch in Reihe zu verbinden, - wobei eine der ersten Elektroden (141) erste Verlängerungen (1411) aufweist, die voneinander beabstandet sind, eine der zweiten Elektroden (142) miteinander verbundene zweite Verlängerungen (1421, 1421a, 1421b) aufweist, - wobei jede der einzelnen ersten Verlängerungen (1411) der ersten Elektroden (141) jeweils mit einem der Verbindungsteile (143) verbunden ist und - wobei jedes der Verbindungsteile (143) jeweils mit allen zweiten Verlängerungen (1421, 1421a, 1421b) einer der zweiten Elektroden (142) verbunden ist.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Halbleitereinheiten zumindest zwei verschiedene Formen aufweisen.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der ersten Verlängerungen (1411) und/oder die zweite Verlängerung (1421) eine gerade Verlängerung (1421b) oder eine Kurvenverlängerung (1411a, 1421a) aufweist, die zu keiner der Kanten der Halbleitereinheiten parallel ist, und zumindest eine der ersten Verlängerungen (1411) und/oder die zweite Verlängerung (1421) eine sekundäre Verlängerung aufweist.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die ersten Verlängerungen (1411) oder die zweite Verlängerung (1421) eine gerade Verlängerung (1421b) oder eine Kurvenverlängerung (1411a, 1421a) aufweisen, die zu keiner der Kanten der Halbleitereinheiten parallel ist.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl an Halbleitereinheiten eine erste Halbleitereinheit, eine zweite Halbleitereinheit und eine dritte Halbleitereinheit aufweist, wobei eine der ersten Elektroden (141) einen ersten Kontaktfleck (1412) aufweist, der auf der ersten Halbleitereinheit angeordnet ist, die im Eckbereich des Substrats (11) ist, wobei eine der zweiten Elektroden (142) einen zweiten Kontaktfleck (1422) aufweist, der auf der zweiten Halbleitereinheit angeordnet ist, die in einem anderen Eckbereich des Substrats (11) ist, und wobei die ersten Verlängerungen (1411) und die zweite Verlängerung (1421) auf der dritten Halbleitereinheit angeordnet sind, die keinen Kontaktfleck aufweist.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die erste, auf der ersten Halbleitereinheit angeordnete Elektrode ferner eine Verlängerung aufweist, die in Kontakt mit dem ersten Kontaktfleck (1412) ist, und/oder die zweite, auf der zweiten Halbleitereinheit angeordnete Elektrode ferner eine Verlängerung aufweist, die in Kontakt mit dem zweiten Kontaktfleck (1422) ist.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die ersten Verlängerungen (1411) von einer ersten Kante einer Halbleitereinheit zu einer der ersten Kante gegenüberliegenden zweiten Kante derselben Halbleitereinheit verlängern, und wobei die zweite Verlängerung (1421) von der zweiten Kante zu der ersten Kante derselben Halbleitereinheit verlängert.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl an Halbleitereinheiten unterschiedliche Elektrodenlayouts aufweisen.
Optoelektronische Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl an Halbleitereinheiten eine erste Spalte und eine zur ersten Spalte parallelen zweiten Spalte bilden, und eine Gesamtzahl der Halbleitereinheiten in der ersten Spalte von einer Gesamtzahl der Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte verschieden ist.
Optoelektronische Vorrichtung (10), die aufweist: - ein Substrat (11); - eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die in einer ersten Spalte angeordnet sind und eine Vielzahl von Halbleitereinheiten, die in einer zweiten Spalte angeordnet sind, wobei jede der Vielzahl an Halbleitereinheiten eine erste Halbleiterschicht (121), eine zweite Halbleiterschicht (123) und einen zwischen der ersten und zweiten Halbleiterschicht (121, 123) angeordneten aktiven Bereich (122) aufweist, - wobei eine Anzahl der in der ersten Spalte angeordneten Halbleitereinheiten von einer Anzahl der in der zweiten Spalte angeordneten Halbleitereinheiten verschieden ist, - wobei jede der in der ersten Spalte angeordneten Halbleitereinheiten und jede der in der zweiten Spalte angeordneten Halbleitereinheiten eine rechteckige Form aufweist, und - wobei die rechteckige Form der in der ersten Spalte angeordneten Halbleitereinheiten von der rechteckigen Form der in der zweiten Spalte angeordneten Halbleitereinheiten verschieden ist; - eine erste Elektrode (141), die auf der ersten Halbleiterschicht (121) angeordnet ist, wobei die erste Elektrode (141) eine erste Verlängerung (1411) aufweist; - eine zweite Elektrode (142), die auf der zweiten Halbleiterschicht (123) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (142) eine zweite Verlängerung (1421) aufweist; und - eine Vielzahl an Verbindungsteilen (143), die jeweils zwischen zwei benachbarten Halbleitereinheiten ausgebildet sind, um die zwei benachbarten Halbleitereinheiten elektrisch in Reihe zu verbinden, wobei eine Anzahl an Verbindungsteilen (143) zwischen zwei benachbarten Halbleitereinheiten in der ersten Spalte von einer Anzahl an Verbindungsteilen (143) zwischen zwei benachbarten Halbleitereinheiten in der zweiten Spalte verschieden ist.
Optoelektronische Vorrichtung (70), die aufweist: - ein Substrat (11); - eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, die auf dem Substrat (11) in drei Spalten (705, 706, 707) angeordnet sind, wobei in der ersten Spalte (705) zwei Halbleitereinheiten (751, 752) in Reihe in einer ersten Richtung verbunden sind, wobei in der zweiten Spalte (706) eine erste Halbleitereinheit (761), eine zweite Halbleitereinheit (762) und eine dritte Halbleitereinheit (763) in Reihe in einer zweiten Richtung verbunden sind, und wobei in der dritten Spalte (707) zwei Halbleitereinheiten (771, 772) in Reihe in der ersten Richtung verbunden sind, wobei die optoelektronische Vorrichtung (70) eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweist, wobei die erste Seite und die zweite Seite parallel zur zweiten Richtung sind, wobei die Vielzahl an Halbleitereinheiten eine erste Halbleiterschicht (121) und eine zweite Halbleiterschicht (123) und einen zwischen der ersten und zweiten Halbleiterschicht (121, 123) angeordneten aktiven Bereich (122) aufweisen; - erste Elektroden (741) auf der ersten Halbleiterschicht (121) mit ersten Verlängerungen (7411); - zweite Elektroden (742) auf der zweiten Halbleiterschicht (123) mit zweiten Verlängerungen (7421); - wobei eine der ersten Elektroden (741), die auf einer der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, und eine der zweiten Elektroden (742), die auf einer anderen der Halbleitereinheiten ausgebildet ist, jeweils zwei erste und zwei zweite Kontaktflecken (7412; 7422) umfassen; - nur ein zwischen der ersten Halbleitereinheit (761) und der zweiten Halbleitereinheit (762) ausgebildetes erstes Verbindungsteil (143), das sich von der ersten Halbleiterschicht (121) der ersten Halbleitereinheit zur zweiten Halbleiterschicht (123) der zweiten Halbleitereinheit entlang der zweiten Richtung erstreckt; und - nur ein zwischen der zweiten Halbleitereinheit (762) und der dritten Halbleitereinheit (763) ausgebildetes zweites Verbindungsteil (143), das sich von der ersten Halbleiterschicht (121) der zweiten Halbleitereinheit zur zweiten Halbleiterschicht (123) der dritten Halbleitereinheit entlang der ersten Richtung erstreckt, - wobei bei Draufsicht auf die optoelektronische Vorrichtung, das erste Verbindungsteil (143) näher an der ersten Seite der optoelektronischen Vorrichtung als an der zweiten Seite der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet ist und das zweite Verbindungsteil (143) näher an der zweiten Seite der optoelektronischen Vorrichtung als an der ersten Seite der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet ist.
Optoelektronische Vorrichtung (10), die aufweist: - ein Substrat (11); - Trennungsnuten (111) im Substrat; - eine Vielzahl an Halbleitereinheiten, aufweisend eine erste Halbleitereinheit und eine zweite Halbleitereinheit, die auf dem Substrat (11) ausgebildet sind und durch die Trennungsnuten (111) voneinander getrennt sind, wobei jede der Vielzahl an Halbleitereinheiten eine rechteckige Form, eine erste Halbleiterschicht (121), eine zweite Halbleiterschicht (123) und einen zwischen der ersten und zweiten Halbleiterschicht (121, 123) angeordneten aktiven Bereich (122) aufweist; - eine erste Elektrode (141), die auf der ersten Halbleiterschicht (121) angeordnet ist, wobei die erste Elektrode (141) eine erste Verlängerung (1411) aufweist; - eine zweite Elektrode (142), die auf der zweiten Halbleiterschicht (123) angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode (142) zweite Verlängerungen (1421, 1421a, 1421b) aufweist; - wobei ein Elektrodenlayout der ersten Elektrode (141) und der zweiten Elektrode (142) auf der ersten Halbleitereinheit in einer ersten Spalte von einem Elektrodenlayout der ersten Elektrode (141) und der zweiten Elektrode (142) auf der zweiten Halbleitereinheit in einer zweiten Spalte verschieden ist und eine erste Seite der ersten Halbleitereinheit länger ist als eine zweite Seite der zweiten Halbleitereinheit und eine erste Seite der ersten Halbleitereinheit parallel zu der zweiten Seite der zweiten Halbleitereinheit ist; und - eine Vielzahl an Verbindungsteilen (143), die jeweils zwischen zwei benachbarten Halbleitereinheiten ausgebildet sind, um die zwei benachbarten Halbleitereinheiten elektrisch in Reihe zu verbinden.