DE102012218927A1 - Licht emittierende Vorrichtung (LED), Fertigungsverfahren dafür und ein LED-Modul, das diese verwendet - Google Patents

Licht emittierende Vorrichtung (LED), Fertigungsverfahren dafür und ein LED-Modul, das diese verwendet

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DE102012218927A1
DE102012218927A1 DE201210218927 DE102012218927A DE102012218927A1 DE 102012218927 A1 DE102012218927 A1 DE 102012218927A1 DE 201210218927 DE201210218927 DE 201210218927 DE 102012218927 A DE102012218927 A DE 102012218927A DE 102012218927 A1 DE102012218927 A1 DE 102012218927A1
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Hak Hwan Kim
Ill Heung Choi
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    • H01L2224/16221Disposition the bump 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
    • H01L2224/16225Disposition the bump 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Abstract

Licht emittierende Vorrichtung (LED), Fertigungsverfahren dafür und LED-Modul, das diese verwendet. Die LED kann enthalten: eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht, die nacheinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet sind, eine erste Elektrode, die in einem dadurch freigelegten Bereich ausgebildet ist, dass ein Teil der ersten Halbleiterschicht entfernt ist, eine zweite, auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildete Elektrode, eine Passivierungsschicht, die auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet ist, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen, einen ersten Höcker, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, welcher die erste, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, und der zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode ausgedehnt ist, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist, und einen zweiten Höcker, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält.

Description

  • Querverweis zu ähnlichen Patentanmeldungen
  • Diese Patentanmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119 Vorrang vor der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0106294 , eingereicht am 18. Oktober 2011 im koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit durch Verweis aufgenommen wird.
  • Hintergrund
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Das vorliegende allgemeine Erfindungskonzept bezieht sich auf eine Licht emittierende Vorrichtung (LED), ein Fertigungsverfahren dafür und ein LED-Modul, das diese verwendet, und genauer eine LED mit einem Höcker-Aufbau („Bump”-Aufbau), um ein Verbindungsverhalten zwischen der LED und einem Substrat während eines Flip-Chip-Bondvorgangs zu verbessern, ein Fertigungsverfahren dafür und ein LED-Modul, das diese verwendet.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Eine Licht emittierende Vorrichtung (LED) bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement, das Licht verschiedener Farben aussenden kann, indem es eine Licht aussendende Quelle bildet, indem ein Material aus einem Verbindungshalbleiter, zum Beispiel Galliumarsenid (GaAs), Aluminumgalliumarsenid (AlGaAs), Galliumnitrid (GaN), Galliumindiumphosphid (GalnP) und dergleichen verändert wird. Die LED kann in einer modularen Form gefertigt sein.
  • Ein herkömmliches LED-Modul wird gefertigt, indem eine LED auf einem zu einer Gehäuseform zu fertigenden Gehäusesubstrat montiert wird und das LED-Gehäuse auf dem Substrat verbunden wird. Jedoch führt ein solcher Gehäuseeinbauvorgang der LED des herkömmlichen LED-Moduls nicht nur zu einer Erhöhung einer Fertigungszeit und von Fertigungskosten, sondern auch zu einer Erhöhung einer Gesamtgröße des Moduls. Um diese Probleme zu lösen, wurde ein LED-Modul von einem Typ Nacktchipmontage (COB) entwickelt, bei dem eine LED direkt mit einem Substrat verbunden wird.
  • Das LED-Modul vom COB-Typ wird gefertigt, indem eine LED unter Verwendung eines Höckers mit einem Substrat verbunden wird, das ein Metallmuster enthält. Da jedoch mindestens zwei in der LED ausgebildete Höcker unterschiedliche Höhen, Flächen und Formen aufweisen, verschlechtert sich ein Verbindungsverhalten zwischen dem Substrat und der LED. Demgemäß kann eine Zuverlässigkeit des LED-Moduls durch eine Chiptrennung verringert sein, und die Wärmeabgabeeffizienz kann durch eine Verringerung der verbundenen Fläche vermindert sein.
  • Zusammenfassung
  • Allgemein sieht das vorliegende Erfindungskonzept eine Licht emittierende Vorrichtung (LED) mit einem Höcker-Aufbau vor, um ein Verbindungsverhalten zwischen der LED und einem Substrat während eines Flip-Chip-Bondvorgangs zu verbessern, ein Fertigungsverfahren dafür und ein LED-Modul, das diese verwendet.
  • Zusätzliche Merkmale und Nutzen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und sind teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch Anwenden des allgemeinen Erfindungskonzepts erfahren werden.
  • Die vorstehenden und/oder andere Merkmale und Nutzen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts werden erreicht durch Vorsehen einer LED, enthaltend eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht, die nacheinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet sind, eine erste Elektrode, die in einem vertieften Bereich der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, indem ein Teil der ersten Halbleiterschicht entfernt ist, eine zweite, auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildete Elektrode, eine Passivierungsschicht, die auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet ist, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen, einen ersten Höcker, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, welcher die erste, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, und der sich zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode erstreckt, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist, und einen zweiten Höcker, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält.
  • Die zweite Elektrode kann eine Vielzahl von Elektrodenflächen, die auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet sind, und eine Zwischenverbindungsfläche enthalten, die auf der Vielzahl von Elektrodenflächen ausgebildet ist.
  • Der erste Bereich und der zweite Bereich können bilaterale Symmetrie auf der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.
  • Der erste Höcker und der zweite Höcker können gleiche Höhen auf Grundlage der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.
  • Der erste Bereich und der zweite Bereich können gleiche Flächen aufweisen.
  • Die vorstehenden und/oder andere Merkmale und Nutzen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts können auch erreicht werden durch Vorsehen eines Verfahrens zum Fertigen einer LED, wobei das Verfahren enthält: Ausbilden einer ersten Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer Halbleiterschicht nacheinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat, Entfernen eines Teils der ersten Halbleiterschicht, um eine Vertiefung in der ersten Halbleiterschicht auszubilden, Ausbilden einer ersten Elektrode in der Vertiefung der ersten Halbleiterschicht, Ausbilden einer zweiten Elektrode auf der zweiten Halbleiterschicht, Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, Ätzen der Passivierungsschicht, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen, Ausbilden eines ersten Höckers in einem ersten Bereich, der die durch die Passivierungsschicht freigelegte erste Elektrode enthält, wobei sich der Höcker zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode erstreckt, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist, und Ausbilden eines zweiten Höckers in einem zweiten Bereich, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält.
  • Das Ausbilden der zweiten Elektrode kann Ausbilden einer Vielzahl von Elektrodenflächen auf der zweiten Halbleiterschicht und Ausbilden einer Zwischenverbindungsfläche auf der Vielzahl von Elektrodenflächen enthalten.
  • Das Ausbilden des ersten Höckers und das Ausbilden des zweiten Höckers kann auf der zweiten Halbleiterschicht Anordnen einer Maske enthalten, die ein Loch an einer Stelle enthält, die dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich entspricht, und Siebdrucken eines Metallmaterials in dem Loch.
  • Das Ausbilden des ersten Höckers und das Ausbilden des zweiten Höckers kann Aufbuckeln einer Lotkugel im ersten Bereich und im zweiten Bereich einschließen.
  • Der erste Bereich und der zweite Bereich können bilaterale Symmetrie auf der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.
  • Das Ausbilden des ersten Höckers kann Ausbilden des ersten Höckers derart enthalten, dass er eine gleiche Höhe wie eine Höhe des zweiten Höckers auf Grundlage der zweiten Halbleiterschicht aufweist.
  • Der erste Bereich und der zweite Bereich können gleiche Flächen aufweisen.
  • Die Passivierungsschicht kann aus einem beliebigen aus einer Gruppe ausgebildet sein, die aus Siliciumoxid (SiOx), Siliciumnitrid (SiNx) und Siliciumoxinitrid (SiOxNy) besteht.
  • Die vorstehenden und/oder andere Merkmale und Nutzen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts können auch erreicht werden durch Vorsehen eines LED-Moduls, enthaltend ein Substrat, umfassend ein erstes Metallmuster und ein zweites Metallmuster und mindestens eine der LEDs, die auf das Substrat Flip-Chip-gebondet ist, und die mindestens eine LED kann enthalten: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf einer Fläche eines Licht aussendenden Aufbaus ausgebildet sind, eine Passivierungsschicht, die auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet ist, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen, einen ersten Höcker, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, welcher die erste, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, und der zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode ausgedehnt ist, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist, wobei der Höcker mit dem ersten Metallmuster verbunden ist, und einen zweiten Höcker, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, wobei der Höcker mit dem zweiten Metallmuster verbunden ist.
  • Der erste Höcker und der zweite Höcker können gleiche Höhen auf Grundlage des Licht aussendenden Aufbaus aufweisen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Diese und/oder weitere Merkmale und Nutzen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts werden deutlich und leichter verstanden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung, bei der:
  • 1 eine Draufsicht eines Aufbaus einer Licht emittierenden Vorrichtung (LED) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts ist;
  • 2 eine Schnittansicht der LED von 1 ist, die entlang einer Linie l–l' geschnitten ist;
  • 3 eine Draufsicht eines Aufbaus einer LED gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts ist;
  • 4 eine Schnittansicht der LED von 3 ist, die entlang einer Linie L–L' geschnitten ist;
  • die 5 bis 8 Schnittansichten sind, um ein Fertigungsverfahren einer LED gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts zu beschreiben; und
  • 9 eine Schnittansicht eines LED-Moduls nach einem Flip-Chip-Bondverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfidungskonzepts ist.
  • Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
  • Nun wird genau auf Ausführungsformen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts Bezug genommen, von dem Beispiel in der begleitenden Zeichnung veranschaulicht sind, wobei sich durchgehend ähnliche Bezugszahlen auf die ähnlichen Elemente beziehen. Die Ausführungsformen sind nachstehend beschrieben, um das vorliegende allgemeine Erfindungskonzept zu erläutern, wobei auf die Figuren Bezug genommen wird.
  • Wenn festgestellt ist, dass sich eine genaue Beschreibung auf eine ähnliche bekannte Funktion oder Gestaltung bezieht, was den Zweck der vorliegenden Erfindung bei der Beschreibung des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts unnötig mehrdeutig machen kann, ist diese genaue Beschreibung weggelassen. Auch sind hier benutzte Terminologien definiert, um die beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet zu beschreiben, und können somit abhängig von einem Benutzer, der Absicht eines Bedieners oder einer Gepflogenheit verändert sein. Demgemäß müssen die Terminologien auf Grundlage der folgenden Gesamtbeschreibung dieser Darstellung definiert sein.
  • 1 ist eine Draufsicht eines Aufbaus einer Licht emittierenden Vorrichtung (LED) 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts, während 2 eine Schnittansicht der LED 100 von 1 ist, die entlang einer Linie l–l' geschnitten ist.
  • Mit Bezug auf 2 kann die LED 100 ein lichtdurchlässiges Substrat 110, eine erste Halbleiterschicht 121, eine aktive Schicht 122, eine zweite Halbleiterschicht 123, eine erste Elektrode 130, eine zweite Elektrode 140, eine Passivierungsschicht 150, einen ersten Höcker 170 und einen zweiten Höcker 160 enthalten.
  • In 1 kann, obwohl nur die erste, auf der ersten Halbleiterschicht 121 ausgebildete Elektrode 130 und die zweite, auf der zweiten Halbleiterschicht 123 ausgebildete Elektrode 140 dargestellt sind, die LED 100 weiter den ersten Höcker 170 und den zweiten Höcker 160 enthalten, wie in 2 dargestellt.
  • Die erste Halbleiterschicht 121, die aktive Schicht 122 und die zweite Halbleiterschicht 123 können auf dem lichtdurchlässigen Substrat 110 ausgebildet sein, um einen Licht aussendenden Aufbau auszubilden. Das lichtdurchlässige Substrat 110 kann ein Saphirsubstrat oder ein Siliciumcarbid-(SiC-)Substrat sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die erste Halbleiterschicht 121 kann durch Entfernen eine Teils der ersten Halbleiterschicht 121 über einen Ätzvorgang einen vertieften Bereich 121a enthalten.
  • Die erste Elektrode 130 kann in dem vertieften Bereich 121a der ersten Halbleiterschicht 121 ausgebildet sein. Die zweite Elektrode 140 kann auf der zweiten Halbleiterschicht 123 ausgebildet sein.
  • Die erste Elektrode 130 und die zweite Elektrode 140 können in verschiedenen Flächen ausgebildet sein. Zum Beispiel kann, wie in 1 dargestellt, die erste Elektrode 130 innerhalb des vertieften Bereichs 121a der ersten Halbleiterschicht 121 ausgebildet sein, der nur ein Teil der ersten Halbleiterschicht 121 ist, während die zweite Elektrode 140 in einem gesamten Bereich, ausschließlich eines Kantenbereichs, der zweiten Halbleiterschicht 123 ausgebildet sein kann. Das heißt, Positionen und Flächen der ersten Elektrode 130 und der zweiten Elektrode 140 können variabel sein, abhängig von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen.
  • Die Passivierungsschicht 150 kann auf der ersten Elektrode 130 und der zweiten Elektrode 130 ausgebildet sein, um einen Bereich der ersten Elektrode 130 und einen Bereich der zweiten Elektrode 140 freizulegen. Das heißt, ein weiterer Bereich der ersten Elektrode 130 und ein weiterer Bereich der zweiten Elektrode 140 können mit der Passivierungsschicht 150 abgedeckt sein und liegen somit möglicherweise nicht frei. Die oben erwähnten weiteren Bereiche der ersten Elektrode 130 und der zweiten Elektrode 140 können äußere Bereiche davon sein.
  • Der erste Höcker 170 kann in einem ersten Bereich A ausgebildet sein. Der erste Bereich A kann sich auf einen Bereich beziehen, der einen Teil der ersten Elektrode 130 enthält, der durch die Passivierungsschicht 150 freigelegt ist, und der zu dem weiteren Bereich der zweiten Elektrode 140 ausgedehnt ist, in dem die Passivierungsschicht 150 ausgebildet sein kann. Das heißt, der erste Höcker 170 braucht nicht auf einem Teil der zweiten Elektrode 140 ausgebildet zu sein, der durch die Passivierungsschicht 150 freigelegt ist, sondern kann auf der zweiten Elektrode 140 ausgebildet sein, die durch die Passivierungsschicht 150 abgedeckt ist. In diesem Fall braucht der erste Höcker 170 nicht mit der zweiten Elektrode 140 elektrisch verbunden zu sein.
  • Der zweite Höcker 160 kann in einem zweiten Bereich B ausgebildet sein. Der zweite Bereich B kann sich auf einen Bereich beziehen, der einen Teil der zweiten Elektrode 140 enthält, der durch die Passivierungsschicht 150 freigelegt ist.
  • In den 1 und 2 braucht der weitere Bereich der zweiten Elektrode 140 nicht in direktem Kontakt mit dem zweiten Höcker 160 zu seif. Jedoch kann die LED 100 über Empfang eines elektrischen Signals über den Bereich der zweiten Elektrode 140 betrieben werden, der durch die Passivierungsschicht 150 frei liegt.
  • Der erste Bereich A, in dem der erste Höcker 170 ausgebildet sein kann, und der zweite Bereich B, in dem der zweite Höcker 160 ausgebildet sein kann, können Bilateralsymmetrie auf der zweiten Halbleiterschicht 123 aufweisen.
  • Da der erste Höcker 170 in Kontakt mit der ersten Elektrode 130 stehen kann und ausgebildet sein kann, sich auf einen Teil des weiteren Bereichs der zweiten Elektrode 140 zu erstrecken, kann eine Fläche des ersten Höckers 170 einstellbar sein. Demgemäß können dadurch, dass eine Fläche des ersten Bereichs A und eine Fläche des zweiten Bereichs B identisch zueinander gesetzt sind, der erste Höcker 170 und der zweite Höcker 160 identische Flächen aufweisen.
  • Ein Prozentsatz einer durch den ersten Höcker 170 und den zweiten Höcker 160 auf der zweiten Halbleiterschicht 123 eingenommenen Fläche kann so eingestellt sein, dass er im Bereich von ungefähr 75% bis 95% liegt. Gemäß einem Ergebnis einer allgemeinen Simulation ist, wenn sich eine Fläche der Höcker um 11% im Vergleich zu einer Fläche einer LED vergrößert, eine Temperatur einer inneren Sperrschicht der LED um 2% verringert. Demgemäß kann sich durch Erhöhen des Prozentsatzes der Fläche des ersten Höckers 170 und des zweiten Höckers 160 eine zwischen der LED und einem Substrat während eines Flip-Chip-Bondvorgangs verbundene Fläche vergrößern; dadurch kann die Wärmeabgabeeffizienz verbessert werden.
  • 3 ist eine Draufsicht eines Aufbaus einer LED 200 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts. 4 ist eine Schnittansicht der LED 200 von 3, die entlang einer Linie L–L' geschnitten ist.
  • Mit Bezug auf 4 kann die LED 200 ein lichtdurchlässiges Substrat 210, eine erste Halbleiterschicht 221, eine aktive Schicht 222, eine zweite Halbleiterschicht 223, eine erste Elektrode 230, eine zweite Elektrode 240, eine Passivierungsschicht 260, einen ersten Höcker 280 und einen zweiten Höcker 270 enthalten. In 4 kann die zweite Elektrode 240 eine Vielzahl von Elektrodenflächen 241 und eine Zwischenverbindungsfläche 242 enthalten.
  • In 3 kann, obwohl nur die erste, auf der ersten Halbleiterschicht 221 ausgebildete Elektrode 230 und die Vielzahl von auf der zweiten Halbleiterschicht 223 ausgebildeten Elektrodenflächen 241 dargestellt sind, die LED 200 weiter die Zwischenverbindungsfläche 242, die Passivierungsschicht 260, den ersten Höcker 280 und den zweiten Höcker 270 enthalten, wie in 4 dargestellt.
  • Die erste Halbleiterschicht 221, die aktive Schicht 222 und die zweite Halbleiterschicht 223 können nacheinander auf dem lichtdurchlässigen Substrat 210 ausgebildet sein.
  • Die erste Elektrode 230 kann in einem vertieften Bereich 221a der ersten Halbleiterschicht 221 ausgebildet sein.
  • Die zweite Elektrode 240 kann auf der zweiten Halbleiterschicht 223 ausgebildet sein. Wie zuvor erwähnt, kann die zweite Elektrode 240 die Vielzahl von Elektrodenflächen 241 und die Zwischenverbindungsfläche 242 enthalten.
  • Die in den 3 und 4 dargestellte zweite Elektrode 240 kann die Vielzahl von Elektrodenflächen 241 enthalten, die ausgebildet sind, um auf der zweiten Halbleiterschicht 223 aufgeteilt zu sein, während die in den 1 und 2 dargestellte zweite Elektrode 140 als eine einzelne Schicht auf der zweiten Halbleiterschicht 123 ausgebildet sein kann.
  • Die Zwischenverbindungsfläche 242 kann auf der Vielzahl von Elektrodenflächen 241 ausgebildet sein. Demgemäß kann die Zwischenverbindungsfläche 242 in einem Elektrodenbereich C ausgebildet sein, der sowohl die zweite Halbleiterschicht 223 als auch die Vielzahl von Elektrodenflächen 241 enthält, und kann in Kontakt mit der Vielzahl von Elektrodenflächen 241 stehen.
  • Die Zwischenverbindungsfläche 242 kann aus Metallmaterial ausgebildet sein, um die Vielzahl von Elektrodenflächen 241 miteinander elektrisch zu verbinden. Auch kann die Zwischenverbindungsfläche 242 aus einem Metallmaterial ausgebildet sein, das eine große Wärmeleitfähigkeit aufweist, um Wärme schnell zu übertragen, die in einem Licht aussendenden Aufbau erzeugt wird.
  • Die Passivierungsschicht 260 kann auf der ersten Elektrode 230 und der Zwischenverbindungsfläche 242 ausgebildet sein, um einen Bereich der ersten Elektrode 230 und einen Bereich der Zwischenverbindungsfläche 242 freizulegen.
  • Der erste Höcker 280 kann in einem ersten Bereich D ausgebildet sein, der einen Teil der ersten Elektrode 230 enthält, der durch die Passivierungsschicht 260 freigelegt ist, und der sich zu einem weiteren Bereich der Zwischenverbindungsfläche 242 erstreckt, auf dem die Passivierungsschicht 260 ausgebildet sein kann. Das heißt, der erste Höcker 280 kann in Kontakt mit der ersten Elektrode 230 stehen und kann sich auf einen Bereich der Zwischenverbindungsfläche 242 erstrecken, der durch die Passivierungsschicht 260 abgedeckt ist.
  • Der zweite Höcker 270 kann in einem zweiten Bereich E ausgebildet sein, der einen Teil der Zwischenverbindungsfläche 242 enthält, der durch die Passivierungsschicht 260 freigelegt ist.
  • Mit Bezug auf die 3 und 4 können Gestaltungen des ersten Höckers 280 und des zweiten Höckers 270 verändert werden, indem Positionen, Flächen und Formen des ersten Bereichs D und des zweiten Bereichs E verändert werden. Demgemäß kann eine Vielfalt und Anzahl verschiedener Arten von Einrichtungen zum Durchführen eines Höcker-Herstellungsverfahrens und eines Flip-Chip-Bondverfahrens vorgesehen sein, und somit können Fertigungskosten während einer Massenfertigung reduziert sein.
  • Die 5 bis 8 sind Schnittansichten, um ein Fertigungsverfahren einer LED gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts zu beschreiben.
  • Mit Bezug auf 5 kann das Verfahren einen Vorgang des Ausbildens einer ersten Elektrode 330 und einer zweiten Elektrode 340 auf einem Licht aussendenden Aufbau enthalten. Genauer kann der Licht aussendende Aufbau erzeugt werden, indem eine erste Halbleiterschicht 321, eine aktive Schicht 322 und eine zweite Halbleiterschicht 323 nacheinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat 310 ausgebildet werden, wobei die erste Elektrode 330 auf der ersten Halbleiterschicht 321 und die zweite Elektrode 340 auf der zweiten Halbleiterschicht 323 ausgebildet werden. Demgemäß kann der Licht aussendende Aufbau Mesa-geätzt werden, sodass ein Teil (d. h. ein vertiefter Bereich 321a) der ersten Halbleiterschicht 321 vertieft sein kann. Die erste Elektrode 330 kann in dem vertieften Bereich 321a der ersten Halbleiterschicht 321 ausgebildet sein.
  • Mit Bezug auf 6 kann das Verfahren einen Vorgang des Ausbildens einer Passivierungsschicht 350 auf der ersten Elektrode 330 und der zweiten Elektrode 340 enthalten. Genauer kann die Passivierungsschicht 350 durch Abscheiden eines beliebigen aus Siliciumoxid (SiOx), Siliciumnitrid (SiNx) und Siliciumoxinitrid (SiOxNy) auf der Mesa-geätzten ersten Halbleiterschicht 321, einer Seitenfläche des Mesa-geätzten vertieften Bereichs 321a und der zweiten Halbleiterschicht 323 ausgebildet sein. Demgemäß kann eine Höhe der Passivierungsschicht 350 so bestimmt sein, dass sowohl die erste Elektrode 330 als auch die zweite Elektrode 320 durch die Passivierungsschicht 350 abgedeckt sein können.
  • Mit Bezug auf 7 kann das Verfahren einen Vorgang des Ätzens der Passivierungsschicht 350 enthalten, um einen Bereich der ersten Elektrode 330 und einen Bereich der zweiten Elektrode 340 freizulegen. In diesem Fall kann die Passivierungsschicht 350 in Hinsicht auf Positionen, Flächen und Formen eines ersten Bereichs, in dem ein erster Höcker ausgebildet werden kann, und eines zweiten Bereichs geätzt werden, in dem ein zweiter Höcker ausgebildet werden kann.
  • Mit Bezug auf 8 kann das Verfahren einen Vorgang des Ausbildens eines ersten Höckers 370 und eines zweiten Höckers 360 enthalten. Genauer kann der erste Höcker 370 in einem ersten Bereich F ausgebildet sein, der die erste Elektrode 330 enthält, die durch die Passivierungsschicht 350 freigelegt ist, und sich zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode 340 erstrecken, in dem die Passivierungsschicht 350 ausgebildet sein kann. In diesem Fall kann sich der andere Bereich der zweiten Elektrode 340 auf einen Bereich der zweiten Elektrode 340 beziehen, der nicht durch die Passivierungsschicht 350 freigelegt zu sein braucht. Auch kann der zweite Höcker 360 in einem zweiten Bereich G ausgebildet sein, der die zweite Elektrode 340 enthält, die durch die Passivierungsschicht 350 freigelegt ist.
  • Der erste Höcker 370 und der zweite Höcker 360 können unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens oder eines Lotkugel-Ausbildungsverfahrens ausgebildet sein; das Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beim Siebdruckverfahren kann eine Maske (nicht dargestellt), die ein Loch an einer Stelle enthält, die dem ersten Bereich F und dem zweiten Bereich G entspricht, auf der zweiten Halbleiterschicht 323 aufgebracht werden. Durch Siebdrucken eines Metallmaterials in dem Loch der Maske können der erste Höcker 370 in dem ersten Bereich F und der zweite Höcker 360 in dem zweiten Bereich G ausgebildet werden.
  • Beim Lotkugel-Ausbildungsverfahren können der erste Höcker 370 und der zweite Höcker 360 ausgebildet werden, indem eine Lotkugel auf dem ersten Bereich F und dem zweiten Bereich G aufgebracht wird. Wie oben angegeben, ist ein Verfahren zum Ausbilden des ersten Höckers 370 und des zweiten Höckers 360 nicht auf die zuvor erwähnten Verfahren beschränkt, und alternativ kann ein leitfähiger Klebstoff benutzt werden. In 8 können der erste Höcker 370 und der zweite Höcker 360 gleiche Höhen auf Grundlage der zweiten Halbleiterschicht 323 aufweisen. Auch können der erste Bereich 370 und der zweite Bereich 360 auf der zweiten Halbleiterschicht so ausgebildet sein, dass sie gleiche Flächen und bilaterale Symmetrie aufweisen.
  • Obwohl in den 5 bis 8 nicht dargestellt, kann weiter eine Zwischenverbindungsfläche (nicht dargestellt) auf einer Vielzahl von Elektrodenflächen ausgebildet sein, wenn die zweite Elektrode 340 zu der Vielzahl von Elektrodenflächen auf der zweiten Halbleiterschicht 323 ausgebildet ist, statt zu einer einzigen Schicht auf der zweiten Halbleiterschicht 323 ausgebildet zu sein. Genauer kann eine einzelne Zwischenverbindungsfläche in Kontakt mit der Vielzahl von Elektrodenflächen stehen, um auf die Vielzahl von Elektrodenflächen ein elektrisches Signal zu übertragen, das von außerhalb der LED 300 übertragen ist.
  • Wenn die Zwischenverbindungsfläche ausgebildet ist, kann die Passivierungsschicht 350 auf der ersten Elektrode 330 und der Zwischenverbindungsfläche ausgebildet sein, und kann geätzt werden, um einen Bereich der ersten Elektrode 330 und einen Bereich der Zwischenverbindungsfläche freizulegen. Ein Vorgang des Ausbildens eines ersten Höckers und eines zweiten Höckers auf der ersten Elektrode 330 und der Zwischenverbindungsfläche kann unter Verwendung des in 8 dargestellten Verfahrens durchgeführt werden. Die in den 3 und 4 dargestellte LED 200 kann ebenfalls durch die zuvor erwähnten Verfahren gefertigt werden.
  • 9 ist eine Schnittansicht eines LED-Moduls 900 nach einem Flip-Chip-Bondverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts. Mit Bezug auf 9 kann das LED-Modul 900 einem Modul von Typ Nacktchipmontage (COB) entsprechen, bei dem die in den 1 und 2 dargestellte LED 100 direkt mit einem Substrat 910 verbunden werden kann.
  • Das Substrat 910 kann ein erstes Metallmuster 920 und ein zweites Metallmuster 930 enthalten. Das erste Metallmuster 920 und das zweite Metallmuster 930 können in einer Form ausgebildet sein, die Positionen, Flächen und Formen eines ersten Höckers 170 und eines zweiten Höckers 160 entsprechen, die in der LED 100 enthalten sind.
  • Die LED 100 kann auf das Substrat 910 Flip-Chip-gebondet sein, sodass der erste Höcker 170 und der zweite Höcker 160 mit dem ersten Metallmuster 920 und dem zweiten Metallmuster 930 verbunden sein können. In diesem Fall können der erste Höcker 170 und der zweite Höcker 160 mehr als 90% einer Fläche auf einer zweiten Halbleiterschicht 123 einnehmen, und ein Prozentsatz einer durch das Substrat 910 und die LED 100 eingenommenen Verbindungsfläche kann ebenfalls größer als 90% sein. Demgemäß können der erste Höcker 170 und der zweite Höcker 160 eine Unterfüllungsfunktion ausüben, und ein getrennter Unterfüllvorgang kann weggelassen werden, nachdem das Substrat 910 und die LED 100 verbunden sind.
  • Der erste Höcker 170 und der zweite Höcker 160 können gleiche Flächen auf der zweiten Halbleiterschicht 123 aufweisen, wodurch ein Verbindungsverhalten zwischen dem ersten Höcker 170 und dem ersten Metallmuster 920 und ein Verbindungsverhalten zwischen dem zweiten Höcker 160 und dem zweiten Metallmuster 930 ausgeglichen sein kann.
  • Der erste Höcker 170 und der zweite Höcker 160 können gleiche Höhen auf Grundlage der zweiten Halbleiterschicht 123 aufweisen, wodurch eine Chiptrennerscheinung verhindert sein kann, die sich aus einer Höhendifferenz zwischen dem ersten Höcker 170 und dem zweiten Höcker 160 ergibt.
  • Gemäß Ausführungsformen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts kann eine LED und ein Fertigungsverfahren dafür einen ersten Höcker und einen zweiten Höcker ausbilden, die Bilateralsymmetrie aufweisen und gleiche Flächen und gleiche Höhen auf Grundlage eines Licht aussendenden Aufbaus aufweisen, wodurch ein Verbindungsverhalten zwischen der LED und einem Substrat und eine Wärmeabgabeeffizienz in einem Fertigungsverfahren eines LED-Moduls verbessert ist.
  • Gemäß Ausführungsformen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts können eine LED und ein Fertigungsverfahren dafür eine Fläche vergrößern, die durch einen ersten Hacker und einen zweiten Höcker auf einer Fläche eines Licht aussendenden Aufbaus eingenommen wird, wodurch ein Unterfüllvorgang in einem Fertigungsvorgang eines LED-Moduls weggelassen werden kann.
  • Gemäß Ausführungsformen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts können eine LED und ein Fertigungsverfahren dafür die Vielfalt und Anzahl verschiedener Arten von Einrichtungen erhöhen, die benutzt werden können, um einen Höcker-Herstellungsvorgang und einen Flip-Chip-Bondvorgang durchzuführen, da Konstruktionen eines ersten Höckers und eines zweiten Höckers leicht verändert werden können, wodurch Fertigungskosten während der Massenproduktion verringert sind.
  • Obwohl einige beispielhafte Ausführungsformen des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts gezeigt und beschrieben wurden, ist das vorliegende allgemeine Erfindungskonzept nicht auf die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen ist vom Fachleuten einzusehen, dass Änderungen an diesen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Erfindungsgeist des vorliegenden allgemeinen Erfindungskonzepts abzuweichen, dessen Umfang durch die Ansprüche und ihre Äquivalente festgelegt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2011-0106294 [0001]

Claims (15)

  1. Licht emittierende Vorrichtung (LED), umfassend: eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht, die nacheinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet sind; eine erste Elektrode, die in einem vertieften Bereich der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist, indem ein Teil der ersten Halbleiterschicht entfernt ist; eine zweite Elektrode, die auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Passivierungsschicht, die auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet ist, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen; einen ersten Höcker („Bump”), der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, welcher die erste, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, und der sich zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode erstreckt, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist; und einen zweiten Höcker, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält.
  2. LED nach Anspruch 1, wobei die zweite Elektrode umfasst: eine Vielzahl von Elektrodenflächen, die auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet ist; und eine Zwischenverbindungsfläche, die auf der Vielzahl von Elektrodenflächen ausgebildet ist.
  3. LED nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich bilaterale Symmetrie auf der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.
  4. LED nach Anspruch 1, wobei der erste Höcker und der zweite Höcker gleiche Höhen auf Grundlage der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.
  5. LED nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich gleiche Flächen aufweisen.
  6. Fertigungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung (LED), wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden einer ersten Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten Halbleiterschicht nacheinander auf einem lichtdurchlässigen Substrat; Entfernen eines Teils der ersten Halbleiterschicht, um eine Vertiefung in der ersten Halbleiterschicht auszubilden; Ausbilden einer ersten Elektrode in der Vertiefung der ersten Halbleiterschicht; Ausbilden einer zweiten Elektrode auf der zweiten Halbleiterschicht; Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; Ätzen der Passivierungsschicht, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen; Ausbilden eines ersten Höckers in einem ersten Bereich, welcher die erste, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, und der zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode ausgedehnt ist, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist; und Ausbilden eines zweiten Höckers in einem zweiten Bereich, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ausbilden der zweiten Elektrode umfasst: Ausbilden einer Vielzahl von Elektrodenflächen auf der zweiten Halbleiterschicht; und Ausbilden einer Zwischenverbindungsfläche auf der Vielzahl von Elektrodenflächen.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Ausbilden des ersten Höckers und Ausbilden des zweiten Höckers umfassen: Aufbringen einer Maske, die ein Loch an einer Stelle enthält, die dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich entspricht, auf der zweiten Halbleiterschicht; und Siebdrucken eines Metallmaterials in dem Loch.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Ausbilden des ersten Höckers und Ausbilden des zweiten Höckers Aufbuckeln einer Lotkugel im ersten Bereich und im zweiten Bereich umfassen.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich bilaterale Symmetrie auf der zweiten Halbleiterschicht aufweisen.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Ausbilden des ersten Höckers Ausbilden des ersten Höckers derart umfasst, dass er eine gleiche Höhe wie eine Höhe des zweiten Höckers auf Grundlage der zweiten Halbleiterschicht aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich gleiche Flächen aufweisen.
  13. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Passivierungsschicht aus einem beliebigen aus einer Gruppe ausgebildet ist, die aus Siliciumoxid (SiOx), Siliciumnitrid (SiNx) und Siliciumoxinitrid (SiOxNy) besteht.
  14. Modul einer Licht emittierenden Vorrichtung (LED), umfassend: ein Substrat, umfassend ein erstes Metallmuster und ein zweites Metallmuster; und mindestens eine LED, die auf das Substrat Flip-Chip-gebondet ist, wobei die mindestens eine LED umfasst: eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf einer Fläche eines Licht aussendenden Aufbaus ausgebildet sind, eine Passivierungsschicht, die auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet ist, um einen Bereich der ersten Elektrode und einen Bereich der zweiten Elektrode freizulegen, einen ersten Höcker, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, welcher die erste, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, und der zu einem weiteren Bereich der zweiten Elektrode ausgedehnt ist, auf dem die Passivierungsschicht ausgebildet ist, wobei der Höcker mit dem ersten Metallmuster verbunden ist, und einen zweiten Höcker, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, der die zweite, durch die Passivierungsschicht freigelegte Elektrode enthält, wobei der Höcker mit dem zweiten Metallmuster verbunden ist.
  15. LED-Modul nach Anspruch 14, wobei der erste Höcker und der zweite Höcker gleiche Höhen auf Grundlage des Licht aussendenden Aufbaus aufweisen.
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