JP2018137303A - 発光素子及び発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の発光素子は、基板、接合金属層、導電性酸化物層、エピタキシー層、絶縁層、第一オーム接触層、第二オーム接触層、第三オーム接触層、及び導線を備える。接合金属層は基板の第一部分の表面上に設置される。導電性酸化物層は接合金属層上に設置される。エピタキシー層は導電性酸化物層の第一部分の表面上に設置される。絶縁層は接合金属層、導電性酸化物層、及びエピタキシー層の第一側辺、並びにエピタキシー層の第一部分の表面上に設置される。第一オーム接触層は基板第二部分の表面上に設置される。第二オーム接触層はエピタキシー層の第二部分の表面上に設置される。第三オーム接触層は導電性酸化物層の第二部分の表面上に設置される。導線は第一オーム接触層及び第二オーム接触層に電気的に接続される。
【選択図】図2
Description
しかしながら、このプロセスは、凹溝を増設させるプロセスを追加させなければならないばかりか、フリップチップパッケージプロセスにおいて使用される基板11及び図1Aのフリップチッププロセスは共に透光基板11が使用されるため、電極15及び電極16をパッケージに位置を合わせる難度が増す。
しかしながら、ワイヤ・ボンディングのプロセスでは、発光ダイオードの表面に半田ボールを使用してワイヤ・ボンディングを溶接せねばならず、面積を大きく占有するほか、続けてパッケージのプロセスを行う必要があり、発光ダイオード全体の体積が大きくなり、サイズの縮小及び薄型化の目的を達成できなかった。
接合金属層は基板の第一部分の表面上に設置される。導電性酸化物層は接合金属層上に設置される。エピタキシー層は導電性酸化物層の第一部分の表面上に設置される。絶縁層は、接合金属層、導電性酸化物層、及びエピタキシー層の第一側辺、及びエピタキシー層の第一部分の表面上に設置される。第一オーム接触層は基板の第二部分の表面上に設置される。第二オーム接触層はエピタキシー層の第二部分の表面上に設置される。第三オーム接触層は導電性酸化物層の第二部分の表面上に設置される。導線は第一オーム接触層及び第二オーム接触層に電気的に接続される。
また、本発明に係る発光素子は、導線が設置されるプロセスによりオーム接触層に接続され、ワイヤ・ボンディングによる接続は使用されないため、ワイヤ・ボンディングプロセスに必要なパッケージプロセスが減少し、これにより発光素子の体積が縮小される。
このほか、本発明に係る発光素子は、オーム接触層上に導線が形成された後、回路基板上に直接実装される工程が実行される。このため、パッケージの体積が縮小され、パッケージプロセスに必要な設備が減少し、製造コストも削減される。プロセスが簡略化され、製造の高速化の効果を有し、チップスケールパッケージの技術分野に広く応用可能である。
発光素子3の製造方法は以下の工程を含む。工程S2において、第一基板31が設置される。工程S4において、エピタキシー層32が第一基板31上に形成される。工程S6において、導電性酸化物層33がエピタキシー層32上に形成される。工程S8において、第一接合金属層34が導電性酸化物層33上に形成される。工程S10において、第二基板35が設置される。工程S12において、第二接合金属層36が第二基板35上に形成される。工程S14において、第一接合金属層34及び第二接合金属層36が結合される。工程S16において、第一基板31が除去される。工程S18において、部分的なエピタキシー層32が除去される。工程S20において、部分的な第一接合金属層34、第二接合金属層36、及び導電性酸化物層33が除去される。
工程S22において、絶縁層37が形成されて、第二基板35、第一接合金属層34、第二接合金属層36、導電性酸化物層33、及びエピタキシー層32が被覆される。工程S24において、第二基板35、導電性酸化物層33、及びエピタキシー層32上の部分的な絶縁層37が除去され、部分的な第二基板35の表面、導電性酸化物層33の表面、及びエピタキシー層32の表面が露出される。工程S26において、第一オーム接触層E1が第二基板35的表面上に形成され、第二オーム接触層E2がエピタキシー層32の表面上に形成される。工程S28において、第三オーム接触層E3が導電性酸化物層33の表面上に形成される。工程S30において、導線38が形成されて、第一オーム接触層E1及び第二オーム接触層E2が接続される。
第二基板35の削減される厚さは、銀ペーストまたはクリーム半田により回路基板及びオーム接触層の信号にスムーズに電気的に接続されるために十分であればよく、且つ表面実装技術により発光素子3が回路基板上に実装される。実装技術は表面実装技術を含み、本発明においてはこれに限定されない。
発光素子4は、基板41と、接合金属層42と、導電性酸化物層43と、エピタキシー層44と、絶縁層451と、絶縁層452と、第一オーム接触層E1と、第二オーム接触層E2と、第三オーム接触層E3と、導線46とを備える。接合金属層42は基板41の第一部分の表面上に設置される。導電性酸化物層43は接合金属層42上に設置される。エピタキシー層44は導電性酸化物層43の第一部分の表面上に設置される。絶縁層451は、接合金属層42、導電性酸化物層43及びエピタキシー層44の第一側辺、並びにエピタキシー層44の第一部分の表面上に設置される。第一オーム接触層E1は基板41の第二部分の表面上に設置される。第二オーム接触層E2はエピタキシー層44の第二部分の表面上に設置される。第三オーム接触層E3は導電性酸化物層43の第二部分の表面上に設置される。導線46は第一オーム接触層E1及び第二オーム接触層E2に電気的に接続される。
上述したように、本発明に係る発光素子は、エピタキシー層44と導電性酸化物層43との間に設置される非導電性酸化物層47を更に備える。非導電性酸化物層47は、窒化ケイ素(SiNy)、酸化窒化ケイ素(SiON)、または二酸化ケイ素の内の少なくとも1種類以上を含む。また、非導電性酸化物層47は少なくとも1つの接続孔471を備え、エピタキシー層44及び導電性酸化物層43に連通され、エピタキシー層44にオーム接触が形成される。また、接続孔471は金属材料であり、AuZn、AuBe、Cr、またはAuなどの金属材料を含む。
本発明において、発光素子4の全体の厚さは80から350マイクロメートルの間であり、その実際の厚さは実務上の設計及び需要に基づいて製造される。従来の技術に比べて、発光素子の厚さが大幅に減少する。
11 基板
12 エピタキシー層
13 エピタキシー層
14 絶縁層
15 電極
16 電極
17 金属球
3 発光素子
4 発光素子
31 第一基板
32 エピタキシー層
44 エピタキシー層
33 導電性酸化物層
43 導電性酸化物層
34 第一接合金属層
35 第二基板
36 第二接合金属層
37 絶縁層
371 絶縁層
372 絶縁層
451 絶縁層
452 絶縁層
38 導線
46 導線
41 基板
42 接合金属層
47 非導電性酸化物層
471 接続孔
E1 第一オーム接触層
E2 第二オーム接触層
E3 第三オーム接触層
S2 工程
S4 工程
S6 工程
S8 工程
S10 工程
S12 工程
S14 工程
S16 工程
S18 工程
S20 工程
S22 工程
S24 工程
S26 工程
S28 工程
S30 工程
接合金属層は基板の第一部分の表面上に設置される。導電性酸化物層は接合金属層上に設置される。エピタキシー層は導電性酸化物層の第一部分の表面上に設置される。絶縁層は、接合金属層、導電性酸化物層、及びエピタキシー層の第一側辺、及びエピタキシー層の第一部分の表面上に設置される。第一オーム接触層は基板の第二部分の表面上に設置される。第二オーム接触層はエピタキシー層の第二部分の表面上に設置される。第三オーム接触層は導電性酸化物層の第二部分の表面上に設置される。導線は第一オーム接触層及び第二オーム接触層に電気的に接続される。回路基板は、銀ペーストまたはクリーム半田により導線及び第三オーム接触層に電気的に接続される。発光素子の厚さは80から350マイクロメートルの間である。基板は非導電性基板を含み、前記基板は透光基板または非透光基板を含む。
発光素子の厚さは80から350マイクロメートルの間である。実装技術は表面実装技術を含む。第二基板は非導電性基板を含み、第二基板は透光基板または非透光基板を含む。
Claims (23)
- 第一基板が設置される工程と、
エピタキシー層が前記第一基板上に形成される工程と、
導電性酸化物層が前記エピタキシー層上に形成される工程と、
第一接合金属層が前記導電性酸化物層上に形成される工程と、
第二基板が設置される工程と、
第二接合金属層が前記第二基板上に形成される工程と、
前記第一接合金属層及び前記第二接合金属層が結合される工程と、
前記第一基板が除去される工程と、
部分的な前記エピタキシー層が除去される工程と、
部分的な前記第一接合金属層、前記第二接合金属層、及び前記導電性酸化物層が除去される工程と、
絶縁層が形成されて、前記第二基板、前記第一接合金属層、前記第二接合金属層、前記導電性酸化物層、及び前記エピタキシー層が被覆される工程と、
前記第二基板、前記導電性酸化物層、及び前記エピタキシー層上の部分的な前記絶縁層が除去されて、部分的な前記第二基板の表面、前記導電性酸化物層の表面、及び前記エピタキシー層の表面が露出される工程と、
第一オーム接触層が前記第二基板の前記表面上に形成される工程と、
第二オーム接触層が前記エピタキシー層の前記表面上に形成される工程と、
第三オーム接触層が前記導電性酸化物層の前記表面上に形成される工程と、
導線が形成され、前記第一オーム接触層及び前記第二オーム接触層が接続される工程と、を含むことを特徴とする、
発光素子の製造方法。 - 前記第二基板の厚さを削減させる工程を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 実装技術により前記発光素子が回路基板に実装される工程を更に含むことを特徴とする、請求項2に記載の発光素子の製造方法。
- 前記発光素子の厚さは80から350マイクロメートルの間であることを特徴とする、請求項2に記載の発光素子の製造方法。
- 前記実装技術は表面実装技術を含むことを特徴とする、請求項3に記載の発光素子の製造方法。
- 部分的な前記エピタキシー層が除去される工程は、第一側辺及び第二側辺の前記エピタキシー層が除去され、部分的な前記導電性酸化物層が露出されることを含むことを特徴とする、請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 部分的な前記第一接合金属層、前記第二接合金属層、及び前記導電性酸化物層の除去工程は、第一側辺の前記第一接合金属層、前記第二接合金属層、及び前記導電性酸化物層が除去されることを含むことを特徴とする、請求項6に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第二基板は非導電性基板を含むことを特徴とする、請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第二基板は透光基板または非透光基板を含むことを特徴とする、請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 基板と、
前記基板の第一部分の表面上に設置される接合金属層と、
前記接合金属層上に設置される導電性酸化物層と、
前記導電性酸化物層の第一部分の表面上に設置されるエピタキシー層と、
前記接合金属層、前記導電性酸化物層、及び前記エピタキシー層の第一側辺、並びに前記エピタキシー層の第一部分の表面上に設置される絶縁層と、
前記基板の一第二部分の表面上に設置される第一オーム接触層と、
前記エピタキシー層の第二部分の表面上に設置される第二オーム接触層と、
前記導電性酸化物層の第二部分の表面上に設置される第三オーム接触層と、
前記第一オーム接触層及び前記第二オーム接触層に電気的に接続される導線と、を備えることを特徴とする、
発光素子。 - 前記絶縁層は二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記絶縁層は、前記エピタキシー層の第三部分の表面上、及び前記エピタキシー層の第二側辺と前記第三オーム接触層との間に設置される部分を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記導線の幅は半田ボールの直径より小さいことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記第二オーム接触層及び前記第三オーム接触層に電気的に接続される回路基板を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記回路基板は、銀ペーストまたはクリーム半田により前記導線及び前記第三オーム接触層に電気的に接続されることを特徴とする請求項14に記載の発光素子。
- 前記発光素子の厚さは80から350マイクロメートルの間であることを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記基板は非導電性基板を含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記非導電性基板はセラミック基板、窒化アルミニウム基板、または酸化アルミニウム基板を含むことを特徴とする請求項17に記載の発光素子。
- 前記基板は透光基板または非透光基板を含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記エピタキシー層と前記導電性酸化物層との間に設置される非導電性酸化物層を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 前記非導電性酸化物層は、前記エピタキシー層及び前記導電性酸化物層に連通される少なくとも1つの接続孔を含むことを特徴とする請求項20に記載の発光素子。
- 前記接続孔は金属材料であることを特徴とする請求項21に記載の発光素子。
- 前記金属材料は、AuZn、AuBe、CrまたはAuを含むことを特徴とする請求項22に記載の発光素子。
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