JP5674943B2 - 発光ダイオードチップ - Google Patents

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Description

発光ダイオードチップを提供する。
本発明の目的は、特に経済的に製造することのできる発光ダイオードチップを提供することである。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、放射生成領域を有する半導体ボディを備えている。半導体ボディは、例えば、n型導電領域と、p型導電領域と、これらn型導電領域とp型導電領域との間に配置されている少なくとも1つの放射生成活性領域とを備えている。この場合、半導体ボディは、例えばIII−V族化合物半導体材料をベースとしている。
III−V族化合物半導体材料は、第III族の少なくとも1種類の元素(例えば、B、Al、Ga、In)と、第V族の1種類の元素(例えば、N、P、As)とを含んでいる。用語「III−V族化合物半導体材料」は、特に、第III族の少なくとも1種類の元素と第V族の少なくとも1種類の元素とを含んだ二元化合物、三元化合物、四元化合物からなる群を包含する(例えば、窒化物化合物半導体、リン化物化合物半導体)。このような二元化合物、三元化合物、または四元化合物は、例えば、1種類または複数種類のドーパントと、追加の構成成分とをさらに含んでいることができる。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、活性領域との電気的接触を形成するための少なくとも2つのコンタクト領域を備えている。例えば、本発光ダイオードチップは、2つのコンタクト領域を備えている。一方のコンタクト領域によって活性領域とのp側の接触を、他方のコンタクト領域によって活性領域とのn側の接触を、それぞれ形成することができる。
少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、キャリアを備えている。この場合、キャリアは、半導体ボディを上にエピタキシャル成長させた成長基板ではなく、半導体ボディを作製した後に半導体ボディに結合されるキャリアである。例えば、成長基板は、半導体ボディから完全に剥離される。すなわち、本発光ダイオードチップには成長基板が存在しない。この場合、キャリアは、発光ダイオードチップを機械的に安定化させる役割を果たす。すなわち、通常の使用時に(例えばパッケージに組み込むときに)発光ダイオードチップが破損することがないように、あるいは何らかの機械的損傷を受けないように、キャリアが半導体ボディを担持している。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアと半導体ボディとの間に結合媒体(connecting medium)が配置されている。すなわち、半導体ボディは、結合媒体によってキャリアに機械的に結合されている。例えば、結合媒体は、局所的に(locally)半導体ボディおよびキャリアに直接隣接している。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、半導体ボディは、キャリアの側の外面に粗面化部を備えている。キャリアの側の外面は、例えば、もともと半導体ボディの成長基板に面していた、半導体ボディの外面である。すなわち、後から粗面化される半導体ボディの外面から成長基板が除去され、(粗面化部の形成後に)キャリアの側のこの外面において、半導体ボディが結合媒体によってキャリアに結合される。
この場合、半導体ボディは、結合媒体によって少なくとも機械的にキャリアに結合されており、すなわち、結合媒体は、キャリアと半導体ボディとの間に電気的接続を確立する必要はなく、結合媒体は、本発光ダイオードチップの通常の使用時に半導体ボディがキャリアから剥離しないようにするのみである。特に、結合媒体を電気的絶縁性とすることが可能である。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、結合媒体は、局所的に、半導体ボディおよびキャリアに直接接触している。すなわち、半導体ボディおよびキャリアは、それぞれの向かい合う表面が結合媒体によって濡れている。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、少なくとも2つのコンタクト領域は、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面に配置されている。すなわち、本発光ダイオードチップとの電気的接触は、キャリアとは反対側の面から形成されていることが好ましい。この場合、キャリアを電流が流れることはない。例えば、本発光ダイオードチップは、半導体ボディとは反対側のキャリアの面において、例えばプリント基板またはリードフレームの上に単に機械的に固定することができる。電気的接触は、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面における少なくとも2つのコンタクト領域を介して形成される。この場合、これらのコンタクト領域は、互いに逆の導電型に対応するコンタクト領域であることが好ましく、すなわち、半導体ボディとのn側の接触およびp側の接触は、キャリアとは反対側の上面から形成される。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、放射生成活性領域を備えた半導体ボディと、活性領域との電気的接触を形成するための少なくとも2つのコンタクト領域と、キャリアと、キャリアと半導体ボディとの間に配置されている結合媒体と、を備えている。この場合、半導体ボディは、キャリアの側の外面に粗面化部を備えており、半導体ボディは、結合媒体によってキャリアに機械的に結合されており、結合媒体は、局所的に半導体ボディおよびキャリアに直接接触しており、少なくとも2つのコンタクト領域が、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面に配置されている。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、結合媒体は、電気的絶縁性の接着剤である。すなわち、結合媒体は、半導体ボディとキャリアとを互いに機械的に結合しており、半導体ボディとキャリアとの間の電気的絶縁を確保する。電気的絶縁性の結合媒体は、例えば、二酸化ケイ素系の接着剤とすることができる。さらには、電気的絶縁性の接着剤として、エポキシド、アクリレート、またはBCBも考えられる。これらに代えて、またはこれらに加えて、シリコーン系の接着剤またはそれ以外の接着剤についても、良好な熱伝導率と、キャリアおよび半導体ボディとの良好な接合性と、本発光ダイオードチップの活性領域において生成される電磁放射に対する良好な安定性とを示すならば、使用することが可能である。さらには、接着剤は、透明である、または放射に対して透過性であることが有利であり得る。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、結合媒体は、放射に対して透過性である。この場合、「放射に対して透過性」とは、結合媒体が、半導体ボディの放射生成活性領域において生成されて結合媒体に入射する電磁放射の、好ましくは少なくとも50%、特に好ましくは少なくとも75%を透過させることを意味する。この場合、例えば、結合媒体を透明とすることが可能である。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、半導体ボディは、局所的にキャリアに直接接触している。すなわち、半導体ボディとキャリアとの間の結合領域の一部の領域においては、半導体ボディとキャリアとの間に結合媒体が存在しておらず、これらの領域では半導体ボディとキャリアとが互いに直接接触している。これにより、例えば、半導体ボディからキャリアへの特に良好な熱放散が可能となる。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアの側の半導体ボディの外面における粗面化部は、凸部および凹部によって形成されており、すなわち、粗面化部は凸部および凹部を備えている。この場合、凹部の中には、少なくとも局所的に結合媒体が配置されおり、その一方で、凸部の先端部には局所的に結合媒体が存在しない。凸部のこれらの先端部は、キャリアに直接接触していることができる。この場合、キャリアと半導体ボディとの間の結合媒体層の厚さは、少なくとも100nmから最大で1μmの範囲内であることが特に有利である。結合媒体層の厚さは、必ずしも均一である必要はなく、凹部の深さあるいは凸部の高さに依存して変動することができる。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアは、放射に対して透過性である。放射に対して透過性のキャリアとしては、例えば、サファイアを使用して形成されたキャリア、またはサファイアからなるキャリアが特に適している。特に、半導体ボディの側のキャリアの面は、サファイアのa面とすることができる。すなわち例えば、キャリアは、特に、いわゆる「a面」サファイアとすることができる。これは以下の理由で有利である。例えば、GaN系の発光ダイオードチップは、しばしば成長基板としてサファイアの上に成長させる。この場合、高品質の半導体ボディを得るためには、サファイアは一般的にc面に向いていなければならない。しかしながら、この影響として、成長基板を製造する目的に元のサファイア結晶の約30%しか使用することができず、なぜなら、引上げ法においてはサファイアの結晶が「a面」方向に成長するためである。しかしながら、「a面」上には、例えばGaN系の半導体ボディをMOVPEによって十分に良好な結晶品質で成長させることができない。本発明の発光ダイオードチップの場合、成長基板を剥離して再利用することが可能である。したがって、実質的に経済的な「a面」サファイアをキャリアとして使用することができる。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアは、放射に対して反射性である。これを目的として、キャリアは、放射に対して反射性の材料(例えば金属)からなることができる。さらには、キャリアが、半導体ボディの側の上面に、活性領域において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成された反射層を備えていることが可能である。反射層は、例えば、アルミニウム、銀、金のうちの少なくとも1種類を使用して形成された金属層とすることができる。金属のキャリアを使用する場合、キャリアは、例えばアルミニウムを含んでいる、またはアルミニウムからなることができる。反射層を使用する場合、反射層を誘電体層とすることが可能であり、誘電体層は、例えば、ブラッグミラーまたは誘電体ミラーとして形成することができる。キャリアを介して半導体ボディに電流を印加する必要がないため、電気的絶縁性の反射層を使用することが可能である。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアは、放射に対して散乱性であるように形成されている。すなわち、放射生成活性領域において生成されてキャリアに当たる、またはキャリアの中に入る電磁放射が、散乱される。これを目的として、例えば、散乱性セラミック材料を使用してキャリアを形成することができる。このような材料は、例えば、焼結されたAlまたは焼結されたAlNとすることができる。この場合、発光ダイオードチップからの光は、一部分が、吸収のない散乱によって出力される。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアの外面のうち半導体ボディによって覆われていない領域が、放射に対して反射性の層によって覆われており、この層は、活性領域において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている。放射に対して反射性の層は、例えば誘電体層であり、この誘電体層によってキャリアの自由外面が鏡面化される。キャリアが例えば放射に対して透過性である場合、キャリアの外面に当たる電磁放射は、半導体ボディを通じて発光ダイオードチップから出るまで反射される。半導体ボディとキャリアとの間の粗面化された界面において、全反射の確率が粗面化部によって減少し、したがって、活性領域において生成される電磁放射を高い効率で半導体ボディから放出させることができる。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、電気的接触は、いずれもキャリアとは反対側の半導体ボディの上面において形成される。すなわち、電気的接触の形成に必要なコンタクト領域すべてが、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面に配置されている。活性領域に通電するために供給される電流は、キャリアを流れない。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、少なくとも2つの半導体ボディを備えており、半導体ボディそれぞれが放射生成活性領域を備えている。この場合、放射生成活性領域が互いに連続せず、例えば互いに個別に動作させることができるように、半導体ボディが互いに隔てられている。本発光ダイオードチップの半導体ボディは、互いに並列に、もしくは互いに直列に、またはその混合型として、電気的に接続されていることが好ましい。この接続は、例えば、キャリアとは反対側の半導体ボディの面に配置することのできる接続層によって達成することができる。接続層は、例えば、隣り合う半導体ボディの2つのコンタクト領域(互いに逆の導電型に対応する)を互いに接続する。
このようにすることで、製造される発光ダイオードチップは、多数のピクセルを備えることができ、(例えば直列接続の場合に)いわゆる高電圧発光ダイオードチップとして使用することができる。すなわち、本発光ダイオードチップは、例えば、少なくとも8Vの電圧、好ましくは少なくとも50Vの電圧(例えば110V〜230Vの電源電圧)を直接使用して、動作させることができる。この場合、本発光ダイオードチップは、整流回路もしくは少なくとも1つの安定抵抗器またはその両方をさらに備えていることができ、これらは本発光ダイオードチップのキャリア上に配置することができる。
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、半導体ボディのうちキャリアに面している側は、n型導電性半導体材料を備えている。言い換えれば、半導体ボディのn型導電領域は、キャリアの側にある。この場合、少なくとも1つのスルーコンタクト(through-contact)が、キャリアとは反対側の面、少なくとも2つのコンタクト領域の一方から、活性領域を貫いてn型導電性半導体材料まで延在している。この場合、スルーコンタクトは、その周囲を半導体ボディの半導体材料によって囲むことができる。
以下では、本発明の発光ダイオードチップについて、例示的な実施形態に基づき、関連する図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。 本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。 本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。 本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。 本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。 本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
図面において、同じ要素、同じタイプの要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素の互いのサイズの比率は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してある。
図1Aは、本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態の概略断面図を示している。この発光ダイオードチップは、半導体ボディ1を備えている。半導体ボディ1は、p型導電領域11と、n型導電領域12と、これらp型導電領域11とn型導電領域12との間に配置されている活性領域13とを備えている。本発光ダイオードチップの動作時、活性領域13において(例えば紫外放射から赤外放射の範囲内の波長域の)電磁放射が生成される。
さらに、この発光ダイオードチップは、2つのコンタクト領域2a,2bを有し、これらのコンタクト領域によって、活性領域13との電気的接触が、p型側およびn型側からそれぞれ形成される。p型導電領域11とp型コンタクト領域2aとの間に、例えば電流拡散の目的に使用されるコンタクト層14を配置することができる。このコンタクト層は、例えば、透明導電性酸化物(TCO)(例:ITO、ZNO)を使用して形成することが可能である。
図1Aから理解できるように、本発明の発光ダイオードチップにおいては、n型導電領域がその外面において粗面化されていることが好ましい。すなわち、n型導電領域は粗面化部15を備えている。この場合、粗面化部15は、活性領域において生成される電磁放射が粗面化部の小面(facet)において屈折するような構造であることが好ましい。
粗面化部15は、凹部15aおよび凸部15bを備えている。粗面化部の深さは、少なくとも1μmから最大で2μmの範囲内であることが好ましい。この場合、深さは、例えば、凹部15aの最深部と、隣接する凸部15bの先端部との間の距離である。粗面化部の小面の角度は、少なくとも45゜から最大で60゜の範囲内であることが好ましい。
さらに、この発光ダイオードチップはキャリア3を備えている。キャリア3は、粗面化部15が設けられたn型導電領域の外面において、半導体ボディ1に機械的に固定されている。粗面化部15を備えたn型導電領域12の面は、成長基板9が剥離された面であることが好ましい(例えば図4Aを参照)。
キャリア3と半導体ボディ1とを機械的に結合する目的で、これら2つの要素の間に結合媒体4が配置されている。結合媒体4は、例えば、放射に対して透過性の接着剤によって形成されている。結合媒体4は、少なくとも粗面化部15の凹部15aの中に配置されている。凸部15bの先端部は、結合媒体4から突き出していることができ、その場合、キャリア3に直接接触している。すなわち、結合媒体4は、半導体ボディ1とキャリア3とに直接接触していることが好ましく、半導体ボディ1が、キャリアの側のn型導電領域12の下面においてキャリア3に直接接触していることが可能である。
結合媒体4(すなわち例えば接着剤)は、例えば、スピンコーティングによって塗布され、この方法では、結合媒体の分布の均一性を特に高くすることができる。このようにすることで、結合媒体4の層には、例えば含有空気が本質的に存在しない。
図1Aの例示的な実施形態においては、キャリアは、例えば、放射に対して透過性の透明なキャリアであり、a面サファイアによって形成されている、またはa面サファイアからなる。この場合、結合媒体は透明な接着剤である。
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図1Bを参照しながら詳しく説明する。図1Aの例示的な実施形態とは異なり、キャリア3が、その自由外面(free outer surface)に、放射に対して反射性の層7を有し、この層は、例えば、キャリアの誘電体被覆によって形成されている。活性領域13において生成されてキャリア3の中に入る電磁放射は、この層によって、半導体ボディ1の方向に反射される。これにより、動作時に発光ダイオードチップによって放出される電磁放射のほぼすべてが、キャリア3とは反対側の半導体ボディ1の上面を通じて出力される面発光体が得られる。
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図1Cを参照しながらさらに詳しく説明する。この例示的な実施形態においては、半導体ボディ1はスルーコンタクト8を備えており、このスルーコンタクト8は、キャリア3とは反対側の半導体ボディ1の上面から、p型導電領域11と活性領域13の両方を貫いて、n型導電領域12まで延在する。スルーコンタクト8は、例えば、半導体ボディにおける穴によって形成することができ、穴の側面を電気的絶縁材料によって被覆する。穴の残りは、n型コンタクト領域2bに導電接続されている導電性材料(例えば導電性接着剤または金属)によって満たされている。
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図2を参照しながらさらに詳しく説明する。図1A〜図1Cの例示的な実施形態とは異なり、この場合、キャリアが、半導体ボディ1の側の面に、反射層31を有する。反射層31は、誘電体によって、もしくは金属によって、またはその両方によって形成することができる。例えば、反射層31は、銀を含んだ層、または銀からなる層とすることができる。この場合、反射層31には電界が印加されることがなく、なぜなら、発光ダイオードチップへの通電が、キャリア3とは反対側の面のみから、コンタクト領域2a,2bを介して行われるためである。この場合に得られる利点として、湿気の影響下でエレクトロマイグレーション(electron migration)の発生しやすい金属(例えば銀)を、発光ダイオードチップにおける危険性なしに使用することができる。これにより有利な面発光体が得られ、動作時に発光ダイオードチップによって放出される電磁放射の大部分が、キャリア3とは反対側の半導体ボディ1の上面を通じて出力される。
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図3の概略断面図を参照しながらさらに詳しく説明する。この例示的な実施形態においては、キャリア3は、光に対して散乱性であるように形成されている。これを目的として、キャリア3は、例えばセラミック材料(例:焼結されたAl)からなる。結合媒体4は、放射に対して透過性であるように、または放射に対して散乱性であるように、形成することができる。
この場合、放射はキャリア3において損失なしに散乱し、これにより、本発光ダイオードチップは、キャリア3において反射損失が生じることなく、放射の大部分を、キャリア3とは反対側の半導体ボディ1の上面を通じて放出することが可能である。
以下では、本発明の発光ダイオードチップの第1の製造方法について、図4A〜図4Eの概略断面図を参照しながらさらに詳しく説明する。
最初の方法ステップ(図4A)においては、ウェハアセンブリの形で発光ダイオードチップを形成する。半導体ボディ1は、成長基板9(半導体ボディ1の半導体層を上にエピタキシャル堆積させた基板)の上に依然として配置されている。この発光ダイオードチップは、接触接続がすでに形成されており、動作可能な状態にある。
次の方法ステップ(図4B)において、発光ダイオードチップを、さらなる結合媒体(例えば接着剤)によって、一時的キャリア5に結合する。一時的キャリア5は、成長基板9を剥離するための十分な安定性が提供されるように選択する。
次の方法ステップ(図4C)において、半導体ボディ1から、例えばレーザリフトオフ法によって、成長基板9を剥離する。これと同時に、または後のステップにおいて、それまで成長基板9が存在していた側のn型導電領域12の面に、粗面化部15を形成することができる。粗面化部は、例えば、エッチング(例えば高温のKOHを使用する)によって形成される。
さらなる方法ステップ(図4D)において、半導体ボディ1に、結合媒体4によってキャリア3を結合する。
最後の方法ステップ(図4E)において、一時的キャリア5を除去し、ウェハアセンブリを個々の発光ダイオードチップに分割することができる。
次に、本発明の発光ダイオードチップの代替の製造方法について、図5A、図5B、図5C、図5D、図5Eを参照しながら説明する。
製造方法のこのバリエーションにおいては、最初に、成長基板9と、n型導電領域12と、活性領域13と、p型導電領域11とを備えた発光ダイオードチップ構造を形成する。この構造は、例えば、ウェハアセンブリの形とすることができる。この構造に、さらなる結合媒体6(この実施形態の場合には例えばはんだ)によって、一時的キャリア5を貼り付ける(図5A)。
次の方法ステップ(図5B)において、成長基板を、例えばレーザリフトオフ法によって剥離し、一時的キャリア5とは反対側の、半導体ボディ1のn型導電領域12の面に、粗面化部15を形成する。
次の方法ステップ(図5C)において、この構造を、結合媒体4によってキャリア3に結合する。
次いで(図5D)、一時的キャリア5を除去する。
最後の方法ステップ(図5E)において、コンタクト領域2A,2B、およびオプションとしてコンタクト層14を形成することによって、電気的接触を形成し、個々の発光ダイオードチップに分離する。
次に、本発明の発光ダイオードチップのさらなる例示的な実施形態について、図6の概略断面図を参照しながら詳しく説明する。この発光ダイオードチップは、例えば図2の例示的な実施形態とは異なり、多数の半導体ボディ1を備えている。半導体ボディ1は、キャリア3の上に互いに隣り合うように配置されている。この場合、キャリア3の具体化は、図1A、図1B、図1C、図2、または図3のいずれかに示したように選択することができる。
この実施形態の場合、隣り合う半導体ボディ1は、互いに直列に接続されている。例えば、すべての半導体ボディ1が直列に接続されている。これを目的として、隣り合う半導体ボディのコンタクト領域2a,2b(互いに逆の導電型に対応する)が、接続層21によって互いに導電接続されている。接続層21は、例えば、金属または透明導電性酸化物からなる。例えば、接続層21はコンタクト領域2a,2bと同じ材料から形成されている。
それぞれの半導体ボディがその活性領域13において接続層21によって短絡することがないように、半導体ボディと接続層との間それぞれにパッシベーション層20が設けられている。パッシベーション層20は、例えば、二酸化ケイ素の層によって形成することができる。
このようにすることで、多数のピクセルを有する発光ダイオードチップを製造することができる。この実施形態の場合、本発光ダイオードチップは、例えば8V以上の電圧で動作することのできる高電圧発光ダイオードチップを形成する。
[関連出願]
本特許出願は、独国特許出願第102010036180.1号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。

Claims (13)

  1. 発光ダイオードチップであって、
    − 放射生成活性領域(13)を備えた半導体ボディ(1)と、
    − 前記活性領域(13)との電気的接触を形成するための少なくとも2つのコンタクト領域(2a,2b)と、
    − キャリア(3)と、
    − 前記キャリア(3)と前記半導体ボディ(1)との間に配置されている結合媒体(4)と、
    を備えており、
    − 前記半導体ボディ(1)が、前記キャリア(3)の側の外面に粗面化部(15)を備えており、
    − 前記半導体ボディ(1)が、前記結合媒体(4)によって前記キャリア(3)に機械的に結合されており、
    − 前記結合媒体(4)が、局所的に前記半導体ボディ(1)および前記キャリア(3)に直接接触しており、
    − 前記少なくとも2つのコンタクト領域(2a,2b)が、前記キャリア(3)とは反対側の前記半導体ボディ(1)の上面に配置されており、
    − 前記結合媒体(4)が電気的絶縁性の接着剤であり、
    − 前記結合媒体(4)が放射に対して透過性であり、
    − 前記半導体ボディ(1)が、局所的に前記キャリア(3)に直接接触しており、
    − 前記粗面化部(15)が、凸部(15b)および凹部(15a)を備えており、前記結合媒体(4)が、前記凹部(15a)の中に少なくとも局所的に配置されおり、前記凸部(15b)の先端部には少なくとも局所的に前記結合媒体(4)が存在しない、
    発光ダイオードチップ。
  2. − 前記キャリア(3)が放射に対して透過性であり、
    − 前記半導体ボディ(1)の側の前記キャリア(3)の上面が、サファイアのa面であり、
    − 前記結合媒体(4)が電気的絶縁性の接着剤であり、
    − 前記結合媒体(4)が放射に対して透過性であり、
    − 前記半導体ボディ(1)が、局所的に前記キャリア(3)に直接接触しており、
    − 前記粗面化部(15)が、凸部(15b)および凹部(15a)を備えており、前記結合媒体(4)が、前記凹部(15a)の中に少なくとも局所的に配置されおり、前記凸部(15b)の先端部には少なくとも局所的に前記結合媒体(4)が存在しない、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  3. 前記凸部(15b)の先端部は、前記キャリア(3)に直接接触している、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  4. 前記キャリア(3)が放射に対して透過性である、
    請求項1から請求項3のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
  5. 前記半導体ボディ(1)の側の前記キャリア(3)の前記上面が、サファイアのa面である、
    請求項1から請求項4のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
  6. 前記キャリア(3)が放射に対して反射性である、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  7. 前記キャリア(3)が、前記半導体ボディ(1)の側の上面に、前記活性領域(13)において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている反射層(31)を備えている、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  8. 前記キャリア(3)が、金属材料を使用して形成されている、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  9. 前記キャリア(3)が、放射に対して散乱性であるように形成されている、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  10. 前記キャリア(3)が、セラミック材料を使用して形成されている、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  11. 前記キャリア(3)の前記外面のうち前記半導体ボディ(1)によって覆われていない領域が、放射に対して反射性のさらなる層(7)によって覆われており、放射に対して反射性の前記さらなる層(7)が、前記活性領域(13)において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている、
    請求項1に記載の発光ダイオードチップ。
  12. 少なくとも2つの半導体ボディ(1)を備えており、前記半導体ボディ(1)それぞれが放射生成活性領域(13)を備えており、前記半導体ボディ(1)が、互いに並列に、もしくは互いに直列に、またはその混合型として接続されている、
    請求項1から請求項11のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
  13. 前記半導体ボディ(1)のうち前記キャリア(3)に面している側が、n型導電性半導体材料を備えており、少なくとも1つのスルーコンタクト(8)が、前記キャリア(3)とは反対側の面、前記少なくとも2つのコンタクト領域の一方(2b)から、前記活性領域(13)を貫いて前記n型導電性半導体材料(12)まで延在している、
    請求項1から請求項12のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012106364B4 (de) * 2012-07-16 2021-09-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
KR20140100115A (ko) * 2013-02-05 2014-08-14 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자
JP6387780B2 (ja) * 2013-10-28 2018-09-12 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
TWI688114B (zh) * 2014-07-11 2020-03-11 晶元光電股份有限公司 發光元件及其製造方法
TWI614914B (zh) 2014-07-11 2018-02-11 晶元光電股份有限公司 發光元件及其製造方法
CN104157752B (zh) * 2014-08-27 2017-09-29 圆融光电科技有限公司 N型层粗化的led生长方法
US10236413B2 (en) 2015-04-20 2019-03-19 Epistar Corporation Light-emitting device and manufacturing method thereof
JP6668608B2 (ja) * 2015-04-27 2020-03-18 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
CN107464859A (zh) * 2016-06-03 2017-12-12 光宝光电(常州)有限公司 发光二极管结构、组件及其制造方法
TWI677116B (zh) * 2017-03-29 2019-11-11 宏齊科技股份有限公司 半導體發光模組及其半導體發光二極體晶片
CN110875431A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 上海和辉光电有限公司 一种用于激光剥离的有机电致发光结构及其制备方法
KR20200026770A (ko) * 2019-11-25 2020-03-11 엘지전자 주식회사 마이크로 엘이디를 이용한 디스플레이 장치
CN112216782B (zh) * 2020-08-26 2021-10-08 华灿光电(浙江)有限公司 发光二极管芯片及其制作方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786470A (ja) * 1993-06-23 1995-03-31 Omron Corp パワー半導体素子の実装方法
JP3505353B2 (ja) 1997-07-02 2004-03-08 株式会社東芝 半導体発光装置
AU747260B2 (en) * 1997-07-25 2002-05-09 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor device
JP3262080B2 (ja) 1998-09-25 2002-03-04 株式会社村田製作所 半導体発光素子
DE10148227B4 (de) 2001-09-28 2015-03-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip, Verfahren zu dessen Herstellung und strahlungsemittierendes Bauelement
JP3812500B2 (ja) * 2002-06-20 2006-08-23 セイコーエプソン株式会社 半導体装置とその製造方法、電気光学装置、電子機器
JP2004095941A (ja) 2002-09-02 2004-03-25 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
US7018859B2 (en) 2004-06-28 2006-03-28 Epistar Corporation Method of fabricating AlGaInP light-emitting diode and structure thereof
JP4266207B2 (ja) * 2005-03-09 2009-05-20 株式会社東芝 光モジュールの製造方法
JP4648099B2 (ja) * 2005-06-07 2011-03-09 信越化学工業株式会社 ダイボンディング用シリコーン樹脂組成物
US20100084679A1 (en) * 2006-01-06 2010-04-08 Epistar Corporation Light-emitting device
DE102007002416A1 (de) 2006-04-13 2007-10-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Körper und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Körpers
DE102007004302A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips
US20080197378A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Hua-Shuang Kong Group III Nitride Diodes on Low Index Carrier Substrates
JP2009004625A (ja) 2007-06-22 2009-01-08 Sanken Electric Co Ltd 半導体発光装置
TWI350563B (en) * 2007-07-10 2011-10-11 Delta Electronics Inc Manufacturing method of light emitting diode apparatus
JP5650364B2 (ja) 2007-07-11 2015-01-07 ユニ・チャーム株式会社 排泄物処理シート及びそれを用いた動物用トイレ
TWI369009B (en) * 2007-09-21 2012-07-21 Nat Univ Chung Hsing Light-emitting chip device with high thermal conductivity
KR101501307B1 (ko) 2007-09-21 2015-03-10 가부시끼가이샤 도시바 발광 장치 제작 방법
JP2009295753A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Showa Denko Kk Iii族窒化物半導体発光素子の製造方法及びiii族窒化物半導体発光素子、並びにランプ
US8633501B2 (en) * 2008-08-12 2014-01-21 Epistar Corporation Light-emitting device having a patterned surface
DE102008039790B4 (de) 2008-08-26 2022-05-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2010103149A (ja) 2008-10-21 2010-05-06 Showa Denko Kk 発光部材、発光装置、電子機器、機械装置、発光部材の製造方法、および発光装置の製造方法
KR101539246B1 (ko) * 2008-11-10 2015-07-24 삼성전자 주식회사 광추출 효율이 향상된 발광 장치의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 발광 장치
US8207539B2 (en) * 2009-06-09 2012-06-26 Epistar Corporation Light-emitting device having a thinned structure and the manufacturing method thereof
KR20110052131A (ko) * 2009-11-12 2011-05-18 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR101028251B1 (ko) * 2010-01-19 2011-04-11 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP4865047B2 (ja) * 2010-02-24 2012-02-01 株式会社東芝 結晶成長方法
US20130015461A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Kun Hsin Technology Inc. Light-emitting Device Capable of Producing White Light And Light Mixing Method For Producing White Light With Same

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