TW200924249A - Light emitting diode with bonded semiconductor wavelength converter - Google Patents

Light emitting diode with bonded semiconductor wavelength converter Download PDF

Info

Publication number
TW200924249A
TW200924249A TW097137549A TW97137549A TW200924249A TW 200924249 A TW200924249 A TW 200924249A TW 097137549 A TW097137549 A TW 097137549A TW 97137549 A TW97137549 A TW 97137549A TW 200924249 A TW200924249 A TW 200924249A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
led
wavelength converter
textured surface
wafer
converter
Prior art date
Application number
TW097137549A
Other languages
English (en)
Inventor
Tommie Wilson Kelley
Catherine Anne Leatherdale
Michael Albert Haase
Terry Lee Smith
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of TW200924249A publication Critical patent/TW200924249A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0756—Stacked arrangements of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

200924249 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光二極體，且更特定而言係關於一種包 含一波長轉換器之發光二極體（led)，該波長轉換器用於 轉換由該LED發出之光之波長。 【先前技術】 波長轉換發光二極體（LED)對於以下情況之照明應用變 得越來越重要：需要具有一般不由一 LED產生之色彩之 光’或可使用一單個LED用於產生具有一般由若干不同 LED起產生之光譜之光。此一應用之一個實例係於顯示 器之背面照明中，例如，液晶顯示器（LCD)電腦監視器及 電視機。在此等應用中，需要大體上白色光來照明LCD 板。一種藉由一單個LED產生白色光之方法係首先藉由該 LED產生藍色光且然後將某些或所有該光轉換為—不同顏 色。例如，在使用一發藍色光之LED用作一白色光源之情 彡兄下’可使用-波長轉換器將藍色光之一部分轉換為黃： ， 光。所得光（黃色與藍色之一組合）對於觀看者呈現為白 光。 ’、、、 在杲些方法中，波長轉換器係一半導m刊 置在極接i^LED處以使得該LED内之光之-大部 入該轉換器中。然而，還存在一問題：期望將經轉換： 長附接至咖晶粒。通常，_導體材料具有一 ; 射率而—般經考量用於將波長轉換器附接至咖晶粒= 枓類型(例如黏合劑)具有一相對較低折射率。因此，由於 134471.doc 200924249 在相對較高折射率之半導體LED材料與相對較低折射率之 黏合劑之間的彳面處較高程度纟内反料致&射損失較 高。 另一方法係半導體波長轉換器與led晶粒之半導體材料 之直接晶圓黏著。此方法將在此等兩種相對較高折射率材 料之間提供出色光學耦合。’然而，此技術需要極其光滑及 平坦表面，此增加所得LED裝置之成本。此外，波長轉換 器與LED晶粒之間的熱膨脹係數之任何差可導致熱循環情 況下之黏合失效。 【發明内容】 本發明之一個實施例係針對一種能夠被切分成多個發光 二極體（LED)之半導體堆疊。該堆疊具有一led晶圓，其 包括一安置於一 LED基板上之第一LED半導體層堆疊。該 LED a曰圓为對該LED基板之一第一側之至少一部分包括一 第-經紋理化表面。該堆疊亦具有—多層半導體波長轉換 器，其經組態以有效地轉換該等LED層中產生之光之波 長。一黏著層將該LED晶圓之該第一側附接至該波長轉換 器之一第一側。 該波長轉換器之另一實施例係針對一種製作波長轉換發 光二極體之方法。該方法包含提供一LED晶圓，其包括安 置於一基板上之一組LED半導體層。該LED晶圓之一第一 側之至/部分具有一經紋理化表面。該方法亦包含提供 一多層波長轉換器晶圓，其經組態以有效地轉換該等LED 層内產生之光之波長，及使用—安置於該LED晶圓之該經 134471.doc 200924249 紋理化表面與該轉換器晶圓之間的黏著層將該轉換器晶圓 黏著至該經紋理化表面以產生一 LED/轉換器晶圓。自該 LED/轉換器晶圓分離個別經轉換LED晶粒。 本發明之另一實施例係針對一種波長轉換LED，其包含 一 LED，該LED包括於一 LED基板上之LED半導體層。該 LED具有在該LED背對該LED基板之一側上之一第一表 面。一多層半導體波長轉換器附接至該LED之該第一表 面。該波長轉換器具有一背對該LED之第一側及面對該 LED之第二側。該波長轉換器之該第一側及該第二側中一 者之至少一部分包括一第一經紋理化表面。 本發明之另一實施例係針對一種波長轉換LED，其包含 一LED，該LED包括一於一LED基板上之LED半導體層堆 疊。該LED半導體層堆疊之面對該LED基板之一第一側之 至少一部分包括一第一經紋理化表面。一多層半導體波長 轉換器附接至該LED背對該LED基板之一側。 本發明之另一實施例係針對一種LED，其包含一 LED， 該LED包括一於一 LED基板上之LED半導體層堆疊。該 LED基板背對該LED半導體層堆疊之一第一側之至少一部 分包括一第一經紋理化表面。一多層半導體波長轉換器附 接至該LED背對該LED基板之一側。 本發明之另一實施例係針對一種LED裝置，其包含一 LED，該LED包括一於一 LED基板上之LED半導體層堆 疊。該LED半導體層堆疊背對該LED基板之一上側之至少 一部分具有一經紋理化表面。一由一 II-VI半導體材料形成 134471.doc 200924249 之多層波長轉換器附接至該LED半導體層堆疊。在LED半 導體層之邊緣處提供一阻光特徵以減少在該等LED半導體 層内產生之光之邊緣洩漏。 本發明之另一實施例係針對一種波長轉換LED裝置，其 具有一LED，該LED包括一於一LED基板上之LED半導體 層堆疊，該LED具有一第一經紋理化表面。一多層半導體 波長轉換器藉由一黏著層附接至該led。
本發明之另一實施例係針對一種用於一 LED之波長轉換 器裝置。該裝置包含-多層半導體波長轉換器元件及一安 置於該波長轉換器元件之一個側上之黏著層。在該黏著層 上方存在一可移除保護層。 上文對本發明之概述並非意欲闡述本發明之每一所圖解 說明實施例或每一具體實施方案。以下圖及詳細說明更加 特定地例示此等實施例。 【實施方式】 本發明適用於使用一將由LED發出之光之至少一部分之 波長轉換為—不同（通常為更長）波長之波長轉換器之發光 極體本發明係針對一種有效地與藍色或(其通 常基於例如AlGaInN之氮化物㈣）一起使用半導體波長轉 換器之實際及可製造之方法。更特定而言，本發明之某些 时Ο係針對使用—中間黏著層黏著—多層半導體波長轉 換益。使用-黏著層移除對超平坦表面之需要，例如當將 兩個半導體7〇件直接黏著在一起時所需。因此，可在晶圓 準處實現β亥裝置之裝配’從而極大地減少製造成本。此 134471.doc 200924249 外，如果黏著層係順從時（例如，一聚合物黏著層可係此 情況），當對該裝置進行熱循環時轉換器層與LED分層之可 能性減小。此係由於因LED與波長轉換器之熱膨服係數 (CTE)之差而形成之應力可導致該順從黏著層之某些變 形。相反，在LED直接黏著至波長轉換器之情況中，熱應 力作用於LED與波長轉換器之間的介面處’此可導致波長 轉換器之分層或損壞。
圖1中示意性圖解說明根據本發明之一第一實施例之一 波長轉換LED裝置100之一實例。裝置1〇〇包含一 LED 1〇2，其具有一在一LED基板1〇6上之㈣半導體層⑽堆 疊。LED半導體層104可包含若干不同類型之層，包含但 不限於P-及η-類型結層、發光層（通常含有量子井）、緩衝 層及上層°由於LED半導體層104通常係使用-蟲晶製程 生長而來之事實’目此LED半導體層⑽有時被稱為蟲晶 層。LED基板106通常比LED半導體層厚且可係LE〇半導 體層1〇4在其上生長之基板或可係半導體層104生長後附接 至其之基板’如以下將進一步闌釋。一半導體波長轉換器 ⑽經由-黏著層110附接至咖1〇2之上表面⑴。
儘管本發明並未限制可使用之_半導體材料之類型及 因此在LED内產生之杏夕，士 P 、 生之先之波長，但期望本發明在將處於光 譜之藍色或UV部分之光轉換為可見或紅外線光譜之較長 :長方面最有用，以使所發射之光可呈現為(例如)綠色、 汽色、棕黃色、橙色或紅色，或藉由組合多個波長，光可 呈現為-混合顏色，例如青色、洋紅色或白色。例如，一 134471.doc -10- 200924249 產生藍色光之AlGalnN LED可與吸收藍色光之一部分以產 生黃色光之波長轉換器一起使用，其結果係藍色與黃色光 之組合呈現為白色。 在美國專利申請案第11/009,2 17號中闡述一適合類型之 半導體波長轉換器108’該申請案以引用之方式併入本文 中。一多層波長轉換器通常採用基於⑴…半導體材料之多 層量子井結構’例如各種金屬合金硒化物，例如
CdMgZnSe。於此多層波長轉換器中，量子井結構11 4經設 計以使該結構之若干部分中之帶隙經選擇以便吸收至少某 些由LED 102發射之抽送光。藉由吸收抽送光而產生之電 荷載體移動至該結構中具有一較小帶隙之其他部分：量子 井層，於此處該等載體重新組合且產生更長波長之光。此 說明並非意欲限制半導體材料之類型或波長轉換器之多層 結構。 半導體波長轉換器1〇8之上及下表面122及124可包含例 如濾光層、反射器或鏡面等不同類型之塗層，例如於序列 號為11/009,217之美國專利申請案中所闡述。在表 面122及 124之任一者上之該等塗層可包含一抗反射塗層。 黏著層U〇由將波長轉換器108黏著至LED 102且係大體 上透明以使得大多數光自LED 102傳遞到波長轉換器1〇8之 任何適合材料形成。例如，由LED 102發射之光之90%以 士可透射穿過該黏著層。通常，需要使用-具有-相對較 问熱傳導之黏著層11〇:波長轉換器中之光轉換並非1 有效且所得熱可使轉換器溫度升高，從而可導致色移及 134471.doc 200924249 光學轉換效率降低。可藉由減少黏著層ιι〇之厚度且藉由 選擇具有-相對較高導熱性之點著材料來增加熱傳導。 在選擇黏者材料中之一進一步考量係作為㈣ '波 器與黏著材料之間的 轉、 π ‘>.、膨脹之結果所產生之機械應力 之可能。聯想到兩個限法丨丨总_丛 制條件。在黏著材料之熱膨脹係數 (CTE)明顯不同於LED⑽及/或波長轉換請之CTE之情 較錢該黏著材料為順從，亦即，具有-相對較低 ,、Λ使付其可變形且吸收與該LED之溫度循環相關聯 之應力。在製造該裝置中使用之全部各種處理步驟中，黏 著層110之黏合特^夠將—著至波長轉^ 108,如以下更加詳細地闡釋。在黏著材料與LED⑽半導 體層之間的CTE差較小夕袢，w 丁 黏著材料。 “下’可使用較高模數'剛性 可用點著材料包含可固化及不可固化材料兩者。可固化 二包：例如反應性有機單體或聚合物，例如，丙稀酸 ^ ^樹脂、例如有機倍半氧钱等含石夕 樹月曰 t醯亞胺、全敦乙嫌秘弋甘、日人t 或其混合物。可使用熱、光 容易 使可固化黏著材料固化或硬化。出於使用 谷易之目的’熱固化材料可係 必,w 打純佳’但對於本發明並非係 黏著材料可包含聚合物，例如熱塑性材料 或其炫化溫度、组穿半導體=其破璃態轉變溫度 至室，…广丰導體堆疊及然後冷卻該半導體堆疊 化玻璃態轉變溫度）來達成藉助不可固 者。1占著材料可包含光學透明聚合材料，例如 i34471.doc -12- 200924249 光學透明聚合點合劑。> -ρ Ηίί ia 也聯心到無機黏著材料（例如溶 膠硫、旋塗玻璃）及有機-無機雜彳卜从』，令 式使用各種黏著材料。雜化材料。亦可以組合方 某类些實難黏著㈣可包含光學透Μ合㈣
^ ^ ^ N〇rland 83Η(ώΝ〇Γΐ^ P^_’ cranbury N J供應）等基於丙烯酸醋之光學點合 劑，例如Sc〇tch-Weld瞬間黏合劑(由3M公司，st ρ_，_ 供應)等氰基丙烯酸醋；例如Cycl〇tene，由Dow化學公 司Midland，MI提供）等苯并環丁締；及例如CrystaiB〇nd (Ted Pella Inc.，Redding CA)等透明蠟。 '著材料可併入無機粒子以提高導熱性、減少熱膨脹係 數或增加黏著層之平均折射率。適合無機粒子之實例包含 金屬氧化物粒子’例如Al2〇3、Zr〇2、Ti〇2、v2〇5、Zn〇、
Sn02及Si〇2。其他適合無機粒子可包含陶究或寬帶隙半導 體，例如Si3N4、金剛石、ZnS及训、或金屬粒子。適合 之無機粒子通常為微米或次微米大小以允許形成一薄黏著 層，且其大體上在發射LED及波長轉換器層之發射之光譜 頻寬上不具吸收性。可選擇該等粒子之大小及密度以達成 透射及散射之所需位準。該等無機粒子可係經表面處理以 促進其均勻分散在黏著材料中。此表面處理化學劑之實例 包3矽烷、矽氧烷、羧酸、膦酸、锆酸鹽、鈦酸鹽及類似 物。 通常’用於黏著層110中之黏合劑及其他適合材料具有 小於約1.7之折射率’然而用於LED及波長轉換器中之半 13447l.doc -13· 200924249 導體材料之折射率遠遠高於2,且可甚至高於3。儘管黏著 層π 〇與黏著層11 〇之任一側上之半導體材料之折射率之間 的此一較大差，但可驚奇地發現圖1中所圖解說明之結構 提供自LED 102至波長轉換器108之出色光耦合。因此，使 用一黏著層可有效地將半導體波長轉換器附接至LEd，而 對抽取效率無有害影響，且因此不需要使用一種將波長轉 換器附接至LED之更高成本之方法，例如，使用直接晶圓 黏著。 可將塗層施加於LED 1 02或波長轉換器1 08之任一者以改 進至黏著材料之黏合及/或充當用於LED 102中產生之光之 抗反射塗層。該等塗層可包含例如Ti〇2、Ai2〇2、si〇2、 ShN4及其他無機或有機材料。該等塗層可係單層或多層 塗層。亦可實施表面處理方法以改進黏合，例如電暈處 理、暴露於〇2電漿或暴露於UV/臭氧。 在某些實施例中，LED半導體層1〇4經由一可選黏著層 116附接至基板106，且可在LED 1〇2之下及上表面上分別 提供電極118及120。通常在LED係基於氮化物材料之情況 下使用此類型之結構：LED半導體層1〇4可在生長於一基 板上，例如藍寶石或Sic，且然後轉移至另一基板1〇6，例 如石夕或金屬基板。在其它實施例中，LED採用半導體層 104直接生長於其上之基板1〇6，例如藍寶石或Sic。 在某些實施例中，LED 102之上表面112係—經紋理化 層此與上表面112係平坦之情況相比，增加對來自[ED 之光之抽取。於該上表面上之紋理可係提供該表面不與半 134471.doc 14 200924249 理可传缺千订之若干部分之任何適合形式。例如，該紋 二缺口、隆起、凹坑、錐形、稜錐、各種其他形狀及 同形狀之組合之形式’例如在美國專利第M57,236號中 所闌述、亥專利以引用之方式併入本文中。紋理可包含任 意特徵或非任意週期特徵。特徵大小通常為次微米，但可 如幾個微米-樣大。週期性或相干性長度亦可在自次微米 W未標度範圍内。在某些情況下，經紋理化表面可包括 -蛾眼表面’例如由Kasugai等人在phys如Μ第3 卷’第2165頁（2_)及美國㈣t”u/2i()，7i3中所闊 述。 可使用例如蝕刻(包含濕式化學蝕刻、例如反應式離子 蝕刻或感應耦合電漿蝕刻等幹式蝕刻製程、電化學蝕刻或 光蝕刻）、微影及類似技術等各種技術來紋理化一表面。 亦可藉由半導體生長製程來製造一經紋理化表面，例如藉 由一非晶格匹配組成之迅速生長速率以促進成島嶼狀等。 另一選擇為，可在起始LED層之生長之前使用先前所述之 蝕刻製程中之任一者來紋理化生長基板本身。在無一經紋 理化表面之情況下’僅在-LED内光之傳播方向在允許抽 取角度分佈内側時光被有效地從該LED抽取。此角度分佈 至少部分地受光在LED之半導體層之表面處之全内反射之 影響。由於LED半導體材料之折射率係相對較高，因此抽 取角度分佈變得相對杈狹窄。提供一經紋理化表面允許重 新分佈LED内光之傳播方向以便可抽取光之一較大部分。 現在參照圖2 A-2D闡述構造一波長轉換led裝置之某些 134471.doc •15- 200924249 實例性過程步驟。一LED晶圓200具有在一LED基板206上 方之LED半導體層204，參見圖2A。在某些實施例中， LED半導體層204直接生長於基板206上，且在其他實施例 中，LED半導體層204經由一可選黏著層216附接至基板 206。LED層204之上表面為一經紋理化表面212。晶圓2〇〇 具有可用於隨後引線黏著之金屬化部分22〇。基板2〇6之下 表面可具有一金屬化層。晶圓200可經蝕刻以產生平臺 222。一黏著材料層21〇安置於晶圓2〇〇之上方。 將-多層半導體波長轉換器·(其生長於—轉換器基板 224上）附接至黏著層21〇，如圖2b中所示。 可{用任何適合方法將黏著材料2〗〇傳送至晶圓2之表 面或波長轉換器208之表面，或該等兩者。此等方法包含 但不限於旋轉塗佈、到塗、蒸汽塗佈、轉移塗佈及例如此 項技術中已知之其他此等方法。在某些方法中，可使用一 注射塗覆器來施加該黏著材料。可使用任何適合方法將波 長轉換器208附接至黏著層。例如，可將一經量測數量之 黏著材料（例如—黏合劑）施加於坐落在-室溫加執板上之 晶圓·、扇中之-者。然後，可使用任何適合方法將波 長轉換器208或LED晶圓2〇〇附接至黏著層。例如，铁後可 將晶圓2〇〇、200之平坦表面以一者在另一者之頂部：方式 j對準且可在晶圓·、2〇8之頂部上添加—具有一已知 只：之鎮重以促進黏著材料流向晶圓之邊緣。然後，可使 力口熱板之溫度斜升並維持在—用於固化黏著材料之適_ 度。然後，可冷卻加熱板並移除賴重㈣供轉㈣2 13447 丨.doc 16 200924249 轉換器·LED晶圓組合件。在另-方法t，可使用-已被模 具切割為晶圓形狀之轉移襯塾將—選定黏性聚合材料薄片 施加於-晶圓。㈣’使該晶圓與另一晶圓配對且黏著材 料例如在-如上所述加熱板上固化。在另—方法中，可將 一黏著材料均勾層預先施加於波長轉換器晶圓之表面且藉 由-可移除襯墊來保護黏著材料之所暴露表面直至製備黏 著晶圓20G及時為止。在可固化黏著材料之情況中，可 需要部分地固㈣著材料以使得其具有足夠高之黏度及/ 或機械穩定性來在搬運時仍維持其黏合特性。 然後，可蝕刻掉轉換器基板224以產生圖2C中所示之經 黏著之晶圓結構。然後穿過波長轉換器2〇8及黏著材料21〇 蝕刻通孔226以暴露金屬化部分22〇，如圖2D中所示，且可 例如使用一晶圓鋸在虛線228處切割該晶圓以產生單個波 長轉換LED裝置。可使用其他方法用於自一晶圓分離個別 裝置’例如鐳射劃線及水喷劃線。除蝕刻該等通孔之外，
在使用晶圓鋸或其他分離方法之前沿切割線蝕刻以減少在 切割步驟期間對波長轉換器層之應力可係有用。 實例1.藉由經紋理化表面之金屬黏著LED 使用一類似圖2A-2D中所圖解說明之過程來產生一波長 轉換LED。自臺灣，新竹，Epistar Corp.購買LED晶圓200。 晶圓200具有黏著至一矽基板206之磊晶A1GaInN LED層 204。如所收到，LED晶圓上側上之n-類型氮化物具有i mm2平臺222。另外，該表面經粗链化以使得某些部分具 有一經紋理化表面212。其他部分可用金Au跡線來金屬化 I34471.doc -17- 200924249 以分散電流且提供用於引線黏著之墊。矽基板206之後側 用一基於金之層21 8來金屬化以提供p-類型接觸。 初始地使用分子束磊晶（MBE)在一 InP基板上製備一多 層、量子井半導體轉換器208。在該InP基板上首先藉由 1^6£生長一0&111八8緩衝層以製備用於11-¥1生長之表面。 然後，藉由一超高真空轉移系統將該晶圓移動至另一用於 轉換器之II-VI磊晶層生長之MBE室。在圖9中顯示以基板 224完工之初長成轉換器208之細節且在表格I中作出總 結。該表格列出轉換器208中不同層之厚度、材料組成、 帶隙及層闡述。轉換器208包含八個CdZnSe量子井230，每 一者具有一 2.15 eV之能量隙（Eg)。每一量子井230夾在具 有一 2.48 eV之能量隙之CdMgZnSe吸收器層232之間，該 能量隙可吸收由LED發射之藍色光。轉換器208亦包含各 種窗口、緩衝及緩變層。 表I :波長轉換器結構之細節 層編號 材料 厚度(A) 帶隙(eV) 闡述 230 Cd〇,48Zn〇.52Se 31 2.15 量子井 232 Cd〇,38Mg〇.2iZn〇.4iSe 80 2.48 吸收器 234 Cd〇.3sMg〇.2iZn〇,4iSe ： Cl 920 2.48 吸收器 236 cdo.22Mgo.45Zno.33Se 1000 2.93 窗口 238 Cdo.22Mgo.45Zno.33Se- Cd〇.38Mg〇.2iZn〇.4iSe 2500 2.93-2.48 緩變 240 Cd〇.3gMg〇.2iZn〇.4iSe ： Cl 460 2.48 吸收器 242 Cd〇,38Mg〇.2iZn〇,4iSe- Cdo.22Mgo.45Zno.33Se 2500 2.48-2.93 緩變 244 Cdo.39Zno.6iSe 44 2.24 246 Gao.47Ino.53As 1900 0.77 缓衝 134471.doc -18- 200924249 藉由電鍍膠帶（由3M，St· Paul MN供應）保護LED晶圓200 之後侧且使用一 Norland 83H光學黏合劑（Norland Products， Inc.，Cranbury NJ)黏著層210將轉換器晶圓之磊晶表面附 接至LED晶圓之上表面。將幾滴黏合劑放置在led表面上 且用手將轉換器晶圓按壓至該黏合劑上直至在晶圓邊緣之 四周出現一黏合劑珠。黏著物藉由在一處於1 3 〇 之加熱 板上2小時來固化。黏著層21 〇之厚度在1 _ 1 〇 μηι之範圍 内。 在冷卻至室溫之後’機械地輕拍ΙηΡ晶圓之後表面且用 一 3HC1 : 1Η2〇溶液將其移除。在此波長轉換器中之一 GalnAs緩衝層處停止此蝕刻劑。隨後，在一經攪拌溶液中 移除緩衝層，僅留下黏著至LED晶圓200之11-¥1半導體波 長轉換窃208，該溶液具有3〇 mi氫氧化銨（按重量計為 3 0°/。）、5 ml過氧化氫（按重量計為3〇%)、4〇 g己二酸及2〇〇 ml水。 為使電連接至氮化物led之上側，穿過波長轉換器208 且穿過黏著層210蝕刻通孔222。此藉由使用一負性光蝕劑 (NR7-1000PY，Futurrex，Franklin，NJ)之習用接觸微影來實 現。藉由光蝕劑之孔在LED之引線黏著墊上方對準。由於 波長轉換器208對綠色及紅色光係透明，因此此程序之對 準為直接對準。然後將該晶圓浸入在一 i份HC1(按重量計 為30%)與1〇份ho混合之飽和βΓ滯流溶液中約⑺分鐘以蝕 刻該波長轉換器之所暴露„_¥1半導體層。然後將晶圓放置 在電漿触刻益中且暴露於處於一 200 mTorr及200 W(1.1 134471.doc 19 200924249 w/cm)RF電源之-氧電漿中20分鐘。該電漿移除暴露在 波長轉換器中所鞋刻之孔中之光敍劑及黏合劑兩者。在圖 2D中示意性圖解說明所得結構。 然後用-晶圓鋸切分晶圓且用導電環氧樹脂及所黏著引 線將個別LED裝置安裝於頭部上。圖3中顯示所得波長轉 換LED裝置中之-者之光譜。在―547⑽之高峰波長處， 主要發射由半導體轉換器產生。Μ色抽送光(467 nm)幾乎 被完全吸收。 圖4A中示意性圖解說明本發明之另一實施例。一波長轉 換LED裝置400包含-LED 4〇2，其具有在—基板傷上方 之LED半導體層404。在所圖解說明之實施例中，led半導 體層404經由一黏著層416附接至基板4〇6。可在基板4〇6背 對LED層404之表面上提供一下部電極層418。一波長轉換 器408藉由一黏著層410附接至LED 4〇2。波長轉換器4〇8之 上表面420之至少某些具有表面紋理。 在某些實施例中，波長轉換器面對LED 4〇2之下表面422 之至少一部分可被紋理化，例如如圖4β中所示意性圖解說 明。因此，波長轉換器402可具有背對LED之上表面42〇之 若干經紋理化部分及/或面對LED之下表面422之若干經紋 理化部分。可使用如以上用於紋理化LED之一表面所述之 彼等技術紋理化波長轉換器408之若干表面。同樣，波長 轉換器之經紋理化表面之形貌可與LED上之紋理相同或不 同。波長轉換器408之表面紋理可使用以上所述技術中之 任—者來紋理化。 134471.doc -20- 200924249 圖5中示意性圖解說明本發明之另一實施例。一波長轉 換LED裝置500包含一LED 502,其具有在一 LED基板506 上方之LED層504。一波長轉換器508藉由一黏著層51〇附 接至LED 502。在此實施例中，金屬化LED半導體層5〇4與 基板506之間的黏著物516。此外，最下部LED層5 18(其最 靠近LED基板506)包含在金屬黏著表面520處之表面紋理。 在此情況下，表面520被金屬化以重新引導[ED層504内之 光’其結果係在金屬化黏著物5 1 6處沿一處於抽取角度分 佈外側之方向入射之光之至少某些被重新引導至抽取角度 分佈中。表面520之紋理可例如使用以上所論述之技術中 之任一者來形成。 金屬化黏著物516還可在下部LED層51 8與LED基板506之 間1^供一電路徑。在某些實施例中，裝置5〇〇可具有一在 波長轉換器508之輸出表面上之一經紋理化表面52〇，儘管 此並非一必須條件。 可如實例1中例如使用一可熱固化黏合劑材料將半導體 波長轉換器晶圓施加於LED。如實例！中，一般僅需要一 組通孔’該等通孔提供至LED 502頂部之電通路。 現在將參照圖6闡述本發明之另一實施例。在此實施例 中，一波長轉換LED裝置600包含一LED 602，其具有附接 至一 LED基板606之LED層604。LED層604可生長於LED基 板606上或可經由一黏著層（未顯示）附接至LED基板6〇6。 一波長轉換器608藉由一黏著層61〇附接至LED 6〇2。可以 一類似於實例1中所論述之方法使用一針對其光學及機械 13447 丨.doc -21 - 200924249 特性而選擇之黏著材料將波長轉換器608施加於LED 6〇2 ^ LED基板606可由一透明材料形成，例如藍寶石或碳化 石夕。在此實把例中，存在若干個機會來提供經紋理化表面 以改進光自LED 602至波長轉換器中之耦合。例如，可紋 理化LED基板606之底部表面622。可在生長LED半導體層 604之前，將紋理蝕刻至基板6〇6中。 在LED基板606不導電之情況下，可提供兩個黏著墊 618a、618b。第一黏著墊618a連接至1^£)半導體層6〇4之 頂部，且第二黏著墊618b連接至LED層604之底部。該等 黏著墊可由任何適合金屬材料形成，例如金或基於金之合 金0 實例2:經紋理化表面對一平坦表面之經建模效果 使用TracePro 4.1光學建模軟體來建模一具有不同經紋 理化表面之波長轉換LED。將LED建模為一 i mmxl mmx 0.01 mm之GaN區塊。假設LED嵌入在一囊封劑半球中。假 設該LED之底側（亦即該LED基板之下側）具有一銀反射 器，其具有一 88%之反射率。一黏著層（其具有一2 μιη之厚 度且具有與該囊封劑相同之反射率）分離LED之發射表面與 半導體波長轉換器層。假設該轉換器層在其輸入及輸出側 兩者上具有一平坦表面。在以下表格丨中，總結模型參 數。 134471.doc -22- 200924249 表i:用於效率建模中之參數 元件 厚度⑽ 「折射率 吸收/通過 LED-- -----~___ 10 2.39 3%@460 nm 、:士且去奎4名as ri 2 1.41 0% A代将挟益廣 2 2,58 93%@460 nm ------- 8 mm直徑半球 --------— 1.41 」 0% 吸收/通過係針對藍色光單次通過光學元件之光學吸 收’例如針對吸收為3%每次通過之情況，吸收係數α= -ln(0’97)/t，其中“系以mm為單位之層厚度。 使用以LED中間為中心之兩個所嵌入之均句撕格源（半 角=9〇。)來建模自LED晶粒之發射。針對以下情況計算耦合 至半導體波長轉換器層中之光之量：i)不存在任何經紋理 化表面之清况’ u)僅在LED之上側上存在一經紋理化表面 之it況（亦即.如裝置600，但其中僅表面62為經紋理化 表面）及111)僅在LED之下部、反射側上存在一經紋理化 表面（亦即，如裝置600,但其中僅表面622為經紋理化表 面）。將經紋理化表面建模為緊密填充之正方稜錐，其具 有1 基底及針對最佳辆合效率而選定之一側傾斜角。 以下表格II比較由具有與不具有經紋理化表面之半導體波 長轉換器層所吸收藍色光之量之建模結果。耦合效率定義 為自LED發射之藍色光耦合至波長轉換器層並在轉換器層 中被吸收之部分。在情況Π)中，稜錐狀紋理具有一 80。之 頂角且在情況iii)中具有120。頂角。建模軟體不能夠考量一 具有多於一個經紋理化表面之裝置。 134471 .doc •23· 200924249 表η :耦合效率 條件 " '_丨丨丨· ---- i)平坦LED 耦合效率 16% ii)經紋理化LED發射表面 ~ 47% iii)在下部基板側上之經紋理化表面 51% 如可看到’將經紋理化表面添加至LED明顯地改進耦合 至波長轉換器中之藍色光之量，且即使當黏著層與波長轉 換器之間的折射率之差大於1之情況下亦可達成一約5〇% 之耗合效率。 圖7顯示一晶圓700，其可被切割成如圖6中所示之彼等 裝置，除僅表面714及622被紋理化以外。可使用微影及蝕 刻步驟提供至LED半導體層604上之引線黏著墊61 8a、 618b之通孔。可對每一通孔底部處之黏著墊61心、 618b進行引線黏著，從而提供與每一晶粒之電接觸。可在 線728處切割晶圓7〇〇以產生個別LED裝置。可在該晶圓中 之其他表面處提供表面紋理化，例如在波長轉換器6〇8之 頂部及/或底部表面處或在LED半導體層6〇4與基板6〇6之間 的一表面處。 在以上實施例中，在作業期間某些雜散抽送光可逃離波 長轉換LED之邊緣。儘管此影響在某些金屬黏著薄臈led 之情況中係較+，但在某些應时對所觀察到之LED顏色 之〜，曰可係不期望。阻光特徵可包含於led平臺邊緣之四 :以消除此雜散光。例如，可在半導體轉換器材料黏著之 别於LED晶圓上LED之最終製造步驟期間提供該等特徵。 134471.doc •24· 200924249 在一個實施例中，阻光材料可係光蝕劑（例如，其吸收藍 色光或uv抽送光）。另一選擇為，可執行一微影及沈積步 驟以填充具有-反射或吸收材料之LED平臺結構之間的全 部或部分區域。在另一方法中，該阻光特徵可包含多個 層，例如一阻光特徵可包含—絕緣、透明材料層與一金屬 層之組合。在此一組態中，金屬層將光反射回至LED中同 時絕緣材料可確保LED層與金屬反射層之間的電絕緣。
圖8中示意性圖解說明一包含阻光特徵之波長轉換led 裝置800之實例性實施例。裝置8〇〇包含一led 8〇2，其具 有在一 LED基板8〇6上之LED半導體層8〇4。一 經由一黏著層8帅著至LED802。在所圖解2之實 施例中，LED 802之上表面812為—經紋理化表面。電極 818、820提供將一電流施加於LED裝置8〇〇。在led 之 邊緣處提供阻光特徵822以減少通過LED 8〇2之邊緣逃離之 光之量。纟製造之晶圓階段期間’可將阻光特徵824定位 於自晶圓分離個別晶粒之切割位置處。 不應將本發明視為限定於以上所述特定實例，而應理解 為本發明涵蓋隨附申請專利範圍中所明確载明之本發明之 所有態樣。熟習此項技術者在閲讀本說明書後，將易於得 知本發明可適用之各種修改形式、等效製種及多種結構付 該申請專利範圍意欲涵蓋該等修改形式及裝置。例如，俜 管以上說明已論述基於GaN之LED，但本發明亦可適^ 使用其他m-v半導體材料所製造之LED，且亦可適用於使 用II-VI半導體材料之led。 134471.doc •25· 200924249 【圖式簡單說明】 結合附圖來考量上文對本發明各種實施例之詳細闡述， 可更透徹地理解本發明，於附圖中： 圖1示意性圖解說明一根據本發明原理之一波長轉換發 光二極體（LED)之實施例； 囷2A-2D示意性圖解說明根據本發明原理在一波長轉換 LED之製造過程之實施例中之過程步驟； 圖3顯示自一波長轉換LED輸出之光之光譜；
圖4A及4B示意性圖解說明根據本發明原理一波長轉換 發光二極體（LED)之一實施例； 圖5示意性圖解說明根據本發明原理一波長轉換發光二 極體（LED)之另一實施例； 圖6示意性圖解說明根據本發明原理一波長轉換發光二 極體（LED)之另一實施例； 圖7示意性圖解說明根據本發明原理一製造一波長轉換 led之製造過程之一實施例中之過程步驟； 、 圖8示意性圖解說明根據本發明原理一波長轉換發光二 極體（LED)之另一實施例；及 "一 圖9示意性圖解說明一多層半導體、、由 卞等體波長轉換器之一實施 例0 其具體細節已藉由實例方式在圖式中示出，並將二詳細 閣述。然而’應瞭解，目的並非在於將本發明侷限 特定實施例。相反，目的在於涵蓋歸屬於隨附中請專利範 134471.doc -26· 200924249 圍所界疋之本發明精神及範圍内之所有修改、等效物及替 代方案。 【主要元件符號說明】 r 100 波長轉換LED裝置 102 LED 104 半導體層堆疊 106 LED基板 108 波長轉換器 110 黏著層 112 LED之上表面 114 量子井結構 116 可選黏著層 118 電極 120 電極 122 半導體波長轉換器之上表面 124 半導體波長轉換器之下表面 200 LED晶圓 204 LED半導體層 206 LED基板 208 波長轉換器 210 黏著材料層 212 經紋理化表面 216 黏著層 218 基於金之層 134471.doc -27- 200924249 220 金屬化部分 222 平臺 224 轉換器基板 226 通孔 228 虛線 230 量子井 232 吸收器 234 吸收器 236 窗G 238 緩變 240 窗口 242 緩變 246 緩衝 400 波長轉換LED裝置 402 LED 404 LED半導體層 406 基板 408 波長轉換器 410 黏著層 416 黏著層 418 下部電極層 420 波長轉換器之上表面 422 波長轉換器之下表面 500 波長轉換LED裝置 134471.doc -28- 200924249
502 LED 504 LED層 506 LED基板 508 波長轉換器 510 黏著層 516 黏著物 518 最下部LED層 520 表面 600 波長轉換LED裝置 602 LED 604 LED層 606 LED基板 608 波長轉換器 610 黏著層 612 表面 618a 引線黏著墊 618b 引線黏著墊 622 LED基板之底部表面 700 晶圓 714 表面 726 通孔 728 線 800 波長轉換LED裝置 802 LED 134471.doc -29- 200924249 804 LED半導體層 806 LED基板 808 波長轉換器 810 黏著層 812 LED之上表面 818 電極 820 電極 822 阻光特徵 134471.doc -30-

Claims (1)

  1. 200924249 十、申請專利範圍： 1 · 種成夠被切分為多個發光二極體（LED)之半導體堆 疊’其包括： 一發光二極體（LED)晶圓，其包括一安置於一 LEd基 板上之第一LED半導體層堆疊，該LED晶圓之至少部分 包括—第—經紋理化表面； 夕層半導體波長轉換器，其經組態以有效地轉換該 等LED層中產生之光之波長；及 2. 3. 4. 5. 6. 8. 9. —黏著層，其將該led晶圓附接至該波長轉換器。 月欠項1之晶圓，其中該第一經紋理化表面在該led晶 圓之一背對該LED基板之表面上。 如請求項1之晶圓，其中該黏著層係一聚合物層。 月求項1之堆疊，其中該波長轉換器之一第一側之至 J 。卩分包括一第二經紋理化表面。 如明求項4之堆疊，其中該波長轉換器之—第二側之至 少一部分包括一經紋理化表面。 、、項1之堆疊’其巾该led基板包括—背對該LED半 導體層堆叠之第一側’該LED基板之該第—側之至少部 分包括~第三經紋理化表面。 之堆疊，其進一步包括一黏著於該LED基板與 x 半導體層之間的反射黏著層。 之:疊，其中該反射黏著層係-金屬層。 該疊’其進一步包括一在該LED半導體層與 ϋ基板之間的第四經紋理化表面。 134471.doc 200924249 10.如請求項1之堆疊，其中該半導體波長轉換器包括π_νι 半導體材料。 Π.如請求項1之堆疊，其中該黏著層包括安置於一黏著材 料内之無機粒子。 12. —種製作波長轉換發光二極體之方法，其包括： 提供一發光二極體（LED)晶圓，其包括安置於一基板 上之組led半導體層，該LED晶圓具有一經紋理化表 面； 提供一多層半導體波長轉換器晶圓，其經組態以有效 地轉換該等LED層内產生之光之波長； 使用一安置於該LED晶圓與該轉換器晶圓之間的黏著 層將^亥轉換器晶圓黏著至該LED晶圓以產生一 LED/轉換 裔晶圓；及 自該LED/轉換器晶圓分離個別經轉換led晶粒。 13. 如請求項丨2之方法，其中將該轉換器晶圓黏著至該led 曰曰圓包括將該LED晶圓黏著至該LED晶圓之該經紋理化 I 表面。 14. 如請求項12之方法’其中將該轉換器晶圓黏著至該經紋 理化表面包括使用一聚合物材料將該轉換器晶圓黏著至 該經紋理化表面。 15·如請求項12之方法，其進一步包括蝕刻穿過該轉換器晶 圓以暴露該LED晶圓之該第一側之電連接區域。 16.如請求項12之方法，其中分離個別經轉換LED晶粒包括 使用一鋸切分該LED/轉換器晶圓。 134471.doc 200924249 17·如請求項12之方法，其進一步包括在將該轉換器晶圓黏 著至該經紋理化表面之後自該轉換器晶圓移除一轉換器 基板。 1 8.如請求項12之方法，其中將該轉換器晶圓黏著至該經紋 理化表面包括將該轉換器晶圓之一第一側黏著至該經紋 理化表面且進一步包括紋理化該轉換器晶圓之一第一 側。 19·如請求項〗8之方法，其進一步包括紋理化該轉換器晶圓 之一第二側。 2〇,如請求項12之方法，其進一步包括使用一反射黏著層將 該LED半導體層黏著至該led基板。 21·如請求項12之方法，其中該LED基板係透明，且進一步 包括在該LED基板背對該波長轉換器晶圓之一側上提供 一經紋理化表面。 22.如請求項2〇之方法，其進一步包括在該led半導體層面 對該第二LED基板之一側上提供一經紋理化表面。 23·如請求項12之方法，其進一步包括在該led/轉換器晶圓 中提供阻光特徵’且其中分離該等個別LED晶粒包括在 該等阻光特徵處分離該LED/轉換器晶圓。 24. 如請求項12之方法，其中提供該波長轉換器晶圓包括提 供一包括II-VI半導體材料之多層波長轉換器晶圓。 25. —種波長轉換發光二極體（LED)，其包括： 一 LED，其包括在一 LED基板上之LED半導體層，該 LED包括一在該LED背對該LED基板之一側上之第一表 134471.doc 200924249 面；及 一多層半導體波長轉換器，豆囍 机—> 状盗丹猎由—黏著層附接至該 LED之該第一表面，該波县鐮捺 夂贲轉換„具有—背對該LED之 第一側及—面對該LED之第二側，該波長㈣器之該第 -側及該第二側中之—者之至少部分包括—第—經紋理 化表面。
    26.如請求項25之裝置，其中 弟*一側中之另一者之至少 面。 該波長轉換器之該第一側及該 一部分包括一第二經紋理化表 27·如請求項25之裝置，其中該LED之該第—表面之至少一 部分包括-第三經紋理化表面，該波長轉換器附接至該 第三經紋理化表面。 28. 如請求項25之裝置，其中該LED基板包括-背對該波長 轉換器之第一側，該LED基板之該第一側之至少部分包 括一第四經紋理化表面。 29. 如請求項25之裝置，其進一步包括一將該LED基板附接 至該LED半導體層之反射黏著層。 30·如請求項25之裝置，其中該LED半導體層具有一面對該 led基板之第一側，該LED半導體層之該第一側之至少 部分包括一第五經紋理化表面。 31.如凊求項25之裝置，其進一步包括在該LED半導體層之 一邊緣處提供之至少一個阻光特徵以減少該lED半導體 層内產生之光之洩漏。 3 2. 士叫求項25之裝置，其中該波長轉換器堆疊包括π半 134471.doc 200924249 導體材料。 月求項25之裝置’其進—步包括-安置於該LED與該 波長轉換器之間的黏著層。 月长項33之裝置，其中該黏著層包括安置於一黏著材 料内之無機粒子。 35,種波長轉換發光二極體（LED)，其包括： _ 丁 < ^ ’其包括一在一 LED基板上之LED半導體層堆 疊，该LED半導體層堆疊面對該LED基板之一第一側之 至夕邛分包括一第一經紋理化表面；及 一多層半導體波長轉換器，其藉由一黏著層附接至該 LED背對該LED基板之一側。 36·如明求項35之裝置，其中該LED背對該LED基板之一第 一側之至少一部分包括一第二經紋理化表面，該第二經 、’’文理化表面附接至該波長轉換器。 如吻求項3 5之裝置，其中該波長轉換器包括一背對該 led之第—及一面對該LED之第二側，該波長轉換器之 該第—及第二側中之一者之至少部分包括一第三經紋理 化表面。 38. 如清求項37之裝置，其中該波長轉換器之該第一及第二 側中之另一者之至少部分包括一第四經紋理化表面。 39. 如吻求項35之裝置，其進一步包括在該LED半導體層之 邊緣處提供之至少一個阻光特徵以減少該LED半導體 層内產生之光之洩漏。 40. 如請求項％之裝置，其中該黏著層包括一聚合物黏著 134471.doc 200924249 層。 41. 如4求項4〇之裝置，其中該黏著層包括安置於一黏著材 料内之無機粒子。 42. 如請求項35之裝置，其中該波長轉換器包括II-VI半導體 材料。 43. 一種波長轉換發光二極體（LED)裝置，其包括：
    一 LED，其包括一在一 LED基板上之LED半導體層堆 疊’該LED基板背對該led半導體層堆疊之一第一側之 至少部分包括一第一經紋理化表面；及 多層半導體波長轉換器，其藉由一黏著層附接至該 LED背對該LED基板之一側。 44.如請求項43之裝置，其中該led半導體層堆疊背對該 LED基板之-第—表面之至少—部分包括—第二經紋理 匕表面。玄第一經紋理化表面黏著至該波長轉換器。 45. 如清长項43之裝置，其中該波長轉換器包括—背對該 LED之第偵及_面對該led之第二側，該波長轉換器 之該第-側及該第二側中之—者之至少部分包括一第三 經紋理化表面。 46.如請求項45之裝置， 第二側中之另一者之 面。 其中該波長轉換器之該第一側及該 至少一部分包括一第四經紋理化表 47.如請求項43之裝置，其中該㈣半導體層堆疊具有一面 對該LED基板之第—側，該LED半導體層堆疊之該第一 側之至少部分包括1五經㈣化表φ。 134471.doc 200924249 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 如叫求項43之裝置，其中該LED基板對該LED半導體層 内產生之光大體上透明。 & w求項43之裝置’其進-步包括在該LED半導體層堆 疊 I ” 主^ 一個阻光特徵以減少該LED半導體層内 產生之光之洩漏。 如明求項43之裝置，其進一步包括一將該波長轉換器附 接至該LED之黏著層。 如明求項50之裝置，其中該黏著層包括一聚合物黏著 層。 如明求項50之裝置，其中該I占S層包括安置於一黏著材 料内之無機粒子。 如叫求項43之裴置，其中該波長轉換器包括II-VI半導體 材料。 如請求項43之裝置，其進一步包括一在該lED基板之該 第一側之該經紋理化表面上之反射塗層。 一種發光二極體（LED)裝置，其包括： 一LED’其包括一在一led基板上之LED半導體層堆 疊’該LED半導體層堆疊之堆疊背對該led基板之一上 側之至少部分包括一經紋理化表面； 一多層波長轉換器，其由一 II-VI半導體材料形成且附 接至該LED半導體層堆疊；及 一阻光特徵’其提供在LED半導體層之邊緣處以減少 該LED半導體層内產生之光之邊緣洩漏。 如請求項55之裝置，其中該波長轉換器具有一背對該 134471.doc 200924249 LED半導體層堆疊之第一側及一面對該LED半導體層堆 疊之第二側，該波長轉換器之該第一側及該第二側中之 一者之至少部分包括一經紋理化表面。 57. 如請求項56之裝置，其中該波長轉換器之該第—側及該 第二側中之另一者之至少一部分包括一經紋理化表面。 58. 如請求項55之裝置，其中該lEd基板包括一背對該波長 轉換器之第一側，該LED基板之該第一側之至少部分包 括一經紋理化表面。 59. 士印求項55之裝置，其進一步包括一將該led半導體層 堆疊附接至該LED基板之反射黏著層。 6〇.如請求項55之裝置，其中該LED基板對該LED半導體層 内產生之光大體上透明，該LED基板具有一背對該ΙΕΕ) 半導體層堆疊之第一側，該LED基板之該第一側之至少 部分包括一經紋理化表面。 61. 如請求項60之裝置，其中該LED半導體層堆疊包括一面 對该led基板之第一側，該LED半導體層堆疊之該第一 側之至少部分包括一經紋理化表面。 62. 如明求項55之裝置，其進—步包括一將該波長轉換器附 接至該LED之黏著層。 63· 一種波長轉換發光二極體（LED)裝置，其包括： LED其包括一在一 LED基板上之LED半導體層堆 疊及LED包括—第一經紋理化表面；及 -多層半導體波長轉換器，其藉由一黏著層附接至該 LED。 134471.doc 200924249 64.如請求 喝63之裝置’其中該第一經紋理化表面在該LEE> 之一輪Φ i J印表面上’光自該led經由該輸出表面傳遞到該 波長轉換器。 月求項63之裝置，其中該第一經紋理化表面在該LED 基板上。 66.如4求項63之裝置’其中該第一經紋理化表面在該LED 半導體層與該LED基板之間。 :，項63之裝置，其中波長轉換器藉由該黏著層附接 至該第—經紋理化表面。 68. 士。月求項63之裝置，其中該波長轉換器包括一第二經紋 理化表面。 69. —種用私 _ , 、一發光二極體（LED)之波長轉換器裝置，i包 括： ' 多層半導體波長轉換器元件； 黏著層，其被安置於該波長轉換器元件之一側 上，及 其在該黏著層上方D 其中該黏著層係一黏合劑黏著層。 ，其中該黏著層係一聚合黏合劑黏著 一可移除保護層， 70. 如請求項69之裝置， 71. 如清求項69之裝置 層。 72·如請求項69之裝置’其中該波長轉換Μ件包括-經紋 理化表面。 134471.doc
TW097137549A 2007-10-08 2008-09-30 Light emitting diode with bonded semiconductor wavelength converter TW200924249A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97830407P 2007-10-08 2007-10-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW200924249A true TW200924249A (en) 2009-06-01

Family

ID=40549799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097137549A TW200924249A (en) 2007-10-08 2008-09-30 Light emitting diode with bonded semiconductor wavelength converter

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100283074A1 (zh)
EP (1) EP2206164A2 (zh)
JP (1) JP2010541295A (zh)
KR (1) KR20100077191A (zh)
CN (1) CN101821866B (zh)
TW (1) TW200924249A (zh)
WO (1) WO2009048704A2 (zh)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488042B1 (ko) 2007-05-20 2015-01-29 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광-재순환 유형의 얇은 중공 공동 백라이트의 설계 파라미터
EP2535766A3 (en) 2007-05-20 2013-05-01 3M Innovative Properties Company Asymmetric reflective film and backlight having a hollow cavity, which recycles the light
JP5336474B2 (ja) 2007-05-20 2013-11-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 半鏡面構成要素を備えたリサイクル型バックライト
JP2011507272A (ja) * 2007-12-10 2011-03-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 簡易な光抽出方式の下方変換発光ダイオード
CN101911318A (zh) * 2007-12-28 2010-12-08 3M创新有限公司 发射均匀波长的下变换光源
US8637883B2 (en) * 2008-03-19 2014-01-28 Cree, Inc. Low index spacer layer in LED devices
JP2011528509A (ja) * 2008-07-16 2011-11-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 安定光源
WO2010027648A1 (en) * 2008-09-04 2010-03-11 3M Innovative Properties Company I i-vi mqw vcsel on a heat sink optically pumped by a gan ld
WO2010027580A2 (en) * 2008-09-04 2010-03-11 3M Innovative Properties Company Light source having light blocking components
WO2010027581A1 (en) 2008-09-04 2010-03-11 3M Innovative Properties Company Monochromatic light source
WO2010075177A2 (en) 2008-12-24 2010-07-01 3M Innovative Properties Company Method of making double-sided wavelength converter and light generating device using same
EP2380216A2 (en) 2008-12-24 2011-10-26 3M Innovative Properties Company Light generating device having double-sided wavelength converter
DE102009020127A1 (de) * 2009-03-25 2010-09-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtdiode
EP2427924A1 (en) * 2009-05-05 2012-03-14 3M Innovative Properties Company Re-emitting semiconductor carrier devices for use with leds and methods of manufacture
KR20120016261A (ko) 2009-05-05 2012-02-23 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 인듐 공핍 메커니즘을 이용하여 인듐-함유 기판 상에 성장된 반도체 디바이스
CN102460741A (zh) * 2009-05-05 2012-05-16 3M创新有限公司 具有增大的提取效率的再发光半导体构造
DE102009023351A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
WO2011002686A1 (en) 2009-06-30 2011-01-06 3M Innovative Properties Company White light electroluminescent devices with adjustable color temperature
JP5728007B2 (ja) * 2009-06-30 2015-06-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 電流集中に基づく色調整を伴うエレクトロルミネセント素子
CN102473817A (zh) * 2009-06-30 2012-05-23 3M创新有限公司 无镉再发光半导体构造
DE102009027977A1 (de) * 2009-07-23 2011-01-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode
DE102009048401A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102009058006B4 (de) * 2009-12-11 2022-03-31 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102010006072A1 (de) * 2010-01-28 2011-08-18 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verwendung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils in einem Kfz-Schweinwerfer
JP5454303B2 (ja) * 2010-03-30 2014-03-26 ソニー株式会社 半導体発光素子アレイ
TW201208143A (en) * 2010-08-06 2012-02-16 Semileds Optoelectronics Co White LED device and manufacturing method thereof
US9041034B2 (en) * 2010-11-18 2015-05-26 3M Innovative Properties Company Light emitting diode component comprising polysilazane bonding layer
WO2012164456A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of attaching a light emitting device to a support substrate
DE102011122778B3 (de) 2011-11-24 2013-03-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer Lumineszenzkonversions-Leuchtdiode
KR101894025B1 (ko) * 2011-12-16 2018-09-03 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9054235B2 (en) 2013-01-22 2015-06-09 Micron Technology, Inc. Solid-state transducer devices with optically-transmissive carrier substrates and related systems, methods, and devices
WO2014155250A1 (en) 2013-03-29 2014-10-02 Koninklijke Philips N.V. Light emitting device comprising wavelength converter
CN104103731A (zh) * 2013-04-03 2014-10-15 新世纪光电股份有限公司 发光二极管结构及其制作方法
US9054063B2 (en) * 2013-04-05 2015-06-09 Infineon Technologies Ag High power single-die semiconductor package
TWI766580B (zh) * 2013-07-29 2022-06-01 晶元光電股份有限公司 一種半導體裝置
TWI722242B (zh) * 2013-07-29 2021-03-21 晶元光電股份有限公司 一種半導體裝置
DE102015105693B4 (de) 2015-04-14 2021-05-27 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren zur Erzeugung von Strahlung unter Verwendung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements
CN107924976B (zh) * 2015-08-17 2021-01-08 无限关节内窥镜检查公司 集成光源
US11330963B2 (en) 2015-11-16 2022-05-17 Lazurite Holdings Llc Wireless medical imaging system
DE102016101442A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konversionselement und strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit einem solchen Konversionselement
DE102016104280A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements
CN106410006B (zh) * 2016-06-22 2018-08-17 厦门乾照光电股份有限公司 一种集成可见光指示装置的紫外发光二极管及其生产方法
WO2018152196A1 (en) 2017-02-15 2018-08-23 Infinite Arthroscopy Inc. Limited Wireless medical imaging system comprising a head unit and a light cable that comprises an integrated light source
JP6911541B2 (ja) * 2017-05-31 2021-07-28 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびプロジェクター
KR102384731B1 (ko) 2017-10-17 2022-04-08 삼성전자주식회사 Led 장치 및 그 제조 방법
CN109037405B (zh) * 2018-07-16 2020-11-13 厦门三安光电有限公司 微发光装置及其显示器
CN110875344A (zh) * 2018-08-31 2020-03-10 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种led显示器件的制备方法及led显示器件
US11637219B2 (en) 2019-04-12 2023-04-25 Google Llc Monolithic integration of different light emitting structures on a same substrate
CN109841710B (zh) * 2019-04-12 2020-05-15 南京大学 用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件及其制备方法
JP7071648B2 (ja) * 2019-05-16 2022-05-19 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
DE102019115351A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterbauelement mit Strahlungskonversionselement und Verfahren zum Herstellen von Strahlungskonversionselementen
USD938584S1 (en) 2020-03-30 2021-12-14 Lazurite Holdings Llc Hand piece
USD972176S1 (en) 2020-08-06 2022-12-06 Lazurite Holdings Llc Light source
GB2600429B (en) * 2020-10-28 2023-11-01 Plessey Semiconductors Ltd High colour purity LED

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898185A (en) * 1997-01-24 1999-04-27 International Business Machines Corporation Hybrid organic-inorganic semiconductor light emitting diodes
US5895932A (en) * 1997-01-24 1999-04-20 International Business Machines Corporation Hybrid organic-inorganic semiconductor light emitting diodes
JPH10270799A (ja) * 1997-03-21 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子
WO2001041225A2 (en) * 1999-12-03 2001-06-07 Cree Lighting Company Enhanced light extraction in leds through the use of internal and external optical elements
JP3407730B2 (ja) * 2000-11-02 2003-05-19 サンケン電気株式会社 半導体発光装置の製法
US6841802B2 (en) * 2002-06-26 2005-01-11 Oriol, Inc. Thin film light emitting diode
KR100576856B1 (ko) * 2003-12-23 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
JP4622253B2 (ja) * 2004-01-22 2011-02-02 日亜化学工業株式会社 発光デバイス及びその製造方法
JP2005259891A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
US7361938B2 (en) * 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
JP4632697B2 (ja) * 2004-06-18 2011-02-16 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
US7534633B2 (en) * 2004-07-02 2009-05-19 Cree, Inc. LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same
JP2006041077A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 蛍光体
US7462502B2 (en) * 2004-11-12 2008-12-09 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Color control by alteration of wavelength converting element
US7402831B2 (en) * 2004-12-09 2008-07-22 3M Innovative Properties Company Adapting short-wavelength LED's for polychromatic, broadband, or “white” emission
JP4971672B2 (ja) * 2005-09-09 2012-07-11 パナソニック株式会社 発光装置
JP2007109792A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Sony Corp 半導体発光素子および波長変換基板
TW200729540A (en) * 2006-01-27 2007-08-01 San-Bao Lin Improvement of brightness for light-emitting device
WO2007105626A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Matsushita Electric Works, Ltd. 発光素子
US20090008729A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Advanced Chip Engineering Technology Inc. Image sensor package utilizing a removable protection film and method of making the same
US7538359B2 (en) * 2007-08-16 2009-05-26 Philips Lumiled Lighting Company, Llc Backlight including side-emitting semiconductor light emitting devices

Also Published As

Publication number Publication date
US20100283074A1 (en) 2010-11-11
CN101821866A (zh) 2010-09-01
JP2010541295A (ja) 2010-12-24
WO2009048704A3 (en) 2009-05-28
EP2206164A2 (en) 2010-07-14
KR20100077191A (ko) 2010-07-07
WO2009048704A2 (en) 2009-04-16
CN101821866B (zh) 2012-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200924249A (en) Light emitting diode with bonded semiconductor wavelength converter
US7842547B2 (en) Laser lift-off of sapphire from a nitride flip-chip
TWI612693B (zh) 發光裝置及其製造方法
TWI521746B (zh) 發光裝置及其製造方法
TWI453943B (zh) 具簡化之光擷取的降頻轉換發光二極體
TWI691100B (zh) 於一半導體裝置上方層壓一層之技術
TWI631736B (zh) 用於形成發光裝置的方法及用於發光裝置的結構
EP3020076A1 (en) Wavelength converted semiconductor light emitting device
EP2641277A2 (en) Light emitting diode component comprising polysilazane bonding layer
JP6462029B2 (ja) 基板を半導体発光素子に接合する方法
WO2014120086A1 (en) Method of fabricating semiconductor devices
US9853186B2 (en) Producing a light-emitting semiconductor component by connecting first and second semiconductor bodies
TW200536159A (en) Group III nitride semiconductor light-emitting device and producing method thereof