TW201417337A - 照明裝置及高壓發光二極體裝置的製造方法 - Google Patents

照明裝置及高壓發光二極體裝置的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201417337A
TW201417337A TW102133144A TW102133144A TW201417337A TW 201417337 A TW201417337 A TW 201417337A TW 102133144 A TW102133144 A TW 102133144A TW 102133144 A TW102133144 A TW 102133144A TW 201417337 A TW201417337 A TW 201417337A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting diodes
base
light emitting
layer
Prior art date
Application number
TW102133144A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI499084B (zh
Inventor
Kuan-Chun Chen
Hao-Chung Kuo
You-Da Lin
Zhen-Yu Li
Original Assignee
Tsmc Solid State Lighting Ltd
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
Priority claimed from US13/790,092 external-priority patent/US9076950B2/en
Application filed by Tsmc Solid State Lighting Ltd filed Critical Tsmc Solid State Lighting Ltd
Publication of TW201417337A publication Critical patent/TW201417337A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI499084B publication Critical patent/TWI499084B/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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • 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
    • H01L25/0753—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 the devices being arranged next to each other
    • 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
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • 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
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • 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
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本揭示包含照明裝置，此照明裝置包含多邊形晶粒，此多邊形晶粒包含複數個發光二極體，每個發光二極體包含複數個磊晶層，這些磊晶層含有p型層、n型層以及多重量子井設置於p型層與n型層之間，每個發光二極體包含p型電極和n型電極分別電性耦接至p型層和n型層，多邊形晶粒也包含底座，每個發光二極體耦接至此底座，p型電極和n型電極位於底座與磊晶層之間，底座含有複數個導電部件將這些發光二極體的至少一部份發光二極體以串聯方式電性耦接。

Description

照明裝置及高壓發光二極體裝置的製造方法
本發明係有關於發光元件，特別有關於高壓發光二極體，其具有改善的散熱效率、更有效率的光萃取率及更佳的電性連接。
發光二極體(light-emitting diodes；LEDs)為當電壓施加時可以發出光的半導體光電元件，由於發光二極體具有一些有利的特性，例如元件尺寸小、壽命長、能量消耗有效率，以及優異的耐久性和可靠度，使得發光二極體越來越普及。近年來，發光二極體已經在各種應用中發展，包含指示器、光感應器、交通號誌燈、寬頻數據傳輸、液晶顯示器的背光源單元，以及其他合適的照明裝置，例如，發光二極體通常用在照明裝置中，以取代傳統的白熱燈泡，例如用在典型燈具中的發光二極體。
然而，現行的發光二極體仍有一些缺點，例如，傳統的高壓發光二極體雖然可處理高電壓(如數百伏特)，但是這些傳統的高壓發光二極體仍可能會遭遇一些問題，例如散熱效率較差以及電性失效較頻繁。相較於傳統的高壓發光二極體，傳統的覆晶發光二極體(flip chip LEDs)可能具有較佳的散熱效率，但是傳統的覆晶發光二極體仍無法處理高電壓，而且 其光萃取率較差。此外，針對上述討論的一些問題，其他類型的發光二極體所需要的切割製程可能也比較困難。
因此，雖然現行的發光二極體已經普遍地能滿足其預期的目的之需求，但是現行的發光二極體仍無法完全地滿足每一個方面的需求，而具有較佳散熱效率、更有效率的光萃取率(light extraction)，以及更堅固耐用的電性連接之高壓發光二極體仍在持續地尋找中。
本揭示在一觀點中涉及照明裝置，此照明裝置包含：多邊形晶粒，其包含複數個發光二極體，且其中每一個發光二極體包含：複數個磊晶層，這些磊晶層含有p型層、n型層和多重量子井設置在p型層與n型層之間；以及p型電極和n型電極分別電性耦接至p型層和n型層。此照明裝置也包含底座，每一個發光二極體耦接至此底座，其中p型電極和n型電極位於底座與磊晶層之間，且其中底座含有複數個導電部件，這些導電部件將這些發光二極體的至少一部份發光二極體以串聯方式電性耦接，且其中這些發光二極體的至少一些發光二極體具有非矩形的俯視形狀。
在一些實施例中，這些發光二極體的至少一些發光二極體具有與這些發光二極體的其餘發光二極體不同的俯視形狀。
在一些實施例中，這些發光二極體的至少一些發光二極體具有非矩形的多邊形俯視形狀。
在一些實施例中，這些發光二極體的至少一些發 光二極體在俯視圖中具有一些彎曲的邊。
在一些實施例中，將第一子集合的相鄰發光二極體分開的第一距離大於將第二子集合的相鄰發光二極體分開的第二距離。
在一些實施例中，此照明裝置包含複數個多邊形晶粒。
在一些實施例中，底座包含下列其中之一：以金屬為基礎的材料、絕緣體上的矽材料、矽底座、陶瓷底座，或金屬核心的印刷電路板底座。在一些實施例中，上述導電部件的至少一些導電部件包含：形成在矽底座之上的內連線層的金屬線，或形成在金屬核心的印刷電路板底座之上的金屬導線。
在一些實施例中，這些發光二極體包含數量為X的發光二極體，其中數量X的選擇係使得當此數量X的發光二極體以串聯方式電性耦接在一起時，會具有大於約170伏特的最大操作電壓。
本揭示在一觀點中涉及照明裝置，此照明裝置包含：晶粒，其包含複數個發光二極體，且其中每一個發光二極體包含：複數個磊晶層，這些磊晶層含有p摻雜的III-V族化合物層、n摻雜的III-V族化合物層和多重量子井設置在p摻雜的III-V族化合物層與n摻雜的III-V族化合物層之間；以及第一電極和第二電極分別電性耦接至p摻雜的III-V族化合物層和n摻雜的III-V族化合物層。此照明裝置也包含底座，其接合至晶粒，其中第一電極和第二電極位於底座與磊晶層之間，且下列敘述中至少一個為真：這些發光二極體的一些發光二極體在俯 視圖中具有與其他發光二極體不同的圖案；這些發光二極體的一些發光二極體在俯視圖中具有非矩形的多邊形圖案；以及這些發光二極體的一些發光二極體在俯視圖中具有一個或一個以上彎曲的邊。
在一些實施例中，底座含有複數個導電部件，這些導電部件將這些發光二極體的至少一子集合以串聯方式電性耦接在一起。
在一些實施例中，此照明裝置包含複數個多邊形晶粒，上述晶粒為這些多邊形晶粒中的一個。
在一些實施例中，底座包含下列其中之一：以金屬為基礎的材料、絕緣體上的矽材料、矽底座、陶瓷底座，或金屬核心的印刷電路板底座。在一些實施例中，這些導電部件的至少一些導電部件包含：形成在矽底座之上的內連線層的金屬線，或形成在金屬核心的印刷電路板底座之上的金屬導線。
本揭示在另一觀點中涉及高壓發光二極體裝置的製造方法，此方法包含：在一個或一個以上的磊晶製程中，於生長基底之上成長複數個磊晶層，其中這些磊晶層包含p摻雜的III-V族化合物層、n摻雜的III-V族化合物層，以及多重量子井設置在p摻雜的III-V族化合物層與n摻雜的III-V族化合物層之間；依據一微影圖案，藉由蝕刻方式移除生長基底之上的這些磊晶層的一部份，以形成複數條分隔道在分開的發光二極體之間，上述圖案包含非矩形的發光二極體；在每一個發光二極體之上形成p型電極和n型電極，其中p型電極電性耦接至p摻雜的III-V族化合物層，且n型電極電性耦接至n摻雜的III-V族化 合物層；將這些發光二極體接合至底座，使得p型電極和n型電極在接合步驟之後位於底座與磊晶層之間；以及之後將生長基底薄化或移除。
在一些實施例中，將磊晶層轉變成複數個分開的發光二極體之進行使得下列敘述中至少一個為真：這些發光二極體的至少一些發光二極體在俯視圖中具有與這些發光二極體的其餘發光二極體不同的圖案；這些發光二極體的至少一些發光二極體在俯視圖中具有非矩形的多邊形圖案；以及這些發光二極體的至少一些發光二極體在俯視圖中具有一個或一個以上彎曲的邊。
在一些實施例中，生長基底包含藍寶石材料，而底座則包含下列其中之一：以金屬為基礎的材料、絕緣體上的矽材料、矽底座、陶瓷底座，或金屬核心的印刷電路板底座，底座含有複數個導電部件，並且接合步驟的進行使得這些發光二極體的至少一子集合藉由這些導電部件而以串聯方式電性耦接。
在一些實施例中，這些分開的發光二極體為多邊形晶粒的一部份。
在一些實施例中，接合步驟包括晶圓級接合製程。
在一些實施例中，接合步驟包括晶粒級接合製程。
20‧‧‧高壓發光二極體晶粒
25‧‧‧發光二極體
30‧‧‧藍寶石基底
35‧‧‧電性導體
40‧‧‧晶圓
45‧‧‧晶粒
50‧‧‧生長基底
60‧‧‧磊晶層
60A、60B、60C‧‧‧發光二極體(平台結構)
70A、70B、70C‧‧‧鏡面層
75A、75B、75C‧‧‧p型電極
80A、80B、80C‧‧‧n型電極
85A、85B、85C‧‧‧鈍態層
90A、90B、90C‧‧‧p型接合金屬
95A、95B、95C‧‧‧n型接合金屬
100‧‧‧底座
105‧‧‧底座基板
110‧‧‧焊接部件
115‧‧‧底座金屬
120‧‧‧電路
125‧‧‧絕緣材料
150‧‧‧散熱路徑
155‧‧‧光傳播路徑
160‧‧‧導電路徑
300‧‧‧照明設備
320‧‧‧照明設備底座
350‧‧‧擴散罩
360‧‧‧發光二極體與擴散罩之間的空間
370‧‧‧反射結構
380‧‧‧散熱結構
390‧‧‧散熱器鰭片
400‧‧‧照明模組
410‧‧‧照明模組的基座
420‧‧‧照明模組的主體
430‧‧‧照明模組的燈
440‧‧‧照明模組的光束
500‧‧‧製造高壓發光二極體裝置的方法
510、520、530、540、550‧‧‧方法的各步驟
為了讓本揭示之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，配合所附圖式作詳細說明如下，在此要強調的是，圖式中的各種特 徵可以不需要按照半導體工業中的標準常規繪製，事實上，各種特徵的尺寸可以任意地擴大或縮減，以使得以下討論可以更清楚地顯示：第1圖為高壓發光二極體的概略俯視圖；第2圖為依據本揭示的各種觀點，含有複數個晶粒的晶圓之俯視圖；第3-7圖為依據本揭示的各種觀點，含有複數個發光二極體的晶粒之概略局部剖面側視圖；第8圖為依據本揭示的各種觀點，含有複數個發光二極體的示範晶粒之概略俯視圖；第9圖為包含複數個晶粒的晶圓之示範形狀的概略俯視圖，包含複數個發光二極體的這些晶粒中的一個晶粒之示範形狀的概略俯視圖，以及這些發光二極體中的一個發光二極體之示範形狀的概略俯視圖；第10圖為依據本揭示的各種觀點，包含第3-7圖的晶粒之發光模組的概略剖面側視圖；第11圖為依據本揭示的各種觀點，包含第10圖的發光二極體發光模組之照明裝置的概略圖；以及第12圖為依據本揭示的各種觀點，製造高壓發光二極體發光裝置的方法之流程圖。
後續的揭示提供許多不同的實施例或例子，藉此實行各種實施例的不同特徵，以下描述的元件和排列方式的特定例子係用於簡化本揭示，這些特定例子僅作為示範用，並非 用於限定本揭示。例如，在以下描述中提及形成第一特徵在第二特徵上或上方可包含形成第一特徵和第二特徵直接接觸的實施例，並且也可包含形成額外的特徵在第一特徵與第二特徵之間的實施例，使得第一特徵和第二特徵可以不直接接觸。此外，”頂部”、”底部”、”下方”、”上方”，以及其他類似的用語係為了方便說明，並非用於將實施例的範圍限定在任何特殊方向。此外，各種特徵也可用不同的尺寸規格任意繪製，以達到簡化與清楚之目的。另外，本揭示在各種例子中可重複使用參考標號以及/或符號，此重複使用係為了達到簡化與清楚之作用，並非用於指定各種實施例以及/或所討論的狀態之間的關係。
半導體元件可用於製造各種光電元件，例如發光二極體(LEDs)，當開啟元件時，發光二極體可發出光，例如在可見光之光譜內不同顏色的光，以及具有紫外線或紅外線波長的光。相較於傳統的光源(例如白熱的燈泡)，使用發光二極體作為光源的照明設備能提供一些優點，例如較小的尺寸、較低的能量耗損、較長的使用壽命、各種可用的顏色，以及較優異的耐久性和可靠度，這些優點如同在發光二極體之製造技術上的進展一樣，使得發光二極體更便宜且更堅固耐用，因此在近年來增加了以發光二極體為基礎的照明設備之成長普及率。
然而，現行的發光二極體仍有一些缺點，例如，參閱第1圖，其顯示高壓發光二極體(high voltage LED；HVLED)晶粒20的俯視圖，高壓發光二極體晶粒20包含複數個發光二極體25設置在藍寶石基底30上。高壓發光二極體晶粒20係 配置成可處理高電壓，例如超過12伏特的電壓，藉由將這些發光二極體25以串聯方式電性耦接在一起(例如藉由電性導體35)，實現了高壓發光二極體晶粒20，此方式可讓高電壓分散，並且讓每一個發光二極體承受分散的電壓。然而，高壓發光二極體晶粒20的散熱效率較差，熱的傳導路徑係從發光二極體25往下傳送至藍寶石基底30下方，藍寶石基底的熱傳導性能不佳，並且通常非常厚，例如為100至200微米(μm)，由於熱傳導性能不佳，而且熱傳導的路徑相對地較長，高壓發光二極體晶粒可能很容易有過熱現象發生。此外，藉由電性導體35的方式進行電性耦接並不是非常的堅固耐用，這些電性導體35可能很容易斷開，並且單一的電性導體斷開可能會使得整個晶粒20有缺陷產生，因為全部的發光二極體25都串聯耦接在一起。
相較於上述討論的高壓發光二極體20，覆晶發光二極體(flip chip LED)可具有較佳的散熱特性，然而，覆晶發光二極體仍可能會有其他缺點，其中一個缺點為覆晶發光二極體因為電流聚集(current crowding)問題而容易導致光萃取率不佳，覆晶發光二極體的另一缺點為電性連接的執行有困難。
依據本揭示的實施例，揭示了改善的高壓發光二極體照明裝置，其提供良好的散熱效率、改善的光萃取率，同時具有堅固耐用且容易實行的電性耦接架構。依據一些實施例，用於製造高壓發光二極體的製程將參閱第1-9圖討論如下，在本揭示中這些圖式已經被簡化。
參閱第2圖，其顯示晶圓40的俯視圖(或平面圖)， 在一些實施例中，晶圓40包含適合用於磊晶成長III-V族化合物材料在其上的藍寶石材料，III-V族化合物含有來自週期表第III族的元素，以及來自週期表第V族的另一個元素，例如，第III族的元素可包含硼、鋁、鎵、銦和鈦，並且第V族的元素可包含氮、磷、砷、銻和鉍。
晶圓40包含複數個晶粒(die)45(或稱晶粒區，因為在第2圖所示之製造階段，III-V族化合物磊晶層並未成長在晶圓40上)，繪出晶粒45的目的是為了提供例子，晶粒45的實際形狀和尺寸可以變化，例如，雖然晶粒45的形狀顯示為矩形(在俯視圖中)，在各種實施例中，晶粒45實際上可具有其他多邊形的形狀，例如三角形或六邊形。依據本揭示的各種觀點，複數個發光二極體將形成在每一個晶粒45上，為了簡化，第3-7圖僅顯示出單一晶粒45在各種製造階段中的簡化剖面側視圖，可以理解的是，其他晶粒45也可經歷相同的製造製程。
參閱第3圖，晶粒45包含生長基底(growth substrate)50，如上述討論，生長基底50可包含藍寶石材料，其適用於磊晶成長III-V族化合物在其上，例如氮化鎵，基底50的厚度範圍可從約50μm至約1000μm。在一些實施例中，低溫緩衝膜可形成在基底50之上，然而，為了簡化，在此未繪出低溫緩衝膜。
在一個或多個磊晶製程中，複數個磊晶層60成長在生長基底50之上，磊晶層60的各種層將討輪如下。
磊晶層60可包含形成在基底50之上的未摻雜的 半導體層，未摻雜的半導體層不具有p型摻雜物或n型摻雜物，在一些實施例中，未摻雜的半導體層包含化合物，其含有來自週期表第III族的元素，以及來自週期表第V族的另一個元素，例如未摻雜的氮化鎵(GaN)材料。未摻雜的半導體層可作為基底50與後續將形成在未摻雜的半導體層之上的其他層之間的緩衝層(例如可降低應力)，為了有效地執行其作為緩衝層的功能，未摻雜的半導體層具有較少的錯位缺陷(dislocation defects)以及良好的晶格結構品質，在一些實施例中，未摻雜的半導體層之厚度範圍從約1μm至約5μm。
磊晶層60包含形成於未摻雜的半導體層之上的III-V族化合物層，此III-V族化合物層可以用n型摻雜物，例如碳(C)或矽(Si)進行摻雜，在此實施例中，III-V族化合物層包含氮化鎵(GaN)，因此可稱為n-GaN層。在一些實施例中，n-GaN層的厚度範圍從約2μm至約6μm。
磊晶層60可包含形成於n-GaN層上的預應變層(pre-strained layer)，預應變層可以用n型摻雜物例如矽進行摻雜。在各種實施例中，預應變層可含有複數對(例如20-40對)交錯的InxGa1-xN次層(sub-layers)和GaN次層，其中x大於或等於0，但小於或等於1。預應變層可用於釋放張力和降低量子侷限史塔克效應(quantum-confined Stark effect；QCSE)，量子侷限史塔克效應係描述外加電場施加在量子井層的光吸收光譜上的效應，量子井層係形成在預應變層之上。在一些實施例中，預應變層的總厚度範圍可從約30奈米(nm)到約80nm。
磊晶層60包含形成於預應變層之上的多重量子井 (multiple-quantum well；MQW)層，多重量子井層包含複數個交替(或交錯)的主動次層(active sub-layers)和阻障次層(barrier sub-layers)，例如，主動次層可包含氮化銦鎵(indium gallium nitride；InxGa1-xN)，且阻障次層可包含氮化鎵(gallium nitride；GaN)。在一些實施例中，每一個阻障次層的厚度範圍可從約2nm到約5nm，且每一個主動次層的厚度範圍可從約4nm到約17nm。
磊晶層60可選擇性地包含電子阻擋層(electron blocking layer)形成於多重量子井層之上，電子阻擋層有助於限制電子-電洞載體在多重量子井層80內再結合(recombination)，藉此可改善多重量子井層的量子效率，並且可降低在不希望的頻寬內的輻射。在一些實施例中，電子阻擋層可包含摻雜的InxAlyGa1-x-yN材料，其中x和y都大於或等於0，但小於或等於1，並且摻雜物可包含p型摻雜物例如鎂，電子阻擋層的厚度範圍可從約7nm到約25nm。
磊晶層60包含III-V族化合物層形成於電子阻擋層之上，此III-V族化合物層可以用p型摻雜物進行摻雜，在本實施例中，III-V族化合物層包含氮化鎵(GaN)，因此可稱為p-GaN層。在一些實施例中，p-GaN層的厚度範圍從約150nm到約200nm。
這些磊晶層60構成發光二極體的核心部分，當電壓(或電荷)施加在發光二極體的摻雜層(例如p-GaN層和n-GaN層)時，多重量子井層會發射出輻射，例如光，多重量子井層發射出的光顏色對應至輻射的波長，此輻射可以是可見 的，例如藍光，或者是不可見的，例如紫外光，光線的波長(以及因此而產生的光顏色)可藉由改變製造多重量子井層的材料之組成和結構而調整。
參閱第4圖，藉由微影製程，例如藉由一個或多個蝕刻製程，將磊晶層60圖案化成複數個平台(mesa)結構60A-60C，這些平台結構60A-60C也可稱為發光二極體(LEDs)或發光二極體晶片(LED chips)60A-60C，微影製程的進行使得p-GaN層和n-GaN層都可以用在每一個發光二極體60。此外，雖然在第4圖的剖面圖中未繪出，發光二極體60A-60C的俯視形狀可藉由調整微影製程而具有可變性，例如藉由在微影製程中改變光罩上的圖案。
參閱第5圖，在發光二極體60A-60C上形成額外的元件，使發光二極體60A-60C準備好在以下討論的接合製程中與底座(submount)接合，這些額外的元件包含(但不限於)鏡面層(mirror layers)70A-70C(之後統稱70)、p型電極75A-75C(之後統稱75)、n型電極80A-80C(之後統稱80)、鈍態層(passivation layer)85A-85C(之後統稱85)、p型接合金屬90A-90C(之後統稱90)以及n型接合金屬95A-95C(之後統稱95)。
鏡面層70含有反射輻射的材料例如金屬，如鋁或銀，藉此將發光二極體60發射出的光反射回到發光二極體60。
p型電極75和n型電極80含有導電材料(例如金屬)，以分別提供與發光二極體60的p-GaN和n-GaN層的電性連接，雖然第5圖的剖面圖針對每一個發光二極體60僅顯示 出單一的p型電極75和單一的n型電極80，可以理解的是，實際上可在每一個發光二極體60上形成超過一個以上的p型電極75或超過一個以上的n型電極80。
鈍態層85係用於保護發光二極體60和p型與n型電極75和80暴露出來的表面，避免其受到污染物例如空氣中的粒子以及/或水氣影響。在一些實施例中，鈍態層85含有介電材料。
p型接合金屬90和n型接合金屬95含有金屬材料，以幫助p型和n型電極75和80與底座之間的接合，如第6圖所示，其更詳細的討論如下所述。
參閱第6圖，將晶粒45以上面朝下(upside down)的方式翻轉，在接合製程中接合至底座(submount)100。更詳細的說，在一方法中，晶粒45的發光二極體60A-60C經由焊接部件110接合至底座100，使得p型電極75和n型電極80在接合後設置於底座100與發光二極體60(例如磊晶層)之間。底座100包含底座基板105、焊接部件110、底座金屬115、電路120以及絕緣材料125。在一些實施例中，底座基板105可包含以金屬為基礎的材料，例如銅或鋁；在其他實施例中，底座基板105也可包含絕緣體上的矽(Silicon-on-Insulator；SOI)；在另外的實施例中，底座基板105也可以是矽基板、陶瓷基板或金屬核心的印刷電路板(metal core printed circuit board；MCPCB)基板。
絕緣材料125可形成在底座基板105之上，而電路120和底座金屬115則可形成在絕緣材料中，以提供針對發 光二極體的電性路線，例如，電路120可以是在內連線結構的一個或多個內連線層中的金屬線，其中內連線結構形成於矽基板之上。在另一例子中，電路120可以是金屬導線(traces)，例如銅導線，其形成於印刷電路板(PCB)基板之上。在任何例子中，在底座100與發光二極體60進行接合製程之前，電路120和底座金屬115都已經預先形成在底座100上，於接合製程之後，可以看到發光二極體的p-GaN和n-GaN層經由電極75/80、接合金屬90/95、焊接部件110以及底座金屬115而電性耦接至電路120。
在一些實施例中，例如在第6圖所示之實施例中，發光二極體以串聯方式電性耦接在一起，亦即一個發光二極體60的p-GaN層電性耦接至相鄰發光二極體60的n-GaN層，反之亦然。在此方式中，高的電壓例如大於約50到100伏特的電壓(例如170伏特)可施加至全體的發光二極體60上，因為發光二極體60的電性耦接以串聯方式進行，每一個發光二極體60僅需承受高電壓的一部份，例如約3到3.5伏特。因此，當較大量的發光二極體以串聯方式電性耦接在一起時，這些發光二極體就可以共同承受較高的電壓，如此，晶粒45(包含複數個發光二極體60)本身就能夠作為高壓發光二極體(HVLED)，例如電壓可高至170伏特，因此，可以說晶粒45具有大於約170伏特的最大操作電壓。
可以看到，在此所揭示的發光二極體60之間的電性連接之建立沒有使用接合打線(bond wires)和圍繞每一個發光二極體形成的導電連接層，在此所揭示的電性連接方式是有 利的，因為使用接合打線和導電連接層將導致可靠度問題。在一些例子中，接合打線或導電連接層可能有容易斷裂(特別是在高電流的條件下)或脫落的問題發生，而且因為發光二極體是以串聯方式電性耦接在一起，當接合打線或導電連接層中的單一個發生失效時，將會使得整個高壓發光二極體(HVLED)有缺陷產生，相較而言，在此揭示的電性耦接是經由電路120和底座金屬115完成，在接合製程之前電路120和底座金屬115就已經預先形成在底座100中，因此電路120和底座金屬115在抵抗不利的條件以及高電壓/電流的情況下，具有較佳的可靠度，藉此對發光二極體60提供了較堅固耐用的電性路線架構(electrical routing scheme)。
此外，晶粒45因為其設計而改善了光萃取率，更詳細的說，每一個發光二極體具有相對較小的平台結構，例如，相較於傳統的覆晶發光二極體，此平台結構具有明顯較小的橫向尺寸(寬度)，當覆晶發光二極體因為其較大的橫向磊晶層尺寸而容易有電流聚集的問題時，在此揭示的發光二極體之平台結構的較小橫向尺寸大幅地降低了電流聚集現象，取而代之的是，電流路徑將充分地利用全部的磊晶層區域，接著磊晶層(特別是多重量子井層)將產生更多的光，藉此增加晶粒45的光萃取率。依據本揭示的各種觀點，在某種程度上，發光二極體的平台結構可以進一步再被次分割(sub-divided)，以進一步增加晶粒45的光萃取率。
雖然未特別說明，可以理解的是，將晶粒45接合到底座100可以採用晶圓級或晶粒級的方式進行，在晶圓級的 接合製程中，將整個晶圓(例如第2圖所示之晶圓40)接合至底座100，晶圓具有晶粒45和其他類似的晶粒形成於其上，在接合之後可進行晶圓切割及額外的封裝製程。在晶粒級的接合製程中，可將晶圓黏在膠帶上，然後可將晶圓切割，使得每個晶粒45與其相鄰的晶粒分開，每個晶粒各自與底座上其各自的部件接合(此步驟可以同時進行)。
參閱第7圖，可以從發光二極體60移除生長基底50，例如採用雷射脫離(laser lift-off)製程進行。在其他的一些實施例中，則可以將生長基底50減薄。為了讓本揭示的一些概念可以說明得更好，第7圖也顯示了晶粒45的散熱路徑150、光傳播路徑155以及導電路徑160。
如散熱路徑150所示，發光二極體60產生的熱向下消散至底座100。由於發光二極體60與底座之間的距離相對地短，並且底座基板105相對地薄，雖然在此未繪出，但是在底座基板105下方可設置散熱器，因此發光二極體60產生的熱在抵達底座基板105之前需要不會傳播得太遠。此外，沿著散熱路徑150的各種材料具有良好的熱傳導性，藉此使得熱消散更有效率。
如光傳播路徑155所示，發光二極體60產生的光會遠離底座100向上傳播，而且不管有多少量的光向下傳播，這些光都會被鏡面層70和電極80反射回來向上。因為光在其傾向的傳播路徑上遇到的障礙物非常少，可以有很好的光輸出，而且如上述討論，發光二極體60的小橫向尺寸降低了電流聚集效應，並且更進一步地改善了發光二極體60的光萃取 率。
如導電路徑160所示，電流流過電路120、底座金屬115、焊接部件110、接合金屬90和95、電極75和80，以及磊晶層60(例如發光二極體)，在此方式中，發光二極體以串聯方式電性耦接在一起，而且並沒有使用接合打線或導電層(用於傳統的高壓發光二極體中)，藉此使得晶粒45的電性傳導更可靠且更堅固耐用。可以理解的是，在一些實施例中，並非全部的發光二極體都需要以串聯方式電性耦接，取而代之，在一些實施例中，只有在被選擇的子集合(subset)中的發光二極體才會以串聯方式電性耦接。
第8圖顯示依據本揭示的一些實施例，晶粒45的簡化概略俯視圖，在第8圖所示之實施例中，晶粒45包含18個發光二極體(或發光二極體晶片)60，每個發光二極體60可以與上述討論的發光二極體60A-60C類似，而且可依據相同的製程製造。發光二極體60接合至底座100，底座100包含第6-7圖所示之底座基板105，發光二極體60(或其子集合)使用導電部件，例如底座100中的電路120，以串聯方式電性耦接在一起，電路120可包含例如內連線層中的金屬線或印刷電路板上的銅導線。
如第8圖的俯視圖所示，每一個發光二極體60大抵上具有三角形的形狀或圖案，發光二極體60以成對(pairs)的方式排列，在每一對中的發光二極體的位置相較於其他相鄰的發光二極體更靠近其最接近的相鄰發光二極體(亦即同一對的成員)，每一對相鄰的發光二極體60共同地形成類似矩形或 正方形的俯視圖案，然而，在此所示之排列方式僅作為示範用，在其他實施例中，發光二極體可採用任何形狀或幾何圖形排列，並且這些形狀或幾何圖形適用於晶粒45的俯視圖案。
為了讓上述概念說明得更好，第9圖顯示依據本揭示的不同實施例，在晶圓級(wafer level)、晶粒級(die level)以及晶片級(chip level)的各種俯視圖中，可以看到在晶圓級的俯視圖中，晶圓包含複數個高壓發光二極體(HVLED)晶粒，每個晶粒可以與上述討論的晶粒45相似。在晶粒級的俯視圖中，每個高壓發光二極體晶粒可包含複數個發光二極體(或發光二極體晶片)，在俯視圖中，每個高壓發光二極體晶粒可呈現矩形的形狀、正方形的形狀、鑽石形的形狀、六邊形的形狀，或任何其他合適的多邊形形狀，這些形狀可以適用於目前已知或之後發展的切割技術。
在晶片級(亦即發光二極體級)的俯視圖中，每個發光二極體可具有矩形的形狀、正方形的形狀、鑽石形的形狀、三角形的形狀、六邊形的形狀、任何其他合適的多邊形形狀，或甚至是具有一個或多個彎曲的邊或邊緣的不規則形狀。由於發光二極體事實上是經由微影製程而圖案化，可經由調整微影製程(例如藉由改變光罩上的圖案)來使得每個發光二極體達到所想要的任何俯視形狀，因此本揭示的發光二極體能提供各種不同的俯視形狀。
除了俯視形狀的可變性之外，每一個發光二極體晶粒可以具有與其餘的發光二極體晶粒不同的俯視形狀，例如，在單一晶粒中，一個發光二極體可具有三角形的俯視形 狀，另一個發光二極體則可具有矩形的俯視形狀，又另一個發光二極體可具有六邊形的俯視形狀，並且又另一個發光二極體可具有不規則的俯視形狀，此不規則的俯視形狀具有至少一個非直線的邊/邊緣，可以將發光二極體配置成產生任何排列方式的俯視形狀，其係取決於設計需求以及與製造相關的事項。發光二極體或發光二極體晶片的形狀之機動性(flexibility)和多種變化性(versatility)能提供一些好處，例如增加光萃取率、較佳的散熱率等。
為了完成高壓發光二極體(HVLED)晶粒45的製造，也可進行額外的製程，例如切割、封裝以及測試製程，但是為了簡化，在此並未說明這些製程。
高壓發光二極體(HVLED)晶粒45可以作為照明裝置(lighting apparatus)的一部份而實施，例如HVLED晶粒45可以作為以發光二極體為基礎的照明設備(lighting instrument)300的一部份而實施。照明設備300的簡化剖面圖如第10圖所示，在第10圖中所示之以發光二極體為基礎的照明設備300的實施例包含HVLED晶粒45的複數個發光二極體60，其中發光二極體(或發光二極體之選擇的子集合)以串聯方式電性耦接在一起，雖然在第10圖所示之實施例中僅繪出三個發光二極體60，可以理解的是，任何其他數量的發光二極體都可以實施，藉此使得HVLED晶粒可以禁得起高電壓，例如像170伏特一樣高的電壓。
如上述討論，每一個發光二極體60包含n摻雜的III-V族化合物層、p摻雜的III-V族化合物層，以及多重量子 井(MQW)層設置在n摻雜與p摻雜的III-V族化合物層之間。因為發光二極體60的結構如上述討論，在此揭示的高壓發光二極體晶粒的發光二極體60相較於傳統的發光二極體能提供較佳的散熱率、光萃取率及電性傳導的可靠度效能。
在一些實施例中，每一個發光二極體60具有磷光體層(phosphor layer))塗佈於其上，磷光體層可包含發出磷光的材料以及/或發出螢光的材料。磷光體層可以採用散佈在濃縮的黏滯流體介質中(例如流體膠質)的方式塗佈在發光二極體60的表面上，磷光材料以黏滯的流體狀態或固化狀態成為發光二極體封裝的一部份。在實際的發光二極體之應用上，磷光體層可用於轉變發光二極體60發出的光顏色，例如，磷光體層可以將發光二極體60發出的藍光轉變成不同波長的光，藉由改變磷光體層的材料組成，可以使得發光二極體60發出想要的光顏色。
發光二極體60固著在底座320上，在一些實施例中，底座320與上述討論的底座100相似，例如，底座320可包含金屬核心的印刷電路板(MCPCB)，金屬核心的印刷電路板包含金屬基礎材料，其可由鋁(或鋁的合金)製成，金屬核心的印刷電路板也包含導熱但電性絕緣的介電層設置於金屬基礎材料上，金屬核心的印刷電路板也可包含由銅製成的薄金屬層設置於介電層上。在其他實施例中，底座320可包含其他合適的導熱結構，例如矽底座或陶瓷底座。
照明設備300包含擴散罩(diffuser cap)350，擴散罩350可作為其底下的發光二極體60的遮蓋物，以另一種方 式說明，發光二極體60被擴散罩350和底座320共同地密封。在一些實施例中，擴散罩350具有彎曲的表面或輪廓，在一些實施例中，此彎曲的表面大抵上可採用半圓形的輪廓，以使得發光二極體60發出的每一束光線可以用大抵上正面的入射角度，例如與90度只差幾度的範圍內，到達擴散罩350的表面，擴散罩350的彎曲形狀有助於降低發光二極體60發出的光之內部全反射(Total Internal Reflection；TIR)。
擴散罩350可具有特定結構的表面，例如此特定結構的表面可以是粗糙不平的，或者可含有複數個小圖案，例如多邊形或圓形，此特定結構的表面有助於散射發光二極體60發出的光，以使得光線的分佈更均勻。在一些實施例中，擴散罩350可以用含有擴散粒子的擴散層塗佈。
在一些實施例中，發光二極體60與擴散罩350之間的空間360可以用空氣填充；在其他實施例中，空間360可以用光學等級的聚矽氧烷基黏著材料(optical-grade silicone-based adhesive material)填充，此材料也稱為光學膠(optical gel)。在此實施例中，磷光粒子可以混合在光學膠中，以使得發光二極體60發出的光更進一步地擴散。
雖然在此說明的實施例中顯示全部的發光二極體60都被密封在單一的擴散罩350內，可以理解的是，在其他實施例中可使用複數個擴散罩，例如每一個發光二極體60可以各自被密封在這些擴散罩的一個擴散罩內。
照明設備300也可以選擇性地包含反射結構370，反射結構370可固著在底座320上，在一些實施例中，反射結 構被塑造成類似杯狀物的形狀，因此反射結構也可以被稱為反射杯。從俯視角度觀之，反射結構以360度包圍或圍繞發光二極體60和擴散罩350，從俯視角度觀之，反射結構370可具有圓形的輪廓、像蜂巢的六角形輪廓，或另一種合適的多孔輪廓(cellular profile)，以包圍擴散罩350。在一些實施例中，發光二極體60和擴散罩350位於反射結構370的底部附近，換言之，反射結構370的頂部或上面的開口位於發光二極體60和擴散罩350的上方。
反射結構370可用於反射從擴散罩350離開而傳播的光，在一些實施例中，反射結構370的內部表面塗佈上反射膜，例如鋁、銀或前述之合金，可以理解的是，在一些實施例中，反射結構370的側壁表面可具有特定結構，其方式與擴散罩350具有的特定結構之表面類似，因此，反射結構370可用於將發光二極體60發出的光更進一步地散射，藉此降低了照明設備300發出的光之眩光(glare)，並且使得其發出的光更適合於人眼。在一些實施例中，反射結構370的側壁具有傾斜(sloped)或錐形(tapered)的輪廓，反射結構370的錐形輪廓提升了反射結構370的光反射效率。
照明設備300包含散熱結構380，也稱為散熱器(heat sink)380，散熱器380經由底座320熱耦接至發光二極體60(其在操作期間會產生熱)，換言之，散熱器380附著至底座320，或者底座320位於散熱器380的表面上。散熱器380係配置成促進熱消散至周遭的空氣中，散熱器380含有導熱材料，例如金屬材料。散熱器380的形狀和幾何圖形係設計成能 對常見的燈泡提供骨架(framework)，同時將熱從發光二極體60散開或引導開來。為了提高熱轉移，散熱器380可具有複數個鰭片(fins)390，鰭片390從散熱器380的主體向外突出，鰭片390可具有大量的表面積暴露至周遭的空氣，以促進熱轉移。
第11圖顯示照明模組(lighting module)400的簡化概略圖，其包含上述討論的照明設備300的一些實施例，照明模組400具有基座410，主體420附著至基座410，以及燈430附著至主體420。在一些實施例中，燈430為向下的燈(或光向下的照明模組)，參閱第10圖，燈430包含上述討論的照明設備300，燈430係用於有效地投射光束440。此外，相較於傳統的白熱燈(incandescent lamps)，燈430能提供較好的耐久性和較長的壽命，可以理解的是，其他的照明應用可藉由使用本揭示上述討論的發光二極體而獲得好處，例如，本揭示的發光二極體可用在一些照明應用上，其包含但不限於，車輛的前照燈或尾燈、車輛的儀表板顯示器、投影機的光源、電子產品例如液晶顯示電視或液晶顯示螢幕、平板電腦、行動電話或筆記型/膝上型電腦的光源。
第12圖為依據本揭示的各種觀點，說明製造高壓發光二極體(HVLED)裝置的簡化方法500之流程圖，此高壓發光二極體裝置可包含一個或多個晶粒，每一個晶粒包含複數個發光二極體。
方法500包含步驟510，在此步驟中，以一個或多個磊晶製程在生長基底之上成長複數個磊晶層。在一些實施例中，生長基底包含藍寶石材料，這些磊晶層包含p摻雜的III-V 族化合物層、n摻雜的III-V族化合物層，以及多重量子井(MQW)設置在p摻雜的III-V族化合物層與n摻雜的III-V族化合物層之間。
方法500包含步驟520，在此步驟中，經由微影製程將這些磊晶層轉變成複數個分開的發光二極體，這些分開的發光二極體為多邊形晶粒的一部份。在一些實施例中，於步驟520中進行轉變製程，以使得以下描述中的至少一個為真：這些發光二極體中的至少一些發光二極體在俯視圖中具有相較於其餘的發光二極體不同的形狀；這些發光二極體中的至少一些發光二極體在俯視圖中具有非矩形的多邊形形狀；以及這些發光二極體中的至少一些發光二極體在俯視圖中具有一個或多個彎曲的邊。
方法500包含步驟530，在此步驟中，p型電極和n型電極形成在每一個發光二極體之上，p型電極電性耦接至p摻雜的III-V族化合物層，並且n型電極電性耦接至n摻雜的III-V族化合物層。
方法500包含步驟540，在此步驟中，這些發光二極體接合至底座，以使得p型電極和n型電極在接合之後位於底座與這些磊晶層之間。在一些實施例中，底座包含以下所列其中之一：以金屬為基礎的材料、絕緣體上的矽材料、矽底座、陶瓷底座、或金屬核心的印刷電路板(MCPCB)底座。在一些實施例中，底座含有複數個導電部件。在一些實施例中，於步驟540中進行接合製程，以使得這些發光二極體的至少一子集合藉由這些導電部件以串聯方式電性耦接。在一些實施例中，步 驟540中的接合製程包含晶圓級接合製程。在一些其他實施例中，步驟540中的接合製程包含晶粒級接合製程。
方法500包含步驟550，在此步驟中，於步驟540的接合製程之後，將生長基底薄化或移除。
在此所討論的步驟510-540之前、期間或之後可進行額外的製程，以完成光電元件的製造，為了簡化，這些其他的製程在此並未詳細討論。
在以上的敘述中已經先概略地描述出一些實施例的特徵，以使得在此技術領域中具有通常知識者可以更瞭解接續的詳細描述。在此技術領域中具有通常知識者可以理解的是，可以使用本揭示作為基礎來設計或修改其他製程或結構，藉此達成在此介紹的實施例的一些目的以及/或一些優點。
雖然本發明已揭示較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
45‧‧‧晶粒
60A、60B、60C‧‧‧發光二極體(平台結構)
70A、70B、70C‧‧‧鏡面層
75A、75B、75C‧‧‧p型電極
80A、80B、80C‧‧‧n型電極
85A、85B、85C‧‧‧鈍態層
90A、90B、90C‧‧‧p型接合金屬
95A、95B、95C‧‧‧n型接合金屬
100‧‧‧底座
105‧‧‧底座基板
110‧‧‧焊接部件
115‧‧‧底座金屬
120‧‧‧電路
125‧‧‧絕緣材料
150‧‧‧散熱路徑
155‧‧‧光傳播路徑
160‧‧‧導電路徑

Claims (10)

  1. 一種照明裝置，包括：一多邊形晶粒，包含複數個發光二極體，其中每一個發光二極體包含：複數個磊晶層，該些磊晶層含有一p型層、一n型層和一多重量子井設置在該p型層與該n型層之間；一p型電極和一n型電極，分別電性耦接至該p型層和該n型層；以及一底座，每一個該發光二極體耦接至該底座，其中該p型電極和該n型電極位於該底座與該些磊晶層之間，該底座含有複數個導電部件將該些發光二極體的至少一部份發光二極體以串聯方式電性耦接，且其中該些發光二極體的至少一些發光二極體具有非矩形的俯視形狀。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中下列敘述至少一個為真：該些發光二極體的至少一些發光二極體具有與該些發光二極體的其餘發光二極體不同的俯視形狀；該些發光二極體的至少一些發光二極體具有非矩形的多邊形俯視形狀；以及該些發光二極體的至少一些發光二極體在一俯視圖中具有一些彎曲的邊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中將一第一子集合的相鄰發光二極體分開的一第一距離大於將一第二子集合的相鄰發光二極體分開的一第二距離。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該照明裝置包含複數個多邊形晶粒。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該底座包含一金屬材料、一絕緣體上的矽、一矽底座、一陶瓷底座或一金屬核心的印刷電路板底座，且該些導電部件的至少一些導電部件包含形成在該矽底座之上的一內連線層的金屬線，或形成在該金屬核心的印刷電路板底座之上的金屬導線。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該些發光二極體包含一數量為X的發光二極體，其中該數量X的選擇係使得當該數量為X的發光二極體以串聯方式電性耦接在一起時具有大於170伏特的一最大操作電壓。
  7. 一種高壓發光二極體裝置的製造方法，包括：在一個或一個以上的磊晶製程中，於一生長基底之上成長複數個磊晶層，其中該些磊晶層包含一p摻雜的III-V族化合物層、一n摻雜的III-V族化合物層以及一多重量子井設置在該p摻雜的III-V族化合物層與該n摻雜的III-V族化合物層之間；依據一微影圖案，藉由蝕刻方式移除該生長基底之上的該些磊晶層的一部份，以形成複數條分隔道在分開的發光二極體之間，該圖案包含非矩形的發光二極體；在每一個發光二極體之上形成一p型電極和一n型電極，其中該p型電極電性耦接至該p摻雜的III-V族化合物層，且該n型電極電性耦接至該n摻雜的III-V族化合物層； 將該些發光二極體接合至一底座，使得該p型電極和該n型電極在該接合步驟之後位於該底座與該些磊晶層之間；以及之後將該生長基底薄化或移除。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之高壓發光二極體裝置的製造方法，其中移除該些磊晶層的一部份的該步驟之進行使得下列敘述至少一個為真：該些發光二極體的至少一些發光二極體在一俯視圖中具有與該些發光二極體的其餘發光二極體不同的圖案；該些發光二極體的至少一些發光二極體在一俯視圖中具有非矩形的多邊形圖案；以及該些發光二極體的至少一些發光二極體在一俯視圖中具有一個或一個以上彎曲的邊。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之高壓發光二極體裝置的製造方法，其中：該生長基底包含一藍寶石材料；該底座包含下例之一：一金屬材料、一絕緣體上的矽、一矽底座、一陶瓷底座以及一金屬核心的印刷電路板底座；該底座含有複數個導電部件；以及該接合步驟的進行使得該些發光二極體的至少一子集合藉由該些導電部件以串聯方式電性耦接。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之高壓發光二極體裝置的製造方法，其中該接合步驟包括一晶圓級接合製程或一晶粒級接合製程。
TW102133144A 2012-09-14 2013-09-13 照明裝置及高壓發光二極體裝置的製造方法 TWI499084B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261701198P 2012-09-14 2012-09-14
US13/790,092 US9076950B2 (en) 2012-09-14 2013-03-08 High voltage LED with improved heat dissipation and light extraction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201417337A true TW201417337A (zh) 2014-05-01
TWI499084B TWI499084B (zh) 2015-09-01

Family

ID=50318697

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105138591A TWI632695B (zh) 2012-09-14 2013-09-13 發光元件
TW102133144A TWI499084B (zh) 2012-09-14 2013-09-13 照明裝置及高壓發光二極體裝置的製造方法
TW104124484A TWI566432B (zh) 2012-09-14 2013-09-13 照明裝置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105138591A TWI632695B (zh) 2012-09-14 2013-09-13 發光元件

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104124484A TWI566432B (zh) 2012-09-14 2013-09-13 照明裝置

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN103681644B (zh)
TW (3) TWI632695B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI563696B (zh) * 2014-11-14 2016-12-21

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104676320B (zh) * 2015-01-13 2017-02-01 中国科学院半导体研究所 柔性发光器件阵列及其制作方法
KR101970249B1 (ko) * 2017-05-29 2019-04-18 엘지전자 주식회사 차량용 램프 및 차량

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4589745A (en) * 1985-01-25 1986-05-20 Polaroid Corporation Geometric LED layout for line exposure
CN100421266C (zh) * 2002-08-29 2008-09-24 首尔半导体股份有限公司 具有多个发光元件的发光装置
CN1510765A (zh) * 2002-12-26 2004-07-07 炬鑫科技股份有限公司 氮化镓基ⅲ-ⅴ族化合物半导体led的发光装置及其制造方法
EP1482566A3 (en) * 2003-05-28 2004-12-08 Chang Hsiu Hen Light emitting diode electrode structure and full color light emitting diode formed by overlap cascaded die bonding
WO2005029185A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Led lighting source and led lighting apparatus
WO2006038713A1 (en) * 2004-10-07 2006-04-13 Showa Denko K.K. Production method for semiconductor device
JP4995722B2 (ja) * 2004-12-22 2012-08-08 パナソニック株式会社 半導体発光装置、照明モジュール、および照明装置
US7221044B2 (en) * 2005-01-21 2007-05-22 Ac Led Lighting, L.L.C. Heterogeneous integrated high voltage DC/AC light emitter
JP4244953B2 (ja) * 2005-04-26 2009-03-25 住友電気工業株式会社 発光装置およびその製造方法
TWM278828U (en) * 2005-05-11 2005-10-21 Shiu Yung Yuan LED planar light source module
US20060255352A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Quasar Optoelectronics, Inc. Light emitting diode light source model
KR101156452B1 (ko) * 2005-08-25 2012-06-13 서울옵토디바이스주식회사 다수의 셀이 결합된 발광 소자
EP2081238A1 (en) * 2006-11-08 2009-07-22 C. I. Kasei Company, Limited Light emitting device and method for manufacturing the same
US9018833B2 (en) * 2007-05-31 2015-04-28 Nthdegree Technologies Worldwide Inc Apparatus with light emitting or absorbing diodes
US8058669B2 (en) * 2008-08-28 2011-11-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Light-emitting diode integration scheme
US8865489B2 (en) * 2009-05-12 2014-10-21 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Printed assemblies of ultrathin, microscale inorganic light emitting diodes for deformable and semitransparent displays
WO2011007816A1 (ja) * 2009-07-15 2011-01-20 三菱化学株式会社 半導体発光素子、半導体発光装置、半導体発光素子の製造方法、および半導体発光装置の製造方法
JP2011199221A (ja) * 2010-03-24 2011-10-06 Hitachi Cable Ltd 発光ダイオード
TWI451596B (zh) * 2010-07-20 2014-09-01 Epistar Corp 一種陣列式發光元件
US8653542B2 (en) * 2011-01-13 2014-02-18 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Micro-interconnects for light-emitting diodes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI563696B (zh) * 2014-11-14 2016-12-21

Also Published As

Publication number Publication date
CN103681644B (zh) 2016-08-17
TWI566432B (zh) 2017-01-11
CN106206558A (zh) 2016-12-07
CN103681644A (zh) 2014-03-26
TWI499084B (zh) 2015-09-01
TWI632695B (zh) 2018-08-11
TW201709557A (zh) 2017-03-01
TW201541664A (zh) 2015-11-01
CN106206558B (zh) 2019-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9966366B2 (en) Lighting device
TWI597860B (zh) 發光二極體之製作方法、發光元件及其製作方法
US9136442B2 (en) Multi-vertical LED packaging structure
TWI431811B (zh) 發光元件、發光元件封裝及照明裝置系統
US9449954B2 (en) LED with IC integrated lighting module
US20150055671A1 (en) Photonic devices with embedded hole injection layer to improve efficiency and droop rate
TWI549319B (zh) 發光二極體發光裝置、封裝發光二極體的方法、封裝晶粒的方法
JP2008160046A (ja) 発光素子パッケージ及びその製造方法
JP2009540614A (ja) 再発光半導体構成体を有する適応型ｌｅｄデバイス
US9105818B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
US9214610B2 (en) Method and apparatus for fabricating phosphor-coated LED dies
KR102189129B1 (ko) 발광 소자 모듈
US11817433B2 (en) Light-emitting device
TWI499084B (zh) 照明裝置及高壓發光二極體裝置的製造方法
TWI451598B (zh) 發光元件及發光元件封裝
KR102252475B1 (ko) 발광 소자 모듈
KR102170217B1 (ko) 발광 소자