TW202410488A - 發光二極體晶片結構 - Google Patents

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Abstract

揭示了發光二極體(LED)並且更特別是LED晶片結構。LED晶片結構包含一或多個接點、互連、接點結構及/或反射層的排列，其有效地指定路由給導電路徑，同時亦減少具有相反極性的緊密間隔的帶電金屬的情形。某些LED晶片結構包含在各種的晶片位置中的電性隔離的含金屬層，其容許垂直地排列在p接點之下或附近的n接點互連的存在。某些接點結構包含各種的排列，其包含分段的接點結構，所述分段的接點結構橫跨各種的LED晶片部分橫向地延伸以電耦接n接點互連的群組。

Description

發光二極體晶片結構
本揭露內容是有關於發光二極體(LED)，並且更特別是有關於LED晶片結構。
例如是發光二極體(LED)的固態照明裝置越來越多地被使用在消費者及商業的應用中。在LED技術上的進步已經產生具有長的使用壽命的高度有效率且機械強健的光源。於是，現代的LED已經致能各種新的顯示器應用，並且越來越多地被利用於一般的照明應用，其通常是取代白熾及螢光的光源。
LED是固態的裝置，其將電能轉換成光並且一般包含一或多個半導體材料主動層(或一主動區域)，其被排列在相反摻雜的n型及p型層之間。當一偏壓橫跨所述摻雜層被施加時，電洞及電子被注入到所述一或多個主動層之中，它們在其中再結合以產生發射，例如是可見光或紫外線的發射。一主動區域可以例如由碳化矽、氮化鎵、磷化鎵、氮化鋁及/或砷化鎵為基礎的材料、及/或由有機半導體材料來加以製造。藉由所述主動區域所產生的光子是在所有的方向上被起始。
通常，在最高發光效率下操作LED是所期望的，其可以藉由相關輸出功率的發射強度來加以量測(例如，以流明每瓦為單位)。強化發射效率的一實際的目標是最大化藉由所述主動區域發射的光在所要的光傳輸的方向上的萃取。LED的光萃取以及外部的量子效率可能會受限於一些因素，其包含內反射以及電流注入。為了增加在一LED晶片，並且尤其是針對於較大面積的LED晶片之內擴散的電流，已經發現有用的是在一LED的一或多個磊晶層之上增加高導電度的層。此外，用於所述LED的電極可以具有較大的表面積，並且可包含各種的電極排列，其被配置以橫跨一LED指定路由並且更均勻地分布電流。
隨著現代的LED技術的進步，所述技術持續尋求改善的LED及固態照明裝置，其具有所期望的照明特徵，能夠克服和習知照明裝置相關的挑戰。
本揭露內容是有關於發光二極體(LED)，並且更特別是有關於LED晶片結構。LED晶片結構包含一或多個接點、互連、接點結構及/或反射層的排列，其有效地指定路由給導電路徑，同時亦減少具有相反極性的緊密間隔的帶電金屬的情形。某些LED晶片結構包含在各種的晶片位置的電性隔離的含金屬層，其容許垂直地排列在p接點之下或附近的n接點互連的存在。某些接點結構包含各種的排列，其包含分段的接點結構，所述分段的接點結構橫跨各種的LED晶片部分橫向地延伸以電耦接n接點互連的群組。
在一態樣中，一種LED晶片包括：一主動LED結構，其包括一n型層、一p型層、以及一排列在所述n型層與所述p型層之間的主動層；一n接點，其和所述n型層電耦接；一p接點，其和所述p型層電耦接；以及複數個n接點互連，其電耦接在所述n型層與所述n接點之間，其中所述複數個n接點互連中的一或多個n接點互連是垂直地排列在所述p接點與所述n型層之間。在某些實施例中，所述複數個n接點互連中的所述一或多個n接點互連是電耦接至一n接點結構，其電耦接至所述n接點。在某些實施例中，所述n接點結構被排列以從與所述n接點垂直地配準的一位置橫向地延伸至與所述p接點垂直地配準的一位置，使得所述n接點結構是和垂直地排列在所述p接點與所述n型層之間的所述複數個n接點互連中的所述一或多個n接點互連電耦接。
所述LED晶片可進一步包括：一週邊n接點互連，其電耦接至所述n型層在所述主動LED結構的一平台側壁之外的一部分，所述平台側壁包括所述p型層、所述主動層、以及所述n型層的一部分的一側壁；其中所述n接點結構被排列以從與所述n接點垂直地配準的一位置橫向地延伸至所述平台側壁，使得所述n接點結構電耦接至所述週邊n接點互連。在某些實施例中，所述週邊n接點互連是和垂直地排列在所述p接點與所述n型層之間的所述複數個n接點互連中的所述一或多個n接點互連電耦接。在某些實施例中，所述週邊n接點互連以一連續的方式接近所述主動LED結構的兩個或多個週邊邊緣來電耦接至所述n型層在所述平台側壁之外的所述部分。在某些實施例中，所述週邊n接點互連以一不連續的方式電耦接至所述n型層在所述平台側壁之外的所述部分，使得所述週邊n接點互連接觸所述n型層的部分，並且所述週邊n接點互連的其它部分是藉由一鈍化層來和所述n型層分開。
在某些實施例中，所述LED晶片進一步包括在所述主動LED結構上的一反射的結構，其中所述反射的結構包括一第一反射層，其是電性絕緣的、一第二反射層，其是導電的、以及複數個反射層互連，其延伸穿過所述第一反射層以將所述第二反射層的第一部分電耦接至所述p型層。在某些實施例中，所述第二反射層的第二部分是與所述主動LED結構電性隔離。在某些實施例中，所述第二反射層的所述第二部分是垂直地排列在所述n接點結構與所述主動LED結構之間。在某些實施例中，所述第二反射層的一第二部分是藉由一鈍化層來和所述p型層完全分開的，並且所述第二反射層的所述第二部分是和所述n接點電耦接。
所述LED晶片可進一步包括：在所述主動LED結構上的一鈍化層，其中所述複數個n接點互連延伸穿過所述鈍化層的部分；以及排列在所述鈍化層之內的一第一含金屬夾層、一第二含金屬夾層、以及一第三含金屬夾層，其中所述第一含金屬夾層、所述第二含金屬夾層、以及所述第三含金屬夾層的每一個是與所述n接點以及所述p接點電性隔離。
在某些實施例中，所述n接點以及所述p接點是接點墊，其被排列以在所述LED晶片被覆晶安裝時接收外部的電連接。
在另一態樣中，一種LED晶片包括：一主動LED結構，其包括一n型層、一p型層、以及一主動層，其排列在所述n型層與所述p型層之間；在所述主動LED結構上的一鈍化層；以及至少部分在所述鈍化層之內的一第一含金屬夾層、一第二含金屬夾層、以及一第三含金屬夾層，其中所述第一含金屬夾層、所述第二含金屬夾層、以及所述第三含金屬夾層的每一個是與所述主動LED結構電性隔離。所述LED晶片可進一步包括：在所述主動LED結構上的一反射的結構，其中所述反射的結構包括一第一反射層，其是電性絕緣的、一第二反射層，其是導電的、以及複數個反射層互連，其延伸穿過所述第一反射層以將所述第二反射層的第一部分電耦接至所述p型層；其中所述第二含金屬夾層包括所述第二反射層的第二部分，其是與所述主動LED結構電性隔離。所述LED晶片可進一步包括：一n接點，其和所述n型層電耦接；一p接點，其和所述p型層電耦接；複數個n接點互連，其電耦接在所述n型層與所述n接點之間；以及一n接點結構，其是和所述複數個n接點互連中的一或多個n接點互連電耦接，其中所述n接點結構是被排列以在所述鈍化層之內橫向地延伸。在某些實施例中，所述第三含金屬夾層包括一和所述n接點結構相同的材料。在某些實施例中，所述第二含金屬夾層是垂直地排列在所述n接點結構與所述主動LED結構之間。所述LED晶片可進一步包括：在所述主動LED結構上的一反射的結構，其中所述反射的結構包括一第一反射層，其是電性絕緣的、一第二反射層，其是導電的，並且其中所述第一反射層是在所述第二反射層與所述p型層之間；其中所述第二含金屬夾層包括所述第二反射層的部分，其是與所述主動LED結構電性隔離。在某些實施例中，所述第二反射層的與所述主動LED結構電性隔離的所述部分是垂直地排列在所述n接點結構與所述主動LED結構之間。在某些實施例中，所述第一含金屬夾層、所述第二含金屬夾層、以及所述第三含金屬夾層是垂直地排列在所述鈍化層之內。
在另一態樣中，一種LED晶片包括：一主動LED結構，其包括一n型層、一p型層、以及一主動層，其排列在所述n型層與所述p型層之間；複數個n接點互連，其電耦接至所述n型層；以及一n接點結構，其電耦接至所述複數個n接點互連，所述n接點結構包括一第一區段，其連接至所述複數個n接點互連中的一第一群組的n接點互連、以及一第二區段，其連接至所述複數個n接點互連中的一第二群組的n接點互連。在某些實施例中，所述n接點結構的所述第一區段是與所述n接點結構的所述第二區段不連續的。在某些實施例中，所述n接點結構的所述第一區段是被排列以從所述主動LED結構的一邊緣連續地延伸至所述主動LED結構的一相對的邊緣。在某些實施例中，所述n接點結構的所述第二區段是被排列以在不延伸至所述主動LED結構的至少一邊緣下連續地延伸。所述LED晶片可進一步包括：一n接點，其是和所述n接點結構電耦接；以及一p接點，其是和所述p型層電耦接；其中所述複數個n接點互連是在所述p接點的週邊邊緣之外垂直地排列。在某些實施例中，所述p接點包括：一第一部分，其垂直地排列在所述n接點結構的所述第一區段的一邊界與所述主動LED結構的一周邊之間；以及一第二部分，其垂直地排列在所述n接點結構的所述第一區段的另一邊界與所述n接點結構的所述第二區段的一邊界之間，其中所述p接點的所述第一部分是與所述p接點的所述第二部分不連續的。
在另一態樣中，前述的態樣的任一個個別或一起、及/或如同在此所述的各種個別的態樣及特徵都可以組合以獲得額外的優點。在此除非有相反指出，否則如同在此所揭露的各種特點及元件的任一個都可以和一或多個其它所揭露的特點及元件組合。
熟習此項技術者在閱讀所述較佳實施例的以下和所附圖式相關的詳細說明後將會體認到本揭露內容的範疇並且意識到其之額外的態樣。
在以下闡述的實施例是代表使得熟習此項技術者能夠實施所述實施例的必要資訊，並且描繪實施所述實施例的最佳模式。在根據所附的圖式閱讀以下的說明之後，熟習此項技術者將會理解本揭露內容的概念，而且將會體認到這些概念的並未特別在此提及的應用。應瞭解的是這些概念及應用是落入本揭露內容及所附請求項的範疇之內。
將會瞭解到的是，儘管所述術語第一、第二、等等在此可被用來描述各種的元件，但是這些元件不應該受限於這些術語。這些術語只是被用來區別一元件與另一元件而已。例如，一第一元件可被稱為一第二元件，而類似地，一第二元件可被稱為一第一元件，而不脫離本揭露內容的範疇。如同在此所用的，所述術語"及/或"包含相關的列出的項目中的一或多個的任一組合及所有組合。
將會瞭解到的是，當例如一層、區域或基板的一元件被稱為在另一元件"上"或是延伸到另一元件"之上"時，其可以是直接在所述另一元件上或是直接延伸到所述另一元件之上、或者介於中間的元件亦可以存在。相對地，當一元件被稱為"直接"在另一元件"上"或是"直接"延伸到另一元件"之上"時，不存在介於中間的元件。同樣地，將會瞭解到的是，當例如一層、區域或基板的一元件被稱為在另一元件"之上"或是延伸在另一元件"之上"時，其可以是直接在所述另一元件之上或是直接延伸在所述另一元件之上、或者介於中間的元件亦可以存在。相對地，當一元件被稱為"直接"在另一元件"之上"或是"直接"延伸在另一元件"之上"時，不存在介於中間的元件。同樣將會理解到的是，當一元件被稱為"連接"或"耦接"至另一元件時，其可以直接連接或耦接至所述另一元件、或是介於中間的元件可以存在。相對地，當一元件被稱為"直接連接"或"直接耦接"至另一元件時，不存在介於中間的元件。
例如是"之下"或"之上"或"上方"或"下方"或"水平"或"垂直"的相對的術語在此可被利用來描述如同在所述圖式中所繪的一元件、層或區域相對另一元件、層或區域的關係。將會瞭解到的是，這些術語以及那些以上所論述的是欲涵蓋除了在所述圖式中描繪的方位之外的所述裝置的不同方位。
在此所用的術語只是為了描述特定實施例之目的而已，因而並不欲受限於本揭露內容。如同在此所用的，除非上下文有清楚指出，否則所述單數形"一"、"一個"以及"所述"是欲亦包含複數形。進一步將會理解到的是，所述術語"包括"及/或"包含"當在此被使用來指明所陳列的特點、整數、步驟、操作、元件及/或構件的存在時，其並不排除一或多個其它特點、整數、步驟、操作、元件、構件及/或其之群組的存在或添加。
除非另有定義，否則在此使用的所有術語(包含技術及科學術語)都具有和擁有此揭露內容所屬技術的通常知識者通常所理解相同的意義。進一步將會理解到的是，在此使用的術語應該被解釋為具有意義是和本說明書的上下文及相關技術中的意義一致的，因而除非在此有明確定義，否則將不會用理想化或過度正式的意思來解釋。
實施例在此是參考本揭露內容的實施例的概要圖示來描述。就此而論，所述層及元件的實際尺寸可能是不同的，並且可預期例如由於製造技術及/或容限而與所述圖示的形狀有所變化。例如，被描繪或敘述為方形或矩形的一區域可能具有圓形或彎曲的特點，並且被展示為直線的區域可能具有某些不規則性。因此，在圖式中描繪的區域是概要的，並且其形狀並不欲描繪一裝置的一區域的精確的形狀，而且並不欲限制本揭露內容的範疇。此外，結構或區域的大小可能為了舉例說明的目的，而相對於其它結構或區域被誇大，並且因此其被提供來描繪本案標的之一般的結構，並且可以或者可能並未按照比例繪製。在圖式之間共同的元件在此可以利用共同的元件符號來展示，因而後續可能並未予以重述。
本揭露內容是有關於發光二極體(LED)，並且更特別是有關於LED晶片結構。LED晶片結構包含一或多個接點、互連、接點結構、及/或反射層的排列，其有效地指定路由給導電路徑，同時亦減少具有相反極性的緊密間隔的帶電金屬的情形。某些LED晶片結構包含在各種晶片位置的電性隔離的含金屬層，其容許垂直排列在一p接點之下或附近的n接點互連的存在。某些接點結構包含各種的排列，其包含分段的接點結構，所述分段的接點結構橫向地延伸以橫跨各種LED晶片部分電耦接n接點互連的群組。
一LED晶片通常包括一主動LED結構或區域，其可以具有許多用不同方式排列的不同的半導體層。LED及其主動結構的製造及操作一般在此項技術中已知的，因而在此僅簡短地論述。所述主動LED結構的層可以利用已知的製程來製造，其中一適當的製程是利用金屬有機化學氣相沉積來製造。所述主動LED結構的層可包括許多不同的層，並且一般包括被夾設在n型及p型相反摻雜的磊晶層之間的一主動層，所有的層都連續地被形成在一生長基板上。所了解的是額外的層及元件亦可內含在所述主動LED結構中，其包含但不限於緩衝層、成核層、超晶格結構、未摻雜層、披覆層、接點層、及電流擴散層、以及光萃取層及元件。所述主動層可包括單一量子井、多重量子井、雙異質結構、或是超晶格結構。
所述主動LED結構可以是由不同的材料系統所製成，其中某些材料系統是III族氮化物基的材料系統。III族氮化物是指在氮(N)與在週期表的III族中的元素，通常是鋁(Al)、鎵(Ga)及銦(In)之間所形成的那些半導體化合物。氮化鎵(GaN)是一常見的二元化合物。III族氮化物亦指三元及四元化合物，例如是氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、以及氮化鋁銦鎵(AlInGaN)。針對於III族氮化物，矽(Si)是一常見的n型摻雜物，並且鎂(Mg)是一常見的p型摻雜物。於是，針對於一基於III族氮化物的材料系統，所述主動層、n型層及p型層可包含一或多層的GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN，其未被摻雜、或是被摻雜Si或Mg。其它材料系統包含碳化矽(SiC)、有機半導體材料、以及其它III-V族系統，例如是磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、以及相關的化合物。
所述主動LED結構可以生長在一生長基板上，其可包含許多材料，例如是藍寶石、SiC、氮化鋁(AlN)、GaN，其中一適當的基板是SiC的一4H多形體，儘管其它SiC多形體亦可被利用，其包含3C、6H及15R多形體。SiC具有某些優點，例如相較於其它基板的更接近的晶格匹配至III族氮化物，因而產生高品質的III族氮化物膜。SiC亦具有非常高的導熱度，因而在SiC上的III族氮化物裝置的總輸出功率並不受限於所述基板的散熱。藍寶石是另一用於III族氮化物的常見的基板，並且亦具有某些優點，其包含較低的成本、具有已確立的製程、並且具有良好透光的光學性質。
所述主動LED結構的不同實施例可以根據所述主動層以及n型及p型層的組成物來發射不同波長的光。在某些實施例中，所述主動LED結構可以發射藍光，其具有約430奈米(nm)至480nm的波峰波長範圍。在其它實施例中，所述主動LED結構可以發射綠光，其具有500nm至570nm的波峰波長範圍。在其它實施例中，所述主動LED結構可以發射紅光，其具有600nm至650nm的波峰波長範圍。在某些實施例中，所述主動LED結構可被配置以發射在可見光頻譜之外的光，其包含紫外線(UV)頻譜、紅外線(IR)或近IR頻譜的一或多個部分。所述UV頻譜通常是被分成三個波長範圍種類，其利用字母A、B及C來表示。以此種方式，UV-A光通常被定義為從315nm至400nm的波峰波長範圍，UV-B通常被定義為從280nm至315nm的波峰波長範圍，並且UV-C通常被定義為從100nm至280nm的波峰波長範圍。用於本揭露內容的LED結構的近IR及/或IR波長可以具有超過700nm的波長，例如是在從750nm至1100nm的一範圍內或是更大。
所述LED晶片亦可被覆蓋一或多種螢光或其它轉換材料(例如是磷光體)，使得來自所述LED晶片的至少某些光被所述一或多種磷光體吸收，並且根據來自所述一或多種磷光體的特徵發射而被轉換成為一或多個不同的波長頻譜。在某些實施例中，所述LED晶片以及所述一或多種磷光體的組合發射一般為白色的光組合。所述一或多種磷光體可包含黃色(例如，YAG：Ce)、綠色(例如，LuAg：Ce)、以及紅色(例如，Ca i-x-ySr xEu yAlSiN 3)發射磷光體、以及其之組合。如同在此所述的螢光材料可以是或者包含一磷光體、一閃爍體、一螢光墨水(lumiphoric ink)、一量子點材料、一日光膠帶(day glow tape)、與類似者中的一或多個。螢光材料可以藉由任何適當的手段來設置，例如在一LED的一或多個表面上的直接塗覆、在被配置以覆蓋一或多個LED的一密封劑材料(encapsulant material)中的擴散、及/或塗覆在一或多個光學或支撐元件上(例如，藉由粉末塗覆、噴墨印刷、或類似者)。在某些實施例中，螢光材料可以是下轉換(downconverting)或上轉換(upconverting)的，並且下轉換及上轉換的材料兩者的組合可被設置。在某些實施例中，被排列以產生不同的波峰波長的多種不同的(例如，成分不同的)螢光材料可被排列以接收來自一或多個LED晶片的發射。在某些實施例中，一或多種磷光體可包含黃色磷光體(例如，YAG：Ce)、綠色磷光體(例如，LuAg：Ce)、以及紅色磷光體(例如，Ca i-x-ySr xEu yAlSiN 3)及其之組合。一或多種螢光材料可以用各種的配置而被設置在一LED晶片的一或多個部分及/或一子基板上。
藉由一LED晶片的主動層或區域發射的光通常可能行進在各種方向上。對於目標的定向應用而言，內部的反射鏡或外部的反射表面可被採用以重新導引盡可能多的光朝向一所要的發射方向。內部的反射鏡可包含單層或多層。某些多層的反射鏡包含一金屬反射器層以及一介電反射器層，其中所述介電反射器層是被排列在所述金屬反射器層與複數個半導體層之間。一鈍化層是被排列在所述金屬反射器層與第一及第二電性接點之間，其中所述第一電性接點是被排列和一第一半導體層導電的電性通訊，並且所述第二電性接點是被排列和一第二半導體層導電的電性通訊。對於包含呈現小於100%反射度的表面的單層或多層的反射鏡而言，某些光可能被所述反射鏡吸收。此外，被重新導引通過所述主動LED結構的光可能被所述LED晶片之內的其它層或元件吸收。
如同在此所用的，當撞擊在一發光裝置的一層或區域上的發射的輻射的至少80%穿過所述層或區域而出現時，所述層或區域可被視為"透明的"。再者，如同在此所用的，當撞擊在一LED的一層或區域上的發射的輻射的至少80%被反射時，所述層或區域被視為"反射的"、或是體現一“反射鏡”或一"反射器"。在某些實施例中，所述發射的輻射包括可見光，例如是具有或不具有螢光材料的藍光及/或綠光LED。在其它實施例中，所述發射的輻射可包括不可見光。例如，在GaN基的藍光及/或綠光LED的背景中，銀(Ag)可被視為一反射的材料(例如，至少80%反射的)。在UV LED的情形中，適當的材料可被選擇以提供一所要的反射度(並且在某些實施例中是高的反射度)、及/或一所要的吸收(並且在某些實施例中是低的吸收)。在某些實施例中，一“透光的”材料可被配置以透射具有一所要的波長的發射的輻射的至少50%。
本揭露內容是可利用於具有各種幾何的LED晶片，包含覆晶的幾何。用於LED晶片的覆晶的結構通常包含陽極及陰極連接，其是從所述LED晶片的同一側或面所做成。所述陽極及陰極側通常是被建構為所述LED晶片的一安裝面，以用於覆晶安裝到另一表面，例如是一印刷電路板。就此點而言，在所述安裝面上的所述陽極及陰極連接是作用以將所述LED晶片機械式地接合及電耦接至所述另一表面。當覆晶安裝時，所述LED晶片的相反側或面是對應於一發光面，其被定向朝向一所要的發射方向。在某些實施例中，當被覆晶安裝時，用於所述LED晶片的一生長基板可以形成及/或相鄰所述發光面。在晶片製造期間，所述主動LED結構可以磊晶生長在所述生長基板上。當電性激活時，來自所述主動LED結構的光可以在一所要的發射方向上通過所述生長基板。在某些實施例中，一覆晶的LED可以沒有生長基板。
在操作上，LED晶片的量子效率可以相關於各種因素，例如電流注入效率以及熱管理。此種因素對於較大尺寸，例如是那些具有500微米(μm)及更大的橫向尺寸的LED晶片而言可能是特別重要的，其中電流必須散佈在更大的表面積上，並且所述LED晶片可能會產生增大的熱量，儘管在此揭露的原理是容易可應用於具有低於500μm的橫向尺寸的較小的LED晶片。橫跨一主動LED結構的電流注入可以是由電連接結構提供的，其提供陽極以及陰極連接給所述主動LED結構。陽極以及陰極連接可包含LED晶片焊墊，其被排列以接收用於所述LED晶片的外部的電連接，並且在所述LED晶片焊墊與所述主動LED結構之間的導電路徑可以藉由各種的導電層以及貫孔結構而被指定路由。
在一範例的覆晶的LED結構中，陽極以及陰極焊墊通常是利用分開的內部的電連接，例如是金屬層及貫孔結構而被排列在所述LED晶片的一安裝面上，其分別在所述主動LED結構與所述陽極以及陰極焊墊的每一個之間提供電耦接。若具有相反極性的內部的電連接被排列成彼此太過靠近，則強的電動勢可能會造成在兩者之間的金屬的電遷移。例如，足夠強的電動勢可能會造成原本應該在具有相反極性的電連接之間提供電性隔離的介電材料的崩潰。此外，金屬可能會遷移穿過存在於所述介電材料中的缺陷，因而增加電性短路的機會。為了這些原因，覆晶的LED結構通常可能避免排列任何電連接至位在所述陽極焊墊與所述主動LED結構之間的所述n型層。
根據本揭露內容的態樣，覆晶的LED排列被揭示，其考量上述的電動勢並且容許電連接至位在所述陽極焊墊與所述主動LED結構之間的所述n型層。藉由提供其中n型電連接可以沿著較大的LED晶片區域而被設置的此種排列，改善的電流擴散及/或電流注入可被實現。此外，陽極接點墊可被設置有較大的表面積，藉此容許陽極以及陰極接點墊的相對的尺寸是類似的。就此點而言，用於安裝陽極以及陰極接點墊的更均勻的表面積可以提供改善的與外部的電連接之安裝的完整性，所述外部的電連接例如是所述LED晶片被覆晶安裝在其上的一板上的跡線。
圖1A是一典型的具有覆晶的結構的LED晶片10的俯視圖，其包含一主動LED結構12以及n接點互連14，其是沿著所述主動LED結構12的某些部分或是在某些部分之內而被排列。圖1B是圖1A的LED晶片10的仰視圖，其描繪一p接點16或p接點墊、以及一n接點18或n接點墊的位置。圖1A的俯視圖代表所述LED晶片10的一發光側，而圖1B的仰視圖代表所述LED晶片10的一安裝側。如同在圖1B中所繪，相較於所述n接點18，所述p接點16佔用一相對小的區域。轉回到圖1A，在所述LED晶片10的左邊的一區域是對應於來自圖1B的所述p接點16的區域，其沒有所述n接點互連14以避免上述和在緊密間隔的具有相反極性的內部的電連接之間的電動勢相關的問題。
圖2A是根據本揭露內容的原理的一具有覆晶的結構的LED晶片20的俯視圖，其中n接點互連14是橫跨所述主動LED結構12的一增大的區域而被排列。圖2B是圖2A的LED晶片20的仰視圖，其描繪所述p接點16以及所述n接點墊18的位置。如同在圖2A中所繪，所述n接點互連14可以沿著對應於來自圖2B的p接點16的一區域的位置而被排列。如同稍後將會更加詳細描述的，在所述主動LED結構12的p接點16與一p型層之間的電連接以及在所述主動LED結構12的n接點18與一n型層之間的電連接的各種排列被揭示，其降低在緊密間隔的具有相反極性的內部的電連接之間的電動勢的形成。以此種方式，所述n接點互連14中的一或多個可被排列在所述主動LED結構12的p接點16與所述n型層之間。
圖3是類似於圖2A及2B的LED晶片20的一LED晶片22的一部分的廣義橫截面圖。所述主動LED結構12是在一基板24(例如磊晶生長基板)上形成。所述LED晶片22可以體現一覆晶的結構，使得在圖3中描繪的方位可被反轉以用於安裝。就此點而言，所述LED晶片22的一安裝面22’是被排列為圖3的圖示的頂端，並且所述LED晶片22的一主要的發光面22’’是藉由所述基板24的一表面來形成。所述主動LED結構12一般包括形成在所述基板24上的一p型層25、一n型層26、以及一主動層28。在某些實施例中，所述n型層26是被排列在所述主動層28與所述基板24之間。在其它實施例中，所述摻雜順序可以反過來，使得所述層26被摻雜p型，而所述層25被摻雜n型。所述基板24可包括許多不同的材料，例如是藍寶石或SiC，並且可以具有一或多個表面，其被成形、形成紋理、或圖案化以強化光萃取。在某些實施例中，所述基板24對於藉由所述主動LED結構12產生的光波長是透光的(較佳的是透明的)。
所述LED晶片22可包含一第一反射層30，其被設置在所述p型層25上。在某些實施例中，一電流擴散層32(例如是一銦錫氧化物(ITO)的透明的導電氧化物或是一例如鉑(Pt)的金屬的一薄層)可被設置在所述p型層25與所述第一反射層30之間。所述第一反射層30可包括許多不同的材料，並且較佳的是包括與構成所述主動LED結構12的材料呈現一折射率步階(index of refraction step)的一種材料，以促進從所述主動LED結構12產生的光的全內反射(TIR)。經歷TIR的光可以在無經歷到吸收或損失下被重新導引，並且可以藉此貢獻到有用或所要的LED晶片發射。在某些實施例中，所述第一反射層30包括一種材料，其具有低於所述主動LED結構12的材料的折射率之折射率。所述第一反射層30可包括許多不同的材料，其中某些材料具有小於2.3的折射率，而其它材料則可具有小於2.15、小於2.0、以及小於1.5的折射率。在某些實施例中，所述第一反射層30包括一介電材料，其中某些實施例包括二氧化矽(SiO 2)及/或氮化矽(SiN)。所了解的是，許多介電材料可被使用，例如是SiN、SiN x、Si 3N 4、Si、鍺(Ge)、SiO 2、SiOx、二氧化鈦(TiO 2)、五氧化二鉭(Ta 2O 5)、ITO、氧化鎂(MgO x)、氧化鋅(ZnO)、以及其之組合。藉由將所述第一反射層30設置為一介電層，所述第一反射層30可以有利地橫跨所述主動LED結構12而被定位，而無須擔心在陽極以及陰極電連接之間的電性短路。在某些實施例中，所述第一反射層30可包含多個不同的介電材料的交替的層，例如是SiO 2以及SiN的交替的層，其是對稱地重複、或是不對稱地被排列。
所述LED晶片22可進一步包含在所述第一反射層30上的一第二反射層34，使得所述第一反射層30是被排列在所述主動LED結構12與所述第二反射層34之間。所述第二反射層34可包含一金屬層，其被配置以反射任何來自所述主動LED結構12的可能通過所述第一反射層30的光。所述第二反射層34可包括許多不同的材料，例如是Ag、金(Au)、Al或其之組合。如同所繪的，所述第二反射層34可包含一或多個反射層互連38，其提供穿過所述第一反射層30的導電路徑以將所述第二反射層34電耦接至所述p型層25。在某些實施例中，所述反射層互連38包括反射層貫孔。於是，所述第一反射層30、所述第二反射層34、以及所述反射層互連38形成所述LED晶片22的一反射的結構。在某些實施例中，所述反射層互連38包括和所述第二反射層34相同的材料，並且是和所述第二反射層34同時形成。在其它實施例中，所述反射層互連38可包括一不同於所述第二反射層34的材料。所述LED晶片22可以在所述第二反射層34的與所述反射層互連38相反的一部分上選配地包括一阻障層，以避免所述第二反射層34的材料(例如Ag)遷移至其它層。此種阻障層可包括一種導電材料，其中適當的材料包含但不限於濺鍍的Ti/Pt接著是蒸發的Au塊材(bulk material)、或是濺鍍的Ti/Ni接著是一蒸發的Ti/Au塊材。一鈍化層40是內含在所述第二反射層34上。所述鈍化層40是被排列以保護並且提供電性絕緣給所述LED晶片22，並且可包括許多不同的材料，例如是一介電材料。在某些實施例中，所述鈍化層40是單層，而在其它實施例中，所述鈍化層40包括複數層。用於所述鈍化層40的適當的材料包含但不限於氮化矽、二氧化矽、氧化鋁、以及氮氧化矽。在某些實施例中，所述鈍化層40包含一被排列於其中的第一含金屬夾層42，其中所述第一夾層42可包括Al或是另一適當的金屬。值得注意的是，所述第一夾層42是被嵌入所述鈍化層40之中，並且是與所述主動LED結構12電性隔離。在應用上，所述第一夾層42可以作用為用於任何可能傳播穿過所述鈍化層40的裂縫的一止裂層。
在圖3中，所述p接點16以及所述n接點18是被排列在所述鈍化層40上，並且被配置以接收外部的電連接且提供導電路徑的部分至所述主動LED結構12。所述p接點16(亦可被稱為一陽極接點)可包括一或多個p接點貫孔44，其延伸穿過所述鈍化層40以藉由所述第二反射層34以及所述反射層互連38來提供一導電路徑至所述p型層25。在某些實施例中，所述一或多個p接點貫孔44可被稱為用於所述p接點16的p饋送點(p-feed)。所述n接點18(亦可被稱為一陰極接點)可包括一或多個n接點貫孔46，其延伸穿過所述鈍化層40並且是和所述n接點互連14電耦接以提供一電性路徑至所述n型層26。
所述n接點互連14可被形成為一n接點結構48的部分，所述n接點結構48是被嵌入在所述鈍化層40之中。所述n接點結構48是被排列以電耦接在所述n接點18與所述n型層26之間。所述n接點結構48可以體現一連續的金屬結構，其包含所述n接點互連14以及橫越在所述p接點貫孔44周圍的橫向延伸兩者。由於圖3是橫截面，所了解的是所述n接點結構48是藉由環繞所述p接點貫孔44延伸出圖3的橫截面的平面的部分而為連續的。以此種方式，所述n接點結構48的被描繪在所述p接點16與所述主動LED結構12之間的部分是連續的，並且和所述n接點結構48的被描繪在所述n接點18與所述主動LED結構12之間的部分電耦接。所述n接點結構48是被排列以橫跨所述LED晶片22橫向地延伸，以指定路由給在所述n接點18與所述n型層26的許多不同的區域之間的導電路徑，以獲得改善的電流擴散。在其中所述n接點貫孔46和所述n接點結構48連接的某些位置中，此種位置亦可以是和所述n接點互連14中的某些個的位置垂直地對準或配準。所述n接點結構48的橫向的延伸可以從所述n接點貫孔46延伸至所述LED晶片22的在所述n接點18的一區域之外的位置，以和其它n接點互連14電連接。例如，所述n接點結構48的一部分是被排列以從與所述n接點18的一區域垂直地配準的一位置延伸至所述LED晶片22的與所述p接點16的一區域垂直地配準的一區域。以此種方式，所述n接點互連14中的一或多個是垂直地排列在所述p接點16與所述n型層26之間。儘管所述n接點互連14中的單一個被描繪為垂直地在所述p接點16與所述主動LED結構12之間，但實際上一陣列的所述n接點互連14可以存在，以有效地沿著所述LED晶片22的在所述p接點16下面的較大的區域散佈電流。
如上所述，若具有相反極性(亦即，來自n及p接點)的內部的電連接被排列成彼此太過靠近，則強的電動勢可能會造成在兩者之間的金屬的電遷移，因而增加介電質崩潰及/或電性短路的機會。以此種方式，所述第二反射層34的某些部分34’或第二部分被形成，以與所述p接點16電性隔離或是電性解耦。所述第二反射層34的此種部分34’可以是位在n接點互連14以及所述n接點結構48的附近，其是與所述p接點16以及所述n接點18中的一或兩者垂直地配準。所述第二反射層34的部分34’可以形成被嵌入在例如是所述第一反射層30以及所述鈍化層40的組合的介電材料中的電性隔離的金屬層。在某些實施例中，此種電性隔離可以是由用一和所述第二反射層34的剩餘部分不連續的方式來圖案化所述部分34’所提供。所述第二反射層34的電性隔離部分34’可被稱為所述LED晶片22的一第二夾層或是一第二含金屬夾層。在某些實施例中，所述第二反射層34的和所述p接點16以及所述n接點結構48垂直地配準的電性隔離部分34’可以沒有反射層互連38。以此種方式，在所述電性啟動的n接點結構48與所述第二反射層34的電性隔離部分34’之間的金屬的任何遷移都不會藉由所述電流擴散層32而產生短路路徑至所述p接點16。
在某些實施例中，一第三夾層50可以藉由電性隔離所述n接點結構48的部分與所述主動LED結構12來加以形成。以此種方式，所述第三夾層50可以和所述n接點結構48同時並且用相同的材料來形成，並且所述第三夾層50是以一種類似所述第一及第二夾層(亦即，42及34’)的方式在所述LED晶片22之內電性浮接。在某些實施例中，所述第三夾層50可被形成在所述LED晶片22的與所述n接點18垂直地配準的部分中、及/或在所述LED晶片22的延伸在所述p接點16與所述n接點18之間的區域中。在某些區域中，例如是在所述n接點18與所述主動LED結構12之間，所述第一夾層42、所述第二反射層34的電性隔離部分34’(或第二夾層)、以及所述第三夾層50都可以在所述鈍化層40之內和彼此垂直地配準。於是，所述任何夾層都不能起始充電，並且在所述鈍化層40之內用於強化的止裂的一種多個層結構被設置。在某些實施例中，所述第一夾層42、所述第二反射層34的電性隔離部分34’(或第二夾層)、以及所述第三夾層50全都至少部分被定位在所述鈍化層40之內。以此種方式，所述鈍化層40的部分可被排列以在所述第一夾層42、所述第二反射層34的電性隔離部分34’(或第二夾層)、以及所述第三夾層50之間提供垂直的分離。
圖4A至12描繪針對用於類似圖3的LED晶片22的一LED晶片52的一系列製造步驟的橫截面圖以及對應的俯視圖。為了舉例說明的目的，所述橫截面圖是代表顯示所述LED晶片52的各種特點的排列的廣義圖示，而所述對應的俯視圖是被提供來描繪在所述橫截面圖中描繪的特點的範例的佈局。以此種方式，所述橫截面圖並不一定是直接從所述俯視圖所取的橫截面。而是，所述橫截面圖提供詳細的結構，並且所述俯視圖提供此種結構是如何可以橫跨所述LED晶片52的較大的區域來排列的一般的佈局。此外，所述系列的製造步驟可以代表各種的步驟，並且理解到的是中間的製造步驟亦可被提供。
圖4A是在所述LED結構12被形成在所述基板24上並且一些第一開口54已經穿過所述p型層25、所述主動層28、以及所述n型層26的一部分而被界定之後的一製造步驟的所述LED晶片52的一部分的橫截面圖。所述第一開口54可以藉由一圖案化的移除製程，例如是所述主動LED結構12的圖案化的蝕刻來加以形成。圖4B是圖4A的LED晶片52的範例的俯視圖，其描繪所述第一開口54是如何可以橫跨所述LED晶片52而被排列成一陣列。如同稍後將會敘述的，所述第一開口54定義所述n型層26的區域，其中圖3的n接點互連14稍後將會被形成。
圖5A是在所述電流擴散層32被形成在所述p型層25上之後的一製造步驟的圖4A的LED晶片52的一部分的橫截面圖。圖5B是圖5A的LED晶片52的範例的俯視圖，其描繪所述電流擴散層32是如何可以相對於所述第一開口54的每一個而被排列。所述電流擴散層32可以在完全不延伸到所述第一開口54的每一個下，選擇性地沿著所述p型層25而被形成。以此種方式，一內縮是橫向地形成在所述電流擴散層32的邊緣與所述第一開口54之間，以避免使得所述電流擴散層32的導電材料造成沿著在所述第一開口54之內的所述p型層25及n型層26的側壁的電性短路。
圖6A是在所述第一反射層30被形成並且一些第二開口56以及第三開口58穿過所述第一反射層30而被形成之後的一製造步驟的圖5A的LED晶片52的一部分的橫截面圖。圖6B是圖6A的LED晶片52的範例的俯視圖，其描繪所述第二開口56及所述第三開口58是如何可以相對於所述第一開口54而被排列。如同所繪的，所述第二開口56是被排列以和所述第一開口54垂直地配準，藉此提供一組合的開口給所述n型層26的露出的部分。在某些實施例中，所述第二開口56可被設置有比所述第一開口54窄的直徑，以在後續的元件被形成時減少電性短路的情況。所述第三開口58可以橫跨所述第一反射層30的其它部分而被形成，以露出所述電流擴散層32的部分。如同稍後將會敘述的，所述第三開口58界定其中圖3的反射層互連38稍後將被形成的區域，以經由所述電流擴散層32來和所述p型層25進行電連接。如同在圖6B中最佳描繪的，所述第一及第二開口54、56可被形成為橫跨所述LED晶片52間隔開的一陣列，而所述第三開口58可被形成為橫跨所述LED晶片52的另一陣列。以此種方式，未來的n型及p型電連接可以橫跨所述LED晶片52而被排列，以獲得有效的電流擴散。
圖7A是在所述第二反射層34被形成在所述第一反射層30上之後的一製造步驟的圖6A的LED晶片52的一部分的橫截面圖。圖7B是圖7A的LED晶片52的範例的俯視圖，其描繪所述第二反射層34是如何可以相對於所述第一及第二開口54、56而被排列。如同所繪的，所述第二反射層34可被形成在所述主動LED結構12的介於所述第一開口54之間的部分上。以此種方式，所述第二反射層34可被形成在所述p型層25的部分之上。在沉積期間，所述第二反射層34可以填入圖6A的第三開口58以提供所述反射層互連38。此外，所述第二反射層34的電性隔離的部分34’可被形成在所述第一反射層30的沒有圖6A的第三開口58的部分上。如同在圖7B的俯視圖中最佳描繪的，所述部分34’可被形成在所述第一開口54的相鄰者之間。如同稍後將會更加詳細描述的，所述部分34’所在的此種區域是其中圖3的n接點結構48的部分將會橫向地延伸以電耦接圖3的n接點互連14中的相鄰者的區域。以此種方式，可以在此種區域中避免有相反極性的帶電的金屬層。
圖8是在所述鈍化層40的一部分被形成在所述第二反射層34上之後的一製造步驟的圖7A的LED晶片52的一部分的橫截面圖。所述鈍化層40可以是毯覆式沉積的，並且第四開口60可被界定在和所述第一開口54的中心垂直地配準的區域中。以此種方式，至所述n型層26的導電路徑被設置。
圖9A是在所述n接點結構48、所述n接點互連14、以及所述第三夾層50被形成之後的一製造步驟的圖8的LED晶片52的一部分的橫截面圖。圖9B是圖9A的LED晶片52的範例的俯視圖，其描繪所述n接點結構48、所述n接點互連14、以及所述第三夾層50橫跨所述主動LED結構12的一佈局圖案。如同所繪的，所述n接點互連14可被形成在圖8的第四開口60的每一個之內。所述n接點結構48可以在相鄰對的所述n接點互連14之間形成導電路徑。所述第三夾層50可以沿著所述鈍化層40的在所述n接點結構48之外的其它部分而被形成。複數個第五開口62可以沿著所述第三夾層50的部分而被形成，其定義圖3的p接點貫孔44的位置。所述第五開口62可被排列有許多不同的形狀，例如是圓形。在圖9B中，所述第五開口62被描繪為字母P以指出至所述稍後形成的p接點16的導電路徑的位置。
圖10A是在所述鈍化層40的額外的部分以及所述第一夾層42被形成之後的一製造步驟的圖9A的LED晶片52的一部分的橫截面圖。圖10B是圖10A的LED晶片52的範例的俯視圖，其描繪所述第一夾層42的一佈局圖案。所述第一夾層42可以是毯覆式沉積在所述鈍化層40上，其中第六開口64以及第七開口66被界定於其中。所述第六開口64是和所述第五開口62配準，以界定用於所述稍後形成的p接點16的導電路徑。所述第七開口66界定所述稍後形成的n接點貫孔46將會被形成所在的區域。如同在圖10B中所繪，所述第六開口64以及所述第七開口66可以形成個別的陣列，其沿著所述LED晶片52與彼此間隔開，藉此界定所述p接點16以及所述n接點18稍後可被形成所在的區域。為了舉例說明的目的，所述p接點16以及所述n接點18的範例的區域在圖10B中是由重疊的虛線框所提供。以此種方式，所述p接點16的區域可被增大，而不論所述n接點互連14的位置為何。
圖11是在所述鈍化層40的額外的部分被形成在所述第一夾層42之上，並且第八及第九開口68、70分別穿過所述第六開口64以及所述第七開口66而被形成之後的一製造步驟的圖10A的LED晶片52的一部分的橫截面圖。所述八個開口68是穿過所述第六開口64的中央部分並且穿過所述鈍化層40而被形成的，以定義所述稍後形成的p接點貫孔44的位置。以一種類似的方式，所述第九開口70是穿過所述第七開口66的中央部分並且穿過所述鈍化層40而被形成的，以定義所述稍後形成的n接點貫孔46的位置。
圖12是在所述p接點16、所述p接點貫孔44、所述n接點18、以及所述n接點貫孔46被形成之後的一製造步驟的圖11的LED晶片52的一部分的橫截面圖。所述LED晶片52相應地被排列以用於和另一表面的覆晶安裝。以此種方式，所述p接點16以及所述n接點18是被排列在所述LED晶片52的一安裝面52’，並且所述基板24的一表面可以形成所述LED晶片52的一主要的發光面52’’。以一種類似圖3的LED晶片22的方式，所述第二反射層34的電性隔離部分34’或是所述第二夾層可被排列在所述n接點結構48的電性主動部分與所述主動LED結構12之間。所述第三夾層50或是所述n接點結構48的電性非主動的部分可被排列在所述LED晶片52的在所述第二反射層34的電性主動部分之上的位置中。以此種方式，所述LED晶片52可被設置有一種結構，當具有相反極性的帶電的金屬層是彼此相當接近時，其降低相關的電動勢以及對應的金屬的電遷移。
圖13A是類似於圖12A的LED晶片52的一LED晶片72的一部分的橫截面圖，並且其中所述n接點結構48進一步包含一週邊n接點互連74，其沿著所述LED晶片72的週邊邊緣橫越。以一種類似圖12的LED晶片52的方式，所述第二反射層34的電性隔離部分34’可被排列在所述n接點結構48的電性主動部分與所述主動LED結構12之間，並且所述第三夾層50可被排列在所述LED晶片72的在所述第二反射層34的電性主動部分之上的位置中。根據所述LED晶片72的n接點互連14的佈局，所述一或多個週邊n接點互連74可被排列在所述主動LED結構12的周邊平台側壁12’的附近。所述週邊n接點互連74可以用一種類似所述n接點互連14的方式，穿過所述鈍化層40以及第一反射層30的部分而被形成。所述週邊n接點互連74可以電耦接至所述n型層26在所述周邊平台側壁12’之外的部分，藉此提供額外的導電路徑給所述主動LED結構12以獲得強化的電流擴散及注入。所述鈍化層40及/或所述第一反射層30的部分可被排列在所述周邊平台側壁12’與所述週邊n接點互連74之間以避免短路。在某些實施例中，所述n接點結構48的部分可被排列以將所述週邊n接點互連74電耦接至被定位在所述周邊平台側壁12’內的所述n接點互連14中的一或多個。在某些實施例中，所述週邊n接點互連74可以用一連續的方式，在接近所述主動LED結構12的兩個或多個週邊邊緣、或甚至是所有的週邊邊緣電耦接至所述n型層26。
圖13B是圖13A的LED晶片72的範例的俯視圖，其描繪相對於所述p接點16的所述n接點互連14、所述週邊n接點互連74、以及所述n接點18的一佈局圖案。在某些實施例中，所述週邊n接點互連74是單一連續的結構，其橫越所述LED晶片72的周邊。所述週邊n接點互連74以及所述n接點結構48的部分可以有效地指定路由給在所述n接點18與介於所述n接點18與所述p接點16間及/或和所述p接點16垂直地配準的n接點互連14之間的電流。例如，一第一n接點互連14-1是和所述n接點18垂直地配準並且電耦接。所述n接點結構48的一第一部分48-1是被排列以橫向地延伸，並且電耦接所述第一n接點互連14-1與一第二n接點互連14-2，所述第二n接點互連14-2是垂直地排列在所述n接點18與所述p接點16之間。所述n接點結構48的一第二部分48-2是被排列以電耦接所述第一n接點互連14-1與所述週邊n接點互連74，並且所述n接點結構48的一第三部分48-3電耦接一第三n接點互連14-3與所述週邊n接點互連74。在另一例子中，一第四n接點互連14-4是和所述n接點18垂直地配準並且電耦接，並且所述n接點結構48的一第四部分48-4是將所述第四n接點互連14-4電耦接至和所述p接點16垂直地配準的一第五n接點互連14-5。以此種方式，導電路徑被設置在所述n接點18與多個n接點互連14-1至14-5之間，而不論其相對於所述n接點18及所述p接點16的位置為何。
圖14A是類似於圖13A及13B的LED晶片72的一LED晶片76的範例的俯視圖，並且進一步代表其中在所述週邊n接點互連74與所述n型層26之間的電連接是沿著所述LED晶片76的一周邊分段的實施例。所述鈍化層40並非連續地接觸在所述平台側壁12’之外的所述n型層26，而是所述鈍化層40的部分可以沿著所述LED晶片76的周邊保留在所述週邊n接點互連74與所述n型層26之間，藉此形成沒有直接接觸的局部區域的一圖案。為了舉例說明的目的，所述鈍化層40的所述局部區域是被展示為沿著所述LED晶片76的周邊的矩形框。圖14B是圖14A的LED晶片76沿著圖14A的截面線14B-14B所取的橫截面圖，所述截面線14B-14B並未交叉所述鈍化層40的部分中沿著所述周邊保留的一部分。如同所繪的，所述週邊n接點互連74延伸至所述n型層26，並且和所述n型層26進行電性接觸。相對地，圖14C是圖14A的LED晶片76沿著圖14A的截面線14C-14C所取的橫截面圖，所述截面線14C-14C確實交叉所述鈍化層40的部分中沿著所述周邊保留的一部分。於是，在此種區域中，所述鈍化層40維持在所述週邊n接點互連74與所述n型層26之間。此種結構可被設置以控制直接接觸的量、以及沿著所述LED晶片的周邊在所述週邊n接點互連74與所述n型層26之間所提供的相關的電流注入。藉由降低直接接觸的量，局部的電流擴散以及對應的發光可以沿著所述LED晶片76的周邊部分而被定制。
圖15是類似於圖13A及13B的LED晶片72的一LED晶片78的範例的俯視圖，並且包含其中n接點互連14並未垂直地配準在所述p接點16之下的一替代的排列。於是，上述針對於所述週邊n接點互連74的原理可以不限於其中所述n接點互連14是和所述p接點16垂直地配準的實施例。以此種方式，所述週邊n接點互連74可以指定路由給在所述n接點18與n接點互連14之間的導電路徑，所述n接點互連14是接近或甚至是圍繞所述p接點16、但並非直接在所述p接點16與所述LED晶片78的其餘部分之間。此種排列可以是有利於增加在所述p接點16與所述LED晶片78的和所述p接點16垂直地配準的部分之間電性啟動的路徑的量。
圖16是類似於圖15的LED晶片78的一LED晶片80的範例的俯視圖，並且包含其中所述p接點16覆蓋所述LED晶片80的更多區域的一排列。針對於其中n接點互連14並未垂直地配準在所述p接點16之下的實施例，所述n接點互連14以及所述n接點結構48的排列可被設置以仍然提供有效的電流擴散，同時亦容許用於所述p接點16的較大的區域。例如，所述p接點16可包含一朝向所述n接點18延伸的橫向的突出部16’。圖16描繪所述n接點結構48以及所述週邊n接點互連74的一特別的排列，其指定路由給在所述n接點18與橫向地圍繞所述p接點16的各種n接點互連14之間的導電路徑。
圖17A至17C描繪針對類似於圖15及16的LED晶片78及80的一LED晶片82的一系列製造步驟的俯視圖，並且進一步包含其中所述p接點16是以一不連續的方式橫跨所述LED晶片82分段的一排列。所述系列的製造步驟可以代表各種的步驟，並且所理解的是中間的製造步驟亦可被設置。
圖17A是在所述反射層互連38、所述n接點互連14、所述n接點結構48、所述週邊n接點互連74、及開口62、以及其它元件已經被形成之後的一製造步驟的LED晶片82的俯視圖。如同所繪的，所述n接點結構48可以電耦接所述n接點互連14的線形排列(例如，根據方位而為行或列)。就此點而言，所述n接點結構48可以形成一些不連續的區段，其分別耦接至一個別群組的所述n接點互連14。所述n接點結構48的某些區段或第一區段可以從所述主動LED結構12的一邊緣連續地延伸至一相對的邊緣，以在所述週邊n接點互連74於相對的邊緣上的部分之間做成電耦接。如同在此所用的，所述主動LED結構12的所述相對的邊緣可以體現如同例如在圖13A中所繪的平台側壁12’。所述n接點結構48的其它區段或第二區段可以連續地延伸在所述LED晶片82的並未延伸至所述相對的邊緣中的一或多個的區域中。例如，在圖17A中，所述n接點結構48的兩個此種區段被描繪成接近所述LED晶片82的中心。以此種方式，所述主動LED結構12的一或多個連續的部分可以延伸在所述n接點結構48的區段中的某些個之間。所述開口62是對應於如同針對於圖9A敘述及描繪的第五開口62。於是，所述開口62定義所述稍後形成的p接點貫孔44將會被形成所在的區域。
圖17B是在所述p接點16、所述p接點貫孔44、及所述n接點18、以及其它元件已經被形成之後的一後續的製造步驟的圖17A的LED晶片82的俯視圖。所述p接點貫孔44有效地填入圖17A的開口62，以在所述p接點16與下面的主動LED結構12(亦即，所述p型層)之間提供導電路徑。所述p接點16可被設置在相對於所述n接點結構48以及所述n接點互連14的不連續的部分或區段中，藉此避免當電性啟動時的具有相反極性的緊密間隔的金屬層。例如，所述LED晶片82包含所述p接點16的外部的區段或第一不連續的部分，其周邊地排列在所述n接點結構48的區段的垂直的邊界之間，所述n接點結構48的區段是連續地延伸在所述主動LED結構12的相對的邊緣與所述主動LED結構12的其它邊緣之間。所述LED晶片82進一步包含所述p接點16的一中央區段或一第二不連續的部分，其是在所述n接點結構48的位在中心的交錯的區段周圍連續的。以此種方式，所述LED晶片82可被排列成不具有和所述p接點16垂直地配準的n接點互連14，同時亦提供來自所述n接點18的導電路徑，其橫越所述主動LED結構12的橫向地圍繞所述p接點16的區段的每一個的區域。
如同在此所述的，本揭露內容的原理容許各種的配置，其有效地橫跨LED晶片指定路由給n接點及p接點電連接，同時減少具有相反極性的電連接被排列成彼此太過靠近的情形。接點結構及互連結構的排列提供彈性及控制以修改用於各種的LED晶片結構及大小的電流擴散及/或注入。圖18至20描繪n接點互連以及反射層互連的各種排列，其可以利用包含至少在圖3～17B中描繪的LED晶片的先前所述實施例的任一個來加以設置。
圖18是可根據本揭露內容的實施例來實施的一LED晶片84的俯視圖，其具有n接點互連14以及反射層互連38的一圖案。如同所繪的，相對於所述LED晶片84的中央區域，所述反射層互連38以及所述n接點互連14在接近所述LED晶片84的週邊邊緣是較高密度被設置。此種排列對於其中沿著所述週邊邊緣的電流注入可能是更具有挑戰性的較大面積的LED晶片(例如大於0.5μm的邊緣)而言可能是有利的。藉由提供此種增大密度的所述反射層互連38以及所述n接點互連14，沿著所述週邊邊緣的增大的亮度及/或橫跨所述LED晶片84的增大的亮度均勻度可被實現。
圖19是類似於圖18的LED晶片84的一LED晶片86的俯視圖，並且包括甚至更高密度的n接點互連14以及反射層互連38。如同所繪的，在所述LED晶片86的週邊邊緣的n接點互連14以及反射層互連38的密度是高於在圖18中的密度。此外，沿著中央區域的n接點互連14以及反射層互連38的密度亦高於圖18的LED晶片84。以此種方式，圖19的LED晶片86可能是有利於強化用於其中電流擴散是更具有挑戰性的具有LED結構的較大的晶片面積的電流擴散。
圖20是類似於圖18的LED晶片84的一LED晶片88的俯視圖，除了所述n接點互連14並未配準在所述p接點16的邊界與所述主動LED結構12之間。如同所繪的，所述各種n接點互連14是被排列在所述p接點16的邊緣與最接近所述p接點16的所述主動LED結構12的邊緣之間。以此種方式，來自所述n接點18的電性路徑可以有效地覆蓋所述LED晶片88的大面積，同時亦避免具有相反極性的電連接開始被排列成彼此太過靠近的情形。
圖21是類似於圖13A的LED晶片72的一LED晶片90的一部分的橫截面圖，其針對於其中所述第二反射層34的某些部分34’是和所述n接點18電耦接的實施例。例如，所述第二反射層34的介於所述n接點18與所述主動LED結構12之間的部分34’可以是藉由另一n接點貫孔92來和所述n接點18電耦接。所述第二反射層34的部分34’中的一或多個可以藉由所述鈍化層40來和所述電流擴散層32、所述p型層25、以及所述第二反射層34的其餘部分解耦或是完全分開。如同所繪的，所述n接點貫孔92可以延伸穿過所述鈍化層40以及在所述第一夾層42中的一開口。藉由將此種部分34’電耦接至所述n接點18，額外的導電材料可以和在所述n接點18與所述n型層26之間的電連接耦接，此可以有效地降低相關的電阻。
所思及的是先前所述的態樣的任一個及/或如同在此所述的各種個別的態樣及特徵都可以組合以獲得額外的優點。除非在此有相反指出，否則如同在此所揭露的各種實施例的任一個都可以和一或多個其它揭露的實施例組合。
熟習此項技術者將會體認到對於本揭露內容的較佳實施例的改良及修改。所有此種改良及修改都被視為在此揭露的概念以及以下的請求項的範疇之內。
10:LED晶片 12:主動LED結構 12’:周邊平台側壁 14:n接點互連 14-1:第一n接點互連 14-2:第二n接點互連 14-3:第三n接點互連 14-4:第四n接點互連 14-5:第五n接點互連 16:p接點 16’:突出部 18:n接點 20:LED晶片 22:LED晶片 22’:安裝面 22’’:主要的發光面 24:基板 25:p型層 26:n型層 28:主動層 30:第一反射層 32:電流擴散層 34:第二反射層 34’:第二反射層的電性隔離部分/第二夾層 38:反射層互連 40:鈍化層 42:第一含金屬夾層 44:p接點貫孔 46:n接點貫孔 48:n接點結構 48-1:第一部分 48-2:第二部分 48-3:第三部分 48-4:第四部分 50:第三夾層 52:LED晶片 52’:安裝面 52’’:主要的發光面 54:第一開口 56:第二開口 58:第三開口 60:第四開口 62:第五開口 64:第六開口 66:第七開口 68:第八開口 70:第九開口 72:LED晶片 74:週邊n接點互連 76:LED晶片 78:LED晶片 80:LED晶片 82:LED晶片 84:LED晶片 86:LED晶片 88:LED晶片 90:LED晶片 92:n接點貫孔
被納入在此說明書中並且構成此說明書的一部分的所附圖式是描繪本揭露內容的數個態樣，並且和所述說明一起作為解說本揭露內容的原理。
[圖1A]是一典型的具有覆晶的結構的發光二極體(LED)晶片的俯視圖，其包含一主動LED結構以及沿著所述主動LED結構的某些部分或是在所述部分之內被排列的n接點互連。
[圖1B]是圖1A的LED晶片的仰視圖，其描繪一p接點以及一n接點的位置。
[圖2A]是根據本揭露內容的原理的一具有覆晶的結構的LED晶片的俯視圖，其中n接點互連是橫跨所述主動LED結構的一增大的區域而被排列。
[圖2B]是圖2A的LED晶片的仰視圖，其描繪所述p接點以及所述n接點墊的位置。
[圖3]是類似於圖2A及2B的LED晶片之LED晶片的一部分的廣義橫截面圖。
[圖4A]是在一主動LED結構被形成在一基板上並且一些第一開口已經穿過所述主動LED結構的一p型層、一主動層、以及一n型層的一部分而被界定之後的一製造步驟的一LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖4B]是圖4A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪所述第一開口是如何可被排列成橫跨所述LED晶片的一陣列。
[圖5A]是在一電流擴散層被形成在所述p型層上之後的一製造步驟的圖4A的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖5B]是圖5A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪所述電流擴散層是如何可相對於所述第一開口的每一個而被排列。
[圖6A]是在一第一反射層被形成並且一些第二開口以及第三開口穿過所述第一反射層而被形成之後的一製造步驟的圖5A的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖6B]是圖6A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪所述第二開口以及所述第三開口是如何可相對於所述第一開口而被排列。
[圖7A]是在一第二反射層被形成在所述第一反射層上之後的一製造步驟的圖6A的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖7B]是圖7A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪所述第二反射層是如何可相對於所述第一及第二開口而被排列。
[圖8]是在一鈍化層的一部分被形成在所述第二反射層上之後的一製造步驟的圖7A的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖9A]是在一n接點結構、n接點互連、以及一第三夾層被形成之後的一製造步驟的圖8的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖9B]是圖9A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪所述n接點結構、所述n接點互連、以及所述第三夾層橫跨所述主動LED結構的一佈局圖案。
[圖10A]是在所述鈍化層的額外的部分以及一第一夾層被形成之後的一製造步驟的圖9A的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖10B]是圖10A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪所述第一夾層的一佈局圖案。
[圖11]是在所述鈍化層的額外的部分被形成在所述第一夾層之上並且第八及第九開口分別穿過第六開口及第七開口而被形成之後的一製造步驟的圖10A的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖12]是在一p接點、p接點貫孔、一n接點、以及n接點貫孔被形成之後的一製造步驟的圖11的LED晶片的一部分的橫截面圖。
[圖13A]是類似於圖12A的LED晶片的一LED晶片的一部分的橫截面圖，並且其中所述n接點結構進一步包含沿著所述LED晶片的週邊邊緣橫越的一週邊n接點互連。
[圖13B]是圖13A的LED晶片的範例的俯視圖，其描繪相對於一p接點的n接點互連、所述週邊n接點互連、以及一n接點的一佈局圖案。
[圖14A]是類似於圖13A及13B的LED晶片的一LED晶片的範例的俯視圖，並且進一步代表其中在所述週邊n接點互連與所述n型層之間的電連接是沿著所述LED晶片的一周邊而被分段的實施例。
[圖14B]是圖14A的LED晶片沿著圖14A的截面線14B-14B所取的橫截面圖。
[圖14C]是圖14A的LED晶片沿著圖14A的截面線14C-14C所取的橫截面圖。
[圖15]是類似於圖13A及13B的LED晶片的一LED晶片的範例的俯視圖，並且包含其中n接點互連並未垂直地配準在一p接點之下的一替代的排列。
[圖16]是類似於圖15的LED晶片的一LED晶片的範例的俯視圖，並且包含其中一p接點覆蓋所述LED晶片的更大面積的一排列。
[圖17A]是一LED晶片的俯視圖，其在反射層互連、所述n接點互連、所述n接點結構、所述週邊n接點互連及開口、以及其它元件已經被形成之後的一製造步驟將會具有一分段的p接點。
[圖17B]是在所述分段的p接點、所述p接點貫孔、及所述n接點、以及其它元件已經被形成之後的一後續的製造步驟的圖17A的LED晶片的俯視圖。
[圖18]是根據在此揭露的原理的具有n接點互連以及反射層互連的一圖案的一LED晶片的俯視圖。
[圖19]是類似於圖18的LED晶片的一LED晶片的俯視圖，並且包括較高密度的n接點互連以及反射層互連。
[圖20]是類似於圖18的LED晶片的一LED晶片的俯視圖，除了所述n接點互連並未配準在所述p接點的一邊界與所述主動LED結構之間。
[圖21]是類似於圖13A的LED晶片的一LED晶片的一部分的橫截面圖，其是針對於其中所述第二反射層的某些部分是和所述n接點電耦接的實施例。
12:主動LED結構
14:n接點互連
16:p接點
18:n接點
22:LED晶片
22’:安裝面
22”:主要的發光面
24:基板
25:p型層
26:n型層
28:主動層
30:第一反射層
32:電流擴散層
34:第二反射層
34’:第二反射層的電性隔離部分/第二夾層
38:反射層互連
40:鈍化層
42:第一含金屬夾層
44:p接點貫孔
46:n接點貫孔
48:n接點結構
50:第三夾層

Claims (27)

  1. 一種發光二極體(LED)晶片，其包括： 主動發光二極體結構，其包括n型層、p型層、以及排列在所述n型層與所述p型層之間的主動層； n接點，該n接點是和所述n型層電耦接； p接點，該p接點是和所述p型層電耦接；以及 複數個n接點互連，該複數個n接點互連電耦接在所述n型層與所述n接點之間，其中所述複數個n接點互連中的一或多個n接點互連是垂直地排列在所述p接點與所述n型層之間。
  2. 如請求項1之發光二極體晶片，其中所述複數個n接點互連中的所述一或多個n接點互連是電耦接至n接點結構，該n接點結構電耦接至所述n接點。
  3. 如請求項2之發光二極體晶片，其中所述n接點結構被排列以從與所述n接點垂直地配準的位置橫向地延伸至與所述p接點垂直地配準的位置，使得所述n接點結構是和垂直地排列在所述p接點與所述n型層之間的所述複數個n接點互連中的所述一或多個n接點互連電耦接。
  4. 如請求項2之發光二極體晶片，其進一步包括： 週邊n接點互連電耦接至所述n型層在所述主動發光二極體結構的平台側壁之外的部分，所述平台側壁包括所述p型層、所述主動層、以及所述n型層的部分的側壁； 其中所述n接點結構被排列以從與所述n接點垂直地配準的位置橫向地延伸至所述平台側壁，使得所述n接點結構電耦接至所述週邊n接點互連。
  5. 如請求項4之發光二極體晶片，其中所述週邊n接點互連是和垂直地排列在所述p接點與所述n型層之間的所述複數個n接點互連中的所述一或多個n接點互連電耦接。
  6. 如請求項4之發光二極體晶片，其中所述週邊n接點互連是以連續的方式，在接近所述主動發光二極體結構的兩個或多個週邊邊緣電耦接至所述n型層在所述平台側壁之外的所述部分。
  7. 如請求項4之發光二極體晶片，其中所述週邊n接點互連是以不連續的方式來電耦接至所述n型層在所述平台側壁之外的所述部分，使得所述週邊n接點互連的部分接觸所述n型層，並且所述週邊n接點互連的其它部分是藉由鈍化層來和所述n型層分開。
  8. 如請求項1之發光二極體晶片，其進一步包括在所述主動發光二極體結構上的反射的結構，其中所述反射的結構包括電性絕緣的第一反射層、導電的第二反射層、以及複數個反射層互連，該複數個反射層互連延伸穿過所述第一反射層以將所述第二反射層的第一部分電耦接至所述p型層。
  9. 如請求項8之發光二極體晶片，其中所述第二反射層的第二部分是與所述主動發光二極體結構電性隔離。
  10. 如請求項9之發光二極體晶片，其中所述第二反射層的所述第二部分是垂直地排列在所述n接點結構與所述主動發光二極體結構之間。
  11. 如請求項8之發光二極體晶片，其中所述第二反射層的第二部分是藉由鈍化層來和所述p型層完全分開的，並且所述第二反射層的所述第二部分是和所述n接點電耦接。
  12. 如請求項1之發光二極體晶片，其進一步包括： 鈍化層，該鈍化層是在所述主動發光二極體結構上，其中所述複數個n接點互連延伸穿過所述鈍化層的部分；以及 第一含金屬夾層、第二含金屬夾層、以及第三含金屬夾層，配置排列在所述鈍化層之內，其中所述第一含金屬夾層、所述第二含金屬夾層、以及所述第三含金屬夾層的每一個是與所述n接點以及所述p接點電性隔離。
  13. 如請求項1之發光二極體晶片，其中所述n接點以及所述p接點是在所述發光二極體晶片被覆晶安裝時被排列以接收外部的電連接之接點墊。
  14. 一種發光二極體(LED)晶片，其包括： 主動發光二極體結構，該主動發光二極體結構包括n型層、p型層、以及排列在所述n型層與所述p型層之間的主動層； 鈍化層，該鈍化層是在所述主動發光二極體結構上；以及 第一含金屬夾層、第二含金屬夾層、以及第三含金屬夾層，是至少部分在所述鈍化層之內，其中所述第一含金屬夾層、所述第二含金屬夾層、以及所述第三含金屬夾層的每一個是與所述主動發光二極體結構電性隔離。
  15. 如請求項14之發光二極體晶片，其進一步包括： 反射的結構，該反射的結構是在所述主動發光二極體結構上，其中所述反射的結構包括電性絕緣的第一反射層、導電的第二反射層、以及複數個反射層互連，該複數個反射層互連延伸穿過所述第一反射層以將所述第二反射層的第一部分電耦接至所述p型層； 其中所述第二含金屬夾層包括所述第二反射層的第二部分，其是與所述主動發光二極體結構電性隔離。
  16. 如請求項14之發光二極體晶片，其進一步包括： n接點，該n接點和所述n型層電耦接； p接點，該p接點和所述p型層電耦接； 複數個n接點互連，該複數個n接點互連電耦接在所述n型層與所述n接點之間；以及 n接點結構，該n接點結構和所述複數個n接點互連中的一或多個n接點互連電耦接，其中所述n接點結構是被排列以在所述鈍化層之內橫向地延伸。
  17. 如請求項16之發光二極體晶片，其中所述第三含金屬夾層包括和所述n接點結構相同的材料。
  18. 如請求項16之發光二極體晶片，其中所述第二含金屬夾層是垂直地排列在所述n接點結構與所述主動發光二極體結構之間。
  19. 如請求項16之發光二極體晶片，其進一步包括： 反射的結構，其是在所述主動發光二極體結構上，其中所述反射的結構包括電性絕緣的第一反射層、導電的第二反射層，並且其中所述第一反射層是在所述第二反射層與所述p型層之間； 其中所述第二含金屬夾層包括所述第二反射層的部分，該部分與所述主動發光二極體結構電性隔離。
  20. 如請求項19之發光二極體晶片，其中所述第二反射層的與所述主動發光二極體結構電性隔離的部分是垂直地排列在所述n接點結構與所述主動發光二極體結構之間。
  21. 如請求項14之發光二極體晶片，其中所述第一含金屬夾層、所述第二含金屬夾層、以及所述第三含金屬夾層是垂直地排列在所述鈍化層之內。
  22. 一種發光二極體(LED)晶片，其包括： 主動發光二極體結構，該主動發光二極體結構包括n型層、p型層、以及排列在所述n型層與所述p型層之間的主動層； 複數個n接點互連，該複數個n接點互連電耦接至所述n型層；以及 n接點結構，該n接點結構電耦接至所述複數個n接點互連，所述n接點結構包括第一區段以及第二區段，該第一區段連接至所述複數個n接點互連中的第一群組的n接點互連，該第二區段連接至所述複數個n接點互連中的第二群組的n接點互連。
  23. 如請求項22之發光二極體晶片，其中所述n接點結構的所述第一區段是與所述n接點結構的所述第二區段不連續的。
  24. 如請求項22之發光二極體晶片，其中所述n接點結構的所述第一區段是被排列以從所述主動發光二極體結構的邊緣連續地延伸至所述主動發光二極體結構的相對的邊緣。
  25. 如請求項22之發光二極體晶片，其中所述n接點結構的所述第二區段是被排列以在不延伸至所述主動發光二極體結構的至少一邊緣下連續地延伸。
  26. 如請求項22之發光二極體晶片，其進一步包括： n接點，該n接點和所述n接點結構電耦接；以及 p接點，該p接點和所述p型層電耦接； 其中所述複數個n接點互連是在所述p接點的週邊邊緣之外垂直地排列。
  27. 如請求項26之發光二極體晶片，其中所述p接點包括： 第一部分，該第一部分垂直地排列在所述n接點結構的所述第一區段的邊界與所述主動發光二極體結構的周邊之間；以及 第二部分，該第二部分垂直地排列在所述n接點結構的所述第一區段的另一邊界與所述n接點結構的所述第二區段的邊界之間； 其中所述p接點的所述第一部分是與所述p接點的所述第二部分不連續的。
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