顶发射式半导体发光器件的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及顶发射式、波长转换半导体发光器件。
【背景技术】
[0002]包括发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)和边缘发射激光器的半导体发光器件是当前可获得的最高效的光源之一。当前在能够跨可见光谱操作的高亮度发光器件的制造中感兴趣的材料系统包括πι-ν族半导体，特别是还被称为III氮化物材料的镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金。典型地，通过借由金属有机化学气相沉积(M0CVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技术在蓝宝石、碳化硅、III氮化物或其它合适衬底上外延生长具有不同组成和掺杂剂浓度的半导体层的堆叠来制作III氮化物发光器件。堆叠通常包括在衬底之上形成的掺杂有例如Si的一个或多个η型层、在一个或多个η型层之上形成的有源区中的一个或多个发光层、以及在有源区之上形成的掺杂有例如Mg的一个或多个p型层。电气接触件形成在η和p型区上。
[0003]仅从通常称为“顶”表面的表面发射光的LED (即其中来自LED的侧表面的光发射大幅减少或消除的器件)通常通过在生长衬底上生长LED半导体结构，将半导体结构附连到底座，然后移除生长衬底来形成。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种器件，其从器件的顶表面发射大部分光，而不要求移除生长衬底。
[0005]本发明的实施例包括一种半导体结构，包括夹在η型区与ρ型区之间的发光层。生长衬底附连到半导体结构。生长衬底具有至少一个成角侧壁。反射层布置在成角侧壁上。从半导体结构和生长衬底提取的大部分光是通过生长衬底的顶表面提取的。
[0006]本发明的实施例包括一种半导体结构，包括夹在η型区与ρ型区之间的发光层。具有小于150微米厚度的生长衬底附连到半导体结构。反射层布置在生长衬底的侧壁和半导体结构的侧壁上。从半导体结构和生长衬底提取的大部分光是通过生长衬底的顶表面提取的。
[0007]根据本发明的实施例的一种方法包括将多个半导体发光器件附连到载体。反射材料布置在半导体发光器件之间的区域中。使两个相邻的半导体发光器件分离。分离包括切割反射材料。
【附图说明】
[0008]图1图示了 III氮化物LED的一个示例。
[0009]图2图示了附连到临时载体的LED的晶片。
[0010]图3图示了在形成生长衬底中的槽之后的图2的结构。
[0011]图4图示了在将波长转换构件附连到LED之后的图3的结构。
[0012]图5图示了在利用反射材料填充LED之间的区域之后的图4的结构。
[0013]图6图示了在使LED分离之后的图5的结构。
[0014]图7图示了附连到临时载体的LED。
[0015]图8图示了在将波长转换构件附连到LED之后的图7的结构。
[0016]图9图示了在利用反射材料填充LED之间的区域之后的图8的结构。
[0017]图10图示了在利用反射材料填充LED之间的区域之后的图7的结构。
[0018]图11图示了在形成LED之上的波长转换层之后的图10的结构。
[0019]图12图示了附连到临时载体的波长转换构件。
[0020]图13图示了在将LED附连到波长转换构件之后的图12的结构。
[0021 ]图14图示了在利用反射材料填充LED之间的区域之后的图13的结构。
[0022]图15图示了具有附连到临时载体的大体保形波长转换层的LED。
[0023]图16图示了在利用反射材料填充LED之间的区域之后的图15的结构。
[0024]图17图示了具有附连到临时载体的LED的顶部之上所形成的掩模层的LED。
[0025]图18图示了在形成反射层之后的图17的结构。
[0026]图19图示了在移除掩模层之后的图18的结构。
[0027]图20图示了在形成结构之上的波长转换层之后的图19的结构。
【具体实施方式】
[0028]在本发明的实施例中，生长在生长衬底上的半导体LED的晶片被处理成单独的器件或器件的组，其中大部分光是通过每一个LED的顶表面提取的。反射材料布置在器件的侧面上以防止光从器件的侧面逸出，或者以减少从器件的侧面提取的光的量。反射材料还可以增加通过LED的顶表面提取的光的量。
[0029]虽然在以下示例中，半导体发光器件是发射蓝光或UV光的III氮化物LED，但是可以使用除LED之外的半导体发光器件，诸如由诸如其它II1-V材料、III磷化物、III砷化物、I1-VI材料、ZnO或基于Si的材料之类的其它材料系统制成的激光二极管和半导体发光器件。
[0030]图1图示了可以使用在本发明的实施例中的III氮化物LED。可以使用任何合适的半导体发光器件并且本发明的实施例不限于图1中图示的器件。图1的器件通过在生长衬底10上生成III氮化物半导体结构12来形成，如本领域中已知的。生长衬底通常是蓝宝石，但是可以是任何合适的衬底，诸如例如SiC、S1、GaN或复合衬底。可以在生长之前图案化、粗糙化和纹理化其上生成III氮化物半导体结构的生长衬底的表面，这可以改进来自器件的光提取。与生长表面(即在倒装芯片配置中通过其提取大部分光的表面)相对的生长衬底的表面可以在生长之前或之后图案化、粗糙化或纹理化，这可以改进来自器件的光提取。
[0031]半导体结构包括夹在η和ρ型区之间的发光或有源区。η型区16可以首先生长并且可以包括具有不同组成和掺杂剂浓度的多个层，包括例如可以是η型或非有意掺杂的诸如缓冲层或成核层之类的准备层，以及被设计用于得到对于使发光区高效发射光而言合期望的特定光学、材料或电气性质的η或甚至ρ型器件层。在η型区之上生长发光或有源区18。合适的发光区的示例包括单个厚或薄的发光层，或者包括通过阻挡层分离的多个薄或厚发光层的多量子阱发光区。然后可以在发光区之上生长P型区20。如η型区那样，ρ型区可以包括具有不同组成、厚度和掺杂剂浓度的多个层，包括非有意掺杂的层或η型层。
[0032]在生长之后，在ρ型区的表面上形成ρ接触件。ρ接触件21通常包括多个传导层，诸如反射金属和防护金属，其可以防止或减少反射金属的电迀移。反射金属通常是银，但是可以使用一个或多个任何合适的材料。在形成Ρ接触件21之后，移除部分的ρ接触件21、ρ型区20和有源区18以暴露在其上形成η接触件22的η型区16的部分。η和ρ接触件22和21通过间隙25与彼此电气隔离，间隙25可以填充有诸如硅的氧化物或任何其它合适的材料之类的电介质。可以形成多个η接触件过孔；η和ρ接触件22和21不限于图1中所图示的设置。η和ρ接触件可以重新分布以形成具有电介质/金属堆叠的键合垫，如本领域中已知的。
[0033]为了形成到LED的电气连接，在η和ρ接触件22和21上形成一个或多个互连26和28或者将其电气连接到η和ρ接触件22和21。互连26电气连接到图1中的η接触件22。互连28电气连接到ρ接触件21。互连26和28通过电介质层24和间隙27从η和ρ接触件22和21以及从彼此电气隔离。互连26和28可以是例如焊料、凸块、金层或任何其它合适的结构。许多单独的LED形成在单个晶片上，然后从器件的晶片切分。LED晶片的η和Ρ接触件22和21和半导体结构在以下图中通过块12表示。LED晶片的互连26和28通过块14表示。
[0034]衬底10可以在半导体结构的生长之后或在形成如以上参照图1描述的单独器件之后减薄。在减薄之后，衬底在一些实施例中可以为至少50 μ m厚，在一些实施例中不超过150 μ m厚，在一些实施例中至少80 μ m厚，并且在一些实施例中不超过120 μ m厚。
[0035]图2、3、4、5和6图示了形成根据本发明的实施例的器件。
[0036]在图2中，在将LED晶片切分成单独的LED或LED的组之前，通过互连14将晶片附连到临时载体30。临时载体30针对随后的处理步骤稳定化晶片。临时载体30可以是任何合适的材料，诸如例如晶片处置带。
[0037]在图3中，在生长衬底10中形成槽32。在一些实施例中槽32不超过50 μ m宽(例如在槽的顶部具有成角侧壁，如图2中所图示的)。槽布置在其中将切割结构的LED之间的区中，如以下描述的，以将晶片分离成单独的LED或LED的组。槽可以通过任何合适的技术形成，包括例如湿法或干法蚀刻、激光划片、或诸如利用金刚石刀片进行切锯之后的机械切害J。槽32可以延伸通过衬底10的整个厚度，尽管它们不需要如此。槽32可以具有成角侧壁，如图3中图示的，尽管不要求成角侧壁。
[0038]在图4中，将波长转换构件34附连到衬底10的顶部，使得波长转换构件与单独的LED或LED的组对准。波长转换构件34 —般是与LED晶片分离形成然后附连到衬底10的波长转换结构。因此，波长转换构件34是自支撑结构，而非就地形成在衬底10上的结构。合适的波长转换构件34的示例包括例如通过烧结形成到陶瓷板中的磷光体，和/或布置在诸如玻璃、硅树脂或环氧树脂之类的透明材料中的磷光体或其它波长转换材料，其被浇铸或以其它方式形成为片，然后切割成单独的波长转换构件34。
[0039]波长转换构件34中的波长转换材料可以是例如常规磷光体、有机磷光体、量子点、有机半导体、I1-VI或II1-V半导体、I1-VI或II1-V半导体量子点或纳米晶体、染料、聚合物或发光的其它材料。波长转换材料吸收由LED发射的光并且发射一个或多个不同波长的光。由LED发射的未经转换的光通常是从结构提取的光的最终光谱的部分，尽管它不需要是这样。常见组合的示例包括与黄色发射波长转换材料组合的蓝色发射LED、与绿色和红色发射波长转换材料组合的蓝色发射LED、与蓝色和黄色发射波长转换材料组合的UV发射LED、以及与蓝色、绿色和红色发射波长转换材料组合的UV发射LED。可以添加发射其它颜色光的波长转换材料以定制从结构发射的光的光谱。
[0040]波长转换构件34可以通过例如利用诸如硅树脂或任何其它合适的粘合剂之类的材料的胶合、直接键合或任何其它合适的技术而附连到衬底10。
[0041]在图5中，反射材料36布置在图3中所形成的槽32中。反射材料可以是例如布置在透明材料中的反射或其它颗粒。颗粒和透明材料可以选择成具有基本上不同的折射率以便导致光学散射。在一些实施例中，透明材料具有低折射率(例如，硅树脂可以具有1.4或更小的折射率)并且颗粒具有较高的折射率(例如，Ti02具有2.6的折射率)。可以使用任何合适的反射颗粒，包括例如Ti02、ZnO或A1203。合适的透明材料的示例包括娃树脂模制化合物、液体硅树脂、环氧树脂和玻璃。在一些实施例中，反射颗粒、透明材料和/或反射颗粒与透明材料的组合具有比常见硅树脂材料更高的热导率。常见硅