專利名稱：發(fā)光二極管芯片的制作方法
發(fā)光二極管芯片技術(shù)領(lǐng)域
說(shuō)明了 一種發(fā)光二極管芯片。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)US 7，265，392描述了一種發(fā)光二極管芯片。發(fā)明內(nèi)容
要解決的任務(wù)在于，說(shuō)明一種具有提高的壽命的發(fā)光二極管芯片。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片具有至少兩個(gè)半導(dǎo)體本體，其中該發(fā)光二極管芯片的每個(gè)半導(dǎo)體本體包括至少一個(gè)被安排為生成輻射的有源區(qū)域。在此，該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體彼此分開(kāi)并且彼此有間隔。也就是說(shuō)，半導(dǎo)體本體尤其是未通過(guò)與半導(dǎo)體本體一起外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層相互連接。通過(guò)這種方式，尤其是半導(dǎo)體本體的被安排為生成輻射的有源區(qū)域也彼此分開(kāi)并且彼此有間隔。
在此，每個(gè)半導(dǎo)體本體都包括至少一個(gè)被安排為生成輻射的有源區(qū)域。如果半導(dǎo)體本體包括多個(gè)被安排為生成輻射的有源區(qū)域，則這些有源區(qū)域例如在半導(dǎo)體本體的生長(zhǎng)方向上相疊地布置。有源區(qū)域例如被安排為生成紅外輻射與UV輻射之間的頻率范圍中的電磁輻射，例如生成可見(jiàn)光。
在此，該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體在制造公差的范圍內(nèi)能夠以相同方式構(gòu)造。尤其可能的是，該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體源自同一晶片、即一起被制造出。
該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體例如可以用III/V化合物半導(dǎo)體材料形成。III/V化合物半導(dǎo)體材料具有來(lái)自第三主族的至少一種元素，例如B、Al、Ga、In，以及來(lái)自第五主族的元素，例如N、P、As。術(shù)語(yǔ)“III/V化合物半導(dǎo)體材料”尤其是包括包含來(lái)自第三主族的至少一種元素和來(lái)自第五主族的至少一種元素的二元、三元或四元化合物的組，例如氮化合物半導(dǎo)體和磷化合物半導(dǎo)體。此外，這樣的二元、三元或四元化合物例如可以具有一種或多種摻雜材料以及附加的組分。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式,該發(fā)光二極管芯片包括載體，該載體具有上側(cè)以及背離該上側(cè)的下側(cè)。載體的上側(cè)例如用于容納發(fā)光二極管芯片的部件，如發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體。利用載體的背離上側(cè)的下側(cè)，載體例如可以被固定到連接載體或弓I線框(英語(yǔ)Leadframe )上。載體的下側(cè)處的面于是形成發(fā)光二極管芯片的安裝面。
在此，該載體可以由電絕緣材料或?qū)щ姴牧闲纬伞］d體的特點(diǎn)優(yōu)選是高熱導(dǎo)率。載體例如可以用陶瓷材料或用金屬材料形成。例如，載體包含下列材料至少之一或者載體由下列材料至少之一制成:A1203、Si3N4, A1N、Cu、N1、Mo、W、Ag、Al。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片包括電絕緣連接裝置，其布置在載體的上側(cè)處。該電絕緣連接裝置于是優(yōu)選地在載體的上側(cè)處完全地或至少大部分地覆蓋載體。例如，載體的上側(cè)處的面至少90%被電絕緣連接裝置覆蓋。
在此，該電絕緣連接裝置可以直接與載體接界。另外可能的是，在該電絕緣連接裝置與載體之間布置一個(gè)或多個(gè)層。適于形成該電絕緣連接裝置的尤其是下列材料或下列材料的組合和混合:硅樹(shù)月旨、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯、聚乙烯(Polyethane)、聚酯、聚硫酯、旋涂式玻璃、納米顆粒底板。納米顆粒底板例如可以用下列材料的顆粒來(lái)形成:Si02、TiO2, Ta2O5, A1203、Si4N3、A1N。另外，可以考慮其他金屬氧化物或金屬氮化物來(lái)形成納米顆粒。但是為了形成電絕緣連接裝置，優(yōu)選地使用在盡可能低的溫度時(shí)可以硬化的材料，例如硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸酯。根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，電絕緣連接裝置布置在半導(dǎo)體本體與載體的上側(cè)之間，并且在此居間促成半導(dǎo)體本體與載體之間的機(jī)械接觸。換言之，該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體通過(guò)電絕緣連接裝置固定、例如粘接在載體處。電絕緣連接裝置將載體和半導(dǎo)體本體彼此電去耦合。此外，電絕緣連接裝置產(chǎn)生半導(dǎo)體本體與載體之間的機(jī)械連接，該機(jī)械連接只能在發(fā)光二極管芯片損壞的情況下被再次解開(kāi)。根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體本體至少一部分彼此電串聯(lián)。也就是說(shuō)，半導(dǎo)體本體的至少一部分被相互連接為使得產(chǎn)生由半導(dǎo)體本體形成的各個(gè)發(fā)光二極管的串聯(lián)電路。在此可能的是，將發(fā)光二極管芯片的至少兩串彼此串聯(lián)的半導(dǎo)體本體彼此并聯(lián)或反并聯(lián)。于是在極端情況下，發(fā)光二極管芯片的僅僅兩個(gè)半導(dǎo)體本體彼此串聯(lián)。根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片包括:至少兩個(gè)半導(dǎo)體本體，其中每個(gè)半導(dǎo)體本體都包括至少一個(gè)被安排為生成輻射的有源區(qū)域；載體，其具有上側(cè)和背離上側(cè)的下側(cè)；以及電絕緣連接裝置，其布置在載體的上側(cè)處，其中電絕緣連接裝置布置在半導(dǎo)體本體與載體的上側(cè)之間，電絕緣連接裝置居間促成半導(dǎo)體本體與載體之間的機(jī)械接觸，并且所述半導(dǎo)體本體的至少一部分彼此電串聯(lián)。在此處所述的發(fā)光二極管芯片情況下，例如通過(guò)電絕緣連接裝置，半導(dǎo)體本體彼此電隔離以及半導(dǎo)體本體與載體彼此電隔離。由此得出的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)電絕緣連接裝置防止了發(fā)光二極管芯片的載體與例如用于串聯(lián)半導(dǎo)體本體的金屬化部之間的短路。在此處所述的發(fā)光二極管芯片的缺點(diǎn)、即電絕緣連接裝置通常具有不良的熱導(dǎo)率并且因此妨礙了熱從半導(dǎo)體本體向載體的排出，可以通過(guò)針對(duì)電絕緣連接裝置使用特別薄的層來(lái)最小化。根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片包括恰好兩個(gè)接觸位置以用于電接觸所有半導(dǎo)體本體。也就是說(shuō)，例如在電絕緣連接裝置的背離載體的上側(cè)上布置有可用來(lái)從外部接觸該發(fā)光二極管芯片的接觸位置。在此，該發(fā)光二極管芯片可以包括恰好兩個(gè)不同極的接觸位置，利用這些接觸位置可以在n側(cè)和p側(cè)接觸該發(fā)光二極管芯片，使得給該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體的全部有源區(qū)域通電。根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體分別不含生長(zhǎng)襯底。也就是說(shuō)，半導(dǎo)體本體在這種情況下由外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體材料制成，其中已經(jīng)從外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體材料中除去了生長(zhǎng)襯底。于是，半導(dǎo)體本體優(yōu)選地具有最高20i!m、例如為1Oμm或更小的厚度。載體形成用于該發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體本體的機(jī)械穩(wěn)定化部。根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述半導(dǎo)體本體中的每個(gè)都具有輻射出射面，通過(guò)該輻射出射面，在運(yùn)行中在分配給所述半導(dǎo)體本體的至少一個(gè)有源區(qū)域中生成的輻射被定向在遠(yuǎn)離載體的方向上地離開(kāi)半導(dǎo)體本體。也就是說(shuō)，輻射出射面由半導(dǎo)體本體的不朝向載體的外部面形成。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，在輻射出射面之下進(jìn)行用于給有源區(qū)域通電的電流分布。在這種情況下，輻射出射面尤其是未被電流分布結(jié)構(gòu)一例如由金屬或透明導(dǎo)電氧化物制成的薄印制導(dǎo)線一覆蓋。因此，通過(guò)輻射出射面離開(kāi)半導(dǎo)體本體的電磁輻射未在用于電流分布的結(jié)構(gòu)處被反射或吸收。這樣的發(fā)光二極管芯片的特點(diǎn)是特別高的效率。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述半導(dǎo)體本體至少之一、例如所有半導(dǎo)體本體都包括至少一個(gè)通孔接觸部，所述至少一個(gè)通孔接觸部從半導(dǎo)體本體的朝向載體上側(cè)的那一側(cè)穿過(guò)至少一個(gè)有源區(qū)域延伸到半導(dǎo)體本體的η型區(qū)域。在此，該通孔接觸部被安排為給η型區(qū)域通電。也就是說(shuō)，通過(guò)通孔接觸部將運(yùn)行所需的電流輸送給例如布置在半導(dǎo)體本體有源區(qū)域的背離載體的那一側(cè)處的η型區(qū)域。通過(guò)這種方式，可以在半導(dǎo)體本體的輻射出射面之下進(jìn)行給有源區(qū)域通電的電流分布。在此，該通孔接觸部可以布置在半導(dǎo)體本體的邊緣處。另外可能的是，通孔接觸部在橫向方向上一在此為與半導(dǎo)體本體的生長(zhǎng)方向(該生長(zhǎng)方向例如平行于載體的主延伸平面)垂直的方向一完全被半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體材料包圍。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該通孔接觸部包括導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料借助于電絕緣連接裝置與半導(dǎo)體本體的P型區(qū)域電隔離并且與至少一個(gè)有源區(qū)域電隔離。也就是說(shuō)，通孔接觸部是用導(dǎo)電材料形成的，該導(dǎo)電材料例如是金屬，該金屬通過(guò)電絕緣連接裝置與半導(dǎo)體本體的例如朝向載體的P型區(qū)域以及至少一個(gè)有源區(qū)域電隔離。在這種情況下，電絕緣連接裝置履行發(fā)光二極管芯片中的另外的任務(wù):該電絕緣連接裝置除了其作為半導(dǎo)體本體與載體之間的機(jī)械連接這一特征以及其用于將半導(dǎo)體本體和載體電去耦合這一特征以外還充當(dāng)通孔接觸部的保證與半導(dǎo)體本體的各部分電絕緣的那部分。在該實(shí)施方式中，該放光二極管芯片的特點(diǎn)是特別簡(jiǎn)單的構(gòu)造。
在此，尤其還可能的是，通孔接觸部至少局部地被電絕緣連接裝置填充。換言之，電絕緣連接裝置形成半導(dǎo)體本體的朝向載體的形貌，并且因此還充滿通孔接觸部。于是例如可以在通孔接觸部的區(qū)域中將電絕緣連接裝置分別構(gòu)造為截頂錐形。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片的至少兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體本體通過(guò)電連接裝置相互連接。為此，在至少兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體本體之間布置該電連接裝置，其中該電連接裝置將一個(gè)半導(dǎo)體本體的P型區(qū)域與另一半導(dǎo)體本體的η型區(qū)域?qū)щ姷剡B接。換言之，這兩個(gè)半導(dǎo)體本體通過(guò)該電連接裝置彼此串聯(lián)。該電連接裝置為此例如在載體的上側(cè)處、例如在電絕緣連接裝置的背離載體的上側(cè)處布置在兩個(gè)直接相鄰的半導(dǎo)體本體之間。在此，該電連接裝置可以用金屬和/或?qū)щ娧趸?TC0 — TransparentConductive Oxide (透明導(dǎo)電氧化物))形成。于是，該電連接裝置例如由ITO (銦錫氧化物)或者尤其是經(jīng)摻雜的ZnO制成。
根據(jù)該發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，在載體的上側(cè)與電絕緣連接裝置之間布置電絕緣層，其中該電絕緣層被構(gòu)造為平坦的。在此，“平坦”是指，該電絕緣層在制造公差的范圍內(nèi)不具有凹陷、突起或表面起皺。該電絕緣層可以用于在半導(dǎo)體本體與導(dǎo)電載體之間的附加電隔離。例如，該電絕緣層是用如下材料之一形成的，也就是說(shuō)，該電絕緣層可以由如下材料之一制成或者包含如下材料之一:Si02、SiNx、Al203、Ti02。
在此可能的是，電絕緣層與載體和電絕緣材料直接接界。
根據(jù)在此所述的發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，該發(fā)光二極管芯片能以至少6伏的電壓來(lái)運(yùn)行。大致6伏的值相當(dāng)于兩個(gè)發(fā)光二極管芯片的串聯(lián)。也就是說(shuō)，在此所述的發(fā)光二極管芯片于是為所謂的高壓發(fā)光二極管芯片。當(dāng)正向電壓被選擇為相應(yīng)高和/或相應(yīng)地串聯(lián)許多發(fā)光二極管芯片時(shí)，這樣的高壓發(fā)光二極管芯片例如可以通過(guò)整流器直接連接到具有110或230伏電壓的交流電電力網(wǎng)。在此，由于使用了電絕緣連接裝置，在此所述的發(fā)光二極管芯片的特點(diǎn)是其簡(jiǎn)單的構(gòu)造及其高魯棒性。


下面根據(jù)實(shí)施例和附圖詳細(xì)闡述在此所述的發(fā)光二極管芯片。
結(jié)合圖1、2、3和4，根據(jù)示意性截面圖詳細(xì)闡述在此所述的發(fā)光二極管芯片的不同實(shí)施例。
在圖中給相同、相同類型或作用相同的元素配置相同的附圖標(biāo)記。圖和圖中所示的元素彼此之間的大小比例不應(yīng)看成是符合比例尺的。而是為了更加清楚和/或更好理解，可能夸大地示出各個(gè)元素。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的在此所述的發(fā)光二極管芯片的示意性截面圖。該發(fā)光二極管芯片例如包括多個(gè)半導(dǎo)體本體1，在圖1中示意性示出了兩個(gè)半導(dǎo)體本體la、lb。每個(gè)半導(dǎo)體本體la、lb都包括η型區(qū)域10、ρ型區(qū)域12和被安排為生成輻射的有源區(qū)域11，該有源區(qū)域11布置在η型區(qū)域10與ρ型區(qū)域12之間。另外，每個(gè)半導(dǎo)體本體la、Ib都包括輻射出射面15。在此,輻射出射面15被粗糙化以改善耦合輸出效率。輻射出射面15是η型區(qū)域10的背離有源區(qū)域11的外部面。在發(fā)光二極管芯片的運(yùn)行中，在有源區(qū)域11中生成的電磁輻射至少部分通過(guò)半導(dǎo)體本體I的輻射出射面15從半導(dǎo)體本體I射出。
半導(dǎo)體本體la、lb的輻射出射面15以及側(cè)面都被輻射可通過(guò)的鈍化層17覆蓋，所述鈍化層17例如可以用二氧化硅形成。鈍化層17用于半導(dǎo)體本體I的電鈍化和化學(xué)鈍化。
在半導(dǎo)體本體I的背離輻射出射面15的那一側(cè)布置反射鏡16，該反射鏡16例如含有銀。反射鏡16用于將在運(yùn)行中在有源區(qū)域11中生成的電磁輻射反射到輻射出射面15的方向上。另外，反射鏡16充當(dāng)接觸層，通過(guò)該接觸層將電流注入到半導(dǎo)體本體I中。
在反射鏡16的背離半導(dǎo)體本體I的那一側(cè)處布置P金屬化部18，該ρ金屬化部18與發(fā)光二極管芯片的接觸位置4a或者相鄰的半導(dǎo)體本體導(dǎo)電地連接。在此，該ρ金屬化部18導(dǎo)電地與接觸位置4a導(dǎo)電連接，該接觸位置4a形成發(fā)光二極管芯片的ρ側(cè)接觸部。在此，接觸位置4a在橫向方向I上與半導(dǎo)體本體Ia有間隔地布置。
該發(fā)光二極管芯片還包括接觸位置4b以用于發(fā)光二極管芯片的η側(cè)接觸，該接觸位置4b與半導(dǎo)體本體Ib的η型區(qū)域?qū)щ姷剡B接。
在此，兩個(gè)接觸位置4a、4b都可以布置在發(fā)光二極管芯片的存在輻射出射面15的那一側(cè)處。因此，發(fā)光二極管芯片的接觸僅僅從輻射出射面15側(cè)進(jìn)行。
此外，該發(fā)光二極管芯片包括電絕緣連接裝置3，該電絕緣連接裝置朝著載體2至少間接地產(chǎn)生半導(dǎo)體本體la、lb和載體2之間的機(jī)械接觸。在此，“間接”是指，如圖1所示，在電絕緣連接裝置3與載體2的上側(cè)2a之間可以布置至少一個(gè)另外的層、在此為焊劑層21 o電絕緣連接裝置3居間促成發(fā)光二極管芯片的載體與半導(dǎo)體本體la、Ib之間的機(jī)械接觸。此外，電絕緣連接裝置3將半導(dǎo)體本體1、la彼此隔離并且將所述半導(dǎo)體本體與載體2或焊劑層21隔離。在此，彼此相鄰地布置在載體2上的半導(dǎo)體本體la、lb彼此串聯(lián)。這是通過(guò)電連接裝置5實(shí)現(xiàn)的，該電連接裝置5布置在電絕緣連接裝置3的背離載體2的上側(cè)處。電連接裝置5因此從輻射出射面15側(cè)接觸發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)半導(dǎo)體本體la、lb的n型區(qū)域10。在此，電連接裝置5可以用金屬或透明導(dǎo)電氧化物形成。在圖1的實(shí)施例中，可以在輻射出射面15處布置接觸結(jié)構(gòu)以用于將所注入的電流展寬到整個(gè)n型區(qū)域10上。在此，在載體2的背離半導(dǎo)體本體la、Ib的那一側(cè)布置背側(cè)金屬化部22，其例如用于借助于焊接固定發(fā)光二極管芯片。載體2本身可以如上述那樣構(gòu)造為導(dǎo)電的或者電絕緣的。結(jié)合圖1所述的發(fā)光二極管芯片例如可以按下面方式來(lái)制造:
半導(dǎo)體本體la、lb首先存在于晶片復(fù)合體中，即還未彼此分開(kāi)。在半導(dǎo)體本體la、Ib上可以將反射鏡16結(jié)構(gòu)化地施加到p型側(cè)上。接著將p金屬化部18施加到背離半導(dǎo)體本體la、Ib的那一側(cè)上，所述p金屬化部18在橫向方向I上至少在一個(gè)位置超過(guò)半導(dǎo)體本體la、lb。如圖1所示，p金屬化部18在反射鏡16的側(cè)面覆蓋反射鏡16，并且因此形成對(duì)反射鏡16的包封以例如對(duì)抗氧化和/或濕氣侵入。在下一個(gè)方法步驟中，將電絕緣連接裝置全面地施加到半導(dǎo)體本體的復(fù)合體的之后背離載體2的底側(cè)上。接著，例如借助于通過(guò)焊劑層21的粘接或接合將載體2固定到電絕緣連接裝置3處，并且使生長(zhǎng)襯底從半導(dǎo)體本體la、lb脫離。另外，可以使半導(dǎo)體本體la、lb的輻射出射面15粗糙化。在接合之前或之后例如通過(guò)臺(tái)面蝕刻將各個(gè)半導(dǎo)體本體la、lb分離，以及進(jìn)行鈍化層17的施加。在下一個(gè)步驟中，打開(kāi)鈍化層17并且施加接觸位置4a、4b以及電連接裝置5。電連接裝置5例如可以通過(guò)對(duì)金屬層進(jìn)行光刻結(jié)構(gòu)化來(lái)生成。接觸位置4a、4b以及電連接裝置5可以由相對(duì)薄的導(dǎo)電材料層形成，因?yàn)槭┘咏o發(fā)光二極管芯片的總電流強(qiáng)度由于半導(dǎo)體本體的串聯(lián)而在半導(dǎo)體本體la、lb中僅為總電流強(qiáng)度的1/n，其中n是彼此串聯(lián)的半導(dǎo)體本體的數(shù)目。通過(guò)這種方式，可以最小化接觸位置4a、4b以及電連接裝置5的區(qū)域中的遮蔽和輻射吸收。結(jié)合圖2的示意性截面圖詳細(xì)闡述在此所述的發(fā)光二極管芯片的另一實(shí)施例。與圖1的實(shí)施例不同，在該實(shí)施例中通過(guò)通孔接觸部13進(jìn)行用于運(yùn)行半導(dǎo)體本體la、lb的有源區(qū)域11的電流分布。通孔接觸部13從每個(gè)半導(dǎo)體本體la、lb的朝向載體的p型區(qū)域12穿過(guò)P型區(qū)域12以及有源區(qū)域11延伸到n型區(qū)域10。借助于通孔接觸部13來(lái)電接觸n型區(qū)域10。
為此，在圖2的實(shí)施例中，通孔接觸部13包括導(dǎo)電材料14，該導(dǎo)電材料例如可以包含銀并且同樣充當(dāng)用于在有源區(qū)域中在發(fā)光二極管芯片的運(yùn)行中生成的電磁輻射的反射鏡。在圖2的實(shí)施例中，在半導(dǎo)體本體I與導(dǎo)電材料14之間構(gòu)造電絕緣隔離層19，其例如可以用二氧化硅形成。另外，發(fā)光二極管芯片包括另外的電絕緣隔離層19，其覆蓋反射鏡16的側(cè)面并且通過(guò)這種方式包封反射鏡16。
另外，在圖2的實(shí)施例中，電連接裝置5在背離載體2的那一側(cè)處被電絕緣隔離層19以及鈍化層17覆蓋。在接觸位置4a、4b的區(qū)域中，鈍化層17和電絕緣隔離層19被除去。
在此，電絕緣連接裝置3被構(gòu)造為與載體2直接接觸，該載體2例如同樣被構(gòu)造為電絕緣的。在圖2的實(shí)施例中，電絕緣連接裝置3被構(gòu)造為相對(duì)厚的。
在此，電絕緣連接裝直3具有最聞10 μ m、例如最聞3 μ m、尤其是最聞I P m的厚度。
電絕緣連接裝置3在其背離載體2的表面處部分或完全地形成半導(dǎo)體本體la、lb、以及電連接裝置5的朝向載體的表面，并且電絕緣連接裝置3的朝向載體2的表面在制造公差的范圍內(nèi)被構(gòu)造為平坦的。電絕緣連接裝置3因此還用于朝向載體2的平坦化。
結(jié)合圖3的示意性截面圖詳細(xì)闡述在此所述的發(fā)光二極管芯片的另一實(shí)施例。與圖2的實(shí)施例不同，在該實(shí)施例中，電絕緣連接裝置3不完全覆蓋載體的朝向半導(dǎo)體本體la、lb的上側(cè)。而是電絕緣連接裝置3局部地未覆蓋導(dǎo)電材料14。導(dǎo)電材料14因此局部地直接接觸電絕緣層6，該電絕緣層6完全覆蓋載體2的朝向半導(dǎo)體本體la、lb的上側(cè)2a。在此，電絕緣層6在制造公差的范圍內(nèi)被構(gòu)造為平坦的。通過(guò)該措施可能的是，與圖2的實(shí)施例不同將電絕緣連接裝置3構(gòu)造為特別薄的，使得從半導(dǎo)體本體la、lb到載體2的熱傳導(dǎo)幾乎不受電絕緣連接裝置3的負(fù)面影響。作為載體2，例如可以使用導(dǎo)電和導(dǎo)熱良好的載體。
結(jié)合圖4的示意性截面圖詳細(xì)闡述在此所述的發(fā)光二極管芯片的另一實(shí)施例。與圖3的實(shí)施例不同，在該實(shí)施例中，放棄了用于使通孔接觸部13絕緣的電絕緣隔離層13。而是電絕緣連接裝置3履行導(dǎo)電材料14與其余半導(dǎo)體本體的電絕緣。通孔接觸部13為此布置在每個(gè)半導(dǎo)體本體la、lb的邊緣處，使得通孔接觸部13不完全在橫向方向I上被半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體材料包圍。
在文獻(xiàn)DE 102010013494.5的另一情形中說(shuō)明了類似的接觸部，其內(nèi)容通過(guò)引用明確結(jié)合于此。
在圖4的實(shí)施例中可以有利地放棄通孔接觸部13區(qū)域中的電絕緣隔離層19，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了發(fā)光二極管芯片的制造。
在所有在此所述的實(shí)施方式和實(shí)施例中可能的是，將p-n橋、即電絕緣連接裝置5與半導(dǎo)體本體I電絕緣的鈍化層17和/或電絕緣隔離層19用作ρ側(cè)反射鏡16和/或其它P側(cè)金屬層的包封以對(duì)抗環(huán)境影響、尤其是對(duì)抗?jié)駳狻榇?，例如可以通過(guò)拉回P側(cè)反射鏡16生成倒角，所述倒角然后例如借助于ALD工藝被介電材料填充。在此沉積的介電層同時(shí)保證了 p-n橋5的所需的電絕緣。
本專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)102010048159.9的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。本發(fā)明不因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)施例的描述而限于這些實(shí)施例。而是本發(fā)明包括每個(gè)新特征和每種特征組合、尤其是包含權(quán)利要求書中的特征的每種組合，即使所述特征或所述組合本身未在權(quán)利要求書或?qū)嵤├忻鞔_說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管芯片，具有: 一至少 兩個(gè)半導(dǎo)體本體(1)，其中每個(gè)半導(dǎo)體本體(I)包括至少一個(gè)被安排為生成輻射的有源區(qū)域(11)， 一載體(2)，其具有上側(cè)(2a)以及背離上側(cè)(2a)的下側(cè)(2b)，以及 -電絕緣連接裝置(3)，其布置在載體的上側(cè)(2a)處，其中 -電絕緣連接裝置(3 )布置在半導(dǎo)體本體(I)與載體(2 )的上側(cè)(2a)之間， 一電絕緣連接裝置(3)居間促成半導(dǎo)體本體(I)與載體(2)之間的機(jī)械接觸，以及 一半導(dǎo)體本體(I)的至少一部分彼此電串聯(lián)。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中在載體(2)的上側(cè)(2a)與電絕緣連接裝置(3)之間布置電絕緣層(6)，所述電絕緣層(6)被構(gòu)造為平坦的，其中電絕緣層(6)與載體(2 )和電絕緣連接裝置(3 )直接接界。
3.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中電絕緣連接裝置(3)在其背離載體(2)的表面處形成半導(dǎo)體本體(la，lb)以及電連接裝置(5)的朝向載體(2)的表面，并且電絕緣連接裝置(3)的朝向電絕緣層(6)的表面被構(gòu)造為平坦的，其中從半導(dǎo)體本體(I)的朝向載體(2)的上側(cè)(2a)的那一側(cè)穿過(guò)至少一個(gè)有源區(qū)域(I)延伸到半導(dǎo)體本體(I)的n型區(qū)域(10 )的通孔接觸部(13 )被電絕緣連接裝置(3 )填充。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片， 一恰好兩個(gè)接觸位置(4a, 4b)以用于電接觸所有半導(dǎo)體本體(I)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中半導(dǎo)體本體(I)分別不含生長(zhǎng)襯底。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中每個(gè)半導(dǎo)體本體(I)都具有輻射出射面(15)，通過(guò)所述輻射出射面(15)，在運(yùn)行中在分配給所述半導(dǎo)體本體(I)的至少一個(gè)有源區(qū)域中生成的輻射定向在遠(yuǎn)離載體(2)的方向上地離開(kāi)半導(dǎo)體本體(I )，其中用于給有源區(qū)域(11)通電的電流分布僅僅在輻射出射面(15)之下進(jìn)行。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中至少一個(gè)半導(dǎo)體本體(I)包括至少一個(gè)通孔接觸部(13)，所述至少一個(gè)通孔接觸部(13)從半導(dǎo)體本體(I)的朝向載體的上側(cè)(2a)的那一側(cè)穿過(guò)至少一個(gè)有源區(qū)域(11)延伸到半導(dǎo)體本體(I)的n型區(qū)域(10)，其中通孔接觸部(13)被安排為給n型區(qū)域(10)通電。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中通孔接觸部(13)包括導(dǎo)電材料(14)，所述導(dǎo)電材料(14)借助于電絕緣連接裝置(3)與半導(dǎo)體本體(I)的p型區(qū)域(12)電隔離并且與至少一個(gè)有源區(qū)域(11)電隔離。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中在至少兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體本體(1)之間布置電連接裝置(5)，其中所述電連接裝置(5)將一個(gè)半導(dǎo)體本體(I)的p型區(qū)域(12)與其它半導(dǎo)體本體(I)的n型區(qū)域(10)導(dǎo)電地連接。
10.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中電連接裝置(5)用金屬和/或?qū)щ娧趸镄纬伞?br> 11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中在載體(2)的上側(cè)(2a)與電絕緣連接裝置(3)之間布置電絕緣層(6)，所述電絕緣層(6)被構(gòu)造為平坦的。
12.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管芯片，其中電絕緣層(6)與載體(2)和電絕緣連接裝置(3)直接接界。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中所述發(fā)光二極管芯片能夠以至少6V的電壓運(yùn)行。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中電連接裝置(5)從輻射出射面(15)側(cè)接觸發(fā)光二極管芯片的至少一個(gè)半導(dǎo)體本體(la，lb)的η型區(qū)域(10)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光二極管芯片，其中電絕緣連接裝置(3)在其背離載體(2)的表面處部分或完全地形成半導(dǎo)體本體(la，lb)以及電連接裝置(5)的朝向載體(2)的表面，并且電絕緣連 接裝置(3)的朝向載體(2)的表面被構(gòu)造為平坦的。
全文摘要
說(shuō)明了一種發(fā)光二極管芯片，具有－至少兩個(gè)半導(dǎo)體本體(1)，其中每個(gè)半導(dǎo)體本體(1)包括至少一個(gè)被安排為生成輻射的有源區(qū)域(11)，－載體(2)，其具有上側(cè)(2a)以及背離上側(cè)(2a)的下側(cè)(2b)，以及－電絕緣連接裝置(3)，其布置在載體(2)的上側(cè)處，其中－電絕緣連接裝置(3)布置在半導(dǎo)體本體(1)與載體的上側(cè)(2a)之間，－電絕緣連接裝置(3)居間促成半導(dǎo)體本體(1)與載體(2)之間的機(jī)械接觸，以及－半導(dǎo)體本體(1)的至少一部分彼此電串聯(lián)。
文檔編號(hào)H01L27/15GK103140927SQ201180049221
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者N.馮馬爾姆, S.伊萊克, U.施特格米勒 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司