DE112013005849T5 - Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür - Google Patents

Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür Download PDF

Info

Publication number
DE112013005849T5
DE112013005849T5 DE112013005849.9T DE112013005849T DE112013005849T5 DE 112013005849 T5 DE112013005849 T5 DE 112013005849T5 DE 112013005849 T DE112013005849 T DE 112013005849T DE 112013005849 T5 DE112013005849 T5 DE 112013005849T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive semiconductor
semiconductor layer
layer
light
emitting diode
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE112013005849.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Jong Hyeon Chae
Joon Sup Lee
Won Young Roh
Min Woo Kang
Jong Min JANG
Daewoong Suh
Hyun A Kim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seoul Viosys Co Ltd
Original Assignee
Seoul Viosys Co 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 KR1020120140991A external-priority patent/KR102013364B1/ko
Priority claimed from KR1020120155783A external-priority patent/KR102071036B1/ko
Priority claimed from KR1020130011453A external-priority patent/KR101984932B1/ko
Application filed by Seoul Viosys Co Ltd filed Critical Seoul Viosys Co Ltd
Publication of DE112013005849T5 publication Critical patent/DE112013005849T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L24/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • 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
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • 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
    • H01L33/08—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 plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • 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
    • H01L33/10—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 light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • 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
    • H01L33/14—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 carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • 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
    • 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
    • H01L33/24—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 of the light emitting region, e.g. non-planar junction
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/38—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 electrodes with a particular shape
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials
    • 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
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • 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
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/03—Manufacturing methods
    • H01L2224/0347—Manufacturing methods using a lift-off mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/03—Manufacturing methods
    • H01L2224/036—Manufacturing methods by patterning a pre-deposited material
    • H01L2224/0361—Physical or chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/0401—Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05073—Single internal layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05075—Plural internal layers
    • H01L2224/0508—Plural internal layers being stacked
    • H01L2224/05082—Two-layer arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05118—Zinc [Zn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05124—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05139—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05144—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05155—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05166—Titanium [Ti] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05169—Platinum [Pt] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05171—Chromium [Cr] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/0518—Molybdenum [Mo] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05184—Tungsten [W] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/05186—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05553—Shape in top view being rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05556—Shape in side view
    • H01L2224/05558—Shape in side view conformal layer on a patterned surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05556—Shape in side view
    • H01L2224/05559—Shape in side view non conformal layer on a patterned surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05639—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05647—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05655—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05666—Titanium [Ti] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05671—Chromium [Cr] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/06102—Disposition the bonding areas being at different heights
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0612—Layout
    • H01L2224/0615—Mirror array, i.e. array having only a reflection symmetry, i.e. bilateral symmetry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03—Manufacturing methods
    • 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
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015—Shape
    • H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
    • H01L2924/10157—Shape being other than a cuboid at the active surface
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED

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

Offenbart sind eine lichtemittierende Diode und eine Anwendung davon. Die lichtemittierende Diode umfasst: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, eine zweite Oberfläche und eine Seitenfläche; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das mit der elektrisch leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist. Ferner emittiert ein in der aktiven Schicht generiertes Licht aus dem transparenten Substrat durch die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen und die lichtemittierende Diode weist einen Abstrahlwinkel von zumindest 140° in zumindest einer axialen Richtung auf. Demgemäß kann eine lichtemittierende Diode für eine Hintergrundbeleuchtungseinheit oder eine Oberflächenbeleuchtungsvorrichtung geeignet sein.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Diode und deren Anwendung, insbesondere auf eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode mit verbessertem Strahlwinkel und deren Anwendung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Galliumnitrid (GaN) basierende lichtemittierende Dioden (LEDs) finden eine breite Anwendung in einem weiten Bereich von Anwendungen umfassend Vollfarben-LED-Displays, LED-Verkehrsschilder, Hintergrundbeleuchtungseinheiten, Beleuchtungsvorrichtungen und dergleichen.
  • Generell wird eine GaN-basierende lichtemittierende Diode durch epitaktisches Aufwachsen einer Schicht auf einem Substrat, beispielsweise Saphirsubstrat, hergestellt und umfasst eine n-leitende Halbleiterschicht, eine p-leitende Halbleiterschicht und eine aktive Schicht, welche zwischen diesen angeordnet ist. Ferner ist ein n-Elektrodenpad auf der n-leitenden Halbleiterschicht und ein p-Elektrodenpad auf der p-leitenden Halbleiterschicht angeordnet. Die lichtemittierende Diode ist elektrisch mit einer externen Stromquelle durch die Elektrodenpads verbunden und dadurch betrieben. Hierbei fließt ein elektrischer Strom von dem p-Elektrodenpad zu dem n-Elektrodenpad durch die Halbleiterschichten.
  • Andererseits wird eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode verwendet, um Lichtverlust durch das p-Elektrodenpad zu verhindern, während sich eine Wärmeableiteffizienz verbessert. Die Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode emittiert Licht durch ein Aufwachssubstrat und kann dadurch einen Lichtverlust durch das p-Elektrodenpad verhindern; dies ist vergleichbar mit einer lichtemittierenden Diode vertikalen Typs, die Licht durch ihre epitaktische Schichten emittiert. Weiterhin ist eine lichtemittierende Diode lateralen Typs zum Abführen von Wärme durch ein Wachstumssubstrat konfiguriert, beispielsweise ein Saphirsubstrat, und weist somit eine geringere Wärmeableiteffizienz auf. Im Gegensatz dazu führen die Flip-Chip-Typ lichtemittierenden Dioden Wärme durch die Elektrodenpads ab und haben somit eine hohe Wärmeableiteffizienz.
  • Ferner wird eine lichtemittierende Diode vertikalen Typs durch Entfernen des Aufwachssubstrates, wie beispielsweise ein Saphirsubstrat, von den epitaktischen Schichten hergestellt, um eine Lichtextraktionseffizienz zu verbessern. Insbesondere kann die lichtemittierende Diode vertikalen Typs Lichtverlust aufgrund einer internen Totalreflexion durch Texturieren einer freiliegenden Oberfläche der Halbleiterschicht verhindern.
  • Andererseits in einer spezifischen Anwendung, insbesondere bei einer Anwendung, die Bestrahlung mit Licht über eine große Fläche erforderlich macht, wie in einer Hintergrundbeleuchtungseinheit oder einer Folien-Belichtungsvorrichtung, spielt ein Strahlwinkel des Lichts eine wichtige Rolle.
  • Im Allgemeinen hat eine herkömmliche Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von etwa 120° und eine typische Vertikaltyp-lichtemittierende Diode einen kleineren Strahlwinkel als etwa 120° aufgrund einer Oberflächentexturierung. Demgemäß wird in der verwandten Technik ein Formteil oder eine gesonderte Sekundärlinse eingesetzt, um einen Strahlwinkel von Licht hinsichtlich eines Package Levels zu erhöhen.
  • Andererseits kann eine Beleuchtungsvorrichtung, wie beispielsweise eine LED-Leuchtstofflampe, eine LED mit unterschiedlichen Strahlwinkeln hinsichtlich entsprechender Richtungen umfassen. Wenn eine Vielzahl von LEDs innerhalb einer Beleuchtungsvorrichtung entlang einer länglichen Fluoreszenzlampe angeordnet ist, ist es vorteilhaft, dass die LEDs große Strahlwinkel in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der fluoreszierenden Lampe umfassen.
  • OFFENBARUNG
  • Technisches Problem
  • Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode, welche zum Einsatz in einer Hintergrundbeleuchtungseinheit oder einer Folienbeleuchtungsvorrichtung und deren Anwendung geeignet sind, bereit.
  • Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode bereit, die eine verbesserte Lichtextraktionseffizienz durch Verbesserung hinsichtlich Reflexion aufweisen.
  • Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode bereit, die eine verbesserte Stromverteilungsleistung aufweisen.
  • Ausführungsformen der Erfindung stellt eine lichtemittierende Diode, die unterschiedliche Strahlwinkel von Licht in Abhängigkeit von Richtungen aufweist, bereit und eine Lichtvorrichtung umfassend die gleiche.
  • Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode mit verbesserter Lichtausbeute und eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, welche die gleiche umfasst.
  • Technische Lösung
  • Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung umfasst eine lichtemittierende Diode: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist.
  • Zusätzlich tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen. Weiter umfasst die lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von 140° oder größer in zumindest einer axialen Richtung davon aufweist.
  • Anders als bei einer typischen lichtemittierenden Diode weist die lichtemittierende Diode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen relativ breiten Strahlwinkel von 140° oder größer auf, ohne dass ein linsenförmiges Formelement oder eine Sekundärlinse verwendet wird. Somit ist die lichtemittierende Diode gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zum Einsatz in einer Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine Folien-Beleuchtungsvorrichtung geeignet. Die lichtemittierende Diode gemäß den Ausführungsformen der Erfindung kann direkt, ohne Einsatz eines separaten Packaging-Verfahrens, in einer Vielzahl von Anwendungen Einsatz finden. Ferner kann die lichtemittierende Diode ohne Sekundärlinse verwendet werden oder kann zusammen mit der Sekundärlinse, nachdem sie auf diese gekoppelt wurde, verwendet werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann die lichtemittierende Diode ferner eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrates bedeckt, umfassen. Licht, welches durch die zweite Oberfläche tritt, tritt durch die konforme Oberflächenbeschichtung nach außen. Die konforme Oberflächenbeschichtung kann einen Leuchtstoff umfassen und somit eine Wellenlänge von zumindest einem Teil des generierten Lichtes aus der aktiven Schicht konvertieren.
  • Eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Oberflächenbeschichtung kann sich von 225 μm bis 600 μm erstrecken. Ferner, kann das transparente Substrat eine Dicke von 150 μm bis 400 μm umfassen. Zusätzlich kann die konforme Beschichtung eine Dicke von 20 μm bis 200 μm umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das transparente Substrat eine Dicke von 225 μm bis 400 μm umfassen. Wenn das transparente Substrat eine Dicke von 225 μm bis 400 μm umfasst, ist es möglich, eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode, welche einen Strahlwinkel von 140° oder größer aufweist, unabhängig von der Präsenz der konformen Oberflächenbeschichtung bereitzustellen. Wenn die Dicke des transparenten Substrates 400 μm übersteigt, ist es schwierig, das Substrat in individuelle lichtemittierende Diodenchips zu teilen.
  • Die lichtemittierende Diode kann eine Vielzahl von Mesas, die voneinander separiert sind auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht, umfassen. Jedes der Mesas umfasst die aktive Schicht und die zweite leitfähige Halbleiterschicht.
  • Die lichtemittierende Diode kann ferner umfassen: reflektierende Elektroden, welche jeweils auf der Vielzahl der Mesas angeordnet sind und mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht einen ohmschen Kontakt ausbilden; und eine Stromverteilungsschicht, welche die Vielzahl von Mesas und die erste leitfähige Halbleiterschicht bedeckt und jeweils Öffnungen in den oberen Bereichen der Vielzahl von Mesas aufweist und dabei die reflektierenden Elektroden freilegen, die Stromverteilungsschicht mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht einen ohmschen Kontakt ausbildet und von der Vielzahl der Mesas isoliert ist. Das erste Pad kann zu der Stromverteilungsschicht elektrisch kontaktiert sein und das zweite Pad kann zu den reflektierenden Elektroden durch die Öffnungen elektrisch kontaktiert sein.
  • Da die Stromverteilungsschicht die Vielzahl von Mesas und die erste leitfähige Halbleiterschicht bedeckt, weist die lichtemittierende Diode verbesserte Stromverteilungsleistung durch die Stromverteilungsschicht auf.
  • Die erste leitende Halbleiterschicht kann kontinuierlich sein. Ferner kann die Vielzahl von Mesas eine längliche Form, die sich in einer Richtung erstreckt, aufweisen und kann parallel zueinander angeordnet sein. Die Öffnungen der Stromverteilungsschicht können bevorzugt an den gleichen Enden der Vielzahl von Mesas angeordnet sein. Somit kann ein Pad, das die durch die Öffnungen der Stromverteilungsschicht freigelegten reflektierenden Elektroden, miteinander verbindet, einfach herstellbar sein.
  • Die Stromverteilungsschicht kann ein reflektierendes Metall, beispielsweise Aluminium, umfassen. Mit dieser Struktur ist es möglich, Lichtreflexion durch die Stromausbreitungsschicht zusätzlich zur Lichtreflexion durch die reflektierenden Elektroden bereitzustellen, wodurch Licht, das zu Seitenwänden der Vielzahl von Mesas und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht wandert durch diese reflektiert werden können.
  • Andererseits kann jedes der reflektierenden Elektroden eine reflektierende Metallschicht und eine metallische Barriereschicht umfassen. Ferner kann die metallische Barriereschicht eine Oberseite und eine Seitenfläche der reflektierenden Metallschicht bedecken. Mit dieser Struktur ist es möglich, eine Verschlechterung der reflektierenden Metallschicht zu verhindern, indem verhindert wird, dass die reflektierende Metallschicht nach außen freigelegt wird.
  • Die lichtemittierende Diode kann ferner eine obere Isolationsschicht umfassen, die zumindest stellenweise die Stromverteilungsschicht bedeckt und Öffnungen, die die reflektierenden Elektroden freilegen, umfassen; und ein zweites Pad angeordnet auf der oberen Isolationsschicht und elektrisch verbunden mit den reflektierenden Elektroden, welche durch die Öffnungen der oberen Isolationsschicht freigelegt sind.
  • Das erste Pad und das zweite Pad können die gleiche Form und die gleiche Größe aufweisen, wodurch eine Flip-Chip-Montage vereinfacht wird.
  • Die lichtemittierende Diode kann ferner eine untere Isolationsschicht, welche zwischen der Vielzahl von Mesas und der Stromverteilungsschicht angeordnet ist und die Stromverteilungsschicht von der Vielzahl der Mesas isoliert umfassen. Die untere Isolationsschicht kann jeweils Öffnungen umfassen, die entsprechend in den oberen Regionen der Mesas angeordnet sind und die reflektierenden Elektroden freilegen können.
  • Weiterhin kann jede der Öffnungen der Stromverteilungsschicht eine größere Breite umfassen als die Öffnungen der unteren Isolationsschicht, um zu ermöglichen, dass die korrespondierende Öffnung der unteren Isolationsschicht durch diese hindurch vollständig freiliegt. Das heißt, dass Seitenwände der Stromverteilungsschicht auf der unteren Isolationsschicht angeordnet sein können. Ferner kann die lichtemittierende Diode zusätzlich eine obere Isolationsschicht, die zumindest stellenweise die Stromverteilungsschicht bedeckt, umfassen und Öffnungen, die die reflektierenden Elektroden freilegen, umfassen. Die obere Isolationsschicht kann Seitenwände der Öffnungen der Stromverteilungsschicht bedecken.
  • Die untere Isolationsschicht kann eine reflektierende dielektrische Schicht, beispielsweise ein Bragg-Spiegel (englisch: Distributed Bragg-Reflektor (DBR)) sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine lichtemittierende Diode: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist. Zusätzlich tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen und das transparente Substrat weist eine Dicke von 225 μm bis 400 μm auf.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine lichtemittierende Diode: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht, angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche das transparente Substrat bedeckt. Zusätzlich tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch die konforme Oberflächenbeschichtung nach außen und eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Oberflächenbeschichtung reicht von 225 μm bis 600 μm.
  • Ferner kann das transparente Substrat eine Dicke von 150 μm bis 400 μm aufweisen. Des Weiteren kann die konforme Beschichtung eine Dicke von 20 μm bis 200 μm umfassen.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lichtmodul eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, wobei zumindest eine umfasst: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist. Des Weiteren tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen. Ferner weist die zumindest eine lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von 140° oder größer in zumindest einer axialen Richtung davon auf.
  • Das transparente Substrat weist eine Dicke von 225 μm bis 400 μm auf.
  • Die zumindest eine lichtemittierende Diode kann ferner eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrates bedeckt, umfassen. Eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Oberflächenbeschichtung reicht von 225 μm bis 600 μm. Vorliegend kann die konforme Beschichtung eine Dicke von 20 μm bis 200 μm aufweisen.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungsvorrichtung mit dem Lichtmodul bereitgestellt. Das Lichtmodul umfasst eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, wovon zumindest eine die gleiche Struktur wie oben beschrieben aufweist.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hintergrundbeleuchtung eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, von welchen zumindest eine umfasst: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist. Zusätzlich tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen. Weiter weist die zumindest eine lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von 140° oder größer in zumindest einer axialen Richtung der gleichen auf.
  • Das transparente Substrat umfasst eine Dicke von 225 μm bis 400 μm.
  • Die zumindest eine lichtemittierende Diode umfasst ferner eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrates bedeckt kann und eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Beschichtung kann von 225 μm bis 600 μm reichen. Ferner kann die konforme Beschichtung eine Dicke von 20 μm bis 200 μm umfassen.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine lichtemittierende Diode: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist. Ferner tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen und das transparente Substrat umfasst eine polygonale Form umfassend zumindest einen spitzen Winkel.
  • Da die Lichtmenge, welche nahe dem spitzen Winkel nach Außen tritt, ansteigt, weist die lichtemittierende Diode eine verbesserte Lichtextraktionseffizienz auf und erlaubt eine Anpassung von Strahlwinkeln derselben. Demgemäß ist es möglich, eine lichtemittierende Diode mit unterschiedlichen Strahlwinkeln in Abhängigkeit von Richtungen bereitzustellen.
  • Das transparente Substrat kann eine Dicke von 100 μm bis 400 μm aufweisen. Zusätzlich kann die polygonale Form umfassend zumindest einen spitzen Winkel eine Dreiecksform, eine Parallelogramm Form oder eine pentagonale Form sein. Ferner kann das transparente Substrat ein Saphir Substrat sein. Des Weiteren kann das transparente Substrat eine Parallelogramm-Form umfassen und eine Seitenfläche des transparenten Substrates kann aus einer Gruppe von m-Ebenen gebildet sein. Wenn die Seitenfläche des transparenten Substrates aus einer Gruppe von m-Ebenen gebildet ist, kann ein Wafer-Anreißen entlang einer Kristallebene der Gruppe von m-Ebenen durchgeführt werden, wodurch eine Beschädigung, beispielsweise Chipping, während des Vereinzelns des Substrates in individuelle lichtemittierende Dioden verhindert wird.
  • Die lichtemittierende Diode kann ferner eine reflektierende Elektrode angeordnet auf der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht umfassen und ein in der aktiven Schicht generiertes Licht reflektieren. Die lichtemittierende Diode erlaubt, dass Licht durch die reflektierte Elektrode reflektiert wird, wodurch sich die Lichtausbeute verbessert.
  • Andererseits können die aktive Schicht und die zweite leitende Halbleiterschicht restriktiv innerhalb einer oberen Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht derart angeordnet sein, dass eine obere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht entlang der Substratkanten freigelegt ist.
  • Die lichtemittierende Diode kann ferner eine Stromverteilungsschicht umfassen, welche das erste Pad mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbindet und das erste Pad und das zweite Pad können oberhalb der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet sein. Diese Struktur kann einen Höhenunterschied zwischen dem ersten Pad und dem zweiten Pad reduzieren, wodurch sich eine Flip-Chip-Montage vereinfacht.
  • Die Stromverteilungsschicht kann ein reflektierendes Metall umfassen. In der lichtemittierenden Diode wird das Licht von der reflektierenden Elektrode und der Stromverteilungsschicht reflektiert, wodurch sich die Lichtausbeute der lichtemittierenden Diode weiter verbessert.
  • Die lichtemittierende Diode kann ferner eine untere Isolationsschicht, welche die Stromverteilungsschicht von der reflektierenden Elektrode isoliert, umfassen. Die untere Isolationsschicht umfasst Öffnungen, die die erste leitfähige Halbleiterschicht freilegen, und die Stromverteilungsschicht kann mit der ersten leitenden Halbleiterschicht über die Öffnungen der unteren Isolationsschicht verbunden sein.
  • In einigen Ausführungsformen können die Öffnungen in einer länglichen Form entsprechend entlang der Substratkanten angeordnet sein. Ferner können die Öffnungen weiter zueinander an zumindest einem spitzen Winkelbereich als an anderen Winkelbereichen voneinander separiert sein. Mit dieser Struktur kann die lichtemittierende Diode eine Stromverdichtung (current crowding) im spitzen Winkelbereich verhindern.
  • In weiteren Ausführungsformen können die Öffnungen eine Vielzahl von Öffnungen, welche entlang der Substratkanten voneinander separiert sind, umfassen. Ein Abstand zwischen den Löchern kann mit zunehmender Annäherung der Löcher zu dem zumindest einen spitzen Winkelbereich ansteigen. Mit dieser Struktur ist es möglich, eine Stromverdichtung (current crowding) an dem spitzen Winkelbereich abzubauen.
  • Die lichtemittierende Diode kann derart ausgestaltet sein, dass diese eine geneigte Seitenfläche umfasst, die derart geneigt ist, dass die erste Oberfläche eine größere Fläche als die zweite Oberfläche umfasst. Die geneigte Seitenfläche der lichtemittierenden Diode verbessert weiterhin Lichtextraktionseffizienz.
  • In einigen Ausführungsformen kann die lichtemittierende Diode ferner eine konforme Beschichtung, welche die zweite Oberfläche des Substrates bedeckt, umfassen. Eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Beschichtung kann von 225 μm bis 600 μm reichen, wodurch die lichtemittierende Diode einen erhöhten Strahlwinkel von Licht aufweist.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden bereitgestellt. Unter den lichtemittierenden Dioden umfasst zumindest eine lichtemittierende Diode: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist. Zusätzlich tritt ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen und das transparente Substrat weist eine polygonale Form mit zumindest einem spitzen Winkel auf.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine lichtemittierende Diode: eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf einer ersten Oberfläche eines Substrates umfassend die erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt; eine Mesa mit einer aktiven Schicht und einer zweiten leitfähigen Halbleiterschicht, die aufeinanderfolgend auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist, die Mesa eine polygonale Form mit einem spitzen Winkel und einem stumpfen Winkel in einer Draufsicht umfasst und die Mesa die erste leitfähige Halbleiterschicht freiliegend zu dessen Außenseite umfasst; eine untere Isolationsschicht, die das Mesa bedeckt und eine Vielzahl von ersten Öffnungen, welche angrenzend zu Außenseiten der Mesa angeordnet sind und die erste leitfähige Halbleiterschicht freilegen und eine zweite Öffnung, welche eine obere Oberfläche der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht freilegt; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht durch die ersten Öffnungen verbunden ist, und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht durch die zweiten Öffnungen verbunden ist. Ferner ist ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen angeordnet im Bereich des spitzen Winkels des Mesas größer als ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen angeordnet nahe des stumpfen Winkels der Mesas. Mit dieser Struktur kann die lichtemittierende Diode eine Stromverdichtung (current crowding) verhindern.
  • Vorteilhafte Effekte
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode einen relativ weiten Strahlwinkel von Licht auf. Demgemäß kann die Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode zur Verwendung in einer Hintergrundbeleuchtungseinheit oder einer Folien-Beleuchtungsvorrichtung geeignet sein. Insbesondere ist es in einer Anordnung von lichtemittierenden Dioden mit weitem Strahlwinkel möglich, die Anzahl von lichtemittierenden Dioden zu reduzieren oder eine schlanke Struktur der Hintergrundbeleuchtung oder des Beleuchtungsmoduls zu erreichen.
  • Nach Ausführungsformen der Erfindung hat die Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode eine verbesserte Lichtextraktionseffizienz durch eine Verbesserung hinsichtlich Reflexion und weist eine verbesserte Stromverteilungsleistung auf.
  • Nach Ausführungsformen der Erfindung führt die Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode ein Substrat umfassend zumindest einen spitzen Winkelabschnitt ein, wodurch die Lichtausbeute verbessert wird, während unterschiedlichen Strahlwinkel von Licht in Abhängigkeit verschiedener Richtungen gezeigt werden. Ferner verwendet eine Beleuchtungsvorrichtung solch eine lichtemittierende Diode, wodurch ein weiter Bereich bei gleichzeitiger Reduzierung von Lichtverlust beleuchtet wird.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 bis 5 sind Ansichten zum Illustrieren eines Verfahrens zum Herstellen einer lichtemittierenden Diode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht zeigt und (b) eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A zeigt.
  • 6 ist eine Draufsicht einer Modifikation einer Mesastruktur.
  • 7 ist eine Schnittansicht einer lichtemittierenden Diode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 8 ist eine Schnittansicht einer lichtemittierenden Diode gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 9 bis 12 sind Graphen, die Strahlwinkeleigenschaften von lichtemittierenden Dioden in Abhängigkeit von Substratdicken zeigen.
  • 13 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Strahlwinkel und Substratdicke von lichtemittierenden Dioden zeigt.
  • 14 bis 17 sind Graphen, die Strahlwinkeleigenschaften von lichtemittierenden Dioden jeweils umfassend eine konforme Beschichtung in Abhängigkeit von Substratdicken umfasst, zeigen.
  • 18 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen Strahlwinkel und Substratdicke von lichtemittierenden Dioden jeweils umfassend eine konforme Beschichtung zeigt.
  • 19 zeigt eine schematische Schnittansicht eines lichtemittierenden Moduls verwendend typische lichtemittierende Dioden und lichtemittierende Diodenmodule verwendend lichtemittierende Dioden gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Bester Modus
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen sind als Beispiele geliefert, um das Wesen der vorliegenden Erfindung einer Person mit Fähigkeiten in der Technik vollständig zu übermitteln, zu der vorliegende Erfindung gehört. Folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann auch in verschiedenen Formen implementiert werden. In den Zeichnungen können Breiten, Längen, Dicken und Ähnliches von Elementen zur Klarheit und zu beschreibenden Zwecken übertrieben dargestellt sein. Überall in der Beschreibung bezeichnen ähnliche Bezugsnummern ähnliche Elemente mit den gleichen oder ähnlichen Funktionen.
  • Zuerst wird ein Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Diode beschrieben, um das Verständnis der Struktur hinsichtlich einer Flip-Chip-Typ lichtemittierenden Diode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu stützen.
  • 1 bis 5 sind Ansichten, welche ein Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Diode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen, in welcher (a) eine Draufsicht zeigt und (b) eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A zeigt.
  • Zuerst bezugnehmend auf 1 ist eine erste leitfähige Halbleiterschicht 23 auf einem Substrat 21 angeordnet und eine aktive Schicht 25 und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 sind auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 angeordnet. Das Substrat 21 ist ein Substrat zum Aufwachsen von GaN-basierten Halbleiterschichten und kann beispielsweise ein Saphirsubstrat, ein Siliziumcarbid-Substrat, ein Galliumnitrid-Substrat, ein Indiumgalliumnitrid-Substrat, ein Aluminiumgalliumnitrid-Substrat, ein Aluminiumnitrid-Substrat, ein Galliumoxid-Substrat und dergleichen sein. Insbesondere kann das Substrat 21 ein Saphirsubstrat sein.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 kann eine nitridbasierte Halbleiterschicht dotiert mit n-Typ-Fremdstoffen sein. In einer Ausführungsform kann die erste leitende Halbleiterschicht 23 eine InxAlyGa1-x-yN-Schicht (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) dotiert mit Silizium sein. Beispielsweise kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 eine siliziumdotierte GaN-Schicht sein. Die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 kann eine nitridbasierte Halbleiterschicht dotiert mit p-Typ-Fremdstoffen sein. In einer Ausführungsform kann die zweite leitende Halbleiterschicht 27 eine InxAlyGa1-x-yN-Schicht (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) dotiert mit Mg oder Zn sein. Beispielsweise kann die zweite leitende Halbleiterschicht 27 eine Mg-dotierte GaN-Schicht sein. Die aktive Schicht 25 kann eine InxAlyGa1-x-yN (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) Well-Schicht (engl.: well layer) sein und kann eine Einzelquanten-Well-Struktur oder eine Multiquanten-Well-Struktur aufweisen. In einer Ausführungsform weist die aktive Schicht 25 eine Einzelquanten-Well-Struktur von einer InGaN-, GaN- oder AlGaN-Schicht auf, oder eine Multiquanten-Well-Struktur von InGaN/GaN-Schichten, GaN/AlGaN-Schichten oder AlGaN/AlGaN-Schichten.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 23, die aktive Schicht 25 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 können mittels metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE) aufgebracht sein.
  • Eine Vielzahl von Mesas M können auf der ersten leitenden Halbleiterschicht 23 angeordnet sein, wobei diese zueinander separiert sind und jedes der Mesas M die aktive Schicht 25 und die zweite leitende Halbleiterschicht 27 umfassen kann. Die aktive Schicht 25 ist zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 angeordnet. Andererseits ist eine reflektierende Elektrode auf jedem der Mesas M angeordnet.
  • Die Mehrzahl von Mesas M kann durch epitaktisches Schichtwachstum umfassend die erste leitfähige Halbleiterschicht 23, die aktive Schicht 25 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 auf der ersten Oberfläche des Substrates 21 mittels metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung oder dergleichen, gefolgt durch eine Strukturierung der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 und der aktiven Schicht 25 zum Freilegen der ersten leitenden Halbleiterschicht 23, ausgebildet sein. Die Mehrzahl von Mesas M kann derart ausgebildet sein, dass diese schräge Seitenflächen gebildet unter Verwendung einer Fotolack-Reflow-Technologie aufweisen. Die schrägen Profile der Seitenflächen der Mesas verbessern eine Lichtextraktionseffizienz von Licht generiert in der aktiven Schicht 25.
  • Wie gezeigt, weist die Mehrzahl von Mesas eine längliche Form entlang einer Richtung auf und sind parallel zueinander angeordnet. Solch eine Form vereinfacht eine Anordnung von der Mehrzahl von Mesas M, welche die gleiche Form aufweisen, in einer Vielzahl von Chipbereichen auf dem Substrat 21.
  • Andererseits können die reflektierenden Elektroden 30 entsprechend auf den Mesas M nach der Bildung der Vielzahl von Mesas M gebildet werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ können die reflektierenden Elektroden 30 auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht 27 vor Ausbildung der Mesas M nach Aufwachsen der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 gebildet sein. Die reflektierenden Elektroden 30 decken überwiegend Bereiche der oberen Oberfläche der Mesas M ab und weisen im Wesentlichen die gleiche Form wie die Form der Mesas M in Draufsicht auf.
  • Die reflektierende Elektrode 30 umfasst eine reflektierende Schicht 28 und kann ferner eine Barriereschicht 29 umfassen. Die Barriereschicht 29 kann eine obere Oberfläche und eine Seitenfläche der reflektierenden Schicht 28 bedecken. Beispielsweise kann die Barriereschicht 29 zum Bedecken der oberen Oberfläche und Seitenfläche der reflektierenden Schicht 28, durch Bilden einer Struktur der reflektierenden Schicht 28 gefolgt durch ein Bilden der Barriereschicht 29 auf diese, gebildet sein. Beispielsweise kann die reflektierende Schicht durch Abscheiden und Strukturieren von Ag, Ag-Legierung, Ni/Ag, NiZn/Ag, oder TiO/Ag-Schichten bildbar sein. Andererseits kann die Barriereschicht 29 Ni, Cr, Ti, Pt oder Legierungen davon umfassen und verhindert Diffusion oder Kontamination von metallischen Materialien in der reflektierenden Schicht 28.
  • Nach dem Bilden der Mehrzahl von Mesas M kann eine Kante der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 auch geätzt sein. Als ein Ergebnis kann eine obere Oberfläche des Substrates 21 freigelegt sein. Die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 kann auch derart gebildet sein, dass diese eine geneigte Seitenfläche umfasst.
  • Wie in 1 gezeigt, kann die Vielzahl von Mesas M restriktiv innerhalb einer oberen Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 angeordnet sein. Im Speziellen kann die Vielzahl von Mesas M inselförmig auf dem oberen Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht 23 angeordnet sein. Alternativ können sich die Mesas M in einer Richtung erstrecken, um die Kanten der oberen Oberfläche der ersten leitenden Halbleiterschicht 23 zu erreichen, wie in 6 gezeigt. Das heißt, dass Kanten der unteren Oberfläche der Vielzahl von Mesas M in der einen Richtung mit den Kanten der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 in der einen Richtung übereinstimmen können. Mit dieser Struktur ist die obere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 partitioniert durch die Vielzahl von Mesas M.
  • Bezugnehmend auf 2 ist eine untere Isolationsschicht 31 zum Bedecken der Vielzahl von Mesas M und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 gebildet. Die untere Isolationsschicht 31 umfasst Öffnungen 31a, 31b, um elektrische Verbindung zu der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 in dafür vorgesehene Regionen hindurch zu kontaktieren. Beispielsweise kann die untere Isolationsschicht 31 Öffnungen 31a, welche die erste leitende Halbleiterschicht 23 freilegen und Öffnungen 31b, welche die reflektierenden Elektroden 30 freilegen, umfassen.
  • Die Öffnungen 31a können zwischen den Mesas M und nahe den Kanten des Substrates 21 angeordnet sein und können eine längliche Form, die entlang der Mesas M verläuft, umfassen. Andererseits sind die Öffnungen 31b restriktiv in oberen Bereichen der Mesas M angeordnet, um das gleiche Ende der Mesas zu bevorzugen.
  • Die untere Isolationsschicht 31 kann aus Oxiden gebildet sein, beispielsweise SiO2, Nitride, solche wie SiNx oder Isolationsmaterialien, solche wie MgF2 durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen. Die untere Isolationsschicht 31 kann aus einer einzelnen Schicht oder einer multiplen Schicht zusammengesetzt sein. Zusätzlich kann die Isolationsschicht 31 als einen Bragg-Spiegel (englisch: Distributed Bragg-Reflektor (DBR)) gebildet sein, in welchem Materialien mit niedrigem Brechungsindex und Materialien mit hohem Brechungsindex alternierend übereinander gestapelt sind. Beispielsweise kann eine reflektierende Isolationsschicht mit hoher Reflexion kann durch Stapeln von zum Beispiel SiO2/TiO2-Schichten oder SiO2/Nb2O5-Schichten gebildet sein.
  • Bezugnehmend auf 3 ist eine Stromverteilungsschicht 33 auf der unteren Isolationsschicht 31 gebildet. Die Stromverteilungsschicht 33 bedeckt die Vielzahl von Mesas M und die erste leitfähige Halbleiterschicht 23. Zusätzlich umfasst die Stromverteilungsschicht 33 Öffnungen 33a, welche entsprechend in den oberen Regionen der Mesas angeordnet sind und die reflektierenden Elektroden 30 freilegen. Die Stromverteilungsschicht 33 kann einen ohmschen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 durch die Öffnungen 31b der unteren Isolationsschicht 31 bilden. Die Stromverteilungsschicht 33 ist von der Vielzahl der Mesas M isoliert und die reflektierenden Elektroden 30 durch die untere Isolationsschicht 31.
  • Jedes der Öffnungen 33a der Stromverteilungsschicht 33 weist eine größere Fläche als die Öffnungen 31b der unteren Isolationsschicht 31 auf, um zu verhindern, dass die Stromverteilungsschicht 33 mit den reflektierenden Elektroden 30 kontaktierbar ist. Folglich umfassen die Öffnungen 33a Seitenwände, die auf der unteren Isolationsschicht 31 angeordnet sind.
  • Die Stromverteilungsschicht 33 ist im Wesentlichen über die Gesamtheit der oberen Oberfläche des Substrates 31 mit Ausnahme der Öffnungen 33a gebildet. Demgemäß kann sich Strom einfach durch die Stromverteilungsschicht 33 verteilen. Die Stromverteilungsschicht 33 kann eine hochreflektierende Metallschicht, beispielsweise eine Al-Schicht, umfassen, und die hochreflektierende Metallschicht kann an einer Verbindungsschicht, beispielsweise eine Ti, Cr oder Ni Schicht, gebildet sein. Zusätzlich kann eine Schutzschicht umfassend eine einzelne Schicht oder eine Verbundschichtstruktur aus Ni, Cr, Au und dergleichen auf der hochreflektierenden Metallschicht gebildet sein. Die Stromverteilungsschicht 33 kann eine Multischicht-Struktur, beispielsweise Ti/Al/Ti/Ni/Au aufweisen.
  • Bezugnehmend auf 4 ist eine obere Isolationsschicht 35 auf der Stromverteilungsschicht 33 gebildet. Die obere Isolationsschicht 35 umfasst eine Öffnung 35a, welche die Stromverteilungsschicht 33 freilegt, und Öffnungen 35b, welche die reflektierenden Elektroden 30 freilegen. Die Öffnung 35a kann eine längliche Form senkrecht in Bezug auf die längliche Richtung der Mesas M aufweisen und eine größere Fläche als die Öffnungen 35b aufweisen. Die Öffnungen 35b legen die reflektierenden Elektroden 30 frei, welche durch die Öffnungen 33a der Stromverteilungsschicht 33 und den Öffnungen 31b der unteren Isolationsschicht 31 freigelegt sind. Die Öffnungen 35b haben eine engere Fläche als die Öffnungen 33a der Stromverteilungsschicht 33 und eine größere Fläche als die Öffnungen 31b der unteren Isolationsschicht 31. Demgemäß können die Seitenwände der Öffnungen 33a der Stromverteilungsschicht 33 durch die obere Isolationsschicht 35 bedeckt sein.
  • Die obere Isolationsschicht 35 kann mittels einer oxidischen Isolationsschicht, einer nitridischen Isolationsschicht oder ein Polymer, beispielsweise Polyimide, Teflon, Parylene oder dergleichen, gebildet sein.
  • Bezugnehmend auf 5 sind ein erstes Pad 37a und ein zweites Pad 37b auf der oberen Isolationsschicht 35 gebildet. Das erste Pad 37a ist mit der Stromverteilungsschicht 33 durch die Öffnungen 35a der oberen Isolationsschicht 35 verbunden und das zweite Pad 37b ist mit den reflektierenden Elektroden 30 durch die Öffnungen 35b der oberen Isolationsschicht 35 verbunden. Die ersten und zweiten Pads 37a, 37b können als Pads zum Verbinden mit Bumps zum Anbringen der lichtemittierenden Diode auf ein Sub-mount, ein Package oder eine Leiterplatte oder Pads zur Oberflächenmontage (englisch: Surface Mount Technology (SMT)), eingesetzt werden.
  • Die ersten und zweiten Pads 37a, 37b können gleichzeitig durch den gleichen Prozess, beispielsweise eine Fotolithografie und Ätzprozess oder einen Lift-off-Prozess, gebildet sein. Die ersten und zweiten Pads 37a, 37b können eine Verbindungsschicht, gebildet beispielsweise aus Ti, Cr, Ni oder dergleichen, oder eine hochleitfähige Metallschicht, gebildet aus Al, Cu, Ag, Au oder dergleichen, umfassen.
  • Anschließend wird das Substrat 21 in individuelle lichtemittierende Diodenchips geteilt, wodurch fertige lichtemittierende Diodenchips bereitgestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann das Substrat 21 einem Dünnungsprozess unterliegen, um eine dünnere Dicke vor dem Teilen in die einzelnen lichtemittierenden Diodenchips zu erzielen.
  • Im Folgenden wird die Struktur einer lichtemittierenden Diode 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben.
  • Die lichtemittierende Diode umfasst ein Substrat 21, eine erste leitfähige Halbeiterschicht 23, eine aktive Schicht 25, eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 27, ein erstes Pad 37a, und ein zweites Pad 37b, und kann ferner reflektierende Elektroden 30, eine Stromverteilungsschicht 33, eine untere Isolationsschicht 31, eine obere Isolationsschicht 35 und Mesas M umfassen.
  • Das Substrat 21 kann ein Aufwachssubstrat zum Aufwachsen von Galliiumnitrid-basierten epitaktischen Schichten, beispielsweise ein Saphirsubstrat, ein Siliziumcarbid-Substrat oder ein Galliumnitrid-Substrat, sein. Das Substrat 21 kann eine erste Oberfläche 21a, eine zweite Oberfläche 21b und eine Seitenfläche 21c umfassen. Die erste Oberfläche 21a ist eine Fläche, auf welcher Halbleiterschichten aufgewachsen sind und die zweite Oberfläche 21b ist eine Fläche, durch welche ein in der aktiven Schicht 25 generiertes Licht nach außen tritt. Die Seitenfläche 21c verbindet die erste Oberfläche 21a zu der zweiten Oberfläche 21b. Die Seitenfläche 21c des Substrat 21 kann senkrecht zu der ersten Oberfläche 21a und der zweiten Oberfläche 21b sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann die Seitenfläche 21b des Substrats 21 schräg zu diesen sein. Beispielsweise wie durch die gepunktete Linie in 7 angezeigt, kann das Substrat 21 eine schräge Seitenfläche 21d aufweisen, derart, dass die erste Oberfläche 21a eine größere Oberfläche als die zweite Oberfläche 21b aufweist. In dieser Ausführungsform kann das Substrat 21 eine Dicke (t1) von 225 μm bis 400 μm aufweisen.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 ist auf der ersten Oberfläche 21a des Substrates 21 angeordnet. Die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 ist kontinuierlich und die aktive Schicht 25 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 sind auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 angeordnet. Insbesondere sind die Mehrzahl von Mesas M, die voneinander getrennt sind, auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 angeordnet. Wie in Bezug auf 1 gezeigt, umfassen die Mesas M die aktive Schicht 25 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 und haben eine längliche Form erstreckend entlang einer Seite. Vorliegend sind die Mesas M aus einem Stapel von Galliumnitrid-Verbundhalbleiterschichten gebildet. Wie in 1 gezeigt, sind die Mesas M restriktiv innerhalb einer oberen Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 angeordnet. Alternativ, wie in 6 gezeigt, können die Mesas M zu den Flanken der oberen Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 in eine Richtung verlaufen, wodurch die obere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 in viele Regionen geteilt sein kann. Mit dieser Struktur kann die lichtemittierende Diode eine Stromverdichtung nahe Ecken der Mesas M abbauen, wodurch sich ferner eine Stromverteilungsleistung verbessert.
  • Die reflektierenden Elektroden 30 sind entsprechend auf der Mehrzahl von Mesas M angeordnet, um einen ohmschen Kontakt mit der zweiten leitenden Halbleiterschicht 27 zu bilden. Wie in Bezug auf 1 gezeigt, können die reflektierenden Elektroden 30 die reflektierende Schicht 28 und die Barriereschicht 29 umfassen, und die Barriereschicht 29 kann eine obere Oberfläche und eine Seitenfläche der reflektierenden Schicht 28 bedecken.
  • Die Stromverteilungsschicht 33 bedeckt die Mehrzahl von Mesas M und die erste leitende Halbleiterschicht 23. Die Stromverteilungsschicht 33 umfasst Öffnungen 33a, die entsprechend in einer oberen Region der entsprechenden Mesas M derart angeordnet sind, dass die reflektierenden Elektroden 30 durch diese freigelegt sind. Die Stromverteilungsschicht 33 kann die gesamte Fläche der Mesas mit Ausnahme einiger Regionen der oberen Regionen der Mesas M, in welchen die Öffnungen 33 gebildet sind, bedecken, und kann auch die gesamte Fläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 bedecken. Die Stromverteilungsschicht 33 bildet auch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 einen ohmschen Kontakt und ist von der Mehrzahl von Mesas M isoliert. Die Stromverteilungsschicht 33 kann ein reflektierendes Metall, beispielsweise Al, umfassen.
  • Die Stromverteilungsschicht 33 kann durch die untere Isolationsschicht 31 von der Mehrzahl von Mesas M isoliert sein. Beispielsweise kann die untere Isolationsschicht 31 zwischen der Mehrzahl von Mesas M und der Stromverteilungsschicht 33 eingeschoben sein, um die Stromverteilungsschicht 33 von der Mehrzahl von Mesas M zu isolieren. Zusätzlich kann die Isolationsschicht 31 Öffnungen 31b angeordnet innerhalb der oberen Region der entsprechenden Mesas M derart umfassen, dass die reflektierenden Elektroden 30 durch diese freigelegt sind, und Öffnungen 31a, die die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 durch diese freilegen. Die Stromverteilungsschicht 33 kann mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 durch die Öffnungen 31a verbunden sein. Die Öffnung 31b der unteren Isolationsschicht 31 hat eine kleinere Fläche als die Öffnung 33a der Stromverteilungsschicht 33 und ist vollständig durch die Öffnung 33a freigelegt.
  • Die obere Isolationsschicht 35 bedeckt zumindest einen Bereich der Stromverteilungsschicht 33. Die obere Isolationsschicht 35 umfasst Öffnungen 35b, die die reflektierenden Elektroden 30 freilegen. Zusätzlich kann die obere Isolationsschicht 35 eine Öffnung 35a umfassen, die die Stromverteilungsschicht 33 freilegt. Die obere Isolationsschicht 35 kann Seitenwände der Öffnungen 33a der Stromverteilungsschicht 33 bedecken.
  • Das erste Pad 37a kann auf der Stromverteilungsschicht 33 angeordnet sein und kann beispielsweise mit der Stromverteilungsschicht 33 über die Öffnung 35a der oberen Isolationsschicht 35 verbunden sein. Das erste Pad 37a ist elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 durch die Stromverteilungsschicht 33 verbunden. Zusätzlich ist das zweite Pad 37b mit den reflektierenden Elektroden 30, welche durch die Öffnungen 35b freigelegt sind, verbunden und elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 durch die reflektierenden Elektroden 30 verbunden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann der Strahlwinkel der lichtemittierenden Diode zu 140° oder größer erhöht sein, wenn das Substrat 21 eine Dicke t1 von 225 μm oder mehr umfasst. Ferner kann sich ein Strom einfach durch die Stromverteilungsschicht 33 verteilen, da die Stromverteilungsschicht 33 die Mesas M und im Wesentlichen die gesamte Fläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 zwischen den Mesas M bedeckt.
  • Zusätzlich umfasst die Stromverteilungsschicht 23 eine reflektierende Metallschicht, beispielsweise eine Al-Schicht, oder die untere Isolationsschicht ist als eine isolierende Reflexionsschicht gebildet, wodurch Licht, das nicht durch die reflektierenden Elektroden 30 reflektiert wird durch die Stromverteilungsschicht 23 oder der unteren Isolationsschicht 31 reflektiert werden kann, dadurch verbessert sich Lichtextraktionseffizienz.
  • 8 ist eine Schnittansicht einer lichtemittierenden Diode 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Die lichtemittierende Diode 200 gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen ähnlich zu der lichtemittierenden Diode 100 aus 7, mit Ausnahme von einer konformen Beschichtung 50, welche auf dem Substrat 21 angeordnet ist. Die konforme Beschichtung 50 bedeckt gleichmäßig die zweite Oberfläche 21b des Substrates 21 und kann auch die Seitenfläche 21c von dieser bedecken. Die konforme Beschichtung 50 kann ein Wellenlängen-Konversionsmaterial, beispielsweise ein Leuchtstoff, umfassen.
  • Ferner kann die Summe einer Dicke t1 des Substrates 21 und eine Dicke t2 der konformen Beschichtung 50 von 225 μm bis 600 μm reichen. Beispielsweise kann die konforme Beschichtung eine Dicke t2 von 20 μm bis 200 μm aufweisen. Ferner kann die Dicke t1 des Substrates 21 abhängig von der Dicke t2 der konformen Beschichtung Variieren, beispielsweise kann diese reichen von 150 μm bis 400 μm.
  • Wenn die Summe (t1 + t2) der Dicke t1 des Substrates 21 und der Dicke t2 der konformen Beschichtung 50 größer als oder gleich 225 μm ist, kann der Strahlwinkel der lichtemittierenden Diode 200 zu 140° oder größer gestiegen sein.
  • 9 bis 12 sind Graphen, welche Strahlwinkelcharakteristika von lichtemittierenden Dioden in Abhängigkeit von Substratdicken darstellen. Jedes der Graphen zeigt durch eine durchgezogene Linie Strahlwinkelcharakteristika in einer ersten Achse (x-Achse) und eine gepunktete Linie zeigt Strahlwinkelcharakteristika auf einer zweiten Achse (y-Achse) senkrecht zu der ersten Achse.
  • Als Substrat 21 wurde ein Saphirsubstrat verwendet und die lichtemittierenden Dioden, umfassend die Struktur wie in 7 gezeigt, wurden mit unterschiedlichen Dicken des Saphirsubstrates 21 hergestellt. Die lichtemittierenden Dioden hatten eine Größe von 1 mm × 1 mm und das Saphirsubstrat hatte entsprechend eine Dicke von etwa 80 μm, 150 μm, 250 μm und 400 μm.
  • Unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 kann bestätigt werden, dass eine Strahlverteilung mit zunehmender Dicke des Substrates 21 von 80 μm zu 250 μm verbreitert wurde. Jedoch, wurde kein signifikanter Unterschied hinsichtlich Strahlverteilung feststellbar, wenn die Substratdicke 21 von 250 μm zu 400 μm erhöht wurde.
  • 13 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einem Strahlwinkel und einer Substratdicke der lichtemittierenden Dioden von 9 bis 12 darstellt. Der Begriff „Strahlwinkel” meint die Auswahl von Winkeln, in welcher ein Lichtstrom die Hälfte oder mehr des maximalen Lichtstroms aufweist. Der „Strahlwinkel” entspricht einem Winkel von einem minimalen Winkel zu einem maximalen Winkel, in welcher eine normierte Stärke von 0,5 in einem Strahlverteilungsgraph erreicht wird.
  • Bezugnehmend auf 13 stieg der Strahlwinkel auf etwa 140° an, wenn die Dicke t1 des Substrates 21 auf 250 μm anstieg, und wenn die Dicke t1 des Substrates 21 250 μm oder größer war, wurde kein signifikanter Unterschied in dem Strahlwinkel festgestellt.
  • Demgemäß kann der Strahlwinkel zu 140° beibehalten werden, ohne weitere transparente Filme auf das Substrat 21 aufzubringen, wenn die Dicke t1 des Substrates 21 zu 250 μm festgelegt ist, und es wird kein signifikanter Unterschied hinsichtlich Strahlwinkel festgestellt, sogar wenn die Dicke t1 des Substrates 21 zunimmt.
  • 14 bis 17 sind Graphen, die Strahlwinkelcharakteristika der lichtemittierenden Dioden 200, von welchen jede eine konforme Beschichtung abhängig von einer variierenden Substratdicke (t1) umfassen, darstellen. In jedem der Graphen zeigt eine durchgezogene Linie Strahlwinkelcharakteristika auf einer ersten Achse (x-Achse) und eine gepunktete Linie zeigt Strahlwinkelcharakteristika auf einer zweiten Achse (y-Achse) senkrecht zu der ersten Achse.
  • Wie unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 beschrieben, wurde ein Saphirsubstrat 21 umfassend unterschiedliche Dicken t1 eingesetzt, und eine konforme Beschichtung 50 wurde zu einer Dicke t2 von etwa 75 μm auf jedes der Substrate 21 gebildet, wodurch lichtemittierende Diode 200, wie in 8 gezeigt, hergestellt wurden.
  • Bezugnehmend auf 14 bis 17 kann bestätigt werden, dass sich Strahlverteilung signifikant verändert mit zunehmender Dicke des Substrates 21 von 80 μm bis 150 μm. Zusätzlich wurde keine signifikante Veränderung der Strahlverteilung mit Ausnahme einer Tendenz zur leichten Abnahme im Lichtfluss um 0° festgestellt, wenn die Dicke des Substrates 21 von 150 μm bis 400 μm gesteigert wurde.
  • 18 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Strahlwinkel und Substratdicke t1 der lichtemittierenden Dioden 200 gemäß 14 bis 17 darstellt, wobei jede dieser Dioden eine konforme Beschichtung 50 umfasst.
  • Bezugnehmend auf 18 stieg der Strahlwinkel auf etwa 143° an, wenn die Dicke t1 des Substrates 21 auf 150 μm gesteigert wurde, und es wurde kein Unterschied hinsichtlich des Strahlwinkels festgestellt, wenn die Dicke t1 des Substrates 21 150 μm oder mehr betrug. Somit kann festgestellt werden, dass, wenn die Summe der Dicke t1 des Substrates 21 und die Dicke t2 der konformen Beschichtung 50 225 μm oder mehr erreicht, schließlich der Strahlwinkel einen Wert von 140° oder mehr erreicht.
  • Demgemäß kann die lichtemittierende Diode 200 einen Strahlwinkel von 140° oder mehr aufweisen, wenn die Summe hinsichtlich der Dicke des Substrates 21 und der Dicke der konformen Schicht 50 auf 225 μm oder mehr eingestellt ist.
  • Aus den experimentellen Ergebnissen wird erwartet, dass, selbst wenn das Substrat eine Dicke von etwa 225 μm ohne die konforme Beschichtung 50 hat, die lichtemittierende Diode 200 aufweisend einen Strahlwinkel von 140° bereitgestellt wird.
  • 19 zeigt schematische Schnittansichten eines lichtemittierenden Diodenmoduls 300a aufweisend typische lichtemittierende Dioden 10 und lichtemittierende Diodenmodule 300b, 300c, aufweisend lichtemittierende Dioden 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Vorliegend werden die lichtemittierenden Diodenmodule 300a, 300b, 300c beispielhaft, wie sie in einer Hintergrundbeleuchtungseinheit zum Beleuchten eines Flüssigkristallbildschirms 400 verwendet werden, illustriert.
  • Bezugnehmend auf 19 weist die typische lichtemittierende Diode 10 einen Strahlwinkel (θ1) von etwa 120° auf, wohingegen die lichtemittierende Diode 100 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Strahlwinkel (θ2) von etwa 140° oder mehr aufweist.
  • Einen Abstand zwischen dem lichtemittierenden Diodenmodul und der LCD-Anzeige 400 kann durch d repräsentiert werden, ein Abstand zwischen den lichtemittierenden Dioden kann durch p dargestellt werden, und die Strahlwinkeln der lichtemittierenden Dioden können durch θ dargestellt werden. Andererseits gibt der Abstand p eine Breite von einer Fläche des LCD-Anzeige 400 an, welche durch eine einzige lichtemittierende Diode beleuchtet wird, wenn die lichtemittierenden Dioden derart angeordnet sind, dass die Strahlwinkel von einem Überlappen zueinander verhindert werden sollen, ist repräsentiert durch die folgende Gleichung (1).
  • (Gleichung 1)
    • p = 2·d·tan(θ/2).
  • Somit ist der Abstand p1 des typischen lichtemittierenden Diodenmoduls 300a und der Abstand p2 des lichtemittierenden Diodenmoduls 300b gemäß der vorliegenden Erfindung repräsentiert durch die Gleichungen (2) und (3).
  • (Gleichung 2)
    • p1 = 2·d1·tan(θ1/2).
  • (Gleichung 3)
    • p2 = 2·d2·tan(θ2/2).
  • Vorliegend ergibt sich die folgende Gleichung 4, wenn der Strahlwinkel (θ2) der lichtemittierenden Diode 100 größer ist als der Strahlwinkel (θ1) der lichtemittierenden Diode 10 und θ2/2 kleiner ist als 90°.
  • (Gleichung 4)
    • tan(θ1/2) < tan(θ2/2).
  • Entsprechend gilt, wenn d1 = d2 in Gleichungen (2) und (3), ergibt sich die folgende Gleichung 5.
  • Gleichung (5)
    • p2 > p1 (wenn d1 = d2).
  • Das heißt, dass die lichtemittierenden Diodenmodule 300a, 300b, wie in den 19(a) und (b) gezeigt, an der LCD-Anzeige 400 durch den gleichen Abstand (d1 = d2) beabstandet sind und die gleiche Fläche der LCD-Anzeige 400 beleuchten, die lichtemittierenden Diodenmodule 300b gemäß der vorliegenden Erfindung erlauben, die lichtemittierenden Dioden 100 zueinander in einem weiteren Intervall anzuordnen als bei typischen lichtemittierenden Diodenmodulen 300a. Demgemäß ist es möglich, die Anzahl der lichtemittierenden Dioden 100 in dem lichtemittierenden Diodenmodul 300b zu reduzieren.
  • Andererseits, wie in 19(a) und (c) gezeigt, ergibt sich die folgende Gleichung 6, wenn der Abstand p1 der lichtemittierenden Dioden des typischen lichtemittierenden Diodenmoduls 300a der gleiche wie der Abstand p3 der lichtemittierenden Dioden 100 des lichtemittierenden Diodenmoduls 300c der vorliegenden Erfindung ist.
  • (Gleichung 6)
    • d3 < d1 (wenn p1 = p3).
  • Das heißt, wenn die lichtemittierenden Diodenmodule 300a, 300c die gleiche Anzahl an lichtemittierenden Dioden umfassen, dass das lichtemittierende Diodenmodul 300c gemäß der vorliegenden Erfindung näher an der LCD-Anzeige 400 angeordnet sein kann als das lichtemittierende Diodenmodul 300a. Dabei wird eine Reduktion hinsichtlich einer Dicke einer Hintergrundbeleuchtungseinheit und einer Flüssigkristallbildschirm ermöglicht.
  • Obwohl die gezeigten lichtemittierenden Diodenmodule 300a, 300b, 300c in der Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendet werden, können die lichtemittierenden Diodenmodule 300a, 300b, 300c auch als ein Lichtmodul für Lichtvorrichtungen verwendet werden. In diesem Fall können die Lichtmodule 300a, 300b, 300c eine Streuscheibe 400 einer Lichtvorrichtung beleuchten, und wie oben beschrieben können die lichtemittierenden Module gemäß der vorliegenden Erfindung die gleiche Fläche der Streuscheibe beleuchten unter Verwendung einer kleineren Anzahl von lichtemittierenden Dioden oder erlauben, die lichtemittierenden Dioden näher an der Streuscheibe anzuordnen als bei typischen lichtemittierenden Modulen.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Diode beschrieben, um ein Verständnis hinsichtlich der Struktur einer Flip-Chip-Typ lichtemittierenden Diode gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zu stützen.
  • 20 bis 24 sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Diode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustrieren, in welcher (a) eine Draufsicht zeigt und (b) eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A zeigt.
  • Erstens, bezugnehmend auf 20, eine erste leitfähige Halbleiterschicht 123 ist auf einem Substrat 121 angeordnet, und eine aktive Schicht 125 und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 sind auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 angeordnet. Das Substrat 121 ist ein Aufwachssubstrat für GaN-basierte Halbleiterschichten und kann beispielsweise ein Saphirsubstrat, ein Siliziumcarbid-Substrat oder ein Galliumnitridsubstrat sein. Insbesondere kann das Substrat 121 ein Saphirsubstrat sein. Obwohl das Substrat 121 in Form eines großen Wafers geeignet zum Bereitstellen einer Vielzahl von lichtemittierenden Diode bereitgestellt sein kann, zeigt 20 einen Bereich eines Substrates mit einer bereits vereinzelten fertiggestellten lichtemittierenden Diode. In der fertiggestellten lichtemittierende Diode kann das Substrat 121 eine Parallelogrammform umfassen, welche einen spitzen Winkel, beispielsweise eine Rautenform, aufweisen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Alternativ kann das Substrat irgendeine Form von einer Vielzahl von polygonalen Formen mit einem spitzen Winkel, beispielsweise eine dreieckige Form, eine fünfeckige Form und dergleichen, aufweisen.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 kann eine nitridbasierte Halbleiterschicht dotiert mit n-Typ-Fremdstoffen sein. In einer Ausführungsform kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 eine InxAlyGa1-x-yN-Schicht (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) dotiert mit Silizium sein. Beispielsweise kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 eine siliziumdotierte GaN-Schicht sein. Die zweite leitende Halbleiterschicht 127 kann eine nitridbasierte Halbleiterschicht dotiert mit p-Typ-Fremdstoffen sein. In einer Ausführungsform kann die zweite leitende Halbleiterschicht 127 eine InxAlyGa1-x-yN-Schicht (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) dotiert mit Mg oder Zn sein. Beispielsweise kann die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 eine Mg-dotierte GaN-Schicht sein. Die aktive Schicht 125 umfasst eine Well-Schicht InxAlyGa1-x-yN (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) und kann eine Einzelquanten-Well-struktur oder eine Multiquanten-Wellstruktur umfassen. In einer Ausführungsform kann die aktive Schicht 125 eine einzelne Quanten-Well-Struktur, eine IGaN-, GaN- oder AlGaN-Schicht oder eine Multiquanten-Well-Schichtstruktur, IGaN/GaN-Schichten oder GaN/AlGaN-Schichten oder AlGaN/AlGaN-Schichten umfassen.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 123, die aktive Schicht 125 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 kann durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE) gebildet sein.
  • Eine Mesa M kann auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 gebildet sein und eine Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 ist entlang einer Kante der Mesa M freigelegt. Wie in 20 gezeigt, kann eine obere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 entlang einer Kante des Substrates 121 der fertiggestellten lichtemittierenden Diode freigelegt sein, und die aktive Schicht 125 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 kann restriktiv innerhalb einer oberen Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 angeordnet sein.
  • Die Mesa kann durch Aufwachsen einer Halbleiterstapelstruktur 126 umfassend die erste leitfähige Halbleiterschicht 123, die aktive Schicht 125 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 auf einer ersten Oberfläche des Substrates durch metallorganische chemische Gasphasenbeschichtung oder dergleichen mit anschließender Strukturierung der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 127 und der aktiven Schicht 125, derart, dass die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 freigelegt ist, gebildet sein. Die Mesa M kann derart gebildet sein, dass diese schräge Seitenfläche aufweist, die mittels Fotolack-Reflow-Technologie hergestellt wurde. Das schräge Profil der Seitenfläche der Mesa M verbessert Lichtextraktion eines in der aktiven Schicht 125 generierten Lichts. Zusätzlich weist die Mesa eine ähnliche Form zu der Form des Substrates 121 in einer Draufsicht auf. Beispielsweise weist die Mesa zumindest einen spitzen Winkel wie das Substrat in Draufsicht auf. Die Mesa kann eine viereckige Form umfassend ein Paar von stumpfen Winkeln, welche einander zugewandt sind, und ein Paar von spitzen Winkeln, welche einander zugewandt sind, in Draufsicht umfassen. Die stumpfen Winkel können denselben Wert haben und die spitzen Winkel können den gleichen Wert haben. Solch eine planare Form der Mesa kann eine Rautenform oder eine Diamantform sein.
  • Eine Seitenfläche der Mesa kann senkrecht zu einer flachen Zone des Substrates 121 sein. In einer Ausführungsform kann eine Seitenfläche der Mesa entlang einer m-Ebene gerichtet sein, wenn das Substrat 121 ein Saphirsubstrat ist. Die planare Form der Halbleiterschichtstruktur 126 kann auch ähnlich zu der der Mesa sein.
  • Andererseits ist eine reflektierende Elektrode 130 auf die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 angeordnet. Die reflektierende Elektrode 130 kann auf der Mesa M gebildet sein, nachdem die Mesa M gebildet wurde, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann die reflektive Elektrode 30 auf der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 127 vor Ausbildung der Mesa M, nachdem die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 aufgewachsen ist, angeordnet sein. Die reflektierende Elektrode 130 bedeckt größtenteils eine obere Oberfläche der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht und hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die Form der Mesa M in Draufsicht.
  • Die reflektierende Elektrode 130 umfasst eine reflektierende Schicht 128 und kann weiter eine Barriereschicht 129 umfassen. Die Barriereschicht 129 kann eine obere Oberfläche und eine Seitenfläche der reflektierenden Schicht 128 bedecken. Beispielsweise kann die Barriereschicht gebildet sein, um die obere Oberfläche und die Seitenfläche der reflektierenden Schicht 128 durch Ausbilden einer Struktur der reflektierenden Schicht 128, gefolgt durch Ausbilden der Barriereschicht 129 darauf. Beispielsweise kann die reflektierende Schicht 128 durch Abscheiden und Strukturieren von Ag, Ag-Legierung, Ni/Ag, NiZn/Ag oder TiO/Ag-Schichten gebildet sein. Des Weiteren kann die Barriereschicht 129 aus Ni, Zr, Ti, Pt oder Kombinationen davon gebildet sein und verhindert eine Diffusion oder Verschmutzung von metallischem Material in der reflektierenden Schicht 128.
  • Nach Ausbilden der Mesa M kann eine Kante der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 auch geätzt werden, um die obere Oberfläche des Substrates 121 freizulegen. Vorliegend kann die erste leitende Halbleiterschicht 123 auch ausgebildet sein, um eine schräge Seitenfläche zu umfassen.
  • Bezugnehmend auf 21 ist eine untere Isolationsschicht 131 gebildet, um die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 und die reflektierende Elektrode 130 zu bedecken. Die untere Isolationsschicht 131 umfasst Öffnungen 131a, 131b, um elektrischen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 127 in bestimmten Regionen durch diese zu erlauben. Beispielsweise kann die untere Isolationsschicht 131 Öffnungen 131a umfassen, welche die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 freilegt, und eine Öffnung 131b, welche die reflektierende Elektrode 130 freilegt.
  • Die Öffnungen 131a können nahe den Kanten des Substrats 121 um die reflektierende Elektrode 130 angeordnet sein und können eine längliche Form, die sich entlang der Kanten des Substrates 121 erstreckt, umfassen. Wie in 21 gezeigt, sind die Öffnungen 131a an spitzen Winkelbereichen weiter voneinander entfernt als an stumpfen Winkelbereichen. Mit dieser Struktur ist es möglich, eine Stromverdichtung in der Nähe des spitzen Winkelbereiches zu verhindern. In einer Ausführungsform kann ein Abstand zwischen den Öffnungen 131a nahe der spitzen Winkelbereiche größer sein oder gleich zu einer Stromverteilungslänge sein und ein Abstand zwischen den Öffnungen nahe des stumpfen Winkelbereichs kann kleiner oder gleich sein zu der Stromverteilungslänge. Die Stromverteilungslänge bedeutet eine Länge von einer Kante von einer p-Elektrode zu einem Ort, in welchem eine Stromdichte 1/e Mal abfällt nach Anbringen eines Betriebsstroms.
  • Andererseits ist die Öffnung 131b restriktiv in einem oberen Bereich der reflektierenden Elektrode 130 angeordnet und um den spitzen Winkelbereich des Substrats 121 zu bevorzugen. In einer Ausführungsform kann die Öffnung 131b eine Dreiecksform oder eine Trapezform aufweisen.
  • Die untere Isolationsschicht 31 kann aus Oxiden gebildet sein, beispielsweise SiO2, Nitride, solche wie SiNx oder Isolationsmaterialien, solche wie MgF2 durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen. Die untere Isolationsschicht 31 kann aus einer einzelnen Schicht oder einer multiplen Schicht zusammengesetzt sein. Zusätzlich kann die Isolationsschicht 31 als einen Bragg-Spiegel (englisch: Distributed Bragg-Reflektor (DBR)) gebildet sein, in welchem Materialien mit niedrigem Brechungsindex und Materialien mit hohem Brechungsindex alternierend übereinander gestapelt sind. Beispielsweise kann eine reflektierende Isolationsschicht mit hoher Reflexion kann durch Stapeln von zum Beispiel SiO2/TiO2-Schichten oder SiO2/Nb2O5-Schichten gebildet sein.
  • In dieser Ausführungsform weisen die Öffnungen 131a, welche die erste leitfähige Halbleiterschicht freilegen, eine längliche Form auf und sind entlang der Kanten des Substrates 121 gebildet. Jedoch ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. Beispielsweise, wie in 25 gezeigt, können eine Vielzahl von Öffnungen 131c, welche die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 freilegen, entlang der Kanten des Substrates 121 angeordnet sein. In diesem Fall können die Vielzahl von Öffnungen 131c weiter voneinander angeordnet sein, wenn die Öffnungen sich dem spitzen Winkelbereich annähern ausgehend von dem stumpfen Winkelbereich, wodurch sich Stromverdichtung abbaut. Zusätzlich kann ein Abstand zwischen den Öffnungen 131c auf der gegenüberliegenden Seiten zu dem spitzen Winkelabschnittgrößer sein als der Abstand zwischen den Öffnungen 131c auf der gegenüberliegenden Seite des stumpfen Winkelbereichs. In einer Ausführungsform kann der Abstand zwischen den Öffnungen 131c auf der gegenüberliegenden Seite des spitzen Winkelbereichs größer sein oder gleich zu der Stromverteilungslänge und der Abstand zwischen den Öffnungen 131c auf den gegenüberliegenden Seiten des stumpfen Winkelbereichs kann weniger als oder gleich zu der Stromverteilungslänge sein. Die Öffnungen 131c können eine polygonale Form, eine kreisförmige Form oder eine halbkreisförmige Form aufweisen.
  • Bezugnehmend zu 22 ist eine Stromverteilungsschicht 133 auf der unteren Isolationsschicht 131 angeordnet. Die Stromverteilungsschicht 133 bedeckt die reflektierende Elektrode 130 und die erste leitfähige Halbleiterschicht 123. Zusätzlich umfasst die Stromverteilungsschicht 133 eine Öffnung 133a, welche in der oberen Region der reflektierenden Elektrode 130 angeordnet ist und die reflektierende Elektrode 130 freilegt. Die Stromverteilungsschicht 130 kann einen ohmschen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 durch die Öffnungen 131a der unteren Isolationsschicht 131 bilden. Die Stromverteilungsschicht 133 ist durch die untere Isolationsschicht 131 von der reflektierenden Elektrode 130 isoliert.
  • Die Öffnung 133a der Stromverteilungsschicht 133 weist eine größere Fläche als die Öffnung 131b der unteren Isolationsschicht 131 auf um zu verhindern, dass sich die Stromverteilungsschicht 133 mit der reflektierenden Elektrode 130 verbindet. Somit weist die Öffnung 133a Seitenwände auf, die auf der unteren Isolationsschicht 131 angeordnet ist.
  • Die Stromverteilungsschicht 133 ist im Wesentlichen über die gesamte obere Oberfläche des Substrates 131 mit Ausnahme der Öffnung 133a ausgebildet. Demgemäß kann Strom einfach durch die Stromverteilungsschicht 133 verteilt werden. Die Stromverteilungsschicht 33 kann eine hochreflektierende Metallschicht, beispielsweise eine Al-Schicht, umfassen, und die hochreflektierende Metallschicht kann an einer Verbindungsschicht, beispielsweise eine Ti, Cr oder Ni Schicht, gebildet sein. Zusätzlich kann eine Schutzschicht umfassend eine einzelne Schicht oder eine Verbundschichtstruktur aus Ni, Cr, Au und dergleichen auf der hochreflektierenden Metallschicht gebildet sein.
  • Die Stromverteilungsschicht 33 kann eine Multischicht-Struktur, beispielsweise Ti/Al/Ti/Ni/Au aufweisen.
  • Bezugnehmend auf 23 ist eine obere Isolationsschicht 135 auf der Stromverteilungsschicht 133 angeordnet. Die obere Isolationsschicht 135 umfasst eine Öffnung 135a, welche die Stromverteilungsschicht 133 freilegt und eine Öffnung 135b, welche die reflektierende Elektrode 130 freilegt. Die Öffnung 135a und die Öffnung 135b kann einander zugewandt angeordnet sein und kann nahe der spitzen Winkelbereiche des Substrates 121 angeordnet sein, wie in 23(a) gezeigt. Zusätzlich legt die Öffnung 135b die reflektierende Elektrode 130 frei, welche durch die Öffnung 133a der Stromverteilungsschicht 133 und der Öffnung 131b der unteren Isolationsschicht 131 freigelegt ist. Die Öffnung 135b weist eine schmälere Fläche als die Öffnung 133a der Stromverteilungsschicht 133 auf. Demgemäß können die Seitenwände der Öffnung 133a der Stromverteilungsschicht 133 durch die obere Isolationsschicht 135 bedeckt sein. Andererseits kann die Öffnung 135b eine kleinere Fläche als die Öffnung 131b der unteren Isolationsschicht 131 aufweisen. Alternativ kann die Öffnung 135b eine größere Fläche als die Öffnung 131b der unteren Isolationsschicht 131 aufweisen. Die Öffnung 135a kann eine umgekehrte Trapezform aufweisen und die Öffnung 135b kann eine Trapezform aufweisen.
  • Die obere Isolationsschicht 35 kann mittels einer oxidischen Isolationsschicht, einer nitridischen Isolationsschicht oder ein Polymer, beispielsweise Polyimide, Teflon, Parylene oder dergleichen, gebildet sein.
  • Bezugnehmend auf 24 sind ein erstes Pad 137a und ein zweites Pad 137b auf der oberen Isolationsschicht 135 gebildet. Das erste Pad 137a ist mit der Stromverteilungsschicht 133 durch die Öffnungen 135a der oberen Isolationsschicht 135 verbunden und das zweite Pad 137b ist mit den reflektierenden Elektroden 130 durch die Öffnungen 135b der oberen Isolationsschicht 135 verbunden. Als ein Resultat kann das erste Pad 137a mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 durch die Stromverteilungsschicht 133 verbunden sein und das zweite Pad 137b kann mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 127 durch die reflektierende Elektrode 130 verbunden sein. Die ersten und zweiten Pads 137a, 137b können als Pads zum Verbinden mit Bumps zum Anbringen der lichtemittierenden Diode auf ein Sub-mount, ein Package oder eine Leiterplatte oder Pads zur Oberflächenmontage (englisch: Surface Mount Technology (SMT)), eingesetzt werden.
  • Die ersten und zweiten Pads 137a, 137b können gleichzeitig durch den gleichen Prozess, beispielsweise eine Fotolithografie und Ätzprozess oder einen Lift-off-Prozess, gebildet sein. Jedes der ersten und zweiten Pads 137a, 137b können eine Verbindungsschicht, gebildet beispielsweise aus Ti, Cr, Ni oder dergleichen, oder eine hochleitfähige Metallschicht, gebildet aus Al, Cu, Ag, Au oder dergleichen, umfassen. Zusätzlich kann jedes der ersten und zweiten Pads 137a, 137b ferner eine Pad-Barriereschicht umfassen, die die hochleitende Metallschicht bedeckt. Die metallische Barriereschicht verhindert Diffusion von metallischen Elementen wie beispielsweise Zinn (Sn) in Laufe des Bondens oder Lötens, wodurch ein Anstieg in einem spezifischen Widerstand des ersten und zweiten Pads 137a, 137b verhindert wird. Die Pad-Barriereschicht kann aus Cr, Ni, Ti, W, TiW, Mo, Pt oder Kombinationen davon gebildet sein.
  • Anschließend wird das Substrat 121 in individuelle lichtemittierende Diodenchips vereinzelt, wodurch fertiggestellte lichtemittierende Diodenchips bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das Substrat 121 in individuelle lichtemittierende Diodenchips geteilt werden, wobei diese durch Anreißen (engl.: scribing) entlang einer Gruppe von m-Ebenen eine Parallelogramm-Form aufweisen. Als Resultat kann eine lichtemittierende Diode umfassend das Substrat 121, Seitenflächen, welche aus der Gruppe von m-Ebenen gebildet sind, bereitgestellt werden.
  • Andererseits kann das Substrat 121 Gegenstand eines Verdünnungsprozesses zum Erzielen einer dünneren Dicke, bevor eine Vereinzelung in die individuellen lichtemittierenden Chips erfolgt, sein. Vorliegend weist das Substrat 121 eine Dicke von größer als 100 μm, insbesondere 225 μm bis 400 μm, auf.
  • Andererseits kann eine konforme Beschichtung 50 (siehe 27) ferner gebildet sein, um das Substrat 121 der individuellen lichtemittierenden Diodenchips zu bedecken. Die konforme Beschichtung kann vor oder nach Vereinzelung des Substrates 121 in individuelle Chips gebildet werden.
  • Im Folgenden wird die Struktur einer lichtemittierenden Diode 100a gemäß einer Ausführung der Erfindung unter Bezugnahme auf die 26 beschrieben.
  • Bezugnehmend auf 26 umfasst die lichtemittierende Diode 100a ein Substrat 121, eine erste leitfähige Halbleiterschicht 123, eine aktive Schicht 125, eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 127, ein erstes Pad 137a und ein zweites Pad 137b, und kann eine reflektierende Elektrode 130, eine Stromverteilungsschicht 133, eine untere Isolationsschicht 131 und eine obere Isolationsschicht 135 umfassen.
  • Das Substrat 121 kann ein Aufwachssubstrat zum Aufwachsen von Galliumnitrid-basierten epitaktischen Schichten, beispielsweise ein Saphirsubstrat, ein Siliziumcarbid-Substrat, oder ein Galliumnitrid-Substrat, sein. Das Substrat 121 kann eine erste Oberfläche 121a, eine zweite Oberfläche 121b und eine Seitenfläche 121c umfassen. Die erste Oberfläche 121a ist eine Ebene, auf welcher Halbleiterschichten aufgewachsen sind, und die zweite Oberfläche 121b ist eine Ebene, durch welche ein Licht, das in einer aktiven Schicht 125 generiert wird, nach außen tritt. Die Seitenfläche 121c verbindet die erste Oberfläche 121a und die zweite Oberfläche 121b. Die Seitenfläche 121c des Substrates 121 kann senkrecht auf der ersten Oberfläche 121a und der zweiten Oberfläche 121b sein, ist jedoch darauf nicht beschränkt. Alternativ kann die Seitenfläche 121b des Substrates 121 schräg zu dieser verlaufen. Beispielsweise, wie durch die gepunktete Linie in 26 gezeigt, kann das Substrat 121 eine schräge Seitenfläche 121d derart umfassen, dass die erste Oberfläche 121a eine größere Fläche als die zweite Oberfläche 121b aufweist.
  • Zusätzlich kann das Substrat 121 eine polygonale Form umfassend zumindest einen spitzen Winkel aufweisen. Beispielsweise kann die erste Oberfläche 121a und die zweite Oberfläche 121b eine polygonale Form aufweisen, beispielsweise eine Parallelogramm-Form, eine dreieckige Form, eine fünfeckige Form oder dergleichen, wie in 20 gezeigt. Wenn das Substrat 121 einen spitzen Winkel umfasst, hat die lichtemittierende Diode eine verbesserte Lichtextraktionseffizienz durch die spitzen Winkelbereiche, während der Strahlwinkel des Lichts an den spitzen Winkelbereichen ansteigt.
  • In dieser Ausführungsform kann das Substrat 121 eine Dicke von größer als 100 μm, insbesondere in dem Bereich von 225 μm bis 400 μm, aufweisen. Der Strahlwinkel des Lichts kann mit zunehmender Dicke des Substrats 121 ansteigen und wenn das Substrat 121 eine Dicke von 225 μm oder mehr aufweist, kann der Strahlwinkel des Lichts allgemein konstant gehalten werden.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 ist auf der ersten Oberfläche 121a des Substrates 121 angeordnet. Die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 kann die gesamte Fläche der ersten Oberfläche 121a des Substrates 121 bedecken, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 restriktiv innerhalb einer oberen Region des Substrates 121 derart angeordnet sein, um der ersten Oberfläche 121a zu ermöglichen, entlang einer Kante des Substrates 121 frei zu legen.
  • Ein Mesa umfassend die aktive Schicht 125 und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 ist auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 angeordnet. Insbesondere sind die aktive Schicht 125 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 127 restriktiv innerhalb der oberen Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 127 angeordnet, wie unter Bezugnahme auf 20 beschrieben. Demgemäß können einige Regionen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 127 freigelegt sein, insbesondere entlang der Kante des Substrates 121.
  • Die reflektierende Elektrode 130 bildet mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 127 einen ohmschen Kontakt. Wie unter Bezugnahme auf 20 beschrieben, umfasst die reflektierende Elektrode 130 eine reflektierende Schicht 128 und eine Barriereschicht 129, welche eine obere Oberfläche und eine Seitenfläche der reflektierenden Schicht 128 bedecken können.
  • Die Stromverteilungsschicht 133 bedeckt die reflektierende Elektrode 130 und die erste leitfähige Halbleiterschicht 123. Die Stromverteilungsschicht 133 weist eine Öffnung 133a angeordnet auf einem oberen Bereich der reflektierende Elektrode 130 derart auf, dass die reflektierende Elektrode 30 durch diese freigelegt ist. Die Stromverteilungsschicht 133 kann die Gesamtfläche der reflektierende Elektrode 130 mit Ausnahme eines Bereiches der oberen Region der reflektierende Elektrode 130, in welcher die Öffnung 133a gebildet ist, bedecken und kann auch die Gesamtfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 bedecken.
  • Die Stromverteilungsschicht bildet auch einen ohmschen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 aus und ist von der reflektierende Elektrode 130 isoliert. Beispielsweise kann die Stromverteilungsschicht 133 von der reflektierenden Elektrode 130 mittels der unteren Isolationsschicht 131 isoliert sein. Die untere Isolationsschicht 131 ist zwischen der reflektierende Elektrode 130 und der Stromverteilungsschicht 133 angeordnet, um die Stromverteilungsschicht 133 von der reflektierende Elektrode 130 zu isolieren.
  • Zusätzlich kann die untere Isolationsschicht 131 eine Öffnung 131b angeordnet innerhalb der oberen Region der reflektierenden Elektrode 130, derart, dass die reflektierende Elektrode 30 durch diese freigelegt ist und Öffnungen 131a, die die erste leitfähige Halbleiterschicht 123 durch diese freilegen, umfassen. Die Öffnung 131b der unteren Isolationsschicht 131 hat eine kleinere Fläche als die Öffnung 131a der Stromverteilungsschicht 133 und ist vollständig durch die Öffnung 133a freigelegt.
  • Andererseits kann die Stromverteilungsschicht 133 mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 mittels der Öffnungen 131a verbunden sein. Vorliegend, wie unter Bezugnahme auf 21 beschrieben, können die Öffnungen 131a entlang der Substratkanten 121 angeordnet sein und an einem spitzen Winkelbereich weiter zueinander separiert sein als an einem stumpfen Winkelbereich. Mit dieser Struktur kann die lichtemittierende Diode an dem spitzen Winkelbereich Stromverdichtung (engl.: current crowding) verhindern, wodurch sich die Lichtausbeute verbessert. Zusätzlich kann die untere Isolationsschicht 131 Öffnungen 131c, wie unter Bezugnahme auf 25 beschrieben, anstatt den Öffnungen 131a umfassen.
  • Die obere Isolationsschicht 135 bedeckt zumindest einen Bereich der Stromverteilungsschicht 133. Zusätzlich weist die obere Isolationsschicht 135 eine Öffnung 135a auf, die die Stromverteilungsschicht 133 freilegt, und eine Öffnung 135b, die die reflektierende Elektrode 130 freilegt. Die Öffnung 135a und die Öffnung 135b können nahe des spitzen Winkelbereichs einander zugewandt angeordnet sein. Zusätzlich kann die obere Isolationsschicht 135 eine Seitenwand der Öffnung 133a der Stromverteilungsschicht 133 bedecken und die Öffnung 135b kann innerhalb der Öffnung 133a angeordnet sein.
  • Das erste Pad 137a kann auf der Stromverteilungsschicht 133 angeordnet sein und kann beispielsweise mit der Stromverteilungsschicht 133 durch die Öffnung 135a der oberen Isolationsschicht 135 verbunden sein. Das erste Pad 137a ist mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 123 durch die Stromverteilungsschicht 133 elektrisch kontaktiert. Zusätzlich ist das zweite Pad 137b mit der reflektierenden Elektrode 130 freigelegt durch die Öffnung 135b verbunden und elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 127 durch die reflektierende Elektrode 130 verbunden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform weist das Substrat 121 eine polygonale Form umfassend zumindest einen spitzen Winkel, beispielsweise eine Parallelogramm-Form oder eine dreieckige Form, auf, wodurch sich die Lichtextraktionseffizienz verbessert. Weiterhin ist der Lichtfluss durch den spitzen Winkelbereich verbessert, wodurch der Strahlwinkel der lichtemittierenden Diode durch Verwendung der spitzen Winkelbereiche adjustiert sein kann.
  • Zusätzlich gemäß dieser Ausführungsform weist das Substrat 121 eine Dicke von 100 μm oder mehr auf, wodurch sich der Strahlwinkel des Lichts verbessert.
  • Ferner umfasst die Stromverteilungsschicht 123 eine reflektierende Metallschicht, beispielsweise eine Al-Schicht, oder die untere Isolationsschicht ist als eine isolierende reflektierende Schicht gebildet, wodurch Licht, welches nicht an den reflektierenden Elektroden 130 reflektiert wird, durch die Stromverteilungsschicht 123 oder die untere Isolationsschicht 131 reflektiert werden kann, wodurch sich die Lichtextraktionseffizienz verbessert.
  • 27 ist eine Schnittansicht einer lichtemittierenden Diode 200a gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Die lichtemittierende Diode 200a gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen ähnlich zu der lichtemittierenden Diode 100a der 26 mit der Ausnahme einer konformen Beschichtung 150, welche auf dem Substrat 121 angeordnet ist. Die konforme Beschichtung 150 bedeckt gleichmäßig die zweite Oberfläche 121b des Substrates 121 und kann auch die Seitenfläche 121c bedecken. Die konforme Beschichtung 150 kann ein Wellenlängen-Konversionsmaterial, beispielsweise einen Leuchtstoff, umfassen.
  • Ferner kann die Summe aus der Dicke des Substrates 121 und der Dicke der konformen Beschichtung 150 225 μm bis 600 μm sein. Beispielsweise kann die konforme Beschichtung 150 eine Dicke von 20 μm bis 200 μm aufweisen. Ferner kann die Dicke des Substrates 121 abhängig von der Dicke der konformen Beschichtung variieren, beispielsweise von 100 μm bis 400 μm reichen. Wenn die Summe der Dicke des Substrates 121 und die Dicke der konformen Schicht 150 größer als oder gleich 225 μm ist, kann der Strahlwinkel der lichtemittierenden Diode 200a auf 140° oder mehr gestiegen sein.
  • 28 zeigt schematische Schnittansichten aufzeigend Lichtextraktionscharakteristika, abhängig von der Form eines Substrates. Vorliegend zeigt (a) einen Lichtpfad eines typischen Substrates 111 mit einer rechteckigen Form und (b) zeigt einen Lichtpfad eines Substrat 121 mit einer Diamantform umfassend spitze Winkel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 28(a) tritt Licht, generiert an einem bestimmten Ort Lp einer aktiven Schicht in das Substrat und wiederholt Totalreflektion auf Innenflächen des Substrates 111. Als Ergebnis durchläuft das Licht eine wesentliche Distanz innerhalb des Substrates 111, wobei Lichtverlust innerhalb des Substrates 111 verursacht wird. Wenn die Dicke des Substrates 111 ansteigt, wird die Totalreflektion des Lichts stärker an den Seitenflächen des Substrates 111, wodurch der Lichtverlust ansteigt. Ferner wird kein wesentlicher Unterschied hinsichtlich eines Strahlwinkels je nach Richtungen festgestellt, da Licht emittiert von Bereichen des Substrates 111 ähnliche Charakteristika aufweisen.
  • Im Gegensatz dazu umfasst das Substrat 121 eine Diamantform, wie in 28(b) gezeigt, wobei generiertes Licht an einem spezifischen Platz Lp in einer aktiven Schicht in das Substrat 121 eintritt, durch Innenflächen des Substrates 121 total reflektiert wird und mit einem reduzierten Lichteinfallswinkel nahe eines spitzen Winkelbereichs nach außen tritt. Demgemäß stellt das Substrat 121 verglichen zu dem typischen Substrat 111 umfassend eine Diamantform eine verbesserte Lichtextraktionseffizienz bereit. Des Weiteren, da die Lichtextraktionseffizienz an den spitzen Winkelbereichen höher ist, steigt der Strahlwinkel des Lichts an den spitzen Winkelbereichen im Vergleich zu den stumpfen Winkelbereichen an. Demgemäß ist es möglich, eine lichtemittierende Diode mit unterschiedlichen Strahlwinkeln in Abhängigkeit von Richtungen bereitzustellen.
  • 29 ist ein Graph, welcher Strahlwinkel einer Flip-Chip-Typ lichtemittierenden Diode, hergestellt durch ein herkömmliches Verfahren, und eine Flip-Chip-Typ lichtemittierende Diode, hergestellt durch ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, zeigt. In der lichtemittierenden Diode, hergestellt nach dem herkömmlichen Verfahren, hat ein Substrat 111 mit einer rechteckigen Form von 300 μm × 1000 μm und eine Dicke von etwa 250 μm. In der Flip-Chip-Typ lichtemittierenden Diode, hergestellt durch das Verfahren gemäß einer Ausführungsform, betrug eine Distanz zwischen spitzen Winkelbereichen des Substrates 121 1 mm und ein Abstand zwischen stumpfen Winkelbereichen davon betrug etwa 0,58 mm.
  • Bezugnehmend auf 29 gilt für die typische lichtemittierende Diode eine Strahlwinkelverteilung (R-X) auf der x-Achsen(Nebenachsen)-Richtung ist im Wesentlichen ähnlich zu einer Strahlwinkelverteilung (R-Y) auf der y-Achsen(Hauptachsen)-Richtung. Im Gegensatz dazu gilt für die lichtemittierende Diode gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine Strahlwinkelverteilung (D-Y) in der x-Achsen-Richtung passierend die spitzen Winkelbereiche ist größer als eine Strahlwinkelverteilung (D-X) in einer y-Achsen-Richtung passierend die stumpfen Winkelbereiche.
  • Durch die Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, eine lichtemittierende Diode bereitzustellen, die unterschiedliche Strahlwinkelcharakteristika je nach x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung bereitzustellen. Solch eine lichtemittierende Diode kann vorteilhaft in einer Lichtvorrichtung, welche unterschiedliche Strahlwinkelcharakteristika abhängig von einer Richtung erfordern, beispielsweise eine LED-Fluoreszenzlampe, eingesetzt werden. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden linear angeordnet sein, um senkrecht zu einer longitudinalen Richtung der LED-Fluoreszenzlampe aufweisend einen breiten Strahlwinkel, wodurch es ermöglicht wird, einen weiten Bereich zu beleuchten, während ein Lichtverlust innerhalb der Fluoreszenzlampe reduziert wird.
  • Zwar wurden verschiedene Ausführungsformen und Merkmale der vorliegenden Erfindung oben beschrieben, aber es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist und verschiedene Modifikationen, Veränderungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (50)

  1. Lichtemittierende Diode umfassend: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht; eine aktive Schicht angeordnet zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht; ein erstes Pad, das elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das elektrisch mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrats nach außen tritt, und die lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von 140° oder größer in zumindest einer axialen Richtung derselben aufweist.
  2. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrats bedeckt, wobei Licht, welches durch die zweite Oberfläche emittiert, durch die konforme Oberflächenbeschichtung nach außen tritt.
  3. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 2, wobei eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Oberflächenbeschichtung von 225 μm bis 600 μm reicht.
  4. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 3, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 150 μm bis 400 μm umfasst.
  5. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 3, wobei die konforme Beschichtung eine Dicke von 20 μm bis 200 μm umfasst.
  6. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 1, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 225 μm bis 400 μm umfasst.
  7. Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend: eine Vielzahl von Mesas, die voneinander separiert auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet sind, wobei jedes der Mesas die aktive Schicht und die zweite leitfähige Halbleiterschicht umfasst.
  8. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 7, weiter umfassend: reflektierende Elektroden, welche jeweils auf der Vielzahl der Mesas angeordnet sind und mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht einen ohmschen Kontakt ausbilden; und eine Stromverteilungsschicht, welche die Vielzahl von Mesas und die erste leitfähige Halbleiterschicht bedeckt und jeweils Öffnungen in den oberen Bereichen der Vielzahl von Mesas aufweist und dabei die reflektierenden Elektroden freilegen, die Stromverteilungsschicht mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht einen ohmschen Kontakt ausbildet und von der Vielzahl der Mesas isoliert ist, wobei das erste Pad mit der Stromverteilungsschicht elektrisch kontaktiert ist und das zweite Pad zu den reflektierenden Elektroden über die Öffnungen elektrisch kontaktiert ist.
  9. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Mesas eine längliche Form, die sich in einer Richtung erstrecken, umfasst und parallel zueinander angeordnet sind.
  10. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 8, wobei die Stromverteilungsschicht ein reflektierendes Metall umfasst.
  11. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 8, wobei jedes der reflektierenden Elektroden eine reflektierende Metallschicht und eine metallische Barriereschicht umfasst, die metallische Barriereschicht eine obere Oberfläche und eine Seitenfläche der reflektierenden Metallschicht bedeckt.
  12. Lichtemittierende Diode gemäß Anspruch 8, weiter umfassend: eine obere Isolationsschicht, die zumindest stellenweise die Stromverteilungsschicht bedeckt und Öffnungen umfasst, die die reflektierenden Elektroden freilegen, wobei das zweite Pad elektrisch mit den reflektierenden Elektroden verbunden ist, welche durch die Öffnungen der oberen Isolationsschicht freigelegt sind.
  13. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 8, weiter umfassend: eine untere Isolationsschicht, welche zwischen der Vielzahl von Mesas und der Stromverteilungsschicht angeordnet ist und die Stromverteilungsschicht von der Vielzahl der Mesas isoliert, wobei die untere Isolationsschicht jeweils Öffnungen umfasst, die entsprechend in den oberen Regionen der Mesas angeordnet sind und die reflektierenden Elektroden freilegen.
  14. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 13, wobei jedes der Öffnungen der Stromverteilungsschicht eine größere Breite umfasst als die Öffnungen der unteren Isolationsschicht, um zu ermöglichen, dass die korrespondierende Öffnung der unteren Isolationsschicht durch diese hindurch vollständig freigelegt ist.
  15. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 14, weiter umfassend: eine obere Isolationsschicht, die zumindest stellenweise die Stromverteilungsschicht bedeckt und Öffnungen, die die reflektierenden Elektroden freilegen, wobei die obere Isolationsschicht Seitenwände der Öffnungen der Stromverteilungsschicht bedeckt.
  16. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 13, wobei die untere Isolationsschicht eine reflektierende dielektrische Schicht ist.
  17. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 1, wobei die Seitenfläche derart geneigt ist, dass die erste Oberfläche eine größere Fläche als die zweite Oberfläche umfasst.
  18. Lichtemittierende Diode umfassend: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht, welche auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates angeordnet ist; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht, welche auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; eine aktive Schicht, welche zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch die zweite Oberfläche des transparenten Substrats nach außen tritt, und das transparente Substrat eine Dicke von 225 μm bis 400 μm umfasst.
  19. Lichtemittierende Diode umfassend: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht, welche auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates angeordnet ist; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht, welche auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; eine aktive Schicht, welche zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche das transparente Substrat bedeckt, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch die konforme Oberflächenbeschichtung nach außen tritt, und eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Oberflächenbeschichtung von 225 μm bis 600 μm reicht.
  20. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 19, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 150 μm bis 400 μm umfasst.
  21. Lichtmodul umfassend eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, wobei zumindest eine lichtemittierende Diode umfasst: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates angeordnet ist; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; eine aktive Schicht, die zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; ein erster Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen tritt, und die zumindest eine lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von 140° oder größer in zumindest einer axialen Richtung derselben aufweist.
  22. Lichtmodul nach Anspruch 21, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 225 μm bis 400 μm umfasst.
  23. Lichtmodul nach Anspruch 21, wobei die zumindest eine lichtemittierende Diode weiter eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrates bedeckt, umfasst, und eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Beschichtung von 225 μm bis 600 μm reicht.
  24. Beleuchtungsvorrichtung umfassend das Lichtmodul nach einem der Ansprüche 21 bis 23.
  25. Hintergrundbeleuchtung umfassend eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, wobei zumindest eine lichtemittierende Diode umfasst: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates angeordnet ist; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; eine aktive Schicht, die zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen tritt, und die zumindest eine lichtemittierende Diode einen Strahlwinkel von 140° oder größer in zumindest einer axialen Richtung derselben aufweist.
  26. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 25, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 225 μm bis 400 μm umfasst.
  27. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 25, wobei die zumindest eine lichtemittierende Diode eine konforme Oberflächenbeschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrates bedeckt, umfasst, und eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Beschichtung von 225 μm bis 600 μm reicht.
  28. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 27, wobei die konforme Beschichtung eine Dicke von 20 μm bis 200 μm umfasst.
  29. Lichtemittierende Diode umfassend: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates angeordnet ist; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; eine aktive Schicht, welche zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist, und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen tritt, und das transparente Substrat zumindest einen spitzen Winkel umfasst.
  30. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 29, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 100 μm bis 400 μm umfasst.
  31. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 30, wobei die polygonale Form mit zumindest einem spitzen Winkel eine dreieckige Form, eine Parallelogrammform oder eine fünfeckige Form ist.
  32. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 29, wobei das transparente Substrat ein Saphirsubstrat ist.
  33. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 32, wobei das transparente Substrat eine Parallelogrammform umfasst und eine Seitenfläche des transparenten Substrates aus einer Gruppe von m-Ebenen gebildet ist.
  34. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 29, weiter umfassend: eine reflektierende Elektrode, die auf der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist und ein in der aktiven Schicht generiertes Licht reflektiert.
  35. Lichtemittierende Diode nach einem Ansprüche 29 bis 34, wobei die aktive Schicht und die zweite leitfähige Halbleiterschicht derart restriktiv innerhalb einer oberen Region der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist, dass eine obere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht entlang der Substratkanten freigelegt ist.
  36. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 35, weiter umfassend: eine Stromverteilungsschicht, welche das erste Pad mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbindet, wobei das erste Pad und das zweite Pad oberhalb der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet sind.
  37. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 36, wobei die Stromverteilungsschicht ein reflektierendes Metall umfasst.
  38. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 36, weiter umfassend: eine untere Isolationsschicht, welche die Stromverteilungsschicht von der reflektierenden Elektrode isoliert, wobei die untere Isolationsschicht Öffnungen umfasst, die die erste leitfähige Halbleiterschicht freilegt, wobei die Stromverteilungsschicht mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht durch die Öffnungen der unteren Isolationsschicht verbunden ist.
  39. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 38, wobei die Öffnungen in einer länglichen Form entlang der Substratkanten entsprechend angeordnet sind und an zumindest einem spitzen Winkelbereich weiter voneinander separiert sind als an anderen Winkelbereichen.
  40. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 38, wobei die Öffnungen eine Vielzahl von zueinander entlang der Substratkanten separierten Löcher umfasst, und ein Abstand zwischen den Löchern zunimmt, wenn die Löcher sich an den zumindest einen spitzen Winkelbereich annähern.
  41. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 29, wobei die Seitenfläche derart geneigt ist, dass die erste Oberfläche eine größere Fläche umfasst als die zweite Oberfläche.
  42. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 29, weiter umfassend: eine konforme Beschichtung, welche die zweite Oberfläche des Substrates bedeckt.
  43. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 42, wobei eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Beschichtung von 225 μm bis 600 μm reicht.
  44. Beleuchtungsvorrichtung umfassend eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, wobei zumindest eine lichtemittierende Diode umfasst: ein transparentes Substrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und eine Seitenfläche, welche die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche verbindet; eine erste leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten Oberfläche des transparenten Substrates angeordnet ist; eine zweite leitfähige Halbleiterschicht, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; eine aktive Schicht, die zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist, wobei ein in der aktiven Schicht generiertes Licht durch das transparente Substrat über die zweite Oberfläche des transparenten Substrates nach außen tritt, und das transparente Substrat eine polygonale Form mit zumindest einem spitzen Winkel umfasst.
  45. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 44, wobei das transparente Substrat eine Dicke von 100 μm bis 400 μm umfasst.
  46. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 44, wobei die polygonale Form mit zumindest einem spitzen Winkel eine dreieckige Form, eine Parallelogrammform oder eine fünfeckige Form ist.
  47. Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 46, wobei das transparente Substrat eine Parallelogrammform umfasst und eine Seitenfläche des transparenten Substrates durch eine Gruppe m-Ebenen gebildet ist.
  48. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 47, wobei die zumindest eine lichtemittierende Diode ferner umfasst eine konforme Beschichtung, welche die zweite Oberfläche des transparenten Substrates bedeckt, und eine Gesamtdicke des transparenten Substrates und der konformen Beschichtung von 225 μm bis 600 μm reicht.
  49. Lichtemittierende Diode umfassend: eine erste leitfähige Halbleiterschicht angeordnet auf einer ersten Oberfläche eines Substrates mit der ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche gegenüberliegend der ersten Oberfläche; eine Mesa mit einer aktiven Schicht und einer zweiten leitfähigen Halbleiterschicht, die sequentiell auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht gestapelt ist, die Mesa eine polygonale Form mit einem spitzen Winkel und einem stumpfen Winkel in einer Draufsicht umfasst, und das Mesa die erste leitfähige Halbleiterschicht freiliegend zu dessen Außenseite umfasst; eine untere Isolationsschicht, die das Mesa bedeckt und eine Vielzahl von ersten Öffnungen, welche angrenzend zu Außenseiten der Mesa angeordnet sind und die erste leitfähige Halbleiterschicht freilegen und eine zweite Öffnung, welche eine obere Oberfläche der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht freilegt; ein erstes Pad, das mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht durch die ersten Öffnungen verbunden ist; und ein zweites Pad, das mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht durch die zweite Öffnung verbunden ist, wobei ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen angeordnet nahe des spitzen Winkels der Mesa größer ist als ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen angeordnet nahe des stumpfen Winkels der Mesa.
  50. Lichtemittierende Diode nach Anspruch 49, wobei ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen nahe des spitzen Winkels der Mesa größer oder gleich zu einer Stromverteilungslänge ist, und ein Abstand zwischen den ersten Öffnungen angeordnet nahe des stumpfen Winkels kleiner oder gleich zu der Stromverteilungslänge ist.
DE112013005849.9T 2012-12-06 2013-10-22 Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür Pending DE112013005849T5 (de)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0140991 2012-12-06
KR1020120140991A KR102013364B1 (ko) 2012-12-06 2012-12-06 발광 다이오드 및 그것의 어플리케이션
KR1020120155783A KR102071036B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 발광 다이오드 및 그것을 채택하는 조명 장치
KR10-2012-0155783 2012-12-28
KR10-2013-0011453 2013-01-31
KR1020130011453A KR101984932B1 (ko) 2013-01-31 2013-01-31 예각과 둔각을 가지는 다각형의 발광다이오드 및 이를 포함하는 조명모듈
PCT/KR2013/009395 WO2014088201A1 (ko) 2012-12-06 2013-10-22 발광 다이오드 및 그것의 어플리케이션

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112013005849T5 true DE112013005849T5 (de) 2015-08-20

Family

ID=50883597

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112013005849.9T Pending DE112013005849T5 (de) 2012-12-06 2013-10-22 Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür
DE202013012758.9U Expired - Lifetime DE202013012758U1 (de) 2012-12-06 2013-10-22 Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202013012758.9U Expired - Lifetime DE202013012758U1 (de) 2012-12-06 2013-10-22 Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür

Country Status (4)

Country Link
US (4) US9608171B2 (de)
CN (3) CN105074941B (de)
DE (2) DE112013005849T5 (de)
WO (1) WO2014088201A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019110377A1 (de) * 2017-12-08 2019-06-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement und anzeigevorrichtung
DE102018117018A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer silberhaltigen stromaufweitungsstruktur und optoelektronische vorrichtung

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105074941B (zh) * 2012-12-06 2019-10-08 首尔伟傲世有限公司 发光二极管、照明模块、照明设备和背光单元
US20140362603A1 (en) * 2013-05-09 2014-12-11 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light source module and backlight unit having the same
WO2015016561A1 (en) 2013-07-29 2015-02-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode, method of fabricating the same and led module having the same
US9847457B2 (en) * 2013-07-29 2017-12-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode, method of fabricating the same and LED module having the same
US9608168B2 (en) * 2014-06-13 2017-03-28 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode
US10297719B2 (en) * 2015-08-27 2019-05-21 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Micro-light emitting diode (micro-LED) device
US10854785B2 (en) 2015-10-01 2020-12-01 Sensor Electronic Technology, Inc. Contact configuration for optoelectronic device
US10707379B2 (en) 2015-10-01 2020-07-07 Sensor Electronic Technology, Inc. Configuration for optoelectronic device
JP6361645B2 (ja) * 2015-12-22 2018-07-25 日亜化学工業株式会社 発光装置
FR3050872B1 (fr) * 2016-04-27 2019-06-14 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Diode electroluminescente comprenant au moins une couche intermediaire de plus grand gap disposee dans au moins une couche barriere de la zone active
DE102016112587A1 (de) * 2016-07-08 2018-01-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip
CN110121782A (zh) 2017-03-23 2019-08-13 首尔半导体株式会社 显示装置及其制造方法
US10746387B2 (en) 2017-03-31 2020-08-18 Mind Head Llc Low voltage security lighting systems for perimeter fences having tactical glare capabilities
KR102601417B1 (ko) * 2017-09-28 2023-11-14 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 칩
US11282981B2 (en) * 2017-11-27 2022-03-22 Seoul Viosys Co., Ltd. Passivation covered light emitting unit stack
US10418510B1 (en) * 2017-12-22 2019-09-17 Facebook Technologies, Llc Mesa shaped micro light emitting diode with electroless plated N-contact
CN110192287B (zh) * 2017-12-22 2022-10-28 首尔伟傲世有限公司 芯片级封装发光二极管
US10325889B1 (en) 2018-01-12 2019-06-18 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Display device including LED devices with selective activation function
CN108461583B (zh) * 2018-02-05 2019-11-08 广东省半导体产业技术研究院 一种紫外led芯片的制作方法
US10784407B2 (en) 2018-04-23 2020-09-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light emitting element and nitride semiconductor light emitting device
KR102565148B1 (ko) * 2018-06-27 2023-08-18 서울바이오시스 주식회사 플립칩형 발광 다이오드 칩 및 그것을 포함하는 발광 장치
JP6915029B2 (ja) * 2018-11-30 2021-08-04 シャープ株式会社 マイクロ発光素子及び画像表示素子
US11362073B2 (en) * 2019-02-08 2022-06-14 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device including multiple transparent electrodes for display and display apparatus having the same
CN111341895A (zh) * 2020-03-10 2020-06-26 淄博职业学院 一种发光二极管
CN114242875B (zh) * 2021-12-06 2023-09-01 华引芯（武汉）科技有限公司 发光器件及其制作方法、照明装置及显示装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3557011B2 (ja) * 1995-03-30 2004-08-25 株式会社東芝 半導体発光素子、及びその製造方法
US6784463B2 (en) * 1997-06-03 2004-08-31 Lumileds Lighting U.S., Llc III-Phospide and III-Arsenide flip chip light-emitting devices
US6194743B1 (en) 1997-12-15 2001-02-27 Agilent Technologies, Inc. Nitride semiconductor light emitting device having a silver p-contact
JP4024994B2 (ja) * 2000-06-30 2007-12-19 株式会社東芝 半導体発光素子
JP2004101587A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Nec Corp レンズ駆動装置
US7064353B2 (en) * 2004-05-26 2006-06-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED chip with integrated fast switching diode for ESD protection
JP2006012916A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子
US7534633B2 (en) * 2004-07-02 2009-05-19 Cree, Inc. LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same
JP4450199B2 (ja) * 2004-09-30 2010-04-14 豊田合成株式会社 半導体発光素子
KR20060030350A (ko) * 2004-10-05 2006-04-10 삼성전자주식회사 백색광 발생 유닛, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를갖는 액정표시장치
KR20060077801A (ko) 2004-12-31 2006-07-05 엘지전자 주식회사 고출력 발광 다이오드 및 그의 제조 방법
TWI389337B (zh) * 2005-05-12 2013-03-11 Panasonic Corp 發光裝置與使用其之顯示裝置及照明裝置，以及發光裝置之製造方法
KR100773935B1 (ko) * 2005-12-19 2007-11-06 주식회사 대우일렉트로닉스 유기 발광 소자 패널
JP4802314B2 (ja) * 2006-01-24 2011-10-26 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子とその製造方法
KR100833309B1 (ko) * 2006-04-04 2008-05-28 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자
US20090200568A1 (en) * 2006-05-02 2009-08-13 Hideyoshi Horie Semiconductor light-emitting device
TWI344709B (en) * 2007-06-14 2011-07-01 Epistar Corp Light emitting device
TW201041191A (en) 2008-12-19 2010-11-16 Samsung Led Co Ltd Light emitting device package, backlight unit, display device and illumination device
WO2010074288A1 (ja) * 2008-12-28 2010-07-01 有限会社Ｍｔｅｃ 高電圧駆動の発光ダイオードモジュール
CN101881400A (zh) * 2009-05-05 2010-11-10 厦门市信达光电科技有限公司 Led路灯光源模组
JPWO2011071100A1 (ja) 2009-12-11 2013-04-22 豊田合成株式会社 半導体発光素子、半導体発光素子を用いた発光装置および電子機器
KR101654340B1 (ko) * 2009-12-28 2016-09-06 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드
KR101579220B1 (ko) 2010-03-26 2015-12-23 주식회사 솔라코 컴퍼니 엘이디 조명모듈 및 이를 이용한 조명램프
KR101125335B1 (ko) * 2010-04-15 2012-03-27 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 제조방법 및 발광소자 패키지
KR101795053B1 (ko) * 2010-08-26 2017-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지, 라이트 유닛
KR101746004B1 (ko) * 2010-10-29 2017-06-27 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR20120053571A (ko) 2010-11-18 2012-05-29 서울옵토디바이스주식회사 복수의 메사 구조체를 갖는 발광 다이오드 칩
CN102544250B (zh) * 2010-12-27 2014-05-07 同方光电科技有限公司 一种GaN基发光二极管的制作方法
KR20120079363A (ko) * 2011-01-04 2012-07-12 삼성전자주식회사 광원용 렌즈, 이를 갖는 광원 모듈 및 백라이트 어셈블리
US9166126B2 (en) * 2011-01-31 2015-10-20 Cree, Inc. Conformally coated light emitting devices and methods for providing the same
TWI467805B (zh) * 2011-03-08 2015-01-01 Opto Tech Corp 具寬視角的發光二極體及其製造方法
CN102339913B (zh) * 2011-09-30 2013-06-19 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压led器件及其制造方法
CN106252491A (zh) * 2012-05-29 2016-12-21 晶元光电股份有限公司 发光装置
CN105074941B (zh) * 2012-12-06 2019-10-08 首尔伟傲世有限公司 发光二极管、照明模块、照明设备和背光单元

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019110377A1 (de) * 2017-12-08 2019-06-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement und anzeigevorrichtung
US11211533B2 (en) 2017-12-08 2021-12-28 Osram Oled Gmbh Optoelectronic component and display device
DE102018117018A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer silberhaltigen stromaufweitungsstruktur und optoelektronische vorrichtung
DE112019003567B4 (de) 2018-07-13 2024-05-29 Osram Oled Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer silberhaltigen stromaufweitungsstruktur und optoelektronische vorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN110600593B (zh) 2023-01-03
US10497836B2 (en) 2019-12-03
US20150270442A1 (en) 2015-09-24
US9608171B2 (en) 2017-03-28
CN109979925B (zh) 2024-03-01
CN105074941B (zh) 2019-10-08
CN109979925A (zh) 2019-07-05
US20200098949A1 (en) 2020-03-26
US20170200864A1 (en) 2017-07-13
US10749080B2 (en) 2020-08-18
DE202013012758U1 (de) 2019-04-29
CN110600593A (zh) 2019-12-20
US20150287888A1 (en) 2015-10-08
US9548425B2 (en) 2017-01-17
WO2014088201A1 (ko) 2014-06-12
CN105074941A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112013005849T5 (de) Lichtemittierende Diode und Anwendung dafür
DE102009018603B9 (de) Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren derselben
DE202011111091U1 (de) Lichtemittierender Diodenchip mit Elektrodenfeld
DE102014011893B4 (de) Leuchtdiode
DE112013006123T5 (de) Leuchtdiode und Verfahren zu deren Herstellung
DE102019121014A1 (de) Lichtemittierender diodenchip vom flip-chip-typ
DE202011110910U1 (de) Lichtemittierender Diodenchip
DE102013108769A1 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE202012013620U1 (de) Leuchtdiode
DE202013012818U1 (de) Linse und lichtemittierendes Modul zur Flächenbeleuchtung
DE202015009890U1 (de) Leuchtdiode
DE112006001919T5 (de) Blaue LED mit aufgerauter Oberflächenschicht mit hohem Brechungsindex für eine hohe Lichtauskopplung
DE112011102703T5 (de) Lichtemittierende Diode mit verbesserter Lichtextrakionseffizienz
DE202007019433U1 (de) Licht emittierende Vorrichtung mit vertikaler Struktur, und Baugruppe hiervon
DE202010017388U1 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung
DE112011103482T5 (de) Hochspannungs-LEDs ohne Drahtverbindung
DE102017205639A1 (de) Lumineszenzdiode mit hoher Effizienz
DE112016000731T5 (de) Lichtaussendeelement und leuchtdiode
WO2018122103A1 (de) Halbleiterlaserdiode
WO2014012760A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102012106143A1 (de) Nitrid-Halbleiter-Leuchtdiodenvorrichtung
DE112015004919T5 (de) Lichtemissionseinrichtung mit hohem Witkungsgrad
US9536924B2 (en) Light-emitting diode and application therefor
DE112016002539T5 (de) Leuchtdiode
DE112017003572T5 (de) Ultraviolette lichtemittierende diode

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication