0045]图27及28图解说明用于准备LED晶片以接合到驱动器晶片的制作步骤。
[0046]图29图解说明将图26的驱动器晶片接合到图28的LED晶片。
[0047]图30图解说明从LED晶片移除蓝宝石衬底。
[0048]图31图解说明LED晶片的底部的阴极金属化。
[0049]图32到35图解说明用于形成图19的p沟道MOSFET驱动器及用于形成中心凸起源极电极以供导体层电接触的额外步骤。图18的pnp双极晶体管驱动器可使用不同金属化图案制作。
[0050]在图式中相同或类似的元件用相同数字标注。
【具体实施方式】
[0051 ] 图1图解说明三端LED模块10中的电路的一个实施例。模块10形成为从晶片切分的单个裸片。模块10含有LED 12及PMOS驱动器晶体管14，所述PMOS驱动器晶体管14的源极及漏极与LED 12串联以控制通过LED 12的电流。漏极-源极阻抗增加LED 12的阻抗。因此，总串联阻抗可通过调制晶体管14的栅极而加以控制。以此方式，晶体管14执行可变电阻或切换行为。因而，正向电流可只有在栅极经偏压超过PMOS晶体管开启阈值的情况下才能流动。模块10可封装为只具有三个端子16、17及18。
[0052]如下文所述，单个晶体管、有源LED的其它配置是可行的。LED及晶体管的特定配置及晶体管的特定类型的选择取决于应用的控制要求或约束。
[0053]图2图解说明模块10的结构的一个实施例。图2图解说明两个晶片20及21的小部分，其可使用不同材料及技术形成。
[0054]晶片20是含有数千个垂直LED的LED晶片。对于蓝光，材料系统可为AlInGaN，其中化学计量确定峰值发射波长。形成此类LED是众所周知的。蓝色LED可最终覆盖有磷光体以产生任何颜色。LED晶片20可代替性地使用其它材料系统以实现从UV到红色的广泛峰值波长范围。如众所周知的，LED可包含多井作用层。晶片20被非常简化地展示，因为形成LED是常规的。基本上，η型外延层23及P型外延层24是生长在生长衬底(例如，蓝宝石、SiC或GaAs)上方。光是产生在ρη界面处。多井作用层可形成在界面处。在高电阻或光吸收的情况下，应移除生长衬底。还可薄化η型外延层23。
[0055]在一个实施例中，LED晶片20的底部表面涂布有透明导体层，例如薄金层或另一类型的透明导体，以制成到层23的欧姆接触并散布电流。每一 LED部分具有形成端子Tl的至少一个金属电极。金属电极可形成为薄指状物、星形或以其它方式占据小面积以免沿向下方向阻挡大量光。在另一实施例中，LED晶片20的底部表面涂布有反射体层，使得光只从各经切分LED的侧面或顶部发射。
[0056]图2中的底层26表示任何形式的底部导体，包含上述导体。在实例中，底部导体是阴极电极，但是在一些实施例中，底部导体是阳极电极。
[0057]准备LED晶片20的顶部表面以接合到晶片21的底部表面，以形成实质上欧姆接触。晶片20及21经对准使得晶片21中的每一晶体管区域与晶片20中的每一 LED区域垂直对准。在一个实施例中，晶片20的顶部表面是通过压力及热接合到晶片21上的类似金属层30的非常平坦的反射金属层28。在另一实施例中，晶片20及21的接合表面可凭借由Ziptronix公司执行的专属工艺而进行，例如以引用的方式并入本文中的第7，842，540号美国专利中所描述。LED晶片20可具有任何直径，例如3英寸到8英寸。在LED晶片20的顶部表面与底部表面之间施加的适当电压将导致LED发射光。
[0058]顶部晶片21形成垂直P沟道晶体管的阵列，其中每一晶体管与LED晶片20中的LED区域相关。晶片中将通常形成数千个LED及晶体管。晶片21可使用P型硅衬底，其中通过常规光微影技术形成P型漏极井32、η型栅极34及ρ型源极36。各种区域可取决于切分后模块的所需形状而具有六边形形状或正方形形状。
[0059]晶片21上方的各种电介质层及金属电极可通过印刷或通过使用常规光微影及真空腔技术而形成。电介质层38形成为在栅极34及源极36上方具有开口。随后，第一金属层40沉积在开口中以接触栅极34及源极36。第一金属层40可为含金属(例如，N1、T1、Al等)粒子及溶剂的墨水。当墨水固化时，溶剂蒸发且金属粒子烧结在一起。另一电介质层42形成为在源极36金属与栅极34金属上方具有开口。额外金属层44 (例如铝)沉积在源极36金属上方，接着沉积厚源极电极层46。金属层可包含障壁层。图2中的端子Τ2及Τ3经设计用于下文描述的特定类型的封装及模块阵列。端子Τ2及Τ3可取决于应用及封装而不同地设计。
[0060]晶片21上方的各种电介质层及金属层可在晶片20及21欧姆接合在一起后形成以避免对导体的损坏。
[0061]随后使用多种技术(例如蚀刻、锯切、划线断裂、激光、蚀刻沟槽及溶解晶片接合粘着层等)的任何者切分经接合晶片20及21。可形成具有介于50um2到5000um2之间的顶部表面积范围的可印刷LED。对于非常小的LED大小，蚀刻是优选切分方法。
[0062]图3图解说明简化的经切分LED模块10。在一个实施例中，模块10的大小(占据面积)为大约0.1mm2到1mm2。端子Tl展示为占据模块10的底部表面的小部分以允许光从底部表面逸出。
[0063]为了控制图3的模块10以发射光，假设图1的配置，施加正电压到源极端子T3，施加负电压到阴极端子Tl，且施加超过MOSFET阈值的栅极-源极电压(Vgs)到栅极端子T2。在一个实施例中，为了使LED正向偏压，跨端子T3及Tl的电压差大于2伏。对于蓝色LED12，所需的电压差可大于4伏。
[0064]图4识别取决于LED的位置及所使用的MOSFET的类型控制LED模块的各种方式。举例来说，代替通过控制MOSFET的栅极电压来控制MOSFET，栅极电压可固定(例如，正、负或接地)且源极电压可经控制以实现所需Vgs。LED及电流/电压控制晶体管的其它配置展示在下文所述的图6到13中。
[0065]使用晶片接合以将LED部分接合到晶体管部分的优点在于可针对两个晶片使用不同材料(例如，Si及GaN)。任一晶片的生长衬底可在高电阻性或吸收光的情况下被移除。
[0066]图5图解说明模块10，其经封装以囊封模块10且提供用于施加电力及控制信号到模块10的导体。经囊封模块10可形成其中许多模块囊封在相同面板中的显示面板的部分。在图5中，提供衬底62 (例如，透明塑料或玻璃面板)，其具有用于直接接合到LED模块10的端子Tl的导体64。导体64可为透明的或可为覆盖背表面的小区域的金属以阻挡最小量的光。在面板中，可存在连接到阵列中的各种LED模块的许多导体64，或单个导体板可并联连接LED模块。导体64最终连接到电力端子。来自LED的光可向下发射穿过衬底62。电介质层66随后印刷在衬底62上方以囊封模块10的侧面。电介质层66还可囊封由衬底62所支撑的其它模块。
[0067]模块10可具有在囊封之前形成在其侧面上以防止侧光发射的反射膜68，或电介质层66可具反射性，例如白色。如果需要，膜68也可表示电介质涂层。替代地，来自LED的侧光由电介质层66向上及向下反射，例如其中电介质层66含有白色二氧化钛粒子。在此情况中，衬底62可具反射性，因此所有光最终通过面板的顶部表面离开。
[0068]第二导体70形成在晶体管及电介质66上方以接触栅极端子T2。电介质层72形成在第二导体70上方，且第三导体74形成在电介质层72上方以接触源极端子T3。在一个实施例中，导体64、70及72是可寻址LED面板(例如彩色显示器或白光源)的狭窄列及行线。
[0069]在多数情况中，电介质层66将比电介质层72厚得多。薄电介质层72适于在导体70及74传导PMOS晶体管的正及控制电压的情况下将导体70与74分离，因为此类两个导体之间的泄漏将不成问题。因此，端子Tl应为负电压端子。对端子T2或T3中的哪一者应为正电压端子且哪一者应为控制端子的选择取决于应用。通常，顶部导体74的电阻率将低于中间导体70。因而，端子T3的良好选择将为较高电流正电压端子。
[0070]面板可包含多种颜色的数千个LED模块10，例如原色(红色、绿色及蓝色)或其它颜色，例如黄色及白色。所有LED可为蓝色LED，其中红色及绿色是由红色及绿色磷光体形成。如果面板是待用于一般照明或用作LCD的背光的白光面板，那么每一 LED可为涂布有增加绿色及红色分量的磷光体以形成白光的蓝色LED。面板的厚度可大约为2mm且可为任何大小。多种LED可以任何配置(例如，串联、并联或组合)连接以实现所需电压降及电流。
[0071]光可以多种方式从经封装模块10发射。如果晶体管晶片21(图2)对可见光透明，导体70及74是透明的或窄的且晶片20与21之间的接合界面是透明的，那么LED光可沿图5的定向通过顶部表面发射。透明晶片21可为SiC或GaN，且晶体管可为熟知的GaNHEMT、MOSFET或MESFET。底部导体64及衬底62可具反射性。
[0072]替代地，光可通过封装的底部发射，其中导体64是薄的或透明的且衬底62是透明的。晶片接合界面可为反射性金属。
[0073]替代地，所