116。
[0104]在图23中，顶部表面被掩蔽且通过植入P型掺杂剂而形成ρ+型射极(或源极)118。
[0105]在图24中，处置I (或载体)晶片130是使用可释放粘着剂在压力下贴附到驱动器晶体管晶片的顶部。通过适于所使用的特定粘着层的方法而固化粘着层。
[0106]在图25中，处置I晶片130用于机械支撑，同时例如通过研磨或化学_机械抛光(CMP)移除衬底112。此减小驱动器晶体管的垂直电阻。
[0107]在图26中，晶体管的底部表面经金属化以形成低电阻、光滑接触件132，例如Ti或Au0
[0108]在图27及28中，准备LED晶片。对于发射蓝光的基于GaN的LED，实例中所使用的生长衬底134是蓝宝石，但是可使用SiC、GaN或硅。各种中间层可用于将衬底134与LEDGaN层晶格匹配。外延生长基于GaN的η型层136 (例如，AlInGaN)，接着生长作用层(未展示)，接着生长基于GaN的ρ型层138。顶部表面经金属化以形成反射阳极电极140(例如Ti或Au)，其非常光滑且可与驱动器晶体管晶片上的光滑接触件132 (图26)接合。电极140可包括多个金属层，例如用于导电及反射目的的银反射层及用于接合层的Au或Ti层。电极可经抛光用于良好欧姆连接。
[0109]图29图解说明将图26的驱动器晶片接合到图28的LED晶片。可在热及压力下进行T1-Ti或Au-Au接合。
[0110]图30图解说明在将处置I晶片130用于机械支撑的同时从LED晶片移除蓝宝石衬底134。可通过研磨或激光剥离移除衬底134。
[0111]图31图解说明晶片的金属化以形成LED的阴极电极142。金属可形成薄的指状物以散布电流但是允许光从LED的底部逸出。替代地，阴极电极可包括透明导体，在中心或周边周围具有小的金属电极。
[0112]图32图解说明经由可释放粘着剂粘着地接合到阴极电极142的处置2晶片144。
[0113]图33图解说明取决于所使用的粘着剂的类型通过在溶液中溶解粘着剂接合或通过其它方式(例如，热)移除处置I晶片130。
[0114]图33的晶体管区域可为pnp双极晶体管(图18)或ρ沟道MOSFET的晶体管区域。图34中所示的步骤导致晶体管为ρ沟道M0SFET。栅极电介质146经生长及图案化以上覆于沟道区域。较厚电介质148经沉积及图案化以暴露栅极电介质146。导电栅极150(金属或多晶硅)至少形成在沟道区域上方以使沟道反转且用足够栅极-源极电压开启晶体管。如果形成pnp双极晶体管，那么晶体管将被高于大约0.6伏的基极-射极电压开启。
[0115]形成高的源极电极152以使源极电极152能够被导体层接触，例如图16中的导体102。电介质钝化层(例如Si3N4或S12)可形成在暴露半导体表面上方。
[0116]晶体管可关于源极电极152实质上对称，例如形成六边形形状，其中栅极150是连续的且围绕源极电极152。晶体管的自顶向下形状可改为是正方形的。
[0117]在图35中，沟槽154被使用光微影图案化且经蚀刻穿过各种层以暴露将阴极电极142接合到处置2晶片144的粘着层。沟槽154界定模块的自顶向下形状。
[0118]随后，暴露粘着层溶解在溶液中以使经切分模块从处置2晶片释放。粘性可伸展膜可在切分之前附着到晶片的顶部表面，以在封装模块时针对取置工艺维持模块的相对位置。
[0119]本文所述的所提出的解决方案将V-1驱动器与LED集成在单个裸片中。驱动器及LED形成集成电路裸片，其被制作在接合在一起的两个晶片上，随后被切分。此集成减小LED及到全局系统的互连的固有及寄生不确定性。与使用非集成V-1驱动器相比，集成还极大地减小电路的大小及成本。此允许每一 LED具有其自身的专用驱动器。
[0120]此外，为每一 LED提供其自身的可控驱动器使每一 LED能够受到控制以输出所需亮度，而不管制程变动、亮度随温度的改变及亮度随使用期的改变。
[0121]—些前述实例已使用MOSFET及双极晶体管；但是本发明的范围不受晶体管技术的限制。可使用CM0S、BiCM0S、BCD或其它集成电路工艺实现。还可使用未展示的额外晶体管技术，例如JFET、IGBT、晶闸管(SCR)、三端双向可控硅开关(Triac)及其它。
[0122]虽然已展示及描述本发明的特定实施例，但是所属领域技术人员将明白可进行改变及修改而不脱离本发明的较宽泛方面，且因此随附权利要求书将在其范围内涵盖落在本发明的真实精神及范围内的所有此类改变及修改。
【主权项】
1.一种集成驱动器及发光二极管LED模块，其包括: 垂直发光二极管LED，其具有顶部LED导电表面及底部LED导电表面；以及 垂直晶体管，其与所述LED串联， 所述晶体管具有第一端子、第二端子及第三端子，所述第一端子是所述晶体管的底部导电表面，所述晶体管的所述底部导电表面通过导电接合层电且机械接合到所述顶部LED导电表面， 所述LED及所述晶体管为实质上相同大小， 所述LED经配置以在将第一电压施加到所述底部LED导电表面，将第二电压施加到所述第二端子且将第一控制电压施加到所述第三端子时发射光。2.根据权利要求1所述的模块，其中所述晶体管具有顶部表面，其中所述第二端子及所述第三端子是形成在所述顶部表面上。3.根据权利要求1所述的模块，其中所述晶体管是FET。4.根据权利要求3所述的模块，其中所述第一端子是漏极端子，所述第二端子是栅极端子，且所述第三端子是源极端子。5.根据权利要求3所述的模块，其中所述第一端子是漏极端子，所述第二端子是源极端子，且所述第三端子是栅极端子。6.根据权利要求1所述的模块，其中所述晶体管是双极晶体管。7.根据权利要求1所述的模块，其中所述顶部LED导电表面是阳极，且所述底部LED导电表面是阴极。8.根据权利要求1所述的模块，其中所述顶部LED导电表面是阴极，且所述底部LED导电表面是阳极。9.根据权利要求1所述的模块，其中所述LED是基于GaN的，且所述晶体管是基于硅的。10.一种形成发光装置的方法，其包括: 在发光二极管LED晶片中形成垂直LED的第一阵列，所述LED中的每一者具有顶部LED导电表面及底部LED导电表面；以及 在晶体管晶片中形成垂直晶体管的第二阵列，所述晶体管中的每一者具有第一端子、第二端子及第三端子，所述第一端子是所述晶体管的底部导电表面； 将所述LED晶片与所述晶体管晶片对准，使得所述晶体管晶片中的每一晶体管区域与所述LED晶片中的每一 LED区域对准； 通过将所述LED晶片的所述顶部LED导电表面接合到所述晶体管晶片的所述底部导电表面以通过接合层将所述顶部LED导电表面电且机械接合到所述底部导电表面而形成经接合晶片；以及 切分所述经接合晶片以产生个别模块，每一模块含有至少驱动器晶体管及LED。11.根据权利要求10所述的方法，其中形成垂直LED的所述第一阵列包括在LED生长衬底上方外延生长LED层，所述方法进一步包括在将所述LED晶片的所述顶部LED导电表面接合到所述晶体管晶片的所述底部导电表面之后移除所述生长衬底。12.根据权利要求10所述的方法，其中形成垂直晶体管的所述第二阵列包括在衬底上方形成晶体管区域，所述方法进一步包括在将所述LED晶片的所述顶部LED导电表面接合到所述晶体管晶片的所述底部导电表面之前移除所述衬底。13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在移除所述衬底之前将第一载体晶片贴附到所述晶体管晶片的顶部表面。14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括将第二载体晶片贴附到所述底部LED导电表面，且随后移除所述第一载体晶片以处理所述晶体管晶片的顶部表面。15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在所述LED晶片及所述晶体管晶片中向下蚀刻沟槽到所述第二载体晶片以界定所述个别模块，随后从所述第二载体晶片移除所述个别模块。16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括封装所述个别模块以形成模块的阵列以用于产生光。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述模块阵列是可寻址彩色显示器的部分。18.根据权利要求16所述的方法，其中所述模块阵列是产生白光的光源的部分。
【专利摘要】本发明揭示LED模块，其具有与LED串联的控制MOSFET或其它晶体管。在一个实施例中，含有垂直MOSFET的阵列的MOSFET晶片经对准且接合到含有垂直LED的对应阵列的LED晶片，且经切分以形成具有与单个LED相同占据面积的数千个有源三端LED模块。尽管红色、绿色及蓝色LED具有不同正向电压，但RGB模块可并联连接，且其控制电压以60Hz或更大频率交错以产生单一感知颜色，例如白色。所述RGB模块可在面板中连接，以用于一般照明或用于彩色显示器。
【IPC分类】H01L33/00, H01L25/16
【公开号】CN105051899
【申请号】CN201480015749
【发明人】布拉德利·S·奥拉韦
【申请人】尼斯迪格瑞科技环球公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月13日
【公告号】US9196606, US20140191246, WO2014151661A2, WO2014151661A3