用于发光器件的载体的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及用于半导体发光器件的载体。
【背景技术】
[0002]包括发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)和边缘发射激光器的半导体发光器件属于当前可获得的最为有效的光源之一。在能够跨越可见光谱工作的高亮度发光器件的制造当中，当前引人注意的材料系统包括II1-V族半导体，尤其是镓、铝、铟、氮的二元、三元和四元合金，它们又被称为III族氮化物材料。典型地，通过金属有机化学气相淀积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其他外延生长技术在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物或其他适当的衬底上外延生长具有不同成分和掺杂浓度的半导体层的层叠结构，由此来制造III族氮化物发光器件。所述层叠结构往往包括形成于所述衬底之上的一个或多个掺有例如Si的η型层、形成于所述一个或多个η型层之上的处于有源区内的一个或多个发光层以及形成于所述有源区之上的掺有例如Mg的一个或多个P型层。在所述η型区和P型区上形成电接触。
[0003]图1示出了在US7352011中更加详细地描述的LED，通过引用将该文献并入本文。将LED 10安装到支撑结构12上，其可以是“具有金属焊盘/引线的陶瓷基座”。在LEDlO之上模制透镜22。可以如下形成透镜22:将具有透镜22的形状的模具放置到LEDlO之上。所述模具可以衬有无粘性的膜。采用诸如硅酮或环氧树脂的适当透明热固液体透镜材料填充所述模具。在所述支撑结构12的外围和所述模具之间建立真空密封，并对这两片相互对着按压，从而将每一LED裸片10插入到液体透镜材料内，并使透镜材料处于受压状态下。之后，将所述模具加热到大约150摄氏度(或其他适当温度)并保持一定时间，从而使所述透镜材料硬化。之后，使所述支撑结构12与所述模具分离。
[0004]如图1所示，支撑结构12必须明显大于LED10，以支撑模制透镜22。这样的大支撑结构可能显著提高器件的成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于为光源提供载体。
[0006]在本发明的实施例中，将半导体发光器件安装到支撑衬底上。将所述支撑衬底设置到载体中的开口内。在一些实施例中，所述支撑衬底是陶瓷铺片，所述载体是横向延展范围大到足以支撑在所述载体之上模制的或者附着至所述载体的透镜的低成本材料。
【附图说明】
[0007]图1示出了安装在支撑结构上的被模制透镜覆盖的现有技术LED。
[0008]图2示出了安装在所述支撑衬底上的并连接至载体的LED。
[0009]图3是图2所示的器件之一的顶视图。
[0010]图4是沿图3所示的轴得到的去掉了透镜的图3所示的器件的截面图。
[0011]图5示出了安装在支撑衬底上并且通过所述支撑衬底的顶表面上的丝焊电连接至载体的LED。所述载体被示为安装在用户提供的PC板上。
[0012]图6示出了安装在支撑衬底上并且通过处于所述支撑衬底侧面上的电连接电连接至载体的LED。所述载体被示为安装在用户提供的PC板上。
[0013]图7示出了安装在支撑衬底上并且通过所述支撑衬底的顶表面上的连接连接至载体的LED。所述载体被示为安装在用户提供的PC板上。
[0014]图8示出了安装在支撑衬底上并且通过所述支撑衬底的顶表面上的抵达载体上的外部接触的连接而连接至所述载体的LED。所述载体被示为安装在用户提供的PC板上。
[0015]图9示出了在生长衬底晶片上生长的LED。
[0016]图10示出了安装在支撑衬底晶片上的LED。
[0017]图11示出了设置在LED上的波长转换元件。
[0018]图12示出了安装在支撑衬底上并且附着至载体的LED。
[0019]图13示出了在LED上模制的透镜。
[0020]图14示出了安装在支撑衬底上并且位于载体中的开口内的LED。
[0021]图15示出了包括促进包覆模制透镜的粘附的特征的载体的部分。
【具体实施方式】
[0022]在本发明的实施例中，将诸如LED的发光器件安装到诸如陶瓷铺片的支撑衬底上。所述陶瓷铺片可以具有对LED进行机械支撑、提供所述LED与其他结构的电连接以及提供用于扩散来自所述LED的热量的热路径所需的最小尺寸。将所述陶瓷铺片放置到载体内或者可以使所述陶瓷铺片附着到载体上。所述载体可以是一种低成本的可模制材料，其具有足够的鲁棒性来保护所述LED和陶瓷铺片不受冲击的影响。可以选择能够承受将陶瓷铺片附着到所述载体上以及在所述LED之上形成或附着透镜或其他结构所需的条件的载体材料。例如，可以通过钎焊、丝焊、微钎焊、微恪焊、诸如一系列金属凸起的顺应(compliant)接合结构、通过超声波或者热超声键合形成的金一金互连、采用例如银环氧树脂的接合、诸如弹簧力紧固的机械紧固或者表面安装使所述陶瓷铺片附着到所述载体上。所述支撑衬底可以通过顶表面或侧表面机械附着到所述载体上，或者可以通过形成于或者附着在所述支撑衬底和载体之上的透镜机械附着到所述载体上，其使得所述支撑衬底的底部可用于实现与诸如用户提供的PC板的其他结构的电接触和/或热接触。包括所述LED、支撑衬底和载体的器件可附着至诸如PC板的其他结构上。适当的载体的例子包括可以被冲压和弯折成预期形状的金属片以及诸如聚邻苯二酰胺(PPA)的塑料。可以采用多种材料，例如，附着至PPA的金属片、任何其他适当类型的塑料或聚合物或者电介质绝缘体。
[0023]正文前需要言明的是，尽管在下面的例子中发光器件是III族氮化物薄膜倒装芯片LED，但是也可以采用其他发光器件，包括由其他材料系统构成的LED或其他半导体器件，例如，所述材料系统为II1-V族材料、III族氮化物材料、III族磷化物材料、III族砷化物材料、I1-VI族材料和IV族材料。
[0024]常规III族氮化物LED10是通过首先在生长衬底上生长半导体结构而形成的。通常首先生长η型区，其可以包括多个具有不同成分和掺杂浓度的层，所述多个层包括(例如)诸如缓冲层或成核层的预备层，其可以是η型的或者非特意掺杂的，释放层，该层被设计为促进以后对该衬底的释放或者在去除该衬底之后对半导体结构的减薄，所述多个层还包括η型的或者甚至P型的器件层，所述器件层被设计为实现所希望具备的使发光区有效发光的特定光特性或电特性。在所述η型区之上生长发光或有源区。适当的发光区的例子包括单个厚的或者薄的发光层或者含有多个通过势皇层隔开的薄的或者厚的量子阱发光层的多量子阱发光区。在所述发光区之上生长P型区。与所述η型区类似，所述P型区可以包括多个具有不同成分、厚度和掺杂浓度的层，所述多个层包括非特意掺杂的层或者η型层。
[0025]采用各种技术获得与所述η型层的电通路。可以将所述P型层和有源层的部分蚀刻掉，从而露出用于实施金属化的η型层。通过这种方式，所述P接触和η接触处于所述芯片的同一侧上，并且能够直接电附着到适当基座上的接触焊盘上。可以从所述器件的顶表面(即，形成接触的表面)或者从所述器件(即，在倒装芯片器件中，所述器件是相对于生长方向翻转了过来的具有至少一个反射接触的器件)的底表面提取光。在倒装芯片中，可以从半导体结构(薄膜器件)上去除生长衬底，或者所述生长衬底可以仍然作为所完成的器件的部分。在去除衬底之后，可以对所述半导体结构减薄，并例如通过粗糙化处理或者形成光子晶体结构而使因去除所述衬底而露出的η型区的表面织构化(textured)以改善光提取。在垂直注入LED中，在所述半导体结构的一侧形成η接触，在半导体结构的另一侧形成P接触。与所述P接触或η接触之一的电接触通常是采用导线或者金属桥完成的，而另一接触则直接结合到所述支撑衬底上的接触焊盘上。尽管下文的例子包括薄膜倒装芯片器件，但是可以采用任何适当的器件结构。
[0026]可以将所述LED安装到支撑衬底12上。尽管在下面的例子中，支撑衬底1