专利名称：混合发光二极管芯片和具有其的发光二极管器件及制造法的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管(LED)，更具体地，涉及一种利于通过增强电流注入特性来提高光效率的混合LED芯片和包括该混合LED芯片的LED器件。而且，本发明涉及一种制造该混合LED芯片的方法，该方法利于通过略去布线连接工序来提高制造效率。
背景技术：
本申请要求2010年2月24日提交的韩国专利申请No. 10-2010-0016617的优先权，此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。发光二极管(LED)由于其低功耗和长寿命的有利特性而被广泛地用于各种领域。 特别地，白色LED器件近来被应用于照明设备和显示设备的背光。图1例示了相关技术的LED器件。参考图1，相关技术的LED器件包括用于产生具有特定波长的光的LED芯片10 ； 用于将在LED芯片10中产生的光转换成特定色彩的光的荧光层50 ；用于向LED芯片10提供驱动电源的引线电极30 ；用于将LED芯片10与引线电极30相互电连接起来的连接布线 (通常是金线)；用于将LED芯片10、荧光层50和引线电极30安装在其上的引线框40 ；以及荧光层50上的透镜60。为了提高LED器件中的光学效率，必须考虑到各种条件。用于产生光的LED芯片 10的光学效率被认为是其中重要的一项。LED芯片10可以大致上分为侧面型和垂直型。图2例示了相关技术的侧面型LED芯片；并且图3例示了相关技术的垂直型LED
-H-· I I心片。如图2所示，相关技术的侧面型LED芯片包括位于蓝宝石基板或硅(SiC)基板上的n-GaN材料的η型第一覆层(n-GaN)；多量子阱层(MQW层)；p_GaN材料的ρ型第二覆层 (P-GaN)；用于键合P型电极的键合金属层；以及P型电极。在第一覆层的一侧，存在着依次形成在第一覆层上的MQW层、第二覆层、键合金属层和P型电极。在第一覆层的另一侧，用于键合N型电极的键合金属层和N型电极依次形成在第
一覆层上。图2例示了 η型第一覆层(n-GaN)、MQW层和ρ型第二覆层(p_GaN)依次形成在蓝宝石基板上。与上述的侧面型LED芯片相同，相关技术的垂直型LED芯片包括依次形成在蓝宝石基板或硅(SiC)基板上的n-GaN材料的η型第一覆层(n-GaN)、多量子阱层(MQW层)和 P-GaN材料的ρ型第二覆层(p-GaN)。垂直型LED芯片与图2中的侧面型LED芯片的不同之处在于，垂直型LED芯片包括按照垂直结构设置的P型电极和N型电极。图3例示了 η型第一覆层(n-GaN)、MQW层和 P型第二覆层(P-GaN)依次形成在蓝宝石基板上。在相关技术的侧面型LED芯片和垂直型LED芯片中，P型电极与N型电极通过连接布线20与图1中的引线电极30电连接，藉此将驱动电源施加到P型电极和N型电极。因此，连接布线20对于LED器件的驱动来说是必要的。也就是说，缺点在于，对于制造工艺来说，必须执行用于形成连接布线20的工序。具有精细线宽的连接布线20可能造成LED芯片10的电流注入属性的恶化，并且同时造成连接布线20与引线电极30之间的有缺陷的连接。如果由于连接布线20的连接而发生缺陷，则LED器件不能发光，因而降低了 LED 器件的可靠性和质量。另外，由于上述的侧面型LED器件包括在水平方向上设置的P型电极和N型电极， 因此在水平方向上从该N型电极经由MQW层流动到该P型电极的电流变窄，从而造成光学效率的恶化。另外，上述的侧面型LED器件由于其结构属性而存在散热差的问题，因此降低了 LED器件的可靠性和质量。
发明内容
因此，本发明旨在一种混合LED芯片和用于制造该混合LED芯片的方法以及具有该混合LED芯片的LED器件，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。本发明的优点在于，提供了一种利于通过增强电流注入特性来提高光学效率的混合LED芯片。本发明的另一个优点在于，提供了一种不使用连接布线就能够向电极提供驱动电源的混合LED芯片。本发明的另一个优点在于，提供了一种混合LED芯片和包括该混合LED芯片的LED 器件，其利于通过增强散热特性来提高LED器件的可靠性。本发明的又一个优点在于，提供了一种用于制造混合LED芯片的方法，其利于通过略去布线连接工序来提高制造效率。本发明的附加优点和特征将在下面的描述中部分描述且将对于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，提供了一种混合LED芯片，该混合LED芯片包括P型半导体材料的第一覆层；N型半导体材料的第二覆层；介于所述第一覆层和所述第二覆层之间的有源层；位于所述第一覆层上的第一键合金属层；位于所述第二覆层上的第二键合金属层；陶瓷基板，其被设置在所述第一键合金属层和所述第二键合金属层上并与所述第一键合金属层和所述第二键合金属层键合起来， 其中，所述陶瓷基板包括用于露出所述第一键合金属层的至少一个第一通孔和用于露出所述第二键合金属层的至少一个第二通孔；P型电极，其通过在所述至少一个第一通孔中埋置导电材料而形成；以及N型电极，其通过在所述至少一个第二通孔中埋置导电材料而形成，其中，所述陶瓷基板中的所述第一通孔和所述第二通孔被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有凹雕图案。所述P型电极和所述N型电极中的每一方被形成为具有与所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的所述凹雕图案相对应的浮雕图案。所述P型电极和所述N型电极被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有浮雕图案，所述浮雕图案在所述圆周表面的一侧具有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。在本发明的另一个方面中，提供了一种制造混合LED芯片的方法，该方法包括以下步骤在基础基板上依次形成N型半导体层、有源层和P型半导体层，并且接着通过在所述P型半导体层的预定部分上沉积反光导电材料而形成反射层；通过以预定深度对在所述基础基板上形成的所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层进行蚀刻，来形成用于露出所述N型半导体层的上表面的槽，并且接着在所述N型半导体层上形成电极焊盘；通过在所述反射层和所述槽中沉积导电材料而在所述反射层上形成第一键合金属层并同时在所述电极焊盘上形成所述第二键合金属层，并且对所沉积的导电材料构图；将陶瓷基板键合到所述第一键合金属层和所述第二键合金属层上，其中，所述陶瓷基板包括用于露出所述第一键合金属层的至少一个第一通孔和用于露出所述第二键合金属层的至少一个第二通孔；以及通过在所述至少一个第一通孔和所述至少一个第二通孔中埋置导电材料而形成与所述第一键合金属层接触的P型电极和与所述第二键合金属层接触的N型电极。此外，该方法还包括以下步骤形成凹雕图案以增加所述至少一个第一通孔和所述至少一个第二通孔中的每一方中的内壁的表面积。此时，所述凹雕图案沿所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的圆周而重复地形成，并且各个凹雕图案的长度设置在所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的纵向方向上；并且其中，所述凹雕图案在所述圆周的一侧形成有多个三角形截面、梯形截面、 锯齿形截面或椭圆形截面。所述P型电极和所述N型电极中的每一方被形成为具有与所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的所述凹雕图案相对应的浮雕图案。所述P型电极和所述N型电极被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有浮雕图案，所述浮雕图案在所述圆周表面的一侧具有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。另外，P型电极的数量对应于至少一个第一通孔的数量，并且N型电极的数量对应于至少一个第二通孔的数量。应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。 附图中图1例示了相关技术的LED器件；图2例示了相关技术的侧面型LED芯片；图3例示了相关技术的垂直型LED芯片；图4例示了根据本发明实施方式的混合LED芯片；
图5是例示根据本发明实施方式的混合LED芯片的陶瓷基板中的通孔的各种形状的平面图；图6是例示根据本发明实施方式的混合LED芯片中的P型电极和N型电极的立体图；以及图7到图14是例示根据本发明实施方式的制造混合LED芯片的方法的一系列截面图。
具体实施例方式下面将详细描述本发明的示例性实施方式，在附图中例示出了其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。下面，将参考附图来描述根据本发明实施方式的混合发光二极管(LED)芯片、制造该混合LED芯片的方法以及具有该混合LED芯片的LED器件。对于本发明的实施方式的以下描述来说，如果第一个结构被描述为形成在第二个结构“上”或“下”，则第一和第二个结构可以相互之间接触，或者可以存在被插入到第一和第二个结构之间的第三个结构。另外，术语“上”、“下”或“下面”用于基于以下附图来描述本发明的结构。因而，用于阐述本发明的制造工序的术语“上”、“下”或“下面”用于可以与用于阐述本发明的制造完成的结构的术语“上”、“下”或“下面”不同。1.混合LED芯片图4例示了根据本发明实施方式的混合LED芯片。图5是例示根据本发明实施方式的混合LED芯片的陶瓷基板中的通孔的各种形状的平面图。图6是例示根据本发明实施方式的混合LED芯片中的P型电极和N型电极的立体图。参考图4到图6，根据本发明实施方式的混合LED芯片包括第一覆层140、有源层130 (MQff 多量子阱层)、第二覆层120、反射层150、N型电极焊盘160、第一键合金属层 180a、第二键合金属层180b、绝缘层170、具有多个通孔19 和19 的陶瓷基板190、N型电极200以及P型电极210。第一覆层140是ρ型材料的ρ型半导体层。例如，第一覆层140可以通过以诸如 Mg、Si 或 Be 的杂质掺杂 GaN、AlGaN, InGaN, AlN 或 Al InGaN 来形成。第二覆层120是η型材料的η型半导体层。例如，第二覆层120可以通过以诸如 Si、Ge、Sn、Se 或 Te 的杂质掺杂 GaN, AlGaN, InGaN、AlN 或 AUnGaN 来形成。当在蓝宝石基板上形成第二覆层120时，第二覆层120的上表面是平坦的。对于制造工序来说，可以向第二覆层120的上表面应用表面粗糙工序以使得第二覆层120具有不平坦的上表面。MQW层130形成在第一覆层140和第二覆层120之间。MQW层130响应于所施加的电流而发光。MQW层130被形成为通过生长(Al)GaN 层的阻挡层而获得的多量子阱结构，在这样的情况下，阱由InGaN层形成。由该LED芯片产生的光的颜色可以根据MQW层130的材料而变化。例如，如果MQW 层130具有hGaN/GaN的多量子阱结构，则MQW层130发出蓝色光。同时，如果MQW层130 具有GaN/AWaN、IniUGaN/IniUGaN、或hGaN/AWaN的多量子阱结构，则MQW层130发射紫外线。
在此情况下，光的波长可以通过改变MQW层130中的铟(In)或铝(Al)的成分来控制；或者MQW层130的光学效率可以通过改变MQW层130中的量子阱的深度、MQW层130 中包含的层的数量和MQW层130中包含的层的厚度来提高。上述的第一覆层140、MQW层130和第二覆层120依次地形成在蓝宝石基板(未示出)上。此时，在该LED芯片的制造工序中，在形成了第一覆层140、MQW层130和第二覆层 120之后，去除蓝宝石基板。因而，在制造完成的LED芯片中并不存在蓝宝石基板。因此，图 4没有示出蓝宝石基板。反射层150形成在第一覆层140上，其中，反射层150由能够反射光的导电材料形成。反射层150反射光，使得光的行进方向被改变成从P型电极210朝向光出射表面，因而提高了光学效率。在反射层150下面，存在着用于将第一覆层140与P型电极210连接起来的第一键合金属层180a。在第二覆层120的一侧形成槽，并且第二覆层120的表面通过该槽露出。接着，在该槽中沉积导电材料，使得形成N型电极焊盘160以将第二覆层120与N型电极200连接起来。此时，N型电极焊盘160被形成为与η型的第二覆层120的表面接触。在此情况下，MQff层130的外壁与ρ型的第一覆层140的外壁通过用于露出第二覆层120的表面的槽露出。露出的MQW层130和ρ型的第一覆层140被绝缘层170隔离。第二键合金属层180b形成在N型电极焊盘160下面，其中，第二键合金属层180b 将第二覆层120与N型电极200连接起来。绝缘层170形成在第一键合金属层180a和第二键合金属层180b之间，并且还形成在槽中，从而使第一键合金属层180a和第二键合金属层180b相互隔离。陶瓷基板190由AlN材料形成，并且具有多个通孔195。在单独地制造了具有多个通孔195的陶瓷基板190后，将制造成的陶瓷基板190与第一键合金属层180a、第二键合金属层180b和绝缘层170的整个表面键合。此时，陶瓷基板190可以发散在该LED芯片内部产生的热。多个通孔195包括至少一个第一通孔19 和至少一个第二通孔195b，其中至少一个第一通孔l%a露出第一键合金属层180a以形成P型电极210，并且至少一个第二通孔 195b露出第二键合金属层180b以形成N型电极200。如图5所示，第一通孔l%a和第二通孔l%b中的每一个都被形成为圆形，更具体地说，被形成为圆周表面具有凹雕图案196的圆柱形。凹雕图案196使得能够增加第一和第二通孔l%a和l%b的表面积。由于导电材料埋置在具有凹雕图案196的第一和第二通孔l%a和195b中，因此P型电极210和N型电极200可以形成为图6中示出的各种形状中的任一种。为此，可以沿第一和第二通孔l%a和l%b中每一个的圆周表面重复地形成凹雕图案196，其中，各个凹雕图案196的长度都被设置在第一和第二通孔l%a和l%b的纵向方向上。如图5所示，凹雕图案196可以形成有多个三角形截面(a)、梯形截面(b)或锯齿形截面。
另外，凹雕图案196可以沿第一和第二通孔19 和19 中每一个的纵向方向上在圆周表面的一侧形成有椭圆形截面(C)。此时，凹雕图案196并不限于上述形状。也就是说，凹雕图案196可以形成为能够增大第一和第二通孔l%a和196a的内表面面积的各种形状。P型电极210是通过在用于露出第一键合金属层180a的至少一个第一通孔l%a 中埋置导电材料而形成的。因而，P型电极210的数量对应于第一通孔l%a的数量，即，可以设置至少一个P型电极210。N型电极200是通过在用于露出第二键合金属层180b的至少一个第二通孔l%b 中埋置导电材料而形成的。因而，N型电极200的数量对应于第二通孔l%b的数量，即，可以设置至少一个N型电极200。由于通过在具有上述凹雕图案196的第一和第二通孔19 和195b中埋置导电材料而形成了 P型电极210和N型电极200，因此P型电极210与N型电极200中的每一个都具有与凹雕图案196相对应的浮雕图案。在根据本发明实施方式的上述LED芯片中，通过在陶瓷基板190中形成的至少一个第一通孔l%a和至少一个第二通孔l%b中埋置导电材料而形成P型电极210和N型电极200，以增加P型电极210和N型电极200的表面积。此时，N型电极200与P型电极210可以由Ti、Cr、Al、Cu、Au或包括Ti、Cr、Al、 Cu或Au中的至少一种的合金中的任一种形成。如图6上所示，如果通过在具有凹雕图案196的第一和第二通孔19 和19 中埋置导电材料而形成P型电极210与N型电极200，则P型电极210与N型电极200分别形成为与第一和第二通孔l%a和l%b相对应的形状。也就是说，P型电极210和N型电极200中的每一个都可以形成为圆周表面具有浮雕图案的圆柱形，该浮雕图案在圆周表面的一侧具有多个三角形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。P型电极210和N型电极200的增加的表面积使得能够提高LED芯片的电流注入特性。根据本发明实施方式的具有上述结构的混合LED芯片通过半导体制造工序制造而成，由此同时制造了多个混合LED芯片。在切割了制造完成的混合LED芯片后，通过表面安装设备(SMD)技术以封装形式将各个LED芯片安装在基板上，从而实现LED器件。根据本发明另一个实施方式，以荧光材料和环氧树脂涂敷LED芯片而不切割各个混合LED芯片，并且将微透镜安装在其上，从而实现LED器件。根据本发明实施方式的具有上述结构的混合LED芯片能够在不使用连接布线的情况下提供驱动电源，使得能够防止器件的可靠性和质量由于连接布线的有缺陷的连接而恶化。 另外，根据本发明实施方式的混合LED芯片与包括该混合LED芯片的LED器件利于通过使用具有不平坦表面的第二覆层120来发散在LED芯片中产生的热，从而提高LED 器件的可靠性。2.制造混合LED芯片的方法
下面将参考图7到图14来描述根据本发明实施方式的制造混合LED芯片的方法和包括该混合LED芯片的LED器件。图7到图14例示了根据本发明实施方式的制造混合LED芯片的方法和包括该混合LED芯片的LED器件。如图7所示，第二覆层120、MQff层130和第一覆层140依次形成在蓝宝石基板 110上。接着，通过在第一覆层140的预定部分上沉积能够反射光的导电材料而形成反射层 150。此时，第二覆层120是η型材料的η型半导体层。例如，第二覆层120可以通过以诸如 Si、Ge、Sn、Se 或 Te 的杂质掺杂 GaN、AlGaN、InGaN, AlN 或 AlInGaN 来形成。另外，第一覆层140是ρ型材料的ρ型半导体层。例如，第一覆层140可以通过以诸如Mg、Si或Be的杂质掺杂GaN、AlGaN, InGaN, AlN或Al InGaN来形成。第一和第二覆层140和120可以通过例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或混合气相外延(HVPE)的沉积工序而形成。MQW层130形成在第一和第二覆层140和120之间，其中，MQW层130通过使用所施加的电流而发光。MQW层130被形成为通过生长(Al)GaN层的阻挡层而获得的多量子阱结构，在这样的情况下，阱由h GaN层形成。如果MQW层130具有InGan/GaN的多量子阱结构，则MQW层130发出蓝色光。同时，如果 MQW 层 130 具有 GaN/AlGaN、hAlfeiN/lnAlfeiN、或 hfeiN/AlfeiN 的多量子阱结构， 则MQW层130发射紫外线。如图8所示，按照预定深度来刻蚀依次形成在蓝宝石基板110上的第二覆层120、 MQW层130和第一覆层140的预定部分，从而形成用于露出第二覆层120的上表面的槽155。接着，如图9所示，以绝缘材料来掺杂蓝宝石基板110的整个表面，并接着对掺杂的绝缘材料进行构图以形成绝缘层170。绝缘层170被形成为露出反射层150和第二覆层120的由槽155露出的表面。也就是说，绝缘层170形成在第一覆层140的上表面的没有形成反射层150的预定部分上。另外，绝缘层170覆盖由槽155露出的第二覆层120、MQW层130和第一覆层140的侧壁。接着，导电材料沉积在被绝缘层170电隔离的槽155中，从而形成N型电极焊盘 160，该N型电极焊盘160将第二覆层120与下面将要阐述的N型电极200电连接起来。此时，N型电极焊盘160被形成为与η型的第二覆层120接触。另外，绝缘层170 将N型电极焊盘160与槽155露出的MQW 130和ρ型的第二覆层120的外壁隔离开来。如图10所示，将导电材料沉积在第一覆层140的整个表面上，被接着对其构图，使得第一键合金属层180a形成在反射层150的预定部分上，更具体地说，形成在没有形成绝缘层170的预定部分上。此时，第一键合金属层180a将第一覆层140与下面将要阐述的P 型电极210连接起来。将导电材料沉积在槽155中，由此第二键合金属层180b形成在N型电极焊盘160 上。此时，第二键合金属层180b将第二覆层120与下面将要阐述的N型电极200连接起来。如图11所示，单独制造出的具有多个通孔195的陶瓷基板190被键合到绝缘层 170、第一键合金属层180a和第二键合金属层180b ；其中，陶瓷基板190被设置在绝缘层 170、第一键合金属层180a和第二键合金属层180b上。
此时，陶瓷基板190由AlN材料形成。此时，陶瓷基板190发散在LED芯片中产生的热。陶瓷基板190中形成的多个通孔195包括露出第一键合金属层180a以形成P型电极210的至少一个第一通孔l%a ；和露出第二键合金属层180b以形成N型电极200的至少一个第二通孔195b。参考图5，第一和第二通孔l%a和l%b中的每一个都形成有凹雕图案196以增加通过埋置金属材料而形成的P型电极210和N型电极200的表面积。为此，可以沿第一和第二通孔l%a和l%b中每一个的圆周表面重复地形成凹雕图案196，其中，各个凹雕图案196的长度都被设置在第一和第二通孔l%a和l%b的纵向方向上。如图5所示，凹雕图案196可以形成有多个三角形截面(a)、梯形截面(b)或锯齿形截面。另外，凹雕图案196可以沿第一和第二通孔19 和19 中每一个的纵向方向上在圆周表面的一侧形成有椭圆形截面(C)。此时，凹雕图案196并不限于上述形状。也就是说，凹雕图案196可以形成为能够增大第一和第二通孔l%a和196a的内表面面积的各种形状。如图12所示，将蓝宝石基板110与第二覆层120分离开，并接着去除被分离的蓝
宝石基板。如图13所示，向第二覆层120的表面应用表面粗糙工序，使得第二覆层120的被去除了蓝宝石基板110的上表面变得不平坦。如图14所示，将导电材料埋置在具有凹雕图案196的第一和第二通孔l%a和 195b中，藉此，可以将P型电极210和N型电极200形成为图6中示出的各种形状中的任一种。根据本发明实施方式的LED芯片通过上述步骤制造而成。此时，N型电极200和P型电极210可以由Ti、Cr、Al、Cu、Au或包括Ti、Cr、Al、 Cu或Au中的至少一种的合金中的任一种形成。P型电极210通过在用于露出第一键合金属层180a的至少一个第一通孔l%a中埋置导电材料而形成。因而，P型电极210的数量对应于第一通孔l%a的数量，即，可以设置至少一个P型电极210。另外，N型电极200通过在用于露出第二键合金属层180b的至少一个第二通孔 195b中埋置导电材料而形成。因而，N型电极200的数量对应于第二通孔l%b的数量，即， 可以设置至少一个N型电极200。在根据本发明实施方式的上述LED芯片中，通过在具有凹雕图案196的至少一个第一通孔l%a和至少一个第二通孔l%b中埋置导电材料而形成P型电极210和N型电极 200，从而增加了 P型电极210和N型电极200的表面积。P型电极210与N型电极200分别形成为与第一和第二通孔l%a和l%b相对应的形状。因而，通过增加P型电极210和N型电极200的表面积，可以改进LED芯片的电流注入特性。在切割了制造完成的各个混合LED芯片后，通过表面安装设备(SMD)技术以封装
12形式将切割后的LED芯片安装在基板上，从而实现根据本发明实施方式的LED器件。根据本发明另一个实施方式，以荧光材料和环氧树脂涂敷LED芯片而不切割各个混合LED芯片，并且将微透镜形成在其上，从而实现了发射白色光的LED器件。根据本发明实施方式的制造混合LED芯片的方法可以通过略去形成连接布线的工序来提高制造效率。通过根据本发明实施方式的上述方法制造而成的混合LED芯片和包括该混合LED 芯片的LED器件能够在不需要连接布线的情况下提供驱动电源，从而提高了 LED器件的可
靠性和质量。因此，根据本发明实施方式的混合LED芯片可以通过增强电流注入特性来提高光
学效率。另外，根据本发明实施方式的混合LED芯片能够在不需要连接布线的情况下向电极提供驱动电源，从而防止LED器件的可靠性和质量由于连接布线的有缺陷的连接而恶化。在根据本发明实施方式的混合LED芯片以及具有该混合LED芯片的LED器件中， 向第二覆层120的表面应用了表面粗糙工序，使得第二覆层120的被去除了蓝宝石基板110 的上表面变得不平坦。因而，增强了散热特性，使得LED器件的可靠性得到提高。根据本发明实施方式的制造混合LED芯片的方法可以通过略去布线连接工序来提高LED芯片的制造效率。对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明的实施方式中做出各种修改和变型。因而，本发明的实施方式旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。
权利要求
1.一种混合LED芯片，该混合LED芯片包括 P型半导体材料的第一覆层；N型半导体材料的第二覆层；介于所述第一覆层和所述第二覆层之间的有源层；位于所述第一覆层上的第一键合金属层；位于所述第二覆层上的第二键合金属层；陶瓷基板，其被设置在所述第一键合金属层和所述第二键合金属层上并与所述第一键合金属层和所述第二键合金属层键合起来，其中，所述陶瓷基板包括用于露出所述第一键合金属层的至少一个第一通孔和用于露出所述第二键合金属层的至少一个第二通孔； P型电极，其通过在所述至少一个第一通孔中埋置导电材料而形成；以及 N型电极，其通过在所述至少一个第二通孔中埋置导电材料而形成， 其中，所述陶瓷基板中的所述第一通孔和所述第二通孔被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有凹雕图案。
2.根据权利要求1所述的混合LED芯片，其中，所述凹雕图案沿所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的圆周而重复地形成，并且各个凹雕图案的长度设置在所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的纵向方向上；并且其中，所述凹雕图案在所述圆周的一侧形成有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。
3.根据权利要求1所述的混合LED芯片，其中，所述P型电极和所述N型电极中的每一方被形成为具有与所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的所述凹雕图案相对应的浮雕图案。
4.根据权利要求1所述的混合LED芯片，其中，所述P型电极和所述N型电极被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有浮雕图案，所述浮雕图案在所述圆周表面的一侧具有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。
5.根据权利要求1所述的混合LED芯片，其中，P型电极的数量对应于至少一个第一通孔的数量，并且N型电极的数量对应于至少一个第二通孔的数量。
6.根据权利要求1所述的混合LED芯片，该混合LED芯片还包括介于所述第一覆层和所述第一键合金属层之间的反光材料的反射层。
7.根据权利要求1所述的混合LED芯片，该混合LED芯片还包括介于所述第二覆层和所述第二键合金属层之间的导电材料的电极焊盘。
8.根据权利要求1所述的混合LED芯片，其中，所述第二覆层具有带有凹雕图案和浮雕图案的不平坦上表面。
9.根据权利要求1所述的混合LED芯片，其中，所述陶瓷基板由AlN材料形成。
10.一种LED器件，该LED器件包括 混合LED芯片，所述混合LED芯片包括 P型半导体材料的第一覆层；N型半导体材料的第二覆层； 介于所述第一覆层和所述第二覆层之间的有源层；位于所述第一覆层上的第一键合金属层； 位于所述第二覆层上的第二键合金属层；陶瓷基板，其被设置在所述第一键合金属层和所述第二键合金属层上并与所述第一键合金属层和所述第二键合金属层键合起来，其中，所述陶瓷基板包括用于露出所述第一键合金属层的至少一个第一通孔和用于露出所述第二键合金属层的至少一个第二通孔； P型电极，其通过在所述至少一个第一通孔中埋置导电材料而形成；以及 N型电极，其通过在所述至少一个第二通孔中埋置导电材料而形成； 位于所述混合LED芯片上的荧光层；以及位于所述荧光层上的微透镜，其中，所述陶瓷基板中的所述第一通孔和所述第二通孔被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有凹雕图案。
11.根据权利要求10所述的LED器件，其中，所述凹雕图案沿所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的圆周而重复地形成，并且各个凹雕图案的长度设置在所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的纵向方向上，并且所述凹雕图案在所述圆周的一侧形成有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面；并且其中，所述P型电极和所述N型电极中的每一方被形成为具有与所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的所述凹雕图案相对应的浮雕图案。
12.一种制造混合LED芯片的方法，该方法包括以下步骤在基础基板上依次形成N型半导体层、有源层和P型半导体层，并且接着通过在所述P 型半导体层的预定部分上沉积反光导电材料而形成反射层；通过以预定深度对在所述基础基板上形成的所述N型半导体层、所述有源层和所述P 型半导体层进行蚀刻，来形成用于露出所述N型半导体层的上表面的槽，并且接着在所述N 型半导体层上形成电极焊盘；通过在所述反射层和所述槽中沉积导电材料而在所述反射层上形成第一键合金属层并同时在所述电极焊盘上形成所述第二键合金属层，并且对所沉积的导电材料构图；将陶瓷基板键合到所述第一键合金属层和所述第二键合金属层上，其中，所述陶瓷基板包括用于露出所述第一键合金属层的至少一个第一通孔和用于露出所述第二键合金属层的至少一个第二通孔；以及通过在所述至少一个第一通孔和所述至少一个第二通孔中埋置导电材料而形成与所述第一键合金属层接触的P型电极和与所述第二键合金属层接触的N型电极。
13.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括以下步骤形成凹雕图案以增加所述至少一个第一通孔和所述至少一个第二通孔中的每一方中的内壁的表面积。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述凹雕图案沿所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的圆周而重复地形成，并且各个凹雕图案的长度设置在所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的纵向方向上；并且其中，所述凹雕图案在所述圆周的一侧形成有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述P型电极和所述N型电极中的每一方被形成为具有与所述第一通孔和所述第二通孔中的每一方中的所述凹雕图案相对应的浮雕图案。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述P型电极和所述N型电极被形成为圆柱形，并且各个圆柱形的圆周表面设置有浮雕图案，所述浮雕图案在所述圆周表面的一侧具有多个三角形截面、梯形截面、锯齿形截面或椭圆形截面。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，P型电极的数量对应于至少一个第一通孔的数量，并且N型电极的数量对应于至少一个第二通孔的数量。
18.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括以下步骤从所述N型半导体层分离所述基础基板，并且去除被分离的基础基板。
19.根据权利要求18所述的方法，该方法还包括以下步骤应用表面粗糙工序以制造被去除了所述基础基板的所述N型半导体层的不平坦上表面。
20.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括以下步骤在由所述反射层和所述槽露出的区域以外的其它区域中形成绝缘层，其中，所述电极焊盘通过在由所述绝缘层电隔离的所述槽中沉积导电材料而形成。
全文摘要
本发明涉及混合发光二极管芯片和具有其的发光二极管器件及制造法。公开了一种混合LED芯片，其包括P型半导体材料的第一覆层；N型半导体材料的第二覆层；第一和第二覆层之间的有源层；第一覆层上的第一键合金属层；第二覆层上的第二键合金属层；陶瓷基板，其设置在第一和第二键合金属层上并与第一和第二键合金属层键合，其中，陶瓷基板包括露出第一键合金属层的至少一个第一通孔和露出第二键合金属层的至少一个第二通孔；P型电极，其通过在至少一个第一通孔中埋置导电材料而形成；和N型电极，其通过在至少一个第二通孔中埋置导电材料而形成，其中，陶瓷基板中的第一和第二通孔被形成为圆柱形，且各个圆柱形的圆周表面设置有凹雕图案。
文档编号H01L33/40GK102163666SQ20101060574
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年2月24日
发明者张氶镐, 洪荣基, 金源镐 申请人:乐金显示有限公司