能够直接注入衬底1310内。再有其它的光 1724可以从衬底的倾斜侧壁射出去。
[0101] 还参照图17A，倒装芯片安装的LED可以是采用焊接区1748粘贴的小片，焊接区包 括金，铟，常规环氧树脂材料，铜焊和/或焊料，并与适当的焊料和/或焊料阻挡区1746例 如镍，镍/钒和/或钛钨一起使用。任选的粘附层包括例如钛，也可以被提供在阻挡层1746 和焊接区1748之间。也可以理解，通过在半导体表面上提供反射金属，可以得到非常光滑 的镜表面，它与头部的相对粗糙表面相比具有相对高的反射率。
[0102] 还参照图17A，可以使用n型接触结构1730,它包括欧姆/反射器区1732,粘附区 1734,阻挡区1736和焊接区1738。欧姆/反射器区1732可以包括n型欧姆材料，例如铝 和/或银，约1〇〇〇人厚。这个欧姆/反射器区1732可以作为欧姆接触和反射器层。也可 以提供可选择的类似于反射器区1724的任选反射器区。也可以提供任选的粘附区1734,包 括例如约l〇〇〇A的钛。也可以提供阻挡区1736。例如也可以使用约1〇〇〇人的铂。最后， 也可以使用焊接区1738。例如，可以使用达到1 ym或更厚的金，常规引线连接1750可以附 在焊接区1738。可以理解，根据特定的应用，区1732,1734,1736或1738中的一个或多个区 可以被去掉或与其它区结合。
[0103] 根据图17A的实施例，倒装芯片安装AT0N芯片与常规非倒装芯片AT0N几何结构 相比能够产生约1. 5到1. 7倍或更大的提高的辐射量。可以减小在p型电极和/或小片粘 附材料中的吸收。可以使用n型接触结构1730,以减小或最小化表面覆盖。因此，在一些实 施例中，电极结构1730能够占据碳化硅衬底1310的整个第一面1310a。然而，其它的几何 结构也可以使用以减小或最小化表面覆盖。
[0104] 例如，如图17B所示，n型接触结构1730可以仅包括在第一面1310a上的中央部分 1730a。然而，对比较大的芯片尺寸，n型接触结构1730的指1730b也可以用来提供额外的 电流扩展。因此，n型接触结构1730可以占据第一面1310的全部区域。在其它实施例中， 占据区域可以小于全部区域，但是占据区域可以大于全部区域的10%。在另外的实施例中， 可以使用小于区域10%的面积。可以理解，也可以采用中央部分1730a和指1730b的很多 其它几何形状结构。
[0105] 为了提高可缩放性，n型接触结构1730可以是一种互连的栅结构，在表面覆盖和 电流扩展阻力方面与下面的半导体材料1310电导率相匹配。通过减小和优选最小化n型 接触结构1730的表面覆盖，和使用银和/或铝反射器1732,可以减小和优选最小化全部的 n型接触结构1730的吸收。
[0106] 可以理解，在其它实施例中，n型和p型电极两者可以形成在在芯片侧面上，如授 予Chen的美国专利5, 952, 681所描述的那样。这可以进一步减小n电极的欧姆接触内的 光吸收。
[0107] 可以理解，图17A和图17B的倒装芯片安装和/或接触结构可以与其它有减小面 积的第一面的衬底几何形状包括立方形，三角形，金字塔形，切去顶端的金字塔形和/或半 球形一起使用。如已经描述的，可以提供以槽、通孔和/或其它图案特征形式的图形化的附 加第一面。最后，如已经描述的，也可以使用纹理化和/或粗糙化。也可以使用衬底和/或 二极管区的粗糙化。因此，反射器1744可以形成在有意形成粗糙和/或形成图案的二极管 区1320上。这种随机粗糙性能够提高光提取和/或减少内部反射。具体图案例如Fresnel 透镜，也可以用于对准反射光和/或提高光提取。一旦应用反射器1744,图形化能够形成光 学元件。图案的尺寸可以是从LED发出的光的波长的量级。
[0108] 图18是根据本发明的其它实施例的发光二极管的截面图。具体而言，图18示出 了常规ATON LED，包括在其二极管区上的反射器。根据本发明的其它实施例，出乎意料地发 现，通过在常规的正面向上的ATON和/或其它LED的二极管区加上反射器，与在其顶表面 处的二极管区上没有反射器的常规ATON和/或LED相比，可以增加约10%或更多的亮度。 因此，用反射器至少部分阻挡顶表面，实际上可以增加光发射。
[0109] 更特别地，参照图18,根据这里描述的任何实施例和/或根据常规的ATON和/或 其它的LED结构，这些LED 1800包括衬底1310和二极管区1320。根据常规的ATON和/或 其它的结构，可以提供n型接触结构1810。作为选择，可以提供一个n型接触结构1810,其 包括一个粘附区1812，例如约1 〇 〇 〇A的钛，一个阻挡区1814，例如约1 〇 〇 〇A的铂，和一个 焊接区1816,例如约1 ym的金。粘附区1812也能够作为欧姆接触，也可以附加地是反射性 的。
[0110] 还参照图18,可以提供p型接触结构1820。p型接触结构1820包括透明欧姆区 1830,它可以与图17A的欧姆层1742类似。也可以包括粘附层1826,它可以与图17A的粘 附层1734类似。也可以包括阻挡层1824,它可以与图17A的阻挡层1736类似。也可以包 括焊接区1822和导线1840,焊接区1822与图17A的焊接区1738类似，导线1840与图17A 的导线1750类似。此外，也可以提供常规的AT0N/ITP欧姆接触结构。根据本发明的一些实 施例，P型接触结构1820其中包括反射器1828,用于把光反射回去，通过二极管区1320并 进入衬底1310。反射器1828可以类似于图17A的反射器1746。如上所述，出乎意料，通过 把反射器1828加到ATON和/或其它的LED的顶表面上可以增加亮度，例如是常规的ATON LED亮度的约1. 2到约1. 3倍之间或更大。
[0111] 现在参照图19,将要描述根据本发明实施例的LED制作方法。可以理解，图19的 一些块可以与图所示出的不同顺序出现，一些块可以同时执行而不是顺序执行。
[0112] 参照图19的块1910,二极管区形成在碳化硅衬底上。如上所述，优选地，氮化镓二 极管区是制作在碳化硅衬底上。在块1920,正如结合图7-12和图14-15-起描述的那样， 槽可以通过锯、腐蚀、激光切割、反应离子腐蚀、湿法腐蚀和/或其它切割方法，和/或执行 反应离子腐蚀以便在衬底的第一面上形成通孔。可以理解，在衬底上制作二极管区之前和 /或在衬底上制作二极管区之后，在块1920可以形成槽和/或通孔。
[0113] 参照块1930,例如结合图2-5、图11-12和图16-17描述的那样，形成一个接触结 构。可以理解，在块1920的形成槽和/或反应离子腐蚀通孔之前可以形成接触结构。
[0114] 参照块1940,执行切割以分离单个LED芯片。可以理解，如果是制作晶片大小的 LED，则不需要执行切割，以及在块1930的形成电极结构之前和/或在块1920的锯槽和/ 或反应离子腐蚀之前，可以执行切割芯片。
[0115] 然后参照块1950,例如采用焊剂预成型件和/或其它连接技术，如结合图2-5、图 11-12和图16-17描述的那样，二极管连接到安装支架。在块1960,二极管被封装在例如塑 料圆顶中，如图2-3和图16中说明的那样。因此可以有效地制作具有高提取效率的LED。
[0116] 在附图和说明中，已经公开了本发明的典型优选实施例，虽然使用了特定术语，它 们仅仅在一般性和描述性意义上使用，而不是出于限制目的，本发明的范围在下列权利要 求中提出。
【主权项】
1. 一种发光二极管，包括： 衬底； 在所述衬底上的二极管区，二极管区包括基于N-型层的氮化镓、有源区和基于P-型层 的氮化镓； 在所述基于P-型层的氮化镓上的第一透明氧化层； 在所述衬底上的远离所述二极管区的第二透明氧化层； 在所述第一透明氧化层上的远离所述基于P-型层的氮化镓的第一反射器层；以及 在所述第二透明氧化层上的远离所述衬底的第二反射器层。
2. 根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述第一透明氧化层和第二透明氧化层两 者包括铟锡氧化物（ITO)。
3. 根据权利要求2所述的发光二极管，其中所述ITO为几个微米或者更厚。
4. 根据权利要求1所述的发光二极管，进一步包括： 在所述第二反射器层上的远离所述第二透明氧化层的阻挡层；以及 在所述阻挡层上的远离所述第二反射器层的焊接层。
5. 根据权利要求4所述的发光二极管，进一步包括： 在所述键合层上的远离所述阻挡层的安装衬底。
6. 根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述衬底包括碳化硅。
【专利摘要】发光二极管包括一个有第一和第二相对面的衬底，该衬底对预定波长范围内的光辐射是透明的，并被构图以在横截面内确定从第一面向第二面伸展进入衬底的多个支座。第二面上的二极管区这样设定：当在二极管区施加电压时，发射预定波长范围内的光进入衬底。在二极管区上、与衬底相对的安装支架被配置成支持二极管区，使得当在二极管区施加电压时，从二极管区发射进入衬底的光是从第一面发出。衬底的第一面可以包括在衬底内确定多个三角形支座的多个槽。槽可以包括锥形侧壁和/或斜面的底层。衬底的第一面也可以包括通孔阵列。通孔可以包括锥形侧壁和/或底层。
【IPC分类】H01L33-60, H01L33-62, H01L33-20, H01L33-22, H01L33-40, H01L33-10
【公开号】CN104835886
【申请号】CN201410858576
【发明人】D·B·小斯拉特, R·C·格拉斯, C·M·斯沃波达, B·凯勒, J·伊贝特森, B·蒂贝奥尔特, E·J·塔萨
【申请人】克里公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2002年2月1日
【公告号】CA2433541A1, CA2769808A1, CN1552103A, CN100524848C, CN101976717A, CN101976717B, EP1382073A2, EP1382073B1, US6791119, US7026659, US7420222, US8426881, US8692277, US20020123164, US20040217362, US20060131599, US20070284604, US20090166658, US20100283077, WO2002061847A2, WO2002061847A3