專利名稱：具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置和一種制造所述發(fā)光裝置的方法，且更明確 地說，涉及一種具有多個串聯(lián)連接在單個芯片中的發(fā)光單元的發(fā)光裝置， 和一種制造所述發(fā)光裝置的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是一種光電轉(zhuǎn)換半導體元件，其中N型半導體與P型半導 體接合在一起，以形成結(jié)(junction),且電子和空穴重新組合以發(fā)光。此 類發(fā)光二極管廣泛用作顯示裝置和背光。另外，發(fā)光二極管與常規(guī)白熾燈 泡或熒光燈相比消耗較少的電功率，且具有延長的服務壽命，從而將其應 用擴大到一般照明目的，同時代替常規(guī)白熾燈泡和熒光燈。發(fā)光二極管視施加到其處的電流的方向而定，在AC電源下在打開狀態(tài) 與關(guān)閉狀態(tài)之間交替。因此，如果發(fā)光二極管直接連接到AC電源，那么存 在的問題是，其不能在連續(xù)模式下發(fā)光，且可能由于反向電流的緣故而容 易被損壞。作為解決此項技術(shù)中的上述問題的嘗試，Sakai等人提出一種發(fā)光二極 管，其能夠直接連接到高壓AC電源，題為"Light-Emitting Device Having Light-Emitting Elements"的第WO 2004/023568A1號國際公開案中揭示 了所述發(fā)光二極管。在公開案WO 2004/023568A1中，LED以二維圖案串聯(lián)連接在例如藍寶 石襯底的絕緣襯底上以形成LED陣列。兩個LED陣列以反向并聯(lián)連接在藍 寶石襯底上。因此，提供可由AC電源驅(qū)動的單芯片發(fā)光裝置。然而，由于藍寶石襯底具有相對較低的熱傳導性，所以不能平穩(wěn)地耗 散熱量。這種有限的熱量耗散導致發(fā)光裝置的最大光輸出有限。因此，需 要持續(xù)的努力來改進高壓AC電源下發(fā)光裝置的最大光輸出。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的一目的是提供一種經(jīng)改進的發(fā)光裝置，可在高壓AC電源下增 加其最大光輸出。本發(fā)明的另一目的是提供一種發(fā)光裝置，其具有多個彼此串聯(lián)連接的 發(fā)光單元，其中即使在使用導電襯底時，也可避免穿過襯底的泄漏電流力口。本發(fā)明的又一目的是提供一種制造經(jīng)改進的發(fā)光裝置的方法，可在高 壓AC電源下增加所述發(fā)光裝置的最大光輸出，而穿過襯底的泄漏電流無任 何增力口。技術(shù)解決方案為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明揭示一種具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置。 根據(jù)本發(fā)明的一方面的發(fā)光裝置包括熱傳導襯底，所述熱傳導襯底的熱傳 導性高于藍寶石襯底的熱傳導性。多個發(fā)光單元串聯(lián)連接在熱傳導襯底上。 同時，半絕緣緩沖層插入在熱傳導襯底與發(fā)光單元之間。由于使用熱傳導 性高于藍寶石襯底的熱傳導性的熱傳導襯底，所以與常規(guī)藍寶石襯底相比， 熱量耗散性能可改進，從而增加在高壓AC電源下驅(qū)動的發(fā)光裝置的最大光 輸出。另外，由于使用半絕緣緩沖層，所以有可能防止穿過熱傳導襯底和 位于發(fā)光單元之間的泄漏電流增加。本文所使用的術(shù)語熱傳導襯底是指由熱傳導性高于藍寶石襯底的熱傳 導性的材料制成的襯底。另外，術(shù)語"半絕緣"材料是指具有高電阻的材 料，其通常具有1()5Wcm或更高的電阻率，且除非特別規(guī)定，否則包含絕緣 材料。熱傳導襯底可以是AlN或SiC襯底。另外，SiC襯底可以是半絕緣或N 型SiC襯底。A1N和SiC襯底的熱傳導性約為藍寶石襯底的熱傳導性的10 倍或更多倍那樣高。因此，A1N或SiC襯底可提供與使用藍寶石村底的發(fā)光 裝置相比具有改進的熱量耗散性能的發(fā)光裝置。半絕緣緩沖層可由未經(jīng)摻雜的A1N形成。所述A1N在SiC襯底與in族 氮化物之間具有適當?shù)木w結(jié)構(gòu)。或者，半絕緣緩沖層可由半絕緣GaN形成。半絕緣GaN可包含未經(jīng)摻 雜的GaN或摻雜有受體的GaN。 一般來說，未經(jīng)摻雜的GaN視村底的種類而 定，會展示出半絕緣或N型半導體的特性。在未經(jīng)摻雜的GaN展示出N型 半導體的特性的情況下，可通過用受體摻雜此GaN來提供半絕緣GaN。所述受體可以是堿金屬、堿土金屬或過渡金屬，明確地說，可以是鐵 (Fe)。可使用Fe來增長半絕緣GaN緩沖層，而不會影響GaN的結(jié)構(gòu)特性。發(fā)光單元的每一者均包含N型半導體層、活性層和P型半導體層。相 鄰發(fā)光單元的N型半導體層和P型半導體層借助金屬布線彼此電連接。根據(jù)本發(fā)明另一方面的發(fā)光裝置包含半絕緣襯底。所述半絕緣襯底可 以是A1N或SiC村底。多個發(fā)光單元在所述半絕緣襯底上彼此串聯(lián)連接。 根據(jù)這一方面，由于所述多個發(fā)光單元直接形成在A1N或半絕緣SiC村底 上，所以可簡化其制造工藝。本發(fā)明還揭示一種制造具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置的方法。本發(fā)明
的所述方法包括制備熱傳導襯底，所述熱傳導襯底的熱傳導性高于藍寶石 襯底的熱傳導性。半絕緣緩沖層形成于熱傳導襯底上，且N型半導體層、 活性層和P型半導體層形成于半絕緣緩沖層上。其后，P型半導體層、活性層和N型半導體層經(jīng)圖案化以形成多個發(fā)光單元，對于所述發(fā)光單元中的 每一者來說，N型半導體層部分暴露。接著，形成金屬布線從而以每一發(fā)光 單元的N型半導體層連接到與其相鄰的發(fā)光單元的P型半導體層的方式串 聯(lián)連接所述發(fā)光單元。因此，有可能制造一種改進的發(fā)光裝置，其可增加 其在高壓AC電源下的最大光輸出。熱傳導襯底可以是A1N襯底，或半絕緣或N型SiC襯底。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置的截面圖。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的包含橋式整流器的發(fā)光裝置的電路圖。 圖3到圖7是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的制造具有多個發(fā)光單元的發(fā)光 裝置的方法的截面圖。
具體實施方式
下文中，將參看附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。僅出于說明性目的而 提供以下實施例，使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以完全理解本發(fā)明的原理。 因此，本發(fā)明并非限于本文所陳述的實施例，而是可以許多不同配置來實 施。在附圖中，為了說明的便利和清楚，可能放大了每一組件的寬度、長 度、厚度等。在描述內(nèi)容中，相似參考標號始終指示相似元件。圖1是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的具有彼此串聯(lián)連接的多個發(fā)光單元的 發(fā)光裝置的截面圖。參看圖1,本發(fā)明的發(fā)光裝置包括熱傳導襯底110、形成于襯底110上 的緩沖層120、圖案化于緩沖層120上的多個發(fā)光單元100-1到100-n，以 及用于使多個發(fā)光單元100-1到100-n彼此串聯(lián)連接的金屬布線170-1到 170-n-l。熱傳導襯底110是由熱傳導性相對高于藍寶石襯底的熱傳導性的材料 制成的襯底。熱傳導襯底110可以是A1N襯底或半絕緣或N型SiC村底。緩沖層120用于減輕襯底110與待形成于其上的半導體層之間的晶格 失配。另外，在本發(fā)明的一些實施例中，可使用緩沖層120來使發(fā)光單元 100-1到100-n與襯底110絕緣。此外，發(fā)光單元應彼此電隔離。因此，緩 沖層120由半絕緣材料膜形成。在襯底110為半絕緣AlN襯底或半絕緣SiC 襯底的情況下，可省略緩沖層120。 在此實施例中，半絕緣緩沖層120可以是AlN或半絕緣GaN層。由于 未經(jīng)摻雜的a 1n通常具有絕緣特性，所以可將未經(jīng)摻雜的a1n用作所述a1n。 同時，視增長過程和襯底材料而定，未經(jīng)摻雜的GaN通常展示出N型半導 體的特性或半絕緣特性。因此，在未經(jīng)摻雜的GaN具有半絕緣特性的情況 下，未經(jīng)摻雜的GaN變成半絕緣GaN。另一方面，如果未經(jīng)摻雜的GaN展示 出N型半導體的特性，那么用受體來進行摻雜以用于補償。所述受體可包 含堿金屬、堿土金屬或過渡金屬，明確地說，可以是鐵(Fe)或鉻(Cr )。2002年7月15日出版的尸力j^/" 中，Heikman等人在 "Growth of Fe doped semi-insulating GaN by metalorganic chemical vapor deposition"中揭示了在藍寶石襯底上形成半絕緣GaN層的方法。 Heikman等人使用了 MOCVD技術(shù)，其使用二茂鐵(Cp2Fe )作為前體，以便 在藍寶石襯底上形成半絕緣GaN層。一般來說，使用MOCVD技術(shù)形成于藍寶石襯底上的未經(jīng)摻雜的GaN為N 型GaN。這是因為剩余的氧原子充當GaN層中的供體(donor )。因此，用充 當受體的例如Fe的金屬材料來進行摻雜，以補償所述供體，從而形成半絕 緣GaN。用受體來進行摻雜以形成半絕緣GaN的技術(shù)同樣可應用于本發(fā)明的實 施例。舉例來說，形成于SiC襯底上的未經(jīng)摻雜的GaN可借助例如Si的雜 質(zhì)而變成N型GaN。因此，可通過用例如Fe的金屬材料執(zhí)行摻雜來形成半 絕緣GaN緩沖層120。此處，不一定要求用受體來摻雜半絕緣緩沖層120的 整個厚度?？捎美鏔e的受體將摻雜進行到緩沖層120的部分厚度。而且，可通過離子注入技術(shù)來摻雜所述受體。半絕緣緩沖層120可在發(fā)光單元100-1到100-n之間連續(xù)(如所說明)， 但其間可能是離散的。同時，發(fā)光單元100-1到100-n中的每一者均包含PN結(jié)氮化物半導體層。在此實施例中，發(fā)光單元中的每一者均包含N型半導體層130、形成于 N型半導體層130的預定區(qū)域上的活性層140,以及形成于活性層140上的 P型半導體層150。 N型半導體層130的上表面至少部分地暴露。奧姆金屬 層(Ohmic metal layer ) 160和165可形成于N型半導體層130和P型半 導體層150上。另外，具有l(wèi)xl0" lxl02Vcm3的高濃度的N型半導體隧 穿層或半金屬層可形成于N型半導體層130或P型半導體層150上。透明 電極層(未圖示)也可進一步形成于N型半導體隧穿層或半金屬層上。N型半導體層130為N型AlxInyGai-x-yN (0《x， y《l)膜，且可包含N 型披覆層(clad layer )。另夕卜，P型半導體層150為P型AUnD 0《x， y《l)膜，且可包含P型披覆層。
可通過硅摻雜來形成N型半導體層130，且可通過鋅或鎂摻雜來形成P 型半導體層150?；钚詫?40為電子和空穴重新組合的區(qū)域，且包含InGaN。 ；f見形成活性 層140的材料而定，決定從發(fā)光單元發(fā)射的光的波長?；钚詫?40可以是 多層膜，其中量子阱層與障壁層交替形成。障壁層和量子阱層可以是二元 到四元化合物半導體層，其可用通式AUnyGa,tyN ( 0《x， y， x+y《1 )來 表達。發(fā)光單元借助金屬布線170-1到170-n-l串聯(lián)連接。在此實施例中， 可由AC電源驅(qū)動的許多發(fā)光單元100-1到100-n借助金屬布線串聯(lián)連接。 也就是說，串聯(lián)連接的發(fā)光單元100的數(shù)目受施加到發(fā)光裝置的AC驅(qū)動電 壓/電流和驅(qū)動單個發(fā)光單元所需的電壓限制。舉例來說，在3. 3V驅(qū)動的 發(fā)光單元的情況下，可在220 V的AC電壓下串聯(lián)連接約67個單元。另外， 可在110V的AC電壓下串聯(lián)連接約34個單元。如圖1中所說明，在n個發(fā)光單元100-1到100-n串聯(lián)連接的發(fā)光裝 置中，第一發(fā)光單元100-1的N型半導體層130和第二發(fā)光單元100-2的P 型半導體層150通過第一金屬布線170-1連接。第二發(fā)光單元100-2的N 型半導體層130和第三發(fā)光單元(未圖示)的P型半導體層(未圖示)通 過第二金屬布線170-2連接。此外，第(n-2)發(fā)光單元(未圖示)的N型 半導體層(未圖示)和第(n-l)發(fā)光單元100-n-1的P型半導體層150通 過第(n-2 )金屬布線170-n-2連接。第(n-l )發(fā)光單元100-n-1的N型 半導體層130和第n發(fā)光單元100-n的P型半導體層150通過第(n-l )金 屬布線170-n-l連接。上述串聯(lián)連接的發(fā)光單元構(gòu)成LED陣列，如第WO 2004/023568A1號國 際公開案中所揭示。同時，發(fā)光裝置可具有兩個LED陣列，其彼此反向并 聯(lián)連接，以用于AC電源下的照明。第一發(fā)光單元100-1的P型半導體層150 和第n發(fā)光單元100-n的N型半導體層130可形成有P型襯墊和N型襯墊 (未圖示)，以分別電連接到AC電源。或者，發(fā)光裝置可包含由二極管組成的橋式整流器，以便對AC電流進 行整流。圖2繪示包含橋式整流器的發(fā)光裝置的電路圖。參看圖2， LED陣列41包含彼此串聯(lián)連接的發(fā)光單元41a、 41b、 41c、 41d、 41e和41f。包括二極管D1、 D2、 D3和D4的橋式整流器設(shè)置在AC電 源45與LED陣列41之間以及接地與LED陣列41之間。二極管Dl、 D2、 D3 和D4可借助與發(fā)光單元的工藝相同的工藝形成。也就是說，橋式整流器可 與發(fā)光單元一起制造。LED陣列41的陽極端子連接到二極管Dl與D2之間的節(jié)點，且其陰極 端子連接到二極管D3與D4之間的節(jié)點。同時，AC電源45的端子連接到二 極管Dl與D4之間的節(jié)點，且接地連接到二極管D2與D3之間的節(jié)點。如果AC電源45具有正相位，那么橋式整流器的二極管Dl和D3接通， 且二極管D2和D4斷開。因此，電流經(jīng)由橋式整流器的二極管Dl、 LED陣 列41和橋式整流器的二極管D3流動到接地。另一方面，如果AC電源45具有負相位，那么橋式整流器的二極管Dl 和D3斷開，且其二極管D2和D4接通。因此，電流經(jīng)由橋式整流器的二^L 管D2、 LED陣列41和橋式整流器的二極管D4流動到AC電源。因此，橋式整流器到LED陣列41的連接使AC電源45能夠連續(xù)地驅(qū)動 LED陣列41。橋式整流器的端子經(jīng)配置以連接到AC電源45和接地，如圖2 所示。但是，橋式整流器的端子可經(jīng)配置以連接到AC電源的兩個端子。根據(jù)本實施例，單個LED陣列可通過電連接到AC電源而被驅(qū)動，從而 改進LED陣列的使用效率。接下來，將描述制造具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置的方法。圖3到7是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的制造具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝 置的方法的截面圖。參看圖3，半絕緣援沖層120形成于熱傳導襯底110上。熱傳導襯底 110可以是A1N或SiC襯底。另外，SiC襯底可以是半絕緣或N型襯底。一般來說，單個晶體SiC襯底展示出N型半導體的特性。已知這是因 為SiC村底中所含有的氮充當供體。因此，用例如釩(V)的受體來進行摻 雜以增長半絕緣SiC單晶體。同時，第6,814,801號美國專利揭示一種在 不用釩摻雜的情況下增長半絕緣SiC晶體的方法。這些技術(shù)可用于提供半 絕緣SiC襯底。另一方面，可使用離子注入技術(shù)將例如Fe、 V、 C或Si的 受體注 射到SiC襯底中，以將SiC襯底的上部轉(zhuǎn)化成半絕緣SiC層。通過有機金屬化學氣相沉積 (metalorganic chemical vapor deposition, M0CVD)方法、分子束夕卜延(molecular beam epitaxy, MBE) 方法、氛化物氣相夕卜延(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)方法或類 似方法來形成半絕緣緩沖層120。緩沖層120可以是A1N或半絕緣GaN層。 半絕緣GaN層可以是未經(jīng)摻雜的GaN層或摻雜有受體的GaN層。受體可以 是堿金屬、堿土金屬或過渡金屬，明確地說，可以是鐵(Fe)或鉻(Cr)。 在形成GaN層期間，可使用利用前體的沉積技術(shù)來摻雜受體，或在形成GaN 層之后，使用離子注入技術(shù)來摻雜受體。在使用N型SiC襯底的情況下，半絕緣緩沖層120使發(fā)光單元與N型 SiC襯底電絕緣，以防止泄漏電流穿過襯底。另一方面，在使用半絕緣SiC 襯底的情況下，可省略形成半絕緣緩沖層120的工藝。參看圖4， N型半導體層130、活性層140和P型半導體層150形成于 半絕緣緩沖層12G上。這些半導體層130、 140和150在一個處理腔室內(nèi)連 續(xù)形成。可^f吏用M0CVD方法、MBE方法或HVPE方法來形成N型半導體層130、 活性層140和P型半導體層150，且所述層中的每一者均可以多層的形式形 成。具有l(wèi)xlO"-lxl()2Vcm3的高濃度的N型半導體隧穿層或半金屬層可形 成于N型半導體層130和/或P型半導體層150上，透明電極層(未圖示) 也可進一步形成于N型半導體隧穿層或半金屬層上。參看圖5， P型半導體層150、活性層140和N型半導體層130經(jīng)圖案 化以形成離散的發(fā)光單元100-1到100-n?？墒褂霉饪毯臀g刻技術(shù)來使所述 層圖案化。舉例來說，光致抗蝕劑圖案形成于P型半導體層150上，且接 著使用所述光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩膜來依次蝕刻P型半導體層150、活 性層140和N型半導體層130。因此，形成離散的發(fā)光單元。此時，半絕緣 緩沖層120可經(jīng)蝕刻以暴露襯底110。參看圖6，通過使離散的發(fā)光單元100-1到100-n中的每一者的P型半 導體層150和活性層140圖案化來部分地暴露N型半導體層130的上表面。 可使用光刻和蝕刻技術(shù)來執(zhí)行此圖案化工藝。也就是說，光致抗蝕劑圖案 形成于具有離散的發(fā)光單元100-1到100-n的村底110上，且使用所述光 致抗獨劑圖案作為蝕刻掩膜來部分地蝕刻P型半導體層150和活性層140。 因此，P型半導體層和活性層的經(jīng)蝕刻的部分允許N型半導體層130部分暴 露?？赏ㄟ^濕式或干式蝕刻工藝來執(zhí)行此蝕刻工藝。干式蝕刻工藝可以是 等離子體干式蝕刻工藝。參看圖7， P型奧姆金屬層160和N型奧姆金屬層165分別形成于P型 半導體層150和N型半導體層130上?？赏ㄟ^打開其中將使用光致抗蝕劑圖案(未圖示)形成奧姆金屬層160 和165的區(qū)域，并執(zhí)行金屬沉積工藝來形成奧姆金屬層160和165?？赏ㄟ^ 同一工藝或單獨的個別工藝來形成P型奧姆金屬層160和N型奧姆金屬層 165。奧姆金屬層160和165可由選自Pb、 Sn、 Au、 Ge、 Cu、 Bi、 Cd、 Zn、 Ag、 Ni和Ti的至少一者形成。其后，使用金屬布線170-1到170_n-l來連接相鄰發(fā)光單元的N型奧 姆金屬層165和P型奧姆金屬層160?？赏ㄟ^空氣橋工藝(air bridge process)或梯級覆蓋工藝(step-cover process)來形成金屬布線。第WO 2004/023568A1號國際公開案中揭示了空氣橋工藝，且將簡要描 述所述工藝。首先，具有奧姆金屬層160和165的若干部分暴露所通過的 開口的第一光致抗蝕劑圖案形成于具備發(fā)光單元和奧姆金屬層160和165 的襯底上。接著，使用電子束蒸發(fā)技術(shù)(e-beam evaporation technique) 來形成薄金屬層。所述金屬層形成于所述開口和第一光致抗蝕劑圖案的整 個上表面上。其后，形成第二光致抗蝕劑圖案以暴露待連接的相鄰發(fā)光單
元之間的區(qū)域，以及開口上的金屬層。隨后，鍍敷金或類似物，且接著使 用例如溶劑的溶液來去除第一和第二光致抗蝕劑圖案。因此，僅留下用于 連接相鄰發(fā)光單元的布線，且剩余的金屬層和光致抗蝕劑圖案被完全去除。 另 一方面，梯級覆蓋工藝包含在具有發(fā)光單元和原子金屬層的襯底上形成絕緣層。使用光刻和蝕刻技術(shù)來使絕緣層圖案化以形成P型和N型半 導體層上的奧姆金屬層160和165暴露所通過的開口。接著，使用電子束 蒸發(fā)技術(shù)來填充所述開口，并形成用于覆蓋絕緣層的金屬層。其后，使用 光刻和蝕刻技術(shù)來使所述金屬層圖案化，以形成用于使鄰近的發(fā)光單元彼 此連接的布線。可對此梯級覆蓋工藝作出各種修改。當使用梯級覆蓋工藝 時，絕緣層支撐布線，從而改進布線的可靠性。其后，在位于兩個遠端處的發(fā)光單元100-1和100-n處形成用于電連 接到AC電源的P型襯墊和N型襯墊。盡管附圖中將發(fā)光單元說明為排列成直線，但這僅是為了確保闡釋的 便利。發(fā)光單元可以各種圖案和配置排列在一平面上，如第W0 2004/023568A1號國際公開案中所示。產(chǎn)業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，可增強發(fā)光裝置的熱量耗散性能。因此，有可能提供一 種在高壓AC電源下具有增加的最大輸出的發(fā)光裝置。此外，有可能提供一 種發(fā)光裝置，其具有多個發(fā)光單元，且使用半絕緣襯底或半絕緣緩沖層來 防止穿過襯底的泄漏電流增加。
權(quán)利要求
1.一種具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置，其包括熱傳導襯底，其熱傳導性高于藍寶石襯底的熱傳導性；多個發(fā)光單元，其在所述熱傳導襯底上彼此串聯(lián)連接；以及半絕緣緩沖層，其插入在所述熱傳導襯底與所述發(fā)光單元之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述熱傳導襯底為半絕緣或N 型SiC襯底。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述半絕緣緩沖層由未經(jīng)摻雜 的A1N形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述半絕緣緩沖層由半絕緣GaN 形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述半絕緣GaN為摻雜有受體 的GaN。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述受體為鐵(Fe )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述發(fā)光單元中的每一者均包 括N型半導體層、活性層和P型半導體層，且相鄰發(fā)光單元的所述N型半 導體層和所述p型半導體層借助金屬布線串聯(lián)電連接。
8. —種具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置，其包括 半絕緣村底，其熱傳導性高于藍寶石襯底的熱傳導性；以及 所述多個發(fā)光單元，其在所述半絕緣襯底上彼此串聯(lián)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述半絕緣襯底為半絕緣SiC 襯底。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述半絕緣襯底為上部處具有 離子注入的半絕緣SiC層的SiC襯底。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述發(fā)光單元中的每一者均包 括N型半導體層、活性層和P型半導體層，且相鄰發(fā)光單元的所述N型半 導體層和所述P型半導體層借助金屬布線串聯(lián)電連接。
12. —種制造發(fā)光裝置的方法，其包括制備熱傳導襯底，所述熱傳導襯底的熱傳導性高于藍寶石襯底的熱傳 導性；在所述熱傳導襯底上形成半絕緣緩沖層；在所述半絕緣緩沖層上形成N型半導體層、活性層和P型半導體層； 使所述P型半導體層、所述活性層和所述N型半導體層圖案化，以形成多個發(fā)光單元，所述發(fā)光單元中的每一者均具有部分暴露的N型半導體層；以及 形成金屬布線，其以所述發(fā)光單元中的每一者的N型半導體層連接到 與其相鄰的發(fā)光單元的所述P型半導體層的方式串聯(lián)連接所述發(fā)光單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述熱傳導襯底為半絕緣或N 型SiC襯底。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述半絕緣緩沖層由未經(jīng)摻雜 的A1N形成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述半絕緣緩沖層由半絕緣 GaN形成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述半絕緣GaN為摻雜有受體 的GaN。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中使用離子注入技術(shù)來摻雜所述 受體。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種具有多個發(fā)光單元的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置包括熱傳導襯底，例如SiC襯底，其熱傳導性比藍寶石襯底的熱傳導性高。多個發(fā)光單元在熱傳導襯底上串聯(lián)連接。同時，半絕緣緩沖層插入在熱傳導襯底與發(fā)光單元之間。舉例來說，半絕緣緩沖層可由AlN或半絕緣GaN形成。由于使用熱傳導性高于藍寶石襯底的熱傳導性的熱傳導襯底，所以與常規(guī)藍寶石襯底相比，熱量耗散性能可增強，從而增加在高電壓AC電源下驅(qū)動的發(fā)光裝置的最大光輸出。另外，由于使用半絕緣緩沖層，所以有可能防止穿過熱傳導襯底和位于發(fā)光單元之間的泄漏電流增加。
文檔編號H01L33/00GK101116191SQ200580047726
公開日2008年1月30日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者李貞勛, 詹姆斯·S·史貝克, 金洪山 申請人:首爾Opto儀器股份有限公司