專利名稱：一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，特別涉及一種疊置外延片而使單色 光混合光波而成可發(fā)出相同或不同色光之發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)系利用各種化合物半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光器件，可將電 能轉(zhuǎn)換為光。藉由半導(dǎo)體材料能階的不同，發(fā)光二極管可發(fā)射紅、橙、黃、綠、 藍(lán)、紫等各種顏色，以及紅外、紫外等不可見(jiàn)光。適合制作高亮度LED的材料， 波長(zhǎng)由長(zhǎng)而短觀之，分別是AlGaAs、 AlGalnP和InGaN。
AlGaAs適用于制作高亮度紅光及紅外光LED,商業(yè)上以液相磊晶(LPE)成 長(zhǎng)法進(jìn)行生產(chǎn)，元件使用雙異質(zhì)接面構(gòu)造(DH)為主。AlGalnP適合于高亮度紅、 橘、黃及黃綠光LED，商業(yè)上以有機(jī)金屬氣相磊晶(MOCVD)成長(zhǎng)法進(jìn)行量產(chǎn)， 元件使用量子井(QW)構(gòu)造為主，效率更為提高。InGaN適合于高亮度深綠、藍(lán)、 紫及紫外光LED，以高溫MOCVD成長(zhǎng)法進(jìn)行量產(chǎn)，元件主要使用多量子井(MQW) 構(gòu)造。
由于目前LED的制作為依不同材質(zhì)、波長(zhǎng)而得到不同單色光之LED，然后依 不同產(chǎn)品應(yīng)用特色，再組合成不同之混色光，此產(chǎn)業(yè)生態(tài)勢(shì)必增加后續(xù)產(chǎn)品組 合(assembly)之體積及成本。如果能在芯片制作過(guò)程中，便能應(yīng)用疊晶之概 念與技術(shù)，將外延片依不同結(jié)構(gòu)及組合成份疊置成不同應(yīng)用色光，定能大大降 低產(chǎn)品組合之體積及成本，更能得到極佳的混光效果，以適應(yīng)各種不同產(chǎn)品之 應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是要提供一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，系于一透明襯底之兩 面各成長(zhǎng)或融合發(fā)光二極管外延片層，此二外延片層具有相同或不同結(jié)構(gòu)及組 成成份，疊晶制成之發(fā)光二極管可發(fā)出相同或不同之色光；當(dāng)發(fā)出不同色光時(shí)，
經(jīng)混合光波，此二色光便可合成第三種色光，此外，亦可在不同時(shí)序控制下達(dá) 到發(fā)三種色光之效果。
本發(fā)明所述透明襯底與外延片層之融合技術(shù)可為超聲波熔合、透明粘膠粘 合或其他工藝技術(shù)。所述的透明襯底材質(zhì)可為藍(lán)寶石、玻璃或其他透光材質(zhì)。 所述的二外延片層結(jié)構(gòu)可為四元外延片(下層)疊置四元外延片(上層)、二 元外延片(下層)疊置二元外延片(上層)、四元外延片(下層)疊置二元外延 片(上層)或三元外延片等多種結(jié)構(gòu)。所述的組合成份可為不同色光之組合； 如紅光外延片疊置綠光外延片或藍(lán)光外延片疊置黃光外延片皆能產(chǎn)生白光。
本發(fā)明的另一特征是所述的疊晶封裝方式可為打線(wire bond)或復(fù)晶 (flip chip),更可在基板上組合成不同形狀(矩陣、圓形、長(zhǎng)形……等)、不 同色光之大面積組合封裝。
本發(fā)明的有益效果是在發(fā)光二極管芯片制作過(guò)程中，藉由外延片疊晶之 概念與技術(shù)，將外延片依不同結(jié)構(gòu)及組合成份疊置成不同應(yīng)用色光，以降低產(chǎn) 品組合之體積及成本，甚而得到極佳的混光效果，以迎合市場(chǎng)上各種不同產(chǎn)品 之應(yīng)用。


下列結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例之結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例之結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例之結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例之結(jié)構(gòu)示意圖 圖中1、黃光外延片，2、融合(外延片與透明襯底接合)，3、透明襯底，4、 藍(lán)光外延片，5、黃光，6、藍(lán)光，7、白光，8、紅光外延片，9、綠光外延片， 10、紅光，11、綠光。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，其第一實(shí)施例如圖1所示它包
括黃光外延片l、融合2、透明襯底3、藍(lán)光外延片4、黃光5、藍(lán)光6、白光7， 先在透明襯底(藍(lán)寶石)3之上層成長(zhǎng)以InGaN (二元)為基材之藍(lán)光外延片4， 透明襯底之下層再以融合2之工藝與去掉襯底之以AlGalnP (四元)為基材之黃 光外延片l接合，藉由外延片疊置之技術(shù)，經(jīng)由黃光5與藍(lán)光6之混光而得到 白光7。
本發(fā)明的第二實(shí)施例如圖2所示與第一實(shí)施例具有相同之外延片結(jié)構(gòu)， 即紅光(四元)外延片8 (下層)經(jīng)由透明襯底3以融合2工藝疊置綠光(二元) 外延片9 (上層)，雖組合成份不同，亦可透過(guò)紅光10與綠光11之混光而得到 白光7。
本發(fā)明的第三實(shí)施例如圖3所示其外延片結(jié)構(gòu)為綠光(二元)外延片9 (下層)疊置綠光(二元)外延片9 (上層)，即在透明襯底3之一面(上層) 成長(zhǎng)以InGaN(二元)為基材之綠光外延片9，之后再于透明襯底3之另一面(下 層)成長(zhǎng)以InGaN (二元)為基材之綠光外延片9，當(dāng)二外延片發(fā)出相同色光(綠 光11)時(shí)，經(jīng)混波可合成光強(qiáng)度倍增的色光(綠光11)，此實(shí)施例可適時(shí)改善 目前綠光發(fā)光二極管基于材質(zhì)因素不易制作與發(fā)光強(qiáng)度偏弱的情況。
本發(fā)明的第四實(shí)施例如圖4所示其外延片結(jié)構(gòu)為黃光(四元)外延片1
(下層)疊置黃光(四元)外延片1 (上層)，因四元外延片之襯底不透光，必
須先去除(lift off)后，再與透明襯底3以融合2工藝接合，當(dāng)二外延片發(fā)
出相同色光(黃光5)，經(jīng)混波可合成光強(qiáng)度倍增的色光(黃光5),此實(shí)施例亦
可適時(shí)改善目前黃光發(fā)光二極管基于材質(zhì)因素不易制作與發(fā)光強(qiáng)度偏弱的情況。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，系將一透明襯底之兩面分別成長(zhǎng)發(fā)光二極管外延片層，此二外延片層具有相同或不同結(jié)構(gòu)及組合成份，制成之發(fā)光二極管可發(fā)出相同或不同之色光。
2. —種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，系將兩個(gè)發(fā)光二極管外延片利用融合方法上下 疊合，此二外延片層具有相同或不同結(jié)構(gòu)及組合成份，制成之發(fā)光二極管 可發(fā)出相同或不同之色光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1和2所述的一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，其特征是所述透明襯底與外延片層之融合技術(shù)，可為超聲波熔合、透明粘膠粘合或其他 工藝技術(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，其特征是所述的二 外延片層結(jié)構(gòu)可為四元外延片(下層)疊置四元外延片(上層)、二元外 延片(下層)疊置二元外延片(上層)、四元外延片(下層)疊置二元外延 片(上層)或三元外延片等多種結(jié)構(gòu)。所述的組合成份可為不同色光之組 合；如紅光外延片疊置綠光外延片或藍(lán)光外延片疊置黃光外延片皆能產(chǎn)生 白光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1和2所述的一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，其特征是所述 的透明襯底可為藍(lán)寶石(sapphire)、玻璃或其他透光材質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1和2所述的一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，其特征是所述 的疊晶封裝方式可為打線(wire bond)或復(fù)晶(flip chip),更可在基板 上組合成不同形狀(矩陣、圓形、長(zhǎng)形……等)、不同色光之大面積排列組 合封裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管疊晶技術(shù)，該疊晶二極管之形成系于一透明襯底之兩面各成長(zhǎng)或融合二發(fā)光二極管外延片層，此二外延片層可具有相同或不同結(jié)構(gòu)及組成成分，疊晶制成之發(fā)光二極管可發(fā)出相同或不同之色光。當(dāng)發(fā)出相同色光時(shí)，經(jīng)混合光波可合成光強(qiáng)度變化的色光；當(dāng)發(fā)出不同色光時(shí)，經(jīng)混合光波則可合成異于二者之新的第三種色光。此技術(shù)亦可使疊晶二極管在不同時(shí)序的控制下達(dá)到發(fā)三種色光之效果。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101110460SQ20061010716
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者張希洽, 童國(guó)峰, 童勝男 申請(qǐng)人:明達(dá)光電(廈門)有限公司