專利名稱：垂直型交流發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，包含第一交流發(fā)光二極管，包含第一 n型半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第一 p型半導(dǎo)體層、第一 p型電極及第一 n型電極；第二交流電 發(fā)光二極管，包含第二 n型半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層及第二 p型半導(dǎo)體層、第二 p型電極及第 二 n型電極；上述的第一交流發(fā)光二極管與第二交流發(fā)光二極管形成反向并聯(lián)的垂直堆疊 結(jié)構(gòu)。


根據(jù)以上所述的優(yōu)選實(shí)施例，并配合所

，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)能對(duì)本發(fā)明 的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)有更深入的理解。但值得注意的是，為了清楚描述起見(jiàn)，本說(shuō)明書所附 的附圖并未按照比例尺加以繪示。
圖式簡(jiǎn)單說(shuō)明如下 圖1為顯示依照本發(fā)明實(shí)施例的垂直堆 圖； 圖2為顯示依照本發(fā)明實(shí)施例的垂直堆 圖； 圖3為顯示依照本發(fā)明實(shí)施例的垂直堆
疊型交流電發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 疊型交流電發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 疊型交流電發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面圖； 圖4為顯示依照本發(fā)明實(shí)施例的垂直堆疊型交流電發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明101、201、301 承載板112、211、311 ' 鍵合層119、120、217、218、317 導(dǎo)線110、210、310、402 '第一 n型半導(dǎo)體層109、209、309、403第一.發(fā)光層108、208、308、404 '第一 P型半導(dǎo)體層107、207、307、405 '第一P型電極106、206、306、406 '第一n型電極105、205、305、407 '第一焊錫104、204、304、408 '第.二焊錫114、212、315、413 '第.二 n型半導(dǎo)體層115、213、314、412 '第.二發(fā)光層116、214、313、411 '第.二 P型半導(dǎo)體層117、215、312、140 '第.二P型電極118、216、316、409 '第-二n型電極
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種交流發(fā)光二極管(AC LED)的組合結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種垂直堆 疊型交流發(fā)光二極管的組合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是在晶片或管芯層次以晶片粘貼方式(wafer bonding)、管芯粘貼方式(chip form bonding)或倒裝焊鍵合方式(flip-chip bonding) 將至少兩個(gè)能發(fā)出相同或不同波長(zhǎng)的交流發(fā)光二極管的P極與n極作反向并聯(lián)，形成垂直 堆疊型交流電發(fā)光二極管組合。 本發(fā)明的垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組合可達(dá)到減少管芯占據(jù)面積的效果；本發(fā) 明在垂直方向，通過(guò)管芯/晶片粘合方式，將反向并聯(lián)的發(fā)光二極管結(jié)合，由此方法在同區(qū) 域不同電壓相位下均可做發(fā)光動(dòng)作。本發(fā)明也可同時(shí)搭配不同波長(zhǎng)的管芯及熒光粉來(lái)制作 白光發(fā)光二極管組合；另外，以本發(fā)明應(yīng)用于制作白光發(fā)光二極管時(shí)，相較于已知的水平反 向并聯(lián)組合，本發(fā)明在同一發(fā)光面積只需要涂布(coating) —個(gè)單位面積的熒光粉，可減 少所需熒光粉的量。 以下配合

本發(fā)明的實(shí)施例，說(shuō)明本發(fā)明在垂直方向作交流發(fā)光二極管反 向并聯(lián)組合的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。 圖1顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例，為垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 圖。此結(jié)構(gòu)至少包含承載板(submount)101、鍵合層112、兩個(gè)發(fā)光二極管A、B及兩條導(dǎo)線 119、120。其中鍵合層112可為透明材料，材料可為導(dǎo)電材料，如IT0 ;或絕緣材料如，BCB、 SINR、HT250等有機(jī)膠材。 第一發(fā)光二極管A包含第一 n型半導(dǎo)體層110、第一發(fā)光層109及第一 p型半導(dǎo)體
4層108，依序形成于第一基板lll之上。其中上述第一n型半導(dǎo)體層110、第一發(fā)光層109 與第一 P型半導(dǎo)體層108的材料包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、砷(As)、磷(P)、氮(N) 以及硅(Si)所構(gòu)成群組的一種或一種以上的物質(zhì)。 第一 p型半導(dǎo)體層108上形成第一 p型電極107，在第一 n型半導(dǎo)體層110上形成 第一 n型電極106。第一 p型電極107通過(guò)第一焊錫105與承載板101上的p型電極103 電連接；而第一 n型電極106通過(guò)第二焊錫104與承載板101上的n型電極102電連接。
第二發(fā)光二極管B包含第二 n型半導(dǎo)體層114、第二發(fā)光層115及第二 p型半導(dǎo)體 層116，依序形成于第二基板113之上。上述第二 n型半導(dǎo)體層114、第二發(fā)光層115與第 二p型半導(dǎo)體層116的材料包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、砷(As)、磷(P)、氮(N)以及 硅(Si)所構(gòu)成群組的一種或一種以上的物質(zhì)。第二p型半導(dǎo)體層116上形成第二p型電 極117，在第二 n型半導(dǎo)體層114上形成第二 n型電極118。其中第一基板111與第二基板 113的材料可選自藍(lán)寶石(S即phire)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)等。
其中第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B通過(guò)鍵合層112連接第一發(fā)光二極管 A的第一基板111與第二發(fā)光二極管B的第二基板113 ;第二發(fā)光二極管B的第二p型電極 117以導(dǎo)線119連接承載板101上的n型電極102 ;且第二發(fā)光二極管B的第二 n型電極 118以導(dǎo)線120連接承載板101上的n型電極103，使得第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極 管B以晶片/管芯粘合或倒裝焊方式形成反向并聯(lián)的垂直堆疊型交流電發(fā)光二極管組合結(jié) 構(gòu)。 圖2顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例，為垂直堆疊型交流電發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 圖。此結(jié)構(gòu)至少包含承載板(submount)201、鍵合層211、兩個(gè)發(fā)光二極管A、B及兩條導(dǎo)線 217、218。其中鍵合層211可為透明材料，材料可為導(dǎo)電材料，如ITO ;或絕緣材料如，BCB、 SINR、HT250等有機(jī)膠材。 第一發(fā)光二極管A包含第一 n型半導(dǎo)體層210、第一發(fā)光層209及第一 p型半導(dǎo)體 層208。其中上述第一 n型半導(dǎo)體層210、第一發(fā)光層209及第一 p型半導(dǎo)體層208的材料 包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、石串(As)、磷(P)、氮(N)以及硅(Si)所構(gòu)成群組的一種 或一種以上的物質(zhì)。 第一 p型半導(dǎo)體層208上形成第一 p型電極207，在第一 n型半導(dǎo)體層210上形成 第一 n型電極206。第一 p型電極207通過(guò)第一焊錫205與承載板201上的p型電極203 電連接；而第一 n型電極206通過(guò)第二焊錫204與承載板201上的n型電極202電連接。
第二發(fā)光二極管B包含第二 n型半導(dǎo)體層212、第二發(fā)光層213及第二 p型半導(dǎo)體 層214。其中上述第二 n型半導(dǎo)體層212、第二發(fā)光層213及第二 p型半導(dǎo)體層214的材料 包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、石串(As)、磷(P)、氮(N)以及硅(Si)所構(gòu)成群組的一種 或一種以上的物質(zhì)。第二 P型半導(dǎo)體層214上形成第二 p型電極215，在第二 n型半導(dǎo)體層 212上形成第二n型電極216。 其中第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B的生長(zhǎng)基板都已移除，以降低熱電阻 (Rth)。再者，通過(guò)鍵合層211連接第一 n型半導(dǎo)體層210與第二 n型半導(dǎo)體層212，以結(jié)合 第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B。 此外，第二發(fā)光二極管B的第二 p型電極215以導(dǎo)線217連接承載板201上的n 型電極202 ;且第二發(fā)光二極管B的第二 n型電極216以導(dǎo)線218連接承載板201上的p型電極203，使第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B以晶片/管芯粘合或倒裝焊方式形成反 向并聯(lián)的垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)。 圖3顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例，為垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 圖。此結(jié)構(gòu)至少包含承載板(submo皿t)301、鍵合層311、兩個(gè)發(fā)光二極管A、B及導(dǎo)線317。 其中鍵合層311可為不導(dǎo)電透明材料，材料可為絕緣材料如，BCB、SINR、HT250等有機(jī)膠材。
第一發(fā)光二極管A包含第一 n型半導(dǎo)體層310、第一發(fā)光層309及第一 p型半導(dǎo)體 層308。其中上述第一 n型半導(dǎo)體層310、第一發(fā)光層309與第一 p型半導(dǎo)體層308的材料 包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、石串(As)、磷(P)、氮(N)以及硅(Si)所構(gòu)成群組的一種 或一種以上的物質(zhì)。 第一 p型半導(dǎo)體層308上形成第一 p型電極307，在第一 n型半導(dǎo)體層310上形成 第一 n型電極306。第一 p型電極307通過(guò)第一焊錫305與承載板301上的p型電極303 電連接；而第一 n型電極306通過(guò)第二焊錫304與承載板301上的n型電極302電連接。
第二發(fā)光二極管B包含第二 n型半導(dǎo)體層315、第二發(fā)光層314及第二 p型半導(dǎo)體 層313。其中上述第二 n型半導(dǎo)體層315、第二發(fā)光層314及第二 p型半導(dǎo)體層313的材料 包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、石串(As)、磷(P)、氮(N)以及硅(Si)所構(gòu)成群組的一種 或一種以上的物質(zhì)。第二 P型半導(dǎo)體層313上形成第二 p型電極312，在第二 n型半導(dǎo)體層 315上形成第二 n型電極316。其中第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B的生長(zhǎng)基板都 已移除，通過(guò)鍵合層311連接第一 n型半導(dǎo)體層310與第二 p型半導(dǎo)體層313，結(jié)合第一發(fā) 光二極管A與第二發(fā)光二極管B，并同時(shí)形成第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B的電連 結(jié)。其中第二發(fā)光二極管B的第二 n型電極316以導(dǎo)線317連接承載板301上的p型電極 303，使第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B以晶片/管芯粘合或倒裝焊方式形成反向并 聯(lián)的垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)。 圖4顯示本發(fā)明的第四實(shí)施例，為垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的剖面 圖。此結(jié)構(gòu)至少包含兩發(fā)光二極管A、B以第一焊錫407及第二焊錫408接合為垂直堆疊型 交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)。 第一發(fā)光二極管A包含第一 n型半導(dǎo)體層402、第一發(fā)光層403及第一 p型半導(dǎo)體 層404，依序形成于第一基板401之上。其中上述第一 n型半導(dǎo)體層402、第一發(fā)光層403 及第一P型半導(dǎo)體層404的材料包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、石串(As)、磷(P)、氮(N) 以及硅(Si)所構(gòu)成群組的一種或一種以上的物質(zhì)。第一P型半導(dǎo)體層404上形成第一p 型電極405，第一 n型半導(dǎo)體層402上形成第一 n型電極406。 第二發(fā)光二極管包含第二 n型半導(dǎo)體層413、第二發(fā)光層412及第二 p型半導(dǎo)體層 411，依序形成于第二基板414之上。其中上述第二 n型半導(dǎo)體層413、第二發(fā)光層412及第 二p型半導(dǎo)體層411的材料包含選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、砷(As)、磷(P)、氮(N)以及 硅(Si)所構(gòu)成群組的一種或一種以上的物質(zhì)。第二 p型半導(dǎo)體層411上形成第二 p型電 極410，在第二 n型半導(dǎo)體層413上形成第二 n型電極409。其中第一基板401的材料可選 自藍(lán)寶石(S即phire)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(A1N)、銅(Cu)、 硅(Si);第二基板414的材料可選自藍(lán)寶石(S即phire)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、氮化 鎵(GaN)。 其中第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B通過(guò)第一焊錫407連接第一 p型電極405與第二 n型電極409 ;且通過(guò)第二焊錫408連接第一 n型電極406與第二 p型電極410， 而形成第一發(fā)光二極管A與第二發(fā)光二極管B的電連結(jié)，使得第一發(fā)光二極管A與第二發(fā) 光二極管B以晶片/管芯粘合或倒裝焊方式形成反向并聯(lián)的垂直堆疊型交流發(fā)光二極管組 合結(jié)構(gòu)。 上述各實(shí)施例中的第一發(fā)光二極管A或第二發(fā)光二極管B，也可在n型半導(dǎo)體層 或p型半導(dǎo)體層形成粗化結(jié)構(gòu)或微納米結(jié)構(gòu)，以增加光提取效率；也可以在結(jié)構(gòu)中搭配低
折射率材料、多孔隙材料、散射粒子層以降低在降低被局限在芯片內(nèi)部的光線，以增加整體 出光效率。 于上述各實(shí)施例中的第一發(fā)光二極管A或第二發(fā)光二極管B，交流發(fā)光二極管組 合結(jié)構(gòu)中，還包含位于第二交流發(fā)光二極管之上或在兩發(fā)光二極管之間的熒光粉涂布。
本發(fā)明所列舉的各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的范圍。任何 人對(duì)本發(fā)明所作的任何顯而易知的修飾或變更皆不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
一種交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，包含第一交流發(fā)光二極管，包含第一n型半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第一p型半導(dǎo)體層、第一p型電極及第一n型電極；及第二交流發(fā)光二極管，包含第二n型半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層及第二p型半導(dǎo)體層、第二p型電極及第二n型電極；其中該第一交流發(fā)光二極管與該第二交流發(fā)光二極管形成反向并聯(lián)的垂直堆疊結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，還包括連接該第一交流發(fā)光二極管 與該第二交流發(fā)光二極管的鍵合層。
3. 如權(quán)利要求2所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該鍵合層的材料選自IT0、BCB、 SINR及HT250所構(gòu)成的群組。
4. 如權(quán)利要求2所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該第一交流發(fā)光二極管與該 第二交流發(fā)光二極管以晶片粘貼方式、管芯粘貼方式或倒裝焊鍵合方式形成該垂直堆疊結(jié) 構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求2所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該鍵合層連接該第一交流發(fā)光 二極管的第一 n型半導(dǎo)體層與該第二交流電發(fā)光二極管的第一 n型半導(dǎo)體層。
6. 如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該第一交流發(fā)光二極管與該第 二交流發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)不同。
7. 如權(quán)利要求l所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該第一n型半導(dǎo)體層、該第一p 型半導(dǎo)體層、該第一發(fā)光層、該第二 n型半導(dǎo)體層、該第二 p型半導(dǎo)體層與該第二發(fā)光層的 材料包含選自鎵、鋁、銦、砷、磷、氮以及硅所構(gòu)成群組的一種或一種以上的物質(zhì)。
8. 如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該第一交流發(fā)光二極管的P型 電極與該第二交流發(fā)光二極管的n型電極電性連接且該第一交流發(fā)光二極管的n型電極與 該第二交流發(fā)光二極管的P型電極電性連接。
9. 如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，還包含位于第二交流發(fā)光二極管之 上或在兩發(fā)光二極管之間的熒光粉涂布。
10. 如權(quán)利要求1所述的交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其中該第一交流發(fā)光二極管與該 第二交流發(fā)光二極管包含粗化結(jié)構(gòu)或微納米結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直型交流發(fā)光二極管。交流發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)包含第一交流發(fā)光二極管，包含第一n型半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第一p型半導(dǎo)體層、第一p型電極及第一n型電極；第二交流電發(fā)光二極管，包含第二n型半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層及第二p型半導(dǎo)體層、第二p型電極及第二n型電極；上述的第一交流發(fā)光二極管與第二交流發(fā)光二極管形成反向并聯(lián)的垂直堆疊結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L25/075GK101740557SQ200810171058
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者徐舒婷, 李宗憲, 陳威佑, 陳彥文 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司