專利名稱：包括錐形側(cè)壁的涂有磷光體的發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子器件及其制造方法，具體涉及發(fā)光二極管(LED)及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管廣泛地應(yīng)用于用消費(fèi)和商業(yè)應(yīng)用中。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，發(fā)光二極管通常包括微電子襯底上的二極管區(qū)。微電子襯底包括，例如，硅，砷化鎵，磷化鎵，其合金，碳化硅和/或藍(lán)寶石。LED的繼續(xù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)生覆蓋及超出可見(jiàn)光譜的高效率和機(jī)械強(qiáng)的光源。加上固態(tài)器件的潛在長(zhǎng)壽命的這些品質(zhì)允許各種新的顯示應(yīng)用，并可以將LED放置在與良好確立的白熾燈和熒光燈相競(jìng)爭(zhēng)的位置。
LED效率的一種測(cè)定是每流明的成本。LED的每流明的成本是每個(gè)LED芯片的制造成本、LED材料的內(nèi)量子效率和耦合或萃取器件產(chǎn)生的光輸出能力的函數(shù)。光萃取問(wèn)題的綜述可以在1997年學(xué)術(shù)出版社出版的、Stringfellow等人編寫的、標(biāo)題為“High Brightness Light EmittingDiodes”中找到，具體在第2章、47-63頁(yè)Craford撰寫的、標(biāo)題為“Overview of Device Issues in High-Brighthess Light EmittingDiodes”。
已經(jīng)用多種方法實(shí)現(xiàn)光萃取，其取決于，例如，用于制造二極管區(qū)和襯底的材料。例如，在砷化鎵和磷化鎵材料體系中，厚的p型頂側(cè)窗口層用于光萃取。因?yàn)樵谑褂靡合嗪?或汽相外延的砷化鎵/磷化鎵材料體系能夠?qū)崿F(xiàn)高速外延生長(zhǎng)率，所以生長(zhǎng)p型窗口層。另外，由于p型頂側(cè)窗口層的導(dǎo)電率，所以可以實(shí)現(xiàn)電流延伸。如果襯底為吸光襯底，也可以使用具有高蝕刻率和高蝕刻選擇性的化學(xué)蝕刻以允許除去至少部分的襯底。也可以在吸光襯底和二極管區(qū)之間生長(zhǎng)分布的布拉格反射器以分離發(fā)光和吸光區(qū)域。
光萃取的其它方法包括機(jī)械成形或?qū)ΧO管區(qū)和/或襯底紋理。然而，希望提供允許進(jìn)一步提高光的萃取率的其它光萃取技術(shù)。另外，希望增加LED芯片的面積，從約0.1mm2增大到更大區(qū)域，由此提供更大的LED。不幸地，由于芯片尺寸根據(jù)更高的功率/密度和/或其它應(yīng)用按比例增加，所以不能保持這些成形技術(shù)的效率。
因?yàn)檫@些LED發(fā)射可見(jiàn)光譜中的藍(lán)光/綠光部分，所以最近更多的開(kāi)發(fā)興趣和商業(yè)活動(dòng)集中在在碳化硅中和/或上制造LED。參見(jiàn)，例如，Edmond等人申請(qǐng)的、標(biāo)題為“Blue Light-Emitting Diode With HighExternal Quantum Efficiency”、轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國(guó)專利5,416,342，其整個(gè)內(nèi)容以引用的方式并入本文，以便充分地闡明。因?yàn)榘ㄌ蓟枰r底上的氮化鎵基二極管區(qū)的LED也可以高效地發(fā)光，所以在包括碳化硅襯底上的氮化鎵基二極管區(qū)的LED方面也產(chǎn)生濃厚的興趣。參見(jiàn)，例如，Linthicum等人申請(qǐng)的、標(biāo)題為“PendeoepitaxialGallium Nitride Semiconductor Layers On Silicon CarbideSubstrates”的美國(guó)專利6,177,688，其整個(gè)內(nèi)容以引用的方式并入本文，以便充分的闡明。
在上述的碳化硅LED和/或碳化硅上的氮化鎵LED中，難以使用傳統(tǒng)的光萃取方法。例如，因?yàn)榈壍南鄬?duì)低生長(zhǎng)率，所以難以使用厚的p型窗口層。同樣，盡管上述LED得益于布拉格反射器和/或襯底除去方法的使用，但是難于在襯底和氮化鎵二極管區(qū)之間制造反射器和/或除去至少部分的碳化硅襯底。
Edmond申請(qǐng)的、標(biāo)題為“Method of Production of Light EmittingDiodes”、轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人、其整個(gè)內(nèi)容以引用的方式并入本文的美國(guó)專利4,966,862描述了在半導(dǎo)體材料的單一襯底上制備多個(gè)發(fā)光二極管的方法。該方法用于襯底包括同樣的半導(dǎo)體材料的外延層的結(jié)構(gòu)，外延層依次包括定義其間p-n結(jié)的p型和n型材料層。按預(yù)定的圖案蝕刻外延層和襯底以限定各個(gè)二極管前體，并將其蝕刻的足夠深以在每個(gè)二極管前體中描繪p-n結(jié)的外延層中形成臺(tái)面。接著從外延層的側(cè)面和在臺(tái)面之間將襯底開(kāi)槽至預(yù)定深度，以限定襯底中二極管前體的側(cè)部，同時(shí)保留在溝槽下面足夠的襯底以保持其機(jī)械穩(wěn)定性。將歐姆接觸加到外延層和襯底，一層絕緣材料形成在二極管前體上。絕緣層覆蓋沒(méi)有被歐姆接觸覆蓋的那部分外延層、鄰近臺(tái)面的襯底的一個(gè)表面的任何部分、和襯底的側(cè)部。結(jié)果，每個(gè)二極管的結(jié)和襯底的側(cè)部除了通過(guò)歐姆接觸外都與電接觸絕緣。當(dāng)分離二極管時(shí)，能夠用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂將它們安裝在結(jié)側(cè)下，而不涉及環(huán)氧樹(shù)脂將短路最終的二極管。參見(jiàn)美國(guó)專利4,966,862的摘要。
Carter.Jr.申請(qǐng)的、標(biāo)題為“High Efficiency Light EmittingDiodes From Bipolar Gallium Nitride”、轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人、其整個(gè)內(nèi)容以引用的方式并入本文的美國(guó)專利5,210,051描述了一種生長(zhǎng)本征、基本未摻雜的具有7×1017cm3的施主濃度或更低的單晶氮化鎵。該方法包括將氮源引入包含生長(zhǎng)表面的反應(yīng)室，同時(shí)將鎵源引入同一反應(yīng)室，同時(shí)將氮原子和鎵原子引到將生長(zhǎng)氮化鎵的生長(zhǎng)表面。該方法還包括在足夠高的溫度下同時(shí)保持生長(zhǎng)表面以提供充足的沖擊生長(zhǎng)表面以達(dá)到并移進(jìn)適當(dāng)?shù)木Ц裎恢玫逆壓偷拥谋砻孢w移率，由此建立優(yōu)良的結(jié)晶度，以確保高效的附著系數(shù)，并由此在生長(zhǎng)表面上生長(zhǎng)氮化鎵的外延層，但反應(yīng)室中氮元素的分壓力足夠低以接近在室的其它環(huán)境條件下氮化鎵之上的氮元素的平衡氣壓，由此使來(lái)自最終的外延層中的氮化鎵和空氮(nitrogen vacancy)的氮損失最小。參見(jiàn)美國(guó)專利5,210,051的摘要。
在LED上的磷光體涂層進(jìn)一步使光萃取問(wèn)題復(fù)雜化。特別地，希望給LED提供磷光體，例如提供固態(tài)照明。在一個(gè)實(shí)施例中，用于固態(tài)白光的LED產(chǎn)生短波長(zhǎng)例如在約380nm到約480nm的范圍內(nèi)的高輻射通量輸出。提供一種或多種磷光體，其中LED的短波長(zhǎng)、高能量光子輸出部分地或全部地用于激發(fā)磷光體，由此降頻變換一些或全部的LED輸出，以生成白光。
作為一個(gè)具體實(shí)例，約390nm的LED的紫外輸出結(jié)合使用紅色、綠色和藍(lán)色磷光體，以生成白光。作為另一具體實(shí)例，來(lái)自LED的約470nm的藍(lán)光輸出用來(lái)激發(fā)黃色磷光體，以通過(guò)發(fā)射一些470nm的藍(lán)光輸出和當(dāng)部分的LED輸出被磷光體吸收時(shí)發(fā)生的一些次要黃光發(fā)射來(lái)生成白光。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所周知的，至少兩種技術(shù)可以用于將磷光體材料并入LED的發(fā)光路徑中。在一種技術(shù)中，磷光體懸浮在提供有LED的封裝體和/或密封體中，以便磷光體被維持在靠近LED。
在一個(gè)替換的技術(shù)中，將磷光體材料涂覆在LED自身上。當(dāng)涂覆磷光體時(shí)，可以使用液態(tài)粘合劑，例如環(huán)氧樹(shù)脂，其中懸浮一種或多種磷光體。在分配并固化清潔密封的環(huán)氧樹(shù)脂之前，將含有磷光體的粘合劑分配到LED上。例如，在美國(guó)專利6,252,254；6,069,440；5,858,278；5,813,753；和5,277,840中描述了使用磷光體涂層的LED。
鑒于以上敘述，對(duì)用碳化硅上的氮化鎵制造的，特別是用碳化硅制造的、和/或包括磷光體涂層的LED來(lái)說(shuō)，期望提高光萃取的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的發(fā)光二極管包括具有第一和第二相對(duì)表面的襯底、和在第一表面上的二極管區(qū)。發(fā)光二極管的側(cè)壁以不為90°的傾斜角度從第二表面向第一表面延伸。在一些實(shí)施例中，傾斜角為鈍角。在一些實(shí)施例中，傾斜側(cè)壁可以從第二表面延伸到鄰近的二極管區(qū)。共形的含有磷光體層包含在傾斜側(cè)壁的至少一部分上。在其它實(shí)施例中，含有磷光體層也包含在第二表面上。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)提供鄰近第二表面的傾斜側(cè)壁，和具有鄰近第二表面的垂直(正交)側(cè)壁的發(fā)光二極管相比，可以獲得更均勻的含有磷光體涂層。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)用含磷光體層共形地涂覆從襯底的第二表面向襯底的第一表面以傾斜角延伸的側(cè)壁來(lái)制造發(fā)光二極管。也可以共形地涂覆第二表面。


圖1A是包含鄰近第二表面的垂直側(cè)壁的發(fā)光二極管的截面圖。
圖1B是包含鄰近涂覆有含磷光體層的第二表面的垂直側(cè)壁的發(fā)光二極管的截面圖。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例包含鄰近第二表面的傾斜側(cè)壁的LED的截面圖。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例包含鄰近涂覆有均勻厚度的含磷光體層的第二表面的傾斜側(cè)壁的LED的截面圖。
圖2C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例包含鄰近包含多層接觸結(jié)構(gòu)，并涂覆有均勻厚度的含磷光體涂層的第二表面的傾斜側(cè)壁的LED的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于這里提出的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以便全面、完整地公開(kāi)，并將本發(fā)明的范圍轉(zhuǎn)達(dá)給本地領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，夸大了層和區(qū)域的厚度。全文中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的元件?？梢岳斫?，當(dāng)將元件例如層、區(qū)域或襯底稱作在另一元件上或延伸到另一元件之上時(shí)，是直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上或者也存在插入元件。相反，當(dāng)將元件稱作直接在另一元件上或直接延伸在另一元件之上時(shí)，就沒(méi)有插入元件存在。
現(xiàn)在主要參照碳化硅襯底上的氮化鎵基發(fā)光二極管來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以結(jié)合不吸收所發(fā)射的光或?qū)λl(fā)射的光是透明的襯底一起使用。在一些實(shí)施例中，襯底的折射率比二極管的折射率大。因此，結(jié)合包括GaP襯底上的AlGaInP二極管、GaAs襯底上的InGaAs二極管、GaAs襯底上的AlGaAs二極管、SiC襯底上的SiC二極管、藍(lán)寶石(Al2O3)上的SiC二極管、和/或氮化鎵、碳化硅、氮化鋁、氧化鋅和/或其它襯底上的氮基二極管。
Slater，Jr.等人在2002年1月25日申請(qǐng)的、標(biāo)題為“LightEmitting Diodes Including Substrate Modifications for LightExtraction and Manufacturing Methods Therefor”、轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人、其整個(gè)內(nèi)容以引用的形式并入本文的申請(qǐng)序列號(hào)10/057,821中描述上述LED的一些實(shí)施例。
圖1A是具有鄰近第二表面的垂直側(cè)壁的LED的截面圖。具體參照?qǐng)D1A，這些LED包括具有第一和第二相對(duì)表面100a和100b的襯底100，例如碳化硅襯底100，該襯底對(duì)預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光輻射是透明的。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“透明”意味著預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光輻射能穿過(guò)該材料，而沒(méi)有被全部地吸收或全部地反射。二極管區(qū)110在第一表面上，并根據(jù)加在二極管區(qū)110上的電壓將該二極管區(qū)110配置成將預(yù)定波長(zhǎng)的光射進(jìn)襯底100。二極管區(qū)110包括碳化硅、氮化鎵和/或其它材料，例如在上述申請(qǐng)序列號(hào)10/057,821中說(shuō)明的。
還參照?qǐng)D1A，襯底100包括一個(gè)或多個(gè)包括鄰近第二表面100b并在垂直于該第二表面的第一部分100c的側(cè)壁，如圖1A中所示的90°角。鄰近第一表面100a的第二部分100e垂直于該第一表面。介于第一和第二部分100c和100e之間的第三部分100d是傾斜的，例如，與第二部分100e的延伸成30°。盡管圖1A未按比例示出，但圖1A中展示了一個(gè)實(shí)施例的尺寸。因而，在圖1A所示的實(shí)施例中，第一表面可以是大約300μm寬，第二表面可以是大約200μm寬。側(cè)壁的第一部分100c可以是約135μm厚，側(cè)壁的第二部分100e可以是約25μm厚，側(cè)壁的傾斜部分100d可以是約90μm厚，使得傾斜部分100d的表面是大約105μm長(zhǎng)。LED的總厚度是大約250μm。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1B，示出了包括含磷光體涂層的圖1A的LED。如圖1B中所示，難以將側(cè)壁的第二表面100b或第一(垂直)部分100c涂覆得與側(cè)壁的第三(傾斜)部分100d一樣厚。更具體的說(shuō)，為了在側(cè)壁的第一(垂直)部分100c上獲得充分的覆蓋，可以使用過(guò)量的含磷光體粘合劑，這還在第二表面100b上提供少量的覆蓋，并還可以引起過(guò)量的含磷光體的粘合劑向下流到側(cè)壁的第三(傾斜)部分100d上。第二表面100b上的少量覆蓋的含磷光體涂層120允許大量的藍(lán)光從LED直接輻射，而不穿過(guò)任何或者足夠的吸收黃色磷光體。另外，向下流到側(cè)壁的第三(傾斜)部分100d上的過(guò)量磷光體導(dǎo)致很少的藍(lán)光從LED的下部發(fā)射。次要的黃光發(fā)射可以產(chǎn)生在側(cè)壁的第三(傾斜)部分100d上的含磷光體粘合劑的過(guò)厚層之下，其仍被含磷光體粘合劑的上部吸收，這導(dǎo)致涂覆磷光體的LED的轉(zhuǎn)換效率降低和/或?qū)е虏噬嚓P(guān)溫度(CCT)的大角度相關(guān)性。
圖2A-2C中描述的本發(fā)明的一些實(shí)施例允許至少一些LED的發(fā)光表面被覆蓋有基本均勻厚度的幾乎共形的含磷光體層。該更加共形的覆蓋產(chǎn)生期望的光譜，同時(shí)也允許更多的輻射通量從涂有磷光體的LED射出。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的LED的截面圖。如圖2A中所示，這些LED包括具有第一和第二相對(duì)表面200a和200b并且對(duì)預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光輻射是透明的半導(dǎo)體襯底，例如碳化硅襯底。二極管區(qū)210在第一表面200a上，并根據(jù)加在二極管區(qū)210上的電壓將該二極管區(qū)210配置成將預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光射進(jìn)襯底200。二極管區(qū)210可以包括碳化硅、氮化鎵和/或其它材料，例如在上述申請(qǐng)序列號(hào)10/057,821中說(shuō)明的。
也如圖2A中所示，LED的至少一個(gè)側(cè)壁包括鄰近第二表面的第一傾斜部分200d。傾斜部分200d與第二表面200b形成非垂直角，例如像120°度的鈍角。在一些實(shí)施例中，傾斜部分200d從第二表面200b延伸到第一表面200a的附近或一直延伸到第一表面200a。在其它的實(shí)施例中，第二垂直部分200e可以存在于鄰近第一表面200a。在一些實(shí)施例中，傾斜部分200d是平面的傾斜部分，以提供從第二表面200b向第一表面200a延伸的連續(xù)的錐形，在一些實(shí)施例中，從第二表面200b一直延伸到第一表面200a的連續(xù)的錐形。在其它實(shí)施例中，傾斜部分200d可以為彎曲的(非平面)，包括多個(gè)平面段、和/或被紋理。
盡管圖2A沒(méi)有按比例示出，但顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的尺寸。具體的，第一表面200a可以是約300μm寬，而第二表面200b可以是約125μm寬。側(cè)壁的第一傾斜部分200d可以是約150μm厚，以提供約173μm的表面長(zhǎng)度。第二垂直部分200e可以是約25μm厚。因此，LED的總厚度可以是約175μm。
具有鄰近第二表面的傾斜側(cè)壁的LED的制造方法對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，例如在美國(guó)專利5,087,949中描述，其整個(gè)內(nèi)容以引用的方式并入本文，以便充分地闡明。
比較圖示尺寸的圖2A和1A的實(shí)施例，圖2A的LED具有較低(平坦)的輪廓和從第二表面200b幾乎到第一表面200a的連續(xù)錐形的傾斜側(cè)壁部分200d。不同地是，沒(méi)有具有第一垂直部分100c的柱子。使用比圖1A的實(shí)施例中使用的更薄的碳化硅襯底來(lái)制造圖2A的實(shí)施例。具體地，如圖1A中所示的襯底100可以是約250μm厚，而如圖2A中所示的本發(fā)明的一些實(shí)施例中的襯底200可以是約175μm厚。然而可以理解，在其它的實(shí)施例中，襯底不需要更薄，可以相應(yīng)地調(diào)整錐形角度和/或其它參數(shù)。
另外，用于對(duì)在300μm間距上制造的具有圖1A的LED的鋸開(kāi)/切割工藝的鋸條可以是約100μm寬。由圖1A(第三部分100d)中和如圖2A中所示的本發(fā)明的實(shí)施例(第一傾斜部分200d)中的鋸條所生成的錐形平面與相對(duì)于第一表面100a，200a的法線可以為約30°。然而，如在圖2A中所示的本發(fā)明的一些實(shí)施例中的鋸條的寬度可以是約175μm寬。較寬鋸條和較薄襯底200能夠制造在形成引線鍵合的第二表面200b處開(kāi)始并延伸到第一表面200a的側(cè)壁的連續(xù)錐形的第一傾斜部分200d，在約20μm到約30μm之內(nèi)，圖2A中所示的在約25μm之內(nèi)。在圖1A和2A中，當(dāng)斷開(kāi)這些部分100e/200e以分割成單個(gè)芯片時(shí)，鄰近第一表面100a，200a的底部20μm到30μm是相對(duì)垂直的。
繼續(xù)比較圖2A和圖1A，在一些實(shí)施例中，圖2A的第一表面200b為125μm2，而圖1A的第一表面100b約200μm2，在介于約130與140μm(如圖1A中的135μm所示)高之間的垂直柱子頂端。在圖2A中，第一傾斜部分200d具有約173μm的總長(zhǎng)度，而中間錐形部分100d具有約105μm的總長(zhǎng)度?？锤叨瘸叽纾谝粌A斜部分200d約為圖2A中175μm總高度的150μm，而在圖1A中，第三部分100d約為250μm總高度的90μm。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2B，含磷光體層220涂覆在傾斜側(cè)壁200d上，并且也可以涂覆在第二表面200d上。在一些實(shí)施例中，含磷光體層包括粘合劑，例如環(huán)氧樹(shù)脂、硅基基體和/或其它溶劑。磷光體可以為摻鈰的YAG和/或其它常規(guī)磷光體。然而，根據(jù)應(yīng)用可以使用其它常規(guī)粘合劑和/或磷光體。通過(guò)絲網(wǎng)印刷、蒸發(fā)(濺射、電子束、熱的、CVD、靜電和/或親電子沉積)、浸漬、旋涂和/或其它技術(shù)在LED上涂覆磷光體。然后，在約50℃與200℃之間固化含磷光體層220約幾秒鐘到幾小時(shí)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，含磷光體層220的厚度可以在約2μm與約100μm之間的范圍。然而，可以使用其它的厚度?？梢赃x擇所使用的厚度以減少或最小化自吸收和/或散射并且可以由涂覆工藝、磷光體的密度和/或希望的應(yīng)用所決定。另外，可以選擇一個(gè)涂覆工藝或多個(gè)涂覆工藝的組合以相對(duì)于第二表面200b控制在傾斜側(cè)壁200d上的磷光體的厚度。
如圖2B中所示，側(cè)壁的傾斜部分200d能夠提高含磷光體層220的均勻性。相對(duì)于圖1B的LED，這能夠提高光轉(zhuǎn)換。
在一些實(shí)施例中，圖2B的實(shí)施例相對(duì)于圖1B的實(shí)施例的增強(qiáng)的光輸出可以是介于約10％與約15％之間。除了增加的功率或輻射通量之外，如圖2B中所示的本發(fā)明實(shí)施例除了通過(guò)其分割芯片的第二部分200e外可以沒(méi)有基本垂直的側(cè)壁。連同減少的高度，這允許在整個(gè)第一傾斜部分200d和/或第一傾斜部分200d和第二表面200b之上獲得均勻的磷光體覆蓋。因此，相對(duì)于圖1B的實(shí)施例，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，提高的藍(lán)光和黃光透射轉(zhuǎn)換效率能夠提供白光源的改善的現(xiàn)色性。另外，通過(guò)減小襯底的厚度，可以獲得改善的(降低的)LED的靜態(tài)電阻，這導(dǎo)致改善的即插即用效率(in-the-wall plug efficiency)。最后，可以理解，可以調(diào)節(jié)傾斜部分200d的參數(shù)例如長(zhǎng)度、角度和/或外形以利用給定磷光體和/或涂覆工藝提供希望的光輸出。
圖2C展示了本發(fā)明的其它實(shí)施例，包括在襯底200的第二表面200b上的反射襯底接觸230。在一些實(shí)施例中，如圖2C中所示，襯底接觸230能夠完全地覆蓋第二表面200b。這能降低或消除從LED直接透射光而不穿透任何含磷光體層220的可能性。為了完成第二表面200b的覆蓋，覆蓋整個(gè)第二表面200b的接觸230也可以減小過(guò)分配粘合劑的趨勢(shì)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可以理解，襯底接觸230不需要覆蓋整個(gè)第二表面200b。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖2C中所示，含磷光體層220不需要存在于襯底接觸230上，或相對(duì)于第一傾斜部分200d，可以以減少的厚度存在。使用常規(guī)技術(shù)可以從接觸230中移除至少一些含磷光體層220。也應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以用在懸浮的磷光體封裝中以提高從LED進(jìn)入懸浮磷光體的光萃取，通過(guò)例如阻擋從第二表面200b發(fā)射并僅允許從傾斜部分200d發(fā)射。
也應(yīng)當(dāng)理解，相對(duì)于僅覆蓋第二表面200b的一部分的襯底接觸，在整個(gè)第二表面200b上的襯底接觸230的覆蓋可以減少光輸出。再次參照?qǐng)D2C，在一些實(shí)施例中，可以提供多層接觸230，包括反射層，能夠至少部分地補(bǔ)償上述損失。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一些襯底接觸可以包括含有例如約25的鎳的歐姆層232、含有例如約1000的銀和/或鋁的反射層234、含有例如約500的鉑和/或TiN的阻擋層236、以及含有約10,000的金的粘合層238。這可以與其它的包括鈦、鉑和金層的接觸/接合焊盤對(duì)比。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從常規(guī)接觸輸出的光的損失源自在與第二表面200b的接觸面處的鈦層的低反射率。明顯相反，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，為了減少損失，可以將在第二表面200b與反射層234之間包括鎳的歐姆層做的很薄，例如在約25厚之間?？梢允褂玫钠渌佑|結(jié)構(gòu)在前述的申請(qǐng)序列號(hào)10/057,821中描述。
在附圖和說(shuō)明書中，已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，盡管使用了具體項(xiàng)，但它們僅用于通常的和描述性的意義，不是為了限制的目的，下面的權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管(LED)，包括具有第一和第二相對(duì)表面以及在其間的側(cè)壁的襯底，該側(cè)壁從第二表面向第一表面以傾斜角延伸；包括在從第二表面向第一表面以傾斜角延伸的側(cè)壁上的磷光體的共形層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中傾斜角為鈍角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的LED，其中鈍角是大約120°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中側(cè)壁以傾斜角從第二表面到第一表面的附近延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中側(cè)壁以傾斜角從第二表面到第一表面延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中側(cè)壁為平面?zhèn)缺凇?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中襯底為半導(dǎo)體襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，還包括在第一表面上的二極管區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的LED，其中襯底包括碳化硅，和其中二極管區(qū)包括氮化鎵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中側(cè)壁也垂直于第一表面從第一表面向第二表面延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的LED，其中襯底和二極管區(qū)的總厚度是大約175μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的LED，其中側(cè)壁以約120°的傾斜角從第二表面到第一表面的附近延伸約173μm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中含有磷光體的共形層的厚度介于約2μm與約100μm之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中含有磷光體的共形層沿以傾斜角從第二表面向第一表面延伸的整個(gè)側(cè)壁延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，其中含有磷光體的共形層也在第二表面上延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的LED，還包括在第二表面上的反射接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的LED，其中反射接觸在整個(gè)第二表面上延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的LED，其中含有磷光體的共形層在與第二表面相對(duì)的反射接觸上延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的LED，其中在反射接觸上的含磷光體的共形層比在傾斜側(cè)壁上的薄。
20.一種發(fā)光二極管(LED)，包括具有第一和第二相對(duì)表面以及在其間的平面?zhèn)缺诘囊r底，該平面?zhèn)缺诎ㄒ遭g角從第二表面到第一表面的附近延伸的第一部分和垂直于第一表面從第一表面向第二表面延伸的第二部分；在第一表面上的二極管區(qū)；在第二表面上的反射接觸；以及在以傾斜角從第二表面向第一表面延伸的側(cè)壁的第一部分上的含磷光體的共形層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的LED，其中襯底包括碳化硅，和其中二極管區(qū)包括氮化鎵。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的LED，其中襯底和二極管區(qū)的總厚度是大約175μm，其中側(cè)壁的第一部分以約120°的鈍角從第二表面到第一表面的附近延伸約173μm，并且其中含有磷光體的共形層的厚度介于約2μm與約100μm之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的LED，其中含有磷光體的共形層在側(cè)壁的整個(gè)第一部分上延伸。
24.一種制造發(fā)光二極管(LED)的方法，包括用含磷光體層共形地涂覆側(cè)壁，該側(cè)壁以傾斜角從襯底的第二表面向襯底的第一表面延伸。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中共形地涂覆還包括共形地涂覆具有含磷光體層的第二表面。
全文摘要
發(fā)光二極管包括具有第一和第二相對(duì)表面(200a，200b)以及以一個(gè)傾斜角從第二表面向第一表面延伸的介于第一和第二相對(duì)表面之間的側(cè)壁(200d)的襯底。在傾斜的側(cè)壁上提供共形的磷光體層(220)。傾斜的側(cè)壁能夠允許比常規(guī)垂直側(cè)面更均勻的磷光體涂層。
文檔編號(hào)H01L33/20GK1682384SQ03822176
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者D·B·小斯拉特, G·H·內(nèi)利 申請(qǐng)人:克里公司