用于紫外光发射装置的封装制造方法及图纸

本申请案涉及用于紫外光发射装置的封装。本发明专利技术的实施例包含发光二极管LED，所述LED包含半导体结构。所述半导体结构包含安置在n型区与p型区之间的作用层。所述作用层发射UV辐射。所述LED安置在座架上。所述座架安置在传导棒上。支撑件环绕所述传导棒。所述支撑件包含安置在底部表面上的导电接触垫及安置在所述传导棒下方的导热垫，其中所述导热垫不电连接到所述LED。

Encapsulation for an ultraviolet light emitting device

The application relates to an encapsulation for an ultraviolet emitting device. Embodiments of the invention include a light emitting diode LED, which includes a semiconductor structure LED. The semiconductor structure includes a functional layer disposed between the N type region and the P type region. The action layer emits UV radiation. The LED is housed on the shelf. The pedestal is arranged on the conducting bar. The support surrounds the transmission rod. The support comprises a conductive contact pad disposed on the bottom surface and a heat conducting pad placed below the conductive rod, wherein the heat conducting pad is not electrically connected to the LED.

【技术实现步骤摘要】
用于紫外光发射装置的封装
本申请案涉及用于紫外光发射装置的封装。
技术介绍
III族氮化物材料(包含(Al、Ga、In)—N及其合金)的带隙从InN的极窄间隙(0.7eV)扩展到AlN的极宽间隙(6.2eV)，使得III族氮化物材料高度适于遍及从近红外光扩展到深紫外光的宽光谱范围的光电应用，例如发光二极管(LED)、激光二极管、光调制器及检测器。在作用层中使用InGaN可获得可见光LED及激光，而紫外光(UV)LED及激光则需要较大带隙的AlGaN。期望具有介于230nm到350nm范围内的发射波长的UVLED找到宽范围的应用，所述应用大部分是基于UV辐射与生物材料之间的相互作用。典型应用包含表面灭菌、空气消毒、水消毒、医疗装置及生物化学、用于超高密度光记录的光源、白光照明、荧光分析、感测及零排放汽车。
技术实现思路
本申请案的一个实施例涉及一种装置，所述装置包括：发光二极管(LED)，其包括半导体结构，所述半导体结构包括安置在n型区与p型区之间的作用层，其中所述作用层发射UV辐射；座架，其中所述LED安置在所述座架上；支撑件，其环绕传导棒，所述支撑件包括安置在底部表面上的导电接触垫及安置在所述传导棒下方的导热垫，其中所述导热垫不电连接到所述LED；其中所述座架安置在所述传导棒上；电路板，其中支撑件安置在所述电路板上；及热导管，其安置在所述支撑件及所述电路板中的一者中。本申请案的另一实施例涉及一种装置，所述装置包括：发光二极管(LED)，其包括半导体结构，所述半导体结构包括安置在n型区与p型区之间的作用层，其中所述作用层发射UV辐射；座架，其中所述LED安置在所述座架上；支撑件，其环绕传导棒，所述支撑件包括安置在底部表面上的导电接触垫及安置在所述传导棒下方的导热垫，其中所述导热垫不电连接到所述LED；其中所述座架安置在所述传导棒上；电路板，其中支撑件安置在所述电路板上；及反射性侧壁，其邻近于所述支撑件而附接到所述电路板。附图说明图1A是倒装芯片UV发射装置(UVLED)中的多个像素的平面图。图1B是UVLED中的一个像素的横截面图。图2是包含座架及支撑件的封装式UVLED的横截面图。图3是安置在座架上的UVLED的横截面图。图4是包含例如透镜的光学器件的封装式UVLED的横截面图。图5是安置在例如电路板的结构上的封装式UVLED的横截面图。图6是具有附接到支撑件的侧壁的光学器件的封装式UVLED的横截面图。图7是具有形成于座架内的传导通路的封装式UVLED的横截面图。图8是附接到具有接近UVLED而安装的额外倒装芯片的座架的UVLED的俯视图。图9是具有安置在支撑件上的额外芯片的封装式UVLED的横截面图。图10是具有安置在封装中的一或多个热导管的封装式UVLED的横截面图。图11及12图解说明抛物透镜。图13是具有安置在例如电路板的结构上的反射性侧壁结构的封装式UVLED的横截面图。具体实施方式尽管本文中所描述的装置是III族氮化物装置，但由其它材料(例如，其它III-V材料、II-VI材料、Si)形成的装置也在本专利技术的实施例的范围内。本文中所描述的装置可经配置以发射可见辐射、UVA(峰值波长介于340nm与400nm之间)辐射、UVB(峰值波长介于290nm与340nm之间)辐射或UVC(峰值波长介于210nm与290nm之间)辐射。在本专利技术的实施例中，描述UV发射装置的高效封装。在一些实施例中，与倒装芯片UVLED一起使用所述封装。商业上可获得的UVA、UVB及UVCLED可用于各种实施例中。图1A及1B是可使用的受让人拥有的UVB及UVCLED的实例。图1A是UVLED像素阵列12的一部分的俯视图，且图1B是单个UVLED像素12的平分横截面。可使用任何适合UVLED且本专利技术的实施例不限于图1A及1B的装置。UVLED通常是III族氮化物，且一般为GaN、AlGaN及InGaN。UV发射像素阵列12形成于单个衬底14(例如透明蓝宝石衬底)上。其它衬底是可能的。尽管所述实例展示像素12是圆形的，但像素12可具有任何形状，例如正方形。光发出穿过透明衬底，如图1B中所展示。像素12可各自为倒装芯片，其中阳极电极及阴极电极面向座架(下文所描述)。半导体层外延生长于衬底14上方。(装置可包含并非外延生长的而是沉积或以其它方式形成的一或多个半导体层，例如传导氧化物，例如氧化铟锡。)先生长AlN或其它适合缓冲层(未展示)，接着生长n型区16。n型区16可包含不同组成、不同掺杂剂浓度及不同厚度的多个层。n型区16可包含用Si、Ge及/或其它适合n型掺杂剂n型掺杂的至少一个AlaGa1-aN膜。n型区16可具有从约100nm到约10微米的厚度且直接生长在缓冲层上。n型区16中的Si的掺杂水平可介于从1×1016cm-3到1×1021cm-3的范围内。取决于期望的发射波长，公式中的AlN摩尔分数“a”可从0％(对于以360nm进行发射的装置)到100％(对于经设计而以200nm进行发射的装置)地变化。作用区18生长于n型区16上方。作用区18可包含单个量子阱或由屏障层分开的多个量子阱(MQW)。量子阱及屏障层含有AlxGa1-xN/AlyGa1-yN，其中0<x<y<1，x表示量子阱层的AlN摩尔分数，且y表示屏障层的AlN摩尔分数。UVLED所发射的峰值波长通常取决于AlGaN量子阱作用层中的Al的相对含量。p型区22生长于作用区18上方。类似n型区16，p型区22可包含不同组成、不同掺杂剂浓度及不同厚度的多个层。p型区22包含一或多个p型掺杂的(例如，Mg掺杂的)AlGaN层。AlN摩尔分数可介于从0到100％的范围内，且此层或多层的厚度可介于从约2nm到约100nm(单层)或到约500nm(多层)的范围内。此区中所使用的多层可改善横向传导性。Mg掺杂水平可从1×1016cm-3到1×1021cm-3地变化。Mg掺杂的GaN触点层可最后生长于p型区22中。上文所描述的全部或一些半导体层可在过量Ga条件下生长，如US2014/0103289中较详细地描述，US2014/0103289以引用方式并入本文中。半导体结构15经蚀刻以在像素12之间形成露出n型区16的表面的沟槽。像素12的侧壁12a相对于所生长衬底的主要表面的法线可为垂直的或以锐角12b倾斜。每一像素12的高度138可介于0.1微米到5微米之间。每一像素12的底部及顶部的宽度131及139可为至少5微米。还可使用其它尺寸。在蚀刻半导体结构15以形成沟槽之前或在其之后，在每一像素12的顶部上沉积并图案化金属p触点24。p触点24可包含形成欧姆触点的一或多个金属层及形成反射体的一或多个金属层。适合p触点24的一个实例包含Ni/Ag/Ti多层触点。沉积并图案化n触点28，使得n触点28安置在n型区16的介于像素12之间的基本上平坦表面上。n触点28可包含单个或多个金属层。举例来说，n触点28可包含与n型区16直接接触的欧姆n触点130及形成于欧姆n触点130上方的n迹线金属层132。举例来说，欧姆n触点130可为V/Al/Ti多层触点。举例来说，n迹线金属132可为Ti/Au/Ti多层触点。n触点28与p触点24通过电介质层134本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：发光二极管LED，其包括半导体结构，所述半导体结构包括安置在n型区与p型区之间的作用层，其中所述作用层发射UV辐射；座架，其中所述LED安置在所述座架上；支撑件，其环绕传导棒，所述支撑件包括安置在底部表面上的导电接触垫及安置在所述传导棒下方的导热垫，其中所述导热垫不电连接到所述LED；其中所述座架安置在所述传导棒上；电路板，其中支撑件安置在所述电路板上；及热导管，其安置在所述支撑件及所述电路板中的一者中。

【技术特征摘要】
2016.03.07 US 15/063,2601.一种装置，其包括：发光二极管LED，其包括半导体结构，所述半导体结构包括安置在n型区与p型区之间的作用层，其中所述作用层发射UV辐射；座架，其中所述LED安置在所述座架上；支撑件，其环绕传导棒，所述支撑件包括安置在底部表面上的导电接触垫及安置在所述传导棒下方的导热垫，其中所述导热垫不电连接到所述LED；其中所述座架安置在所述传导棒上；电路板，其中支撑件安置在所述电路板上；及热导管，其安置在所述支撑件及所述电路板中的一者中。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赛锦，张莉，道格拉斯·A·柯林斯，
申请(专利权)人：紫岳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US