发光二极管阵列及其制造方法技术

本发明专利技术揭示一种LED阵列，其包括具有第一电极的第一LED装置以及具有第二电极的第二LED装置，其中第一与第二LED装置形成在同一基底上并且由间隙隔开，至少一层聚合物材料大致上填充于此间隙内，互连形成在该至少一种聚合物材料上方，且电连接第一与第二电极。本发明专利技术的发光二极管阵列制造成本低、发光效率高。本发明专利技术还提供一种LED阵列的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致涉及半导体基发光二极管装置，以及，尤其涉及一种。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种半导体二极管基光源。当二极管是正向偏压的(被接通)，电子可以在该装置内与空洞重新结合并以光子的形式释放能量。这种效应被称为电致发光，而光的颜色(对应于光子的能量)是由半导体的能隙确定的。当作为光源使用时，LED与白炽光源相比展示出许多优点。这些优点包括较低的能耗、 较长的寿命、改良的鲁棒性、较小的尺寸、更快的切换以及更好的耐用性及可靠性。图1是一个LED芯片100的立体图，其包括基底102、N型层110、发光层125、以及 P型层130。N触点115与P触点135分别形成在N型层110与P型层130上以制作到该处的电连接。当适当的电压被施加到N触点115与P触点135时，电子离开N型层110并与发光层125内的空洞结合。发光层125内的电子空洞结合产生光线。蓝宝石是一种用于制造基底102的普通材料。N型层110例如可由硅掺杂的氮化铝镓(AWaN)或硅掺杂的氮化镓(GaN)制成。P型层130例如可由镁掺杂的氮化铝镓(AWaN)或镁掺杂的氮化镓(GaN) 制成。发光层125通常由单量子阱或多量子阱，例如氮化铟镓/氮化镓形成。在一些实例中，串联或并联LED阵列形成在绝缘的或高电阻基底(例如蓝宝石、碳化硅或者其他三族氮化物基底)上。单个LED组通过开槽相互隔离，而沉积在该阵列上的互连电连接阵列中单个LED组的触点。通常，为了确保单个LED组的完全电绝缘，在互连沉积之前绝缘材料被沉积在LED阵列上，然后将绝缘材料在某些地方形成图案并且去除以在 N型层及P型层上开出接触孔，使得绝缘材料层被保留在基底上单个LED组之间的开槽内以及各LED暴露的P型层与N型层之间的台壁上。绝缘材料，举例来说，可为硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、氧化铝或者任何其他合适的绝缘材料。然而，绝缘材料的沉积是缓慢并且昂贵的工艺。而且，后续形成的互连由于互连复杂的轮廓以及锋利的边角会造成可靠性的问题。因而，提供一种用于制造有成本效益并且具有改善的长期可靠近性的LED阵列装置的系统以及方法是所希望的。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种及用于制造有成本效益并且具有改善的长期可靠近性的。本专利技术揭示一种LED阵列，其包括具有第一电极的第一 LED装置，具有第二电极的第二 LED装置，其中第一与第二 LED装置形成在同一基底上并且由间隙隔开，至少一层聚合物材料大致上填充该间隙，互连形成在该至少一层聚合物材料上方，电连接第一与第二电极。本专利技术的另一方面，揭示一种用于形成LED阵列的方法，其包括在基底上形成LED 结构，用间隙将LED结构分隔成至少第一与第二 LED装置，在LED结构上沉积至少一层聚合物材料大致上填充该间隙，去除该至少一层聚合物材料的部分以使第一 LED装置的第一电极以及第二 LED装置的第二电极露出，以及在该至少一层聚合物材料上方形成一个电连接第一电极与第二电极的互连。本专利技术的发光二极管阵列由于聚合物材料的使用，其制造成本低、发光效率高。本专利技术的构造以及操作方法，连同其另外的目的及优点通过参考附图阅读下列详细实施例的描述将更好的理解。附图说明构成本说明书一部分的附图被包括以描绘本专利技术的某些方面。通过参考附图中举例说明的示例性的，因而非限制性的实施例，本专利技术更加清楚的概念，以及本专利技术提供的系统的组件及操作，将变得更加显而易见。附图中相同的标号(如果其在超过一幅附图中出现)表示相同的元件。通过参考这些附图中的一幅或者多幅并结合此处的描述，可更好地理解本专利技术。图1是LED芯片的立体图。图2A及图2B是形成在单一基底内的LED阵列的俯视图。图3是图2B中所示传统的LED阵列的剖面图。图4A至4C显示根据本专利技术实施例形成LED装置的工艺步骤。图5显示根据本专利技术另一实施例形成在基底内以将两个LED装置分开的开槽。图6A及6B显示互连的一些备选图案。图7显示被翻转安装在板上的LED芯片。具体实施例方式本专利技术揭示一种LED阵列结构以及用于制造该LED阵列结构的工艺方法。上述LED 阵列由多个LED装置形成以便在相对低的电流密度下产生大量的光。低电流密度产生较少的热量并且允许在形成LED阵列时使用聚合物材料。LED阵列结构以及用于制造该LED阵列结构的工艺方法的详细内容将在下文中说明。图2A与图2B是在单一基底205内的LED阵列200的俯视图。为了举例说明的目的，请参考图2A，LED阵列200具有四行⑴与四列⑴分开的但是完全相同的LED装置 210 ，每个LED装置为台面形。LED装置210可通过激光蚀刻或者感应耦合等离子反应离子蚀亥Ij (InductivelyCoupled Plasma Reactive Ion Etching, ICP-RIE)隔断。例如，相邻的LED装置210与210由间隙220隔断。LED装置210 具有两个电极，例如分别用作LED装置210的阳极与阴极的焊盘213 与215。 电极可形成在P型氮化镓(P-GaN)与N型氮化镓(N-GaN)上(无论是P侧向上还是N侧向上)。一个LED装置的阳极焊盘接近于相邻LED装置的阴极焊盘放置，以便LED装置210可容易地串联连接。现在参考图2B，焊盘213 与焊盘215 由互连230 连接。焊盘213 与215通常由金属形成，并且互连230也是如此。焊盘213、215与互连230不必要由相同的金属形成。图3是在图2B中所示传统的LED阵列200在位置A_A’处的剖面图。在单一基底 205上，构成多个具有如图3中所示相邻LED装置210 与210 的剖面的LED装置 210。焊盘213 例如是LED装置210 的阳极。焊盘215 是LED装置210 的阴极。现有技术中，氧化层310被沉积于LED装置210之间的间隙220中以将焊盘213与215与相邻结构电绝缘。然后金属互连230形成在氧化层310上以连接焊盘213 与215 。由于间隙220的深度，氧化层310不能充满间隙220，并且使金属互连230形成具有锋利边角的复杂轮廓。锋利边角相对易于断裂因此变成可靠性问题。图4A-4C显示根据本专利技术实施例使用聚合物大致上填充，或是装满LED装置210 之间的间隙220的工艺步骤。因为根据本专利技术的LED装置倾向于在产生很少的热量的状况下高效使用，在完成的LED装置中保留聚合物材料是可行的。参考图4A，在各单个LED装置210及各自的焊盘213与215形成之后，聚合物层 410沉积在LED装置210上方。聚合物层410充满间隙220。光阻材料，例如聚甲基戊二酰亚胺(Polymethyl glutarimide, PMGI)或者SU-8是优选的聚合物材料。聚合物层410的折射率在1到2. 6的范围内(在空气与半导体之间)以提高光提取。聚合物层410的光学透明度等于或大于90%，优选地等于或大于99%。通常，焊盘213上测量到的聚合物层410 的厚度大约为2微米。聚合物层410可与荧光粉(加载约30重量百分比)预混合以调节输出灯色。然而，聚合物涂层的厚度与荧光粉粒子尺寸的相对尺寸应当协调。例如，当焊盘 213上聚合物层410的厚度约为3微米时，适本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光二极管阵列，其特征是包括：具有第一电极的第一ＬＥＤ装置；具有第二电极的第二ＬＥＤ装置，其中所述第一与所述第二ＬＥＤ装置形成在同一基底上并由间隙隔开；大致上填充所述间隙的至少一层聚合物材料；以及形成于所述至少一层聚合物材料的上方，电连接所述第一与第二电极的互连。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：洪瑞华，卢怡安，刘恒，
申请(专利权)人：绿种子能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG