公开了发光二极管(LED)器件和发光二极管器件的封装。在一些方面，使用包括多个层的垂直构造来制造LED。某些层用于提升器件的机械特性、电特性、热特性或光学特性。所述器件避免了一些设计问题，包括传统LED器件中存在的制造复杂、成本和散热问题。一些实施方案包括多个光学许可层，包括堆叠在半导体LED上方并且使用一个或更多个对准标记定位的光学许可覆盖衬底或晶片。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及发光二极管(LED)器件，该LED器件实现在晶片覆盖层上并且提供有允许有效并可重复地制造该LED器件的特征。相关串请本申请涉及并要求同时在2011年3月6日提交的美国临时申请No. 61/449，685和No. 61/449，686的权益和优先权，这两个申请以引用方式被并入本文。
技术介绍
发光二极管(LED)是一种半导体器件，其被构造用于接收电力或刺激并且用于通常在可见光谱(光)范围内输出电磁辐射。LED的一些部分含有掺杂的半导体材料，这些掺杂的半导体材料以这种方式工作来使电荷复合，从而从LED材料的本体释放所述光能。这种效应有时被称作电致发光。输出的能量或光由LED的材料和工作条件(包括LED材料的能带隙和LED的电偏置)来限定。发光二极管(LED)与其他光源相比是有利的，并且尤其可用于某些应用和市场。例如，LED照明通常在能效、紧凑性、坚固且长期寿命设计和形状因子以及其他特征方面提供了益处。与光源耗费的红外或热能相比，在可见电磁波谱中产生的光能的量方面，LED照明相比其他光源是有利的。另外，当与其他灯形式相比时，LED灯包括对环境损害更少的组件，因此更好地适应危害物质限制(RohS)法规。也就是说，当与其他光源相比时，根 据某些量度，传统LED器件的制造成本会相对较高。一个原因在于，对于制造LED，需要精确的封装。LED封装要求合适的清洁条件、与其他半导体制造操作类似的微细加工设施、密封要求、光学要求、LED应用中使用荧光体以及被设计用于操纵器件所产生的热的传导的封装。传统的LED封装包括晶片级组件技术中使用的硅(Si)基衬底。然而，这些传统技术需要使用载体芯片来支撑LED，这样会使LED器件的制造和封装成本加倍。另外，载体芯片大大增加了器件的热阻率并且对其散热特性产生不利影响。因此，存在对这样的LED器件的需求，即所述LED器件不遭受以上问题中的一些或全部。
技术实现思路
公开了发光二极管(LED)器件和发光二极管器件的封装。在一些方面，使用包括多个层的垂直构造来制造LED。某些层用于提升器件的机械特性、电特性、热特性或光学特性。所述器件避免了一些设计问题，包括传统LED器件中存在的制造复杂、成本和散热问题。一些实施方案包括多个光学许可层(permissive layer),包括堆叠在半导体LED上方并且使用一个或更多个对准标记定位的光学许可覆盖衬底或晶片。一些实施方案涉及一种发光器件，所述发光器件包括半导体LED，其包括掺杂区和本征区，所述半导体LED的第一表面用在所述第一表面的至少一部分上方的导电金属化层来金属化；光学许可层，其靠近所述半导体LED的第二表面，所述半导体LED的所述第一表面和所述第二表面位于所述半导体LED的相对的面上；光学可限定材料，其靠近所述光学许可层或者位于所述光学许可层内，影响穿过所述光学许可层的发射光的光学特性；以及光学许可覆盖衬底(cover substrate),其覆盖以上组件中的至少一部分。其他实施方案涉及在制造环境下在晶片上制成这种发光器件或器件组的方式。具体来讲，实施方案涉及一种制造发光器件的方法，所述方法包括在设置在光学许可层上的发光器件(LED)中，形成多个掺杂层；在所述LED中形成凹陷，以在所述LED的第一掺杂层的深度处允许与所述LED的所述第一掺杂层电接触；将所述LED的面的至少一部分金属化以形成金属化层，提供与靠近所述LED的所述面的所述LED的所述第一掺杂层和第二掺杂层的电接触；以及使用光学许可粘合剂，以机械方式将所述光学许可层固定于光学许可覆盖衬底。附图说明为了更充分地理解本专利技术构思的性质和优点，参考以下对优选实施方案的详细说明并且结合附图，在附图中图I图示说明根据现有技术的蓝宝石层上方的半导体LED层；图2图示说明根据现有技术的蓝宝石层上的半导体LED层的一部分中蚀刻形成腔体； 图3图示说明根据一些方面的LED器件的金属化过程；图4图不说明不例性LED器件的俯视图；图5图示说明另一个示例性LED器件的剖视图；图6图示说明LED器件60的俯视图；图7图示说明LED器件的另一个示例性剖视图；图8图示说明包括钝化层的示例性LED器件；图9图示说明具有一定形状的、可选地为镜面化或金属化钝化层的示例性LED器件；图10图示说明另一个示例性LED器件；图11图示说明LED器件的又一个实施方案；以及图12图示说明如何能在单个制造平台或晶片上制造不止一个LED器件。具体实施例方式现代LED器件基于半导体材料及其特性。例如，使用氮化镓(GaN)制成某些LED，GaN是适于高功率LED使用的一种带隙半导体。GaN LED通常外延生长在蓝宝石衬底上。这些LED包括P-I-N结器件，该器件具有位于N型掺杂层和P型掺杂层之间的本征(I)层。通过与LED的N型和P型部分耦合的电极或触点，使用合适的电驱动信号来驱动所述器件。根据施加到器件的电动势和器件的构造，电子活动造成从器件的本征部分发射可见电磁辐射(光)。图I图示说明如上所述的LED器件10，该LED器件10在蓝宝石层110上设置有GaN层100 (通常称为LED)。通常使用一些半导体微细加工技术来处理图I的器件。在一些实施例中，使用本领域技术人员已知的技术，蚀刻掉或去除LED (GaN层)中的一些部分。导电和非导电层的其他应用方式连同用于各种功能的沟道和通孔(如以下将描述的)一起应用于这种基础设计。图2图示说明如同图I所示LED器件的LED器件20，其中，GaN层200设置在蓝宝石层210上方。在GaN层200的一部分中蚀刻形成凹陷或凹槽或沟道202。应该理解的是，GaN型LED不是在本讨论中可采用的唯--种LED材料，但是本说明只是示例性的，使得本领域的技术人员可以意 识到一些优选实施方案以及制造和设计本LED的方法。类似地，在以下优选和示例性的实例中，要理解，许多其他类似和等同的实施方案对于本领域的技术人员将是清楚的并且将实现基本相同的结果。这就本专利技术实施例中描述的几何形状、布局、构造、尺寸和对材料的选择以及其他方面的变形形式来讲是正确的。具体来讲，可以省略所描述的某些元件和步骤，或者，可以将其他元件作为本文出于图示说明的缘故所描述的元件的替代或补充，而不会实质上影响本公开和专利技术的范围。图3图示说明使用将适合的金属层320施用于LED器件30的一些部分的步骤将图2中器件的GaN层300的表面金属化的结果。在此，如之前的，GaN层300设置在蓝宝石层310上。在实施方案中，GaN层300包括其内具有分层的P_I_N结，该P-I-N结包括P型掺杂层301，其靠近GaN层300的体表面并且远离蓝宝石层310 ；N型掺杂层303，在GaN层300内，靠近蓝宝石层310 ；以及本征(I)半导体层305，其位于P型层301和N型层303之间的中间位置。在操作中，P型层301对N型层303的电偏置造成从本征层305发射光子。如之前所提及的，在GaN层300表面的一部分中，蚀刻形成凹陷302。凹陷302的深度可以是浅或深的，并且与GaN层300和其内的P-I-N分层的厚度相适应。此外，向GaN层300表面的至少一部分,施用金属化层320。金属化层320可以延伸来覆盖GaN层300的体表面以及在GaN层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.06 US 61/449,686;2011.03.06 US 61/449,6851.一种发光器件，所述发光器件包括 半导体LED，所述半导体LED包括掺杂区和本征区，所述半导体LED的第一表面用在所述第一表面的至少一部分上方的导电金属化层来金属化； 光学许可层，所述光学许可层靠近所述半导体LED的第二表面，所述半导体LED的所述第一表面和所述第二表面位于所述半导体LED的相対的面上； 光学可限定材料，所述光学可限定材料靠近所述光学许可层或者位于所述光学许可层内，影响穿过所述光学许可层的发射光的光学特性；以及 光学许可覆盖衬底，所述光学许可覆盖衬底覆盖以上组件中的至少一部分。2.根据权利要求I所述的发光器件，还包括覆盖所述光学透射性覆盖衬底的至少一部分的透镜。3.根据权利要求I所述的发光器件，还包括至少ー个凹陷，所述至少一个凹陷形成在所述半导体LED中，达到在所述半导体LED的第一掺杂层和第一外部驱动电极之间允许电连接的深度。4.根据权利要求I所述的发光器件，还包括靠近所述半导体LED的所述第一表面的钝化层，所述钝化层基本上是非导电的并且还设置有至少ー对孔，以便导电电极与所述钝化层的连接。5.根据权利要求4所述的发光器件，所述钝化层还包括成形边缘，所述成形边...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·马格利特，
申请(专利权)人：维亚甘有限公司，
类型：发明
国别省市：
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