用于發(fā)光器件的載體的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及用于半導體發(fā)光器件的載體。
【背景技術】
[0002]包括發(fā)光二極管(LED)、諧振腔發(fā)光二極管(RCLED)、垂直腔激光二極管(VCSEL)和邊緣發(fā)射激光器的半導體發(fā)光器件屬于當前可獲得的最為有效的光源之一。在能夠跨越可見光譜工作的高亮度發(fā)光器件的制造當中，當前引人注意的材料系統(tǒng)包括II1-V族半導體，尤其是鎵、鋁、銦、氮的二元、三元和四元合金，它們又被稱為III族氮化物材料。典型地，通過金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其他外延生長技術在藍寶石、碳化硅、III族氮化物或其他適當?shù)囊r底上外延生長具有不同成分和摻雜濃度的半導體層的層疊結構，由此來制造III族氮化物發(fā)光器件。所述層疊結構往往包括形成于所述襯底之上的一個或多個摻有例如Si的η型層、形成于所述一個或多個η型層之上的處于有源區(qū)內(nèi)的一個或多個發(fā)光層以及形成于所述有源區(qū)之上的摻有例如Mg的一個或多個P型層。在所述η型區(qū)和P型區(qū)上形成電接觸。
[0003]圖1示出了在US7352011中更加詳細地描述的LED，通過引用將該文獻并入本文。將LED 10安裝到支撐結構12上，其可以是“具有金屬焊盤/引線的陶瓷基座”。在LEDlO之上模制透鏡22?？梢匀缦滦纬赏哥R22:將具有透鏡22的形狀的模具放置到LEDlO之上。所述模具可以襯有無粘性的膜。采用諸如硅酮或環(huán)氧樹脂的適當透明熱固液體透鏡材料填充所述模具。在所述支撐結構12的外圍和所述模具之間建立真空密封，并對這兩片相互對著按壓，從而將每一LED裸片10插入到液體透鏡材料內(nèi)，并使透鏡材料處于受壓狀態(tài)下。之后，將所述模具加熱到大約150攝氏度(或其他適當溫度)并保持一定時間，從而使所述透鏡材料硬化。之后，使所述支撐結構12與所述模具分離。
[0004]如圖1所示，支撐結構12必須明顯大于LED10，以支撐模制透鏡22。這樣的大支撐結構可能顯著提高器件的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于為光源提供載體。
[0006]在本發(fā)明的實施例中，將半導體發(fā)光器件安裝到支撐襯底上。將所述支撐襯底設置到載體中的開口內(nèi)。在一些實施例中，所述支撐襯底是陶瓷鋪片，所述載體是橫向延展范圍大到足以支撐在所述載體之上模制的或者附著至所述載體的透鏡的低成本材料。
【附圖說明】
[0007]圖1示出了安裝在支撐結構上的被模制透鏡覆蓋的現(xiàn)有技術LED。
[0008]圖2示出了安裝在所述支撐襯底上的并連接至載體的LED。
[0009]圖3是圖2所示的器件之一的頂視圖。
[0010]圖4是沿圖3所示的軸得到的去掉了透鏡的圖3所示的器件的截面圖。
[0011]圖5示出了安裝在支撐襯底上并且通過所述支撐襯底的頂表面上的絲焊電連接至載體的LED。所述載體被示為安裝在用戶提供的PC板上。
[0012]圖6示出了安裝在支撐襯底上并且通過處于所述支撐襯底側(cè)面上的電連接電連接至載體的LED。所述載體被示為安裝在用戶提供的PC板上。
[0013]圖7示出了安裝在支撐襯底上并且通過所述支撐襯底的頂表面上的連接連接至載體的LED。所述載體被示為安裝在用戶提供的PC板上。
[0014]圖8示出了安裝在支撐襯底上并且通過所述支撐襯底的頂表面上的抵達載體上的外部接觸的連接而連接至所述載體的LED。所述載體被示為安裝在用戶提供的PC板上。
[0015]圖9示出了在生長襯底晶片上生長的LED。
[0016]圖10示出了安裝在支撐襯底晶片上的LED。
[0017]圖11示出了設置在LED上的波長轉(zhuǎn)換元件。
[0018]圖12示出了安裝在支撐襯底上并且附著至載體的LED。
[0019]圖13示出了在LED上模制的透鏡。
[0020]圖14示出了安裝在支撐襯底上并且位于載體中的開口內(nèi)的LED。
[0021]圖15示出了包括促進包覆模制透鏡的粘附的特征的載體的部分。
【具體實施方式】
[0022]在本發(fā)明的實施例中，將諸如LED的發(fā)光器件安裝到諸如陶瓷鋪片的支撐襯底上。所述陶瓷鋪片可以具有對LED進行機械支撐、提供所述LED與其他結構的電連接以及提供用于擴散來自所述LED的熱量的熱路徑所需的最小尺寸。將所述陶瓷鋪片放置到載體內(nèi)或者可以使所述陶瓷鋪片附著到載體上。所述載體可以是一種低成本的可模制材料，其具有足夠的魯棒性來保護所述LED和陶瓷鋪片不受沖擊的影響?？梢赃x擇能夠承受將陶瓷鋪片附著到所述載體上以及在所述LED之上形成或附著透鏡或其他結構所需的條件的載體材料。例如，可以通過釬焊、絲焊、微釬焊、微恪焊、諸如一系列金屬凸起的順應(compliant)接合結構、通過超聲波或者熱超聲鍵合形成的金一金互連、采用例如銀環(huán)氧樹脂的接合、諸如彈簧力緊固的機械緊固或者表面安裝使所述陶瓷鋪片附著到所述載體上。所述支撐襯底可以通過頂表面或側(cè)表面機械附著到所述載體上，或者可以通過形成于或者附著在所述支撐襯底和載體之上的透鏡機械附著到所述載體上，其使得所述支撐襯底的底部可用于實現(xiàn)與諸如用戶提供的PC板的其他結構的電接觸和/或熱接觸。包括所述LED、支撐襯底和載體的器件可附著至諸如PC板的其他結構上。適當?shù)妮d體的例子包括可以被沖壓和彎折成預期形狀的金屬片以及諸如聚鄰苯二酰胺(PPA)的塑料?？梢圆捎枚喾N材料，例如，附著至PPA的金屬片、任何其他適當類型的塑料或聚合物或者電介質(zhì)絕緣體。
[0023]正文前需要言明的是，盡管在下面的例子中發(fā)光器件是III族氮化物薄膜倒裝芯片LED，但是也可以采用其他發(fā)光器件，包括由其他材料系統(tǒng)構成的LED或其他半導體器件，例如，所述材料系統(tǒng)為II1-V族材料、III族氮化物材料、III族磷化物材料、III族砷化物材料、I1-VI族材料和IV族材料。
[0024]常規(guī)III族氮化物LED10是通過首先在生長襯底上生長半導體結構而形成的。通常首先生長η型區(qū)，其可以包括多個具有不同成分和摻雜濃度的層，所述多個層包括(例如)諸如緩沖層或成核層的預備層，其可以是η型的或者非特意摻雜的，釋放層，該層被設計為促進以后對該襯底的釋放或者在去除該襯底之后對半導體結構的減薄，所述多個層還包括η型的或者甚至P型的器件層，所述器件層被設計為實現(xiàn)所希望具備的使發(fā)光區(qū)有效發(fā)光的特定光特性或電特性。在所述η型區(qū)之上生長發(fā)光或有源區(qū)。適當?shù)陌l(fā)光區(qū)的例子包括單個厚的或者薄的發(fā)光層或者含有多個通過勢皇層隔開的薄的或者厚的量子阱發(fā)光層的多量子阱發(fā)光區(qū)。在所述發(fā)光區(qū)之上生長P型區(qū)。與所述η型區(qū)類似，所述P型區(qū)可以包括多個具有不同成分、厚度和摻雜濃度的層，所述多個層包括非特意摻雜的層或者η型層。
[0025]采用各種技術獲得與所述η型層的電通路。可以將所述P型層和有源層的部分蝕刻掉，從而露出用于實施金屬化的η型層。通過這種方式，所述P接觸和η接觸處于所述芯片的同一側(cè)上，并且能夠直接電附著到適當基座上的接觸焊盤上。可以從所述器件的頂表面(即，形成接觸的表面)或者從所述器件(即，在倒裝芯片器件中，所述器件是相對于生長方向翻轉(zhuǎn)了過來的具有至少一個反射接觸的器件)的底表面提取光。在倒裝芯片中，可以從半導體結構(薄膜器件)上去除生長襯底，或者所述生長襯底可以仍然作為所完成的器件的部分。在去除襯底之后，可以對所述半導體結構減薄，并例如通過粗糙化處理或者形成光子晶體結構而使因去除所述襯底而露出的η型區(qū)的表面織構化(textured)以改善光提取。在垂直注入LED中，在所述半導體結構的一側(cè)形成η接觸，在半導體結構的另一側(cè)形成P接觸。與所述P接觸或η接觸之一的電接觸通常是采用導線或者金屬橋完成的，而另一接觸則直接結合到所述支撐襯底上的接觸焊盤上。盡管下文的例子包括薄膜倒裝芯片器件，但是可以采用任何適當?shù)钠骷Y構。
[0026]可以將所述LED安裝到支撐襯底12上。盡管在下面的例子中，支撐襯底1