(57)【要約】【課題】  本発明は、熱損失の高い発光ダイオード及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  粘着層を有する発光ダイオード及びその製造方法が開示される。約０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層は、ＬＥＤスタックと熱損失が高い基板を接着するように使用され、ここで基板の熱伝導率は１００Ｗ／ｍｋ以上である。本発明は、発光ダイオードの安定性及び発光効率を改善するように、発光ダイオードの熱損失効果を増大する。【選択図】  図９
2006013499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００Ｗ／ｍｋよりも大きい熱伝導率の熱損失が高い基板と、
ＬＥＤスタックと、
前記熱損失が高い基板と前記ＬＥＤスタックとの間に配置された粘着層とを含む粘着層を有する発光ダイオードであって、
前記粘着層の厚さが約０．１μｍ乃至１μｍであることを特徴とする粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２】
前記熱損失が高い基板は、ＧａＰ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃｕ及びＡｌで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項３】
前記粘着層はＰＩ、ＢＣＢ及びＰＦＣＢで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項４】
前記粘着層と前記ＬＥＤスタックとの間に連続して形成される、第一保護層、反射層及び第二保護層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項５】
前記第一保護層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム及び酸化錫インジウムで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項６】
前記反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、ＰｂＳｎ及びＡｕＺｎで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項７】
前記第二保護層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム及び酸化錫インジウムで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項８】
前記ＬＥＤスタックは、
第一接触層と、
前記第一接触層上に形成された第一クラッディング層と、
前記第一クラッディング層上に形成された発光層と、
前記発光層上に形成された第二クラッディング層と、
前記第二クラッディング層上に形成された第二接触層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項９】
前記第一接触層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項８に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１０】
前記第一クラッディング層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項８に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１１】
前記発光層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項８に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１２】
前記第二クラッディング層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項８に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１３】
前記第二接触層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項８に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１４】
１００Ｗ／ｍｋより大きい熱伝導率の熱損失の高い基板と、
前記熱損失の高い基板上に形成された反射層と、
前記反射層上に形成された第一反応層と、
約０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層と、
前記粘着層上に形成された第二反応層と、
前記第二反応層上に形成されたＬＥＤスタックとを含むことを特徴とする粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１５】
前記第二反応層とＬＥＤスタックとの間に形成された透明な伝導層をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１６】
前記透明な伝導層は、酸化錫インジウム、酸化錫カドミウム、酸化錫アンチモニー、酸化亜鉛、酸化錫亜鉛で構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１５に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１７】
前記ＬＥＤスタック上に形成された透明な伝導層をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１８】
前記透明な伝導層は、酸化錫インジウム、酸化錫カドミウム、酸化錫アンチモニー、酸化亜鉛、酸化錫亜鉛で構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１７に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項１９】
前記１００Ｗ／ｍｋよりも大きな熱伝導率の熱損失の高い基板は、ＧａＰ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃｕ、Ａｌで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２０】
前記粘着層は、ＰＩ、ＢＣＢ及びＰＦＣＢで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２１】
前記反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、ＰｂＳｎ及びＡｕＺｎで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２２】
前記第一反応層は、ＳｉＮｘ、Ｔｉ及びＣｒで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２３】
前記第二反応層は、ＳｉＮｘ、Ｔｉ及びＣｒで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２４】
前記ＬＥＤスタックは、
第一接触層と、
前記第一接触層上に形成された第一クラッディング層と、
前記第一クラッディング層上に形成された発光層と、
前記発光層上に形成された第二クラッディング層と、
前記第二クラッディング層上に形成された第二接触層とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２５】
前記第一接触層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項２４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２６】
前記第一クラッディング層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項２４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２７】
前記発光層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項２４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２８】
前記第二クラッディング層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項２４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項２９】
前記第二接触層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項２４に記載の粘着層を有する発光ダイオード。
【請求項３０】
第一基板を提供するステップと、
前記第一基板上にＬＥＤスタックを形成するステップと、
前記ＬＥＤスタック上に第二保護層を形成するステップと、
前記第二保護層上に反射層を形成するステップと、
前記反射層上に第一保護層を形成するステップと、
１００Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率の熱損失の高い第二基板を提供するステップと、
熱損失の高い第二基板と前記第一保護層を接着するように約０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層を活用するステップとを含むことを特徴とする粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３１】
前記約０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層の形成は、
第一グラファイトプレートを提供するステップと、
スタックを形成するように前記熱損失の高い基板と前記第一反応層を接着する前記第一グラファイトプレート上に粘着層を配置するか、又はスタックを形成するように前記第一反応層と前記第二反応層を接着する粘着層を配置するステップと、
前記スタック上に第二グラファイトプレートを提供するステップと、
前記第二グラファイトプレートの上部及び前記第一グラファイトプレートの底部に加熱押圧処理を実行するステップとを含むことを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３２】
前記第一基板はＧａＡｓ、Ｇｅ及びサファイアから構成される群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３３】
前記熱損失の高い第二基板は、ＧａＰ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃｕ、Ａｌで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３４】
前記反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、ＰｂＳｎ及びＡｕＺｎで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３５】
前記粘着層はＰＩ、ＢＣＢ及びＰＦＣＢで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３６】
前記第一保護層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム及び酸化錫インジウムで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３７】
前記第二保護層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム及び酸化錫インジウムで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３８】
前記第一反応層は、ＳｉＮｘ、Ｔｉ及びＣｒで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項３９】
前記第二反応層は、ＳｉＮｘ、Ｔｉ及びＣｒで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項３０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４０】
第一基板を提供することと、
前記第一基板上にＬＥＤスタックを形成することと、
前記ＬＥＤスタック上に第二反応層を形成することと、
１００Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有する熱損失が高い第二基板を提供することと、
前記熱損失が高い第二基板上に反射層を形成することと、
前記反射層上に第一反応層を形成することと、
前記第一反応層と前記第二反応層を接着するように約０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層を活用することとを含むことを特徴とする粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４１】
前記約０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層の形成は、
第一グラファイトプレートを提供するステップと、
スタックを形成するように前記熱損失の高い第一基板と前記第一反応層を接着する前記第一グラファイトプレート上に粘着層を配置するか、又はスタックを形成するように前記第一反応層と前記第二反応層を接着する粘着層を配置するステップと、
前記スタック上に第二グラファイトプレートを提供するステップと、
前記第二グラファイトプレートの上部及び前記第一グラファイトプレートの底部に加熱押圧処理を実行するステップとを含むことを特徴とする請求項４０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４２】
前記第一基板はＧａＡｓ、Ｇｅ及びサファイアから構成される群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４３】
前記熱損失の高い第二基板は、ＧａＰ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃｕ、Ａｌで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４４】
前記反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、ＰｂＳｎ及びＡｕＺｎで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４５】
前記粘着層はＰＩ、ＢＣＢ及びＰＦＣＢで構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４６】
前記第二反応層と前記ＬＥＤ層との間の透明な伝導層を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項４０に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【請求項４７】
前記透明な伝導層は、酸化錫インジウム、酸化錫カドミウム、酸化錫アンチモニー、酸化亜鉛、酸化錫亜鉛で構成する群から選択される物質で成されることを特徴とする請求項４６に記載の粘着層を有するＬＥＤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘着層を有する発光ダイオード及びその製造方法に関し、より詳細には、熱損失が高い発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は広範囲に活用されている。例えば、ＬＥＤは光ディスプレイ装置、信号機、データ記憶装置、通信装置、発光装置及び医療機器で活用される。したがって、ＬＥＤの輝度を増加させることは、その分野での重要事項である。
【０００３】
ＬＥＤのエピタキシャル構造が第一の光吸収基板上に形成され、次いで、チップの熱損失及びＬＥＤの発光効率を増強するように、ポリマー物質の誘電性の粘着層がＬＥＤエピタキシャル構造を第二の熱伝導率の高い基板に接続するために活用される、ＬＥＤ及びその製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。開示されるように、エピタキシャルスタックは、第一の光吸収基板上に形成され、次いで、粘着層は、エピタキシャルスタックと第二の基板を接着するように活用される。次に、第一の光吸収基板は、熱抵抗を減少し、熱損失を改善し、かつ発光効率を高めるように改善される。ＬＥＤ装置の熱抵抗は、その構造の厚さと熱伝導率に対応する。それらの関係は、下記の式で示される。
【０００４】
【数１】
2006013499.tif 000003
【０００５】
特許文献１では、ＬＥＤの全体の構造の熱抵抗が、ＬＥＤエピタキシャル構造と、誘電性の粘着層と、基板の熱抵抗の合計に等しい。ここで、熱抵抗は下記の式で示されるように計算される。
【０００６】
装置の熱抵抗＝ＬＥＤエピタキシャル構造の熱抵抗＋誘電性の粘着層の熱抵抗＋基板の熱抵抗であり、
【０００７】
【数２】
2006013499.tif 000004
【０００８】
さらに、第一基板に本来形成されるＬＥＤ装置の熱抵抗は、エピタキシャル構造の熱抵抗と基板の熱抵抗の合計に等しい。それらの関係は、下記の式によって記載される。
【０００９】
本来の装置の熱抵抗＝エピタキシャル構造の熱抵抗＋第一基板の熱抵抗
【００１０】
【数３】
2006013499.tif 000005
【００１１】
式２及び式３に示されるように、熱損失の高い基板が活用されるが、粘着層の熱抵抗及び熱損失の高い基板の熱抵抗の合計が本来の第一基板の熱抵抗よりも大きい場合、ＬＥＤ装置の熱伝導率の高い基板の熱損失特質は十分ではなく、結果として、ＬＥＤ装置は熱損失が劣る問題を有する。
【特許文献１】台湾特許第５５０８３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の目的は、前述した問題を回避するために、熱損失の高い発光ダイオード及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一つの態様は、高い熱伝導率を有する基板の熱損失特性を活用することである。本発明の別の目的は、装置の熱抵抗を減少し、熱損失効率を改善するように、粘着層の好ましい厚さ及び高い熱伝導率を有する第二基板を活用することである。
【００１４】
従来の伝統的なＬＥＤ構造は第一基板を含み、その上にエピタキシャルスタックが形成されて、ＧａＡｓ及びＧｅから構成される群から選択される物質から成ることができる。装置面積がＡであると仮定すると、第一基板の熱伝導率はｋ１（Ｗ／ｍｋ）で、第一基板の厚さはｘ１μｍで、エピタキシャルスタックの熱伝導率はｋ２（Ｗ／ｍｋ）で、エピタキシャルスタックの厚さはｘ２μｍであり、次いで、第一基板の装置の熱抵抗は下記式によって計算される。
【００１５】
【数４】
2006013499.tif 000006
【００１６】
ポリマー物質の誘電性の粘着層は、第一基板のＬＥＤ構造を置換するように、高い伝導率を有する第二基板に対してＬＥＤエピタキシャルスタックを接続するように活用される。この構造は、高い熱伝導率を有する第二基板と、エピタキシャルスタックと、第二基板に対してエピタキシャルスタックを接続するためのポリマー物質の誘電性の粘着層を含む。装置面積がＡであると仮定すると、エピタキシャルスタックの熱抵抗要素はｋ２（Ｗ／ｍｋ）であり、エピタキシャルスタックの厚さはｘ２μｍであり、粘着層の熱伝導率はｋ３（Ｗ／ｍｋ）であり、粘着層の厚さはｘ３μｍであり、第二基板の熱伝導率はｋ４（Ｗ／ｍｋ）であり、第二基板の厚さはｘ４μｍであり、次いで、装置の熱抵抗は下記式によって計算される。
【００１７】
【数５】
2006013499.tif 000007
【００１８】
上述したように、第一基板を置換するために高い熱伝導率の第二基板に対してエピタキシャルスタックを接続するための粘着層の活用は、熱抵抗を減じ、熱損失効率を高める。Ｒｔｈ２がＲｔｈ１よりも小さくすべきである。
【００１９】
本発明の実施態様によると、ＬＥＤ構造は、第一基板を置換するための高い熱伝導率を有する第二基板と、エピタキシャルスタックと、エピタキシャルスタックを接続するためのＢＣＢ粘着層とを含む。装置面積がＡであると仮定すると、エピタキシャルスタックの熱伝導率は６（Ｗ／ｍｋ）であり、エピタキシャルスタックの厚さは３μｍであり、ＢＣＢ粘着層の熱伝導率は０．２（Ｗ／ｍｋ）であり、粘着層の厚さはｘ２μｍであり、第二基板の熱伝導率はｋ３（Ｗ／ｍｋ）であり、第二基板の厚さは１７０μｍである。第一基板はＧａＡｓから構成され、その熱伝導率は５０（Ｗ／ｍｋ）である。ＬＥＤの通常物質及び有機物質の熱伝導率が表１及び２で確認できる。
表１：ＬＥＤの通常物質の熱伝導率の表
【００２０】
【表１】
2006013499.tif 000008
【００２１】
表２：ＬＥＤの有機物質の熱伝導率の表
【００２２】
【表２】
2006013499.tif 000009
【００２３】
第一基板を置換するために高い熱伝導率の第二基板を活用することは、上述のＲｔｈ２がＧａＡｓの第一基板の本来の熱抵抗Ｒｔｈ１未満の場合にのみ、熱損失効果を高めることができる。この見解において、Ｒｔｈ１とＲｔｈ２との関係は下記式によって決定することができる。
【００２４】
【数６】
2006013499.tif 000010
【００２５】
したがって、下記の関係を得ることができる。
【００２６】
ｘ３／０．２＋１７０／ｋ４＜３．４
表３は、ＧａＡｓ基板を置換するように、高い熱伝導率を有する様々なタイプの基板の粘着層の最適な厚さを示す。ここで粘着層はＢＣＢから成る。
【００２７】
【表３】
2006013499.tif 000011
【００２８】
第一基板を置換するために第二基板に対してＬＥＤエピタキシャルスタックを接続する粘着層を活用するＬＥＤ構造が開示される。第二基板の熱伝導率と粘着層の厚さとの関係が図１に示される。図１に示されるように、熱損失効率を高める条件は、粘着層の厚さが０．５μｍ未満であるべきである。しかしながら、エピタキシャルスタックの表面が平らでないので、エピタキシャルスタックはそれ自体で異なる厚さを有する。図２、３を参照するに、実際の実施において、本来のＧａＡｓ基板を置換するために、ＢＣＢ粘着層は、高い熱伝導率のＳｉ基板に対してエピタキシャルスタックを接続するように活用される。さらに、粘着層の厚さが１μｍ以下の場合、ＬＥＤ構造は良好な熱損失効率を有することができ、かつＧａＡｓ基板を有する従来のＬＥＤ構造の発光効率よりも良好な発光効率を有することができる。しかしながら、粘着層の厚さが０．１μｍ未満の場合、接続率は非常に低い。したがって、粘着層の最適な厚さは０．１μｍ乃至１μｍ間である。さらに、接続率を高めるために、粘着力を増大するように反応層は粘着層と第二基板との間、又は粘着層とエピタキシャルスタックとの間に形成できる。
【００２９】
上述したＬＥＤ構造は下記のステップにより作成される。第一に、粘着層は高い熱伝導率の第二基板に対してＬＥＤエピタキシャルスタックを接続するように活用される。第二に、接続されたＬＥＤエピタキシャルスタックと、粘着層と、第二基板とが２つのグラファイトプレート間に配置される。第三に、２つのグラファイトプレートは、粘着力を高めるために、加熱されて押圧される。良好な熱放射及び柔軟質のグラファイトの特徴は、均一な厚さを有する粘着層を形成するように上手に活用される。
【００３０】
本発明の発明者は、実施例で同じ結果を得た。実験データによると、この実施例では、第二基板の熱伝導率が１００Ｗ／ｍｋよりも大きく、ＢＣＢ粘着層の厚さは１μｍ以下であり、確かに、熱損失効率は、従来のＧａＡｓ基板の熱損失効率よりも良好である。さらに、この実施例において、ＢＣＢの厚さは０．５μｍ乃至０．８μｍ間である。実験結果は表４に示される。別の実施例では、同一のＳｉ基板が活用されるが、異なる厚さを有するＢＣＢ粘着層が形成される。実施例の結果が表５に示される。
【００３１】
【表４】
2006013499.tif 000012
【００３２】
【表５】
2006013499.tif 000013
【００３３】
本発明の上述した目的及び他の目的は、様々な図面で例示された好ましい実施態様の下記の詳細な記載によって、当業者にとって明白となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
実施態様１
図４を参照するに、ＬＥＤ１ａは、高い熱伝導率を有する第二基板１０と、第二基板１０上に形成された０．１μｍ乃至１μｍ厚を有する粘着層１１と、粘着層１１上に形成された第一保護層１２と、第一保護層１２上に形成された反射層１３と、反射層１３上に形成された第二保護層１４と、第二保護層１４上に形成された第一接触層１５とを含み、ここで第一接触層１５の上面は第一表面領域及び第二表面領域を含む。ＬＥＤ１ａはまた、第一表面領域上に形成された第一クラッディング層１６と、第一クラッディング層１６上に形成された発光層１７と、発光層１７上に形成された第二クラッディング層１８と、第二クラッディング層１８上に形成された第二接触層１９と、第二接触層１９上に形成された第一ワイヤー電極９と、第二表面領域上に形成された第二ワイヤー電極８とを含む。
【００３５】
図４、５及び６を参照するに、ＬＥＤ１ａは下記のステップによって作成される。
【００３６】
ステップ１００：図５に示されるように、第一積層２ａを形成するために、第一基板２１上にエッチングの終層２０、第二接触層１９、第二クラッディング層１８、発光層１７、第一クラッディング層１６、第一接触層１５、第二保護層１４、反射層１３及び第一保護層１２が連続して形成する。
【００３７】
ステップ１１０：粘着層１１を選択し、第一積層２ａの保護層１２を高い熱伝導率を有する第二基板１０の第一表面に対して接続するように粘着層を活用する。
【００３８】
ステップ１２０：図６に示されるように、第二基板１０の第二表面上に第一グラファイトプレート５を配置し、第一積層２ａの第一基板上に第二グラファイトプレート６を配置する。
【００３９】
ステップ１３０：０．１μｍ乃至１μｍの均一な厚さを有する粘着層１１を形成し、図７に示されるように、第二積層３ａを形成するように、特定の時間において、第一グラファイトプレート５及び第二グラファイトプレート６を加熱し押圧する。
【００４０】
ステップ１４０：図８に示されるように、第三積層４ａを形成するように第一基板２１及びエッチング終層２０を取除する。
【００４１】
ステップ１５０：第一接触層１５が第一接触層１５の露出された表面を形成し、第一接触層１５の露出された表面上に第一ワイヤー電極９及び第二ワイヤー電極８をそれぞれ形成するまで、第三のラミネート層４ａを適切にエッチングする。
【００４２】
実施態様２
図９を参照するに、ＬＥＤ５ａは、高い熱伝導率を有する第二基板１１０と、第二基板１１０上に形成された反射層１１１と、反射層１１１上に形成された第一反応層１１２と、第一反応層１１２上に形成されて厚さが０．１μｍ乃至１μｍの粘着層１１３と、粘着層１１３上に形成された第二反応層１１４と、第二反応層１１４上に形成された透明な伝導層１１５とを含み、ここで透明な伝導層１１５の上面は第一表面領域及び第二表面領域を含む。
【００４３】
ＬＥＤ５ａはさらに、第一表面領域に形成された第一接触層１１６と、第一接触層１１６上に形成された第一クラッディング層１１７と、第一クラッディング層１１７上に形成された発光層１１８と、発光層１１８上に形成された第二クラッディング層１１９と、第二クラッディング層１１９上に形成された第二接触層１２０と、第二接触層１２０上に形成された第一ワイヤー電極９と、第二表面領域に形成された第二ワイヤー電極８とを含む。
【００４４】
図９、１０及び１１を参照するに、ＬＥＤ５ａは下記のステップによって作成される。
【００４５】
ステップ２００：図１０に示されるように、第四積層６ａを形成するために、第一基板１２１上への第二接触層１２０、第二クラッディング層１１９、発光層１１８、第一クラッディング層１１７、第一接触層１１６、透明層１１５及び第二反応層１１４が連続して形成する。
【００４６】
ステップ２１０：図１１に示されるように、第五積層７ａを形成するように、反射層１１１が高い熱伝導率を有する第二基板１１０上に形成され、第一反応層１１２が反射層１１１上に形成される。
【００４７】
ステップ２２０：粘着層１１３は第四積層６ａの第一反応層１１４を第五積層７ａの第一反応層１１２に対して接続するように活用される。
【００４８】
ステップ２３０：粘着接続の手順は、上述の実施態様１の手順と同様である。図６に示されるように、積層６ａは積層２ａに置き換え、０．１μｍ乃至１μｍ厚の粘着層１１３は粘着層１１に置き換え、積層７ａは第二基板１０に置き換える。それによって、第六積層８ａが形成される。次に、図１３に示されるように、第一基板１２１は第七積層９ａを形成するように除去される。
【００４９】
ステップ２４０：透明な伝導層１１５の露出された表面領域を形成するように、第七積層９ａを適切にエッチングして、透明な伝導層１１５で停止する。透明な伝導層１１５の露出された表面領域上に第一のワイヤー電極９及び第二のワイヤー電極８をそれぞれ形成する。
【００５０】
実施態様３
本発明による粘着層を有するＬＥＤ１０ａの他の実施態様を示す図１４を参照するに、構造及び作成手順は実施態様２のＬＥＤ５ａと同様である。本実施態様の違いは、電流の分配効率を改善するために、透明な伝導層１２２が第二接触層１２０上に形成されることである。
【００５１】
上述の第一基板はＧａＡｓ、Ｇｅ及びサファイアから構成される群から選択される物質で成される。
【００５２】
１００Ｗ／ｍｋよりも大きい熱伝導率の上述した第二基板は、ＧａＰ、Ｓｉチップ、ＳｉＣ、Ｃｕチップ、Ａｌチップ及び他の置換可能な物質で構成する群から選択される物質で成される。
【００５３】
厚さが０．１μｍ乃至１μｍの上述した粘着層は、Ｐｌ、ＢＣＢ及びＰＦＣＢで構成する群から選択される物質で成される。
【００５４】
上述した第一接触層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮで構成する群から選択される物質で成される。
【００５５】
上述したクラッディング層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成される。
【００５６】
上述した発光層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成される。
【００５７】
上述した第二クラッディング層は、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＩｎＮで構成する群から選択される物質で成される。
【００５８】
上述した第二接触層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮで構成する群から選択される物質で成される。
【００５９】
上述した反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、ＰｂＳｎ及びＡｕＺｎで構成する群から選択される物質で成される。
【００６０】
上述した第一保護層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム及び酸化錫インジウムで構成する群から選択される物質で成される。
【００６１】
上述した第二保護層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム及び酸化錫インジウムで構成する群から選択される物質で成される。
【００６２】
上述した第一反応層は、ＳｉＮｘ、Ｔｉ及びＣｒで構成する群から選択される物質で成される。
【００６３】
上述した第二反応層は、ＳｉＮｘ、Ｔｉ及びＣｒで構成する群から選択される物質で成される。
【００６４】
上述した透明な伝導層は、酸化錫インジウム、酸化錫カドミウム、酸化錫アンチモニー、酸化亜鉛、酸化錫亜鉛で構成する群から選択される物質で成される。
【００６５】
本発明と一致する装置及び方法の多数の修正及び変更が本発明の趣旨及び特許請求の範囲内で成されることを当業者は容易に理解できる。したがって、上述した開示は、単に特許請求の範囲によって制限されるように解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】基板の熱伝導率と粘着層の厚さとの関係のグラフである。
【図２】エピタキシャルスタック表面の平らな度合いを例示する三次元の図である。
【図３】エピタキシャルスタック表面の平らな度合いを例示する三次元の図である。
【図４】本発明によるＬＥＤ構造の好ましい実施態様の図である。
【図５】図４に示されるＬＥＤ構造を作成する場合における接続前の第一層構造の図である。
【図６】図４に示されるＬＥＤ構造を作成する場合において、０．１μｍ乃至１μｍの厚さを有する粘着層の作成を例示する図である。
【図７】第二基板に対して第一層を接続した後であるが、第一基板を除去する前の第二層構造の図である。
【図８】図４に示されるＬＥＤ構造を作成する場合において、第一基板を除去した後の第三層構造の図である。
【図９】本発明によるＬＥＤ構造の別の実施態様の図である。
【図１０】図９に示されるＬＥＤ構造を作成する場合における接続前の第四層構造の図である。
【図１１】図９に示されるＬＥＤ構造を作成する場合における接続前の第五層構造の図である。
【図１２】図９に示されるＬＥＤ構造を作成する場合において、第四及び第五層を接続した後であるが、第一基板を除去する前の第六層構造の図である。
【図１３】図９に示されるＬＥＤ構造を作成する場合において、第一基板を除去した後の第七層構造の図である。
【図１４】本発明によるＬＥＤ構造の他の実施態様の図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ａ    ＬＥＤ
２ａ    第一積層
３ａ    第二積層
４ａ    第三積層
５ａ    ＬＥＤ
６ａ    第四積層
７ａ    第五積層
８ａ    第六積層
９ａ    第七積層
１０ａ  ＬＥＤ
５      第一グラファイトプレート
６      第二グラファイトプレート
８        第二ワイヤー電極
９        第一ワイヤー電極
１０      第二基板
１１      粘着層
１２      第一保護層
１３      反射層
１４      第二保護層
１５      第一接触層
１６      第一クラッディング層１６
１７      発光層
１８      第二クラッディング層
１９      第二接触層
２０      エッチングの終層
２１      第一基板
１１０    第二基板
１１１    反射層
１１２    第一反応層
１１３    粘着層
１１４    第二反応層
１１５    透明な伝導層
１１６    第一接触層
１１７    第一クラッディング層
１１８    発光層
１１９    第二クラッディング層
１２０    第二接触層
１２１    第一基板
１２２    透明な伝導層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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