(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤー・ボンディング・プロセスにおいて電極が透明導電層から剥離する問題を解決するLEDを提供する。【解決手段】LEDは基板１０、接着層１１、導電層１２、発光積層構造１３、電極バッファ層１４、第一の電極１５及び第二の電極１６を含む。電極バッファ層はワイヤー・ボンディングする電極と透明電極との間に設けられる。【選択図】図４
2006135313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられる接着層と、
前記接着層に設けられ、上部表面と下部表面を有し、当該上部表面と前記基板との間の距離が当該下部表面と前記基板との間の距離より大きく、当該上部表面は第一の表面領域、第二の表面領域及び第三の表面領域を有する導電層と、
前記第一の表面領域に設けられる発光積層構造と、
前記第二の表面領域に設けられる電極バッファ層と、
前記電極バッファ層に設けられ、下方に向って前記導伝層に延伸し、前記第三の表面領域と接触する電極と、
を有する、
発光ダイオード。
【請求項２】
前記基板の材料は、少なくともSi、GaAs、SiC、サファイア、ガラス、石英、GaPと金属のうち一つを含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記接着層の材料は、少なくともポリイミド（PI）、BCB材料（Benzocyclobutane：BCB）、PFCB材料（Prefluorocyclobutane：PFCB）と金属のうち一つを含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記導電層の材料は、少なくともインジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料のうち一つを含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記発光積層構造は、
第一の半導体積層構造と、
前記第一の半導体積層構造に設けられる発光層と、
前記発光層に設けられる第二の半導体積層構造と、
を有する、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記電極バッファ層は、半導体積層構造を含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記半導体積層構造の材料は、少なくともAlInP、AlGaInP、GaP、GaN、AlGaN、InGaNとAlInGaNのうち一つを含む、
請求項６に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記電極バッファ層は、ポリマー材料を含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記ポリマー材料は、BCB材料或いはSU8を含む、
請求項８に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記電極の材料は、少なくともCr／Au、Ni／Au、Cr／Al、Ti／AlとTi／Auのうち一つを含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記発光積層構造に設けられる第二の電極を更に含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
前記第二の電極の材料は、少なくともCr／Au、Ni／Au、Cr／Al、Ti／AlとTi／Auのうち一つを含む、
請求項１１に記載の発光ダイオード。
【請求項１３】
前記発光積層構造と前記第二の電極との間に設けられる第三の導電層を更に含む、
請求項１１に記載の発光ダイオード。
【請求項１４】
前記第三の導電層の材料は、少なくともインジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料のうち一つを含む、
請求項１３に記載の発光ダイオード。
【請求項１５】
前記電極バッファ層と前記電極との間に設けられる第二の導電層を更に含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１６】
前記第二の導電層の材料は、少なくともインジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料のうち一つを含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１７】
前記基板と前記接着層との間に設けられる第一の反応層を更に含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１８】
前記第一の反応層の材料は、少なくともSiNx、TiとCrのうち一つを含む、
請求項１７に記載の発光ダイオード。
【請求項１９】
前記導電層と前記接着層との間に設けられる第二の反応層を更に含む、
請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項２０】
前記第二の反応層の材料は、少なくともSiNx、TiとCrのうち一つを含む、
請求項１９に記載の発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（LED）に関し、具体的に、ウェーハボンディング型LEDに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light  Emitting  Diode：LED）は、光学デイスプレイ、交通信号灯、データ記憶装置、通信デバイス、照明装置および医療機器を含む様々なアプリケーションに用いられる。如何にLEDの歩留まりを向上するかは、LED生産プロセスにおいて重要な課題である。
【０００３】
米国特許第2005／0077544号には、一種のLEDが開示されている。図1に示すように、LEDの発光積層構造13は、接着層111を介して基板10と接着される。LEDは、発光積層構造13と接着層111との間に設けられる透明導電層121を更に含む。透明導電層121の一部がエッチングにより露出され、電極151が透明導電層121の露出部分に形成される。
【０００４】
このようなLEDの製造プロセスについて、透明導電層121の材料は、インジウムスズ酸化物或いはカドミウムスズ酸化物などである。インジウムスズ酸化物は、蒸着法により発光積層構造13の表面に蒸着され、透明導電層121を形成する。そして、第一の反応層101が蒸着され、反射層141が基板10に蒸着される。第二の反応層102が反射層141に蒸着され、発光積層構造13に設けられる透明導電層121が、接着層111を介して、基板10に設けられる第二の反応層102と接着される。その後、発光積層構造13の一部は、エッチングにより除去され、第一の表面を露出する。透明導電層121は、この第一の表面において発光積層構造13と接触する。また、この第一の表面には、インジウムスズ酸化物が蒸着される。図2は、走査型電子顕微鏡（Scanning  Electron  Microscope：SEM）により撮影された写真である。図2に示すように、第一の表面は平坦である。図3は、SEMにより撮影された第二の表面であり、インジウムスズ酸化物は、この第二の表面において第一の反応層101と接触する。図3に示すように、第二の表面は粗い。第一の表面は、電極151と接触する。しかし、第一の表面は比較的に平坦であるので、電極151と第一の表面との接着強度は弱い。これにより、電極151は、第一の表面から剥離しやすいので、LEDの歩留まりが低い。
【０００５】
また、電極151と接着層111との間の厚さが足りないので、接着層111は、次のワイヤー・ボンディング・プロセスに生成される応力により損傷されることがある。よって、LEDの歩留まりが低い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電極バッファ層を用い、ワイヤー・ボンディング・プロセスにおいて電極が透明導電層から剥離する問題を解決するLEDを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的を達成するために、基板、接着層、導電層、発光積層構造、電極バッファ層、第一の電極及び第二の電極を含むLEDを提供する。接着層は基板に設けられる。導電層は、接着層に設けられ、上部表面と下部表面を有し、この上部表面と下部表面との間の距離は、この下部表面と基板との間の距離より大きく、また、この上部表面は、第一の表面領域、第二の表面領域と第三の表面領域を有する。発光積層構造は第一の表面領域に設けられる。電極バッファ層は第二の表面領域に設けられる。第一の電極は、電極バッファ層に設けられ、下方に向って導電層に延伸し、導電層の第三の表面領域と接触する。第二の電極は発光積層構造に設けられる。第一の電極と電極バッファ層との間の接着状態がよく、電極と導電層との間の接触状態がよい。電流が第一の電極から導電層に流れる場合、第一の電極、発光積層構造と第二の電極の間における電気的な接続が、導電層の良いキャリヤ移動度により生成される。
【０００８】
本発明の一実施形態により、基板の材料は、少なくともSi、GaAs、SiC、サファイア、ガラス、石英、GaPと金属のうち一つを含む。
【０００９】
本発明の一実施形態により、接着層の材料は、少なくともポリイミド（PI）、BCB材料（Benzocyclobutane：BCB）、PFCB材料（Prefluorocyclobutane：PFCB）と金属のうち一つを含む。
【００１０】
本発明の一実施形態により、導電層の材料は、少なくともインジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料のうち一つを含む。
【００１１】
本発明の一実施形態により、発光積層構造は、第一の半導体積層構造、発光層と第二の半導体積層構造を含む。発光層は第一の半導体積層構造に設けられ、第二の半導体積層構造は発光層に設けられる。
【００１２】
本発明の一実施形態により、電極バッファ層は半導体積層構造を含む。半導体積層構造の材料は、少なくともAlInP、AlGaInP、GaP、GaN、AlGaN、InGaNとAlInGaNのうち一つを含む。
【００１３】
本発明の一実施形態により、電極バッファ層はポリマー材料を含む。
【００１４】
本発明の一実施形態により、第一の電極の材料は、少なくともCr／Au、Ni／Au、Cr／Al、Ti／AlとTi／Auのうち一つを含む。
【００１５】
本発明の一実施形態により、第二の電極の材料は、少なくともCr／Au、Ni／Au、Cr／Al、Ti／AlとTi／Auのうち一つを含む。
【００１６】
本発明の一実施形態により、LEDは電極バッファ層と電極との間に設けられる第二の導電層を更に含む。第二の導電層の材料は、少なくともインジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料のうち一つを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のLEDは、ワイヤーをボンディングする電極と透明導電層との間に設けられる電極バッファ層を使用する。電極と電極バッファ層との間の接着状態が良いので、電極が透明導電層から剥離しやすい問題を解決することができる。更に、次のワイヤー・ボンディング・プロセスにおいて、電極バッファ層は、応力バッファ層として使用され、ワイヤー・ボンディング・プロセスに生成される応力による接着層損傷の問題を解決する。よって、LEDの歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図4に示すように、本発明のLED1は、基板10、接着層11、導電層12、発光積層構造13、電極バッファ層14、第一の電極15と第二の電極16を含む。接着層11は基板10に設けられる。導電層12は、接着層11に設けられ、上部表面と下部表面を有し、この上部表面と下部表面との間の距離は、この下部表面と基板10との間の距離より大きく、この上部表面は、第一の表面領域、第二の表面領域と第三の表面領域を有する。発光積層構造13は、第一の表面に設けられる。電極バッファ層14は、第二の表面領域に設けられる。第一の電極15は、電極バッファ層14に設けられ、下方に向って導電層12に延伸する。第二の電極16は、発光積層構造13に設けられる。
【００２０】
図5に示すように、LED2は、図4に示されるLED1とほぼ同じである。しかし、LED2とLED1との相違は、LED2は電流が流れる第二の導電層27と第三の導電層28を更に含むことにある。第二の導電層27は、電極バッファ層14と第一の電極15の間に設置され、第三の導電層28は、発光積層構造13と第二の電極16との間に設置される。
【００２１】
発光積層構造13は、第一の半導体積層構造、発光層と第二の半導体積層構造を含む。発光層は、第一の半導体積層構造に設けられる。第二の半導体積層構造は、発光層に設けられる。
【００２２】
前述のLEDは、基板と接着層との間に設けられる第一の反応層を更に含む。また、前述のLEDは、導電層と接着層との間に設けられ、接着強度を強くする第二の反応層を更に含む。
【００２３】
前述のLEDにおいて、電極バッファ層14は半導体積層構造或いはポリマー材料からなる。
【００２４】
本発明のLEDにおいて、基板10の材料は、Si、GaAs、SiC、サファイア、ガラス、石英、GaPと金属の少なくとも一つを含む。
【００２５】
前述のLEDにおいて、接着層11の材料は、ポリイミド（PI）、BCB材料（Benzocyclobutane：BCB）、PFCB材料（Prefluorocyclobutane：PFCB）と金属の少なくとも一つを含む。導電層12の材料は、インジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料の少なくとも一つを含む。第二の導電層27の材料は、インジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料の少なくとも一つを含む。第三の導電層28は、インジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料の少なくとも一つを含む。半導体積層構造の材料は、AlInP、AlGaInP、GaP、GaN、AlGaN、InGaNとAlInGaNの少なくとも一つを含む。第一の電極15の材料は、Cr／Au、Ni／Au、Cr／Al、Ti／AlとTi／Auの少なくとも一つを含む。第二の電極16の材料は、Cr／Au、Ni／Au、Cr／Al、Ti／AlとTi／Auの少なくとも一つを含む。第二の導電層27の材料は、インジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチノミスズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、金属と半導体材料の少なくとも一つを含む。第一の反応層の材料は、SiNx、TiとCrの少なくとも一つを含む。第二の反応層の材料は、SiNx、TiとCrの少なくとも一つを含む。ポリマー材料は、BCB材料或いはSU8（Arch  Chemical、Inc.社より生産され、商標は“RER-600”である）を含む。
【００２６】
LEDは、ワイヤーをボンディングする電極と透明導電層との間に設けられる電極バッファ層を使用する。電極と電極バッファ層との間の接着状態が良いので、電極が透明導電層から剥離しやすい問題を解決することができる。更に、次のワイヤー・ボンディング・プロセスにおいて、電極バッファ層は、応力バッファ層として使用され、ワイヤー・ボンディング・プロセスに生成される応力による接着層損傷の問題を解決する。よって、LEDの歩留まりを向上することができる。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のLEDを示す断面図である。
【図２】SEMにより撮影された第一の表面の写真である。
【図３】SEMにより撮影された第二の表面の写真であり、インジウムスズ酸化物は第一の反応層と接触する。
【図４】本発明の好適な実施形態におけるLEDを示す断面図である。
【図５】本発明の他の好適な実施形態におけるLEDを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
10  基板
11  接着層
12  導電層
13  発光積層構造
14  電極バッファ層
15  第一の電極
16  第二の電極
27  第二の導電層
28  第三の導電層
101  第一の反応層
102  第二の反応層
111  接着層
121  透明導電層
141  反射層
151  電極
【図１】
2006135313.tif 000003
【図２】
2006135313.tif 000004
【図３】
2006135313.tif 000005
【図４】
2006135313.tif 000006
【図５】
2006135313.tif 000007