(57)【要約】接合下向き実装を改良するＬＥＤ接着構造及びＬＥＤ接着構造の製造方法を提供する。ＬＥＤチップは、Ｓｎ、ＡｕＳｎ又はその他の金属のような、熱超音波接着又は熱圧着に適したボンド・パッドを含む。ボンド・パッドの物理的寸法は、鑞を用いる又は用いない熱圧着又は熱超音波接着の間に、ハンダの押し出しを発生し難くする又は防止するように選択する。実施形態によっては、押し出しを生ずることなく、３０ｇ〜７０ｇ又はそれ以上の力を受け入れるように、ＡｕＳｎボンド・パッドを設計する。
2007535823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップであって、
少なくともｐ型層及びｎ型層を備えているエピタキシャル領域と、
前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に形成されているオーミック・コンタクトと、
前記オーミック・コンタクト上に形成されているボンド・パッドであって、総体積が約３×１０−５ｍｍ３未満である、ボンド・パッドと
を備えていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは金属ハンダから成ることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項３】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは、Ａｕ、Ａｕ／Ｓｎ、Ｐｂ／Ｓｎ、Ｓｎ、又はＳｎ／Ａｇから成ることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項４】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドの総体積は、約２．５×１０−５ｍｍ３未満であること特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項５】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは、ほぼ正方形状の外周を有する平行六面体の形状に形成されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項６】
請求項５記載のＬＥＤチップにおいて、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは約１．２μｍであり、前記ボンド・パッドの幅は約１５０μｍ以下であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項７】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは円筒形に形成されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項８】
請求項７記載のＬＥＤチップにおいて、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは、約２μｍ以下であり、前記ボンド・パッドの直径は前記エピタキシャル領域の幅の半分未満であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項９】
請求項８記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドの直径は約１２０μｍ以下であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項１０】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは、対向する平行な面と、星形の外周とを有する多面体形状に形成されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項１１】
請求項１０記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドの縁端から前記エピタキシャル領域の縁端までの距離は、少なくとも約５０μｍであることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項１２】
ＬＥＤであって、
少なくともｐ型層及びｎ型層を備えているエピタキシャル領域と、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に形成されているオーミック・コンタクトと、前記オーミック・コンタクト上に形成されているボンド・パッドであって、総体積が約３×１０−５ｍｍ３未満である、ボンド・パッドとを備えている、ＬＥＤチップを備えており、
前記ＬＥＤチップは、前記ボンド・パッドを介してサブマウント上に接着されており、
前記ＬＥＤチップと前記サブマウントとの間の接着の剪断力が１４０ｇより大きい
ことを特徴とするＬＥＤ。
【請求項１３】
請求項１２記載のＬＥＤにおいて、前記エピタキシャル領域は周囲を備えており、前記ボンド・パッドは、前記エピタキシャル領域の周囲内全体に配されている金属ハンダから成ることを特徴とするＬＥＤ。
【請求項１４】
請求項１２記載のＬＥＤにおいて、前記ボンド・パッドの総体積は、前記オーミック・コンタクト層と前記サブマウントとの間の空間体積よりも小さいことを特徴とするＬＥＤ。
【請求項１５】
ＬＥＤの製造方法であって、
少なくともｐ型層とｎ型層とを備えているエピタキシャル領域と、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に形成されているオーミック・コンタクトと、前記オーミック・コンタクト上に形成されているボンド・パッドであって、総体積が約３×１０−５ｍｍ３未満である、ボンド・パッドとを備えている、ＬＥＤチップを提供するステップと、
熱圧着又は熱超音波接着によって前記ＬＥＤチップをサブマウントに接着するステップと
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記ＬＥＤチップをサブマウント上に接着するステップは、約３０〜７０ｇの力を前記ＬＥＤチップに加えることを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記加える力は約５０ｇであることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の方法において、前記ＬＥＤチップは基板を含み、前記基板に対向する前記エピタキシャル領域の表面上に前記オーミック・コンタクトが形成されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドの総体積は、約２．５×１０−５ｍｍ３未満であることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドは、略正方形の外周を有する平行六面体の形状に形成されていることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは約１．２μｍであり、前記ボンド・パッドの幅は約１５０μｍ以下であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドは、ほぼ円形の外周を有する円筒形に形成されていること特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法において、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは約２μｍ以下であり、前記ボンド・パッドの直径は前記エピタキシャル領域の幅の半分未満であることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法において、前記ボンド・パッドの直径は、約１２０μｍ以下であることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドは、対向する平行な面と、星形又は十字形の外周とを有する多面体形状に形成されていることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、前記ボンド・パッドの縁端から前記エピタキシャル領域の縁端までの距離は、少なくとも約２０μｍであることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項１２記載のＬＥＤにおいて、前記ＬＥＤチップと前記サブマウントとの間の接着の剪断力は３００ｇより大きいことを特徴とするＬＥＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスに関し、更に特定すれば、接合下向き構成(junction-down configuration)においてサブマウントに接着する発光ダイオードに関する。
なお、本願は、"LED with Reduced Volume Bond Pad"（ボンド・パッドの体積を縮小したＬＥＤ」と題する米国仮特許出願第６０／５６５，９６０号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系発光ダイオード（ＬＥＤ）は、一般に、ＳｉＣ又はサファイアのような絶縁体又は半導体基板を備えており、その上に複数のＧａＮ系エピタキシャル層が配置されている。エピタキシャル層は、付勢されると光を発するｐ−ｎ接合を有するアクティブ領域を備えている。典型的なＬＥＤは、基板側を下にしてサブマウント上に実装されている。サブマウントをパッケージ又はリード・フレームと呼ぶこともある（以下、「サブマウント」と呼ぶ）。図４は、従来のＬＥＤを模式的に示す。このＬＥＤは、ｎ型ＳｉＣ基板１０と、ｎ−ＧａＮ系層１４及びｐ−ＧａＮ系層１６から成り、基板上に成長しメサ形にパターニングされたアクティブ領域１２とを有する。金属ｐ電極１８がｐ−ＧａＮ層１６上に堆積され、ワイヤ・ボンド接続部２８がｐ電極１８上のボンド・パッド２０に作成されている。導電性基板上のｎ電極２２が、導電性エポキシ２６を用いて、金属サブマウント２４に取り付けられている。従来のプロセスでは、導電性エポキシ２６（通常、銀エポキシ）をサブマウント上に堆積し、ＬＥＤをエポキシ２６内に圧入する。次いで、エポキシを熱処理(heat cure)し、これによって硬化させ、安定した導電性マウントをＬＥＤチップに設ける。アクティブ領域１２において発生する光の大部分が、基板内を透過して、エポキシ２６によって吸収されるようにすればよい。
【０００３】
ＬＥＤの接合下向き（又は「フリップ・チップ」）実装は、基板側を上にしてＬＥＤをサブマウント上に実装することから成る。次いで、透過性基板を通じて光を抽出し放出する。接合下向き実装は、ＳｉＣ系ＬＥＤを実装するには、特に望ましい技術となる場合がある。ＳｉＣはＧａＮよりも屈折率が高いので、アクティブ領域内に発生する光はＧａＮ／ＳｉＣ界面において内部反射しない（即ち、反射してＧａＮ系層に戻ることがない）。ＳｉＣ系ＬＥＤの接合下向き実装は、当技術分野において公知のある種のチップ整形技術の効果を高めることができる。ＳｉＣ  ＬＥＤの接合下向き封入には、熱消散の改善のような、他の利点もあり、チップの特定の用途によってはこれが望ましい場合がある。
【０００４】
接合下向き実装に伴う問題の１つを図５に示す。即ち、従来の技術を用いて導電性サブマウント又はパッケージ上に、接合部を下にして、チップを実装するとき、導電性ダイ取付材料２６をチップ上及び／又はサブマウント２４上に堆積し、チップをサブマウント２４内に圧入する。あるいは、導電性ダイ取付材料２６は、Ｓｎ又はＡｕ／Ｓｎのようなハンダから成ることもあり、その場合、熱圧着によってチップをサブマウント２４に接着する。
【０００５】
熱圧着は、熱及び圧力を用いてデバイスを基板又はサブマウントに実装することにより、デバイスとサブマウントとの間に導電性接着を製作する技術である。一般に、真空コレットを用いてデバイスを拾い上げ、用いるハンダが合金を形成することができる材料で形成されたサブマウントと接触するようにデバイスを物理的に配置する。一旦デバイスがサブマウントと接触状態となると、コレットを介してデバイスに力を加える。熱及び圧力の組み合わせにより、ハンダはサブマウントと共に合金となり、デバイスは適所に溶接されることになる。このような接着を形成するために、デバイスは、Ｓｎのような金属で作られた金属パッド層を含まなければならず、熱及び圧力が加えられたときに、この金属がサブマウントと共に合金接着を形成する。十分に低い融点を有するその他の金属及び合金では、Ａｕ／Ｓｎ、Ｐｂ／Ｓｎ及びＡｇ／Ｓｎを用いることができる。適したサブマント材料の中には、銀及び金がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
典型的な熱圧着プロセスは、ダイをサブマウントに接着するために、約３０〜５０ｇの最小力を利用する。しかしながら、この力は、溶融した接着材料の一部を押し出し、ｐ−ｎ接合の周囲においてｎ型基板とサブマウントとの間に分流回路を形成し、デバイスの動作を劣化させる恐れがある。
したがって、図５に示すように、導電性ダイ取付材料２６が押し出されて、デバイス内のｎ型層１４及び１０と接触し、これによってショットキ・ダイオード接続を形成し、アクティブ領域におけるｐ−ｎ接合を短絡させる可能性があり、望ましくない結果が予測される。このため、接合下向き実装を改良するためには、ＬＥＤの設計改良が望ましいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＬＥＤチップは、Ｓｎ、ＡｕＳｎ又はその他の金属のように、熱超音波接着又は熱圧着に適したボンド・パッドを含む。ボンド・パッドの物理的寸法は、鑞を用いる又は用いない熱圧着又は熱超音波接着の間に、ハンダの押し出しを発生し難くする又は防止するように選択する。実施形態によっては、押し出しを生ずることなく、３０〜７０ｇ又はそれ以上の力を受け入れるように、ＡｕＳｎボンド・パッドを設計する。
本発明の特定的な実施形態では、ボンド・パッドを有するＬＥＤチップを提供し、ボンド・パッドの総体積は約３×１０−５ｍｍ３未満である。本発明の別の実施形態では、ボンド・パッドを有するＬＥＤチップを提供し、ボンド・パッドの総体積は約２．５×１０−５ｍｍ３未満である。
本発明の特定的な実施形態では、ボンド・パッドは、略正方形又は矩形の外周を有する平行六面体、略円形の外周を有する円筒形、あるいは対向する平行な面を有し略星形外周を有する多面体の形状に形成することができる。他の外周形状も可能であり、ＬＥＤチップの形状によっては望ましい場合もある。
【０００８】
本発明の方法の実施形態は、第１面と、第１表面上のエピタキシャル・メサ領域と、エピタキシャル領域上の金属オーミック・コンタクトとを有するＬＥＤチップを製造するステップと、ボンド・パッドの総体積が約３×１０−５ｍｍ３未満となるように、金属オーミック・コンタクト上にボンド・パッドを形成するステップと、熱超音波接着又は熱圧着を用いて、金属サブマウントにＬＥＤチップを接着するステップとを含む。本発明の更に別の方法の実施形態は、第１面と、第１表面上のエピタキシャル・メサ領域と、エピタキシャル領域上の金属オーミック・コンタクトとを有するＬＥＤチップを製造するステップと、ボンド・パッドの総体積が約２．５×１０−５ｍｍ３未満となるように、金属オーミック・コンタクト上にボンド・パッドを形成するステップと、熱超音波接着又は熱圧着を用いて、金属サブマウントにＬＥＤチップを接着するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
これより、本発明の実施形態を示す添付図面を参照しながら、本発明について更に詳しく説明する。本発明は、ここに明記する実施形態に限定されるとは解釈すべきでなく、むしろ、実施形態は、本開示が余すところがなくかつ完全であり、本発明の範囲を完全に当業者に伝達するためのものである。同様の番号は、全体を通じて同様の要素を示す。更に、図に示す種々の層及び領域は、模式的に描かれている。また、当業者には認められようが、半導体ウェハ及び切り出されたチップに関して本発明を説明するが、このようなチップは任意の大きさに切り出すことができる。したがって、本発明は、添付図面に示す相対的なサイズや間隔には限定されることはない。加えて、図面中の形態の中には、図の明確性及び説明の容易性のために、誇張した寸法で図示されているものもある。
【００１０】
尚、層、領域又は基板のような要素が他の要素の「上に」ある又はその「上に」延びていると表現する場合、他の要素の上に直接載っている、又は直接その上に延びていることが可能であり、あるいは仲介要素があってもよいことは理解されるであろう。対照的に、ある要素が他の要素の「直接上に」ある又は「直接上に」延びていると表現する場合、仲介要素は存在しない。また、ある要素が他の要素と「接続」又は「結合」していると表現する場合、直接接続又は結合することが可能であり、あるいは仲介要素が存在してもよいことは理解されるであろう。対照的に、ある要素が他の要素「直接接続」又は「直接結合」されていると表現する場合、仲介要素は存在しない。即ち、ボンド・パッドのような金属層は、オーミック・コンタクト「上」に形成されているというように記述することができる。尚、例えば、バリア層、接着層及び／又は反射層のような仲介層は、ボンド・パッド及びオーミック・コンタクトの間に位置付けてもよい。
【００１１】
また、第１、第２等の用語は、ここでは、種々の要素、構成要素、領域、層、及び／又は区間を記述するために用いる場合があるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び／又は区間は、これらの用語によって限定される訳ではないことは理解されよう。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層又は区間を別の領域、層、又は区間から区別するために用いられているに過ぎない。したがって、以下で論ずる第１要素、構成要素、領域、層、又は区間は、第２要素、構成要素、領域、層、又は区間と呼ぶこともでき、本発明の教示から逸脱することにはならない。
【００１２】
更に、「下位」又は「底面」及び「上位」又は「上面」というような相対的な用語は、ここでは、図に示すような、１つの要素の他の要素との関係を記述するために用いる場合がある。相対的な用語は、図に示す向きに加えて、デバイスの異なる向きも包含することを意図することは理解されよう。例えば、図におけるデバイスをひっくり返せば、他の要素の「下位」側にあると記述されている要素は、他の要素の「上位」側に向けられることになる。したがって、用語の一例「下位」は、図の個々の向きによっては、「下位」及び「上位」双方の向きを包含する。同様に、図面の１つにおけるデバイスをひっくり返すと、他の要素の「下」又は「直下」にあると記述されている要素は、他のエレメントの「上」向けられることになる。したがって、用語の一例「下」又は「直下」は、上及び下双方の向きを包含することができる。
【００１３】
ここでは断面図を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、これらは本発明の理想化した実施形態の模式図である。したがって、例えば、製造技術及び／又は許容度の結果として、図の形状からのばらつきが予期される。つまり、本発明の実施形態は、ここに図示する領域の個々の形状に限定されるものと解釈すべきでなく、例えば、製造の結果生ずる形状の逸脱も含むものとする。例えば、エッチングした領域が矩形に図示されていても、傾斜、角の丸み、又は湾曲した形質を有するのが一般である。したがって、図に示す領域は、本質的に模式的であり、それらの形状は、デバイスの領域の正確な形状を図示することを意図しているのではなく、本発明の範囲を限定することを意図しているのでもない。
【００１４】
特に定義しない限り、ここで用いる全ての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者が普通に理解するのと同じ意味を有するものとする。更に、一般に用いられる辞書において定義されているような用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と矛盾しない意味を有すると解釈すべきであり、ここで明示的に定義されていない限り、理想化した又は過度に形式張った意味で解釈しないこととする。
また、他の形質に「隣接して」配置された構造又は形質に対する言及は、隣接する形質と重なる、又はその下に位置する部分を有してもよいことは、当業者には認められるであろう。
【００１５】
これより、全体的に炭化珪素系基板上の窒化ガリウム系発光ダイオードを参照しながら、本発明の実施形態について説明する。しかしながら、基板及びエピタキシャル層の多くの異なる組み合わせを用いて本発明の多くの実施形態を採用してもよいことは、当業者には認められよう。例えば、組み合わせは、ＧａＰ基板上のＡｌＧａＩｎＰダイオード、ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓダイオード、ＧａＡｓ基板上のＡｌＧａＡｓダイオード、ＳｉＣ又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板上のＳｉＣダイオード、及び／又は窒化ガリウム、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化サファイア亜鉛、及び／又はその他の基板上の窒化物系ダイオードを含むことができる。
【００１６】
図１は、有形基板(shaped substrate)を有するＬＥＤチップを示す。具体的には、図１に示すＬＥＤチップ３０は、第１面２１及び第２面２３を有する基板１０を有する。第１面２１上に堆積されているエピタキシャル層によって、アクティブ領域１２が形成されている。ｐ型領域１６上にオーミック・コンタクト１８が形成されている。ｎ型電極２２が、基板１０の第２面２３上に形成されている。エピタキシャル領域１４、１６及びオーミック・コンタクト層１８をエッチングして、メサ分離構造２５を形成する。オーミック・コンタクト層１８は、バリア層、接着層、及び／又はミラー層のような、他の金属層を備えてもよい。
実施形態の中には、ＬＥＤチップの第１面２１の幅を約３００μｍ以上とするとよい場合がある。実施形態の中には、メサ構造２５の幅を約２５０μｍ以上とするとよい場合がある。
【００１７】
ＬＥＤチップ３０は、更に、金属パッド３１を含み、これを介して、チップ３０をサブマント２４に熱超音波接着又は熱圧着により接着することができる。パッド３１は、好ましくは、Ａｕ又はＡｕ／Ｓｎ、Ｐｂ／Ｓｎ、Ｓｎ、Ｓｎ／Ａｇのような適宜の金属合金から成る。熱超音波接着は、熱、圧力、及び超音波振動の組み合わせを利用して、チップをサブマウントに接着する。
【００１８】
図３Ａに示す一実施形態では、ボンド・パッド３１は、概略的に円形の断面を有し、高さｈ１が約２μｍである、全体的に円筒形の形状から成る。ボンド・パッドの直径は、メサ２５の幅の半分未満とするとよい。一実施形態では、円形ボンド・パッドの直径は１２０μｍである。この実施形態では、ボンド・パッドの体積は約２．３×１０−５ｍｍ３未満とすることができる。実施形態の中には、ボンド・パッドにおける金属の体積が、約３×１０−５ｍｍ３未満であればよい場合もある。他の実施形態では、ボンド・パッドにおける金属の体積は、約２．５×１０−５ｍｍ３とするとよい。したがって、図３Ａに示す円筒状ボンド・パッドは、直径が約２００μｍ、高さは約０．９５μｍ以下とすることができる。実施形態の中には、図３Ａに示す円筒状ボンド・パッドは、直径が約２００μｍ、高さが約０．８μ以下にすることができる場合もある。
【００１９】
図３Ｂに示す別の実施形態では、ボンド・パッド３１は、高さが約１．２μｍであり、全体的に正方形の断面を有する平行六面体で構成することができる。正方形のボンド・パッドの幅は、メサ２５の幅の約２／３未満とするとよい。一実施形態では、正方形のボンド・パッドの幅は約１５０μｍとすることができ、その結果体積は約２．７×１０−５ｍｍ３となる。図３Ａに示した実施形態と同様、実施形態の中には、ボンド・パッドにおける金属の体積が約３×１０−５ｍｍ３未満であればよい場合もあり、別の実施形態では、ボンド・パッドにおける金属の体積を約２．５×１０−５ｍｍ３未満とすることができる場合もある。
【００２０】
図３Ｃに示す別の実施形態では、ボンド・パッド３１は、対向する平行面、及び４つの点がチップの面の対角線に沿って延びるように配向された四点星形を有する多面体から成る。他の外周形状も可能であり、ＬＥＤチップの形状によっては望ましいこともある。この場合、ボンド・パッドの縁端からメサの縁端までの距離は、約５０μｍ以上であることが好ましい。実施形態の中には、ボンド・パッドの厚さが１．５及び２．０μｍの間とするとよい場合もある。図３Ａ及び図３Ｂに示した実施形態と同様、実施形態の中には、ボンド・パッドにおける金属の体積が約３×１０−５ｍｍ３未満であればよい場合もあり、別の実施形態では、ボンド・パッドにおける金属の体積を約２．５×１０−５ｍｍ３未満とすることができる場合もある。
【００２１】
図３Ｄに示す更に別の実施形態では、ボンド・パッド３１は、対向する平行面、及びチップの縁端に向かって延びる全体的に矩形の領域を有する十字架形状の外周を有する多面体から成る。この場合、ボンド・パッドの矩形領域の縁端からメサの縁端までの距離は、好ましくは、約２０μｍである。実施形態の中には、ボンド・パッドの厚さを約０．５μｍにすることができる場合もある。これらの実施形態では、ボンド・パッド内における金属の体積は、約３×１０−５ｍｍ３未満であればよい場合もあり、別の実施形態では、ボンド・パッドにおける金属の体積を約２．５×１０−５ｍｍ３未満とすることができる場合もある。
【００２２】
チップを基板に溶接するとき、ボンド・パッドは部分的に溶融し、図２に示すような新しいサイズに変形する。一実施形態では、３０〜７０ｇの力の印加を用いた熱超音波接着又は熱圧着の後に、ボンド・パッド３１における材料の総体積が、オーミック・コンタクト層１８とサブマウント２４との間に得られる体積よりも小さくなるように、チップを実装する前に形成されるボンド・パッド３１の高さ、幅、及び形状を選択する。例えば、図２に示す実施形態では、ボンド・パッド３１における材料の体積は、高さｈ２にメサ２５の面積を乗算した値よりも小さい（ｗ２×ｗ２に等しい）。
【００２３】
熱圧着又は熱超音波接着では、チップに加える力が、チップとサブマウントとの間の接着強度に影響を及ぼす。加える力を少なくする程、押し出されるハンダの量が少なくなるが、力を少なくすることによって接着力も小さくなる可能性がある。一般に、接着力は、チップとサブマウントとの間の接着部の横方向剪断力によって測定する。用途によっては、１４０ｇの剪断力でも容認できる場合がある。剪断力は大きい程望ましいと考えられる。例えば、横方向寸法が約３００μｍ×３００μｍのチップを実装するには、３００〜６００ｇの剪断力が望ましいこともある。
【００２４】
図面及び明細書には、本発明の実施形態を開示し、具体的な用語を用いたが、これらは汎用的そして記述的な意味で用いたのであって、限定を目的にして用いたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】接着の前を示す本発明の実施形態の側面図である。
【図２】接着の後を示す本発明の実施形態の側面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態の底面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態の底面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態の底面図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態の底面図である。
【図４】従来のＬＥＤチップ構造の側面図である。
【図５】従来の「フリップ・チップ」ＬＥＤチップ構造の側面図である。
【図１】
2007535823.tif 000003
【図２】
2007535823.tif 000004
【図３Ａ】
2007535823.tif 000005
【図３Ｂ】
2007535823.tif 000006
【図３Ｃ】
2007535823.tif 000007
【図３Ｄ】
2007535823.tif 000008
【図４】
2007535823.tif 000009
【図５】
2007535823.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月7日(2006.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップ（３０）であって、
少なくともｐ型層及びｎ型層を備えているエピタキシャル領域（１４，１６）と、
前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に形成されているオーミック・コンタクト（１８）と、
前記オーミック・コンタクト上に形成されている金属ボンド・パッド（３１）と、
前記ボンド・パッドに接着されたサブマウント（２４）と
からなり、
前記ボンド・パッド（３１）の高さ、幅、及び形状により画定される該ボンド・パッド内の材料の総体積が、前記オーミック・コンタクト（１８）及び前記サブマウント（２４）の間の体積よりも小さい
ことを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項２】
請求項１記載のLEDチップにおいて、前記ボンド・パッドの総体積は、約３×１０−５ｍｍ３未満であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項３】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは、Ａｕ、Ａｕ／Ｓｎ、Ｐｂ／Ｓｎ、Ｓｎ、又はＳｎ／Ａｇから成ることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項４】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドの総体積は、約２．５×１０−５ｍｍ３未満であること特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項５】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは、ほぼ正方形状の外周を有する平行六面体の形状に形成されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項６】
請求項５記載のＬＥＤチップにおいて、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは約１．２μｍであり、前記ボンド・パッドの幅は約１５０μｍ以下であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項７】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは円筒形に形成されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項８】
請求項７記載のＬＥＤチップにおいて、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは、約２μｍ以下であり、前記ボンド・パッドの直径は前記エピタキシャル領域の幅の半分未満であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項９】
請求項８記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドの直径は約１２０μｍ以下であることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項１０】
請求項１記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドは、対向する平行な面と、星形の外周とを有する多面体形状に形成されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項１１】
請求項１０記載のＬＥＤチップにおいて、前記ボンド・パッドの縁端から前記エピタキシャル領域の縁端までの距離は、少なくとも約５０μｍであることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項１２】
請求項１記載のＬＥＤチップを備えたＬＥＤであって、
前記ボンド・パッドは、総体積が約３×１０−５ｍｍ３未満であり、
前記ＬＥＤチップと前記サブマウントとの間の接着の剪断力が１４０ｇより大きい
ことを特徴とするＬＥＤ。
【請求項１３】
請求項１２記載のＬＥＤにおいて、前記エピタキシャル領域は周囲を備えており、前記ボンド・パッドは、前記エピタキシャル領域の周囲内全体に配されている金属ハンダから成ることを特徴とするＬＥＤ。
【請求項１４】
請求項１２記載のＬＥＤにおいて、前記ボンド・パッドの総体積は、前記オーミック・コンタクト層と前記サブマウントとの間の空間体積よりも小さいことを特徴とするＬＥＤ。
【請求項１５】
ＬＥＤの製造方法であって、
ＬＥＤチップ（３０）をサブマウント（２４）に接着するボンディング・ステップを含み、
前記ＬＥＤチップは、少なくともｐ型層とｎ型層とを備えているエピタキシャル領域（１４，１６）と、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の少なくとも一方の上に形成されているオーミック・コンタクト（１８）と、前記オーミック・コンタクト上に形成されているボンド・パッド（３１）とを備え、
前記ボンディング・ステップは、熱圧着又は熱超音波接着により実行され、
前記ボンド・パッド（３１）は、金属であり、
前記ボンド・パッド（３１）は、総体積が約３×１０−５ｍｍ３未満である
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記ＬＥＤチップをサブマウント上に接着するステップは、約３０〜７０ｇの力を前記ＬＥＤチップに加えることを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記加える力は約５０ｇであることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の方法において、前記ＬＥＤチップは基板を含み、前記基板に対向する前記エピタキシャル領域の表面上に前記オーミック・コンタクトが形成されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドの総体積は、約２．５×１０−５ｍｍ３未満であることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドは、略正方形の外周を有する平行六面体の形状に形成されていることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは約１．２μｍであり、前記ボンド・パッドの幅は約１５０μｍ以下であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドは、ほぼ円形の外周を有する円筒形に形成されていること特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法において、前記エピタキシャル領域の幅は約２５０μｍ以上であり、前記ボンド・パッドの高さは約２μｍ以下であり、前記ボンド・パッドの直径は前記エピタキシャル領域の幅の半分未満であることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法において、前記ボンド・パッドの直径は、約１２０μｍ以下であることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１５記載の方法において、前記ボンド・パッドは、対向する平行な面と、星形又は十字形の外周とを有する多面体形状に形成されていることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、前記ボンド・パッドの縁端から前記エピタキシャル領域の縁端までの距離は、少なくとも約２０μｍであることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項１２記載のＬＥＤにおいて、前記ＬＥＤチップと前記サブマウントとの間の接着の剪断力は３００ｇより大きいことを特徴とするＬＥＤ。
【国際調査報告】
2007535823.tif 000011
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