(57)【要約】      （修正有）【課題】側方電極を備える発光チップ及び関連するパッケージ構造を提供する。【解決手段】発光チップ４００は、サファイア基板４１０と、Ｎ型層４２０と、活性層４３０と、Ｐ型層４４０と、Ｎ型電極４５４と、Ｐ型電極４５２とを備える。Ｎ型層の第２の部分４２０ｂはサファイア基板の上方に位置する。Ｎ型層の第１の部分４２０ａは、Ｎ型層の第２の部分の上方に位置する。活性層はＮ型層の第１の部分の上方に位置する。Ｐ型層は活性層の上方に位置する。Ｎ型電極は第１の型の層の第２の部分の側壁と接触し、サファイア基板の側壁と接触する。Ｐ型電極はＰ型層と接触する。【選択図】図３Ａ
2019201198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１の部分及び第２の部分を備える第１の型の層であって、該第１の型の層の該第２の部分は前記基板の上方に位置し、該第１の型の層の該第１の部分は該第１の型の層の該第２の部分の上方に位置する、第１の型の層と、
前記第１の型の層の前記第１の部分の上方に位置する活性層と、
前記活性層の上方に位置する第２の型の層と、
前記第１の型の層の前記第２の部分の側壁と接触し、前記基板の側壁と接触する第１の型の電極と、
前記第２の型の層の上方に位置する第２の型の電極と、
を備え、
前記第２の型の層、前記活性層、及び前記第１の型の層の前記第１の部分を合わせて、メサ構造が形成される、発光チップ。
【請求項２】
前記発光チップはバッファー層を更に備え、該バッファー層は前記基板の上方に位置し、前記第１の型の層の下方に位置する、請求項１に記載の発光チップ。
【請求項３】
前記活性層は、二重ヘテロ構造又は量子井戸構造を有する、請求項１に記載の発光チップ。
【請求項４】
前記第１の型の層はＮ型層であり、前記第２の型の層はＰ型層であり、前記第１の型の電極はＮ型電極であり、前記第２の型の電極はＰ型電極である、請求項１に記載の発光チップ。
【請求項５】
前記第１の型の層の前記第１の部分は第１の断面積を有し、前記第１の型の層の前記第２の部分は第２の断面積を有し、該第２の断面積は該第１の断面積より大きい、請求項１に記載の発光チップ。
【請求項６】
前記発光チップは反射層を更に備え、該反射層は前記基板の背面上に形成される、請求項１に記載の発光チップ。
【請求項７】
基板と、第１の部分及び第２の部分を備える第１の型の層と、活性層と、第２の型の層と、第１の型の電極と、第２の型の電極とを備える第１の発光チップであって、該第１の型の層の該第２の部分は該基板の上方に位置し、該第１の型の層の該第１の部分は該第１の型の層の該第２の部分の上方に位置し、該活性層は該第１の型の層の該第１の部分の上方に位置し、該第２の型の層は該活性層の上方に位置し、該第１の型の電極は該第１の型の層の該第２の部分の側壁と接触し、該基板の側壁と接触し、該第２の型の電極は該第２の型の層の上方に位置し、該第２の型の層、該活性層及び該第１の型の層の該第１の部分を合わせて、メサ構造が形成される、第１の発光チップと、
プラットフォームを備える第１の導電要素であって、前記基板の底面が導電性接着剤を通して該プラットフォーム上に接着され、該導電性接着剤は前記第１の型の電極と接触し、それにより、該第１の導電要素及び前記第１の型の電極が互いに電気的に接続される、第１の導電要素と、
第１のワイヤを通して前記第２の型の電極と電気的に接続される第２の導電要素と、
前記第１の発光チップを封入するための非導電性材料と、
を備える、パッケージ構造。
【請求項８】
基板と、第１の部分及び第２の部分を備える第１の型の層と、活性層と、第２の型の層と、第１の型の電極と、第２の型の電極とを備える第２の発光チップであって、該第１の
型の層の該第２の部分は該基板の上方に位置し、該第１の型の層の該第１の部分は該第１の型の層の該第２の部分の上方に位置し、該活性層は該第１の型の層の該第１の部分の上方に位置し、該第２の型の層は該活性層の上方に位置し、該第１の型の電極は該第１の型の層の該第２の部分の側壁と接触し、該基板の側壁と接触し、該第２の型の電極は該第２の型の層の上方に位置し、該第２の発光チップの該基板の底面が前記導電性接着剤を通して前記第１の導電要素の前記プラットフォーム上に接着され、前記導電性接着剤は該第２の発光チップの該第１の型の電極と接触し、それにより、前記第１の導電要素及び該第２の発光チップの該第１の型の電極が互いに電気的に接続される、第２の発光チップと、
第２のワイヤを通して、前記第２の発光チップの前記第２の型の電極と電気的に接続される第３の導電要素と、
を更に備える、請求項７に記載のパッケージ構造。
【請求項９】
前記第１の発光チップはバッファー層を更に備え、該バッファー層は前記基板の上方に位置し、前記第１の型の層の下方に位置する、請求項７に記載のパッケージ構造。
【請求項１０】
前記活性層は二重ヘテロ構造又は量子井戸構造を有する、請求項７に記載のパッケージ構造。
【請求項１１】
前記第１の型の層はＮ型層であり、前記第２の型の層はＰ型層であり、前記第１の型の電極はＮ型電極であり、前記第２の型の電極はＰ型電極である、請求項７に記載のパッケージ構造。
【請求項１２】
前記導電性接着剤は銀ペースト又はアルミニウムペーストであり、前記非導電性材料は樹脂又はシリコーンである、請求項７に記載のパッケージ構造。
【請求項１３】
前記第１の型の層の前記第１の部分は第１の断面積を有し、前記第１の型の層の前記第２の部分は第２の断面積を有し、該第２の断面積は該第１の断面積より大きい、請求項７に記載のパッケージ構造。
【請求項１４】
前記第１の発光チップは反射層を更に備え、該反射層は前記基板の背面上に形成される、請求項７に記載のパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光デバイス及びパッケージ構造に関し、より詳細には、側方電極(lateral electrode)を備える発光チップ及び発光チップを備えるパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のように、窒化物系発光デバイス（nitride-based lighting device）は、青色光又は緑色光を放出するためにサファイア基板又は炭化シリコン（ＳｉＣ：silicon carbide）基板を使用する。炭化シリコン基板は導電性であるが、炭化シリコン基板はコストが高い。サファイア基板のコストはそれより安価であるので、窒化物系発光ダイオードの大部分がサファイア基板上に構成される。しかしながら、サファイア基板は導電性ではない。従来の技術によれば、エピタキシャル層の一部をエッチングして、Ｎ型半導体層を露出させ、エピタキシャル層の同じ面にＰＮ電極を形成して、結果として電気的接続がもたらされる。
【０００３】
図１Ａは、炭化シリコン基板上に構成される従来の発光チップを示す概略的な断面図である。図１Ｂは、図１Ａの発光チップを備えるパッケージ構造を示す概略的な断面図である。下から上に向かって、発光チップ１００は、第１の電極１５４と、炭化シリコン基板１１０と、Ｎ型層１２０と、活性層１３０と、Ｐ型層１４０と、第２の電極１５２とを備える。炭化シリコン基板１１０は導電性であるので、第１の電極１５４は、炭化シリコン基板１１０の底面上に直接形成することができる。
【０００４】
一般的に、図１Ａに示されるような窒化物系発光チップの構造はわずかに変更される場合がある。例えば、炭化シリコン基板１１０とＮ型層１２０との間にバッファー層が更に配置される。第２の電極１５２は、透明電極層及び金属電極層を備えるスタック構造である。例えば、透明電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から形成される。活性層１３０は、二重ヘテロ構造又は量子井戸構造を有する。発光チップ１００の種々の層及び電極の材料は、当業者には既知であり、本明細書において重複して説明はされない。
【０００５】
図１Ｂのパッケージ構造において、発光チップ１００はリードフレーム上に固定される。リードフレームは、第１の導電要素１８４及び第２の導電要素１８２を備える。第１の導電要素１８４は、発光チップ１１０を支持するためのプラットフォームを構成する。第１の電極１５４は、導電性接着剤１８８を通して、第１の導電要素１８４上に接着される。例えば、導電性接着剤１８８は銀ペースト又はアルミニウムペーストである。
【０００６】
さらに、第２の電極１５２及び第２の導電要素１８２は、ワイヤボンディングプロセスに従って、ワイヤ１８６を通して互いに接続される。その後、発光チップ１００は非導電性材料１９０によって封入され、第１の導電要素１８４及び第２の導電要素１８２のみが外部に露出する。それにより、パッケージ構造が形成される。例えば、非導電性材料１９０は樹脂又はシリコーンである。
【０００７】
上記で言及されたように、発光チップ１００の炭化シリコン基板１１０は導電性である。結果として、発光チップ１００の第１の電極１５４が導電性接着剤１８８を通して第１の導電要素１８４上に接着された後に、第１の電極１５４と第１の導電要素１８４との間の電気的接続が確立され、第２の電極１５２と第２の導電要素１８２との間の電気的接続は、ワイヤ１８６を通して確立される。
【０００８】
図１Ｂに示されるようなパッケージ構造に加えて、発光チップ１００は、他のパッケー
ジングプロセスに従ってパッケージすることができる。例えば、そのパッケージ構造は、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）パッケージ構造又は高電力パッケージ構造である。
【０００９】
図２Ａは、サファイア基板上に構成される従来の発光チップを示す概略的な断面図である。図２Ｂは、図２Ａの発光チップを示す概略的な平面図である。図２Ｃは、図２Ａの発光チップを備えるパッケージ構造を示す概略的な断面図である。
【００１０】
図２Ａに示されるように、発光チップ２００は、サファイア基板２１０と、Ｎ型層２２０と、活性層２３０と、Ｐ型層２４０と、Ｎ型電極２５４と、Ｐ型電極２５２とを備える。
【００１１】
上記で言及されたように、サファイア基板２１０は導電性ではない。メサエッチングプロセスに従って、メサ構造２３５が形成され、それゆえ、Ｎ型層２２０が露出する。図２Ａに示されるように、メサ構造２３５は、Ｐ型層２４０と、活性層２３０と、Ｎ型層２２０の第１の部分２２０ａとを備える。Ｎ型層２２０の第２の部分２２０ｂはエッチングされないので、Ｎ型層２２０の第２の部分２２０ｂのエッチングされない表面が露出する。
【００１２】
言い換えると、メサエッチングプロセスが完了した後に、Ｎ型層２２０は第１の部分２２０ａ及び第２の部分２２０ｂに分割される。Ｎ型層２２０の第１の部分２２０ａは、メサ構造２３５に属する。Ｎ型層２２０の第２の部分２２０ｂはメサ構造２３５に属さない。第２の部分２２０ｂの断面積は第１の部分２２０ａの断面積より大きい。結果として、メサ構造２３５によって覆われない、Ｎ型層２２０の第２の部分２２０ｂの表面が外部に露出する。
【００１３】
メサエッチングプロセスが完了した後に、Ｎ型電極２５４がＮ型層２２０の露出した表面と接触し、Ｐ型電極２５２がＰ型層２４０と接触する。Ｐ型電極２５２は、透明電極層及び金属電極層を備えるスタック構造である。例えば、透明電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から形成される。
【００１４】
すなわち、メサエッチングプロセスが完了した後に、活性層２３０の断面積はサファイア基板２１０の断面積より小さい。活性層２３０の断面積は、発光チップ２００の輝度に影響を及ぼす。後続のワイヤボンディングプロセスへの影響を少なくするために、Ｐ型電極２５２及びＮ型電極２５４は円形電極である。Ｐ型電極２５２及びＮ型電極２５４の直径は、６０μｍ〜１００μｍの範囲内にある。発光チップ２００の断面積が縮小される場合には、発光チップ２００の光出力面積が縮小され、発光チップ２００の輝度は急激に低下することが明らかである。
【００１５】
図２Ｂには、発光チップ２００の平面図が示される。線ａ１−ａ２に沿って見た図２Ｂの発光チップ２００の断面図が、図２Ａの発光チップ２００である。
【００１６】
発光チップ２００を通って電流が流れ、発光チップ２００が点灯するとき、Ｐ型電極２５２からＮ型電極２５４まで電流が流れる。発光チップ２００のＰ型電極２５２及びＮ型電極２５４の構造が非対称に配置されるとき、電流密度は均一ではない。この状況下では、発光チップ２００は、最適化された発光効率を生じさせることはできない。
【００１７】
図２Ｃに示されるパッケージ構造において、発光チップ２００はリードフレーム上に固定される。リードフレームは、第１の導電要素２８４及び第２の導電要素２８２を備える。第１の導電要素２８４は発光チップ２００を支持するためのプラットフォームを備える。発光チップ２００のサファイア基板２１０は、固定接着剤２８８（例えば、シリコーン接着剤）を通して第１の導電要素２８４のプラットフォーム上に接着される。さらに、Ｎ
型電極２５４及び第１の導電要素２８４は、ワイヤボンディングプロセスに従って、第１のワイヤ２８５を通して互いに接続され、Ｐ型電極２５２及び第２の導電要素２８２は、ワイヤボンディングプロセスに従って、第２のワイヤ２８６を通して互いに接続される。その後、発光チップ２００は、非導電性材料２９０（例えば、樹脂又はシリコーン）によって封入され、第１の導電要素２８４及び第２の導電要素２８２のみが外部に露出する。それにより、パッケージ構造が形成される。
【００１８】
図２Ｃに示されるようなパッケージ構造に加えて、発光チップ２００は、他のパッケージングプロセスに従ってパッケージすることができる。例えば、そのパッケージ構造は、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）パッケージ構造又は高電力パッケージ構造である。
【００１９】
上記で言及されたように、発光チップ２００のサファイア基板２１０は導電性ではない。結果として、発光チップ２００のサファイア基板２１０が固定接着剤２８８を通して第１の導電要素２８４上に接着された後に、サファイア基板２１０は第１の導電要素２８４と電気的に接続されない。結果として、ワイヤボンディングプロセスが２回実行される。すなわち、Ｎ型電極２５４及び第１の導電要素２８４が、ワイヤボンディングプロセスに従って、第１のワイヤ２８５を通して互いに接続され、Ｐ型電極２５２及び第２の導電要素２８２が、ワイヤボンディングプロセスに従って、第２のワイヤ２８６を通して互いに接続される。
【００２０】
特許文献１は、発光窒化ガリウム系化合物半導体デバイスを開示している。発光デバイスの２つの電極が、Ｐ型化合物半導体及びＮ型化合物半導体の上面上にそれぞれ形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許第５，５７８，８３９号
【発明の概要】
【００２２】
本発明の一実施形態は発光チップを提供する。発光チップは、基板と、第１の型の層と、活性層と、第２の型の層と、第１の型の電極と、第２の型の電極とを備える。第１の型の層は、第１の部分及び第２の部分を備える。第１の型の層の第２の部分は基板の上方に位置する。第１の型の層の第１の部分は、第１の型の層の第２の部分の上方に位置する。活性層は第１の型の層の第１の部分の上方に位置する。第２の型の層は活性層の上方に位置する。第１の型の電極は第１の型の層の第２の部分の側壁と接触し、基板の側壁と接触する。第２の型の電極は第２の型の層の上方に位置する。第２の型の層、活性層及び第１の型の層の第１の部分を合わせて、メサ構造が形成される。
【００２３】
本発明の別の実施形態はパッケージ構造を提供する。パッケージ構造は、第１の発光チップと、第１の導電要素と、第２の導電要素と、非導電材料とを備える。第１の発光チップは、基板と、第１の部分及び第２の部分を備える第１の型の層と、活性層と、第２の型の層と、第１の型の電極と、第２の型の電極とを備える。第１の型の層の第２の部分は基板の上方に位置する。第１の型の層の第１の部分は、第１の型の層の第２の部分の上方に位置する。活性層は第１の型の層の第１の部分の上方に位置する。第２の型の層は活性層の上方に位置する。第１の型の電極は第１の型の層の第２の部分の側壁と接触し、基板の側壁と接触する。第２の型の電極は第２の型の層の上方に位置する。第２の型の層、活性層及び第１の型の層の第１の部分を合わせて、メサ構造が形成される。第１の導電要素はプラットフォームを備える。基板の底面が導電性接着剤を通してプラットフォーム上に接着される。導電性接着剤は第１の型の電極と接触する。結果として、第１の導電要素及び第１の型の電極は互いに電気的に接続される。第２の導電要素は第１のワイヤを通して第
２の型の電極と電気的に接続される。第１の発光チップを封入するために非導電性材料が使用される。
【００２４】
本発明の数々の目的、特徴及び利点は、添付の図面を併用して以下の本発明の実施形態の詳細な説明を読めば直ちに明白になるであろう。しかしながら、本明細書において採用されている図面は説明目的のものであり、限定するためのものとみなされるべきではない。
【００２５】
本発明の上記の目的及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照すれば、当業者には直ちにより明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】炭化シリコン基板上に構成される従来の発光チップを示す概略的な断面図である（従来技術）。
【図１Ｂ】図１Ａの発光チップを備えるパッケージ構造を示す概略的な断面図である（従来技術）。
【図２Ａ】サファイア基板上に構成される従来の発光チップを示す概略的な断面図である（従来技術）。
【図２Ｂ】図２Ａの発光チップを示す概略的な平面図である（従来技術）。
【図２Ｃ】図２Ａの発光チップを備えるパッケージ構造を示す概略的な断面図である（従来技術）。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、発光チップを示す概略的な断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの発光チップの一例を示し、或る視点に沿って見た概略的な平面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの発光チップの別の例を示し、別の視点に沿って見た概略的な平面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの発光チップを備えるパッケージ構造を示す概略的な断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を示す概略図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を示す概略図である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を示す概略図である。
【図４Ｅ】本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を示す概略図である。
【図４Ｆ】本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を示す概略図である。
【図５Ａ】発光チップのメサ構造の異なる例を示す平面図である。
【図５Ｂ】発光チップのメサ構造の別の異なる例を示す平面図である。
【図６】複数の発光チップを備えるＳＭＤパッケージ構造を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図３Ａは、本発明の一実施形態による、発光チップを示す概略的な断面図である。図３Ｂは、図３Ａの発光チップの一例を示し、或る視点に沿って見た概略的な平面図である。図３Ｃは、図３Ａの発光チップの別の例を示し、別の視点に沿って見た概略的な平面図である。図３Ｄは、図３Ａの発光チップを備えるパッケージ構造を示す概略的な断面図である。
【００２８】
図３Ａに示されるように、発光チップ４００は、サファイア基板４１０と、Ｎ型層４２０と、Ｎ型電極４５４と、活性層４３０と、Ｐ型層４４０と、Ｐ型電極４５２とを備える。この実施形態において、Ｎ型電極４５４は、発光チップ４００の側壁上に形成され、Ｎ型層４２０及びサファイア基板４１０と接触する。メサ構造４３５が、メサエッチングプ
ロセスに従って形成される。発光チップ４００、パッケージ構造及び製造方法が、以下に更に詳細に説明される。
【００２９】
図３Ａに示されるように、メサ構造４３５は、Ｐ型層４４０と、活性層４３０と、Ｎ型層４２０の第１の部４２０ａとを備える。Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂはエッチングされないので、Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂのエッチングされない表面が露出する。
【００３０】
言い換えると、メサエッチングプロセスが完了した後に、Ｎ型層４２０は第１の部分４２０ａ及び第２の部分４２０ｂに分割される。Ｎ型層４２０の第１の部分４２０ａは、メサ構造４３５に属する。Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂはメサ構造４３５に属さない。第２の部分４２０ｂの断面積は第１の部分４２０ａの断面積より大きい。結果として、メサ構造４３５によって覆われない、Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂの表面が外部に露出する。
【００３１】
メサエッチングプロセスが完了した後に、Ｐ型電極４５２はＰ型層４４０と接触し、Ｎ型電極４５４は発光チップ４００の側壁上に形成され、Ｎ型層４２０及びサファイア基板４１０と接触する。
【００３２】
この実施形態において、Ｎ型電極４５４は、Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂの側壁及び上面と接触する。Ｐ型電極４５２は、透明電極層及び金属電極層を備えるスタック構造である。例えば、透明電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から形成される。
【００３３】
一般的に、図３Ａに示されるような窒化物系発光チップの構造はわずかに変更される場合がある。例えば、サファイア基板４１０とＮ型層４２０との間にバッファー層が更に配置される。活性層４３０は青色光又は緑色光を放出することができる。活性層４３０は、二重ヘテロ構造又は量子井戸構造を有する。発光チップ４００の種々の層及び電極の材料は、当業者には既知であり、本明細書において重複して説明はされない。
【００３４】
上記で言及されたように、Ｎ型電極４５４はＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの側壁及び上面上に形成される。後続のパッケージングプロセスにおいて、Ｎ型電極４５４を接続するワイヤボンディングプロセスは不要であるので、Ｎ型電極４５４のサイズが縮小される。すなわち、Ｎ型電極を形成するために、Ｎ型層４２０の露出した表面（例えば、６０μｍ〜１００μｍの範囲内の直径を有する）を保持する必要はない。図２Ａの発光チップ２００と比較すると、発光チップ４００の活性層４３０はより大きい面積を有する。結果として、発光チップ４００の輝度が実効的に向上する。
【００３５】
とりわけ、Ｎ型電極４５４は、発光チップ４００の側壁の任意の場所に位置することができる。図３Ｂには、発光チップ４００の一例の平面図が示される。この実施形態において、Ｎ型電極４５４は、正方形の発光チップ４００の４つの側壁上に分散配置される。線ｃ１−ｃ２に沿って見た図３Ｂの発光チップ４００の断面図が、図３Ａの発光チップ４００である。
【００３６】
図３Ｃには、発光チップ４００の別の例の平面図が示される。この実施形態において、Ｎ型電極４５４は、正方形の発光チップ４００の４つの角上に分散配置される。線ｃ３−ｃ４に沿って見た図３Ｃの発光チップ４００の断面図が、図３Ａの発光チップ４００である。
【００３７】
上記の実施形態において、発光チップ４００は、４つのＮ型電極４５４を備える。Ｎ型電極４５４の数は制限されないことに留意されたい。発光チップ４００が少なくとも１つ
のＮ型電極４５４を備える場合、発光チップ４００は、その周囲を照明することができる。図３Ａの発光チップ４００において、Ｎ型電極４５４はＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの側壁及び上面、並びにサファイア基板４１０の側壁と接触する。Ｎ型電極４５４がＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの側壁及びサファイア基板４１０の側壁と接触する限り、Ｎ型電極の構造は変更することができる。
【００３８】
図３Ｄに示されるパッケージ構造において、発光チップ４００はリードフレーム上に固定される。リードフレームは、第１の導電要素４８４及び第２の導電要素４８２を備える。第１の導電要素４８４は、発光チップ４００を支持するためのプラットフォームを構成する。発光チップ４００のサファイア基板４１０は、導電性接着剤４８８（例えば、銀ペースト又はアルミニウムペースト）を通して、第１の導電要素４８４のプラットフォーム上に接着される。Ｎ型電極４５４が発光チップ４００の側壁上に形成され、サファイア基板４１０の側壁まで延長されるので、Ｎ型電極４５４と第１の導電要素４８４との間の電気的接続は、導電性接着剤４８８を通して確立される。さらに、Ｐ型電極４５２及び第２の導電要素４８２は、ワイヤボンディングプロセスに従って、ワイヤ４８６を通して互いに接続される。その後、発光チップ４００は非導電性材料４９０（例えば樹脂又はシリコーン）によって封入され、第１の導電要素４８４及び第２の導電要素４８２のみが外部に露出する。それにより、パッケージ構造が形成される。
【００３９】
上記で言及されたように、サファイア基板４１０は導電性ではない。Ｎ型電極４５４と第１の導電要素４８４との間の電気的接続は、導電性接着剤４８８を通して確立される。結果として、Ｐ型電極４５２と第２の導電要素４８２との間の電気的接続を確立する１回のワイヤボンディングプロセスしか必要とされない。
【００４０】
図３Ｄに示されるようなパッケージ構造に加えて、発光チップ４００は、他のパッケージングプロセスに従ってパッケージすることができる。例えば、そのパッケージ構造は、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）パッケージ構造又は高電力パッケージ構造である。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｆは、本発明の実施形態による、発光チップの製造方法を概略的に示す。
【００４２】
図４Ａを参照されたい。最初に、エピタキシャルウェハーが設けられる。ウェハーは、非導電性サファイア基板４１０と、Ｎ型層４２０と、活性層４３０と、Ｐ型層４４０とを備える。Ｎ型層４２０は、サファイア基板４１０の上方に位置する。活性層４３０は、Ｎ型層４２０の上方に位置する。Ｐ型層４４０は、活性層４３０の上方に位置する。
【００４３】
その後、図４Ｂに示されるように、メサエッチングプロセスが実行される。すなわち、ウェハー内に複数のメサエリアが画定される。メサエリアを除く、Ｐ型層４４０、活性層４３０、及びＮ型層４２０の部分が除去された後に、Ｎ型層４２０が部分的に露出し、複数のメサ構造４３５が形成される。すなわち、メサエッチングプロセスが完了した後に、Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂのエッチングされない表面が露出する。
【００４４】
図４Ｃを参照されたい。メサ構造４３５のＰ型層４４０上にＰ型電極４５２が形成される。Ｐ型電極４５２は、透明電極層及び金属電極層を備えるスタック構造である。例えば、透明電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から形成される。Ｐ型電極４５２を形成するタイミングは限定されないことに留意されたい。別の実施形態では、メサエッチングプロセスが完了した後に、最初に、Ｎ型電極４５４が形成され、その後、Ｐ型電極４５２が形成される。
【００４５】
図４Ｄを参照されたい。その後、エッチングプロセスが実行され、複数のメサ構造４３５の周りに複数の不連続トレンチ構造４６０が形成される。例えば、エッチングプロセス
はレーザーエッチングプロセス、ドライエッチングプロセス又はウエットエッチングプロセスである。例えば、レーザーエッチングプロセスが採用される場合、レーザービームのエネルギーが制御される。結果として、サファイア基板４１０は完全に切断されるのではなく、トレンチ構造４６０が形成される。
【００４６】
図４Ｅは、図４Ｄの構造を示し、線ｄ１−ｄ２に沿って見た概略的な断面図である。エッチングプロセスが完了した後に、複数のメサ構造４３５間に複数の不連続トレンチ構造４６０が形成される。さらに、Ｎ型層４２０の第２の部分４２０ｂ及びサファイア基板４１０が、対応するトレンチ構造４６０の側壁に露出する。さらに、エッチングプロセス後に形成されるＶ形トレンチ構造４６０は、Ｎ型層の第２の部分４２０ｂの断面積がサファイア基板４１０の断面積以下になるように形成される。
【００４７】
図４Ｆを参照されたい。対応するトレンチ構造４６０の側壁上、及びトレンチ構造４６０の外側にあるＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの表面上にＮ型電極４５４が形成される。すなわち、Ｎ型電極４５４は、サファイア基板４１０の側壁、並びにＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの側壁及び上面と接触する。Ｎ型電極４５４の厚さが不十分である場合、電気めっきプロセスを選択的に用いて、Ｎ型電極４５４を厚くする。
【００４８】
その後、サファイア基板４１０の底面が研磨され、それにより、サファイア基板４１０が薄くされる。その後、レーザー背面切断プロセスが実行され、上記の構造を分離するために圧力が加えられる。結果として、複数の発光チップが形成される。発光チップのＮ型電極４５４は、発光チップの側壁上に形成される。
【００４９】
発光チップの輝度を高めるために、製造方法は更に変更される場合がある。例えば、発光チップが分離される前に、サファイア基板４１０の背面上に反射層が形成される。その後、レーザー背面切断プロセスが実行され、上記の構造を分離するために応力が加えられる。結果として、複数の発光チップが形成される。各発光チップのサファイア基板４１０の底面が、活性層からの光ビームを反射する反射層を備えているので、発光チップの輝度が高められる。反射層の一例は、限定はしないが、分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ層）又は全方向反射層（ＯＤＲ層：omni-directional reflecting layer）を含む。
【００５０】
図５Ａは、発光チップのメサ構造の異なる例を示す平面図である。図５Ａに示されるように、メサ構造４３５の角に複数の十字形トレンチ構造４６０が位置する。線ｄ３−ｄ４に沿って見た図５Ａの発光チップの断面図も図４Ｅの発光チップである。その後、対応するトレンチ構造４６０の側壁上、及びトレンチ構造４６０の外側にあるＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの上面上にＮ型電極４５４が形成される。サファイア基板４１０が分離された後に、複数の発光チップが形成される。この状況下において、発光チップのＮ型電極４５４は、発光チップの角上に形成される。
【００５１】
図５Ｂは、発光チップのメサ構造の別の異なる例を示す平面図である。図５Ｂに示されるように、メサ構造４３５の側壁に複数の細長いトレンチ構造４６０が形成される。線ｄ５−ｄ６に沿って見た図５Ｂの発光チップの断面図も図４Ｅの発光チップである。その後、対応するトレンチ構造４６０の側壁上、及びトレンチ構造４６０の外側にあるＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂの上面上にＮ型電極４５４が形成される。サファイア基板４１０が分離された後に、複数の発光チップが形成される。この状況下において、発光チップのＮ型電極４５４は、発光チップの側壁上に形成される。本発明の教示を保ち続けたまま、数多くの変更及び改変を加えることができることに留意されたい。一実施形態において、トレンチ構造４６０はＮ型電極４５４によって完全に覆われる。代替的には、Ｎ型電極４５４が対応するＮ型層４２０の第２の部分４２０ｂと接触する限り、トレンチ構造４６０はＮ型電極４５４によって部分的に覆われる。
【００５２】
上記の説明から、本発明は、側方電極を備える発光チップ、その発光チップを備えるパッケージ構造、及びその発光チップの製造方法を提供する。Ｐ型電極４５２に電流が流れ込んだ後に、電流はＮ型層４２０の中に均一に拡散し、４つの側壁又は４つの角にあるＮ型電極４５４に伝達される。結果として、電流は実効的に分配され、活性層４３０の照明効率が向上する。さらに、発光チップの側壁がＮ型電極４５４によって部分的にしか覆われないので、発光チップは、発光チップの側壁を通して光ビームを依然として放出することができる。すなわち、光出力効率が高められる。発光チップのサイズが縮小される場合であっても、発光チップは依然として、より大きい照明面積を有する。
【００５３】
上記の実施形態において、Ｎ型層はサファイア基板上に形成され、Ｐ型層はメサ構造上に形成される。本発明の教示を保ち続けたまま、数多くの変更及び改変を加えることができることに留意されたい。例えば、別の実施形態では、Ｐ型層及びＮ型層の位置が入れ替えられる。すなわち、Ｐ型層がサファイア基板上に形成され、Ｎ型層がメサ構造上に形成される。さらに、Ｎ型電極がメサ構造の上方に位置し、Ｐ型電極が発光チップの側壁上に形成される。
【００５４】
本発明によれば、発光チップ４００のＮ型電極４５４は、発光チップ４００の側壁上に形成される。発光チップ４００をパッケージするために、発光チップ４００は導電性接着剤４８８を通して第１の導電要素４８４上に固定され、Ｎ型電極４５４と第１の導電要素４８４との間の電気的接続が、導電性接着剤４８８を通して確立される。結果として、Ｐ型電極４５２と第２の導電要素４８２との間の電気的接続を確立する１回のワイヤボンディングプロセスしか必要とされない。サファイア基板を有する発光チップの従来の技術と比べて、１回のワイヤボンディングプロセスが削減される。結果として、パッケージングコストが削減される。
【００５５】
上記で言及されたように、図３Ａの発光チップ４００を作製するのに、１回のワイヤボンディングプロセスしか必要とされない。同じ構造を有する複数の発光チップが一緒にパッケージされる場合、ワイヤボンディングプロセスの回数が削減され、パッケージ構造のサイズが縮小される。
【００５６】
図６は、複数の発光チップを備えるＳＭＤパッケージ構造を示す概略的な斜視図である。パッケージ構造は４つの導電要素６１０、６２０、６３０及び６４０を備える。さらに、導電性接着剤を通して、第１の導電要素６１０上に３つの発光チップ６０１、６０２及び６０３が接着される。結果として、発光チップ６０１、６０２及び６０３のＮ型電極は、第１の導電要素６１０と電気的に接続される。
【００５７】
さらに、発光チップ６０１のＰ型電極及び第２の導電要素６２０が、ワイヤボンディングプロセスに従って、ワイヤ６０４を通して互いに接続される。発光チップ６０２のＰ型電極及び第３の導電要素６３０が、ワイヤボンディングプロセスに従って、ワイヤ６０５を通して互いに接続される。発光チップ６０３のＰ型電極及び第４の導電要素６４０が、ワイヤボンディングプロセスに従って、ワイヤ６０６を通して互いに接続される。その後、発光チップ６０１、６０２及び６０３は、非導電性材料（例えば、樹脂又はシリコーン）によって封入され、４つの導電要素６１０、６２０、６３０及び６４０のみが外部に露出する。それにより、パッケージ構造が形成される。
【００５８】
図６において、同じ構造を有する３つの発光チップ６０１、６０２及び６０３がパッケージ構造内にパッケージされる。パッケージ構造内の発光チップの数は制限されないことに留意されたい。例えば、少なくとも１つの発光チップのサファイア基板が第１の導電要素６１０上に接着され、パッケージ構造が形成される。
【００５９】
別の実施形態では、図３Ａに示されるような２つの発光チップ（例えば、青色発光チップ及び緑色発光チップ）が第１の導電要素６１０上に取り付けられ、異なる構造を有する１つの発光チップ（例えば、赤色発光チップ）が第１の導電要素６１０上に取り付けられる。その後、３つの発光チップはそれぞれ、ワイヤボンディングプロセスに従って、第２の導電要素６２０、第３の導電要素６３０及び第４の導電要素６４０と接続される。結果として、青色発光チップ、緑色発光チップ及び赤色発光チップを備えるＳＭＤパッケージ構造が作製される。
【００６０】
本発明のパッケージ構造は図６のパッケージ構造に限定されないことに留意されたい。すなわち、発光チップ６０１、６０２及び６０３は、別のパッケージングプロセスに従って、別のパッケージ構造の中にパッケージすることができる。例えば、チップオンボード（ＣＯＢ）パッケージ構造が実現可能である。
【００６１】
現在のところ最も実際的で好ましい実施形態であると考えられる観点から本発明を説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定される必要がないことを理解されたい。逆に、様々な変形形態及び同様の構成を、最も広い解釈に一致する添付の特許請求の趣旨及び範囲内に含まれるように包含し、それにより、そのような変形形態及び同様の構成の全てを網羅することを意図している。
【図１Ａ】
2019201198.tif 000003
【図１Ｂ】
2019201198.tif 000004
【図２Ａ】
2019201198.tif 000005
【図２Ｂ】
2019201198.tif 000006
【図２Ｃ】
2019201198.tif 000007
【図３Ａ】
2019201198.tif 000008
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2019201198.tif 000010
【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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