(57)【要約】【課題】本発明は、発光ダイオードのパッケージ構造を提供する。【解決手段】上記パッケージ構造は、発光ダイオード積層体、第１シリコン基板及び第２シリコン基板を備える。第１、第２シリコン基板は、それぞれ発光ダイオード積層体の異なる２つの表面上に設置される。第１、第２シリコン基板は、ダイオード積層体の表面の一部を露出させるために、それぞれ少なくとも１つの第１、第２中空部を有する。発光層が発出する光線は第１、第２中空部を介して射出されることができる。上記パッケージ構造の製造方法も本文で開示する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
順に第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層を備える発光ダイオード積層体と、
前記第１導電型半導体層上に設置され、且つ前記発光ダイオード積層体に電気的に接続され、前記第１導電型半導体層の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第１中空部を有する第１シリコン基板と、
前記第２導電型半導体層上に設置され、且つ前記発光ダイオード積層体に電気的に接続され、前記第２導電型半導体層の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第２中空部を有する第２シリコン基板と、を備え、
前記発光層の発出する光線は、前記第１、第２中空部を介して射出される発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項２】
前記第１シリコン基板及び前記第２シリコン基板は、導電性シリコン基板である請求項１に記載のパッケージ構造。
【請求項３】
前記第１導電型及び前記第２導電型半導体層は、順にそれぞれＮ型及びＰ型半導体であり、又は順にそれぞれＰ型及びＮ型半導体である請求項１又は請求項２に記載のパッケージ構造。
【請求項４】
前記第１シリコン基板及び/又は前記第２シリコン基板にそれぞれ電気的に接続される複数の電極をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパッケージ構造。
【請求項５】
前記第１導電型半導体層と前記第１シリコン基板の間及び/又は前記第２導電型半導体層と前記第２シリコン基板の間に介在している接合層をさらに備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパッケージ構造。
【請求項６】
前記接合層は、金属層又は透明導電層を含む請求項５に記載のパッケージ構造。
【請求項７】
前記透明導電層の材料は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェン又はカーボンナノチューブを含む請求項６に記載のパッケージ構造。
【請求項８】
前記第１、第２中空部内にコロイド材層がさらに設置される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のパッケージ構造。
【請求項９】
前記コロイド材層は、波長変換物質をさらに含む請求項８に記載のパッケージ構造。
【請求項１０】
前記波長変換物質は、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせである請求項９に記載のパッケージ構造。
【請求項１１】
前記第１、第２中空部に面する側面に反射層がさらに設置される請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のパッケージ構造。
【請求項１２】
順に第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層を備える発光ダイオード積層体をその上に設置する第１シリコン基板を提供することと、
前記発光ダイオード積層体の第２導電型半導体層を覆う第２シリコン基板を提供することと、
前記第１導電型半導体層の表面の一部を露出させるように、少なくとも１つの第１中空部を前記第１シリコン基板に形成することと、
前記第２導電型半導体層の表面の一部を露出させるように、少なくとも１つの第２中空部を前記第２シリコン基板に形成することと、を含む発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法。
【請求項１３】
前記第１シリコン基板及び前記第２シリコン基板は、導電性シリコン基板である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第１導電型及び前記第２導電型半導体層は、順にそれぞれＮ型及びＰ型半導体であり、又は順にそれぞれＰ型及びＮ型半導体である請求項１２又は請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
複数の電極を前記第１シリコン基板及び/又は前記第２シリコン基板にそれぞれ形成することをさらに含む請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記第１導電型半導体層と前記第１シリコン基板の間、及び/又は前記第２導電型半導体層と前記第２シリコン基板の間に接合層を形成することをさらに含む請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記接合層は、金属層又は透明導電層を含む請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記透明導電層の材料は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェン又はカーボンナノチューブを含む請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
コロイド材層を前記第１、第２中空部内に充填することをさらに含む請求項１２から請求項１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記コロイド材層は、波長変換物質をさらに含む請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記波長変換物質は、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせである請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
反射層を前記第１、第２中空部に面する側面に形成することをさらに含む請求項１２から請求項２１のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードのパッケージ構造に関し、特に双方向発光の発光ダイオードのパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードチップを形成する際に、従来の発光ダイオード構造の多くは透明基板、例えば、サファイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）基板上に作製される。発光ダイオードの透明基板は、透明基板において光線を反射して射出するための反射層を有する。
【０００３】
一方、一般的に双方向発光効果を有する発光ダイオードは、その正面と裏面の両面がいずれも発光できるように、少なくとも２つの発光ダイオードチップをバック・ツー・バック（ｂａｃｋ-ｔｏ-ｂａｃｋ）方式で接続する。しかしながら、上記の双方向発光効果を有する発光ダイオードは、普通より大きいパッケージ構造の体積を有し、且つ製造方法が複雑である。このため、小体積の発光装置に統合して応用し難く、それに双方向発光効果を有する発光ダイオードの生産コストを低減することができない。
【０００４】
このため、現在、従来の双方向発光効果を有する発光ダイオードのパッケージ構造に取って代わり、それに存在する問題を解決するように、新規の発光ダイオードのパッケージ構造及びその製造方法は強く要望されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のパッケージ構造にある問題を解決し、且つ発光ダイオードのパッケージ構造全体のコンパクト化に用いられ、この発光ダイオードの応用分野を広げる発光ダイオードのパッケージ構造及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、発光ダイオード積層体と、第１シリコン基板と、第２シリコン基板と、を備える発光ダイオードのパッケージ構造を提供する。発光ダイオード積層体は、順に第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層を含む。第１シリコン基板は、第１導電型半導体層上に設置され、且つ発光ダイオード積層体に電気的に接続される。第１シリコン基板は、第１導電型半導体層の表面の一部を露出する少なくとも１つの第１中空部を有する。第２シリコン基板は、第２導電型半導体層上に設置され、且つ発光ダイオード積層体に電気的に接続される。第２シリコン基板は、第２導電型半導体層の表面の一部を露出する少なくとも１つの第２中空部を有する。発光ダイオード積層体の発出する光線は、第１、第２中空部を介して射出されることができる。
【０００７】
本発明の一実施例によれば、上記第１シリコン基板及び第２シリコン基板は、導電性シリコン基板である。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、上記第１導電型及び第２導電型半導体層は、順にそれぞれＮ型及びＰ型半導体であり、又は順にそれぞれＰ型及びＮ型半導体である。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、上記パッケージ構造は、第１シリコン基板及び/又は第２シリコン基板にそれぞれ電気的に接続される複数の電極をさらに備える。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、上記パッケージ構造は、第１導電型半導体層と第１シリコン基板の間及び/又は第２導電型半導体層と第２シリコン基板の間に介在している接合層をさらに備える。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、上記接合層は、金属層又は透明導電層を含む。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、上記透明導電層の材料は、インジウム・スズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ‐ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ‐ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）、グラフェン又はカーボンナノチューブを含む。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、上記パッケージ構造の第１、第２中空部内にコロイド材層がさらに設置される。本発明の別の実施例によれば、上記コロイド材層は、波長変換物質をさらに含む。本発明のさらなる実施例によれば、上記波長変換物質は、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせである。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、上記パッケージ構造は、第１、第２中空部の側壁に設置される反射層をさらに備える。
【００１５】
本発明の別の態様は、発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を提供する。この製造方法は、順に第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層を備える発光ダイオード積層体をその上に設置する第１シリコン基板を提供することと、発光ダイオード積層体の第２導電型半導体層を覆う第２シリコン基板を提供することと、第１導電型半導体層の表面の一部を露出するように、少なくとも１つの第１中空部を第１シリコン基板に形成することと、第２導電型半導体層の表面の一部を露出するように、少なくとも１つの第２中空部を第２シリコン基板に形成することと、を含む。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、上記第１シリコン基板及び第２シリコン基板は、導電性シリコン基板である。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、上記第１導電型及び第２導電型半導体層は順次にそれぞれＮ型及びＰ型半導体であり、又は順にそれぞれＰ型及びＮ型半導体である。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、上記製造方法は、複数の電極を第１シリコン基板及び/又は第２シリコン基板にそれぞれ形成することをさらに含む。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、上記製造方法は、接合層を第１導電型半導体層と第１シリコン基板の間、及び/又は第２導電型半導体層と第２シリコン基板の間に形成することをさらに含む。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、上記接合層は、金属層又は透明導電層を含む。
【００２１】
本発明の一実施例によれば、上記透明導電層の材料は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェン又はカーボンナノチューブを含む。
【００２２】
本発明の一実施例によれば、上記製造方法は、コロイド材層を第１、第２中空部内に充填することをさらに含む。本発明の別の実施例によれば、上記コロイド材層は、波長変換物質をさらに含む。本発明のさらに１つの実施例によれば、上記波長変換物質は、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせである。
【００２３】
本発明の一実施例によれば、上記製造方法は、反射層を第１、第２中空部に面する側面に形成することをさらに含む。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、発光ダイオードのパッケージ構造全体のコンパクト化に用いられ、この発光ダイオードの応用分野を広げる発光ダイオードのパッケージ構造及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ａを示す断面模式図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ｂを示す断面模式図である。
【図１Ｃ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ｃを示す断面模式図である。
【図１Ｄ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ｄを示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造２００を示す上面図である。
【図３Ａ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｄ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｅ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｆ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｇ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｈ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【図３Ｉ】本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、実施例によって図面に合わせて詳しく説明する。図面又は記述において、類似する又は同じ部分について同じ符号又は番号を使用する。図面において、簡素化するため又は便宜的に、実施例の形状又は厚さを拡大することがあり、また、図面における素子の一部を文字で記述する。示されていない又は説明されていない素子は、当業者に公知の各種仕様であってよいことが理解されるべきである。
【００２７】
図１Ａ〜１Ｄは、本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ａ〜１００ｄを示す断面模式図である。図１Ａにおいて、パッケージ構造１００ａは、発光ダイオード積層体１１０と、第１シリコン基板１２０と、第２シリコン基板１３０と、を備える。
【００２８】
発光ダイオード積層体１１０は、順に第１導電型半導体層１１１、発光層１１２及び第２導電型半導体層１１３を備える。本発明の一実施例において、第１導電型半導体層１１１はＮ型半導体であり、第２導電型半導体層１１３はＰ型半導体である。本発明の別の実施例において、第１導電型半導体層１１１はＰ型半導体であり、第２導電型半導体層１１３はＮ型半導体である。
【００２９】
第１シリコン基板１２０は第１導電型半導体層１１１上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第１シリコン基板１２０は、第１導電型半導体層１１１の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第１中空部１２１を有する。本発明の一実施例において、第１シリコン基板１２０は導電性シリコン基板である。
【００３０】
第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第２中空部１３１を有する。本発明の一実施例において、第２シリコン基板１３０は導電性シリコン基板である。
【００３１】
図１Ａにおいて、パッケージ構造１００ａは、第１シリコン基板１２０及び第２シリコン基板１３０にそれぞれ電気的に接続される複数の電極１４０をさらに含む。本発明の一実施例によれば、電極は第１シリコン基板又は第２シリコン基板のみに電気的に接続される。また、第１シリコン基板１２０の第１中空部１２１に面する側面１２２及び第２シリコン基板１３０の第２中空部１３１に面する側面１３２にそれぞれ反射層をさらに備えて、それにより光取り出し効率を向上させる。
【００３２】
パッケージ構造１００ａが外部電源に接続される場合、発光層１１２から発出する光線は、第１導電型半導体層１２０又は第２導電型半導体層１３０を経過して、そして、第１中空部１２１又は第２中空部１３１を介して射出される。
【００３３】
図１Ｂは、本発明の一実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ｂを示す。パッケージ構造１００ｂは、発光ダイオード積層体１１０、第１シリコン基板１２０、第２シリコン基板１３０及び電極１４０を備える。
【００３４】
図１Ｂにおいて、発光ダイオード積層体１１０は、順に第１導電型半導体層１１１、発光層１１２及び第２導電型半導体層１１３を備える。第１シリコン基板１２０は、第１導電型半導体層１１１上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第１シリコン基板１２０は第１導電型半導体層１１１の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第１中空部１２１を有する。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第２中空部１３１を有する。電極１４０は、第１シリコン基板１２０及び第２シリコン基板１３０にそれぞれ電気的に接続される。
【００３５】
図１Ａと異なったところは、図１Ｂのパッケージ構造１００ｂが第１導電型半導体層１１１と第１シリコン基板１２０の間に介在している接合層１５０をさらに備えることにある。本発明の一実施例において、接合層は第２導電型半導体層と第２シリコン基板の間に介在している。本発明の別の実施例において、接合層はそれぞれ第１導電型半導体層と第１シリコン基板の間、及び第２導電型半導体層と第２シリコン基板の間に介在している。本発明の一実施例によれば、接合層１５０は金属層又は透明導電層を含み、透明導電層の材料は、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェン又はカーボンナノチューブであってよいが、これらに限定されない。
【００３６】
図１Ｂにおいて、接合層１５０と第１シリコン基板１２０は同じ輪郭（ｐａｔｔｅｒｎ）を有する。しかしながら、本発明の別の実施例において、接合層は、第１導電型半導体層の表面を完全に被覆し、そして、第１シリコン基板は接合層上に設置される。第１中空部は接合層の表面の一部を露出させる。
【００３７】
図１Ｃは、本発明の一実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ｃを示す。図１Ｃにおいて、パッケージ構造１００ｃは、発光ダイオード積層体１１０、第１シリコン基板１２０、第２シリコン基板１３０、電極１４０及び接合層１５０を備える。
【００３８】
図１Ｃにおいて、発光ダイオード積層体１１０は、順に第１導電型半導体層１１１、発光層１１２及び第２導電型半導体層１１３を備える。第１シリコン基板１２０は、第１導電型半導体層１１１上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第１シリコン基板１２０は、第１導電型半導体層１１１の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第１中空部１２１を有する。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第２中空部１３１を有する。電極１４０は、第１シリコン基板１２０及び第２シリコン基板１３０にそれぞれ電気的に接続される。接合層１５０は、第１シリコン基板１２０及び第１導電型半導体層１１１の間に介在している。
【００３９】
図１Ｂと異なったところは、図１Ｃのパッケージ構造１００ｃの第１中空部１２１と第２中空部１３１内にコロイド材層１６０がさらに設置されることにある。本発明の一実施例において、コロイド材層は、第１中空部又は第２中空部の内のみに設置されてもよい。本発明の一実施例によれば、コロイド材層１６０は透明パッケージコロイドを含み、透明パッケージコロイドの材料は、例えば、透明シリカコロイド又は透明プラスチックであってよいが、これらに限定されない。
【００４０】
図１Ｄは、本発明の一実施例である発光ダイオードのパッケージ構造１００ｄを示す。図１Ｄにおいて、パッケージ構造１００ｄは発光ダイオード積層体１１０、第１シリコン基板１２０、第２シリコン基板１３０、電極１４０、接合層１５０及びコロイド材層１６０’を備える。
【００４１】
図１Ｄにおいて、発光ダイオード積層体１１０は、順に第１導電型半導体層１１１、発光層１１２及び第２導電型半導体層１１３を備える。第１シリコン基板１２０は、第１導電型半導体層１１１上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第１シリコン基板１２０は、第１導電型半導体層１１１の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第１中空部１２１を有する。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３上に設置され、且つ発光ダイオード積層体１１０に電気的に接続される。第２シリコン基板１３０は、第２導電型半導体層１１３の表面の一部を露出させる少なくとも１つの第２中空部１３１を有する。電極１４０は、それぞれ第１シリコン基板１２０及び第２シリコン基板１３０に電気的に接続される。接合層１５０は、第１シリコン基板１２０及び第１導電型半導体層１１１の間に介在している。コロイド材層１６０’は第１中空部１２１と第２中空部１３１の内に設置される。
【００４２】
図１Ｃと異なったところは、図１Ｄのコロイド材層１６０’が、透明パッケージコロイドに均一に分散される波長変換物質をさらに含むことにある。波長変換物質の材料は、例えば、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせであってよいが、これらに限定されない。
【００４３】
図２は、本発明の一実施例である発光ダイオードのパッケージ構造２００を示す上面図である。図２において、パッケージ構造２００は、第１導電型半導体層２１１、第１シリコン基板２２０及び電極２４０を備える。
【００４４】
第１シリコン基板２２０は、第１導電型半導体層２１１上に設置されている。第１シリコン基板２２０は、第１導電型半導体層２１１の表面を露出させるように、第１中空部２２１を備える。電極２４０は、第１シリコン基板２２０上に設置され、且つ環状構造で第１中空部２２１を囲む。外部電源が電極２４０に接続される場合、発光層（図示しない）から発射した光線は第１中空部２２１を経過して射出される。注意すべきなのは、第２シリコン基板（図示しない）も第１シリコン基板２２０と同じ又は類似の構造特徴を有することである。また、図２において、第１シリコン基板２２０の第１中空部２２１に面する側面２２２に反射層を設置して、それにより光取り出し効率を向上させる。
【００４５】
図３Ａ〜３Ｉは、本発明の実施例である発光ダイオードのパッケージ構造の製造方法を示す模式図である。
【００４６】
図３Ａにおいて、発光ダイオード積層体３１０をその上に設置するための第１シリコン基板３２０を提供する。発光ダイオード積層体３１０は、順に第１導電型半導体層３１１、発光層３１２及び第２導電型半導体層３１３を備える。第１シリコン基板３２０は、第１導電型半導体層３１１に接触し、且つ発光ダイオード積層体３１０に電気的に接続される。本発明の一実施例において、第１導電型半導体層３１１及び第２導電型半導体層３１３は順にそれぞれＮ型及びＰ型半導体であり、又は順にそれぞれＰ型及びＮ型半導体である。
【００４７】
次に、図３Ｂに示すように、発光ダイオード積層体３１０の第２導電型半導体層３１３を覆うように、第２シリコン基板３３０を提供する。本発明の一実施例において、第１シリコン基板３２０及び第２シリコン基板３３０は導電性シリコン基板である。
【００４８】
本発明の一実施例によれば、上記製造方法は、接合層を第１導電型半導体層と第１シリコン基板の間、及び/又は第２導電型半導体層と第２シリコン基板の間に形成することをさらに含む。図３Ｃにおいて、接合層３４０は、第２導電型半導体層３１３と第２シリコン基板３３０の間に形成される。本発明の一実施例において、接合層は、金属層又は透明導電層を含む。透明導電層の材料は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェン又はカーボンナノチューブを含むが、これらに限定されない。
【００４９】
図３Ｄにおいて、図３Ｂに続き、第２導電型半導体層３１３の表面の一部を露出させるように、少なくとも１つの第２中空部３３１を第２シリコン基板３３０に形成する。そして、複数の電極３５０を第２シリコン基板３３０に形成する。第２中空部を形成する方法としては、ドライエッチング法又はウェットエッチング法を含む。本発明の一実施例において、先に、マスクをシリコン基板表面に形成し、さらにエッチングプロセスを用いてパターン化された中空部を形成する。
【００５０】
次に、図３Ｅに示すように、コロイド材層３６０を図３Ｄの第１中空部３３１の内に直接に充填することができる。図３Ｅのコロイド材層３６０は、透明パッケージコロイドを含み、透明パッケージコロイドの材料は、例えば、透明シリカコロイド又は透明プラスチックであってよいが、これらに限定されない。本発明の一実施例において、コロイド材層を充填する方法は、塗布法又は点在塗布法（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を含む。
【００５１】
図３Ｆについて、図３Ｅと異なったところは、図３Ｆのコロイド材層３６０’が、均一に透明パッケージコロイドに分散される波長変換物質を備えることにある。波長変換物質の材料は、例えば、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせであってよいが、これらに限定されない。
【００５２】
また、図３Ｄに続き、第１導電型半導体層３１１の表面の一部を露出させるように、少なくとも１つの第１中空部３２１を第１シリコン基板３２０に形成する。そして、図３Ｇに示すように、複数の電極３５０を第１シリコン基板３２０に形成するとともに、発光ダイオードのパッケージ構造３００ａを完成する。第１中空部を形成する方法は、エッチングプロセスを用いる。図３Ｇにおいて、第１シリコン基板３２０の第１中空部３２１に面する側面３２２及び第２シリコン基板３３０の第２中空部３３１に面する側面３３２にはそれぞれ反射層を有して、それにより光取り出し効率を向上させる。
【００５３】
図３Ｈについて、図３Ｇと異なったところは、図３Ｈのパッケージ構造３００ｂではさらにコロイド材層３６０’が図３Ｇの第１中空部３２１及び第２中空部３３１内に充填されることにある。この実施例において、第１シリコン基板３２０の側から発出する光線の色は第２シリコン基板３３０の側から発出する光線の色と同じであるので、単色発光ダイオードの発光装置に適用することができる。コロイド材層３６０’は、透明パッケージコロイドに均一に分散される波長変換物質を含み、且つ波長変換物質の材料は、例えば、蛍光粉末、染料又は色素の中の１つ又はそれらの組み合わせであってよいが、これらに限定されない。
【００５４】
本発明の別の実施例において、図３Ｉに示すように、図３Ｇの第１中空部３２１にコロイド材層３６０’を充填し、第２中空部３３１にコロイド材層３６０を充填する。コロイド材層３６０は、透明パッケージコロイドからなり、コロイド材層３６０’は、透明パッケージコロイドに均一に分散される波長変換物質を含む。この実施例において、第１シリコン基板３２０の側から発出する光線の色は、第２シリコン基板３３０の側から発出する光線の色と異なり、このため、多色発光ダイオードの発光装置に適用することができる。
【００５５】
本発明の実施例において、発光ダイオードのパッケージ構造は、反対側に位置する少なくとも２つの中空部を有するので、発光ダイオードに双方向発光という効果を達成することができる。また、本発明の実施例の提供する双方向発光ダイオードは、発光ダイオード積層体のみにより双方向発光という具体的な効果を達成することができる。且つ発光ダイオード積層体構造の上、下の２つの表面にそれぞれ位置する２つの導電性シリコン基板と組み合わせると、発光ダイオードのパッケージ構造を形成することができる。このため、本発明の実施例の提供するパッケージ構造は、普通より小さいパッケージ構造体積を有し、且つ多種類の発光装置に適用することができる。
【００５６】
本発明では、実施形態及び実施例を前述の通りに開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００５７】
１００ａ〜１００ｄ、２００、３００ａ、３００ｂ：パッケージ構造
１１０、３１０：発光ダイオード積層体
１１１、２１１、３１１：第１導電型半導体層
１１２、３１２：発光層
１１３、３１３：第２導電型半導体層
１２０、２２０、３２０：第１シリコン基板
１２１、２２１、３２１：第１中空部
１２２、１３２、２２２、３２２、３３２：側面
１３０、３３０：第２シリコン基板
１３１、３３１：第２中空部
１４０、２４０、３５０：電極
１５０、３４０：接合層
１６０、１６０'、３６０、３６０'：コロイド材層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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