(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ（複数のＬＥＤチップ）を製造する方法であって、
ウエハ上に複数のＬＥＤを準備する段階と、
複数のスペーサのそれぞれが、前記複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つの上に配される前記複数のスペーサを形成する段階と、
前記ＬＥＤを変換材料でコーティングする段階であって、前記複数のＬＥＤのそれぞれの前記変換材料と前記スペーサとの体積の合計が互いに同一の体積となる、段階と、
を有し、
前記複数のＬＥＤチップのそれぞれが、前記複数のＬＥＤのそれぞれをとおる電気信号に応じて、目標波長に対して特定の標準偏差の範囲内の波長の光を放出するように、前記スペーサのそれぞれの体積は前記複数のＬＥＤのうちの対応するＬＥＤを覆う前記変換材料の量の減少量に相当する、
方法。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤのうちの対応するＬＥＤを覆う前記複数のスペーサのそれぞれの体積は、前記複数のＬＥＤのうちの対応するＬＥＤの発光波長と、前記目標波長とに応じて決定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のスペーサのそれぞれは、前記複数のＬＥＤから放出される光に対して実質的に透明な材料を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記標準偏差は、マカダムの標準楕円またはＣＩＥ図を用いて算出される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤチップのそれぞれから放出される光は、前記ＬＥＤおよび前記変換材料からの発光を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のＬＥＤチップは、白色光を放出する、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のスペーサを形成する段階の前に、前記複数のＬＥＤのうちの少なくとも一部の発光特性を測定する段階と、
それぞれの前記発光特性に基づいて、前記複数のＬＥＤの前記複数のＬＥＤそれぞれの上の前記複数のスペーサの体積を決定する段階と、
をさらに有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のＬＥＤを個片化して、ウエハから、個々のＬＥＤチップまたは複数のＬＥＤチップのグループを作製する段階をさらに有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のＬＥＤを覆う前記コーティングを平坦化する段階をさらに有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のスペーサのそれぞれは、均一な層、不均一な層、円錐形状、ピラミッド形状、半球形状および柱状からなる群から選択される形状を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ウエハ上の複数の発光ダイオード（複数のＬＥＤ）と、
複数のスペーサのそれぞれが、前記複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つの上に配される前記複数のスペーサと、
前記複数のＬＥＤおよび前記複数のスペーサを少なくとも部分的に覆う変換材料と、
を備え、
前記変換材料は前記ＬＥＤの少なくとも２つの面を覆い、前記複数のＬＥＤのそれぞれの前記変換材料と前記スペーサとの体積の合計が互いに同一の体積となり、前記スペーサのそれぞれの体積は前記複数のＬＥＤのうちの対応するＬＥＤを覆う前記変換材料の量の減少量に相当し、
前記複数のＬＥＤから放出された少なくとも一部の光は、前記変換材料を通過して変換され、
前記複数のスペーサを備えることで、ＬＥＤチップが前記標準偏差の範囲内の波長を有する光を放出する、
ＬＥＤチップウエハ。
【請求項１２】
複数の台座のそれぞれが、前記複数のＬＥＤのひとつと電気的に接続され、前記変換材料の表面に露出する前記複数の台座をさらに備える、
請求項１１に記載のＬＥＤチップウエハ。
【請求項１３】
表面に前記複数のＬＥＤがフリップチップ実装されるサブマウントをさらに備える、
請求項１１に記載のＬＥＤチップウエハ。
【請求項１４】
前記複数のスペーサが、前記複数のＬＥＤから放出される光に対して透明である、
請求項１１に記載のＬＥＤチップウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子（solid state emitter）の製造方法に関連し、より詳しくは、半導体発光素子のウエハレベル（ウエハ状態）での変換材料被膜方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤまたはＬＥＤｓ）は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子（solid state device）であり、概して、反対のドーピングを行われた層の間に１以上の半導体材料活性層を含む。ドーピングされた層にバイアスを印加すると、ホールおよび電子が活性層に注入され、活性層において、ホールおよび電子が再結合して、光が発生する。光は、活性層から放出され、さらに、ＬＥＤの全表面から放出される。
【０００３】
従来のＬＥＤは、活性層から白色光を発生させることができなかった。ＬＥＤの周囲に、黄色の蛍光体、ポリマーまたは染料を配することで、青色発光ＬＥＤからの光を白色光に変換していた。典型的な蛍光体としては、セリウムがドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｃｅ：ＹＡＧ）が用いられる。（日亜社の白色ＬＥＤの部品番号ＮＳＰＷ３００ＢＳ、ＮＳＰＷ３１２ＢＳ等、クリー（登録商標）社のＥＺＢｒｉｇｈｔＴＭ  ＬＥＤｓ、ＸＴｈｉｎＴＭ  ＬＥＤ等、および、ローリー（Lowrey）の米国特許第５９５９３１６号明細書「蛍光体−ＬＥＤデバイスの多重封止（Multiple Encapsulation）」を参照。）周囲の蛍光材料は、ＬＥＤの青色光の波長の幾分かを「ダウンコンバート（ｄｏｗｎｃｏｎｖｅｒｔ）」し、その色を黄色に変える。青色光のかなりの部分が黄色にダウンコンバートされるものの、幾分かは変わらずに蛍光体を通過する。このＬＥＤは、青色光と黄色光の両方を発し、これらが組み合わさって白色光を生じる。別の手法では、紫色または紫外発光ＬＥＤからの光が、そのＬＥＤを複数色の蛍光体またはダイで取り囲むことによって、白色光に変換されている。
【０００４】
ＬＥＤを蛍光体層で被覆するための従来方法の１つは、エポキシ樹脂またはシリコーンポリマーと混合された変換材料（例えば、蛍光体）を放出してＬＥＤを覆うのに、シリンジまたはノズルを利用する。しかしながら、この方法を用いた場合には、蛍光体の形状（geometry）および厚さを制御することが難しい場合がある。結果として、被覆の状態が異なるＬＥＤから放出される光は異なったものとなり、異なる角度で放出される光は通過する変換材料の量が異なる。その結果、視野角に応じて色温度が不均一になる。蛍光体の形状および厚さを制御することが難しいので、同一または類似の発光特性を有するＬＥＤを常に再現することも難しい。
【０００５】
ＬＥＤを被覆する別の従来方法は、ローリー（Lowrey）の欧州特許出願公開第１１９８０１６号明細書に記載されているような、孔版印刷（stencil printing）による。多重発光（Multiple light emitting）半導体デバイスは、隣接するＬＥＤ同士が適切な間隔となるように、基板上に配される。ＬＥＤに合わせた開口を有するステンシルが用意される。孔は、ＬＥＤよりわずかに大きく、ステンシルは、ＬＥＤより大きい（thick）。ＬＥＤのそれぞれが、それぞれに対応するステンシルの開口の中に配されるように、ステンシルが基板上で位置決めされる。次に、ステンシルの開口の中に組成物が堆積され、ＬＥＤを覆う。典型的な組成物としては、蛍光体を含み、熱または光によって硬化しうるシリコーンポリマーが用いられる。孔が充填された後、ステンシルが基板から除去され、ステンシル組成物（stenciling composition）が固体状態になるまで硬化される。
【０００６】
上記のシリンジ法の場合と同様に、ステンシル法を用いて、蛍光体含有ポリマーの形状および層厚さを制御することが難しい場合がある。ステンシル組成物がステンシルの開口を完全には満たしておらず、結果として生じた層が均一ではない場合がありうる。蛍光体含有組成物がステンシルの開口からはなれずに、ＬＥＤ上に残存する組成物の量が減少する場合もありうる。ステンシルの開口が、ＬＥＤに正しく位置合わせされない場合もありうる。これらの問題点は、ＬＥＤの色温度を不均一にし、同一または類似の発光特性を有するＬＥＤを常に再現することを難しくする。
【０００７】
スピンコーティング、スプレーコーティング、静電沈着（ＥＳＤ）および電気泳動析出（ＥＰＤ）を含む、様々なＬＥＤの被覆プロセスが考案されてきた。スピンコーティング、スプレーコーティングなどのプロセスは、蛍光体の堆積工程中にバインダ材料を利用する。一方、その他のプロセスは、堆積工程の直後にバインダを添加して、蛍光体の粒子／粉を安定させる必要がある。
【０００８】
近年、チップレベルでの被覆に代わって、コストおよび製造の複雑さを低減する目的で、ウエハレベルでＬＥＤを被覆することに対する関心が高まっている。ウエハの全面に形成された複数のＬＥＤは、様々な発光特性または発光分散（color spread）を有する可能性がある。図１は、複数の青色発光ＬＥＤが形成されたウエハの発光波長マップ１０の一例を示す。発光波長マップ１０は、ウエハの全面にわたる波長の変化を示しており、それぞれのウエハは、それぞれに特有の発光マップを有しうる。マップに示されているように、波長の分布は、およそ４４５から４６０ｎｍの範囲である。なお、他のウエハが、ウエハの異なる領域に異なる分布を示す場合がある。この分布は、ＬＥＤの成長中におけるエピタキシャル材料の変動などの様々な要因に起因しうる。または、成長基板の平坦性（すなわち、ｂｏｗ）の変動に起因しうる。
【０００９】
上述の方法の１つを用いて、ウエハを変換材料（すなわち、蛍光体）で被覆することができる。図２は、被覆後の変換材料の厚さマップ２０を示す。いくつかの製造プロセスにおいて、コーティングが、既知の方法により平坦化されてよい。下部のウエハの厚さの変動、平坦化の変動などの様々な要因に起因して、コーティングの厚さは、ウエハの全面にわたって変動する。図示された実施形態においては、ウエハの全体的な厚さの変動（total thickness variation）はおよそ３μｍである。ウエハの全面にわたるＬＥＤの発光波長の変動および変換材料の厚さの変動は、ウエハから個片化（singulate）されたＬＥＤチップの発光波長またはカラーポイントの分散をもたらしうる。この分散は、ウエハの全面にわたる蛍光体の流入変動（loading variation）または濃度によって悪化しうる。
【００１０】
人間の目は、発光波長および白色色相の変動に比較的敏感であり、発光波長または色の比較的小さな差でも感知することができる。単一色の光を発するように設計されたパッケージが発する色に知覚できる変動があると、顧客満足度が低下し、ＬＥＤパッケージの商業用途への受入れが全体的に低減しかねない。同一または類似の波長の光を発するＬＥＤを提供する目的で、ＬＥＤが試験され、色または輝度によって分類されうる。これは当技術分野では一般にビニング（binning）と呼ばれている。各ビンは、典型的には単一の色および輝度の群からのＬＥＤを含み、典型的にはビンコード（bin code）によって識別される。白色発光ＬＥＤは、色度（色）および光束（輝度）によって分類することができる。カラーＬＥＤは、主波長（dominant wavelength）および光束によって分類でき、あるいはロイヤルブルーなどの特定の色の場合は、放射束（輝度）によって分類することができる。ＬＥＤは、リール状にするなどして出荷することができ、このリールは１つのビンからのＬＥＤを含み、適切なビンコードでラベルが付けされる。
【００１１】
図３は、１９３１ＣＩＥ図（1931 CIE Curve）上にプロットされた色度領域マップ３０であり、これらの領域のそれぞれは、白色ＬＥＤの特定の色度に対応する。これらの領域は、黒体曲線または黒体軌跡（ＢＢＬ）を取り囲むように示されている。これらの領域はそれぞれ、人間の目に許容可能な範囲内の色度変動を示すように設計されている。例えば、領域ＷＦは、実質的に知覚不能な色度変動を有する特定の領域を示す。そのため、この領域の範囲内で発光するＬＥＤは、一緒にビニングされる。
【００１２】
図４は、変換材料による被覆後における、青色発光ＬＥＤを有するウエハのサンプルバッチに関する発光特性分布の一例を示す。領域記号は、図３中に示されているように、マップの異なる色度領域に対応する。被覆されたＬＥＤの大部分は、ＷＣ、ＷＤ、ＷＧおよびＷＨの領域の光を発し、残りのＬＥＤは、その他の領域の光を発する。マップ領域の外側の領域の光を発する場合もある。発光特性の変動は、ＬＥＤウエハの全面にわたる発光波長の変動および蛍光体の厚み変動に起因する。発光変動により、個々のＬＥＤに対して複数の異なるビンが必要になるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このビニング工程は、通常、デバイスのテストおよび様々な発光特性による選別、ならびに、この工程に伴うデータおよびレコードに関する間接費によって、ＬＥＤの製造コストを増加させる。製造するＬＥＤのビンの数が増えれば増えるほど、ビニング工程に関する追加費用も増加する。このことは、回りまわって、ＬＥＤの最終コストの増加をもたらしうる。
【００１４】
ウエハの全面にわたって、被覆されたＬＥＤが、目標とするカラーポイントまたは波長に近い光を発すれば、このビニング工程を軽減させることができる。ＬＥＤの目標発光（target emission）を測定する方法の１つは、目標とするカラーポイントまたは波長からの標準偏差によるものであり、一例として、図３に示されたＣＩＥ色領域マップ上のマカダムの偏差楕円（MacAdam Ellipses）による偏差がある。これらの楕円は、当技術分野では一般に知られており、目標光との差が知覚されない範囲でその目標からどの程度外れることができるかの境界を確立するように画定される。マカダムの偏差楕円は、「ステップ」または「標準偏差」を有するとして説明される。例えば、目標の周辺に描かれた「１ステップ」楕円の境界線上の点は、全て、目標からの１標準偏差（one standard deviation）を表す。従来の照明器具（白熱灯または蛍光灯）に関する規定の公差（specified tolerance）は、マカダムの偏差楕円で４ステップ以内である。ＬＥＤが、一般的な照明設備の消費者に、より一般的に受け入れられるためには、一般に認められた規定の公差の範囲内（例えば、マカダムの偏差楕円で４ステップ以内）の発光特性を有するＬＥＤが提供される必要がある。現在の製造工程のいくつかに関して、マカダムの偏差楕円で４ステップ以内のＬＥＤの収率は、２０％以下である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、ウエハレベルのＬＥＤチップなどの半導体デバイス（semiconductor device）の新たな製造方法と、当該方法を用いて製造されたＬＥＤ、ＬＥＤチップおよびＬＥＤチップウエハとを開示する。本発明に係る、複数のＬＥＤチップを製造する方法の一実施形態は、複数のＬＥＤを準備する段階と、それぞれが少なくとも１つのＬＥＤの上に配される、複数のスペーサを形成する段階とを有する。次に、ＬＥＤが変換材料で被覆される。このとき、複数のスペーサのそれぞれは、複数のＬＥＤのうちのそれぞれのスペーサに対応するＬＥＤを覆う変換材料の量を減少させる。複数のＬＥＤチップは、電気信号に応じて、目標波長の特定の標準偏差（a standard deviation）内の波長の光を放出する。
【００１６】
本発明に係る、ＬＥＤチップウエハの一実施形態は、ウエハ上の複数のＬＥＤと、それぞれが、複数のＬＥＤのうちのそれぞれに対応するＬＥＤの上に配される複数のスペーサとを備える。少なくともいくらかの光が変換材料を通過して変換されるように、変換材料が、ＬＥＤおよびスペーサを少なくとも部分的に覆う。スペーサがあることで、ＬＥＤチップは、特定の標準偏差内の波長の光を放出することができる。スペーサを有しない類似のＬＥＤチップと比較すると、当該類似のＬＥＤチップの少なくともいくつかは、特定の標準偏差の範囲外の波長の光を放出する。
【００１７】
本発明に係る、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップの一実施形態は、ＬＥＤと、ＬＥＤ上のスペーサとを備える。スペーサ上および少なくとも部分的にＬＥＤを覆う蛍光体コーティングが含まれる。これにより、ＬＥＤによって放出された光の少なくともいくらかが蛍光体によって変換される。スペーサは、ＬＥＤからの光にとって透明であり、スペーサの容積は、スペーサがなければ変換材料によって占められていたであろう空間を使用する（consume）。これにより、ＬＥＤを覆う蛍光体コーティングの量が減少し、その結果、ＬＥＤチッは、目的とする波長の光を放出する。
【００１８】
本発明に係る、ＬＥＤパッケージの一実施例は、電極（contact）と、スペーサとを含むＬＥＤを有するＬＥＤチップを備える。スペーサは、ＬＥＤからの光にとって透明である。ＬＥＤおよびスペーサを少なくとも部分的に覆う変換コーティングが含まれる。このとき、スペーサの容積は、ＬＥＤを覆う蛍光体コーティングの量を減少させ、その結果、ＬＥＤチップは、目的とする波長の光を放出する。電極と電気的に結合され、パッケージリード（package lead）が含まれる。ＬＥＤチップおよび電気接続を取り囲む封止材（encapsulation）が含まれる。
【００１９】
これらの態様、その他の態様（aspect）および発明の効果は、以下の詳細な説明、および、発明の特徴（feature）の一例として示される添付図面により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】複数の青色発光ＬＥＤを有するＬＥＤウエハの全面にわたる発光波長マップの一実施形態を示す。
【図２】ＬＥＤの全面にわたる変換材料の厚さマップの一実施形態を示す。
【図３】１９３１ＣＩＥ図上にプロットされた色度領域マップの一実施形態を示す。
【図４】変換材料を機械加工する前のＬＥＤウエハ上の複数のＬＥＤに関する発光特性分布を示すグラフの一例である。
【図５】本発明に係る、ＬＥＤチップを製造する方法の一実施形態に関するフロー図の一例である。
【図６ａ】本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの一実施形態の断面図の一例である。
【図６ｂ】後続の（subsequent）製造工程における、図６ａに示されたＬＥＤチップウエハの断面図の一例である。
【図６ｃ】後続の製造工程における、図６ｂに示されたＬＥＤチップウエハの断面図の一例である。
【図６ｄ】後続の製造工程における、図６ｃに示されたＬＥＤチップウエハの断面図の一例である。
【図６ｅ】図６ｄに示されたＬＥＤチップウエハから個片化されたＬＥＤチップの断面図の一例である。
【図７ａ】本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの一実施形態の断面図の一例である。
【図７ｂ】後続の製造工程における、図７ａに示されたＬＥＤチップウエハの断面図の一例である。
【図７ｃ】後続の製造工程における、図７ｂに示されたＬＥＤチップウエハの断面図の一例である。
【図７ｄ】図７ｃに示されたＬＥＤチップウエハから個片化されたＬＥＤチップの断面図の一例である。
【図８】本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの別の実施形態の断面図の一例である。
【図９】不均一なスペーサを有する本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの別の実施形態の断面図の一例である。
【図１０】ピラミッド形状のスペーサを有する本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの別の実施形態の断面図の一例である。
【図１１】半球状のスペーサを有する本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの別の実施形態の断面図の一例である。
【図１２】柱状のスペーサを有する本発明に係る、製造されたＬＥＤチップウエハの別の実施形態の断面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、発光素子を覆う変換材料の量を変えることで半導体発光素子の発光特性を制御する方法に関する。本発明は、また、上記方法を用いて製造された発光素子に関する。本発明は、複数のＬＥＤをウエハレベル（ウエハ状態）で製造する方法に特に適用される製造方法を提供する。当該方法は、ウエハレベルで特定のＬＥＤを覆う変換材料を修正して、ウエハの全面にわたってＬＥＤチップの発光特性の変動を低減または撲滅する。本発明に係る方法は、個々のＬＥＤまたはウエハから個片化されたＬＥＤのグループの発光特性を変化させるのにも使用することができる。
【００２２】
一実施形態において、ウエハは、主発光波長（dominant emission wavelength）を有する複数のＬＥＤを備えてよい。主発光波長は、特定の範囲内に収まる。上述のとおり、ＬＥＤの成長中におけるエピタキシャル材料の変動、成長基板の平坦性の変動などの要因に起因して、ウエハの全面にわたる複数のＬＥＤは、異なる波長で発光してうる。ウエハが均一な変換材料層に覆われる場合、ウエハから個片化されて得られたＬＥＤチップもまた、異なる波長または色で発光する。変換材料層が付加される前に、複数のＬＥＤのうちの特定のＬＥＤ（複数可）を覆うスペーサを選択的に付加することによって、このようなＬＥＤチップの色の変動と、その結果生じるビニングの必要性を、ウエハレベルで低減または撲滅することができる。スペーサは、ＬＥＤまたは複数のＬＥＤの発光波長に応じて、異なる厚みまたは体積を有してよい。次に、均一な変換層が付加されたとき、スペーサを有するこれらのＬＥＤまたはＬＥＤのグループ、スペーサの体積に相当する分だけ体積が減少した変換材料を有する。このように変換材料の体積が減少することで、変換材料による光の変換量が少ないＬＥＤチップが得られ、ＬＥＤによって放出される異なる波長の光を補う（compensate）。これにより、ウエハの全面にわたって、目標とする発光波長により近い光を放出するＬＥＤチップが得られる。
【００２３】
本発明は、他のＬＥＤチップを製造する場合にも使用することもできるが、特に、白色発光ＬＥＤチップの製造に好適に使用される。そのような一実施形態において、ウエハは、主発光波長（例えば、およそ４４０から４８０ｎｍの間の波長）を有する複数の青色発光ＬＥＤを含んでよい。ウエハの全面にわたってＬＥＤの発光波長の配置を示すマップが作成され、ＬＥＤまたはＬＥＤの領域の上に、スペーサが堆積されてよい。このとき、発光波長に応じて、ＬＥＤを覆うスペーサの体積が異なってよい。次に、ウエハが、セリウムがドープされたＹＡＧを含むバインダのような変換材料層で覆われてよい。いくつかの実施形態において、次に、変換層が平坦化されてよい。ウエハから個片化されたＬＥＤは、ＣＩＥ図上の特定の色度範囲またはマカダムの偏差楕円において特定の標準偏差以内というように、目標とする発光波長に近い白色光を放出する。
【００２４】
以下に記載されるように、本発明に係るスペーサは、多くの様々な材料を含んでよく、多くの様々な形状でＬＥＤを覆ってよい。スペーサはまた、多くの様々な方法を用いて、ＬＥＤまたはＬＥＤのグループに付加されてよい。ＬＥＤの発光波長の変動が、同一または類似の発光波長を有する多重ＬＥＤ（multiple LED）の領域に分離されうるウエハにおいて、スペーサの化合物は、当該領域中のＬＥＤのグループの上に、同一の厚さで付加されてよい。
【００２５】
本明細書において、本発明は、特定の実施形態を参照して開示される。しかし、本発明は多くの様々な態様で具体化されることができる。また、本発明が、本明細書に開示される実施形態に限定されるかのように解釈されるべきではない。特に、以下において、本発明は、光を下方変換する（down-converter）コーティングを用いてＬＥＤを被覆することに関して説明される。当該コーティングは、典型的には、バインダと混合された蛍光体（蛍光体／バインダ・コーティング）を含む。しかし、本発明は、下方変換、保護、光取出し（light extraction）または散乱（scattering）の目的で、その他の材料を用いてＬＥＤを被覆する場合にも利用できることが理解されよう。蛍光体バインダに、散乱粒子もしくは散乱物質または光取出し粒子もしくは光取出し物質が含まれてよいことも理解されよう。コーティングが、電気的に活性（electrically active）であってもよいことも理解されよう。また、様々な物質を含むその他の半導体デバイスの被覆にも、本発明に係る方法を利用することができる。さらにん、単一または複数のコーティングおよび／または層が、ＬＥＤ上に形成されてよい。コーティングは、蛍光体を含まなくてもよく、１以上の蛍光体、散乱粒子および／またはその他の物質を含んでもよい。コーティングは、有機色素（organic dye）のような、光を下方変換することができる物質を含んでもよい。Ｗｉｔｈ複数のコーティングおよび／または層を有する場合、それぞれが、他の層および／またはコーティングとは違う、蛍光体、散乱粒子、光学特性（例えば、透明性、屈折率など）および／または物理特性を有してよい。
【００２６】
層、領域または基板のような要素が他の要素の「上（on）」に存在するという場合には、当該要素が、他の要素の上に直接配されてもよく、または、介在要素が存在してもよいことが理解されよう。さらに、本明細書において、「内側」、「外側」、「上部」、「上方」、「下側」、「下部」、「下方」およびこれらの類義語のような相対的な用語が、ある層または別の領域の関係を説明するのに用いられる。これらの用語は、図面に描かれた方向に加えて、デバイスの様々な方向（orientation）をも本発明の範囲に含めることを目的としていることが理解されよう。
【００２７】
本明細書において、第１、第２といった用語を用いて、要素（element）、構成要素（component）、領域、層および／または部分（section）について説明する場合がある。しかし、これらの要素、構成要素、領域、層および／または部分は、上記の用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、単に、特定の要素、構成要素、領域、層または部分を、別の領域、層または部分と区別するためだけに用いられる。以下の説明における、第１の要素、構成要素、領域、層または部分も、本発明の教示から逸脱しない範囲で、第２の要素、構成要素、領域、層または部分と呼ばれてもよい。
【００２８】
本明細書において、本発明の実施形態は、本発明の実施形態の一例を概略的に説明する断面図を参照して説明される。そのため、例えば、製造技術および／または製造公差の結果として、実際の層の厚さとは異なる場合がありうる。また、図面の形状との差異が発生しうる。本発明の実施形態は、本明細書で説明された特定の領域の形状に限定されるかのように解釈されるべきではない。そうではなく、例えば製造工程に由来する形状の誤差が予定されている。正方形または長方形として説明または記載されている領域は、通常の製造公差（manufacturing tolerance）に起因して、通常、曲線的な（rounded）または湾曲した（curved）特徴（feature）を有する。図面に示されている領域は、本来、略図であって、それらの形状は、特定のデバイスの特定の領域の正確な形状を示すことを目的とするものではない。さらに、それらの形状は、本発明の範囲を限定することを目的とするものでもない。
【００２９】
図５は、本発明に係る、ＬＥＤチップを製造する方法４０の一実施形態を示す。複数のステップが、特定の順番で示されているけれども、これらのステップは、異なる順番で実施されてもよく、異なるステップが用いられてもよいことが理解されよう。本方法は、ＬＥＤの製造を参照して説明される。しかし、本方法は、その他の半導体発光素子およびその他の半導体デバイスの製造に使用されてもよいことが理解されよう。一実施形態において、方法４０が、変換材料によって被覆されたＬＥＤを備えうる白色発光ＬＥＤチップの製造に用いられる。
【００３０】
４２において、成長ウエハまたは基板上にＬＥＤが作製される。ＬＥＤは、様々な方法で配置された多くの様々な半導体層を有してよい。ＬＥＤの製造および動作は、本技術分野において一般的に知られている。そこで、本明細書では、ごく簡単にだけ説明する。ＬＥＤを構成する層は、既知のプロセスを用いて製造されてよい。上記プロセスは、好適には、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いた製造工程であってよい。ＬＥＤを構成する層には、通常、第１および第２の逆タイプ不純物エピタキシャル層（oppositely doped epitaxial layer）の間に挟まれた活性層／領域が含まれる。それらの全ては、成長ウエハまたは基板（「ウエハ」と称する場合がある。）上に、引き続いて（successively）形成される。ＬＥＤの層は、当初は、基板の全面にわたる連続的な層として形成されてよい。その後、層が、個々のＬＥＤに分割または分離されてよい。このような分離は、活性領域および不純物層（doped layer）の一部を、ウエハまでエッチングして、ＬＥＤ同士の間に開口（open area）を形成することで達成されてもよい。その他の実施形態において、活性層および不純物層が、ウエハ上に連続層として残されてよく、ＬＥＤチップが個片化（singulate）されるときに個々のデバイスに分離されてもよい。
【００３１】
複数のＬＥＤのそれぞれに、光取出し層および要素はもちろん、バッファ層、核形成層、電極層、電流拡散層を含む付加的な層および要素が含まれてもよい。なお、付加的な層および要素は、これらに限定されるものではない。活性領域は、単一量子井戸（ＳＱＷ）、多重量子井戸（ＭＱＷ）、ダブルへテロ接合または超格子構造を含んでよい。本技術分野において知られているように、逆タイプ不純物層は、一般にｎ型不純物層およびｐ型不純物層と呼ばれる。
【００３２】
ＬＥＤは、様々な材料系から製造されてよい。材料系は、好ましくは、III族窒化物を利用した材料系（Group-III nitride based material system）であってよい。III族窒化物は、窒素および周期律表のIII族に含まれる元素との間で形成される半導体化合物である。III族に含まれる元素としては、通常、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）が用いられる。この用語は、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などの三元化合物および四元化合物を表す場合がある。好ましい実施形態において、ｎ型層およびｐ型層は窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、活性領域はＩｎＧａＮである。別の実施形態において、ｎ型層およびｐ型層は、ＡｌＧａＮ、砒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）または砒化リン化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＡｓＰ）であってもよい。
【００３３】
ウエハは、多くの材料（例えば、サファイア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ＧａＮ）で作られてよい。３Ｃ、６Ｈおよび１５Ｒポリタイプを含むその他の炭化ケイ素ポリタイプもまた使用することができるけれども、好適には、４Ｈ−炭化ケイ素ポリタイプ（４Ｈ−ＳｉＣ）のウエハが使用される。炭化ケイ素には、いくつかの利点がある。例えば、サファイアよりも、結晶格子がIII族窒化物と整合しやすく、より高品質のIII族窒化物膜が得られる。また、炭化ケイ素は、熱伝導率が非常に高く、その結果、炭化ケイ素上のIII族窒化物デバイスの全体的な出力電力は、（サファイア上にいくつかのデバイスが形成されている場合のように、）ウエハの熱散逸による制限を受けない。ＳｉＣウエハは、ノースキャロライナ州のダラムにあるクリー研究所から入手することができる。また、ＳｉＣウエハを製造する方法は、科学文献のほかに、米国再発行特許発明第３４，８６１号明細書、米国特許第４，９４６，５４７号明細書および米国特許第５，２００，０２２号明細書にも開示されている。
【００３４】
また、複数のＬＥＤのそれぞれは、第１および第２の電極を有してよい。ＬＥＤは、基板上に形成された第１の電極と、ＬＥＤの最上層（典型的には、ｐ型層である。）の上に形成された第２の電極とを含む垂直型構造（vertical geometry）を有してよい。第１および第２の電極は、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）またはそれらの組み合わせなどの、多くの様々な材料を含んでよい。さらに他の実施形態において、電極は、伝導性酸化物または透明導電酸化物を含んでよい。例えば、インジウム・スズ酸化物、酸化ニッケル、酸化亜鉛、カドミウム・スズ酸化物、タングステン・ニッケル・チタン合金（titanium tungsten nickel）、酸化インジウム、酸化スズ、酸化マグネシウム、ＺｎＧａ２Ｏ４、ＺｎＯ２／Ｓｂ、Ｇａ２Ｏ３／Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ２／Ｓｎ、Ｉｎ２Ｏ３／Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ２、ＬａＣｕＯＳ、ＣｕＧａＯ２およびＳｒＣｕ２Ｏ２含んでよい。使用される材料の選択は、電極の配置および目的とする電気的特性（例えば、透明性、接合抵抗、シート抵抗）による。III族窒化物デバイスの場合には、通常、薄い半透明の電流拡散層が、ｐ型層の全体またはいくらかを覆ってよいことが知られている。第２の電極がそのような層を含んでよいことが理解されよう。当該層は、他の材料を用いることもできるが、典型的にはプラチナ（Ｐｔ）などの金属、または、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明な導電性酸化物の層である。
【００３５】
本発明は、両方の電極がＬＥＤの上層の上に形成される横型構造（lateral geometry）を有するＬＥＤに使用されてもよいことが理解されよう。また、本発明は、ＬＥＤの光を反射するように配置されたミラーを有するサブマウントに実装することができるフリップチップ型のＬＥＤチップに使用されてもよい。ＬＥＤは、付加的な電流拡散構造またはグリッドなどの様々な構造を有してよい。
【００３６】
一実施形態において、複数のＬＥＤのそれぞれは、１以上の台座をさらに備えてよい。１以上の台座のそれぞれは、ＬＥＤを蛍光体コーティング処理した後、それぞれに対応するＬＥＤの電極の１つと電気的に結合されてよい。本実施形態は、以下および白色チップの特許出願である米国特許出願第１１／６５６，７５９号および米国特許出願第１１／８９９，７９０号において、より詳細に説明される。上記の２つの特許出願は、ともに「ウエハレベルでの蛍光体コーティング方法および当該方法により製造されるデバイス」という名称であり、それらの開示は、本明細書に完全に記載されているのと同様に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３７】
ウエハレベルでのＬＥＤの製造に続いて、４４において、ＬＥＤの様々な特性が測定されてよい。例えば、動作電圧、リーク電流、ピーク発光波長および主発光波長、ならびに、強度（intensity）が測定されてよい。本発明の目的上、特に興味のある特性は発光波長であり、２番目は、発光強度（emission intensity）である。様々な測定手法が用いられてよく、一実施形態においては、複数のＬＥＤのそれぞれに電気信号を与えてそれぞれのＬＥＤから光を放出させ、出力発光特性を測定することで、複数のＬＥＤがプロービングされてもよい。別のプロービング手順においては、ウエハ上のＬＥＤが全体的に駆動され、複数のＬＥＤの出力が測定されてもよい。異なる領域またはグループの複数のＬＥＤが駆動され、それらの出力が測定されてもよい。または、それぞれのＬＥＤが個別に駆動され、その出力が測定されてもよい。このプロービング工程において、欠陥のあるＬＥＤを特定して、当該欠陥のあるＬＥＤについては、さらなる処理が実施されないようにしてもよい。これにより、全体の処理時間およびウエハに関するコストを低減させることができる。
【００３８】
また、ウエハの可視欠陥を視覚的に検査して、製造物の中から、物理的欠陥のあるＬＥＤを識別してよい。物理的欠陥のあるＬＥＤは、結果として正常に機能しないであろう。不良ＬＥＤのマップが作成され、さらなるプロービング工程および微細加工工程において、不良ＬＥＤが処理対象から除外されてもよい。不良ＬＥＤを処理対象から除外することで、ＬＥＤウエハの処理に関する時間とコストとを低減させることができる。
【００３９】
方法４０は、オプションで、視覚検査工程およびプロービング工程の結果に基づいてマップを作成するステップ４６を含んでよい。マップは、様々な特性を示してよい。例えば、ウエハの全面にわたって、複数のＬＥＤの発光波長を示してよい。ウエハの全面にわたって、複数のＬＥＤのうち、許容範囲内とわかっている欠陥を含む(known good defective)ＬＥＤを表してもよい。例えば、複数の青色発光ＬＥＤを含むウエハは、およそ４５０から４６０ｎｍの発光波長変動を経験してよい。なお、本発明に係る方法の異なる実施形態は、ウエハレベルのＬＥＤの視覚および／または発光特性マップを作成することなく完了してもよい。
【００４０】
上述の通り、既存の従来の照明技術とより効果的に競争するには、選択されたビンの範囲内またはマカダムの偏差楕円における特定の標準偏差の範囲内（例えば、マカダムの偏差楕円において４ステップ以内）といった、カラーポイントまたは波長の安定性および再現性を備えた白色ＬＥＤ技術が必要となる。ウエハの全面にわたって、カラーポイントまたは波長の広がり（spread）をより狭くすべく、本発明に係るウエハまたはＬＥＤにおいては、結果的に得られる蛍光体で被覆されたＬＥＤチップ（phosphor coated LED chip）が、上記の標準偏差の範囲内の光を放出するように、ＬＥＤを覆って堆積される変換材料の量が調整される。異なる波長を放出する複数のＬＥＤに関しては、ＬＥＤ同士が調和の取れた光を放出するように、ＬＥＤを覆う変換材料の量が調整されてよい。このことを可能にする本発明に係る方法の１つは、ＬＥＤを覆う変換材料の量を目的の量まで減少させることである。
【００４１】
４８において、ウエハ上の複数のＬＥＤのうち、選択された複数のＬＥＤに、スペーサが付加される。スペーサは、異なるＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループの上方では、異なる厚さまたは体積を有してよい。スペーサの厚さまたは体積を決定する要因としては、様々な要因が考えられる。主要な要因としては、ＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループの発光波長、最終製品であるＬＥＤチップにおいて定められた目標発光、ＬＥＤを覆う変換材料の厚さ、変換材料中における変換粒子の濃度などが挙げられる。適切なソフトウエアを有するコンピュータなどの様々な計算手段を用いて、様々なＬＥＤを覆うスペーサの体積を計算することができる。スペーサの厚さまたは体積は、特定のＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループを覆う変換材料の体積の目標減少量に相当する。変換材料の体積が減少することで、変換材料によって変換されるであろうＬＥＤの光が少なくなり、それにより、最終製品であるＬＥＤチップが目的とする発光を発するようになる。すなわち、ＬＥＤの上方のスペーサの体積が増加するにつれ、ＬＥＤからの光が衝突または通過する変換材料が少なくなる。特定のＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループの発光波長のために、変換材料を少なくすることが要求される場合には、スペーサの厚さまたは体積を増加させればよい。
【００４２】
スペーサは、多くの様々な材料を含んでよい。このとき、スペーサは、以下に説明されるコーティング工程（被覆工程）の間、ＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループの上方の空間の体積を消費することができ、ＬＥＤからの光を少なくとも部分的に透過させることが好ましい。多くの実施形態において、スペーサは、ＬＥＤからの光の特定の波長に対して透明な材料を含み、ＬＥＤの光を吸収しないか、または、わずかな量（nominal amount）の光を吸収する。いくつかの実施形態において、スペーサは、液体状態でＬＥＤウエハに付加された後、熱硬化、紫外線（ＵＶ）硬化、赤外線（ＩＲ）硬化または空気中での硬化により、硬化しうる材料を含んでもよい。好適には、スペーサ層に用いられる材料は、透明なシリコーンまたはエポキシ樹脂を含んでよい。後に続く変換材料被覆工程の間、ＬＥＤを覆って形状を維持することができる多くの様々な材料がスペーサ層に用いられてよく、それらは、固体でも、液体でも、気体でもよいことが理解されよう。
【００４３】
ウエハ上にスペーサを堆積させるには、多くの様々な方法が用いられてよい。例えば、複数のＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループのそれぞれを覆う適切な量のスペーサ材料を散布する（dispense）ようプログラムされうる、カートリッジ散布システム（cartridge dispense system）またはシリンジ散布システム（cartridge dispense system）が用いられてよい。上述のとおり、スペーサ材料の量は、主として、最終製品であるＬＥＤチップにおいて目的とする発光波長と、ウエハ中のＬＥＤにおける発光波長とによって決定される。散布方法の別の方法においては、ナノ・リットルの分解能（nano-liter resolution）で液体のスペーサ材料が散布されてよい。このとき、結果として得られる特定のスペーサ層は、１〜数ミクロンの厚さである。なお、他のスペーサ層は、これより薄くても厚くてもよいことが理解されよう。
【００４４】
上述のスペーサ形成方法は、スペーサを目的とする特定の位置に堆積または形成する段階と、スペーサを目的とする厚さに形成する段階とを含む。その他のスペーサ形成方法において、ウエハのいたるところに、化学的または機械的な方法を用いて、目的とする場所のスペーサ材料が薄くされたり、必要でない領域のスペーサ材料が除去されたりしたスペーサ材料が含まれてよい。さらに他の実施形態において、光パターニング可能なシリコーン（photo patternable silicone）またはＵＶ硬化型の透明エポキシ樹脂が、スプレーまたはスピンコートによってウエハ上に塗布され、次に、ウエハ上でエポキシ樹脂が残存すべき領域に、局所的にＵＶが露光される（UV exposed）。この局所的なＵＶ露光は、ＵＶレーザーを用いて実施されてよく、特定のスポットを間欠的にラスタリングすることにより、または、ＵＶレーザーをブロックしたり、ブロック解除したりするシャッターを用いることにより、スペーサ層が残存すべき領域にのみ、ＵＶ露光が施される。標準的なリソグラフィー工程と同様に、スペーサ材料の露光されていない部分が、湿式化学法を用いて、溶解または除去（develop out）されてよい。または、アパチャー（aperture）を有するマスクとともにＵＶランプを用いて、ウエハおよびスペーサ材料のフラッド露光処理（flood exposure）が実施されてもよい。いくつかの実施形態においては、異なるウエハに対して、異なるマスクが必要になる場合がある。この工程に続いて、未露光部分が除去（develop awy）されてもよい。
【００４５】
以下でさらに説明されるように、スペーサが個々のＬＥＤまたは複数のＬＥＤのグループを覆う形状は様々であってよい。スペーサは、一実施形態において、複数のＬＥＤは、実質的に均一な層を含んでもよく、他の実施形態において、不均一な層を含んでもよい。さらに、他の実施形態において、スペーサは、半球状またはピラミッド形状などの様々な形状を有してよく、または、少なくとも一部のＬＥＤを覆う１以上の円筒形状または多角柱（multi-sided column）形状を有してもよい。これらは、スペーサの形状として採用しうる形状のほんのいくつかに過ぎない。スペーサは、目的とする体積（desired volume）を有してよく、ＬＥＤを覆う変換材料を目的とする量だけ減少させる。
【００４６】
５０において、変換材料によりウエハが被覆される。一実施形態において、変換材料は、複数のＬＥＤのそれぞれを覆う蛍光体／バインダ・コーティングを含んでよい。蛍光体／バインダ・コーティングは、既知の様々なプロセスを用いて付加されてよい。例えば、散布法、電気泳動析出法、静電沈着法、印刷法、インクジェット印刷法またはスクリーン印刷法などが用いられる。他の実施形態において、上記のコーティングは、別々に製造された成形品（preform）として提供されてよい。上記の成形品は、ＬＥＤを覆って結合または実装される。
【００４７】
一実施形態において、スピンコーティング法を用いて、蛍光体が、蛍光体／バインダの混合物として、ウエハの上に堆積される。スピンコーティング法は、本技術分野において既知であり、一般的に、目的とする量のバインダおよび蛍光体の混合物を、ウエハの中央に堆積させる段階と、基板を高速で回転させる段階とを有する。混合物は、遠心加速度によりウエハの端まで広がり、最終的には、ウエハ上に蛍光体／バインダ混合物の層を残してウエハから離れる。最終的な層厚およびその他の特性は、混合物の特質（例えば、粘度、乾燥速度、蛍光体の含有率、表面張力など）、および、回転工程で選択されたパラメータに依存する。大型のウエハにとって、基板を高速で回転させる前に、蛍光体／バインダ混合物を基板の上に散布することは有益かもしれない。
【００４８】
他の実施形態において、既知の電気泳動析出方法を用いて、ウエハ上に蛍光体が析出されてもよい。液体中に懸濁した蛍光体粒子を含む溶液中に、ウエハおよびＬＥＤが曝される。溶液とＬＥＤとの間に電気信号が付加され、電場が生成される。これにより、蛍光体粒子がＬＥＤに向かって移動し、ＬＥＤ上に堆積（析出）する。通常、この工程により、ＬＥＤに覆いかぶさった粉末上の蛍光体が残される。その後、蛍光体の上にバインダが堆積されてよい。これにより、蛍光体粒子がバインダの中に浸透して、コーティング（被膜）が形成される。バインダ・コーティングは、多くの既知の方法を用いて付加されてよい。一実施形態において、バインダ・コーティングは、スピンコーティング法を用いて付加されてよい。
【００４９】
次に、蛍光体／バインダ・コーティングが硬化されてよい。使用されるバインダの種類などの様々な要因に応じて、多くの様々な硬化方法が用いられてよい。これらに限定されるものではないが、熱硬化、紫外線（ＵＶ）硬化、赤外線（ＩＲ）硬化または空気中での硬化などの様々な硬化方法が用いられてよい。バインダとして、様々な材料が用いられてよい。バインダは硬化後に強固になり、可視光の波長領域において実質的に透明であることが好ましい。好適な材料としては、シリコーン、エポキシ、ガラス、無機ガラス、スピンオンガラス、誘電体、ＢＣＢ、ポリイミド、ポリマーおよびそれらの混成物が挙げられる。高い透明性および高出力ＬＥＤにおける信頼性のために、好適にはシリコーンが用いられる。フェニル基およびメチル基を利用した好適なシリコーンが、ダウ（登録商標）から販売されている。他の実施形態において、バインダ材料は凹凸が付けられてよい（textured）。または、バインダ材料は、例えば、チップ（半導体材料）および成長基板などの特徴（feature）と、反射係数が整合するように設計されてよい。これにより、全反射（ＴＩＲ）を抑制して、光取出し効率を改善することができる。同様に、ＬＥＤの表面に凹凸が付けられて、光取出し効率が改善されてよい。
【００５０】
好ましくは、コーティングは、１以上の光変換材料を含む。光変換材料は、ＬＥＤからの光を吸収して、異なる波長の光を再放出する。例えば、光を下方変換して、より長い波長の光を再放出する。多くの様々な変換材料が用いられてよく、好適には、蛍光体が用いられる。最終的なＬＥＤチップに含まれる蛍光体によって吸収されるＬＥＤの光の量は、様々な要因により決定される。上記の要因はこれに限定されるものではないが、蛍光体粒子の大きさ、充填している蛍光体の割合、バインダ材料の種類、蛍光体の種類と放出光の波長との整合効率（efficiency of the match）および蛍光体／バインダ層の厚さなどが挙げられる。これらの様々な要因が制御されて、本発明に係るＬＥＤチップの発光波長が調整される。
【００５１】
本発明に係るコーティングには、多くの様々な蛍光体が用いられる。特に、本発明は、白色光を放出するＬＥＤチップに適用される。本発明に係る一実施形態において、ＬＥＤが青色の波長領域の光を放出して、蛍光体が青色光をいくらか吸収して、黄色光を再放出する。ＬＥＤチップは、青色光と黄色光が合成された白色光を放出する。一実施形態において、蛍光体は、市販のＹＡＧ：Ｃｅを含む。なお、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）のような（Ｇｄ，Ｙ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ系材料をベースとした蛍光体で作られた変換粒子を用いて、黄色のスペクトルの全範囲にわたるブロードな発光が可能である。白色発光ＬＥＤチップには、Ｔｂ３−ｘＲＥｘＯ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ）（ここで、ＲＥは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａまたはＬｕである。）、または、Ｓｒ２−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕを含むその他の黄色蛍光体が用いられてよい。
【００５２】
色相の異なる白（温白色）のような、ＣＲＩの大きな白については、第１および第２の蛍光体である上述の黄色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせてよい。ＳｒｘＣａ１−ｘＳ：Ｅｕ，Ｙ（Ｙはハロゲン化物）、ＣａＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ、または、Ｓｒ２−ｙＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕを含む別の赤色蛍光体が用いられてもよい。
【００５３】
その他の蛍光体が用いられて、実質的に全ての色が、特定の色に変換されることで、飽和色（saturated color）の発光が生成されてもよい。例えば、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｓｒ２−ｙＢａｙＳｉＯ４：ＥｕまたはＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕといった蛍光体が用いられて、緑の飽和色が生成されてもよい。
【００５４】
以下に、変換粒子として用いられてよい、好適な蛍光体を追加的にいくつか列挙する。なお、その他の蛍光体が用いられてもよい。それぞれは、青色および／またはＵＶ発光領域において励起を示し、好ましいピーク発光を提供し、光の変換効率が高く、ストークスシフトも許容範囲内である。
［黄色／緑色］
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋
Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋
Ｇｄ０．４６Ｓｒ０．３１Ａｌ１．２３ＯｘＦ１．３８：Ｅｕ２＋０．０６
（Ｂａ１−ｘ−ｙＳｒｘＣａｙ）ＳｉＯ４：ＥｕＢａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
［赤色］
Ｌｕ２Ｏ３：Ｅｕ３＋
（Ｓｒ２−ｘＬａｘ）（Ｃｅ１−ｘＥｕｘ）Ｏ４
Ｓｒ２Ｃｅ１−ｘＥｕｘＯ４
Ｓｒ２−ｘＥｕｘＣｅＯ４
ＳｒＴｉＯ３：Ｐｒ３＋，Ｇａ３＋
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋
【００５５】
様々な大きさの蛍光体粒子が用いられてよい。粒子の大きさはこれに限定されるものではないが、１０−１００ナノメートル（ｎｍ）の大きさの粒子から、２０−３０マイクロメートル（μｍ）の大きさの粒子、または、それ以上の大きさの粒子が用いられてよい。通常、大きな粒子よりも小さな粒子の方が、光を散乱させ、色をよりよく混合させる。その結果、より均一な光が得られる。通常、小さな粒子と比較して、大きな粒子は、色を効率よく変換する一方で、均一性に劣る光を発光する。一実施形態において、粒子の大きさは、２−５μｍの範囲内である。他の実施形態において、コーティングは、様々な種類の蛍光体を含んでよい。または、単色光源または多色光源のための複数の蛍光体コーティングを含んでよい。
【００５６】
コーティングは、バインダ中の蛍光体材料の濃度または充填量（loading）が様々であってよい。典型的な濃度は、３０−７０重量％の範囲内である。一実施形態において、蛍光体の濃度はおよそ６５重量％であり、バインダ中に均一に分散していることが好ましい。さらに他の実施形態において、コーティングは、蛍光体の濃度または種類が異なる複数の層を有してよい。複数の層は、異なるバインダ材料を含んでよい。その他の実施形態において、蛍光体を含まず、ＬＥＤの光にとって実質的に透明な１以上の層が付加されてよい。
【００５７】
ＬＥＤの最初の被覆の後、コーティングの下側の構造物（例えば、台座）を露出させる、または、コーティングの全体的な厚さを減少させるために、さらなるプロセス（例えば、蛍光体／バインダ・コーティングの薄膜化または平坦化）が必要になるかもしれない。好ましくは、バインダが硬化された後に、研削、ラッピング、研磨などの既知の機械的なプロセスを含む、多くの様々な薄膜化工程が用いられてよい。その他の製造方法は、コーティングの硬化前に、スクイージー（squeegee）を用いてコーティングを薄くする工程を含んでよく、また、コーティングの硬化前に、加圧による平坦化工程が用いられてもよい。さらに他の実施形態において、物理的または化学的な、エッチング法または研磨法を用いて、コーティングが薄くされてよいコーティングは、平坦化工程によって、多くの様々な厚さとしてよい。一実施形態において、コーティングの厚さは、１から１００μｍの範囲内である。さらに別の実施形態において、適切な厚さの範囲は、３０から５０μｍである。
【００５８】
本発明に係るスペーサおよび平坦化は、ＬＥＤの上に適切な量の変換材料を残すように計画される。その結果、ＬＥＤチップを、目的とする波長の標準偏差の範囲内で発光させるためのさらなる工程を必要としない。これにより、ＬＥＤチップが個片化できる状態になる。別の方法では、追加的な工程を含んでもよい。これらの実施形態のいくつかにおいて、ウエハ上のＬＥＤの出力特性が、再度、測定されてよい。例えば、ＬＥＤをプロービングして、現状のＬＥＤチップが予め定められた波長特性の光を放出しているか否か、または、目的とする波長に対する偏差が許容範囲内であるか否かを判断する。上述のとおり、これらの特性のマップが作成されてよい。複数のＬＥＤチップのうちのいくつかが、許容範囲内の波長で発光していない場合には、ウエハがさらに処理されてよい。このような処理は、「発光調節方法および当該方法を用いて製造されたデバイス」という名称であり、本明細書に完全に記載されているのと同様に、参照により本明細書に組み込まれる米国特許仮出願番号第６１／０７２，５４６号に開示されているような微細加工処理を含んでよい。追加的な変換材料を追加したり、変換材料を除去したりするような、他の方法が使用されて、ＬＥＤチップを覆う変換材料の量が変更されてもよいことが理解されよう。
【００５９】
５２において、ダイシング法、スクライブ・アンド・ブレーク法、エッチング法などの既知の方法を用いて、ウエハから、個々のＬＥＤチップが個片化される。この工程は、被覆および平坦化工程５０の直後に実施されてもよく、または、ＬＥＤの発光が許容範囲内であり、さらなる微細工程が不要である場合には、２度目のプロービング工程の後で実施されてもよい。個片化工程は、ＬＥＤチップのそれぞれが実質的に同一の発光特性を有するように、ＬＥＤのそれぞれを分離する。これにより、同一の発光特性を有するＬＥＤチップの、信頼性があり、一貫性のある（consistent）製造が可能になる。ＬＥＤが個片化されるとき、ＬＥＤの側面に、蛍光体／バインダ・コーティングがいくらか残存してよい。その結果、側面から外側に放出されるＬＥＤの光もまた、変換される。これにより、個片化されたＬＥＤチップの側面から外側へのＬＥＤの光の漏出を低減または撲滅（eliminate）する。
【００６０】
５４において、ＬＥＤチップがパッケージ化される。当該工程は、パッケージの中、または、サブマウントもしくはプリント配線基板（ＰＣＢ）にＬＥＤチップを実装する段階を有してよい。当該プロセスは、蛍光体を追加または削除するさらなるプロセスを必要とすることなく、実施される。一実施形態において、パッケージ／サブマウント／ＰＣＢは、台座と電気的に結合される通常の（conventional）パッケージリードを有してよい。次に、通常の封止材が、ＬＥＤチップおよび電気接続を取り囲んでよい。別の実施形態において、ＬＥＤチップは、密閉カバー（a hermetically sealed cover）に取り囲まれてよい。密閉カバーによって、ＬＥＤチップが、大気圧下または大気圧よりも低い圧力条件下の不活性雰囲気に取り囲まれてもよい。
【００６１】
本発明に係る別の実施形態において、追加的な段階が含まれてよいことが理解されよう。本発明に係る方法は、方法４０に含まれる全ての段階を有する必要はなく、また、本発明に係る方法は、完全なウエハのＬＥＤの処理に限定されないことが理解されよう。例えば、当該方法は、ウエハから分離された複数のＬＥＤのグループの処理に用いられてよい。当該グループは、多くの様々な波長で発光するＬＥＤを含んでもよく、実質的に同一の波長で発光するＬＥＤを含んでもよい。その他の実施形態において、スペーサを利用する方法が、パッケージの中に実装する前または実装した後の、単一のＬＥＤの処理に用いられてよい。一実施形態において、ＬＥＤチップがパッケージの中に実装されてよく、当該パッケージの目的とする発光特性に応じて、ＬＥＤチップにスペーサが付加されてよい。その後、上述の方法の１つを用いて変換材料が付加されてもよく、変換材料が成形品として付加されてもよい。
【００６２】
本発明に係る方法は、多くの様々なデバイスの製造に利用されてよい。図６ａから図６ｅを通して、本発明に従って処理されるＬＥＤウエハ９０の一実施形態を示す。しかしながら、本発明は、多くの様々なＬＥＤの実施形態の処理に利用できることが理解されよう。また、個々のＬＥＤ、ウエハレベルのＬＥＤよりも小さな複数のＬＥＤのグループについても、ウエハレベルのＬＥＤと同様に処理されてよいことが理解されよう。本発明に従って製造されうるＬＥＤの様々な実施形態としては、クリー社が提供している市販のＥＺＢｒｉｇｈｔ（登録商標）ＬＥＤチップ（例えば、ＥＺ１０００、ＥＺ７００、ＥＺ６００、  ＥＺ４００、ＥＸＢｒｉｇｈｔ２９０）を例示することができる。
【００６３】
ＬＥＤウエハ９０の製造方法のより詳細については、米国特許出願第１１／６５６，７５９号および米国特許出願第１１／８９９，７９０号に記載されており、上述のとおり、これらは本明細書に組み込まれる。図６ａを参照すると、製造プロセスにおける、ウエハレベルでのＬＥＤチップ９２を含むＬＥＤウエハ９０が示されている。点線は、追加的な後の製造工程における、ＬＥＤチップ９２の間の分離ラインまたはダイシングラインを示す目的で図示されている。図６ａは、ウエハレベルにおいて５個のデバイスしか図示していない。しかし、単一のウエハからさらに多くのＬＥＤチップが製造されうることが理解されよう。例えば、１ｍｍ角の大きさのＬＥＤチップを製造する場合には、３インチウエハ上に４５００以上のＬＥＤチップが製造されてよい。
【００６４】
ＬＥＤチップ９２のそれぞれは、半導体ＬＥＤ９４を含む。上述のとおり、半導体ＬＥＤ９４は、様々な方法で配置された多くの様々な半導体層を有してよい。方法４０に関して説明したように、ＬＥＤ９４を構成する層は、通常、第１および第２の逆タイプ不純物エピタキシャル層に挟まれた活性層／領域を含む。それらの層の全ては、既知の方法を用いて、ウエハレベルで、基板９６に形成または実装されてよい。図示されている一実施形態において、ＬＥＤ９４は、基板９６上に分離して存在するデバイスとして図示されている。活性領域および不純物層の一部を基板９６に至るまでエッチングして、ＬＥＤ９４同士の間に開口を形成することで、このような分離を達成することができる。その他の実施形態において、活性層および不純物層が、基板９６上に連続層として残されてよく、ＬＥＤチップが個片化されるときに個々のデバイスに分離されてもよい。上述のとおり、ＬＥＤ９４は、様々な材料系により構成されてよく、基板も様々な材料により構成されてよい。追加的な層および要素がＬＥＤ９４に含まれてもよく、活性領域９６が多くの様々な構造を有してもよいことが理解されよう。図示されているように、ＬＥＤ９４の表面に凹凸を形成して、光取出し率を向上させてもよい。
【００６５】
ＬＥＤ９４は、垂直型構造を有してよい。なお、本発明は、横型構造を有するＬＥＤにも等しく適用できることは明らかである。ＬＥＤ９４のそれぞれは、第１電極９８を有する。第１電極９８のそれぞれは、ＬＥＤ９４の１つの上層の上に配されており、第１電極９８のそれぞれは、上述された材料により構成されてよい。ＬＥＤ９４のそれぞれは、電流拡散層および上述された構造を有してもよい。第１電極９８のそれぞれに与えられた電気信号は、第１電極９８のそれぞれに対応するＬＥＤの中へと拡散する。ＬＥＤ９４のそれぞれの第２電極（図示されていない。）は、基板９６上に用意されてよく、第２電極のそれぞれに与えられた電気信号は、基板９６を通って、複数のＬＥＤ９４のうち、第２電極のそれぞれに対応するＬＥＤ９４の中へと拡散する。第１電極および第２電極を横切ってＬＥＤに与えられた電気信号は、ＬＥＤ９４を発光させる。本発明は、ＬＥＤ９４上に第１電極および第２電極を有する横型構造を備えたＬＥＤにも等しく適用できることが理解されよう。
【００６６】
ＬＥＤチップ９２のそれぞれは、第１電極９８の上に形成された電極台座１００をさらに有してよい。電極台座１００のそれぞれは、対応するＬＥＤ９４との間の電気接続を確立するのに用いられる。台座１００は、多くの様々な導電性材料により形成されてよく、多くの様々な既知の物理的または化学的析出プロセスを用いて形成されてよい。例えば、電気めっき法、マスク蒸着法（電子ビーム、スパッタリング）、無電解めっき法、または、スタッドバンプ法（stud bumping）が用いられてよい。好ましくは、電極台座は、金（Ａｕ）であり、本技術分野において一般的に知られているスタッドバンプ法を用いて形成されてよい。台座１００は、Ａｕ以外の導電性材料により構成されてよい。例えば、第１電極および第２電極に利用されている金属により構成されてよく、銅、ニッケル、インジウムもしくはそれらの組み合わせ、または、既に列挙したような導電性酸化物および透明導電性酸化物を含んでよい。台座１００の高さは、変換材料の目標とする厚さに応じて調整されてよく、蛍光体を含むバインダ・コーティングの上層と一致するまたは当該上層からＬＥＤの上方に延伸するのに十分な高さであればよい。
【００６７】
ＬＥＤウエハ９０上のＬＥＤ９４のそれぞれの出力特性は、上述したプロービングなどの方法により測定されてよい。その後、ウエハの全面にわたってＬＥＤの発光波長を示すマップが作成されてよい。図６ｂに示されるとおり、個々のＬＥＤ９４の発光波長と、最終的なＬＥＤチップ９２における発光波長の目標値とに基づいて、ＬＥＤ９４のそれぞれの上に、スペーサ１０２が堆積されてよい。ＬＥＤのいくつかは、スペーサを必要としない波長で光を放出するかもしれない。複数のＬＥＤ９４について、異なるＬＥＤには、異なる厚さまたは体積のスペーサが用いられてよい。
【００６８】
図６ｃを参照すると、ＬＥＤ９４は、変換材料によって覆われてよい。この実施形態において、変換材料は、上述の方法により堆積された蛍光体／バインダ・コーティング１０４を含む。蛍光体／バインダ・コーティング１０４は、複数のＬＥＤ９４のそれぞれと、複数の電極９８のそれぞれとを覆う。蛍光体／バインダ・コーティング１０４は、当初、台座１００を覆う／埋めるような厚さを有する。その後、上述の方法により、蛍光体／バインダ・コーティング１０４が硬化される。なお、上述のとおり、蛍光体／バインダ・コーティング１０４は、様々なバインダおよび蛍光体材料を含んでよい。図６ｄを参照すると、ＬＥＤの当初のコーティングの後、さらなる処理（例えば、コーティングを全体的に薄くして、台座１００を露出させる平坦化処理、または、コーティング１０４の厚さを全体的に減少させるその他の処理）が必要とされてよい。
【００６９】
台座１００が露出した時点で、ＬＥＤウエハ９０が、再度プロービングされて、ＬＥＤチップ９２のそれぞれの発光特性が測定されてよい。ＬＥＤチップに変換材料を追加したり、ＬＥＤチップから変換材料を除去したりする追加的な段階が実施されてもよい。これにより、発光波長を、目的とする発光により近づけることができる。しかしながら、ＬＥＤチップのさらなる処理を回避しつつ、目的とする発光を達成するように、スペーサ層の配置が設計され、平坦化処理に続くＬＥＤチップの個片化処理が実施できる状態になるはずであることが理解されよう。
【００７０】
図６ｄを参照すると、上述の既知のプロセスを用いて、ＬＥＤチップ９２が、（図６ａから図６ｄに図示されているように）ＬＥＤウエハ９０から個片化され、図示されるような個々のデバイス、または、その代わりに複数のデバイスを含む複数のグループに分割される。コーティング１０４のいくらかは、ＬＥＤ９４の側面上に残存して、ＬＥＤの側面から外側に放出されるＬＥＤの光を変換する。これにより、ＬＥＤ９４の側面からのＬＥＤの光の漏出を低減または撲滅する。その後、上述のようにＬＥＤチップ９２がパッケージ化され、コンタクトされる。
【００７１】
以上の通り、本発明は、多くの様々なＬＥＤウエハおよびＬＥＤチップ構造物のために用いられてよい。図７ａから図７ｄを通して、本発明に係る他の実施形態であるＬＥＤウエハ１２０について説明する。ＬＥＤウエハ１２０は、ウエハレベルで、サブマウント１２４上にフリップチップ実装されたＬＥＤチップ１２２を有する。これは、フリップチップ型のデバイスの一例にすぎず、多くの様々な形態のフリップチップ実装型のＬＥＤが用いられてよく、多くの様々な特徴を有するＬＥＤが用いられてよいことが理解されよう。図中の点線は、後に続く追加的な製造工程における、ＬＥＤチップ１２２の間の分離ラインまたはダイシングラインを示す。図にはＬＥＤチップ１２２が２つしか示されていないが、上述のとおり、ウエハ上には、より多くのＬＥＤチップが製造されてよい。
【００７２】
ＬＥＤチップ１２２のそれぞれは、半導体ＬＥＤ１２６を有する。上述のとおり、半導体ＬＥＤ１２６は、様々な方法で配置された多くの様々な半導体層を有してよい。ＬＥＤ１２６は、通常、第１および第２の逆タイプ不純物エピタキシャル層に挟まれた活性層／領域を含む。それらの全ての層は、基板の上に順番に形成されている。本発明は、特に、横型構造を有するＬＥＤのように、両方の電極が一方の表面からアクセスできるＬＥＤに適用される。ＬＥＤ１２６のそれぞれは、第１および第２のエピタキシャル層の上に、それぞれ、第１電極１３０および第２電極１３２を有する。上述のとおり、電流拡散層および構造を有してもよい。
【００７３】
ＬＥＤチップ１２２のそれぞれは、サブマウント１２４の部分（portion）をさらに有する。サブマウント１２４は、ＬＥＤ１２６が、サブマウント１２４に対してフリップチップ実装されるように配される。サブマウント１２４は、導電材料、半導体材料、絶縁材料などの多くの様々な材質により構成されてよい。いくつかの好ましい材料としては、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、または、ポリイミドが例示できる。その他の実施形態において、サブマウント・ウエハは、プリント配線基板（ＰＣＢ）、サファイア、シリコン、炭化ケイ素、他の適切ないかなる材料を含んでよい。例えば、市販のＴクラッド、サーマルクラッド（登録商標）絶縁基板を含んでもよい。サブマウント・ウエハ１２４には、エッチングなどの既知のプロセスを用いて、複数の貫通孔１３４が形成されてよい。２以上の貫通孔１３４は、複数のＬＥＤ１２６のうちの対応するＬＥＤと組になるように配置される。図示された実施形態において、貫通孔１３４は２つ１組で配される。各組のそれぞれの貫通孔は、対応するＬＥＤ１２６の第１電極１３０および第２電極１３２に合致するような大きさと位置に配される。
【００７４】
サブマウント１２４の表面（貫通孔１３４の表面を含む。）を覆う誘電体層１３６が含まれてよい。誘電体層１３６は、サブマウント１２４の表面上の電気信号がサブマウント１２４の中に拡散しないように、ウエハを電気的に絶縁する。誘電体層には、様々な材料が用いられる。好適には、窒化ケイ素または二酸化シリコンが用いられる。サブマウント・ウエハが、セラミックなどの絶縁材料から構成されている場合には、誘電体層または電気的分離層（electrical isolation）を含まなくてもよい。
【００７５】
貫通孔１３４のそれぞれが、導電材料で充填されて、サブマウント１２４を貫通する導電ビア１３８が形成されてよい。ＬＥＤチップ１２２のそれぞれは、サブマウント１２４部分の下部表面上に、第１下部金属パッドまたは配線１４０および第２下部金属パッドまたは配線１４２を有してよい。第１下部金属パッド１４０および第２下部金属パッド１４２は、ＬＥＤチップのダイシングの後、下部表面上の空間によって、電気的および物理的に分離されるように配される。下部配線１４０および下部配線１４２のそれぞれは、それぞれに対応するビア１３８と電気的に結合される。第１下部金属配線１４０に与えられた電気信号が、ＬＥＤチップのビア１３８の１つに伝えられるとともに、第２下部金属配線１４２に与えられた電気信号が、ＬＥＤチップの他のビア１３８に伝えられる。ビア１３８からの信号を第１電極１３０および第２電極１３２に伝えるために、サブマウント１２４の上層の上に、第１上部配線１４４および第２上部配線１４６が含まれてよい。導電性の結合材料１４８によって、ＬＥＤ１２６が、サブマウント１２４に実装されてよい。導電性の結合材料１４８は、典型的には、１以上の、はんだなどの結合／金属層である。結合材料は、通常、第１上部配線１４４と、第１電極１３０とを結合し、第２上部配線１４６と、第２電極１３２とを結合する。
【００７６】
上述のとおり、プロービングなどにより、ＬＥＤウエハ１２０上のそれぞれのＬＥＤ１２６の出力特性が測定されてよい。その後、ウエハの全面にわたって、ＬＥＤの発光波長を示すマップが作成されてよい。図７ｂを参照すると、個々のＬＥＤ１２６の発光波長と、最終的なＬＥＤチップ１２２における発光波長の目標値とに基づいて、ＬＥＤ１２６のすべてまたはいくつかの上に、スペーサ１５２が堆積され、特定のＬＥＤの上に形成されたであろう変換材料の量を減少させてよい。複数のＬＥＤ１２６について、異なるＬＥＤには、異なる厚さまたは体積のスペーサが用いられてよい。上述の方法の１つを用いて、スペーサが形成されてよい。
【００７７】
図７ｃを参照すると、ＬＥＤウエハ１２０が、変換材料によって覆われてよい。変換材料は、ＬＥＤチップ１２２のそれぞれに対してＬＥＤ１２６を覆う蛍光体／バインダ・コーティング１５６の形をしている。蛍光体／バインダ・コーティングは、上述のバインダ材料および蛍光体材料を含んでよく、上述のとおり、付加され、硬化され、平坦化されてよい。上述のとおり、スペーサ１５２および平坦化によりＬＥＤ１２６を覆う変換材料を目的とする量だけ残すことができる。その結果、ＬＥＤ１２６は、目標波長に対して特定の標準偏差の範囲内の光を放出する。平坦化工程に続いて、ＬＥＤウエハ１２０の個片化の準備が整う。上述のとおり、別の実施形態においては、ＬＥＤ１２６を覆う蛍光体が、ＬＥＤの出力特性を測定して、ＬＥＤを覆う蛍光体の量を調整することで、さらに処理されてもよい。図７ｄを参照すると、その後、ＬＥＤチップ１２２が、ＬＥＤウエハから個片化されて、個々のＬＥＤチップ１２２、または、ＬＥＤチップ１２２のグループに分割される。このとき、ＬＥＤ１２６の側面に、いくらかのコーティング１５６が残存してよい。上述のとおり、その後、ＬＥＤチップ１２２がさらにパッケージ化される。
【００７８】
以上の実施形態において、スペーサが個々のＬＥＤに対して付加される場合について説明した。しかし、同様の厚さまたは体積のスペーサが、ＬＥＤのグループに対して付加されてもよく、ウエハの領域の上に付加されてもよい。いくつかのＬＥＤウエハ製造工程において、個々のＬＥＤに関する発光波長の変動が、ウエハ上の別の領域へと分離されてよい。これらの領域のそれぞれに対して、実質的に均一な厚さまたは体積のスペーサ層が、ＬＥＤ上に形成されてよい。図８を参照すると、図６ａから図６ｅに関連して説明されたＬＥＤウエハ９０と同様のＬＥＤウエハ１７０が示される。ＬＥＤウエハ１７０は、ＬＥＤ１７２を含み、ＬＥＤ１７２は、領域１７４において、実質的に同一の波長の光を放出する。この領域に関して、実質的に同一の厚さまたは体積のスペーサ１７６が、ＬＥＤ１７２を覆って形成される。その他のＬＥＤ１７２に関しては、それぞれのＬＥＤの発光波長に応じて、異なる厚さおよび体積のスペーサが付加される。
【００７９】
本実施形態において、スペーサは、ＬＥＤ上の実質的に均一な層として示される。しかし、スペーサは、多くの様々な形状を有してよく、様々な方法で配置されてよいことが理解されよう。図９、図１０、図１１および図１２を通して、本発明に係るスペーサとして用いられうる、他のいくつかの形状が示される。それぞれに共通することは、スペーサがなければ変換材料によって占められていたであろう空間の体積が、スペーサによって使用されていることである。これにより、結果として得られるＬＥＤチップ上の変換材料の量が減少し、それに応じて、変換材料によって変換されるＬＥＤの光の量が減少する。
【００８０】
図９は、図６ａから図６ｅに関連して説明されたウエハ９０と同様の、本発明に係るＬＥＤウエハ１８０を示す。ＬＥＤウエハ１８０は、ＬＥＤ１８２およびスペーサ１８４を有する。しかし、本実施形態において、スペーサ１８４は、ＬＥＤ上の不均一な厚さの層を含んでよい。図１０は、ＬＥＤ１９２およびＬＥＤを覆うスペーサ１９４を有する別の同様のＬＥＤウエハ１９０を示す。しかし、本実施形態において、スペーサ１９４は、ピラミッド形状または円錐形状を有する。図１１は、ＬＥＤ２０２およびＬＥＤ２０２を覆うスペーサ２０４を有する別の同様のＬＥＤウエハ２００を示す。本実施形態において、スペーサ２０４は、半球形状を有する。図１２は、ＬＥＤ２１２およびＬＥＤ２１２を覆うスペーサ２１４を有する、さらに別の同様のＬＥＤウエハ２１０を示す。本実施形態において、スペーサ２１４は、１以上の柱形状を有する。当該柱形状の大きさは異なってもよい。ＬＥＤのそれぞれは、同一または異なる数の柱形状のスペーサを有してよい。
【００８１】
上述されたスペーサは、上述されえた方法に限られず、様々に配置されてよく、また、単一のウエハ上の複数のＬＥＤに対して、様々な形状のスペーサが用いられてよいことが理解されよう。本発明に係るスペーサは、異なる材質の複数の層を含んでよく、散乱粒子などの光の放出を向上させる物質を含んでよい。スペーサの表面は、凹凸が付けられてもよく、または、光の取り出しをさらに向上させるよう成形されてもよい。
【００８２】
特定の好ましい構造を参照して、本発明が詳細に説明されたけれども、他のバージョンも可能である。例えば、本発明は、デバイスの性能を向上させる多くの様々なデバイス構造（配置、形状、大きさ、ならびに、チップ上、チップ中およびチップの周囲のその他の要素）とともに用いられてよい。このように、本発明の思想および範囲は、上述のバージョンに限定されるものではない。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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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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