(57)【要約】      （修正有）【課題】高電圧交流発光ダイオード構造を提供する。【解決手段】高電圧交流発光ダイオード構造１００は、回路基板２００と、複数の高圧ＬＥＤチップ３００を含む。高圧ＬＥＤチップ３００は、第１基材と、粘着層と、第１オーミック接続層と、エピタキシャル層と、第１絶縁層と、少なくとも２つの第１導電板と、少なくとも２つの第２導電板と、第２基材と、を含む。ウエハレベルプロセスによる高圧ＬＥＤチップ３００を低コストの回路基板３００に結合でき、体積が小さい高電圧交流ダイオード構造１００を製造することができる。【選択図】図１
2013110382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
複数の高圧ＬＥＤチップであって、該回路基板上に固定設置され、且つ電気接続され、該回路基板により該高圧ＬＥＤチップに直列回路を形成させ、更に、各該高圧ＬＥＤチップが、
第１表面及び第２表面を有する第１基材と、
該第１表面上に形成される粘着層と、
該粘着層上に形成される少なくとも２つの第１オーミック接続層と、
少なくとも２つのエピタキシャル層であって、任意の２つの該エピタキシャル層の間に第１溝を形成し、各該エピタキシャル層が、該第１オーミック接続層上に形成される下被覆層と、該下被覆層上に形成される作用層と、該作用層上に形成される上被覆層と、を有する少なくとも２つのエピタキシャル層と、
第１絶縁層であって、該第１オーミック接続層及び各該上被覆層の露出する表面を覆い、且つ任意の２つの該第１オーミック接続層間に形成され、該第１絶縁層は、該上被覆層及び各該第１オーミック接続層の露出箇所にそれぞれ第１開孔及び第２開孔を形成する第１絶縁層と、
それぞれ各該第１開孔内に形成され、且つ該上被覆層に電気接続する少なくとも２つの第２導電板と、
第２基材であって、第３表面を有し、該第３表面が少なくとも２つの第３導電板及び少なくとも２つの第４導電板を形成し、また、該第２基材が複数の回路構造を形成し、該第３導電板及び該第４導電板を電気接続することに用いられ、且つ各該第３導電板及び各該第４導電板がそれぞれ溶接点により互いに対応する該第１導電板及び該第２導電板に電気接続し、更に、該第１基材が透明基材であり、且つ該粘着層が透明粘着層であり、且つ該第３表面上の該第３導電板及び該第４導電板以外の部位に反射層を形成する第２基材と、
を有する複数の高圧ＬＥＤチップと、を含む高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項２】
前記回路基板がアルミ基板又はセラミック基板である請求項１に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項３】
前記セラミック基板内に複数の導熱柱又は複数の導電柱を設ける請求項２に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項４】
任意の２つの前記高圧ＬＥＤチップは、更に相互に並列され、該直列回路に更に並列回路をもたせる請求項１に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項５】
前記直列回路は、更に少なくとも１つの該直列回路を並列する請求項１に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項６】
更に、少なくとも１つの導体を形成し、該第１絶縁層上を覆う第１導体層を含み、且つ各該導体の両端がそれぞれ異なるユニットの該第２導電板又は該第１導電板に電気接続する請求項１に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項７】
回路基板と、
複数の高圧ＬＥＤチップであって、該回路基板上に固定設置され、且つ電気接続され、該回路基板により該高圧ＬＥＤチップに直列回路を形成させ、更に、各該高圧ＬＥＤチップが、
第１表面及び第２表面を有する第１基材と、
該第１表面上に形成される粘着層と、
該粘着層上に形成される少なくとも２つの第１オーミック接続層と、
少なくとも２つのエピタキシャル層であって、各該エピタキシャル層が、該第１オーミック接続層上に形成される下被覆層と、該下被覆層上に形成される作用層と、該作用層上に形成される上被覆層と、該上被覆層及び該作用層を垂直貫通し、更に該下被覆層を局部貫通する第２溝と、を有する少なくとも２つのエピタキシャル層と、
第２絶縁層であって、該上被覆層上を覆い、任意の２つの該エピタキシャル層及び任意の２つの該第１オーミック接続層間に形成され、該第２絶縁層は、該上被覆層上及び第２溝両側にそれぞれ第３開孔及び第４開孔を形成する第２絶縁層と、
それぞれ各該第３開孔内に形成され、且つ該上被覆層に電気接続する少なくとも２つの第５導電板と、
それぞれ各該第４開孔内に形成され、下向きに延伸する延伸部を有し、該延伸部が該エピタキシャル層を垂直貫通し、且つ該第１オーミック接続層に電気接続する少なくとも２つの第６導電板と、
を有する複数の高圧ＬＥＤチップと、を含む高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項８】
前記回路基板がアルミ基板又はセラミック基板である請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項９】
前記セラミック基板内に複数の導熱柱又は複数の導電柱を設ける請求項８に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１０】
任意の２つの前記高圧ＬＥＤチップは、更に相互に並列され、該直列回路に更に並列回路をもたせる請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１１】
前記直列回路は、更に少なくとも１つの該直列回路を並列する請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１２】
前記第２溝内に該第２絶縁層を形成する請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１３】
前記第１基材は、透明基材であり、該粘着層は、透明粘着層であり、且つ該第２表面上に反射層を形成する請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１４】
前記粘着層は、透明粘着層であり、且つ該第１基材及び該粘着層間に反射層を形成する請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１５】
更に、第３表面を有する第２基材を含み、該第３表面は、少なくとも２つの第３導電板及び少なくとも２つの第４導電板を形成し、更に、該第２基材は、複数の回路構造を形成し、該第３導電板及び該第４導電板を電気接続することに用い、且つ各該第３導電板及び各該第４導電板は、それぞれ溶接点により互いに対応する該第５導電板及び該第６導電板に電気接続され、該第１基材は、透明基材であり、且つ該粘着層は、透明粘着層である請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１６】
前記第２基材上において、該第３導電板及び該第４導電板以外の部位に反射層を形成する請求項１５に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１７】
前記第２絶縁層上に反射層を形成する請求項１５に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１８】
前記第５導電板及び該第６導電板の表面高度は、同一の水平な高さである請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【請求項１９】
更に、少なくとも１つの導体を形成し、該第２絶縁層上を覆う第２導体層を含み、且つ各該導体の両端がそれぞれ異なるユニットの該第５導電板又は該第６導電板に電気接続する請求項７に記載の高電圧交流発光ダイオード構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧交流発光ダイオード構造に関し、特に、照明に応用する高電圧交流発光ダイオード構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許公告第６，８５３，０１１号は、発光エピタキシャル層構造を開示しており、その一端は、吸光型の臨時基材を含み、他端は、ベンゼン環ブテンにより透光の透明基材を粘着する。その後、吸光型臨時基材の一部を除去する。続いて、発光ダイオード構造は、接続チャネルを形成し、第１オーミック接触電極に接続し、また、絶縁溝を形成し、発光ダイオード構造の作用層を２つの部分に分離する。その後、第２オーミック接触電極が、被覆層上に形成され、接合金属層が第１チャネル内に充填され、第２オーミック接触電極上への形成に成功する。２つの接合金属層が同一の高度を有するので、発生する発光ダイオード構造は、フリップチップ構造中への適用により便利であることができる。
【０００３】
米国特許公告第６，９９８，６４２号は、２つの発光ダイオードを直列状態に有する半導体構造を開示している。上記半導体構造は、２つの同一堆積構造を有する発光ダイオードを含み、絶縁溝により両者を隔離させる。上記堆積構造は、底部から導熱基材、絶縁保護層、金属粘着層、反射保護層、Ｐ型オーミック接続エピタキシャル層、上被覆層、作用層及び下被覆層を形成する。２つの発光ダイオードに属する２つのＰ型オーミック接触金属電極は、反射保護層及びオーミック接触エピタキシャル層間に介する１つのインタフェース上に形成され、反射保護層内に埋設される。
【０００４】
しかしながら、米国特許公告第６，８５３，０１１号は、エピタキシャル構造中に応用できるが、第２基材(submount)であれば、２つの発光ダイオード間の接続を行うことができず、且つフリッププロセス時、複数のチップを処理する必要があり、プロセスの複雑度を増加する。米国特許公告第６，９９８，６４２号は、２つの発光ダイオード間の電気接続を行うことができるが、金属を利用し、接合を行い、複雑なプロセスを必要として初めて達成できるので、生産効率及びコストにおいて、何れも問題を発生し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公告第６，８５３，０１１号明細書
【特許文献２】米国特許公告第６，９９８，６４２号明細書
【特許文献３】特開２００９−２８３９３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の従来技術は、使用する発光ダイオードの多くがウエハレベルプロセスで製造されていない一般のダイオードであり、複数の発光ダイオードを直列、並列又は直並列させて使用の要求に適合させることを考慮しておらず、従って、簡単便利な高電圧交流の発光ダイオードの製造を如何に達成するかは、重要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が提供する高電圧交流発光ダイオード構造は、回路基板及び複数の高圧ＬＥＤチップを含む。高圧ＬＥＤチップは、第１基材、粘着層、第１オーミック接続層、エピタキシャル層、第１絶縁層、少なくとも２つの第１導電板、少なくとも２つの第２導電板及び第２基材を含む。本発明は、ウエハレベルプロセスによる高圧ＬＥＤチップを比較的低コストの回路基板に結合し、体積が小さい高電圧交流発光ダイオード構造を製造する。
【０００８】
本発明が提供する高電圧交流発光ダイオード構造は、回路基板及び複数の高圧ＬＥＤチップを含み、回路基板上に固定設置され且つ電気接続され、回路基板により該高圧ＬＥＤチップに直列回路を形成させ、更に、各高圧ＬＥＤチップは、第１表面及び第２表面を有する第１基材と、第１表面上に形成される粘着層と、粘着層上に形成される少なくとも２つの第１オーミック接続層と、少なくとも２つのエピタキシャル層であって、任意の２つのエピタキシャル層間に第１溝を形成し、エピタキシャル層が、第１オーミック接続層上に形成される下被覆層と、下被覆層上に形成される作用層と、作用層上に形成される上被覆層と、を有する少なくとも２つのエピタキシャル層と、各第１オーミック接続層及び各上被覆層の露出する表面を覆い、且つ任意の２つの第１オーミック接続層間に形成される第１絶縁層であって、第１絶縁層の各上被覆層及び各第１オーミック接続層の露出箇所にそれぞれ第１開孔及び第２開孔を形成する第１絶縁層と、それぞれ各第１開孔内に形成され、且つ上被覆層に電気接続される少なくとも２つの第１導電板と、それぞれ各第２開孔内に形成され、且つ第１オーミック接続層に電気接続される少なくとも２つの第２導電板と、第３表面を有し、第３表面が少なくとも２つの第３導電板及び少なくとも２つの第４導電板を形成する第２基材であって、第２基材が複数の回路構造を形成し、該第３導電板及び該第４導電板を電気接続することに用い、且つ各第３導電板及び各第４導電板がそれぞれ溶接点で互いに対応する第１導電板及び第２導電板に電気接続し、第１基材が透明基材であり、且つ粘着層が透明粘着層であり、且つ第３表面上に第３導電板及び第４導電板以外の部位が反射層を形成する第２基材と、を含む。
【０００９】
本発明が提供する高電圧交流発光ダイオード構造は、回路基板及び複数の高圧ＬＥＤチップを含み、回路基板上に固定設置され且つ電気接続され、回路基板により該高圧ＬＥＤチップに直列回路を形成させ、更に、各高圧ＬＥＤチップは、第１表面及び第２表面を有する第１基材と、第１表面上に形成される粘着層と、粘着層上に形成される少なくとも２つの第１オーミック接続層と、少なくとも２つのエピタキシャル層であって、エピタキシャル層が、第１オーミック接続層上に形成される下被覆層と、下被覆層上に形成される作用層と、作用層上に形成される上被覆層と、上被覆層及び作用層を垂直加入し、局部が下被覆層に貫通する第２溝と、を有する少なくとも２つのエピタキシャル層と、各上被覆層上を覆い、任意の２つのエピタキシャル層及び任意の２つの第１オーミック接続層を形成する第２絶縁層であって、第２絶縁層は、上被覆層上及び第２溝内側にそれぞれ第３開孔及び第４開孔を形成する第２絶縁層と、それぞれ各第３開孔内に形成され、且つ上被覆層に電気接続する少なくとも２つの第５導電板と、それぞれ各第４開孔内に形成され、下向きに延伸する延伸部を有し、延伸部がエピタキシャル層を垂直貫通し、且つ第１オーミック接続層に電気接続する少なくとも２つの第６導電板と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施により、少なくとも以下の効果を達成することができる：
一、ウエハレベルプロセスによる高圧ＬＥＤチップを比較的低コストの回路基板に結合し、体積が小さい高電圧交流発光ダイオード構造を製造することができる。
二、より容易で簡単に高電圧交流発光ダイオード構造を形成できる。
三、更に多様性を具備する高電圧交流発光ダイオード構造を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例の高電圧交流発光ダイオードの構造説明図である。
【図２】本発明の実施例の直列等価回路図である。
【図３】本発明の実施例の直列後に更に並列させた等価回路形態１である。
【図４】本発明の実施例の直列後に更に並列させた等価回路形態２である。
【図５】本発明の実施例の高圧ＬＥＤチップのユニット分割を完成した後の断面図である。
【図６】図５の第１次エッチングを行う前の製造方法の実施例図である。
【図７】図６の完成後に更に第２次エッチングを行う製造方法実施例図である。
【図８】図５の更に第１絶縁層及び導電板を完成した後の断面実施例図である。
【図９】本発明の実施例の高圧ＬＥＤチップに更に第２基材を結合した断面図である。
【図１０】図９の俯瞰実施例図である。
【図１１】図９の等価回路図である。
【図１２】本発明の高圧ＬＥＤチップに更に第１導体層を形成した断面実施例図である。
【図１３】本発明の高圧ＬＥＤチップのユニット分割、エピタキシャル分割及び第２溝製造を完成した後の断面実施例図である。
【図１４】本発明の高圧ＬＥＤチップのユニット分割、エピタキシャル分割及び第２溝製造を完成した後の断面実施例図である。
【図１５】本発明の高圧ＬＥＤチップに更に第２基材を結合した断面実施例図である。
【図１６】本発明の高圧ＬＥＤチップに更に第２導体層を形成した断面実施例図である。
【図１７】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【図１８】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【図１９】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【図２０】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【図２１】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【図２２】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【図２３】本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
当業者が本発明の技術内容を理解し、実施できるようにし、且つ本明細書が開示する内容、特許請求の範囲及び図面に基づき、当業者が本発明の関連目的及び利点を理解し易いようにする為、実施方式中に本発明の詳細な特徴及び利点を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例の高電圧交流発光ダイオード構造の説明図である。図２は、本発明の実施例の直列等価回路図である。図３は、本発明の実施例の直列後、更に並列した等価回路形態１である。図４は、本発明の実施例の直列後、更に並列した等価回路形態２である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例の高電圧交流発光ダイオード構造１００は、回路基板２００及び複数の高圧ＬＥＤチップ３００を含む。そのうち、高圧ＬＥＤチップ３００は、以下の異なる実施例の高圧ＬＥＤチップ３０１(図８等を参照)及び高圧ＬＥＤチップ３０２(図１４等を参照)を代表する。
【００１５】
回路基板２００は、アルミ基板又はセラミック基板であることができ、高圧ＬＥＤチップ３００が回路基板２００に結合する時、回路基板２００の体積は、高圧ＬＥＤチップ３００に比較し、大きいので、回路基板２００により高圧ＬＥＤチップ３００が必要とする回路接続を提供することができ、更に多様な直並列回路を設計し、従って、更に多様性を有する高電圧交流発光ダイオード構造１００をより容易で迅速に構成することができる。
【００１６】
回路接続を提供する以外に、回路基板２００(図１等を参照)は、同時に放熱の機能を提供することもできる。更に、回路基板２００がセラミック基板である時、セラミック基板の基板内に複数本の導熱柱又は複数本の導電柱を更に設け、高圧ＬＥＤチップ３００の動作が発生する熱エネルギーを効率的に伝達させ、同時に、高圧ＬＥＤチップ３００の電極エネルギーをセラミック基板の他側面に円滑に延伸させる。
【００１７】
図２に示すように、複数の高圧ＬＥＤチップ３００は、回路基板２００上に固定設置され、且つ電気接続し、回路基板２００が提供する多様化回路接続により、複数の高圧ＬＥＤチップ３００に直列回路４００を形成させ、高圧ＬＥＤチップ３００が交流型式の高圧ＬＥＤチップ３００である時、更に高電圧交流発光ダイオード構造１００(図１等を参照)となることができ、これは、本実施例の直列回路４００の最も基本の形態である。
【００１８】
図３及び図４に示すように、上記の最も基本形態以外に、任意の２つの高圧ＬＥＤチップ３００を更に互いに並列させ、直列回路４００に更に少なくとも１つの並列回路をもたせるか、直列回路４００に更に少なくとも１つの直列回路４００を並列させることができ、これにより多様な高電圧交流回路を構成する。
【００１９】
以下に高圧ＬＥＤチップ３００の構造を詳細に説明し、以下の各実施例において、高圧ＬＥＤチップ３００の各層構造は、従来の半導体成型技術により製造でき、その詳細は、ここでは記載しない。また、冗長した記載を回避する為、特に、『エッチングプロセス』又は『エッチング方式』等の用語を全てのリソグラフィプロセスを概括する略称として定義する。また、高圧ＬＥＤチップ３００は、多次元のマトリクスを形成することができ、実施例中の数量に限定するものではない。
【００２０】
（高圧ＬＥＤチップ(３００)第一実施例）
図５は、本発明の実施例の高圧ＬＥＤチップのユニット分割完成後の断面図である。図６は、図５の第１次エッチングを行う前の製造方法実施例図である。図７は、図６の完成後に更に第２次エッチングを行う製造方法実施例図である。図８は、図５の更に第１絶縁層及び導電板を完成した後の断面実施例図である。図９は、本発明の実施例の高圧ＬＥＤチップに更に第２基材を結合した断面図である。図１０は、図９の俯瞰実施例図である。図１１は、図９の等価回路図である。図１２は、本発明の高圧ＬＥＤチップに更に第１導体層を形成した断面実施例図である。図１３は、図１２の俯瞰実施例図である。
【００２１】
一般の高圧ＬＥＤチップ３００の製造は、半導体プロセス方式により、ユニット分割未実施でその他の絶縁層及び導電板を未完成の前工程の高圧ＬＥＤチップをウエハ（ｗａｆｅｒ）上に形成する。但し、実際の高圧ＬＥＤチップ３００の応用時、ウエハの厚さが厚過ぎ且つ透光でない特性を有することにより、応用できずに除去する必要がある。従って、ウエハは、ただ高圧ＬＥＤチップ３００を製造する過程における臨時性の基材、即ち臨時基材である。
【００２２】
一般の臨時基材を除去する方法において、エッチング方式は、最も常用される１種であり、高圧ＬＥＤチップ３００のエッチング過程において、エッチングが過度であることにより高圧ＬＥＤチップ３００の損傷を招くことから保護する為、エッチング終止層を設置する。エッチング終止層は、ウエハエッチングの過程において、大部分がエッチングされた後、エッチング終止層の作用により、高圧ＬＥＤチップ３００の効果を達成することができる。
上記プロセスを完成した後、プロセスの高圧ＬＥＤチップ３００を生成することができる。図５〜図１１に示すように、本実施例の高圧ＬＥＤチップ３０１は、第１基材２１、粘着層２２、少なくとも２つの第１オーミック接続層２３、少なくとも２つのエピタキシャル層２４、第１絶縁層２５、少なくとも２つの導電板２６及び少なくとも２つの第２導電板２７を含む。
【００２３】
第１基材２１は、第１表面２１１及び第２表面２１２を有し、第１基材２１は、主に高圧ＬＥＤチップ３０１全体を支持することに用いる。第１基材２１は、単結晶体、多結晶体又は非結晶体構造の基材、例えば、ガラス(glass)、サファイヤ(sapphire)、炭化珪素(SiC)、リン化ガリウム(GaP)、リンヒ素化ガリウム(GaAsP)、セレン化亜鉛(ZnSe)、硫化亜鉛(ZnS)又はセレン硫化アメリシウム  (AmSSe)等の材料から形成する基材であることができる。また、第１基材２１は、透明基材又は非透明基材であることができ、それは、主に高圧ＬＥＤチップ３０１の出光方向又は反射層の設計によって考慮され、同時に上向き／下向きの双方向に出光するよう誘導する場合、第１基材２１は、透明基材である必要がある。
【００２４】
粘着層２２は、第１表面２１１上に形成され、それは、第１基材２１及び第１オーミック接続層２３を結合することに用いる。粘着層２２は、ベンゼン環−ブテン(B-staged benzocyclobutene,BCB）、エポキシ樹脂(epoxy)、シリコンゲル(silicone)、ポリメチルメタクリレート(polymethyl methacry,PMMA)、ポリマー(polymer)及び回転塗布ガラス(Spin-on glass,SOG)等のうちの１種の材質を選択することができる。粘着層２２は、透明粘着層２２又は非透明粘着層２２であることができ、それは、高圧ＬＥＤチップ３０１の出光方向又は反射層の設計に応じて考慮し、同時に上向き／下向き双方向の出光を誘導する場合、粘着層２２は、透明粘着層２２である必要がある。
【００２５】
図５に示すように、発光ダイオード２８(図８等を参照)は、第１オーミック接続層２３及びエピタキシャル層２４を含み、それは、何れも同一の第１基材２１及び粘着層２２上に設置されるので、ユニット分割は、第１オーミック接続層２３及びエピタキシャル層２４に対してのみ分割を行う必要があり、例えば、Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・等のユニットを形成する。
【００２６】
図６に示すように、第１オーミック接続層２３は、粘着層２２上に形成され、第１オーミック接続層２３は、Ｐ型オーミック接続層であることができ、元々ウエハ上に成型される第１オーミック接続層２３は、エッチング方式により異なるユニットに区分することができる。
【００２７】
図５に示すように、エピタキシャル層２４は、発光ダイオード２８単体であり、それも、エッチング方式で異なるユニットに区分することができる。エピタキシャル層２４は、エッチングプロセスで第１溝２９１も形成する。第１溝２９１の形成は、第１オーミック接続層２３に局部露出した露出部２３１を発生させ、これにより、第２導電板２７の設置に便利にすることができ、また、第２導電板２７(図８等を参照)の設置によって異なるユニットの発光ダイオード２８が直／並列の設計を便利に行うことができ、従って、高電圧の発光ダイオード２８が容易に形成することができる。
【００２８】
図５、図６、図７に示すように、第１オーミック接続層２３のユニット分割及び第１溝２９１の製造は、異なるエッチングステップにより達成することができる。多くのエッチングステップにおいて、第１次エッチングは、先ず、２つの第１オーミック接続層２３間で同一の大きさで位置が相対する欠き口をエッチングし、第２次エッチングは、第１次エッチング後、更に第１溝２９１の大きさにエッチングし、この種の方式は、プロセスを比較的簡便にすることができる。
【００２９】
図８に示すように、各エピタキシャル層２４は、下被覆層２４１と、作用層２４２と、上被覆層２４３と、を少なくとも有する。各下被覆層２４１は、第１オーミック接続層２３の上に形成され、下被覆層２４１は、Ｐ型リン化アルミニウムガリウムインジウム(AlGaInP)の被覆層であることができる。作用層（active layer)２４２は、下被覆層２４１上に形成され、それは、シングルヘテロ構造(Single Hetero-structure,SH)、ダブルヘテロ構造(Double Hetero-structure,DH)又は多重量子井戸構造(Multiple Quantum Wells,MQW)であることができる。上被覆層２４３は、作用層２４２上に形成され、上被覆層２４３は、Ｎ型リン化アルミニウムガリウムインジウムであることができる。上被覆層２４３及び第１導電板２６の間は、第２オーミック接続層２９２を更に形成することもできる。
【００３０】
第１絶縁層２５は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）の材質であり、それは、各第１オーミック接続層２３の及び各上被覆層２４３の露出する表面を覆い、任意の２つの第１オーミック接続層２３の間に形成される。第１絶縁層２５の設置により、異なるユニットの発光ダイオード２８を完全に隔離し、互いに影響を及ぼさないようにすることができる以外に、発光ダイオード２８が外部環境、例えば、水分又は湿気の影響を受けて寿命を減少させることが無いよう確保することができる。
【００３１】
第１絶縁層２５は、各上被覆層２４３及び各第１オーミック接続層２３の露出部２３１(図５等を参照)において、それぞれ第１開孔２５１及び第２開孔２５２を形成し、第１開孔２５１及び第２開孔２５２は、第１絶縁層２５は、製造を完成後、更にエッチング方式で形成することができる。
【００３２】
第１導電板２６は、それぞれ各ユニットの第１開孔２５１内に形成され、且つ互い対応する上被覆層２４３に電気接続する。第２導電板２７は、それぞれ各ユニットの第２開孔２５２内に形成され、且つ互いに対応する第１オーミック接続層２３に電気接続する。第１導電板２６及び第２導電板２７の設置により電力を提供し、エピタキシャル層２４に電力を受け発光の作用を発生させることができる。
【００３３】
高圧ＬＥＤチップ３０１は、面上(face up)構造に設計する時、第１基材２１を透明基材に設計し、且つ粘着層２２を透明粘着層２２に設計し、第１基材２１の第２表面２１２上に反射層（図示せず）を形成し、反射層によりエピタキシャル層２４が発する光を反射することができ、このように、高圧ＬＥＤチップ３０１に良好な出光効率を達成させることができる。このほか、ただ粘着層２２のみを透明粘着層２２に設計し、反射層（図示せず）を第１基材２１及び粘着層２２の間に形成し、このようにしても、光反射の作用を達成することができ、同様に高圧ＬＥＤチップ３０１に好適な出光効率を達成させることができる。
【００３４】
図９〜図１１に示すように、高圧ＬＥＤチップ３０１は、第２基材５０を更に含み、このように、フリップ構造(flip-chip)を発生することができる。フリップ構造において、第１基材２１は、透明基材であり、且つ粘着層２２は、透明粘着層２２である。第２基材５０は、第３表面５１を少なくとも有し、第３表面５１は、少なくとも２つの第３導電板５２及び少なくとも２つの第４導電板５３を形成し、各第３導電板５２及び第４導電板５３は、それぞれ溶接点６０により互いに対応する第１導電板２６及び第２導電体２７に電気接続する。
【００３５】
第３導電板５２及び第４導電板５３の間は、直接導電板の面積を拡大して、相互に電気接続させることができる以外に、第２基材５０に複数の回路構造（図示せず）を形成し、第３導電板５２及び第４導電体５３間を電気接続させることができる。上記の接続方式により複雑な回路構造を形成することができる。第２基材５０の利点を使用し、異なる発光ダイオード２８間の直／並列回路を第２基材５０上で実行させることができる。第２基材５０の面積及び厚さは、比較的大きな弾性を有することができるので、非常に複雑な回路構造に十分に応じることができる。複雑な回路構造は、実践時、高圧ＬＥＤチップ３０１の応用に更なる多様性を持たせることができる。
【００３６】
第２基材５０は、シリコン基材(silicon substrate)、プリント回路板／多層プリント回路板(Printed Circuit Board, PCB)又はセラミック基材(ceramic substrate)であることができる。例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ベリリウム(BeO)、低温同時焼成セラミックス(Low Temperature Cofired Ceramic, LTCC)又は高温同時焼成セラミックス(High Temperature Cofired Ceramic, HTCC)…等の基材である。
【００３７】
フリップ構造の設計において、発光ダイオード２８に好適な出光効率を持たせるため、第２基材５０の第３表面５１上において、第３導電板５２及び第４導電板５３以外の部位に更に反射層を形成することができる。第１絶縁層２５上、即ち、第１絶縁層２５が露出する表面上に反射層を形成することもできる。
【００３８】
上記の各反射層は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)及び金(Au)…等のうちの１つの材質を選択して形成することができる。反射層を製造する時、注意が必要であり、反射層が導電材質である時、反射層は、第３導電板５２又は第４導電板５３と接触することができず、第１導電板２６又は第２導電板２７と接触することもできず、また、反射層は、各導電板と一定の隙間を保持し、各導電板間に短絡現象が発生することを回避することが好ましい。
【００３９】
図１２、図１３に示すように、高圧ＬＥＤチップ３０１は、更に、第１導体層２９３を含み、それは、少なくとも１つの導体を形成し、第１絶縁層２５上を覆い、且つ各導体の両端がそれぞれ異なるユニットの第２導電板２７及び第１導電板２６に電気接続する。このように、異なる発光ダイオード２８を容易に直列／並列することができる。第１絶縁層２５の支持により、第１導体層２９３に複雑な回路レイアウト設計を行わせることもできる。
【００４０】
このように、高圧ＬＥＤチップ３０１は、少なくとも２つの発光ダイオード２８を相反して並列することにより、交流型の高圧ＬＥＤチップ３０１を構成し、さらに、交流型の高圧ＬＥＤチップ３０１を回路基板２００(図1を参照)が提供する多様化回路を介して接続し、直列、並列又は直並列交流型の高圧ＬＥＤチップ３０１を有する高電圧交流発光ダイオード構造を構成することができる。
【００４１】
（高圧ＬＥＤチップ第二実施例）
図１４は、本発明の高圧ＬＥＤチップであり、既にユニット分割、エピタキシャル層分割及び第２溝の製造を完成した後の断面実施例図である。図１５は、本発明の高圧ＬＥＤチップに更に第２基材を結合した断面実施例図である。図１６は、本発明の高圧ＬＥＤチップに更に第２導体層を形成した断面実施例図である。図１７〜図２３は、それぞれ本発明の各種高圧ＬＥＤチップの等価回路実施例図である。
【００４２】
図１４〜図１６に示すように、本実施例は、高圧ＬＥＤチップ３０２であり、それは、第１基材２１、粘着層２２、少なくとも２つの第１オーミック接続層２３’、少なくとも２つのエピタキシャル層２４、第２絶縁層３１、少なくとも２つの第５導電板３２及び少なくとも２つの第６導電板３３を含む。
【００４３】
本実施例の高圧ＬＥＤチップ３０２は、第１実施例中に類似し、粘着層２２を塗布した第１基材２１を使用し、ウエハ上に形成する前プロセス発光ダイオード２８と結合することができる。その後、臨時基材及びエッチング終止層をエッチング方式で除去し、ユニット分割を行っていない高圧ＬＥＤチップを得る。
【００４４】
第１基材２１は、第１表面２１１及び第２表面２１２を有し、第１基材２１は、高圧ＬＥＤチップ３０２全体を支持することに用いる。第１基材２１は、単結晶体、多結晶体又は非結晶体構造の基材、例えば、ガラス、サファイヤ、炭化珪素、リン化ガリウム、リンヒ素化ガリウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛又はセレン硫化アメリシウム等の材料から形成する基材であることができる。また、第１基材２１は、透明基材又は非透明基材であることができ、それは、主に高圧ＬＥＤチップ３０２の出光方向又は反射層の設計に基づき、考慮し、同時に上向き／下向きの双方向出光を誘導する場合、第１基材２１は、透明基材である必要がある。
【００４５】
粘着層２２は、第１表面２１１上に形成され、第１基材２１及び第１オーミック接続層２３’を結合することに用いる。粘着層２２は、ベンゼン環−ブテン、エポキシ樹脂、シリコンゲル、ポリメチルメタクリレート、ポリマー及び回転塗布ガラス等のうちの１つの材質を選択することができる。粘着層２２は、透明粘着層２２又は非透明粘着層２２であることができ、それは、高圧ＬＥＤチップ３０２の出光方向又は反射層の設計に応じて考慮し、同時に上向き／下向き双方向の出光を誘導する場合、粘着層２２は、透明粘着層２２である必要がある。
【００４６】
図１４に示すように、本実施例の高圧ＬＥＤチップ３０２も、第１基材２１及び粘着層２２を共有し、従って、ユニット分割は、第１オーミック接続層２３及びエピタキシャル層２４に対してのみ分割を行い、分割後は、例えば、Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・等のユニットを形成することもできる。
【００４７】
第１オーミック接続層２３’は、粘着層２２上に形成される。第１オーミック接続層２３’は、Ｐ型オーミック接続層であることができる。元々ウエハ上に成型される第１オーミック接続層２３’は、エッチング方式により異なるユニットに区分することができる。
【００４８】
エピタキシャル層２４は、発光ダイオード単体であり、それも、エッチング方式で異なるユニットに区分することができる。エピタキシャル層２４は、下被覆層２４１と、作用層２４２と、上被覆層２４３と、第２溝３４を有する。各下被覆層２４１は、第１オーミック接続層２３’の上に形成され、下被覆層２４１は、Ｐ型リン化アルミニウムガリウムインジウムの被覆層である。作用層２４２は、下被覆層２４１上に形成され、それは、シングルヘテロ構造、ダブルヘテロ構造又は多重量子井戸構造であることができる。上被覆層２４３は、作用層２４２上に形成され、上被覆層２４３は、Ｎ型リン化アルミニウムガリウムインジウムであることができる。上被覆層２４３及び第１導電板２６の間は、第２オーミック接続層２９２を更に形成することもできる。
【００４９】
第２溝３４は、エッチング方式で形成され、第２溝３４は、上被覆層２４３及び作用層２４２を垂直に貫通し、更に下被覆層２４１を局部貫通し、第２溝３４の隙間により、第２溝３４両側の作用層２４２、上被覆層２４３に電気的隔離の作用を発生させることができる。また、後続プロセスを操作し易くする為、第２絶縁層３１を製造する時、第２溝３４を併せて第２絶縁層３１に充填することができる。
【００５０】
第２絶縁層３１は、例えば、酸化シリコンの材質であり、それは、各上被覆層２４３の露出する表面を覆い、任意の２つのエピタキシャル層２４及び任意の２つの第１オーミック接続層２３’の間に形成される。第２絶縁層３１の設置により、異なるユニットの発光ダイオードを完全に隔離し、互いに影響を及ぼさないようにすることができる以外に、発光ダイオードが外部環境、例えば、水分又は湿気の影響を受けて寿命を減少させることが無いよう確保することができる。
【００５１】
第２絶縁層３１は、各上被覆層２４３上及び各第２溝３４両側において、それぞれ第３開孔３５及び第４開孔３６を形成し、第３開孔３５及び第４開孔３６は、第２絶縁層３１は、製造を完成後、更にエッチング方式で形成することができる。
【００５２】
第５導電板３２は、それぞれ各ユニットの第３開孔３５内に形成され、且つ互い対応する上被覆層２４３に電気接続する。また、上被覆層２４３及び第５導電板３２の間は、更に第２オーミック接続層２９２を形成することができる。第６導電板３３は、それぞれ第４開孔３６に形成され、下向きに延伸する延伸部３３１を有し、延伸部３３１は、エピタキシャル層２４を垂直貫通し、且つ互いに対応する第１オーミック接続層２３’に電気接続する。第５導電板３２及び第６導電板３３の設置により電力を提供し、エピタキシャル層２４に電力を受け発光の作用を発生させることができる。
【００５３】
高圧ＬＥＤチップ３０２は、面上構造に設計する時、第１基材２１を透明基材に設計し、且つ粘着層２２を透明粘着層２２に設計し、第１基材２１の第２表面２１２上に反射層を形成し、反射層によりエピタキシャル層２４が発する光を反射することができ、このように、高圧ＬＥＤチップ３０２に良好な出光効率を達成させることができる。このほか、ただ粘着層２２のみを透明粘着層２２に設計し、反射層を第１基材２１及び粘着層２２の間に形成し、このようにしても、光反射の作用を達成することができ、同様に高圧ＬＥＤチップ３０２に好適な出光効率を達成させることができる。
【００５４】
図１５に示すように、高圧ＬＥＤチップ３０２は、第２基材５０を更に含み、このように、フリップ構造を発生することができる。フリップ構造において、第１基材２１は、透明基材であり、且つ粘着層２２は、透明粘着層２２である。第２基材５０は、第３表面５１を少なくとも有し、第３表面５１は、少なくとも２つの第３導電板５２及び少なくとも２つの第４導電板５３を形成し、各第３導電板５２及び第４導電板５３は、それぞれ溶接点６０により互いに対応する第５導電板３２及び第６導電体３３に電気接続する。
【００５５】
第３導電板５２及び第４導電板５３の間は、直接導電板の面積を拡大して、相互に電気接続させることができる以外に、第２基材５０に複数の回路構造（図示せず）を形成し、第３導電板５２及び第４導電体５３間を電気接続させることができる。上記の接続方式により複雑な回路構造を形成することができる。第２基材５０の利点を使用し、異なる発光ダイオード間の直／並列回路を第２基材５０上で実行させることができる。第２基材５０の面積及び厚さは、比較的大きな弾性を有することができるので、非常に複雑な回路構造に十分に応じることができる。複雑な回路構造は、実践時、高圧ＬＥＤチップ３０２の応用に更なる多様性を持たせることができる。
【００５６】
第２基材５０は、シリコン基材、プリント回路板／多層プリント回路板又はセラミック基材であることができる。例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ベリリウム、低温同時焼成セラミックス又は高温同時焼成セラミックス…等の基材である。
【００５７】
フリップ構造の設計において、発光ダイオードに好適な出光効率を持たせるため、第２基材５０の第３表面５１上において、第３導電板５２及び第４導電板５３以外の部位に更に反射層を形成することができる。又は、第２絶縁層３１上、即ち、第２絶縁層３１が露出する表面上に反射層を形成することもできる。
【００５８】
上記の各反射層は、アルミニウム、銀及び金…等のうちの１つの材質を選択して形成することができる。反射層を製造する時、注意が必要であり、反射層が導電材質である時、反射層は、第３導電板５２又は第４導電板５３と接触することができず、第５導電板３２又は第６導電板３３と接触することもできず、また、反射層は、各導電板と一定の隙間を保持し、各導電板間に短絡現象が発生することを回避することが好ましい。
【００５９】
高圧ＬＥＤチップ３０２の各発光ダイオード間を更に容易に相互接続できるようにする為、又は、高圧ＬＥＤチップ３０２及び第２基材５０をより平坦で完全に結合させるため、全ての第５導電板３２、第６導電板３３の表面の高さは、同一水平な高さとし、このようにして、プロセス上の実施に有利にすることができる。
【００６０】
図１６に示すように、高圧ＬＥＤチップ３０２は、更に、第２導体層３７を含み、それは、少なくとも１つの導体を形成し、第２絶縁層３１上を覆い、且つ各導体の両端がそれぞれ異なるユニットの第５導電板３２又は第６導電板３３に電気接続する。このように、異なる発光ダイオード２８を容易に直列／並列することができる。第２絶縁層３１の支持により、第２導体層３７に複雑な回路レイアウト設計を行わせることもできる。
【００６１】
図１７〜図２３に示すように、本実施例の高圧ＬＥＤチップ３０２は、完全な第１絶縁層２５及び第２絶縁層３１を有するので、各絶縁層上に図１７〜図２３の同一又は類似する複雑な回路を製造することができ、特に、第２基材５０を使用してフリップ構造を形成する時、関連回路の達成をより容易にすることができる。
【００６２】
また、高圧ＬＥＤチップ３０２は、少なくとも２つの発光ダイオードを相反して並列することにより、交流型の高圧ＬＥＤチップ３０２を構成し、さらに、交流型の高圧ＬＥＤチップ３０２を回路基板２００が提供する多様化回路を介して接続し、直列、並列又は直並列交流型の高圧ＬＥＤチップ３０２を有する高電圧交流発光ダイオード構造を構成することができる。
【００６３】
このほか、高圧ＬＥＤチップ３０１，３０２が直流型の高圧ＬＥＤチップ３０１，３０２である時、回路基板２００が提供する多様化された回路接続を介し、少なくとも２つの直流型の高圧ＬＥＤチップ３０１，３０２を逆向きに並列し、高電圧交流発光ダイオード構造を構成することもできる。ここで指すのは、回路基板２００を介し、高圧ＬＥＤチップ３０１，３０２を高電圧交流発光ダイオード構造に接続できる任意の形式であるが、ここでは、高圧ＬＥＤチップ３０１，３０２の接続方式について更に詳細には記載しない。
【００６４】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１００    高電圧交流発光ダイオード構造
２００  回路基板
３００，３０１，３０２  高圧ＬＥＤチップ
４００  直列回路
２０  発光ダイオード構造
２１  第１基材
２１１  第１表面
２１２  第２表面
２２  粘着層
２３，２３’  第１オーミック接続層
２３１  露出部
２４  エピタキシャル層
２４１  下被覆層
２４２  作用層
２４３  上被覆層
２５  第１絶縁層
２５１  第１開孔
２５２  第２開孔
２６  第１導電板
２７  第２導電板
２８  発光ダイオード
２９１  第１溝
２９２  第２オーミック接続層
２９３  第１導体層
３１  第２絶縁層
３２  第５導電板
３３  第６導電板
３３１  延伸部
３４  第２溝
３５  第３開孔
３６  第４開孔
３７  第２導体層
５０  第２基材
５１  第３表面
５２  第３導電板
５３  第４導電板
６０  溶接点
Ａ１，Ａ２，Ａ３  ユニット
【図１】
2013110382.tif 000003
【図２】
2013110382.tif 000004
【図３】
2013110382.tif 000005
【図４】
2013110382.tif 000006
【図５】
2013110382.tif 000007
【図６】
2013110382.tif 000008
【図７】
2013110382.tif 000009
【図８】
2013110382.tif 000010
【図９】
2013110382.tif 000011
【図１０】
2013110382.tif 000012
【図１１】
2013110382.tif 000013
【図１２】
2013110382.tif 000014
【図１３】
2013110382.tif 000015
【図１４】
2013110382.tif 000016
【図１５】
2013110382.tif 000017
【図１６】
2013110382.tif 000018
【図１７】
2013110382.tif 000019
【図１８】
2013110382.tif 000020
【図１９】
2013110382.tif 000021
【図２０】
2013110382.tif 000022
【図２１】
2013110382.tif 000023
【図２２】
2013110382.tif 000024
【図２３】
2013110382.tif 000025