(57)【要約】【課題】可視スペクトル（例えば、青色および紫色）の範囲内の比較的高い周波数で放射し、かつ、蛍光体と共に使用される発光ダイオードを提供すること。【解決手段】発光ダイオードであって、能動部分と、該能動部分の上面上および該能動部分の該上面の周囲における隆起縁と、該縁と該能動部分の該上面とによって画定された空間における樹脂と、該樹脂内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子とを備えている、発光ダイオード。【選択図】図３
2009021599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードであって、
能動部分と、
該能動部分の上面上および該能動部分の該上面の周囲における隆起縁と、
該縁と該能動部分の該上面とによって画定された空間における樹脂と、
該樹脂内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子と
を備えている、発光ダイオード。
【請求項２】
前記能動部分は、ＩＩＩ族の窒化物材料系から形成される、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記能動部分は、炭化珪素と、サファイアと、サブマウント構造とから成る群から選択される支持構造上にある、請求項２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記隆起縁は、金属と、半導体と、セラミックとから成る群から選択される、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記隆起縁の内側または外側の、前記能動部分に対するオーム接触を備えている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
スペクトルの青色部分で放射する能動部分と、前記ダイオードからの該青色放射を大部分は黄色の周波数に下方変換する蛍光体とを備えている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
半導体前駆体ウエハ上にある、請求項１に記載の複数の発光ダイオード。
【請求項８】
前記基板は、炭化珪素と、サファイアと、サブマウント構造とから成る群から選択される、請求項７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【請求項９】
前記チップ前駆体のそれぞれは、前記樹脂内に、同一な組成および同一な量の蛍光体を含む、請求項７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【請求項１０】
異なるチップ前駆体は、前記樹脂内に、異なる量の蛍光体を含む、請求項７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【請求項１１】
異なるチップ前駆体は、前記樹脂内に、異なる組成の蛍光体を含む、請求項７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【請求項１２】
異なるチップ前駆体は、異なる樹脂の組成を含む、請求項７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【請求項１３】
前記チップ前駆体は、スペクトルの青色部分で放射し、前記蛍光体は、該チップ前駆体からの該青色放射を大部分は黄色の周波数に下方変換する蛍光体である、請求項７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【請求項１４】
発光ダイオード構造であって、
能動部分と、
該能動部分の上面上および該能動部分の該上面の周囲における隆起縁と、
該隆起縁上および該能動部分の該上面の上にある樹脂予備成形品と、
該樹脂予備成形品内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子と
を備えている、発光ダイオード構造。
【請求項１５】
前記予備成形品のフットプリントは、前記上面によって画定される面積よりも広く、それにより該予備成形品は、前記隆起縁の少なくとも一部の部分を越えて横方向に延びている、請求項１４に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１６】
前記隆起縁は、金属と、半導体と、セラミックとから成る群から選択される、請求項１４に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１７】
発光ダイオード構造であって、
能動部分と、
該能動部分の上面上の隆起接触と、
カットアウトを有する樹脂予備成形品であって、該カットアウトは、該隆起接触の幾何形状に適合し、かつ、該カットアウトは、該予備成形品が該能動部分の該上面に隣接して存在するときには、該カットアウト内で該隆起接触とぴたりと合う、樹脂予備成形品と、
該樹脂予備成形品内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子と
を備えている、発光ダイオード構造。
【請求項１８】
出力によって発光ダイオードを調節する方法であって、
発光ダイオードによって生成された波長と放射束とそれらの組み合わせとから成る群から選択された量を測定することと、
その後、ポリマー樹脂と組み合わされた多量の蛍光体でダイオードを被覆することであって、該ダイオードは、測定された色と該樹脂内の加えられた蛍光体とに基づいて、選択された色を生成する、ことと
を包含する、方法。
【請求項１９】
黄色放射蛍光体を含むポリマー樹脂で前記ダイオードを被覆することによって青色発光ダイオードを調節することをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
黄色放射蛍光体を含む樹脂予備成形品で前記ダイオードを被覆することを包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
分散した黄色蛍光体を有する液体樹脂の液滴を、前記発光ダイオードの表面上のウェルに加えることを包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記ウェルを画定し、次に、液体樹脂の液滴を該画定されたウェルに加えるために、前記発光ダイオードの前記上面上に、隆起縁を形成することを包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記隆起周囲を形成する前記ステップは、該周囲を形成するためにハンダを施し、次に、該縁を形成するためにハンダをリフローすることを包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記隆起周囲の縁を形成する前記ステップは、セラミック材料を堆積することを包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
酸化アルミニウム、酸化チタニウム、二酸化珪素から成る群から選択された材料を堆積することを包含し、該材料は、入射光の分散を助ける、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
出力によって発光ダイオードを分類する方法であって、
ウエハを探査することであって、該ウエハは、複数のＬＥＤ前駆体を含むことにより、波長、放射束、およびそれらの組み合わせから成る群から選択された量を測定する、ことと、
該測定した量に従って該探査されたウエハのマップを作成することと、
該マッピングされた出力に基づいて、樹脂における多量の蛍光体を、該ウエハ上の個々のダイオードに加えることと、
該ダイオードを分離し、出力によってソートすることと
を包含する、方法。
【請求項２７】
前記樹脂内の前記蛍光体を、個々のダイオードに加える前記ステップは、該蛍光体を有する樹脂予備成形品を加えることを包含する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記樹脂内の前記蛍光体を、個々のダイオードに加える前記ステップは、液体樹脂の液滴と分散した蛍光体とを、各ダイオード前駆体の表面におけるウェルに加えることを包含する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記液体樹脂の液滴と前記分散した蛍光体とを加える前記ステップに先立ち、周辺の縁を各ダイオード前駆体に加えることによって各ダイオードの前記表面における前記ウェルを形成するステップをさらに包含する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
複数の青色発光ダイオードを含むウエハを探査することと、該ダイオードからの青色の放射に応答して、大部分は黄色の周波数を放射する蛍光体を加えることとを包含する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記蛍光体および前記樹脂を加える前に、青色放射に従って、青色発光ＬＥＤ前駆体のウエハをマッピングすることを包含する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記蛍光体および前記樹脂を加えた後に、白色放射に従って、ＬＥＤ前駆体のウエハをマッピングすることを包含する、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードに関する。特に、本発明は、可視スペクトル（例えば、青色および紫色）の範囲内の比較的高い周波数で放射し、かつ、蛍光体と共に使用される発光ダイオードに関し、該蛍光体は、ＬＥＤによって生成された光のうちの一部を補完的な色に変換し、該補完的な色は、ＬＥＤの光と共に白色の出力を生成する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、適切な半導体材料において電子正孔の再結合イベントを促進させることによって印加電圧を光に変換する光半導体デバイスの一種である。次に、再結合イベントにおいて解放されたエネルギーの一部または全てが光子を生成する。
【０００３】
発光ダイオードは、他の半導体デバイスの多数の好ましい特性を共有している。これらは、概ね強固な物理的特性、長い寿命、高い信頼性、および特定の材料に応じた低いコストを含む。
【０００４】
本明細書において、多数の用語が使用されており、該用語は、業界においては一般的であり、かつ、周知なものである。しかしながら、かかる業界の使用において、これらの用語は、時には、用語の意味が非公式的に混合される。従って、これらの用語は、本明細書においては、出来る限り正確に使用されるが、あらゆる場合において、用語の意味は、文脈において明確になる。
【０００５】
従って、用語「ダイオード」または「チップ」は、一般的には、一部の形式のオーム接触と共に、反対の導電タイプ（ｐ型およびｎ型）の２つの半導体の部分を最低でも含むことにより、結果として出来たｐｎ接合部全体に渡って電流が印加されることを可能にする構造を指す。
【０００６】
用語「ランプ」は、適切な電気接触と適合される発光ダイオードと、潜在的には、電気回路もしくは照明備品または両方に追加または包含され得る別個のデバイスを形成するレンズとを示すために使用される。
【０００７】
本明細書において使用される場合、用語「パッケージ」は、一般的には、プラスチックレンズ（樹脂、エポキシ、カプセル材料）と共に、（時には、電流が印加される金属の小片と同様に単純な）適切な物理的構造および電気的構造上に半導体チップを配置したものを指し、該プラスチックレンズは、一部の物理的保護をダイオードに提供し、かつ、光の出力を光学的に導く。パッケージは、多くの場合に、反射構造を含み、該反射構造は、しばしばポリマーで形成され、該ポリマーの中にダイオードがある。レンズと電気接触とを加えることが、一般的には、ランプを形成する。
【０００８】
発光ダイオードおよびダイオードランプの構造および動作に関する適切な参考文献は、非特許文献１および非特許文献２を含む。
【０００９】
ＬＥＤによって放射される色は、大部分は、ダイオードが形成される材料によって定義される。砒化ガリウム（ＧａＡｓ）および燐化ガリウム（ＧａＰ）で形成されたダイオードは、可視スペクトルのより低いエネルギー（赤色および黄色）の部分における光子を放射する傾向がある。炭化珪素（ＳｉＣ）およびＩＩＩ族の窒化物（例えば、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ）のような材料は、より大きなバンドギャップを有しており、それにより、可視スペクトルの緑色、青色、および紫色の部分、ならびに電磁スペクトルの紫外線部分に現れるより大きなエネルギーを有する光子を生成し得る。
【００１０】
一部の用途においては、ＬＥＤの出力が異なる色に変調または変換されるときに、ＬＥＤはより有用となる。特に、青色発光ＬＥＤの利用可能性が非常に増加したことに伴い、青色光子を下方変調する黄色放射蛍光体の使用が、同様に増加した。特に、ダイオードによって放射された青色光と蛍光体によって放射された黄色光との組み合わせが、白色光を作り出し得る。次に、固体ソースからの白色光の利用可能性は、特に照明を含み、かつ、の多数の用途（特に照明など）にカラーティスプレイのライティングとして固体ソースを組み込む可能性を提供する。
【００１１】
いくつかのタイプの構造が、現在、白色発光ＬＥＤにおける色の変換のために使用されている。１つの構造および関連の技術において、ＬＥＤチップは、パッケージ上に置かれ、次に、ポリマー樹脂で大部分または全体を被覆され、該ポリマー樹脂は、分散した蛍光体を有し、かつ、該ポリマー樹脂は、ＬＥＤランプのレンズ部分を形成する。これは、簡単な構造であり、かつ、簡単なプロセスであるが、該構造およびプロセスは、ダイオード全体に渡って、比較的多くの色の変化を生成する。
【００１２】
別の技術においては、蛍光体が、チップの表面に直接的に堆積されるか、またはチップ表面の非常に近くに堆積され、その後に、レンズ樹脂が、蛍光体を適切に固定するために適用される。これは、より良好な色の均一性（より低いＣＣＴ変化）と、より明るい出力と、より低い望ましくない散乱とを生成する。しかしながら、対応する不利な点は、蛍光体が、製造プロセスの間に正確に配置されなければならず、その結果、処理のコスト、および結果として出来るダイオードのコストを増加させるということである。
【００１３】
第３のオプションにおいて、蛍光体は、「ミニグロブ（ｍｉｎｉ−ｇｌｏｂ）」、すなわち、ＬＥＤチップの表面だけに適用される、分散した蛍光体を有するわずかな量の樹脂として適用される。別個のステップにおいて、蛍光体を有していないポリマー樹脂が加えられることにより、最終的なレンズおよびパッケージを生成する。ミニグロブ技術は、製造上の観点からは比較的容易なものであり、あまり費用がかからない傾向があり、分散した樹脂の技術とチップ上の蛍光体の技術との間の良好な折衷物を提供する。しかしながら、対応する問題は、チップおよびミニグロブの幾何形状（例えば、図１）が、変換されていない青色光の所望の放射よりも高い放射をもたらすということである。ミニグロブ技術はまた、蛍光体を保持する樹脂のメニスカスを画定することに依存する。チップの外縁は、かかるメニスカスを画定する最も容易な用法であるが、これが、メニスカスの縁における蛍光体の不在に基づいて出力の均一性の欠如を生み出す。
【００１４】
第４のオプションにおいて、樹脂と蛍光体とが、予備成形品（ｐｒｅ−ｆｏｒｍ）（例えば、立体の長方形の形状）の中に鋳造また成形される。次に、予備成形品が、製造プロセスの間にＬＥＤチップに隣接して配置される。これは、明るくかつ高密度の出力を生成するが、比較的に困難な製造になる。従って、製造コストとダイオードのコストとが比較的に高くなる。さらに、予備成形技術は、ミニグロブ技術と同じ青色光の漏れを被る傾向があるダイオードの幾何形状を生成する。予備成形技術に関する別の問題は、一般的には、能動層、特に、ｐ型能動層において使用される電流拡散フィンガから生じる。これらのフィンガは、予備成形品がダイオードチップにおいて同一平面に来ることを妨げる傾向がある。予備成形品とダイオードの表面との間の結果として出来たギャップは、高角度の青色光が、予備成形品と相互作用することなく逃げることを可能にする。
【００１５】
これらの構造のうちのいくつかに関する代表的な記述が、同一人に譲渡され、かつ、同時係属中の特許文献１「Ｓｉｄｅ  Ｖｉｅｗ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｕｎｔ  Ｗｈｉｔｅ  ＬＥＤ」に述べられている。他の代表的なパッケージは、（限定するものではないが）特許文献２を含む。
【００１６】
蛍光体自体が別の潜在的な問題をもたらす。当該分野において概ね周知ように、蛍光体は、ある周波数の光子を吸収し、次に、異なる（一般的には、より低いエネルギーの）周波数または周波数範囲の光子を放射する固体の材料である。青色発光ダイオードが白色光を生成するために使用されるときには、多くの場合にセリウムをドーピングされたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）が、有用かつ例示的な蛍光体を代表する。使用の際、ＹＡＧは、ＩＩＩ族の窒化物ＬＥＤによって放射された周波数のような青色の周波数を吸収し、そのエネルギーをより低い周波数の範囲に変換し、黄色が支配的となる。ＬＥＤからの青色光と蛍光体からの黄色光との組み合わせが全体的な白色の放射を生成する。
【００１７】
従来、蛍光体は、関連のある前駆体を混合し、比較的に高い温度（例えば、１，０００℃）において圧力の下で、関連のある前駆体を焼結し、次に、焼結された物体を機械的に粉砕することによって生成される。これが、ＬＥＤチップ上の樹脂レンズの中に組み込まれ得る粉末を生成する。
【００１８】
ＬＥＤに関して、一定のサイズよりも小さい蛍光粒子は、カプセル材料内に適切に分散されない傾向があり、より高い確率の表面の欠陥を示す傾向があり、そして、白色変換および白色出力の観点ではあまり効率的ではない。従って、（粒子を横切るおおよその直径に基づいた）蛍光粒子のサイズは、効率を最大化するために、少なくとも約１ミクロン（μｍ）を上回り、好適には２μｍを上回るべきである。多くのＬＥＤの用途において、２μｍ〜２５μｍの範囲にある蛍光粒子のサイズが、概して好ましい。
【００１９】
しかしながら、これらのサイズは、一定の寸法のＬＥＤチップと大きさが同様になるような充分な大きさである。例えば、図１に例示されているように、大きな粒子は、ミニグロブの縁に配置することが困難であるか、または不可能であり、それにより青色光の漏れの問題を悪化させる。
【００２０】
複数のエピタキシャル層から形成されたダイオードにおいては、光の大部分が概ね垂直方向に放射される。すなわち、ダイオードチップの表面が水平方向であると考えられる場合には、光の大部分が水平面に対して垂直な線の約７０°の範囲内にあるので、青色光の問題はまた悪化させられる。結果として、蛍光粒子は、概して、より垂直な放射とより効率的に相互作用するように配置される。
【００２１】
さらに、水平方向に近い角度（すなわち、水平面に対して約２０°の範囲内）で放射される出力は、概して、垂直に放射された出力よりも低く、このことが、蛍光体を用いた青色光の変換のバランスを取ることに困難さを加える。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２６２３３９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０１９９８８４号明細書
【非特許文献１】Ｓｚｅ、ＰＨＹＳＩＣＳ  ＯＦ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＤＥＶＩＣＥＳ、第２版（１９８１年）
【非特許文献２】Ｓｃｈｕｂｅｒｔ、ＬＩＧＨＴ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ、Ｃａｍｂｒｉｄｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ（２００３年）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
一局面において、本発明は、発光ダイオードであり、該発光ダイオードは、能動部分と、能動部分の上面上および能動部分の上面の周囲における隆起縁とを含む。樹脂は、縁と能動部分の上面とによって画定される空間にあり、蛍光粒子が、樹脂内にあることにより、能動部分によって放射された周波数を変換する。
【００２３】
別の局面において、本発明は、半導体前駆体ウエハである。この局面において、本発明は、基板と、ウエハ上の複数のＬＥＤチップ前駆体とを含み、複数のチップ前駆体は、ＬＥＤチップ表面の周囲に沿って垂直に向けられた縁を有する。複数の縁を付けられたチップ前駆体は、ポリマー樹脂で満たされ、複数の樹脂で満たされた前駆体は、樹脂内に蛍光体を有する。
【００２４】
別の局面において、本発明は、発光ダイオード構造であり、該発光ダイオード構造は、能動部分と、能動部分の上面上および能動部分の上面の周囲における隆起縁と、隆起縁上および能動部分の上面の上にある樹脂予備成形品と、能動部分によって放射された周波数を変換する、樹脂予備成形品内の蛍光粒子とを含む。
【００２５】
別の局面において、本発明は、出力によって発光ダイオードを調節する方法である。この局面において、本発明は、発光ダイオードによって生成された色と放射束とそれらの組み合わせとから成る群から選択された量を測定することを包含する。次に、ダイオードは、ポリマー樹脂と組み合わされた多量の蛍光体で被覆され、該ダイオードは、ダイオードからの測定された色と樹脂内の加えられた蛍光体とに基づいて選択された色を生成する。
【００２６】
さらに別の局面において、本発明は、出力によって発光ダイオードを分類する方法を包含する。この局面において、本発明は、ウエハを探査することを含み、該ウエハは、複数のＬＥＤ前駆体を含むことにより、波長、放射束、およびそれらの組み合わせから成る群から選択された量を測定する。次に、探査されたウエハのマップが、測定した量に従って作成され、樹脂における多量の蛍光体が、マッピングされた出力に基づいて、ウエハ上の個々のダイオードに加えられる。次に、ダイオードは分離され、出力によってソートされる。
【００２７】
さらに別の局面において、本発明は、色変換発光ダイオードを形成する方法である。この局面において、本発明は、発光ダイオードチップの上面の周囲に隆起縁を形成することと、次に、隆起縁によって作り出されたウェルを、分散した蛍光体を有するポリマー樹脂で満たすこととを包含し、該蛍光体は、ダイオードチップによって放射された周波数に応答し、かつ、該蛍光体は、ダイオードチップによって放射された周波数とは異なる応答周波数を放射する。
【００２８】
本発明の上記および他の目的および利点、およびそれらを遂行する方法は、添付の図面と関連付けて列挙される以下の詳細な記述に基づいてより明確になる。
【００２９】
本発明はさらに以下の手段を提供する。
【００３０】
（項目１）  
発光ダイオードであって、
能動部分と、
該能動部分の上面上および該能動部分の該上面の周囲における隆起縁と、
該縁と該能動部分の該上面とによって画定された空間における樹脂と、
該樹脂内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子と
を備えている、発光ダイオード。
【００３１】
（項目２）  
上記能動部分は、ＩＩＩ族の窒化物材料系から形成される、項目１に記載の発光ダイオード。
【００３２】
（項目３）  
上記能動部分は、炭化珪素と、サファイアと、サブマウント構造とから成る群から選択される支持構造上にある、項目２に記載の発光ダイオード。
【００３３】
（項目４）  
上記隆起縁は、金属と、半導体と、セラミックとから成る群から選択される、項目１に記載の発光ダイオード。
【００３４】
（項目５）  
上記隆起縁の内側または外側の、上記能動部分に対するオーム接触を備えている、項目１に記載の発光ダイオード。
【００３５】
（項目６）  
スペクトルの青色部分で放射する能動部分と、上記ダイオードからの該青色放射を大部分は黄色の周波数に下方変換する蛍光体とを備えている、項目１に記載の発光ダイオード。
【００３６】
（項目７）  
半導体前駆体ウエハ上にある、項目１に記載の複数の発光ダイオード。
【００３７】
（項目８）  
上記基板は、炭化珪素と、サファイアと、サブマウント構造とから成る群から選択される、項目７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【００３８】
（項目９）  
上記チップ前駆体のそれぞれは、上記樹脂内に、同一な組成および同一な量の蛍光体を含む、項目７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【００３９】
（項目１０）  
異なるチップ前駆体は、上記樹脂内に、異なる量の蛍光体を含む、項目７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【００４０】
（項目１１）  
異なるチップ前駆体は、上記樹脂内に、異なる組成の蛍光体を含む、項目７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【００４１】
（項目１２）  
異なるチップ前駆体は、異なる樹脂の組成を含む、項目７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【００４２】
（項目１３）  
上記チップ前駆体は、スペクトルの青色部分で放射し、上記蛍光体は、該チップ前駆体からの該青色放射を大部分は黄色の周波数に下方変換する蛍光体である、項目７に記載の半導体前駆体ウエハ。
【００４３】
（項目１４）  
発光ダイオード構造であって、
能動部分と、
該能動部分の上面上および該能動部分の該上面の周囲における隆起縁と、
該隆起縁上および該能動部分の該上面の上にある樹脂予備成形品と、
該樹脂予備成形品内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子と
を備えている、発光ダイオード構造。
【００４４】
（項目１５）  
上記予備成形品のフットプリントは、上記上面によって画定される面積よりも広く、それにより該予備成形品は、上記隆起縁の少なくとも一部の部分を越えて横方向に延びている、項目１４に記載の発光ダイオード構造。
【００４５】
（項目１６）  
上記隆起縁は、金属と、半導体と、セラミックとから成る群から選択される、項目１４に記載の発光ダイオード構造。
【００４６】
（項目１７）  
発光ダイオード構造であって、
能動部分と、
該能動部分の上面上の隆起接触と、
カットアウトを有する樹脂予備成形品であって、該カットアウトは、該隆起接触の幾何形状に適合し、かつ、該カットアウトは、該予備成形品が該能動部分の該上面に隣接して存在するときには、該カットアウト内で該隆起接触とぴたりと合う、樹脂予備成形品と、
該樹脂予備成形品内の蛍光粒子であって、該蛍光粒子は、該能動部分によって放射された周波数を変換する、蛍光粒子と
を備えている、発光ダイオード構造。
【００４７】
（項目１８）  
出力によって発光ダイオードを調節する方法であって、
発光ダイオードによって生成された波長と放射束とそれらの組み合わせとから成る群から選択された量を測定することと、
その後、ポリマー樹脂と組み合わされた多量の蛍光体でダイオードを被覆することであって、該ダイオードは、測定された色と該樹脂内の加えられた蛍光体とに基づいて、選択された色を生成する、ことと
を包含する、方法。
【００４８】
（項目１９）  
黄色放射蛍光体を含むポリマー樹脂で上記ダイオードを被覆することによって青色発光ダイオードを調節することをさらに包含する、項目１８に記載の方法。
【００４９】
（項目２０）  
黄色放射蛍光体を含む樹脂予備成形品で上記ダイオードを被覆することを包含する、項目１９に記載の方法。
【００５０】
（項目２１）  
分散した黄色蛍光体を有する液体樹脂の液滴を、上記発光ダイオードの表面上のウェルに加えることを包含する、項目１９に記載の方法。
【００５１】
（項目２２）  
上記ウェルを画定し、次に、液体樹脂の液滴を該画定されたウェルに加えるために、上記発光ダイオードの上記上面上に、隆起縁を形成することを包含する、項目２１に記載の方法。
【００５２】
（項目２３）  
上記隆起周囲を形成する上記ステップは、該周囲を形成するためにハンダを施し、次に、該縁を形成するためにハンダをリフローすることを包含する、項目２１に記載の方法。
【００５３】
（項目２４）  
上記隆起周囲の縁を形成する上記ステップは、セラミック材料を堆積することを包含する、項目２１に記載の方法。
【００５４】
（項目２５）  
酸化アルミニウム、酸化チタニウム、二酸化珪素から成る群から選択された材料を堆積することを包含し、該材料は、入射光の分散を助ける、項目２４に記載の方法。
【００５５】
（項目２６）  
出力によって発光ダイオードを分類する方法であって、
ウエハを探査することであって、該ウエハは、複数のＬＥＤ前駆体を含むことにより、波長、放射束、およびそれらの組み合わせから成る群から選択された量を測定する、ことと、
該測定した量に従って該探査されたウエハのマップを作成することと、
該マッピングされた出力に基づいて、樹脂における多量の蛍光体を、該ウエハ上の個々のダイオードに加えることと、
該ダイオードを分離し、出力によってソートすることと
を包含する、方法。
【００５６】
（項目２７）  
上記樹脂内の上記蛍光体を、個々のダイオードに加える上記ステップは、該蛍光体を有する樹脂予備成形品を加えることを包含する、項目２６に記載の方法。
【００５７】
（項目２８）  
上記樹脂内の上記蛍光体を、個々のダイオードに加える上記ステップは、液体樹脂の液滴と分散した蛍光体とを、各ダイオード前駆体の表面におけるウェルに加えることを包含する、項目２６に記載の方法。
【００５８】
（項目２９）  
上記液体樹脂の液滴と上記分散した蛍光体とを加える上記ステップに先立ち、周辺の縁を各ダイオード前駆体に加えることによって各ダイオードの上記表面における上記ウェルを形成するステップをさらに包含する、項目２８に記載の方法。
【００５９】
（項目３０）  
複数の青色発光ダイオードを含むウエハを探査することと、該ダイオードからの青色の放射に応答して、大部分は黄色の周波数を放射する蛍光体を加えることとを包含する、項目２６に記載の方法。
【００６０】
（項目３１）  
上記蛍光体および上記樹脂を加える前に、青色放射に従って、青色発光ＬＥＤ前駆体のウエハをマッピングすることを包含する、項目２６に記載の方法。
【００６１】
（項目３２）  
上記蛍光体および上記樹脂を加えた後に、白色放射に従って、ＬＥＤ前駆体のウエハをマッピングすることを包含する、項目２６に記載の方法。
【００６２】
（摘要）
発光ダイオードは、関連するウエハ構造、ならびに製造技術およびマッピング技術と共に開示される。ダイオードは、能動部分と、能動部分の上面上および能動部分の上面の周囲における隆起縁と、縁と能動部分の上面とによって画定された空間における樹脂と、能動部分によって放射された周波数を変換する、樹脂内の蛍光粒子とを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
本発明は、発光ダイオード構造に関し、特に、背景技術において述べられたミニグロブタイプの構造に関する。ある程度、本発明は、従来技術の一定の局面に関して理解され得る。従って、図１〜図７は、従来技術の代表的な構造および特性を例示する。
【００６４】
図１は、概略的に１０で示された発光ダイオードの概略的断面図である。図１および本明細書における他の図面は、実際に、従来技術と本発明との特定の局面を例示する目的のための概略図であるということが理解される。さらに、図１〜図５は、図１〜図５が例示する所与のダイオードの完全な断面図ではなく、部分的な断面図である。
【００６５】
図１において、ダイオード１０は、基板１１と、矢印１２によって示された能動部分とを含む。ほとんどの状況において、能動部分１２は、少なくとも２つのエピタキシャル層を含み、該２つのエピタキシャル層は、ｐｎ接合部を共に形成し、該ｐｎ接合部は、電流が接合部全体に渡って印加されたときに、光子を放射する。
【００６６】
図１は、ミニグロブダイオードを例示しており、この用語は、本明細書においては、限定する目的ではなく説明的に使用されている。この用語は、１３において示された樹脂の液滴を指しており、該樹脂の液滴は、能動部分１２の表面に適用され、能動部分１２の表面を覆う。液滴１３は、点から成る円１４によって示される蛍光粒子を有する。先に示したように、蛍光粒子１４は、蛍光粒子が比較的に大きいときに、意図した目的のためにより良く働く傾向がある。従って、図１に概略的に示されたように、ミニグロブ構造は、ミニグロブ構造の縁の近くに液滴１３の一部分を含む傾向にあり、該ミニグロブ構造の縁においては、蛍光粒子はあまりにも大きいのでフィットしない。
【００６７】
蛍光粒子１４は、矢印１５によって象徴された放射を生成する目的のために含まれる。白色発光ダイオードの場合、能動面１２は、矢印１６によって象徴された青色放射を生成する傾向があり、蛍光粒子１４は黄色放射を生成し、青色放射と黄色放射との組み合わせが、白色光を生成する。能動部分の縁において、樹脂の幾何形状は、蛍光粒子１４を含むにはあまりにも小さく、従って、支配的な放射は、能動部分１２と蛍光粒子１４との両方からの色の所望の混合ではなく、能動部分によって生成された色（例えば、青色）となる。
【００６８】
図７は、概略的に、チップの幾何形状に対する色温度の正確なグラフではなく、典型的なグラフにおける出力に関する効果を例示する。図７において、ｙ軸は色温度を表し、ｘ軸はチップ上の相対位置を表しており、０が中央を表しており、−８０がチップの縁に近い位置を表している。（標準単位ケルビン、Ｋの）色温度は、周知のＣＩＥ色温度図から取られている。このシステムにおいて、色温度は、光源のスペクトル特性を特徴付ける単純化された様式である。技術的に、色温度は、黒体源が、示された色の光を生成するために加熱されることを必要とする温度を指す。
【００６９】
このシステムを使用して、約２５００Ｋ〜１０，０００Ｋの色温度は、白色光の様々なトーンを表す。しかしながら、図７は、ダイオードチップの縁の近くを例示しているので、色温度は急速に３０，０００Ｋを上回る温度、すなわち、青色放射に上昇する。最終的な効果は、青色発光縁を有する白色ダイオードまたは黄白色ダイオードである。
【００７０】
図２は、図１および図３〜図５を文脈に置いている。概略的に示されているように、ミニグロブ１３は、図１にＬＥＤランプの表面の外観を与えている。しかしながら、実際には、図１および図３〜図５は、ＬＥＤチップを例示している。図２は、概略的に２０で示されたＬＥＤランプを例示することによって差異を明確にしている。ランプ２０は、パッケージまたはヘッダ２１と金属接触２２および金属接触２３とを含み、これらの上に、ＬＥＤチップ（または本明細書において後に記述されるチップのうちの１つ）が配置される。それぞれのワイヤ１８およびワイヤ１９（または均等な構造）が能動部分１２を接触２２および接触２３に接続する。レンズ２４は、チップ１０と、図１に関して記述され他の要素の全てとを被覆する。レンズ２４は、液滴１３の樹脂と同じ、または液滴１３の樹脂とは異なる樹脂で作られ得る。
【００７１】
図３、図４および図５は、本発明に従ったＬＥＤチップの実施形態を例示する。図３から開始すると、発光ダイオードが、概略的に２７で示されており、能動部分３０を含む。隆起縁３１が、能動部分３０の上面３２の上に、能動部分３０の上面３２に対して概して垂直に、そして、能動部分３０の上面３２の周囲（例えば図６）にある。例示的な実施形態において、隆起縁は、約５０ミクロンの高さである。樹脂３３は、縁３１と上面３２とによって画定された空間を満たす。蛍光粒子３４が樹脂３３内にあり、能動部分によって放射された周波数を変換する蛍光体を表している。
【００７２】
本明細書において使用される場合、用語「垂直方向」は、９０°の角度に限定されず、チップから上方に延び、かつ、記述された方法および例示された方法でポリマー樹脂を保持することを助ける物理的な縁または物理的な縁構造も指し得る。従って、（例えば）チップの表面に対して４５°の角度で設定された縁を含むエッジは、必ず、チョップ表面の上に垂直になっている部分を含み得、この部分は、単にメニスカスであるというだけでなく、チップ上に、適切に樹脂を保持するように働く。
【００７３】
同様に、本明細書において使用される場合、語句「周囲に」は、本発明を限定するのではなく、説明的なものである。従って、隆起縁は、周囲と完璧に整列する必要はなく、チップの周囲の内側のへりに設けられた縁は、意図した目的に働く。
【００７４】
背景技術において述べられたように、本発明は、白色発光ダイオードの生成の際の利点を提供するので、能動部分３０は、一般的には、ＩＩＩ族の窒化物材料系から形成される。図３の内訳部分によって示されるように、多くの状況において、能動部分は、窒化ガリウム（ＧａＮ）の隣接する層３６および層３７の間の窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）の少なくとも１つの層３５の２つのヘテロ構造を含む。ＧａＮ層３６およびＧａＮ層３７は、互いに反対（すなわち、１つがｎ型、そして１つがｐ型）にドーピングされることにより、能動層３５全体に渡る電流注入を提供する。
【００７５】
能動部分３０はまた、ホモ接合部、単一のヘテロ接合部、超格子構造、および複数の量子の井戸を含み得るということを、当業者は認識する。
【００７６】
窒化インジウムガリウムが、能動層３５として使用されるときには、約０．２のインジウムの原子分率（すなわち、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ）が、一般的には好ましい。なぜならば、該原子分率が所望の出力を提供するからであり、かつ、インジウムのより大きな原子分率は、あまり安定しない組成物を形成する傾向にあるからである。
【００７７】
図３において、能動部分３０は、基板または他の支持構造４０に配置され、該基板または他の支持構造４０は、最も一般的には、炭化珪素、サファイア、およびサブマウント構造から成る群から選択される。これらのうちのそれぞれが、当該分野において周知のそれぞれの利点を有する。炭化珪素が導電するようにドーピングされることにより、垂直方向のダイオードを提供し得る。サファイアは、好ましい光学特性を有するが、導電するようにはドーピングされ得ず、従って、構造を水平方向の幾何形状に限定する。サブマウント構造は、多数の材料で形成され、ダイオードランプにおけるダイオードの製造、熱伝達特性、および幾何形状の点で利点を提供する。
【００７８】
隆起縁３１は、一般的には、金属、半導体、およびセラミックから成る群から選択される。金属は、他のタイプの半導体のパターニングおよびリソグラフィと同一な周知の方法で堆積され得る。半導体およびセラミックは、概ね周知の堆積およびエッチングのステップを適用されることにより、同様なサイズの他の構造を形成することと全く同一な方法で所望の構造を生成し得る。縁はまた、ハンダを施し、次に、充分に理解された技術でハンダをリフローすることによって形成され得るか、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、または二酸化珪素（ＳｉＯ２）のようなセラミックを堆積または成形することによって形成され得る。これらの組成物は、一般的には、色が白く、高い反射率を有し、それにより隆起縁の光散乱機能を補助する。
【００７９】
図３が例示するように、隆起縁３１は、樹脂の液滴３３が、チップのエッジにおいてメニスカスを形成するのではなく、ウェルを満たすことを可能にする。結果として、能動部分３０のエッジにおける樹脂３３の厚さまたは深さは、樹脂３３がチップ面３２にメニスカスを形成した場合に、樹脂３３がなり得る厚さまたは深さ（例えば、図１）よりも、隆起縁３１に対して大きく（高く）なり得る。次に、これは、所望の蛍光体のより多くの粒子およびより大きい粒子が、能動部分３０の物理的なエッジに存在することを可能にする。次に、これが、チップまたは能動部分３０からの光子が、蛍光体３４と相互作用することなく、または蛍光体３４によって放射された黄色の周波数と混合することなく放射され得る可能性を最小化するか、またはそのような可能性をなくす。本発明はまた、所望される場合には、（ドーム型ではなく）フラットフィル（ｆｌａｔ−ｆｉｌｌ）のミニグロブ技術を可能にする。
【００８０】
さらに、このタイプのダイオードにおいて、より高い割合の垂直な光は、管理することがより容易であり、本発明は、この利点を提供することを補助する。
【００８１】
例示的な実施形態（例えば、ＩＩＩ族の窒化物）において、能動部分３０は、可視スペクトルの青色部分を放射し、蛍光体３４は、ダイオードからの青色放射を大部分は黄色の周波数に下方変換する。
【００８２】
期待の周波数によって、樹脂３３は、一般的には、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリシロキサン、およびポリエステルから成る群から選択される。ポリシロキサン樹脂は、樹脂３３に対して特に有利である。なぜならば、ポリシロキサン樹脂は、ＩＩＩ族の窒化物材料系によって生成される比較的に高いエネルギーの青色光子によってあまり影響されないからである。同様に、（通常はセリウムでドーピングされた「ＹＡＧ」）イットリウムアルミニウムガーネットは、青色の周波数を大部分は黄色の周波数に下方変換するための例示的な蛍光体を表す。
【００８３】
しかしながら、青色発光ダイオードと黄色蛍光体との組み合わせから白色光を生成することは、非常に有用であるが、本発明の構造的な局面は、これらの色に限定されないということが理解される。従って、他の色を放射する蛍光体、または他の色を放射するＬＥＤが組み合わされることにより、所望の出力の色（例えば、ＣＩＥ色度座標）を生成し得る。さらに、用語「白色」は、いくぶん主観的であり、異なるエンドユーザは、特定のＬＥＤ−蛍光体の組み合わせを用いて生成され得る特定の色合いを所望または要求し得る。さらに、いくつかの異なるランプからの白色の出力は、システムレベルにおいて最終的な「白色」（またはその他任意の色の選択）を生成するために組み合わされ得る。
【００８４】
図３はまた、ダイオード２７が、能動領域からの光の抽出を増加させるために、レンズ状の面２６を含み得るということを例示する。代表的な面は、限定するものではないが、米国特許出願公開第２００７００３７３０７号に開示されている面を含み、米国特許出願公開第２００７００３７３０７号の内容は、その全体が本明細書において参考として援用される。
【００８５】
図４および図５は、予備成形バージョンの技術を使用する実施形態を例示する。図４は、４２でチップを例示し、該チップは、基板４３（または均等なサブマウント構造）と、１つの能動層（または複数の能動層）４４とを含む。図３におけるように、能動部分４４の面４５は、レンズ状の特徴４６を含み得る。隆起縁は、４７で例示されている。図４に例示された実施形態において、隆起縁４７は、チップのエッジの周りで連続している必要はない。なぜならば、隆起縁４７は、製造プロセスの一部分として液体の液滴を保持する必要がないからである。その代わりに、蛍光粒子５１を有する固体の予備成形品５０が、隆起縁４７の上にある。先の実施形態の利点と同一な方法において、これが、予備成形品５０が能動部分４４の上面４５のサイズに適合または超過することを可能にする。次に、これが、能動部分４４からの光子（ここでもやはり、一般的には、青色光子）が、蛍光体５１からの黄色光と混合することなく放射されたり、または蛍光体５１によって青色の周波数から黄色の周波数に変換されたりする可能性を最小化するか、またはそのような可能性をなくす。
【００８６】
図５は、隆起縁によって提供され得る他の利点のうちの一部を例示する。図５において、ダイオードは、概略的に、５３で示されており、ここでもやはり基板５４と能動部分（または層）５５と含む。隆起縁は、５６で例示されている（図面は必ずしもサイズに比例していないということが理解される）。オーム接触５７は、能動部分５５に作成され、一般的には、ハンダ６２と、ワイヤまたは均等物６１とにさらに接続される。隆起縁５６の内側にかかる構造が全く存在しないことは、能動部分５５の関連部分に、液滴または予備成形品６２のいずれかを配置する仕事を非常に単純化する。
【００８７】
図３および図４に関して記述された光学的利点に加えて、このダイオード５３において、隆起縁５６は、ワイヤボンド構造またはワイヤボンドの幾何形状が全くない空間を画定し、該空間の中に、蛍光体を有する樹脂が加えられ得る。樹脂と蛍光体とは、図３と同一な液滴として、または図５に例示されたような、蛍光粒子６３を有する予備成形品６２としてのいずれかで加えられ得る。
【００８８】
図５は、隆起縁５６の外側のオーム接触５７を例示する。さらに、ＬＥＤ５３は、中央のボンドパッド（ｂｏｎｄ  ｐａｄ）を有し得、該中央のボンドパッドは、縁５６の高さまで隆起され得、蛍光体と樹脂とが中央のオーム接触の周りで縁を埋める。次に、ワイヤボンド接続が、中央の隆起ポストに行われ得る。これは、例えば、中央のボンドパッドをバンプボンディングし、蛍光体−カプセル材料の混合物でウェルを満たし、次に、バンプパッド（ｂｕｍｐ  ｐａｄ）の上部にワイヤボンディングすることによって行われ得る。
【００８９】
図１０および図１１は、予備成形品を使用する別の方法を例示する。この実施形態において、ダイオードは、概略的に８７で示され、図５に例示された実施形態と全く同一な方法で、基板５４と能動部分５５とを含む。しかしながら、この実施形態においては、蛍光粒子６３を有する予備成形品９０は、カットアウト９１を含み、該カットアウト９１は、能動部分５５における内部ボンドパッド９２と実質的に適合する。カットアウト９１とボンドパッド９２とは、互いに位置を合わせるような形状およびサイズにされ、それにより予備成形品が押されるか、またはボンドパッド９２上に置かれ得る。図１０は、横断面図で、ボンドパッド９２を例示しているが、上面図（例えば、図１１）で取られたときには、ボンドパッド９２は、円形、正方形、長方形、または一部の他の適切な形状であり得るということが理解される。この実施形態において、隆起縁５６は任意的であり得る。なぜならば、内部ボンドパッド９２と予備成形品９０における開口部９１との間の位置合わせは、能動部分５５に対する蛍光体６３の意図した位置をもたらすからである。ワイヤ９３は、他の従来の方法でダイオード８７に電気接続を提供する。
【００９０】
図４および図５に示された実施形態に対する関連の材料は、図３に関して記述された材料と同じであり得る。従って、能動部分４４と能動部分５５とは、一般的には、ＩＩＩ族の窒化物材料系から形成され、可視スペクトルの青色部分で放射する。蛍光体５１と蛍光体６３とは、一般的には、セリウムをドーピングされたＹＡＧであり、大部分は、スペクトルの黄色部分で放射する。基板４３と基板５４とは、ここでもやはり、炭化珪素、サファイア、および他のサブマウント構造の中から選択され得る。樹脂の予備成形品５０と樹脂の予備成形品６２とはそれぞれ、示された（または他の）関連の樹脂のうちの任意のもので形成され得、高周波数の青色放射に対するポリシロキサンの安定性が理由で、ポリシロキサンは特に有利である。
【００９１】
図６は、概略的に６５で示されたダイオード前駆体の概略図であり、斜視の様式で図３、図４および図５からの要素の一部を例示している。特に、図３を参照すると、ダイオード６５は、基板４０と、６６および６７で例示された２つの能動層とを含む。隆起縁３１と、エピ層６６およびエピ層６７によって形成される能動部分の上面３２とが、ウェル７０を画定し、該ウェル７０の中に、蛍光体を含む樹脂の液滴が、たった今記述された利点を伴って置かれ得る。さらに、図６は、図４および図５に例示されたもののような予備成形品（それぞれ５０および６２）が隆起縁３１上で支持され得る方法を例示する。
【００９２】
別の局面において、本発明は、半導体前駆体ウエハである。この実施形態の局面が、図８に例示されており、図８は、概略的に７２で示されたウエハの概略的上面図である。多くの状況において、ウエハは、完全に円形ではないが、一次フラット（ｐｒｉｍａｒｙ  ｆｌａｔ）と呼ばれる１つの直線状のエッジ７４と、二次フラット（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｆｌａｔ）と呼ばれる第２の直線状のエッジ７５とを含む。一次フラットの直線状のエッジは、一般的には、弦が特定の屈折率の結晶面と平行になるように向けられている。二次フラットは、一般的には、一次フラットよりも短く、一次フラットに対する二次フラットの位置が、ウエハの表面を識別する。
【００９３】
ウエハ７２は、基板７３上に複数のＬＥＤチップ前駆体７６を含む。図８の概略図において、個々のＬＥＤチップ前駆体は、実際の尺度よりも大きく比例して例示されているということが理解される。実用において、傷および欠陥がＬＥＤ前駆体の完成を妨げる（または不完全な前駆体を生成する）一部の位置が存在し、これらは、概略的に、空の位置によって表されている。チップ前駆体は、一般的には、発光半導体のエピタキシャル層で形成され、潜在的に、（直接的または最終的な電気接触に対する）一部の金属を含み、かつ、潜在的に、個々のダイオード７６を互いから隔離するために一部の絶縁構造を含む。これらの絶縁構造は、エッジトレンチまたは堆積された不動態化材料を含み得、エッジトレンチまたは堆積された不動態化材料のうちの両方は、概して、当該分野において周知であり、本明細書においては記述されない。
【００９４】
複数のチップ前駆体７６、好適には、全てのチップ前駆体７６が、個々のチップの実施形態に対して記述された隆起縁を含む。次に、複数（好適には、全て）の隆起チップ前駆体が、ポリマー樹脂で満たされ、チップ前駆体を満たした複数（好適には、全て）の樹脂が、樹脂内に蛍光体を含む。
【００９５】
先の実施形態におけるように、基板は、一般的には、炭化珪素、サファイア、およびサブマウント構造の間から選択され、チップは、ＩＩＩ族の窒化物材料系から形成される。
【００９６】
各チップ前駆体７６は、隆起縁を含むので、本発明は、従来の技術を上回る、何らかの製造上の利点を提供する。例えば、一部の実施形態において、チップ前駆体７６のそれぞれは、樹脂内に、同一の組成の蛍光体および同一の量の蛍光体を含む。あるいは、他の実施形態において、異なるチップ前駆体は、異なる量の蛍光体、または異なる蛍光体の組成、または異なる樹脂の組成、あるいはこれらの違いの組み合わせを含み得る。
【００９７】
先の実施形態におけるように、樹脂は、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリシロキサン、およびポリエステルから成る群の間から選択される。隆起縁は、ここでもやはり、金属、半導体およびセラミックから成る群から選択される。
【００９８】
好適な実施形態において、チップ前駆体は、スペクトルの青色部分で放射し、蛍光体は、青色の周波数を可視スペクトルの大部分は黄色の部分に下方変換する。
【００９９】
次に、本発明の構造的特徴が、個々のダイオードと、発光ダイオードの群との両方を分類する新たな方法に対する機会を提供する。従って、例として、ここでもやはり図８を使用すると、本発明は、ウエハ７２を探査するステップを含み、該ウエハ７２は、複数のＬＥＤ前駆体７６を含むことにより、波長、放射束、およびこれらの特性の組み合わせから成る群から選択された量を測定する。次に、方法は、測定した量に従って探査されたウエハのマップを作成し、マッピングされた出力に基づいて樹脂内の多量の蛍光体をウエハ上の個々のダイオードに加えるステップを含む。次に、ダイオードが分離され、出力によってソートされ得る。
【０１００】
これが、ダイオードが切り離されパッケージされた後ではなく、ダイオードがウエハ上にある間に、色によってダイオードを分類する利点を提供する。ダイオードが分離された後ではなく、ウエハ構造においてダイオードを区分けすることは、製造プロセスの効率と生産量とにおいてかなりの利点を有する。
【０１０１】
言い換えると、青色の周波数は、可視スペクトルの範囲内の約４５５ナノメートル〜約４９０ナノメートルの範囲にある。多くの理由で、個々のダイオードからの放射は、単一のウエハ全体に渡ってダイオードごとに異なり得る。従って、探査ステップ（用語「探査」は、明確に使用されているのではなく、概略的に使用されている）が、個々のダイオード（またはダイオードの群）によって放射された異なる青色の周波数を識別するために使用され得る。ダイオードが所望の光の出力を生成するためにまだウエハ上にある間に、異なる放射に基づいて、各個々のダイオードに加えられる蛍光体の組成または量（あるいは両方）が、そのダイオードにあつらえて作られ得る。
【０１０２】
代替的なステップまたは補完的なステップとして、蛍光体がダイオード前駆体に加えられた後に、ウエハはまた、色に従って探査およびマッピングされ得る。言い換えると、蛍光体が加えられる前に、ダイオードは、ダイオードの青色放射に従ってマッピングされ得るか、または蛍光体が加えられた後に、ダイオードは、ダイオードの白色放射に従ってマッピングされ得るか、または両方であり得る。
【０１０３】
先に示したように、蛍光体は、予備成形品としての、蛍光体を有する液滴として加えられ得る。
【０１０４】
本発明は、ダイオードがウエハ上にある間に、ダイオードの出力をあつらえて作る特定の利点を提供するが、かかるあつらえは、全く同一な方法で個々のダイオードにも適用され得る。
【０１０５】
さらに別の局面において、本発明は、色変換発光ダイオードを形成する方法を包含する。この局面において、本発明は、ダイオードチップの上面の周囲において隆起縁を形成するステップと、次に、隆起縁によって作成されるウェルを、分散した蛍光体を有するポリマー樹脂で満たすステップとを含み、該分散した蛍光体は、ダイオードチップによって放射された周波数に応答し、かつ、該分散した蛍光体は、ダイオードチップによって放射された周波数とは異なる周波数に応答して放射する。
【０１０６】
構造の実施形態におけるように、隆起縁を形成するステップは、金属を堆積するステップと、セラミックを堆積するステップと、別の半導体を堆積するステップとの間から選択され得る。
【０１０７】
一部の場合において、隆起縁を形成するステップは、炭化珪素基板をエッチングすることを包含し得る。
【０１０８】
白色発光ダイオードに関して、方法は、青色発光ダイオードチップ上に隆起縁を形成することと、ウェルをポリマー樹脂で満たすこととを包含し、該ポリマー樹脂は、大部分は黄色の周波数で放射する分散した蛍光体を有する。所望される場合には、チップの青色出力がこの時点に測定され得、これに続いて、ダイオードチップの測定された周波数の出力と蛍光体の出力とに基づいて、白色光の所望の色座標を生成する組み合わせで、樹脂と蛍光体とが加えられる。
【０１０９】
図９は、本発明に従って、概略的に８０で示されたダイオードの別の実施形態の上面図である。この実施形態において、隆起縁は、金属で形成され、８１で示されている。ダイオードに対するワイヤボンドパッドが、コーナー８２を形成する。多数の電流拡散フィンガ８３および電流拡散フィンガ８４が、縁８１と能動部分の表面８５とによって形成されるウェルの中に含まれる。この実施形態は、縁が低角度の光の方向を変えることにより、より大きな量子効率を獲得し得る方法を例示すると共に、（各辺が同一であるので）チップを取り付けるための全ての方向を例示する。これはまた、直列または並列に複数のチップを共に配列する能力を提供する。なぜならば、この実施形態において、隆起部分８１は、実際に、電流拡散フィンガの一部分を形成し得るからである。
【０１１０】
図面および明細書において、本発明の好適な実施形態が述べられており、特定の用語が利用されてきたが、それらの用語は、概略的かつ記述的な意味でのみ使用されており、限定する目的では使用されておらず、本発明の範囲は特許請求の範囲において定義される。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１は、従来技術のミニグロブダイオードの一部分の断面概略図である。
【図２】図２は、代表的なＬＥＤランプの断面概略図である。
【図３】図３は、本発明に従ったミニグロブダイオードの一部分の断面概略図である。
【図４】図４は、本発明に従った予備成形ダイオード構造の断面図である。
【図５】図５は、本発明に従った予備成形ダイオード構造の第２のバージョンの断面概略図である。
【図６】図６は、本発明に従ったダイオード構造の斜視図である。
【図７】図７は、従来技術のダイオードに関する、チップの幾何形状に対する色温度のグラフである。
【図８】図８は、本発明に従ったウエハおよび関連するダイオード前駆体の概略図である。
【図９】図９は、本発明に従ったダイオード構造の一実施形態の上面図である。
【図１０】図１０は、本発明に従ったダイオード構造の別の実施形態の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に例示されたダイオード構造の上面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
２７  発光ダイオード
３０  能動部分
３１  隆起縁
３２  上面
３３  樹脂
３４  蛍光粒子
３５  窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）の層
３６、３７  窒化ガリウム（ＧａＮ）の層
【図１】
2009021599.tif 000003
【図２】
2009021599.tif 000004
【図３】
2009021599.tif 000005
【図４】
2009021599.tif 000006
【図５】
2009021599.tif 000007
【図６】
2009021599.tif 000008
【図７】
2009021599.tif 000009
【図８】
2009021599.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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