製作包括多個led的電路的方法

2023-11-04 19:32:22

專利名稱：製作包括多個led的電路的方法
技術領域：
本發明涉及包括至少一個半導體元件的電路。
技術背景適合於本發明的電路在荷蘭專利申請NLl027960中描述。該申請 包括在此以供參考，其中描述了橋電路(bridge circuit)等，該橋電路 還具有這樣的結構(setup),即至少4個整流器，優選為二極體，其供 應整流的電流給至少一個發光元件。這種在晶片中具有大量二極體元 件(如光發射二極體(LED))的橋電路的製造是耗時的，因為晶片必 須由設置設備以適當的取向來設置，各二極體的取向不同，儘管在電 流方法中，晶片可以相同的取向提供。連接所有元件也是複雜的。這 種複雜性導致元件間的長連接。由於長連接會產生額外的能量損耗並 產生不必要的熱。發明內容本發明旨在實現更有效的電路，其中連接的長度可減小並可提高 電路中電氣元件的生產效率。該目的是通過提供製作包括多個LED的 電路的方法實現的，其包括以下步驟a) 提供第一半導體材料的連續層；b) 鄰接連續層提供第一圖案的第二半導體材料層；c) 提供具有第二圖案的導電材料層的基板；d) 將第一圖案的第二半導體材料層附著到第二圖案的半導體 材料層上；以及e) 切割連續層形成各個LED。在優選實施例中，選擇這類第一半導體材料，以便形成的LED發 射一定顏色的光。為了產生綠光，連續層可含氮化銦鎵(InGaN)和/ 或碳化矽(SiC)。為了產生紅色或琥珀色光，該層可含磷化鋁鎵銦(AlGalnP)，磷化鎵(GaP)和/或它們的組合。連續層是用已知的現有技術方法形成的。公知的方法是生長外延 晶體。為了獲得合適導電率，該層要摻雜提供n型或p型導電的原子。 優選地，該層是n型半導體。為了實現該目的，例如，生長外延晶體 可能涉及額外的氮(N)原子。第二類型半導體材料與連續層相反。這意味著，如果連續層是n 型半導體，則第一圖案層由p型半導體材料形成。這可通過在合適溫 度擴散鋁(Al)或硼(B)原子實現。該層通常為幾個微米厚。為了使 最終結構基本水平，可對施加的p型半導體材料層進行拋光。該層可以任何適當方法提供以圖案。例如，第二類型半導體可用 掩膜被選擇性地施加到連續層，由此直接獲得所需圖案。也可以初始 應用第二半導體層作為連續層。隨後，通過選擇性除去材料，例如通 過蝕刻，可獲得所需圖案。多種可用方法是半導體技術中己知的因此 不需要進一步解釋。如果需要，連續層自身可被加到基板上。在該情形中，第二半導 體材料層被加到與基板相對的連續層的側面。優選地，基板對可見光 是透明的。藍寶石(透明形式的氧化鋁)特別適用於該目的。然後，基板被提供以導電材料的圖案。顯然，基板自身由絕緣材 料形成。導電材料圖案選擇是在附著到第二半導體材料層之後，形成 所需二極體電路。結果不需要改變二極體取向。隨後，基板導電層側面附著到第二層上。也就是在第二半導體層 和，例如外部焊接點間產生電接觸。優選在附著之前向第二半導體層 導電材料從而形成更好的電接觸。切割連續層形成各LED。在該情形中，術語"切割"包括每個合 適的方法選擇性除去第一半導體材料的厚度至少為連續層的厚度，因 此產生第一半導體材料相互絕緣的絕緣區。合適方法的例子包括雷射 切割，等離子體切割，均勻加工。根據是否連續層已經應用到基板上，連續層在基板附著有導電材 料圖案之前或之後切割。換句話說，如果連續層被加到基板上，在基 板附著有導電圖案之前先被切割，即步驟e)在步驟d)之前執行。如 果連續層沒有被加到基板上，則步驟d)先執行，然後是歩驟e)。本發明也涉及包括按照本發明方法形成的多個LED的電路。


下面，本發明將參考下面

。附圖不限制本發明的範疇， 而僅是示例。圖l示出具有二極體橋電路的視圖； 圖2a示出圖1中二極體橋電路可能的實施圖； 圖2b示出圖2a的二極體橋電路可能實施的另一個表示； 圖3a-3b示出按照本發明第一實施例製作二極體橋電路方法的視圖；圖4示出連接兩個結構的方法，該結構可用在圖3a-e所示的方法中；圖5a-f示出製作多個單個LED的方法的視圖，這些LED用在按照本發明第二實施例的二極體橋電路中；圖6a示出相應於圖2b所示二極體橋電路的電子跡線圖案的頂視圖；圖6b示出圖6a中電子跡線圖案的等效電路圖； 圖7a-c示出可用在如圖2b所示二極體橋電路的直流支路中的不同 電路圖；以及圖8a， 8b分別示出電路圖，和四個並聯二極體橋電路的電子跡線， 其可用本發明製作。
具體實施方式
本發明將進一步通過大量特定實施例說明。顯然本發明不限於這 些實施例。在第一實施例中，本發明涉及包括以下歩驟的方法 提供第一基板，其包括發射側和附著側，其中第一基板包括第一類型半導體的第一層和按照第一圖案的第二類型半導體的第二層，其中第二層被設置在第一基板的附著側；將第一基板的附著側附著到第二基板，第二基板是絕緣的並提供有至少一個導電層的第二圖案；以及根據第三圖案，從第一基板的發射側切割第一基板直到至少一個 導電層的第二圖案，從而形成多個LED。因為在第二基板上的至少一個導電層的第二圖案提供LED間的連 接，所以LED不必以任何特殊取向進行設置。在優選實施例中，第一基板的附著側在附著前被提供以至少一個 導電層的第四圖案。至少一個導電層第四圖案的存在改善了LED的光 學特性，由於該層被反射到一定程度。而且，在附著後，至少一個導 電層為熱傳遞提供接觸面積。將第一基板的附著側附著到第二基板上可藉助所謂的凸起 (bump)執行。當使用凸起時，附著相對簡單，且還能夠確保所有電 連接僅出現在多個LED的一側，結果，這些連接不會阻礙LED發射的 光。而且，藉助所述凸起，第一和第二基板能以可調整的彼此間距離 設置，結果在切割步驟中能夠儘可能地限制對第二基板上至少一個導 電層的第二圖案的損壞。優選地，凸起至少包括第一和第二尺寸的凸起。在附著後，第一 尺寸的凸起接觸第一類型半導體的第一層，且第二尺寸的凸起接觸第 二類型半導體的第二層。如果這兩層沒有設置在同一水平面中，尺寸 差使得能夠實現與第一類型半導體的第一層，以及與第二類型半導體 的第二層的良好連接。優選地，第一尺寸大於第二尺寸，雖然使用凸起連接通常熱導比 在第二基板上至少一個導電層的第二圖案上焊接一個或多個導電層而 形成的連接小，因為大多熱是在第一類型半導體材料和第二類型半導 體材料間結合處產生的，所以這樣的尺寸分布是可能的。優選地，因 為第二類型半導體必須耗散多數熱，連接第二類型半導體層的凸起， 即第二尺寸的凸起的尺寸不會太大。為了改善LED的光學特性，在切割之前，可以形成至少第一基板 發射側與第三絕緣基板的連接，第三基板對於多個LED中至少一個 LED發生的光波長是透明的。可用作第三基板的材料是藍寶石。因為 在該情形中，在分隔LED時，藍寶石也被切割，因此增加LED的發光 面積。在第二實施例中，本發明涉及製作包括多個LED電路的方法，其中該方法包括以下步驟提供對多個LED中至少一個LED發生的光波長是透明的第一絕緣 基板；在第一絕緣基板上形成材料層，包括第一類型半導體的第一層， 第二類型半導體的第二層；按照第一圖案選擇性除去第二層，直到部分第一層暴露，且至少 通過溝槽形成第二類型半導體的隔離區；按照第二圖案，選擇性應用至少一個導電層，因而形成與第一類 型半導體的第一層的第一連接和與第二類型半導體的隔離區的第二連 接；按照第三圖案切透至少一個導電層、第二類型半導體的第二層和 第一類型半導體的第一層直到第一絕緣基板，因而形成多個LED;以 及附著至少一個導電層到第一絕緣基板，其中第二絕緣基板含至少 一個導電層的第三圖案，因而在第一絕緣基板上至少一個導電層和第 二絕緣基板上至少一個導電層之間形成至少一個導電連接。圖l示出具有二極體橋電路l的電路圖。在該電路中，交流網絡2 與電容器3連接。二極體橋電路1與電容器3串聯。圖l中二極體橋電路l 包括四個發光二極體(LED) 4， 5， 6， 7，引起流過中央電流分支的 電流的雙相整流，該橋電路可包括一個或多個連接在電子電路中的電 氣元件。在該情形中，中央電流分支包括兩個並聯的LED 8， 9。因為 LED 8， 9在電流通過方向上的交流的兩個相上都充電，所以由LED8， 9發射的光將具有基本恆定的強度。如圖l所示的電路可通過在基板上設置各個二極體製作。因為晶片 中二極體通常被供應給巻軸上的設置設備(placing apparatus)，也就 是說，在裝置中長襯墊上，取向相同，設置設備通常必須在將二極體 設置在基板之前轉動二極體。額外的操縱要犧牲速度和精度。因此， 設置設備的生產率降低。而且，連接電路中所有電氣元件是複雜的， 因為必須避免結合(bonding)之間的接觸。該複雜性通常導致幾個電 氣元件間的長結合(long bonding)。由於所述的長結合，會產生相對大 的能量損失，並產生額外的不想要的熱。圖2a再次示出圖l中二極體橋電路，其具有中央充電的LED8， 9， 電路被分成3組20， 21， 22。由虛線示出的矩形20， 21， 22，每組兩個 LED。包括在此以供參考的荷蘭申請NL1027961揭示類似這些含兩個二 極管的組可由pnp二極體，或由npn二極體取代。通過這樣的取代，電 路元件的數目可減少。然而，進一步的研究表明甚至更簡單的取代， 元件的數目也可減少。圖2b中示出與圖2a所示相同的電路，包括相同的組。在該電路中， LED被分成相應於圖2a中相同組的組22和包括組20， 21的組23，組23 因此包括LED4， 5， 6， 7。 LED 4， 5， 6， 7—起形成單個二極體橋電 路。然而，該分組布局是為了以單個結構取代LED 4， 5， 6， 7，進而 簡化製作圖l所示的電路。圖3a-e示出按照本發明第一實施例製作多個設置的二極體橋電路 中各個LED方法的視圖。首先，提供半導體材料的基板30，如圖3a所 示。適用於該基板30的材料取決於使用時LED發射的所需波長帶。為 了產生綠光，基板30可含有氮化銦鎵(InGaN)和/或碳化矽(SiC)。 為了產生紅光和琥珀色光，基板30可含磷化鋁鎵銦(AlGalnP)，磷化 鎵(GaP)等和/或它們的組合。基板30是用已知的現有技術方法形成的。已知方法是生長外延晶 體。為了獲得合適導電率的基板30，對基板摻雜原子從而確保n型或p 型導電。優選地，基板30是n型半導體。為了實現該目的，例如，可在 外延晶體形成過程中添加氮(N)原子。然後，如圖3b所示，形成p型 半導體材料的層31。這可通過在合適的溫度通過擴散鋁(Al)或硼(B) 原子實現。這裡，p型半導體材料31被稱為p層。通常所形成的p層僅幾 個微米厚。為了使最終結構基本水平，可拋光所施加的p型半導體材料 的層31。然後，從p層31中選擇性除去p型半導體材料，例如通過使用掩膜 蝕刻圖案，直到基底30所需區域暴露(圖3c)。在本發明可替換實施 例中，該實施例沒有示出，p層是選擇性形成的，例如通過使用本領域 技術人員公知的掩膜方法。通過選擇性除去p層半導體材料，隔離區 3 la-d由p型半導體材料形成。在執行上述方法之前，沒有應用p層31的n型半導體材料的基板30的一側可粘接到絕緣材料的基板38上從而促進LED的光學特性，基板 38在圖3a中以虛線示為矩形。絕緣材料的基板38對各個LED發射的一 個或多個波長的光是基本上透明的。這裡基板38將稱為透明基板38。 合適的材料是，例如藍寶石。然後提供絕緣材料的第二基板33。如圖3d所示，該第二基板33對 立地附著到圖3c中所示的倒轉的結構32。優選地，電氣跡線(electric trace) 34應用到一側，S卩，第二基板33的面對結構32的一側，它們一 起形成適於實現圖1中二極體橋電路中LED (如LED4， 5， 6， 7)間所 需連接，和外部接觸，例如與圖1中LED8， 9的接觸。優選地，第二基板33由熱膨脹係數小和熱導好的材料形成，例如 陶瓷和鋁。在鋁的情形中，第二基板33，基板33的至少一側，優選要 與結構32連接的一側被硬陽極化到20-100um的厚度。通常，第二基板 33的厚度是l-5mm。這些措施確保高擊穿電壓，即高於l kV。意外地，應該注意，與結構32的尺寸比較，所示的第二基板33的 尺寸在許多情形中與最終實施例不對應，而僅是為說明本發明示出的。 通常，第二基板33在厚度和直徑方面都比結構32大的多。優選地，電氣跡線34包括銅(Cu)，矽(Si)，或兩者組合的金 屬層。銅具有良好的電導率和熱導率。Si有用是因為其膨脹係數約等於 典型LED的膨脹係數。因此，產生的機械應力較小。為了實現第二基板33和結構32間的連接，如用掩膜或其他本領域 技術人員公知的方法，按照合適的圖案，第一基板30和p型半導體材料 區31a-d優選提供有導電層35，也稱為下金屬化(under-metalizing)。 因此，形成了電觸點(electric contact point)。在應用導電層35的過程 中，在p型半導體材料的隔離區31a-d和n型半導體材料的基板30之間形 成導電連接是重要的。在圖3d中，p型半導體材料的隔離區31a-d和基板 30被同一導電層35覆蓋。然而，不同類型的導電材料應用到不同位置 也是可能的。可替換地，幾個導電層35可以疊置。例如，可以隨後應 用鉻(Cr)層，鉬(Mo)層，和銀(Ag)層。例如，由於貫穿隔離區 31a-d和/或基板30間導電層35的短路，如果需要，可用已知方法，如蝕 刻選擇性除去導電層35。根據其位置，導電層35可用作p型電極，即與 一個隔離區31a-d接觸的電極，或作為n型電極，即與n型半導體材料的基板30接觸的電極。n型半導體材料的基板30上的觸點可提供有高度基本等於區域 31a-d的高度的導電材料。當以該方式形成的觸點連接到電路時，使用 中，n型半導體材料的基板30中產生更均勻分布的電流，引起基板30和 隔離區(如31a-d間)pn結處光輸出的分布更均勻。優選地，與第一基板30上導電層35和區域31a-d發生連接所處的第 二基板33位置處導電跡線34的面積小於導電層35形成的電接觸的面積 小。優點是在通過例如焊接附著時，n型半導體材料的基板30和區域 31a-d間短路的風險可保持最小。第二基板33的另一側可以以額外的導 電層覆蓋，例如具有散熱基本功能的銅(Cu)。圖3d中形成的結構的連接可用己知方法實現，例如在合適溫度， 如278'C以Au-Sn焊料焯接。如果需要，可在n型半導體材料的基板30和p型半導體材料的區域 31a-d間設置幾個額外層。這些層的例子是一個或多個用於光學改善的 所謂的鍍覆層和/或導電有源層。在形成公共結構36後，其按照優選規則圖案切割(圖3e)。切割 是從n型半導體材料的基板30的一側開始的，且切割平面至少延伸到電 氣跡線34。各個LED，如圖1中LED4， 5， 6， 7可以這種方式實現。優 選地，切割是用雷射實現的，但其他形式的切割，如等離子體切割， 甚至在某些情形中機械加工都是合適的。在切割中，切掉導電材料， 例如從導電層35或一個電氣跡線34開始，而不會引起n型半導體材料和 p型半導體材料間的短路是重要的。因此，優選幾個切割線可能位於電 氣跡線34出現的位置。優選地，切割寬度小於40微米。在一個實施例中，其中結構32也包括透明基板38，如前面所述， 切割產生額外的優點，絕緣材料的透明基板38的外表面通過切割被擴 大。因此，該透明基板38的發光區域被增大，從而增加了圖6b中所示 二極體橋電路的總的光輸出。所形成的電路可以如荷蘭專利申請NL102796]所述的保護性覆層 (未示出)保護。因為第二基板33上電氣跡線34提供上面的連接，LED不必以規定 的取向設置。所形成的電路僅要求一次設置一片半導體材料，且LED二極體橋電路僅在設置和附著後形成。圖4示出圖3d所示的基板32和第二基板33連接的可替換形式。在該 連接方法中，採用所謂"凸起"(bump) 40， 41。作為規則，凸起40， 41優選是球形顆粒的導電材料，該材料通常應用在局部表面上，從而 形成基板的局部提升。凸起40， 41應用在電氣跡線34和/或導電層35上。局部應用凸起40， 41可以本領域技術人員公知的方法執行，如汽相澱積，電鍍，印製等。 凸起具有這樣的優點，即在連接結構32和第二基板33中，結構32與電 氣跡線34保持規定的距離，通常為凸起的高度。該距離有助於在切割 結構36時不影響電氣跡線34。由於p型半導體材料31a-d的區域和n型半導體材料基板30的部分 交替，結構36表面必須連接的結構32的整個表面不平整。通過提供不 同厚度的相應跡線部分，可以保持p型半導體材料31a-d的區域和與其連 接的電氣跡線34的部分之間的距離等於n型半導體材料表面的基板30 的部分和與其連接的電氣跡線34的部分之間的距離。然而，如圖4所示， 使用比與p型半導體材料連接的凸起大的凸起來與n型半導體材料連 接，可更簡單地獲得絕緣基板33與電氣跡線34間較好的連接。在該情 形中，n型凸起40 (圖4中白色球)，即用於連接基板33和結構32的n型 半導體材料的凸起的材料成分和用於連接基板33和結構32上p型半導 體材料32a， 32b區域的p型凸起41 (圖4中黑色球)的材料成分不同。使用凸起消除電連接幾個觸點和所形成的LED頂部結合的需要。特別合適的材料是金和包括一個或多個由導電環氧化合物，聚碸，和 聚氨酯組成的組的聚合物。與許多其他材料不同，金具有相對好的粘 接特性，消除了在應用凸起前對待附著層進行金屬化的需要。聚合物 凸起可通過印製以石印方式應用，因此易於使用。而且，聚合物材料 的凸起具有有利的彈性。雖然使用凸起的連接通常導電性比通過焊接 一個或多個導電層形成的連接差，可以預期使用凸起的連接是可行的， 因為多數熱量是在p型半導體材料與n型半導體材料的結合處形成的。 因為n型半導體材料部件需要耗散的熱較少，所以n型凸起可具有較大 的尺寸。圖5a-f示出按照本發明第二實施例製作多個用作二極體橋電路中LED方法的視圖。首先，提供對各LED發射的光中一個或多個波長實 際透明的絕緣材料的基底50，如藍寶石。在基底50上以本領域技術人 員公知的方法施加n型半導體材料層51，這裡其被稱為n型層51 (圖5a)。然後，用現有技術方法在n型層的上部形成p型半導體材料層52， 這裡該層稱為p型層52 (圖5b)。用在層52中的半導體材料，以及其中 出現的n/p供電子原子可選成與結合圖3a-e說明的相同。為了使最終結 構的表面基本水平，所加的p型層52可被拋光。然後，在該p型層52中，p型半導體材料被選擇性除去，例如通過 掩膜蝕刻圖案，直到所需面積的n型層51暴露(圖5c)。通過選擇性除 去p型半導體材料，形成延伸到n型層51的溝槽53，因此形成p型半導體 材料的隔離區域54a， 54b。現在選擇性地施加合適的導電層55 (圖5d)，例如用蔭罩(shadow mask)。當施加該層時，在p型半導體材料的區域54a， 54b和n型層51 之間沒有形成導電連接是重要的。在圖6d中，p型半導體材料的區域 54a， 54b，以及溝槽53覆蓋有相同的導電層55。然而，不同類型的半 導體材料被應用到不同位置也是可能的。可替換地，幾個導電層55可 疊加。因此，例如可以隨後應用鉻(Cr)層，鉬(Mo)層，和銀(Ag) 層。如果需要，例如由於存在穿過區域54a， 54b和/或n型層51之間的導 電層55的短路，可用己知方法，如蝕刻，選擇性除去導電層55。根據 其位置，導電層55可用作p型電極和n型電極，p型電極和n型電極具有 與就圖3a-e中實施例給出的定義相同。與圖3a-e所示的方法相反，導電層55在應用後已經按照優選的規 則圖案(圖5e)切割。而且，切割不是從n型層51側執行的，而是從區 域54a， 54b出現的p型層52側執行的。每個切口56至少延伸到基底50， 其中一個切口如圖5e所示。以該方式獲得了各個LED，如圖1中LED4， 5， 6， 7。優選地，切割是用雷射執行的，但其他形式的切割，如等離 子體切割，某些情形中甚至是機器加工都可考慮。在切割過程中，從 導電層55開始切除導電材料而不引起n型層51和p型半導體材料的區域 54a， 54b之間短路是重要的。因此，導電層55是以這樣的方式應用的， 即其出現在切割線位置的區域保持最小。然後，如圖5f所示，提供絕緣 材料的第二基板，其特性相應於圖3e中第二基板33。第二基板57在圖5f中示出與圖5e中倒轉的結構58相對。優選地，電氣跡線59僅應用在第 二基板57的一側，並形成適於形成所需連接的圖案。電氣跡線59特性 與圖3中所示的本發明實施例的跡線34相對應。電氣跡線59的圖案可用 現有技術方法製作。優選在與結構58連接處導電跡線的面積小於結構 58上相應的接觸面積。這在附著(例如通過焊接附著)時具有優點， 即n型層51和p型半導體材料的區域54a， 54b間短路的風險可保持最小。 如圖3中實施例一樣，第二基板57的另一側可覆蓋以導電層(未示出)， 如具有散熱基本功能的銅(Cu)。當然，如果需要，在n型層51和p型半導體材料的區域54a， 54b之 間也可設置幾個額外層。其例子是用於改善光學特性和/或有源層的覆 層，如本領域技術人員公知的覆層。最後，通過結合結構58和具有電氣跡線59的第二基板57形成的結 構被切割成片(未示出)，例如每片都具有四個LED，如圖l中二極體 橋電路LED 4， 5， 6， 7。將結構36切割成片可以與圖5e所示的分開各 二極體的切割方式相同。所形成的電路可以用保護性覆層(未示出)進行保護，如荷蘭專 利申請NL 1027961中所述的那樣。再次，LED不需要以規定的取向設置，因為第二基板57上的電氣 跡線59確保了上述連接。圖6a示出相應於圖2b中框23包括的二極體橋電路的電氣跡線60的 圖案的頂視圖。虛線框61， 62， 63， 64相應於四個待設置的LED的位 置。該跡線圖案的等效電路圖包括所設置的LED 61， 62， 63， 64並在 圖6b中示出。虛線框61， 62， 63， 64中小區域相應於提供了與n型半導 體材料的連接，同時大區域相應於p型半導體材料的隔離區。圖l的橋 電路中直流分支的連接之間並聯設置分別由A和B指示的LED8， 9，並 位於電路外部。因此提供一個或多個與外部元件，如LED 8， 9的電連 接變得相對簡單。圖6a中可以看出，大面積p型半導體材料下面跡線圖案的接觸面積 大。由於大的表面積，所以散熱能力增加。圖7a-c示出幾個可連接到連接A和B之間直流分支中的電路圖。圖 7a示出用在圖l的電路中的電路，其屮兩個LED70， 71並聯。這些LED70， 71不必發射和圖6b所示橋電路中LED 65， 66， 67， 68相同顏色的 光。如荷蘭專利申請NL1027960中已經描述的那樣，當如使用四個LED 橋電路的情形中的多個LED時，其中直流分支的另外兩個LED並聯， 通過選擇LED發射合適的波長，整個電路發射的光的顏色可能受到影 響。例如，如果圖6b的橋電路中LED 65， 66， 67， 68被設置來發射波 長在590nm範圍內的光，即琥珀色光，圖7a中並聯的LED 70， 71分別 發射綠光，即波長約為525nm的光，和藍光，即波長約為470nm的光， 當電路中所有LED65， 66， 67， 68, 70， 71的光強度被適當調節，則 整個電路可發射白光。通過相對一個或多個LED70， 71， 72並聯設置的可變電阻器73, 發射的光可進一步而受到影響，如圖7a和7b所示。通過改變電阻器73 的值，由整個電路發射的光的顏色可能受到影響。例如，可變電阻器 73可以是電位器。可替換地，考慮可變電阻器73可能引起的功率，可 使用功率電晶體，用電位器控制實現基極電流較小。圖7b中所示的電路圖可用在如荷蘭專利申請NL1029231提到的夜 間發光的燈中。在如圖6b所示的橋電路的四個LED 65， 66， 67， 68的 情形中，LED被設置來發射波長在480和550nm範圍內的光，即綠色光。 優選地，為了產生更大的視覺反差，波長在570—610nm，即琥珀色光 被"混合"進來。這可通過使用如圖7a所示的電路實現。添加全部琥 珀色光不一定總是必須的。因此，如圖7b所示，根據燈的位置和局部 環境，具有可變電阻器的電路對控制混合到綠色光中的琥珀色光量非 常有用。上面就製作四個二極體的二極體橋電路說明了本發明。顯然本發 明不局限於該實施例。例如，同樣可以製作具有四個並聯橋電路的電 路，如圖8a所示。可能的電路跡線圖案實現的電路在圖8b中示出。這 裡，按照圖7a-c所示的電路圖的電氣元件可設置在連接C-D， E-F， G-H， 和I-J之間。在上面的說明中，本發明是就p型半導體材料層是在n型半導體材 料的基底中形成的實施例解釋的。顯然，通過適當地選擇材料，反過 來也是可能的，即p型半導體材料的基底含n型半導體材料層。進一歩，在所述實施例中，僅示出一個LED。顯然，通過使用上述方法，也可製作包括一個或多個所謂duo-LED，其特性更完整地在荷 蘭專利申請NL 1027961中說明，該申請包括在此以供參考。上述描述僅說明本發明大量可能的實施例。易於理解，可以預見 本發明許多可替換實施例，所有這些實施例都包括在本發明的範疇內。 本發明的範疇由權利要求界定。
權利要求
1.一種用於製作包括多個LED電路的方法，所述方法包括以下步驟a) 提供第一半導體材料的連續層；b) 提供第一圖案的第二半導體材料層，其與連續層鄰接；c) 提供具有第二圖案的導電材料層的基板；d) 將第一圖案的第二半導體材料層附著到第二圖案的導電材料層上；以及e) 切割所述連續層從而形成各個LED。
2. 如權利要求]所述的方法，其中所述第一半導體材料是n型半導體材 料，而所述第二半導體材料是p型半導體材料。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其中所述連續層被加到基板上。
4. 如權利要求3所述的方法，其中步驟e)在步驟d)之前執行。
5. 如權利要求l-4中任一項所述的方法，其特徵在於，所述電路包括 至少一個二極體橋電路(23)。
6. —種包括多個LED的電路，其中所述電路是按照權利要求l-5中任 一項所述的方法製作的。
7. 如權利要求1所述的製作包括多個LED (4， 5， 6， 7)的電路的方 法，所述方法包括以下歩驟提供第一基板，其包括發射側和附著側，其中所述第一基板包括 第一類型半導體的第一層(30)和按照第一圖案的第二類型半導體的 第二層(31)，其中所述第二層(31)被設置在所述第一基板的附著著至第二基板(33)上，所述第二基 個導電層(34)的第二圖案；以及將所述第一基板的附著側附— 板(33)是絕緣的並包括至少一按照第三圖案，從所述第一基板的發射側切割所述第一基板至至少一個導電層(34)的第二圖案，由此形成多個LED (4， 5， 6， 7)。
8. 如權利要求l所述的方法，其中在附著之前，所述第一基板的附著 側提供有至少一個導電層(35)的第四圖案。
9. 如權利要求7或8所述的方法，其中所述第一基板附著至第二基板 (33)是用凸起(40， 41)實現的。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述凸起(40， 41)至少 包括第一和第二尺寸的凸起(40， 41)，其中在附著之後，第一尺寸 的凸起(40)接觸所述第一類型半導體的第一層(30)，第二尺寸的 凸起(41)接觸所述第二類型半導體的第二層(31)。
11. 如權利要求10所述的方法，其特徵在於所述第一尺寸大於第二尺 寸。
12. 如權利要求7-ll中任一項所述的方法，其特徵在於，至少在切割前， 所述方法進一步包括在所述第一基板的發射側上應用第三絕緣基板(38)，所述第三基板(38)對由多個LED (4， 5， 6， 7)中至少一 個所發生的波長是透明的。
13. 如權利要求12所述的方法，其特徵在於所述第三基板(38)包括 藍寶石。
14. 如權利要求7-13中任一項所述的方法，其中所述第二基板(33)包 括鋁且至少一側被(硬)陽極化。
15. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述第一類 型半導體是n型導體，而所述第二類型半導體是p型導體。
16. 如權利要求1所述的製作包括多個LED (4， 5， 6， 7)的電路的方法，所述方法包括以下步驟提供第一絕緣基板(50)，其對由多個LED (4， 5， 6， 7)中的 至少一個所發生的波長是透明的；在所述第一絕緣基板(50)上形成包括第一類型半導體的第一層 (51)和第二類型半導體的第二層(52)的層；按照第一圖案選擇性地除去所述第二層(52)，直到部分第一層 (51)暴露，且至少通過溝槽(53)形成所述第二類型半導體的隔離 區(54a， 54b);按照第二圖案，選擇性應用至少一個導電層(55)，由此形成與 第一類型半導體的第一層(51)的第一連接和與第二類型半導體的隔 離區(54a， 54b)的第二連接；按照第三圖案切透至少一個導電層(55)、第二類型半導體的第 二層(52)和第一類型半導體的第一層(51),直到第一絕緣基板(50)， 進而形成多個LED (4， 5， 6， 7);以及將第一絕緣基板(50)上的至少一個導電層(55)附著至包括至 少一個導電層(59)的第三圖案的第二絕緣基板(57)，由此在第一 絕緣基板(50)上的至少一個導電層(55)和第二絕緣基板(57)上 的至少一個導電層(59)之間形成至少一個導電接觸。
17. 如權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述第一絕緣基板(50) 包括藍寶石。
18. 如權利要求16或17所述的方法，其中所述第二絕緣基板(57)包 括鋁，且至少一側被(硬)陽極化。
19. 如權利要求16-18中任一項所述的方法，其特徵在於，所述電路包 括至少一個二極體橋電路(23)。
20. 如權利要求16-19中任一條所述的方法，其特徵在於，所述第--類 型的半導體是n型導體，而第二類型的半導體是p型導體。 21. —種包括多個LED (4， 5， 6， 7)的電路，所述電路是按照權利 要求16-20中任一項所述的方法製作的。
全文摘要
本發明涉及製作包括多個光發射二極體LED電路的方法。首先，提供第一類型半導體材料的連續層。第二類型半導體材料的第一圖案應用在該第一類型半導體材料上。然後，包括至少一個導電層(34)的第二圖案的基板附著到該第一圖案上。然後，按照第三圖案切割連續層。因此形成多個LED。
文檔編號H01L25/075GK101238578SQ200680029250
公開日2008年8月6日 申請日期2006年8月4日 優先權日2005年8月5日
發明者J·O·羅伊曼斯 申請人:萊姆尼斯照明Ip有限公司