并且具有制造以及成本优势。
[0055]互连垫124包括具有大约3微米厚度的Cu垫，尽管可以使用其它材料，诸如Au或Ag。
[0056]在图3中，示出了根据本发明的发光管芯组件100的第二实施例的示意性横截面视图。在发光管芯组件100的该第二实施例中，与第一实施例相比，GaN半导体结构103的η型层104和ρ型层108的顺序被更改。作为结果，P接触层110和η接触层116的顺序也已经更改。另外，在第二实施例中，第二电介质层118现在布置成使ρ接触层110从对应于发光管芯组件的阴极电极的所述第二区120b电气隔离。
[0057]该第二实施例发光管芯组件的不同层以与针对发光管芯组件的上文所讨论的第一实施例类似的方式构造并且将不详细讨论，因为本领域技术人员通过研宄发光管芯组件的上文所讨论的第一实施例来容易地构造用于不同层的材料的选择、P型层108与ρ接触层110之间的电气连接以及η接触层116与发光管芯组件的阴极之间的电气连接。
[0058]发光管芯组件还可以包括附加层，诸如阻挡层，其阻碍可能降低管芯组件的性能的原子迀移。
[0059]还应当指出的是，尽管在图3中为了简化而仅示出一个通孔117和一个投影区域121，但是可以存在如关于发光管芯组件的第一实施例所讨论的许多通孔和投影区域。
[0060]本发明的优点在于，其使得能够实现电流分布、热学扩散和互连垫布局的优化方面的大自由度。更精确地，根据本发明的多层结构解耦至少三个基础功能层。因而，发光管芯组件100允许更好的电流分布，其减轻可能引起局部过热的电流拥挤以及在一些情况下可能引起热逸溃的热学热点的形成，所述热学热点是使LED的性能严重降级的现象，例如降低所发射的光的电流效率、发射亮度和均匀性。
[0061]本发明的另外的优点在于，热学扩散层120提供良好的热输运，这引起发光管芯组件100内的改进的热学分布。此外，该热输运能力也将引起结温度在有源区106中以及其周围的降低。
[0062]以上描述的多层结构还从η接触层116和/或ρ接触层110解耦互连垫124，因此使得能够实现与具有例如SMD式几何结构的基板或印刷电路板(PCB)的集成兼容性。后者一般包括作为关键参数的P间隙和η间隙之间的间隙距离。词语间隙距离此处应当理解为阳极与阴极之间的分离。所公开的发光管芯结构使得间隙距离能够在需要的时候相当大而没有对管芯的热学性能进行严重地让步。这由于高管芯区域覆盖的热学扩散层而是可能的。另外，大间隙距离应当解释为典型地针对具有Imm2的基底区域大小的管芯组件的200微米以上，相比于现有技术，这可以在没有对发光管芯的热学性能进行严重地让步的情况下实现。应当指出的是，发光管芯组件的基底区域大小在从大约0.2mm2到大约2mm2的范围中。
[0063]图4是包括根据本发明的发光管芯组件的发光二极管300的示意性横截面图。发光管芯组件包括衬底102，包括η型层、有源区和ρ型层的GaN的半导体结构103，促进ρ型层与对应于发光管芯组件的阳极的热学扩散层的第一区120a之间以及η型层与对应于发光管芯组件的阴极的热学扩散层的第二区120b之间的连接的多层结构128。阳极和阴极还被布置成与可以具有SMD或PCB架构的基板126接触，使得能够为发光管芯组件供电。
[0064]本领域技术人员认识到，本发明绝不限于以上所描述的优选实施例。相反地，在随附权利要求的范围内，许多修改和变型是可能的。
[0065]例如，从热学扩散层120隔离ρ接触层116的第二电介质层118可以包括具有相对较低的热导率的传导层，其可以是苯并环丁烯BCB，其在室温下具有大概0.3ff/mK的热导率。与具有大概10W/mK的热导率的SiN相反，使用BCB可以改进复杂管芯结构的可靠性。在该实施例中，如果改变第一和第二电介质层114，118以及η接触层114以便减小用于第二电介质层118的BCB材料的区域，则是优选的。
[0066]此外，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研宄附图、公开文本和随附权利要求，可以理解和实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不指示不能使用这些措施的组合来获益。
【主权项】
1.一种由多层结构形成的发光管芯组件，所述发光管芯组件包括: 半导体结构(103)，包括:n型层(104)、有源区(106)和p型层(108)； 布置成与所述P型层(108)电气接触的P接触层(110)； 布置成与所述η型层(104)电气接触的η接触层(116)； 布置成使所述P接触层(110)从所述η接触层(116)电气隔离的第一电介质层(114); 包括从彼此电气隔离的第一和第二区(120a，120b)的热学扩散层(120)，其中所述第一区(120a)形成所述发光管芯组件的阳极电极并且所述第二区(120b)形成所述发光管芯组件的阴极电极； 布置成使所述η接触层(116)从所述第一区(120a)电气隔离或者使所述P接触层(110)从所述第二区(120b)电气隔离的第二电介质层(118)； 布置成电气隔离所述第一和第二区(120a，120b)的第三电介质层(122);以及 使得能够与基板(126)互连的互连垫(124)。2.根据权利要求1的发光管芯组件，其中所述热学扩散层(120)由10-30微米厚，优选地15-25微米厚并且更优选地20微米厚的层形成。3.根据权利要求1或2的发光管芯组件，其中所述热学扩散层(120)在室温下展现380ff/mK或更高的热导率。4.根据权利要求1至3中任一项的发光管芯组件，其中所述热学扩散层(120)由金属制成，所述金属优选地为铜。5.根据权利要求1至4中任一项的发光管芯组件，其中所述发光管芯组件还包括衬底(102),优选地为蓝宝石衬底。6.根据权利要求1至5中任一项的发光管芯组件，其中所述发光管芯组件具有倒装芯片FC几何结构。7.根据权利要求1至4中任一项的发光管芯组件，其中所述发光管芯组件具有薄膜倒装芯片TFFC几何结构。8.根据权利要求1-7中任一项的发光管芯组件，其中所述第一电介质层(114)包括具有至少10W/mK的热导率的材料。9.根据权利要求1-8中任一项的发光管芯组件，其中当所述第二电介质层(118)被布置成使所述η接触层(116)从所述第一区(120a)电气隔离时，并且所述η接触层(116)包括每mm2至少20个通孔(117)。10.根据权利要求1-8中任一项的发光管芯组件，其中当所述第二电介质层(118)被布置成使所述P接触层(110)从所述第二区(120b)电气隔离时，并且所述P接触层(110)包括每mm2至少20个通孔。11.根据权利要求1-10中任一项的发光管芯组件，其中所述第二电介质层(118)包括苯并环丁烯BCB。12.—种发光二极管LED，包括根据权利要求1-11中任一项的发光管芯组件(100)。
【专利摘要】本发明涉及由多层结构形成的发光管芯组件。发光管芯组件包括包含：n型层（104）、有源区（106）和p型层（108）的半导体结构（103）；布置成与所述p型层（108）电气接触的p接触层（110）；布置成与所述n型层（104）电气接触的n接触层（116）；布置成使所述p接触层（110）从所述n接触层（116）电气隔离的第一电介质层（114）；包括从彼此电气隔离的第一和第二区（120a，120b）的热学扩散层（120），其中所述第一区（120a）形成所述发光管芯组件的阳极电极，并且所述第二区（120b）形成所述发光管芯组件的阴极电极；布置成使所述n接触层（116）从所述第一区（120a）电气隔离或者使所述p接触层（110）从所述第二区（120b）电气隔离的第二电介质层（118）；布置成电气隔离所述第一和第二区（120a，120b）的第三电介质层（122）；以及使得能够与基板（126）互连的互连垫（124）。
【IPC分类】H01L33/62, H01L33/38, H01L33/64, H01L33/48
【公开号】CN104995756
【申请号】CN201480009454
【发明人】T.洛佩兹
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2014年1月27日
【公告号】US20150364665, WO2014128574A1