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TWI546948B - 高電壓固態轉換器及其相關系統和方法 - Google Patents

高電壓固態轉換器及其相關系統和方法 Download PDF

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TWI546948B
TWI546948B TW101128809A TW101128809A TWI546948B TW I546948 B TWI546948 B TW I546948B TW 101128809 A TW101128809 A TW 101128809A TW 101128809 A TW101128809 A TW 101128809A TW I546948 B TWI546948 B TW I546948B
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Description

高電壓固態轉換器及其相關系統和方法
本技術係關於固態轉換器(「SST」)。特定言之，本技術係關於高電壓SST及其相關系統和方法。
行動電話、個人數位助理(「PDA」)、數位相機、MP3播放器及其他電子裝置將發光二極體(「LED」)、有機發光二極體(「OLED」)、聚合物發光二極體(「PLED」)及其他SST裝置用於背光照明。SST裝置亦被用於招牌、室內照明、戶外照明及其他類型之一般照明。圖1A係具有側向接觸件之一習知LED裝置10a之一橫截面圖。如圖1A中所展示，LED裝置10a包含一基板20，其承載具有一作用區14(其(例如)含有定位於N型GaN 15與P型GaN 16之間之氮化鎵/氮化銦鎵(GaN/InGaN)多量子井(「MQW」))之一LED結構11。LED裝置10a亦包含在P型GaN 16之前表面上之一第一接觸件17及在N型GaN 15之前表面上與第一接觸件17側向隔開之一第二接觸件19。第一接觸件17通常包含一透明導電材料(例如氧化銦錫(「ITO」))以允許光自LED結構11發出。
圖1B係另一習知LED裝置10b之一橫截面圖，其中第一接觸件17與第二接觸件19彼此相對以(例如)呈一垂直組態而非側向組態。在LED裝置10b之形成期間，N型GaN 15、作用區14及P型GaN 16依序堆疊於與圖1A中所展示之基板20類似之一生長基板(圖中未展示)上。第一接觸件17係形 成於P型GaN 16上，且一載體基板21係附著至第一接觸件17。接著，移除生長基板且使第二接觸件19形成於N型GaN 15上。接著，翻轉結構以產生圖1B中所展示之定向。LED裝置10b之前表面處之N型GaN 15提供比P型GaN 16更佳之電流散佈。垂直LED裝置10b亦具有增強光提取及熱性質，且相應地具有比圖1A之側向LED裝置10a更高之一效率。
典型LED具有比與該等LED一起使用之電源供應器相對更低之正向接面電壓(或內建電壓)。例如，基於氮化鎵/氮化銦鎵(GaN/InGaN)之LED晶粒通常以約3伏特直流電(「DC」)之正向接面電壓操作且基於磷化鋁銦鎵(AlInGaP)之LED晶粒通常具有約2伏特DC之一正向接面電壓，而諸多電源供應器以48伏特交流電(「AC」)、120伏特AC、60伏特DC等等操作。因此，電源供應器通常包含AC/DC整流器、DC/DC轉化器、功率調節器、驅動器及/或適合於將具有適合電壓位準之功率供應至LED晶粒之其他組件。然而，當輸出電壓與輸入電壓之間之差值較小時，電源供應器及其相關組件更有效率地操作。相應地，高電壓LED(例如24伏特、60伏特等等)較佳地與高電壓電源供應器一起使用以增強LED系統之總效率。
藉由將若干側向LED晶粒(例如圖1A之側向LED裝置10a)串聯耦合而製造習知高電壓LED。例如，各具有一3伏特正向接面電壓之二十個側向LED晶粒可經串聯耦合以通過60伏特之一組合正向接面電壓而操作。然而，側向LED具 有若干效能限制。例如，參考圖1A，側向LED裝置10a之前表面處之P型GaN 16本身不提供電流散佈，因此，電流及光聚集於第一接觸件17下方。為增加橫跨側向LED裝置10a之電流散佈，第一接觸件17必須被加厚且在P型GaN 16之一較大部分上延伸以使第一接觸件17不透明且減少來自LED裝置10a之光提取。另外，需要具有增強效率及效能之高電壓LED及其他高電壓SST。
可參考以下圖式而更佳理解本發明之諸多態樣。圖式中之組件未必按比例繪製。相反，重點在於清楚地繪示本發明之原理。再者，在圖式中，相同元件符號標示全部若干視圖及/或實施例中之對應部件。
下文中描述高電壓SST及其相關系統和方法之若干實施例之特定細節。術語「SST」一般意指固態轉換器裝置，其等包含一半導體材料作為主動媒體以將電能轉化為可見光、紫外光、紅外光及/或其他光譜內之電磁輻射。例如，SST包含固態發光體(例如LED、雷射二極體等等)及/或除電絲極、電漿或氣體以外之其他發射源。SST亦可包含將電磁輻射轉化為電之固態裝置。另外，如本文中所使用，片語「高電壓」及「低電壓」意指相對電壓位準。因此，相同電壓位準(例如12伏特)在其與6伏特相比較時可被視為「高電壓」，但在其與24伏特相比較時可被視為「低電壓」。熟習技術者亦應瞭解，本技術可具有額外實施例且可在無需以下參考圖2A至圖8而描述之實施例之若干細 節之情況下實踐本技術。
圖2A係根據本技術之一實施例而組態之一多接面SST裝置200(「SST裝置200」)之一部分示意俯視圖，且圖2B係實質上沿圖2A之線2B-2B取得之SST裝置200之一部分示意橫截面圖。首先參考圖2A，SST裝置200可包含一載體基板202及一起串聯電耦合於一第一端子220與一第二端子222之間之複數個SST晶粒(分別被個別識別為第一SST晶粒204a至第四SST晶粒204d且被統稱為SST晶粒204)。各SST晶粒204可包含一分離轉換器結構(分別被個別識別為第一轉換器結構206a至第四轉換器結構206d且被統稱為轉換器結構206)、轉換器結構206之背側上之一第一接觸件216及一第二接觸件218。在各種實施例中，SST裝置200亦可包含一透鏡、一反射鏡及/或其他適合光學及/或電組件。在所繪示實施例中，SST裝置200包含四個SST晶粒204a至204d。然而，熟習技術者應瞭解，SST裝置200可包含兩個、三個或四個以上SST晶粒204。
術語「背側」及「前側」在本文中用以意指元件相對於來自SST裝置200之發射或至SST裝置200之發射之相對位置。一元件之前側意指一側或表面面向與發射相同之方向，且背側意指該元件之該側或表面背向發射方向。例如，若SST裝置200經組態以發出光，則與源自SST裝置200之光面向相同方向之載體基板202之側為前側且載體基板202之相對側為背側。
如圖2A中所展示，SST晶粒204可配置成載體基板202上 之一陣列，其中通道228將相鄰SST晶粒204分離。通道228可與第一接觸件216及第二接觸件218上之開口232連接或包含開口232以允許通過轉換器結構206之背側接近處之互連區(分別被個別識別為第一互連區230a至第三互連區230c且被統稱為互連區230)而將SST晶粒204串聯耦合在一起。開口232亦可暴露轉換器結構206之背側處之第一接觸件216及第二接觸件218之部分。在所繪示實施例中，第一SST晶粒204a之第一接觸件216之一部分係連接至第一端子220，且第四SST晶粒204d之第二接觸件218之一部分係連接至第二端子222。在其他實施例中，該陣列中之其他SST晶粒204之第一接觸件216及第二接觸件218之暴露部分亦可連接至第一端子220及第二端子222。
現參考圖2B，各轉換器結構206可包含一作用區214，作用區214介於轉換器結構206之一第一側210a處之一第一半導體材料208與轉換器結構206之一第二側210b(與第一側210a相對)處之一第二半導體材料212之間。第一半導體材料208及第二半導體材料212可摻雜有雜質以形成一p-n接面。例如，第一半導體材料208可為一P型半導體材料(例如P型GaN)，且第二半導體材料212可為一N型半導體材料(例如N型GaN)。當轉換器結構206係形成於一生長基板(圖中未展示)上、經翻轉且隨後附著至載體基板202時，此組態係適合的。在其他實施例中，可顛倒第一半導體材料208與第二半導體材料212。
作用區214可包含一單量子井(「SQW」)、多量子井 (「MQW」)及/或一塊狀半導體材料。術語「塊狀半導體材料」一般意指具有大於約10奈米且高達約500奈米之一厚度之一單顆粒半導體材料(例如InGaN)。在其他實施例中，轉換器結構206可包含其他適合半導體材料，諸如砷化鎵(GaAs)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、磷化鎵砷(GaAsP)等等及/或其他半導體材料。
如圖2B中所展示，第一接觸件216可定位於一第一區201a中且可電耦合至第一半導體材料208。如本文中所使用，定位於第一區201a中之元件係定位於由轉換器結構206之第一側210a內部界限之一區中，且定位於一第二區201b中之元件係定位於由轉換器結構206之第二側210b內部界限之一區中。在各種實施例中，第一接觸件216可由一反射材料(諸如鎳(Ni)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)及/或其他適合反射材料)製成。第一反射接觸件216可透過轉換器結構206而將發射反向重新導引向第二側210b以增強來自SST晶粒204之發射。在其他實施例中，第一接觸件216可由非反射材料製成及/或SST 204可包含定位於第一區201a中之分離反射元件。
第二接觸件218可為電耦合至第二半導體材料212之一內埋接觸件。在圖2B所繪示之實施例中，例如，第二接觸件218沿第一接觸件216之背側延伸且穿過第一接觸件216而至少突出至第二半導體材料212。在其他實施例中，第一接觸件216與第二接觸件218側向隔開，使得內埋第二接觸件218突出穿過含有第一接觸件216之一平面。為繪示之目 的，各SST晶粒204包含一內埋第二接觸件218，但在其他實施例中，各SST晶粒204可包含延伸至轉換器結構206中之複數個內埋接觸元件。第二接觸件218可由鈦(Ti)、鋁(Al)、鎳(Ni)、銀(Ag)及/或其他適合導電材料製成。
如圖2B中進一步所展示，一介電材料224可定位於第一接觸件216與第二接觸件218之間以使該兩者彼此電隔離。介電材料224亦可沿內埋第二接觸件218之一側壁226延伸以使第二接觸件218與第一半導體材料208及作用區214電隔離。介電材料224可由二氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiN)及/或其他適合的大體上非導電材料製成。
在一特定實施例中，載體基板202由一非導電的半導體或低導電率材料(諸如一陶瓷材料、矽、多晶矽及/或其他適合基板材料)製成。相應地，如圖2B中所展示，載體基板202可附著至SST晶粒204之背側且無需經由第二接觸件218而使晶粒短路。如以下參考圖3A及圖3B而進一步詳細解釋，在其他實施例中，載體基板202可由一導電材料製成，該導電材料充當一熱墊以自SST晶粒204吸走熱且藉此改良SST裝置200之熱效能。
如圖2B中進一步所展示，相鄰第一轉換器結構206a與第二轉換器結構206b之間之開口232在其延伸超出第一轉換器結構206a之背側時暴露第二接觸件218之一部分，且在其延伸超出第二轉換器結構206b之背側時暴露第一接觸件216之一部分。此允許相鄰第一SST晶粒204a及第二SST晶粒204b之第一接觸件216及第二接觸件218在第一區201a中 之第一互連區230a處串聯耦合在一起。第二互連區230b及第三互連區230c可以類似方式形成，使得第一SST晶粒204a至第四SST晶粒204d係串聯耦合在一起。另外，開口232允許第一端子220及第二端子222定位於第一區201a中且可經由接線234、焊料球及/或其他適合電連接而自SST裝置200之前側電接達。
SST裝置200具有約等於個別轉換器結構206之正向接面電壓之總和之一總正向接面電壓。例如，若各轉換器結構206具有約4伏特之一正向接面電壓，則圖2A及圖2B之四晶粒SST裝置200具有16伏特之一組合正向接面電壓。接著，SST裝置200可耦合至具有與SST裝置200之組合正向接面電壓近似相同(例如20伏特)之一輸出電壓之一電源供應器(圖中未展示)。因為當輸入電壓與輸出電壓之間之差值較小時電源供應器及其相關組件(例如驅動器)以更有效率地操作，所以SST裝置200之增大正向接面電壓(其與電源供應器及/或其相關組件之輸出電壓有關)可提高一較高電壓電源供應器之效率。另外，SST裝置200可耦合至較高電壓電源供應器且比單獨SST晶粒204之任何者更有效率地操作。在選定實施例中，SST裝置200可經組態以具有一足夠高正向接面電壓，使得SST裝置200可由一標準AC電源供應器(例如一120伏特電源供應器；圖中未展示)直接驅動且無需一驅動器。再者，當一AC電源供應器必須被轉化為DC時，高電壓SST裝置200亦可提高轉化效率。
在操作期間，一電壓可施加至第一端子220及第二端子 222。如上所論述，高電壓SST裝置200可減小相關電源供應器之輸入電壓與輸出電壓之間之差值且可因此改良整個系統之效率。如圖2B中所展示，第一接觸件216及第二接觸件218與第一端子220及第二端子222可定位於第一區201a中，使得來自轉換器結構206之第二側210b之發射或抵達轉換器結構206之第二側210b之發射均不被阻擋。第一接觸件216之反射特性可進一步增強透過轉換器結構206之第二側210b之發射。另外，SST晶粒204之組態允許N型GaN被用作為定位於轉換器結構206之第二側210b處之第二半導體材料212。與P型GaN不同，N型GaN橫跨轉換器結構206而本身散佈電流且因此提供橫跨SST裝置200之改良電流散佈及均勻度。N型GaN亦促進表面粗糙化，且可因此被用作為第二半導體材料212以提高SST裝置200之提取效率。相應地，相較於具有側向SST晶粒之習知高電壓SST裝置，SST裝置200可具有增加發射提取、增強電流均勻度及/或更高總效率。
圖3A係根據本技術之另一實施例而組態之一多接面SST裝置300之一部分示意俯視圖，且圖3B及圖3C為實質上分別沿圖3A之線3B-3B及3C-3C取得之部分示意橫截面圖。SST裝置300可包含與以上參考圖2A及圖2B而描述之SST裝置200之特徵大體上類似之特徵。例如，如圖3A至圖3C中所展示，SST裝置300可包含複數個SST晶粒204，其中背側第一接觸件216及內埋第二接觸件218在複數個互連區230處串聯耦合在一起。在圖3A至圖3C所繪示之實施例 中，由一導電(而非不導電)載體基板302承載SST晶粒204。導電載體基板302可由一金屬、一金屬合金、一摻雜矽及/或其他導電基板材料製成。例如，在各種實施例中，基板302可包含銅、鋁及/或其他適合金屬。
參考圖3B，SST裝置300進一步包含一第二介電材料324，其定位於第二接觸件218與導電載體基板302之間以使該兩者彼此電隔離。第二介電材料324可由與以上參考定位於第一接觸件216與第二接觸件218之間之介電材料224而描述之材料類似之材料製成。例如，第二介電材料324可由二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)及/或其他適合的大體上非導電材料製成。
如圖3C中所展示，第四SST晶粒204d之第二接觸件218之一部分可透過第二介電材料324而暴露，使得其電耦合至導電載體基板302且藉此形成一背側第二端子322。相應地，第二端子322可自SST裝置300之一背側(例如自導電載體基板302之背側)電接達且促進一無接線電連接。
類似於以上參考圖2A及圖2B而描述之SST裝置200，圖3A至圖3C之SST裝置300可提供具有增強之電流散佈、發射提取及總效率之一高正向接面電壓。背側第二端子322不阻擋或干擾來自SST裝置300之前側(例如轉換器結構206之第二側210b)之發射(例如光能)或抵達SST裝置300之前側之發射，且允許第二半導體材料212跨越橫跨第四SST晶粒204d之一更大表面區(圖3A)以藉此進一步提高提取效率。另外，導電載體基板302可充當一散熱器以在操作期 間自SST晶粒204吸走熱。此降低SST裝置300之操作溫度且增強裝置之總體熱效能。
圖4係根據本技術之另一實施例而組態之多接面SST裝置400(「SST裝置400」)之一部分示意橫截面圖。SST裝置400包含與以上參考圖2A至圖3C而描述之SST裝置200及300之特徵大體上類似之特徵。例如，SST裝置400包含在互連區230處串聯耦合在一起之SST晶粒(被個別識別為一第一SST晶粒404a及一第二SST晶粒404b且被統稱為SST晶粒404)。為繪示之目的，圖4展示具有兩個SST晶粒404之SST裝置400，但在其他實施例中，SST裝置400可包含額外SST晶粒404以獲得一期望正向接面電壓。
圖4中所展示之SST晶粒404各具有與第一區201a中之第一接觸件216垂直隔開之第二區201b中之一第二接觸件418，而非內埋第二接觸件218(如以上參考圖2B、圖3B及圖3C所述)。例如，如圖4中所展示，第二SST晶粒404b之第二接觸件418可沿第二轉換器結構206b之一側壁438自相鄰第一SST晶粒404a之背側第一接觸件216延伸至第二側210b上，其中第二接觸件418係電耦合至第二半導體材料212。一下伏介電材料424可延伸於側壁438與第二接觸件418之間以使第二接觸件418與第一接觸件216、第一半導體材料208及作用區214電隔離。介電材料424可由與上述介電材料大體上類似之材料(諸如二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)及/或其他適合的大體上非導電材料)製成。與圖2A至圖3C之SST晶粒202一樣，垂直SST晶粒404允許N型GaN 定位於SST裝置400之前側，因此，SST裝置400可具有比具有側向SST晶粒之習知高電壓SST裝置增強之電流散佈及發射提取。亦類似於上述SST裝置200及300，圖4之SST裝置400可因SST晶粒404之高組合正向接面電壓而提高系統之效率。
如圖4中進一步所展示，在各種實施例中，垂直SST晶粒404可定位於一大體上非導電載體基板402上。載體基板402可由與以上參考圖2A及圖2B而描述之大體上非導電基板202之材料類似之材料(諸如陶瓷、矽、多晶矽及/或其他大體上非導電基板材料)製成。相應地，SST裝置400包含可自SST裝置400之前側(其在背向載體基板402之一表面上)電接達之第一端子420及第二端子422。例如，在圖4所繪示之實施例中，第一端子420係透過開口232之一者而暴露且被定位於第一區201a中，且第二端子422係定位於第二區201b中之第一轉換器結構206a之第二側210b上。可使用接線234及/或其他適合電連接器來將第一端子420及第二端子422耦合至一電源供應器(圖中未展示)。
圖5係根據本技術之另一實施例而組態之一多接面SST裝置500(「SST裝置500」)之一部分示意橫截面圖。SST裝置500包含與以上參考圖4而描述之SST裝置400之特徵大體上類似之特徵。例如，SST裝置500包含在互連區230處串聯耦合在一起之垂直SST晶粒404。然而，圖5中所展示之SST裝置500包含由金屬、金屬合金、摻雜半導體材料及/或其他適合導電基板材料製成之一導電載體基板502。因 此，SST裝置500可包含一第一端子520，其電耦合至導電載體基板502且可自SST裝置500之背側電接達以促進無接線連接。一第二端子522可定位於第二區201b中且可自SST裝置500之前側電接達。導電載體基板502可在操作期間自SST晶粒404吸走熱且藉此增強SST裝置500之熱效能。
圖6A至圖6C係部分示意橫截面圖，其等繪示根據本技術之一實施例之圖2A及圖2B之SST裝置200之一形成程序。例如，圖6A繪示在已在一生長基板640上形成轉換器結構206後之SST裝置200之一程序階段。可經由有機金屬化學氣相沈積(「MOCVD」)、分子束磊晶法(「MBE」)、液相磊晶法(「LPE」)及/或氫化物氣相磊晶法(「HVPE」)而形成轉換器結構206。在其他實施例中，可使用其他適合磊晶生長技術來形成轉換器結構206之至少一部分。
如圖6A中進一步所展示，可在第一區201a(例如在轉換器結構206之第一側210a上)中形成第一接觸件216且可透過第一接觸件216而形成複數個通孔642。可使用化學氣相沈積(「CVD」)、物理氣相沈積(「PVD」)、原子層沈積(「ALD」)、旋轉塗佈、圖案化及/或半導體製造技術中已知之其他適合技術來形成第一接觸件216。可藉由將一掩膜(圖中未展示)定位於第一接觸件216上且蝕刻穿過第一接觸件216及轉換器結構206之暴露部分(例如藉由濕式蝕刻、乾式蝕刻及/或其他適合程序)而形成通孔642。在其他實施例中，可使用其他適合移除方法來形成通孔642。在另外實施例中，可在形成第一接觸件216之前形成通孔 642，使得在不遮住通孔632之情況下隨後於第一區201a中沈積、蝕刻及/或以其他方式形成第一接觸件216。各通孔642可延伸至或延伸進入第二半導體材料212以界定隨後形成之內埋第二接觸件218之尺寸(圖6B)。
圖6B展示在已在SST裝置200之背側處形成內埋第二接觸件218後之一程序後續階段。可首先在第一接觸件216上及沿通孔642之側壁226佈置介電材料224。介電材料224未覆蓋通孔642中之第二半導體材料212之一部分以提供接入點給隨後電連接。例如，在各種實施例中，可使用間隔物蝕刻來沿通孔642之側壁226形成介電材料224。在其他實施例中，可使用CVD、PVD、ALD、圖案化、選擇性蝕刻及/或其他適合形成程序來形成介電材料224。
如圖6B中進一步所展示，可在第二接觸件218之部分之間形成由介電材料224及/或其他大體上非導電材料製成之一隔離突出物625。隔離突出物可界定個別SST晶粒204(圖6C)之側向邊界且使個別第二接觸件218彼此電隔離。在各種實施例中，可藉由在第二接觸件218中選擇性蝕刻一凹口且在該凹口內選擇性沈積隔離突出物625而形成隔離突出物625。在其他實施例中，可使用半導體製造技術中已知之其他適合方法來形成隔離突出物625。在另外實施例中，可在隨後處理階段期間使個別第二接觸件218彼此電隔離。
圖6C繪示在已移除生長基板640、已翻轉SST裝置200及已在第一區201a中之第二接觸件218上定位載體基板202後 之一進一步程序階段。可藉由背面研磨、蝕刻(例如濕式蝕刻、乾式蝕刻等等)及/或自第二半導體材料212移除生長基板640之其他方法而自轉換器結構206之第二側210b移除生長基板640。可使用暫時及/或永久結合材料(例如來自Rolla,MO之Brewer Science公司之WaferBONDTM HT-10.10)來將載體基板202附著至SST晶粒204之背側。在其他實施例中，可使用半導體製造技術中已知之其他適合方法來形成載體基板202或將載體基板202附著至SST晶粒204。
如圖6C中所展示，已移除轉換器結構206之部分以形成開口232且利用隔離p-n接面來將轉換器結構206分離成分離轉換器結構206a及206b。開口232亦可暴露第一SST晶粒204a之第二接觸件218及相鄰第二SST晶粒204b之第一接觸件216之部分，使得第一SST晶粒204a與第二SST晶粒204b彼此電隔離。可藉由將一掩膜定位於SST裝置200之前側上且選擇性蝕刻掉各種材料而移除轉換器結構206、第一接觸件216及介電材料224。在其他實施例中，可使用半導體製造技術中已知之其他方法來移除轉換器結構206、第一接觸件216、第二接觸件218、介電材料224及/或SST裝置200之其他部分。
在電隔離SST晶粒204之後，可在互連區230處沈積一導電材料617(圖中以虛線展示)(諸如用於第一接觸件216及/或第二接觸件218之材料)以串聯耦合相鄰SST晶粒204之第一接觸件216及第二接觸件218。可暴露第一SST晶粒204a 之第一接觸件216之一部分以界定第一端子220，且可暴露串聯中之最後SST晶粒204(例如圖2A中所展示之第四SST晶粒204d)之第二接觸件218之一部分以界定第二端子222，或反之亦然。接著，可經由接線234及/或其他電連接器而將第一端子220及第二端子222電耦合至一電源供應器650以驅動SST裝置200。在各種實施例中，程序可進一步包含粗糙化第二半導體材料212(例如N型GaN)以增強自SST裝置200之光提取。
可使用與以上參考圖6A至圖6C而論述之方法大體上類似之方法來形成圖3A至圖3C之SST裝置300。然而，形成SST裝置300可進一步包含在將導電載體基板302定位於第二接觸件218上之前在第二接觸件218上形成第二介電材料324。另外，第二接觸件218之一者之至少一部分可透過第二介電材料324而暴露且耦合至導電載體基板302以形成背側第二端子322。
圖7A及圖7B係部分示意橫截面圖，其等繪示根據本技術之一實施例之圖5之SST裝置500之一形成程序。例如，圖7A繪示在已使用MOCVD、MBE、LPE、HVPE及/或其他適合磊晶生長技術來形成一生長基板740上之轉換器結構206後之SST裝置500之一程序階段。接著，可使用CVD、PVD、ALD、圖案化及/或其他適合形成技術來依序形成第一區201a(例如在轉換器結構206之第一側210a上)中之第一接觸件216及介電材料424。如圖7A中所展示，介電材料424可延伸進入第一接觸件216之部分之間之一凹口752以 劃分隨後形成之個別SST晶粒404(圖7B)之側向邊界。可藉由選擇性蝕刻及/或以其他方式移除第一接觸件216之部分而形成凹口752，或可選擇性形成包含凹口752之第一接觸件216。如圖7A中進一步所展示，第一接觸件216之一部分可透過介電材料424而保持暴露(例如使用選擇性蝕刻或沈積)，且可在第一接觸件216上形成額外導電材料以界定背側第一端子520。
圖7B展示在已自轉換器結構206之第二側210b移除生長基板740、已翻轉SST裝置500且已在SST裝置500之背側上定位導電載體基板502後之一進一步程序階段。當附著載體基板502時，可將暴露背側第一端子520電耦合至載體基板502以提供電接入點至SST裝置500之背側。接著，可移除SST晶粒404之間之轉換器結構206之部分以形成可隨後串聯耦合在一起之具有隔離p-n接面之複數個分離轉換器結構206。可使用與以上參考圖6C而描述之方法大體上類似之方法來執行此等步驟。
在已形成個別SST晶粒404之後，可接著沿轉換器結構206之側壁438依序形成一介電材料436及第二接觸件418(兩者以虛線展示)以將SST晶粒404串聯連接。可使用CVD、PVD、ALD及/或其他適合形成技術來形成介電材料436及第二接觸件418。可使用CVD、PVD、ALD及/或其他適合形成技術來形成與轉換器結構206之一者之第二側210b上之(若干)第二接觸件418無關或相關之第二端子522。接著，可將第一端子520及第二端子522連接至可驅 動多接面SST裝置500之一電源供應器650。
以上參考圖2A至圖7B而描述之高電壓SST裝置之任何者可被併入至無數個更大及/或更複雜系統之任何者中，該等系統之一代表性實例為圖8中示意性所展示之系統800。系統800可包含一SST裝置810、一電源供應器820、一驅動器830、一處理器840及/或其他子系統850(或組件)。如上所論述，SST裝置810可減小電源供應器820及/或驅動器830之輸入與輸出電壓之間之差值，且藉此增加系統800之效率。在各種實施例中，SST裝置810可具有一足夠高電壓，使得驅動器830可自系統800被去除。所得系統800可執行任何各種功能，諸如背光照明、一般照明、發電、感測器及/或其他功能。相應地，代表性系統800可包含(但不限於)手持裝置(例如蜂巢式或行動電話、平板電腦、數位閱讀器及數位音訊播放器)、雷射、光伏打電池、遠端控制、電腦及電氣設備(例如冰箱)。系統800之組件可被收容於一單一單元中或被分散於多個互連單元上(例如透過一通信網路)。系統800之組件亦可包含本端及/或遠端記憶儲存裝置及任何各種電腦可讀媒體。
應自前述內容瞭解，本文中已為了繪示而描述本技術之特定實施例，但可在不背離本發明之情況下作出各種修改。例如，圖2A至圖3C中所展示之SST裝置200及300包含2×2陣列之SST晶粒204。然而，在其他實施例中，SST裝置200及300可包含配置成具有各種組態之陣列(諸如線性陣列、圓形陣列等等)之兩個、三個或四個以上SST晶粒 204。可在其他實施例中組合或去除特定實施例之內文中所述之新技術之某些態樣。例如，圖2A至圖3C中所展示之具有內埋接觸件218之SST晶粒204可與圖4及圖5之垂直SST晶粒404串聯耦合。另外，雖然已在此等實施例之內文中描述與新技術之某些實施例相關之優點，但其他實施例亦可展現此等優點且未必需要全部實施例展現落在本技術之範疇內之此等優點。相應地，本發明及其相關技術可涵蓋本文中未明確展示或描述之其他實施例。
10a‧‧‧發光二極體(LED)裝置
10b‧‧‧LED裝置
11‧‧‧LED結構
14‧‧‧作用區
15‧‧‧N型GaN(氮化鎵)
16‧‧‧P型GaN
17‧‧‧第一接觸件
19‧‧‧第二接觸件
20‧‧‧基板
21‧‧‧載體基板
200‧‧‧固態轉換器(SST)裝置
201a‧‧‧第一區
201b‧‧‧第二區
202‧‧‧載體基板
204a‧‧‧第一SST晶粒
204b‧‧‧第二SST晶粒
204c‧‧‧第三SST晶粒
204d‧‧‧第四SST晶粒
206a‧‧‧第一轉換器結構
206b‧‧‧第二轉換器結構
206c‧‧‧第三轉換器結構
206d‧‧‧第四轉換器結構
208‧‧‧第一半導體材料
210a‧‧‧第一側
210b‧‧‧第二側
212‧‧‧第二半導體材料
214‧‧‧作用區
216‧‧‧第一接觸件
218‧‧‧第二接觸件
220‧‧‧第一端子
222‧‧‧第二端子
224‧‧‧介電材料
226‧‧‧側壁
228‧‧‧通道
230a‧‧‧第一互連區
230b‧‧‧第二互連區
230c‧‧‧第三互連區
232‧‧‧開口
234‧‧‧接線
300‧‧‧SST裝置
302‧‧‧載體基板
318‧‧‧第二接觸件
322‧‧‧第二端子
324‧‧‧第二介電材料
400‧‧‧SST裝置
402‧‧‧載體基板
404a‧‧‧第一SST晶粒
404b‧‧‧第二SST晶粒
418‧‧‧第二接觸件
420‧‧‧第一端子
422‧‧‧第二端子
424‧‧‧介電材料
436‧‧‧介電材料
438‧‧‧側壁
500‧‧‧SST裝置
502‧‧‧載體基板
520‧‧‧第一端子
617‧‧‧導電材料
625‧‧‧隔離突出物
640‧‧‧生長基板
642‧‧‧通孔
650‧‧‧電源供應器
740‧‧‧生長基板
752‧‧‧凹口
800‧‧‧系統
810‧‧‧SST裝置
820‧‧‧電源供應器
830‧‧‧驅動器
840‧‧‧處理器
850‧‧‧其他子系統
圖1A係根據先前技術而組態之一LED裝置之一部分示意橫截面圖。
圖1B係根據先前技術而組態之另一LED裝置之一部分示意橫截面圖。
圖2A及圖2B分別係根據本技術之一實施例而組態之具有內埋接觸件之一多接面SST裝置之部分示意俯視圖及橫截面圖。
圖3A至圖3C係根據本技術之另一實施例而組態之具有內埋接觸件之一多接面SST裝置之部分示意俯視圖及橫截面圖。
圖4係根據本技術之一實施例而組態之具有垂直接觸件之一多接面SST裝置之一部分示意橫截面圖。
圖5係根據本技術之另一實施例而組態之具有垂直接觸件之一多接面SST裝置之一部分示意橫截面圖。
圖6A至圖6C係繪示根據本技術之一實施例之圖2A及圖 2B之多接面SST裝置之一形成程序之部分示意橫截面圖。
圖7A及圖7B係繪示根據本技術之一實施例之圖5之多接面SST裝置之一形成程序之部分示意橫截面圖。
圖8係併入根據本技術之實施例之一SST裝置之一系統之一示意圖。
200‧‧‧固態轉換器(SST)裝置
201a‧‧‧第一區
201b‧‧‧第二區
202‧‧‧載體基板
204a‧‧‧第一SST晶粒
204b‧‧‧第二SST晶粒
206a‧‧‧第一轉換器結構
206b‧‧‧第二轉換器結構
208‧‧‧第一半導體材料
210a‧‧‧第一側
210b‧‧‧第二側
212‧‧‧第二半導體材料
214‧‧‧作用區
216‧‧‧第一接觸件
218‧‧‧第二接觸件
220‧‧‧第一端子
224‧‧‧介電材料
226‧‧‧側壁
230a‧‧‧第一互連區
232‧‧‧開口
234‧‧‧接線

Claims (24)

  1. 一種固態轉換器(SST)裝置，其包括：一導電載體基板；一第一端子；一第二端子，其中該等第一及第二端子經定位以耦合至具有一輸出電壓之一電源供應器，且其中該導電載體基板之至少一部分界定該第二端子；複數個SST晶粒，其等串聯電連接於該等第一與第二端子之間，其中該複數個SST晶粒包含相鄰一第二SST晶粒之一第一SST晶粒，其中個別SST晶粒具有小於該輸出電壓之一正向接面電壓，且其中該等個別SST晶粒包括：一轉換器結構，其具有一p-n接面，該轉換器結構形成一第一區與一第二區之間之一邊界，其中該導電載體基板位於該第一區中；一第一接觸件，其位於該第一區中且電連接至該p-n接面；一第二接觸件，其電連接至該p-n接面，其中該第二接觸件沿該第一接觸件之一背側之至少一部分延伸且包含一內埋接觸件，其發射穿過該第一接觸件而進入超出該p-n接面之該轉換器結構，且其中該第二接觸件與該第一接觸件藉由在該該第一接觸件與該第二接觸件之間之一介電材料而電隔離；及一互連區，其在該第一及該第二SST晶粒之間，其中 該第一SST晶粒之該轉換器結構及該第二SST晶粒之該轉換器結構界定在該互連區處之一開口，及其中該開口暴露延伸超出該第一接觸件之該背側與該第一SST晶粒之該轉換器結構之該第一SST晶粒之該第二接觸件之一部分及延伸超出該第二SST晶粒之該背側之該第二SST晶粒之該第一接觸件之一部分，使得該第一SST晶粒之該第二接觸件係電耦合至該開口中之該第二SST晶粒之該第一接觸件且該相鄰第一及第二SST晶粒係在該互連區處串聯電耦合在一起。
  2. 如請求項1之SST裝置，其中：該轉換器結構包括面向該第一區之一P型氮化鎵(P型GaN)、面向該第二區之一N型氮化鎵(N型GaN)及該P型GaN與該N型GaN之間之氮化銦鎵(InGaN)；該第一接觸件係電耦合至該P型GaN；該第二接觸件係電耦合至該N型GaN，其中該第二接觸件為穿過含有該第一接觸件之一平面而延伸至該N型GaN；及該等第一及第二端子可自該第一區電接達。
  3. 如請求項1之SST裝置，其中：該轉換器結構包含面向該第一區之一P型GaN、面向該第二區之一N型GaN及該P型GaN與該N型GaN之間之InGaN；該第一接觸件係電耦合至該P型GaN；該第二接觸件係電耦合至該N型GaN且與該載體基板 電隔離；該第一端子可自該第一區電接達；及該第二端子係電耦合至該導電載體基板。
  4. 如請求項1之SST裝置，其中：該轉換器結構包含面向該第一區之一P型GaN、面向該第二區之一N型GaN及該P型GaN與該N型GaN之間之InGaN；該第一接觸件係電耦合至該P型GaN；該第二接觸件係電耦合至該N型GaN；及該第二端子位於該等SST晶粒之一者之該第二區中。
  5. 如請求項1之SST裝置，其中：該等第一及第二端子可自背向該導電載體基板之一表面電接達。
  6. 如請求項1之SST裝置，其中：該第一端子可自背向該導電載體基板之一表面電接達；及該第二端子係電耦合至該導電載體基板。
  7. 如請求項1之SST裝置，其中該第二接觸件與該第一接觸件垂直隔開。
  8. 如請求項1之SST裝置，其中該SST裝置經組態以發出紫外線光譜、可見光譜及紅外線光譜之至少一者內之電磁輻射。
  9. 如請求項1之SST裝置，其中該第一端子係在該第二區中且該第二端子係在該第一區中，使得該第一端子及該第 二端子被安置為垂直地彼此隔離。
  10. 如請求項1之SST裝置，其進一步包括一介電材料之隔離突出物，其在該相鄰第一與第二SST晶粒之該等第二接觸件之間之該互連區中，其中該隔離突出物界定自該相鄰第二SST晶粒之一橫向邊界之該第一SST晶粒之一橫向邊界。
  11. 一種固態轉換器(SST)系統，其包括：一導電載體基板；在該導電載體基板上之複數個SST晶粒，其中個別SST晶粒包含具有一p-n接面之一轉換器結構、一第一接觸件及一第二接觸件，該轉換器結構形成一第一區與一第二區之間之一邊界，其中該第一接觸件位於該第一區中之該轉換器結構之一背側處，其中該第二接觸件沿該第一接觸件之一背側之至少一部分延伸且包含一內埋接觸件並延伸穿過含有該第一接觸件之一平面，該第二接觸件包含：一通孔，其具有一側壁，該側壁自該第一區完整地穿過該第一接觸件而延伸超出該p-n接面處；一介電材料，其係沿該第一接觸件之該背側且沿該通孔之該側壁，其中該介電材料未覆蓋超出該p-n接面之該轉換器結構之一部分；及一導電材料，其延伸進入該介電材料上之該通孔且延伸至未由該介電材料覆蓋之該轉換器結構之該部分上，其中該介電材料係定位於該導電材料及該p-n接面 之間以將該內埋接觸件與該p-n接面電隔離；及至少一互連區，其位於兩個相鄰SST晶粒之間之該第一區中，該互連區具有在該等相鄰SST晶粒之該等轉換器結構之間之一開口，其中該複數個SST晶粒之一者之該第二接觸件之一部分延伸超出該第一接觸件之該背側且超出該轉換器結構進入該互連區之該開口中，及其中該第二接觸件之該部份電耦合至一相鄰SST晶粒之該第一接觸件以在該互連區之該開口中將該等相鄰SST晶粒串聯電耦合在一起。
  12. 如請求項11之SST系統，其中：該等個別SST晶粒之該轉換器結構包括面向該第一區之一P型氮化鎵(P型GaN)、面向該第二區之一N型氮化鎵(N型GaN)及該P型GaN與該N型GaN之間之氮化銦鎵(InGaN)；該第一接觸件係電耦合至該P型GaN；及該第二接觸件係電耦合至該N型GaN。
  13. 如請求項11之SST系統，其中：該複數個SST晶粒包含一第一SST晶粒及與該第一SST晶粒相鄰之一第二SST晶粒；該等第一及第二SST晶粒之該等轉換器結構個別地包括面向該第一區之一第一半導體材料、面向該第二區之一第二半導體材料及該等第一與第二半導體材料之間之一作用區；該第一SST晶粒之該第一接觸件延伸進入該等第一與 第二SST晶粒之該等轉換器結構之間之該互連區；及該第二SST晶粒之該第二接觸件自該第二區延伸進入該互連區，其中該第二SST晶粒之該第二接觸件在該互連區中連接至該第一SST晶粒之該第一接觸件，且其中一下伏介電材料使該第二SST晶粒之該第二接觸件與該第二SST晶粒之該第一半導體材料及該作用區電隔離。
  14. 如請求項11之SST系統，其中該第一接觸件包括一反射材料。
  15. 如請求項11之SST系統，其進一步包括：一第一端子，其電耦合至該複數個SST晶粒之一第一者之該第一接觸件；及一第二端子，其電耦合至該複數個SST晶粒之一第二者之該第二接觸件，其中該第一SST晶粒為串聯耦合之第一SST晶粒且該第二SST晶粒為串聯耦合之最後SST晶粒，且其中該等第一及第二端子可自該第一區電接達。
  16. 如請求項11之SST系統，其進一步包括：一第一端子，其電耦合至該複數個SST晶粒之一第一者之該第一接觸件；及一第二端子，其電耦合至該複數個SST晶粒之一第二者之該第二接觸件，其中該第一SST晶粒為串聯耦合之第一SST晶粒且該第二SST晶粒為串聯耦合之最後SST晶粒，且其中該第二端子係電耦合至該導電載體基板之一部分。
  17. 如請求項11之SST系統，其進一步包括： 一第一端子，其由該等第一接觸件之一者至少部分界定；一第二端子，其由該等第二接觸件之一者至少部分界定；及一電源供應器，其電耦合至該等第一及第二端子，其中該電源供應器具有一輸出電壓且該複數個SST晶粒具有與該輸出電壓相同之一組合正向接面電壓。
  18. 如請求項11之SST系統，其中該轉換器結構經組態以發出紫外線光譜、可見光譜及紅外線光譜之至少一者內之電磁輻射。
  19. 一種形成一SST裝置之方法，其包括：形成包含至少一第一SST晶粒及一第二SST晶粒之複數個SST晶粒，該第二SST晶粒相鄰該第一SST晶粒，個別SST晶粒包含具有一p-n接面之一轉換器結構、一第一接觸件及一第二接觸件，且其中該轉換器結構形成一第一區與一第二區之間之一邊界，且其中該第一接觸件位於該第一區中；形成一內埋接觸件，透過該p-n接面而穿過該第一接觸件，其中該內埋接觸件界定該第二接觸件，及其中該第二接觸件沿該第一接觸件之一背側之至少一部分延伸；將一導電載體基板定位於該第一區中；及將該複數個SST晶粒一起串聯電耦合於一第一端子與一第二端子之間，其中該等第一及第二端子經組態以自一電源供應器接收一輸出電壓，及其中將該第一及第二 SST晶粒電耦合在一起進一步包括形成一互連區，其具有在該等相鄰第一及第二SST晶粒之該等轉換器結構之間之一開口，其中該第一SST晶粒之該第二接觸件延伸超出該第一SST晶粒之該轉換器結構進入該互連區之該開口，及將該第二SST晶粒之該第一接觸件電耦合至在該互連區之該開口中之該相鄰第一SST晶粒之該第二接觸件。
  20. 如請求項19之方法，其中形成該複數個SST晶粒包括：形成包含一第一半導體材料、一第二半導體材料及該等第一與第二半導體材料之間之一作用區之該轉換器結構；將該第一接觸件電耦合至該第一半導體材料；及使該轉換器結構之部分彼此電隔離以劃分該等個別SST晶粒。
  21. 如請求項19之方法，其進一步包括形成該複數個SST晶粒之該轉換器結構，該轉換器結構包含面向該第一區之P型氮化鎵(P型GaN)、面向該第二區之N型氮化鎵(N型GaN)及該P型GaN與該N型GaN之間之氮化銦鎵(InGaN)。
  22. 如請求項19之方法，其進一步包含：使該等第一及第二接觸件與該導電載體基板電隔離；及將該第二端子電耦合至該導電載體基板。
  23. 如請求項19之方法，其進一步包含：在該第一區中形成該等第一及第二端子之至少一者。
  24. 如請求項19之方法，其中形成該複數個SST晶粒包括形 成經組態以發出紫外線光譜、可見光譜及紅外線光譜之至少一者內之電磁輻射之SST晶粒。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9299742B2 (en) 2011-08-15 2016-03-29 Micron Technology, Inc. High-voltage solid-state transducers and associated systems and methods
US9419182B2 (en) 2012-01-05 2016-08-16 Micron Technology, Inc. Solid-state radiation transducer devices having at least partially transparent buried-contact elements, and associated systems and methods
US9450152B2 (en) 2012-05-29 2016-09-20 Micron Technology, Inc. Solid state transducer dies having reflective features over contacts and associated systems and methods
US11329195B2 (en) 2013-08-27 2022-05-10 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device
JP2017059645A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社東芝 半導体発光素子
KR20210062777A (ko) 2019-11-21 2021-06-01 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
US11158759B1 (en) * 2020-04-16 2021-10-26 International Business Machines Corporation Chip carrier integrating power harvesting and regulation diodes and fabrication thereof
US12136682B2 (en) * 2021-09-29 2024-11-05 International Business Machines Corporation Device integration using carrier wafer

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054716A (en) 1997-01-10 2000-04-25 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device having a protecting device
US6281524B1 (en) * 1997-02-21 2001-08-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device
JP4304759B2 (ja) 1999-04-27 2009-07-29 沖電気工業株式会社 発光ダイオードアレイ装置
TWI220578B (en) 2003-09-16 2004-08-21 Opto Tech Corp Light-emitting device capable of increasing light-emitting active region
TWI223460B (en) 2003-09-23 2004-11-01 United Epitaxy Co Ltd Light emitting diodes in series connection and method of making the same
WO2010126601A1 (en) 2009-05-01 2010-11-04 Lynk Labs, Inc. Led circuits and assemblies
WO2006068297A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light emitting device, illumination module, illumination apparatus, method for manufacturing semiconductor light emitting device, and method for manufacturing semiconductor light emitting element
US7535028B2 (en) 2005-02-03 2009-05-19 Ac Led Lighting, L.Lc. Micro-LED based high voltage AC/DC indicator lamp
EP2280430B1 (en) * 2005-03-11 2020-01-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. LED package having an array of light emitting cells coupled in series
CN101207951A (zh) 2006-12-22 2008-06-25 泰兴玩具(深圳)有限公司 具导通确保措施的发光二极管灯串
KR100856230B1 (ko) 2007-03-21 2008-09-03 삼성전기주식회사 발광장치, 발광장치의 제조방법 및 모놀리식 발광다이오드어레이
KR100891761B1 (ko) 2007-10-19 2009-04-07 삼성전기주식회사 반도체 발광소자, 그의 제조방법 및 이를 이용한 반도체발광소자 패키지
US8536584B2 (en) 2007-11-14 2013-09-17 Cree, Inc. High voltage wire bond free LEDS
KR101428053B1 (ko) * 2007-12-13 2014-08-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US8643034B2 (en) 2008-02-29 2014-02-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Monolithic, optoelectronic semiconductor body and method for the production thereof
DE102008011848A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
TW200945570A (en) 2008-04-18 2009-11-01 Top Crystal Technology Inc High-voltage LED circuit with multi-staged threshold voltage and diode light-emitting device thereof
DE102008022942A1 (de) 2008-05-09 2009-11-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip
KR101601621B1 (ko) 2008-11-14 2016-03-17 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
KR20100095666A (ko) 2009-02-12 2010-09-01 서울반도체 주식회사 고전압 구동용 발광 다이오드 칩 및 그것을 갖는 발광 다이오드 패키지
WO2010114250A2 (en) 2009-03-31 2010-10-07 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device having plurality of light emitting cells and method of fabricating the same
US8476668B2 (en) * 2009-04-06 2013-07-02 Cree, Inc. High voltage low current surface emitting LED
US8581022B2 (en) 2009-07-01 2013-11-12 National University Corporation Chiba University Method of identifying a compound for preventing and/or treating an autoimmune disease
DE102009037186A1 (de) * 2009-08-12 2011-02-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauteil
KR100986570B1 (ko) 2009-08-31 2010-10-07 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101106151B1 (ko) 2009-12-31 2012-01-20 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR100986560B1 (ko) 2010-02-11 2010-10-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
TWI470832B (zh) 2010-03-08 2015-01-21 Lg Innotek Co Ltd 發光裝置
US9070851B2 (en) * 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
DE102010048159B4 (de) * 2010-10-11 2023-10-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtdiodenchip
KR101039610B1 (ko) 2010-10-12 2011-06-09 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
EP2442374B1 (en) * 2010-10-12 2016-09-21 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device
US9299742B2 (en) * 2011-08-15 2016-03-29 Micron Technology, Inc. High-voltage solid-state transducers and associated systems and methods
CN104508841B (zh) * 2012-07-26 2018-05-22 安相贞 半导体发光器件

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Publication number Publication date
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