(57)【要約】【課題】 反射層を具えた高輝度発光ダイオードの提供。【解決手段】 以下の順に配置された発光構造、非合金オームコンタクト層、金属層、及び基板を包含する。反射鏡として、該金属層は純金属又は金属窒化物で形成されて優れた反射率を達成する。非合金オームコンタクト層は金属層と発光構造の間に介装され、これにより必要なオームコンタクトを達成する。金属層の、非合金オーム コンタクト層との融合を防ぎ、金属層の反射表面の平坦度を維持するため、光学透過層が金属層と非合金オームコンタクト層の間に介装される。【選択図】 図３
2010251809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下から上に順に配置された複数層を備えた発光ダイオード構造であって、
基板と、
純金属又は金属窒化物で前記基板の上に形成された第１金属層と、
透明な導電性の第１誘電層と、
前記第１金属層の上に形成された、炭素ドープ半導体の非合金オームコンタクト層であって、当該非合金オーミックコンタクト層と前記第１誘電層との間に金属層が存在しないものと、
前記非合金オームコンタクト層の上に形成された発光構造であって、前記発光ダイオード構造の通電により光を生成するものと、
を有してなる発光ダイオード構造。
【請求項２】
前記第１金属層が、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮｘ）で形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造。
【請求項３】
前記第１誘電層が、透明な導電性の酸化物で形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造。
【請求項４】
前記第１誘電層が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ）、アンチモンドープＳｎＯ、フッ素ドープＳｎＯ、りんドープＳｎＯ、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、アルミニウムドープＺｎＯ、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、カドミウム酸化 物（ＣｄＯ）、カドミウム錫酸化物（ＣＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ）、銅カルシウム酸化物（ＣｕＣａＯ）、及びストロンチウム銅酸化物 （ＳｒＣｕＯ）のいずれかで形成されていること特徴とする請求項３記載の発光ダイオード構造。
【請求項５】
前記第１金属層と前記基板の間に位置する第２金属層を更に有してなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造。
【請求項６】
前記第２金属層が、純金属或いは合金で形成されていることを特徴とする請求項５記載の発光ダイオード構造。
【請求項７】
前記第１金属層と前記第２金属層の間に位置する第２誘電層を更に有してなることを特徴とする請求項５記載の発光ダイオード構造。
【請求項８】
前記第２誘電層が、透明導電性酸化物、金属窒化物、絶縁材料のいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項７記載の発光ダイオード構造。
【請求項９】
前記第２誘電層が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ）、アンチモンドープＳｎＯ、フッ素ドープＳｎＯ、りんドープＳｎＯ、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、アルミニウムドープＺｎＯ、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、カドミウム酸化物（ＣｄＯ）、カドミウム錫酸化物（ＣＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ）、銅カルシウム酸化物（ＣｕＣａＯ）、ストロンチウム銅酸化物 （ＳｒＣｕＯ）、ＴｉＮｘ、ＺｒＮｘ、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）のいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項８記載の発光ダイオード構造。
【請求項１０】
前記第２金属層と前記基板との間に位置する第３金属層を更に有してなることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード構造。
【請求項１１】
前記第３金属層が、純金属又は合金のいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項１１記載の発光ダイオード構造。
【請求項１２】
前記非合金オームコンタクト層が、炭素ドープＡｌＡｓ、炭素ドープＧａＰ、炭素ドープＡｌＰ、炭素ドープ ＡｌＧａＡｓ、炭素ドープＩｎＡｌＡｓ、炭素ドープＩｎＧａＰ、炭素ドープＩｎＡｌＰ、炭素ドープＡｌＧａＰ、炭素ドープＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＡｓＰ、炭素ドープＡｌＧａＩｎＰ、炭素ドープＡｌＧａＩｎＡｓ、炭素ドープＩｎＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＩｎＡｓＰ、炭素ドープＩｎＧａＡｌＡｓＰ、炭素ドープＩｎＰ、炭素ドープＩｎＡｓ、炭素ドープＧａＡｓ、及び、炭素ドープＩｎＡｓＰのうちのいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造。
【請求項１３】
前記基板が、非導電性基板であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造。
【請求項１４】
前記非導電性基板が、Ｇｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＡｓＰ、サファイヤ、ガラス、水晶、及びセラミックのいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光ダイオード構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードに係り、更に詳しくは、ダイオード表面による光吸収を防止する反射層を具えた発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は 周知の発光ダイオード（ＬＥＤ）の典型的構造の断面図である。図示されるように、該ＬＥＤ１００は、半導体基板１０３、該基板１０３の上に位置する発光構 造１０２、該基板１０３の反対側と発光構造１０２の上にそれぞれ形成された二つのオームコンタクト電極１０９及び１０１を包含する。
【０００３】
該発光構造１０２はしばしば赤外線及び赤光発生のためのＡｌＧａＡｓ、黄緑、黄色、こはく色（ａｍｂｅｒ）、及び赤光のためのＡｌＧａＩｎＰのような複数 層のアルミニウムベアリングＩＩＩ−Ｖ化合物半導体で形成されている。該基板１０３は通常ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成されそれは発光構造１０２の格子 定数にマッチングする格子定数を具えている。発光構造１０２により生成された光は全方向に向けて発射される（即ち等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）。しかし、 ＧａＡｓは可視光のエネルギーギャップより小さいエネルギーギャップを有するため、発光構造１０２により発射される光の重要部分はＧａＡｓ基板１０３に吸収されてしまい、このことはＬＥＤ１００の外部量子効果に影響を与え、このためこのＬＥＤ１００の輝度に影響を与える。
【０００４】
図２は他の周知の発光ダイオードの典型的構造の断面図である。図示されるように、ＬＥＤ１００’はＬＥＤ１００’の同側に電極１０１’と電極１０９’を形成するために一部の発光構造１０２’をエッチングする必要がある。更に、図１のＬＥＤ１００では、基板１０３は電極１０１と１０９間の注入電流を導通させるために、導電性でなければならないが、図２のＬＥＤ１００’は、基板１０３’は導電性であっても非導電性であってもよい。ＬＥＤ１００と同様にＬＥＤ１００’は依然として同じ基板の光吸収問題を有している。図１のＬＥＤ１００は垂直電極配置を有し、一方、図２のＬＥＤ１００’はプラナー（ｐｌａｎａｒ）電極配置を有する。
【０００５】
基板による光吸収の問題を克服するための各種の手段が提供されている。例えば、特許文献１及び特許文献２には図１と類似の発光ダイオード構造が示されているが、異なるところは、基板の上において、発光構造が底部分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）と上部分布ブラッグ反射鏡に挟まれていることである。このＤＢＲの構造により、発光構造より基板に向けて発射される光は反射され、基板による吸収は防止される。しかし、ＤＢＲは正常な入射光に対する高い反射率のみ提供でき、光の入射角度が増すと反射率は低下する。発光ダイオードの外部量子効果と輝度の改善はこのため制限される。
【０００６】
特許文献３には別の二つの手段が示され、それはウエハーボンディングプロセスを使用する。手段の一つにおいて、ＬＥＤエピタキシャル構造がまずＧａＡｓ基 板上に成長させられる。ＬＥＤエピタキシャル構造はそれから透明基板にウエハーボンディングされる。もう一つの手段においては、同様に、ＬＥＤエピタキシャル構造がまずＧａＡｓ基板上に成長させられる。ＬＥＤエピタキシャル構造はそれからミラーにウエハーボンディングされる。いずれの手段もＬＥＤ外部量子効果を光を吸収するＧａＡｓ基板を除去することにより改善し、前者の手段では光を透明基板を透過させ、後者の手段ではミラーにより反射させる。しかし、 透明基板を使用する手段の問題は、ウエハーボンディングプロセスが高いアニール温度を延伸期間中にわたり必要とするために、ドーピングプロファイルの再構 築とＬＥＤ性能の劣化をもたらしうることである。ミラーを使用する手段の問題は、ミラーの反射表面が直接ウエハーボンディングプロセス中にボンディングイ ンタフェースに関わるため、反射面の粗さ或いは反応性の悪さ或いは汚染を引き起しうることである。
【０００７】
非特許文献１に記載の技術によると、Ａｕ／ＡｕＢｅ反射器を具えたシリコン基板がＬＥＤエピタキシャル構造に、ＧａＡｓ基板除去の前に結合される。通常、 Ａｕ／ＡｕＢｅはＡｌＧａＩｎＰ ＬＥＤにおいてｐ型材料と共にオームコンタクトを形成するのに用いられる。非特許文献１に記載の技術ではＡｕ／ＡｕＢｅはウエハーボンディングＬＥＤエピ タキシャル構造においてボンディング層と金属ミラーとして使用される。しかし、合金材料ＡｕＢｅの反射率は低く、ゆえにＬＥＤの輝度の改善は制限される。 合金プロセスでは通常高いアニール温度が要求され、それは反射鏡の表面平坦度を低下させて反射率を下げる。
【０００８】
特許文献４には反射金属層を使用した発光ダイオードが記載されている。その構造は、反射金属層がウエハーボンディングプロセス中に発光構造と反応するのを 防止するため、透明導電酸化物層例えばＩＴＯがその間に介装される。ＩＴＯ層と発光構造の間のオームコンタクトを改善するため、記載の構造は、オームコン タクトグリッドパターン或いはチャネルをＩＴＯ層内に形成するか、合金メッシュをＩＴＯ層と発光構造の間に形成することを提示している。この構造は製造プ ロセスが複雑で、ゆえに製造コストが高くつく。合金メッシュは高温の合金プロセスを必要とし、合金をエッチングしてメッシュを形成するのは非常に制御が難 しい。加えて、合金の厚さには非常に注意する必要がある。もし合金が薄過ぎれば、合金と発光構造の間のオームコンタクトは劣ったものとなり、合金が厚過ぎるとウエハーボンディングプロセスは強固なボンディングを達成できない。
【特許文献１】米国特許第４，５７０，１７２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２３７，５８１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３７６，５８０号明細書
【特許文献４】米国特許第６，７９７，９８７号明細書
【非特許文献１】「ＡｌＧａＩｎＰ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｉｒｒｏｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｗ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ ｗａｆｅｒ ｂｏｎｄｉｎｇ」 Ｈｏｒｎｇ ｅｔ ａｌ． Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １５，１９９９，Ｖｏｌｕｍｅ ７５，Ｉｓｓｕｅ ２０，ｐｐ．３０５４−３０５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主要な目的は、ゆえに、周知の技術における基板による光吸収問題を改善した高輝度ＬＥＤ構造を提供することにある。
【００１０】
本発明によるとＬＥＤ構造は発光構造、及び、発光構造の一側に以下の順序で配置された非合金オームコンタクト層、第１金属層、及び基板を包含する。前述の ＬＥＤ構造は、その形成後、ＬＥＤ構造をパッケージしてＬＥＤチップとなすためのチッププロセスが実行されて電極の形成と他の適切な作業が行われる。
【００１１】
該基板は、導電性或いは非導電性といずれでもよい。非導電性基板が使用される場合、後続チッププロセスで形成される電極はプラナー形態で配置される必要が ある。導電性基板が使用される場合、電極は垂直或いはプラナー形態で配置されうる。プラナー電極配置では、ＬＥＤ構造は基板と最底部の金属層の間に配置された絶縁層を、優れた絶縁性能のために選択的に有しうる。
【００１２】
本発明の最も重要な特徴は、基板の光吸収問題に対して、非合金オームコンタクト層と第１金属層により提供される結合効果にある。第１金属層は反射鏡として 機能し、純金属或いは金属窒化物が伝統的な合金反射鏡の代わりに使用されて、これにより合金金属の低い反射率及び高いアニール温度を回避し、非合金オーム コンタクト層は発光構造と第１金属層の間に介装され、これにより必要とされる低抵抗導電を達成する。非合金オームコンタクト層に使用される材料は、選択的 に透明なもの或いは光を吸収するものが使用される。吸光性非合金オームコンタクト層に関しては、凹部数は選択的に決定され底面に沿って形成され、これにより光の吸収を低減し、注入電流分布を改善する。透明非合金オームコンタクト層に関しては、凹部が注入電流分布を改善するため形成される。
【００１３】
更に第１金属層の非合金オームコンタクト層及び発光構造との融合を防止し、第１金属層の反射面の平坦度を維持するため、選択的に透明で導電性の第１誘電層 が第１金属層と非合金オームコンタクト層の間に挿入されうる。更に、基板と第１金属層の間の良好なボンディングを達成するため、少なくとも一つの追加の金 属層が第１金属層と基板の間に挿入されうる。同様に、追加の金属層の第１金属層との融合と第１金属層の反射率の低下を防止するため、第２誘電層が第１金属 層と追加の金属層の間に挿入されうる。
【００１４】
本発明の前述のそして他の目的、形態、特徴及び効果は以下の実施例の説明において図を参照して更に詳しく説明される。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、下から上に順に配置された複数層を備えた発光ダイオード構造であって、
基板と、
純金属又は金属窒化物で前記基板の上に形成された第１金属層と、
透明な導電性の第１誘電層と、
前記第１金属層の上に形成された、炭素ドープ半導体の非合金オームコンタクト層であって、当該非合金オーミックコンタクト層と前記第１誘電層との間に金属層が存在しないものと、
前記非合金オームコンタクト層の上に形成された発光構造であって、前記発光ダイオード構造の通電により光を生成するものと、
を有してなる発光ダイオード構造としている。
【００１６】
請求項２の発明は、前記第１金属層が、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮｘ）で形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造としている。
【００１７】
請求項３の発明は、前記第１誘電層が、透明な導電性の酸化物で形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造としている。
【００１８】
請求項４の発明は、前記第１誘電層が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ）、アンチモンドープＳｎＯ、フッ素ドープＳｎＯ、りんドープＳｎＯ、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、アルミニウムドープＺｎＯ、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、カドミウム酸化 物（ＣｄＯ）、カドミウム錫酸化物（ＣＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ）、銅カルシウム酸化物（ＣｕＣａＯ）、及びストロンチウム銅酸化物 （ＳｒＣｕＯ）のいずれかで形成されていること特徴とする請求項３記載の発光ダイオード構造としている。
【００１９】
請求項５の発明は、前記第１金属層と前記基板の間に位置する第２金属層を更に有してなることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造としている。
【００２０】
請求項６の発明は、前記第２金属層が、純金属或いは合金で形成されていることを特徴とする請求項５記載の発光ダイオード構造としている。
【００２１】
請求項７の発明は、前記第１金属層と前記第２金属層の間に位置する第２誘電層を更に有してなることを特徴とする請求項５記載の発光ダイオード構造としている。
【００２２】
請求項８の発明は、前記第２誘電層が、透明導電性酸化物、金属窒化物、絶縁材料のいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項７記載の発光ダイオード構造としている。
【００２３】
請求項９の発明は、前記第２誘電層が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ）、アンチモンドープＳｎＯ、フッ素ドープＳｎＯ、りんドープＳｎＯ、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、アルミニウムドープＺｎＯ、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、カドミウム酸化物（ＣｄＯ）、カドミウム錫酸化物（ＣＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ）、銅カルシウム酸化物（ＣｕＣａＯ）、ストロンチウム銅酸化物 （ＳｒＣｕＯ）、ＴｉＮｘ、ＺｒＮｘ、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）のいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項８記載の発光ダイオード構造としている。
【００２４】
請求項１０の発明は、前記第２金属層と前記基板との間に位置する第３金属層を更に有してなることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード構造としている。
【００２５】
請求項１１の発明は、前記第３金属層が、純金属又は合金のいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項１１記載の発光ダイオード構造としている。
【００２６】
請求項１２の発明は、前記非合金オームコンタクト層が、炭素ドープＡｌＡｓ、炭素ドープＧａＰ、炭素ドープＡｌＰ、炭素ドープ ＡｌＧａＡｓ、炭素ドープＩｎＡｌＡｓ、炭素ドープＩｎＧａＰ、炭素ドープＩｎＡｌＰ、炭素ドープＡｌＧａＰ、炭素ドープＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＡｓＰ、炭素ドープＡｌＧａＩｎＰ、炭素ドープＡｌＧａＩｎＡｓ、炭素ドープＩｎＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＩｎＡｓＰ、炭素ドープＩｎＧａＡｌＡｓＰ、炭素ドープＩｎＰ、炭素ドープＩｎＡｓ、炭素ドープＧａＡｓ、及び、炭素ドープＩｎＡｓＰのうちのいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造としている。
【００２７】
請求項１３の発明は、前記基板が、非導電性基板であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード構造としている。
【００２８】
請求項１４の発明は、前記非導電性基板が、Ｇｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＡｓＰ、サファイヤ、ガラス、水晶、及びセラミックのいずれか１つで形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光ダイオード構造としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は反射層を具えた高輝度発光ダイオードを提供し、それは、以下の順に配置された発光構造、非合金オームコンタクト層、金属層、及び基板を包含する。 反射鏡として、該金属層は純金属又は金属窒化物で形成されて優れた反射率を達成する。非合金オームコンタクト層は金属層と発光構造の間に介装され、これにより必要なオームコンタクトを達成する。金属層の、非合金オームコンタクト層との融合を防ぎ、金属層の反射表面の平坦度を維持するため、光学透過層が金属層と非合金オームコンタクト層の間に介装される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】周知の発光ダイオード（ＬＥＤ）の典型的構造の断面図である。
【図２】他の周知の発光ダイオードの典型的構造の断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の発光ダイオードの断面図である。
【図４】本発明の第２実施例の発光ダイオードの断面図である。
【図５】本発明の第３実施例の発光ダイオードの断面図である。
【図６】本発明の第４実施例の発光ダイオードの断面図である。
【図７】本発明の第５実施例の発光ダイオードの断面図である。
【図８】本発明の第６実施例の発光ダイオードの断面図である。
【図９】本発明の実施例の発光ダイオードの電極形成プロセスを示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例の発光ダイオードの電極形成プロセスを示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例の発光ダイオードの電極形成プロセスを示す断面図である。
【図１２】本発明の図３の構造の形成プロセスを示す断面図である。
【図１３】本発明の図３の構造の形成プロセスを示す断面図である。
【図１４】本発明の図３の構造の形成プロセスを示す断面図である。
【図１５】本発明の図３の構造の形成プロセスを示す断面図である。
【図１６】本発明の図３の構造の形成プロセスを示す断面図である。
【図１７】本発明の図３の構造の形成プロセスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の説明は本発明の実施例に関するものに過ぎず、本発明の用途、形態、範囲を限定するものではなく、図面及び以下の説明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００３２】
図３は 本発明の第１実施例の断面図である。図示されるように、ＬＥＤ構造は、発光構造２０２を包含する。該発光構造２０２は、通電により発光する活性ｐｎ接合層 を包含する。該発光構造２０２は通常、しかし必ずではないが、複数のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層を包含する。発光構造２０２の精密な細部は本発明では厳密に 追求されない。参照しやすいように、発光構造２０２に向いた全ての方向及び発光構造２０２に近い位置は上部方向或いは上部位置と称され、図３−図１１内で、反対側は底部方向或いは底部位置と称される。
【００３３】
発光構造２０２は第１金属層２０５の上にある。第１金属層２０５は反射鏡として機能し、ゆえに、発光構造２０２より第１金属層２０５に向けて発射される光 は反射され発光構造２０２へと戻る。第１金属層２０５は純金属或いは金属窒化物、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮｘ）で形成される。純金属或いは金属窒化物は伝統的な合金反射鏡の代わりに採用され、これにより優れた反射性を達成すると共に高いアニール温度を回避できる。非合金オームコンタクト層２０４が発光構造２０２と第１金属層２０５の間に挿入されて必要な低抵抗導電を達成する。
【００３４】
該非合金オームコンタクト層２０４は、以下に限定されるわけではないが、選択的に透明或いは吸光性、ｐ型或いはｎ型ドープとされ、半導体層は通常少なくとも１Ｅ１９／ｃｍ3 を有する。非合金オームコンタクト層２０４の典型的な例は、これに限定されないが、炭素ドープＡｌＡｓ、炭素ドープＧａＰ、炭素ドープＡｌＰ、炭素ドープ ＡｌＧａＡｓ、炭素ドープＩｎＡｌＡｓ、炭素ドープＩｎＧａＰ、炭素ドープＩｎＡｌＰ、炭素ドープＡｌＧａＰ、炭素ドープＧａＡｓＰ、炭素ドープ ＡｌＡｓＰ、炭素ドープＡｌＧａＩｎＰ、炭素ドープＡｌＧａＩｎＡｓ、炭素ドープＩｎＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＧａＡｓＰ、炭素ドープＡｌＩｎＡｓＰ、 炭素ドープＩｎＧａＡｌＡｓＰ、マグネシウムドープＡｌＡｓ、マグネシウムドープＧａＰ、マグネシウムドープＡｌＰ、マグネシウムドープＡｌＧａＡｓ、マ グネシウムドープＩｎＡｌＡｓ、マグネシウムドープＩｎＧａＰ、マグネシウムドープＩｎＡｌＰ、マグネシウムドープＡｌＧａＰ、マグネシウムドープ ＧａＡｓＰ、マグネシウムドープＡｌＡｓＰ、マグネシウムドープＡｌＧａＩｎＰ、マグネシウムドープＡｌＧａＩｎＡｓ、マグネシウムドープ ＩｎＧａＡｓＰ、マグネシウムドープＡｌＧａＡｓＰ、マグネシウムドープＡｌＩｎＡｓＰ、マグネシウムドープＩｎＧａＡｌＡｓＰ、亜鉛ドープＡｌＡｓ、亜 鉛ドープＧａＰ、亜鉛ドープＡｌＰ、亜鉛ドープＡｌＧａＡｓ、亜鉛ドープＩｎＡｌＡｓ、亜鉛ドープＩｎＧａＰ、亜鉛ドープＩｎＡｌＰ、亜鉛ドープ ＡｌＧａＰ、亜鉛ドープＧａＡｓＰ、亜鉛ドープＡｌＡｓＰ、亜鉛ドープＡｌＧａＩｎＰ、亜鉛ドープＡｌＧａＩｎＡｓ、亜鉛ドープＩｎＧａＡｓＰ、亜鉛ドー プＡｌＧａＡｓＰ、亜鉛ドープＡｌＩｎＡｓＰ、亜鉛ドープＩｎＧａＡｌＡｓＰ、炭素ドープＩｎＰ、炭素ドープＩｎＡｓ、炭素ドープＧａＡｓ、炭素ドープ ＩｎＡｓＰ、マグネシウムドープＩｎＰ、マグネシウムドープＩｎＡｓ、マグネシウムドープＧａＡｓ、マグネシウムドープＩｎＡｓＰ、亜鉛ドープＩｎＡｓ、 亜鉛ドープＧａＡｓ、亜鉛ドープＩｎＡｓＰを包含する。上述のドープ化合物半導体は成分組成により透明或いは吸光性とされうる。
【００３５】
他の実施例において、非合金オームコンタクト層２０４は、その形成の後、選択的にエッチングされることで複数の凹部２０４１が形成される。これは図４に 示されるとおりである。凹部２０４１を有することの利点は、それらが注入電流分布の制御を助けることにある。凹部２０４１の別の利点は、それらが非合金 オームコンタクト層２０４が選択的に吸光材料で形成された時の光の吸収を減らすことにある。エッチングの深さは通常、発光構造２０２の一部が露出するものとされる。
【００３６】
別の実施例では、図５に示されるように、選択的に透明で導電性の第１誘電層２０５１が第１金属層２０５と非合金オームコンタクト層２０４の間に挿入され、その目的は、第１金属層２０５と非合金オームコンタクト層２０４の間の融合を防止することにあり、発光構造２０２はそれらが凹部２０４１を有するとき、反射性と第１金属層２０５ の反射面の平坦度を維持できる。第１誘電層２０５１は通常、透明電気伝導性酸化物（ＴＣＯ）で形成される。典型的な例は、これに限定されるものではない が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ）、アンチモンドープＳｎＯ、フッ素ドープＳｎＯ、りんドープ ＳｎＯ、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、アルミニウムドープＺｎＯ、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、カドミウム酸化物（ＣｄＯ）、カドミウム錫酸化物（ＣＴＯ）、銅 アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ）、銅カルシウム酸化物（ＣｕＣａＯ）、及びストロンチウム銅酸化物（ＳｒＣｕＯ）。
【００３７】
他の実施例において、図６に 示されるように、第２金属層２０６が基板２０７と第１金属層２０５の間に配置されうる。第２金属層２０６は純金属或いは合金で形成され、本発明のＬＥＤ構 造を形成するためのウエハーボンディングプロセスにおいて基板２０７への結合力を強化するために設けられる。その製造方法については後述する。同様に、第 ２金属層２０６の第１金属層２０５との融合を防止し、及び第１金属層２０５の反射性を維持するため、第２誘電層２０６１が第１金属層２０５と第２金属層 ２０６の間に配置され得て、それは図７に示されるとおりである。
【００３８】
注意されたいことは以下のとおりである。第１金属層２０５は反射鏡として作用し、選択的な性質の第２誘電層２０６１は重要性をもたない。更に、図７のＬＥＤ構造が垂直形態で配置された電極を具備するなら、第２誘電層２０６１は導電性を具備し、これにより導電経路が電極間に形成される。図７中のＬＥＤ構造がプラナー形態で配置された電極を具備するなら、第２誘電層２０６１の導電性の有無はプラナー電極の配置に影響を与えない。更なる細部については後述する。
【００３９】
また、第２金属層２０６と基板２０７の間に追加の一対の誘電層、及び、金属層が設けられ得ることに注意されたい。同様に、これらの追加の誘電層には光学的 透過性を具備すること及び電気伝導性を具備することは要求されず、及びこれらの追加の金属層は純金属又は合金で形成されうる。第２誘電層２０６１及びこれ らの追加の誘電層は、上述したように、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、錫酸化物（ＳｎＯ）、アンチモンドープＳｎＯ、 フッ素ドープＳｎＯ、りんドープＳｎＯ、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、アルミニウムドープＺｎＯ、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、カドミウム酸化物（ＣｄＯ）、カ ドミウム錫酸化物（ＣＴＯ）、銅アルミニウム酸化物（ＣｕＡｌＯ）、銅カルシウム酸化物（ＣｕＣａＯ）、及びストロンチウム銅酸化物（ＳｒＣｕＯ）、及び 金属窒化物、例えばＴｉＮｘ、ＺｒＮｘ（これらは光学的透過性を具備しない）、或いは絶縁材料、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン （ＳｉＯｘ）で形成されうる。図８は本発明の別の実施例を示す。図示されるように、純金属或いは合金で形成された第３金属層２０８が、基板２０７の上に形成され、その目的は、ウエハーボンディングプロセスの表現を強化することにある。更なる詳細は後述の製造プロセスにおいて提供される。
【００４０】
第１金属層２０５はほとんどの光線を基板に向けて反射するため、基板２０７の工学的性質は重要ではない。基板２０７は半導体基板、金属基板、或いは他の適 合する基板とされる。基板２０７は電気的に伝導性を有するか、有さないものとされる。導電性基板として典型的な材料は、これに限定されるわけではないが、 ドープ（ｄｏｐｅｄ）Ｇｅ、ドープＳｉ、ドープＧａＡｓ、ドープＧａＰ、ドープＩｎＰ、ドープＩｎＡｓ、ドープＧａＮ、ドープＡｌＧａＡｓ、ドープ ＳｉＣ、ドープＧａＡｓＰ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＡｌを包含する。典型的な非導電性基板２０７’の材料は、これに限定されるわけではないが、Ｇｅ、Ｓｉ、 ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＡｓＰ、サファイヤ、ガラス、水晶、及びセラミックを包含する。
【００４１】
基板２０７は導電性を有し、電極２０１及び２０９は続くチッププロセスにおいて垂直形態で配置され、これは図９に示されるとおりである。基板２０７が非導電性であれば、電極２０１及び２０９はプラナー形態で配置されなければならない。図１０に示されるように、図８中 のＬＥＤ構造の一部は所定深さまでエッチングされて非合金オームコンタクト層２０４と基板２０７の間に位置する一つの金属層の領域が露出させられる。この 実施例では、エッチングにより第１金属層２０５の領域が露出させられている。電極２０１及び２０９がそれから発光構造２０２の上と第１金属層２０５の露出 領域にそれぞれ形成される。注意されたいことは、複数の金属層があり、電極２０１と２０９の間に通電経路がある限り、ＬＥＤ構造に対するエッチング深さに 制限はない。例えば、図１１に示されるように、ＬＥＤ構造は第２金属層２０６が露出するまでエッチングされている。前述したように、第２誘電層２０６１の電気的伝導性の有無がプラナー電極の一方の配置に影響を与える。ゆえに、図１１中のプラナー電極２０１及び２０９が作用するため、第２誘電層２０６１は導電性でなければならない。一方、図１０中の第２誘電層２０６１は非導電性とされ得て、これは電極２０１及び２０９間の通電経路上にないからである。
【００４２】
電極２０７が導電性であれば、図１１に 示されるように電極２０１及び２０９はプラナー形態で配置可能である。同様に、ＬＥＤ構造は第２金属層２０６が露出するようエッチングされる。電極２０１ 及び２０９がそれから発光構造２０２上と、露出した第２金属層２０６上に形成される。基板２０７が導電性であるため、絶縁層２０７１が基板２０７上に直接 配置されて金属層の下に位置する。絶縁層２０７１は以下の材料のいずれかで形成される。即ちＳｉＮｘとＳｉＯｘ- である。注意されたいことは、第２誘電層２０６１及び追加の誘電その少なくとも一つが非導電性であれば絶縁層２０７１を必ずしも設ける必要はない。しか し、誘電層は通常必要な絶縁性を提供できないため、絶縁層２０７１は依然として実施されうる。また、良好な絶縁性能のため、絶縁層２０７１は図１０（非導電性２０７を有している）において同様に実施されている。
【００４３】
図１２−１７は図９の形成プロセスを示す。図１２に 示されるように、テンポラリー成長基板２０３がまず提供され、それから発光構造２０２を形成する複数の半藤体層がテンポラリー成長基板２０３の一側に成長 させられる。基板２０３に関して主に配慮することは、発光構造２０２による良好な発光効率を達成できるようにすることである。例えば基板２０３はＧａＡｓ のような材料で形成され、ＧａＡｓの格子は発光構造２０２にマッチするためである。
【００４４】
それから、図１３に 示されるように、エピタキシャル成長ツール、真空蒸着、成長法（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタ、或いはメッキ技術を使用して非合金オームコンタクト層 ２０４が続けて発光構造２０２の上に配置される。非合金オームコンタクト層２０４の形成は同一の反応器内で発光構造２０２の第１成長プロセスの直後に実施 されうる。或いは、発光構造２０２と基板２０３を包含するエピタキシャル構造が製造され、個別に保存される。非合金オームコンタクト層２０４により注入電 流分布を改善し、及び又は、吸光性を減らすため、複数の凹部２０４１が非合金オームコンタクト層２０４の表面にエッチングにより形成される。
【００４５】
図１４に示されるように、真空蒸着、成長法（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタ或いはメッキ技術により、第１誘電層２０５１、第１金属層２０５、第２誘電層２０６１、及び第２金属層２０６がこの順序で非合金オームコンタクト層２０４の上を被覆する。
【００４６】
その後、導電性基板２０７が提供され、第３金属層２０８が永久基板２０７の一側上に、真空蒸着、成長法（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタ或いはメッキ技術により形成され、これは図１５に示されるとおりである。
【００４７】
それから、ウエハーボンディングプロセスが、図１４と図１５の構造を結合するために実施され、第２金属層２０６が第３金属層２０８と共に図１６の ように介装される。注意されたいことは、第２金属層２０６と第３金属層２０８のウエハーボンディングプロセス中にボンディング材として作用し、これにより ウエハーボンディングプロセスのアニール温度が下げられ、操作期間が短くなる。更に、第３金属層２０８は必要なオームコンタクトを基板２０７に提供する。
【００４８】
周知の反射鏡の発光構造へのウエハーボンディングと比較して、本発明はウエハーボンディングプロセスの前に直接第１金属層２０５（即ち反射鏡）が発光構造 ２０２上を被覆する。反射鏡の反射面はウエハーボンディングプロセス中に、直接ボンディングインターフェースに関与しない。ゆえに、反射面の粗さ或いは反 応性及び汚染が防止される。本発明の第１金属層２０５はゆえに、従来の技術で形成されたものよりも優れた反射率を提供できる。
【００４９】
テンポラリー成長基板２０３はそれから除去される。テンポラリー成長基板２０３の除去は発光構造２０２が永久基板２０７にボンディングされた後に実施さ れ、発光構造２０２が薄過ぎることによる問題がこれにより回避される。次に、伝統的なチッププロセスが実行されてＬＥＤ構造がチップ内にパッケージされ る。これは二つの金属フィルムを上端と底端の電極２０９及び２０１それぞれに配置されることを伴い、これは図１７に示されるとおりである。
【００５０】
図１０或いは図１１に示されるＬＥＤ構造は基本的に同じプロセスを使用して形成されうる。違いは、まず、図１５で は、永久基板２０７の電気的性質は適切に決定されなければならないことである。次に、電極形成に先立ち、ＬＥＤ構造は発光構造２０２より金属層の一つに至 る所定深さまで エッチングされることである。そして、第３に、電極２０１及び２０９は発光構造２０２上、及び露出した金属層上にそれぞれ形成されることである。
【００５１】
本発明は以上の好ましい実施例で説明されるが、本発明はこれらの実施例の細部に限定されるものではない。各種の変更及び修飾が前述の説明に基づきなされ得る。ゆえに本発明の範囲は特許請求の範囲の記載に準じるものとする。
【符号の説明】
【００５２】
１００ ＬＥＤ
１０２ 発光構造
１０３ 基板
１０１、１０９ 電極
１００’ ＬＥＤ
１０１’、１０９’ 電極
１０２’ 発光構造
１０３’ 基板
２０２ 発光構造
２０５ 第１金属層
２０４ 非合金オームコンタクト層
２０４１ 凹部
２０５１ 第１誘電層
２０６ 第２金属層
２０７ 基板
２０６１ 第２誘電層
２０８ 第３金属層
２０７１ 絶縁層
２０３ テンポラリー成長基板
【図１】
2010251809.tif 000003
【図２】
2010251809.tif 000004
【図３】
2010251809.tif 000005
【図４】
2010251809.tif 000006
【図５】
2010251809.tif 000007
【図６】
2010251809.tif 000008
【図７】
2010251809.tif 000009
【図８】
2010251809.tif 000010
【図９】
2010251809.tif 000011
【図１０】
2010251809.tif 000012
【図１１】
2010251809.tif 000013
【図１２】
2010251809.tif 000014
【図１３】
2010251809.tif 000015
【図１４】
2010251809.tif 000016
【図１５】
2010251809.tif 000017
【図１６】
2010251809.tif 000018
【図１７】
2010251809.tif 000019