(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１層と、前記第１層の上に重なる光発生のための活性層と、前記活性層の上に重なる第２導電型の第２層と、を有する略矩形の半導体構造体を備えた半導体発光装置のための電気的コンタクトを形成するための方法であって、
前記半導体構造体の第１の周辺縁部に沿って、少なくとも第１細長電気的コンタクトを形成するステップと、
前記半導体構造体の隣接する第２の周辺縁部に沿って、少なくとも第２細長電気的コンタクトを形成するステップを含み、
前記第２層及び前記活性層を貫通して前記第１層への電気的接続をもたらすように、前記第１及び第２細長電気的コンタクトを形成し、
前記第１コンタクトは、前記第２コンタクトの第１端部に近接する第１端部を有し、両方の第１端部が、前記半導体構造体の第１のコーナーに近接し、
前記コンタクトを介して電流が前記第１層に供給されるとき、前記両方の第１端部の概ね間の第２の単位面積内における前記第１コンタクトの第１端部及び前記第２コンタクトの第１端部からの電流寄与量が、前記第１又は第２コンタクトに沿う第１の単位面積での電流密度にほぼ等しい電流密度を前記第２の単位面積に生じるように、前記第１コンタクトの前記第１端部が前記第２コンタクトの前記第１端部から十分に離間配置される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２層及び前記活性層を貫通する少なくとも１つの開口を形成するステップと、前記開口を通して前記第１層への電気的ビアコンタクトを形成するステップと、をさらに含み、
前記開口は、前記半導体構造体の前記周辺縁部よりも内側に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気的ビアコンタクトと、少なくとも前記第１及び第２コンタクトとを相互接続して、前記第１層に電流を供給するための第１電極を形成するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記形成ステップは、
前記第２層及び前記活性層を貫通して延びる側壁と、前記第１層の一部分を含む底壁とを有するチャネルを形成するステップと、
前記側壁を絶縁して前記第１及び第２の電気的コンタクトによる前記第２層及び前記活性層への電気的接触を防止するステップと、
前記第１コンタクトの前記第１端部が前記第２コンタクトから離間配置されるように、導電性材料を前記第１層に電気的に接触させて前記チャネル内に堆積させるステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記堆積させるステップは、前記導電性材料をパターニングして、前記導電性材料を前記第１コンタクトの少なくとも前記第１端部から除去して前記第１コンタクトの前記第１端部が前記第２コンタクトの前記第１端部から離間配置されるようにするステップを含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記絶縁するステップは、前記第１コンタクトの前記第１端部に近接して誘電体材料を堆積させるステップを含み、
前記誘電体材料は、前記導電性材料を前記チャネル内に堆積させる際に、前記第２コンタクトの前記第１端部から前記第１コンタクトの前記第１端部を絶縁するように機能する、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
半導体発光装置に用いるための略矩形の半導体構造体であって、
第１導電型の第１層と、
前記第１層の上に重なる光発生のための活性層と、
前記活性層の上に重なる第２導電型の第２層と、
前記第２層及び前記活性層を貫通して延びて前記第１層と電気的に接触する少なくとも第１及び第２の細長電気的コンタクトと、を備え、
前記第１及び第２コンタクトは、それぞれ前記半導体構造体の第１の周辺縁部、隣接する第２の周辺縁部に沿って延びており、
前記第１コンタクトは、前記第２コンタクトの第１端部に近接する第１端部を有し、両方の第１端部が、前記半導体構造体の第１のコーナーに近接し、
前記コンタクトを介して電流が前記第１層に供給されるとき、前記両方の第１端部の概ね間の第２の単位面積内における前記両方の第１端部からの電流寄与量が、前記第１又は第２コンタクトに沿う第１の単位面積での電流密度にほぼ等しい電流密度を前記第２の単位面積に生じるように、前記第１コンタクトの前記第１端部が前記第２コンタクトの前記第１端部から十分に離間配置されている、ことを特徴とする半導体構造体。
【請求項８】
前記半導体構造体の第３の周辺縁部に沿って延びる第３細長電気的コンタクトと、前記半導体構造体の第４の周辺縁部に沿って延びる第４細長電気的コンタクトと、をさらに備え、
前記第１、第２、第３及び第４コンタクトの隣接する対は、前記略矩形の半導体構造体のそれぞれのコーナーに近接する離間した端部を有し、
前記コンタクトを介して電流が前記第１層に供給されるとき、前記離間した端部の概ね間の第２の単位面積内における前記それぞれの離間した端部からの電流寄与量が、前記コンタクトに沿う第１の単位面積での電流密度にほぼ等しい電流密度を前記領域内に生じる、ことを特徴とする請求項７に記載の構造体。
【請求項９】
前記第２層及び前記活性層を貫通して延び、前記半導体構造体の前記周辺縁部より内側に配置された少なくとも１つの開口と、
前記開口を通して延びて前記第１層と電気的に接触する電気的ビアコンタクトと、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の構造体。
【請求項１０】
前記電気的ビアコンタクトと少なくとも前記第１及び第２コンタクトとの間の相互接続部をさらに備え、
前記相互接続部は、前記第１層への電流供給を促進するように機能する、ことを特徴とする請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
各々の前記細長電気的コンタクトは、
前記第２層及び前記活性層を貫通して延びる側壁，前記第１層の一部分を含む底壁，を有するチャネルと、
前記チャネル内に存在して前記第１層と電気的に接触する導電性材料と、
前記導電性材料と前記側壁との間に存在し、前記第１及び第２コンタクトによる前記第２層及び前記活性層への電気的接触を防止するように機能する誘電体材料と、を備える、ことを特徴とする請求項７に記載の構造体。
【請求項１２】
少なくとも前記第１及び第２コンタクト間の相互接続部をさらに備え、
前記相互接続部は、前記第１層への電流供給を促進するように機能する、ことを特徴とする請求項７に記載の構造体。
【請求項１３】
前記相互接続部は、前記第２層の少なくとも第１の部分の上に重なる相互接続部分を含み、
前記相互接続部分は、前記第２層から絶縁されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の構造体。
【請求項１４】
前記第１層はｎ型半導体材料を含み、前記第２層はｐ型半導体材料を含む、ことを特徴とする請求項７に記載の構造体。
【請求項１５】
請求項７に記載の半導体構造体を備え、
少なくとも前記第１及び第２の電気的コンタクトと電気的に接触する第２電極と、前記第２層と電気的に接触する第１電極と、をさらに備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して、順方向バイアス電流が前記活性層を通して流れるようにするときに、前記活性層において光が発生する、ことを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、半導体発光デバイスに関し、より特定的には、半導体発光デバイスのための電気的コンタクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体発光デバイスは、効率的な光源を提供し、白熱電球及び蛍光灯よりも堅牢である。ＬＥＤ技術及び加工における進歩が、このようなデバイスを、例えば、商業及び住宅照明用途において従来の照明源の代わりに用いることを促進した。従って、効率及び信頼性は、照明用途に用いられるＬＥＤの重要な特徴である。さらに、ＬＥＤからの光出力の増加に対する要求が高まりつつあり、動作電流がより高くなっている。
【０００３】
電気的コンタクトによって妨げられずに光を光出力面から放射することができるように、半導体ダイの同じ側にｎ型コンタクトとｐ型コンタクトの両方を有するＬＥＤを製造することが一般的である。このような場合、層のうちの少なくとも１つへの電気的コンタクトが、ダイの他の層を貫通して延びて、ＬＥＤ内の発光面積を減少させる。半導体ＬＥＤのｎ型領域及びｐ型領域用に用いられる半導体材料は、一般に、低キャリア移動度を有する。その結果、一般に複数のコンタクトを用いて電流をＬＥＤの内側半導体層に供給することで、電流が層全体に広がってＬＥＤ内に実質的に均一な発光をもたらす。しかしながら、複数のコンタクトを用いることはＬＥＤの発光面積を減少させるので、一般的には、ＬＥＤ内の電気的コンタクトの設計には、電流の広がりと、コンタクトが形成された際の残りの有効発光面積との間のトレードオフが関与する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体ＬＥＤ用の電気的コンタクトを形成するための改善されたプロセスに対する必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様により、半導体発光装置用の電気的コンタクトを形成するための方法が提供される。発光装置は、第１導電型の第１層と、第１層の上に重なる光発生のための活性層と、活性層の上に重なる第２導電型の第２層とを有する。この方法は、第２層及び活性層を貫通して延びる少なくとも第１及び第２の細長電気的コンタクトを形成して第１層への電気的接続をもたらすステップを含み、ここで第１及び第２コンタクトは互いにある角度をなして配向され、第１コンタクトは第２コンタクトに近接する第１端部を有し、コンタクトを介して電流が第１層に供給されるとき、第１端部と第２コンタクトの概ね間の領域内における、第１コンタクトの第１端部及び第２コンタクトからの電流寄与量が、第１及び第２コンタクトに沿う他の箇所での電流密度にほぼ等しい電流密度をその領域に生じるように、第１端部は第２コンタクトから十分に離間して配置される。
【０００６】
形成ステップは、第１コンタクトの第１端部が第２コンタクトの第１端部に近接するように第１及び第２コンタクトを形成するステップを含むことができる。
【０００７】
半導体発光装置は、略矩形の半導体構造体を含むことができ、形成ステップは、第１コンタクトの第１端部及び第２コンタクトの第１端部が半導体構造体の第１のコーナーに近接するように、半導体構造体の隣接する周辺縁部に沿ってコンタクトを形成するステップを含むことができる。
【０００８】
形成ステップは、コンタクトを介して電流が第１層に供給されるとき、離間する端部の概ね間の領域内における、それぞれの離間する端部からの電流寄与量が、コンタクトに沿う他の箇所での電流密度にほぼ等しい電流密度をその領域内に生じるように、コンタクトの隣接する対が、略矩形の半導体構造体のそれぞれのコーナーに近接する離間する端部を有するように、電気的コンタクトを矩形の半導体構造体の周辺縁部の各々に沿って形成するステップを含むことができる。
【０００９】
この方法は、第２層及び活性層を貫通する少なくとも１つの開口を形成するステップと、その開口を通して第１層への電気的ビアコンタクトを形成するステップとを含むことができ、その開口は半導体構造体の周辺縁部よりも内側に配置される。
【００１０】
この方法は、電気的ビアコンタクトと、少なくとも第１及び第２コンタクトとを相互接続して、第１層に電流を供給するための第１電極を形成するステップを含むことができる。
【００１１】
形成ステップは、第２層及び活性層を貫通して延びる側壁と、第１層の一部分を含む底壁を有するチャネルを形成するステップとを含むことができる。この方法は、第１及び第２コンタクトによる第２層及び活性層への電気的接触を防止するように側壁を絶縁するステップさらに含むことができる。この方法は、第１コンタクトの第１端部が第２コンタクトから離間配置されるように、導電性材料を第１層と電気的に接触させてチャネル内に堆積させるステップをさらに含むことができる。
【００１２】
堆積させるステップは、導電性材料をパターニングして、導電材料を第１コンタクトの少なくとも第１端部から除去して、第１コンタクトの第１端部が第２コンタクトから離間配置されるようにするステップを含むことができる。
【００１３】
絶縁するステップは、第１コンタクトの第１端部に近接して誘電体材料を堆積させるステップを含むことができ、この誘電体材料は、導電性材料をチャネル内に堆積させるとき、第２コンタクトから第１端部を絶縁するように機能することができる。
【００１４】
絶縁するステップは、側壁上に誘電体材料を堆積させるステップを含むことができる。
【００１５】
この方法は、少なくとも第１及び第２コンタクトを相互接続するステップを含むことができる。
【００１６】
相互接続するステップは、細長電気的コンタクト間に相互接続層を形成するステップを含むことができ、この相互接続層は、第２層の少なくとも一部分の上に重なると共に、それから絶縁される。
【００１７】
形成ステップは、第２層及び活性層の部分を除去して電気的コンタクトを形成するステップを含むことができる。
【００１８】
本発明の別の態様により、半導体発光装置に用いるための半導体構造体が提供される。この構造体は、第１導電型の第１層と、第１層の上に重なる光発生のための活性層と、活性層の上に重なる第２導電型の第２層とを含む。この構造体は、第２層及び活性層を貫通して延びて第１層と電気的に接触する少なくとも第１及び第２の細長電気的コンタクトをさらに含み、この第１及び第２コンタクトは互いにある角度をなして配向され、第１コンタクトは第２コンタクトに近接する第１端部を有し、第１端部は第２コンタクトから十分に離間配置され、その結果、電流がコンタクトを介して第１層に供給されるとき、第１端部と第２コンタクトの概ね間の領域内における第１コンタクトの第１端部及び第２コンタクトからの電流寄与量が、第１及び第２コンタクトに沿った他の箇所の電流密度にほぼ等しい電流密度をその領域内に生じるようにする。
【００１９】
第１コンタクトの第１端部は、第２コンタクトの第１端部に近接させることができる。
【００２０】
半導体発光構造体は、略矩形の半導体構造体を含むことができ、第１コンタクトは、半導体構造体の第１の周辺縁部に沿って延びることができ、第２コンタクトは、半導体構造体の第２の隣接する周辺縁部に沿って延びることができ、その結果、第１コンタクトの第１端部及び第２コンタクトの第１端部は、半導体構造体の第１のコーナーに近接する。
【００２１】
この構造体は、半導体構造体の第３の周辺縁部に沿って延びる第３細長電気的コンタクトと、半導体構造体の第４の周辺縁部に沿って延びる第４細長電気的コンタクトとを含むことができ、第１、第２、第３及び第４コンタクトの隣接する対は、略矩形の半導体構造体のそれぞれのコーナーに近接する離間配置された端部を有し、それにより、電流がコンタクトを介して第１層に供給されるとき、離間配置された端部の概ね間の領域内におけるそれぞれの離間配置された端部からの電流寄与量が、コンタクトに沿う他の箇所での電流密度にほぼ等しい電流密度をその領域内に生じる。
【００２２】
この構造体は、第２層及び活性層を貫通して延びる少なくとも１つの開口を含むことができ、この開口は半導体構造体の周辺縁部より内側に配置され、電気的ビアコンタクトが開口を通して延びて第１層と電気的に接触する。
【００２３】
この構造体は、電気的ビアコンタクトと少なくとも第１及び第２コンタクトとの間の相互接続部を含むことができ、この相互接続部は、第１層への電流供給を促進するように機能する。
【００２４】
各々の細長電気的コンタクトは、第２層及び活性層を貫通して延びる側壁と第１層の一部分を含む底壁とを有するチャネルと、チャネル内にあって第１層と電気的に接触する導電性材料と、導電性材料と側壁との間にあって第１及び第２コンタクトによる第２層及び活性層への電気的接触を防止するように機能する誘電体材料と、を含むことができる。
【００２５】
この構造体は、少なくとも第１コンタクトと第２コンタクトの間の相互接続部を含むことができ、相互接続部は、第１層への電流供給を促進するように機能する。
【００２６】
この相互接続部は、第２層の少なくとも第１の部分の上に重なり、第２層から絶縁された相互接続部分を含むことができる。
【００２７】
第１層はｎ型半導体材料を含むことができ、第２層はｐ型半導体材料を含むことができる。
【００２８】
本発明の別の態様により、上記半導体構造体を含み、少なくとも第１及び第２の電気的コンタクトと電気的に接触する第１電極と、第２層と電気的に接触する第２電極とをさらに含む半導体発光装置が提供され、それにより、第１電極と第２電極との間に電圧を印加して、順方向バイアス電流が活性層を通して流れるようにするとき、活性層内に光が発生する。
【００２９】
本発明の他の態様及び特徴は、当業者であれば、添付の図面に関連する本発明の特定の実施形態の以下の説明を検討することにより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による半導体構造体の略平面図である。
【図２】図１に示された半導体構造体の略断面図である。
【図３】図１に示された半導体構造体の一部分の細部の略平面図である。
【図４】図３に示された半導体構造体の一部分の略断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による相互接続された半導体構造体の略平面図である。
【図６】図５に示された相互接続された半導体構造体の一部分の第１の略断面図である。
【図７】図５に示された相互接続された半導体構造体の一部分の第２の略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による相互接続された半導体構造体の加工処理を示す略断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による相互接続された半導体構造体の加工処理を示す略断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による相互接続された半導体構造体の加工処理を示す略断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による相互接続された半導体構造体の加工処理を示す略断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による相互接続された半導体構造体の加工処理を示す略断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による相互接続された半導体構造体の加工処理を示す略断面図である。
【図１４】半導体構造体の代替の実施形態の略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１及び図２を参照すると、半導体発光装置に用いるための半導体構造体が、概略的に１００で示される。構造体１００は、第１導電型の第１層１０２と、第１層１０２の上に重なる活性層１０４とを含む。活性層１０４は、光を発生するように機能する。構造体１００はまた、活性層１０４の上に重なる第２導電型の第２層１０６を含む。
【００３２】
構造体１００は、第２層１０６及び活性層１０４を貫通して延びて第１層１０２に電気的に接触する、少なくとも第１細長電気的コンタクト１０８及び第２細長電気的コンタクト１１０をさらに含む。第１及び第２コンタクト１０８及び１１０は、互いに角度をなして配置され、第１コンタクトは、第２コンタクトに近接する第１端部１１２を有する。第１端部１１２は第２コンタクト１１０から十分に離間配置され、その結果、電流がコンタクト１０８及び１１０を介して第１層１０２に供給されるとき、第１端部と第２コンタクトの概ね間の領域内における、第１コンタクトの第１端部及び第２コンタクトからの電流寄与量が、第１及び第２コンタクトに沿う他の箇所での電流密度にほぼ等しい電流密度をその領域内に生じる。
【００３３】
一般に、第１層１０２は、低い電荷キャリア移動度を有する半導体材料を含むことができ、その結果、コンタクト１０８及び１１０を介して第１層に供給される電流は、第１層全体にわたって均一な電流分布を生成するのに十分には広がらず、高電流密度領域を生じる可能性がある。このような高電流密度領域は、これらの領域内に高発光点又は輝点を生じる可能性があり、そしてその領域内の半導体構造体１００の局所的な加熱を生じる可能性がある。高電流密度によるこうした局所的加熱及び輝点を呈する半導体発光構造体は、「電流集中」を被ると言われる。
【００３４】
図１及び図２に示す実施形態において、構造体１００は、略矩形の基板１１４上に成長させられ、コンタクト１０８及び１１０は、構造体１００のそれぞれの隣接する周辺縁部１１６及び１１８に沿って配置される。第２コンタクト１１０は、第１コンタクト１０８の第１端部１１２に近接して配置された第１端部１２０を含み、第１及び第２端部は両方共に構造体１００の第１のコーナー１２１に近接する。この実施形態においては、第１コンタクト１０８及び第２コンタクト１１０は、一般的に互いに約９０°の角度をなして配向される。
【００３５】
構造体１００は、構造体１００のそれぞれの隣接する周辺縁部１２６及び１２８に沿って配置された第３電気的コンタクト１２２及び第４電気的コンタクト１２４をさらに含み、これらは構造体１００の第２のコーナー１３１に隣接する近接した第１端部１３０及び１３２を有する。
【００３６】
第１コンタクト１０８は第２端部１４０を含み、第３電気的コンタクト１２２は第２端部１４２を含む。第２端部１４０及び１４２は構造体１００の第３のコーナー１３８に近接して配置される。第２コンタクト１１０は第２端部１４４を含み、第４電気的コンタクト１２４は第２端部１４６を含む。第２端部１４４及び１４６は、構造体１００の第４のコーナー１４８に近接して配置される。
【００３７】
構造体１００はまた、複数のビアコンタクト１３３を含む。各々のビアコンタクトは、第２層１０６及び活性層１０４を貫通して延びる開口１３４と、開口１３４を通して延びて第１層１０２に接触する導電性材料１３６とを含む。
【００３８】
半導体発光装置に供給される電流が第１層１０２全体にわたって横方向に広がるように、細長電気的コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４、並びにビアコンタクト１３３は相互接続され（図示せず）、第１層１０２への電気的接続をもたらす。
【００３９】
一実施形態において、第１層１０２はｎ型半導体材料を含み、第２層１０６はｐ型半導体材料を含む。発光デバイスの半導体内のｎ型層及びｐ型層用に用いられる材料は、一般に低移動度の電荷キャリアを有し、これにより、第１層１０２の比較的高い抵抗率を生じ、それゆえこれらの構造体は、特に電流集中効果を被りやすくなる。電気的コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４は、一般に、低抵抗率金属を含み、電気的コンタクト内の電流の良好な横方向の広がりをもたらす。
【００４０】
半導体構造体１００の一部分を、図３及び図４により詳細に示す。図４を参照すると、コンタクト１１０は、第２層１０６及び活性層１０４を貫通して延びる側壁１８２と、第１層１０２内に位置する底壁１８４とを有するチャネル１８０を含む。
【００４１】
コンタクト１１０は、側壁１８２に沿った誘電体材料層１８６を含み、チャネル１８０の底壁上の第１導電性材料層１８８をさらに含み、これが、第１層１０２と電気的に接触する。図３を参照すると、誘電体層１８６はまた、コンタクト１０８，１１０の、端部１１２，１２０の間の部分１８７を含むことができる。誘電体層部分１８７は、コンタクト１０８，１１０の端部１１２，１２０の間を絶縁して充填するように機能する。
【００４２】
再び図４を参照すると、コンタクト１１０はまた、側壁１８２に沿った第２導電性材料層１９０をさらに含む。第１導電性材料層１８８は、第２の導電材料層１９０と電気的に接触する。誘電体材料層１８６は、第２層１０６及び活性層１０４と、導電層１８８及び１９０との間を絶縁する。
【００４３】
一実施形態において、第１導電性材料層１８８及び第２導電性材料層１９０は、チタン及び／又は金を含む。チタンは、ｎ型半導体材料との良好な付着及び良好なオーム接触をもたらし、金は、デバイスをキャリア（図示せず）にマウントするためのマウント面を設けるために用いられる。他の実施形態において、導電性材料層１８８及び１９０は、例えば、アルミニウム及び／又は金を含むことができる。
【００４４】
図４に示す実施形態においては、チャネル１８０は、メサ型形状を有する側壁１８２を含む（即ち、チャネルは、第２層１０６及び活性層１０４を貫通して延びる際に、内側ほど先細になる）。
【００４５】
細長コンタクト１０８、１２２及び１２４は全て、コンタクト１１０と同様の構造を有する。ビアコンタクト１３３は、一般に、第２コンタクト１１０と同様のメサ型側壁構造体を含むが、但しビアコンタクトは図３に１３３で示すように、略円形の形状を有する。
【００４６】
細長コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４、並びにビアコンタクト１３３は、一般に、第１層１０２全体にわたって横方向に分布する複数のコンタクトを与え、それが相互接続されるとき第１層１０２への接続をもたらし、それにより、第１層に供給される電流が第１層全体にわたって横方向に且つ活性層１０４を通して広がり、そこで光が発生する。
【００４７】
本発明の別の実施形態による相互接続された半導体構造体を、図５乃至図７において１９５で示す。第１層１０２への接続は、図６の断面詳細図に示す。図６を参照すると、相互接続された半導体構造体１９５は、図３及び図４に示した半導体構造体１００を含み、第２層１０６の上に重なる複数の接続層２２０をさらに含む。接続層２２０は、第２層１０６上の第１誘電体層２２２を含む。第１誘電体層２２２は、コンタクト１１０及び１３３の側壁上の誘電体層１８６と隣接する。接続層２２０は、コンタクト１１０と１３３と間の領域内で第２層１０６の上に重なる第１電極２２４をさらに含む。第１電極２２４は、第２層１０６への電気的接続をもたらし、本明細書で後述するように、光反射板として機能することもできる。
【００４８】
接続層２２０はまた、電極２２４の上に重なる第２誘電体層２２６を含む。接続層２２０は、第２電極２２８を含み、これが、第１導電性材料層１８８及び第２導電性材料層１９０に電気的に接触する。第２電極２２８は、細長コンタクト１１０とビアコンタクト１３３の間を相互接続する部分２３０を含む。第２誘電体層２２６は、第２電極２２８から第１電極２２４を絶縁する。
【００４９】
図示した実施形態において、接続層２２０は、第２電極２２８の上の第１の導電性マウント層２３２を含む。第１のマウント層２３２は、例えば、フリップチップ・キャリアのようなキャリア（図示せず）上に構造体１９５をマウントすることを容易にする一方で、同時にそれに、電流を受け取るための第１極性電気的接続をもたらす。
【００５０】
接続層２２０はまた、他の細長コンタクト１０８、１２２及び１２４と、他のビアコンタクト１３３との間の相互接続をもたらし、その結果、第１層１０２への全てのコンタクトが接続層によって相互接続される。
【００５１】
第２層１０６への接続は、図７の断面詳細図に示す。図７を参照すると、接続層２２０は、第２誘電体層２２６を貫通して延びて第１電極２２４に電気的に接触する複数の円形導電性領域２４０（図５に最も良く示される）をさらに含む。接続層２２０は、円形導電性領域２４０と電気的に接触する第２の導電性マウント層２４２をさらに含む。第２の導電性マウント層２４２は、例えば、フリップチップ・キャリアのようなキャリア（図示せず）上に構造体１９５をマウントすることを容易にする一方で、同時にそれに、電流を受け取るための第２極性電気的接続をもたらす。
【００５２】
最外側の接続層を、図５の平面図に示す。図５を参照すると、第２のマウント層２４２は、各々の領域が下層の円形導電性領域２４０及び第１電極２２４（図５には図示せず）を介して第２層１０６と電気的に接触する、３つの絶縁された領域を含む。第２のマウント層２４２は、第１のマウント層２３２によって取り囲まれ、第１のマウント層２３２が、ビアコンタクト１３３及び細長コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４を介して第１層１０２と電気的に接触している。
【００５３】
順方向バイアス電圧が第１層１０２と第２層１０６を横切って印加されるとき、順方向バイアス電流は、第２層１０６、活性層１０４、及び第１層１０２を通して流れ、活性層内に光子が生成される。電流は細長コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４、並びにビアコンタクト１３３を通して流れ、その結果、第１層１０２全体にわたって横方向に電流が広がり、従って活性層１０４内に均一に光を発生する。細長コンタクトの端部間の間隔をあけることにより、構造体１９５のコーナー１２１、１３８、１３１及び１４８における電流集中が減少し、そうでなければ、この電流集中がコーナーに高温スポットを生じることになる。第１層がｎ型材料であり、第２層がｐ型材料である実施形態に対しては、ｐ型層１０６がｎ型層１０２よりも正にされるときに順方向バイアスが生じる。
【００５４】
活性層１０４内で生成した光子は、あらゆる方向に入射し、第１電極２２４上に入射する光子は後方に、第２層１０６、活性層１０４及び第１層１０２を通して反射され、基板１１４を通過して、そこから光として放射される。活性層１０４から第１層１０２に直接入射する他の光子は、第１層１０２を通過し、基板１１４まで通過して、そこから光として放射される。細長コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４の離間配置された端部は、有利なことに、半導体発光装置のコーナーにおける電流集中を減少させ、従って輝点を減少させて、装置からのより均一な光出力を供給する。
【００５５】
本発明の一実施形態による半導体構造体１００を作成するためのプロセスを、図８乃至図１２を参照して説明する。
【００５６】
図８を参照すると、このプロセスは、基板１１４上への第１層１０２、活性層１０４及び第２層１０６のエピタキシャル堆積で始まる。第１層１０２は、例えば、様々な組成物及びドーパント濃度を有する１つ又はそれ以上のｎ型層を含むことができる。活性層１０４は、例えば、一組の障壁層によって分離された一組の量子井戸層を含むことができる。第２層１０６は、例えば、様々な組成物及びドーパント濃度を有する１つ又はそれ以上の層を含んだｐ型層を含むことができる。
【００５７】
このプロセスは、第１電極２２４の堆積が続く。第２層１０６がｐ型材料を含む実施形態においては、第１電極２２４はまた、活性層１０４内に発生した光を反射して活性層及び第１層１０２を通して戻し、基板１１４を通して、或いは基板が除去される場合には、第１層を通して半導体発光デバイスを出射させる、光反射板として機能することもできる。幾つかの実施形態（図示せず）において、第１電極２２４は銀を含むことができ、１つ又はそれ以上のオーム接触層を導電性材料層の下に堆積させることができ、そして１つ又はそれ以上の保護金属層を導電性材料層の上に堆積させることができる。保護金属層は、銀が構造体１００の他の部分に移動することを防止するように機能する。
【００５８】
図９を参照すると、次に、第１電極２２４をパターニングしエッチングして、導電性材料層内に複数の開口部２５０を形成する。パターニングは、例えば、第１電極２２４上にレジスト材料（図示せず）を塗布し、次いでレジスト材料を選択的にパターニングして、開口部２５０に対応するパターンを形成するステップを含むことができる。次に、レジスト層を現像し、構造体１００をエッチングして開口部２５０を形成する。
【００５９】
図１０を参照すると、このプロセスは、チャネル１８０及び開口１３４の形成が続くが、これらは、上述のように、第１電極２２４上にレジスト層を塗布し、レジスト層をパターニングし、次いでチャネル及び開口をエッチング形成することによって形成することができる。有利なことに、エッチング・プロセスは、チャネル１８０内への次の層の均一な堆積を保証するのに十分なテーパ形状を有するメサ型形状側壁１８２を生成するように選択することができる。
【００６０】
再び図３を参照すると、チャネル１８０は、隣接するチャネルの端部１１２及び１２０が構造体１００のコーナー１２１（及び他のコーナー）に近接して離間配置されるように形成される。
【００６１】
再び図２を参照すると、一般に、第２コンタクト１１０を介して構造体１００に供給される電流は、電流フロー・ライン１５４によって示すように、コンタクトから広がる。図１を参照すると、第２コンタクトに沿う中心位置に近接した第１層１０２の第１の単位面積１５０を通して流れる、第２コンタクト１１０からの電流寄与量は、第１の単位面積を通る第１の電流密度を生じる。第１端部１１２及び１２０の間に位置する第１層１０２の第２の単位面積１５２を通して流れる、第１コンタクト１０８の第１端部１１２からと第２コンタクト１１０の第１端部１２０からとの電流寄与量は、第２の単位面積を通る第２の電流密度を生じる。第１の単位面積１５０は、第２コンタクト１１０のみからの電流を受け取り、一方、第２の単位面積１５２は、第１コンタクト１０８及び第２コンタクト１１０の両方からの電流を受け取る。従って、それぞれ第１コンタクト１０８及び第２コンタクト１１０の端部１１２及び１２０を離間配置することによって、面積１５２を通して流れる端部１１２及び１２０の各々からの電流寄与量が減少し、従って第２の単位面積１５２を通して流れる全電流密度が減少する。端部１１２と１２０との間の間隔は、面積１５２を通る電流密度がコンタクト１０８及び１１０に沿った他の箇所の電流密度（例えば、面積１５０を通る）にほぼ等しくなるように選択される。有利なことに、コーナー１２１における電流集中を減少させることは、構造体１００全体にわたる横方向の温度及び発光の均一性を増加させ、従って半導体発光装置の信頼性を増加させる。電流集中は、電気的コンタクトの対が近接する又は結合する領域を有する場合に、第１層１０２内の高電流密度によって局所的過熱をもたらす可能性がある。さらに、第１層１０２にわたる不均一な電流密度もまた、活性層１０４内での不均一な発光をもたらし得る。有利なことに、細長電気的コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４の隣接する端部を離間配置することは、構造体１００のコーナー１２１、１３１、１３８及び１４８における電流集中を減少させる。
【００６２】
別の実施形態において代替的に、チャネル１８０及び開口１３４は、基板１１４上で層１０２、１０４及び１０６を選択的に成長させ、チャネル又は開口となることが必要な場所ではこれらの層が成長しないようにすることによって形成することができる。
【００６３】
図１１を参照すると、このプロセスは、構造体上への誘電体層２５２の堆積に続く。誘電体層２５２は、チャネル１８０及び開口１３４の側壁１８２に沿った誘電体層１８６と、第１電極２２４上の誘電体層２２６とを含む。誘電体層２５２は、例えば、酸化アルミニウム又は窒化シリコンを含むことができる。再び図３を参照すると、誘電体層２５２は、構造体１００のコーナー１２１（及びコーナー１３１、１３８及び１４８）に堆積した部分１８７をさらに含む。
【００６４】
図１２を参照すると、このプロセスは、チャネル１８０の底壁１８４及び開口１３４の底壁上への第１導電性材料層１８８の堆積に続く。第１導電性材料層１８８は、例えば、金、チタン又はアルミニウムを含むことができる。
【００６５】
図１３を参照すると、このプロセスは、第２電極２２８の堆積に続き、この電極は、第１導電性材料層１８８、並びにチャネル１８０と開口１３４の間を相互接続する導電性材料部分２３０に電気的に接触する、導電性材料部分１９０を含む。再び図３を参照すると、コーナー１２１における誘電体部分１８７は、コンタクト１０８の端部１１２及びコンタクト１１０の端部１２０を離間配置させ、従って構造体が光を発生するように動作するときに、コーナー１２１における電流集中を減少させる。同様に、第１、第２、第３及び第４コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４の他の近接する端部は、それぞれコーナー１３１、１３８及び１４８において同様に離間配置される。
【００６６】
上記の実施形態において、導電性材料層１８８をチャネル１８０の底壁１８４上に堆積し、次いで細長コンタクト１０８、１１０、１２２及び１２４の端部が離間配置されるように、パターニングしエッチングする。代替的に、他の実施形態においては、導電性材料層１８８を堆積するときに、細長コンタクトの端部が誘電体層によって互いに絶縁されるように、誘電体材料をコーナー領域に堆積させることができる。
【００６７】
半導体発光装置に用いるための半導体構造体の代替的な実施形態を、図１４に２８０で示す。図１４を参照すると、半導体構造体２８０は、複数のフィンガー型電気的コンタクト２８２を含む。フィンガー型電気的コンタクト２８２は、下層のｎ型半導体層（図示せず）と電気的に接続する。半導体構造体２８０は、ｐ型半導体層（図示せず）と電気的に接続する大面積電気的コンタクト２８４をさらに含む。フィンガー型電気的コンタクト２８２と大面積電気的コンタクト２８４は、誘電体層２８６によって互いに絶縁される。
【００６８】
半導体構造体２８０は、複数のコーナー２８８及び２８９を含み、フィンガー型電気的コンタクト２８２間に略「Ｔ」型の複数の交差部２９０をさらに含む。上述のように、フィンガー型電気的コンタクト２８２と下層のｎ型半導体層との間の接続が、コーナー２８８、２８９及びフィンガー型コンタクト部分間の交差部２９０において電流集中を生じる可能性がある。従って、図示した実施形態において、フィンガー型電気的コンタクト２８２は、コンタクトが下層のｎ型半導体層と電気的に接続する領域においてｎ型層内の電流集中を減少させるように、十分に離間配置された端部を有している。例えば、コーナー２８８において、電気的コンタクト２８２は、離間配置された下層の端部２９２及び２９４（破線で示す）を有する。電気的コンタクト２８２は、ｎ型層と電気的に接続する下層の円形パッド・コンタクト２９６（破線で示す）をさらに含み、フィンガー型コンタクト２８２は、円形パッド・コンタクトから離間配置された下層の端部２９８を含む。「Ｔ」型交差部２９０において、フィンガー型コンタクト２８２は、円形パッド２９６から離間配置された下層の端部３００を含む。
【００６９】
一般に、本明細書において説明されたコンタクト及びコンタクトを形成する方法は、ＬＥＤに用いられる、他の一般的に交差型のコンタクト配置に適用することができる。例えば、互いに直角以外の角度で配置され且つ交差端部を有するコンタクトにも、上述の方法を適用して電流集中の減少に役立てることができる。
【００７０】
本発明の特定の実施形態を説明し例示したが、このような実施形態は、本発明を例示するものに過ぎず、添付の特許請求の範囲によって説明される本発明を限定するものではないと考えられたい。
【符号の説明】
【００７１】
１００：半導体構造体
１０２：第１層（第１導電型の層、ｎ型層）
１０４：活性層
１０６：第２層（第２導電型の層、ｐ型層）
１０８：第１の細長電気的コンタクト
１１０：第２の細長電気的コンタクト
１１２：第１コンタクトの第１端部
１１４：矩形基板
１１６、１１８：周辺縁部
１２０：第２コンタクトの第１端部
１２１、１３１、１３８、１４８：コーナー
１２２：第３細長電気的コンタクト
１２４：第４細長電気的コンタクト
１３０：第３コンタクトの第１端部
１３２：第４コンタクトの第１端部
１３３：ビアコンタクト
１３４：開口
１３６：導電性材料
１４０：第１コンタクトの第２端部
１４２：第３コンタクトの第２端部
１４４：第２コンタクトの第２端部
１４６：第４コンタクトの第２端部
１５０、１５２：単位面積
１８０：チャネル
１８２：側壁
１８４：底壁
１８６：誘電体材料層
１８７：コーナー１２１における誘電体部分
１８８：第１導電性材料層
１９０：第２導電性材料層
１９５：相互接続された半導体構造体
２２０：接続層
２２２：第１誘電体層
２２４：第１電極
２２６：第２誘電体層
２２８：第２電極
２３０：部分（細長コンタクト１１０とビアコンタクトの間を相互接続する部分）
２３２：第１の導電性マウント層
２４０：円形導電性領域
２４２：第２の導電性マウント層
２５０：開口部
２５２：誘電体層
２８０：半導体構造体
２８２：フィンガー型電気的コンタクト
２８４：大面積電気的コンタクト
２８６：誘電体層
２８８、２８９：コーナー
２９０：交差部
２９２、２９４：下層の端部
２９６：円形パッド・コンタクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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