(57)【要約】【課題】半導体装置の性能特性を向上させる。【解決手段】実施形態に係る半導体装置の製造方法は、成長基板の上に発光領域を含むエピタキシャル構造を形成する工程と、前記エピタキシャル構造の上に第１の電極を形成する工程と、基板と、前記基板の第１の面上に設けられた絶縁性誘電体膜と、を含む絶縁基板を、導電性接着層を介して前記第１の電極上に接合させ、前記絶縁性誘電体膜を前記基板と前記第１の電極との間に位置させる工程と、前記成長基板を除去する工程と、前記エピタキシャル構造をエッチングしてメサを形成するメサ形成工程と、前記メサ形成工程により前記エピタキシャル構造がエッチングされた領域において、前記第１の電極と前記導電性接着層に凹部を形成して、前記絶縁性誘電体膜を露出させる凹部形成工程と、前記第１の電極上に、前記エピタキシャル構造と並んで、金属コンタクトを形成する工程と、を備える。【選択図】図１
2014099668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長基板の上に発光領域を含むエピタキシャル構造を形成する工程と、
前記エピタキシャル構造の上に第１の電極を形成する工程と、
基板と、前記基板の第１の面上に設けられた絶縁性誘電体膜と、を含む絶縁基板を、導電性接着層を介して前記第１の電極上に接合させ、前記絶縁性誘電体膜を前記基板と前記第１の電極との間に位置させる工程と、
前記成長基板を除去する工程と、
前記エピタキシャル構造をエッチングしてメサを形成するメサ形成工程と、
前記メサ形成工程により前記エピタキシャル構造がエッチングされた領域において、前記第１の電極と前記導電性接着層に凹部を形成して、前記絶縁性誘電体膜を露出させる凹部形成工程と、
前記第１の電極上に、前記エピタキシャル構造と並んで、金属コンタクトを形成する工程と、
前記絶縁基板の前記第１の面と反対側の第２の面上に金属層を形成する工程と、
前記凹部の内側で、前記凹部形成工程により露出された前記絶縁性誘電体膜からダイシングする工程と、
を備え、
前記金属層は、前記第１の電極と電気的に絶縁されている半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記導電性接着層および前記第１の電極は、金属であり、それらが一緒になって１μｍよりも大きい厚さを有する金属電流拡散層を形成する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板は、３００ｎｍから７００ｎｍの間の波長に対して５０％を超える透過率で透過性を有している請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板の表面において、３００ｎｍから７００ｎｍの間の波長に対して５０％を超える反射率で反射性を有している、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記エピタキシャル構造は、前記成長基板の側から順に、第１のエピタキシャル層と、活性領域と、第２のエピタキシャル層と、を備える請求項１乃至４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記成長基板を除去して露出された前記第１のエピタキシャル層の表面を粗面化して、１００ｎｍから５００ｎｍの間の大きさの微細構造を形成する工程をさらに備える請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１のエピタキシャル層はｎ型ＧａＮ系層であり、前記第２のエピタキシャル層はｐ型ＧａＮ系層である請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記成長基板を除去して露出された前記第１のエピタキシャル層の上に第２の電極をパターン形成する工程をさらに備える請求項５乃至７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置の製造方法に関し、より具体的には、基板から電気的に絶縁されたｐ型およびｎ型のコンタクトをもつ薄膜ＬＥＤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、長年にわたって開発が進められてれおり、様々な光用途に広く利用されている。ＬＥＤは、軽量であって、消費エネルギーが少なく、電力‐光交換効率に優れているため、白熱灯や蛍光光源など従来の光源に代わるものとして利用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、当該技術分野では、ＬＥＤの性能特性を向上させることが、なお必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態に係る半導体装置の製造方法は、成長基板の上に発光領域を含むエピタキシャル構造を形成する工程と、前記エピタキシャル構造の上に第１の電極を形成する工程と、基板と、前記基板の第１の面上に設けられた絶縁性誘電体膜と、を含む絶縁基板を、導電性接着層を介して前記第１の電極上に接合させ、前記絶縁性誘電体膜を前記基板と前記第１の電極との間に位置させる工程と、前記成長基板を除去する工程と、前記エピタキシャル構造をエッチングしてメサを形成するメサ形成工程と、前記メサ形成工程により前記エピタキシャル構造がエッチングされた領域において、前記第１の電極と前記導電性接着層に凹部を形成して、前記絶縁性誘電体膜を露出させる凹部形成工程と、前記第１の電極上に、前記エピタキシャル構造と並んで、金属コンタクトを形成する工程と、前記絶縁基板の前記第１の面と反対側の第２の面上に金属層を形成する工程と、前記凹部の内側で、前記凹部形成工程により露出された前記絶縁性誘電体膜からダイシングする工程と、を備え、前記金属層は、前記第１の電極と電気的に絶縁されている。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】垂直型（vertical）薄膜ＬＥＤの断面図。
【図２】図１の垂直型薄膜ＬＥＤの上面図。
【図３】サブマウントに実装された図１の垂直型薄膜ＬＥＤの断面図。
【図４】第１の構成によるコプレーナ型薄膜ＬＥＤの断面図。
【図５】金属製サブマウントに直列に実装された、複数の第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの断面図。
【図６】第２の構成によるコプレーナ型薄膜ＬＥＤの断面図。
【図７】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第１の断面図。
【図８】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第２の断面図。
【図９】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第３の断面図。
【図１０】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第４の断面図。
【図１１】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第５の断面図。
【図１２】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第６の断面図。
【図１３】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第７の断面図。
【図１４】第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第８の断面図。
【図１５】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第１の断面図。
【図１６】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第２の断面図。
【図１７】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第３の断面図。
【図１８】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第４の断面図。
【図１９】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第５の断面図。
【図２０】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第６の断面図。
【図２１】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第７の断面図。
【図２２】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第８の断面図。
【図２３】第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す第９の断面図。
【図２４】第１および第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの第１の例を示す上面図。
【図２５】第１および第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの第２の例を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明のいくつかの態様について、本発明の理想的構成の概略図である図面を参照して説明する。例えば製造技術や公差の結果として、図示の形状には当然ばらつきが予想される。このため、本開示の全体にわたって提示される本発明の種々の態様は、本明細書において記載および図示される要素（例えば、領域、層、セクション、基板など）の特定の形状に限定されるものとして解釈されるべきではなく、例えば製造の結果生じる形状のずれを含むものである。例として、長方形に図示または記載される要素は、丸みを帯びた形状または曲線的な形状であってもよく、さらに／または、ある要素から別の要素に離散的に変化するのではなく、その縁部に傾斜集中するものであってもよい。このように、図面に示す要素は本質的に概略を示すものであり、それらの形状は、要素の精密な形状を示すためのものではなく、また、本発明の範囲を限定するものでもない。
【０００７】
領域、層、セクション、基板などの要素が別の要素の“上に（ｏｎ）”あるものとして記載される場合、当然のことながら、それは、その別の要素の上に直接載っているものとすることができ、あるいは、介在する要素が存在するものであってもよい。これに対して、ある要素が、別の要素の“上に直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）”あるものとして記載される場合は、介在する要素は存在しない。また、ある要素が別の要素の上に“形成”されるものとして記載される場合、当然のことながら、それは、その別の要素または介在要素の上に、成長、堆積、エッチング、貼付、接合、結合により形成されるものとすることができ、あるいは、そのように作製または製造されるものとすることができる。
【０００８】
また、本明細書では、図面中のある要素と別の要素との関係を記述するために、“下側”または“下部”、および“上側”または“上部”といった相対語が用いられることがある。当然のことながら、相対語は、図面に示す装置の姿勢とは異なる姿勢を包含することを意図している。例として、他の要素の“下側”にあるものとして示されている要素が、図面の中の装置を反転させると、他の要素の“上側”となる向きにされることになる。従って、“下側”という用語は、装置の特定の姿勢に応じて、“下側”と“上側”の向きの両方を包含することができる。同様に、他の要素の“下方”または“下”にあるものとして示されている要素が、図面の中の装置を反転させると、他の要素の“上方”となる向きにされることになる。従って、“下方”または“下”という用語は、上方と下方の向きの両方を包含することができる。
【０００９】
特に規定しない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の通常の技術者が一般的に捉えるのと同じ意味を持つものである。また、常用辞書で定義されているような用語は、当然のことながら、関連技術および本開示の文脈でのそれらの用語の意味と合致する意味をもつものと解釈されるべきである。
【００１０】
本明細書において使用される、単数形“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”は、特に文脈で明確に示していない限り、複数形も含むものである。また、本明細書で使用される場合の用語“ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）”、“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）”および／または“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備えている）”は、当然のことながら、記載される特徴、整数値、ステップ、オペレーション、要素、および／またはコンポーネントの存在を規定するものであるが、１つまたは複数の他の特徴、整数値、ステップ、オペレーション、要素、コンポーネント、および／またはそれらのグループの存在あるいは追加を除外するものではない。“および／または”という用語は、関連するリストに挙げられた項目のうちの１つ以上からなるあらゆる組み合わせを含めるものである。
【００１１】
薄膜ＬＥＤの種々の態様は、１以上の例示的構成を参照して説明することができる。薄膜ＬＥＤとは、基板上に堆積された材料薄層のＬＥＤである。薄膜とは、技術を指しており、各層が特定の厚さに限定されるわけはない。本明細書において使用される用語“例示的”とは、“実例、事例、または説明となること”を意味し、必ずしも、本明細書に開示するコプレーナ型薄膜ＬＥＤの他の構成よりも好ましいあるいは効果的な構成として解釈されるべきではない。
【００１２】
また、“上に”および“透過性”など、本明細書において使用される様々な記述的用語は、本開示の文脈の範囲内でできる限り広い意味を与えられるべきである。例えば、ある層が別の層の“上に”あるとして記述される場合、当然のことながら、その１つの層が、その別の層の上方または下方に、直接または間接的に、堆積、エッチング、貼付により形成されるものとすることができ、あるいは、そのように作製または製造されるものとすることができる。また、“透過性”であるとして記述されているものは、特定の透過率が規定されていない限り、関心のある特定の波長（あるいは、いくつかの波長）の電磁放射の有意な妨害または吸収がない特性をもつものとして理解されるべきである。
【００１３】
図１は、小型垂直型薄膜ＬＥＤ１００の断面図である。図２は、図１の小型垂直型薄膜ＬＥＤ１００の上面図である。垂直型ＬＥＤ素子１００は、パターン形成されたｎ型コンタクト／電極（上部コンタクト）１０１と、粗面１０３をもつｎ型窒化ガリウム系（“ＧａＮ系”）層１０２と、活性領域１０４と、ｐ型ＧａＮ系層１０５と、広面積の反射性ｐ型コンタクト／電極１０６と、素子構造を機械的に支持するための熱伝導性および導電性の基板１０７と、金属下部コンタクト１０８とを含む、垂直電流注入構成を有している。ｎ型ＧａＮ系層１０２は、成長基板（図示せず）上に形成され、活性領域１０４は、ｎ型ＧａＮ系層１０２とｐ型ＧａＮ系層１０５との間に形成される。ｐ型電極１０６は、ｐ型ＧａＮ系層１０５の上に直接または間接的に形成される。ｎ型ＧａＮ系層１０２がその上にある成長基板は除去されて、その成長基板に貼付されていたｎ型ＧａＮ系層１０２の表面上にｎ型パターン電極１０１が形成される。
【００１４】
図３は、サブマウントに実装された垂直型薄膜ＬＥＤ１００の断面図である。複数の薄膜ＬＥＤをパッケージ化するため、複数のＬＥＤは、ｐパッド１２１およびｎパッド１２２と共に絶縁セラミックス製サブマウント１２０に実装される。ＬＥＤの下部コンタクト１０８（ｐコンタクト）は、導電性エポキシ、はんだ、または共晶１２３を用いて、ｐパッド１２１に貼付される。上部コンタクト１０１（ｎコンタクト）は、ボンディングワイヤ１２４でｎパッド１２２に接続される。
【００１５】
ｎ型ＧａＮ系層１０２とｐ型ＧａＮ系層１０５とが互いに反対側にあり、これらが一緒になって活性領域１０４に対するキャリア・インジェクタを形成している。このため、ＬＥＤ素子１００の下部コンタクト１０８と上部コンタクト１０１との間に電位が与えられると、下部コンタクト１０８から上部コンタクト１０１まで垂直に電気路が形成される。その結果、ｐ型ＧａＮ系層１０５から活性領域１０４に注入される正孔と、ｎ型ＧａＮ系層１０２から活性領域１０４に注入される電子とが活性領域１０４において再結合し、これにより、光としてエネルギーを放出する。
【００１６】
低コストの（ＡｌＮまたはＳｉＣセラミックスの熱伝導率は１２０Ｗ／ｍＫと高いがこれらは高価である）絶縁セラミックス製サブマウント１２０の熱伝導率は、通常、極めて低く（４０Ｗ／ｍＫ未満）、高出力ＬＥＤで発生する熱を、セラミックス・サブマウントを通して効率的に放散することができず、これによって、パッケージ化されたＬＥＤの最大駆動能力が制限される。一方、金属製サブマウント（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）の熱伝導率は比較的高く（Ａｌの場合２３８Ｗ／ｍＫ、Ｃｕの場合３９８Ｗ／ｍＫ）、それらは、高駆動電流条件においてＬＥＤ接合部温度の上昇を最小限に抑えるためには最適である。薄膜ＬＥＤアレイに金属製サブマウントを用いることの欠点は、薄膜ＬＥＤのｐコンタクトが金属製サブマウントを介してすべて接続されることである。個々のＬＥＤを絶縁するために絶縁膜層およびパターン形成される金属トレースをＬＥＤと金属製サブマウントとの間に挿入しない限り、金属製サブマウント上でアレイの薄膜ＬＥＤを直列に接続することはできない。しかしながら、絶縁膜層は熱伝導率が低く、また比較的厚くする必要があるので、ＬＥＤの接合部と金属製サブマウントとの間の有効熱抵抗が増加し、ＬＥＤのパッケージ化のために金属製サブマウントを用いる目的が損なわれる。
【００１７】
図４は、コプレーナ型薄膜ＬＥＤ２００の第１の構成の断面図である。ＬＥＤ素子２００は、パターン形成されたｎ型コンタクト／電極２０１と、粗面２０３をもつｎ型ＧａＮ系層２０２と、活性領域２０４と、ｐ型ＧａＮ系層２０５と、反射性ｐ型コンタクト／電極２０６と、ｐコンタクト２０７と、導電性接着層２０８と、絶縁基板２０９と、メタライズされた底面２１０とを備える。ｐ型金属電極２０６および導電性接着層２０８は、ｐ型ＧａＮ系層２０５に電流を拡散させるのに十分な厚さを有し、合わせて約１μｍを超える厚さとすることができる。導電性接着層２０８は、共晶金属、はんだ金属、銀エポキシ、または他のタイプの導電性接着剤とすることができる。ＬＥＤアレイでは、ＬＥＤドライバの電圧および／または電流に合わせて、ＬＥＤを並列および／または直列に接続できることが重要である。そこで、薄膜ＬＥＤと金属製サブマウントとの間に熱抵抗性絶縁膜を用いることを避けるため、ｐ型コンタクト２０７とｎ型コンタクト２０１はＬＥＤ２００の同じ側にあり（つまり、それらは同一平面上にあり）、基板２０９から電気的に絶縁されている。基板２０９は、電気的絶縁性または耐性を示す基板（すなわち、絶縁体、誘電体、および／または電流の流れに耐性を示すもの）であり、Ａｌ２Ｏ３、高抵抗のＳｉ、半絶縁性のＧａＡｓまたはＩｎＰで形成することができる。一つの構成では、基板２０９は、約３００ｎｍから７００ｎｍの間の波長に対して、約５０％を超える透過率で透過性を有するものとすることができる（例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、およびＡｌＮの結晶形）。透過率は、青色と黄色の光に対して少なくとも６０％とすることができる。パッケージ化されたＬＥＤまたはＬＥＤアレイでは、いくらかの光線が、シリコーン／空気界面、反射カップ、蛍光体粒子、および近隣のダイで反射されることが避けられず、透明基板２０９に入射する。２０８／２０９間および２１０／２０９間の界面は、６０％を超える反射率を有するものとすることができ、これにより、迷光線が基板２０９を抜け出るようにリダイレクトする。別の構成では、基板２０９は、約３００ｎｍから７００ｎｍの間の波長に対して、約５０％を超える反射率で反射性を有するものとすることができる（例えば、Ａｌ２Ｏ３のセラミックス／非晶形）。メタライズされた底面２１０によって、ＬＥＤ素子２００を金属製サブマウントに貼付することが可能である。
【００１８】
図５は、金属製サブマウント２２０に直列に実装された複数の第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤ２００の断面図である。図５に示すように、絶縁基板２０９と金属製サブマウント２２０との間の熱抵抗を最小限とするため、ＬＥＤ２００は、熱伝導性の接着剤または共晶はんだ２２１で金属製サブマウント２２０に取り付けられるものとすることができる。ＬＥＤ２００は、ＬＥＤ２００のｐコンタクトおよびｎコンタクトがアレイ内の他の素子から絶縁されるように配置される。ｎパッド２２３およびｐパッド２２４が、絶縁膜２２２からなる介在層と共に金属製サブマウント２２０に取り付けられ、これにより、ｎパッド２２３およびｐパッド２２４は、金属製サブマウント２２０に電気的に結合しないように絶縁されている。ボンディングワイヤ２２５による接続を介して、ＬＥＤを並列または直列に接続することができる。図５に示すようにして、ＬＥＤ２００は直列に接続される。
【００１９】
図６は、第２の構成によるコプレーナ型薄膜ＬＥＤ３００の断面図である。ＬＥＤ素子３００は、パターン形成されたｎ型コンタクト／電極３０１と、粗面３０３をもつｎ型ＧａＮ系層３０２と、活性領域３０４と、ｐ型ＧａＮ系層３０５と、反射性ｐ型コンタクト／電極３０６と、ｐコンタクト３０７と、導電性接着層３０８と、絶縁性誘電体膜層３０９と、基板３１０と、メタライズされた底面３１１とを備える。ｐ型金属電極３０６および導電性接着層３０８は、ｐ型ＧａＮ系層３０５に電流を拡散させるのに十分な厚さを有し、合わせて約１μｍを超える厚さとすることができる。例示的構成では、追加の絶縁性誘電体膜層３１２を、基板３１０とメタライズされた底面３１１との間に配置することができる。基板３１０は、絶縁体とすることができ、あるいは導電性であってもよい。一つの構成では、基板３１０は、約３００ｎｍから７００ｎｍの間の波長に対して、約５０％を超える透過率で透過性を有するものとすることができる。透過率は、青色と黄色の光に対して少なくとも６０％とすることができる。別の構成では、基板３１０は、約３００ｎｍから７００ｎｍの間の波長に対して、約５０％を超える反射率で反射性を有するものとすることができる。絶縁性誘電体膜層３０９は、基板３１０をｐ型電極３０６から絶縁させている。絶縁性誘電体膜層３０９は、０．１μｍの薄さにすることができ、ＬＥＤ素子３００の熱抵抗に全く影響を与えない。例示的構成では、ｐ型電極３０６のエッジは、チップのエッジから奥まったところにあり、これによって、ダイシング工程で金属破片によりｐコンタクト３０７が基板３１０に短絡することを回避している。
【００２０】
図７〜１４は、第１の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す断面図である。図７に示すように、ｎ型ＧａＮ系層２０２、活性領域２０４、およびｐ型ＧａＮ系層２０５を含むエピタキシャル構造を、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）の基板２５０上に、成長させるかまたは形成する。図８に示すように、ｐ型ＧａＮ系層２０５の上に、キャッピング層（例えば、Ａｕ）をもつ反射性ｐ型コンタクト／電極２０６を、ｐ型ＧａＮ系層２０５の表面全体を覆うようにして形成する。続いて、図９に示すように、ウェーハ接合工程において、導電性接着層２０８を備える絶縁基板２０９が、加圧により反射性ｐ型電極２０６に接合される。導電性接着層２０８は、共晶金属、はんだ金属、銀エポキシ、または他のタイプの導電性接着剤とすることができる。２つのウェーハ表面２０６、２０８を密着させるため圧力が加えられる。導電性接着層２０８を溶融させて２つのウェーハ２６０、２７０を結合するため、熱を加えることもできる。
【００２１】
図１０に示すように、成長基板２５０が除去される。成長基板２５０がサファイア基板である場合、その成長基板２５０は、ＧａＮのバンドギャップ・エネルギーよりも大きい光子エネルギーをもつＵＶレーザを当てるレーザリフトオフ（ＬＬＯ）工程により除去することができる。例示的構成では、ＬＬＯ工程において約２４８ｎｍの波長のＵＶレーザが用いられる。成長基板２５０がＳｉＣ基板である場合、その成長基板２５０は、機械的薄化および化学エッチングにより除去することができる。図１１に示すように、反射性ｐ型電極２０６を露出させるようにエピタキシャル構造（すなわち、ｎ型ＧａＮ系層２０２、活性領域２０４、およびｐ型ＧａＮ系層２０５）をエッチングすることにより、メサ２８０が形成される。図１２に示すように、ｎ型ＧａＮ系層２０２の表面を湿式化学的に粗面化し、これによって、光抽出効率を高めるための微細構造２０３を形成する。例示的構成では、微細構造２０３の大きさは、約２００ｎｍから４００ｎｍの間である。別の例示的構成では、微細構造２０３の大きさは、約１００ｎｍから５００ｎｍの間である。図１３に示すように、ｎコンタクト２０１がｎ型ＧａＮ系層２０２の上に形成され、ｐコンタクト２０７が反射性ｐ型電極２０６の上に形成される。エピタキシャル構造がエッチングされる際にｐ型電極２０６が完全には露出されず、ｐ型ＧａＮ系層２０５の薄層が残っている場合は、ｐコンタクト２０７を、露出しているｐ型ＧａＮ系層２０５の上に形成してもよい。ｎコンタクト２０１およびｐコンタクト２０７は、金属であり、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム、白金、金（Ａｕ）などとすることができる。続いて、基板２０９を所望の厚さに薄化し、図１４に示すように、メタライズ底面２１０を基板２０９の底面に堆積させる。
【００２２】
図１５〜２３は、第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの製造プロセスを示す断面図である。図１５に示すように、ｎ型ＧａＮ系層３０２、活性領域３０４、およびｐ型ＧａＮ系層３０５を含むエピタキシャル構造を、サファイアまたは炭化ケイ素（ＳｉＣ）の基板３５０上に、成長させるかまたは形成する。図１６に示すように、ｐ型ＧａＮ系層３０５の上に、キャッピング層（例えば、Ａｕ）をもつ反射性ｐ型コンタクト／電極３０６を、ｐ型ＧａＮ系層３０５の表面全体を覆うようにして形成する。続いて、図１７に示すように、ウェーハ接合工程において、絶縁性誘電体膜層３０９と接着層３０８とを備える絶縁性または導電性の基板３１０が、加圧により反射性ｐ型電極３０６に接合される。接着層３０８は、共晶金属、はんだ金属などとすることができる、２つのウェーハ表面３０６，３０８を密着させるため圧力が加えられる。接着層３０８を溶融させて２つのウェーハ３６０、３７０を結合するため、熱を加えることもできる。
【００２３】
図１８に示すように、成長基板３５０が除去される。成長基板３５０がサファイア基板である場合、その成長基板３５０は、ＧａＮのバンドギャップ・エネルギーよりも大きい光子エネルギーをもつＵＶレーザを当てるレーザリフトオフ（ＬＬＯ）工程により除去することができる。例示的構成では、ＬＬＯ工程において約２４８ｎｍの波長のＵＶレーザが用いられる。成長基板３５０がＳｉＣ基板である場合、その成長基板３５０は、機械的薄化および化学エッチングにより除去することができる。図１９に示すように、反射性ｐ型電極３０６を露出させるようにエピタキシャル構造（すなわち、ｎ型ＧａＮ系層３０２、活性領域３０４、およびｐ型ＧａＮ系層３０５）をエッチングすることにより、メサ３８０が形成される。さらに、電流拡散層（３０６＋３０８）をチップのエッジから後退させるように、反射性ｐ型電極３０６および導電性接着層３０８に凹部３９０を形成し、これによって、ダイシング工程で金属破片によりＬＥＤのｐコンタクトが基板３１０に短絡することを回避する。図２０に示すように、ｎ型ＧａＮ系層３０２の表面を湿式化学的に粗面化し、これによって、光抽出効率を高めるための微細構造３０３を形成する。例示的構成では、微細構造３０３の大きさは、約２００ｎｍから４００ｎｍの間である。別の例示的構成では、微細構造３０３の大きさは、約１００ｎｍから５００ｎｍの間である。図２１に示すように、ｎコンタクト３０１がｎ型ＧａＮ系層３０２の上に形成され、ｐコンタクト３０７が反射性ｐ型電極３０６の上に形成される。エピタキシャル構造がエッチングされる際にｐ型電極３０６が完全には露出されず、ｐ型ＧａＮ系層３０５の薄層が残っている場合は、ｐコンタクト３０７を、露出しているｐ型ＧａＮ系層３０５の上に形成してもよい。ｎコンタクト３０１およびｐコンタクト３０７は、金属であり、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム、白金、金（Ａｕ）などとすることができる。続いて、基板３１０を所望の厚さに薄化し、図２２に示すように、メタライズ底面３１１を基板３１０の底面に堆積させる。図２３に示すように、追加の絶縁性誘電体膜層３１２を基板３１０の底面に形成することができ、その絶縁性誘電体膜層３１２の上にメタライズ底面３１１を堆積させることができる。
【００２４】
図２４は、第１および第２の構成の小型コプレーナ型薄膜ＬＥＤの第１の例を示す上面図である。図２４に示すように、ｎコンタクト２０１、３０１は円形であって、メサ２８０、３８０の上に形成される。ｐコンタクト２０７、３０７は、ダイ４００のエッジに隣接させて、ダイの隅角部に形成される。図２５に示すように、ｎコンタクト２０１、３０１の形状は、図示の電極パターンに限定されるものではなく、また、１つより多くのｐコンタクトがあってもよい。図２５は、第１および第２の構成のコプレーナ型薄膜ＬＥＤの第２の例を示す上面図である。図２５に示すように、ｎコンタクト２０１、３０１は、メサ２８０、３８０の上に４つのフィンガとクロスバーとを備えて形成される。ｐコンタクト２０７、３０７は、ダイ４００のエッジに隣接させて、ダイの隅角部に形成される。
【００２５】
本開示の様々な態様は、当業者が本発明を実施することを可能にするために提供されるものである。本開示の全体にわたって提示されるコプレーナ型薄膜ＬＥＤの種々の態様への変更が、当業者には容易に明らかとなるであろう。また、本明細書で開示されるコンセプトは、他の用途に拡張することができる。従って、請求項は、本開示の全体にわたって提示されるコプレーナ型薄膜ＬＥＤの種々の態様を限定するものではなく、請求項の文言に沿ったすべての範囲を許容するものである。本開示の全体にわたって記載される種々の態様の要素の構造的および機能的均等物であって、当業者に知られているもの、あるいは今後知られることになるものは、すべて、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、また、請求項により包含されることになる。さらには、本明細書で開示される事項は、その開示が請求項に明確に記載されているかどうかにかかわらず、いずれも公に供するつもりのものではない。請求項の要素は、その要素が“〜ための手段”という表現を用いて明示的に記載されていない限り、あるいは方法の請求項の場合は、その要素が“〜ためのステップ”という表現を用いて記載されていない限り、いずれも３５ＵＳＣ第１１２条第６項の規定に基づいて解釈されるべきではない。
【図１】
2014099668.tif 000003
【図２】
2014099668.tif 000004
【図３】
2014099668.tif 000005
【図４】
2014099668.tif 000006
【図５】
2014099668.tif 000007
【図６】
2014099668.tif 000008
【図７】
2014099668.tif 000009
【図８】
2014099668.tif 000010
【図９】
2014099668.tif 000011
【図１０】
2014099668.tif 000012
【図１１】
2014099668.tif 000013
【図１２】
2014099668.tif 000014
【図１３】
2014099668.tif 000015
【図１４】
2014099668.tif 000016
【図１５】
2014099668.tif 000017
【図１６】
2014099668.tif 000018
【図１７】
2014099668.tif 000019
【図１８】
2014099668.tif 000020
【図１９】
2014099668.tif 000021
【図２０】
2014099668.tif 000022
【図２１】
2014099668.tif 000023
【図２２】
2014099668.tif 000024
【図２３】
2014099668.tif 000025
【図２４】
2014099668.tif 000026
【図２５】
2014099668.tif 000027