(57)【要約】  発光デバイス200が、Ｐ型半導体層140及び活性層130を通る垂直ビア280を含む。垂直ビアを用いることによって、量子井戸損傷を減少し、ＰＮ空間278の短小化及び反射性表面150の増大化を可能にする。ビア中に誘電構造体250を形成し、デバイスの上方表面へ延びる傾斜壁部255をもたらす。他の誘電構造体が上方表面及び傾斜壁部を覆い、半導体層への選択的コンタクトをもたらす。引き続いて、金属層が適用される。誘電構造体がデバイスの表面からの連続的傾斜をもたらすので、金属層が垂直降下部をもたらさない。活性層がビア内にまで延在しないので、Ｎ型半導体層へのコンタクトをビアの壁に近く位置することができ、反射層に利用できる面積を増大することができる。
2019512160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスであって：
第1半導体層と第2半導体層との間の活性層を含む半導体構造体；
前記半導体構造体の中に伸び、前記第2半導体層及び前記活性層を通って前記第1半導体層まで達するビアであり、前記活性層の発光表面に垂直である前記半導体構造体の内部の垂直壁を有するビア；
前記ビアまで前記第2半導体層の上に延在する反射層；
ビア内部にあり、前記活性層の前記発光表面と鋭角をなす表面をもたらす誘電構造体；及び
前記誘電構造体の上に位置され、前記第1半導体層に接触する金属層；
を有する発光デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記誘電構造体が、前記ビア内部に傾斜部をもたらす第1誘電構造体と、前記反射層の上に延在し、前記ビア内部の前記傾斜部の上へと延在する第2誘電構造体とを含む、
発光デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記金属層が、Al,  Ti,  Au,  及び  Niの1つ以上を含む、
発光デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記反射層が銀を含む、
発光デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の発光デバイスであり、
前記銀の移動を制御するバリア層を含む発光デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の発光デバイスであり、
前記バリア層がTiW,  TiWN  及び  TiNの1つ以上を含む、
発光デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記誘電構造体がSiNx,  SiOx,  及び  Si-オキシ窒化物の1つ以上を含む、
発光デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記反射層がAg,  SiOx,  NbOx,  ZnO,  TiOx  及びインジウムスズ酸化物indium  tin  oxide  (ITO)の２つ以上の組合せを含む、
発光デバイス。
【請求項９】
発光デバイスを製造する方法であって：
第1半導体層と第2半導体層との間の活性層を含む半導体構造体を提供するステップ；
前記第2半導体層及び前記活性層を通ってエッチングをし、前記半導体構造体に壁を有するビアを形成するステップであり、前記壁は前記活性層の発光表面に対して垂直であり、前記第1半導体層にまで延在する、エッチングステップ；
少なくとも前記第1半導体層に接触するための選択的ギャップを有する誘電構造体を用いて前記ビアの内部に傾斜壁部を創設するステップであり、前記傾斜壁部は前記活性層の前記発光表面と鋭角をなす、ステップ；
前記誘電構造体の上に金属層を適用するステップであり、該金属層を介して前記第1半導体層へのコンタクトを可能にするステップ；
を含む発光デバイス製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記金属層を介して前記第2半導体層へのコンタクトをも可能にするように前記金属層を適用する、
発光デバイス製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記傾斜壁部を創設するステップが、第1誘電層を適用して該第1誘電層をエッチングして前記傾斜壁部を形成するステップを含む、
発光デバイス製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発光デバイス製造方法であり、
第２誘電層を適用して該第２誘電層をエッチングして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に接触するための選択的ギャップを形成するステップを含む、発光デバイス製造方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記活性層とは反対側の、前記第２半導体層の表面の上に反射層をもたらすステップであり、前記誘電構造体が少なくとも前記反射層の一部を覆う、
発光デバイス製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記反射層が銀と、及び該銀の移動を制御するバリア層とを含む、
発光デバイス製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記バリア層がTiW,  TiWN  及び  TiNの1つ以上を含む、
発光デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光デバイスの分野に関し、特に、デバイスの性能及び信頼性を向上させる製造方法に関する。本出願は、2015年11月20日に出願された米国仮出願第62/258,318号及び2016年3月10日に出願された欧州特許出願第16159678.8号の優先権を主張する。米国仮出願第62/258,318号及び欧州特許出願第16159678.8号の内容を本明細書に引用して組み込む。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光デバイス（LED）の使用がますます増加しているなかで、競争の激しい市場が創立され、性能と信頼性が製品の成功に著しく影響する可能性がある。
【０００３】
図１Ａ−図１Ｄは、半導体発光デバイスを製造するための例示的なプロセスを示す。これらの図は、デバイスが形成されているときのデバイスのプロファイル図を示す。ビア若しくはトレンチビア／細長いビア又はエッジコンタクトを形成するためにエッチングプロセスが使用される場合に特に、当業者は、発光デバイスの上面図が円形のビア180を示すであろうことを認識するであろう。この開示の目的のために、さらに以下に詳述するように、ビアは、導電体が1つ又は複数の中間層を介して上方層を下方層に接続することを可能にする任意の開口部である。
【０００４】
図1Ａに示すように、基板110上にN型半導体層120を成長させ、続いて活性層130及びP型半導体層140を成長させる。活性層130は、N型半導体層120とP型半導体層140との間に電圧が印可されるときに発光する。
【０００５】
この例では、活性層から放出された光がN型半導体層120を通って発光素子を出ることが意図されており、基板110は、少なくとも活性層により放出された光の波長に対して透明にすることができ、かつ／或いは発光デバイスが形成された後に除去されることができる。
【０００６】
発光デバイスから出る光の量を増加させるために、P型半導体層140の上に反射層150を形成してもよい。この反射層150は、N型半導体層120に向かって光を方向転換し、これにより発光デバイス内部での吸収による光損失の可能性を低減する。この例では、以下で詳述するように、反射層150は、製造プロセスにおける後続のステップを容易にする開口部155でパターン化される。この例においても、反射層は、P型半導体へのコンタクトを形成する。反射層150は銀（Ag）層を含んでもよく、銀層は銀の表面移動を最小にするバリア層内に封入される。バリア層は、例えば、チタンタングステン（TiW）、チタンタングステン窒化物の組み合わせ（TiWN）、又は窒化チタン（TiN）であってもよい。この反射層150は導電性であり、P型半導体層140にわたる電流分布を容易にする。
【０００７】
図1Bにおいて、P型半導体層140及び活性層130をエッチングして、N型半導体層120への接触を容易にするビア180を形成する。通常、プラズマイオン等方性エッチング190が用いられ、ビア内に傾斜ビア壁185を生成する。これらの傾斜した壁185は、N型半導体層120に接触する金属層の適用を容易にする。反射層150における開口部155（図1A）でのビア180の寸法は、N型半導体層120の露出の幅１２５に基づいて決定される。このN型半導体層120の露出の幅１２５は、後述するように、N型半導体層120との十分な接触及び活性層１３０からの十分な分離を可能にする幅である。
【０００８】
ビア180はその周囲に単一の連続する壁を有していてもよいが、本明細書において断面図に現れる壁セグメントを指すために複数の「ビア壁」という用語が使用される。図1Bに示すように、反射層150は、反射表面積を最大にするために、ビア180の縁まで延在する。
【０００９】
図1Cに示すように、露出したN型半導体層120と、P型半導体層140上の反射層150とを絶縁するために誘電体層160を形成する。図1Dに示すように、続いてこの誘電体層160をエッチングして、それぞれ層120、150に対して選択的コンタクト１６５Ｎ，１６５Ｐを可能にする。理解を容易にするため、図において導電層からの絶縁を示すのにグレーシェイディング（grey  shading）を使用する。
【００１０】
誘電体層160をエッチングした後、N型半導体層120及びP型半導体層140に接触する導電性反射層150へのコンタクト165N、165Pを可能にするために、金属層170を適用する。金属層170は、エッチングされた領域165N及び165Pに流れ込み、層120,150との接触（コンタクト）をもたらす。この金属層170がパターン化され、それぞれN型120及びP型140半導体層への接続のための絶縁した金属セグメント170N及び170Pを創成する。
【００１１】
領域165N及び165Pのエッチングは、少なくとも、層120,150への適切な接触のための最小幅168N及び168Pを保証するように制御される。さらに、領域１６５ＮにおけるN型半導体層120の接触部と活性層１３０との間に最少分離１７８を維持すべきである。ビア180を形成するための反射層150内の開口部の寸法155は、傾斜した壁185のためにエッチング後に残る活性領域130の外延部（extent）188も考慮する必要がある。特に、幅１６８Ｎ、分離部178、及びエッチング後に残る活性領域130の幅188は、可能な限り小さくすることが好ましい。それにより、開口部155のサイズを可能な限り小さくすることができ、反射層150のための潜在的表面積を最大化することができる。
【００１２】
図から分かるように、反射層150の開口部155におけるビア180の最小幅／直径は、コンタクトの幅168Nに、分離部１７８の２倍、及び傾斜壁のためにエッチング後に残存する活性領域130の外延部（extent）188の2倍を加算したものに等しい。
【００１３】
しかしながら、反射層150のカバレッジを最大にすることが望まれる場合、望ましくない副次的効果をもたらす可能性がある。例えば、ビア180の縁部への反射層150の延長は、垂直に延びる誘電体層160内の縁部161を導入し、縁部１６１が金属層170Nの輪郭に垂直降下部171を導入する。重力及び他の要因が、製造中の垂直降下部171における金属層170Nの薄層化を引き起こし、金属層170Nに隙間又は亀裂を導入し、発光デバイスの早期故障を招く可能性がある。金属170のより厚いコーティングを適用することができるが、これは発光デバイスのコストを増加させてしまう。より緩やかな降下をもたらすよう、反射コーティング150をビア180の縁からオフセットすることができるが、反射表面積が減少して吸収による光損失がより大きくなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述の問題に鑑み、信頼性を向上させた発光デバイスを提供することが有利であろう。また、性能を向上させた発光デバイスを提供することも有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの特徴のうちの1つ又は複数に対処するために、本発明の一実施形態では、発光デバイスは、P型半導体層及び活性層を通る垂直ビアを含む。ビア内に誘電構造体を形成して、デバイスの上方表面までに延在する傾斜壁部をもたらすことができる。他の誘電構造体が上方表面及び傾斜壁部を覆い、半導体層への選択的コンタクトをもたらす。引き続いて、金属層が適用される。誘電構造体がデバイスの表面からの連続的傾斜をもたらすので、金属層が垂直降下部をもたらさない。活性層がビア内にまで延在しないので、Ｎ型半導体層へのコンタクトをビアの壁に近く位置することができ、反射層に利用できる面積を増大することができる。さらに、ビアの壁が垂直であるので、プラズマイオンエッチング中の活性層の損傷を減少する。
【００１６】
一実施形態において、発光デバイスが、第１半導体層と第２半導体層との間に挟まれた活性層と；第２半導体層及び活性層を貫いて第１半導体層へと伸びるビアとを含む。ビアは、活性層の発光表面に実質的に垂直な壁を有する。発光デバイスは、第２半導体層を越えてビアまで延在する反射層と、反射層から実質的に連続する傾斜部をビア内にもたらす誘電構造体と、誘電構造体及び第1半導体層コンタクト上に位置される金属層とを含んでもよい。
【００１７】
誘電構造体は、ビア内に傾斜部をもたらす第１誘電構造体と、反射層を越えてビア内の傾斜部上にまで延在する第２誘電構造体とを含んでもよい。誘電構造体は、SiNx,  SiOx,  Si-オキシ窒化物又はこれらの組合せを含んでもよい。
【００１８】
反射層は銀を含んでもよく、バリア層をもたらして銀の移動を制御することができる。バリア層は、TiW,  TiWN,  TiN又はこれらの組合せを含んでもよい。金属層は、Al,  Ti,  Au,  Ni又はこれらの組合せを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明が添付図面を参照して例示的方式により以下により詳細に記載される。
【図１Ａ】発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図１Ｂ】発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図１Ｃ】発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図１Ｄ】発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図２Ａ】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図２Ｂ】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図２Ｃ】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図２Ｄ】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図２Ｅ】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図２Ｆ】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的プロセスを示す。
【図３】垂直ビアを有する発光デバイスを製造するプロセスのフローダイアグラムを示す。
【図４Ａ】代替的ビア設計を有する例示的発光デバイスを示す。
【図４Ｂ】代替的ビア設計を有する例示的発光デバイスを示す。
【図４Ｃ】代替的ビア設計を有する例示的発光デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を通じて、同一の参照符号は同様な又は対応する特徴又は機能を示す。図面は、例示的目的のために含まれているものであり、本発明の範囲を制限する意図はない。
【００２１】
以下の説明において、限定ではなく説明を目的として、本発明の概念の完全な理解を提供することのために、特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術などの特定の詳細を説明する。しかしながら、当業者には、本発明が、これらの特定の詳細から逸脱する他の実施形態において実施され得ることは明らかであろう。同様に、本明細書のテキストは、図面に示されている例示的な実施形態を対象としており、特許請求の範囲に明示的に含まれる限界を超えて請求される発明を制限することを意図していない。単純明瞭さの目的のために、周知の装置、回路及び方法の詳細な説明は、不必要な詳細により本発明の説明を不明瞭にしないよう省略されている。
【００２２】
図1Ａ乃至図１Ｄの従来技術発光デバイスに関して、ビア180を生成するのに用いられる反応性イオンエッチング（RIE）によって、ビア180（図1B）の傾斜した壁185上の活性層130の表面が損傷されると、本発明者らは判断した。この損傷は、傾斜した表面上の表面空乏による電流漏れを増大させる。また、本発明者らは、汚染粒子が傾斜面上に「集まる」（collect）ことがあり、これが欠陥のあるデバイスの可能性を増加させる可能性があると判断した。しかしながら、上で詳述したように、ビア180内で信頼性あるメタライゼーションを可能にするために傾斜面が必要とされている。
【００２３】
図2A乃至図2Fは、垂直ビアを有する発光デバイスを製造するための例示的なプロセスを示し、各図はプロファイル図を示す。これらの図は、N型層120、活性層130、P型層140、及び反射層150のための図1A乃至図1Dで用いられた参照符号を用いている。図1A〜図1Dの基板１１０は、説明及び理解を容易にするために図2A乃至2Fでは省略する。
【００２４】
図1A乃至図1Dにおけると同様に、当業者は、図２Ａ乃至図２Ｆの発光デバイスの上面図が、円形ビア280を示すであろうことを認識するであろう。ビアを形成するためにエッチングプロセスが用いられる場合には、特にそうであろう。したがって、プロファイル図が複数の壁を示すように見えたとしても、「ビア壁」という単数の用語が本明細書で使用される。しかしながら、当業者であれば、ビア280の周縁の形状に関係なく本発明の原理が適用可能であることを認識するであろう。
【００２５】
図2Aは、図１Ａと同様であるが、反射層150の開口部255は、図1Aの開口部155よりも狭い点が異なる。開口部255のこの寸法減少は、反射層150の表面積を増加させる。この寸法減少は、後述するように、P型層140及び活性層130を通ってN型層120に至る垂直ビア280を形成することによって実現される。
【００２６】
図2Bは、垂直ビア280の形成を示す。異方性プラズマ・イオン・エッチングを使用して垂直ビア280を生成することができ、主エッチャントとして塩素を使用することができる。ビア280の壁285が垂直であるため、活性層130はビア280内にまで延在することはなく、図１Ｂの従来技術の直接RIEによるイオン衝撃によって引き起こされる活性領域130へのプラズマ誘発損傷を実質的に低減する。さらに、活性層130への損傷が少なくなるので、生成される漏電電流（current  leak  current）がより少なくなり、活性領域とN層120へのコンタクトとの間の分離距離（図1Dの178）を減少させることができる。また、垂直壁285は、汚染が集合するような活性領域130の水平面を提供しない。代替案では、N層120の一部をエッチングしてもよい。
【００２７】
図2Cにおいて第1誘電体層250が適用され、図2Dにおいて誘電体250は、誘電体構造250’を形成するように成形される。誘電体構造２５０’は、反射層150の上方表面からN型半導体層120まで延びる傾斜部255をもたらす。
【００２８】
当業者であれば、反射体層150の開口部255は、垂直ビア280を形成するためのマスクとして働くことができ、或いは垂直ビア280を形成するのと同じプロセスで形成することができることを認識するであろう。
【００２９】
図2Eにおいて、第2誘電体層260が適用され、図1の誘電体層160と同じ機能を果たす。次に、この層260をエッチングして、開口部265N及び265Pをもたらす。開口部265N及び265Pは、図２Ｆに示すように、N型層120及びP型層にそれぞれ接触可能である。
【００３０】
誘電体層250、260は、SiNx、SiOx、Siオキシ窒化物、及びこれらの組み合わせを含む任意の絶縁材料であってよい。当業者は、誘電体層250、260を単一の誘電体構造として形成することもできるが、図２Ｆに示す形状を作るにはより複雑なプロセスを必要とする場合があることを認識するであろう。
【００３１】
図2Fにおいて、金属層270を適用しパターニングして、隔離セグメント270N及び270Pを形成する。金属層270は、N型層120及びP型層140とのオーミック及び電気接触を形成するための、Al、Ti、Au、Ni又は金属の組み合わせを含んでもよく、蒸着プロセスその他の当業界で一般的な金属化プロセス用いて適用することができる。金属層270が適用される前にフォトレジストを使用し、金属層270Nと270Pとの間に隔離を生成することができ、次いで金属セグメント270Nと270Pが形成された後にフォトレジストを除去することができる。
【００３２】
活性層130でのRIE誘発損傷及び汚染物集積の減少をもたらすことに加えて、実質的に垂直な壁285を有するビア280の使用は、図１Ｄのデバイス100のビア180と比較して、より小さいビア280の使用を可能にすることをももたらす。このビアサイズの減少は、より大きな反射表面積を可能にする。
【００３３】
上述したように、デバイス100の反射層150の開口部155におけるビア180の最小幅は、コンタクトの幅168Nに分離部178の2倍を加えたものに、傾斜壁１８５によりエッチング後に残る活性領域130の外延部188の2倍を加えたものになる。垂直ビアを用いることにより、エッチング後に残る活性領域130の外延部188は無くなり、活性層130からの電流漏れがより少ないため、デバイス200の活性層130とN型層120へのコンタクトとの間の分離278は、デバイス100の分離178よりも小さくすることができる。
【００３４】
図3は、1つ以上の垂直ビアを有する発光デバイスを製造するプロセスの例示的なフローダイアグラムを示す。理解を容易にするために、本プロセスは、N型層への単一の垂直ビアを有する単一の発光デバイスに関して本明細書で説明されるが、当業者は、本プロセスが一般に何百もの発光デバイスが同時に処理されるウェーハレベルで適用されることを認識するであろう。
【００３５】
ステップ310において、反射層を有する半導体構造体が提供される。この構造体は、光を放出するための1つ以上の量子井戸を含む活性層を挟むN型半導体層及びP型半導体層を含むことができる。P型、N型、及び活性層は、GaN、InP若しくはGaP、又はAl、In、Ga、As、Pなどを含むドープされた３−５エピ基板の組み合わせを含むことができる。ドーパントは、Si、Mg、及び/若しくはC、又はこれらの組み合わせを含むことができる。反射層は、TiW、TiWN、TiN、又はこれらの金属の組み合わせなどを含むことができる。
【００３６】
ステップ320において、半導体構造体がエッチングされて、P型層及び活性層を通る垂直ビアをもたらす。反射層は、N型層へのこのビアの形成を容易にするためにパターン化された開口部を有しておいてもよく、或いはこのプロセスにおいて反射層もエッチングされてもよい。主エッチャントとして塩素を使用し、P型層及び活性層を貫く異方性エッチングを行い、N層で停止或いはN型層内にわずかに入って停止する、乾式エッチングプロセスを用いることができる。得られたプロファイルは垂直ビアであり、活性層へのプラズマ損傷は、残りの活性層の直接RIE電力イオン衝撃の低減により、大幅に減少する。この損傷の減少はまた、P型層とN型層との間の距離をより短くすることを可能にする。何故ならば、P−N接合における表面空乏による電流漏れが低減されるからである。したがって、Nコンタクトの寸法が従来技術（図1の178）のNコンタクトの寸法と同じであると仮定すると、P型層上の反射層は、より大きくすることができ、より多くの光を反射し、より多くの光出力を得ることができる。
【００３７】
ステップ330において、第1隔離層が反射層の上に形成され、垂直ビア内に形成される。隔離層は、SiNx、SiOx、Si-オキシ窒化物、若しくはこれらの組み合わせ、又は他の任意の一般的に用いられる誘電材料であってもよい。プラズマ強化化学蒸着（PECVD）プロセスを用いてこの層を適用することができる。反射層上の第1隔離層の厚さはわずかであってもよい。ビア内の第1隔離層の厚さは、ステップ340でのエッチングプロセスによる傾斜面の形成を可能にするのに十分であるべきである。
【００３８】
ステップ340において、第1隔離層がエッチングされて、N型層から反射層の上方表面に延びる傾斜面が形成される。主エッチング剤としてフルオロカーボンガスを使用する乾式エッチングプロセスが用いられて、この傾斜面を形成することができる。N型層への十分なコンタクト（接触）を確実にするために、このステップではN型層の十分な面積を露出させるべきである。N型層上への第1隔離領域の外延部は、P型層とN型層へのコンタクトとの間の最短指定距離を保証するために十分であるべきである。
【００３９】
ステップ350において、第2隔離層が反射層の上に形成され、垂直ビア内に形成される。第2隔離層はまた、SiNx、SiOx、Si-オキシ窒化物、若しくはこれらの組み合わせ、又は他の任意の一般的に使用される誘電材料であってもよい。この層を適用するために、プラズマ強化化学蒸着（PECVD）プロセスを使用することもできる。このプロセスは、連続的で、滑らかでテーパ状の側壁プロファイルをもたらす。反射層上及びビア内の第2隔離層の厚さは、特定の電圧での電気的絶縁を維持するのに十分であるべきである。
【００４０】
上述したように、ステップ330~350は、反射層レベルの上方表面からN型層に向かって傾斜した表面を形成する単一の隔離層の適用でまとめてもよい。しかしながら、そのようなプロセスは非常に複雑で制御が難しいかも知れない。
【００４１】
ステップ360において、第2隔離層がエッチングされて、N型層、及びP型層と電気的に接触している反射層へのアクセスがもたらされる。N型層及び反射層へのアクセスの開口部の寸法は、これらの層への十分な接触を保証するのに十分であるべきである。N型層上への第2隔離材料の外延部は、P型層とN型層へのコンタクトとの間の最小指定距離を保証するのに十分であるべきである。
【００４２】
ステップ370において、金属層が第2隔離層の上に、またN型層及び反射層への開口内に適用される。蒸着プロセスを用いて、Al、Ti、Au、Ni又はこれらの組み合わせのような金属その他の金属を使用して金属層を適用することもできる。フォトレジストプロセスを用いて、金属層をパターン化して、Ｎ型層へのコンタクトと、P型層と電気的に接触している反射層とに隔離することができる。
【００４３】
ステップ380において、残りの処理ステップが実行され、パッケージ化された発光デバイスを作成する。
【００４４】
上述したように、本明細書で使用する「ビア」という用語は、導体が1つ以上の中間層を介して上部層を下部層に結合することを可能にする任意の開口部を含み、特定の形状に限定されない。
【００４５】
図4A及び図4Cは、同様の断面図4Bを有する2つの例示的な変形実施形態を示しており、ビア280は、それ自体が円形ではない。これらの図において、金属層270P及び270Nは、デバイス全体にわたって延在し、金属層270P及び270Nの傾斜部分は270P’及び270N’として識別され、接触（コンタクト）領域は265P及び265Nとして識別される。
【００４６】
図4Aにおいて、ビア280Aは半円形である。このビア280Aは、ウエハに円形又は細長いビアを作成し、次いでこれらのビアを二分する「ストリート」に沿ってスライスすることによって形成することができる。例示的な実施形態では、ウエハ上の個々のダイは「背中合わせ」（一方のダイが1次元で他方のダイの鏡像である）であり、円形又は細長いビアがこれらの背中合わせの2つのダイを横切って延びることができる。このようにして、ダイがスライス／ダイシング／シンギュレートされるときに、半円形ビア280Aを有する2つのダイを形成することができる。当業界では一般的であるように、エッチング又は他のプロセスを用いて、シンギュレーションプロセス中に生じる汚染及び／又は損傷を最小限に抑えることができる。
【００４７】
図4Cにおいて、ビア280Cは、ダイの全範囲に沿って延びる。このビア280Cは、ウエハ上のダイの列全体にわたって延在する「トレンチ」をエッチングすることによって作ることができる。図4Aの例におけるように、個々のダイが背中合わせのパターンで製造される場合、トレンチは各対の背中合わせダイを横切って延在し、ウエハがスライスされて各ダイを個片化するときにこのトレンチが二等分される。
【００４８】
図4Cの例において、トレンチは、エッチングプロセス以外の方法によって形成することができる。ビア280内の傾斜した壁を形成するために、第1の誘電体が適用される前に、N型層120まで及ぶレーザ又は機械的切断を使用して、ビアの垂直壁を作成することができる。このようなレーザ又は機械的トレンチングでは、トレンチを形成した後に修復プロセスを使用して、第1の誘電体を適用する前に表面に損傷及び／又は汚染がないことを確実にすることができる。
【００４９】
当業者は、ビアを形成するために他のパターンを使用することができ、異なるプロセスを使用して発光デバイスの個々のフィーチャを作成することができることを認識するであろう。
【００５０】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は、図示的又は例示的であって制限的ではないとみなされるべきであり、本発明は開示した実施形態に限定されることはない。
【００５１】
例えば、反射層150が、Ag、SiOx、NbOx、ZnO、TiOx及びインジウムスズ酸化物（ITO）の様々な組み合わせを含むことができる実施形態で本発明を動作させることが可能であり、結果としての組み合わせが光反射特性を示し、かつP型半導体への適切なコンタクトをもたらす。金属層270は、TiW、TiWN及びCuを含む他の金属の組み合わせを含むことができる。パターニングプロセスは、フォトリソグラフィ、プラズマエッチング、化学エッチング及び／又はレジストリフトオフの様々な組み合わせを必要とすることがある。
【００５２】
図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の学習から、開示された実施形態に対する他の変更が、クレームされた発明を実施する際に当業者によって理解されることができ、達成されることができる。特許請求の範囲において、「含む（comprising）」という単語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
2019512160.tif 000003
【図１Ｂ】
2019512160.tif 000004
【図１Ｃ】
2019512160.tif 000005
【図１Ｄ】
2019512160.tif 000006
【図２Ａ】
2019512160.tif 000007
【図２Ｂ】
2019512160.tif 000008
【図２Ｃ】
2019512160.tif 000009
【図２Ｄ】
2019512160.tif 000010
【図２Ｅ】
2019512160.tif 000011
【図２Ｆ】
2019512160.tif 000012
【図３】
2019512160.tif 000013
【図４Ａ】
2019512160.tif 000014
【図４Ｂ】
2019512160.tif 000015
【図４Ｃ】
2019512160.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月19日(2018.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスであって：
第1半導体層と第2半導体層との間の活性層を含む半導体構造体；
前記半導体構造体の中に伸び、前記第2半導体層及び前記活性層を通って前記第1半導体層まで達するビアであり、前記活性層の発光表面に垂直である前記半導体構造体の内部の壁を有するビア；
前記ビアまで前記第2半導体層の上に延在する反射層；
ビア内部にあり、前記活性層の前記発光表面と鋭角をなし前記ビアの中心に面する第１表面と、前記活性層の前記発光表面に垂直であり前記ビアの前記壁に面する第２表面と、前記活性層の前記発光表面に平行であり前記第１半導体層に面する第３表面とをもたらす誘電構造体；及び
前記誘電構造体の上に位置され、前記第1半導体層に接触する金属層；
を有する発光デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記誘電構造体が、前記鋭角により形成された前記ビアに傾斜部をもたらす第1誘電構造体と、前記反射層の上に延在し、前記ビア内部の前記傾斜部の上へと延在する第2誘電構造体とを含む、
発光デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記金属層が、Al, Ti, Au, 及び Niの1つ以上を含む、
発光デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記反射層が銀を含む、
発光デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の発光デバイスであり、
前記銀の移動を制御するバリア層を含む発光デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の発光デバイスであり、
前記バリア層がTiW, TiWN 及び TiNの1つ以上を含む、
発光デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記誘電構造体がSiNx, SiOx, 及び Si-オキシ窒化物の1つ以上を含む、
発光デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の発光デバイスであり、
前記反射層がAg, SiOx, NbOx, ZnO, TiOx 及びインジウムスズ酸化物indium tin oxide (ITO)の２つ以上の組合せを含む、
発光デバイス。
【請求項９】
発光デバイスを製造する方法であって：
第1半導体層と第2半導体層との間の活性層を含む半導体構造体を提供するステップ；
前記第2半導体層及び前記活性層を通ってエッチングをし、前記半導体構造体に壁を有するビアを形成するステップであり、前記壁は前記活性層の発光表面に対して垂直であり、前記第1半導体層にまで延在する、エッチングステップ；
少なくとも前記第1半導体層に接触するための選択的ギャップを有する誘電構造体を用いて、前記ビアの内部に誘電体壁部を創設するステップであり、該誘電体壁部が、前記活性層の前記発光表面と鋭角をなす第１表面と、前記活性層の前記発光表面に垂直であり前記ビアの壁に面する第２表面と、前記活性層の前記発光表面に平行であり前記第１半導体層に面する第３表面とをもたらす、創設ステップ；
前記誘電構造体の上に金属層を適用するステップであり、該金属層を介して前記第1半導体層へのコンタクトを可能にするステップ；
を含む発光デバイス製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記金属層を適用するステップが、前記金属層を介して前記第2半導体層へのコンタクトをも可能にする、
発光デバイス製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記誘電体壁部を創設するステップが、第1誘電層を適用して該第1誘電層をエッチングして前記誘電体壁部の前記第１表面を形成するステップを含む、
発光デバイス製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発光デバイス製造方法であり、
第２誘電層を適用して該第２誘電層をエッチングして前記第1半導体層及び前記第2半導体層に接触するための選択的ギャップを形成するステップを含む、発光デバイス製造方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記活性層とは反対側の、前記第２半導体層の表面の上に反射層をもたらすステップであり、前記誘電構造体が少なくとも前記反射層の一部を覆う、
発光デバイス製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記反射層が銀と、及び該銀の移動を制御するバリア層とを含む、
発光デバイス製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の発光デバイス製造方法であり、
前記バリア層がTiW, TiWN 及び TiNの1つ以上を含む、
発光デバイス製造方法。
【請求項１６】
第1半導体層と第2半導体層との間の活性層を含む半導体構造体を付着するステップ；
前記第2半導体層及び前記活性層を通り前記第1半導体層にまで延在するビアを創設するビア創設ステップ；
前記ビア内に第１三角形壁部を創設するステップであり、該第１三角形壁部は、直角をなす２辺と、前記ビアの一辺と前記第1半導体層との間に傾斜表面を作る第3辺とを含む、第1三角形壁部創設ステップ；
前記ビア内に、前記第1三角形壁部に対抗する第2三角形壁部を創設するステップであり、該第２三角形壁部は、直角をなす２辺と、前記ビアの一辺と前記第1半導体層との間に傾斜表面を作る第3辺とを含み、前記第1三角形壁部と当該第2三角形壁部との間のギャップが前記第1半導体層へのアクセスをもたらす、第2三角形壁部創設ステップ；
前記第1三角形壁部及び前記第2三角形壁部の上に金属層を適用するステップであり、該金属層を介して前記第1半導体層へのコンタクトを可能にするステップ；
を含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であり、
前記金属層を適用するステップが、前記金属層を介して前記第2半導体層へのコンタクトをも可能にする、
方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であり、
前記第1三角形壁部及び前記第2三角形壁部が、誘電材料を含む、
方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であり、
前記ビア創設ステップが、前記第2半導体層及び前記活性層を通り前記第1半導体層にまでエッチングするステップを含む、
方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であり、さらに、
前記第2半導体層を越えて延在する反射層を付着するステップを含む、方法。
【国際調査報告】
2019512160.tif 000017
2019512160.tif 000018
2019512160.tif 000019