(57)【要約】【課題】  多孔質半導体領域を含む例えば発光ダイオードなどの半導体発光デバイスを提供する。【解決手段】  発光デバイスは、Ｎ型領域（１０３）とＰ型領域（１０１）との間に配置された発光領域（１０２）を有する半導体構造を含む。Ｎ型領域（１０３）及びＰ型領域（１０１）の一方に電気的に接続されたコンタクト（Ｎコンタクト１３１）と発光領域（１０２）との間に、多孔質領域（１０３Ａ）が配置される。多孔質領域（１０３Ａ）は、コンタクト（１３１）から遠ざかるように光を散乱し、それによりデバイスからの光取り出しが向上され得る。一部の実施形態において、多孔質領域（１０３Ａ）は、例えばＧａＮ又はＧａＰなどのＮ型半導体材料である。多孔質領域（１０３Ａ）は、ＩＴＯ及び／又は銀の領域を有する反射性コンタクトに接続され得る。反射性コンタクトは多孔質領域とともに、主たる発光面に向けて拡散光を反射し得る。【選択図】  図１ｋ
2019204981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体領域、ｐ型半導体領域、及び前記ｎ型半導体領域と前記ｐ型半導体領域との間の発光領域を有する半導体構造と、
第１のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）領域と第１のメタル領域とを有する第１のコンタクトであり、前記ｎ型半導体領域に電気的に結合された第１のコンタクトと、
前記ｐ型半導体領域に電気的に結合された第２のコンタクトと、
前記第１のＩＴＯ領域と接触して前記第１のコンタクトと前記発光領域との間に配置された多孔質領域と、
前記ｎ型半導体領域に付着した基板と、
を有するデバイス。
【請求項２】
前記第２のコンタクトは、
第２のＩＴＯ領域と、
第２のメタル領域と
を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第２のＩＴＯ領域の露出部がテクスチャ加工されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第２のメタル領域はチタン及び銀を有する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２のコンタクトは、前記ｐ型半導体領域の一部に接続されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
垂直ではない側壁を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記多孔質領域は、０．４ミクロンと４０ミクロンとの間の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第１のＩＴＯ領域は、２００ｎｍと４００ｎｍとの間の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記多孔質領域は、５％と８０％との間の気孔率を有し、前記気孔率は、前記多孔質領域における空気の体積百分率である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記多孔質領域は、２０％と４０％との間の気孔率を有し、前記気孔率は、前記多孔質領域における空気の体積百分率である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
ｎ型半導体領域、ｐ型半導体領域、及び前記ｎ型半導体領域と前記ｐ型半導体領域との間の発光領域を有する半導体構造と、
第１のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）領域と第１のメタル領域とを有する第１のコンタクトであり、前記ｐ型半導体領域に電気的に結合された第１のコンタクトと、
前記ｎ型半導体領域に電気的に結合された第２のコンタクトと、
前記第１のＩＴＯ領域と接触して前記第１のコンタクトと前記発光領域との間に配置された多孔質領域と、
前記ｎ型半導体領域に付着した基板と、
を有するデバイス。
【請求項１２】
前記第２のコンタクトは、
第２のＩＴＯ領域と、
第２のメタル領域と
を有する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１のＩＴＯ領域の露出部がテクスチャ加工されている、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第１のメタル領域はチタン及び銀を有する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１のコンタクトは、前記ｐ型半導体領域の一部に接続されている、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１６】
垂直ではない側壁を有する請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記多孔質領域は、０．４ミクロンと４０ミクロンとの間の厚さを有する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第１のＩＴＯ領域は、２００ｎｍと４００ｎｍとの間の厚さを有する、請求項１１に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質半導体領域を含む例えば発光ダイオードなどの半導体発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在利用可能な最も効率的な光源の中に、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振器型（resonant  cavity）発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスがある。可視スペクトルで動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心ある材料系は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ＩＩＩ族窒化物材料とも呼ばれる、ガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元、及び四元合金を含む。典型的に、ＩＩＩ族窒化物発光デバイスは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）又はその他のエピタキシャル技術により、サファイア、炭化シリコン（シリコンカーバイド）、ＩＩＩ族窒化物若しくは複合材の基板、又はその他の好適な基板の上に、異なる組成及びドーパント濃度の複数の半導体層のスタック（積層体）をエピタキシャル成長することによって製造される。スタックは、しばしば、基板上に形成された、例えばＳｉでドープされた１つ以上のｎ型層と、該１つ以上のＮ型領域又は層上に形成された活性領域内の１つ以上の発光層と、活性領域上に形成された、例えばＭｇでドープされた１つ以上のＰ型領域とを含んでいる。これらＮ型領域及びＰ型領域の上に、電気コンタクトが形成される。しばしば、基板上にＮ型領域が堆積され、次いで、Ｎ型領域上に活性領域が堆積され、次いで、活性領域上にＰ型領域が堆積される。これらの層の順序は、Ｐ型領域が基板に隣接するように逆にされることがあるが、その実践は一般的ではない。
【０００３】
ＬＥＤは、例えば活性領域での再吸収及び自由キャリア吸収など半導体層の中での光損失機構と、高度に反射性の実効的なオーミックコンタクトを実現することが難しい半導体−金属界面での光損失機構との双方を含んだ、理想的とはいえないデバイスである。全反射又は導波によってトラップされる光線が、これらの機構によって特に影響される。
【０００４】
ＬＥＤは典型的に、発光面を当該ＬＥＤの“トップ（頂面）”として有することになる。頂面の反対側の表面は、ＬＥＤの“ボトム（底面）”として記述される。効率的な光取り出しのためには、大面積のボトムリフレクタの光損失が最小化されなければならない。多くのＬＥＤ設計におけるボトムリフレクタは電気コンタクトでもあり、このことが、反射器として使用され得る材料の選択を制限している。また、効率的なＬＥＤは、高屈折率の半導体スタックから低屈折率の封止材への、そして空気への、光の取り出しを促進するための何らかの設計要素を含まなければならない。高屈折率材料と低屈折率材料との間の平面状の境界面においては、エスケープコーン（脱出円錐）内にある光線のみが通り抜けることになり、より大きい角度の光線は反射されてチップ内に戻される。より大きい角度のこれら光線が散乱によって向け直されない限り、それらはチップ内で“導波”して高い確率で吸収されることになる。半導体スタックがＬＥＤ幅に対して十分に厚い場合、例えば、高さ：幅で少なくとも０．３：１の比である場合、チップの側壁角度を最適化することによって、光線はＬＥＤの“トップ”及び／又はサイド（側面）を通って出て行くように導かれ得る。“トール（高背）”透明デバイス構造を達成するために、透明基板上にエピタキシャル層が成長され、あるいはそれに代えて、吸収性の基板上にエピタキシャル層が成長され、該基板が除去され、その後、半導体間（semiconductor-to-semiconductor）プロセスを用いてエピタキシャル層が透明な窓基板に接合され得る。この第２の方法によって形成される設計要素の一例は、フィリップス・ルミレッズ・ライティング社から市販されている周知の切頂反転ピラミッド（truncated  inverted  pyramid；ＴＩＰ）型ＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤである。第２の設計要素は、頂面の粗面化又はパターニングである。非平面の境界面に突き当たる半導体内の光線は、より大きい脱出チャンスを有する。また、散乱されて半導体内に戻される光子は高い確率で向きを変えられ、それにより導波が抑制される。第３の設計要素は、半導体の内部に埋め込まれる散乱層である。この層の機能は、主として、光子の向きをランダム化して導波を抑制することである。散乱は幾らかの反射をもたらすので、活性領域の下方に散乱階層を持つことが特に効果的である。散乱層がボトムリフレクタ内に構築され得る場合、それは特に効果的となり得る。その場合、反射率における幾らかの向上が期待され、散乱効果が導波を制限して取り出しを高めることになる。
【０００５】
多孔質（ポーラス）半導体は、半導体スタックに組み込まれ得る実効的な散乱層である。その材料は、空気と半導体との間の大きい屈折率差及び大きい界面面積により、ほぼ無損失であり且つ高度に散乱性である。多孔質ＧａＰ領域は、米国特許第８１７４０２５号（特許文献１）に記載されているように、ＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤのＡｕＧｅコンタクトと組み合わされてきた。なお、この文献をここに援用する。しかしながら、この種のコンタクトを更に改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８１７４０２５号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、発光デバイスは、Ｎ型領域とＰ型領域との間に配置された発光領域を有する半導体構造を含む。Ｎ型領域及びＰ型領域の一方に電気的に接続されたコンタクトと発光領域との間に、多孔質領域が配置される。多孔質領域は、吸収性のコンタクトから遠ざかるように光を散乱し、それによりデバイスからの光取り出しが向上され得る。一部の実施形態において、多孔質領域は、例えばＧａＮ又はＧａＰなどのＮ型半導体材料である。
【０００８】
米国特許第８１７４０２５号（特許文献１）にて議論されているように、多孔質層の使用は、合金化されたコンタクトと組み合わされるとき、ＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤの効率を高めるのに効果的である。増大されたｌｍ／Ｗが観察されているが、ＧａＰ材料の多孔性は、合金化されたコンタクトの作製中に半導体材料内へのＡｕ及びＧｅの迅速な拡散を可能にするので、コンタクト形成プロセスを制御する上での難しさが存在し得る。過大な拡散は、組み込まれたＡｕ及びＧｅから光損失を増大させ、不十分な拡散は、不十分に合金化されたコンタクトから順電圧の上昇をもたらす。また、ＡｕＧｅ合金の乏しい反射率は、光損失を十分に低減するために少なくとも１０μｍという厚い多孔質層を必要とし、すなわち、多孔質層は、光の９０％超がコンタクトに到達しないように十分な厚さのものでなければならない。また、この厚い多孔質層の電気的及び熱的な伝導率の、小さいながらも有意な低下が存在し得る。合金化コンタクトを回避し、且つ例えばＡｕＧｅなどの光吸収性のコンタクトメタルを回避することによって、このタイプのコンタクトを更に改善する必要がある。非合金化コンタクト、及びより高い反射率の材料を用いることで、遥かに薄い多孔質層を使用することができ、よりロバストなプロセスが実現される。
【０００９】
半導体コンタクトは、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）又はインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電性酸化物とすることができ、高反射率材料は、銀又は金とし得る。透明導電性酸化物と反射性金属との間に、例えばチタン又はニッケルなどからなる密着性促進層が置かれ得る。密着性促進層は、５ｎｍほどの薄さをし得る。１つの提案に係るコンタクトは、よりロバストなプロセスフローを用いて、より反射性のコンタクトを作製するために、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）領域及び銀領域を多孔質領域と組み合わせて使用する。他の例では、チタン銀領域が多孔質領域と組み合わされ得る。
【００１０】
ＩＴＯコンタクトの使用は、米国特許第７９８５９７９号に開示されており、それをここに援用する。ＩＴＯコンタクトはまた、Ｅｐｉｓｔａｒ社のＨＢ−ＩＴＯ  ＬＥＤでも商業的に使用されている。本発明の一実施形態によれば、デバイスウェハ内の上述の多孔質領域が、半導体へのオーミックコンタクトを形成するようにＩＴＯ層で被覆され得る。観察されたことには、ＩＴＯ材料でオーミックコンタクトを形成するのに必要なアニールの温度及び時間は、実質的な合金化及び半導体層へのコンタクト材料の内方拡散をもたらさず、故に、半導体及びＩＴＯの透明性が損なわれない。
【００１１】
良好な反射特性を有するオーミックコンタクトを形成するために、ＩＴＯがメタルと組み合わされ得る。このコンタクトは、発光領域によって放出される光に対して反射性であり得る。一実施形態において、厚い多孔質領域が拡散（ディフューズ）リフレクタとして使用され、ＩＴＯ及びメタルのコンタクトが、アニール中の多孔質領域へのメタルの拡散を軽減する。他の一実施形態において、ＩＴＯ及びメタルのコンタクトがリフレクタとして機能し、幾分薄めの多孔質領域が散乱領域として機能し得る。散乱と反射との間の如何なる好適なトレードオフも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００１２】
多孔質領域は、約３−５μｍにて、散乱を供するのに十分な厚みであり得る。ＩＴＯ／Ａｇコンタクトが、ＡｌＩｎＧａＰデバイスのＮ型領域に作られ得る。類似の構造が、大面積のｎ−ＧａＮ反射・散乱コンタクトに使用され得る。
【００１３】
気孔率は、ポーラスエッチング中の電流密度によって制御され得る。電流密度が高いほど、いっそう多孔性の構造を作り出す。光学的に、いっそう多孔性の層ほど散乱が大きく、故に、所与の累積的な散乱を達成するのに必要な層が薄くなる。８ミクロン厚さで１０％の気孔率（エッチング除去される体積）は、ほんの４ミクロン厚さで３０％の気孔率の層と同等に効果的であり得る。元々の非多孔質層の屈折率は、散乱能における別のファクタである。多孔質層は光学的に、非多孔質の原材料と空気との混合物であり、半導体と空気との間の屈折率ｎの差に由来して散乱性を有する。等しい気孔率を仮定すると、例えばＧａＰ（ｎ〜３．３）などの、より高屈折率の材料の多孔質層は、ＧａＮ（ｎ〜２．４）の多孔質層よりも高い散乱能を持つことになる。所与の用途及び気孔率のために、ＧａＮではいっそう厚い層が必要とされることになる。多孔質層は、元々の層の屈折率と空気の屈折率（ｎ〜１）との加重平均から得られる単一のｎの値を持つと見なされてもよい。多孔質層の設計は、例えば元々の非多孔質半導体、多孔質半導体、ＩＴＯ、及びＡｇなどの材料からなる最終的なスタックの光学効果を考慮すべきである。例えば、この組み合わせ構造の反射率が、多孔質層の厚さ及び気孔率を選定することによって最適化され得る。
【００１４】
多孔質プロセスは、例えば窒化シリコンなどの誘電体層によってパターン化（特定のエリアに制限）され得る。誘電体材料によって覆われる表面のエリアは多孔質にされない。表面は平坦である必要はない。多孔性を作り出すプロセスに先立ち、或る構造が、半導体内にエッチングされ、あるいは、例えばその後に除去される非平面基板上での成長など、その他の手段によって作り出され得る。
【００１５】
多孔質領域は典型的に、ウェハに電気コンタクトを設け、電気的なバイアスを有する腐食性薬品槽内にウェハを浸すことによって、ウェハレベルで作製される。一部の例において、このプロセスを促進するために、ウェハを照明することが用いられてもよい。一般に、ウェハ処理において、成長基板が除去され、例えばＮ型半導体コンタクト領域などの特定の領域を見せるように半導体がエッチングされ、そして、該領域が多孔質にされる。厚さ及び気孔率は、多孔質領域中での熱的及び電気的な伝導の有意な低下を生じさせることなく、十分な光散乱を提供するよう、時間及び電流密度で制御される。多孔質領域の作製後、ＩＴＯ／Ａｇコンタクトが形成される。Ｐ型多孔質領域とＩＴＯ／Ａｇとを用いる変形例も企図され、本発明の範囲に含まれる。パターン形成された多孔質領域とＩＴＯ／Ａｇコンタクトとを用いる変形例も企図され、本発明の範囲に含まれる。他の一実施形態は、ＩｎＧａＮ  ＬＥＤ構造を透明導電性バルクＧａＮ基板上に成長させ、Ｐ型領域の一部を多孔質にし、ＩＴＯ／Ａｇコンタクトを処理し、パターニングされたｎコンタクトを備える基板の裏面を処理し、そして、角度付けられた側壁を作り出すように斜角ブレードで結晶をソーイングするものである。裏面コンタクトに代えて、フリップチッププロセスを用いて双方のコンタクトをウェハのエピタキシャル面に置くという、バルクＧａＮ又はＳｉＣ成長基板に好適な同様の実施形態も企図される。側壁は斜角ソーイング作製される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｂ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｃ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｄ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｅ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｆ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｇ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｈ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｉ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｊ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図１ｋ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図２】整形されたデバイスを用いた反射性コンタクトを有するＬＥＤを示す側面図である。
【図３ａ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図３ｂ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図３ｃ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図３ｄ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図３ｅ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図３ｆ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図３ｇ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図４ａ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図４ｂ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図４ｃ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図４ｄ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図４ｅ】反射性コンタクトを有するＬＥＤを作製する工程を示す側面図である。
【図５】整形されたデバイスを用いた反射性コンタクトを有するフリップチップＬＥＤを示す側面図である。  相異なる図における同じ参照符号の使用は、同様又は同一の要素を指し示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
正方形のダイ形状が記述されるが、如何なる好適な１つ以上のダイ形状も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００１８】
エピタキシャル層を有する基板が示されるが、例えばアモルファス層といった非エピタキシャル層を使用する他の半導体構成も企図され、本発明の範囲に含まれる。エピタキシャル層と基板とを有するウェハが示されるが、例えばサブマウントのウェハにマウントあるいは接合されたデバイスのウェハなどの他の構成も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００１９】
例示の実施形態はＡｌＩｎＧａＰ又はＩｎＧａＮのＬＥＤを示すが、如何なる好適なＬＥＤ構成も企図され、本発明の範囲に含まれる。以下の例にて記述されるデバイスは概して、ＧａＡｓ基板上に成長されたＩＩＩ族リン化物半導体層を含んでいるが、一部の実施形態において、ＩＩＩ族窒化物半導体層が使用されてもよい。
【００２０】
一部の例では、縦型薄膜（vertical  thin  film：ＶＴＦ）ＬＥＤが形成されるとして示されるが、例えば、Ｐコンタクト及びＮコンタクトの双方がデバイスの片面（デバイスの底面）にある薄膜フリップチップ（ＴＦＦＣ）又は非薄膜のフリップチップ（ＦＣ）などの、他の構成が使用されてもよい。他の実施形態において、変更された縦型薄膜（ＶＴＦ）デバイスが企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００２１】
本発明の実施形態によれば、半導体発光デバイスは、例えば多孔質半導体領域などの反射領域及び／又は散乱／反射領域を含んだ反射性コンタクトを含む。反射領域は、ＬＥＤの底面からの光をＬＥＤの頂面の方に向け直す。散乱／反射領域は、デバイスから放射される光子の向きをランダム化する。典型的に、反射領域と散乱／反射領域との組み合わせが、例えばデバイスの頂面などのデバイスの所望の放射面に向けて光を散乱する拡散リフレクタとして作用し、この所望の放射面でデバイスから取り出される光の大部分が放射され得る。
【００２２】
散乱領域は、例えばＧａＰ若しくはその他のＩＩＩ−Ｐ層、ＧａＮ、又はＧａＡｓなどの非多孔質半導体から形成された多孔質半導体を有する。多孔質領域は概して電気的及び熱的に伝導性である。多孔質領域は、Ｎ型領域から形成されて、多孔質にされた後にそのＮ型多孔質領域がＰ型導電性に転換されてもよいし、あるいは、多孔質領域は直接的にＰ型領域から形成されてもよい。典型的に、多孔質領域は、一様な層として構成される。先述のように、散乱の量は、多孔質領域の厚さと気孔率とによって決定される。多孔質領域は概して、０．４ミクロンと４０ミクロンとの間の厚さを有する。多孔質領域は、５％と８０％との間の気孔率を有することができ、しばしば、２０％と４０％との間の気孔率を有する。気孔率は、下限で、多孔質領域が光を散乱できることで制限され、上限で、多孔質領域の抵抗率及び機械的安定性によって制限される。先述のように、好適な気孔率は、半導体の種類、多孔質領域の厚さ、及び見込まれる材料スタックに関する光学効果に関係し得る。
【００２３】
ここでの記述は材料の“領域”、材料を参照するが、例えば層内に構成される領域や、層の一部などの、その他のいっそう特定的な構成が形成されてもよい。これらの領域の構成又はその他の好適な材料構成の各々が企図され、本発明の範囲に含まれる。層はまた、平坦でない層を作製することによって形成されて、その後に、平ら（フラット）になるように平滑化されたり、あるいは層の一部を除去するようにマスクされたりしてもよい。
【００２４】
図１ａ−１ｋは、デバイスを作製する例示的な方法を示している。ここに示される方法の工程はＡｌＩｎＧａＰのＶＴＦデバイスを作り出すために使用され得るが、この方法を用いて構築され得るその他の好適なデバイスタイプも企図され、本発明の範囲に含まれる。このプロセスの工程は特定の順序で示されるが、例えばプロセス内でアニールを行う時点を変更するなど、その他の変形も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００２５】
図１ａは、ＬＥＤのウェハ１００の例示的な一部の側面図である。ウェハ１００は、成長基板１０４上にＡｌＩｎＧａＰエピタキシャル層１２０を成長させることによって作製され得る。エピタキシャル層１２０は、Ｎ型領域１０３とＰ型領域１０１との間に活性領域１０２を含み得る。Ｐ型領域１０１は、活性領域１０２によって放出される光の波長に対して透明であり得る。
【００２６】
図１ａ−１ｋは、成長基板１０４に接続されたＮ型領域１０３を示しているが、Ｐ型領域が基板に接続されるように層の順序を逆にした他の構成も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００２７】
図１ｂは、Ｐ型領域１０１上にＩＴＯ領域１１０が形成された後のウェハ１００を示している。典型的に、ＩＴＯ領域１１０は、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成される。好ましくは、ＩＴＯ領域１１０は、活性領域１０２から放出される光に対して透明である。ＩＴＯが特定されているが、好適な代替物も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
図１ｃは、ＩＴＯ領域１１０上にＰコンタクトメタル１０９が作製された後のウェハ１００を示している。Ｐコンタクトメタル１０９は、ＩＴＯ領域１１０とともに、Ｐコンタクト１３０を形成する。典型的に、ＩＴＯ領域１１０の一部を露出させるようにレジストがパターニングされ、続いて、Ｐコンタクトメタル１０９を作り出すようにチタン及び銀（ＴｉＡｇ）の被膜・リフトオフ工程が行われる。Ｐコンタクトメタル１０９は、より厚い銀の層に続かれた薄いチタンの層として形成され得る。上述のように、チタンは接着層として作用し得る。他の例では、Ｐコンタクトメタル１０９として、Ｔｉ及びＡｇの合金又は何らかの順序の複数層が用いられてもよい。上述のように、例えばニッケルなどの他の金属が接着層として使用されてもよい。
【００２９】
Ｐコンタクト１０９は、Ｐ型領域１０１を通って活性領域１０２から放射された光を遮ることを最小化するよう、より小さくされ得る。単一のＰコンタクトメタル１０９が示されているが、如何なる好適な形状及び構成の複数のＰコンタクトメタルも企図され、本発明の範囲に含まれる。一部のプロセスフローでは、Ｐコンタクトメタルは４００℃を超える温度に晒されることになり、例えば銀及び金（Ａｕ）などの安定な金属が好ましい。ＴｉＡｇが特定されているが、クロム／金（Ｃｒ／Ａｕ）チタン／金（ＴｉＡｕ）若しくはその他の好適な組み合わせ／合金、又はメタル／有機物の組み合わせも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００３０】
図１ｄは、Ｐコンタクトメタル１０９とＩＴＯ領域１１０とにキャリア基板１０５を取り付けた後のウェハ１００を示している。典型的に、キャリア基板１０５は、高温有機接合材料１１１で取り付けられる。有機接合材料１１１は、例えばＰコンタクトメタル１０９などの平坦でない表面フィーチャを許容する。キャリア基板１０５は、ウェハ１００の残りの処理においてエピタキシャル層１２０に剛性を提供する。
【００３１】
図１ｅは、エピタキシャル層１２０からの成長基板１０４の除去後のウェハ１００を示している。典型的に、成長基板１０４は、先ず研削及び／又はラッピングしてその材料の大部分を除去し、次いで、エッチングしてその材料の最後の部分を除去することによって除去される。
【００３２】
図１ｆは、Ｎ型領域１０３の一部が多孔質領域１０３Ａへと変質された後のウェハ１００を示している。任意量のＮ型領域１０３をＮ型領域の小さい部分又は全てを含む多孔質領域１０３Ａへと変質させることも企図され、本発明の範囲に含まれる。Ｎ型領域１０３は、図１ｆに示されるように１つの層にて変質されることができ、あるいは、Ｎ型領域１０３の一部の横方向区画が変質されないままとして複数の横方向区画にて変質されてもよい（図示せず）。同様に、多孔質領域１０３Ａは、一部の区画が厚くてその他がより薄いように、厚さにおいて変化していてもよい。
【００３３】
図１ｇは、多孔質領域１０３Ａ上にＩＴＯ領域１０６が形成された後のウェハ１００を示している。典型的に、ＩＴＯ領域１０６は、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成される。ＩＴＯが特定されているが、好適な代替物も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００３４】
図１ｈは、ＩＴＯ領域１０６上にＮコンタクトメタル１０７が作製されてＮコンタクト１３１の形成が完了された後のウェハ１００を示している。ＩＴＯ領域１０６の一部からフォトレジストを除去し、続いてＴｉＡｇの被膜・リフトオフ工程を行うことによって、パターニングされたＮコンタクトメタルが形成されてもよい。ＴｉＡｇが特定されているが、ＴｉＡｕ、ＣｒＡｕ若しくはその他の好適な組み合わせ／合金、又はメタル／有機物の組み合わせも企図され、本発明の範囲に含まれる。Ｎコンタクトメタル１０７は、ＩＴＯ領域１０６の一部又は全てを覆って形成され得る。複数の領域、横方向区画、及びＩＴＯ領域１０６を迂回する部分、で形成されるＮコンタクトメタルも企図され、本発明の範囲に含まれる。Ｐコンタクト１３０に関して上述したように、Ｔｉは接着層として形成され得る。他の例では、Ｎコンタクトメタル１０７として、Ｔｉ及びＡｇの合金又は何らかの順序の複数層が用いられてもよい。
【００３５】
図１ｉは、Ｎコンタクトメタル１０７に整合（マッチト）基板１０８が接合された後のウェハ１００を示している。整合基板１０８は、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）の基板とし得る。典型的に、整合基板１０８は、Ｎコンタクトメタル１０７に接合される金属である。Ａｕ−Ａｕ熱圧着接合又はＰｄ−Ｉｎ共晶接合は、有機接合材料１１１の温度制限に適合する２つの取り得る方法である。整合基板１０８は、構造的な支持を提供するとともに、成長基板１０４及び／又はエピタキシャル層１２０の熱膨張をマッチングする。
【００３６】
図１ｊは、キャリア基板１０５の除去及びコンタクトのアニールの後のウェハ１００を示している。キャリア基板１０５は、Ｐコンタクトメタル１０９及びＩＴＯ領域１１０へのキャリア基板１０５の一時的な結合を破断することによって除去され得る。この一時的な結合は、有機によるものであり、およそ２００℃という上昇された温度によって断たれ得る。
【００３７】
アニールプロセスは、Ｐコンタクトメタル１０９、ＩＴＯ領域１１０とＰ型領域１０１との間、及びＮコンタクトメタル１０９、ＩＴＯ領域１０６と多孔質領域１０３Ａとの間、の双方のコンタクト間の機械的及び電気的な接続を完成させる。様々なアニールレシピが使用され得るが、温度が低いほど、長いアニール時間を必要とする。例えば、２５分間の４００℃アニール、又は１分間の７００℃アニールで十分であり得る。アニール温度は、選択されたコンタクトメタルにとって許容可能な範囲内に保たれるべきである。さらに、整合基板への結合の強さを向上させるために、アニールは圧力を伴ってもよい。
【００３８】
図１ｋは、ＩＴＯ領域１１０の露出された表面の一部又は全てを粗面化した後のウェハ１００を示している。ウェハ１００は、個片化ライン１１２Ａ及び１１２Ｂに沿って、個々のデバイスへと個片化され得る。
【００３９】
他の例において、粗面化された層が、ＩＴＯ領域１１０の露出表面上に成長される。更なる他の実施形態において、ＩＴＯ領域１１０の表面のうちの一部のエリアを露出されたままにするようにフォトレジストがパターニングされ、開口を介して、ＩＴＯ領域１１０が更に下方にＰ型領域１０１までエッチングされる。同様に、ＩＴＯ領域１１０の一部を除去した後に、Ｐ型領域１０１の部分がエッチングあるいは粗面化されてもよい。
【００４０】
図２は、図１と同様のプロセスフローを用いるが、垂直ではない側壁を持つ本発明の一実施形態を示している。この半導体スタックは、効果的な取り出しのための０．３：１より大きい高さ：幅要求を満足するよう、厚いＮ型領域を含んでいる。ＡｌＩｎＧａＰ構造内に厚いＮ型領域を作り出すために、以下の２つの方法のうちの一方又は双方が用いられ得る：１）水酸化物プロセスを用いて厚いＮ型エピタキシャル層を成長させる、又は２）フィリップス・ルミレッズ・ライティング社からの市販のＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤで典型的に実施されるように、成長基板を除去し、半導体ウェハボンディングを用いて透明ウェハを取り付ける。デバイスからの光の取り出しを増大させるため、完成されたデバイスの側壁２３１Ａ及び２３１Ｂが、発光面、すなわち、Ｐ型領域２０１の大きい方の表面の法線に対して或る角度（又は複数の角度）に向けられる。故に、頂面２３０の面積広がりが、活性領域２０２のそれより大きい。その傾斜角度は、（図２に示されるように）デバイス高さの関数として一定である必要はなく、部分的あるいは全体的の何れかで凹面状又は凸面状の側壁形状をもたらすようにデバイス高さに従って連続的に変化してもよい。側壁の向きは、活性領域の面内で生成された光線が、数回の跳ね返り以内で、デバイスの頂面又は側面でエスケープコーンの範囲内に落ち着くように最適化される。
【００４１】
デバイスの主な光取り出し表面は、Ｐコンタクト２０９が上に形成されるＰ型領域２０１の頂面２３０である頂面と、デバイスの４つの側面（２３１Ａ、２３１Ｂ、及び図２には描かれていない２つのその他の表面）である。垂直な側壁を有する矩形立体、又は内側に向けて角度付けられた側壁を有する切頂角錐を含め、その他の形状も可能である。Ｐ型領域２０１の頂部上及びチップの側面上のランダム又は周期的な表面テクスチャ加工が追加されて、光取り出しが高められ得る。一部の実施形態において、頂面２３０からの光出力を更に増大させるよう、デバイスの１つ以上の側壁が、多孔質にされ、且つ／或いはＩＴＯ／ＴｉＡｇリフレクタを有する。円筒状のデバイスや、３つ又は５つ以上の側壁を有するデバイスも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００４２】
図３ａ−３ｇ、及び図４ａ−４ｅは、フリップチップ（ＦＣ）デバイスを作製する例示的な方法を示している。ここに示される方法の工程はＡｌＩｎＧａＰ又はＩｎＧａＮのデバイスを作り出すために使用され得るが、これらの方法を用いて構築され得るその他の好適なデバイスタイプも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００４３】
このプロセスの工程は特定の順序で示されるが、例えばプロセス内でアニールを行う時点を変更するなど、その他の変形も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
図３ａ−３ｇは、ＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤのウェハの例示的な一部を示している。これらの図の一部は、ＬＥＤのウェハの処理を示し、他の一部は、ウェハから個片化された１つのＬＥＤ又は一群のＬＥＤに適用される処理を示す。理解されることには、１つの個片化されたＬＥＤ又は複数のＬＥＤのグループが処理されているが、残りのＬＥＤも順次に又は並行して同様に処理されることになる。
【００４５】
図３ａは、ＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤのウェハ３００の例示的な一部の側面図である。ウェハ３００は、成長基板３０４上にＡｌＩｎＧａＰエピタキシャル層３２０を成長させることによって作製され得る。エピタキシャル層３２０は、Ｎ型領域３０３とＰ型領域３０１との間に活性領域３０２を含み得る。Ｐ型領域３０１は、活性領域３０２によって放出される光の波長に対して透明であり得る。
【００４６】
図３ａ−３ｇは、成長基板３０４に接続されたＮ型領域３０３を示しているが、Ｐ型領域が基板３０４に接続されるように層の順序を逆にした他の構成も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００４７】
図３ｂは、Ｐ型領域３０１の一部が多孔質領域３０１Ａへと変質され且つ多孔質領域３０１ＡにＩＴＯ層３１０が付着された後のウェハ３００を示している。任意量のＰ型領域３０１をＰ型領域３０１の小さい部分又は全てを含む多孔質領域３０１Ａへと変質させることも企図され、本発明の範囲に含まれる。Ｐ型領域３０１は、図１ｂに示されるように１つの層にて変質されることができ、あるいは、Ｐ型領域３０１の一部の横方向区画が変質されないままとして複数の横方向区画にて変質されてもよい（図示せず）。同様に、多孔質領域３０１Ａは、一部の区画が厚くてその他がより薄いように、厚さにおいて変化していてもよい。
【００４８】
次に、多孔質領域３０１Ａ上にＩＴＯ領域３１０が形成される。典型的に、ＩＴＯ領域３１０は、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成される。ＩＴＯが特定されているが、好適な代替物も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００４９】
図３ｃは、ＩＴＯ領域３１０上のＰコンタクトメタル３０９の堆積によってＰコンタクト３３０が完成された後のウェハ３００を示している。典型的に、ＩＴＯ領域３１０の一部を露出させるようにレジストがパターニングされ、続いて、Ｐコンタクトメタル３０９を作り出すようにＴｉＡｇの被膜・リフトオフ工程が行われる。ＴｉＡｇコンタクトは、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成され得る。ＴｉＡｇが特定されているが、ＴｉＡｕ、ＣｒＡｕ若しくはその他の好適な組み合わせ／合金などの好適なメタル、又はメタル／有機物の組み合わせも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００５０】
Ｐコンタクト１３０に関して上述したように、Ｔｉは接着層として形成され得る。他の例では、Ｐコンタクトメタル３０９として、Ｔｉ及びＡｇの合金又は何らかの順序の複数層が用いられてもよい。
【００５１】
図３ｄは、Ｐコンタクトメタル３０９、ＩＴＯ領域３１０、多孔質領域３０１Ａ、Ｐ型領域３０１、及び活性領域３０２の一部がエッチバックされて、Ｎコンタクト３１６の付着のためにＮ型領域３０３の一部が露出された後の、ウェハ３００を示している。一部の実施形態において、Ｎ型領域３０３の一部もエッチングされて、Ｎ型領域３０３内への窪みが作り出されてもよい。エッチングは、ウェハ３００のＰコンタクトメタル３０９、ＩＴＯ領域３１０、多孔質領域３０１Ａ、Ｐ型領域３０１、及び活性領域３０２の材料内に空隙を形成し得る。空隙は、トレンチ、ビア、又はその他の好適形状の形態を取り得る。
【００５２】
エッチング後、Ｎコンタクト３１６が形成され得る。Ｎコンタクト３１６は、ＩＴＯとＴｉＡｇとの組み合わせとして形成され得る。典型的に、Ｎ型領域３０３の一部を露出させるようにレジストがパターニングされ、ＩＴＯが蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成される。ＩＴＯが特定されているが、好適な代替物も企図され、本発明の範囲に含まれる。ＩＴＯの堆積後、ＩＴＯの一部を露出させるようにレジストがパターニングされ、続いて、Ｎコンタクト３１６を作り出すようにＴｉＡｇの被膜・リフトオフ工程が行われる。ＴｉＡｇが特定されているが、ＴｉＡｕ、ＣｒＡｕ若しくはその他の好適な組み合わせ／合金、又はメタル／有機物の組み合わせも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００５３】
Ｐコンタクト１３０に関して上述したように、Ｔｉは接着層として形成され得る。他の例では、Ｎコンタクト３１６として、Ｔｉ及びＡｇの合金又は何らかの順序の複数層が用いられてもよい。
【００５４】
次に、Ｐコンタクトメタル３０９がＰ型領域３０１にアニールされる。このアニールプロセスは、Ｐコンタクトメタル３０９、ＩＴＯ領域３１０とＰ型領域３０１との間の、双方のコンタクト間の機械的及び電気的な接続を完成させる。このアニールプロセスはまた、Ｎコンタクト３１６をＮ型領域３０３にアニールし得る。典型的に、アニールすることは、２０分間ウェハの温度を４００℃まで上昇させることを必要とする。
【００５５】
図３ｅは、ウェハ３００から個片化されたＬＥＤ３００Ａを示している。典型的に、個片化に先立ち、研磨処理及び化学処理の組み合わせによって成長基板３０４がウェハ３００から除去される。一部の実施形態においては、成長基板の一部３０４Ａが保持される。成長基板の部分３０４Ａは、数ミクロン厚さの層とし得る。成長基板の部分３０４Ａは、電流のスプレッディング（拡散）及びＮコンタクト形成のために使用され得る。例えばＧａＡｓなど、透明ではない成長基板の場合、ウェハの裏面がレジストでパターニングされてもよく、そして、Ｎコンタクト形成のための電流配線及びパッドのネットワークを作り出すように成長基板層３０４がエッチング除去される。その場合、Ｎコンタクト用のビアのエッチングは層３０４Ａまで延在し得る。
【００５６】
次に、あるいは並行して、メタルコンタクト３１３Ａ及び３１３Ｂを備えたサブマウント３１４が形成される。メタルコンタクト３１３Ａ及び３１３Ｂは、それぞれ、Ｎコンタクト３１６及びＰコンタクトメタル３０９に対応する。メタルコンタクト３１３Ａ及び３１３Ｂは、サブマウント３１４の反対側のパッドを含めサブマウント３１４の中及び／又は上に含まれる回路、コンポーネント又はビアに接続され得る。
【００５７】
図３ｆは、サブマウント３１４に電気的且つ／或いは機械的に接続されたＬＥＤ３００Ａを含んだ、マウントされたＬＥＤ３００Ｂを示している。ＬＥＤ３００Ａをサブマウント３１４に接続した後、ＬＥＤ３００Ａとサブマウント３１４との間の空隙の一部又は全てが、技術的に知られているような材料３１５で“アンダーフィル”される。明瞭さのため、アンダーフィルは、Ｎコンタクト３１６を実質的に取り囲むように示されるのみである。しかしながら、典型的なアンダーフィルは、Ｐコンタクトメタル３０９付近の空隙を含め、ＬＥＤ３００Ａとサブマウント３１４との間の全ての空隙を実質的に充填するように使用される。
【００５８】
図３ｇは、成長基板の部分３０４Ａの除去及びＮ型領域３０３の表面の粗面化の後の、マウントされたＬＥＤ３００Ｂを示している。１つの代替例において、成長基板の小さい部分３０４Ａは除去されず、他の一代替例において、成長基板の小さい部分３０４Ａは除去されるが、Ｎ型領域３０３の表面は粗面化されない。典型的に、成長基板の部分３０４Ａのうちの大部分が除去され、多くの場合、９０％以上が除去される。
【００５９】
図４ａ−４ｅは、ＩｎＧａＮ  ＬＥＤのウェハの例示的な一部を示している。これらの図の一部は、ＬＥＤのウェハの処理を示し、他の一部は、ウェハから個片化された１つのＬＥＤ又は一群のＬＥＤに適用される処理を示す。理解されることには、１つの個片化されたＬＥＤ又は複数のＬＥＤのグループが処理されているが、残りのＬＥＤも順次に又は並行して同様に処理されることになる。
【００６０】
図４ａは、ＩｎＧａＮ  ＬＥＤのウェハ４００の例示的な一部の側面図である。ウェハ４００は、成長基板４０４上にＩｎＧａＮエピタキシャル層４２０を成長させることによって作製され得る。エピタキシャル層４２０は、Ｎ型領域４０３とＰ型領域４０１との間に活性領域４０２を含み得る。Ｐ型領域４０１は、活性領域４０２によって放出される光の波長に対して透明であり得る。
【００６１】
図４ａ−４ｅは、成長基板４０４に接続されたＮ型領域４０３を示しているが、Ｐ型領域が基板４０４に接続されるように層の順序を逆にした他の構成も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００６２】
図４ｂは、Ｐ型領域４０１の一部が多孔質領域４０１Ａへと変質され且つ多孔質領域４０１ＡにＰコンタクト４３０が付着された後のウェハ４００を示している。任意量のＰ型領域４０１をＰ型領域４０１の小さい部分又は全てを含む多孔質領域４０１Ａへと変質させることも企図され、本発明の範囲に含まれる。Ｐ型領域４０１は、図１ｂに示されるように１つの層にて変質されることができ、あるいは、Ｐ型領域４０１の一部の横方向区画が変質されないままとして複数の横方向区画にて変質されてもよい（図示せず）。同様に、多孔質領域４０１Ａは、一部の区画が厚くてその他がより薄いように、厚さにおいて変化していてもよい。
【００６３】
次に、多孔質領域４０１Ａ上にＩＴＯ領域４１０が形成される。典型的に、ＩＴＯ領域４１０は、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成される。ＩＴＯが特定されているが、好適な代替物も企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００６４】
次に、ＩＴＯ領域４１０上にＰコンタクトメタル４０９が作製されて、Ｐコンタクト４３０の形成が完了される。典型的に、ＩＴＯ領域４１０の一部を露出させるようにレジストがパターニングされ、続いて、Ｐコンタクトメタル４０９を作り出すようにチタン及び銀（ＴｉＡｇ）の被膜・リフトオフ工程が行われる。ＴｉＡｇコンタクトは、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成され得る。ＴｉＡｇが特定されているが、例えばＴｉＡｕ、ＣｒＡｕ若しくはその他の好適な組み合わせ／合金などの好適なメタル、又はメタル／有機物の組み合わせも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００６５】
Ｐコンタクト１３０に関して上述したように、Ｔｉは接着層として形成され得る。他の例では、Ｐコンタクトメタル４０９として、Ｔｉ及びＡｇの合金又は何らかの順序の複数層が用いられてもよい。
【００６６】
Ｐコンタクトメタル４０９が作製された後、Ｐコンタクトメタル４０９がＰ型領域４０１にアニールされる。このアニールプロセスは、Ｐコンタクトメタル４０９、ＩＴＯ領域４１０とＰ型領域４０１との間の、双方のコンタクト間の機械的及び電気的な接続を完成させる。このアニールプロセスはまた、Ｎコンタクト４１６をＮ型領域４０３にアニールし得る。典型的に、アニールすることは、２０分間ウェハの温度をおよそ４００℃まで上昇させることを必要とする。
【００６７】
図４ｃは、Ｐコンタクトメタル４０９、ＩＴＯ領域４１０、多孔質領域４０１Ａ、Ｐ型領域４０１、及び活性領域４０２の一部がエッチバックされて、Ｎコンタクト４１６の付着のためにＮ型領域４０３の一部が露出された後の、ウェハ４００を示している。典型的に、Ｎ型領域４０３の一部もエッチングされて、Ｎ型領域４０３内への窪みが作り出され得る。エッチングは、ウェハ４００のＰコンタクトメタル４０９、ＩＴＯ領域４１０、多孔質領域４０１Ａ、Ｐ型領域４０１、及び活性領域４０２の材料内に空隙を形成し得る。空隙の一部は、Ｎ型領域４０３の部分内に形成され得る。空隙は、トレンチ、ビア、又はその他の好適形状の形態を取り得る。
【００６８】
エッチング後、Ｎコンタクト４１６が形成され得る。典型的に、このコンタクトメタルはアルミニウム（Ａｌ）であり、蒸着プロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって形成される。Ａｌが特定されているが、ＴｉＡｇ若しくはその他の好適な組み合わせ／合金、又は金属／有機物の組み合わせも企図され、本発明の範囲に含まれる。典型的に、レジストがパターニングされ、それとともにリフトオフ工程が行われて、Ｎコンタクト４１６が作製される。Ｐコンタクト１３０に関して上述したように、Ｔｉは接着層として形成され得る。他の例では、Ｐコンタクト１０９として、Ｔｉ及びＡｇの合金又は何らかの順序の複数層が用いられてもよい。
【００６９】
図４ｄは、ウェハ４００から個片化されたＬＥＤ４００Ａを示している。典型的に、個片化に先立ち、成長基板４０４の大部分がウェハ４００から除去される。典型的に、成長基板４０４は、先ず研磨し、そして且つ／或いはラッピングして、成長基板の小さい部分４０４Ａを残すことによって、３００ミクロン未満まで薄化される。
【００７０】
次に、あるいは並行して、メタルコンタクト４１３Ａ及び４１３Ｂを備えたサブマウント４１４が形成される。メタルコンタクト４１３Ａ及び４１３Ｂは、それぞれ、Ｎコンタクト４１６及びＰコンタクトメタル４０９に対応する。メタルコンタクト４１３Ａ及び４１３Ｂは、サブマウント４１４の反対側のパッドを含めサブマウント４１４の中及び／又は上に含まれる回路、コンポーネント又はビアに接続され得る。
【００７１】
そして、ＬＥＤ４００Ａが、サブマウント４１４に電気的且つ／或いは機械的に接続されて、マウントされたＬＥＤ４００Ｂが形成される。ＬＥＤ４００Ａをサブマウント４１４に接続した後、ＬＥＤ４００Ａとサブマウント４１４との間の空隙の一部又は全てが、技術的に知られているような材料４１５で“アンダーフィル”される。明瞭さのため、アンダーフィルは、Ｎコンタクト４１６を実質的に取り囲むように示されるのみである。しかしながら、典型的なアンダーフィルは、図３ｆに関して上述したように、Ｐコンタクトメタル４０９付近の空隙を含め、ＬＥＤ４００Ａとサブマウント４１４との間の全ての空隙を実質的に充填するように使用される。
【００７２】
図４ｅは、成長基板の小さい部分４０４Ａの除去及びＮ型領域４０３の表面の粗面化の後の、マウントされたＬＥＤ４００Ｂを示している。１つの代替例において、成長基板の小さい部分４０４Ａは除去されず、他の一代替例において、成長基板の小さい部分４０４Ａは除去されるが、Ｎ型領域４０３の表面は粗面化されない。他の一実施形態において、平坦でない成長基板上でエピタキシャル成長が行われ、成長基板の除去後に、成長基板の表面起伏が４０３の表面に残る。
【００７３】
図５は、図４と同様のプロセスフローを用いるが、垂直ではない側壁を持つ本発明の一実施形態を示している。この半導体スタックは、効果的な取り出しのための０．３：１より大きい高さ：幅要求を満足するよう、厚いＮ型領域を含んでいる。ＩｎＧａＮデバイスでは、厚いＮ型領域を作り出すために、以下の２つの方法のうちの一方又は双方が用いられ得る：１）例えばバルクＧａＮ又はＳｉＣなどの透明な導電性ｎ型基板上にエピタキシャル層を成長させる、又は２）水酸化物プロセスを用いて厚いＮ型エピタキシャル層を成長させる。図２に関して説明したその他の設計検討の全てが、図５に示した実施形態にも当てはまる。
【００７４】
図２及び５は、コンタクトに直接的に接続された多孔質層を示しているが、垂直でない側壁に付着された更なる多孔質層も企図され、本発明の範囲に含まれる。図５は、ＦＣ構成にて厚いＮ領域を有するＩｎＧａＮの整形されたチップを示しているが、ＶＴＦ形態のデバイスも企図され、本発明の範囲に含まれる。
【００７５】
開示の実施形態へのその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、用語“有する”はその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”は複数であることを排除するものではない。複数の特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解されるべきでない。
【図１ａ】
2019204981.tif 000003
【図１ｂ】
2019204981.tif 000004
【図１ｃ】
2019204981.tif 000005
【図１ｄ】
2019204981.tif 000006
【図１ｅ】
2019204981.tif 000007
【図１ｆ】
2019204981.tif 000008
【図１ｇ】
2019204981.tif 000009
【図１ｈ】
2019204981.tif 000010
【図１ｉ】
2019204981.tif 000011
【図１ｊ】
2019204981.tif 000012
【図１ｋ】
2019204981.tif 000013
【図２】
2019204981.tif 000014
【図３ａ】
2019204981.tif 000015
【図３ｂ】
2019204981.tif 000016
【図３ｃ】
2019204981.tif 000017
【図３ｄ】
2019204981.tif 000018
【図３ｅ】
2019204981.tif 000019
【図３ｆ】
2019204981.tif 000020
【図３ｇ】
2019204981.tif 000021
【図４ａ】
2019204981.tif 000022
【図４ｂ】
2019204981.tif 000023
【図４ｃ】
2019204981.tif 000024
【図４ｄ】
2019204981.tif 000025
【図４ｅ】
2019204981.tif 000026
【図５】
2019204981.tif 000027
【外国語明細書】
2019204981000001.pdf