(57)【要約】発光ダイオードチップを開示する。この発光ダイオードチップは、放射生成活性領域（１３）を備えた半導体ボディ（１）と、活性領域との電気的接触を形成するための少なくとも２つのコンタクト領域（２ａ，２ｂ）と、キャリア（３）と、キャリア（３）と半導体ボディ（１）との間に配置されている結合手段（４）と、を備えており、半導体ボディ（１）が、キャリア（３）の側の外面に粗面化部（１５）を有し、半導体ボディ（１）が、結合手段（４）によってキャリア（３）に機械的に結合されており、結合手段（４）が、一部の領域において半導体ボディ（１）およびキャリア（３）に直接接触しており、少なくとも２つのコンタクト領域（２ａ，２ｂ）が、キャリア（３）とは反対側の半導体ボディ（１）の上面に配置されている。【選択図】図１Ａ
2013536987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップであって、
−  放射生成活性領域（１３）を備えた半導体ボディ（１）と、
−  前記活性領域との電気的接触を形成するための少なくとも２つのコンタクト領域（２ａ，２ｂ）と、
−  キャリア（３）と、
−  前記キャリア（３）と前記半導体ボディ（１）との間に配置されている結合媒体（４）と、
を備えており、
−  前記半導体ボディ（１）が、前記キャリア（３）の側の外面に粗面化部（１５）を備えており、
−  前記半導体ボディ（１）が、前記結合媒体（４）によって前記キャリア（３）に機械的に結合されており、
−  前記結合媒体（４）が、局所的に前記半導体ボディ（１）および前記キャリア（３）に直接接触しており、
−  前記少なくとも２つのコンタクト領域（２ａ，２ｂ）が、前記キャリア（３）とは反対側の前記半導体ボディ（１）の上面に配置されている、
発光ダイオードチップ。
【請求項２】
−  前記キャリア（３）が放射に対して透過性であり、
−  前記半導体ボディ（１）の側の前記キャリア（３）の上面が、サファイアのａ面であり、
−  前記結合媒体（４）が電気的絶縁性の接着剤であり、
−  前記結合媒体（４）が放射に対して透過性であり、
−  前記半導体ボディ（１）が、局所的に前記キャリア（３）に直接接触しており、
−  前記粗面化部（１５）が、凸部（１５ｂ）および凹部（１５ａ）を備えており、前記結合媒体（４）が、前記凹部（１５ａ）の中に少なくとも局所的に配置されおり、前記凸部（１５ｂ）の先端部には少なくとも局所的に前記結合媒体（４）が存在しない、
請求項１に記載の発光ダイオードチップ。
【請求項３】
−  前記結合媒体（４）が電気的絶縁性の接着剤であり、
−  前記結合媒体（４）が放射に対して透過性であり、
−  前記半導体ボディ（１）が、局所的に前記キャリア（３）に直接接触しており、
−  前記粗面化部（１５）が、凸部（１５ｂ）および凹部（１５ａ）を備えており、前記結合媒体（４）が、前記凹部（１５ａ）の中に少なくとも局所的に配置されおり、前記凸部（１５ｂ）の先端部には少なくとも局所的に前記結合媒体（４）が存在しない、
請求項１に記載の発光ダイオードチップ。
【請求項４】
前記キャリア（３）が放射に対して透過性である、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項５】
前記半導体ボディ（１）の側の前記キャリア（３）の前記上面が、サファイアのａ面である、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項６】
前記キャリア（３）が放射に対して反射性である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項７】
前記キャリア（３）が、前記半導体ボディ（１）の側の上面に、前記活性領域（１３）において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている反射層（３１）を備えている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項８】
前記キャリア（３）が、金属材料を使用して形成されている、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項９】
前記キャリア（３）が、放射に対して散乱性であるように形成されている、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１０】
前記キャリア（３）が、セラミック材料を使用して形成されている、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１１】
前記キャリア（３）の前記外面のうち前記半導体ボディ（１）によって覆われていない領域が、放射に対して反射性のさらなる層（７）によって覆われており、放射に対して反射性の前記さらなる層（７）が、前記活性領域（１３）において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１２】
少なくとも２つの半導体ボディ（１）を備えており、前記半導体ボディ（１）それぞれが放射生成活性領域（１３）を備えており、前記半導体ボディ（１）が、互いに並列に、もしくは互いに直列に、またはその混合型として接続されている、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１３】
前記半導体ボディ（１）のうち前記キャリア（３）に面している側が、ｎ型導電性半導体材料を備えており、少なくとも１つのスルーコンタクト（８）が、前記キャリア（３）とは反対側の面、前記少なくとも２つのコンタクト領域の一方（２ｂ）から、前記活性領域（１３）を貫いて前記ｎ型導電性半導体材料（１２）まで延在している、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発光ダイオードチップを提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の目的は、特に経済的に製造することのできる発光ダイオードチップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、放射生成領域を有する半導体ボディを備えている。半導体ボディは、例えば、ｎ型導電領域と、ｐ型導電領域と、これらｎ型導電領域とｐ型導電領域との間に配置されている少なくとも１つの放射生成活性領域とを備えている。この場合、半導体ボディは、例えばＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料をベースとしている。
【０００４】
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料は、第ＩＩＩ族の少なくとも１種類の元素（例えば、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）と、第Ｖ族の１種類の元素（例えば、Ｎ、Ｐ、Ａｓ）とを含んでいる。用語「ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料」は、特に、第ＩＩＩ族の少なくとも１種類の元素と第Ｖ族の少なくとも１種類の元素とを含んだ二元化合物、三元化合物、四元化合物からなる群を包含する（例えば、窒化物化合物半導体、リン化物化合物半導体）。このような二元化合物、三元化合物、または四元化合物は、例えば、１種類または複数種類のドーパントと、追加の構成成分とをさらに含んでいることができる。
【０００５】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、活性領域との電気的接触を形成するための少なくとも２つのコンタクト領域を備えている。例えば、本発光ダイオードチップは、２つのコンタクト領域を備えている。一方のコンタクト領域によって活性領域とのｐ側の接触を、他方のコンタクト領域によって活性領域とのｎ側の接触を、それぞれ形成することができる。
【０００６】
少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、キャリアを備えている。この場合、キャリアは、半導体ボディを上にエピタキシャル成長させた成長基板ではなく、半導体ボディを作製した後に半導体ボディに結合されるキャリアである。例えば、成長基板は、半導体ボディから完全に剥離される。すなわち、本発光ダイオードチップには成長基板が存在しない。この場合、キャリアは、発光ダイオードチップを機械的に安定化させる役割を果たす。すなわち、通常の使用時に（例えばパッケージに組み込むときに）発光ダイオードチップが破損することがないように、あるいは何らかの機械的損傷を受けないように、キャリアが半導体ボディを担持している。
【０００７】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアと半導体ボディとの間に結合媒体（connecting medium）が配置されている。すなわち、半導体ボディは、結合媒体によってキャリアに機械的に結合されている。例えば、結合媒体は、局所的に（locally）半導体ボディおよびキャリアに直接隣接している。
【０００８】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、半導体ボディは、キャリアの側の外面に粗面化部を備えている。キャリアの側の外面は、例えば、もともと半導体ボディの成長基板に面していた、半導体ボディの外面である。すなわち、後から粗面化される半導体ボディの外面から成長基板が除去され、（粗面化部の形成後に）キャリアの側のこの外面において、半導体ボディが結合媒体によってキャリアに結合される。
【０００９】
この場合、半導体ボディは、結合媒体によって少なくとも機械的にキャリアに結合されており、すなわち、結合媒体は、キャリアと半導体ボディとの間に電気的接続を確立する必要はなく、結合媒体は、本発光ダイオードチップの通常の使用時に半導体ボディがキャリアから剥離しないようにするのみである。特に、結合媒体を電気的絶縁性とすることが可能である。
【００１０】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、結合媒体は、局所的に、半導体ボディおよびキャリアに直接接触している。すなわち、半導体ボディおよびキャリアは、それぞれの向かい合う表面が結合媒体によって濡れている。
【００１１】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、少なくとも２つのコンタクト領域は、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面に配置されている。すなわち、本発光ダイオードチップとの電気的接触は、キャリアとは反対側の面から形成されていることが好ましい。この場合、キャリアを電流が流れることはない。例えば、本発光ダイオードチップは、半導体ボディとは反対側のキャリアの面において、例えばプリント基板またはリードフレームの上に単に機械的に固定することができる。電気的接触は、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面における少なくとも２つのコンタクト領域を介して形成される。この場合、これらのコンタクト領域は、互いに逆の導電型に対応するコンタクト領域であることが好ましく、すなわち、半導体ボディとのｎ側の接触およびｐ側の接触は、キャリアとは反対側の上面から形成される。
【００１２】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、放射生成活性領域を備えた半導体ボディと、活性領域との電気的接触を形成するための少なくとも２つのコンタクト領域と、キャリアと、キャリアと半導体ボディとの間に配置されている結合媒体と、を備えている。この場合、半導体ボディは、キャリアの側の外面に粗面化部を備えており、半導体ボディは、結合媒体によってキャリアに機械的に結合されており、結合媒体は、局所的に半導体ボディおよびキャリアに直接接触しており、少なくとも２つのコンタクト領域が、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面に配置されている。
【００１３】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、結合媒体は、電気的絶縁性の接着剤である。すなわち、結合媒体は、半導体ボディとキャリアとを互いに機械的に結合しており、半導体ボディとキャリアとの間の電気的絶縁を確保する。電気的絶縁性の結合媒体は、例えば、二酸化ケイ素系の接着剤とすることができる。さらには、電気的絶縁性の接着剤として、エポキシド、アクリレート、またはＢＣＢも考えられる。これらに代えて、またはこれらに加えて、シリコーン系の接着剤またはそれ以外の接着剤についても、良好な熱伝導率と、キャリアおよび半導体ボディとの良好な接合性と、本発光ダイオードチップの活性領域において生成される電磁放射に対する良好な安定性とを示すならば、使用することが可能である。さらには、接着剤は、透明である、または放射に対して透過性であることが有利であり得る。
【００１４】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、結合媒体は、放射に対して透過性である。この場合、「放射に対して透過性」とは、結合媒体が、半導体ボディの放射生成活性領域において生成されて結合媒体に入射する電磁放射の、好ましくは少なくとも５０％、特に好ましくは少なくとも７５％を透過させることを意味する。この場合、例えば、結合媒体を透明とすることが可能である。
【００１５】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、半導体ボディは、局所的にキャリアに直接接触している。すなわち、半導体ボディとキャリアとの間の結合領域の一部の領域においては、半導体ボディとキャリアとの間に結合媒体が存在しておらず、これらの領域では半導体ボディとキャリアとが互いに直接接触している。これにより、例えば、半導体ボディからキャリアへの特に良好な熱放散が可能となる。
【００１６】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアの側の半導体ボディの外面における粗面化部は、凸部および凹部によって形成されており、すなわち、粗面化部は凸部および凹部を備えている。この場合、凹部の中には、少なくとも局所的に結合媒体が配置されおり、その一方で、凸部の先端部には局所的に結合媒体が存在しない。凸部のこれらの先端部は、キャリアに直接接触していることができる。この場合、キャリアと半導体ボディとの間の結合媒体層の厚さは、少なくとも１００ｎｍから最大で１μｍの範囲内であることが特に有利である。結合媒体層の厚さは、必ずしも均一である必要はなく、凹部の深さあるいは凸部の高さに依存して変動することができる。
【００１７】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアは、放射に対して透過性である。放射に対して透過性のキャリアとしては、例えば、サファイアを使用して形成されたキャリア、またはサファイアからなるキャリアが特に適している。特に、半導体ボディの側のキャリアの面は、サファイアのａ面とすることができる。すなわち例えば、キャリアは、特に、いわゆる「ａ面」サファイアとすることができる。これは以下の理由で有利である。例えば、ＧａＮ系の発光ダイオードチップは、しばしば成長基板としてサファイアの上に成長させる。この場合、高品質の半導体ボディを得るためには、サファイアは一般的にｃ面に向いていなければならない。しかしながら、この影響として、成長基板を製造する目的に元のサファイア結晶の約３０％しか使用することができず、なぜなら、引上げ法においてはサファイアの結晶が「ａ面」方向に成長するためである。しかしながら、「ａ面」上には、例えばＧａＮ系の半導体ボディをＭＯＶＰＥによって十分に良好な結晶品質で成長させることができない。本発明の発光ダイオードチップの場合、成長基板を剥離して再利用することが可能である。したがって、実質的に経済的な「ａ面」サファイアをキャリアとして使用することができる。
【００１８】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアは、放射に対して反射性である。これを目的として、キャリアは、放射に対して反射性の材料（例えば金属）からなることができる。さらには、キャリアが、半導体ボディの側の上面に、活性領域において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成された反射層を備えていることが可能である。反射層は、例えば、アルミニウム、銀、金のうちの少なくとも１種類を使用して形成された金属層とすることができる。金属のキャリアを使用する場合、キャリアは、例えばアルミニウムを含んでいる、またはアルミニウムからなることができる。反射層を使用する場合、反射層を誘電体層とすることが可能であり、誘電体層は、例えば、ブラッグミラーまたは誘電体ミラーとして形成することができる。キャリアを介して半導体ボディに電流を印加する必要がないため、電気的絶縁性の反射層を使用することが可能である。
【００１９】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアは、放射に対して散乱性であるように形成されている。すなわち、放射生成活性領域において生成されてキャリアに当たる、またはキャリアの中に入る電磁放射が、散乱される。これを目的として、例えば、散乱性セラミック材料を使用してキャリアを形成することができる。このような材料は、例えば、焼結されたＡｌ２Ｏ３または焼結されたＡｌＮとすることができる。この場合、発光ダイオードチップからの光は、一部分が、吸収のない散乱によって出力される。
【００２０】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、キャリアの外面のうち半導体ボディによって覆われていない領域が、放射に対して反射性の層によって覆われており、この層は、活性領域において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている。放射に対して反射性の層は、例えば誘電体層であり、この誘電体層によってキャリアの自由外面が鏡面化される。キャリアが例えば放射に対して透過性である場合、キャリアの外面に当たる電磁放射は、半導体ボディを通じて発光ダイオードチップから出るまで反射される。半導体ボディとキャリアとの間の粗面化された界面において、全反射の確率が粗面化部によって減少し、したがって、活性領域において生成される電磁放射を高い効率で半導体ボディから放出させることができる。
【００２１】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、電気的接触は、いずれもキャリアとは反対側の半導体ボディの上面において形成される。すなわち、電気的接触の形成に必要なコンタクト領域すべてが、キャリアとは反対側の半導体ボディの上面に配置されている。活性領域に通電するために供給される電流は、キャリアを流れない。
【００２２】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、本発光ダイオードチップは、少なくとも２つの半導体ボディを備えており、半導体ボディそれぞれが放射生成活性領域を備えている。この場合、放射生成活性領域が互いに連続せず、例えば互いに個別に動作させることができるように、半導体ボディが互いに隔てられている。本発光ダイオードチップの半導体ボディは、互いに並列に、もしくは互いに直列に、またはその混合型として、電気的に接続されていることが好ましい。この接続は、例えば、キャリアとは反対側の半導体ボディの面に配置することのできる接続層によって達成することができる。接続層は、例えば、隣り合う半導体ボディの２つのコンタクト領域（互いに逆の導電型に対応する）を互いに接続する。
【００２３】
このようにすることで、製造される発光ダイオードチップは、多数のピクセルを備えることができ、（例えば直列接続の場合に）いわゆる高電圧発光ダイオードチップとして使用することができる。すなわち、本発光ダイオードチップは、例えば、少なくとも８Ｖの電圧、好ましくは少なくとも５０Ｖの電圧（例えば１１０Ｖ〜２３０Ｖの電源電圧）を直接使用して、動作させることができる。この場合、本発光ダイオードチップは、整流回路もしくは少なくとも１つの安定抵抗器またはその両方をさらに備えていることができ、これらは本発光ダイオードチップのキャリア上に配置することができる。
【００２４】
本発光ダイオードチップの少なくとも一実施形態によると、半導体ボディのうちキャリアに面している側は、ｎ型導電性半導体材料を備えている。言い換えれば、半導体ボディのｎ型導電領域は、キャリアの側にある。この場合、少なくとも１つのスルーコンタクト（through-contact）が、キャリアとは反対側の面、少なくとも２つのコンタクト領域の一方から、活性領域を貫いてｎ型導電性半導体材料まで延在している。この場合、スルーコンタクトは、その周囲を半導体ボディの半導体材料によって囲むことができる。
【００２５】
以下では、本発明の発光ダイオードチップについて、例示的な実施形態に基づき、関連する図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
【図１Ｂ】本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
【図１Ｃ】本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
【図２】本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
【図３】本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
【図４Ａ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図４Ｂ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図４Ｃ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図４Ｄ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図４Ｅ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図５Ａ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図５Ｂ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図５Ｃ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図５Ｄ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図５Ｅ】本発明の発光ダイオードチップの製造方法について、これらの図を参照しながら詳しく説明する。
【図６】本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面において、同じ要素、同じタイプの要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素の互いのサイズの比率は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してある。
【００２８】
図１Ａは、本発明の発光ダイオードチップの例示的な実施形態の概略断面図を示している。この発光ダイオードチップは、半導体ボディ１を備えている。半導体ボディ１は、ｐ型導電領域１１と、ｎ型導電領域１２と、これらｐ型導電領域１１とｎ型導電領域１２との間に配置されている活性領域１３とを備えている。本発光ダイオードチップの動作時、活性領域１３において（例えば紫外放射から赤外放射の範囲内の波長域の）電磁放射が生成される。
【００２９】
さらに、この発光ダイオードチップは、２つのコンタクト領域２ａ，２ｂを有し、これらのコンタクト領域によって、活性領域１３との電気的接触が、ｐ型側およびｎ型側からそれぞれ形成される。ｐ型導電領域１１とｐ型コンタクト領域２ａとの間に、例えば電流拡散の目的に使用されるコンタクト層１４を配置することができる。このコンタクト層は、例えば、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）（例：ＩＴＯ、ＺＮＯ）を使用して形成することが可能である。
【００３０】
図１Ａから理解できるように、本発明の発光ダイオードチップにおいては、ｎ型導電領域がその外面において粗面化されていることが好ましい。すなわち、ｎ型導電領域は粗面化部１５を備えている。この場合、粗面化部１５は、活性領域において生成される電磁放射が粗面化部の小面（facet）において屈折するような構造であることが好ましい。
【００３１】
粗面化部１５は、凹部１５ａおよび凸部１５ｂを備えている。粗面化部の深さは、少なくとも１μｍから最大で２μｍの範囲内であることが好ましい。この場合、深さは、例えば、凹部１５ａの最深部と、隣接する凸部１５ｂの先端部との間の距離である。粗面化部の小面の角度は、少なくとも４５゜から最大で６０゜の範囲内であることが好ましい。
【００３２】
さらに、この発光ダイオードチップはキャリア３を備えている。キャリア３は、粗面化部１５が設けられたｎ型導電領域の外面において、半導体ボディ１に機械的に固定されている。粗面化部１５を備えたｎ型導電領域１２の面は、成長基板９が剥離された面であることが好ましい（例えば図４Ａを参照）。
【００３３】
キャリア３と半導体ボディ１とを機械的に結合する目的で、これら２つの要素の間に結合媒体４が配置されている。結合媒体４は、例えば、放射に対して透過性の接着剤によって形成されている。結合媒体４は、少なくとも粗面化部１５の凹部１５ａの中に配置されている。凸部１５ｂの先端部は、結合媒体４から突き出していることができ、その場合、キャリア３に直接接触している。すなわち、結合媒体４は、半導体ボディ１とキャリア３とに直接接触していることが好ましく、半導体ボディ１が、キャリアの側のｎ型導電領域１２の下面においてキャリア３に直接接触していることが可能である。
【００３４】
結合媒体４（すなわち例えば接着剤）は、例えば、スピンコーティングによって塗布され、この方法では、結合媒体の分布の均一性を特に高くすることができる。このようにすることで、結合媒体４の層には、例えば含有空気が本質的に存在しない。
【００３５】
図１Ａの例示的な実施形態においては、キャリアは、例えば、放射に対して透過性の透明なキャリアであり、ａ面サファイアによって形成されている、またはａ面サファイアからなる。この場合、結合媒体は透明な接着剤である。
【００３６】
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図１Ｂを参照しながら詳しく説明する。図１Ａの例示的な実施形態とは異なり、キャリア３が、その自由外面（free outer surface）に、放射に対して反射性の層７を有し、この層は、例えば、キャリアの誘電体被覆によって形成されている。活性領域１３において生成されてキャリア３の中に入る電磁放射は、この層によって、半導体ボディ１の方向に反射される。これにより、動作時に発光ダイオードチップによって放出される電磁放射のほぼすべてが、キャリア３とは反対側の半導体ボディ１の上面を通じて出力される面発光体が得られる。
【００３７】
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図１Ｃを参照しながらさらに詳しく説明する。この例示的な実施形態においては、半導体ボディ１はスルーコンタクト８を備えており、このスルーコンタクト８は、キャリア３とは反対側の半導体ボディ１の上面から、ｐ型導電領域１１と活性領域１３の両方を貫いて、ｎ型導電領域１２まで延在する。スルーコンタクト８は、例えば、半導体ボディにおける穴によって形成することができ、穴の側面を電気的絶縁材料によって被覆する。穴の残りは、ｎ型コンタクト領域２ｂに導電接続されている導電性材料（例えば導電性接着剤または金属）によって満たされている。
【００３８】
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図２を参照しながらさらに詳しく説明する。図１Ａ〜図１Ｃの例示的な実施形態とは異なり、この場合、キャリアが、半導体ボディ１の側の面に、反射層３１を有する。反射層３１は、誘電体によって、もしくは金属によって、またはその両方によって形成することができる。例えば、反射層３１は、銀を含んだ層、または銀からなる層とすることができる。この場合、反射層３１には電界が印加されることがなく、なぜなら、発光ダイオードチップへの通電が、キャリア３とは反対側の面のみから、コンタクト領域２ａ，２ｂを介して行われるためである。この場合に得られる利点として、湿気の影響下でエレクトロマイグレーション（electron migration）の発生しやすい金属（例えば銀）を、発光ダイオードチップにおける危険性なしに使用することができる。これにより有利な面発光体が得られ、動作時に発光ダイオードチップによって放出される電磁放射の大部分が、キャリア３とは反対側の半導体ボディ１の上面を通じて出力される。
【００３９】
次に、本発明の発光ダイオードチップの別の例示的な実施形態について、図３の概略断面図を参照しながらさらに詳しく説明する。この例示的な実施形態においては、キャリア３は、光に対して散乱性であるように形成されている。これを目的として、キャリア３は、例えばセラミック材料（例：焼結されたＡｌ２Ｏ３）からなる。結合媒体４は、放射に対して透過性であるように、または放射に対して散乱性であるように、形成することができる。
【００４０】
この場合、放射はキャリア３において損失なしに散乱し、これにより、本発光ダイオードチップは、キャリア３において反射損失が生じることなく、放射の大部分を、キャリア３とは反対側の半導体ボディ１の上面を通じて放出することが可能である。
【００４１】
以下では、本発明の発光ダイオードチップの第１の製造方法について、図４Ａ〜図４Ｅの概略断面図を参照しながらさらに詳しく説明する。
【００４２】
最初の方法ステップ（図４Ａ）においては、ウェハアセンブリの形で発光ダイオードチップを形成する。半導体ボディ１は、成長基板９（半導体ボディ１の半導体層を上にエピタキシャル堆積させた基板）の上に依然として配置されている。この発光ダイオードチップは、接触接続がすでに形成されており、動作可能な状態にある。
【００４３】
次の方法ステップ（図４Ｂ）において、発光ダイオードチップを、さらなる結合媒体（例えば接着剤）によって、一時的キャリア５に結合する。一時的キャリア５は、成長基板９を剥離するための十分な安定性が提供されるように選択する。
【００４４】
次の方法ステップ（図４Ｃ）において、半導体ボディ１から、例えばレーザリフトオフ法によって、成長基板９を剥離する。これと同時に、または後のステップにおいて、それまで成長基板９が存在していた側のｎ型導電領域１２の面に、粗面化部１５を形成することができる。粗面化部は、例えば、エッチング（例えば高温のＫＯＨを使用する）によって形成される。
【００４５】
さらなる方法ステップ（図４Ｄ）において、半導体ボディ１に、結合媒体４によってキャリア３を結合する。
【００４６】
最後の方法ステップ（図４Ｅ）において、一時的キャリア５を除去し、ウェハアセンブリを個々の発光ダイオードチップに分割することができる。
【００４７】
次に、本発明の発光ダイオードチップの代替の製造方法について、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅを参照しながら説明する。
【００４８】
製造方法のこのバリエーションにおいては、最初に、成長基板９と、ｎ型導電領域１２と、活性領域１３と、ｐ型導電領域１１とを備えた発光ダイオードチップ構造を形成する。この構造は、例えば、ウェハアセンブリの形とすることができる。この構造に、さらなる結合媒体６（この実施形態の場合には例えばはんだ）によって、一時的キャリア５を貼り付ける（図５Ａ）。
【００４９】
次の方法ステップ（図５Ｂ）において、成長基板を、例えばレーザリフトオフ法によって剥離し、一時的キャリア５とは反対側の、半導体ボディ１のｎ型導電領域１２の面に、粗面化部１５を形成する。
【００５０】
次の方法ステップ（図５Ｃ）において、この構造を、結合媒体４によってキャリア３に結合する。
【００５１】
次いで（図５Ｄ）、一時的キャリア５を除去する。
【００５２】
最後の方法ステップ（図５Ｅ）において、コンタクト領域２Ａ，２Ｂ、およびオプションとしてコンタクト層１４を形成することによって、電気的接触を形成し、個々の発光ダイオードチップに分離する。
【００５３】
次に、本発明の発光ダイオードチップのさらなる例示的な実施形態について、図６の概略断面図を参照しながら詳しく説明する。この発光ダイオードチップは、例えば図２の例示的な実施形態とは異なり、多数の半導体ボディ１を備えている。半導体ボディ１は、キャリア３の上に互いに隣り合うように配置されている。この場合、キャリア３の具体化は、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２、または図３のいずれかに示したように選択することができる。
【００５４】
この実施形態の場合、隣り合う半導体ボディ１は、互いに直列に接続されている。例えば、すべての半導体ボディ１が直列に接続されている。これを目的として、隣り合う半導体ボディのコンタクト領域２ａ，２ｂ（互いに逆の導電型に対応する）が、接続層２１によって互いに導電接続されている。接続層２１は、例えば、金属または透明導電性酸化物からなる。例えば、接続層２１はコンタクト領域２ａ，２ｂと同じ材料から形成されている。
【００５５】
それぞれの半導体ボディがその活性領域１３において接続層２１によって短絡することがないように、半導体ボディと接続層との間それぞれにパッシベーション層２０が設けられている。パッシベーション層２０は、例えば、二酸化ケイ素の層によって形成することができる。
【００５６】
このようにすることで、多数のピクセルを有する発光ダイオードチップを製造することができる。この実施形態の場合、本発光ダイオードチップは、例えば８Ｖ以上の電圧で動作することのできる高電圧発光ダイオードチップを形成する。
【００５７】
[関連出願]
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１００３６１８０．１号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【００５８】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月30日(2013.4.30)
【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】
発光ダイオードチップであって、
−  放射生成活性領域（１３）を備えた半導体ボディ（１）と、
−  前記活性領域（１３）との電気的接触を形成するための少なくとも２つのコンタクト領域（２ａ，２ｂ）と、
−  キャリア（３）と、
−  前記キャリア（３）と前記半導体ボディ（１）との間に配置されている結合媒体（４）と、
を備えており、
−  前記半導体ボディ（１）が、前記キャリア（３）の側の外面に粗面化部（１５）を備えており、
−  前記半導体ボディ（１）が、前記結合媒体（４）によって前記キャリア（３）に機械的に結合されており、
−  前記結合媒体（４）が、局所的に前記半導体ボディ（１）および前記キャリア（３）に直接接触しており、
−  前記少なくとも２つのコンタクト領域（２ａ，２ｂ）が、前記キャリア（３）とは反対側の前記半導体ボディ（１）の上面に配置されており、
−  前記結合媒体（４）が電気的絶縁性の接着剤であり、
−  前記結合媒体（４）が放射に対して透過性であり、
−  前記半導体ボディ（１）が、局所的に前記キャリア（３）に直接接触しており、
−  前記粗面化部（１５）が、凸部（１５ｂ）および凹部（１５ａ）を備えており、前記結合媒体（４）が、前記凹部（１５ａ）の中に少なくとも局所的に配置されおり、前記凸部（１５ｂ）の先端部には少なくとも局所的に前記結合媒体（４）が存在しない、
発光ダイオードチップ。
【請求項２】
−  前記キャリア（３）が放射に対して透過性であり、
−  前記半導体ボディ（１）の側の前記キャリア（３）の上面が、サファイアのａ面であり、
−  前記結合媒体（４）が電気的絶縁性の接着剤であり、
−  前記結合媒体（４）が放射に対して透過性であり、
−  前記半導体ボディ（１）が、局所的に前記キャリア（３）に直接接触しており、
−  前記粗面化部（１５）が、凸部（１５ｂ）および凹部（１５ａ）を備えており、前記結合媒体（４）が、前記凹部（１５ａ）の中に少なくとも局所的に配置されおり、前記凸部（１５ｂ）の先端部には少なくとも局所的に前記結合媒体（４）が存在しない、
請求項１に記載の発光ダイオードチップ。
【請求項３】
前記凸部（１５ｂ）の先端部は、前記キャリア（３）に直接接触している、
請求項１に記載の発光ダイオードチップ。
【請求項４】
前記キャリア（３）が放射に対して透過性である、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項５】
前記半導体ボディ（１）の側の前記キャリア（３）の前記上面が、サファイアのａ面である、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項６】
前記キャリア（３）が放射に対して反射性である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項７】
前記キャリア（３）が、前記半導体ボディ（１）の側の上面に、前記活性領域（１３）において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている反射層（３１）を備えている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項８】
前記キャリア（３）が、金属材料を使用して形成されている、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項９】
前記キャリア（３）が、放射に対して散乱性であるように形成されている、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１０】
前記キャリア（３）が、セラミック材料を使用して形成されている、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１１】
前記キャリア（３）の前記外面のうち前記半導体ボディ（１）によって覆われていない領域が、放射に対して反射性のさらなる層（７）によって覆われており、放射に対して反射性の前記さらなる層（７）が、前記活性領域（１３）において生成される電磁放射を反射する目的で反射性として形成されている、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１２】
少なくとも２つの半導体ボディ（１）を備えており、前記半導体ボディ（１）それぞれが放射生成活性領域（１３）を備えており、前記半導体ボディ（１）が、互いに並列に、もしくは互いに直列に、またはその混合型として接続されている、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【請求項１３】
前記半導体ボディ（１）のうち前記キャリア（３）に面している側が、ｎ型導電性半導体材料を備えており、少なくとも１つのスルーコンタクト（８）が、前記キャリア（３）とは反対側の面、前記少なくとも２つのコンタクト領域の一方（２ｂ）から、前記活性領域（１３）を貫いて前記ｎ型導電性半導体材料（１２）まで延在している、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の発光ダイオードチップ。
【国際調査報告】
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