(57)【要約】【課題】有機材料に対する必要性を取り除く。【解決手段】当該装置は、ｎ型領域４４、４９とｐ型領域４６との間に配された発光層４８を有する半導体構造を含んでいる。前記半導体構造は、窓層４０と光指向構造４４との間に配されている。前記光指向構造は、前記窓層に向かって光を指向するように構成されており、適切な光指向構造の例は、多孔性半導体層及びフォトニック結晶を含む。ｎ型コンタクト５８、６４は、前記ｎ型領域に対する電気的に接続されており、ｐ型コンタクト６０、６２は前記ｐ型領域に電気的に接続されている。ｐ型コンタクトは、前記半導体構造内に形成される開口５４内に配されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型領域とｐ型領域との間に配される発光層を有する半導体構造と、
窓層と、
前記窓層に向かって光を指向する光指向構造と、
前記ｎ型領域に電気的に接続されているｎ型コンタクト及び前記ｐ型領域に電気的に接続されているｐ型コンタクトと、
を有する装置であって、前記半導体構造は、前記窓層と前記光指向構造との間に配されており、前記光指向構造は、前記ｎ型領域の表面上に配されており、前記ｐ型コンタクトは前記半導体構造内に形成される開口内に配されている、装置。
【請求項２】
前記ｐ型領域と前記窓層との間に配された少なくとも１つの透明なボンディング層を更に有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ボンディング層は、導電性のものであり、前記ｐ型領域に直接的に接続されていると共に、透明な伝導性の酸化物、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛及びルテニウム酸化物のうちの１つである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ｐ型領域と前記窓層との間に配されている全ての層の組み合わせた厚さが、２μｍ未満である、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記ｐ型コンタクトが、前記ボンディング層を露出させるように前記半導体構造を通してエッチングされた開口内の前記ボンディング層上に配されている、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの透明なボンディング層は、前記ｐ型領域に直接的に接続されている透明な伝導性酸化物であり、当該装置は、前記少なくとも１つの透明なボンディング層と前記窓層との間に配されている付加的な透明なボンディング層を更に有する、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記付加的な透明なボンディング層内に配されている波長変換材料を更に有する請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記付加的な透明なボンディング層と前記少なくとも１つの透明ボンディング層との間の界面が、光を散乱させる、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記付加的な透明なボンディング層は、透明な伝導性酸化物、非伝導性ガラス材料、誘電性材料、窒化ケイ素、ＩＴＯ、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、有機材料、ベンゾシクロブテン、スピンオンガラス及びシリコーンのうちの１つである、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記窓層と前記ｐ型領域との間のボンディングは、実質的に有機材料を有していない、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記窓層が、光学フィルタ、サファイア及びガラスのうちの１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記窓層は、前記発光層によって発される光を吸収して異なる波長の光を発する波長変換材料を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記波長変換材料は、セラミック層内に配されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記光指向構造は、前記ｎ型領域の表面内に形成されるフォトニック結晶と多孔性半導体層とのうちの１つを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記発光層がＩＩＩ族窒化物層である、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓層及び光指向構造を含む半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、参照によって本願明細書に引用される米国特許番号７，２５６，４８３号において更に詳細に記載されている薄膜フリップチップ半導体発光装置を示している。ここで使用されているように、「ＧａＮ」という語は、如何なるＩＩＩ族Ｎ材料も表し得る。
【０００３】
図１の ＬＥＤは、成長基板上で成長される。典型的には、比較的厚い（約１―２ミクロン）アンドープ又はｎ型のＧａＮ層が、従来技術を使用しているサファイア成長 基板上で成長される。ＳｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＣＯＩ及びＺｎＯのような、他の基板も使用されることができる。ガリウム・リン化物（ＩＩＩ族Ｐ）ＬＥＤの場合、 成長基板は、典型的にはＧａＡｓ又はＧｅである。比較的厚いＧａＮ層は、典型的には、ｎ型クラッディング層及び活性層のための少欠陥構造を提供するよう に、低温核生成層と１つ以上の付加的な層とを含んでいる。次いで、１つ以上のｎ型クラッディング層１６が、厚いｎ型層上に形成され、活性層１８と、１つ以 上のクラッディング層及びｐ型コンタクト層を含む１つ以上のｐ型層２０とが、後続している。
【０００４】
様々な技術が、ｎ層への電気的なコンタクトを得るために使用されている。図１に 示されている装置のような、フリップチップの例において、ｐ型層及び活性層の一部は、メタライゼーションのためにｎ層を露出させるように、エッチング除去 される。このようにして、ｐ型コンタクト及びｎ型コンタクトは、当該チップの同じ側にあり、パッケージ基板コンタクトパッドに直接的に電気的に取り付けら れることができる。ｎ型金属コンタクトからの電流は、最初、前記ｎ層を通って横に流れる。対照的に、縦型射出（非フリップチップ）ＬＥＤにおいて、ｎ型コ ンタクトが、当該チップの一方の側に形成され、ｐ型コンタクトが、当該チップの他方の側に形成される。電気的絶縁基板が、埋設される（しばしばｎ型層であ る）伝導型層を露出させるために除去される。ｐ型又はｎ型コンタクトの一方への電気的コンタクトは、典型的には、ワイヤボンディング又は金属ブリッジに よって作られ、他方のコンタクトは、パッケージ基板コンタクトパッドに直接的にボンディングされる。
【０００５】
図１に 示されているフリップチップにおいて、ｎ型層を露出させるためのエッチングの後、ｎ型及びｐ型コンタクト金属５０及び２４が、形成される。ｎ及びｐ型コン タクト５０及び２４は、これらのコンタクトの光学特性を保護するために、ボンディング金属、拡散バリヤ又は他の層を含んでいても良い。ｐ型メタライゼー ション２４は、前記活性層によって発される光に対して高い反射性を有し得る。前記コンタクトが形成された後、装置のウェハは、個々の装置にダイシングされ ることができる。
【０００６】
このメタライゼーション層は、次いで、パッケージ基板１２上の金属コンタクトパッド２２にボンディングされる。このボンディング技術は、超音波溶接によってボンディングされるＡｕスタッドバンプアレイ、はんだ、熱圧着、又は相互拡散であり得る。
【０００７】
パッケージ基板１２は、金コンタクトパッド２２がバイア２８及び／又は金属トレースを使用してはんだ付け可能な電極２６に接続されて、電気的絶縁材料 ＡｌＮから形成されることができる。代替的には、陽極処理されたＡｌＳｉＣのように、短絡を防止するために不活性化される場合、パッケージ基板１２は、伝 導性材料から形成されることができる。パッケージ基板１２は、ヒートシンクとして振る舞うか又は熱をより大きいヒートシンクに伝導するように熱伝導性であ り得る。最後に、前記ＬＥＤは、取り付けられるレンズキャップを有している、（白色光を作成するために青色又は紫外線光を変換するための）蛍光体によって 被覆されている又は更に処理され、前記パッケージは、特定の用途に適切である場合、プリント回路基板にはんだ付けされても良い。
【０００８】
ＬＥＤにわたる熱勾配を低下させる、力学的な強度を取付部に付加する及び汚染物質がＬＥＤ材料に接触するのを防止するように、アンダーフィル材料５２が前記ＬＥＤの下の空隙内に堆積されることができる。
【０００９】
前記装置を前記パッケージ基板にボンディングした後、前記成長基板は、前記基板材料に適切な技術（例えば、レーザーリフトオフ、エッチング又はラッピン グ）によって除去される。前記基板を除去することによって露出される半導体構造は、薄くされることができ、次いで、オプションとして粗くされる又はパター ニングされることができる。蛍光体材料は、前記ＬＥＤのダイ上に堆積されることができる。例えば、セラミック蛍光体厚板が、有機接着剤によって前記ＬＥＤ のダイに取り付けられても良い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１に示されている装置において、ウェハが個々の装置にダイシングされた後、多くの製作ステップが実施される。有機材料が、例えば、アンダーフィルとして又はセラミック蛍光体を取り付けるために、当該装置内に含まれ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施例による装置は、ほとんどのステップが、前記ウェハが個々の装置にダイシングされる前にウェハレベルにおいて行われる工程によって、作製される。この作製工程は、有機材料に対する必要性を取り除くことができる。
【００１２】
本発明の実施例によれば、装置は、ｎ型領域とｐ型領域との間に配された発光層を有する半導体構造を含んでいる。前記半導体構造は、窓層と光指向構造との間に配される。前記光指向構造は、前記窓層に向かって光を指向するように構成され、適切な光指向構造の例は、多孔性半導体層及びフォトニック結晶を含む。ｎ型コンタクトは、ｎ型領域に電気的に接続されており、ｐ型コンタクトは、ｐ型領域に電気的に接続されている。ｐ型コンタクトは、前記半導体構造内に形成されている開口内に配されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】薄い薄膜フリップチップ半導体発光装置の断面図である。
【図２】装置の一部の断面図であり、成長基板上に成長されている半導体構造を含んでいる。
【図３】前記ボンディング層及び半導体構造を通るトレンチをエッチングした後の図２の構造の断面図である。
【図４】半導体発光装置の窓層へのボンディングを示している。
【図５】前記成長基板を除去して多孔性領域を形成した後の、図４から得られるボンディング構造を示している。
【図６】マウントに接続されている半導体発光装置を示している。
【図７】金属及び誘電層のスタック上に形成される広領域コンタクトを備える半導体発光装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の幾つかの実施例において、薄膜フリップチップ半導体発光素子は、ダイレベルというよりはむしろ、一連のウェハレベルのステップにおいて作製される。ウェハレベルの作製は、ダイレベルの作製よりも信頼でき、かつ、時間のかからないものであることができる。更に、本発明の実施例は、有機材料を必要としない。有機材料の除去は、黄変のような、有機材料に関連する問題を取り除き、前記装置が作製されることができる又は動作されることができる温度を高くすることができる。
【００１５】
図２乃至５は、本発明の実施例による装置の作製を示している。図２において、半導体構造３２は、適切な成長基板３０（しばしば、ＧａＮ、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＣ）上で成長されている。半導体構造３２は、ｎ型領域とｐ型領域の間に挟まれている発光又は活性領域を含んでいる。ｎ型領域は、典型的には、ｐ型領域の前に前記成長基板上に成長されている。
【００１６】
前記ｎ型領域は、様々な組成及びドーパント濃度の複数の層を含むことができ、例えば、準備層（例えばｎ型であるか又は意図的にドーピングされていないものであり得る核生成層又はバッファ層）と、前記成長基板の後の剥離を容易にするように又は前記成長基板の除去の後の半導体構造の薄層化を容易にするように設計された剥離層と、特に前記発光領域が効率的に発光するのに望ましい光学又は電気的特性のために設計されているｎ型又はｐ型装置層とを含むことができる。
【００１７】
前記発光領域は、前記ｎ型領域上で成長される。適切な発光領域の例は、単一の厚い又は薄い発光層と、障壁層によって分離される複数の薄い又は厚い量子井戸発光層を含む複数の量子井戸発光領域とを含む。例えば、複数の量子井戸発光領域は、ＧａＮ又はＩｎＧａＮ障壁によって分離されている複数のＩｎＧａＮ発光層を含み得る。当該装置内の１つ以上の発光層は、（例えば、Ｓｉを）ドーピングされていても良く、又は（複数の）発光層は、意図的にドーピングされていなくても良い。
【００１８】
前記ｐ型領域は、発光領域上で成長される。前記ｎ型領域のように、前記ｐ型領域は、異なる組成、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含んでいても良く、意図的にドーピングされていない又はｎ型の層を含む。
【００１９】
導電性ボンディング層３４は、従来の薄膜堆積技術（例えば、真空蒸着、スパッタリング及び電子ビーム堆積であり、大気中でのアニールが後続し得る）を使用することによって、半導体構造３２の上部層（一般的は、ｐ型領域）上に形成される。導電性ボンディング層３４に適した材料は、前記半導体構造の発光層によって発される波長において最小限に光学的に吸収するものであり、当該装置の直列抵抗を著しく上昇させないように十分な伝導性を有し、半導体構造３２の上部層とオーミックコンタクトを形成する。適切な材料は、例えば、透明な伝導性酸化物（例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛及び酸化ルテニウム）を含む。ボンディング層３４は、例えば、幾つかの実施例においては２００ｎｍと１μｍとの間の厚さであり、幾つかの実施例においては約５００ｎｍの厚さである。幾つかの実施例において、ボンディング層３４は、厚く、透明な、伝導性の層（例えば、スピンオン法又はソル―ゲル材料）である。幾つかの実施例において、ボンディング層３４は、半導体構造３２又は窓層４０の屈折率に近い屈折率を有する。何らかのボンディング層の反射率が低い実施例において、電力の伝送は、高屈折率の材料と低屈折率の材料との間の界面のランダムな又はパターニングされた構造によって改善されることができる。
【００２０】
１つ以上のトレンチ３６が、図３に示されているように、ボンディング層３４及び半導体構造３２を通って、完全に又は部分的に成長基板３０まで、エッチングされる。トレンチ３６は、個々の装置の境界を規定することができる。トレンチ３４は、従来のパターニング及びエッチングステップによって形成される。
【００２１】
図４において、図３に示されている構造は、窓層にボンディングされる。窓層４０は、例えば、所望の色（例えば、信号灯のための琥珀色）を提供するようにスペクトルを変更するために、波長変換構造（例えば、セラミック蛍光体）、適切な透明基板又は担体（例えば、サファイア又はガラス層）又はフィルタ（例えば、分散ブラッグ反射体であり得る。セラミック蛍光体は、参照によって本明細書に引用されたものとする米国特許第７，３６１，９３８号において詳細に記載されている。窓層４０は、好ましくは、前記成長基板が除去された後、前記窓層／半導体構造の組み合わせのウェハレベルの取扱いを可能にするのに十分な厚さである。窓層４０は、幾つかの実施例においては８０μｍと１ｍｍとの間の厚さであり、幾つかの実施例においては１００μｍと５００μｍとの間の厚さであり、幾つかの実施例において１００μｍと２００μｍとの間の厚さであり得る。
【００２２】
伝導性ボンディング層３４及び窓層４０が、ボンディングに適していない場合、ボンディングの前に、透明ボンディング層３８が、窓層４０又は伝導性ボンディング層３４上に形成される。ボンディング層３８は、ボンディング層３４と同じ材料であっても良いが、同じ材料である必要はない。ボンディング層３８は、透明伝導性酸化物、非伝導性ガラス材料又は他の誘電性の材料（例えば、窒化ケイ素）であり得る。例えば、ボンディング層３８は、２００ｎｍと１μｍとの間の厚さを有する（しばしば、約５００ｎｍの厚さを有する）ＩＴＯ層、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸又は他のガラス様の層であり得る。代替的には、ボンディング層３８は、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、スピンオンガラス又はシリコーンのような、透明な有機材料であり得る。蛍光体のような、波長変換材料が、ボンディング層３８内に配されることができる。例えば、赤色発光蛍光体は、ボンディング層３８内に配されることができ、セリウム添加イットリウムアルミニウムガーネットのような、黄色又は緑色発光蛍光体は、窓層４０内又は窓層４０上に配されることができ、この結果、当該装置から発される複合光は、暖かい白色に見える。代替的には、蛍光体の混合物が、所望のスペクトルを提供するように、シリコーンボンディング層３８内に配されることができる。このような装置において、窓層４０は、透明であることができる。幾つかの実施例において、ボンディング層３８はパターン化される又は粗くされ、当該装置からの光抽出を向上させることができる。他の適切なボンディング材料は、参照により本明細書に引用されたものとする"Bonding an Optical Element to a Light Emitting Device"なる名称における米国特許出願第２００６―０１０５４７８号に記載されている。幾つかの実施例において、ボンディング層３８は、非常に薄く、例えば、何十オングストロームのオーダの厚さである。このようなボンディング層３８は、伝導性ボンディング層３４若しくは窓層４０か、又は両方の層かの何れかのための表面改質剤として働き得る。このボンディング層は、堆積されている透明なものであり得て、又は前記層の両方を一緒にボンディングすると共に透明になるように化学的に反応される非透明層であっても良い。好適な薄いボンディング層の例は、ＩＴＯボンディング層３４及び薄いシリコン酸化物ボンディング層３８にボンディングするように熱的に拡散されることができる又は酸化物対酸化物（oxide-to-oxide）ボンディング技術を使用してボンディングされることができる薄い金属層であり得る。
【００２３】
ボンディング層３４及び３８は、図４の矢印４２で示されているように、例えば、陽極ボンディング、親水性表面のプラズマ形成による直接的なボンディング又は中間のボンディング層の使用によるボンディングによって、ボンディングされる。
【００２４】
成長基板３０は、図５に示されているように、基板材料に適切な工程によって除去される。サファイア基板は、レーザーリフトオフによって除去されることができる。基板は、エッチング、グラインディング、又は犠牲層をエッチングによって除去するリフトオフによって除去されることができる。ｎ型領域の底面は、前記基板を取り除くことによって露出される。ｎ型領域は、望まれていない材料又は基板除去によって損傷を受ける材料を除去するために、例えば、光電気化学エッチングによって薄くされることができる。
【００２５】
発光層によって生成される光線は、およそ等方的に分配され、多くの光線は、半導体から前記ボンディング層内に漏出しない。これらの光線は、図５に示したように、半導体構造３２のｎ型領域の残存している厚さの一部を多孔性にすることによって再指向される。多孔性領域４４は、一般に、電気的に及び熱的に伝導性のものであり、後に形成されるｎ型コンタクトから離れて、窓層４０に向かって光を散乱させるように設計されている。この散乱の量は、多孔性層の厚さ及び多孔性によって決定される。前記多孔性層は、一般的には、０．５ミクロンと４０ミクロンとの間の厚さを有する。前記多孔性層は、５％と８０％との間の多孔性を有し得て、しばしば２０％と４０％との間の多孔性を有し得る。この多孔性は、下限においては、光を散乱させるための多孔性層の機能によって制限されており、上限においては、当該多孔性層の抵抗率及び機械的安定性によって制限されている。適切な多孔性は、多孔性領域の厚さに関連付けられ得る。同一量の散乱を提供するために、厚い多孔性領域は、薄い多孔性領域よりも多孔性ではなくても良い。多孔性層によって反射される及び散乱される光線は、表面に対して垂直に指向されている最大輝度を有するランバート放射パターンを有する。
【００２６】
多孔性層４４は、２つのステップの工程によって形成されることができる。最初のステップにおいて、前記孔は、電気化学的な陽極のエッチングによって作成される。このステップにおいて、当該多孔性領域の深さが、決定される。２番目のステップにおいて、孔は、所望の多孔性に到達するまで、光化学的な陽極のエッチングによって拡大される。多孔性層は、以下のように形成されることができる：前記ウェハは、例えば、銀ペーストによって銅板に接続される。テフロンのような材料は、多孔性にされるべきウェハの一部を分離する。このウェハは、標準的な電気化学セル内の作用電極として、０．５ＭのＨ２ＳＯ４のような、適切な電解液に晒され、基準及びプラチナカウンター電極としての飽和カロメル電極（ＳＣＥ）を備えている。このセルは、ポテンショスタットによって制御される。強い正電位の印加（１５ＶのＳＣＥ）は、数ミクロンオーダの間隔において、表面欠陥におけるサブミクロンのピットのエッチングをもたらす。これらのピットは、トンネルのような構造の副次的表面ネットワークのエッチングの開始点として働く。このエッチングは、主に、前記ネットワークがより深く成長するが、前記トンネルが拡大しない及び合併しないように、前記トンネルの端部において行われる。エッチング液、バイアス電圧及び基板ドーピングが、孔の密度及び大きさに影響するが、除去される材料の量は、主に時間積分された電流密度の関数である。
【００２７】
光化学的な陽極エッチングの第２のステップの一例において、前記電気化学的にエッチングされたウェハは、２ＶのＳＣＥの印加された正電位の下で、キセノンランプからのサブバンドギャップ光の５０ｍＷ／ｃｍ２を使用してＨ２Ｏ：Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２電解液に晒される。この印加されている電位は、上述の陽極エッチングプロセスが生じるには低過ぎであり、前記サブバンドギャップ光は、電解質半導体インターフェースにおいて吸収されるのみであり、従って、主要な効果は、ステップ１において規定される層の多孔性を増大させることである。多孔性の度合いは、光輝度、腐食液濃度及び基板パラメータの関数である時間積分された電流密度によって決定される。Ｓｉ、ＧａＮ、ＳｉＣ及びＧａＰのような、如何なる適切な半導体材料も、上述の工程によって多孔性にされることができる。ＧａＰ及びＧａＮのような二元材料は、多孔性領域に対する魅力的な候補であるが、三元及び四元のＩＩＩ族リン化物及びＩＩＩ族窒化物材料も、多孔性にされることができる。半導体材料内の伝導率の種類及びドーパント濃度は、例えば、形成される孔の大きさ及び間隔に影響を与えることによって、前記多孔性層の特性に影響を与え得る。幾つかの実施例において、前記多孔性領域は、ゼロ（意図的にドーピングされていない）と１０１９ｃｍ−３との間のドーパント濃度によってドーピングされているｎ型ＧａＮ層から形成される。
【００２８】
窓層４０に向かって光を再指向する如何なる構造も、多孔性領域４４と置換されても良い。例えば、多孔性にされるよりはむしろ、前記基板を除去することによって露出されるｎ型領域の表面は、粗くされる又は（例えば、フォトニック結晶構造によって）テキスチャ化されることができる。代替的には、多孔性領域４４は、反射金属又はコーティングのような、反射材料と置き換えられても良い。
【００２９】
ボンディング層３４を露出させる１つ以上の開口は、半導体構造を通ってエッチングされ、次いで、コンタクトが形成され、前記ウェハは、個々の装置に切り離される。完成した装置は、マウントに取り付けられており、図６に示されている。開口５４は、伝導性ボンディング層３４を露出させるように、多孔性領域４４、無孔ｎ型領域４９、発光領域４８及びｐ型領域４６を通してエッチングされる。伝導性ボンディング層３４は、ｐ型領域への電気的コンタクトとして働く。ｎ型コンタクト金属５８は、多孔性領域４４の残部上に形成され、ｐ型コンタクト金属６０は、伝導性ボンディング層３４の露出部上に形成される。ｎ型及びｐ型コンタクト金属５８及び６０は、誘電層５６によって電気的に絶縁されることができる。
【００３０】
当該装置は、何らかの適切な表面に取り付けられることができる。図６に示されている装置は、マウント１２上に取り付けられており、図１に付随する背景技術の段落の文章において上述されているパッケージ基板と類似のものであり得る。ｎ型及びｐ型の相互接続部６４及び６２は、当該装置上のｎ型及びｐ型コンタクト５８及び６０をマウント１２上のコンタクト２２に接続している。マウント１２上の上側コンタクト２２は、例えば、伝導性の柱２８によって底側コンタクト２６に接続されている。相互接続部は、例えば、元素金属、はんだ、金属合金、半導体―金属合金、熱的に及び電気的に伝導性のペースト又は化合物（例えば、エポキシ）、異なる金属（例えば、Pd-In-Pd）又はＡｕスタッドバンプ間の共晶接合であっても良い。
【００３１】
本発明の実施例による装置は、幾つかの有利な点を有し得る。背景技術の段落及び図１に記載した装置において、多くの作成ステップは、ダイレベルのステップであり、即ち、これらは、ウェハを個々の装置にダイシングした後に実行される。例えば、前記装置をパッケージ基板に取り付けるステップ、前記装置をアンダーフィルするステップ、前記成長基板を除去するステップ、露出された半導体表面をテキスチャリングする又は薄くするステップ、及び前記装置の上に蛍光体材料を位置させるステップは、ダイレベルのステップである。各ダイを前記パッケージ基板上に正確に配するステップ、及び正確な量のアンダーフィルを適当な場所に分配するステップのような、ダイレベルのステップは、時間がかかり、制御するのに難しいものであり得る。本発明の幾つかの実施例において、ほとんど全ての作製ステップは、ウェハレベルのステップであり、ダイレベルのステップではない。ウェハレベルステップは、ダイレベルのステップよりも時間がかからず、制御し易いものであることができる。
【００３２】
背景技術の段落に記載されている装置は、例えば、基板の除去の間、ＬＥＤダイを支持するアンダーフィルとして、又はセラミック蛍光体ｒｆ層を前記装置に取り付ける接着剤として、有機材料を含み得る。有機材料は、熱及び光に晒された場合に分解し得て、前記装置が動作されることができる温度を制限する、又は前記装置から発される光の色点を望ましくなく変化させるので、問題がある。本発明の実施例による装置は、有機アンダーフィル材料又は接着剤を必要としない。
【００３３】
更に、セラミック蛍光体を、背景技術の段落に記載した装置内のＬＥＤダイに取り付ける有機接着材層は、１０―１５μｍ程度の厚さであり得る。この厚い接着剤は、著しい量の光を、前記装置の上部（光が当該装置を出るのに好ましい表面である）よりもむしろ前記装置の側部から外方に指向し得る。過剰な側光は、前記装置を出る光の色の均一性及び色点に悪影響を与え得る。本発明の実施例において、前記ＬＥＤダイと前記窓層との間のボンディングは、１μｍ程度の厚さであり、前記装置から発される側光の量を大幅に減らすことができる。更に、ＩＴＯのような幾つかのボンディング材料は、セラミック蛍光体窓層内に生成される熱を、有機接着剤が熱を伝導するよりも効率的に、前記ＬＥＤダイを介して前記取り付け表面に伝導することができる。
【００３４】
上述の背景技術の段落に記載されている装置において、前記パッケージ基板は、基板除去の間、当該半導体装置への損傷を防止するのに必要である。窓層４０が前記成長基板の除去の間及びこの除去の後に、前記半導体構造に対する力学的な支持を提供しているので、パッケージ基板又は他のマウントは、必要とされない。図７は、パッケージ基板を有さない装置を示している。前記半導体構造上に形成されるｎ型及びｐ型コンタクト５８及び６０は、１つ以上の誘電性の層５６及び６６、ボンディング金属層６３及び６５及び伝導性の相互接続部６２及び６４によって、広い領域のコンタクト６８及び７０に再配布される。誘電層５６及び６６は、例えば、ＳｉＮｘであり得る。相互接続部６２及び６４は、図６に関する文章において上述された。ボンディング金属層６３及び６５は、例えば、Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ合金であり得る。広い領域のコンタクト６８及び７０は、例えば、金であり得る。
【００３５】
図１に示されている装置において、ｐ型領域２０は、活性領域１８と反射性ｐ型コンタクト２４との間に配されており、薄く、望ましくないキャビティ共振を導入することによって前記装置の効率を低下させ得る。本発明の実施例において、無孔性ｎ型領域はｐ型領域２０よりも厚く、従って、如何なるキャビティ共振も生成されない。キャビティ共振の除去又は減少は、活性領域と反射コンタクトとの間の半導体の厚さに対する制限を緩和することができ、活性領域が、より厚く成長される、より厚い層を有する又はより多くの層を有することを可能にする。
【００３６】
幾つかの実施例において、セラミック蛍光体窓層４０は、ボンディングの前に半導体ウェハに対して色整合される。特定のセラミック蛍光体窓層／半導体ウェハの組み合わせによって発される光の色点は、この窓層の前記半導体ウェハに対するボンディングの前又は後に、前記セラミック蛍光体のレーザートリミングによって調整されることができる。
【００３７】
本発明を詳細に記載したが、当業者であれば、本明細書を参照することにより、本明細書に記載されている本発明の概念の精神を逸脱することなく、本発明に対する変形がなされることができることを認識するであろう。従って、本発明の範囲は、示されている及び記載されている特定の実施例に限定されるものではない。
【図１】
2015084451.tif 000003
【図２】
2015084451.tif 000004
【図３】
2015084451.tif 000005
【図４】
2015084451.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月22日(2015.1.22)
【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】
ｎ型領域とｐ型領域との間に配される発光層を有する半導体構造と、
窓層と、
前記窓層に向かって光を指向する光指向構造と、
前記ｎ型領域に電気的に接続されているｎ型コンタクト及び前記ｐ型領域に電気的に接続されているｐ型コンタクトと、
を有する装置であって、
前記半導体構造は、前記窓層と前記光指向構造との間に配されており、
前記光指向構造は、前記ｎ型領域の一部を多孔性にすることによって形成され、
前記ｐ型コンタクトは前記半導体構造内に形成される開口内に配されている、装置。
【請求項２】
前記ｎ型領域の多孔性は、電気化学的な陽極エッチング後、光化学的な陽極エッチングによって形成される、請求項１に記載の装置。
【外国語明細書】
2015084451000001.pdf