(57)【要約】      （修正有）【課題】ｐ型領域の頂部とｎ型領域の頂部との間の高低差を補償する、厚いコンタクトを必要としないフリップチップ型半導体発光デバイスを提供する。【解決手段】デバイスは、ｎ型領域２２とｐ型領域２６との間に配置された発光層２４を有する半導体構造を含む。該半導体構造は、ｎコンタクト領域２３及びｐコンタクト領域２５を含む。ｎコンタクト領域の断面は、発光層及びｐ型領域の部分が除去されてｎ型領域が露出された複数の第１の領域を有する。複数の第１の領域は、発光層及びｐ型領域が当該デバイス内に残存する複数の第２の領域によって離隔される。当該デバイスは更に、ｐコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第１の金属コンタクト４０と、ｎコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第２の金属コンタクト３８とを含む。第２の金属コンタクトは、ｎコンタクト領域の第２の領域のうちの少なくとも１つと電気的に接触する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスであって：
半導体構造であり：
ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層と、
ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域であり、該ｎコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記ｐ型領域の部分が除去されて前記ｎ型領域が露出された複数の第１の領域を有し、該複数の第１の領域は、前記発光層及び前記ｐ型領域が当該デバイス内に残存する複数の第２の領域によって離隔されている、ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域と、
前記ｎコンタクト領域と前記ｐコンタクト領域との間に配置された溝と、
を有する半導体構造；
前記ｐコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第１の金属コンタクト；及び
前記ｎコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第２の金属コンタクト；
を有し、
前記第２の金属コンタクトは、前記ｎコンタクト領域の前記複数の第２の領域のうちの少なくとも１つと電気的に接触している、
デバイス。
【請求項２】
前記溝は、前記第１の金属コンタクトを前記第２の金属コンタクトから電気的に分離している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記複数の第１の領域は、前記半導体構造内に形成された複数の孔を有し、該孔の幅は１μｍと５μｍとの間である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
最も近く隣接し合う前記孔の中心同士は４μｍと８μｍとの間の間隔で離隔されている、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記複数の第２の領域は半導体材料の複数のポストを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ポストの幅は１μｍと５μｍとの間である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第２の金属コンタクトの断面は、複数の谷部によって離隔された複数の丘部を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記溝の側壁に配置された絶縁層、を更に有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層を有する半導体構造をエッチングする工程であり：
ｎコンタクト領域であり、該ｎコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記ｐ型領域の部分が除去されて前記ｎ型領域が露出された複数の第１の領域を有し、該複数の第１の領域は、前記発光層及び前記ｐ型領域がデバイス内に残存する複数の第２の領域によって離隔される、ｎコンタクト領域と、
前記ｎコンタクト領域とｐコンタクト領域との間に配置されたトレンチと
を形成する、エッチングする工程；
前記ｐコンタクト領域上に第１の金属コンタクトを形成する工程；及び
前記ｎコンタクト領域上に第２の金属コンタクトを形成する工程；
を有し、
前記第２の金属コンタクトは、前記ｎコンタクト領域の前記複数の第２の領域のうちの少なくとも１つと電気的に接触される、
方法。
【請求項１０】
前記第１の金属コンタクト上に複数の金属突起を形成する工程、を更に有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記半導体構造をマウントに接合する工程を更に有し、該接合する工程は、前記複数の金属突起をつぶして、つぶされた突起が前記半導体構造を前記マウントに電気的且つ機械的に接続するようにすることを有し、前記金属突起は接合中に固相のままである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の金属突起は、１５０ＧＰａ未満のヤング率を有する金属を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の金属突起の各々は、１μｍと５μｍとの間の幅を有し、且つ１μｍと５μｍとの間の高さを有し、
最も近く隣接し合う前記突起は４μｍと８μｍとの間の間隔で離隔される、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記デバイスを絶縁層で被覆する工程；及び
前記絶縁層が前記トレンチの側壁に残存するように、前記絶縁層を前記ｎコンタクト領域及び前記ｐコンタクト領域から除去する工程；
を更に有する請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
デバイスであって：
半導体構造であり：
ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層と、
ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域であり、該ｎコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記ｐ型領域の部分が除去されて前記ｎ型領域が露出された複数の第１の領域を有し、該複数の第１の領域は、前記発光層及び前記ｐ型領域が当該デバイス内に残存する複数の第２の領域によって離隔されている、ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域と、
前記ｎコンタクト領域と前記ｐコンタクト領域との間に配置された溝と、
を有する半導体構造；
前記ｐ型領域上のコンタクト金属層であり、前記ｎコンタクト領域の前記第２の領域に残存する前記ｐ型領域及び前記ｐコンタクト領域に残存する前記ｐ型領域と同じパターンに形成されたコンタクト金属層；
前記ｐコンタクト領域内で前記コンタクト金属層上に形成された第１の金属コンタクト；及び
前記ｎコンタクト領域内で前記コンタクト金属層及び前記半導体構造の上に形成された第２の金属コンタクト；
を有し、
前記第２の金属コンタクトは、前記ｎコンタクト領域の前記複数の第２の領域のうちの少なくとも１つと電気的に接触している、
デバイス。
【請求項１６】
前記コンタクト金属層は、反射性金属層とその上の保護用金属層とを有する、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
デバイスであって：
半導体構造であり：
ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層と、
ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域であり、該ｎコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記ｐ型領域の部分が除去されて前記ｎ型領域が露出された複数の第１の領域を有し、該複数の第１の領域は、前記発光層及び前記ｐ型領域が当該デバイス内に残存する複数の第２の領域によって離隔されており、該複数の第２の領域は半導体材料のポストを有する、ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域と、
前記ｎコンタクト領域と前記ｐコンタクト領域との間に配置された溝と、
を有する半導体構造；
前記ｐコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第１の金属コンタクトであり、複数の第１のバンプを形成する第１の金属コンタクト；及び
前記ｎコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第２の金属コンタクトであり、前記ｎコンタクト領域の前記第２の領域に対応する複数の第２のバンプを有する第２の金属コンタクト；
を有し、
前記第２の金属コンタクトは、前記ｎコンタクト領域の前記複数の第２の領域のうちの少なくとも１つと電気的に接触しており、
前記複数の第１のバンプは、前記複数の第２のバンプと同じピッチを有する、
デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｐ型領域及び発光層を貫通してエッチングされた、ｎ型領域への複数の開口、を有する半導体構造の表面にｎ型コンタクトが配置された、フリップチップ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）、縦型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型層とを含んでいる。これらｎ型領域及びｐ型領域の上には、電気コンタクトが形成される。
【０００３】
特許文献１に、“ＬＥＤダイがサブマウントに接合（ボンディング）された後に、レーザリフトオフプロセスを用いて成長基板（例えば、サファイア）を除去するＬＥＤ構造の形成プロセス”が記載されている。ＬＥＤダイを支持するためにサブマウントとＬＥＤダイとの間にアンダーフィルを使用することを不要にするため、ＬＥＤダイの下面上に、実質的に同一平面内にあるアノード電極及びカソード電極が形成され、これら電極はＬＥＤ構造の背面の少なくとも８５％に及ぶようにされている。サブマウントは、対応するレイアウトで、実質的に同一平面内にあるアノード電極及びカソード電極を有する。
【０００４】
ＬＥＤダイ電極とサブマウント電極とが相互に接続され、それにより、ＬＥＤダイの実質的に全表面が電極及びサブマウントによって支持される。アンダーフィルは使用されていない。サブマウントへのＬＥＤの相互接続には、例えば、超音波若しくはサーモソニックによる金属−金属相互拡散（金−金、銅−銅、その他の延性金属、若しくはこれらの組み合わせ）、又は例えば金−錫、金−ゲルマニウム、錫−銀、錫−鉛、若しくはその他の類似の合金系などの様々な合金組成を用いた半田付けなど、異なる方法を用いることもできる。
【０００５】
ＬＥＤ構造の頂部を形成する成長基板は、その後、成長基板とＬＥＤ層との界面にある材料を除去（アブレーション）するレーザリフトオフプロセスを用いて、ＬＥＤ層から除去される。レーザリフトオフプロセス中に生成される極めて高い圧力は、電極及びサブマウントによるＬＥＤ層の大面積での支持のおかげで、ＬＥＤ層にダメージを与えない。その他の基板除去プロセスも使用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００９６１３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの目的は、ｐ型領域及び発光層を貫通してｎ型領域を露出させるようにエッチングされた複数の開口を用いて、半導体構造の表面にｎコンタクトを形成することである。一部の実施形態において、ｐ型領域の頂部とエッチングにより露出されるｎ型領域の頂部との間の高低差を補償する厚いコンタクトを必要とすることなく、半導体構造が十分に支持されるよう、これらの開口は十分に小さくされ、且つ互いに十分に近接して配置され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一部の実施形態において、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層を有する半導体構造を含む。該半導体構造は、ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域を含む。該ｎコンタクト領域の断面は、発光層及びｐ型領域の部分が除去されてｎ型領域が露出された複数の第１の領域を有する。該複数の第１の領域は、発光層及びｐ型領域が当該デバイス内に残存する複数の第２の領域によって離隔される。当該デバイスは更に、ｐコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第１の金属コンタクトと、ｎコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第２の金属コンタクトとを含む。第２の金属コンタクトは、ｎコンタクト領域の第２の領域のうちの少なくとも１つと電気的に接触する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】厚いｎコンタクトを有するフリップチップ半導体発光デバイスを示す断面図である。
【図２】ｎ型領域の一部を露出させるエッチングの後のＩＩＩ族窒化物半導体構造の一部を例示する図である。
【図３】厚い金属層の形成及びパターニングの後の図２の構造を例示する図である。
【図４】マウントに接合されたＩＩＩ族窒化物発光デバイスを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述の特許文献１に記載された大面積の金属コンタクトを有するデバイスにおいては、ＬＥＤダイ電極及びサブマウント電極の形状における僅かな差異を克服するために、接合中に大きい圧接力及び超音波パワーが必要とされ得る。強引な接合条件は、接合中にＬＥＤの半導体材料にダメージを生じさせ得る。強引な接合条件は、電極の大面積性に起因して、接合中のこれら電極における整合性の欠如（すなわち、変形及び崩れ）のために必要とされ得る。
【００１１】
１つの解決策が、“Compliant  Bonding  Structures  for  Semiconductor  Devices”なる米国特許出願第１２／３９７３９２号にて提案されている。なお、この文献をここに援用する。コンプライアント（適合性ある）接合構造がＬＥＤダイとマウントとの間に配設される。コンプライアント接合構造は、ＬＥＤダイ上、マウント上、又はＬＥＤダイとマウントとの双方の上に配設され得る。接合中、コンプライアント構造はつぶれて再流動（リフロー）し、強引な接合条件を必要とせず且つＬＥＤダイとマウントとの僅かな形状差を補償し得るような、堅牢な電気的、熱的且つ機械的な接続を生じさせる。
【００１２】
例えば上述の特許文献１及び米国特許出願第１２／３９７３９２号の構造などの、ｐコンタクト及びｎコンタクトの双方が半導体構造の同じ側に形成されるＩＩＩ族窒化物フリップチップデバイスは、埋め込まれたｎ型領域の一部を露出させるためにエッチングを必要とする。このようなデバイスを図１に例示する。ｎ型領域１２と発光領域１４とｐ型領域１６とを含んだ半導体構造が、成長基板１０上に成長されている。ｎ型領域の一部を露出させるために、発光領域１４とｐ型領域１６との一部がエッチング除去されている。デバイスをマウントに接合するための平面を形成するためには、ｐコンタクト１８が上に形成されるｐ型領域の表面とｎコンタクト２０が上に形成されるｎ型領域の表面との間の高さの差を補償する構造が含められねばならない。この高さ補償構造は、典型的に、双方のコンタクトを最上面へと再配線する誘電体／金属層スタック、又は図１に示すような厚い金属のｎコンタクト２０である。金属間誘電体層は、デバイスの製造を複雑化するとともに、絶縁破壊による電気短絡を生じさせ得る。ｐコンタクト表面と共平面になるように製造される厚い金属のｎコンタクトは、製造が困難且つ／或いは高コストとなり得る。
【００１３】
本発明の実施形態において、ｎ金属コンタクトが形成される領域で、半導体構造の部分がエッチングのために露出され、一群の小さい領域が保護される。保護された領域においては、発光層、ｐ型領域及びｐコンタクト金属が残存して、露出されたｎ型材料の領域によって囲まれた、ミクロンスケールの半導体アイランド（島）又は半導体バンプ（突起）を形成する。バンプは例えば、ｎコンタクト領域の１４％を占有するよう、中心−中心間隔８μｍで直径３μｍとし得る。ウエハ上にフォトレジストが塗布され、リソグラフィを用いて、ｎコンタクト及び半導体バンプの領域が開けられるとともに、ｐコンタクトの少なくとも一部が開けられる。例えばＡｌＮｉＴｉＡｕスタックなどの金属がレジスト上に蒸着され、リフトオフによってメタライゼーションがパターニングされる。エッチングされた領域を上記金属が覆ったｎコンタクトが形成されるとともに、ｐコンタクト領域を上記金属が覆った共平面のｐコンタクトが形成される。マウントへの接合中、共形（コンフォーマル）のコンタクトは、上述のようなコンプライアント（適合性ある）接合構造として作用し得る。一部の実施形態において、ｐコンタクトの領域内のフォトレジスト開口は、ｎコンタクトの領域内の半導体バンプ群と同様のパターンの複数のバンプ（突起）を形成する。ｐコンタクト領域及びｎコンタクト領域内のバンプ群は、プロセス中の調整を必要とせずに正確に共平面にされ、接合構造全体が適合性あるものになり得る。
【００１４】
図２及び３は、本発明の実施形態に係る構造の形成を例示している。
【００１５】
図２において、典型的にはサファイア又はＳｉＣであるが如何なる好適な成長基板ともし得る成長基板１０上に、ｎ型領域と、発光領域若しくは活性領域と、ｐ型領域とを含んだ半導体構造が成長される。先ず、ｎ型領域２２が基板１０上に成長される。ｎ型領域２２は、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。該複数の層は、例えば、ｎ型あるいは意図的にはドープされないものとし得るバッファ層若しくは核生成層などのプリパレーション層と、後の成長基板の除去（リリース）若しくは基板除去後の半導体構造の薄化を容易にするように設計されるリリース層と、発光領域が効率的に光を放射するのに望ましい特定の光学特性若しくは電気特性に合わせて設計されるｎ型若しくはｐ型のデバイス層とを含む。
【００１６】
発光領域又は活性領域２４がｎ型領域２２上に成長される。好適な発光領域の例には、単一の厚い、あるいは薄い発光層や、バリア層によって分離された複数の薄い、あるいは厚い量子井戸発光層を含んだマルチ量子井戸発光領域が含まれる。例えば、マルチ量子井戸発光領域は、１００Å以下の厚さを各々が有する複数のバリアによって分離された、２５Å以下の厚さを各々が有する複数の発光層を含み得る。一部の実施形態において、デバイス内の各発光層の厚さは５０Åより厚くされる。
【００１７】
ｐ型領域２６が発光領域２４上に成長される。ｎ型領域と同様に、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むことができ、意図的にはドープされていない層又はｎ型層を含んでいてもよい。
【００１８】
ｐ型領域２６上に、ｐコンタクトとして作用する１つ以上の金属３２が形成される。ｐコンタクト３２は例えば、ｐ型領域と直接的に接触した、あるいは近接した例えば銀などの反射性の金属と、保護材料とを含むことができ、しばしば、上記反射性の金属の上に形成された金属を含む。
【００１９】
その後、この構造がマスクされ且つエッチングされて、図２に示す構造が形成される。単一のエッチング工程にて、ｐ型領域２６と発光領域２４との一部が除去され、ｎ型領域２２の広い領域３０及び複数の一層狭い領域２８が露出される。図２は、広い領域３０を通る破線によって分離された、ｐコンタクト領域２５とｎコンタクト領域２３とを示している。理解されるように、図２には、完全なデバイスのｐコンタクト領域２５とｎコンタクト領域２３との一部のみが示されている。広い領域３０は、ｐコンタクトとｎコンタクトとを電気的に分離する。
【００２０】
広い領域３０の幅は、一部の実施形態において、例えば２０μｍと３０μｍとの間とし得る。コンプライアント金属接合構造が、図３を参照して後述するように、ｎ型領域及びｐ型領域の上に形成され得る。図４を参照して後述するように、このデバイスがマウントに接合されるとき、コンプライアント金属接合構造はつぶれて広がる。広い領域３０の２０μｍより狭い幅は、一部の実施形態において、ｎコンタクトとｐコンタクトとを電気的に分離するのに不十分となり得る。何故なら、コンプライアント接合構造は、接合中の変形後、広がっており、また、大容量のダイボンディングツールは典型的に、配置精度において１５μｍより大きい公差を有するからである。領域３０の幅が、バンプ群の広がりとダイボンディングツールの配置精度とを受け入れる。デバイスをマウントに接合した後、一部の実施形態において、成長基板が除去される。広い領域３０の３０μｍより広い幅は、一部の実施形態において、成長基板の除去中に半導体構造を支持するのに十分でなく、半導体構造へのクラッキング又はその他のダメージを生じさせ得る。３０μｍを超える間隙３０が望まれる場合には、アンダーフィルを付加してもよい。
【００２１】
一部の実施形態において、狭い領域２８は、半導体構造内に形成された、円形、正方形又はその他の好適な形状の孔である。ｐ型領域及び発光層の残存部分２７は、その中に上記孔が形成された連続的な領域を形成する。狭い領域２８は例えば、直径で１μｍと５μｍとの間とし得る。最も近く隣接し合う狭い領域の中心同士は、例えば、４μｍと８μｍとの間で離隔され得る。一例において、狭い領域２８は、６μｍの中心間距離で形成された直径３μｍの円形の孔である。孔の深さは、コンタクトを形成するのに適したｎ型領域内の層に到達するのに十分なものにされ、一例において約２μｍである。
【００２２】
一部の実施形態において、狭い領域群２８は、孔群ではなく、連続的な領域である。この連続的な領域内に、ｐ型領域及び発光層の残存部分からなる複数のポスト（柱）２７が配置される。ポスト２７は円形、正方形又はその他の好適形状とし得る。ポスト２７は例えば、直径で１μｍと５μｍとの間とし得る。最も近く隣接し合うポスト２７の中心同士は、例えば、４μｍと８μｍとの間で離隔され得る。一例において、ポスト２７は、円形で、直径３μｍで、６μｍの中心間距離で形成される。
【００２３】
図３に示した構造において、図２に示したデバイスの上に、例えば電気めっき又はスパッタリングによって、厚い金属が形成されている。この金属は、頂面とエッチングされた谷とを等しく被覆し、それほど多くではないが頂面及び谷の全てを電気的に接続するのに十分なだけ、この構造の側壁を被覆する。この厚い金属層の一部、例えば広い領域３０内及びコンタクトバンプ４０同士の間の部分が、例えばリフトオフによって除去される。ｎコンタクト領域２３内に残存する厚い金属層はｎコンタクト３８を形成する。厚い金属層は、図２に示した平坦でない凹凸面上に形成されたので、ｎコンタクト３８は、複数のコンタクトバンプを含んでいる。ｎコンタクト３８は、開口２８内のｎ型領域２２と、開口２８同士の間に残された小さい半導体領域２７内に残存しているｐ型領域２６及びｐコンタクト金属３２と、の双方に電気的に接続される。開口２８同士の間に残された小さい半導体領域２７内に残存している活性領域では光は生成されない。ｎコンタクト３８がｎ型領域２２及びｐ型領域２６の双方に電気的に接続して短絡（ショート）を生じさせているからである。電流はｎ型ＩＩＩ族窒化物材料内で容易に広がるので、開口２８の底でｎコンタクト３８によってｎ型領域２２に注入される電流は、デバイスを順バイアスするのに十分なものとなる。
【００２４】
一部の実施形態において、厚い金属層を形成する前に、例えば窒化シリコン層などの絶縁層でデバイスを被覆してもよい。この絶縁層は、ｎコンタクト領域及びｐコンタクト領域から除去されるが、広い領域３０の底面及び側壁、並びにｐコンタクト領域の側壁には残存される。
【００２５】
ｎコンタクト３８とｐコンタクトバンプ４０とを形成する厚い金属は、例えば１５０ＧＰａ未満のヤング率を有する、適合性ある金属とし得る。好適な金属の例には、約７８ＧＰａのヤング率を有する金、約１１０ＧＰａと１２８ＧＰａとの間のヤング率を有する銅、及び約７０ＧＰａのヤング率を有するアルミニウムが含まれる。
【００２６】
一部の実施形態において、ｐコンタクト３２上に形成されるコンタクトバンプ４０は、必ずしもそうである必要はないが、大きさ及び間隔において、図２を参照して説明したようにして形成されるデバイスのｎコンタクト領域の狭い領域２８と同様である。コンタクトバンプ４０は、例えば、円形、正方形又はその他の好適形状とし得る。コンタクトバンプは例えば、直径で１μｍと５μｍとの間とし得る。最も近く隣接し合うコンタクトバンプ４０の中心同士は、例えば、４μｍと８μｍとの間で離隔され得る。一例において、コンタクトバンプ４０は、６μｍの中心間距離で形成された直径３μｍの円形バンプである。コンタクトバンプは例えば、１μｍと５μｍとの間の高さとし得る。
【００２７】
図３に示した構造は、その後、図４に示すように裏返されてマウントに搭載され得る。図３に示したｎコンタクト３８内のバンプ及びｐコンタクト３２上のコンタクトバンプ４０とのアライメント（位置合わせ）のために、マウント上にコンタクトバンプが形成されてもよい。コンタクトバンプは、ＬＥＤダイ及びマウントのうちの一方のみに形成されてもよいし、双方に形成されてもよい。ＬＥＤダイ４３はマウント４１に、当該ＬＥＤダイと当該マウントとの間に圧力を印加することによって接続され得る。圧力とともに、超音波エネルギー、熱、又はこれらの双方を加えてもよい。超音波エネルギー及び熱のうちの一方又は双方の付加は、接合を形成するために必要な圧力を低減し得る。マウント上に形成されたコンタクトバンプ、及び／又はＬＥＤダイ上に形成されたコンタクトバンプは、接合中に塑性変形し（すなわち、それらの元の形状に戻らず）、ＬＥＤダイ上のｎコンタクトとマウントの間の連続的あるいは略連続的な金属支持体４６と、ＬＥＤダイ上のｐコンタクトとマウントの間の連続的あるいは略連続的な金属支持体４８とを形成する。半田と異なり、コンタクトバンプは接合中も固体状態のままである。
【００２８】
超音波ボンディングにおいて、ＬＥＤダイはマウント上に配置される。ＬＥＤダイの頂面の上（サファイア上に成長されたＩＩＩ族窒化物デバイスの場合には、しばしば、サファイア成長基板１０の頂面の上）に、ボンドヘッドが位置付けられる。ボンドヘッドは超音波振動子に接続される。超音波振動子は、例えば、複数のジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）層のスタックとし得る。システムを調和的に共振させる周波数（しばしば、何十ｋＨｚ又は何百ｋＨｚのオーダー）で電圧が振動子に印加されるとき、振動子は振動を開始し、ひいては、しばしばミクロンオーダーの振幅で、ボンドヘッド及びＬＥＤダイを振動させる。この振動は、コンタクトバンプ３８及び４０並びにマウント上の構造の金属格子内の原子を相互拡散させ、冶金学的に連続な接合（ジョイント）を生じさせる。接合中に熱及び／又は圧力が付加されてもよい。超音波ボンディング中に、例えばコンタクトバンプ３８及び４０などのコンプライアント接合構造はつぶれてリフローする。
【００２９】
一部の実施形態において、デバイスの相異なる部分に配置されるコンタクトバンプの特性又は配置は、異なる性質を有していてもよい。例えば、コンタクトバンプは、基板除去中に一層大きな支持を必要とするデバイス領域において、より大きくされ、且つ／或いは、より近接し合って配置され得る。例えば、ｎ型領域を露出させるためにエッチングされる発光領域及びｐ型領域の部分付近の領域においては、残存するｐ型材料はエッチングのために僅かに薄くなり得る。これらの領域において、コンタクトバンプが一層大きく且つ／或いは密な間隔にされることで、より薄い半導体材料に対する一層大きな支持が提供され得る。
【００３０】
ＬＥＤダイ４３をマウント４１に接合した後、半導体層が上に成長された成長基板が、例えばレーザリフトオフ、エッチング、又は該当する成長基板に適したその他の技術によって除去され得る。成長基板の除去後、例えば光電気化学エッチングによって、半導体構造が薄化され、且つ／或いは、例えばフォトニック結晶構造を用いて、表面が粗面加工あるいはパターニングされ得る。基板の除去後、レンズ、波長変換材料、又は技術的に知られたその他の構造が、ＬＥＤ４３上に配置され得る。
【００３１】
上述のデバイスにおいて、単一の大きい凹状開口ではなく、ｐ型領域及び発光領域内に形成された一連の小さい開口の上にｎコンタクトが形成される。結果として、デバイスのｎコンタクト側の半導体構造は、図３に示したコンタクト３８によって十分に支持され得る。図１に示した厚いｎコンタクトなどの別個の組立構造は不要である。
【００３２】
本発明を詳細に説明してきたが、当業者に認識されるように、この開示により、本発明への変更が、ここで説明した発明概念の精神を逸脱することなく為され得る。故に、本発明の範囲は、図示して説明した特定の実施形態に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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