(57)【要約】発光デバイス装置、同一物を製造するためのウェーハ、および同一物を製造する方法が開示される。発光デバイス装置とウェーハは、第１の導電型の第１の層、活性層および第２の導電型の層を有する。活性層は第１の層に重なり、光を生成する活性層となる。第２の層は活性層に重なり、第２の層は、活性層に隣接して接触する第１の面と、第２の面にぶつかる光を散乱する機構を有する面を有する第２の面とを有する。透明な電気伝導材料層は第２の面に隣接していて、活性層によって発生した光に透明な誘電材料の第１の層によってカバーされる。９０パーセント以上の反射率があるミラー層は、誘電材料の第１の層上に堆積される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型の材料から成る第１の層と；
前記第１の層に重なる活性層であって、前記活性層は正孔と電子が再結合する場合に光をその中で生成し；
第２の導電型の材料から成る第２の層であって、前記活性層に重なる第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面であって、前記第２の面にぶつかる光を散乱する機構を有する前記第２の面とを有する前記第２の層と；
前記第２の面に重なる、透明な電気伝導材料の層と；
前記透明な電気伝導材料の層に重なる前記活性層によって発生した前記光を透過させる誘電材料の第１の層であって、前記透明な電気伝導材料の層と接触する第１の誘電体面と、前記第１の誘電体面と反対の第２の誘電体面であって、前記第２の誘電体表面が前記第１の誘電体面より平滑であるものを有し；
前記誘電材料の第１の層に重なるミラー層と；
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項1の装置において、さらに前記ミラー層に重なる誘電材料の第２の層を有し、前記ミラー層が前記第１と第２の誘電材料の層によって封入されることを特徴とする請求項1の装置。
【請求項３】
前記ミラー層が９０パーセントを越える反射率を有することを特徴とする請求項1の装置。
【請求項４】
前記ミラー層が金属から成ることを特徴とする請求項3の装置。
【請求項５】
前記誘電体の第１の層がスピンオンガラスから成ることを特徴とする請求項1の装置。
【請求項６】
前記ミラー層が銀から成ることを特徴とする請求項1の装置。
【請求項７】
前記透明な電気伝導材料がインジウム錫オキサイドから成ることを特徴とする請求項1の装置。
【請求項８】
前記第１の層、前記第２の層および前記活性層がGaN族の材料からの材料から成ることを特徴とする請求項1の装置。
【請求項９】
電気伝導ビアによって前記第１の層と前記第２の層の一方に前記ミラー層が結合されることを特徴とする請求項1の装置。
【請求項１０】
請求項９の装置において、さらに前記ミラー層に重なるコンタクト層を有し、電気伝導ビアによって前記第１の層と前記第２の層の他方に前記コンタクト層が結合されることを特徴とする請求項９の装置。
【請求項１１】
請求項１０の装置において、前記コンタクト層と前記第１の層と前記第２の層の他方を接続する電気伝導ビアが、前記ミラー層の開口部を通過することを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１２】
請求項１０の装置において、前記装置が上面と底面、前記底面から放射される前記活性層で発生される光、並びに前記上面が前記ミラー層に電気的に結合された第１の電気伝導構造を有することを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１３】
請求項１２の装置において、前記上面が、前記コンタクト層に電気的に結合される第２の電気伝導構造を有することを特徴とする請求項１２の装置。
【請求項１４】
請求項１２の装置において、前記ミラー層と前記コンタクト層が誘電体の第２の層によって分離されることを特徴とする請求項１２の装置。
【請求項１５】
請求項１４の装置において、前記コンタクト層が前記上面を構成する表面を有する誘電体の第３の層の下層になることを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１６】
請求項１３の装置において、前記第１と第２の電気伝導構造は、同一平面であり、且つ外部装置にハンダ付けされることに適応する外側表面を有することを特徴とする請求項１３の装置。
【請求項１７】
請求項１３の装置において、前記上面上に熱伝導構造をさらに含み、前記熱伝導構造が前記第１と第２の電気伝導構造と同一平面上の外側表面を有することを特徴とする請求項１６の装置。
【請求項１８】
上面と底面を有するウェーハを供給するステップであって、前記ウェーハは第１の導電型の材料から成る第１の層を有し；
前記第１の層に重なる活性層であって、前記活性層は正孔と電子が再結合する場合に光をその中で生成し；
前記活性層に重なる第２の導電型の材料から成る第２の層であって、前記第２の層は前記活性層に隣接して重なる第１の面と、第２の面にぶつかる光を散乱する機能を構成する面を有する前記第２の面とを有し；
前記第２の面に隣接する、透明な電気伝導材料の層と；
前記活性層によって発生した前記光を透過させる誘電材料の第１の層と；
ミラー層と；
前記上面上の複数の第１の電気伝導構造であって、前記第１の層に電気的に結合されている各第１の電気伝導構造と；
前記第１の電気伝導構造から間隔を置いて配置されると共に前記第２の層に電気的に結合されている、前記上面上の複数の第２の電気伝導構造と； 
前記第１の電気伝導構造の一つと前記第２の電気伝導構造の一つを有する発光デバイス装置を提供するために、前記第１と第２の電気結合構造の間のポイントで前記ウェーハをダイシングするステップであって、前記電位差が前記発光デバイス装置上の前記第１と第２の電気伝導構造の間に印加される間、前記発光デバイス装置が光を放射すること；
を特徴とする発光デバイス装置を製造する方法。
【請求項１９】
請求項１８の方法において、前記ミラー層が９０パーセントを越える反射率を有することを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
請求項１８の方法において、前記ウェーハの提供には、
基板上に前記第１の層、前記活性層および前記第２の層を堆積させるステップと；
前記第２の層に前記の機構を提供するように処理するステップと；
前記の機構上に前記透明な電気伝導材料の層を堆積するステップと；
前記誘電体の第１の層を堆積するステップと；
前記ミラー層を堆積するステップであって、前記誘電体の第１の層は、前記ミラー層が堆積される表面を残す処理によって堆積され、前記表面が前記ミラー層に９０パーセントを越える反射率を提供するのに十分な平滑がある；
ことが含まれることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１８の方法において、前記ウェーハのダイシングには、さらに、電気伝導装置（electrically conducting devices）の一方から、前記第１と第２の電気伝導構造の一つを取り除くように構成されることを特徴とする方法。
【請求項２２】
第１のソース表面がある半導体発光エミッターであって、前記半導体発光エミッターが前記第１のソース表面を通過する波長の光を生成し；
前記第１のソース表面に重なる透明誘電体層であって、前記透明誘電体層は第１と第２の誘電体表面を有し、前記第１の誘電体表面が前記第１のソース表面に接しており；
前記第２の誘電体表面に堆積させられたミラー層であって、前記第２の誘電体表面は前記第１のソース表面より平滑であり、そして前記ミラー層が前記波長の光に対して９０%以上の反射率を提供する；
装置。
【請求項２３】
前記ミラー層が金属の層から成ることを特徴とする請求項２２の装置。
【請求項２４】
前記ミラー層が分布ブラッグ反射器から成ることを特徴とする請求項２２の装置。
【請求項２５】
前記透明誘電体層がスピンオンガラスから成ることを特徴とする請求項２２の装置。
【請求項２６】
所定波長の光が粗表面を透過して放射される前記粗表面を有する発光源の上に鏡を製造する方法であって；
前記粗表面上に透明誘電体層を堆積するステップと；
前記透明誘電体層の表面にミラー層を堆積するステップであって、前記透明誘電体層の前記表面は前記粗表面より平滑であり、前記ミラー層が前記所定波長の光に対して９０%以上の反射率を提供すること；
を特徴とする方法。
【請求項２７】
前記ミラー層が金属の層から成ることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記ミラー層が分布ブラッグ反射器から成ることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項２９】
前記透明誘電体層がスピンオン工程によって堆積されることを特徴とする請求項２６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は光を電気エネルギに変換する半導体装置の重要な種類である。これらの装置における改良によって、従来の白熱光源や蛍光光源に代替するように設計された照明設備で、これらが使用されることになった。ＬＥＤは、著しくより長い寿命を有すると共に、ある場合には電気エネルギを光に変換するのに著しく高い効率を有する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤのコストと変換効率は、この新技術によって従来の発光源にとって代わり、高出力アプリケーションで利用される速度を決定する重要な要因である。個々のＬＥＤが数ワットに制限されているので、多くの高出力アプリケーションでは必要とされる電力レベルを達成するために、多数のＬＥＤが必要とされる。その上に、ＬＥＤは、比較的狭いスペクトルバンドの光を生成する。従って、特定色の発光源を必要とするアプリケーションでは、異なる視覚帯域中のスペクトルの放射を有する数多くのＬＥＤからの光が組み合わせられる。したがってＬＥＤ式の数多くの発光源のコストは個々のＬＥＤコストの何倍にもなる。
【０００３】
ＬＥＤのコストは、プリント回路基板や最終製品の同種物の上のダイスにＬＥＤを取り付ける前に、ダイスを有するＬＥＤをパッケージ化する必要度によって増加する。下層の回路担体にダイスを結合するためのワイヤボンドに依存する従来の包装のコストは、最終のＬＥＤのコストの有意な割合を占める。従って、ＬＥＤに電力を供給するためのパッドが、光が放射される表面からのダイスの対向面上にあるようにＬＥＤダイスが調整された「フリップチップ」パッケージが、開発されている。プリント回路基板上の1組の対応するパッドにダイスが直接ハンダで繋げられるダイスとして、パッドは構成される。あいにく、ＬＥＤの変換効率を増加させるために使用される技術は、フリップチップ・アーキテクチャでは容易に実施されない。
【０００４】
個々のＬＥＤの変換効率は、高出力ＬＥＤ光源のコストに取り組む重要な要因である。ＬＥＤ中の光に変換されない電力はＬＥＤの温度を上げる熱に変換される。熱放散によって、ＬＥＤが作動する電力レベルに制限が設けられる。その上に、ＬＥＤは、熱放散を提供する放熱構造に取り付けられるが、すると、放熱構造によって発光源のコストが増加する。従って、ＬＥＤの変換効率が増加する場合、単一のＬＥＤによって提供できる光の最高値も増加するので、従って、与えられた発光源に必要とされるＬＥＤの数が減少する。その上に、ＬＥＤの運転費用もまた変換効率に反比例する。従って、ＬＥＤの変換効率の改善に向けられた多くの所為があった。
【０００５】
ＬＥＤによって生成されるスペクトルバンドは、一般に、ＬＥＤが作られる材料に依存する。ＬＥＤは、一般に付加的な層の間にはさまれる半導体の活性層を含んでいる。この議論のために、ＬＥＤは３つの層（２つの別の層の間にはさまれた活性層）を有すると見なす。これらの層は、典型的にサファイヤのような基質に置かれる。これらの層の各々が典型的には多くのサブレイヤを含むことに注意するべきである。
【０００６】
材料における改良によって、活性層に発生する光の効率における改良が導かれる。しかしながら、活性層に発生した光の有意な部分が失われる。この光の大部分は、ＬＥＤを構成するために使用される様々な層の中で吸収を通じて失われる。光損失のこのモードは、ＬＥＤ構造内での光の多くの捕捉によって悪化する。活性層で発生する光は、ＬＥＤを出る前に最上層または基質を通過する。活性層が四方八方に光を放射するので、活性領域からの光は、本質的に、境界での法線方向に関して０度から９０度までのすべての角度で、ＬＥＤの外側層間の境界にぶつかる。臨界角より大きい角度で境界にぶつかる光は、境界で全反射される。この光は別の外部の境界の方向を変えられて、さらにＬＥＤへ反射される。その結果、ＬＥＤの端にぶつかるか、ＬＥＤの材料によって吸収されるまで、光はＬＥＤの内に閉じ込められる。サファイヤ基板上の従来のＧａＮに基づいたＬＥＤの場合には、活性層によって放射された光のおよそ７０％が、サファイヤ基板とＧａＮの外側表面の間に閉じ込められる。
【０００７】
いくつかの技術がＬＥＤからの光抽出を改善すると説明されており、従って、これらの装置の光変換効率を改善する。技術の一類型では、ＬＥＤの外側面の1つが平滑な平面から粗表面に変換される。別の表面で反射される光の一部分は、その光がここでは、臨界角の範囲内にあるような場所の粗表面に戻り、従って、再び反射されることなく漏れる。光の残りは、平滑面の方向へ反射され、新しい場所の粗表面に戻る。そこで、ある範囲の角度で、その光の一部はまた漏れて、以下これを繰り返す。
【０００８】
典型的なフリップチップＬＥＤでは、光はＬＥＤの底面を通って（つまりＬＥＤ層が置かれた基板を通って）放射される。基板空気境界で粗表面を提供することは、空気とサファイヤの間にはさまれた高指数ＧａＮ層内の光の捕捉を低減することについて、同じ程度に有効ではない。従って、表面がパターン化されたサファイヤ基板上でＧａＮを成長させることにより、粗表面がＧａＮの底面に適用される場合でない限り、粗表面はＬＥＤの上面上に通常設けられる。しかしながら、フリップチップ設計では、ＬＥＤの上面はまた反射体である。粗表面を反射体に変換するために、銀のような金属の層が表面にあてがわれる。あいにく、そのような層の反射率は、下層にある粗化層によって引き起こされた表面プラズモン効果のために１００パーセントよりも大幅に少ない。
【０００９】
この問題を回避するために、エピタキシャルに成長したＧａＮの底端層を露出するために、基板が除去される先行技術装置が利用される。最初に、ＬＥＤは新しい基板に接着され、サファイヤ基板は除去され、その後、底面は粗くされる。しかしながら、この技術には固有の問題がある。最初に、基板除去工程は、ＬＥＤを製造するのに用いられる別の種類の処理ほどには、開発があまりなされていない。次に、その処理は、ＬＥＤのコストを増加させる多くの追加のステップを含んでいる。最後に、ＬＥＤウェーハが基板を有しない任意の期間、ウェーハが非常に脆く、従って損傷を受けやすい。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は発光デバイス装置、同一物を製造するためのウェーハ、および同一物を製造する方法を含んでいる。装置とウェーハは、第１の導電型材料を有する第１の層、活性層、および第２の導電型材料を有する層を備えている。活性層は第１の層を覆っており、その中で正孔と電子が再結合する場合に、活性層は光を発生する。第２の層は活性層を覆っており、第２の層は、活性層に隣接して接触状態の第１の面と、第２の面にぶつかる光を散乱する機構を有する面を有する第２の面とを有する。透過的な電気伝導材料の層は第２の面に隣接しており、活性層によって発生した光に透過的な誘電材料の第１の層によって覆われる。ミラー層は９０％以上の反射率を有するもので、誘電材料の第１の層に堆積される。本発明の１態様では、ミラー層は電気伝導ビアによって、第１の層と第２の層のうちの一方と結合されると共に、コンタクト層はミラー層に覆い被さり、またコンタクト層が、電気伝導ビアによって、第１の層と第２の層のうちの他方と結合される。本発明の別の態様では、ミラー層とコンタクト層は、プリント回路基板などに装置を結合するために利用される、装置の上面上のパッドに結合される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図1は、本発明の一実施例によるＬＥＤの断面図である。
【図２】図２は、本発明によるＬＥＤの別の実施例の断面図である。
【図３】図３は、本発明によるＬＥＤの別の実施例の断面図である。
【図４】図４は、図３に示されるＬＥＤ４０の線分４−４に沿う断面の平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例によるＬＥＤの組立て途中の様々な段階でのウェーハ８０の一部の断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例によるＬＥＤの組立て途中の様々な段階でのウェーハ８０の一部の断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例によるＬＥＤの組立て途中の様々な段階でのウェーハ８０の一部の断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例によるＬＥＤの組立て途中の様々な段階でのウェーハ８０の一部の断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例によるＬＥＤの組立て途中の様々な段階でのウェーハ８０の一部の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例によるＬＥＤの組立て途中の様々な段階でのウェーハ８０の一部の断面図である。
【図１１】図１１は、ウェーハのダイスカットにより、図示されるような2個のダイスに分割されるウェーハの領域を示す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施例に従ってウェーハ２００を図示する。
【図１３】図１３は、本発明の別の実施例によるウェーハの一部の断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の別の実施例によるＬＥＤの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明がその利点を提供する手法は、図１を参照してより容易に了解される。図１は、本発明の一実施例によるＬＥＤの断面図である。ＬＥＤ２０は、ＧａＮ族材料の複数の層をエピタキシャルに成長させることにより、サファイヤ基板２１上に構成される。以下の議論を単純化するために、層は３層にグループ化される。ｎ型層２２、活性層２３およびｐ型層２４である。しかしながら、これらの各層は、互いに関して組成の異なる多くのサブレイヤを有していても良いことが、了解される。さらに、層が正しい縮尺率で描かれていないことに注意されるべきである。
【００１３】
隣接層からの正孔と電子が活性層２３中で結合する場合、活性層２３は光を発生する。活性層２３はＧａＮ層によって分離された多数のＩｎＧａＮ層から構成される。活性領域の正確な詳細は当該技術で既知であり、従って、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１４】
結晶成長の最終期間での結晶成長条件の適切な変化や、層が堆積（deposit）された後の適切なエッチング処置によって、ｐ−層２４の上部表面は粗くされる。ｐ−層を粗くする方法も、当該技術で既知であり、従って、ここでは詳細な説明を省略する。層２４を粗くした状態で基板２１上に層２２−２４を有するウェーハは、様々な半導体製造工場によって供給される。
【００１５】
透過的な電気伝導層２５はｐ−層２４の粗面に堆積される。インジウム錫オキサイド(ＩＴＯ)は層２５を構成するために使用される。層２５は電流拡散層として働く。ｐ−層２４の抵抗は大きすぎるので、電位がｐ−層２４の一面にあてがわれる場合に、電流が活性層上で均一に分布させることは出来ない。従って、層２５はｐ−層２４の表面をカバーする光学的に透明なコンタクトを提供するために設けられる。
【００１６】
層２４の粗面にぶつかる光は、基板２１に向かって後方へ散乱されるか、あるいはその面によって透過される。当該面によって透過される光は、誘電体層２６に封入されるミラー層２７によって層２４を通って後方へ反射される。ミラー層は、入射角の最も広い範囲にわたり青で最も高い反射率を有する銀やアルミニウムから構成される。誘電性の封入剤はスピンオンガラス（ＳＯＧ)、あるいはＳｉＯｘやＳｉＮｘのような別の普通の誘電体の二層から構成される。第１の層はウェーハに堆積され、銀が堆積される平滑な上面を提供する。鏡が堆積される表面の平滑は鏡の性能にとって重大である。表面が粗ければ、鏡の反射率は青（〜４５０ｎｍ)において著しく低い９０％未満になる。ＳＯＧは十分な平滑面を提供し、活性領域で生成された青光線に対して光学上透明であるので、ＳＯＧが第１の層に選ばれる。ＳＯＧ表面で得られたミラー層には９０％を越える反射率がある。鏡がＩＴＯ層に載せられただけで必要な反射率を有するほど、ＩＴＯ層は十分に平滑ではないことに注意するべきである。鏡がＩＴＯ層に直接載せられれば、鏡は７０パーセント未満の反射率しかない。別の誘電体層が利用される場合、層は９０％以上の反射率を提供するために平面である必要がある。この実施例では、金属ミラー層は、スピンオンガラスや別の誘電体の第２の層が金属ミラーを封入するように設けられる。
【００１７】
封入された鏡が構成された後、ウェーハは層２２と層２４に届くビアを設けるためにエッチングされる。そのとき、ＬＥＤに電力を供給する連結パッドを設けるために、金属電極２８、２９はこれらのビア上に堆積される。電極２８、２９の上面はほぼ同一平面上である。従って、ＬＥＤ２０は、プリント回路基板上の対応するパッドに電極を直接ハンダでつなぐことにより、プリント回路基板に取り付けられる。
【００１８】
上に議論された封入は２つの機能に役立つ。最初に、それは、鏡が構成される材料をマイグレーションから防ぐ。銀が鏡材に使用される場合、メタルマイグレーションは重要な問題である。次に、封入剤は金属ミラー層を連結電極２８、２９に接触することから防ぎ、従って、これらの電極のショートを防ぐ。
【００１９】
上記実施例は、ＩＴＯとｎ−ＧａＮ層の終端に駆動電圧を印加することにより、ＬＥＤに電力を供給する。しかしながら、広面積の装置では、ＩＴＯ層やｎ−ＧａＮ層の固有抵抗は大電流で問題になる。従って、広面積ＬＥＤにおいては、電流の拡散作用のある付加的な形式が望ましい。若干の先行技術装置では、比較的厚いか又は高いけれども狭い金属指が、電流の拡散作用を容易にするためにｎ−ＧａＮ層を露出する細長い溝中であると共に、ＩＴＯ上に堆積される。そのような電極指は作るのに高価で、機械的に脆く、ダイスの取り扱いの間に時々破損される。本発明の一実施例では、ミラー層も電流拡散層として使用される。ここで図２を参照する。図２は本発明によるＬＥＤの別の実施例の断面図である。ＩＴＯ層３５上に堆積された誘電体層３８の平面上にミラー層３７が形成される点で、ＬＥＤ３０は上に議論されたＬＥＤ２０と同様である。ＬＥＤ２０と異なり、ミラー層３７は、ＩＴＯ層３５の表面上の複数のポイントで電極３９やＩＴＯ層３５に電気的に結合される。ミラー層３７とＩＴＯ層３５の間の接続は複数個の金属充填されたビア４１によって提供される。従って、ミラー層３７は、鏡としても電流拡散電極としても働く。金属充填されたビアの密度は、下層にあるＩＴＯ層の固有抵抗とその層の厚みに依存する。ビアの間隔は、ＩＴＯ層に沿った電圧降下が特定のＬＥＤ設計に必要な均等度に依存する所定値未満であるような状態になるように選ばれる。本発明の一実施例では、ビア間の間隔は１００〜２００μmである。
【００２０】
ｎ−ＧａＮ材料の固有抵抗はｐ型のＧａＮ材料の固有抵抗より著しく低いので、装置が十分に大きい場合、電流拡散の問題がまたｎ−ＧａＮ層に生じる。ｎ−ＧａＮ層中で拡散する電流は、複数の金属充填されたビアによってｎ−ＧａＮ層に結合される第２の金属層の利用により改善される場合がある。ここで図３を参照する。図３は本発明によるＬＥＤの別の実施例の断面図である。ＬＥＤ４０は、複数のポイントでn層に接触を提供する第２の電流拡散層を有する。電流拡散層は、ミラー層３７に重なる金属層４２を有する。金属層４２はｎ−電極４５に結合される。金属コア４４および絶縁外側層４３を有する、複数の絶縁されたビアは、n層４７の様々な場所に層４２を結合する。その結果、電圧源からn層４７の任意のポイントまでの距離が、ＬＥＤ４０のデザインに依存する所定距離未満となる。
【００２１】
ここで図４を参照する。図４は図３に示される線分４−４を通るＬＥＤ４０断面の平面図である。参考のために、図３は、図４に示される線分３−３を通る断面図である。金属充填されたビアの直径は、各ビアを通過する電流の量、ビアの長さ、およびビアを充填するために使用される金属の固有抵抗によって決定される。
【００２２】
ここで図５から図１０を参照する。図５から図１０は本発明の一実施例によるＬＥＤの組立ての様々な段階のウェーハ８０の一部の断面図である。その処理は、図５に示されるような基板８１上でn型層８２、活性領域８３およびｐ型層８４が既に成長させられたウェーハで始まる。出発物質のウェーハは、また粗くされたｐ型の表面およびＩＴＯ層８５を含んでいる。n型の電流拡散接触用のビアは、８６で示されるようにウェーハを貫いてエッチングされる。そのとき、絶縁層８７はウェーハおよびビア８６の側面に堆積される。また、ビアの底のガラスはエッチングによって除去される。最後に、金属層８８はビア８６に堆積される。絶縁層８７はスピンオンガラス（ＳＯＧ)あるいは別の適切な絶縁体から構成される。この実施例では、金属層８８はクロム金（Ｃｒ／Ａｕ）であるが、しかし、チタン金（Ｔｉ／Ａｕ）やクロム白金金（Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ）のような別の導体も利用できる。
【００２３】
ここで図６を参照する。ｎ−ビアが満たされた後、ミラー層９２は絶縁層８７の表面の上に堆積される。ミラー層９２は、ＩＴＯ層８５に対してｐ型の電流拡散接触を供給するｐ型のビア用に、開口部９１をその中に残すように形成される。この実施例では、ミラー層のクロム金（Ｃｒ／Ａｕ）層８８への接合を改善するために、ミラー層９２は銀チタン（Ａｇ／Ｔｉ）合金から構成される。
【００２４】
ここで図７を参照する。ミラー層が置かれパターン化された後、絶縁層９４はミラー層の上に堆積される。そのとき、下層にあるＩＴＯ層８５を露出するために、ビア９３のようなビアが絶縁層９４、８７に開かれる。次に、第２の金属層９５は図８に示されるような絶縁層９４の上に堆積される。金属充填ビア９３によってＩＴＯ層８５に接触が提供される。
【００２５】
ここで図８を参照する。金属層９５は、金属層９２を最終ウェーハの上面上のコネクト部に結合する、絶縁された金属充填ビアを供給するために使用される開口部９６を含んで形成される。次に、絶縁層９７は金属層９５の上に堆積される。また、図９に示されるように、ビア９８、９９はそれぞれ金属層９２、９５へのアクセスを提供するために開かれる。最後に、金属層は絶縁層９７の上に堆積され、図１０に示されるように電極１０１、１０２を設けるために形成される。電極１０１はn層に電力を供給するための外部コンタクトを提供する。また、電極１０２はｐ−層に電力を供給するための外部コンタクトを提供する。
【００２６】
上記図は、単一のダイスの一部に相当するウェーハの一部の断面図を提供した。さらにウェーハレベル構造を明確にするために、図１１及び図１２を参照する。図１１と図１２は、図５から図１０に関する上で議論されたステップが完成した後の、２個のダイスを含んでいるウェーハの一部断面図である。図１１に示されるウェーハ２００の部分は、線分２１０−２１２によってウェーハをダイシングすることにより２２０と２３０で示される、２個に分割されるウェーハの領域を含む。ウェーハ中の様々な層は、上に議論された様々なビアと上部のコンタクト部を例外として、ウェーハにわたって連続的である。ｐ−接触ポイントに接続する上部金属層は２０７で示される。また、ｎ−接触ポイントへの接続を提供するミラー層は、２０６で示される。図面を単純化するために、ｐ−層２０４とＩＴＯ層２０５の間の粗面は省略された。活性層は２０３で示される。また、n層は２０２で示される。
【００２７】
ここで図１２を参照する。ウェーハ２００をダイシングする前に、細長い溝が２４１−２４３で示されるダイスポイントで掘られる。各細長い溝はウェーハ２００の上面から活性層より下のポイントに及ぶ。絶縁材料が２４５で示されるような細長い溝の壁に堆積される。絶縁材料は本発明の一実施例中のＳｉＯｘやＳｉＮｘである。絶縁層は、それ以上の包装なしにプリント回路基板に直接ダイスを接着できるように、水分から活性層およびｐ−層を防御するためにダイスの縁をシールする。パッド２２１、２２２はダイス２２０にフリップチップ・ボンドパッドを供給する。また、パッド２３１、２３２はダイス２３０にフリップチップ・ボンドパッドを供給する。
【００２８】
上に議論されたダイスポイントの1つを省略することにより、同じウェーハをより大きなダイスにダイシングできる点が注目される。例えば、そのステップで異なるマスクを使用することにより、細長い溝２４２が省略され、パッド２２２、２３１が除去される場合が考えられる。ウェーハが細長い溝２４１、２４３を通ってダイシングされる時、２倍の幅があるダイスが、元来はダイス２２０、２３０を供給するためにダイシングされるウェーハの部分から形成される。この新しいダイス用のｎ−接触はパッド２２１になる。また、新しいダイス用のｐ−接触はパッド２３２になる。従って、同じウェーハは、細長い溝を掘る動作中で使用されるマスクの変更によって、様々なサイズのダイスを作るために使用できる。従って、メーカーは単一のウェーハを仕入れるだけで足りる。従って、ダイス寸法を変更する所要時間は実質的に低減される。
【００２９】
熱放散は大出力のＬＥＤの重要な問題である。ＬＥＤの一種類では、ＬＥＤ中で生じた熱は、ＬＥＤが装着されているプリント回路基板のコアまで運ばれる。熱は、ＬＥＤの電力端子の1つに結合されるパッドを通って、あるいはＬＥＤには接しているが電力端子から隔離されているパッドに運ばれる。コアに結合されるパッドの面積は、パッドによる熱抵抗が、ＬＥＤからプリント回路基板のコアまで熱を移動させる中で、限定因子とならないことを保証するのに十分である必要がある。本発明の一実施例では、プリント回路基板上の対応するパッドに熱伝達を提供するために、第三のパッドがダイスの上面へ加えられる。ここで図１３を参照する。図１３は上に議論されたウェーハ２００と同じようなウェーハ２５０の一部の断面図である。ウェーハ２５０上のダイスは、プリント回路基板に熱を運ぶために使用できる絶縁接点を提供するパッド２５１を有する。熱伝導パッドが電気的に絶縁されたパッドの代わりに電力パッドの一種である場合、そのパッドではサイズがそれに応じて増加される。
【００３０】
本発明の上記実施例は、n型層が基板に堆積され、ｐ型層が最後に堆積されるＬＥＤの立体配置を利用する。しかしながら、ｐ型層が基板に堆積され、n型層が最後に堆積される立体配置を構成することもできる
【００３１】
上記実施例は、ＧａＮ族の材料を利用する。この議論のために、ＧａＮ族の材料はＧａＮ、ＩｎＮおよびＡｌＮの全ての合金組成であると定義される。しかしながら、別の材料系で本発明を実施できる余地があることに注意されるべきである。
【００３２】
上記実施例は鏡として金属層を利用する。しかしながら、鏡の別の形式を利用する実施例も構成される。ここで図１４を参照する。図１４は本発明の別の実施例に従うＬＥＤを図示する。ＬＥＤ３００は、図1に関して上に議論されたＬＥＤ２０と同様である。従って、上述されたものと類似の機能を行なう構造は、同じ数値の記号を与えられており、ここでは詳細に議論されない。ＬＥＤ３００は、互い違いの屈折率を備えた誘電体層のスタック３０１とミラー層に取り替えられる点で、ＬＥＤ２０と異なる。層と材料の厚みは、活性層２３に生成された波長の光が、分布ブラッグ反射器のような面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）で使用される鏡と類似している鏡を形成するように、様々な層の境界から構造的に（constructively）反射されるような状態に選ばれる。金属層３０２は、著しく軸外の角度でスタック３０１を打つ光用の鏡の反射率を、さらに増加させるために任意に含ませることができる。金属層は、電極２８、２９を短絡から防ぐために、誘電体層のスタック３０１と誘電体層３０３の間で閉じ込められる。
【００３３】
本発明の上記実施例は、別の層に重なる層を利用する。本出願の目的では、第２の層に重なる第１の層は、第２の層と直接接触してもよいし、しなくてもよいことは理解される。同様に、上記実施例では、透明材料の層を利用する。本出願では、層が９０％以上の透過率で、活性層中で生成された波長の光を伝達する場合に、層が透明であるとして定義される。ミラー層は、９０％以上の反射率で、活性層によって生成された波長の光を反射する層であると定義される。
【００３４】
上記実施例は、様々な層が装置の製作中に堆積させられる基板を含んでいる。しかしながら、完成部品を有するウェーハを担体（carrier）に対して結合し、そして、適切な波長の光でＧａＮサファイア境界を露光することにより基板を完成部品から取り除くことができ、基板を除去する。基板の除去によって、若干の実施例では利点が提供される。
【００３５】
当業者にとって、前述の記述および添付の図面から、本発明への様々な変更が明らかになる。従って、本発明はもっぱら以下の請求項の範囲によって制限される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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