(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブストレートと、
前記サブストレート上に配置された半導体構造体であり、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光レイヤを含む、半導体構造体と、
を含む、デバイスであって、
前記サブストレートは、第１側壁と第２側壁を含み、
第１側壁と第２側壁は、前記半導体構造体の主要面に関して異なる角度で配置されており、
前記第１側壁は、前記半導体構造体の主要面と直角を形成し、かつ、前記第２側壁は、前記半導体構造体の主要面と鋭角を形成し、それにより、前記サブストレートの断面は直角三角形を形成しており、
反射性レイヤが、前記第１側壁の上に配置されており、
前記サブストレートと前記半導体構造体は、マウントにおけるキャビティの中に配置されており、
前記キャビティは、前記サブストレートと前記半導体構造体を受け入れるように形成されており、
前記第２側壁は、前記マウントの上面と平行であり、かつ、
前記サブストレートは、前記マウントの上面に対して傾斜しており、
前記デバイスは、さらに、
前記第２側壁の上に配置された波長変換レイヤを含む、
デバイス。
【請求項２】
前記第２側壁を通じて、前記サブストレートから光が取り出される、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第２側壁は、前記第１側壁よりも大きな面積を有する、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記半導体構造体は、第１長辺、第２長辺、および、第１長辺と第２長辺をつなぐ短辺を含み、
前記第１側壁は、前記第１長辺に沿って配置され、かつ、前記第２側壁は、前記第２長辺に沿って配置されている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記サブストレートの厚みは、少なくとも５００ミクロンである、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスは、さらに、
前記第２側壁の上に配置された波長変換レイヤと、
前記波長変換レイヤを取り囲こむ前記マウントの上面の上に配置された反射性レイヤと、
を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記サブストレートと前記半導体サブストレートは、第１サブストレートと第１半導体構造体であり、
前記デバイスは、さらに、
第２サブストレートと、
前記第２サブストレート上に配置された第２半導体構造体であり、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光レイヤを含む、第２半導体構造体と、を含み、
前記第２サブストレートは、第１側壁と第２側壁を含み、
第１側壁と第２側壁は、前記半導体構造体の主要面に関して異なる角度で配置されており、かつ、
前記第１サブストレートの前記第１側壁が、前記第２サブストレートの前記第１側壁に面している、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第１側壁は、テクスチャ処理されている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第１側壁と前記第２側壁は、擬角柱の一部を形成している、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
サブストレート上に半導体構造体を成長させるステップであり、前記半導体構造体は、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置されたＩＩＩ族窒化物発光レイヤを含む、ステップと、
第１側壁と第２側壁を形成するように前記サブストレートを加工するステップであり、前記第１側壁と前記第２側壁は、前記半導体構造体の主要面に関して異なる角度で配置されており、前記第１側壁は、前記半導体構造体の主要面と直角を形成する、ステップと、
前記第１側壁の上に反射性レイヤを形成するステップと、
を含み、
前記第２側壁は、前記半導体構造体の主要面と鋭角を形成し、それにより、前記サブストレートの断面は直角三角形を形成しており、
前記サブストレートと前記半導体構造体は、マウントにおけるキャビティの中に配置されており、
前記キャビティは、前記サブストレートと前記半導体構造体を受け入れるように形成されており、
前記第２側壁は、前記マウントの上面と平行であり、
前記サブストレートは、前記マウントの上面に対して傾斜しており、かつ、
前記第２側壁の上に波長変換レイヤが配置されている、
方法。
【請求項１１】
前記加工するステップは、前記半導体構造体の成長の後で、前記サブストレートをエッチングするステップ、を含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、さらに、
前記第１側壁をテクスチャ処理するステップ、を含む
請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された光抽出を有する半導体発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光デバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振空洞（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｃａｖｉｔｙ）発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直空洞レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、および端面発光レーザは、現在利用可能な最も効率の良い光源である。可視スペクトルにわたり動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在興味のある材料系は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を含んでいる。特には、ガリウム、アルミニウム、インジウム、および窒素の２元、３元、および４元合金であり、ＩＩＩ族窒化物材料としても参照されるものである。典型的に、ＩＩＩ族窒化物発光デバイスは、サファイア、炭化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ）、ＩＩＩ族窒化物、または他の適切なサブストレート上に異なる組成およびドーパント濃度（ｄｏｐａｎｔ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）の半導体レイヤのスタックをエピタキシャル成長させることによって製造される。有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、または他のエピタキシャル技術によるものである。スタックは、しばしば、例えばケイ素（Ｓｉ）を用いてドープされ（ｄｏｐｅ）、サブストレート上に形成された一つまたはそれ以上のｎ型レイヤ、ｎ型レイヤの上に形成された活性領域における一つまたはそれ以上の発光レイヤ、および、例えばマグネシウム（Ｍｇ）を用いてドープされ、活性領域の上に形成された一つまたはそれ以上のｐ型レイヤを含んでいる。ｎ型とｐ型領域において電気的接続が形成されている。
【０００３】
図１は、既知のＬＥＤである。成長サブストレート２の上のエピタキシャル構造体の成長の後で、エピタキシャル構造体上に金属接点が形成される。そして、デバイスは、成長方向に関してひっくり返されて、マウント５に取り付けられる。図１において、エピタキシャル構造体と金属接点は、ブロック３として示されている。蛍光体レイヤ４が、サブストレート２の上に形成される。蛍光体レイヤ４は、エピタキシャル構造体の発光レイヤによって放射された光を吸収し、かつ、異なる波長の光を放射する。レンズ６が、ＬＥＤとマウント５の上に配置される。
【０００４】
図１に示されたデバイスにおいて、ＬＥＤから取り出された光は、（エピタキシャル構造体側とは対照的に）サブストレート側から取り出される。金属接点に向かって発光レイヤによって放射された光は、構造体を出る前に、反射性ｐ接点（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｐ−ｃｏｎｔａｃｔ）によって部分的に反射される。ｐ接点は、サブストレートとは反対のエピタキシャル構造体のいくらかの部分をカバーしてよい。蛍光体は、一般的に、全ての方向において光を放射する。蛍光体によって吸収されて、異なる波長で放射されたいくらかの光８は、レンズ６の方向において放射される。蛍光体によって放射されたいくらかの光９はエピタキシャル構造体に向かって戻るように放射される。エピタキシャル構造体３は、大して反射性ではないので、光９は、おそらく吸収され、図１のデバイスの効率を低減させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、エピタキシャル構造体による光の吸収を低減し得るデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例は、サブストレートとサブストレート上で成長した半導体構造体を含んでいる。半導体構造体は、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光レイヤを含んでいる。サブストレートは、第１側壁と第２側壁を含む。第１側壁と第２側壁は、半導体構造体の主要面（ｍａｊｏｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）に関して異なる角度で配置されている。反射性レイヤが、第１側壁の上に配置される。
【０００７】
本発明の実施例に従った方法は、サブストレート上で半導体構造体を成長させるステップを含んでおり、半導体構造体は、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置されたＩＩＩ族窒化物発光レイヤを含んでいる。本方法は、さらに、第１側壁と第２側壁を形成するようにサブストレートを加工する（ｓｈａｐｉｎｇ）ステップを含んでいる。第１側壁と第２側壁は、半導体構造体の主要面に関して異なる角度で配置されている。反射性レイヤが、第１側壁の上に配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、従来技術の蛍光体変換発光ダイオードを示している。
【図２】図２は、ＩＩＩ族窒化物ＬＥＤの一つの実施例を示している。
【図３】図３は、加工された成長サブストレートを用いたデバイスを示している。
【図４】図４は、図３に示されたデバイスの断面図である。
【図５】図５は、反射性マウント上に配置された、加工された成長サブストレートと波長変換レイヤを伴うデバイスを示している。
【図６】図６は、反射性マウント上に配置された、加工された成長サブストレートを伴う２つのデバイスを示している。
【図７】図７は、図１に示された構造体の遠方界放射パターンを示している。
【図８】図８は、図６に示された構造体の遠方界放射パターンを示している。
【図９】図９は、マウントにおいて成形された開口部の中に配置された、加工された成長サブストレートを伴うデバイスの断面図である。
【図１０】図１０は、加工された成長サブストレートを伴うデバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施例においては、エピタキシャル構造体に向かって方向付けられる光の量を低減するように、成長サブストレートが加工される（ｓｈａｐｅｄ）。
【００１０】
以下の実施例において、半導体発光デバイスは青色光または紫外線（ＵＶ）を放射するＩＩＩ族窒化物ＬＥＤであるが、レーザダイオードといったＬＥＤを加えた半導体発光デバイス、および、他のＩＩＩ−Ｖ族材料、ＩＩＩ族リン化物、ＩＩＩ族ヒ化物、ＩＩ−Ｖ族材料、ＺｎＯ、またはＳｉベース材料、といった他の材料系からなる半導体発光デバイスが使用されてよい。
【００１１】
図２は、本発明の実施例において使用され得るＩＩＩ族窒化物ＬＥＤを示している。あらゆる適切な半導体発光デバイスが使用されてよく、かつ、本発明の実施例は、図２に示されるデバイスに限定されるものではない。図２のデバイスは、従来技術において知られるように、成長サブストレート１０の上にＩＩＩ族窒化物半導体構造体１２を成長させることによって形成される。成長サブストレートは、しばしば、サファイアであるが、例えば、非ＩＩＩ族窒化物材料、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ、または混成サブストレートといった、あらゆる適切なサブストレートであってよい。ＩＩＩ族窒化物半導体構造体が成長する成長サブストレート上の表面は、成長の前に、パターン化され、粗面化され、また、テクスチャ処理され（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）てよく、サブストレートへの光取り出しを改善することができる。
【００１２】
半導体構造体は、ｎ型とｐ型領域との間に挟まれた発光または活性領域を含んでいる。ｎ型領域１６は、最初に成長し、そして、異なる組成とドーパント濃度の複数のレイヤを含んでよい。例えば、バッファレイヤまたは核生成レイヤといった準備レイヤを含んでおり、ｎ型であるか又は意図的にドープされなくてよく、そして、ｎ型又はｐ型デバイスレイヤさえも、効率的に光を放射するために発光領域について望ましい特定の光学的、材料的、または電気的特性のためにデザインされている。発光または活性領域１８がｎ型領域の上に成長される。適切な発光領域の実施例は、一つの厚い又は薄い発光レイヤ、もしくは、バリアレイヤによって分離された複数の薄い又は厚い発光レイヤを含んでいる複数の量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ）発光領域を含んでいる。ｐ型領域２０が、発光領域の上に成長されてよい。ｎ型領域のように、ｐ型領域は、異なる組成、厚み、およびドーパント濃度の複数のレイヤを含んでよい。意図的にドープされていないレイヤ、または、ｎ型レイヤを含むものである。
【００１３】
成長の後で、ｐ接点がパラメータ型領域の表面上に形成される。ｐ接点２１は、しばしば、反射性金属および反射性金属のエレクトロマイグレーションを防止または低減し得る保護金属（ｇｕａｒｄ  ｍｅｔａｌ）といった、複数の導電性レイヤを含んでいる。反射性金属は、しばしば、銀であるが、あらゆる適切な材料が使用されてよい。ｐ接点２１の形成後に、ｐ接点２１、ｐ型領域２０、および活性領域１８の一部分が取り除かれて、その上にｎ接点２２が形成されるｎ型領域１６の一部が露出する。ｎ接点２２とｐ接点２１は、ギャップ２５によってお互いに電気的に分離されている。ギャップは、シリコン酸化物といった絶縁体、または、あらゆる他の適切な材料で満たされてよい。複数のｎ接点ビア（ｖｉａ）が形成されてよく、ｎ接点２２とｐ接点２１は、図２に示される配置に限定されるものではない。ｎ接点とｐ接点は、従来技術において知られるように、絶縁体／金属スタックを伴うボンドパッドを形成するように再分配されてよい。
【００１４】
ＬＥＤに対する電気的接続を形成するために、一つまたはそれ以上のインターコネクト２６と２８がｎ接点２２とｐ接点２１の上に形成され、もしくは、ｎ接点２２とｐ接点２１に対して電気的に接続される。インターコネクト２６は、図２において、ｎ接点２２に対して電気的に接続されている。インターコネクト２６と２８は、絶縁体レイヤ２４とギャップ２７によって、ｎ接点２２とｐ接点２１から、そして、お互いから電気的に隔離されている。インターコネクト２６と２８は、例えば、半田、スタッドバンプ（ｓｔｕｄ  ｂｕｍｐ）、金レイヤ、または、あらゆる他の適切な構造体であり得る。多くの個々のＬＥＤは、一つの成長サブストレート上で形成され、次に、デバイスのウェファからさいの目に切り出される（ｄｉｃｅｄ）。半導体構造体、ｎ接点２２とｐ接点２１、およびインターコネクト２６と２８は、以下の図においてブロック１２によって示されている。
【００１５】
図３は、本発明の実施例に従って、加工された成長サブストレートを用いたデバイスを示している。図４は、図３に示されたデバイスの断面図である。図３に示されたデバイスは、エピタキシャル構造体１２が長方形であるように、成長サブストレートウェファからさいの目に切り出されてよい。長方形のエピタキシャル構造体１２の長辺のうち一つに沿って、成長サブストレート１０が、実質的に垂直な側壁３０へと加工される。長方形のエピタキシャル構造体１２の他の長辺に沿って、成長サブストレート１０は、傾斜した側壁３２へと加工される。傾斜した側壁３２は、成長サブストレート１０の一番上にある頂点３３において実質的に側壁３０と交わるように傾斜されている。図４に示される断面図において、側壁３０と傾斜した側壁３２は、角３５が６０°である直角三角形をなしている。三角形の角３５は、いくつかの実施例において、少なくとも５０°であってよく、そして、いくつかの実施例においては、７０°より小さいか、等しくてよい。長方形のエピタキシャル構造体の短辺に沿って、成長サブストレート１０は、サブストレート１０が三角プリズムを形成するように、実質的に垂直な側壁３６を有してよい。サブストレートは、図３と図４に示される直角三角形状に限定されるものではなく、あらゆる適切な形状および断面へと加工されてよい。例えば、台形といった幾何学的形状、直角三角形以外の他の三角形、あらゆる種類のプリズム、および擬角柱（ｐｒｉｍａｔｏｉｄ）、を含んでいる。プリズムは、１個のｎ辺多角形ベース、ベースと同一平面ではない１個のベースの移動されたコピー（ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ  ｃｏｐｙ）、および、ベースとベースの移動されたコピーの対応する側面を連結しているｎ個の他の面（必然的に全てが平行四辺形）、を伴う多面体である。ベース面に対して平行な全ての断面は同一である。プリズムは、そのベースに対して名付けられ、そして、５角形ベースを用いたプリズムは５角形プリズムと呼ばれる。擬角柱は、全ての頂点が２つの平行な平面の中にある多面体である。
【００１６】
垂直側壁３０は、高反射性材料３４を用いてカバーされてよい。垂直側壁３６は、高反射性材料３４といった反射性材料または異なる材料を用いてカバーされてよい。あら適切な反射性材料が使用されてよい。例えば、反射性ペイント、ＡｇまたはＡｌといった反射性金属、絶縁材料、または、白色ディフューザ（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）、といったものである。いくつかの実施例において、構造体１２のいくつか又は全ての側壁は、高反射性材料でコーティングされている。光は、最大の面積をもつ側壁、図３と図４に示される実施例における傾斜した側壁３２、を通じてサブストレートから引き出される。
【００１７】
本発明の実施例に従って加工された成長サブストレートは、図１に示されるデバイスといった、従来のデバイスにおける成長サブストレートよりも厚くてよい。例えば、図３と図４における成長サブストレートは、いくつかの実施例においては少なくとも３００ミクロン（μｍ）であり、いくつかの実施例においてはわずかに１０００ミクロン厚であり、いくつかの実施例においては少なくとも５００ミクロンであり、そして、いくつかの実施例においてはわずかに８００ミクロンである。
【００１８】
サブストレート１０は、あらゆる適切な方法によって加工されてよい。例えば、実質的に垂直な側壁３０と３６は、成長サブストレートウェファからデバイスをさいの目に切り出すこと（ｄｉｃｉｎｇ）によって形成されてよい。傾斜した側壁３２は、あらゆる適切な技術によって形成されてよい。例えば、エッチング、グライディング、レーザスクライビング（ｌａｓｅｒ  ｓｃｒｉｂｉｎｇ）、アブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ）、または、サブサーフェスのスクライビングとブレイキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）（ときどき、「ステルス（”ｓｔｅａｌｔｈ”）」ダイシングまたはカッティングとして参照される）といったものである。いくつかの実施例において、デバイス１２は、例えば、ハンドリングテープ、または、あらゆる他の適切な材料又は技術を用いてカバーすることによって、傾斜した側壁３２の形成の最中に保護されている。傾斜した側壁３２は、いくつかの実施例において、サブストレート１０上で半導体構造体が成長した後で形成されてよい。傾斜した側壁３２は、成長サブストレートウェファからデバイスをさいの目に切り出す前または後で形成されてよい。いくつかの実施例において、サブストレート１０は、傾斜した側壁３２を形成する前に薄くされてよい。
【００１９】
図５は、加工された成長サブストレートと波長変換レイヤをもつデバイスを示している。波長変換レイヤ４０は、傾斜した側壁３２、そこから光が引き出されるサブストレート１０の表面、の上に形成される。波長変換レイヤ４０は、例として、例えば焼結（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）によってセラミックの中に形成され、次に、サブストレート１０に接着された波長変換材料であってよく、もしくは、あらゆる適切な方法によってサブストレート上に配置されたシリコーン、ガラス、またはエポキシといった透明材料と混合された波長変換材料であってよい。方法は、例えば、モールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）、ラミネーティング（ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）、電気泳動的デポジション、スピンコーティング、スプレーコーティング、スクリーン印刷、または、ディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）を含んでいる。波長変換レイヤ４０は、しばしば、５０ミクロンと１００ミクロンの間の厚さである。しかし、使用される特定の波長変換材料に対して適切であり、かつ、波長変換レイヤを形成するために使用される特定の方法に対して適切なあらゆる厚みであってよい。
【００２０】
波長変換レイヤ４０における波長変換材料は、例えば、従来の蛍光体、有機蛍光体、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ）、有機半導体、ＩＩ−ＶＩ族またはＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族またはＩＩＩ−Ｖ族半導体の量子ドットまたはナノクリスタル、ダイ（ｄｙｅ）、ポリマー、または、他の発光材料であってよい。波長変換レイヤは、ＬＥＤによって放射された光を吸収して、一つまたはそれ以上の異なる波長の光を放射する。ＬＥＤによって放射された変換されない光は、存在する必要はないが、しばしば、構造体から引き出された光の最終スペクトルの一部である。一般的な組み合わせの実施例は、黄色発光波長変換材料と組み合わされた青色発光ＬＥＤ、緑色と赤色発光波長変換材料と組み合わされた青色発光ＬＥＤ、青色と黄色発光波長変換材料と組み合わされた紫外線（ＵＶ）発光ＬＥＤ、および、青色、緑色および赤色発光波長変換材料と組み合わされた紫外線（ＵＶ）発光ＬＥＤ、を含む。他の色の光を放射する波長変材料が、構造体から放射される光のスペクトルを調整するために加えられてよい。
【００２１】
光線４６によって示されるように、波長変換レイヤ４０によってサブストレート１０の中へ放射された光は、反射性コーティング３４によって反射されてよく、次に、光波長変換レイヤ４０に向かって放射され、そこで光はデバイスから抜け出し得る。波長変換レイヤ４０によってサブストレート１０の中へ放射された光４６は、図５のデバイスにおいて半導体構造体１２に出くわすことはありそうにない。図１のデバイスとは対照的である。図１では、蛍光体によってサブストレートの中へ放射された光の相当量が反射性の乏しいエピタキシャル構造体によって吸収されている。それに応じて、成長サブストレートを加工することは、デバイスの取り出し効率を増加することができる。半導体構造体によって吸収される、波長変換レイヤ４０によって生成される光の量を削減することによるものである。
【００２２】
いくつかの実施例においては、図５に示されるように、加工された成長サブストレートを伴うデバイスが反射性マウントの上に配置されている。反射性マウント４２は、反射性金属といった、反射性材料から形成されてよく、もしくは、反射性上面４４を伴うあらゆる適切な材料であってよい。上面は、例えば、ＡｇまたはＡｌといった反射性金属、反射性ペイント、または、あらゆる他の適切な材料を用いて表面をコーティングすることによって、反射性にされてよい。
【００２３】
図３、図４、および図５に示されるデバイスは、サブストレート１０の一つの側壁、（傾斜した側壁３２）、を通じて光を放射するので、図１のデバイスにおけるように、発光は対称的ではない。図６は、２つの図５に示されるデバイスが、背中合わせに、反射性マウント４２の上に配置されているコンフィグレーションを示している。左側デバイス５０と右側デバイス５２の垂直側壁３０の上の反射性コーティング３４は、お互いに隣り合って配置されている。左側デバイス５０からの光は、主として方向５１において放射される。右側デバイス５２からの光は、主として方向５３において放射される。
【００２４】
図７は、図１に示されたデバイスの遠方界放射パターン（ｆａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｐａｔｔｅｒｎ）を示している。図１の放射パターンは、実質的に対称なランバート（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）パターンである。図８は、図６に示されたデバイスからの遠方界放射パターンを示している。構造体は、２つのローブ（ｌｏｂｅ）において光を放射する。左側デバイス５０からのローブ５１Ａと右側デバイス５２からのローブ５３Ａである。図６の構造体は、図１のデバイスよりも、構造体の側面から実質的により多くの光を引き出している。図１のデバイスは、構造体の上面から実質的により多くの光を引き出している。図６に示される構造体は、方向性を必要とせず、むしろ著しい側面発光を好む照明アプリケーションにおいて有益であり得る。例えば、光拡散を拡げるためである。
【００２５】
図９は、光放射の方向性を必要とするアプリケーションのために適切であり得る実施例を示している。図９のデバイスにおいて、キャビティまたは開口部６６がマウント６４の中に形成されている。キャビティ６６は、図３に示されるデバイスといった、加工された成長サブストレート１０を伴うデバイスに適合するように加工されている。キャビティ６６の形状は、デバイスの形状と実質的に同じであってよい。例えば、キャビティ６６は、側壁３２がマウント６４の表面のうち一つと実質的に平行であるように、加工されてよい。いくつかの実施例において、キャビティ６６は、側壁３２がマウント６４の表面と一致するように加工されてよく、もしくは、波長変換部材に適合するようにはめ込まれる。代替案において、キャビティ６６は、側壁３２がマウント６４の表面の上に突き出るように加工されてよい。
【００２６】
反射性材料３４でコーティングされたサブストレート１０の側壁３０は、キャビティ６６の最も近くに配置されている。いくつかの実施例においては、別個の反射性材料レイヤ３４が省略されるように、キャビティ６６の一つまたはそれ以上の内部表面は反射性であってよい。同様に、キャビティ６６の一つまたはそれ以上の内部表面が反射性である場合に、別個の反射性材料レイヤは、側壁３６から省略されてよい。光が引き出される側壁３２は、マウント６４の上面と実質的に同一面に配置される（このコンテクストにおいて使用されるように、マウント６４の「上（”ｔｏｐ”）」面は、そこからキャビティが広がる表面を参照している）。波長変換部材６０は、例えば、発光性セラミックまたは他の適切な材料であってよく、シリコーン、エポキシ、または、あらゆる他の適切な材料といった、透明な接着レイヤ６２によって側壁３２に取り付けられてよい。反射性材料６８が、波長変換部材６０の周りに配置されてよい。図９に示される構造体は、図１に示された構造と類似した遠方界パターンを放射する。光の大部分は、図９に示される方向において、構造体の上面を通じて構造体から引き出される。
【００２７】
いくつかの実施例において、図９のデバイスにおける波長変換部材６０及び/又はマウント６４を取り囲む反射性レイヤ６８は、熱伝導材料から成る。マウントは、例えば、金属、セラミック、ＡｌＮ、またはシリカといった、あらゆる適切な材料から成ってよい。いくつかの実施例において、マウントの表面は、例えば、銀地金（ｓｉｌｖｅｒ  ｍｅｔａｌ）を含む、あらゆる適切な反射性材料（図９には示されていない）を用いてコーティングされている。反射性レイヤ６８は、例えば、白色反射ペースト（ｗｈｉｔｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｐａｓｔｅ）といった、あらゆる適切な材料であってよい。マウント６４及び/又は反射性レイヤ６８は、ＬＥＤ及び/又は波長変換部材６０からの熱を連れて行くことができ、構造体の効率を増加し、及び/又は、デバイスの寿命を改善することができる。
【００２８】
サブストレート１０の形状は、図３、図４、図５、図６、および図９に示される形状に限定されるものではない。図１０は、本発明の実施例に従って、加工されたサブストレート１０の断面図を示している。図１０においては、半導体構造体１２に係る平面７０が示されている。図４のデバイスにおいては、その上に反射性レイヤが配置される側壁３０が、平面７０と同等のもの（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）と直角を形成している。そこから光が引き出される側壁３２は、平面７０と同等のものと鋭角３５を形成している。図４のサブストレート１０は、４つの側壁を有しており、それ以外の表面は無い。光は、最大の面積をもつ側壁である側壁３２から引き出される。
【００２９】
図１０において、その上に反射性レイヤが配置される側壁３０は、平面７０と鋭角７２を形成している。そこから光が引き出される側壁３２は、平面７０と鋭角７４を形成している。鋭角７４は、鋭角７２より小さい（つまり、側壁３０は側壁３２よりも垂直に近い）。別の言葉で言えば、側壁３０は、主要面７０に関して、側壁３２と異なる角度で構成されている（このことは、図４のデバイスについても同様である）。図４におけるように、図１０のデバイスにおいては、光が側壁３２から引き出される。いくつかの実施例において、そこから光が引き出される側壁は、最大の面積をもつ側壁である。
【００３０】
図１０に示されたサブストレートは、また、上面７６も有している。上面７６は、反射性レイヤでコーティングされてよい。反射性レイヤは、上記されたものと類似または同一である。上面７６を通じては、光がほとんど又は全く引き出されない。図１０に示されるサブストレートは、１個の上面と４個の側壁を有する。お互いに反対側にある２個の長い側壁３０と３２、および、お互いに反対側にある２個の短い側壁３６である。短い側壁３６は、主要面７０に関して直角、または、鋭角に角度が付けられてよい。側壁３２の面積は上面７６の面積より大きい。側壁３０と３６、および上面７６は、反射性レイヤでカバーされてよい。波長変換レイヤが、上述のように、側壁３２の上に配置されてよい。
【００３１】
いくつかの実施例においては、反射性材料でコーティングされることに加えて、または、その代わりに、サブストレートの反射性側壁が、テクスチャ処理されてよい。例えば、粗面化、または、ランダムまたは繰り返しパターンを用いたパターン化、によるものであり、側壁３２に向かって光を散乱及び/又は方向付け、光は、サブストレートから取り出される。
【００３２】
本発明について詳細に説明してきたが、当業者であれば、本開示が与えられると、ここにおいて説明された発明的な概念の精神から逸脱することなく、本発明について変形がなされ得ることを正しく理解するであろう。従って、本発明の範囲が、図示および説明された特定の実施例に限定されることを意図するものではない。
【図１】
0006628727.tif 000002
【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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