(57)【要約】  活性層を含む複数のエピタキシャル層と、エピタキシャル層の第１の側にある反射層およびオーミックコンタクト電極の少なくとも一方と、エピタキシャル層の第２の側にあり、発光表面を有する導電金属層とを有する発光デバイスが開示される。発光表面上に端子があり、この端子は、電流を拡散して光出力への影響を最小化するアレイを備える。アレイは、ボンディングパッドと、外側部分と、ボンディングパッドおよび外側部分を接続する接合部分とを有してもよく、外側部分および接合部分は、電流を放散するためのものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）活性層を含む複数のエピタキシャル層と、
（ｂ）前記エピタキシャル層の第１の側にある反射層およびオーミックコンタクト電極の少なくとも一方と、
（ｃ）前記エピタキシャル層の第２の側にあり、発光表面を有する導電金属層と、
（ｄ）前記発光表面上にあり、電流を拡散して光出力への影響を最小化するアレイを備える端子と
を備える発光デバイス。
【請求項２】
前記アレイが、ボンディングパッドと、外側部分と、前記ボンディングパッドおよび前記外側部分を接続する接合部分とを備え、前記外側部分および前記接合部分が、電流を放散するためのものである、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記外側部分が、前記発光表面の周囲または前記周囲に隣接した位置にある、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記接合部分が、前記ボンディングパッドと前記外側部分とを接合する複数のスポークを備える、請求項２または３に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記アレイと前記発光表面との間に第２の反射層がある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記第２の反射層が、前記発光表面にあるトレンチの底部に位置する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項７】
活性層を含む複数のエピタキシャル層と、前記エピタキシャル層の第１の側にある反射層と、前記エピタキシャル層の第２の側にあり、発光表面を有する導電金属とを備える発光デバイスの作製方法であって、
前記導電金属の発光表面上に、電流を拡散して光出力への影響を最小化するアレイを備える端子を形成するステップを備える、方法。
【請求項８】
前記アレイの形成ステップが、ボンディングパッドと、外側部分と、前記ボンディングパッドおよび前記外側部分を電気的に接続する接合部分とを形成する工程によって行われ、前記外側部分および前記接合部分が、電流を放散するためのものである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記外側部分が、前記発光表面の周囲または前記周囲に隣接した位置にある、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記接合部分が、前記ボンディングパッドと前記外側部分とを接合する複数のスポークを備える、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
第２の反射層上に前記アレイを形成する前に、前記発光表面上に第２の反射層を形成するステップをさらに備える、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記発光表面にトレンチを形成するステップと、前記トレンチの底部に第２の反射層を形成するステップとをさらに備え、前記第２の反射層上に前記アレイが形成される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイスの電流分布に関し、限定するものではないが、詳しくは光出力を最大にするために電流を拡散する装置に関する。
（関連出願の参照）
【０００２】
本願と同一の出願人による２００５年９月２９日に出願されたシンガポール特許出願第２０５０６３０１−１号明細書が参照され、同出願の内容全体は、本明細書に参照により援用されたものとする。
【背景技術】
【０００３】
例えば、発光ダイオードやレーザダイオードなどのほとんどの発光デバイスでは、ボンディングパッドが、発光表面の表面積の約１５％を占めている。ボンディングパッドが設置されている場所では光が放出されない。
【０００４】
また、ボンディングパッドから活性領域に電流が流れ、最小抵抗の経路をたどるとき（通常、均一の材料では最短経路）、ボンディングパッドの下には、最大電流の流れ、ひいては、最大光出力が存在する。これにより、光出力は著しく低減される。
【発明の概要】
【０００５】
好適な第１の形態によれば、活性層を含む複数のエピタキシャル層と、エピタキシャル層の第１の側にある反射層およびオーミックコンタクト電極の少なくとも一方と、エピタキシャル層の第２の側にあり、発光表面を有する導電金属層とを備える発光デバイスが提供される。発光表面上に端子がある。端子は、電流を拡散して光出力への影響を最小化するアレイを有する。
【０００６】
アレイは、ボンディングパッドと、外側部分と、ボンディングパッドおよび外側部分を接続する接合部分とを備えてもよく、外側部分および接合部分は、電流を放散するためのものである。外側部分は、発光表面の周囲または発光表面の周囲に隣接した位置にあってもよい。接合部分は、ボンディングパッドと外側部分とを接合する複数のスポークを備えてもよい。
【０００７】
アレイと発光表面との間に第２の反射層が存在してもよい。他の形態において、第２の反射層は、発光表面にあるトレンチの底部に位置するものであってもよい。
【０００８】
好適な第２の形態によれば、発光デバイスの作製方法が提供される。発光デバイスは、活性層を含む複数のエピタキシャル層と、エピタキシャル層の第１の側にある反射層と、エピタキシャル層の第２の側にある導電金属とを有する。この方法は、電流を拡散して光出力への影響を最小化するアレイを有する端子を、導電金属の発光表面上に形成するステップを含む。
【０００９】
アレイの形成ステップは、ボンディングパッドと、外側部分と、ボンディングパッドおよび外側部分を電気的に接続する接合部分とを形成するステップによって行われてもよく、外側部分および接合部分は、電流を放散するためのものである。外側部分は、発光表面の周囲または発光表面の周囲に隣接した位置にあってもよい。接合部分は、ボンディングパッドと外側部分とを接合する複数のスポークを備えてもよい。
【００１０】
この方法は、第２の反射層上にアレイを形成する前に、発光表面上に第２の反射層を形成するステップをさらに備えてもよい。
【００１１】
他の形態において、この方法は、発光表面にトレンチを形成するステップと、トレンチの底部に第２の反射層を形成するステップとをさらに備えてもよく、アレイは、第２の反射層上に形成される。
【００１２】
本発明が十分に理解されかつ容易に実施されるようにするために、添付の例示的な図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態のみについて、限定的ではない形態として以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】発光デバイスの概略側面図である。
【図２】発光デバイスの好適な実施形態の概略側面図である。
【図３】図２のデバイスの平面図である。
【図４】図３の矢印４−４の方向におけるその線に沿った縦断面図である。
【図５】図４のトレンチの拡大図である。
【図６】図５の配置の変形態様である。
【図７】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図８】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図９Ａ】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図９Ｂ】図９Ａの底面図である。
【図１０Ａ】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図１０Ｂ】図１０Ａの底面図である。
【図１１Ａ】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図１１Ｂ】図１１Ａの底面図である。
【図１２】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図１３Ａ】図２〜図４のデバイスの作製を示した、図４に対応する一連の図の一つである。
【図１３Ｂ】図１３Ａの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
最初に図１を参照すると、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードなどの発光デバイス１０１が示されており、発光デバイス１０１は、活性領域１０２を含む複数のエピタキシャル層の第１の側に、反射層および／またはオーミックコンタクト電極１０３を有する。エピタキシャル層の第２の側には、導電金属層１０４がある。反射層１０３がエピタキシャル層上にあってもよく、オーミックコンタクト電極が反射層上にあってもよく、またはその逆であってもよい。反射層およびオーミックコンタクト電極のうちの一方のみであってもよい。光出力表面１０７上に、ボンディングパッド１０５が設けられる。電流が、図１に破線で示すような経路をたどって、活性層１０２まで金属層１０４を流れる。図から分かるように、最大電流は、ボンディングパッド１０５の下に集中している。言い換えれば、活性層１０２によって放出される最大光（実線で示す）も、ボンディングパッド１０５の下に集中するということである。このような光は、ボンディングパッド１０５によって層１０４内に反射される。これにより、光出力が著しく低減する。
【００１５】
好ましい実施形態を示す図２〜図４において、同様のコンポーネントに対して同様の参照番号を使用しているが、参照番号の先頭の数字を「１」から「２」に変更している。ここでは、ボンディングパッド１０５は、端子層２１５に置き換えられている。
【００１６】
端子層２１５は、ボンディングパッド２０５と同じ材料であることが好ましく、ボンディングパッド２０５と光出力表面２０７との両方に電気的に接続される導電材料のアレイ２１４を備える。アレイ２１４は、端子層２１５から活性領域２０２へ電流が拡散または分布されて流れるように、表面２０７上にわたって分布される。
【００１７】
アレイ２１４は、アレイ２１４の分布が表面２０７上にわたって比較的均一になるように、ボンディングパッド２０５をアレイの中心に有することが好ましい。また、ボンディングパッド２０５と比較した場合、アレイ２１４の高さは低い方が好ましい。
【００１８】
図示するように、アレイ２１４は、表面２０７の周囲または周囲に隣接した位置にある外側部分２０６を備える。これは、活性領域２０２の周囲または周囲に隣接した場所から光を放出するためである。外側部分２０６とボンディングパッド２０５とを電気的および物理的に接続するのが接合部分２０８であり、この接合部分２０８は、この場合、ボンディングパッド２０５から外側部分２０６へ半径方向に等角度間隔で延伸する４つの「スポーク」である。スポーク２０８はすべて同一のものであることが好ましく、外側部分２０６と高さも幅も同じであるのがより好ましい。４つのスポーク２０８は十字形状に示されているが、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つなど、スポークの数は任意の適切な数であってもよい。
【００１９】
スポーク２０８と外側部分２０６との間に、光出力表面２０７からの光を放出するための発光開口２０９がある。
【００２０】
外側部分２０６および／または各スポーク２０８またはアレイ２１４は、光出力表面２０７に形成されたトレンチ２１１に設置されてもよい。トレンチ２１１は、アレイ２１４の下にある活性領域２０２によって伝播する光が、反射層２１２によってさらに効率的に反射されるように、トレンチ底部２１３に反射層２１２を有してもよい。反射層２１２は、垂直方向以外の角度に光が反射されるようにする拡散表面を有してもよい。反射層２１２は、アレイ２１４から活性領域２０２へ電流が流れることができるようにする導電性のものである。反射層２１２は、アレイ２１４と、表面２０７における形状および寸法が同一であることが好ましい。
【００２１】
図６に示すように、トレンチ２１１を使用せずに、アレイ２１４の下にある光出力表面２０７へ直接反射層２１２が適用されてもよい。
【００２２】
図７〜図１３はプロセスを示す。同図は、関連出願の図１１〜図１７であり、最初のサファイア基板４を除去した後のプロセスステップである。
【００２３】
図８に示すように、サファイア基板４を除去した後、デバイスは、図８〜図１０に示すように、メサの縁に沿って新たに露出された表面１３からトレンチエッチングすることによって互いに分離され、エッチングプロセス中、フォトレジスト層６（ｄ）が、ｎ型ＧａＮ層３の領域を保護する。
【００２４】
他の形態において、ｎ型層３の最下表面１３が、フォトレジスト１２と揃った場所で劈開されて、ダイが分離されてもよい。これは、ｎ型層３の露出された側面が実質的に平行であるため、大量の全内反射を生じるため、レーザダイオードにとって利点となる。これは、光出力の向上および指向のための光増幅システムとして作用する。
【００２５】
ＳｉＯ２層８の露出表面、ｎ型ＧａＮ層３の側面、およびｎ型ＧａＮ層３の中心上に第５のレジスト層６（ｅ）を適用した後（図９Ａおよび図９Ｂ）、パッドエッチングを行うことで、ｎ型ＧａＮ層３の凸部分１４および凹部分１５を形成する。
【００２６】
レジスト６（ｅ）が除去され、ｎ型ＧａＮ層３の露出表面およびＳｉＯ２層８の外周部にさらなるレジスト６（ｆ）が適用され、それによりダイを分離するためのギャップ１６が残る。ギャップ１６およびＳｉＯ２層８、およびシード層１１を通って、厚いフォトレジスト１２の端部が露出されるまで、エッチングが行われる（図１０）。レジスト６（ｆ）が除去される。
【００２７】
ＳｉＯ２層８の縁部から、中心ギャップ１７が残った状態（図１１）のｎ型ＧａＮ層３の中心に隣接する場所まですべての露出された下側表面上に、最後のレジスト層６（ｇ）が適用される。
【００２８】
次に、ｎ型金属の１つ以上の層１８のアレイ２１４がレジスト６（ｇ）上に適用され、ｎ型ＧａＮ層３の中心にあるギャップ１７の位置で、層１８がＧａＮ層３に直接適用される（図１２）。ギャップ１７がすでに位置していたｎ型ＧａＮ層３の中心１７に層１８を付着させたまま、層１８を付着させた状態のレジスト層６（ｇ）が除去される。
【００２９】
このようにして、シード層１１、１０、９および第１の端子である銅層９（ａ）は、光出力を増大するためのリフレクタとして作用するため、光出力の妨げにはならない。第２の端子は、ｎ型ＧａＮ層３上のアレイ２１４にある層１８であり、これは、層３の中心および／または中心付近にあるアレイであるため、光出力への影響を最小化し、電流の拡散を増大する。
【００３０】
前述の記載において、本発明の好ましい実施形態について記載してきたが、当業者であれば、デザインまたは構造の多くの詳細な変形態様または修正態様が、本発明から逸脱することなく、なされてもよいことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【国際調査報告】
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