(57)【要約】  ＬＥＤとともに使用するための再発光半導体構造（ＲＳＣ）、並びに関連素子、システム、及び方法が開示される。製造方法は、半導体基板を提供する工程と、基板の第１側面上に半導体層スタックを形成する工程と、キャリアウィンドーを該スタックに取り付ける工程と、取り付ける工程の後に該基板を除去する工程と、を含む。スタックは、第１波長λ１の光を、第２波長λ２の可視光に変換するように適合される、活性領域を含み、活性領域は、少なくとも第１ポテンシャル井戸を含む。取り付ける工程は、該スタックが該基板と、第２波長λ２に対して透明である、キャリアウィンドーとの間に配設されるように行われる。また、キャリアウィンドーは、スタックのものよりも大きい横寸法を有してもよい。除去する工程は、キャリアウィンドー及びスタックを含む、ＲＳＣキャリア素子を提供するように行われる。
2012526394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長λ１で発光するエレクトロルミネセント素子とともに使用するための再発光半導体構造（ＲＳＣ）を製造する方法であって、
半導体層スタックを上に有する半導体基板を提供する工程であって、前記半導体層スタックは、前記第１波長λ１の光を、第２波長λ２の可視光に変換するように適合される、活性領域を備え、前記活性領域は、少なくとも第１ポテンシャル井戸を含む、工程と、
キャリアウィンドーを前記半導体スタックに取り付ける工程であって、前記半導体スタックが、前記基板と前記キャリアウィンドーとの間に配設されるようにし、前記キャリアウィンドーは、少なくとも前記第２波長λ２に対して透明である、工程と、
前記取り付ける工程の後に、前記基板を取り除き、前記キャリアウィンドー及び前記半導体層スタックを含むＲＳＣキャリア素子を提供する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記提供する工程は、
前記半導体基板を提供する工程と、
前記半導体層スタックを前記半導体基板上に形成する工程と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記キャリアウィンドーが、実質的な破損なしに、前記キャリアウィンドーの取り扱いを可能にするために適した厚さ及び材料特性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記キャリアウィンドーが、前記半導体スタックへの実質的な損傷なしに、ＲＳＣキャリア素子の取り扱いを可能にするために十分に剛性である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記キャリアウィンドーが、ＲＳＣプレートレット内の前記半導体スタックへの実質的な損傷なしに、前記プレートレットの取り扱いを可能にするために十分に剛性であり、前記プレートレットは、前記ＲＳＣキャリア素子を細分する工程によって得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記取り付ける工程が、
前記キャリアウィンドーを提供する工程と、
前記キャリアウィンドーを提供した後、前記キャリアウィンドーを前記半導体スタックに結合する工程と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記取り付ける工程が、
前記キャリアウィンドーを、前記半導体スタック上のその場で形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板が、ＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含み、前記半導体スタックが、ＩＩ−ＶＩ半導体材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板及び前記半導体スタックが、いずれもＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板及び前記半導体スタックが、いずれもＩＩ−ＶＩ半導体材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記半導体層スタックの前記活性領域が、前記第１ポテンシャル井戸に密接し、その遷移エネルギーよりも大きいバンドギャップエネルギーを有する、第１吸収層も含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記半導体層スタックにおいて、抽出機構を形成する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記抽出機構の少なくとも一部が、前記取り付ける工程の前に形成され、前記取り付ける工程は、前記少なくとも一部の抽出機構に近接する前記半導体スタックに、前記キャリアウィンドーを取り付ける工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記キャリアウィンドーが、前記第１波長λ１の光及び前記第２波長λ２の光の両方を実質的に、透過する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記キャリアウィンドーが、前記第１波長λ１の光を実質的に遮断し、前記第２波長λ２の光を実質的に透過する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記キャリアウィンドーが、前記第１波長λ１の光を吸収によって実質的に遮断する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリアウィンドーが、誘電体結晶材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記誘電体結晶材料が、サファイア、ダイヤモンド及び炭化ケイ素の群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリアウィンドーがガラスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記キャリアウィンドーが、溶融シリカ又はホウケイ酸塩ガラスを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
複数のＲＳＣプレートレットを提供するように、前記ＲＳＣキャリア素子を細分する工程であって、それぞれのプレートレットが、前記半導体層スタックの一部分及び前記キャリアウィンドーの一部分を備える、工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
各ＲＳＣプレートレットが、個々のＬＥＤダイ上に配設するためにサイズ調整される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記細分する工程の前に、前記キャリアウィンドー内に貫通ビア及び／又はブラインドビアを形成する工程を更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記貫通ビア及び／又はブラインドビアが、前記取り付ける工程の前に、前記キャリアウィンドー内に形成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
エレクトロルミネセント素子とともに使用するための再発光半導体構造（ＲＳＣ）キャリア素子であって、
基板上にエピタキシャル成長によって形成される半導体層スタックであって、第１波長λ１の光を、第２波長λ２の可視光に変換するように適合される、スタックと、
前記スタックに取り付けられるキャリアウィンドーであって、前記第２波長λ２の光を実質的に透過する、キャリアウィンドーと、を備え、
前記スタックが、前記基板によって支持されない、再発光半導体構造キャリア素子。
【請求項２６】
レーザー発振のための光学フィードバックを提供するように、前記半導体スタックの上に製造された反射層を更に備える、請求項２５に記載の素子。
【請求項２７】
前記キャリアウィンドーが、前記スタックのものと少なくとも同程度に大きい最大横方向寸法を有し、前記キャリアウィンドーは、前記半導体スタックへの実質的な損傷なしに、前記素子の取り扱いを可能にするために十分に剛性である、請求項２５に記載の素子。
【請求項２８】
前記スタックの前記最大側面寸法が、少なくとも１インチ（２．５４ｃｍ）である、請求項２７に記載の素子。
【請求項２９】
前記スタックの前記最大横方向寸法が、１インチ（２．５４ｃｍ）未満である、請求項２７に記載の素子。
【請求項３０】
前記キャリアウィンドーが、前記第１波長λ１の光及び前記第２波長λ２の光の両方を実質的に透過する、請求項２５に記載の素子。
【請求項３１】
前記キャリアウィンドーが、前記第１波長λ１の光を実質的に遮断し、前記第２波長λ２の光を実質的に透過する、請求項２５に記載の素子。
【請求項３２】
前記キャリアウィンドーが、前記第１波長λ１の光を吸収によって実質的に遮断する、請求項３１に記載の素子。
【請求項３３】
前記キャリアウィンドーが、誘電体結晶材料を含む、請求項２５に記載の素子。
【請求項３４】
前記誘電体結晶材料が、サファイア、ダイヤモンド及び炭化ケイ素からなる群から選択される、請求項３３に記載の素子。
【請求項３５】
前記キャリアウィンドーが、ガラスを含む、請求項２５に記載の素子。
【請求項３６】
前記キャリアウィンドーが、溶融シリカ又はホウケイ酸塩ガラスを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記スタック及び前記キャリアウィンドーのうちの少なくとも１つにおいて形成される、複数の抽出機構を更に備える、請求項２５に記載の素子。
【請求項３８】
前記抽出機構が、前記半導体層スタックの表面内に形成される、請求項３７に記載の素子。
【請求項３９】
前記抽出機構が、前記キャリアウィンドーの表面内に形成される、請求項３７に記載の素子。
【請求項４０】
前記キャリアウィンドーが、そこに形成される貫通ビア及び／又はブラインドビアを含む、請求項２５に記載の素子。
【請求項４１】
前記キャリアウィンドーが、そこに形成される既製のトレンチを含む、請求項２５に記載の素子。
【請求項４２】
前記スタックが、前記キャリアウィンドーと第２ウィンドーとの間に配置されるように、前記スタックに取り付けられる第２ウィンドーであって、前記第１波長λ１の光を実質的に透過する、第２ウィンドーを更に備える、請求項２５に記載の素子。
【請求項４３】
前記半導体層スタックが、第１ポテンシャル井戸と、前記第１ポテンシャル井戸に密接し、その遷移エネルギーよりも大きいバンドギャップエネルギーを有する、第１吸収層と、を含む、請求項２５に記載の素子。
【請求項４４】
エレクトロルミネセント素子と組み合わされる、請求項２５に記載の素子。
【請求項４５】
前記素子が、前記エレクトロルミネセント素子から空間的に分離されるが、光学的に結合される、請求項４４に記載の組み合わせ。
【請求項４６】
前記素子が、個々のエレクトロルミネセント素子ダイの上に配置するようにサイズ調整されたＲＳＣプレートレットである、請求項２５に記載の素子。
【請求項４７】
前記エレクトロルミネセント素子ダイと組み合わされる、請求項４６に記載の素子。
【請求項４８】
前記ＲＳＣプレートレットが、前記エレクトロルミネセント素子ダイに結合される、請求項４７に記載の組み合わせ。
【請求項４９】
前記ＲＳＣプレートレットと前記エレクトロルミネセント素子ダイとの間に配置される、複数の抽出機構を更に備える、請求項４７に記載の組み合わせ。
【請求項５０】
前記ＲＳＣプレートレットが、前記エレクトロルミネセント素子ダイに対して過大寸法である、請求項４７に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照により組み込まれる、以下の米国特許出願、米国特許出願第６１／１７５，６４０号「Ｒｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」（代理人整理番号第６４７５９ＵＳ００２号）、及び米国特許出願第６１／１７５，６３２号「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  Ｉｎｄｉｕｍ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」（代理人整理番号第６５４３４ＵＳ００２号）に関する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明、概して、個体半導体光源、並びに関連素子、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多種多様な半導体素子、及び半導体素子を製造する方法が知られている。これらの素子の一部は、可視又は近可視（例えば、紫外又は近赤外）光を発光するように設計される。例には、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザーダイオードが挙げられる。別の例は、再発光半導体構造（ＲＳＣ）である。
【０００４】
ＬＥＤとは異なり、ＲＳＣは、発光するために、外部電子回路からの電気駆動電流を必要としない。代わりに、ＲＳＣは、ＲＳＣの活性領域における、第１波長λ１の光の吸収によって、電子正孔対を生成する。次に、これらの電子及び穴は、活性領域内のポテンシャル井戸において再結合し、第１波長λ１とは異なる、第２波長λ２で発光し、更にポテンシャル井戸の数及びそれらの設計特性に応じて、他の波長λ２、λ３等で任意に発光する。第１波長λ１の開始放射線又は「ポンプ光」は、通常、ＲＳＣに結合された青色又は紫外線発光ＬＥＤによって提供される。例示的なＲＳＣ素子、それらの構成方法、並びに関連素子及び方法は、参照によりそれら全てが本明細書に組み込まれる、例えば、米国特許第７，４０２，８３１号（Ｍｉｌｌｅｒら）、米国特許出願公開第ＵＳ  ２００７／０２８４５６５号（Ｌｅａｔｈｅｒｄａｌｅら）号、及び第ＵＳ  ２００７／０２９０１９０号（Ｈａａｓｅら）、ＰＣＴ公開第ＷＯ  ２００９／０４８７０４号（Ｋｅｌｌｅｙら）、並びに２００８年６月２６日に出願された、係属中の米国特許出願第６１／０７５，９１８号「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」（代理人整理番号第６４３９５ＵＳ００２号）において見出され得る。
【０００５】
本明細書において、特定波長の光に関して言及される場合、読者は、その言及が、ピーク波長が特定波長においてであるスペクトルを有する光に関することを理解するであろう。
【０００６】
ＲＳＣの一種であると考えられ得る、垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）は、発光するように設計される、半導体素子の別の例である。ＶＣＳＥＬは、窒素を含むＩＩＩ−Ｖ系ポンプ光源等のポンプ光源によって発光される、第１波長光の少なくとも一部分を、第２波長の少なくとも部分的コヒーレント光に変換する。ＶＣＳＥＬは、第２波長の光のための光学キャビティを形成する第１ミラー及び第２ミラーを含む。第１ミラーは、第２波長において実質的に反射性であり、第１多層スタックを含む。第２ミラーは、第１波長において実質的に透過性であり、第２波長において部分的に反射性かつ部分的に透過性である。第２ミラーは、第２多層スタックを含む。ＶＣＳＥＬは、第１ミラーと第２ミラーとの間に配設され、かつ第１波長の少なくとも一部分を第２波長の光に変換する半導体多層スタックを更に含む。この半導体多層スタックは、Ｃｄ（Ｍｇ）ＺｎＳｅ合金を含む量子井戸を含む。参照により本明細書に組み込まれる、２００８年９月４日に出願された係属中の米国特許出願第６１／０９４，２７０号「Ｄｉｏｄｅ−Ｐｕｍｐｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｏｕｒｃｅ」（代理人整理番号第６４１１６ＵＳ００２号）を参照する。
【０００７】
考察
ＲＳＣは、通常、図１のフローチャートに概説され、図２ａ〜２ｆの概略側面図に表される工程を使用して製造され、ＬＥＤと組み合わされてもよい。工程において、ＲＳＣは、一連の半導体層２１０又はそのスタックを成長させることによって、ウエファー形態で製造され、エピタキシャル成長技術を使用して、ウエファー形態の半導体基板２１２の上にＲＳＣを形成する。次にそのように製造されたＲＳＣウエファー２１４は、ＬＥＤ素子を含むように処理されたＬＥＤウエファー２１６に取り付けられる。取り付ける工程において、ＲＳＣを形成する半導体スタック２１０は、ＬＥＤウエファー２１６に配向され、半導体基板２１２は、ＬＥＤウエファーから離れて配向される。半導体基板２１２は、通常、可視光及び近可視光に対して不透明であるため、エッチングによって構造から除去され、ＲＳＣ  ２１０を暴露し、ＲＳＣ  ２１０とＬＥＤウエファー２１６との間の結合を安全に残す。いくつかの例において、ＲＳＣ  ２１０の露出面の少なくとも一部は、表面テクスチャを提供して（図１又は２に図示せず）、ＲＳＣ内で生成された長波長光の抽出効率を強化する。次に、例えば、ウエファーのこぎりを使用して、得られるウエファー２１８を細分又は切断し、個々のＬＥＤ／ＲＳＣ素子２２０を製造する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
図１〜２の方法論には、それと関連付られるいくつかの短所がある。これらのいくつかが、実践的な商業関連の考慮を伴う。例えば、ＬＥＤ及びＲＳＣが異なる事業体によって製造される場合、次に、ＲＳＣウエファーをＬＥＤウエファーに取り付けた後に起こる処理工程、例えば、基板除去工程及び表面テクスチャリング工程は、実践的な観点から、ＬＥＤ製造業者によって実行される必要があり得る。これは、これらの処理工程がＲＳＣを目的とする範囲で効率が悪く、及び／又は望ましくないが、恐らくＲＳＣに最も馴染みがなく、その設計詳細をほとんど管理していない事業体（ＬＥＤ製造業者）によって実行される。更に、追加の処理工程は、製造時間の増加、望ましくない処理副産物、装置又は設備上の制限、収率の考慮等を理由に、ＬＥＤ製造業者が実行することが望ましくない場合がある。
【０００９】
したがって、本出願は、とりわけ、ＲＳＣを製造し、ＬＥＤ、レーザーダイオード等のエレクトロルミネセント素子と組み合わせる代替方法を開示する。そのような製造方法の１つは、半導体基板を提供する工程と、基板の第１側面上に半導体層スタックを形成する工程と、キャリアウィンドーをスタックに取り付ける工程と、取り付ける工程の後に基板を除去する工程と、を含む。スタックは、第１波長λ１の光を、第２波長λ２の可視光に変換するように適合される、活性領域を含み、活性領域は、少なくとも第１ポテンシャル井戸を含む。取り付ける工程は、スタックが基板と、第２波長λ２に対して透明である、キャリアウィンドーとの間に配設されるように行われる。キャリアウィンドーは、スタックのそれよりも大きい横寸法を有してもよい。除去工程は、キャリアウィンドー及びスタックを含む、ＲＳＣキャリア素子を提供するように実行される。この方法は、取り付ける工程の前に、半導体層スタックにおいて抽出機構を形成する工程を含んでもよく、この場合、取り付ける工程は、キャリアウィンドーを、抽出機構に近接する半導体スタックに取り付ける工程を含み得る。
【００１０】
この方法によって作製されるＲＳＣキャリア素子は、この時点で、ＲＳＣ成長基板はＲＳＣ素子に不在であるため、それを除去するための更なる処理を必要とせずに、ウエファー形態であるか又は小プレートレット形態に角切りにされるかにかかわらず、必要に応じて、それぞれＬＥＤウエファー又はＬＥＤダイに取り付けることができる。ＲＳＣキャリア素子がプレートレット形態である場合、ＬＥＤ製造業者等のユーザーは、ピックアンドプレース製造技術を利用し、ＲＳＣプレートレット及びＬＥＤダイの特徴を個々に整合させて、個々のＬＥＤ／ＲＳＣ素子の収率及び性能の向上を得てもよい。
【００１１】
本出願は、ＬＥＤとともに使用するための再発光半導体構造（ＲＳＣ）キャリア素子も開示する。そのような素子は、基板上にエピタキシャル成長によって形成される半導体層スタック、及びスタックに取り付けられるキャリアウィンドーを含む。スタックは、好ましくは、ＲＳＣであるか、又はそれを含み、第１波長λ１の光を第２波長λ２の光に変換するように適合される。キャリアウィンドーは、好ましくは、第２波長λ２の光を実質的に透過する。スタックは、成長基板によって支持されなくなり、第１ポテンシャル井戸、及び第１ポテンシャル井戸に密接し、その遷移エネルギーよりも大きいバンドギャップエネルギーを有する第１吸収層を含み得る。
【００１２】
関連する方法、システム、及び物品も述べられる。
【００１３】
本願のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかし、決して、上記要約は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、手続処理の間補正することができる添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＲＳＣ素子を製造し、それらをＬＥＤ素子と組み合わせるための工程のフローチャート。
【図２ａ】図１の工程において実装されるような、ＲＳＣ素子、ＬＥＤ素子、及びＬＥＤ／ＲＳＣ素子の概略側面図。
【図２ｂ】図１の工程において実装されるような、ＲＳＣ素子、ＬＥＤ素子、及びＬＥＤ／ＲＳＣ素子の概略側面図。
【図２ｃ】図１の工程において実装されるような、ＲＳＣ素子、ＬＥＤ素子、及びＬＥＤ／ＲＳＣ素子の概略側面図。
【図２ｄ】図１の工程において実装されるような、ＲＳＣ素子、ＬＥＤ素子、及びＬＥＤ／ＲＳＣ素子の概略側面図。
【図２ｅ】図１の工程において実装されるような、ＲＳＣ素子、ＬＥＤ素子、及びＬＥＤ／ＲＳＣ素子の概略側面図。
【図２ｆ】図１の工程において実装されるような、ＲＳＣ素子、ＬＥＤ素子、及びＬＥＤ／ＲＳＣ素子の概略側面図。
【図３】ＲＳＣ素子を製造し、それらをＬＥＤ素子と組み合わせるためのいくつかの代替工程を表すフローチャート。
【図４】ウエファー形態のＲＳＣキャリア素子の斜視図であり、ウエファーを細分することによって得られ得るプレートレットも表す。
【図５】図４のＲＳＣキャリア素子の一部分の概略断面図。
【図５ａ】図５の素子の一部分の拡大図。
【図６】ＬＥＤと組み合わされる、図４及び５のＲＳＣキャリア素子の概略断面図。
【図７】図４及び５のＲＳＣキャリア素子を組み込む、代替ＲＳＣキャリア素子の一部分の概略断面図。
【図８】プレートレットへの細分を容易にするために、そこに形成される既製トレンチを有する、ウエファー形態のＲＳＣキャリア素子の斜視図。
【図９】そこに形成されるビアを有する、ウエファー形態のＲＳＣキャリア素子の斜視図。
【図１０】ＬＥＤ／ＲＳＣ素子の斜視図。
【図１１ａ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、貫通ビアを含む。
【図１１ｂ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、貫通ビアを含む。
【図１１ｃ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、貫通ビアを含む。
【図１１ｄ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、貫通ビアを含む。
【図１１ｅ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、貫通ビアを含む。
【図１２ａ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、ブラインドバイアスを含む。
【図１２ｂ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、ブラインドバイアスを含む。
【図１２ｃ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、ブラインドバイアスを含む。
【図１２ｄ】異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、この構造に使用されるキャリアウィンドーは、ブラインドバイアスを含む。
【００１５】
図中、同様の参照数字は同様の構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ＲＳＣ素子を製造し、それらをＬＥＤ素子と組み合わせるためのいくつかの代替方法は、図３に表される。これらの処理のそれぞれは、ＲＳＣ成長基板は、好ましくはＲＳＣ素子に不在であるため、該成長基板を除去するための更なる処理を必要とせずに、ウエファー形態であるか、又は個々のダイ形態であるかにかかわらず、好ましくは、ＬＥＤ素子に取り付けることができる完成したＲＳＣ素子と適合性がある。
【００１７】
処理は、工程３１０において適切な成長基板を提供することによって開始する。成長基板は、適切な成長チャンバにおいて、その上にエピタキシャル素子層を成長させるために好適にする特性を有する。例えば、成長基板は、望ましくは、成長する半導体素子層の結晶格子に対して少なくとも略格子整合を有する、単結晶材料の清潔な実質的に欠陥のない表面を提供する。通常、そのような表面は、厚い半導体基層の上に成長した薄い半導体緩衝層によって提供されるが、これは、必ずしも必要ではない。典型的な成長基板は、その上でガリウムインジウムヒ化物（ＧａＩｎＡｓ）の薄い層が成長した単結晶リン化インジウム（ＩｎＰ）の厚い基層であるが、他の基板実施形態も考慮される。基板は、任意の好適なＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含み得る。あるいは、基板は、任意の好適なＩＩ−ＶＩ半導体材料を含んでもよい。基板は、その結晶マトリックスがインジウムを組み込む、半導体材料を含んでもよい。好ましくは、必ずしもそうではないが、基板は、比較的大きいウエファー形態であって、比較的大きいＲＳＣ素子の製造を可能にし、より大きい素子を細分することによって、例えば、ウエファーのこぎりで角切りにすることによって、そこから多数の小さいＲＳＣ素子を得ることができる。半導体ウエファーは、一般に、少なくとも１インチ（２．５４ｃｍ）、あるいは少なくとも２インチ（５．０８ｃｍ）、あるいは少なくとも３インチ（７．６２ｃｍ）、又は少なくとも４インチ（１０．２ｃｍ）の直径又は類似する横寸法を有する、薄く平坦なディスク形状の物品であるが、他の寸法及び形状も考慮される。
【００１８】
工程３１０の後、半導体層スタックは、工程３１２において、成長基板の原始成長表面の上に形成される。（本明細書において使用する、用語「の上に」は、局所環境の重力場に関して特定の配向に制限されないが、特に指定されない限り、単にその間に配設される１つ以上の中間要素を任意に有する、別の要素上に配設される１つの要素を指す。したがって、第１要素が、第２要素の「底」（重力の観点から）面に配設されるとしても、第１要素は、第２要素「の上に」あり得る。）子線エピタキシ（ＭＢＥ）又は任意の他の好適な技術を使用して形成され得るこれらの層は、一方が他方の上に、スタックの片側の「開始」素子層からスタックの反対側の「終了」素子層に時間的順序で形成される。用語「開始」層及び「終了」層、並びに「開始」表面及び「終了」表面等の関連用語は、素子の成長順序を説明する。最初に成長した半導体層が、なんらかの設計目的で後でエッチングにより取り除かれる場合、二番目に成長した半導体素子層は、開始素子層として考慮され、二番目に成長した層の外面は、素子の開始表面として考慮されることを留意されたい。同様に、最後に成長した半導体素子層が、後でエッチングにより取り除かれる場合、二番目から最後に成長した半導体素子層は、終了素子層として考慮され、この層の外面は、素子の終了表面として考慮される。
【００１９】
スタック層は、上記で参照されるように、再発光半導体構造（ＲＳＣ）素子を形成するように設計される。それぞれ個々の層の組成物、形態、及び厚さは、半導体素子製造の技術分野における熟練者には明らかとなるように、成長チャンバに導入されるフラックス源、並びに時間及び温度等の他の処理パラメーターの適切な選択によって制御される。多種多様なＲＳＣ層設計のいずれも、非常に簡素なものから複雑なものまで製造することができる。
【００２０】
一般に、ＲＳＣを形成する半導体スタックは、少なくとも１つのポテンシャル井戸及び任意に少なくとも１つの吸収層が存在する、少なくとも１つの活性領域、並びに少なくとも１つの不活性領域を含む。活性領域は、第１波長λ１の光を、第１波長λ１とは異なる、第２波長λ２に変換するように適合される。ＲＳＣの活性領域において、第１波長λ１の光が吸収され、電子正孔対を生成する。電子及び正孔は、ポテンシャル井戸において再結合し、第２波長λ２で発光する。例示的な実施形態において、第２波長λ２は、可視波長、例えば、緑、黄、琥珀、橙、又は赤色光に対応する波長であり、第１波長λ１よりも長い。完成した素子において、第１波長λ１の開始放射線又は「ポンプ光」は、λ２よりも波長の短い光を発光するエレクトロルミネセント素子によって提供され得る。通常、これは、ＲＳＣに結合される青色、紫色、又は紫外線発光ＬＥＤであるが、レーザーダイオード等の他のエレクトロルミネセント素子を使用することもできる。ＲＳＣの活性領域は、たった１つのポテンシャル井戸を有し得るか、又は複数のポテンシャル井戸を含んでもよい。後者の場合において、複数のポテンシャル井戸は、同一波長で発光するように設計され得るか、又はそれらは、異なる波長で発光するように設計されてもよい。後者の場合において、第２波長λ２だけでなく、第３波長λ３、及び任意に第４波長λ４等も、異なるポテンシャル井戸によって生成され得る。吸収層の組成物は、第１波長λ１の光の実質的な吸収を提供する、バンドギャップエネルギーを提供するように選択される。ポテンシャルウェルに対する吸収層の厚さ及び配設は、吸収層の吸収特性及び第１波長でのポンプ源のスペクトル分布に基づいて、最適性能のために設計され得る。ポテンシャル井戸層の組成物は、吸収層のそれよりも低い遷移エネルギーを提供するように選択される。いくつかの例において、量子化が、半導体材料のバルクバンドギャップエネルギーを超える遷移エネルギーを維持するように、既定のポテンシャル井戸層を、十分に薄くすることが望ましい場合がある。そのようなポテンシャル井戸は、量子井戸と見なされ得る。いくつかの例において、ポテンシャル井戸の付近の層構造は、ポテンシャル井戸の１つ以上、又は全てが、任意のｐｎ接合内に位置しないように設計され得る。
【００２１】
ＲＳＣを形成する半導体スタックは、活性領域の片側又は反対側にウィンドー層を含んでもよい。そのようなウィンドー層は、そのバンドギャップエネルギーが、吸収層のそれよりも大きく、ポテンシャル井戸の遷移エネルギーよりも大きい組成物によって成長し得る。したがって、そのようなウィンドー層の１つ、いくつか、又は全ては、発光波長λ２、λ３等の光に対して実質的に透明となるように作製され得る。これらの層のバンドギャップエネルギーが十分に高い場合、それ又はそれらは、第１波長λ１のポンプ光に対して実質的に透明となるように作製することもできる。
【００２２】
ウィンドー層及びＲＳＣの活性領域を作製する層に加えて、半導体スタックは、他の機能的半導体層又は機構を含んでもよい。例には、例えば、１つ以上のグレード化組成物層、光フィルタリング層、反射層、及び反射防止層が挙げられる。光フィルタリング層の例は、吸収層によって吸収されない波長λ１のポンプ光源によって供給される、短波長光の実質的に全てを吸収する層であり、この層は、「シアンブロッカー」と呼ばれる場合がある。完成した素子において、そのような層は、ポンプ光源に面する側とは反対のＲＳＣ側に含まれてもよく、すなわち、活性領域、及び特に活性領域のポテンシャル井戸が、ポンプ光源と光フィルタリング／シアンブロッカーとの間に配設されるようにする。そのような光フィルタリング層の吸収特性は、そのバンドギャップエネルギーの適切な調整によって達成され得る。この点における更なる情報は、上記で参照される、係属中の米国特許出願第６１／０７５，９１８号において見出すことができる。
【００２３】
工程３１２は、半導体スタック、例えば、スタックの終了表面において、抽出機構を形成することも含み、半導体スタックの内側の総内部反射の捕集を阻止し、抽出効率を強化し得る。例示的な抽出機構は、一般に出願された米国特許出願第６１／１７５，６４０号、「Ｒｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」（代理人整理番号第６４７５９ＵＳ００２）において開示される。
【００２４】
例示的な実施形態において、工程３１２において成長した半導体スタックの構成層は、カドミウムセレン化亜鉛（ＣｄＺｎＳｅ）又はカドミウムマグネシウムセレン化亜鉛（ＣｄＭｇＺｎＳｅ）等のＩＩ−ＶＩ半導体材料で構成される。これらの材料のバンドギャップエネルギーは、例えば、米国特許第７，４０２，８３１号（Ｍｉｌｌｅｒら）に記載されるように、結晶マトリックス内の構成要素の相対比の好適な調整によって調整することができる。必要に応じて、半導体は、任意の好適な方法によって、又は任意の好適なドーパントの包含によってドープすることもできる。例えば、ＣｄＭｇＺｎＳｅは、塩素（Ｃｌ）原子の包含によってｎドープされ得る。そのようなドーピングを使用して、欠陥関連であり得、放射線放射に寄与しない再結合機構に対して、電子正孔対の放射再結合を促進することができる。あるいは、工程３１２において成長した半導体スタックの構成層は、好適なＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含むが、これに限定されない、任意の他の好適な半導体材料で構成されてもよい。しかしながら、半導体ではない材料で構成される層は、ＲＳＣスタックに適用することができる。例えば、ＲＳＣは、シリカ等のそれに適用される透明な無機コーティングを有し、キャリアウィンドーに結合する際に使用するための接着促進層として機能し得るか、又は処理中に半導体層を機械的損傷から保護し得る。ＲＳＣは、それに適用される他の非半導体コーティングを有してもよく、反射防止、スペクトルフィルタリング、あるいは光学吸収又は反射機能を提供する。更に、半導体スタックの層、又は半導体スタック上に配設される層は、反射体として機能するように設計することができ、それによって光学フィードバックを提供し、ＲＳＣのレーザー操作を可能にする。
【００２５】
一般に、ＲＳＣを形成する完成した半導体スタック（加えて、存在する場合は、任意の半導体ウィンドー層を含む、その構成層）は、それ自体単独では、巨視的な処理の観点から、極めて薄く脆弱であると考えられる。例えば、通常のＲＳＣは、その「開始」表面からその「終了」表面まで、１０マイクロメートル未満又は５マイクロメートル未満の全体厚を有し得る。半導体スタックが、工程３１２の最後に、その成長基板から分離された場合、特に、その横寸法が、約１インチ、２インチ、３インチ、又は４インチ（２．５４ｃｍ、５．０８ｃｍ、７．６２ｃｍ、又は１０．２ｃｍ）以上である場合であるが、その横寸法が、約１ミリメートル又はその実質的分数、例えば、数百マイクロメートルである場合でさえも、破損することなく、又は層内に許容されない欠陥をもたらすことなく、後次の処理工程において処理及び操作することは極めて困難である。
【００２６】
したがって、工程３１２の後、キャリアウィンドーは、工程３１４において、半導体スタックに取り付けられる。キャリアウィンドーは、成長基板の反対側のスタックの側面に取り付けられる。言い換えると、成長基板は、スタックの「開始」層又はスタックの「開始表面」に配設され、キャリアウィンドーは、スタックの「終了」層又は「終了」表面に配設される。キャリアウィンドーは、好ましくは、ある主要な機械的特徴、及びある主要な光学特性を提供する。
【００２７】
機械的特性に関して、キャリアウィンドーは、好ましくは、人間の操作者による手動又は自動処理装置によるロボット制御にかかわらず、キャリアウィンドーの実質的な破損なしに、キャリアウィンドーの処理を許可するために適切な厚さ及び機械特性、例えば、弾性率及び剛性を有する。キャリアウィンドーが半導体スタックであるか、又はそれに取り付けられる場合、キャリアウィンドーは、好ましくは、成長基板の不在下で、ウィンドー及び／又はスタックの破損なしに、及び例えば、過度の曲げ又は屈曲に起因し得る、許容されない欠陥をスタックの層にもたらすことなく、キャリアウィンドー／半導体スタックの組み合わせの処理を許可するために適切な機械的特性を有する。したがって、キャリアウィンドーは、好ましくは、それ自体で、及びそれ自体を半導体スタックと組み合わせて、十分な機械的支持を提供し、素子製造中の正常な処理を可能にする。必要とされる機械的支持の量は、ある程度、キャリアウィンドー及び／又は半導体スタックの横寸法に依存することを留意されたい。広くは、例えば、１インチ（２．５４ｃｍ）未満あるいは１０、５、１ミリメートル等の小さい横寸法と比較して、大きい横寸法、少なくとも１、２、３、又は４インチ（２．５４、５．０８、７．６２、又は１０．２ｃｍ）以上に対して、更なる厚さ及び／又は高い弾性率が必要とされ得る。１、２、又は３（２．５４、５．０８、又は７．６２ｃｍ）以上の横寸法を有し得る、通常のウエファーサイズの部品の場合、少なくとも１００、３００、又は５００マイクロメートル以上が、通常の候補材料に適切であり得る。１インチ（２．５４ｃｍ）未満、あるいは１０、５、又は１ミリメートル未満の横寸法を有し得る、以下に記載されるプレートレット等の一般的に小さい部品の場合、例えば、少なくとも１０、２５、５０、又は１００マイクロメートルの厚さが適切であり得る。
【００２８】
光学特性に関して、キャリアウィンドーは、好ましくは、第２波長λ２の光として上記で参照される、半導体スタックのポテンシャル井戸によって再発光される、光を実質的に透過する。スタックが、複数のポテンシャル井戸を含む場合、及びそれらが、他の再発光波長の光、例えば、第３波長λ３、第４波長λ４等の光を生成する場合、これらの他の波長の光も、好ましくは、キャリアウィンドーによって高度に透過される。キャリアウィンドーは、ＲＳＣの意図される用途、及びＬＥＤ／ＲＳＣの組み合わせの設計に応じて、第１波長λ１のポンプ光源を実質的に透過し得るか、又は透過しない場合がある。キャリアウィンドーが、ポンプ光源に面するように、ＲＳＣ／キャリアウィンドーの組み合わせが配向されるように意図される設計において、キャリアウィンドーは、ポンプ光が、ＲＳＣの活性領域に効率的に到達し得るように、望ましくは、第１波長λ１の光源に対する高度の透過率を有する。キャリアウィンドーが、ポンプ光源に面するように、ＲＳＣ／キャリアウィンドーの組み合わせが配向されるように意図される設計において、キャリアウィンドーは、ポンプ光を実質的に透過し得るか、又は透過しない場合がある。これらの設計の一部において、ポンプ光がＲＳＣを通して透過されることは望ましくない。それらの設計において、ＲＳＣは、通常、上述されるように、シアンブロッカーレーザーを含み、キャリアウィンドーは、ポンプ光の高い透過率を有する必要はないが、代わりに、ポンプ光を実質的に吸収するか、ないしは別の方法で、それを遮断し得る。他の設計において、ＲＳＣが、再発光光と混合するように、ポンプ光の一部を透過すること、例えば、白色光出力を提供することが望ましく、そのような場合、キャリアウィンドーは、好ましくは、実質的にポンプ光を透過する。
【００２９】
キャリアウィンドーは、他の望ましい特性又は特徴を有し得る。例えば、残留ポンプ光の発光を抑制するか、偏光を制御するか、又は発光スペクトルを形成する、光学フィルタリング特性を有し得る。好ましくは、以下で更に論じられる、成長基板の除去において使用され得る、エッチャントに耐える。好ましくは、熱膨張係数（ＣＴＥ）と、半導体スタックのそれとの適切な整合を有する。望ましくは、放熱板として作用し、操作中のＲＳＣの加熱を最小限にするように、比較的高い熱伝導率、例えば、１００〜７００Ｗ／ｍ＊Ｋを有し得る。ＲＳＣのカプセル化ＬＥＤにおける使用が意図される場合、キャリアウィンドーの屈折率を、カプセル材料のそれと実質的に整合させることが望ましい場合がある。キャリアウィンドーには、ポンプＬＥＤに対する電気アクセスのための既製ビア、あるいはプレートレットに細分するための既製トレンチ又は「角切りストリート」も提供され得る。キャリアウィンドーは、追加の光学機能を実行する機能、例えば、光抽出機構、反射防止テクスチャ又はコーティング、極性化コーティング、波長選択（二色性）コーティング、反射コーティング、屈折レンズ、回折素子、錐台、フォトニック結晶、模様付き吸収層、あるいは発光された光の有角分布を制御するための他の素子が提供されてもよい。これらの特徴の一部は、以下で、及び／又は本明細書において引用される特許関連文書において更に論じられる。
【００３０】
キャリアウィンドーとして使用するための例示的な材料には、溶融シリカ、スピンオンガラス及び多成分ガラスを含む種々のガラス、ポリマー、半導体、及び誘電体結晶性材料、例えば、サファイア、ダイヤモンド、炭化ケイ素、石英、及びアルミナが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３１】
図３を再度参照して、キャリアウィンドーを取り付ける３１４は、少なくとも２つの方法で実行することができる。工程３１４によって表される１つのアプローチにおいて、キャリアウィンドーは、半導体スタック上にその場で形成される。工程３１４ｂ及び３１４ｃによって表される別のアプローチにおいて、キャリアウィンドーは、半導体スタックから個々に製造され、次に、例えば、光透過性結合材料を用いて、スタックに結合される。
【００３２】
工程３１４ａの原位置アプローチにおいて、キャリアウィンドーは、半導体スタック上に直接形成される。例えば、キャリアウィンドーは、スタックの終了表面上にポリマー樹脂を適用及び硬化させることによって、又はシリカ等の無機材料の厚層をスタック上に蒸着させることによって形成されてもよい。
【００３３】
工程３１４ｂ、３１４ｃの手法において、キャリアウィンドーは、スタックから個々に製造され、次にそこに結合される。いくつかの例において、キャリアウィンドーは、透明な接着剤等の結合材料を用いて、スタックに結合され得る。そのような材料は、液体形態で、例えば、キャリアウィンドーの表面に、スタックの表面に、又はそれらの両方に適用されてもよく、その後、それらの間に挟まれる結合材料を用い、続いて結合材料の硬化又は焼き入れによって、２つの素子を一緒に配設することができる。適切な接着剤は、好ましくは、少なくともスタックからの再発光光に対して実質的に透明であり、再発光光による長期間の照明下で安定している。好ましくは、それらは、ＬＥＤの動作温度においても適切な長期間安定性をも有する。光学硬化は、透明なキャリアウィンドーを通して実行され得るため、それらは熱的又は光学的に硬化され得る。接着剤は、好ましくは、例えば、スタック及び／又はキャリアウィンドーに対して最小のＣＴＥ不整合を呈することによって、あるいは低い弾性率を有するか、又はそれらの両方によって、半導体スタック上の熱応力を最小化する。キャリアウィンドーが放熱板又は熱拡散体として効果的に作用するのを可能にするために、高い熱伝導率も望ましい場合がある。また、接着剤の組成物は、好ましくは、ビアからの容易な除去に適合性があり、存在する場合は、キャリアウィンドーにおいて、ウエファー系コンポーネントを小さいプレートレット又は部分への容易な細分（例えば、角切り）に適合性がある。半導体層が、キャリアウィンドーに面するその終了表面において形成される、光抽出機構を有する場合、接着層とキャリアウィンドーとの間の界面において、総内部反射を介した光捕集を回避するために、接着剤は、キャリアウィンドーよりも低い反射指数を有することが有利であり得る。候補接着剤の例には、アクリレート、エポキシ、シリコーン、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）等の熱硬化又はＵＶ硬化光学接着剤、あるいはシラン、ゾルゲル、シルセスキオキサン、又は他の金属アルコキシド材料等の無機接着剤が挙げられる。良好な結合信頼性を達成するために、接着促進表面処理、又は接着促進層を、半導体スタック及び／又はキャリアウィンドーに適用することが有用であり得る。
【００３４】
いくつかの例において、キャリアウィンドーは、ウエファー結合等の個体結合処理を使用して、スタックに結合され得る。例えば、半導体スタックは、プラズマ活性化ウエファー結合を使用して、ガラスキャリアウィンドーに結合され得る。あるいは、例えば、シリカの薄い接着促進層を、結合される両表面上に蒸着し、次にコーティングされた表面を高度の平滑度及び平面性に研磨し、研磨した表面を、例えば、プラズマ又は湿式化学処理を使用して活性化した後、同時にスタックをキャリアウィンドーに結合することが可能になる。熱処理を使用して、結合強度を更に増大させることができる。適切なウエファー結合処理の更なる実施例は、米国特許第６，９０２，９８７号（Ｔｏｎｇら）において提供される。
【００３５】
いくつかの例において、キャリアウィンドーは、取り付けの時に、成長基板及び半導体スタックと同一の広がりを持つこと、すなわち、同一の横寸法及び形状を有することが望ましい場合がある。他の例において、キャリアウィンドーは、スタックよりも物理的に大きいか又は小さくてもよく、スタックとは異なる（平面図）形状を有し得る。例えば、正方形又は矩形形状の顕微鏡スライドカバーは、実質的に円形状の成長基板／スタックのキャリアウィンドーとして使用されてもよく、正方形又は矩形は、成長基板／スタックよりもいくらか大きいか又は小さくてもよい。
【００３６】
キャリアウィンドーを定置し、半導体スタックにしっかりと取り付けた後、工程３１６において、成長基板を構造から除去する。これは、化学的エッチングを含むが、これに限定されない任意の適切な方法によって行われてもよい。基板を除去した後、得られる構造は、半導体スタックに取り付けられ、それを支持するキャリアウィンドーを含むが、もはやスタックを形成するために使用される成長基板を含まず、ＲＳＣは、キャリアウィンドーによって支持又は担持されているため、ＲＳＣキャリア素子と呼ばれる。
【００３７】
基板を除去した後、任意の工程３１８において、第２ウィンドーをＲＳＣキャリア素子に取り付けてもよい。第２ウィンドーは、キャリアウィンドーの反対側の半導体スタックの側面、すなわち、成長基板が以前に存在したスタックの開始表面に取り付けられてもよい。第２ウィンドーは、好ましくは、ＲＳＣによって再発光された光に対して実質的に透明であり、ＬＥＤ／ＲＳＣシステムの設計詳細に応じて、例えば、第２ウィンドーが、ポンプ光源とＲＳＣとの間に配設されるように意図されるか否かにかかわらず、ＬＥＤからのポンプ光に対して透明であり得るか、又は透明でない場合がある。大部分の例において、第２ウィンドーは、ポンプ光に対して高度に透明であるが、いくつかの例において、第２ウィンドーは、ポンプ光を吸収するか、ないしは別の方法で実質的に遮断し得る。
【００３８】
第２ウィンドーは、キャリアウィンドーと関連して説明される方法のいずれかにおいて、例えば、ＲＳＣキャリア素子上のその場で形成されるか、又は個々に製造されたウィンドー物品をＲＳＣキャリア素子に結合することによってのいずれかで、取り付けられてもよい。第２ウィンドーは、比較的厚い弾力的不透過性材料の層であり得るか、又はそれを含んでもよい。取り扱い中に、半導体スタックを機械的損傷から保護するか、又は環境作用からの劣化反応から保護するように機能し得る。そのような第２ウィンドーは、例えば、成長基板から除去された後、ガラス基板等の材料シートをＲＳＣキャリア素子に結合するか、ポリマー材料をＲＳＣの暴露側（キャリアウィンドの反対側）に鋳造するか、又は厚い無機材料の層をＲＳＣの暴露側に蒸着させることによって、作製されてもよい。得られる構造は、依然としてＲＳＣキャリア素子と呼ばれ、そこでＲＳＣは、２つの保護層であるキャリアウィンドーと第２ウィンドーとの間に挟まれる。接着剤又は類似する材料を使用して、第２ウィンドーを半導体スタックに結合する場合、好ましくは、キャリアウィンドーとともに使用される接着剤と関連して上述されるものと同一の特性の多くを有する。例えば、接着剤は、望ましくは、再発光光及びポンプ光に対して透明であり、ポンプ光及び再発光光の両方による長期間照明下で安定し得る。更に、接着剤は、第２ウィンドーの材料に対して実質的に指数整合することが望ましい場合がある。
【００３９】
ボックス３１８の下のダイヤモンド記号３２０ａは、ＲＳＣ及びＬＥＤ素子が、異なる事業体によって製造されると仮定して、工程３１８の後（又は工程３１８が省略される場合は、工程３１６の後）、ＲＳＣ製造業者が、ＲＳＣキャリア素子の販売を選択し、その形態で素子をＬＥＤ製造業者に出荷し得ることを示す。
【００４０】
工程３１８又は３１６の後、通常、そこに複数のＬＥＤが形成されるＬＥＤウエファーの形態で、個々に製造されたＬＥＤが提供され、同じくウエファー形態であり得るＲＳＣキャリア素子は、工程３２２において、ＬＥＤウエファーに取り付けられる。取り付けは、既に論じられるものに類似する接着剤等の適切な結合材料を使用して、又は任意の他の適切な手段によって実行されてもよい。上述されるようなウエファー結合等の固体結合処理を使用してもよい。接着剤又は類似する結合材料が使用される場合、ポンプＬＥＤに対してピックアンドプレース結合するときに、（ウエファー形態又は以下で更に説明されるようなプレートレット形態にかかわらず）ＲＳＣキャリア素子に事前に適用されてもよく、したがって、ＲＳＣキャリア素子の一部として含まれない場合がある。あるいは、いくつかの例において、ＲＳＣキャリア素子上に供給される、事前に適用された接着層を有することが有利であり得る。接着剤は、好ましくは、ポンプ光に対して透明であり、ポンプ光及び再発光光による長期間照明下で安定している。好ましくは、ＬＥＤ操作温度において、適切な長期間安定性も有する。ＬＥＤ又はＲＳＣを通した光学硬化は、問題になり得るため、熱的に硬化されてもよい。いくつかの例において、ＬＥＤを活性化することによって、光硬化可能な接着剤を硬化することが可能であり得る。また接着層は、好ましくは、例えば、最小の熱膨張不整合を有するか、又は低い弾性率を有することによって、半導体スタック上の熱応力を最小化する特性を有する。高い熱伝導率も、ＬＥＤが放熱板として作用するのを可能にするために望ましい。また、接着剤は、ポンプＬＥＤ上の結合パッドからのその容易な除去を促進するように選択されてもよい。候補接着剤の例には、シリコーン、ＢＣＢ等が挙げられる。
【００４１】
ＲＳＣキャリア素子は、ＲＳＣの外面が、ポンプ光源に面することを特徴とする、２つの構成の１つにおいて、ＬＥＤに取り付けることができ、そのような表面は、本明細書において、ＲＳＣの「イルミネーション表面」と称される。本明細書において「標準配向」と呼ばれる、１つの構成において、イルミネーション表面は、ＲＳＣの終了表面、例えば、最後に成長したＲＳＣ素子層の外面となるように選択される。図１及び２と関連して説明される方法は、この構成に限定される。本明細書において「変換配向」と呼ばれる、他の構成において、イルミネーション表面は、ＲＳＣの開始表面、例えば、最初に成長したＲＳＣ素子層の外面となるように選択される。図３の方法は、成長基板が、ＬＥＤへの取り付け前に除去されたため、標準配向及び変換配向の両方と適合性があることを留意されたい。したがって、工程３１６又は３１８に起因するＲＳＣキャリア素子は、工程３２２の標準配向又は変換配向のいずれかに従って、ＬＥＤウエファーに取り付けることができる。
【００４２】
その後、通常、物理的に大きいウエファー形態のＬＥＤ／ＲＳＣ素子は、工程３２４において、例えば、ウエファーのこぎりで角切りにすることによって細分し、複数の個々のＬＥＤ／ＲＳＣ素子を形成し、それぞれは、工程３１０〜３１８を使用して製造されるＲＳＣキャリア素子の小片又は「プレートレット」を組み込む。
【００４３】
上述の方法の変型において、工程３１０〜３１８を使用して製造されたＲＳＣキャリア素子は、ＬＥＤに取り付ける前に、及び任意に、ダイヤモンド記号３２０ｂによって示されるように、ＲＳＣ製造業者からＬＥＤ製造業者に販売及び／又は出荷する前に、工程３２６において小片又はプレートレットに細分される。細分後、工程３２８において、個々のＲＳＣプレートレットを個々のＬＥＤダイに取り付け、個々のＬＥＤ／ＲＳＣ素子を形成する。接着剤等の結合材料は、工程３２２と関連して説明されるように、取り付けに使用することができる。
【００４４】
上記方法の別の変型において、ＲＳＣ及びキャリアウィンドーを含むが、成長基板も含む、工程３１４によって作製される構造は、工程３３０において、例えば、ウエファーのこぎりを用いて角切りにすることによって、個々の小片に細分することができる。個々の小片のそれぞれに含まれる成長基板の小片を、次に、化学的エッチング又は任意の他の適切な技術によって、相互に取り付けられた状態のＲＳＣ又はキャリアウィンドーの小片を損傷せずに、工程３３２において除去することができる。基板除去の結果は、再びＲＳＣキャリア素子であるが、ここでは既に、複数の小プレートレットの形態である。
【００４５】
ここでは、図３に関連して、ＲＳＣ素子を製造する代替方法について、図１に記載されるものと比較して説明したが、開示される方法に関する読者の理解を強化し得る、その代表的なＲＳＣ素子又はコンポーネントを表す、図４〜１２に移る。
【００４６】
図４は、ウエファー形態のＲＳＣキャリア素子４１０の斜視図であり、例示されるのこぎり線に沿って、ウエファーを細分することによって得られ得る、プレートレット４１６も表す。ウエファーは、特徴的な横寸法４１２を有し、例えば、少なくとも１、２、３、又は４インチ（２．５４、５．０８、７．６２、又は１０．２ｃｍ）であり得る。プレートレット４１６は、特徴的な横寸法４１４を有し、例えば、１インチ（２．５４ｃｍ）未満、あるいは１０、５、又は１ミリメートル未満であり得る。
【００４７】
図５は、図４のＲＳＣキャリア素子４１０の一部分の概略断面図である。この図は、素子の様々な主要コンポーネントを明らかにする。素子は、結合層５１６を介して、比較的薄い半導体層スタック５１２（ＲＳＣを形成する）に取り付けられる、比較的厚いキャリアウィンドー５１４を含む。キャリアウィンドー５１４は、図示されるように、対向する主表面５１４ａ、５１４ｂを有する。これらの表面の１つ、又は両表面のいずれかには、総内部反射によって捕捉される光を減少させ、光抽出効率を増大させるために適切な抽出機構が提供され得る。別の厚い層５１０は、その上にスタック５１２が形成されたが、例えば、図３の工程３１６に示されるように、後に除去された半導体成長基板を表すため、想像線で示される。
【００４８】
図５ａは、図４及び５のＲＳＣキャリア素子４１０の一部分の拡大概略図である。この図において、半導体スタック５１２の異なる部分が識別される。特に、スタック５１２は、２つの不活性領域５１２ｃと５１２ｅとの間に挟まれる、活性領域５１２ｄを含む。スタック５１２は、開始表面５１２ａ及び終了表面５１２ｂも有し、開始表面は、成長基板５１０の最近に配設され、終了表面は、成長基板から最遠である。終了表面５１２ｂは、そこに形成される抽出機構を有するものとして示されるが、開始表面５１２ａは、そのような特徴を有するように作製されてもよい。あるいは、いくつかの例において、表面５１２ａ、５１２ｂのいずれにも抽出機構が提供され得ない。
【００４９】
図６は、ＬＥＤ  ６１２と組み合わせて、図４及び５のＲＳＣキャリア素子４１０の一部分の概略断面図である。ＲＳＣキャリア素子４１０は、結合層５１６に対して同一の組成物又は異なる組成物を有し得る、結合層６１４を有するＬＥＤ  ６１２に取り付ける。ＲＳＣのイルミネーション表面は、ＲＳＣの開始表面５１２ａ、すなわち、最初に成長したＲＳＣ素子層の外面であるため、得られるＬＥＤ／ＲＳＣ素子は、「変換配向」構成を使用することを留意されたい。
【００５０】
図７は、図４及び５のＲＳＣキャリア素子４１０を組み込む、代替ＲＳＣキャリア素子７１０の一部分の概略断面図である。ＲＳＣキャリア素子７１０は、第２ウィンドー層７１２を、結合層７１４を用いて、素子４１０に取り付けることによって構成される。したがって、半導体スタック５１２は、キャリアウィンドー５１４と第２ウィンドー７１２との間に挟まれる。ウィンドー７１２は、キャリアウィンドー５１４よりも薄いものとして例示されるが、第２ウィンドーは、必要に応じて、キャリアウィンドーと同一の厚さであり得るか、又はキャリアウィンドーより厚くてもよい。結合層７１４は、結合層５１６に対して、同一の組成物又は異なる組成物を有してもよい。
【００５１】
図８は、プレートレット８１２への細分を促進するように、そこに形成されるいくつかの既製トレンチを有する、ウエファー形態のＲＳＣキャリア素子８１０の斜視図である。図９は、ウエファー形態であるが、ビア配列がそこに形成される、類似するＲＳＣキャリア素子９１０の斜視図である。
【００５２】
図１０は、ＬＥＤ／ＲＳＣ素子１０１０の斜視図である。素子１０１０は、ＲＳＣキャリア素子１０１２のプレートレットをＬＥＤダイ１０１８に取り付けることによって作製された。ＲＳＣキャリア素子１０１２は、キャリアウィンドー１０１４及びＲＳＣを含む半導体層スタック１０１６を含む。ＬＥＤ、キャリアウィンドー、及びＲＳＣの相対位置は、ＲＳＣのイルミネーション表面が、ＲＳＣの開始表面であるため、素子１０１０が「変換配向」構成を使用することを示す。ＲＳＣキャリア素子１０１２におけるビア１０２０又はビアの残余は、ＬＥＤ  １０１８の出力表面の一部分へのアクセスを提供する。より正確には、ビア１０２０は、結合ワイヤ１０２２が、ＬＥＤの出力表面上で、電気接触パッド１０２４と接触するのを可能にする。ビア以外に、ＲＳＣキャリア素子１０１２は、「過大寸法」であり、すなわち、横寸法が、ＬＥＤダイよりもいくらか大きい。任意の指定ＬＥＤ／ＲＳＣ素子の許容誤差域内で起こり得る、ＲＳＣプレートレットの配設のわずかな移動が、ＬＥＤ出力表面の部分を暴露せず、したがって、素子の光出力に望ましくないポンプ光を導入しないため、ＬＥＤに対するＲＳＣプレートレットの過大寸法は有益である。
【００５３】
ここで図１１ａ〜ｅに移り、これらの図は、製造の異なる段階におけるＲＳＣキャリア素子、又はそのコンポーネントの概略側面図を示し、構造に使用されるキャリアウィンドー１１１０は、「貫通ビア」１１１２を含む。図１１ａは、「貫通ビア」１１１２を有するキャリアウィンドー１１１０を示し、各「貫通ビア」は、その第１主表面１１１０ａから対向する第２主表面１１１０ｂまでのキャリアウィンドーの全体厚を通って伸長する。キャリアウィンドーをＲＳＣに結合するための調製において、結合材料が、「貫通ビア」を通って結合領域の外に流出するのを防ぐために、ビア１１１２は、ワックス又は別の好適な充填材料１１１４で充填される（図１１ｂを参照）。充填材料が硬化した後、ＲＳＣ１１１８がその上で成長した成長基板１１１６が提供され、接着剤又は他の結合材料１１２０を、キャリアウィンドーとＲＳＣとの間に適用して硬化させる（図１１ｃを参照）。結合が安定した後、成長基板１１１６を、エッチャント又は任意の他の好適な手段によって除去し、ＲＳＣキャリア素子を作製する（図１１ｄを参照）。次に、充填材料１１１４を熱及び／又は化学処理を介して除去し、「貫通ビア」１１１２を、結合材料１１２０の層を通して、及びＲＳＣ１１１８を通して、好適な湿式エッチング又は他の手段によって伸長させる（図１１ｅを参照）。その後、のこぎり、レーザー加工、又は他の好適な技術によって、構造をプレートレットに細分することができる。
【００５４】
図１２ａ〜ｄは、異なる製造段階における、ＲＳＣキャリア素子又はそのコンポーネントの概略側面図であり、構造に使用されるキャリアウィンドー１２１０は、ブラインドビア１２１２を含む。ブラインドビア１２１２は、キャリアウィンドーの第１主表面１２１０ａに対して開放するが、結合に使用される対向する第２主表面１２１０ｂに対して完全に伸長しない。結合材料がビアを通して漏出するのを防ぐために、充填材料が必要とされないため、この設計は有利である。ＲＳＣ  １２１８がその上で成長した成長基板１２１６が提供され、接着剤又は他の結合材料１２２０を、キャリアウィンドーとＲＳＣとの間に適用して硬化させる（図１２ｂを参照）。結合が安定した後、成長基板１２１６を、エッチャント又は任意の他の好適な手段によって除去し、ＲＳＣキャリア素子を作製する（図１２ｃを参照）。次に、ブラインドビア１２１２を、結合材料の層１２２０及びＲＳＣ  １２１８を通して、好適な湿式エッチング又は他の手段によって伸長させて、貫通ビア１２２２を形成する（図１２ｄを参照）。その後、のこぎり、レーザー加工、又は他の好適な技術によって、構造をプレートレットに細分することができる。
【実施例】
【００５５】
実施例１：Ｎｏｒｌａｎｄ光学接着剤を使用するプレートレットの製造
プレートレット形態のＲＳＣキャリア素子は、ウエファー形態のＩＩＩ−Ｖ半導体基板上の分子線エピタキシによって成長したＩＩ−ＶＩエピタキシャル層から製造した。名目上エピタキシャル層（ＩｎＰ基板及びＧａＩｎＡｓ緩衝層を含む）は、以下の表１に列挙される。ＲＳＣの層配置は、上述される変換配向配置用に設計され、ＲＳＣの開始表面は、ＲＳＣのイルミネーション表面となるように設計され、そこを通って、ポンプ光がＲＳＣに入る。これは、例えば、ＲＳＣの活性領域（成長配列の層＃５〜１３）とＲＳＣの終了表面（シアンブロッカー層の外面）との間のシアンブロッカー層（成長配列＃１５）の配設によって見ることができる。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
ＩＩ−ＶＩ層スタック（成長配列２〜１５）は、４つのポテンシャル井戸を有するＲＳＣを形成する。これらの層がＩＩＩ−Ｖ基板上で成長した後、凹又はくぼみの規則的配列又は模様の形態の光抽出機構を、ＲＳＣの暴露された主表面、すなわち、シアンブロッカー層の終了表面にエッチングした。くぼみパターンは、従来の接触フォトリソグラフィー及び湿式エッチングによって達成した。Ｆｕｔｕｒｒｅｘ  ＰＲ１−１０００Ａフォトレジストをパターン化して、直径約２μｍのアパーチャー又は開口を製造し、中心から中心まで４μｍの間隔を空けて、六角形のパターンで配置した。ＲＳＣの暴露表面を、１００ｍＬ  Ｈ２Ｏ：２０ｍＬ  ＨＢｒ：１ｍＬ  Ｂｒ２（容量）の溶液で約４０秒間エッチングした。アンダーカットのため、これは、半径約２μｍの略半球形である、エッチングのくぼみをもたらした。フォトレジストを除去した後、構造の非平坦側、すなわち、ＲＳＣの終了表面を、キャリアウィンドーとして機能する、ガラス顕微鏡スライドカバーにＮｏｒｌａｎｄ  ８３Ｈ熱硬化接着剤を使用して結合し、１２０℃のホットプレート上で硬化させた。スライドカバーは、全ての可視光に対して実質的に透明であり、約１６７マイクロメートルの厚さ及び２５ｍｍ×２５ｍｍの横寸法を有した。それに比べて、成長基板ウエファー及びＲＳＣは、２０ｍｍ×２０ｍｍの横寸法を有した。屈曲を防ぐために、スライドカバーを、その片側をワックスを使用して顕微鏡スライドに取り付けることによって、スライドカバーの反対側をＲＳＣ／基板ウエファーに取り付ける前に補強した。ＩｎＰ基層を、短い機械的ラッピングによって、続いて、３：１  ＨＣｌ：Ｈ２Ｏの溶液中のエッチングによって除去した。エッチャントは、ＧａＩｎＡｓ緩衝層（成長配列＃１）で停止した。次に、この緩衝層を、３０ｍＬの水酸化アンモニウム（３０重量％）、５ｍＬの過酸化水素（３０重量％）、４０ｇのアジピン酸、及び２００ｍＬの水の攪拌溶液中で除去し、ＩＩ−ＶＩ  ＲＳＣ（成長配列の層＃２〜１５）のみが顕微鏡スライドカバー及び補強顕微鏡スライドに取り付けられるようにする。ウィンドー層よりも低いバンドギャップを有し、したがって、ポンプ波長で光を吸収する、暴露された薄いＣｄＺｎＳｅ層（層２）も、誘導的に結合したプラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）システム（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｉｎｚｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して、アルゴン中の短プラズマエッチングによって除去した。エッチング条件は、１００Ｗ  ＲＦ電力で最長８５秒を含む。あるいは、この層は、ＨＢｒ：Ｈ２Ｏ：Ｂｒ２又はＢｒ２：メタノールを含む、ＩＩ−ＶＩ化合物をエッチングするために好適な湿式エッチャント技術によって除去することができる。
【００５８】
次に、残りの全てがＲＳＣを構成するＩＩ−ＶＩ層スタックとなるように、顕微鏡スライドを構造から除去し、スライドカバーに取り付けて、破損及びＲＳＣに対する損傷なしに、実験室内で取り扱うことができる、ＲＳＣキャリア素子を形成した。機械的ダイシングを使用して、ＲＳＣキャリア素子をプレートレット形式に切断した。２０μｍダイヤモンドブレードを用いるＤｉｓｃｏダイシングのこぎりを使用して、サンプルを１ｍｍ×１ｍｍ四方に切断した。これらのプレートレットのう有効性を、それらをＬｕｍｉｌｅｄｓ  ＲｅｂｅｌフリップチップＬＥＤに結合することによって試験した。Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４熱硬化シリコーンの小滴を、指定ＬＥＤ上に分配して、次に、ＲＳＣキャリア素子プレートレットをダイボンダにおいて、ＬＥＤに結合した。結合したサンプルを、１２５℃で１０分間硬化させた。光学測定値は、青色ＬＥＤポンプ光の大部分が、緑色（再発光）光に変換され、微小の青色ポンプ光が結合接着剤を通して漏出したことを示した。
【００５９】
上記の実施例は、ＩＩ−ＶＩ半導体ＲＳＣ層に基づくが、ＩＩＩ−Ｖ半導体から全体的に製造されるものを含む、他の種類のＲＳＣ層も考慮される。
【００６０】
上記の実施例において、補強顕微鏡スライドの使用によって例示されるように、例えば、特に薄いキャリアウィンドーで作業する場合、信頼性を高めるために、製造中にいくらかの機械的補強をキャリアウィンドーに提供することが望ましい場合がある。１つの手法において、薄いキャリアウィンドーの片側を、ＲＳＣに結合してもよく、キャリアウィンドーの反対側を、剛性のプレート又は類似する補強部材で補強されるウエファーテープに結合してもよい。成長基板をＲＳＣから除去した後、及び任意に得られるキャリア素子をプレートレットにダイシングした後、次に、補強材をウエファーテープの後ろ側から除去することができ、非常に薄いプレートレットを、例えば、ピックアンドプレース装置を使用して、それらをテープから個々に除去することによって、テープ上で取り扱うことができる。
【００６１】
実施例２：ＣｄＺｎＳｅ緩衝剤とともにＲＳＣを使用するプレートレット製造
プレートレット形態のＲＳＣキャリア素子は、実施例１に記載されるものに類似した方法で、ウエファー形態のＩＩＩ−Ｖ半導体基板上で、分子線エピタキシによって成長させた。名目上エピタキシャル層（ＩｎＰ基板及びＧａＩｎＡｓ緩衝層を含む）は、以下の表２に列挙される。ＲＳＣの層配置は、上述される変換配置用に設計され、ＲＳＣの開始表面は、ＲＳＣのイルミネーション表面となるように設計され、そこを通って、ポンプ光がＲＳＣに入る。これは、例えば、ＲＳＣの活性領域（成長配列の層＃７〜１５）とＲＳＣの終了表面（シアンブロッカー層の外面）との間のシアンブロッカー層（成長配列＃１６）の配設によって見ることができる。更に、ＣｄＺｎＳｅ層（成長配列＃２及び３）は、ＧａＩｎＡｓに隣接して追加され、ＩＩＩ−Ｖ緩衝剤とＲＳＣとの間に緩衝層を提供する。ウィンドー層よりも低いバンドギャップを有し、したがって、ポンプ波長で光を吸収する、薄いＣｄＺｎＳｅ層（層２）も、誘導的に結合したプラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）システム（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｉｎｚｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して、アルゴン中の短プラズマエッチングによって除去したことに留意する。エッチング条件は、１００Ｗ  ＲＦ電力で最長８５秒を含む。あるいは、この層は、ＨＢｒ：Ｈ２Ｏ：Ｂｒ２又はＢｒ２：メタノールを含む、ＩＩ−ＶＩ化合物をエッチングするために好適な湿式エッチャント技術によって除去することができる。
【００６２】
【表２】
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【００６３】
ＩＩ−ＶＩ層スタック（成長配列２〜１６）は、４つのポテンシャル井戸を有するＲＳＣを形成する。これらの層がＩＩＩ−Ｖ基板上で成長した後、穴の規則的配列又は模様の形態の光抽出機構を、ＲＳＣの暴露された主表面、すなわち、シアンブロッカー層の終了表面にエッチングした。穴パターンは、従来の接触フォトリソグラフィー及び湿式エッチングによって達成した。Ｆｕｔｕｒｒｅｘ  ＰＲ１−１０００Ａフォトレジストをパターン化して、直径約２μｍの孔を作製し、両方向に４μｍの間隔を有する、正方形の「チェックボード」パターンで配置する。ＲＳＣの暴露面を、１００ｍＬのＨ２Ｏ：２０ｍＬのＨＢｒ：０．２５ｍＬのＢｒ２（容量）の溶液中で約４分間エッチングした。エッチングした穴は、最大１．０μｍの深さを有した。フォトレジストを除去した後、構造の非平坦側、すなわち、ＲＳＣの終了表面を、キャリアウィンドーとして機能する、５００μｍ厚のＢｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３ガラスウエファーの小片に、Ｎｏｒｌａｎｄ  ８３Ｈ接着剤を使用して結合し、２０秒間ＵＶ光に暴露することによって硬化させた（３６５ｎｍで最大７５ｍＷ／ｍｍ２）。ＩｎＰ基層を、短い機械的ラッピングによって、続いて、３：１  ＨＣｌ：Ｈ２Ｏの溶液中のエッチングによって除去した。エッチャントは、ＧａＩｎＡｓ緩衝層（成長配列＃１）で停止した。次に、３０ｍＬの水酸化アンモニウム（３０重量％）、５ｍＬの過酸化水素（３０重量％）、４０ｇのアジピン酸、及び２００ｍＬの水の攪拌溶液中でこの緩衝層を除去して、ガラスウェファーに取り付けたＩＩ−ＶＩ  ＲＳＣのみを残した。誘導的に結合されるプラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）システム（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して、Ａｒエッチングによって層２〜６を除去した。エッチング条件は、１００Ｗ  ＲＦ電力で最長８５秒を含む。（あるいは、これらの層は、ＨＢｒ：ＨＢｒ：Ｈ２Ｏ：Ｂｒ２又はＢｒ２：メタノールを含む、ＩＩ−ＶＩ化合物をエッチングするために好適な湿式エッチャント技術によって除去することもできる。）保護層（１０ｎｍ  ＴｉＯ２、続いて５００ｎｍ  ＳｉＯ２）を、電子ビーム蒸着によってＲＳＣキャリア素子に適用した。次に、１５０μｍのダイヤモンドブレードを有するＤｉｓｃｏダイシングのこぎりを用いて、ＲＳＣキャリア素子をプレートレット形式にダイシングした。個々のプレートレットは、最大１．５ｍｍ×１．５ｍｍであった。これらのＲＳＣプレートレットは、実施例１に記載される処理を使用して、青色ポンプＬＥＤに取り付けた。光学測定値は、青色ＬＥＤポンプ光の大部分が、緑色（再発光）光に変換され、微小の青色ポンプ光が結合接着剤を通して漏出したことを示した。
【００６４】
実施例３：シリコーン接着剤を使用するプレートレットの製造
緑色発光半導体プレートレットを、以下のように作製した。多層の量子井戸ＲＳＣを、実施例１に記載されるものに類似する方法で、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）を使用して、ＩｎＰ基板上で調製した。成長したＲＳＣの表面を、それぞれ酸素及びアルゴンプラズマで処理することによって（２００ｍＴｏｒｒ、５０Ｗ、各プラズマに１２秒暴露）、６インチ（１５．２ｃｍ）平行電極、１０ｎｍの酸化チタンを備えるＴｅｃｈｎｉｃｓ  ＭｉｃｒｏＲＩＥシリーズ８０マシンにおいて、シリカ付着用に調製し、続いて、５００ｎｍの二酸化シリコーンを、電子ビーム蒸着を使用して変換層の上に付着させた。ＡＰ３０００接着促進溶液（ダウ・コーニング、ミシガン州ミッドランド）を、３０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングすることによって、ＲＳＣの暴露シリカ表面にコーティングした。
【００６５】
直径４インチ（１０．２ｃｍ）、厚さ５００μｍのＢｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３ガラスウエファーは、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｇｌａｓｓ（ニューヨーク州エルムズフォード）から購入した。ガラスウエファーを小片に切断した後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液中で、３０分間超音波処理によって清浄した後、アセトン、メタノール、及び最後にＩＰＡで洗浄した。この洗浄を２回行い、洗浄溶媒は、各洗浄の間に乾燥させないようにした。Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３ガラスウエファーを窒素乾燥し、ＡＰ３０００接着促進剤を、スピンコーティングによって適用した。
【００６６】
ダウ・コーニング（ミシガン州ミッドランド）から購入したＳｙｌｇａｒｄ  １８４シリコーン接着剤を、製造業者の仕様に記載されるように、１０部の基剤に対して１部の硬化剤の比で混合した。
【００６７】
混合接着剤の数滴を、調製したＢｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３ウエファー表面に適用した。調製したＲＳＣを、接着剤と接触する二酸化ケイ素表面上に配設した。Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３及びＲＳＣを一緒に、手動で軽い圧力で少なくとも４５秒間押して、接着剤を側面、及び２つの表面間の薄い層に流れるようにする。サンプルを１分間放置した後、ホットプレート上に置き、１２５℃で３０分間以上硬化させた。Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３ガラスウエファー小片は、最上のＲＳＣよりも大きい面積を有した。
【００６８】
硬化に続いて、ＩｎＰ基板を、５００グリットの紙やすりを使用して、水中で機械的にラップした。結合、ラップしたサンプルを、１００℃に設定したホットプレート上に置き、ＣｒｙｓｔａｌＢｏｎｄ  ５０９ワックスを、半導体ウエファー周囲のＢｏｒｏｆｌｏａｔウエファー上面に適用し、端部を保護した。ＩｎＰの側端の全て、及びラップしたＩｎＰの上端領域の２〜３ｍｍにワックスを適用した。半導体コンバータの端のいずれも、暴露されたままにならないように注意する必要がある。ワックスの適用後、サンプルをホットプレートから速やかに除去した。
【００６９】
ＩｎＰ基板は、３ＨＣｌ：１Ｈ２Ｏの室温溶液中でエッチングすることにより除去した。このエッチャントは、波長コンバータのＧａＩｎＡｓ緩衝層で止まる。緩衝層は、次に、３０ｍＬの水酸化アンモニウム（３０重量％）、５ｍＬの過酸化水素（３０重量％）、４０ｇのアジピン酸、及び２００ｍＬの水を撹拌溶液中で除去し、Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ  ３３ウエファーに結合されたＩＩ−ＶＩ半導体波長コンバータのみを残した。保護ＣｒｙｓｔａｌＢｏｎｄワックスをアセトンで除去した。最後に、サンプルを１平方ミリメートルの素子にダイシングした。接着剤結合厚は、４〜５μｍであると測定された。
【００７０】
特に指定されない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用する、数量、特性の測定値などを表す全ての数値は、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、そうでない旨が指定されない限り、上記の明細書及び特許請求の範囲において記載された数値パラメーターは、本出願の教示を利用する当業者が得ようと求める望ましい特性に応じて変化しうる概算値である。均等論を「特許請求の範囲」の範疇に適用することを制限しようとする試みとしてではなく、各数値パラメーターは少なくとも、記録された有効数字の桁数を考慮して、又通常の四捨五入を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広範な範囲を示す数値範囲及びパラメーターは近似であるにもかかわらず、いかなる数値も本明細書で述べられる具体的な例で示される程度に、これらは妥当に可能な限り精確に報告される。しかしながら、いかなる数値も試験及び測定の限界に関連する誤差を含み得る。
【００７１】
本発明の様々な修正及び変更が、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者には明らかであり、また本発明は、本明細書に記載された例示的な実施形態に限定されないことが理解されるべきである。例えば、読者は、開示される一実施形態の特徴が、特に指定されない限り、全ての他の開示される実施形態にも適用され得ると仮定すべきである。本明細書において参照された全ての米国特許、公開特許出願、並びに他の特許及び非特許文書は、それらが上述の開示に矛盾しない範囲において、それらが含有する全てが、参照として組み込まれる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
2012526394.tif 000007
【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５ａ】
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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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【国際調査報告】
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