CN103636007A - 具有生长于硅基板上的低缺陷n型层的发光二极管 - Google Patents

具有生长于硅基板上的低缺陷n型层的发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN103636007A
CN103636007A CN201280028501.XA CN201280028501A CN103636007A CN 103636007 A CN103636007 A CN 103636007A CN 201280028501 A CN201280028501 A CN 201280028501A CN 103636007 A CN103636007 A CN 103636007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
gallium nitride
sublayer
lrl
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280028501.XA
Other languages
English (en)
Inventor
陈振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Bridgelux Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgelux Inc filed Critical Bridgelux Inc
Publication of CN103636007A publication Critical patent/CN103636007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一种竖直的基于GaN的蓝光LED具有n型GaN层，n型GaN层直接生长于低电阻层(LRL)上，而低电阻层(LRL)生长于硅基板之上。在一个范例中，LRL为具有厚度小于300nm的周期的低方块电阻GaN/AlGaN超晶格。在超晶格上生长n型GaN层减少了n型层内的晶格缺陷密度。在形成LED的外延层之后，将导电载体晶圆接合至所述结构。然后去除硅基板。加入电极，并且切割结构以形成完成的LED装置。在一些范例中，一些或全部LRL保持在完成的LED装置内，使得LRL也起到电流扩展功能。在另一范例中，LRL被完整去除，使得完成的LED装置内没有任何LRL。

Description

具有生长于硅基板上的低缺陷N型层的发光二极管
技术领域
本公开总体涉及在硅基板上制造的基于氮化镓(GaN)的蓝光LED及其相关方法与结构。
背景技术
发光二极管(LED)是一种将电能转换成光的固态装置。当供应电压通过相对的掺杂的层时，光从夹在掺杂层之间的半导体材料的有源层发出。目前有许多不同的LED装置结构由不同材料制成，具有不同结构并且以不同方式执行。某些发出激光，某些产生非单色以及非相干光。某些适合特定应用。某些为高功率装置，而其它则不是。某些发出作为红外辐射的光，某些发出各种颜色的可见光，另外其它则发出紫外光。某些制造成本昂贵，而其它则便宜。针对一般商业照明应用，常使用蓝光LED结构。这种蓝光LED具有含铟镓氮的多量子阱(Multiple Quantum Well，MQW)有源层，其可发出例如波长范围440纳米到490纳米的非单色且非相干光。接下来通常会提供荧光粉涂层，其吸收部分发出的蓝光。荧光粉接着发出荧光以发出其它波长的光，如此整体LED装置所发出的光具有较广的波长范围。发出较广波长范围的整体LED装置通常称为“白光”LED。
虽然氮化镓基板晶圆是可用的，不过它们价格昂贵。因此，商用蓝光LED的外延层通常生长于其它类型基板的晶圆上，例如蓝宝石基板。不过这些其它基板仍旧相当昂贵。个人计算机内使用的一般集成电路通常制造在硅基板上。由于用于计算机工业的硅基板大量生产，硅基板与蓝宝石基板比较起来相对便宜。而且，由于集成电路制造公司经常升级制造设备以便跟上集成电路制造技术的进步，因此二手的用以处理硅基板晶圆的半导体工艺设备通常可低价购得。因此从成本的观点来看，期望能够在相对便宜的硅基板晶圆上制造基于氮化镓(GaN)的LED，并且使用可取得的二手半导体工艺设备来处理这种硅晶圆，不过在硅基板上生长高质量GaN外延层仍旧有许多问题。
与在硅基板上生长高质量GaN外延层相关联的许多问题，来自于硅的晶格常数与GaN的晶格常数有相当大的差异。当GaN外延生长于硅基板上时，所生长的外延材料会表现出非期望的高密度晶格缺陷。如果GaN层生长到足够厚，则GaN层内的应力会导致GaN材料的后续生长部分产生某种破裂。并且，硅与GaN具有不同的热膨胀系数。例如如果包含设置在硅基板上的GaN的结构的温度升高，则该结构的硅材料部分的膨胀率会与GaN材料的膨胀率不同。这些不同的热膨胀率会在LED装置的各个层之间产生应力。此应力可能导致破裂以及其它问题。更进一步，因为GaN为化合物材料而硅(Si)为元素材料，所以在硅基板上难以生长GaN。从非极性转变成极性结构，结合大量的晶格失配，会产生缺陷。由于这些与其它原因，大部分可商购的白光LED装置的外延LED结构并不是生长于硅基板上。因此仍寻求在硅基板上制造蓝光LED的改进工艺以及结构。
制造在硅基板上生长的蓝光LED通常也涉及晶圆接合(wafer bonding)。在现有技术工艺中，外延蓝光LED结构生长于非GaN基板上，以形成装置晶圆结构。在外延LED结构上形成一层银，用作反射镜。然后在银反射镜上设置包含多周期的铂和钛钨的阻障金属层。每一周期内的铂层为60nm薄层。每一周期内的钛/钨层大约10nm厚，并且包含大约百分之九十的钨。提供五个或以上的这种周期。一旦以此方式形成装置晶圆结构，则载体晶圆结构被晶圆接合至装置晶圆结构。然后去除装置晶圆结构的原始非GaN基板，将产生的晶圆接合结构切割形成LED装置。在此现有技术工艺中，使用接合金属层将载体晶圆结构晶圆接合至装置晶圆结构。此接合金属层包含金/锡子层。当金/锡子层在晶圆接合期间熔化时，由于多周期阻障金属层的厚度以及短的高温循环被使用来熔化接合金属，所以来自此金/锡子层的锡不会穿过银层。此现有技术工艺被认为工作良好。
发明内容
在第一创新方面中，白光LED组件包括蓝光LED装置。通过在硅基板之上外延生长低电阻层(LRL)来制造该蓝光LED装置。在一个范例中，缓冲层直接生长于硅晶圆基板上，然后非掺杂的氮化镓样板层直接生长于缓冲层上，接下来在样板层上直接生长LRL。
在一个范例中，LRL为包括多个周期的超晶格结构，其中每一周期是薄的(厚度小于300nm)，并且包含相对厚的氮化镓子层(例如100nm厚)以及相对薄的非掺杂的氮化镓铝子层(例如25nm厚)。LRL的底部子层为GaN子层。LRL的顶部子层也为GaN子层。LRL内有四个非掺杂的氮化镓铝子层。
蓝光LED装置包含夹在两个相反掺杂的掺杂层之间的含铟发光有源层。这一在两个相反掺杂的掺杂层之间夹入有源层的结构称为“PAN结构”。PAN结构的n型层直接生长于LRL的上表面上，如此n型层直接设置在LRL的GaN子层上。n型层可包含氮化镓以及氮化镓铝的周期，但是n型层的氮化镓子层大体上比LRL的氮化镓子层厚。此外，n型层的氮化镓铝子层大体上比LRL的氮化镓铝子层薄。n型层的氮化镓铝子层掺杂硅，具有超过1x1018原子/cm3的硅浓度，而LRL层的氮化镓铝子层则未掺杂，并且具有低于1x1018原子/cm3的硅浓度。
在后续处理中，硅装置晶圆结构的面侧被晶圆接合至包含导电载体的载体晶圆结构。导电载体可例如为掺杂为可导电的单晶硅晶圆。此晶圆接合之后，利用化学机械抛光和/或其它合适的方法，去除原始的硅晶圆基板。
在第一特定范例中，去除原始硅晶圆基板、缓冲层以及样板层，但是留下LRL层的至少一部分。在去除步骤之后，留下的LRL层的暴露表面为氮化镓子层。加入电极，并且将晶圆接合结构切割成个别的蓝光LED装置。在每一个蓝光LED装置内，PAN结构的n型层直接接触LRL层的至少一部分。LRL层在LRL/n型层界面的方块电阻低于n型层在LRL/n型层界面的方块电阻。n型层的方块电阻超过每方块十五欧姆。
在这种蓝光LED装置内，LRL具有两种功能。第一功能为在生长n型氮化镓层的工艺中，LRL的存在降低了n型层内本应存在的晶格缺陷密度。LRL用于阻止来自下方样板层内的错位纹路往上延伸至n型层。第二功能为电流扩展功能。形成LRL使得所谓的高迁移率电子的二维气体存在于LRL的超晶格层内。由于此二维电子气体，LRL在LRL/n型层界面的方块电阻大体上低于n型层的方块电阻。相对低电阻系数的LRL有利于n型层一侧的横向电流扩展。因此，LED工作期间通过LRL/n型层界面平面的电流比LRL不存在的情况更均匀。
在第二特定范例中，原始硅晶圆基板、缓冲层、样板层以及LRL层皆被去除。LRL完全去除。加入电极，并且将晶圆接合结构切割成个别LED装置。在每一个LED装置内，PAN结构的n型层并不与LRL层的任何一部分接触，因为LRL已被完全去除。在此第二特定范例中，LRL提供降低n型层内晶格缺陷密度的第一功能。
在第二创新方面中，晶圆接合工艺包含通过熔化共熔金属层，以晶圆接合载体晶圆结构至装置晶圆结构，从而形成晶圆接合结构。在熔化之前，装置晶圆结构包含设置在基板上的外延LED结构，如其上生长外延LED结构的硅基板。装置晶圆结构进一步包括设置在外延LED结构之上的非反应性阻障金属层。在一个范例中，非反应性阻障金属层为厚度超过50nm的单一钛层。在一个范例中，共熔金属层包含第一金子层、金/锡子层以及第二金子层，其中金/锡子层设置在两个金子层之间。共熔金属层熔化时，非反应性阻障金属层避免来自共熔层的锡扩散通过非反应性阻障层。在一个特定范例中，外延LED结构与非反应性阻障金属层之间设置有高反射银层。此银层提供反射镜功能，也用作与外延LED结构的电接点。非反应性阻障金属层避免来自共熔接合金属层的锡在晶圆接合工艺期间进入此银层。假如锡被允许扩散进入银反射镜，银反射镜的反射系数会降低，所述银接点的接触电阻系数将增大。
在第一有利方面中，熔化共熔金属层的高温循环包含所述载体晶圆结构加热至超过280℃的温度(例如310℃)，并且保持此温度超过一分钟。在第二有利方面中，至少有一个铂层设置于外延LED结构与载体晶圆结构的载体之间，并且外延LED结构与载体之间的所有铂层的厚度总和小于200nm。在第三有利方面中，外延LED结构与载体之间只有一个铂层。此铂层提供银包覆功能，以避免银的电迁移。铂包覆层的厚度小于200nm。晶圆接合导致晶圆接合结构。晶圆接合之后，去除装置晶圆结构的硅基板、将电极加入剩余的晶圆接合结构，然后将晶圆接合结构切割以形成蓝光LED装置。
铂是相当昂贵的金属，而钛相对便宜。上述现有技术中说明的现有技术晶圆接合工艺包含五个或以上的铂层，每一层的厚度为100nm以上。现有技术工艺中使用500nm或以上的铂。通过减少单一层铂的用量到厚度小于200nm，本说明书所述的创新的非反应性金属接合工艺可降低在硅基板上制造蓝光LED的成本。
在第三创新方面中，使用硫化锌(ZnS)作为过渡缓冲层，以在硅基板上外延生长n型氮化镓(GaN)层来制造蓝光LED装置。在一个范例中，ZnS缓冲层的厚度为50nm，并且n型GaN层的厚度至少为2000nm。在ZnS缓冲层上生长n型GaN层降低了n型GaN层内的晶格缺陷密度。首先，ZnS缓冲层提供与硅基板匹配的良好晶格常数，以及用于后续GaN生长的化合物极性样板。第二，通过MOCVD可容易地制备ZnS，如此可在一个生长室内生长所有外延层。第三，ZnS的熔点为1850℃，足够高的熔点让其在GaN沉积期间不会变得不稳定。最后，如果氮化铝(AlN)层用作缓冲层的一部分，则ZnS层用作AlN层与硅基板之间的扩散阻障。在外延LED结构的外延层形成之后，载体晶圆结构晶圆接合至其中载体晶圆结构包括导电载体的结构。然后，从晶圆接合结构去除原始硅基板和ZnS缓冲层。之后加入电极，并且将晶圆接合结构切割以形成完成的LED装置。
在第四创新方面中，竖直的基于GaN的蓝光LED装置具有n型层，其包括多个导电介入层。在一个范例中，n型层包括多个周期，并且n型层的每一周期包括氮化镓(GaN)子层以及掺杂硅的氮化镓铝(AlGaN:Si)介入子层。在一个范例中，每一GaN子层的厚度为900nm，每一AlGaN:Si介入子层的厚度小于25nm。因为AlGaN具有比GaN小的晶格常数，所以AlGaN:Si介入层对GaN子层提供压缩应变以避免破裂。在每一介入层之后，上方的GaN子层的质量在较低晶格缺陷密度方面有所改善。此外，AlGaN:Si层是导电的(例如每立方厘米1x107至1x109个缺陷)，并且具有大于1x1018原子/立方厘米的硅浓度。在外延LED结构的外延层形成之后，载体晶圆结构晶圆接合至其中载体晶圆结构包括导电载体的装置晶圆结构。然后去除晶圆接合结构的原始硅基板。之后加入电极，并且将晶圆接合结构切割以形成完成的LED装置。因为AlGaN:Si介入子层是导电的(例如电阻系数=1x10-2·Ω·cm)，所以不需要将其从最终的LED装置内去除。而是将整个n型层保留在完成的蓝光LED装置内，并且具有至少两千纳米的厚度，以提供增强的电流扩展并且提供更多n-GaN材料来容纳表面粗糙度。
以下的详细说明中进一步描述细节以及具体实施例和技术。本发明摘要并不用于限定本发明。本发明由权利要求限定。
附图说明
附图例示本发明的具体实施例，其中同样的编号代表同样的组件。
图1为根据一个创新方面的白光LED组件的截面图。
图2为图1中白光LED组件的俯视图。
图3为图1中白光LED组件的简化与分解截面图。
图4为图1中白光LED组件的蓝光LED装置的俯视图。
图5为图1中白光LED组件的蓝光LED装置的一部分的截面图。
图6为形成于硅基板上的图3中蓝光LED装置的外延PAN结构层的截面图。
图7为例示其中电流阻挡结构加入图6中结构的制造方法步骤的图式。
图8为例示其中高反射层加入图7中结构的制造方法步骤的图式。
图9为例示其中在图8中结构之上形成包覆层，以及其中在包覆层之上形成非反应性阻障金属层的制造方法步骤的图式。
图10为例示其中接合金属加入图9中结构的制造方法步骤的图式。
图11为例示其中载体晶圆结构晶圆接合至图10中结构的制造方法步骤的图式。
图12为显示所使用的热压缩晶圆接合工艺的温度循环图。
图13为例示其中晶圆接合结构被翻转的制造方法步骤的图式。
图14为例示其中硅基板、缓冲层以及样板层已经从图12中结构去除的制造方法步骤的图式。
图15为图14的去除步骤之后以及已经形成平台之后，晶圆接合结构的俯视图。
图16为沿着图15B-B线的截面图。
图17为例示其中LRL的表面被粗糙化的制造方法步骤的图式。
图18为例示其中电极加入图17中结构的制造方法步骤的图式。
图19A和图19B两者为表，记载有关图6至图18中每一制造方法步骤的细节。
图20为蓝光LED装置100的截面图，其中装置由结合上面图6至图18所公布制造方法所形成，而图14所例示的去除步骤中去除所有的LRL4除外。
图21为蓝光LED装置200的截面图，其中装置由结合上面图6至图18所公布制造方法所形成，而图14所例示去除步骤中去除部分的n型层5以及所有LRL4除外。
图22为根据第一创新方面的方法的流程图。
图23为根据第二创新方面的方法的流程图。
图24为根据第三创新方面的方法的流程图。
图25为根据第四创新方面的方法的流程图。
具体实施方式
在此将详细参考本发明的某些具体实施例，附图内将说明其范例。在底下的描述以及权利要求中，当第一层称为沉积在第二层“之上”时，应了解到第一层可直接位于第二层上，或者一或多个介入层可存在于第一和第二层之间。本说明书内使用术语例如“之上”、“之下”、“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“往上”、“往下”、“竖直”以及“横向”来描述所描述蓝光LED装置的不同部件之间的相对方位，并且应了解，所描述的整体蓝光LED装置可在三维空间内以任何方式取向。
图1为白光发光二极管(LED)组件50的截面侧视图。图2为白光LED组件50的俯视图。白光LED组件50包括四个竖直蓝光LED装置51-54。竖直LED装置有时也称为竖直接触LED装置，以与横向或横向接触LED装置区别。四个竖直蓝光LED装置51-54都固定至金属核心印刷电路板(PCB)19。从俯视来看，保持环20围绕四个竖直蓝光LED装置51-54。保持环20保持覆盖这些蓝光LED装置51-54的荧光粉21的量。第一金属结构57的一部分通过焊料屏蔽层58内的第一开口暴露。蓝光LED装置51-54的阳极电极通过一些量的银环氧树脂18，表面固定至第一开口内的第一金属结构57。焊料屏蔽层58内的第一开口也暴露出第二金属结构59的一部分。蓝光LED装置51-54面向上的阴极电极线接合(wirebonded)至第二金属结构59的暴露出来的部分。第一焊垫60由焊料屏蔽层58内的其它开口形成。第二焊垫61由焊料屏蔽层58内的另一开口形成。如图3的截面图所例示，第一及第二金属结构57和59为设置在介电层62上的金属层的一部分。介电层62为厚度35um至250um的环氧树脂材料层，其中含无机填充物，例如Al2O3。此介电层62将第一金属结构57及第二金属结构59与金属核心PCB19的铝或铜基部分63隔离。
图3为白光LED组件50的简化截面侧视图。图式中只有例示一个竖直蓝光LED装置54。竖直蓝光LED装置54包括许多层，其中一些例示于图3中：第一金属电极17、低电阻层(LRL)4的一部分、n型氮化镓层5、有源层7、p型氮化镓层8、包括接合金属层13、导电载体15以及第二金属电极16的一定量金属。参考编号64表示将蓝光LED装置54的第一金属电极17耦合至第二金属结构59的接合线。金属17及LRL4导电并且用以与n型层5电接触。P型层8底下的所有层(包括层13、15、16)都导电，并且用以与P型层8电接触。
图4为竖直蓝光LED装置54的俯视图。第一金属电极17具有栅格形状。
图5为沿着图3A-A截面线的竖直蓝光LED装置54的更详细截面图。在导电载体15与p型氮化镓8之间有多个层与结构，包括：阻障金属层14、接合金属层13、阻障金属层12、包覆金属层11、高反射层10以及电流阻挡层9。电流阻挡层9被图案化成电流阻挡结构。有源层7与n型氮化镓层5之间为应变释放层6。电流从第二电极16流出时，通过导电载体15、通过金属层14、13、12、11和10、通过p型氮化镓层8、通过有源层7、通过应变释放层6、通过n型氮化镓层5、通过低电阻层4以及至第一电极17，然后从有源层7发出非单色与非相干光。所发出光的波长范围从大约440nm至大约490nm。本说明书中所使用的术语“非单色”代表光具有的光谱线宽大致上宽于典型激光二极管所发出的光的光谱线宽。LED的光谱线宽通常为20nm，而激光二极管的光谱线宽通常小于4.0nm。
图6至图18为揭示蓝光LED装置54制造方法步骤的一组图。这些图并未依照比例绘制，只是概念图。
图6为显示在硅基板1上形成外延层的许多初始步骤结果的截面图。硅基板1为量产CMOS集成电路制造中常用类型的单晶硅基板晶圆。缓冲层2形成于硅基板1上。在例示的范例中，形成此缓冲层2包括首先在硅基板1上形成厚度低于100nm的硫化锌层65(例如50nm)。然后在ZnS层65上形成厚度200nm的氮化铝(AlN)层66。然后在AlN层66上形成厚度250nm的氮化镓铝(AlGaN)层67。虽然显示的此特定缓冲层包含硫化锌层，但也可使用其它类型的缓冲层。例如可使用单一层AlN的缓冲层。本说明书提供ZnS层65，而图6内例示的AlN层66和AlGaN层67是可选的。
竖直LED装置54的制造包括在硅基板1之上外延生长氮化镓(GaN)层(例如n型GaN层5)。GaN和Si的共面晶格常数分别为
Figure BDA0000433801640000091
Figure BDA0000433801640000092
以及
Figure BDA0000433801640000093
因此，GaN与Si之间大体上有20.4%的共面晶格失配。此晶格失配结合GaN与Si的热膨胀系数的大差异(例如56%)，使得要在硅基板上生长高质量、厚并且无破裂的GaN是一项挑战。一般而言，使用满足同时发生的晶格条件的过渡缓冲层可减轻晶格失配。例如，AlN层66
Figure BDA0000433801640000094
常用来当成缓冲层，以对GaN外延层提供压缩。不过，界面处Al和Si的内部扩散相当严重，导致非想要的高掺杂水平。再者，AlN晶体质量不高，因为AlN与Si之间的晶格失配甚至高于GaN与Si之间的晶格失配。
为了克服这个缺点，使用ZnS层65当作新的过渡缓冲层。首先，WurziteZnS化合物
Figure BDA0000433801640000095
具有0.3811的晶格常数，其介于GaN与Si的晶格常数之间，并且更接近Si的晶格常数。如此，ZnS提供与Si良好的晶格常数匹配，并且也是类似GaN的化合物材料。第二，利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)可容易制得ZnS，如此可在一个生长室内生长所有外延层。MOCVD是用于材料外延生长的化学气相沉积方法，尤其是来自有机化合物或金属有机物表面反应的化合物半导体或者内含所需化学物质的金属氢化物。在一个范例中，在350℃生长温度以及100Torr生长压力之下，在MOSCVD室内藉由导入含乙烷锌(DMZn)的硫化氢，在硅基板上生长ZnS。第三，ZnS的熔点为1850℃，足够高的熔点让其在GaN沉积期间不会变得不稳定。最后，如果AlN层也用作缓冲层的一部分，则ZnS层也用作缓冲层的AlN与硅基板之间的扩散阻障物。
接下来在缓冲层2上形成样板层3。在例示的范例中，样板层3为厚度1000nm的未掺杂的氮化镓层。
并非在样板层上直接生长LED的n型层，而是在样板层3上直接生长低电阻层(LRL)4。在例示的范例中，LRL4为超晶格结构，这种结构使具高迁移率的电子的二维气体形成在其层中。超晶格结构包括多个周期，其中每一周期的厚度都小于300nm。在一个特定范例中，每一周期都包括厚度100nm的n型氮化镓子层以及厚度25nm的未掺杂的氮化镓铝子层。在图6例示的透视图中，厚度100nm的n-GaN子层直接设置在样板层3上。而且，LRL4的最上面的子层为厚度100nm的n-GaN子层。在例示的设置中，共有五个GaN子层以及四个AlGaN子层。n-GaN层掺杂硅至浓度1x1018原子/立方厘米。每一较薄的AlGaN子层都被应变至一个或多个较厚的GaN子层的晶格。
n型GaN层5随后生长于LRL4上。要生长具有低晶格缺陷密度且厚的高质量GaN层，同时不会遭受GaN层5内应力累积所造成的破裂与其它问题，是困难的。例如，GaN与Si之间存在热膨胀系数的较大差异(例如56%)。此热失配通常导致冷却期间GaN外延层5内的拉伸应力。当GaN外延层5的厚度大于1000nm时，通常会发生破裂。虽然未完全了解应力随着GaN层5生长的厚度而累积的确切原因，不过根据经验可知，在GaN层5内累积的应力导致破裂之前停止GaN层5的生长，就可避免破裂。此时，在GaN层5顶部上生长薄介入层。此介入层可例如为厚度5nm的AlN层。薄介入子层形成之后，在介入层上生长其它GaN子层。此第二GaN子层在GaN子层不会有太多内部应力的情况下生长得尽可能厚。此周期性会多次重复。在每一介入层之后，上方的GaN子层的质量在较低晶格缺陷密度方面有所改善。例如，典型的Si上GaN具有高达每立方厘米1x1010个缺陷的缺陷密度。质量改善的Si上GaN的缺陷密度在每立方厘米1x107至1x109个缺陷的范围内。
不过，使用AlN介入子层会导致一个问题。AlN由于其具有宽带隙(例如6.2eV)而是绝缘材料，并因此建立竖直方向电流传输的阻障。如果要制造竖直LED，则必须去除从硅基板至顶部AlN介入子层的所有子层。因此，在最终LED装置内，这些层并不具有电流扩展功能。顶部AlN子层之上的GaN子层通常小于2000nm，这会导致LED装置内电流拥挤的问题。为了解决此问题，将薄AlGaN:Si层用作新的介入子层，而非使用AlN。首先，AlGaN:Si为容许电子传输通过的n型材料，因为AlGaN具有比AlN小的带隙(例如根据Al浓度而有3.4eV至6.2eV的带隙)，如此AlGaN内Si的激活能小于AlN内Si的激活能。结果，AlGaN:Si介入子层是导电的，因此在最终LED装置内不需要去除。导电AlGaN:Si层的电阻系数范例为1x10-2·Ω·cm。第二，AlGaN具有比GaN小的晶格常数，因此对后续GaN子层提供压缩应变并且有助于避免破裂。
在图6的范例中，n型GaN层5的每一GaN子层的厚度为大约900nm，并且以5x1018原子/cm3的浓度掺杂硅。每一AlGaN:Si介入子层的厚度都小于25nm(例如5nm)，具有1x1018原子/cm3的硅掺杂浓度。这些AlGaN:Si介入子层相对导电，并且n型GaN介入子层都导电，如此整体n型GaN层5可在从LRL/n型层界面朝向有源层的方向有效传导电流。与LRL4直接接触的n型GaN层5的底部子层为厚度900nm的GaN子层，如所例示的。n型氮化镓层5的上方子层也是900nm的GaN子层，如所例示。具有多个AlGaN:Si导电介入子层的完整n型GaN层5大约5000nm厚，其中每一n-GaN子层均比LRL4的n-GaN子层厚。
n型GaN层5与其下方LRL4之间具有界面74。n型GaN层5在此界面上具有大于每方块15欧姆的方块电阻。LRL4也在此界面处具有方块电阻，但是LRL4的方块电阻低于n型GaN层5的方块电阻。在一个范例中，LRL4的方块电阻可用破坏性方式测量，利用磨掉第一LED装置的上方层，暴露出界面74处LRL4的表面，然后探测暴露出的LRL表面并且测量其方块电阻。以类似方式，n型层5的方块电阻可用破坏性方式测量，利用磨掉第二LED装置的下方层，暴露出界面74处n型层5的表面，然后探测暴露出的n型层表面并且测量其方块电阻。
接下来，在n型GaN层5上形成应变释放层6。在一个范例中，应变释放层5的厚度为120nm，并且包括三十个周期。每一周期包含InxGa1-xN的第一子层，其中0<x<0.12，以及InyGa1-yN的第二子层，其中0<y<0.12。
接下来，在应变释放层6上形成有源层7。有源层7用于在整体蓝光LED装置内发出蓝光。在一个范例中，有源层7为具有十个周期的130nm厚的多量子阱(MQW)结构。每一周期包括3nm厚的InGaN子层(15%In)，以及10nm厚GaN子层。有源层7发出具有波长范围从大约440nm至大约490nm的非单色光。
接下来，在有源层7上形成p型GaN层8。在一个范例中，p型GaN层的厚度为300nm，并且具有1x1020原子/cm3的镁掺杂浓度。在此范例中，形成p型GaN层8的上方表面，如此完整的LED装置将发出非单色光，并且将包括激光二极管所使用的无电流聚焦脊部结构。n型层5、p型层8以及之间包括有源层7的所有层一起形成外延LED结构80。
图7显示制造方法后续步骤的截面图。在p型GaN层8的上方表面上形成绝缘材料的电流阻挡层。在一个范例中，电流阻挡层为图案化的200nm厚的二氧化硅层。此二氧化硅层沉积并且使用光刻技术来图案化，以形成在某些地方比其它地方阻障更多电流的结构。例如，电流阻挡层的大结构66直接放置在稍后制造方法中将形成第一电极17的位置下方。大结构66放在此位置，如此电流将不会通过直接位于第一电极17底下的有源层，因此将不会在第一电极17下方直接产生光。假如直接在第一电极17底下的有源区内产生光时，金属第一电极17将会阻挡大量光从LED装置离开。受阻的光会被LED重新吸收，而不会逃出LED成为可用光。因此，浪费了用于产生受阻光的电流。通过阻挡电流流过直接在第一电极17底下的部分有源层，此电流会在其它地方流过有源层，在所述其他地方，所产生的光有较好的机会离开LED装置成为有用的光。通过阻挡p型层8的上方表面区域中每一子区域的适当比例，并且通过适当改变逐个子区域通过p型层8的上方表面区域的比例，控制电流通过每一个别子区域的量，相较于流经整个LED装置的电流，可让LED装置的光输出最大化。
图8显示制造方法后续步骤的截面图。在电流阻挡层9之上沉积高反射层10。在一个范例中，高反射层10为200nm厚的银层，与p型GaN层8形成欧姆接触。此银层并未覆盖整个LED装置晶圆。此处所显示的高反射层10覆盖图8的整个结构，这是因为图8的截面图为只沿着A-A线的LED装置一部分的截面图。高反射层10提供用作反射镜来反射光的第一功能，以及提供与p型层8电接触的第二功能。
图9显示制造方法后续步骤的截面图。包覆层11覆盖银层10。在例示的范例中，包覆层11为厚度100nm的铂层。此铂层阻挡银的电迁移。在一个有利方面，此铂层为蓝光LED装置中唯一的铂层。蓝光LED装置中所有铂层(只有一个铂层)的厚度总和小于200nm。
在包覆层11形成之后，在包覆层11之上形成厚度超过50nm的非反应性阻障金属层12。在例示的范例中，非反应性阻障金属层12为厚度200nm的钛层。钛为阻障物，用以阻障锡的扩散。阻障层12阻挡锡从稍后要提供至结构顶部的接合金属层扩散进入银层10。某些其它有时用作锡阻障物的金属，例如铂、钛/钨、金以及镍，实际上多少会与锡产生反应。在其它使用这种反应性金属当成阻障物的接合工艺中，结合所提供的反应金属的厚度与有限的高温接合循环时间，让锡的入侵量保持在可接受程度内。相较之下，非反应性阻障金属层12并非这种反应性金属，并且在一个范例中为厚度超过50nm的钛层。
图10显示制造方法后续步骤的截面图。形成500nm厚的金子层，以覆盖非反应性阻障金属层12的顶部。图10的参考编号13代表此金子层，也就是呈三明治结构的三层金属子层Au/AuSn/Au中的一个子层。
图11显示制造方法后续步骤的截面图。粘结与阻障金属层14覆盖导电载体5。在例示的范例中，导电载体5为单晶硅晶圆，并且粘结与阻障金属层14为厚度200nm的钛层。金一般不与硅良好接合，但是钛与硅会良好接合，因此提供钛层14接合至导电硅载体15，如此金的后续子层(接合金属层13的一部分)可轮流接合至钛。除了此粘结功能以外，钛也当成阻障物，避免锡与金扩散进入硅表面并且降低粘结性。在其它范例中，粘结/阻障金属层14还包括设置在钛之上的铂层。
然后在粘结与阻障金属层14上形成厚度500nm的金子层，并且在金子层14上形成厚度3000nm的金/锡子层。厚度3000nm的金/锡子层重量比的80%为金以及20%为锡。这些金与金/锡子层为上面图9所提到的呈三明治结构的三个金属子层13中的另外两个子层。
导电载体15、粘结与阻障金属层14以及金与金/锡子层13一起成为载体晶圆结构68。硅基板1和其上形成的层一起成为装置晶圆结构69。载体晶圆结构68晶圆接合至装置晶圆结构69的被金覆盖的上方表面。
图12为显示所使用的热压缩晶圆接合工艺的温度循环的曲线图。载体晶圆结构68以大约每平方英吋五十磅的压力压抵装置晶圆结构69，并且将被压在一起的晶圆加热到至少280℃。在特定范例中，晶圆加热至310℃。晶圆保持在此上升的温度超过一分钟的周期，以确定所有晶圆都有一致的熔化温度。在特定范例中，上升的温度保持五分钟。共熔(eutectic)金/锡子层熔化，如此将载体晶圆结构68晶圆接合至装置晶圆结构69。此晶圆接合由图11中的箭头70表示。在具有20%锡浓度时，金/锡子层具有大约282℃的熔点。不过一旦金/锡子层熔化，某些锡会从此子层扩散进入金/锡子层任一侧的金子层。因此，金/锡子层内的锡浓度降低。具有较低锡浓度的金/锡子层具有较高的熔点。在金/锡合金内锡浓度每降低百分之一，则金/锡合金的熔化温度会提高大约30℃。因此，在进行晶圆接合工艺之后，金/锡子层内锡的浓度下降至低于百分之二十，因而整体晶圆接合结构可将其温度提高至282℃，而不会熔化金/锡子层。
图13显示制造方法的后续步骤的截面图。产生的晶圆接合结构71依照箭头72所示翻转。
图14显示制造方法的后续步骤的截面图。硅基板1、缓冲层2以及样板层3从晶圆接合结构71去除，如箭头73所示。在本范例中，这些层都利用化学机械抛光(CMP)以及反应性离子蚀刻(RIE)技术去除，如此LRL4的GaN子层之一存在，并且从结构的顶部暴露。整个n型GaN层5留下成为晶圆接合结构71的一部分。由于n型GaN层5中的AlGaN:Si介入子层的导电性，n型GaN层5会从应变释放层电导通至n型层界面，通过n型GaN层，然后到达n型层/LRL界面。AlGaN:Si用作介入子层相对于使用AlN介入子层的优点在于AlGaN:Si介入子层是导电的。n型GaN层内没有必须在图13的步骤中去除的非导电介入AlN子层，以便提供通过n型层的导电性。而是，整个n型GaN层5保留在完整的蓝光LED装置中。
图15为晶圆接合结构71的俯视图。除了如图14所示去除层1、2和3以外，也利用湿式蚀刻将水平与竖直通道蚀刻至包覆层11，从而形成平台结构的行与列的二维阵列。参考编号75、76和77代表三个这种通道。参考编号78和79代表二个这种平台结构。
图16为沿着图15结构的B-B截面线的截面图。钛的非反应性阻障层12以剖面线表示。非反应性阻障层12为厚度超过50nm的单一钛层，并且不包括子层、铂以及钨。高反射层10的银受到包覆层11的阻挡，避免从平台底下横向运动。高反射层10的银包含于从顶部到p型GaN层8的底部表面(平台的底部)。
图17显示制造方法的后续步骤的截面图。将每一平台顶部上暴露出的LRL4的上方表面粗糙化。此粗糙化为通常的粗糙化类型，被执行来帮助光从LED装置离开。粗糙化实际上比图17所示的更强烈。从粗糙表面的最高峰到最深谷的竖直距离大约是500nm，如此最深谷往下延伸进入n型GaN层5。希望不穿透LRL，所以在另一范例中，去除的材料量优选限制为去除硅基板以及部分缓冲层。
图18显示制造方法的后续步骤的截面图。如例示在导电载体15上形成第二电极16。在一个范例中，第二电极16包括直接接触导电载体15的20nm厚的第一镍子层，并且还包括覆盖镍子层的200nm厚的第二金层。因此，第二电极16的厚度为220nm。
此外，图18显示如例示在LRL4上方表面上形成第一电极17的后续步骤。在一个范例中，第一电极17包括直接设置于LRL4上并且厚度20nm的钛子层、设置于钛子层上并且厚度为100nm的铝子层、设置于铝子层上并且厚度为20nm的镍子层以及设置于镍子层上并且厚度为200nm的金子层。因此，第一电极17的厚度大约为340nm。LRL4的GaN子层内的掺杂物浓度足够高，可以在金属17与LRL4之间形成良好的欧姆接触。
在如图18所示的已经加入第一和第二电极之后，晶圆接合结构切割成各个蓝光LED装置。藉由沿着图15例示的通道锯开晶圆接合结构来执行切割，如此每一平台结构变成一个单独的蓝光LED装置。在例示的范例中，将制成的蓝光LED装置之一结合到图1至图3的白光LED组件内。使用银环氧树脂层18，将第二电极16如图3所例示黏贴至金属核心PCB19。如例示，第一金属电极17通过接合线64线接合至金属核心PCB19的第二金属结构59。打线接合之后，利用丝网印刷在结构上形成硅酮保持环20。或者，切割保持环20并且成形为正确尺寸，然后应用。环20的高度为0.5至3.0mm，宽度为0.2mm至1.5mm。硅酮固化之后，滴下一定量的荧光粉21在蓝光LED装置54上，使得荧光粉21由环20保持。荧光粉21可固化形成完整的白光LED组件50。
图19为揭示有关制造方法每一步骤细节的表。表左栏内的编号为白光LED组件50中各个层的参考编号。
图20为蓝光LED装置100的截面图，其由结合上面图6至图18所示制造方法形成，除了图13所示的去除步骤中去除所有的LRL4。全部或大致上全部的n型GaN层5都保留在完成的蓝光LED装置100中。图17并未依照比例，只是概念图。
图21为蓝光LED装置200的截面图，其由结合上面图6至图18所示制造方法形成，除了图13所示的去除步骤中去除所有的LRL4及部分n型GaN层5。n型层的所有薄介入子层都被去除，只留下厚度900nm的最后的GaN子层。此最后的子层保留在完成的蓝光LED装置200中。图18并未依照比例，只是概念图。
图22为根据第一创新方面的方法300的流程图。在硅基板之上形成超晶格结构(步骤301)，超晶格结构包括多个周期。每一周期的厚度小于300nm并且包括GaN子层。在一个范例中，在硅基板上形成缓冲层，然后在缓冲层上形成样板层，然后在样板层上形成超晶格结构。接下来，直接在超晶格结构上形成n型GaN层(步骤302)。在n型GaN层之上形成含铟的有源层(步骤303)。在有源层之上形成p型GaN层(步骤304)。硅基板、超晶格结构、n型层、有源层以及p型层一起成为第一结构。导电载体接合(步骤305)至第一结构，从而形成第二结构。然后从第二结构中去除硅基板(步骤306)，从而形成第三结构。在第三结构上形成电极(步骤307)。然后将第三结构切割(步骤308)，从而形成蓝光LED装置。
虽然上面已经针对指导目的描述某些特定具体实施例，不过本专利文件的教导具有一般适用性，并且不限于上述的特定具体实施例。LRL4可用许多不同合适的方式来制造。在一个范例中，LRL4包含许多周期，其中每一周期包含第一氮化镓铝层以及第二氮化镓铝层，其中两子层内的铝浓度彼此不同。两子层的成分已知为AlxGa1-xN/AlyGa1-yN，其中x和y为不同的非零数字。虽然上面已经描述其中LRL4的氮化镓铝以及氮化镓子层具有不同厚度的特定范例，在其它范例中子层大体上具有相同厚度。在AlGaN/GaN或AlGaN/AlGaN超晶格内，含铝的子层内的铝浓度可分级。LRL可为AlInN/GaN超晶格。LRL可为AlGaN/AlGaN/GaN超晶格，其中每一周期包含三个子层。
虽然上面已经结合晶圆接合之后使用银环氧树脂黏贴至金属核心PCB来形成完整白光LED组件的LED装置，描述包含非反应性阻障金属层的晶圆接合工艺，但是晶圆接合工艺也可用于被提供有金/锡层以用于管芯附接的LED。由于晶圆接合期间金属接合层13的金/锡子层内锡浓度降低，在晶圆接合工艺之后，金属接合层13的熔点高于280℃。因此，完整的LED装置可加热至足够高的温度来熔化针对管芯附接提供的一定量的金/锡，而不熔化LED装置本身之中的金属接合层13。虽然上面结合共熔层为金/锡层的范例来描述晶圆接合工艺，晶圆接合工艺并不限于需要金/锡共熔层。在其它范例中，共熔层为一种金属层，例如金/铟金属层以及钯/铟金属层。虽然上面结合银包覆层为铂的范例来描述晶圆接合工艺，不过可运用例如镍与铑的其它包覆层。
图23为根据第二创新方面的方法400的流程图。在非GaN基板上生长外延LED结构(步骤401)。非GaN基板在一个范例中为硅基板，并且利用适当的介入缓冲层与样板层。然后在外延LED结构上提供银层(步骤402)，用作反射镜并且用作与外延LED结构的欧姆接触。在银层之上提供包覆层(步骤403)。在一个范例中，包覆层为厚度小于200nm的单一铂层。在包覆层上提供非反应性阻障金属层(步骤404)，从而形成装置晶圆结构。在一个范例中，此非反应性阻障金属层为厚度超过50nm的单一钛层。此单一钛层大体上并不包含钨。
载体晶圆结构包括导电载体。导电载体可为导电硅晶圆。然后利用熔化两晶圆结构之间的共熔金属层，载体晶圆结构晶圆接合(步骤405)至装置晶圆结构，从而形成晶圆接合结构。在一个范例中，共熔金属层包含熔化温度大约为282℃的金/锡子层。将载体晶圆结构的温度提高到超过280℃(例如到达310℃)并且保持此升高的温度超过一分钟，如此熔化此共熔金属层。
在一个范例中，通过在全负载熔炉室内投入与共熔接合金属层相同成分的金/锡量，并且缓慢提高熔炉室的设定点，直到观察到金/锡熔化，来间接地确定载体晶圆结构的温度。此设定点假设对应于282℃的载体装置晶圆温度。然后熔炉室的设定点提高额外量，其对应于30℃的熔炉室提高温度。藉由使用此提高的熔炉室设定至少一分钟，执行晶圆接合工艺，而不用实际测量熔炉室内晶圆接合结构的温度。
晶圆接合之后，去除产生的晶圆接合结构的非GaN基板(步骤406)。在晶圆接合结构上形成电极(步骤407)并且切割晶圆接合结构，从而形成多个蓝光LED装置(步骤408)。在方法400的一个范例中，所完成的蓝光LED装置中任一及所有铂层的总厚度小于200nm，并且高温接合金属熔化循环(载体晶圆结构的温度高于280℃时)超过一分钟。
图24为根据第三创新方面的使用硫化锌(ZnS)作为缓冲层以在硅基板上制造LED装置的方法流程图。硫化锌(ZnS)层形成于硅基板之上且直接位于硅基板上(步骤501)。在一个实施例中，ZnS层为硅基板上形成的缓冲层，然后在缓冲层上形成样板层。可选地，在硫化锌层之上形成氮化铝(AlN)层，并且在氮化铝层之上形成氮化镓铝(AlGaN)层。ZnS层、AlN层以及AlGaN层形成缓冲层。接下来，在样板层之上形成n型GaN层(步骤502)。在n型层之上形成含铟的有源层(步骤503)。在有源层之上形成p型GaN层(步骤504)。n型层、有源层以及p型层一起成为外延LED结构。硅基板、ZnS层、外延LED结构一起成为第一结构。在一个范例中，第一结构为图11的装置晶圆结构69。然后，导电载体接合(步骤505)至第一结构，从而形成第二结构。在一个范例中，载体为载体晶圆结构的一部分，例如图11的载体晶圆结构68。然后从第二结构中去除原始硅基板以及ZnS层(步骤506)，从而形成第三结构。在第三结构上形成电极(步骤507)。然后将第三结构切割(步骤508)，从而形成蓝光LED装置。
图25为根据第四创新方面的在硅基板上制造蓝光LED装置的方法流程图。蓝光LED装置具有n型氮化镓层，其具有多个导电介入子层。然后在硅基板上形成n型层(步骤601)。n型层包括多个周期，n型层的每一周期包含氮化镓(GaN)子层以及掺杂硅的氮化镓铝(AlGaN:Si)介入子层。AlGaN:Si介入子层掺杂有Si，并且可导电。接下来，在n型层之上形成含铟的有源层(步骤602)。在有源层之上形成p型GaN层(步骤603)。硅基板、n型层、有源层以及p型层一起成为第一结构。导电载体接合(步骤604)至第一结构，从而形成第二结构。然后从第二结构中去除硅基板(步骤605)，从而形成第三结构。在第三结构上形成电极(步骤606)。然后将第三结构切割(步骤607)，从而形成蓝光LED装置。
因此，在不偏离如权利要求限定的本发明范围的情况下，可实现所描述具体实施例的各种特征的各种修改、调整以及组合。

Claims (23)

1.一种制造发光二极管(LED)装置的方法，包括：
(a)在硅基板之上形成超晶格结构，其中所述超晶格结构包括多个周期，并且其中所述超晶格结构的毎一周期包括氮化镓铝子层以及氮化镓子层；
(b)直接在所述超晶格结构之上形成n型层；
(c)在所述n型层之上形成有源层，其中所述有源层包括一定量的铟；
(d)在所述有源层之上形成p型层，使得所述硅基板、超晶格结构、所述n型层、所述有源层以及所述p型层形成第一结构；
(e)将导电载体接合至所述第一结构，从而形成第二结构；以及
(f)从所述第二结构去除所述硅基板，从而形成第三结构。
2.如权利要求1所述的制造方法，进一步包括：
(g)在所述第三结构上形成电极；以及
(h)切割所述第三结构，从而形成所述LED装置。
3.如权利要求1所述的制造方法，其中所述n型层包括多个周期，其中所述n型层的毎一周期包括氮化镓子层以及氮化镓铝，其中所述n型层的氮化镓子层比所述超晶格的所述氮化镓子层厚，并且其中所述n型层的所述氮化镓铝子层比所述超晶格的所述氮化镓铝子层薄。
4.如权利要求1所述的制造方法，其中所述超晶格的所述氮化镓铝子层具有低于1x1018原子/cm3的硅浓度，并且其中所述n型层的所述氮化镓铝子层具有高于1x1018原子/cm3的硅浓度。
5.如权利要求1所述的制造方法，其中所述超晶格结构在界面处触及所述n型层，其中所述超晶格结构在所述界面处具有方块电阻，其中所述n型层在所述界面处具有方块电阻，并且其中所述超晶格结构在所述界面处的方块电阻小于所述n型层在所述界面处的方块电阻。
6.如权利要求1所述的制造方法，其中所述n型层包括多个周期，其中所述n型层的毎一周期包括相对厚的氮化镓子层以及相对薄的其它材料层，并且其中所述其它材料选自由以下构成的组：氮化铝以及掺杂硅的氮化镓铝。
7.如权利要求2所述的制造方法，其中在(f)中，将所述超晶格结构与所述硅基板一起完全去除。
8.如权利要求2所述的制造方法，其中在(f)中，将所述超晶格结构的一些而非全部与所述硅基板一起去除。
9.如权利要求2所述的制造方法，其中在(f)中，将所述超晶格结构以及一部分所述n型层与所述硅基板一起去除。
10.如权利要求1所述的制造方法，进一步包括：
(g)在(a)之前，在所述硅基板上形成缓冲层，并且随后在所述缓冲层上形成样板层，其中在(a)中将所述超晶格结构直接形成于所述样板层上。
11.如权利要求1所述的制造方法，进一步包括：
在(f)之后，将所述超晶格结构的表面粗糙化。
12.如权利要求1所述的方法，其中，(e)的所述接合包括使用共熔接合金属层来将载体晶圆结构晶圆接合至所述第一结构，其中所述导电载体为所述载体晶圆结构的一部分。
13.一种发出非单色光的发光二极管(LED)装置，所述LED装置包括：
包括多个周期的低电阻层(LRL)，其中所述LRL的至少一个所述周期包括氮化镓铝子层以及氮化镓子层；
n型层，设置为与所述LRL直接接触；
p型层；
有源层，设置于所述n型层与所述p型层之间，其中所述有源层包括一定量的铟；
导电载体；
第一电极；以及
第二电极，适于传导电流，其中所述电流从所述第二电极流出，通过所述导电载体、通过所述p型层、通过所述有源层、通过所述n型层、通过所述LRL并且到达所述第一电极，从而导致发出所述非单色光。
14.如权利要求13所述的LED装置，其中所述n型层包括多个周期，其中所述n型层的毎一周期包括氮化镓子层以及氮化镓铝，其中所述n型层的氮化镓子层比所述LRL的所述氮化镓子层厚，并且其中所述n型层的所述氮化镓铝子层比所述LRL的所述等氮化镓铝子层薄。
15.如权利要求14所述的LED装置，其中所述LRL的所述氮化镓铝子层具有低于1x1018原子/cm3的硅浓度，并且其中所述n型层的所述氮化镓铝子层具有高于1x1018原子/cm3的硅浓度。
16.如权利要求15所述的LED装置，其中所述LRL具有方块电阻，其中所述n型层具有方块电阻，并且其中所述LRL的方块电阻小于所述n型层的方块电阻。
17.如权利要求13所述的LED装置，其中所述LRL具有粗糙化的表面，并且其中所述第一电极与所述LRL直接接触。
18.如权利要求13所述的LED装置，进一步包括：
共熔接合金属层，设置于所述导电载体与所述p型层之间。
19.一种制造方法，包括：
(a)将导电载体接合至第一结构，从而形成第二结构，其中所述第一结构包括：
硅基板；
超晶格结构，设置于所述硅基板上，其中所述超晶格结构包括多个周期，其中每一周期的厚度小于三百纳米并且包括氮化镓子层；
n型氮化镓层，直接设置于所述超晶格结构上；
p型氮化镓层；以及
有源层，设置于所述n型氮化镓层与所述p型氮化镓层之间，其中所述有源层包括一定量的铟。
20.如权利要求19所述的制造方法，进一步包括：
(b)从所述第二结构去除所述硅基板，从而形成第三结构；以及
(c)在所述第三结构上形成金属电极。
21.如权利要求19所述的制造方法，进一步包括：
(b)从所述第二结构去除所述硅基板以及一些而非全部所述超晶格结构，从而形成包括一部分所述超晶格结构的第三结构；以及
(c)在所述第三结构上形成金属电极。
22.如权利要求19所述的制造方法，进一步包括：
(b)从所述第二结构去除所述硅基板以及全部所述超晶格结构，从而形成第三结构；以及
(c)在所述第三结构上形成金属电极。
23.如权利要求19所述的制造方法，进一步包括：
(b)从所述第二结构去除所述硅基板、全部所述超晶格结构以及一些而非全部所述n型氮化镓层，从而形成包括一部分所述n型层的第三结构；以及
(c)在所述第三结构上形成金属电极。
CN201280028501.XA 2011-08-02 2012-06-09 具有生长于硅基板上的低缺陷n型层的发光二极管 Pending CN103636007A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/196,854 US8865565B2 (en) 2011-08-02 2011-08-02 LED having a low defect N-type layer that has grown on a silicon substrate
US13/196,854 2011-08-02
PCT/US2012/041780 WO2013019318A1 (en) 2011-08-02 2012-06-09 Led having a low defect n-type layer that has grown on a silicon substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103636007A true CN103636007A (zh) 2014-03-12

Family

ID=47626412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280028501.XA Pending CN103636007A (zh) 2011-08-02 2012-06-09 具有生长于硅基板上的低缺陷n型层的发光二极管

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8865565B2 (zh)
JP (1) JP5740532B2 (zh)
KR (1) KR101542678B1 (zh)
CN (1) CN103636007A (zh)
TW (1) TWI474508B (zh)
WO (1) WO2013019318A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105633241A (zh) * 2016-03-08 2016-06-01 厦门市三安光电科技有限公司 一种氮化物发光二极管及其制作方法
CN108352426A (zh) * 2015-11-09 2018-07-31 Lg伊诺特有限公司 紫外线发光器件和发光器件封装

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9396933B2 (en) * 2012-04-26 2016-07-19 Applied Materials, Inc. PVD buffer layers for LED fabrication
US9640650B2 (en) * 2014-01-16 2017-05-02 Qorvo Us, Inc. Doped gallium nitride high-electron mobility transistor
US9537054B2 (en) * 2014-04-15 2017-01-03 Sensor Electronic Technology, Inc. Semiconductor heterostructure with stress management
KR102224132B1 (ko) 2014-08-04 2021-03-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
KR102164796B1 (ko) 2014-08-28 2020-10-14 삼성전자주식회사 나노구조 반도체 발광소자
CN104409590B (zh) * 2014-11-12 2017-11-17 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延结构及其生长方法
JP6359441B2 (ja) * 2014-12-16 2018-07-18 株式会社ニフコ ダンパーの製造方法
US11157967B2 (en) * 2015-06-30 2021-10-26 Verizon Media Inc. Method and system for providing content supply adjustment
EP3491676B1 (en) * 2016-07-28 2020-09-30 Lumileds LLC Iii-p light emitting device with a superlattice
KR102432226B1 (ko) * 2017-12-01 2022-08-12 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
US10516076B2 (en) 2018-02-01 2019-12-24 Silanna UV Technologies Pte Ltd Dislocation filter for semiconductor devices

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1485930A (zh) * 2002-09-29 2004-03-31 璨圆光电股份有限公司 具有低阻层的发光二极管结构
JP2004281863A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体素子及びその製造方法
CN1941436A (zh) * 1998-03-12 2007-04-04 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元件
JP2008103665A (ja) * 2006-09-22 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化物半導体デバイス及びその製造方法
US20080274574A1 (en) * 2007-03-20 2008-11-06 Luminus Devices, Inc. Laser liftoff structure and related methods
US20110073838A1 (en) * 2008-06-09 2011-03-31 Asif Khan Ultraviolet light emitting diode with ac voltage operation

Family Cites Families (108)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2708574B2 (ja) 1989-10-20 1998-02-04 新日本製鐵株式会社 半導体用ボンディング細線の製造方法
US5048721A (en) 1989-11-17 1991-09-17 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Method for enhancing the mixture of gases within a cylinder
JP2759836B2 (ja) 1990-01-30 1998-05-28 富士写真光機株式会社 カメラのセルフ撮影方法
JPH03250438A (ja) 1990-02-27 1991-11-08 Sanyo Electric Co Ltd 光記録媒体
JP2948889B2 (ja) 1990-09-05 1999-09-13 光洋精工株式会社 ラックピニオン式ステアリング装置
JPH04118370A (ja) 1990-09-07 1992-04-20 Mazda Motor Corp 後輪転舵装置の油圧駆動装置
JP3100644B2 (ja) 1991-02-22 2000-10-16 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
US5306662A (en) 1991-11-08 1994-04-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Method of manufacturing P-type compound semiconductor
JP2917742B2 (ja) 1992-07-07 1999-07-12 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子とその製造方法
EP0579897B1 (en) 1992-07-23 2003-10-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor
JP2626431B2 (ja) 1992-10-29 1997-07-02 豊田合成株式会社 窒素−３族元素化合物半導体発光素子
JP2681733B2 (ja) 1992-10-29 1997-11-26 豊田合成株式会社 窒素−３族元素化合物半導体発光素子
US5578839A (en) 1992-11-20 1996-11-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device
JP2827794B2 (ja) 1993-02-05 1998-11-25 日亜化学工業株式会社 ｐ型窒化ガリウムの成長方法
JP2778405B2 (ja) 1993-03-12 1998-07-23 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5432808A (en) 1993-03-15 1995-07-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Compound semicondutor light-emitting device
JP2803741B2 (ja) 1993-03-19 1998-09-24 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の電極形成方法
EP1450415A3 (en) 1993-04-28 2005-05-04 Nichia Corporation Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device
JP2785254B2 (ja) 1993-06-28 1998-08-13 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US6005258A (en) 1994-03-22 1999-12-21 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using group III Nitrogen compound having emission layer doped with donor and acceptor impurities
JP2956489B2 (ja) 1994-06-24 1999-10-04 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
JP2666237B2 (ja) 1994-09-20 1997-10-22 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体発光素子
JP3548442B2 (ja) 1994-09-22 2004-07-28 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3646649B2 (ja) 1994-09-22 2005-05-11 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5777350A (en) 1994-12-02 1998-07-07 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device
JP2735057B2 (ja) 1994-12-22 1998-04-02 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
DE69521409T2 (de) 1995-03-01 2002-05-16 Sumitomo Electric Industries, Inc. Boraluminiumnitrid-Beschichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP3332127B2 (ja) 1995-03-20 2002-10-07 株式会社東芝 半導体素子
JP2890396B2 (ja) 1995-03-27 1999-05-10 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP3250438B2 (ja) 1995-03-29 2002-01-28 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP3890930B2 (ja) 1995-03-29 2007-03-07 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP3511970B2 (ja) 1995-06-15 2004-03-29 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP3135041B2 (ja) 1995-09-29 2001-02-13 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
CN100350641C (zh) 1995-11-06 2007-11-21 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体器件
JP3209096B2 (ja) 1996-05-21 2001-09-17 豊田合成株式会社 ３族窒化物化合物半導体発光素子
JP3304787B2 (ja) 1996-09-08 2002-07-22 豊田合成株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP3780887B2 (ja) 1996-09-08 2006-05-31 豊田合成株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP3344257B2 (ja) 1997-01-17 2002-11-11 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体及び素子の製造方法
JP3374737B2 (ja) 1997-01-09 2003-02-10 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3223832B2 (ja) 1997-02-24 2001-10-29 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子及び半導体レーザダイオード
JP3506874B2 (ja) 1997-03-24 2004-03-15 豊田合成株式会社 窒素−３族元素化合物半導体発光素子
JP3795624B2 (ja) 1997-03-31 2006-07-12 豊田合成株式会社 窒素−３族元素化合物半導体発光素子
JP3654738B2 (ja) 1997-04-07 2005-06-02 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体発光素子
JPH114020A (ja) 1997-04-15 1999-01-06 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法、並びに半導体発光装置
JP3314666B2 (ja) 1997-06-09 2002-08-12 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3505357B2 (ja) 1997-07-16 2004-03-08 株式会社東芝 窒化ガリウム系半導体素子およびその製造方法
JP3822318B2 (ja) 1997-07-17 2006-09-20 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
EP1928034A3 (en) 1997-12-15 2008-06-18 Philips Lumileds Lighting Company LLC Light emitting device
JP4118370B2 (ja) 1997-12-15 2008-07-16 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 反射ｐ電極を有する窒化物半導体発光装置およびその製造方法ならびに半導体光電子装置
JP4118371B2 (ja) 1997-12-15 2008-07-16 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 電極に銀を有する窒化物半導体発光装置およびその製造方法ならびに半導体光電子装置
JP3622562B2 (ja) 1998-03-12 2005-02-23 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光ダイオード
KR100611352B1 (ko) 1998-03-12 2006-09-27 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 질화물 반도체 소자
JP3063756B1 (ja) 1998-10-06 2000-07-12 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP4629178B2 (ja) 1998-10-06 2011-02-09 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3063757B1 (ja) 1998-11-17 2000-07-12 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3427265B2 (ja) 1998-12-08 2003-07-14 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3424629B2 (ja) 1998-12-08 2003-07-07 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
US20010042866A1 (en) 1999-02-05 2001-11-22 Carrie Carter Coman Inxalygazn optical emitters fabricated via substrate removal
JP3551101B2 (ja) 1999-03-29 2004-08-04 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
US6838705B1 (en) 1999-03-29 2005-01-04 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
JP3748011B2 (ja) 1999-06-11 2006-02-22 東芝セラミックス株式会社 ＧａＮ半導体結晶成長用Ｓｉウエーハ、それを用いたＧａＮ発光素子用ウエーハ及びそれらの製造方法
DE19955747A1 (de) 1999-11-19 2001-05-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optische Halbleitervorrichtung mit Mehrfach-Quantentopf-Struktur
KR100700993B1 (ko) 1999-12-03 2007-03-30 크리, 인코포레이티드 향상된 광 적출 구조체를 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법
TWI292227B (en) 2000-05-26 2008-01-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-dioed-chip with a light-emitting-epitaxy-layer-series based on gan
US6586762B2 (en) 2000-07-07 2003-07-01 Nichia Corporation Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power
JP3786114B2 (ja) 2000-11-21 2006-06-14 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
US6649287B2 (en) 2000-12-14 2003-11-18 Nitronex Corporation Gallium nitride materials and methods
US6906352B2 (en) 2001-01-16 2005-06-14 Cree, Inc. Group III nitride LED with undoped cladding layer and multiple quantum well
US6630689B2 (en) 2001-05-09 2003-10-07 Lumileds Lighting, U.S. Llc Semiconductor LED flip-chip with high reflectivity dielectric coating on the mesa
US6958497B2 (en) 2001-05-30 2005-10-25 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures
US6488767B1 (en) 2001-06-08 2002-12-03 Advanced Technology Materials, Inc. High surface quality GaN wafer and method of fabricating same
CN1217425C (zh) 2001-07-12 2005-08-31 日亚化学工业株式会社 半导体元件
ATE445233T1 (de) 2002-01-28 2009-10-15 Nichia Corp Nitrid-halbleiterbauelement mit einem trägersubstrat und verfahren zu seiner herstellung
JP4063548B2 (ja) 2002-02-08 2008-03-19 日本碍子株式会社 半導体発光素子
US20030189215A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
KR101030068B1 (ko) 2002-07-08 2011-04-19 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자
DE10245628A1 (de) 2002-09-30 2004-04-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektromagnetische Strahlung emittierender Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2005159299A (ja) 2003-10-30 2005-06-16 Sharp Corp 半導体発光素子
US7026653B2 (en) 2004-01-27 2006-04-11 Lumileds Lighting, U.S., Llc Semiconductor light emitting devices including current spreading layers
US7115908B2 (en) 2004-01-30 2006-10-03 Philips Lumileds Lighting Company, Llc III-nitride light emitting device with reduced polarization fields
US7345297B2 (en) 2004-02-09 2008-03-18 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
DE102005016592A1 (de) 2004-04-14 2005-11-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtdiodenchip
US7791061B2 (en) 2004-05-18 2010-09-07 Cree, Inc. External extraction light emitting diode based upon crystallographic faceted surfaces
TWI272732B (en) * 2004-06-09 2007-02-01 Showa Denko Kk Gallium nitride based semiconductor laminate structure
US20060002442A1 (en) 2004-06-30 2006-01-05 Kevin Haberern Light emitting devices having current blocking structures and methods of fabricating light emitting devices having current blocking structures
US7795623B2 (en) 2004-06-30 2010-09-14 Cree, Inc. Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures
US7737459B2 (en) 2004-09-22 2010-06-15 Cree, Inc. High output group III nitride light emitting diodes
US7335920B2 (en) 2005-01-24 2008-02-26 Cree, Inc. LED with current confinement structure and surface roughening
US7446345B2 (en) 2005-04-29 2008-11-04 Cree, Inc. Light emitting devices with active layers that extend into opened pits
KR100616686B1 (ko) 2005-06-10 2006-08-28 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 장치의 제조 방법
JP2009514209A (ja) 2005-10-29 2009-04-02 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 半導体装置及びその製造方法
JP5255759B2 (ja) 2005-11-14 2013-08-07 パロ・アルト・リサーチ・センター・インコーポレーテッド 半導体デバイス用超格子歪緩衝層
US7547925B2 (en) 2005-11-14 2009-06-16 Palo Alto Research Center Incorporated Superlattice strain relief layer for semiconductor devices
JP2007214384A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Rohm Co Ltd 窒化物半導体素子
JP2007273946A (ja) 2006-03-10 2007-10-18 Covalent Materials Corp 窒化物半導体単結晶膜
US7910945B2 (en) 2006-06-30 2011-03-22 Cree, Inc. Nickel tin bonding system with barrier layer for semiconductor wafers and devices
RU2326993C2 (ru) 2006-07-25 2008-06-20 Самсунг Электро-Меканикс Ко., Лтд. Способ выращивания монокристалла нитрида на кремниевой пластине, нитридный полупроводниковый светоизлучающий диод, изготовленный с его использованием, и способ такого изготовления
US7754514B2 (en) 2006-08-22 2010-07-13 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method of making a light emitting element
US7557378B2 (en) 2006-11-08 2009-07-07 Raytheon Company Boron aluminum nitride diamond heterostructure
US7813400B2 (en) 2006-11-15 2010-10-12 Cree, Inc. Group-III nitride based laser diode and method for fabricating same
US7547908B2 (en) 2006-12-22 2009-06-16 Philips Lumilieds Lighting Co, Llc III-nitride light emitting devices grown on templates to reduce strain
US8021904B2 (en) 2007-02-01 2011-09-20 Cree, Inc. Ohmic contacts to nitrogen polarity GaN
JP4479809B2 (ja) * 2008-02-21 2010-06-09 ソニー株式会社 発光素子、電子機器及び発光素子の製造方法
US7791101B2 (en) 2008-03-28 2010-09-07 Cree, Inc. Indium gallium nitride-based ohmic contact layers for gallium nitride-based devices
TWI387134B (zh) * 2008-07-03 2013-02-21 Creating Nano Technologies Inc 發光元件及其製造方法
TWI372475B (en) * 2008-07-08 2012-09-11 Creating Nano Technologies Inc Light-emitting device and method for manufacturing the same
JP5631034B2 (ja) * 2009-03-27 2014-11-26 コバレントマテリアル株式会社 窒化物半導体エピタキシャル基板
KR101053111B1 (ko) 2011-02-28 2011-08-01 박건 실리콘 기판을 이용한 질화물계 발광소자 및 그 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1941436A (zh) * 1998-03-12 2007-04-04 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元件
CN1485930A (zh) * 2002-09-29 2004-03-31 璨圆光电股份有限公司 具有低阻层的发光二极管结构
JP2004281863A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体素子及びその製造方法
JP2008103665A (ja) * 2006-09-22 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化物半導体デバイス及びその製造方法
US20080274574A1 (en) * 2007-03-20 2008-11-06 Luminus Devices, Inc. Laser liftoff structure and related methods
US20110073838A1 (en) * 2008-06-09 2011-03-31 Asif Khan Ultraviolet light emitting diode with ac voltage operation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108352426A (zh) * 2015-11-09 2018-07-31 Lg伊诺特有限公司 紫外线发光器件和发光器件封装
CN105633241A (zh) * 2016-03-08 2016-06-01 厦门市三安光电科技有限公司 一种氮化物发光二极管及其制作方法
CN105633241B (zh) * 2016-03-08 2017-10-27 厦门市三安光电科技有限公司 一种氮化物发光二极管及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013019318A1 (en) 2013-02-07
TW201316545A (zh) 2013-04-16
TWI474508B (zh) 2015-02-21
KR101542678B1 (ko) 2015-08-06
JP2014522121A (ja) 2014-08-28
US20130032834A1 (en) 2013-02-07
JP5740532B2 (ja) 2015-06-24
KR20140018985A (ko) 2014-02-13
US8865565B2 (en) 2014-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103460410A (zh) 具多个导电介入层的n型氮化镓层
CN103636007A (zh) 具有生长于硅基板上的低缺陷n型层的发光二极管
JP5752855B2 (ja) 発光装置の製造方法
TWI464909B (zh) 發光二極體
CN103636009A (zh) 用于共晶接合工艺的非反应性阻障层金属
US11335830B2 (en) Photo-emission semiconductor device and method of manufacturing same
US9466760B2 (en) Horizontal power LED device and method for manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TOSHIBA K.K.

Free format text: FORMER OWNER: TOSHIBA TECHNOLOGY CENTER CO., LTD.

Effective date: 20140609

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140609

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Toshiba Corp

Address before: Kanagawa, Japan

Applicant before: Bridgelux Inc

AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20170208

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned