DE112016000430T5 - Hocheffiziente leds und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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Pritish Kar
Sten Heikman
Harshad Golakia
Rajeev Acharya
Yuvaraj Dora
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Abstract

Die Anmeldung offenbart einen LED-Chip der einfachere Herstellungsverfahren mit weniger Schritten ermöglichen kann. Die LED-Struktur kann weniger Schichten haben als herkömmliche LED-Chips, wobei die Schichten zur effizienten Herstellung und für effizienten Betrieb auf drei verschiedene Arten angeordnet sind. Die LED-Chips (50) umfassen eine aktive LED-Struktur (52). Eine Option besteht in einer dielektrischen reflektierenden Schicht (60), die angrenzend an eine der entgegengesetzt dotierten Schichten eingeschlossen ist, und einer reflektierenden Metallschicht (62), die sich auf der dielektrischen reflektierenden Schicht (60) befindet, wobei sich die reflektierenden, die elektrischen (60) und/oder Metall-(62)-Schichten über die Kante des aktiven Bereichs (52) hinaus erstrecken. Durch Vergrößerung der dielektrischen Schicht können die LED-Chips eine höhere Effizienz erreichen, indem mehr LED-Licht in die gewünschte Richtung reflektiert und emittiert wird. Durch Vergrößerung der reflektierenden Metallschicht über die Kante des aktiven Bereichs hinaus kann die reflektierende Metallschicht als Stromverbreitungsschicht und -barriere dienen und außerdem LED-Licht in die gewünschte Richtung reflektieren und emittieren. Die anderen Optionen zur Vereinfachung der Herstellung bestehen darin, dass die LED-Chips selbstausrichtende und/oder selbstbeschränkende Merkmale umfassen, die während der Herstellung die Ätzverfahren vereinfachen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Leuchtdioden und insbesondere Leuchtdioden mit Spiegeln mit hohem Reflexionsvermögen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Leuchtdioden (LED oder LEDs) sind Festkörperbauelemente, die elektrische Energie in Licht umwandeln und im Allgemeinen eine oder mehrere aktive Schichten von Halbleitermaterial umfassen, das zwischen gegenüberliegenden dotierten Schichten vom n-Typ und vom p-Typ eingeschlossen ist. Wenn eine Vorspannung an die dotierten Schichten angelegt wird, werden Löcher und Elektronen in die aktive Schicht injiziert, wo sie sich rekombinieren, um Licht zu erzeugen. Licht wird von der aktiven Schicht und von allen Oberflächen der LED ausgestrahlt.
  • Für typische LEDs ist es wünschenswert, dass sie mit der höchst möglichen Effizienz der Lichtemission arbeiten, wobei eine Möglichkeit die Emissionseffizienz zu messen eine Messung der Emissionsintensität im Verhältnis zur Eingangsleistung oder der Lumen pro Watt ist. Ein Weg zur Maximierung der Emissionseffizienz besteht in der Maximierung der Gewinnung von Licht, das von dem aktiven Bereich oder der aktiven Struktur der LEDs ausgestrahlt wird. Bei herkömmlichen LEDs mit einer einzigen Auskoppeloberfläche kann die externe Quantenausbeute durch eine Reihe von Faktoren begrenzt sein, wie zum Beispiel die innere Totalreflexion (TIR) von Licht aus dem Emissionbereich der LED. TIR kann verursacht werden durch den großen Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Halbleiter der LED und der Umgebung. Manche LEDs haben eine relativ niedrige Lichtextraktionseffizienz aufgrund des hohen Brechungsindex des Substrats im Vergleich zum Brechungsindex des umgebenden Materials, wie zum Beispiel Epoxidharz. Dieser Unterschied resultiert in einem kleinen Austrittskegel durch den Lichtstrahlen aus dem aktiven Bereich aus dem Substrat in das Epoxid entweichen und letztendlich aus der LED-Einheit entweichen können. Licht, das nicht entweicht, kann in das Halbleitermaterial oder an Oberflächen die das Licht reflektieren absorbiert werden.
  • Es sind verschiedene Vorgehensweisen entwickelt worden, um die TIR zu reduzieren und die Gesamtlichtausbeute zu verbessern, wobei zu den populäreren Maßnahmen die Oberflächenstrukturierung gehört. Oberflächenstrukturierung erhöht die Wahrscheinlichkeit das Licht entwicht, in dem eine variierende Oberfläche bereitgestellt wird, die Photonen mehrere Möglichkeiten schafft, einen Austrittskegel zu finden. Bei Licht, das keinen Austrittskegel findet, kann weiterhin TIR stattfinden, und das Licht wird von der strukturierten Oberfläche in verschiedenen Winkeln reflektiert, bis es einen Austrittskegel findet. Die Vorteile von Oberflächenstrukturierung sind in verschiedenen Artikeln behandelt worden. [Siehe Windisch et al., Impact of Texture-Enhanced Transmission an High-Efficiency Surface Textured Light Emitting Diodes, Appl. Phys. Lett., Band 79, Nr. 15, Oktober 2001, Seiten 2316–2317; Schnitzer et al. 30% External Quantum Efficiency From Surface Textured, Thin Film Light Emitting Diodes, Appl. Phys. Lett., Band 64, Nr. 16, Oktober 1993, Seiten 2174–2176; Windisch et al. Light Extraction Mechanisms in High-Efficiency Surface Textured Light Emitting Diodes, IEEE Journal an Selected Topics in Quantum Electronics, Band 8, Nr. 2, März/April 2002, Seiten 248–255; Streubel et al. High Brightness AlGaNInP Light Emitting Diodes, IEEE Journal an Selected Topics in Quantum Electronics, Band 8, Nr. März/April 2002]. Das U.S. Patent Nr. 6,657,236 , das ebenfalls der Cree Inc., erteilt wurde, offenbart Strukturen, die auf den Halbleiterschichten geformt sind, um die Lichtausbeute bei LEDs zu verbessern.
  • Eine andere Möglichkeit die Effizienz der Lichtausbeute zu erhöhen besteht darin, reflektierte Oberflächen bereitzustellen, die Licht reflektieren, so dass es zur nutzbaren Emission aus dem LED-Chip oder der LED-Einheit beiträgt. In einer typischen LED-Einheit 10, wie in 1 dargestellt, ist ein einzelner LED-Chip 12 mit Hilfe einer Lötbindung oder leitendem Epoxid auf einem reflektierenden Becher 13 montiert. Eine oder mehrere Drahtverbindungen 11 können die ohmschen Kontakte des LED-Chips 12 mit den Leitungen 15A und/oder 15B verbinden, die an dem reflektierenden Becher 13 befestigt oder mit ihm integral sein können. Der reflektierende Becher kann mit einem Verkapselungsmaterial 16 gefüllt sein, das ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, wie zum Beispiel einen Phosphor enthalten kann. Mindestens ein Teil des Lichts, das mit einer ersten Wellenlänge von der LED ausgestrahlt wird, kann von dem Phosphor absorbiert werden, der als Reaktion darauf Licht mit einer zweiten Wellenlänge ausstrahlen kann. Der gesamte Aufbau wird dann in ein durchsichtiges Schutzharz 14 eingekapselt, das in Form einer Linse geformt sein kann, um das vom LED-Chip 12 ausgestrahlte Licht zu kollimieren. Obwohl der reflektierende Becher 13 Licht nach oben lenken kann, können optische Verluste auftreten, wenn das Licht reflektiert wird. Ein Teil des Lichts kann vom reflektierenden Becher absorbiert werden, da Reflektoroberflächen in der Praxis weniger als 100% Reflexionsvermögen haben. Manche Metalle können weniger als 95% Reflexionsvermögen in dem betreffenden Wellenlängenbereich haben.
  • 2 zeigt eine andere LED-Einheit, bei dem ein oder mehrere LED-Chips 22 auf einen Träger, wie zum Beispiel einem Leiterplatten-Träger, einem Substrat oder einen Unterbau 23 montiert sein können. Ein Metallreflektor 24, der auf dem Unterbau 23 montiert ist, umgibt den LED-Chip/die LED-Chips 22 und reflektiert von den LED-Chips 22 ausgestrahltes Licht fort von der Einheit 20. Der Reflektor 24 bietet den LED-Chips 22 auch mechanischen Schutz. Eine oder mehrere Drahtverbindungen 11 werden zwischen ohmschen Kontakten auf den LED-Chips 22 und elektrischen Spuren 25A, 25B auf dem Unterbau 23 hergestellt. Die montierten LED-Chips 22 werden dann mit einem Verkapselungsmittel 26 bedeckt, das den Chips Schutz vor Umwelteinflüssen und mechanischen Schutz bieten kann und gleichzeitig als Linse dient. Der Metallreflektor 24 ist typischerweise am Träger durch eine Löt- oder Epoxidbindung befestigt. Beim Metallreflektor 24 können ebenfalls optische Verluste stattfinden, wenn das Licht reflektiert wird, da er ebenfalls weniger als 100% Reflextionsvermögen aufweist.
  • Die in den 1 und 2 gezeigten Reflektoren sind angeordnet, um Licht zu reflektieren, das aus der LED entweicht. Es sind auch LEDs mit inneren reflektierenden Oberflächen oder Schichten entwickelt worden, die Licht innerhalb der LEDs reflektieren. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines LED-Chips 30 mit einer LED 32 montiert mit Hilfe einer Metallbindungsschicht 36 auf einem Unterbau 34. Die LED umfasst weiter einen p-Kontakt/Reflektor 38 zwischen der LED 32 und der Metallverbindung 36, wobei der Reflektor 38 typischerweise ein Metall, wie zum Beispiel Silber (Ag) umfasst. Diese Anordnung wird in handelsüblichen LEDs, wie zum Beispiel von Cree® Inc., verwendet, die als Teil der EZBrightTM-Familie von LEDs erhältlich sind. Der Reflektor 38 ist integral mit dem LED-Chip 30 und kann Licht, das vom aktiven Bereich des LED-Chips zum Unterbau hin ausgestrahlt wird, zur primären emittierenden Oberfläche der LED zurückreflektieren. Der Reflektor reflektiert auch TIR-Licht zurück zur primären emittierenden Oberfläche der LED. Wie die oben erwähnten Metallreflektoren auch, reflektiert der Reflektor 38 weniger als 100% Licht und in manchen Fällen weniger als 95%. Das Reflextionsvermögen eines Metallfilms auf einer Halbleiterschicht kann berechnet werden aus den optischen Konstanten der Materialien unter Verwendung von Dünnschicht-Design-Software, wie zum Beispiel TFCalcTM von Software Spectra, Inc. (www.sspectra.com).
  • Es sind auch zusätzliche LED-Chips mit internen Reflektoren entwickelt worden, wobei einige dieser LED-Chips auch andere Strukturen umfassen, um es zu ermöglichen, dass die aktive epitaxische Struktur berührt wird. Manche dieser Merkmale ermöglichen es, an die aktive Struktur des LED-Chips durch andere Schichten ein Signal anzulegen. Diese Strukturen können verschiedene Kombinationen leitender Komponenten (zum Beispiel Schichten, Kontakte und/oder Durchkontaktierungen) und isolierende Merkmale (zum Beispiel dielektrische und/oder Passivierungsschichten) einschließen. Diese Merkmale können in LED-Chips sowohl mit vertikaler als auch mit seitlicher Geometrie eingeschlossen sein. Die Strukturen können relativ komplex sein und komplexe Herstellungsverfahren erfordern, wobei manche dieser Strukturen neun oder mehr Herstellungsschritte benötigen, um die gewünschte Konfiguration zu erhalten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft vereinfache Chip-Architekturen oder Chip-Konfigurationen, die einfachere Herstellungsverfahren mit weniger Schritten benötigen. Die LED-Struktur kann weniger Schichten als herkömmliche LED-Chips haben, wobei die Schichten zur effizienten Herstellung und für einen effizienten Betrieb auf verschiedene Arten angeordnet sind.
  • Eine Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine aktive LED-Struktur, die einen aktiven Bereich zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Schichten umfasst, wobei der aktive Bereich Licht als Reaktion auf ein elektrisches Signal ausstrahlt, das an die Schicht mit entgegengesetzter Dotierung angelegt wird. Eine erste reflektierende Schicht ist angrenzend an eine der entgegengesetzt dotierten Schichten eingeschlossen. Eine zweite reflektierende Schicht ist auf der ersten reflektierenden Schicht eingeschlossen, wobei die zweite reflektierende Schicht Licht reflektiert, das nicht von der ersten reflektierenden Schicht reflektiert wurde, wobei die zweite reflektierende Schicht sich über den Rand der aktiven LED-Struktur hinaus erstreckt.
  • Eine andere Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine aktive LED-Struktur mit einem aktiven Bereich zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Schichten, wobei der aktive Bereich Licht als Reaktion auf ein elektrisches Signal aussendet, das an die entgegengesetzt dotierte Schicht angelegt wird. Eine dielektrische reflektierende Schicht ist an einer der entgegengesetzt dotierten Schichten eingeschlossen und erstreckt sich über die Kante des aktiven Bereichs hinaus. Eine reflektierende Metallschicht ist ebenfalls an der ersten dielektrischen reflektierenden Schicht eingeschlossen.
  • Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bilden von LED-Chips umfasst das Auftragen epitaktischer Schichten mit aktiver Struktur auf einen Wafer. Das Verfahren umfasst auch das Ätzen verschiedener Abschnitte der aktiven Struktur in einem einzigen Ätzschritt, wobei die verschiedenen Abschnitte sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten ätzen lassen und wobei mindestens einer der Abschnitte gegenüber dem Ätzen selbstlimitierend ist.
  • Eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zum Formen von LED-Chips umfasst das Formen einer aktiven Struktur epitaktischer Schichten und das Formen einer Vielzahl reflektierender Schichten auf der aktiven Struktur. Das Verfahren umfasst weiter das Durchführen eines einzelnen Ätzschritts zum Bilden einer selbstausrichtenden Durchgangsöffnung durch die reflektierenden Schichten zur aktiven Struktur.
  • Noch eine andere Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine aktive LED-Struktur, die einen aktiven Bereich zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Schichten umfasst. Eine dielektrische reflektierende Schicht ist angrenzend an eine der entgegengesetzt dotierten Schichten eingeschlossen. Auf der dielektrischen reflektierenden Schicht befindet sich eine reflektierende Metallschicht, wobei sich die dielektrische und die reflektierende Metallschicht über den Rand des aktiven Bereichs hinaus erstrecken.
  • Diese und andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die die Merkmale der Erfindung exemplarisch darstellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer LED-Lampe aus dem Stand der Technik;
  • 2 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer LED-Lampe aus dem Stand der Technik;
  • 3 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines LED-Chips aus dem Stand der Technik;
  • 4 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist ein Flußdiagramm, das Schritte in einem LED-Chip-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 7 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Flußdiagramm, das Schritte in einem anderen LED-Chip-Herstellungsprozess gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist eine Schnittansicht von Schichten in einem LED-Chip gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist eine Schnittansicht anderer Schichten in einem LED-Chip gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 12 ist eine Schnittansicht eines anderen LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 13 ist eine Schnittansicht noch einer anderen Ausführungsform eines LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft vereinfachte LED-Chip-Strukturen/-Konfigurationen, die durch Verfahren mit weniger Schritten hergestellt werden können und die gleichzeitig LED-Chips mit effizienter Lichtemission bereitstellen. Die vorliegende Erfindung betrifft LED-Chips mit internen oder integral reflektierenden Oberflächen/Schichten, die angeordnet sind, um die Emissionseffizienz der Emittenten zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung kann als Reflektor in Kombination mit einem oder mehreren Kontakten oder als Reflektor verwendet werden, der separat von den Kontakten ist.
  • Die LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung können eine aktive LED-Struktur umfassen. Eine dielektrische reflektierende Schicht ist angrenzend an eine der entgegengesetzt dotierten Schichten eingeschlossen. Eine reflektierende Metallschicht befindet sich auf der reflektierenden dielektrischen Schicht, wobei die dielektrische Schicht und die reflektierende Metallschicht sich über den Rand des aktiven Bereichs hinaus erstrecken. Durch eine Vergrößerung der dielektrischen Schicht können die LED-Chips mit größerer Effizienz strahlen, in dem sie mehr LED-Licht reflektieren, um es in die gewünschte Richtung zu strahlen. Indem die reflektierende Metallschicht über den Rand des aktiven Bereichs hinaus vergrößert wird, kann sie als Stromverteilerschicht und Barriere dienen und außerdem LED Licht reflektieren, um es in die gewünschte Richtung abzustrahlen. Die LED-Chips können außerdem selbstausrichtende und selbstbeschränkende Merkmale umfassen, welche die Ätzprozesse während der Herstellung vereinfachen.
  • Die dielektrische reflektierende Schicht kann ein Material mit einem anderen Brechungsindex (IR) umfassen als die aktive LED-Struktur. In den meisten Ausführungsformen kann die dielektrische reflektierende Schicht eine Schicht mit einem IR umfassen, der an oder nahe ihrer Schnittstelle mit der aktiven LED-Struktur grundsätzlich niedriger ist. Manche Ausführungsformen von LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung können auch eine zweite reflektierende Schicht, eine Metallschicht oder einen Spiegelstapel („mirror stack”) umfassen, die auf und in Kombination mit der dielektrischen reflektierenden Schicht verwendet werden können, so dass Licht, das durch die dielektrische reflektierende Schicht dringt (und zum Beispiel keine TIR erfährt), von der zweiten reflektierenden Schicht reflektiert werden kann.
  • Diese internen oder integralen reflektierenden Schichten können optische Emissionsverluste reduzieren, die dadurch entstehen können, dass Licht in eine unerwünschte Richtung ausgestrahlt wird, wo es absorbiert werden kann. Licht, das von der aktiven LED-Struktur des Emittenten in eine Richtung fort von nützlicher Lichtemission ausgestrahlt wird, so wie beispielsweise zum Substrat, Unterbau oder Metallreflektor hin, kann von der ersten reflektierenden Schicht reflektiert werden. Die reflektierenden Oberflächen können positioniert werden, um dieses Licht so zu reflektieren, dass es vom LED-Chip in eine gewünschte Richtung ausgestrahlt wird.
  • Die dielektrische reflektierende Schicht kann zahlreiche verschiedene Materialien umfassen, wobei manche Ausführungsformen ein dielektrisches Material, wie zum Beispiel SiO2 umfassen. Es versteht sich, dass viele andere Materialien mit Brechungsindizes verwendet werden können, die höher oder niedriger sind, wobei die bevorzugten Materialien einen IR haben, der bis zu ungefähr 50% kleiner ist als das Material der aktiven Struktur der LED. In anderen Ausführungsformen kann der IR der reflektierenden dielektrischen Schicht bis zu ungefähr 40% kleiner sein als derjenige des Materials der aktiven Struktur, während er in anderen Ausführungsformen bis zu ungefähr 30% kleiner sein kann.
  • Viele herkömmliche LEDs können hauptsächlich auf einer Metallreflektorschicht basieren, die aus verschiedenen Materialien, wie beispielsweise aus Ag oder Au bestehen kann. Wie oben beschrieben, kann es bei jeder Reflexion durch Metallreflektoren Verluste geben, und diese Verluste können besonders bei Licht, das die LED mehrfach durchläuft und mehrmals reflektiert wird, signifikant sein. Es gibt keine optischen Verluste bei Licht, das durch TIR reflektiert wird, so dass, wenn mehr Licht durch TIR reflektiert wird anstatt durch ein Metallmaterial, die Emissionseffizienz der LED erhöht werden kann.
  • Verschiedene Ausführungsformen von Emittenten gemäß der vorliegenden Erfindung können auch andere Strukturen, Schichten oder Merkmale nutzen, die einen effizienten und zuverlässigen Betrieb der LED ermöglichen. In manchen Ausführungsformen kann eine Stromverteilerschicht angrenzend an die reflektierende Schicht eingeschlossen sein, um das Verteilen von Strom in die einen oder mehreren Schichten der aktiven LED-Strukturen zu ermöglichen. In anderen Ausführungsformen können Materialien eingeschlossen sein, um eine zuverlässige Haftung zwischen verschiedenen Schichten, zum Beispiel zwischen der unteren IR-Schicht und der reflektierenden Metallschicht zu ermöglichen. Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung stellen auch leitende Durchkontaktierungs- oder Pfadanordnungen bereit, die leitende Pfade durch isolierende Schichten, wie beispielsweise die reflektierende/dielektrische Schicht bieten. Manche dieser Komponenten ermöglichen es, dass ein elektrisches Signal entlang der Durchkontaktierungen durch die dielektrische reflektierende Schicht dringt, so dass die dielektrische Materialschicht als interne Schicht verwendet werden kann.
  • Herkömmliche LED-Chips können relativ komplexe Strukturen haben, welche diese internen Reflektoranordnungen ermöglichen und die es gleichzeitig gestatten, die aktive Struktur mit verschiedenen Kontakt- und Durchkontaktierungsanordnungen in Kontakt zu bringen. Diese komplexen Strukturen können auch relativ komplexe Herstellungsprozesse zur Folge haben. Die LEDs gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen vereinfachte LED-Strukturen, die vereinfachte Herstellungsprozesse ermöglichen. Wie unten genauer beschrieben, können manche Ausführungsformen eine dielektrische reflektierende Schicht und eine einzelne Schicht umfassen, die als eine Spiegel-/Barriere-/Stromverteilerschicht dienen kann. Die LED-Struktur kann auch eine dünne Kontaktschicht mit Kontakt zur p-Seite der aktiven Struktur (zum Beispiel GaN) umfassen. Die dünne Kontaktschicht kann zahlreiche Materialien umfassen, wie zum Beispiel ITO, und eine Dicke von weniger als 1000 Å haben.
  • In manchen Ausführungsformen kann die LED-Struktur weiter vereinfacht werden durch eine Vielzahl von Vorderseitenschichten, die selbstausrichtend mit den Mesakanten des aktiven Bereichs sind (alle in einem Ätzschritt geätzt). Dies führt zu weniger Ätzschritten zur Bildung von Merkmalen, wie zum Beispiel Durchkontaktierungen. Die Herstellung der LED-Struktur kann weiter vereinfacht werden, in dem die rückseitigen Mesas (oder Pfade) und Lichtextraktionsmerkmale in einem Ätzschritt geformt werden, wie unten beschrieben. Dies ist besonders nützlich bei Strukturen, die verschiedene Ätzzeiten für die Mesas und die Lichtextraktionsmerkmale benötigen. In manchen Ausführungsformen kann ein Merkmal das weniger Ätzzeit erfordert selbstbeschränkend sein, um zusätzliche Ätzzeit für die anderen Merkmale freizugeben.
  • In manchen Ausführungsformen kann die oben erwähnte dielektrische Schicht zahlreiche verschiedene Materialien umfassen, wobei manche Ausführungsformen SiO2 umfassen. LED-Strukturen mit hybridem dielektrischem Spiegel, die aus einer SiO2-Schicht mit einer einzigen Spiegel-/Barriere-/Stromverteilerschicht und dünnem ITO p-Kontakt (< 1000 A) bestehen, können mit den Mesas der aktiven Fläche selbstausrichtend sein. Die SiO2-Schicht kann sowohl als reflektierendes Element als auch als Verbindungspassivierungsschicht dienen.
  • In manchen Ausführungsformen kann der externe p-Kontakt dann auf dem Spiegelstapel durch Ätzen durch die Schichten bis zum Spiegelstapel geformt werden. In diesen Ausführungsformen kann das Erstrecken der Spiegelschicht über die Mesa hinaus zum Zwecke von p-Kontakt anstelle der Licht absorbierenden Barriereschicht, die in den herkömmlichen Strukturen verwendet wird, die Lichtabsorption reduzieren.
  • Die vorliegende Erfindung ist hierin mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, es versteht sich jedoch, dass sie auf viele verschiedene Arten ausgeführt werden kann und nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt zu verstehen ist. Insbesondere kann die dielektrische reflektierende Schicht viele verschiedene Materialschichten umfassen und viele verschiedene Dicken haben außer denen, die hierin beschrieben sind. Die dielektrische Schicht ist hierin als Schicht aus einem Material, wie zum Beispiel einem bestimmten Dielektrikum beschrieben, es versteht sich jedoch, dass sie viele verschiedene Materialien umfassen kann und in manchen Ausführungsformen mehr als eine Schicht umfassen kann. Die dielektrische Schicht kann sich auch an vielen verschiedenen Stellen auf verschiedenen LED-Chips außer denjenigen befinden, die hierin beschrieben sind und sie kann auch auf anderen Vorrichtungen als auf Festkörperemittern eingesetzt werden. Weiter kann die erste reflektierende Schicht mit oder ohne leitenden Strukturen versehen sein, um elektrische Signale hindurchdringen lassen zu können. Es versteht sich, dass LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung auch dielektrische Einzelschicht-Schichtungen in Kombinationen mit anderen Reflektoren, wie zum Beispiel reflektierenden Metallschichten oder DBR-Schichten verwenden können. Die erste reflektierende Schicht ist angeordnet, um die vom TIR reflektierte Lichtmenge zu maximieren, wobei gleichzeitig ein einfaches effizientes und kosteneffektives Reflexionssystem aufrechterhalten wird.
  • Es versteht sich auch, dass wenn ein Element, wie zum Beispiel eine Schicht, ein Bereich oder ein Substrat als „auf”, „angrenzend” oder „in der Nähe” an ein anderes Element bezeichnet wird, es sich direkt auf dem anderen Element befinden kann oder dazwischenliegende Elemente ebenfalls vorhanden sein können. Weiter können Relationsbegriffe, wie „inneres”, „äußeres”, „oberes”, „über”, „unteres”, und „unter” und ähnliche Begriffe hierin verwendet werden, um eine Beziehung einer Schicht oder eines anderen Bereichs zu beschreiben. Es versteht sich, dass diese Begriffe dazu dienen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung zusätzlich zu der Ausrichtung zu umfassen, die in den Figuren dargestellt ist.
  • Obwohl die Ausdrücke „erstes”, „zweites” usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sind diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht als durch diese Ausdrücke beschränkt zu verstehen. Diese Ausdrücke werden nur verwendet, um ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich einer Schicht oder einem Abschnitt zu unterscheiden. So könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die unten behandelt sind, auch als zweites Element, zweite Komponente, zweiter Bereich, zweite Schicht oder zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Ausführungsformen der Erfindung sind hierin mit Bezug auf Querschnittsdarstellungen beschrieben, die schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Erfindung sind. Daher kann die tatsächliche Dicke der Schichten anders sein, und Abweichungen von den Formen der Darstellungen, zum Beispiel aufgrund von Herstellungstechniken und/oder Toleranzen sind zu erwarten. Ausführungsformen der Erfindung sind nicht als auf die bestimmten Formen der Bereiche, die hierin dargestellt sind, beschränkt zu verstehen, sondern sie sollen Abweichungen der Formen einschließen, die zum Beispiel aus der Art der Herstellung resultieren. Ein Bereich, der als quadratisch oder rechteckig dargestellt oder beschrieben ist, hat typischerweise auch gerundete oder gekrümmte Merkmale aufgrund normaler Herstellungstoleranzen. Daher sind die in den Figuren dargestellten Bereiche schematischer Art, und ihre Formen dienen nicht dazu, die genaue Form eines Bereichs einer Vorrichtung darzustellen, ebenso wenig, wie sie dazu dienen, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken.
  • Die vorliegende Erfindung ist hierin mit Bezug auf Leuchtdioden (LED oder LEDs) oder LED-Chips beschrieben, es versteht sich jedoch, dass sie gleichermaßen auf andere Festkörperemitter anwendbar ist. Es versteht sich weiter, dass die vorliegende Erfindung in vielen verschiedenen LED-Chips, außer den hierin beschriebenen, verwendet werden kann. Die Komponenten können verschiedene Formen und Größen außer den hierin dargestellten haben, und es kann eine verschiedene Anzahl von LEDs eingeschlossen sein.
  • Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform eines LED-Chips 50 gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit einer vereinfachten Struktur angeordnet ist, welche eine vereinfachte Herstellung ermöglicht. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Herstellung eines einzelnen LED-Chips beschrieben ist, versteht es sich, dass die Erfindung auch auf die Herstellung von LEDs auf Scheibenebene, die Herstellung von Gruppen von LEDs oder die Produktion verpackter LED-Chips angewandt werden kann. Die Scheibe oder die Gruppe von LEDs kann dann mit bekannten Vereinzelungs- oder Dicing-Verfahren in einzelne LED-Chips aufgeteilt werden. Die vorliegende Erfindung kann auch in anderen LEDs mit verschiedenen Geometrien verwendet werden, wie zum Beispiel seitliche Geometrie oder vertikaler Geometrie. Die vorliegende Erfindung kann auch in LEDs verwendet werden, die für Flip-Chip-Montage geeignet sind, ebenso wie mit solchen, die für Nicht-Flip-Chip-Montage ausgebildet sind. Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere anwendbar auf Produktionsvorrichtungen, die viele derselben Merkmale haben, wie die LED-Chips von Cree, Inc. unter ihren Produktfamilienbezeichnungen EZ, WZ und/oder DA.
  • Der LED-Chip 50 kann einen aktiven LED-Bereich oder eine Struktur 52 umfassen, auf der viele verschiedene Halbleiterschichten auf verschiedenen Arten angeordnet sein können. Die Herstellung und der Betrieb von LEDs und ihre aktive Struktur sind im Fachgebiet allgemein bekannt und werden hierin nur kurz beschrieben. Die Schichten der aktiven Struktur 52 können mit bekannten Verfahren hergestellt werden, wobei ein geeignetes Verfahren die Herstellung mit MOCVD ist. Der LED-Chip 50 umfasst eine aktive Struktur 52 mit einer Schicht 54 vom p-Typ, einer Schicht 56 vom n-Typ und einem aktiven Bereich zwischen den beiden. Es versteht sich, dass zusätzliche Schichten und Elemente ebenfalls in die aktive Struktur 52 eingeschlossen sein können, einschließlich aber nicht beschränkt auf Puffer-, Keimbildungs-, Kontakt- und Stromverteilerschichten, ebenso wie Lichtextraktionsschichten und -elemente. Die aktive Schicht kann eine Einzel-Quantenmulde (SQW), eine Mehrfach-Quantenmulde (MQW), eine Doppel-Heterostruktur oder Superkristallgitter-Strukturen umfassen.
  • Die aktive Struktur 52 kann aus verschiedenen Materialsystemen hergestellt werden, wobei bevorzugte Materialsysteme solche sind, die auf Nitriden der Gruppe-III basieren. Als Nitride der Gruppe-III werden diejenigen Halbleiterverbindungen bezeichnet, die zwischen Stickstoff und den Elementen in der Gruppe-III des Periodensystems gebildet werden, normalerweise Aluminium (Al), Gallium (Ga) und Indium (In). Der Begriff bezeichnet auch ternäre und quaternäre Verbindungen, wie Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN) und Aluminiumindiumgalliumnitrid (AlInGaN). In einer Ausführungsform bestehen die Schichten des n- und p-Typs aus Galliumnitrid (GaN), und die aktive Schicht umfasst InGaN. In alternativen Ausführungsformen können die Schichten vom n- und p-Typ aus AlGaN, Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs) oder Aluminiumgalliumindiumarsenidphosphid (AlGaInAsP) und verwandten Verbindungen bestehen.
  • Die aktive Struktur 52 kann auf einem Wachstumssubstrat (nicht gezeigt) geformt sein, und das Wachstumssubstrat kann aus vielen Materialien bestehen, wie zum Beispiel Saphir, Siliziumcarbid, Aluminiumnitrid (AlN), GaN, wobei ein geeignetes Substrat ein 4H-Polytyp von Siliziumcarbid ist, obwohl auch andere Siliziumcarbidpolytypen verwendet werden können, einschließlich 3C-, 6H- und 15R-Polytypen. Siliziumcarbid hat bestimmte Vorteile, wie zum Beispiel eine Kristallgitterstruktur, die besser zu Nitriden der Gruppe-III passt als Saphir und in Schichten aus Nitrid der Gruppe-III von höherer Qualität resultiert. Siliziumcarbid hat auch eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit, so dass die Gesamt-Ausgangsleistung von Vorrichtungen aus Gruppe-III-Nitrid auf Siliziumcarbid nicht durch den Wärmeverlust des Substrats beschränkt ist (wie es bei manchen Vorrichtungen der Fall sein kann, die auf Saphir geformt sind). SiC-Substrate sind erhältlich von Cree Reasearch, Inc., in Durham, North Carolina und Verfahren zu ihrer Herstellung sind ausgeführt in der Wissenschaftsliteratur, sowie in den U.S. Patenten Nrn. 34,861 ; 4,946,547 und 5,200,022 . In der gezeigten Ausführungsform wurde das Wachstumssubstrat entfernt, aber in anderen Ausführungsformen kann das gesamte Substrat oder ein Teil davon bleiben, wobei manche dieser Ausführungsformen texturierte Abschnitte haben, um die Lichtausbeute zu verbessern.
  • Verschiedene Ausführungsformen der aktiven Struktur können verschiedene Wellenlängen von Licht aussenden, je nach Zusammensetzung der aktiven Schicht und der Schichten vom n- und p-Typ. In manchen Ausführungsformen sendet die aktive Struktur ein blaues Licht im Wellenlängenbereich von ungefähr 450 bis 460 nm aus. Der LED-Chip 50 kann auch mit einem oder mehreren Umwandlungsmaterialien, wie zum Beispiel Phosphoren bedeckt sein, so dass zumindest ein Teil des Lichts von der LED durch den einen oder die mehreren Phosphore dringt und in eine oder mehrere verschiedene Wellenlängen von Licht umgewandelt wird. In einer Ausführungsform sendet der LED-Chip eine weiße Lichtkombination aus Licht von der aktiven Struktur der LED und Licht von dem einen oder den mehreren Phosphoren aus. In anderen Ausführungsformen kann ein entfernter Phosphor bereitgestellt werden, der sich in dem vom LED-Chip 50 emittierten Pfad befindet, um das Licht entfernt vom LED-Chip 50 umzuwandeln.
  • Die hierin erwähnte „Vorderseitenherstellung” bezeichnet die Herstellung derjenigen Schichten, die an die Schicht 54 vom p-Typ angrenzen, was in der gezeigten Ausführungsform diejenigen Schichten wären, die unterhalb der aktiven Struktur 50 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform bezeichnet „Vorderseite” auch die Seite gegenüber der primären Emissionsoberfläche der LED-Chips. „Rückseitenherstellung” bezeichnet dann allgemein die Herstellung auf der Seite gegenüber der Vorderseitenherstellung.
  • Wie oben erwähnt kann der LED-Chip 50 eine vereinfachte/hybride Spiegelanordnung umfassen, die eine vereinfachte Produktion des LED-Chips 50 ermöglicht. In manchen Ausführungsformen kann der hybride Spiegel eine Stromverteilerschicht 58 auf der p-GaN, eine dielektrische reflektierende Schicht (zum Beispiel SiO2) 60 und einen Spiegelstapel (Einfachspiegel-/Barriere-/Stromverteilerschicht) 62 auf der dielektrischen Schicht 60 umfassen. Es versteht sich jedoch, dass andere Ausführungsformen viele verschiedene vereinfachte/hybride Spiegel umfassen können, die auf verschiedene Arten angeordnet sind. In manchen Ausführungsformen können diese Vorderseitenschichten mit den Mesakanten des aktiven Bereichs selbstausrichtend sein. Mit anderen Worten können, wie unten genauer beschrieben ist, diese Schichten (zusätzlich zu anderen) zu einer Stufe des epitaktischen Materials geätzt werden, was den gesamten Herstellungsprozess vereinfachen kann.
  • Die Verteilerschicht 58 kann sich auf der aktiven Struktur 52 an einem Ort befinden, um die Stromverteilung in die Schicht vom p-Typ zu unterstützen. In der gezeigten Ausführungsform kann die Stromverteilerschicht 58 die gesamte Schicht des p-Typs oder einen Teil davon bedecken, und in manchen Ausführungsformen trägt die Stromverteilerschicht 58 dazu bei, Strom von einem Kontakt 64 des p-Typs über die Oberfläche der Schicht des p-Typs zu verteilen. Dies trägt dazu bei, eine verbesserte Stromverteilung über die Schicht des p-Typs bereitzustellen, wodurch auch die Strominjektion aus der Schicht des p-Typs in den aktiven Bereich verbessert wird.
  • Die Stromverteilerschicht 58 kann viele verschiedene Materialien umfassen und ist typischerweise ein transparentes leitendes Oxid, wie zum Beispiel ein Indiumzinnoxid (ITO) oder ein Metall, wie zum Beispiel Platin (Pt), obwohl auch andere Materialien verwendet werden können. Die Stromverteilerschicht 58 kann viele verschiedene Dicken haben, wobei die vorliegende Erfindung eine Dicke hat, die dünn genug ist, um die Absorption von Licht aus der aktiven Struktur zu minimieren, das durch die Stromverteilerschicht dringt. In manchen Ausführungsformen umfasst die Stromverteilerschicht 58 ITO und kann Dicken von weniger als 1000 Angström (Å) haben. In noch anderen Ausführungsformen kann sie eine Dicke von weniger als 700 Å haben und in anderen Ausführungsformen eine Dicke von weniger als 500 Å. Weitere Ausführungsformen können eine Dicke im Bereich von 50 bis 300 Å haben, wobei manche dieser Ausführungsformen eine Stromverteilerschicht mit einer Dicke von ungefähr 200 Å haben. Die Stromverteilerschicht 58 ebenso wie die unten beschriebenen reflektierenden Schichten können mit bekannten Verfahren aufgetragen werden. Es versteht sich, dass in Ausführungsformen in denen eine Stromverteilung nicht erforderlich ist, die LED-Chips ohne eine Stromverteilerschicht bereitgestellt werden können.
  • Die dielektrische reflektierende Schicht 60 in der gezeigten Ausführungsform ist auf der Stromverteilerschicht 58 geformt, wobei sich die Stromverteilerschicht zwischen der dielektrischen Schicht 60 und der aktiven Struktur 52 befindet. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Ausführungsformen die dielektrische reflektierende Schicht 60 direkt auf der aktiven Struktur 52 geformt sein kann, während sich in anderen Ausführungsformen andere Schichten zwischen der aktiven Struktur 52 und der dielektrischen Schicht 60 befinden können. Die dielektrische Schicht 60 kann viele verschiedene Materialien umfassen und umfasst vorzugsweise ein Material, das einen Brechungsindex-(IR-)-Schritt zwischen dem Material hat, das die aktive Struktur 52 umfasst. Mit anderen Worten kann die dielektrische Schicht 60 einen IR haben, der kleiner als die aktive Struktur ist, um die innere Totalreflexion (TIR) zu fördern. Licht, das TIR erfährt, wird reflektiert, ohne dass Absorption oder Verlust stattfinden, und TIR ermöglicht die effiziente Reflektion von Licht aus der aktiven Struktur, so dass sie zu nützlicher oder gewünschter LED-Chip-Emission beitragen kann.
  • Die dielektrische reflektierende Schicht 60 kann ein Material mit einem IR von weniger als 2,3 umfassen, während andere Ausführungsformen einen IR von weniger als 2,15 haben können. In noch anderen Ausführungsformen kann der IR kleiner als 2,0 sein. Es können viele verschiedene Materialien verwendet werden, und in manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht 60 SiO2 umfassen. Es versteht sich, dass andere dielektrische Materialien verwendet werden können, wie zum Beispiel SiN, Si, Ge, MgOx, MgNx, ZnO, SiNx, SiOx, AlN und Legierungen oder Kombinationen davon. Die dielektrische Schicht 60 kann auch eine Vielzahl verschiedener Schichten umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht eine SiO2-Schicht mit einer oder mehreren Lagen aus verschiedenen Materialien umfassen. In manchen Ausführungsformen kann eine TiO2-Schicht mit einer SiO2-Schicht kombiniert werden. In noch anderen Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht mehrere Schichten in Form eines Verteilten Bragg-Reflektors (Distributed Bragg Reflector, DBR) umfassen.
  • Manche Nitridmaterialien der Gruppe-III, wie zum Beispiel GaN, können einen IR von ungefähr 2,4 haben, und SiO2 hat einen IR von ungefähr 1,46. Ausführungsformen mit einer aktiven LED-Struktur 52 die GaN ebenso wie eine dielektrische SiO2-Schicht umfasst, können eine ausreichend große IR-Stufe zwischen den beiden haben, um eine effiziente TIR von Licht an der Verbindung zwischen den beiden zu ermöglichen. Das GaN-Material der aktiven Struktur 52 hat einen IR von 2,4 und das SiO2-Material der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 hat einen IR von 1,46. Dies bedeutet einen Unterschied zwischen den IRs der beiden von ungefähr 39%. Die dielektrische reflektierende Schicht 60 kann verschiedene Dicken haben, je nach Art des Materials, wobei manche Ausführungsformen eine Dicke von mindestens 0,2 μm haben. In manchen dieser Ausführungsformen kann sie eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 0,7 μm haben, und in manchen dieser Ausführungsformen kann sie ungefähr 0,5 μm dick sein.
  • Wie oben erwähnt, können die LED-Chips 50 gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine zweite reflektierende Schicht, oben als Spiegelstapel 62 bezeichnet, nutzen, um Licht zu reflektieren bei dem an der Verbindung mit der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 keine TIR stattfindet, und das durch die dielektrische reflektierende Schicht 60 hindurchdringt. Der Spiegelstapel 62 kann viele verschiedene Materialien umfassen, wie zum Beispiel Ag, Au, Al oder Kombinationen davon und er kann mehrere Schichten umfassen. In der gezeigten Ausführungsform kann der Spiegelstapel 62 zumindest teilweise Ag umfassen, wobei andere Ausführungsformen eine Schicht umfassen, die im Wesentlichen nur aus Ag besteht. Andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung können auch eine Adhäsionsschicht (nicht dargestellt) zwischen der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 und dem Spiegelstapel 62 umfassen, um eine Haftung zwischen den beiden zu ermöglichen. Zahlreiche verschiedene Materialien können für die Adhäsionsschicht verwendet werden, wie zum Beispiel TiO, TiON, TiO2, TaO, TaON, Ta2O5, AlO oder Kombinationen davon, wobei ein bevorzugtes Material TiON ist. Die Adhäsionsschicht kann viele verschiedene Dicken haben von wenigen Å bis hin zu tausenden Å. Die Dicke der Adhäsionsschicht und das verwendete Material sollten die Absorption von Licht minimieren, das hindurchdringt, um Lichtverluste aufgrund einer Reflextion von der Metallschicht 62 zu minimieren.
  • Der LED-Chip 50 umfasst weiter Bohrungen 64 (p-Durchkontaktierungsbohrungen) in der dielektrischen Schicht, welche die dielektrische reflektierende Schicht 60 bis hin zur Stromverteilerschicht 58 durchdringen können. Die Bohrungen 64 können gefüllt werden, wenn der Spiegelstapel 62 aufgetragen wird und das Metallschichtmaterial kann Durchkontaktierungen 66 in der dielektrischen Schicht zur Stromverteilerschicht 58 bilden. Wie unten detaillierter beschrieben, bilden die Durchkontaktierungen 66 einen leitenden Pfad durch die reflektierende Schicht 60, wobei das elektrische Signal vom p-Kontakt stammt, den Spiegelstapel 62 durchläuft, die Durchkontaktierungen 66 durchläuft und bis zur Stromverteilerschicht 58 geleitet wird.
  • Die Bohrungen 64 können mit zahlreichen bekannten Verfahren geformt werden, wie zum Beispiel herkömmlichen Ätzverfahren oder mechanischen Verfahren, wie zum Beispiel Mikrobohren. Die Bohrungen 64 können viele verschiedene Formen und Größen haben, wobei die Bohrungen 64 in der gezeigten Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von weniger als 20 μm haben. In manchen Ausführungsformen können die Bohrungen einen Durchmesser von ungefähr 8 μm haben und andere haben einen Durchmesser der nur 1 μm beträgt. Benachbarte Bohrungen 64 können weniger als 100 μm auseinanderliegen, wobei die gezeigte Ausführungsform einen Abstand von 30 μm von Kante zu Kante hat. In weiteren Ausführungsformen können die Durchkontaktierungen einen Abstand von nur 10 μm oder weniger haben. Es versteht sich, dass die Bohrungen 64 (und die resultierenden Durchkontaktierungen 100) Querschnitte mit verschiedenen Formen haben können, wie zum Beispiel quadratisch, rechteckig, oval, sechseckig, fünfeckig usw. In anderen Ausführungsformen haben die Bohrungen keine einheitliche Größe und keine einheitliche Form, und es kann verschiedene oder nicht einheitliche Abstände zwischen benachbarten Bohrungen geben.
  • In anderen Ausführungsformen können andere Strukturen verwendet werden, um einen leitenden Pfad zwischen dem p-Kontakt und der Stromverteilerschicht zu bilden. Anstelle von Bohrungen kann ein vernetztes Gitter durch die dielektrische reflektierende Schicht 60 gebildet werden, wonach ein leitendes Material in das Gitter eingetragen wird, um den leitenden Pfad durch die Verbundschicht zu bilden. Das Gitter kann viele verschiedene Formen haben, wobei Teile des Gitters in verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Winkeln miteinander verbunden sind. Ein elektrisches Signal das an das Gitter angelegt wird, kann sich durch die verbundenen Abschnitte und entlang ihnen ausbreiten. Es versteht sich weiter, dass in anderen Ausführungsformen ein Gitter in Kombination mit Bohrungen verwendet werden kann, während andere Ausführungsformen andere leitende Pfade bereitstellen können. In manchen Ausführungsformen können sich ein oder mehrere leitende Pfade außerhalb der aktiven Schicht des LED-Chips erstrecken, zum Beispiel entlang einer Seitenfläche des LED-Chips.
  • Eine Durchkontaktierungsbohrung 68 vom n-Typ kann durch den Spiegelstapel 62, die dielektrische reflektierende Schicht 60 und die Stromverteilerschicht 58, die Schicht 54 vom p-Typ hindurch und bis zur Schicht 56 vom n-Typ geformt sein. In der gezeigten Ausführungsform kann das Bilden der Durchkontaktierungsbohrung 68 in einem einzigen Ätzschritt stattfinden. Dies bedeutet, dass die Schichten „selbstausrichtend” sind. Eine Passivierungsschicht 70 auf der Vorderseite kann dann in die innere Oberfläche der Durchkontaktierungsbohrung 66 eingeschlossen werden und kann sich erstrecken, um die freiliegende Bodenfläche des Spiegelstapels 62 abzudecken. Die Passivierungsschicht 70 kann Schichten schützen und eine elektrische Isolierung zwischen ihnen gewährleisten, und sie kann viele verschieden Materialien, wie zum Beispiel ein dielektrisches Material umfassen. Eine Kontaktbohrung 72 kann durch die Passivierungsschicht 70 zur Schicht 56 vom n-Typ hindurch geformt sein.
  • Eine leitende Schicht kann eingeschlossen sein, die eine Durchkontaktierung 74 durch die Schicht des n-Typs bildet, welche auf der Oberfläche der Durchkontaktierungsbohrung 68 und auf der Passivierungsschicht 70 liegen kann. Die Durchkontaktierung 74 durchdringt den Spiegelstapel 62, die dielektrische reflektierende Schicht 60, die Stromverteilerschicht 58, die Schicht 54 vom p-Typ und die Passivierungsbohrung 72, um dann die Schicht 56 vom n-Typ zu kontaktieren. In dieser Anordnung wird ein elektrisches Signal, das an die Durchkontaktierung 74 angelegt wird, zur Schicht 56 vom n-Typ geleitet. Die Durchkontaktierung 74 kann auch vielen verschiedenen leitenden Materialien, wie zum Beispiel einem Metall bestehen. Manche Ausführungsformen der Durchkontaktierung umfassen eine Schicht aus Metall, wie zum Beispiel Al, das die Passivierungsschicht in der Bohrung 66 bedeckt, sich auf der Passivierungsschicht weiter erstreckt und den Spiegelstapel 62 bedeckt. Eine Verbindungsschicht 76 kann dann auf die Durchkontaktierungsmetallschicht 74 aufgetragen werden.
  • Wie oben erwähnt, bezeichnet „Rückseitenverarbeitung” die Verarbeitung des LED-Chips 50 auf der Seite gegenüber der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 und dem Spiegelstapel 62. Wenn LED-Chips auf Scheibenebene produziert werden, sind die epitaktischen Schichten durchgängig. Mesas oder Pfade werden dann durch die epitaktischen Schichten hindurch geformt, um die aktiven Strukturen für die einzelnen LEDs zu bilden. Viele verschiedene Bildungsverfahren können angewandt werden, zum Beispiel Ätzen.
  • Bei Herstellung der LED-Chips auf Scheibenebene wird ein erster „Pfad” 78 zwischen benachbarten LED-Chips geformt. In der gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Vorderseiten-Passivierungsschicht 70 und die leitende Schicht 74 über die Kante der LED-Struktur 52 hinaus und bedecken den ersten Pfad 78. Ein Verbindungskontaktbereich (d. h. ein zweiter Pfad) 80 ist ebenfalls zwischen den LED-Chips 50 in einer Position für den p-Kontakt 82 geformt. In manchen Ausführungsformen kann der Verbindungskontaktbereich 80 in einer oder mehreren Ecken des LED-Chips 50 geformt sein. In dieser Ausführungsform erstrecken sich die Stromverteilerschicht 58, die dielektrische reflektierende Schicht 60 und der Mirror Stack 62 in den Verbindungskontaktbereich 80 (nicht der erste Pfad 78). Eine p-Kontaktbohrung 84 ist durch die Stromverteilerschicht 58 und die dielektrische reflektierende Schicht 60 hindurch geformt und legt so den Mirror Stack 62 frei. Der p-Kontakt ist in die p-Kontaktbohrung 80 eingeschlossen und steht in Kontakt mit dem Mirror Stack 62 und der Stromverteilerschicht 58.
  • Während des Betriebs breitet sich ein elektrisches Signal, das an den p-Kontakt angelegt wird, hauptsächlich bis zur Metallschicht 62 durch die Durchkontaktierungen 66 und bis zur Stromverteilerschicht 58 aus, wo es sich in die Schicht 54 vom p-Typ ausbreitet. Ein elektrisches Signal das an die leitende Schicht 68 angelegt wird, wird zur Schicht 56 vom n-Typ geleitet.
  • Eine oder mehrere Schichten der Oberflächen der aktiven Struktur 52 können auch mit verschiedenen Verfahren, wie zum Beispiel bekannten Ätz- oder Schleifverfahren strukturiert werden. In herkömmlichen LED-Fertigungsprozessen können die Pfadherstellung und die Strukturierung in separaten Fertigungsschritten stattfinden. In Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung können die Pfadherstellungs- und Strukturierungsprozesse in demselben Schritt stattfinden, was den Gesamt-Fertigungsprozess vereinfacht.
  • In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Rückseitenverarbeitung das Formen einer ersten rückwärtigen Passivierungsschicht 86 auf der oberen Fläche der Schicht vom n-Typ umfassen. Teile der ersten rückwärtigen Passivierungsschicht können dann als Array von Merkmalen geformt werden, die dazu beitragen, das Texturierungsmuster in der Schicht 56 vom n-Typ zu bestimmen. In manchen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 86 eingeätzt werden, um ein Muster, wie zum Beispiel ein Array von Merkmalen (zum Beispiel Kreise oder Punkte) zu bilden, wobei die Punkte als Maske zum Ätzen der texturierten Merkmale dienen. Die Punkte können in einem vordefinierten Muster angeordnet sein, was in strukturierten Merkmalen 87 (d. h. Kegelstümpfen) resultieren kann, die im Wesentlichen dieselbe Größe haben oder sie können in einem Zufallsmuster vorliegen, was in texturierten Merkmalen resultieren kann, deren Größe variiert.
  • In Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Schicht 56 vom n-Typ zwischen den Merkmalen der gemusterten Passivierungsschicht 82 eingeätzt werden, wobei manche Ausführungsform eine chemische Nassätzung verwenden. Damit kann entlang einer Kristallebene der Halbleiterschicht geätzt werden, die die Schicht 56 vom n-Typ umfasst. Wie gezeigt, setzt sich dieses Ätzen fort, bis die Böden jedes der kegelstumpfförmigen Merkmale sich mit angrenzenden Kegelstümpfen schneiden. Auf diese Art wird durch den Ätzvorgang kein Material von der Schicht des n-Typs mehr entfernt, da dieses Schneiden für die Tiefe der Merkmale „selbstbeschränkend” ist. Diese Anordnung und das Verfahren zum Formen der texturierten Merkmale 87 sind vollständig beschrieben in der U.S. Patentanmeldung Serien-Nr. 13/868,361 von Donofrio übertragen an Cree Inc., deren Inhalt hierin eingeschlossen ist.
  • Währen des Ätzens der Schicht 56 vom n-Typ können auch der erste Pfad 78 und der Verbindungskontaktbereich 80 geätzt werden. Die texturierten Merkmale der Schicht vom n-Typ sind selbstbeschränkend, und sobald die Böden der Merkmale sich schneiden, endet der Ätzvorgang für diese Merkmale, selbst wenn das Ätzmerkmal zurückbleibt. Dadurch steht zusätzliche Ätzzeit für ein weiteres Entfernen von epitaktischem Material in den Pfaden 78, 80 zur Verfügung, während epitaktisches Material an den texturierten Merkmalen nicht weiter entfernt wird. Dadurch kann ein Ätz-Verfahrensschritt verwendet werden, um verschiedene Merkmale einzuätzen, die verschiedene Ätzzeiten benötigen. Da ein Merkmal selbstbeschränkend ist, kann zusätzliche Zeit zum Einätzen eines oder mehrerer anderer Merkmale, wie zum Beispiel der Pfade eingesetzt werden.
  • Nach diesem Ätzprozess kann eine zweite rückwärtige Passivierungsschicht 88 über die aktive Struktur 52 und über die Pfade 78, 80 zwischen den aktiven Strukturen eingeschlossen werden. Die erste und die zweite rückseitige Passivierungsschicht 86, 88 können viele verschiedene Materialien umfassen, und sie können in manchen Ausführungsformen dasselbe Material oder verschiedene Materialien umfassen. Die erste rückseitige Passivierungsschicht 86 dient hauptsächlich als Maske zum Formen der texturierten Merkmale, während die zweite rückseitige Passivierungsschicht 88 hauptsächlich dazu dient die Schichten darunter zu schützen. Wie die Passivierungsschicht 70 auf der Vorderseite, die oben beschrieben ist, können auch die erste und die zweite Passivierungsschicht auf der Rückseite viele verschiedene Materialien, wie zum Beispiel dielektrische Materialien umfassen.
  • Die Öffnung kann dann in der zweiten Passivierungsschicht 88 geformt werden, gemeinsam mit der Stromverteilerschicht 58 und der dielektrischen reflektierenden Schicht 60, um die p-Kontaktbohrung 84 zu bilden. Der p-Kontakt 80 ist in der Bohrung 84 und direkt auf der Metallschicht 62 geformt, um der Schicht 54 vom p-Typ ein elektrisches Signal zuzuführen, wie oben beschrieben. Das Formen der Öffnungen findet vorzugsweise durch ein Ätzverfahren statt, das auf der Metallschicht 62 eine relativ saubere Oberfläche hinterlässt, und der p-Kontakt 82 sollte mit guter Seitenwandversorgung durch die Stromverteilerschicht 58, die dielektrische reflektierende Schicht 60 und die zweite Passivierungsschicht 84 versehen sein, um Metallmigration zwischen den Schichten zu verhindern.
  • Der LED-Chip 50 hat eine vereinfachte Struktur, die mit weniger Schritten hergestellt werden kann, als sie in der Fertigung herkömmlicher LED-Chips verwendet werden. 6 ist ein Flußdiagramm 90, das einige der Schritte zeigt, die in einer Ausführungsform eines Fertigungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden, wobei verschiedene Schritte sich hauptsächlich auf Ätzverfahren fokussieren. In Schritt eins 91 können die Bohrungen in der reflektierenden p-Schicht (oder p-Durchkontaktierungsbohrungen) 64 durch die dielektrische Schicht 60 hindurch bis zur Stromverteilerschicht 58 durchgeätzt werden. Die Bohrungen 64 können gefüllt werden, wenn die Metallschicht 62 aufgetragen wird, und das Metallschichtmaterial kann Durchkontaktierungen 66 zur Stromverteilerschicht 58 hin bilden.
  • Nach dem Auftragen des Spiegelstapels 62 können in Schritt zwei 92 der Spiegelstapel 62, die dielektrische reflektierende Schicht 60, die Stromverteilerschicht und ein Teil des epitaktischen GaN-Materials 54 vom p-Typ eingeätzt werden, um eine Durchkontaktierungsbohrung zu bilden. Wie oben erwähnt sind die Schichten, die geätzt werden „selbstausrichtend” und werden in einem einzigen Schritt geätzt. Bei manchen herkömmlichen LED-Chips können diese Schichten in verschiedenen Schritten geätzt werden, was in einem komplizierteren Herstellungsverfahren resultieren kann.
  • Nach dem Auftragen der Passivierungsschicht 70 kann in Schritt drei 93 die Passivierungsschicht 70 geätzt werden, um die Bohrung 72 der Passivierungsschicht zu bilden, die zur Schicht 56 vom n-Typ führt. Die leitende Durchkontaktierungsschicht 74 füllt die Bohrung der Passivierungsschicht aus und bildet einen Kontakt zu der Schicht 56 vom n-Typ.
  • Die erste Passivierungsschicht 86 der Rückseite kann aufgetragen und dann in das Muster von Merkmalen geformt werden, welche die Bildung der texturierten Merkmale der epitaktischen Materialien steuern. In Schritt vier 94 können der erste Pfad 78, der Verbindungskontaktbereich 80 und die texturierten Merkmale 87 in demselben Ätzschritt geformt werden. Wie oben beschrieben, kann das Ätzen der texturierten Merkmale 87 selbstbeschränkend sein, was dazu führt, dass das Ätzen der texturierten Merkmale 87 angehalten wird, während das zusätzliche Texturieren der Pfade 78, 80 fortgesetzt wird. Diese Selbstbeschränkung der texturierten Merkmale ermöglicht das Ätzen der texturierten Merkmale 87 und der Pfade 78, 80 in einem Ätzschritt.
  • Dann kann die zweite rückseitige Passivierungsschicht 88 aufgetragen werden. In Schritt fünf 95 kann die p-Kontaktbohrung 84 durch die zweite rückwärtige Passivierungsschicht 88, die Stromverteilerschicht 58 und die dielektrische reflektierende Schicht 60 bis zum Spiegelstapel 62 durchgeätzt werden. Der p-Kontakt 82 kann dann in die Bohrung 84 und in Kontakt mit dem Spiegelstapel 62 eingetragen werden. Indem sich der Spiegelstapel über die Mesa hinaus erstreckt, anstelle einer Lichtabsorptionsbarriere wie manchen herkömmlichen LED-Chips, kann die Lichtabsorption reduziert werden.
  • LED-Chips gemäß der vorliegenden Erfindung können auf viele verschiedene Arten angeordnet werden und zahlreiche verschiedene Schichtstrukturen umfassen, die mit verschiedenen Verfahren gefertigt werden. 7 zeigt eine andere Ausführungsform eines LED-Chips 100, die ähnlich dem LED-Chip 50 ist, der in 4 und 5 dargestellt und oben beschrieben ist. Für dieselben oder ähnliche Merkmale oder Elemente wird dasselbe Bezugszeichen verwendet, wie oben in der Beschreibung des LED-Chips 50, wobei vorausgesetzt wird, dass die obige Beschreibung sich auf diese Ausführungsform bezieht.
  • Der LED-Chip 100 umfasst eine aktive Struktur 52, die eine Schicht 54 vom p-Typ und eine Schicht 56 vom n-Typ umfasst, wobei sich ein aktiver Bereich zwischen den beiden befindet. Die Vorderseite des LED-Chips 100 umfasst eine Stromverteilerschicht 58 auf der Schicht 54 vom p-Typ und eine dielektrische reflektierende Schicht 60 auf der Stromverteilerschicht 58, wobei, falls gewünscht, zwischen zusätzlichen Schichten Adhäsionsschichten eingeschlossen sein können. Ein Spiegelstapel 62 ist auf der dielektrischen Schicht 60 eingeschlossen, wobei Durchkontaktierungen 66 der reflektierenden Schicht durch die dielektrische reflektierende Schicht 60 geformt sind und vom Spiegelstapel 62 zur Stromverteilerschicht 58 hindurch verlaufen.
  • Ebenfalls auf der Vorderseite des LED-Chips 100 wird eine Durchkontaktierungsbohrung 68 vom n-Typ durch die dielektrische reflektierende Schicht 60, die Stromverteilerschicht 58 und die Schicht 54 vom p-Typ hindurch bis zur Schicht 56 vom n-Typ geformt. Der Spiegelstapel 62 ist von der Bohrung versetzt, wobei die Bohrung in den Schichten nicht in der selbstausrichtenden Art geformt ist, wie oben beschrieben. Außerdem ist die dielektrische reflektierende Schicht 60 anders angeordnet als die dielektrische reflektierende Schicht, die oben beschrieben ist, und erstreckt sich auf der Innenseite der Durchkontaktierungsbohrung 68 über die Oberflächen der Schichten 54, 56 vom p-Typ und vom n-Typ, die in der Durchkontaktierungsbohrung 68 freiliegen. Die Bohrung 72 der Passivierungsschicht erstreckt sich durch die dielektrische reflektierende Schicht 60 an der Oberseite der Durchkontaktierungensbohrung 68, um eine Oberfläche der Schicht 56 vom n-Typ freizulegen, die dadurch in Kontakt mit der leitenden Durchkontaktierungsschicht 74 steht. Die dielektrische reflektierende Schicht 60 kann sich auch in den ersten Pfad 78 und in den Verbindungskontaktbereich 80 erstrecken. Die Passivierungsschicht 70 der Vorderseite erstreckt sich in den ersten Pfad 78 auf der reflektierenden Schicht 60.
  • Diese Abdeckung der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 ermöglicht eine reflektierende Becheranordnung, die dazu beiträgt, seitlich emittiertes oder aufgefangenes Licht zu reflektieren, so dass es zur nutzbaren Emission vom LED-Chip beitragen kann. Diese kann Licht einschließen, das direkt vom aktiven Bereich seitlich ausgestrahlt wird, oder Licht, das in der aktiven Struktur durch innere Totalreflexion (TIR) aufgefangen ist. Wie durch den ersten Lichtpfad 102 gezeigt, kann Licht, das entlang dem aktiven Bereich zum Rand der aktiven Struktur 52 hin ausgestrahlt wird, vom sich nach oben erstreckenden Abschnitt der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 am Rand der aktiven Struktur reflektiert werden. In ähnlicher Weise und wie durch den zweiten Lichtpfad 104 gezeigt, kann Licht, das zur Durchkontaktierung hin ausgestrahlt wird, vom sich nach oben erstreckenden Abschnitt der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 in der Durchkontaktierungsbohrung 68 reflektiert werden. Diese reflektierende Becheranordnung kann eine verbesserte Gesamt-Emissionseffizienz für den LED-Chip 100 ermöglichen.
  • Es gibt weitere Unterschiede in der LED-Einheit/-Verpackung 100. Anders als die LED-Einheit 50 erstreckt sich die Stromverteilerschicht 58 nicht in den ersten Pfad 78 oder in den Verbindungskontaktbereich 80. Stattdessen endet sie an oder nahe dem Rand der aktiven Struktur 52. Außerdem endet die dielektrische reflektierende Schicht 60 nicht am Rand der aktiven Struktur 52 im Verbindungskontaktbereich 80, sondern setzt sich fort bis zur Kantenoberfläche der Stromverteilerschicht 58, dem Rand der Schicht 54 vom p-Typ und einem Teil des Randes vom n-Typ und erstreckt sich dann in den Verbindungskontaktbereich 80.
  • Das LED-Einheit umfasst auch erste und zweite rückseitige Passivierungsschichten 86, 88, wobei die erste Passivierungsschicht 86 zur Bildung des Musters angeordnet ist, um die Form und Größe der strukturellen Merkmale vom n-Typ zu bestimmen, wie oben beschrieben. Wie zuvor erwähnt, ermöglicht es das selbstbeschränkende Ätzen der texturierten Merkmale, dass derselbe Ätzschritt für die Bildung der Texturmerkmale und des ersten Pfades 78 und des Verbindungskontaktbereichs 80 verwendet wird. Die zweite rückseitige Passivierungsschicht 88 wird als Schutz über die Texturmerkmale, den ersten Pfad 78 und den Verbindungskontaktbereich 80 angebracht. Eine p-Kontaktbohrung 84 kann in dem Verbindungskontaktbereich 80 durch die zweite rückseitige Passivierungsschritt 88 und die dielektrische reflektierende Schicht 60 geformt werden, um die obere Oberfläche des Spiegelstapels 62 freizulegen. Ein Kontakt 82 vom p-Typ kann in der Bohrung 84 und in Kontakt mit dem Spiegelstapel geformt sein. Wie oben ausgeführt, breitet sich ein elektrisches Signal, das an den Kontakt 82 vom p-Typ angelegt wird, in den Spiegelstapel 62 aus und wird durch die Durchkontaktierungen 66 in die Stromverteilerschicht 58 geleitet, von wo aus das Signal sich in die Schicht 54 vom p-Typ ausbreitet. Ein elektrisches Signal, das an die leitende Schicht 74 angelegt wird, wird zur Schicht 56 vom n-Typ geleitet, wie oben beschrieben.
  • Bei der LED 100 kann die dielektrische reflektierende Schicht 60 nach dem Ätzen der aktiven Mesa an bestimmten Punkten enden. In manchen Ausführungsformen kann sich die dielektrische reflektierende Schicht über den Rand des n-GaN hinaus in den ersten Pfad 78 und den Verbindungskontaktbereich 80 erstrecken, wie gezeigt, während sie in anderen Ausführungsformen zwischen der aktiven Mesastufe und dem Rand des n-GaN enden kann. In den meisten Ausführungsformen kann es wichtig sein, dass sich die dielektrische reflektierende Schicht 60 über die Stufe des aktiven Bereichs hinaus erstreckt, um die reflektierenden Becher zu bilden, wie oben beschrieben. Es kann andere Überlegungen dazu geben, wie weit sich die Schicht erstrecken soll, wie zum Beispiel den Unterschied in der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit zwischen SiO2 und SiN, wobei es möglicherweise bevorzugt werden kann, dass das SiO2 über den Pfad hinweg durchgängig ist. Es wird eine andere SiN-Schicht (rückseitige Passivierung) eingeschlossen, die das SiO2 in den Pfaden bedecken würde, aber bei Vereinzelung könnte der Rand des SiO2 freigelegt werden. Wenn ein Teil des SiO2 der dielektrischen reflektierenden Schicht in dem Pfad entfernt wird, würde er von beiden Seiten durch SiN eingekapselt.
  • Der LED-Chip 100 hat auch eine vereinfachte Struktur, die mit weniger Schritten gefertigt werden kann, als sie bei der Herstellung herkömmlicher LED-Chips verwendet werden. Der LED-Chip 100 hat Schichten, die angeordnet sind, wie oben beschrieben, um eine verbesserte Lichtausbeute zu ermöglichen. 8 ist ein Flussdiagramm 120, das einige der Schritte zeigt, die in einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden, wobei verschiedene Schritte sich hauptsächlich auf Ätzprozesse fokussieren. Nach dem Auftragen der Stromverteilerschicht 58 wird in Schritt eins 121 die n-Mesa durch die Stromverteilerschicht 58, durch die Schicht 54 vom p-Typ bis zur Schicht 56 vom n-Typ geätzt.
  • Die dielektrische Schicht 60 kann dann über die Stromverteilerschicht 58 und über die n-Mesa aufgetragen werden. In manchen Ausführungsformen kann die dielektrische reflektierende Schicht 60 einen Becher bilden, wie oben beschrieben, und sich in den ersten Pfad 78 und/oder in den Verbindungskontaktbereich 80 hinein erstrecken. In Schritt zwei 122 können Bohrungen 64 in der dielektrischen Schicht mit bekannten Ätzverfahren durch die dielektrische Schicht angebracht werden.
  • In Schritt drei 123 kann der Spiegelstapel auf die dielektrische reflektierende Schicht 60 aufgetragen werden, wobei die Bohrungen in der dielektrischen Schicht aufgefüllt werden, um Durchkontaktierungen 66 zu bilden. Dann kann die Passivierungsschicht 70 aufgetragen werden und in Schritt vier 124 kann die Passivierungsschicht geätzt werden, um die n-Durchkontaktierungsbohrung 68 zu bilden. Dann kann die leitende Schicht 74 über der Passivierungsschicht und in Kontakt mit der Schicht 56 vom n-Typ geformt werden.
  • Die erste rückwärtige Passivierungsschicht 86 kann dann aufgetragen und in ihr Muster von Merkmalen geätzt werden. In Schritt fünf 125 können die texturierten Merkmale 87, der erste Pfad 78 und der Verbindungskontaktbereich 80 in demselben Schritt geätzt werden. Wie oben beschrieben, kann das Ätzen der texturierten Merkmale 87 selbstbeschränkend sein, wodurch das Ätzen der texturierten Merkmale und Pfade ermöglicht wird, obwohl das Ätzen der Pfade länger dauern kann.
  • Dann können die zweite rückwärtige Schicht 88 und in Schritt sechs 126 die zweite rückwärtige Passivierungsschicht 88 aufgetragen werden, die dielektrische reflektierende Schicht 60 kann bis zum Spiegelstapel 62 geätzt werden, und der p-Kontakt 82 kann auf dem Spiegelstapel 62 aufgetragen werden.
  • Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen Schichten beinhalten können, die auf viele verschiedene Arten angeordnet sein können, zusätzlich zu denjenigen, die in den oben erwähnten Ausführungsformen gezeigt sind, und dass sie verschiedene Abschnitte benachbarter Schichten bedecken können. Zum Beispiel erstreckt sich in den oben erwähnten Ausführungsformen der Spiegelstapel 62 in den Verbindungskontaktbereich 80 hinein, aber er erstreckt sich nicht über den Rand des aktiven Bereichs 52 im ersten Pfad 78 hinaus, und er erstreckt sich auch nicht über den Rand der Durchkontaktierungsbohrung 68 vom n-Typ hinaus. In anderen Ausführungsformen können diese und andere Schichten jedoch andere Abschnitte bedecken und sich über die gezeigten Bereiche hinaus erstrecken.
  • 9 zeigt eine andere Ausführungsform eines LED-Chips 130 gemäß der vorliegenden Erfindung, die ähnlich dem LED-Chip 100 ist, der in 6 gezeigt und oben beschrieben ist. Der LED-Chip 130 umfasst eine aktive Struktur 52 mit einer Schicht 54 vom p-Typ und einer Schicht 56 vom n-Typ, wobei sich ein aktiver Bereich zwischen den beiden befindet. Die Vorderseite des LED-Chips 130 umfasst eine Stromverteilerschicht 58 und eine dielektrische reflektierende Schicht 60 auf der Stromverteilerschicht 58, wobei, falls gewünscht, Adhäsionsschichten zwischen zusätzlichen Schichten eingeschlossen sein können. Ein Spiegelstapel 62 ist auf der dielektrischen Schicht 60 eingeschlossen, wobei Durchkontaktierungen 66 der reflektierenden Schicht durch die dielektrische reflektierende Schicht 60 hindurch geformt sind und vom Spiegelstapel 62 zur Stromverteilerschicht 58 hin führen.
  • Wie bei den obigen Ausführungsformen ist auch hier eine Durchkontaktierungsbohrung 68 vom n-Typ durch die dielektrische reflektierende Schicht 60, die Stromverteilerschicht 58 und die Schicht 54 vom p-Typ zu der Schicht 56 vom n-Typ geformt. Ebenfalls ähnlich, wie bei den obigen Ausführungsformen, erstrecken sich die dielektrische reflektierende Schicht 60 und der Spiegelstapel 62 über den Rand der aktiven Struktur 52 in den Verbindungskontaktbereich 80, und die dielektrische reflektierende Schicht erstreckt sich in den ersten Pfad 78. In dieser Ausführungsform kann sich jedoch der Spiegelstapel 62 über den Rand der aktiven Struktur 52 auf der dielektrischen reflektierenden Schicht 60 und zumindest teilweise in den ersten Pfad 78 hinein erstrecken. Der Spiegelstapel 62 kann sich auch mit der dielektrischen Schicht über den Rand der aktiven Struktur hinaus erstrecken, und er kann auch zumindest teilweise die innere Oberfläche der Durchkontaktierungsbohrung 68 vom n-Typ bedecken. Es versteht sich, dass sich in manchen Ausführungsformen der Spiegelstapel 62 nicht in die GaN-Schicht 56 vom n-Typ erstrecken sollte und sich nicht bis zum Rand des Pfades 80 erstrecken sollte. Der Spiegelstapel 62 sollte sich auch nicht in die Durchkontaktierungsbohrungen vom n-Typ erstrecken, um die dielektrische reflektierende Schicht 60 in den Durchkontaktierungsbohrungen 68 vom n-Typ vollständig zu bedecken. Dies ermöglicht eine effiziente und zuverlässige Vereinzelung der Vorrichtungen und ein Ätzen der Passivierungsschichtbohrung 72, ohne dass der Spiegelstapel 62 berührt wird, wenn die leitende Schicht 74 auf die Passivierungsschicht 70 aufgetragen wird.
  • Diese Anordnung kann Vorteile bieten, wie zum Beispiel einen effizienteren becherartigen Reflektor als in der oben beschriebenen Ausführungsform. Sowohl die dielektrische Schicht 60 als auch der Spiegelstapel 62 können zur Reflexion von Licht beitragen, das direkt vom aktiven Bereich seitlich ausgestrahlt wird oder von Licht, das durch innere Totalreflexion (TIR) in der aktiven Struktur aufgefangen ist. Es versteht sich auch, dass der Spiegelstapel sich, wie hierin beschrieben, in Ausführungsformen erstrecken kann, die die Anordnung der reflektierenden Becher nicht aufweisen, wie zum Beispiel in der oben beschriebenen Ausführungsform.
  • Eine GaN-Texturierung mit Hilfe von SiN-Punkten, die von der ersten rückwärtigen Passivierungsschicht und eines selbstbeschränkenden kristallographischen Nassätzens geformt sind, ist oben beschrieben. Von mancher kristallographischen Ätzung ist bekannt, dass sie die n-GaN-Schicht schnell durchätzt, aber bei der p-GaN-Schicht langsam ist. Der LED-Chip 100 kann insofern einen Vorteil aufweisen, als die p-GaN-Schicht während der Vorderseitenbearbeitung (beim n-Mesa-Ätzen) entfernt wurde, so dass die rückwärtige Ätzung innerhalb relativ kurzer Zeit abgeschlossen ist. Bei manchen Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, ebenso wie beim LED-Chip 50, muss die rückwärtige Ätzung die p-GaN-Schicht durchdringen, und daher kann die Ätzung länger dauern und hinterläßt manchmal p-GaN-Rückstände, die die Produktausbeute vermindern können.
  • Mit erneutem Bezug auf den LED-Chip 50, der in den 4 und 5 dargestellt und oben beschrieben ist, den selbstausrichtenden Spiegelstapel 62, die dielektrische reflektierende Schicht 60, die Stromverteilerschicht (ITO), die Schicht vom p-Typ und einen Teil der Schicht vom n-Typ (GaN) kann die Bohrung durch diese Schichten durch Verfahren des reaktiven Ionenätzens (RIE) geätzt werden, obwohl es bevorzugt wird, den Ag-Spiegelstapel nass zu ätzen aufgrund der bekannten Schwierigkeiten bei der Durchführung einer sauberen Trockenätzung von Ag. Wenn eine Adhäsionsschicht eingeschlossen ist, kann sie nass- oder trockengeätzt werden, je nach Art der Adhäsionsschicht. Die Nassätzung des Ag-Spiegelstapel Schicht wird das Ag seitlich, ebenso wie vertikal ätzen, was in einer Unterschneidung resultiert. Wenn die Adhäsionsschicht ein lichtabsorbierendes Metall ist, kann die Silber-Unterschneidung eine absorbierende Kante um die Silber-Peripherie herum erzeugen, gesehen von der Seite der dielektrischen Schicht. Dies ist unerwünscht, da es die Lichtausbeute beeinträchtigen kann. Es ist auch unerwünscht, eine überhängende Adhäsionsschicht zu haben, wenn die Passivierungsschicht auf die Oberseite aufgetragen wird, da der Überhang die winkeltreue Beschichtung verhindern und Lücken in der Passivierungsschicht hinterlassen kann, welche die Zuverlässigkeit beeinträchtigen können.
  • Mit Bezug auf 10, stellt die vorliegende Erfindung zur Lösung dieses Problems ein Verfahren bereit, mit dem eine zweite Nassätzung durchgeführt wird, nachdem die Ätzung des Ag-Spiegelstapels 62 abgeschlossen ist, wobei die zweite Ätzung eine Chemikalie umfasst, die die Adhäsionsschicht 130 aber nicht den Ag-Spiegelstapel 62 ätzt. Wenn das Timing dieses Ätzverfahrens korrekt ist, wird durch die zweite Ätzung die Adhäsionsschicht 130 seitlich über den Spiegelstapel 62 hinaus geätzt, wodurch die Absorptionskante um den Spiegelstapel 62 herum beseitigt wird. Durch dieses Verfahren bleiben auch die dielektrische reflektierende Schicht 60 und die Stromverteilerschicht 58 in der Durchkontaktierungsbohrung 68 ausgerichtet. Viele verschiedene Nassätzungen können verwendet werden, um Silber zu ätzen, wie zum Beispiel das im Handel erhältliche Silberätzmittel TFS, Seiver Ethcant 9044 (beide von der Firma Transese Company, Inc.) und handelsübliche Salpetersäure (konzentriert oder verdünnt). Ein Beispiel für ein Adhäsionsschichtmaterial kann Ti umfassen, was mit Ag verträglich ist. In manchen Ausführungsformen kann die Ti-Schicht mit HCl (konzentriert oder in Wasser verdünnt) geätzt werden.
  • Für die Baustrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung und wie oben mit Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben, die in den 4 und 6 dargestellt sind, kann sich der p-Kontakt 82 auf dem Spiegelstapel 62 befinden und mit ihm verbunden sein, wobei manche Ausführungsformen einen p-Kontakt auf der Ag-Seite des Spiegelstapels haben. Bevor der p-Kontakt 82 geformt wird, muss eine Bohrung durch sogar drei Schichten oder noch mehr angebracht werden. In manchen Ausführungsformen können diese Schichten die zweite rückseitige Passivierungsschicht 88, die Stromverteilerschicht (ITO) 58 und die dielektrische Schicht 60 einschließen. Typische RIE-Chemikalien zum Ätzen von Dielektrika können freiliegendes Ag anlaufen lassen, was in schlechtem elektrischen Kontakt oder in einem inkonsistentem Aussehen resultieren kann, das die Arbeit automatischer Werkzeuge zur Sichtprüfung behindert. Eine Lösung für das Problem besteht darin, die Anlaufschicht durch Eintauchen in eine Chemikalie oder durch Unterziehen der angelaufenen Oberfläche gegenüber einer Plasmareinigung, zum Beispiel mit N2-Plasma zu entfernen.
  • In manchen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung sollte der freiliegende Spiegelstapel (Ag) beim Auftragen des p-Kontakts 82 eingekapselt werden, um eine Migration von Metall (Ag) während des Betriebs zu verhindern. Alle freiliegenden Oberflächen des Metalls (Ag) sollten während des Auftragens des p-Kontakts versiegelt sein. Es gibt zwei Aspekte hierzu. Erstens sollte sich kein Polymer und keine Verunreinigung während der RIE-Ätzung, die dem Auftragen des p-Kontakts vorangeht, an den Seitenwänden ablagern. Zweitens sollte der p-Kontakt Metalle umfassen, die als gute Barrieremetalle bekannt sind, und das Auftragen der Metalle sollte die Seitenwände, ebenso wie den Boden der p-Kontaktbohrung bedecken. Beispiele für geeignete RIE-Ätzchemikalien schließen CF4/O2 und SF6/O2 ein. Mit Bezug auf 11 zeigt diese eine p-Kontaktstruktur 140, die mehr als ein Material umfassen kann, wobei der p-Kontakt 140 eine Barriereschicht 142 aus einem Material und ein Grundmaterial 144 aus einem anderen Material umfasst. Beispiele für geeignete Materialien umfassen p-Kontakt-Barriereschicht-142-Materialien einschließlich, aber nicht beschränkt auf gesputtertes Ti/Pt, gefolgt von einem Grundmaterial 144 das verdampftes Au umfasst. Andere Ausführungsformen können eine Barriereschicht 142 aus gesputtertem Ti/Ni und ein Grundmaterial 144 aus verdampftem Ti/Au umfassen. Weitere Ausführungsformen können verschiedene Kombinationen dieser Materialien umfassen.
  • Mit erneutem Bezug auf die Ausführungsformen in den 4 und 6, wenn die Strukturen einem Wafer-Verbindungsprozess unterzogen werden, besteht die Möglichkeit von Lücken in der Verbindungsschicht, wenn die Strukturtopologie zu groß ist. Zum Beispiel können die Lücken unter der Durchkontaktierungsbohrung 68 oder dem ersten Pfad 78 zu groß sein und zu Lücken in der Verbindungsschicht führen. Eine Lösung für dieses Problem kann darin bestehen, die Struktur vor der Wafer-Verbindung flach zu machen. Dies kann erreicht werden durch Einschließen eines Polymers oder eines Spin-on-glass auf dem Wafer. 12 zeigt eine Ausführungsform eines LED-Chips 160, die ähnlich dem LED-Chip 50 ist, der in 5 gezeigt und oben beschrieben ist. In dieser Ausführungsform kann ein Polymer 162 in die Lücken eingeschlossen werden, wobei das Polymer 162 direkt vor dem Auftragen auf die Verbindungsschicht 164 durch Rotationsbeschichtung aufgetragen, gehärtet und in den flachen Bereichen zurückgeätzt wird. Alternativ kann die Planarisierung zwischen der Passivierungsschicht und der Al-Schicht, zwischen dem Spiegelstapel und der Passivierungsschicht durchgeführt werden, oder das Planarisierungspolymer kann die Passivierung ersetzen. In diesen Ausführungsformen kann das Polymer nach dem Härten intakt gelassen oder in den flachen Bereichen zurückgeätzt werden, wobei nur an den Stufenkanten Polymer verbleibt.
  • 13 zeigt eine andere Ausführungsform eines LED-Chips 150 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer weiter vereinfachten Bauweise. Der LED-Chip 170 kann Schichten und Strukturen ähnlich denen des LED-Chips 50 umfassen, einschließlich aber nicht beschränkt auf die aktive Struktur 52 und Vorderseitenschichten, wie die Stromverteilerschicht 58, den Spiegelstapel 62, die Passivierungsschicht 70, die leitende Schicht 74 und die Verbindungsschicht 76. Die Rückseite kann auch den ersten Pfad 78, den Verbindungskontaktbereich 80, den p-Kontakt 82, erste und zweite rückwärtige Passivierungsschichten 86, 88 und texturierte Merkmale 87 umfassen. Der LED-Chip 170 ist jedoch dadurch vereinfacht, dass die dielektrischen reflektierende Schicht entfernt und der Schritt des Formens von Durchkontaktierungen durch die reflektierende Schicht weggelassen wird. Dies kann in einem vereinfachten Bauverfahren resultieren, das weniger Schritte umfasst, wobei manche Ausführungsformen in einer Bauweise von nur 4-Stufen oder 4-Ebenen gefertigt wurden. In manchen Ausführungsformen kann das Entfernen der reflektierenden Schicht in einer gewissen Verringerung der Emissionseffizienz reduzieren, da die dielektrische reflektierende Schicht entfernt wird, aber in manchen Anwendungen können diese Verluste hinnehmbar sein.
  • In noch anderen Ausführungsformen können die Merkmale des Pfades und der Texturierung in zwei anderen Ätzschritten geätzt werden, als in Vorrichtungen aus dem Stand der Technik. Dies kann jedoch dem Fertigungsverfahren für den LED-Chip 50 und den LED-Chip 100 einen weiteren Schritt hinzufügen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Stromverteilerschicht entfernt werden, wodurch der Spiegelstapel in direktem Kontakt mit p-GaN stehen und anstelle der Stromverteilerschicht genutzt werden kann, um Strom vom p-Kontakt zu verteilen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Konfigurationen derselben beschrieben wurde, sind auch andere Versionen möglich. Daher sollten der Geist und der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Versionen beschränkt sein.

Claims (59)

  1. Ein Leuchtdioden-(LED-)Chip, der Folgendes umfasst: eine aktive LED-Struktur, die einen aktiven Bereich zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Schichten umfasst, wobei der aktive Bereich als Reaktion auf ein elektrisches Signal, das an die entgegengesetzt dotierte Schicht angelegt wird, Licht aussendet; eine erste reflektierende Schicht, die an eine der entgegengesetzt dotierten Schichten angrenzt; eine zweite reflektierende Schicht auf der ersten reflektierenden Schicht, wobei die zweite reflektierende Schicht Licht, das nicht von der ersten reflektierenden Schicht reflektiert wird, reflektiert, wobei die erste und/oder die zweite reflektierende Schicht sich über den Rand der aktiven LED-Struktur hinaus erstrecken.
  2. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht sich über den Rand der aktiven LED-Struktur hinaus erstreckt.
  3. Die LED-Chips gemäß Anspruch 1, wobei die zweite reflektierende Schicht sich über den Rand der aktiven LED-Struktur hinaus erstreckt.
  4. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei sowohl die erste als auch die zweite reflektierende Schicht sich über den Rand der aktiven LED-Struktur hinaus erstrecken.
  5. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht ein dielektrisches Material umfasst.
  6. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht SiO2, SiN, Si, Ge, MgOx, MgNx, ZnO, SiNx, SiOx, AlN und Legierungen oder Kombinationen davon umfasst.
  7. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die zweite reflektierende Schicht ein Metall umfasst.
  8. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die zweite reflektierende Schicht einen Spiegelstapel umfasst.
  9. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, der weiter eine Stromverteilerschicht zwischen der ersten reflektierenden Schicht und der aktiven LED-Struktur umfasst.
  10. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, der weiter einen p-Kontakt umfasst, wobei der p-Kontakt sich auf der zweiten reflektierenden Schicht befindet.
  11. Der LED-Chip gemäß Anspruch 7, wobei der p-Kontakt in einer Bohrung durch die erste reflektierende Schicht angeordnet ist.
  12. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht sich über die Kante einer oder mehrerer Schichten der aktiven Struktur hinaus erstreckt.
  13. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht vor der Kante des LED-Chips endet.
  14. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht an der Kante des LED-Chips endet.
  15. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht zwischen der Kante des aktiven Bereichs und der Kante der Schicht vom n-Typ endet.
  16. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die erste und/oder die zweite reflektierende Schicht einen reflektierenden Becher bilden.
  17. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, wobei die reflektierende Becher einen sich nach oben erstreckenden Abschnitt umfasst, der in der aktiven Struktur seitlich Emittiertes reflektiert.
  18. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, der eine selbstausrichtende Durchkontaktierungsbohrung durch den ersten und den zweiten Reflektor zu der aktiven Struktur hin umfasst.
  19. Der LED-Chip gemäß Anspruch 1, der weiter texturierte Merkmale auf der aktiven Struktur umfasst.
  20. Der LED-Chip gemäß Anspruch 20, wobei die texturierten Merkmale selbstbeschränkend bei einer Ätzung sind.
  21. Ein Leuchtdioden-(LED-)Chip der Folgendes umfasst: eine aktive LED-Struktur, die einen aktiven Bereich zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Schichten umfasst, wobei der aktive Bereich als Reaktion auf ein elektrisches Signal, das an die entgegengesetzt dotierte Schicht angelegt wird, Licht aussendet; eine dielektrische reflektierende Schicht auf einer der entgegengesetzt dotierten Schichten, die sich über den Rand des aktiven Bereichs hinaus erstreckt; eine reflektierende Metallschicht auf der ersten dielektrischen reflektierenden Schicht.
  22. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, wobei die dielektrische reflektierende Schicht sich über den Rand der Schicht vom n-Typ hinaus erstreckt.
  23. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, wobei die dielektrische reflektierende Schicht vor dem Rand des LED-Chips endet.
  24. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, wobei die dielektrische reflektierende Schicht am Rand des LED-Chips endet.
  25. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, wobei die dielektrische reflektierende Schicht zwischen dem Rand des aktiven Bereichs und dem Rand der Schicht vom n-Typ endet.
  26. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, wobei die dielektrische reflektierende Schicht und/oder die Metallschicht einen reflektierenden Becher bilden.
  27. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, wobei die reflektierende Metallschicht sich über den Rand der aktiven Struktur hinaus erstreckt.
  28. Der LED-Chip gemäß Anspruch 28, der weiter einen p-Kontakt umfasst, wobei der p-Kontakt sich auf der reflektierenden Metallschicht befindet.
  29. Der LED-Chip gemäß Anspruch 28, wobei der p-Kontakt durch die dielektrische Schicht verläuft und sich direkt auf der reflektierenden Metallschicht befindet.
  30. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, der eine selbstausrichtende Durchkontaktierungsbohrung durch die dielektrische und die reflektierende Metallschicht hin zu der aktiven Struktur umfasst.
  31. Der LED-Chip gemäß Anspruch 22, der desweiteren selbstbeschränkende texturierte Merkmale auf der aktiven Struktur umfasst.
  32. Ein Verfahren zum Herstellen von LED-Chips, das Folgendes umfasst: Auftragen epitaxischer Schichten der aktiven Struktur auf einen Wafer; Ätzen verschiedener Abschnitte der aktiven Struktur in einem einzigen Ätzschritt, wobei die verschiedenen Abschnitte mit verschiedenen Geschwindigkeiten ätzen und wobei mindestens einer der Abschnitte selbstbeschränkend zu der Ätzung ist.
  33. Das Verfahren gemäß Anspruch 33, wobei die selbstbeschränkenden Abschnitte texturierte Merkmale auf der aktiven Struktur umfassen.
  34. Das Verfahren gemäß Anspruch 33, das weiter ein Bilden eines Arrays von Maskenmerkmalen auf der aktiven Struktur umfasst, wobei die Ätzung die aktive Struktur zwischen den Maskenmerkmalen ätzt.
  35. Das Verfahren gemäß Anspruch 33, wobei ein anderer der mindestens einen Abschnitte Pfade umfasst, die zwischen Mesas der aktiven Struktur gebildet sind.
  36. Das Verfahren gemäß Anspruch 33, das weiter ein Bilden einer Vielzahl reflektierenden Schichten auf den aktiven epitaxischen Schichten umfasst.
  37. Das Verfahren gemäß Anspruch 37, das weiter eine einzigen Ätzschritt zu einem Bilden einer selbstausrichtenden Durchkontaktierungsbohrung durch die reflektierenden Schichten zu der aktiven Struktur hin umfasst.
  38. Das Verfahren gemäß Anspruch 33, das weiter ein Bilden einer Vielzahl reflektierender Schichten auf den aktiven epitaxischen Schichten umfasst, wobei eine oder mehrere der reflektierenden Schichten sich über den Rand der Mesas der aktiven Struktur hinaus erstrecken.
  39. Das Verfahren gemäß Anspruch 39, das weiter ein Bilden eines Kontakts auf einer der reflektierenden Schichten umfasst.
  40. Das Verfahren gemäß Anspruch 39, wobei eine oder mehrere der Vielzahl reflektierender Schichten einen reflektierenden Becher bilden.
  41. Ein Verfahren zum Herstellen von LED-Chips, das Folgendes umfasst: Bilden einer aktiven Struktur epitaxischer Schichten; Bilden einer Vielzahl reflektierender Schichten auf der aktiven Struktur; Durchführen eines einzigen Ätzschritts, um eine selbstausrichtende Durchkontaktierungsbohrung durch die reflektierenden Schichten zu der aktiven Struktur hin zu bilden.
  42. Ein Leuchtdioden-(LED-)Chip, der Folgendes umfasst: eine aktive LED-Struktur; eine erste reflektierende Schicht, die an die aktive Schicht angrenzt; eine zweite reflektierende Schicht auf der ersten reflektierenden Schicht, wobei die zweite reflektierende Schicht Licht reflektiert, das nicht von der ersten reflektierende Schicht reflektiert ist, wobei sich die erste reflektierende Schicht über den aktiven Bereich auf einem Teil des LED-Chips hinaus erstreckt.
  43. Der LED-Chip gemäß Anspruch 43, wobei die erste reflektierende Schicht sich über den aktiven Bereich hinaus auf im Wesentlichen den ganzen LED-Chip erstreckt.
  44. Der LED-Chip gemäß Anspruch 43, wobei die zweite reflektierende Schicht sich über den aktiven Bereich hinaus auf einen Teil des LED-Chips erstreckt.
  45. Der LED-Chip gemäß Anspruch 43, wobei die zweite reflektierende Schicht sich über den aktiven Bereich hinaus auf im Wesentlichen den ganzen LED-Chip erstreckt.
  46. Der LED-Chip gemäß Anspruch 46, der weiter einen Kontakt auf dem zweiten Reflektor umfasst.
  47. Der LED-Chip gemäß Anspruch 46, wobei der Kontakt die erste reflektierende Schicht durchdringt.
  48. Ein Leuchtdioden-(LED-)Chip, der Folgendes umfasst: eine aktive LED-Struktur; eine Vielzahl von Schichten auf der Rückseite der aktiven Struktur; eine Durchkontaktierungsbohrung auf der Rückseite von und in die aktive LED-Struktur hinein, wobei mindestens zwei der Vielzahl von Schichten an der Durchkontaktierungsbohrung selbstausgerichtet sind.
  49. Der LED-Chip gemäß Anspruch 49, wobei die Vielzahl von Schichten eine Stromverteilerschicht und eine erste reflektierende Schicht umfasst, die an der Durchkontaktierungsbohrung selbstausrichtend ist.
  50. Der LED-Chip gemäß Anspruch 49, wobei die erste reflektierende Schicht ein dielektrisches Material umfasst.
  51. Der LED-Chip gemäß Anspruch 49, wobei die Vielzahl aktiver Schichten weiter eine zweite reflektierende Schicht umfasst, die an der Durchkontaktierungsbohrung selbstausrichtend ist.
  52. Der LED-Chip gemäß Anspruch 52, wobei die zweite reflektierende Schicht ein Metall umfasst.
  53. Ein Leuchtdioden-(LED-)Chip, der Folgendes umfasst: eine aktive LED-Struktur; eine Vielzahl von Schichten auf der Rückseite der aktiven Struktur; wobei eine oder mehrere der Vielzahl von Schichten an mehr als einer Stelle auf der Rückseite der aktiven Struktur selbstausrichtend sind.
  54. Der LED-Chip gemäß Anspruch 54, der weiter eine Durchkontaktierungsbohrung umfasst, wobei eine der Vielzahl von Schichten eine erste Schicht umfasst, die an der Durchkontaktierungsbohrung und am Rand der aktiven Struktur selbstausrichtend ist.
  55. Der LED-Chip gemäß Anspruch 55, wobei die erste Schicht eine Stromverteilerschicht umfasst.
  56. Der LED-Chip gemäß Anspruch 55, wobei die Vielzahl von Schichten weiter eine zweite Schicht auf der ersten Schicht umfasst, wobei die zweite Schicht an der Durchkontaktierungsbohrung und/oder am Rand der aktiven Struktur selbstausrichtend ist.
  57. Der LED-Chip gemäß Anspruch 57, wobei die zweite Schicht eine dielektrische reflektierende Schicht umfasst.
  58. Der LED-Chip gemäß Anspruch 57, wobei die Vielzahl von Schichten weiter eine dritte Schicht auf der zweiten Schicht umfasst, wobei die dritte Schicht an der Durchkontaktierungsbohrung und/oder am Rand der aktiven Struktur selbstausrichtend ist.
  59. Der LED-Chip gemäß Anspruch 59, wobei die dritte Schicht eine reflektierende Metallschicht umfasst.
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