JP2008505507A - 光抽出向上のために基板修正を用いたled、およびそれを作製する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ICP−RIEを伴うLED
一連のプロセスランにおいて、ICP−RIEプロセスは、最終的なウェハレベルプロセスステップとして、900μm×900μmのLEDに適用された。標準的なLEDウェハは、n接点が(裏面がベアのままである)ウェハのエピ側にあるような横方向の接点幾何形状を有する以外は、ノースカロライナ州、ダラム市のCree Inc.によって製造されるXB900タイプのLEDと同様に製造された。それ以外すべてが等しければ、横方向幾何形状のデバイスは、従来の垂直幾何形状のXB900デバイスと比べてランプ内で同様に機能することがこれまでに示されている。処理した後で、横方向幾何形状のLEDは、側壁小平面を含めて、通常のように単一化され、次いでPbSnはんだバンプを用いてSiサブマウントにフリップチップ実装され、次いで通常の方法でランプの形に作製される。
第2の一連のプロセスランにおいては、エッチングされた特徴は、ICP−RIEプロセスに先立ってLEDウェハの裏面内で作製されたベベルカットを使用して、基板表面に追加された。これらのベベルカットは、カットの深さが約100μmから約150μmになるように設定された角度付きのこ歯を使用して、作製された。上記のプロセスランにおける場合と同様に、これらのLEDは、横方向接点幾何形状を有する点以外はXB900と同様であった。図12〜18は、ベベルカットの一部の実施例を示している。図12および16においては、ベベルカットは、LEDの周部に対して対角線上に配置され、一方、図13〜15、17、18においては、これらのカットは、直角に配置されている。図12、13、14、16においては、カットの深さは、作製されたエッチングされた特徴が、角錐台となるようになっていた。図15および17において、カットの深さは、作製されたエッチングされた特徴が角錐となるように増大された。図18においては、のこ歯の形状と、カットの深さは、作製されたエッチングされた特徴が正方形の垂直な突起部を有する、角錐台となるようになっていた。
第3の一連のプロセスランにおいては、ICP−RIEプロセスは、ベベルカットおよび従来の側壁(ATON)カットが横方向幾何形状のXB900ウェハに対して行われた後で適用された。LEDウェハは、深い側壁カット部での早期破壊を防止するために、ICP−RIEプロセス中にサファイアキャリアウェハに接合された。その他の点では、そのプロセスは、前述のプロセスと同様であった。ICP−RIEプロセスが最後に行われるので、実質的にすべてのソー(saw)損傷は除去される。
Claims (53)
- 光放出表面を有する基板を含む発光ダイオード(LED)を製造する方法であって、
表面の形態を変化させるのに十分な期間の間、前記光放出表面の少なくとも一部分に反応性イオンエッチング(RIE)プロセスを適用すること
を含むことを特徴とする方法。 - 前記RIEプロセスは、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング(ICP−RIE)プロセスであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基板の前記放出表面と反対側の表面上に光放出領域を成長させることをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記RIEプロセスは、前記光放出領域を成長させる前に適用されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記RIEプロセスは、前記光放出領域を成長させた後に適用されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記RIEプロセスを適用する前に前記光放出表面に関連する複数のエッチングされた特徴を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記エッチングされた特徴は、複数のベベルを前記光放出表面に切り込むことにより形成されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記切り込むことは、角度付きのこ歯を使用して行われることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記切り込むことは、マスク式エッチング技法を使用して行われることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記RIEプロセスを適用する前に前記光放出表面に関連する複数の側壁カットを形成することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 光を吸収する損傷材料層を有する少なくとも1つの切込み表面を有する光放出表面を有する基板を含むLEDを製造する方法であって、
前記損傷材料層の少なくとも一部分を除去するのに十分な期間の間、前記切込み表面に反応性イオンエッチング(RIE)プロセスを適用すること
を含むことを特徴とする方法。 - 前記RIEプロセスは、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング(ICP−RIE)プロセスであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 基板の第1の側の表面上に、p形材料層と、n形材料層と、前記p形層と前記n形層の間に活性層とを備える光放出領域を成長させること、および
表面の形態を変化させるのに十分な期間の間、前記基板の前記第1の側の表面と反対側の第2の側の表面の少なくとも一部分に対して反応性イオンエッチング(RIE)プロセスを適用すること
を含むプロセスにより形成されることを特徴とする発光ダイオード(LED)。 - 前記RIEプロセスは、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング(ICP−RIE)プロセスであることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記RIEプロセスは、前記放出領域を成長させる前に適用されることを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 前記RIEプロセスは、前記放出領域を成長させた後に適用されることを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 前記RIEプロセスは、約15分と180分の間に及ぶ時間の間、適用されることを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 前記第2の側の表面に複数のベベルを切り込み、前記第2の側の表面の少なくとも一部分を形成する関連表面区域を有する複数のエッチングされた特徴を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 前記切り込むことは、前記RIEプロセスを適用する前に実施されることを特徴とする請求項18に記載のプロセス。
- 前記第2の側の表面の少なくとも一部分を形成する側壁表面を形成する複数の側壁カットを形成することをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 前記切り込むことは、前記RIEプロセスを適用する前に実施されることを特徴とする請求項20に記載のプロセス。
- 前記第1の側の表面上の前記p形材料層と接触してp接点を形成すること、および前記第1の側の表面上の前記n形材料層と接触してn接点を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 前記第1の側の表面と前記第2の側の表面のうちの一方の表面上の前記p形材料層と接触してp接点を形成すること、および前記第1の側の表面と前記第2の側の表面のうちの他方の表面上の前記n形材料層と接触してn接点を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
- 基板の第1の側の表面上に、p形材料層と、n形材料層と、前記p形層と前記n形層の間に活性層とを備える光放出領域を成長させること、
前記基板の前記第1の側の表面と反対側の第2の側の表面にカットを生成して、光を吸収する損傷材料層を有する少なくとも1つの切込み表面を形成すること、および
前記損傷材料層の少なくとも一部分を除去するのに十分な期間の間、前記切込み表面の少なくとも一部分に対して反応性イオンエッチング(RIE)プロセスを適用すること
を含むプロセスにより形成されることを特徴とする発光ダイオード(LED)。 - 前記RIEエッチングプロセスは、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング(ICP−RIE)プロセスであることを特徴とする請求項24に記載のプロセス。
- 前記RIEプロセスは、前記光放出領域を成長させる前に適用されることを特徴とする請求項24に記載のプロセス。
- 前記RIEプロセスは、前記光放出領域を成長させた後に適用されることを特徴とする請求項24に記載のプロセス。
- くぼみのあるテキスチャーを備えるRIEエッチングされた表面を有する光放出表面を有する基板と、
前記基板の表面上の、第1と第2の正負逆のドープ層間に活性層を含む光放出領域と
を備えることを特徴とする発光ダイオード(LED)。 - 前記光放出表面は、少なくとも1つの切込み表面と少なくとも1つの非切込み表面とを有するエッチングされた特徴を備え、前記くぼみのあるテキスチャーは、前記非切込み表面上だけに存在することを特徴とする請求項28に記載のLED。
- 第1の表面、および第2の表面を有し、前記第1の表面の一部分がモスアイ形態を有する導電性基板と、
前記第2の表面上の、第1と第2の正負逆のドープ層間に活性層を含む光放出領域と、
前記第1の表面上の、前記第1または第2のドープ層のうちの一方と接触する第1の接点と、
前記第1または第2のドープ層のうちの他方と接触する第2の接点と
を備えることを特徴とする発光ダイオード(LED)。 - 前記第1の表面上の実質的に滑らかな領域をさらに備え、前記第1の接点は、前記滑らかな領域上に存在することを特徴とする請求項30に記載のLED。
- 前記第1の接点に接触する電流スプレッディング構造をさらに備えることを特徴とする請求項30に記載のLED。
- 前記電流スプレッディング構造は、
前記第1の接点と接触する、前記第1の表面上の少なくとも1つの導電性要素
を備えることを特徴とする請求項32に記載のLED。 - 前記電流スプレッディング構造は、
前記第1の表面上の実質的に滑らかな領域と、
前記滑らかな領域上の、前記第1の接点と接触する導電性要素と
を備えることを特徴とする請求項32に記載のLED。 - 前記電流スプレッディング構造は、前記第1の表面の少なくとも一部分上の透明な導電性層を備えることを特徴とする請求項32に記載のLED。
- 前記透明な導電性層は、金属であることを特徴とする請求項35に記載のLED。
- 前記透明な導電性層は、ドープされた半導体材料であることを特徴とする請求項35に記載のLED。
- 前記ドープされた半導体材料は、前記基板の一部分であることを特徴とする請求項37に記載のLED。
- 発光ダイオード(LED)を製造する方法であって、
基板の第1の表面上に、第1と第2の正負逆のドープ層間の活性層を含む光放出領域を成長させること、
前記基板の第2の表面の少なくとも一部分中にモスアイ形態を生成すること、
前記基板の前記第2の表面上に前記第1または第2のドープ層のうちの一方と接触して第1の接点を形成すること、および
前記第1または第2のドープ層のうちの他方と接触して第2の接点を形成すること
を含むことを特徴とする方法。 - 前記モスアイ形態は、前記第2の表面を反応性イオンエッチングすることにより生成されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記モスアイ形態は、
表面形態を有する前記第2の表面上に層を形成すること、および
前記層と下にある第2の表面とをエッチングして前記モスアイ形態を生成すること
により生成されることを特徴とする請求項39に記載の方法。 - 前記層は、
前記第2の表面上に実質的に一様な材料層を堆積させること、および
前記一様な層中に前記表面形態を形成すること
により形成されることを特徴とする請求項41に記載の方法。 - 前記表面形態は、ある温度で前記表面形態を形成するのに十分な期間の間、前記一様な層をアニールすることにより、前記一様な層中に形成されることを特徴とする請求項42に記載の方法。
- 前記表面形態は、
前記一様な層上にマスク層を堆積させること、および
前記マスクを用いて前記材料層をエッチングして、前記表面形態を形成すること
により前記一様な層中に形成されることを特徴とする請求項42に記載の方法。 - 前記表面形態は、
前記一様な層上にナノ粒子を堆積させること、および
前記粒子と下にある層をエッチングして、前記表面形態を形成すること
により前記一様な層中に形成されることを特徴とする請求項42に記載の方法。 - 前記層は、前記第2の表面上にナノ粒子の層を堆積させることにより形成されることを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記層および第2の表面は、ドライエッチングプロセスを使用してエッチングされることを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記第2の表面がドライエッチングされた後に、前記第2の表面に対して化学エッチングを適用することをさらに含むことを特徴とする請求項47に記載の方法。
- 前記第2の表面がドライエッチングされた後に、前記第2の表面をアニールすることをさらに含むことを特徴とする請求項47に記載の方法。
- 前記形態は、グリット研磨プロセスを使用して生成されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 発光ダイオード(LED)を製造する方法であって、
基板の第1の表面上に、第1と第2の正負逆のドープ層間の活性層を含む光放出領域を成長させること、
前記基板の第2の表面上に、前記基板と実質的に同じ屈折率とモスアイ表面形態を有する層を形成すること、
前記層上に、前記第1または第2のドープ層のうちの一方と接触して第1の接点を形成すること、および
前記第1または第2のドープ層のうちの他方と接触して第2の接点を形成すること
を含むことを特徴とする方法。 - 前記層は、
前記モスアイ表面形態を形成する成長条件の下で前記第2の表面上に材料を堆積させること
により形成されることを特徴とする請求項51に記載の方法。 - 前記層は、
前記第2の表面上に、前記モスアイ表面を形成するサイズ、形状および密度を有するナノ粒子を堆積させること、および
前記ナノ粒子を前記第2の表面に対して機械的に固定すること
により形成されることを特徴とする請求項51に記載の方法。
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