JP2015057845A - コンタクトが凹凸面上に形成された半導体発光デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】p型領域の頂部とn型領域の頂部との間の高低差を補償する、厚いコンタクトを必要としないフリップチップ型半導体発光デバイスを提供する。【解決手段】デバイスは、n型領域22とp型領域26との間に配置された発光層24を有する半導体構造を含む。該半導体構造は、nコンタクト領域23及びpコンタクト領域25を含む。nコンタクト領域の断面は、発光層及びp型領域の部分が除去されてn型領域が露出された複数の第1の領域を有する。複数の第1の領域は、発光層及びp型領域が当該デバイス内に残存する複数の第2の領域によって離隔される。当該デバイスは更に、pコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第1の金属コンタクト40と、nコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第2の金属コンタクト38とを含む。第2の金属コンタクトは、nコンタクト領域の第2の領域のうちの少なくとも1つと電気的に接触する。【選択図】図3

Description

本発明は、p型領域及び発光層を貫通してエッチングされた、n型領域への複数の開口、を有する半導体構造の表面にn型コンタクトが配置された、フリップチップ半導体発光デバイスに関する。
現在利用可能な最も効率的な光源の中に、発光ダイオード(LED)、共振器型(resonant cavity)発光ダイオード(RCLED)、縦型共振器面発光レーザ(VCSEL)及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスがある。可視スペクトルで動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心ある材料系は、III−V族半導体、特に、III族窒化物材料とも呼ばれる、ガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元及び四元合金を含む。典型的に、III族窒化物発光デバイスは、有機金属化学気相成長法(MOCVD)、分子線エピタキシー(MBE)又はその他のエピタキシャル技術により、サファイア、炭化シリコン(シリコンカーバイド)、III族窒化物若しくは複合材の基板、又はその他の好適な基板の上に、異なる組成及びドーパント濃度の複数の半導体層のスタック(積層体)をエピタキシャル成長することによって製造される。スタックは、しばしば、基板上に形成された、例えばSiでドープされた1つ以上のn型層と、該1つ以上のn型層上に形成された活性領域内の1つ以上の発光層と、活性領域上に形成された、例えばMgでドープされた1つ以上のp型層とを含んでいる。これらn型領域及びp型領域の上には、電気コンタクトが形成される。
特許文献1に、“LEDダイがサブマウントに接合(ボンディング)された後に、レーザリフトオフプロセスを用いて成長基板(例えば、サファイア)を除去するLED構造の形成プロセス”が記載されている。LEDダイを支持するためにサブマウントとLEDダイとの間にアンダーフィルを使用することを不要にするため、LEDダイの下面上に、実質的に同一平面内にあるアノード電極及びカソード電極が形成され、これら電極はLED構造の背面の少なくとも85%に及ぶようにされている。サブマウントは、対応するレイアウトで、実質的に同一平面内にあるアノード電極及びカソード電極を有する。
LEDダイ電極とサブマウント電極とが相互に接続され、それにより、LEDダイの実質的に全表面が電極及びサブマウントによって支持される。アンダーフィルは使用されていない。サブマウントへのLEDの相互接続には、例えば、超音波若しくはサーモソニックによる金属−金属相互拡散(金−金、銅−銅、その他の延性金属、若しくはこれらの組み合わせ)、又は例えば金−錫、金−ゲルマニウム、錫−銀、錫−鉛、若しくはその他の類似の合金系などの様々な合金組成を用いた半田付けなど、異なる方法を用いることもできる。
LED構造の頂部を形成する成長基板は、その後、成長基板とLED層との界面にある材料を除去(アブレーション)するレーザリフトオフプロセスを用いて、LED層から除去される。レーザリフトオフプロセス中に生成される極めて高い圧力は、電極及びサブマウントによるLED層の大面積での支持のおかげで、LED層にダメージを与えない。その他の基板除去プロセスも使用され得る。
米国特許出願公開第2007/0096130号明細書
本発明の1つの目的は、p型領域及び発光層を貫通してn型領域を露出させるようにエッチングされた複数の開口を用いて、半導体構造の表面にnコンタクトを形成することである。一部の実施形態において、p型領域の頂部とエッチングにより露出されるn型領域の頂部との間の高低差を補償する厚いコンタクトを必要とすることなく、半導体構造が十分に支持されるよう、これらの開口は十分に小さくされ、且つ互いに十分に近接して配置され得る。
一部の実施形態において、デバイスは、n型領域とp型領域との間に配置された発光層を有する半導体構造を含む。該半導体構造は、nコンタクト領域及びpコンタクト領域を含む。該nコンタクト領域の断面は、発光層及びp型領域の部分が除去されてn型領域が露出された複数の第1の領域を有する。該複数の第1の領域は、発光層及びp型領域が当該デバイス内に残存する複数の第2の領域によって離隔される。当該デバイスは更に、pコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第1の金属コンタクトと、nコンタクト領域内で半導体構造上に形成された第2の金属コンタクトとを含む。第2の金属コンタクトは、nコンタクト領域の第2の領域のうちの少なくとも1つと電気的に接触する。
厚いnコンタクトを有するフリップチップ半導体発光デバイスを示す断面図である。 n型領域の一部を露出させるエッチングの後のIII族窒化物半導体構造の一部を例示する図である。 厚い金属層の形成及びパターニングの後の図2の構造を例示する図である。 マウントに接合されたIII族窒化物発光デバイスを例示する図である。
上述の特許文献1に記載された大面積の金属コンタクトを有するデバイスにおいては、LEDダイ電極及びサブマウント電極の形状における僅かな差異を克服するために、接合中に大きい圧接力及び超音波パワーが必要とされ得る。強引な接合条件は、接合中にLEDの半導体材料にダメージを生じさせ得る。強引な接合条件は、電極の大面積性に起因して、接合中のこれら電極における整合性の欠如(すなわち、変形及び崩れ)のために必要とされ得る。
1つの解決策が、“Compliant Bonding Structures for Semiconductor Devices”なる米国特許出願第12/397392号にて提案されている。なお、この文献をここに援用する。コンプライアント(適合性ある)接合構造がLEDダイとマウントとの間に配設される。コンプライアント接合構造は、LEDダイ上、マウント上、又はLEDダイとマウントとの双方の上に配設され得る。接合中、コンプライアント構造はつぶれて再流動(リフロー)し、強引な接合条件を必要とせず且つLEDダイとマウントとの僅かな形状差を補償し得るような、堅牢な電気的、熱的且つ機械的な接続を生じさせる。
例えば上述の特許文献1及び米国特許出願第12/397392号の構造などの、pコンタクト及びnコンタクトの双方が半導体構造の同じ側に形成されるIII族窒化物フリップチップデバイスは、埋め込まれたn型領域の一部を露出させるためにエッチングを必要とする。このようなデバイスを図1に例示する。n型領域12と発光領域14とp型領域16とを含んだ半導体構造が、成長基板10上に成長されている。n型領域の一部を露出させるために、発光領域14とp型領域16との一部がエッチング除去されている。デバイスをマウントに接合するための平面を形成するためには、pコンタクト18が上に形成されるp型領域の表面とnコンタクト20が上に形成されるn型領域の表面との間の高さの差を補償する構造が含められねばならない。この高さ補償構造は、典型的に、双方のコンタクトを最上面へと再配線する誘電体/金属層スタック、又は図1に示すような厚い金属のnコンタクト20である。金属間誘電体層は、デバイスの製造を複雑化するとともに、絶縁破壊による電気短絡を生じさせ得る。pコンタクト表面と共平面になるように製造される厚い金属のnコンタクトは、製造が困難且つ/或いは高コストとなり得る。
本発明の実施形態において、n金属コンタクトが形成される領域で、半導体構造の部分がエッチングのために露出され、一群の小さい領域が保護される。保護された領域においては、発光層、p型領域及びpコンタクト金属が残存して、露出されたn型材料の領域によって囲まれた、ミクロンスケールの半導体アイランド(島)又は半導体バンプ(突起)を形成する。バンプは例えば、nコンタクト領域の14%を占有するよう、中心−中心間隔8μmで直径3μmとし得る。ウエハ上にフォトレジストが塗布され、リソグラフィを用いて、nコンタクト及び半導体バンプの領域が開けられるとともに、pコンタクトの少なくとも一部が開けられる。例えばAlNiTiAuスタックなどの金属がレジスト上に蒸着され、リフトオフによってメタライゼーションがパターニングされる。エッチングされた領域を上記金属が覆ったnコンタクトが形成されるとともに、pコンタクト領域を上記金属が覆った共平面のpコンタクトが形成される。マウントへの接合中、共形(コンフォーマル)のコンタクトは、上述のようなコンプライアント(適合性ある)接合構造として作用し得る。一部の実施形態において、pコンタクトの領域内のフォトレジスト開口は、nコンタクトの領域内の半導体バンプ群と同様のパターンの複数のバンプ(突起)を形成する。pコンタクト領域及びnコンタクト領域内のバンプ群は、プロセス中の調整を必要とせずに正確に共平面にされ、接合構造全体が適合性あるものになり得る。
図2及び3は、本発明の実施形態に係る構造の形成を例示している。
図2において、典型的にはサファイア又はSiCであるが如何なる好適な成長基板ともし得る成長基板10上に、n型領域と、発光領域若しくは活性領域と、p型領域とを含んだ半導体構造が成長される。先ず、n型領域22が基板10上に成長される。n型領域22は、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。該複数の層は、例えば、n型あるいは意図的にはドープされないものとし得るバッファ層若しくは核生成層などのプリパレーション層と、後の成長基板の除去(リリース)若しくは基板除去後の半導体構造の薄化を容易にするように設計されるリリース層と、発光領域が効率的に光を放射するのに望ましい特定の光学特性若しくは電気特性に合わせて設計されるn型若しくはp型のデバイス層とを含む。
発光領域又は活性領域24がn型領域22上に成長される。好適な発光領域の例には、単一の厚い、あるいは薄い発光層や、バリア層によって分離された複数の薄い、あるいは厚い量子井戸発光層を含んだマルチ量子井戸発光領域が含まれる。例えば、マルチ量子井戸発光領域は、100Å以下の厚さを各々が有する複数のバリアによって分離された、25Å以下の厚さを各々が有する複数の発光層を含み得る。一部の実施形態において、デバイス内の各発光層の厚さは50Åより厚くされる。
p型領域26が発光領域24上に成長される。n型領域と同様に、p型領域は、異なる組成、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含むことができ、意図的にはドープされていない層又はn型層を含んでいてもよい。
p型領域26上に、pコンタクトとして作用する1つ以上の金属32が形成される。pコンタクト32は例えば、p型領域と直接的に接触した、あるいは近接した例えば銀などの反射性の金属と、保護材料とを含むことができ、しばしば、上記反射性の金属の上に形成された金属を含む。
その後、この構造がマスクされ且つエッチングされて、図2に示す構造が形成される。単一のエッチング工程にて、p型領域26と発光領域24との一部が除去され、n型領域22の広い領域30及び複数の一層狭い領域28が露出される。図2は、広い領域30を通る破線によって分離された、pコンタクト領域25とnコンタクト領域23とを示している。理解されるように、図2には、完全なデバイスのpコンタクト領域25とnコンタクト領域23との一部のみが示されている。広い領域30は、pコンタクトとnコンタクトとを電気的に分離する。
広い領域30の幅は、一部の実施形態において、例えば20μmと30μmとの間とし得る。コンプライアント金属接合構造が、図3を参照して後述するように、n型領域及びp型領域の上に形成され得る。図4を参照して後述するように、このデバイスがマウントに接合されるとき、コンプライアント金属接合構造はつぶれて広がる。広い領域30の20μmより狭い幅は、一部の実施形態において、nコンタクトとpコンタクトとを電気的に分離するのに不十分となり得る。何故なら、コンプライアント接合構造は、接合中の変形後、広がっており、また、大容量のダイボンディングツールは典型的に、配置精度において15μmより大きい公差を有するからである。領域30の幅が、バンプ群の広がりとダイボンディングツールの配置精度とを受け入れる。デバイスをマウントに接合した後、一部の実施形態において、成長基板が除去される。広い領域30の30μmより広い幅は、一部の実施形態において、成長基板の除去中に半導体構造を支持するのに十分でなく、半導体構造へのクラッキング又はその他のダメージを生じさせ得る。30μmを超える間隙30が望まれる場合には、アンダーフィルを付加してもよい。
一部の実施形態において、狭い領域28は、半導体構造内に形成された、円形、正方形又はその他の好適な形状の孔である。p型領域及び発光層の残存部分27は、その中に上記孔が形成された連続的な領域を形成する。狭い領域28は例えば、直径で1μmと5μmとの間とし得る。最も近く隣接し合う狭い領域の中心同士は、例えば、4μmと8μmとの間で離隔され得る。一例において、狭い領域28は、6μmの中心間距離で形成された直径3μmの円形の孔である。孔の深さは、コンタクトを形成するのに適したn型領域内の層に到達するのに十分なものにされ、一例において約2μmである。
一部の実施形態において、狭い領域群28は、孔群ではなく、連続的な領域である。この連続的な領域内に、p型領域及び発光層の残存部分からなる複数のポスト(柱)27が配置される。ポスト27は円形、正方形又はその他の好適形状とし得る。ポスト27は例えば、直径で1μmと5μmとの間とし得る。最も近く隣接し合うポスト27の中心同士は、例えば、4μmと8μmとの間で離隔され得る。一例において、ポスト27は、円形で、直径3μmで、6μmの中心間距離で形成される。
図3に示した構造において、図2に示したデバイスの上に、例えば電気めっき又はスパッタリングによって、厚い金属が形成されている。この金属は、頂面とエッチングされた谷とを等しく被覆し、それほど多くではないが頂面及び谷の全てを電気的に接続するのに十分なだけ、この構造の側壁を被覆する。この厚い金属層の一部、例えば広い領域30内及びコンタクトバンプ40同士の間の部分が、例えばリフトオフによって除去される。nコンタクト領域23内に残存する厚い金属層はnコンタクト38を形成する。厚い金属層は、図2に示した平坦でない凹凸面上に形成されたので、nコンタクト38は、複数のコンタクトバンプを含んでいる。nコンタクト38は、開口28内のn型領域22と、開口28同士の間に残された小さい半導体領域27内に残存しているp型領域26及びpコンタクト金属32と、の双方に電気的に接続される。開口28同士の間に残された小さい半導体領域27内に残存している活性領域では光は生成されない。nコンタクト38がn型領域22及びp型領域26の双方に電気的に接続して短絡(ショート)を生じさせているからである。電流はn型III族窒化物材料内で容易に広がるので、開口28の底でnコンタクト38によってn型領域22に注入される電流は、デバイスを順バイアスするのに十分なものとなる。
一部の実施形態において、厚い金属層を形成する前に、例えば窒化シリコン層などの絶縁層でデバイスを被覆してもよい。この絶縁層は、nコンタクト領域及びpコンタクト領域から除去されるが、広い領域30の底面及び側壁、並びにpコンタクト領域の側壁には残存される。
nコンタクト38とpコンタクトバンプ40とを形成する厚い金属は、例えば150GPa未満のヤング率を有する、適合性ある金属とし得る。好適な金属の例には、約78GPaのヤング率を有する金、約110GPaと128GPaとの間のヤング率を有する銅、及び約70GPaのヤング率を有するアルミニウムが含まれる。
一部の実施形態において、pコンタクト32上に形成されるコンタクトバンプ40は、必ずしもそうである必要はないが、大きさ及び間隔において、図2を参照して説明したようにして形成されるデバイスのnコンタクト領域の狭い領域28と同様である。コンタクトバンプ40は、例えば、円形、正方形又はその他の好適形状とし得る。コンタクトバンプは例えば、直径で1μmと5μmとの間とし得る。最も近く隣接し合うコンタクトバンプ40の中心同士は、例えば、4μmと8μmとの間で離隔され得る。一例において、コンタクトバンプ40は、6μmの中心間距離で形成された直径3μmの円形バンプである。コンタクトバンプは例えば、1μmと5μmとの間の高さとし得る。
図3に示した構造は、その後、図4に示すように裏返されてマウントに搭載され得る。図3に示したnコンタクト38内のバンプ及びpコンタクト32上のコンタクトバンプ40とのアライメント(位置合わせ)のために、マウント上にコンタクトバンプが形成されてもよい。コンタクトバンプは、LEDダイ及びマウントのうちの一方のみに形成されてもよいし、双方に形成されてもよい。LEDダイ43はマウント41に、当該LEDダイと当該マウントとの間に圧力を印加することによって接続され得る。圧力とともに、超音波エネルギー、熱、又はこれらの双方を加えてもよい。超音波エネルギー及び熱のうちの一方又は双方の付加は、接合を形成するために必要な圧力を低減し得る。マウント上に形成されたコンタクトバンプ、及び/又はLEDダイ上に形成されたコンタクトバンプは、接合中に塑性変形し(すなわち、それらの元の形状に戻らず)、LEDダイ上のnコンタクトとマウントの間の連続的あるいは略連続的な金属支持体46と、LEDダイ上のpコンタクトとマウントの間の連続的あるいは略連続的な金属支持体48とを形成する。半田と異なり、コンタクトバンプは接合中も固体状態のままである。
超音波ボンディングにおいて、LEDダイはマウント上に配置される。LEDダイの頂面の上(サファイア上に成長されたIII族窒化物デバイスの場合には、しばしば、サファイア成長基板10の頂面の上)に、ボンドヘッドが位置付けられる。ボンドヘッドは超音波振動子に接続される。超音波振動子は、例えば、複数のジルコン酸チタン酸鉛(PZT)層のスタックとし得る。システムを調和的に共振させる周波数(しばしば、何十kHz又は何百kHzのオーダー)で電圧が振動子に印加されるとき、振動子は振動を開始し、ひいては、しばしばミクロンオーダーの振幅で、ボンドヘッド及びLEDダイを振動させる。この振動は、コンタクトバンプ38及び40並びにマウント上の構造の金属格子内の原子を相互拡散させ、冶金学的に連続な接合(ジョイント)を生じさせる。接合中に熱及び/又は圧力が付加されてもよい。超音波ボンディング中に、例えばコンタクトバンプ38及び40などのコンプライアント接合構造はつぶれてリフローする。
一部の実施形態において、デバイスの相異なる部分に配置されるコンタクトバンプの特性又は配置は、異なる性質を有していてもよい。例えば、コンタクトバンプは、基板除去中に一層大きな支持を必要とするデバイス領域において、より大きくされ、且つ/或いは、より近接し合って配置され得る。例えば、n型領域を露出させるためにエッチングされる発光領域及びp型領域の部分付近の領域においては、残存するp型材料はエッチングのために僅かに薄くなり得る。これらの領域において、コンタクトバンプが一層大きく且つ/或いは密な間隔にされることで、より薄い半導体材料に対する一層大きな支持が提供され得る。
LEDダイ43をマウント41に接合した後、半導体層が上に成長された成長基板が、例えばレーザリフトオフ、エッチング、又は該当する成長基板に適したその他の技術によって除去され得る。成長基板の除去後、例えば光電気化学エッチングによって、半導体構造が薄化され、且つ/或いは、例えばフォトニック結晶構造を用いて、表面が粗面加工あるいはパターニングされ得る。基板の除去後、レンズ、波長変換材料、又は技術的に知られたその他の構造が、LED43上に配置され得る。
上述のデバイスにおいて、単一の大きい凹状開口ではなく、p型領域及び発光領域内に形成された一連の小さい開口の上にnコンタクトが形成される。結果として、デバイスのnコンタクト側の半導体構造は、図3に示したコンタクト38によって十分に支持され得る。図1に示した厚いnコンタクトなどの別個の組立構造は不要である。
本発明を詳細に説明してきたが、当業者に認識されるように、この開示により、本発明への変更が、ここで説明した発明概念の精神を逸脱することなく為され得る。故に、本発明の範囲は、図示して説明した特定の実施形態に限定されるものではない。

Claims (17)

  1. デバイスであって:
    半導体構造であり:
    n型領域とp型領域との間に配置された発光層と、
    nコンタクト領域及びpコンタクト領域であり、該nコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記p型領域の部分が除去されて前記n型領域が露出された複数の第1の領域を有し、該複数の第1の領域は、前記発光層及び前記p型領域が当該デバイス内に残存する複数の第2の領域によって離隔されている、nコンタクト領域及びpコンタクト領域と、
    前記nコンタクト領域と前記pコンタクト領域との間に配置された溝と、
    を有する半導体構造;
    前記pコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第1の金属コンタクト;及び
    前記nコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第2の金属コンタクト;
    を有し、
    前記第2の金属コンタクトは、前記nコンタクト領域の前記複数の第2の領域のうちの少なくとも1つと電気的に接触している、
    デバイス。
  2. 前記溝は、前記第1の金属コンタクトを前記第2の金属コンタクトから電気的に分離している、請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記複数の第1の領域は、前記半導体構造内に形成された複数の孔を有し、該孔の幅は1μmと5μmとの間である、請求項1に記載のデバイス。
  4. 最も近く隣接し合う前記孔の中心同士は4μmと8μmとの間の間隔で離隔されている、請求項3に記載のデバイス。
  5. 前記複数の第2の領域は半導体材料の複数のポストを有する、請求項1に記載のデバイス。
  6. 前記ポストの幅は1μmと5μmとの間である、請求項5に記載のデバイス。
  7. 前記第2の金属コンタクトの断面は、複数の谷部によって離隔された複数の丘部を有する、請求項1に記載のデバイス。
  8. 前記溝の側壁に配置された絶縁層、を更に有する請求項1に記載のデバイス。
  9. n型領域とp型領域との間に配置された発光層を有する半導体構造をエッチングする工程であり:
    nコンタクト領域であり、該nコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記p型領域の部分が除去されて前記n型領域が露出された複数の第1の領域を有し、該複数の第1の領域は、前記発光層及び前記p型領域がデバイス内に残存する複数の第2の領域によって離隔される、nコンタクト領域と、
    前記nコンタクト領域とpコンタクト領域との間に配置されたトレンチと
    を形成する、エッチングする工程;
    前記pコンタクト領域上に第1の金属コンタクトを形成する工程;及び
    前記nコンタクト領域上に第2の金属コンタクトを形成する工程;
    を有し、
    前記第2の金属コンタクトは、前記nコンタクト領域の前記複数の第2の領域のうちの少なくとも1つと電気的に接触される、
    方法。
  10. 前記第1の金属コンタクト上に複数の金属突起を形成する工程、を更に有する請求項9に記載の方法。
  11. 前記半導体構造をマウントに接合する工程を更に有し、該接合する工程は、前記複数の金属突起をつぶして、つぶされた突起が前記半導体構造を前記マウントに電気的且つ機械的に接続するようにすることを有し、前記金属突起は接合中に固相のままである、請求項10に記載の方法。
  12. 前記複数の金属突起は、150GPa未満のヤング率を有する金属を有する、請求項10に記載の方法。
  13. 前記複数の金属突起の各々は、1μmと5μmとの間の幅を有し、且つ1μmと5μmとの間の高さを有し、
    最も近く隣接し合う前記突起は4μmと8μmとの間の間隔で離隔される、
    請求項10に記載の方法。
  14. 前記デバイスを絶縁層で被覆する工程;及び
    前記絶縁層が前記トレンチの側壁に残存するように、前記絶縁層を前記nコンタクト領域及び前記pコンタクト領域から除去する工程;
    を更に有する請求項9に記載の方法。
  15. デバイスであって:
    半導体構造であり:
    n型領域とp型領域との間に配置された発光層と、
    nコンタクト領域及びpコンタクト領域であり、該nコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記p型領域の部分が除去されて前記n型領域が露出された複数の第1の領域を有し、該複数の第1の領域は、前記発光層及び前記p型領域が当該デバイス内に残存する複数の第2の領域によって離隔されている、nコンタクト領域及びpコンタクト領域と、
    前記nコンタクト領域と前記pコンタクト領域との間に配置された溝と、
    を有する半導体構造;
    前記p型領域上のコンタクト金属層であり、前記nコンタクト領域の前記第2の領域に残存する前記p型領域及び前記pコンタクト領域に残存する前記p型領域と同じパターンに形成されたコンタクト金属層;
    前記pコンタクト領域内で前記コンタクト金属層上に形成された第1の金属コンタクト;及び
    前記nコンタクト領域内で前記コンタクト金属層及び前記半導体構造の上に形成された第2の金属コンタクト;
    を有し、
    前記第2の金属コンタクトは、前記nコンタクト領域の前記複数の第2の領域のうちの少なくとも1つと電気的に接触している、
    デバイス。
  16. 前記コンタクト金属層は、反射性金属層とその上の保護用金属層とを有する、請求項15に記載のデバイス。
  17. デバイスであって:
    半導体構造であり:
    n型領域とp型領域との間に配置された発光層と、
    nコンタクト領域及びpコンタクト領域であり、該nコンタクト領域の断面は、前記発光層及び前記p型領域の部分が除去されて前記n型領域が露出された複数の第1の領域を有し、該複数の第1の領域は、前記発光層及び前記p型領域が当該デバイス内に残存する複数の第2の領域によって離隔されており、該複数の第2の領域は半導体材料のポストを有する、nコンタクト領域及びpコンタクト領域と、
    前記nコンタクト領域と前記pコンタクト領域との間に配置された溝と、
    を有する半導体構造;
    前記pコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第1の金属コンタクトであり、複数の第1のバンプを形成する第1の金属コンタクト;及び
    前記nコンタクト領域内で前記半導体構造上に形成された第2の金属コンタクトであり、前記nコンタクト領域の前記第2の領域に対応する複数の第2のバンプを有する第2の金属コンタクト;
    を有し、
    前記第2の金属コンタクトは、前記nコンタクト領域の前記複数の第2の領域のうちの少なくとも1つと電気的に接触しており、
    前記複数の第1のバンプは、前記複数の第2のバンプと同じピッチを有する、
    デバイス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022058584A (ja) * 2017-01-13 2022-04-12 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー ピクセル化ディスプレイ用多層構造体を形成する方法およびピクセル化ディスプレイ用多層構造体

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8581229B2 (en) 2009-11-23 2013-11-12 Koninklijke Philips N.V. III-V light emitting device with thin n-type region
US11024611B1 (en) * 2017-06-09 2021-06-01 Goertek, Inc. Micro-LED array transfer method, manufacturing method and display device
DE102017117164A1 (de) 2017-07-28 2019-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip, Hochvolthalbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
TWI802155B (zh) * 2021-12-17 2023-05-11 友達光電股份有限公司 光源模組

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005158788A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光素子
JP2005322722A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Korai Kagi Kofun Yugenkoshi 発光ダイオード
JP2007157852A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法
US20080054290A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Epistar Corporation Light emitting device and the manufacture method thereof
US20080157097A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Epitech Technology Corporation Light-emitting diode structure and method for manufacturing the same
JP2008192782A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Toyota Central R&D Labs Inc 電極及びそれを有するiii族窒化物系化合物半導体発光素子

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8005A (en) * 1851-04-01 He ne y bo o t
US6455878B1 (en) * 2001-05-15 2002-09-24 Lumileds Lighting U.S., Llc Semiconductor LED flip-chip having low refractive index underfill
US6828596B2 (en) 2002-06-13 2004-12-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Contacting scheme for large and small area semiconductor light emitting flip chip devices
US20040188696A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Gelcore, Llc LED power package
CN1324719C (zh) * 2004-04-01 2007-07-04 光磊科技股份有限公司 一种发光二极管
EP1804301B1 (en) * 2004-10-19 2017-01-11 Nichia Corporation Semiconductor element
US7679097B2 (en) * 2004-10-21 2010-03-16 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
US7625778B2 (en) 2005-06-08 2009-12-01 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Method of manufacturing a substrate-free flip chip light emitting diode
US7736945B2 (en) 2005-06-09 2010-06-15 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED assembly having maximum metal support for laser lift-off of growth substrate
US7754507B2 (en) * 2005-06-09 2010-07-13 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Method of removing the growth substrate of a semiconductor light emitting device
KR100682255B1 (ko) 2005-09-27 2007-02-15 엘지전자 주식회사 수직형 발광 다이오드의 제조방법
CN100585885C (zh) * 2006-01-27 2010-01-27 杭州士兰明芯科技有限公司 蓝宝石衬底粗糙化的发光二极管及其制造方法
JP2007214260A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
WO2009057241A1 (ja) * 2007-11-01 2009-05-07 Panasonic Corporation 半導体発光素子およびそれを用いた半導体発光装置
US7875984B2 (en) 2009-03-04 2011-01-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Complaint bonding structures for semiconductor devices
US8202741B2 (en) 2009-03-04 2012-06-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of bonding a semiconductor device using a compliant bonding structure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005158788A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光素子
JP2005322722A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Korai Kagi Kofun Yugenkoshi 発光ダイオード
JP2007157852A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法
US20080054290A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Epistar Corporation Light emitting device and the manufacture method thereof
US20080157097A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Epitech Technology Corporation Light-emitting diode structure and method for manufacturing the same
JP2008192782A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Toyota Central R&D Labs Inc 電極及びそれを有するiii族窒化物系化合物半導体発光素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022058584A (ja) * 2017-01-13 2022-04-12 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー ピクセル化ディスプレイ用多層構造体を形成する方法およびピクセル化ディスプレイ用多層構造体
JP7374441B2 (ja) 2017-01-13 2023-11-07 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー ピクセル化ディスプレイ用多層構造体を形成する方法およびピクセル化ディスプレイ用多層構造体

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