JP2023512589A - 多色発光構造 - Google Patents

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Abstract

発光構造を形成する方法であって、当該発光構造は、第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第１の発光領域と、第１の主ピーク波長とは異なる第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第２の発光領域と、第１の発光領域と第２の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層を含み、当該部分反射層が、第１の発光領域により発せられた第１の主ピーク波長を有する光を反射し、第２の発光領域により発せられた第２の主ピーク波長を有する光が部分反射層を通過できるようにすべく構成されている、方法。

Description

本発明は、発光構造、及び発光構造を形成する方法に関する。具体的には、但し非排他的に、本発明は重ね合わされた多色発光ダイオード構造に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は広範な用途に有効な光源を提供することが知られている。ＬＥＤ光の生成及び抽出効率の向上は、より小型の（発光表面がより小さい）ＬＥＤの製造、及び異なる波長のＬＥＤエミッタのアレイへの集積と共に、特に表示技術における多くの用途に高品質カラーアレイを提供している。
典型的に、このようなアレイは赤、緑及び青色発光の制御を必要とする。このような赤緑青（ＲＧＢ）発光は通常、本来は異なる主ピーク波長の光を発するＬＥＤにより、又は蛍光物質等の色変換材料を用いて、１個の主ピーク波長を少なくとも１個の他の主ピーク波長に変換するＬＥＤにより提供される。例えば、いくつかの例において、青色ＬＥＤを蛍光物質と選択的に結合させてＲＧＢ発光を行うことができる。
有利な点として、本来のＲＧＢＬＥＤエミッタを用いることは、光の色変換が不要なため色変換処理で光が失われないことを意味する。しかし、複数色の光を発するＬＥＤエミッタのアレイにおいて、例えばＬＥＤのいくつかは主ピーク波長が赤色の光を発し、ＬＥＤのいくつかは主ピーク波長が緑色の光を発し、ＬＥＤのいくつかは主ピーク波長が青色の光を発するため、ある問題に直面する。
例えば、単一画素ＬＥＤ素子の発光表面領域が単色の主ピーク波長専用であり、赤、緑及び青色発光を行うために３色を生成する必要がある場合、往々にして、必要とされる光出力構成に応じて、一度に発光表面領域の比較的小さい部分だけを使用する場合がある。従って、充填率（全アレイ／ディスプレイ領域に対するアレイ／ディスプレイの発光領域の割合）が比較的低い場合がある。更に、複数の異なる色光エミッタを用いる場合、有効画素ピッチは、各色の光エミッタの面積の和であり、従ってＬＥＤアレイ又はディスプレイの解像度が例えば有効画素ピッチに対応して下げられる。
上述の課題の少なくとも一部を解決すべく、以下を提供する。
発光構造を形成する方法であって、当該発光構造は、第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第１の発光領域と、第１の主ピーク波長とは異なる第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第２の発光領域と、第１の発光領域と第２の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層を含み、当該部分反射層が、第１の発光領域により発せられた第１の主ピーク波長を有する光を反射し、第２の発光領域により発せられた第２の主ピーク波長を有する光が部分反射層を通過できるようにすべく構成されている。
更に、第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第１の発光領域と、第１の主ピーク波長とは異なる第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第２の発光領域と、第１の発光領域と第２の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層を含み、当該部分反射層が、第１の発光領域により発せられた第１の主ピーク波長を有
する光を反射し（これにより第１の発光領域による第２の発光領域の照射を減らす）、第２の発光領域により発せられた第２の主ピーク波長を有する光が部分反射層を通過できるようにすべく構成された発光構造を提供する。
利点として、このような仕方で発光構造を形成することにより、共通の発光領域にわたり極めて良好な色の均一性が得られる。更に、利点として、このような仕方で発光構造を形成することにより共通の発光領域から発光できるため、多色アレイ内の画素ピッチを狭めて発光構造のアレイの解像度を高めることができる。更に、利点として、本方法は、部分反射層により異なる波長の発光を分離して、ある発光領域を別の発光領域が励起するのを防止できるため、明度が増して光ルミネセンスが少ない発光構造を提供する。
好適には、第２の主ピーク波長は第１の主ピーク波長よりも長い。利点として、第２の主ピーク波長が第１の主ピーク波長よりも長いため、第２の発光領域から発せられた光は部分反射層を通過して発光構造から外へ出るが、第１の発光領域から発せられた光は部分反射層を通過しないため、第２の発光領域を照射しない。
好適には、発光構造は、第１の主ピーク波長及び第２の主ピーク波長を有する光が主発光表面領域を介して発光構造から発せられる主発光表面領域を含んでいる。利点として、発光構造は、複数の異なる光の波長に共通の発光表面を有している。利点として、発光表面が画素の発光表面領域を形成する場合、複数の光の波長が同一領域から発せられるため画素ピッチを狭めることが可能になる。
好適には、本方法は、第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第１の発光領域を含む第１の発光素子を、第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第２の発光領域を含む第２の発光素子に結合するステップを含んでいる。利点として、第１の発光素子及び第２の発光素子は個別に最適化された条件で個別に成長させることができる。利点として、第１及び第２の発光素子は、少ないステップで結合された構造に組み込まれた層を含めるべく成長させることができる。
好適には、第１の発光素子及び第２の発光素子は、各々が発光領域とｎ型領域とｐ型領域を含む発光ダイオード素子であり、第１の発光領域及び第２の発光領域は少なくとも１個のエピタキシャル量子井戸を含んでいる。利点として、個別に成長して最適化された発光ダイオード構造が結合されて多色発光ダイオード素子構造を形成する。
好適には、第１の発光素子と第２の発光素子の少なくとも一方が部分反射層を含んでいる。利点として、部分反射層を第１の発光素子と光第２の発光素子の少なくとも一方に含めることにより、第１及び第２の発光素子が互いに結合された場合、発光素子が互いに結合された場合に有利な特徴を提供する位置に部分反射層が形成されるため、方法のステップ数が減少する。
好適には、部分反射層は分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を含んでいる。利点として、ＤＢＲは、特に発光ダイオード構造を製造する成長処理の一部をＤＢＲが形成できるため、発光構造の結晶品質を維持しながら、部分反射層の部分的反射特性を実装可能にするように、効率的に発光構造に組み込まれる。
好適には、発光構造は、第１及び第２の主ピーク波長とは異なる第３の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第３の発光領域を含んでいる。利点として、光の第３の主ピーク波長は同一の発光構造から３個の異なる波長の光を発することができる。利点として、赤緑青（ＲＧＢ）色発光は、発光構造の３個の異なる発光領域を用いて実行される。
好適には、本方法は、第２の発光領域と第３の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された第２の部分反射層を含み、部分反射層は、第１の発光領域により発せられた第１の主ピーク波長を有する光及び第２の発光領域により発せられた第２の主ピーク波長を有する光を反射し、第３の発光領域により発せられた第３の主ピーク波長を有する光は通過させるべく構成されている。利点として、第２の発光領域により発せられた光は第２の部分反射層により反射されて第１の発光領域を通過し、第３の発光領域により発せられた光は第２の発光領域を通過する。従って、発せられた全ての光は発光構造の同一発光表面領域を通過して発光される。
好適には、結合は、第２の発光素子に対する第１の発光素子の配置を容易にするハンドリング素子の使用を含んでいる。利点として、ハンドリング素子の使用は発光構造の形成を効率的に行えることを意味する。好適には、本方法は、ハンドリング素子を第１の発光素子に結合するステップを含んでいる。利点として、第１の発光素子は次いで、発光構造の同じ側から発せられる主ピーク波長光の複数の波長を有する発光構造を形成する処理を容易にすべく、第２の発光素子に対して容易に移動及び配置することができる。
好適には、第１の発光素子及び／又は第２の発光素子は基板を含んでいる。利点として、第１及び／又は第２の発光素子は個別に基板上に形成されて高品質材料を提供する。
好適には、本方法は、好適には湿式エッチングを用いて第１の発光素子及び／又は第２の発光素子の基板を除去することにより、第１の発光素子と第２の発光素子を結合する表面を形成するステップを含んでいる。利点として、第１及び／又は第２の発光素子が当該基板上に形成されたならば、当該基板が除去されて結合対象の表面を形成する。従って、第１及び／又は第２の発光素子用の高品質材料が個別に提供され、第１及び第２の発光素子の表面が結合されて、１個の基板上に形成されたならば全体的に均一な材料完全性が得られないであろう単一の構造を形成する。
好適には、本方法は、第１の発光素子及び第２の発光素子を結合する前に第１の発光素子の基板を除去するステップを含んでいる。利点として、基板の選択は第１の発光素子を形成する際の適合性に基づいて行われ、別の基板を選択した場合に形成された光構造の性能を阻害し得る物理特性には基づかない。
好適には、本方法は、第１の発光素子と第２の発光素子が互いに結合された後でハンドリング素子を除去するステップを含んでいる。利点として、ハンドリング素子は、構造が形成されたならば取り外されるため、構造の形成を支援するハンドリング手段は、一旦形成された発光構造の性能を阻害しない。
好適には、本方法は、透明導電層を第１の発光素子に配置するステップを含んでいる。利点として、透明導電層は、光を通過させる層を提供すると共に、第２の発光素子に結合された際に、第２の発光素子への電気注入性能を向上させる電気特性を提供し続ける。
好適には、本方法は、透明導電層に更なるハンドリング素子を結合することにより、発光構造内における電極の形成を容易にするステップを含んでいる。利点として、ハンドリング素子の使用は、構造の他の部分を処理できること、例えば、発光構造の更なる処理のために成長基板を除去できることを意味する。
好適には、本方法は、１個以上の電極を形成するステップを含んでいる。利点として、当該電極が異なる発光領域への電気注入を可能にすべく形成されているため、発光構造からの発光の選択的な制御が可能になる。
好適には、本方法は、ビア孔をエッチングすることにより１個以上の電極の少なくとも１個を形成するステップを含んでいる。利点として、ビア孔は、別々の発光領域が別々の最適化された処理で形成され、結合されて形成された発光構造を貫通するエッチングにより１ステップでビア孔が形成されることにより、発光領域の制御された電気的接続を提供しながら処理ステップの数を減らすように形成された構造にエッチングされる。
好適には、本方法は、ビア孔の内壁の少なくとも一部の上に絶縁表面を形成するステップを含んでいる。利点として、ビア孔は、形成された発光構造を連続的に処理しながら、意図しない層との無用な電気的接続を回避するように構造を貫通する。
好適には、本方法は、ビア孔内に少なくとも部分的に含まれる導体を形成することにより接点の形成を可能にするステップを含んでいる。利点として、より効率的な処理を通じて処理を軽減して接続性を向上させるべく、発光構造の形成後に電気的接続を形成する。
好適には、発光構造の反対側でハンドリング層が基板に結合されている。利点として、発光構造の反対側で基板に結合されたハンドリング層を使用することで、発光構造を移動させる手段を提供しながら基板を除去することが可能になる。
好適には、本方法は、部分反射層を第２の基板上に形成された第２の発光素子に結合するステップを含んでいる。利点として、部分反射層は、第１の発光領域と第２の発光領域の間に配置されることにより、第１の発光領域と第２の発光領域の間で光の反射及び透過を制御する。
好適には、本方法は、部分反射層を第２の発光素子の透明導電層に結合するステップを含んでいる。利点として、第１の発光領域から発せられた光が部分反射層により反射され、第２の発光領域から発せられた光が透明導電層及び部分反射層を通過させる一方で、第２の発光素子の導電性が向上する。
好適には、発光構造は、ガリウム窒化物を主成分とする構造を含んでいる。利点として、ガリウム窒化物は高品質発光ダイオード素子を提供する特性で知られる。
好適には、発光構造は有機金属化学蒸着により少なくとも部分的に成長される。
好適には、第１の発光領域及び／又は第２の発光領域は１個以上のエピタキシャル量子井戸層を含んでいる。好適には、発光構造は１個以上の結晶性エピタキシャル化合物半導体層を含んでいる。利点として、結晶性化合物半導体エピタキシャル層の形成により、効率的な発光が得られると共に高品質材料が得られる。このような層により、ＤＢＲ層を含む高品質の部分反射層の形成が可能になる。
本発明の更なる態様が以下の記述及び添付の請求項から明らかになろう。
本発明の実施形態の詳細について図面を参照しながら専ら例示的に記述する。
青色発光ＬＥＤ構造の断面図を示す。 ハンドリングウェハに結合された図１ＡのＬＥＤの断面図を示す。 図１Ｂの構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 緑色発光ＬＥＤ構造の断面図を示す。 互いに結合されて二色ＬＥＤ構造を形成する図１Ｃ、１Ｄの構造の断面図を示す。 ハンドリングウェハが除去された図１Ｅの二色ＬＥＤ構造の断面図を示す。 図１Ｆの二色ＬＥＤ構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 図１Ｇの二色ＬＥＤ構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 図１Ｈの二色ＬＥＤ構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 図１Ｊの二色ＬＥＤ構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 図１Ｊの二色ＬＥＤ構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 二色ＬＥＤ構造の断面図を示す。 緑色発光ＬＥＤ構造の断面図を示す。 ハンドリングウェハに結合された図２Ａの緑色発光ＬＥＤ構造の断面図を示す。 赤色発光ＬＥＤ構造の断面図を示す。 互いに結合されて二色ＬＥＤ構造を形成する図２Ｂ、２Ｃの構造の断面図を示す。 図２Ｄの構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 青色発光ＬＥＤ構造の断面図を示す。 互いに結合されてＲＧＢＬＥＤ構造を形成する図２Ｅ、２Ｆの構造を示す。 図２Ｇの構造の処理済みバージョンの断面図を示す。 ＲＧＢＬＥＤ構造の断面図を示す。 ＲＧＢＬＥＤの断面図を示す。 二色ＬＥＤ構造の断面図を示す。 二色ＬＥＤの断面図を示す。 ＲＧＢＬＥＤ構造の断面図を示す。 ＲＧＢＬＥＤの断面図を示す。 例示的なＤＢＲ構造を示す。 法線入射角での例示的な反射応答を図６Ａの構造の波長の関数として示す。 例示的なＤＢＲ構造を示す。 法線入射角での例示的な反射応答を図７Ａの構造の波長の関数として示す。 図１Ｌに関連付けられた例示的なＤＢＲ構造を示す。 法線入射角での例示的な反射応答を図８Ａの構造の波長の関数として示す。 図１Ｌに関連付けられた例示的なＤＢＲ構造を示す。 法線入射角での例示的な反射応答を図９Ａの構造の波長の関数として示す。
図１Ａ～１Ｌに、発光特性が向上した二色発光構造を生成する方法のステップを示しており、発光構造の層を切断した断面図に関する記述により各ステップを示す。利点として、二色発光構造は一例において、二色発光構造のアレイに実装されていることにより二色ディスプレイを形成する。このようなディスプレイは、発光構造と制御電極アレイの協働により実装することができる。発光構造は、２個の独立した発光ダイオード（ＬＥＤ）構造から形成され、従って二色ＬＥＤ構造を提供する。従来技術において、単一ＬＥＤ構造が典型的に、ＬＥＤ構造の最上部又は最下部での主発光表面領域を貫通する発光を最適化すべく配置されている。異なる波長の光の色が必要な場合、これらの既知の構造は異なる色のＬＥＤが互いに隣接するように典型的に配置されていて、異なる色の波長の光の別々の発光表面を形成する（ＬＥＤ構造のアレイでは、このような発光表面に別々の画素を形成することができる）。対照的に、利点として、ここに記述する二色ＬＥＤ構造は、共通
の主発光表面領域を形成して異なる色の別々の画素の必要性を減らし、従って解像度が増大して画素ピッチが減少することにより、ＬＥＤのアレイ内での色の均一性を向上させることが可能になる。更に、二色ＬＥＤから発せられた各色の明度の和が組み合わされるため、二色ＬＥＤでは明度が増大する。更に、二重ＬＥＤ構造で光ルミネセンスを減らすことにより色発光性能が向上する。利点として、本明細書に記載する方法は、個々のマイクロＬＥＤ又はモノリシックマイクロＬＥＤアレイの両方での物質移動処理に適したＲＧＢ画素を実現可能なマイクロＬＥＤ素子に適用可能である。
図１Ａに、青色発光ＬＥＤである１００Ａが構築する発光構造を示す。エピタキシャル化合物半導体結晶性層の積層を示す。エピタキシャル化合物半導体結晶性層は、基板１０２上における層の連続的な成長により提供される。利点として、このように形成されたエピタキシャル化合物半導体結晶性層を高い精度で制御して、ｎ型及びｐ型領域から発光領域に担体が注入されたならば高品質の材料及び効率的な発光を行うことができる。
図１Ａに、上部に部分反射層１０４が成長した基板１０２を示す。基板１０２は成長シリコン基板である。部分反射層１０４は、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）である。一例においてＤＢＲはＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＣＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，２，９８０（２０１５）に記述されている方法を用いてｎ型半導体層の上に形成される。部分反射層１０４は、４００ｎｍ～５００ｎｍの全ての波長を反射すべく形成される。より長い波長の光、例えば波長が５２０ｎｍの緑色光は部分反射層を透過する。
部分反射層１０４は、屈折率が異なる結晶性エピタキシャル層を交互に積層して形成される。層の屈折率及び厚さは、反射応答を部分反射層１０４への入射光の波長の関数として生成すべく選択される。更に、部分反射層１０４を形成する結晶性エピタキシャル層の多孔度はこれらの屈折率に紐付けられるため、所望の反射応答を波長の関数として提供すべく、結晶性エピタキシャル層の多孔度を制御する。
一例において、屈折率が高い層と低い層を交互に積層して部分反射層１０４を形成することにより、屈折率が高い（ｎＨ）層と低い（ｎＬ）層の各々の厚さが、当該層の厚さと屈折率の積がλ０／４となるように選択されるため、λ０は次式に従いλ０の近傍＋／－λｅの間の高い反射応答の中心波長である。
Figure 2023512589000002
図６Ａに、このような部分反射層を形成する屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａの例の断面図、及び付随する反射応答１６００Ｂを波長の関数として示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である低屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図６Ｂに見られる法線入射角での反射応答を生成するエルパンＤＢＲを提供する。
図７Ａに、屈折率が高い層と低い層が交互に積層されて部分反射層を形成する代替的な構造１７００Ａ、及び付随する反射応答１７００Ｂを示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層された層１７００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である高屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図７Ｂに見られる法線入射角での反射応答を有するエルパンＤＢＲを提供する。
所望の効果が得られるように配置された特定の構造を異なる仕方で実装できるが、一例において、部分反射層１０４は図８Ａに関して記述するように構造１８００Ａを有している。部分反射層１０４は、屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層を含んでいる。当該構造は波長がλ０＝４３０ｎｍの光のために形成されるが、第１層の厚さは２１．３ｎｍ（λ０／４ではなくλ０／８）であり、非多孔性ガリウム窒化物から形成されて、次層は多孔度が７０％で厚さが６６ｎｍの多孔性ガリウム窒化物層である。次層は、非多孔性で厚さが４２．６ｎｍのガリウム窒化物層である。次層は、多孔度が７０％で厚さが６６ｎｍの別のガリウム窒化物層である。次層は、非多孔性で厚さが４２．６ｎｍの別のガリウム窒化物層である。厚さが６６ｎｍで多孔度が７０％の交互に積層されたガリウム窒化物と、非多孔性で厚さが４２．６ｎｍのガリウム窒化物の更に３対のペアが形成される。多孔度７０％で厚さが３３ｎｍのガリウム窒化物の最終層で構造（λ０／４ではなくλ０／８）が終端する。図８Ａに関して記述する構造では、反射率が図８Ｂの法線入射角度１８００Ｂでの反射応答に示す波長の関数として得られる。
部分反射層１０４は上述のように形成されるが、部分反射層１０４の構造及び／又は層は代替的又は追加的に、求められる反射応答を生成する異なる多孔度と厚さを有する異なる層及び材料から形成されている。例えば、ある材料の屈折率を変えるために多孔性を変更できることが知られている（例：Ｍ．Ｍ．Ｂｒａｕｎ，Ｌ．Ｐｉｌｏｎ，“Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｎｏｎ－ａｂｓｏｒｂｉｎｇ
ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ”，Ｔｈｉｓ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ
４９６（２００６）５０５－５１４参照）。例えば、多孔性ガリウム窒化物の屈折率は、次式に従い百分率で示す多孔度の関数として変化し得る。
Figure 2023512589000003
ここにｐは百分率で示す多孔度、ｎは屈折率である。一例において、波長が４５０ｎｍの場合、多孔性ガリウム窒化物の屈折率は、多孔度０％で２．４４、多孔度１０％で２．３４、多孔度２０％で２．２３、多孔度３０％で２．１２、多孔度４０％で２．００、多孔度５０％で１．８７、多孔度６０％で１．７３、多孔度７０％で１．５８、多孔度８０％で１．４１、及び多孔度９０％で１．２２である。従って、利点として、高品質の材料の発光構造を形成するための結晶構造を維持しながら、本明細書で述べる反射プロファイルを提供するのに必要な特性を有するＤＢＲは、多孔度が異なるＧａＮの層を交互に積層させた層を用いて形成可能である。代替的又は追加的に、この概念は異なる材料に適用可能である。
利点として、部分反射層１０４は発光構造１００Ａを形成する連続的な処理の一部として形成されるため、より高品質の材料が得られ、処理負荷が軽減される。
部分反射層１０４はＤＢＲであるが、更なる複数の例において部分反射層１０４は、一部の波長の光の反射及び異なる波長の光の透過を実現する機能を維持しながら、追加的又は代替的に異なる方法を用いて形成される。
部分反射層１０４の最上部にｎ型領域１０６がある。ｎ型領域はｎドープガリウム窒化物（ｎ－ＧａＮ）である。ｎ型領域１０６の最上部に発光領域１０８がある。発光領域１０８は青色発光領域１０８である。青色発光領域１０８の最上部でｐ型領域１１０が成長する。ｐ型領域はｐドープガリウム窒化物（ｐ－ＧａＮ）である。発光構造１００Ａは典型的な青色ＬＥＤ構造に基づいている。更なる複数の例において、代替的な青色発光構造
が追加的又は代替的な層と共に用いられる。
ｎ型領域１０６はｎドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｎ型領域１０６は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。ｐ型領域１１０はｐドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｐ型領域１１０は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。
シリコン成長基板１０２上でのエピタキシャルＧａＮを主成分とする材料の成長を示しているが、更なる複数の例において、シリコン基板１０２と、その後に成長した層、例えば部分反射層１０４、ｎ型領域１０６、発光領域１０８及びｐ型領域１１０等との間における格子不整合を補正すべく、追加的又は代替的な介在層が用いられる。一例において、成長基板１０２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）緩衝層を有するシリコンを含んでいる。
図１Ａの発光構造１００Ａが形成されたならば、発光構造１００Ａは結合層１１２を用いてシリコンハンドリングウェハ１１４であるハンドリング素子に結合される。これを図１Ｂに示す。ハンドリングウェハ１１４はシリコンハンドリングウェハ１１４である。ハンドリングウェハ１１４は、光学的透明接着剤（ＯＣＡ）の結合層１１２を用いて、図１Ａの発光構造１００Ａのｐ型領域に結合されている。
ＯＣＡである結合層１１２は利点として優れた透明性及び絶縁特性を有している。図１Ｂの例では結合層１１２はＯＣＡであるが、更なる複数の例において結合層１１２は追加的又は代替的に、接着的及び機械的手段を含む異なる手段を用いて形成される。
ハンドリングウェハ１１４が結合層１１２を用いて発光構造１００Ａに結合されたならば、発光構造１００Ａ、１００Ｂの基板１０２が除去される。これを図１Ｃに示しており、同図では図１Ａ、１Ｂに示す発光構造１００Ａ、１００Ｂの処理済みバージョンである発光構造１００Ｃが存在する。図１Ｂの発光構造１００Ｂが処理されて、基板１０２の除去により図１Ｃの発光構造１００Ｃが形成される。成長シリコンウェハである基板１０２の除去は湿式エッチングを用いて実行される。一例において、湿式エッチングは、ＫＯＨ溶液、フッ化水素酸、硝酸及びＢＯＥを用いる。更なる複数の例において、追加的又は代替的な方法を用いて基板１０２を除去する。追加的又は代替的に、乾式エッチング技術を用いて、発光構造の基板１０２と残余部分の間に形成された緩衝層等の追加的な層を除去する。
青色発光ＬＥＤ構造１００Ａの形成に加え、図１Ｄに示すように、緑色発光構造２００が形成される。図１Ｄに、上部にｎ型領域２０６を有する部分反射層２０４を上部に有する基板２０２を有する典型的な緑色発光ＬＥＤ構造２００を示す。ｎ型領域２０６の上に緑色発光領域２０８を示す。発光領域２０８の最上部でｐ型領域２１０を示す。図１Ｄの緑色発光構造２００は、図１Ａの青色発光構造１００Ａと同様の仕方で形成される。
図１Ｄに、部分反射層２０４が成長した基板２０２を示す。基板２０２は成長シリコン基板である。部分反射層２０４は分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）である。一例においてＤＢＲはＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＣＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，２，９８０（２０１５）に記述されている方法を用いてｎ型半導体層の上に形成される。部分反射層２０４は、４００ｎｍ～６００ｎｍの全ての波長を反射するように形成される。より長い波長の光、例えば波長が６０５ｎｍの光は部分反射層を透過する。
部分反射層２０４は、屈折率が異なる結晶性エピタキシャル層を交互に積層して形成される。これらの層の屈折率及び厚さは、反射応答を部分反射層２０４における入射光の波長の関数として生成すべく選択される。更に、所望の反射応答を波長の関数として提供す
べく、部分反射層２０４を形成する結晶性エピタキシャル層の多孔度を制御する。
一例において、屈折率が高い層と低い層を交互に積層して部分反射層２０４を形成することにより、屈折率が高い（ｎＨ）層と低い（ｎＬ）層の各々の厚さが、当該層の厚さと屈折率の積がλ０／４となるように選択されるため、λ０は次式に従いλ０の近傍＋／－λｅの間の高い反射応答の中心波長である。
Figure 2023512589000004
上述のように、上式に基づく例示的な構造及び応答を図６Ａ、６Ｂ、７Ａ及び７Ｂに示す。
所望の効果が得られるよう配置された特定の構造を異なる仕方で実現できるが、一例において、部分反射層２０４は図９Ａに関して記述するように構造１９００Ａを有している。部分反射層３０４は、屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層を含んでいる。波長がλ０＝５００ｎｍの光に対して構造が形成されている場合、第１層は、厚さが４４．３ｎｍ（λ０／４ではなくλ０／８）で多孔度が８０％の多孔性ガリウム窒化物である。次層は厚さが５３ｎｍの非多孔性ガリウム窒化物から形成される。次層は多孔度が８０％で厚さが８８．７ｎｍの多孔性ガリウム窒化物層である。次層は、非多孔性で厚さが５３ｎｍのガリウム窒化物層である。次層は、多孔度が８０％で厚さが８８．７ｎｍの別のガリウム窒化物層である。次層は、非多孔性で厚さが５３ｎｍの別のガリウム窒化物層である。厚さが８８．７ｎｍで多孔度が８０％の交互に積層されたガリウム窒化物と、非多孔性で厚さが５３ｎｍのガリウム窒化物との更なる３個のペアが形成される。厚さが４４．３ｎｍで多孔度が８０％のガリウム窒化物の最終層で構造が終端する（λ０／４ではなくλ０／８）。図９Ａに関して記述する構造では、反射率が図９Ｂの法線入射角度１９００Ｂでの反射応答に示す波長の関数として得られる。
部分反射層２０４は上述のように形成されるが、部分反射層２０４の構造及び／又は層は代替的又は追加的に、求められる反射応答を生成する異なる多孔度と厚さを有する異なる層及び材料から形成されている。
利点として、部分反射層２０４は発光構造２００を形成する連続的な処理の一部として形成されるため、より高品質の材料が得られ、処理負荷が軽減される。
部分反射層２０４はＤＢＲであるが、更なる複数の例において部分反射層２０４は、一部の波長の光の反射及び異なる波長の光の透過を実現する機能を維持しながら、追加的又は代替的に異なる方法を用いて形成される。
部分反射層２０４の最上部にｎ型領域２０６がある。ｎ型領域はｎドープガリウム窒化物（ｎ－ＧａＮ）である。ｎ型領域２０６の最上部に発光領域２０８がある。発光領域２０８は緑色発光領域２０８である。緑色発光領域２０８の最上部でｐ型領域２１０が成長する。ｐ型領域はｐドープガリウム窒化物（ｐ－ＧａＮ）である。発光構造２００は典型的な緑色ＬＥＤ構造に基づいている。更なる複数の例において、代替的な緑色ＬＥＤ構造が追加的又は代替的な層と共に用いられる。
ｎ型領域２０６はｎドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｎ型領域２０６は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。ｐ型領域２１０はｐドープＧａＮであるが
、更なる複数の例においてｐ型領域２１０は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。
シリコン成長基板２０２上でのエピタキシャルＧａＮを主成分とする材料の成長を示しているが、更なる複数の例において、シリコン基板２０２と、その後に成長した層、例えば部分反射層２０４、ｎ型領域２０６、発光領域２０８及びｐ型領域２１０等との間における格子不整合を補正すべく、追加的又は代替的な介在層が用いられる。一例において、成長基板１０２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）緩衝層を有するシリコンを含んでいる。
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに各々示す発光構造１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃと、図１Ｄに示す発光構造２００は従来のＬＥＤ構造とは、構造１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、２００の基板とｎ型領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層１０４、２０４を少なくとも有する点で異なる。利点として、部分反射層をこれらの構造の形成に組み込む結果、当該構造が互いに結合された際に部分反射層が異なる発光領域の間に配置される一方、異なる構造の独立した形成、従って最適化（例：青色ＬＥＤ構造の最適化された成長、及び緑色ＬＥＤ構造の最適化された成長）が可能になる。
青色発光構造１００Ｃと緑色発光構造２００が形成されたならば互いに結合されるが、構造１００Ｃと２００を互いに結合する前に、透明導電層３０２が青色発光構造１００Ｃに堆積される。透明導電層３０２はインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）層である。これを図１Ｅで示す。利点として、結合の前に当該層を形成することで、当該層とその物理的特性を結合された構造に洗練された効率的な仕方で組み込むことが可能になる。
透明導電層３０２はＩＴＯ層であるが、更なる複数の例において、透明導電層３０２を形成すべく追加的又は代替的な材料が用いられる。
図１Ｅに二色ＬＥＤ構造３００Ａを示しており、これにより青色発光構造１００Ｃを提供すべく処理された発光構造１Ａが緑色発光構造２００に結合されるため、処理発光構造１００Ｃの部分反射層１０４が発光構造２００のｐ型領域２１０に堆積された透明導電層３０２に結合される（従って、後段で担体のｐ型領域２１０への注入性能を向上させることができる）。青色発光構造１００Ｃは、ＯＣＡ接着剤である結合層３０４を用いて緑色発光構造２００に結合されている。
結合層３０４はＯＣＡから形成される。更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料を用いて結合層３０４を形成する。
図１Ｅの二色ＬＥＤ構造２００が形成されたならば、図１Ｆに示す構造３００Ａを形成すべく処理される。
図１Ｆに、図１Ｅの二色ＬＥＤ構造３００Ａの処理済み二色発光構造３００Ｂを示しており、これによりハンドリングウェハ１１４及び結合層１１２が除去される。図１Ｆに示すようにハンドリングウェハ１１４及び結合層１１２が除去されたならば、透明導電層３０６が二色発光構造３００Ｂのｐ型領域１１０の上に形成され（従って、後段での担体のｐ型領域１１０への注入が向上する）。利点として、ハンドリングウェハ１１４の除去に続いて、成長基板２０２は残り、悪影響無しに構造３００Ｂの移動に用いることができる。
図１Ｇに、ｐ型領域１１０の最上部に透明導電層３０６を形成すべく処理された図１Ｆの二色発光構造３００Ｂを示す。透明導電層３０６はｐ型領域１１０に堆積されたＩＴＯである。更なる複数の例において、透明導電層３０６は追加的又は代替的な材料から形成
されている。
図１Ｇの二色ＬＥＤ構造３００Ｃは次いで、ハンドリングウェハ３１０が、結合層３０８を用いて二色発光構造３００Ｃの透明導電層３０６に結合されるように図１Ｈに示す構造３００Ｄを形成すべく処理される。ハンドリング素子３１０は、ＯＣＡから形成された結合層３０８を用いて透明導電層３０６に結合されるシリコンウェハ３１０である。更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料が結合層３０８で用いられる。また更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料がハンドリングウェハ３１０で用いられる。
利点として、図１Ｈの二色ＬＥＤ構造３００Ｄが形成されたならば、成長基板２０２が除去される。成長シリコンウェハである基板２０２の除去は、湿式エッチングを用いて実行される。一例において、湿式エッチングは、ＫＯＨ溶液、フッ化水素酸、硝酸及びＢＯＥを用いる。更なる複数の例において、追加的又は代替的な方法を用いて基板２０２を除去する。追加的又は代替的に、乾式エッチング技術を用いて、発光構造の基板２０２と残余部分の間に形成された緩衝層等の追加的な層を除去する。
基板２０２が除去されたならば、構造内に電気接点が形成される。電気接点の形成により、各々の発光領域１０８、２０８への担体の注入が可能になる。これは、青色発光領域１０８のｎ型領域１０６及びｐ型領域１１０との電気接点対を形成することにより、及び緑色発光領域２０８のｎ型領域２０６及びｐ型領域２１０との電気接点対を形成することにより実現される。
これを図１Ｉに示しており、同図では二色発光構造３００Ｅは構造３００Ｅを貫通して選択的に形成されたビア孔３１２、３１４、３１６、３１８を有するように示している。ビア孔３１２、３１４、３１６、３１８は、二色発光構造３００Ｅを選択的に貫通してエッチングすることにより形成される。これは、二色発光構造３００Ｅに堆積されたレジスト層のパターニングに基づくフォトリソグラフィ技術を用いて実現される。更なる複数の例において、代替的又は追加的な技術を用いてビア孔３１２、３１４、３１６、３１８を形成する。
ビア孔３１２、３１４、３１６、３１８は、発光構造３００Ｅを貫通して発光領域１０８、２０８への担体注入を可能にすべく電気接点を形成するように形成される。
ビア孔３１２は、部分反射層２０４、ｎ型領域２０６、発光領域２０８、ｐ型領域２１０、透明導電層３０２、結合層３０４及び部分反射層１０４を貫通してｎ型領域１０６との電気接点の形成を可能にすべく形成される。従って、ビア孔３１２はｎ型領域１０６への通路を提供する。
同様に、部分反射層２０４である部分反射領域を貫通してｎ型領域２０６に至るビア孔３１４を示す。ｎ型領域に至るビア孔３１２、３１４は、各々の発光領域１０８、２０８に関連付けられたｎ型領域との接点を形成する通路を提供する。
ビア孔３１６は、透明導電層３０２との電気的接続の形成を可能にすべく、部分反射層２０４、ｎ型領域２０６、発光領域２０８及びｐ型領域２１０を貫通して透明導電層３０２内へ進入すべく形成された状態で示されている。透明導電層３０２はｐ型領域２１０と電気的に接触しており、従ってｐ型領域の導電性が比較的低いことから、発光領域２０８の幅にわたり担体を分散させることが可能になる。更なる複数の例において、透明導電層３０２は当該機能の実行を求められておらず、代わりにビア孔３１６がｐ型領域２１０との電気的接続を直接提供すべく形成される。
ビア孔３１８は、透明導電層３０６との電気的接続の形成を可能にすべく、部分反射層２０４、ｎ型領域２０６、発光領域２０８、ｐ型領域２１０、透明導電層３０２、結合層３０４、部分反射層１０４、ｎ型領域１０６、発光領域１０８及びｐ型領域１１０を貫通すべく形成された状態で示されている。透明導電層３０６はｐ型領域１１０と電気的に接触しており、従ってｐ型領域の導電性が比較的低いことから、発光領域１０８の幅にわたり担体を分散させることが可能になる。更なる複数の例において、透明導電層３０６は当該機能の実行を求められておらず、代わりにビア孔３１８がｐ型領域１１０との電気的接続を直接提供すべく形成される。
従って、ビア孔３１６、３１８は、発光領域１０８～２０８の各々に関連付けられたｐ型領域との電気的接続の形成を可能にする経路を提供する。
これにより、一対のビア孔の３１４、３１６が緑色発光領域２０８に電極対を形成する手段を提供する。他方のビア孔対３１２、３１８は青色発光領域１０８に電極対を形成する手段を提供する。青色発光領域１０８及び緑色発光領域２０８の各々との接点を形成すべく、ビア孔３１２、３１４、３１６、３１８の内壁上に絶縁体層が形成されてよい。透明導電層３０２はｐ型領域２１０と電気的に接触しており、従って、ｐ型領域の導電性が比較的低いことから、発光領域２０８の幅全体にわたる担体を分散させることが可能になる。更なる複数の例において、透明導電層３０２は当該機能を実行することが求められておらず、代わりにビア孔３１６がｐ型領域２１０との電気的接続を直接提供すべく形成される。
所望の領域との電気的接続が確立できるようにビア孔３１２、３１４、３１６、３１８が絶縁されたならば、導電材料が各々のビア孔３１２、３１４、３１６、３１８に形成される。導電材料は、絶縁されたビア孔３１２、３１４、３１６、３１８にメッキされた金属である。更なる複数の例において、導電材料は追加的又は代替的な材料であり、更なる複数の例において、他の技術を用いて導電材料を堆積することにより、ビア孔３１２、３１４、３１６、３１８が接触する領域との電気接点を形成する。
発光領域１０８、２０８に担体を注入すべく制御された電気的接続を可能にすべく、図１Ｉの二色発光構造３００Ｅは更に処理される。
図１Ｊに、図１ＩのＬＥＤ構造３００Ｅの処理済みバージョンを示す。図１Ｊでは、ビア孔３１２、３１４、３１６、３１８内に形成された電極との接続を行うべく追加的な貫通シリコンビア孔が結合及び整列されている二色ＬＥＤ構造３００Ｆを示す。
貫通シリコンビア孔３２０は、結合層３２２を介して構造３００Ｆの部分反射層２０４に結合されている。発光構造との電気接点が形成されたならば、ハンドリングウェハ３１０及び結合層３０８を構造３００Ｆから除去することができる。
ハンドリングウェハ３１０及び結合層３０８の除去により図１Ｋに示すような二色ＬＥＤ構造３００Ｇが形成される。図１Ｋの発光構造は導電透明層３０６を透過する光を発すべく構成されている。
利点として、部分反射層２０４は実質的に緑色光を反射すべく構成されている。更に、部分反射層１０４は、実質的に青色光を反射することにより青色光が青色発光領域１０８から緑色発光領域２０８へ通過するのを防止しながら、緑色光が実質的に自身を通過して透明導電層３０６を介して発光可能にすべく構成されている。利点として、当該構成以外ならば緑色発光領域２０８内で発光を励起したであろう青色光がこれを行うことを防止する。利点として、透明導電層３０６を介して当該構造の最上部を貫通する発光性能が向上
する。
部分反射層２０４、１０４の、光の波長の関数としての反射特性を図１Ｌに示す。部分反射層１０４の反射応答は、青色光を反射するが緑色光は通過させるものであり、４５０ｎｍ～５２０ｎｍの範囲の光の波長における反射率のステップ変化による、当該反射応答を４００Ａで示している。
部分反射層２０４の、光の波長の関数としての反射応答４００Ｂを図１Ｌに示す。従って、青及び緑色波長が反射されるものとして示す。反射率のステップ変化は５２０ｎｍ以降まで実質的に生じない。
部分反射層１０４、２０４は二色発光構造３００Ｈの最上部を通して抽出される光を最適化すべく青及び緑色の主ピーク波長の反射及び透過を可能にすべく構成されているが、更なる複数の例において、光の異なる波長の光生成を最適化すべく代替的又は追加的な発光領域１０８、２０８、及び部分反射層１０４、２０４を用いる。
図１Ａの発光構造１００Ａ及び図１Ｄの発光構造２００は、有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）及び分子線エピタキシー（ＭＢＥ）等のエピタキシャル化合物半導体成長技術を用いて形成される。追加的又は代替的に、発光構造１００Ａ、２００は任意の適当な技術を用いて形成される。発光構造１００Ａ、２００がＬＥＤ構造であるのに対し、更なる複数の例において、追加的又は代替的に、発光構造１００Ａ、２００は、第１の発光領域からの発光が発光構造全体を通過するのを防止すべく部分反射層を使用することに利点を有する異なる発光構造である。
上述のエピタキシャル結晶性化合物半導体層の成長は、成長基板１０２、２０２として用いられるシリコンウェハ上の成長／堆積を用いて行われる。代替的又は追加的に、例えばサファイアウェハ又は自立ガリウム窒化物（ＧａＮ）ウェハ等、他のウェハを用いる。
特定のエピタキシャル結晶性化合物半導体層を図１Ａ～１Ｌに示しているが、当業者には更なる複数の例において代替的、又は追加的な層が用いられることが理解されよう。更に、いくつかの例において、本明細書に記述する概念の本質を維持しながら、エピタキシャル結晶性化合物半導体層の一部が除去されている。
図１Ａ～１Ｌに関して記述する発光構造は窒化物を主成分とする材料から形成されている。特に、エピタキシャル結晶性化合物半導体層はガリウム窒化物（ＧａＮ）を主成分とする材料である。図１Ａ～１Ｌに関して記述する構造は窒化物を主成分とする半導体化合物材料に関係しているが、当業者には、本明細書に記述する概念が他の材料、特に他の半導体材料、例えば他のＩＩＩ～Ｖ族化合物半導体材料、又はＩＩ～ＶＩ族化合物半導体材料に適用できることが理解されよう。
発光領域１０８、２０８は複数の量子井戸（ＭＱＷ）を含むように形成される。青色発光領域１０８は、担体がＭＱＷ内で放射的に結合した際に、青色の主ピーク波長を有する光を発すべく構成されたＭＱＷを含んでいる。ＭＱＷはＧａＮを主成分とする複数層間でエピタキシャル的に成長した窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）から形成され、個々の量子井戸の組成は自身から発光可能な所望の波長の光を生成すべく調整される。発光領域１０８内に複数のＭＱＷが記述されているが、代替的に単一の量子井戸（ＳＱＷ）層が用いられる。更なる複数の例において、発光領域１０８は量子ドット（ＱＤ）を含み、当該ＱＤは自身の内部で担体が放射的に結合した際に光を発すべく構成されている。図１Ａに関して記述する発光領域１０８から発せられた光の主ピーク波長は青色に設定されているが、更なる複数の例において、発光領域１０８は追加的又は代替的に異なる主ピーク波
長の光を発すべく構成されている。
緑色発光領域２０８は、担体がＭＱＷ内で放射的に結合した際に緑色の主ピーク波長を有する光を発すべく構成されたＭＱＷを含んでいる。ＭＱＷはＧａＮを主成分とする複数層間でエピタキシャル的に成長した窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）から形成され、個々の量子井戸の組成は自身から発光可能な所望の波長の光を生成すべく調整される。発光領域２０８内に複数のＭＱＷが記述されているが、代替的に単一の量子井戸（ＳＱＷ）層が用いられる。更なる複数の例において、発光領域２０８は量子ドット（ＱＤ）を含み、当該ＱＤは自身の内部で担体が放射的に結合した際に光を発すべく構成されている。図１Ｄに関して記述する発光領域２０８から発せられた光の主ピーク波長は緑色に設定されているが、更なる複数の例において、発光領域１０８は追加的又は代替的に異なる主ピーク波長の光を発すべく構成されている。
更に、当業者には、上述の仕方で二重発光ＬＥＤ構造を形成する結果、個々の発光構造を形成する処理、又はこれら個々の発光構造を合わせて得られた構造の処理に関わる処理ステップのいずれかで複数の層を当該構造に組み込むことにより、処理ステップを減らして効率的且つ高品質な材料が生成されることが理解されよう。しかし、当業者には、更なる複数の例において、追加的又は代替的なステップを用いて構造を形成し、ステップの順序は異なる又は追加的な利点を得るために選択されることが更に理解されよう。
図１Ａ～１Ｌを用いて二重発光ＬＥＤ構造を説明する。しかし、当業者には、更なる複数の例において、更なる発光領域が光の二つ以上の主ピーク波長を発する構造を形成すべく組み込まれていることが理解されよう。上述のように、ＲＧＢＬＥＤアレイは赤、緑及び青色ＬＥＤを用いて色アレイ／ディスプレイに発現される色発光を実行するため、ＲＧＢＬＥＤ画素を効果的に形成する共通の発光表面領域を通過する赤、緑及び青色光を発する多色発光構造が有利である。利点として、多色発光構造は、一例において、多色発光構造のアレイ内に実装されるため、多色ＲＧＢディスプレイを形成する。このような実装は、ＲＧＢ発光構造と制御電極アレイの協働により行うことができる。
図２Ａ～２Ｉ及び図３に、３色エミッタへの光抽出性能を向上させるための部分反射層を含む重ね合わされた発光構造の適用を示す。特に、図２Ａ～２Ｉ及び図３にＲＧＢＬＥＤ光発光構造を示す。
図２Ａに、上部に部分反射層５０４が成長した基板５０２を示す。基板５０２は成長シリコン基板である。部分反射層５０４は分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）である。一例においてＤＢＲはＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＣＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ２，９８０（２０１５）に記述されている方法を用いてｎ型半導体層の上に形成される。部分反射層５０４は、４００ｎｍ～６００ｎｍの全ての波長を反射すべく形成される。より長い波長の光、例えば波長が６０５ｎｍの光は部分反射層を透過する。
部分反射層５０４は、屈折率が異なる結晶性エピタキシャル層を交互に積層して形成される。層の屈折率及び厚さは、反射応答を部分反射層５０４への入射光の波長の関数として生成すべく選択される。更に、所望の反射応答を波長の関数として提供すべく、部分反射層５０４を形成する結晶性エピタキシャル層の多孔度を制御する。
一例において、屈折率が高い層と低い層を交互に積層して部分反射層５０４を形成することにより、屈折率が高い（ｎＨ）層と低い（ｎＬ）層の各々の厚さが、当該層の厚さと屈折率の積がλ０／４となるように選択されるため、λ０は次式に従いλ０の近傍＋／－λｅの間の高い反射応答の中心波長である。
Figure 2023512589000005
図６Ａに、このような部分反射層を形成する屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａの断面図、及び付随する反射応答１６００Ｂを波長の関数として示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である低屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図６Ｂに見られる法線入射角での反射応答を生成するエルパンＤＢＲを提供する。
図７Ａに、屈折率が高い層と低い層が交互に積層されて部分反射層を形成する代替的な構造１７００Ａ、及び付随する反射応答１７００Ｂを示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層された層１７００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である高屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図７Ｂに見られる法線入射角での反射応答を有するエルパンＤＢＲを提供する。
部分反射層５０４は二色発光構造に関する上述の原理に基づいて形成される。部分反射層５０４は上述のように形成されるが、部分反射層５０４の構造及び／又は層は代替的又は追加的に、求められる反射応答を生成する異なる多孔度と厚さを有する異なる層及び材料から形成されている。
利点として、部分反射層５０４は発光構造５００Ａを形成する連続的な処理の一部として形成されるため、より高品質の材料が得られ、処理負荷が軽減される。
部分反射層５０４はＤＢＲであるが、更なる複数の例において部分反射層５０４は、一部の波長の光の反射及び異なる波長の光の透過を実現する機能は維持しながら、追加的又は代替的に異なる方法を用いて形成される。
部分反射層５０４の最上部にｎ型領域５０６がある。ｎ型領域はｎドープガリウム窒化物（ｎ－ＧａＮ）である。ｎ型領域５０６の最上部に発光領域５０８がある。発光領域５０８は緑色発光領域５０８である。緑色発光領域５０８の最上部でｐ型領域５１０が成長する。ｐ型領域はｐドープガリウム窒化物（ｐ－ＧａＮ）である。発光構造５００Ａは典型的に緑色ＬＥＤ構造に基づいている。更なる複数の例において、代替的な緑色ＬＥＤ構造が追加的又は代替的な層と共に用いられる。
ｎ型領域５０６はｎドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｎ型領域５０６は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。ｐ型領域５１０はｐドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｐ型領域５１０は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。
シリコン成長基板５０２上でのエピタキシャルＧａＮを主成分とする材料の成長を示しているが、更なる複数の例において、シリコン成長基板５０２と、その後に成長した層、例えば部分反射層５０４、ｎ型領域５０６、発光領域５０８及びｐ型領域５１０等との間における格子不整合を補正すべく、追加的又は代替的な介在層が用いられる。一例において、成長基板５０２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）緩衝層を有するシリコンを含んでいる。
緑色発光構造５００Ａが形成されたならば、透明導電層５１２が緑色発光構造５００Ａに堆積される。透明導電層５１２はインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）層である。これを図２Ａで示す。
透明導電層５１２はＩＴＯ層であるが、更なる複数の例において、透明導電層５１２を形成すべく追加的又は代替的な材料が用いられる。
図２Ａの発光構造５００Ａが形成されたならば、発光構造５００Ａは結合層５１４を用いてハンドリング素子５１６に結合される。これを図２Ｂの発光構造５００Ｂに示す。ハンドリング素子５１６はシリコンハンドリングウェハ５１６である。シリコンハンドリングウェハ５１６は、光学的透明接着剤（ＯＣＡ）の結合層５１４を用いて、図２Ａの発光構造５００Ａの透明導電層５１２に結合されている。
ＯＣＡである結合層５１４は利点として優れた透明性及び絶縁特性を有している。図２Ｂの例では結合層５１４はＯＣＡであるが、更なる複数の例において結合層１１２は追加的又は代替的に、接着剤及び機械的手段を含む異なる手段を用いて形成される。
ハンドリングウェハ５１６が結合層５１４を用いて発光構造５００Ａに結合されたならば、発光構造５００Ａの基板５０２が除去される。これを図２Ｂに示しており、同図では図２Ａに示す発光構造５００Ａの処理済みバージョンである発光構造５００Ｂが存在する。図２Ａの発光構造５００Ａが処理されて、基板５０２の除去により図２Ｂの発光構造５００Ｂが形成される。成長シリコンウェハである基板５０２の除去は湿式エッチングを用いて実行される。一例において、湿式エッチングは、ＫＯＨ溶液、フッ化水素酸、硝酸及びＢＯＥを用いる。更なる複数の例において、追加的又は代替的な方法を用いて基板５０２を除去する。追加的又は代替的に、乾式エッチング技術を用いて、発光構造の基板５０２と残余部分の間に形成された緩衝層等の追加的な層を除去する。
緑光発光ＬＥＤ構造５００Ｂの形成に加え、図２Ｃに示すように、赤色発光構造６００が形成される。図２Ｃに、追加的な部分反射層を有する典型的な赤色発光ＬＥＤ構造６００を示す。上部にｎ型領域６０６を有する部分反射層６０４を上部に有する基板６０２を示す。ｎ型領域６０６の上に赤色発光領域６０８を示す。発光領域６０８の最上部にｐ型領域６１０を示す。図２Ｃの構造６００を赤色発光は、図２Ａの緑色発光構造５００Ａと同様の仕方で形成される。
図２Ｃに、部分反射層６０４が成長した基板６０２を示す。基板６０２は成長シリコン基板である。部分反射層６０４は分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）である。一例においてＤＢＲはＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＣＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，２，９８０（２０１５）に記述されている方法を用いてｎ型半導体層の上に形成される。部分反射層６０４は、４００ｎｍ～７８０ｎｍの全ての波長を反射するように形成される。
部分反射層６０４は、屈折率が異なる結晶性エピタキシャル層を交互に積層して形成される。これらの層の屈折率及び厚さは、反射応答を部分反射層６０４における入射光の波長の関数として生成すべく選択される。更に、所望の反射応答を波長の関数として生成すべく、部分反射層６０４を形成する結晶性エピタキシャル層の多孔度を制御する。
一例において、屈折率が高い層と低い層を交互に積層して部分反射層６０４を形成することにより、屈折率が高い（ｎＨ）層と低い（ｎＬ）層の各々の厚さが、当該層の厚さと屈折率の積がλ０／４となるように選択されるため、λ０は次式に従いλ０の近傍＋／－λｅの間の高い反射応答の中心波長である。
Figure 2023512589000006
図６Ａに、このような部分反射層を形成する屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａの断面図、及び付随する反射応答１６００Ｂを波長の関数として示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である低屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図６Ｂに見られる法線入射角での反射応答を生成するエルパンＤＢＲを提供する。
図７Ａに、屈折率が高い層と低い層が交互に積層されて部分反射層を形成する代替的な構造１７００Ａ、及び付随する反射応答１７００Ｂを示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層された層１７００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である高屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図７Ｂに見られる法線入射角での反射応答を有するエルパンＤＢＲを提供する。
部分反射層６０４は二色発光構造に関する上述の原理に基づいて形成される。部分反射層６０４は上述のように形成されるが、部分反射層６０４の構造及び／又は層は代替的又は追加的に、求められる反射応答を生成する異なる多孔性及び厚さを有する異なる層及び材料から形成されている。
利点として、部分反射層６０４は発光構造６００を形成する連続的な処理の一部として形成されるため、より高品質の材料が得られ、処理負荷が軽減される。
部分反射層６０４はＤＢＲであるが、更なる複数の例において部分反射層６０４は、一部の波長の光の反射及び異なる波長の光の透過を実現する機能を維持しながら、追加的又は代替的に異なる方法を用いて形成される。
部分反射層６０４の最上部にｎ型領域６０６がある。ｎ型領域はｎドープガリウム窒化物（ｎ－ＧａＮ）である。ｎ型領域６０６の最上部に発光領域６０８がある。発光領域６０８は赤色発光領域６０８である。緑色発光領域６０８の最上部でｐ型領域６１０が成長する。ｐ型領域はｐドープガリウム窒化物（ｐ－ＧａＮ）である。発光構造６００は典型的に赤色ＬＥＤ構造に基づいている。更なる複数の例において、代替的な赤色ＬＥＤ構造が追加的又は代替的な層と共に用いられる。
ｎ型領域６０６はｎドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｎ型領域６０６は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。ｐ型領域６１０はｐドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｐ型領域６１０は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。
シリコン基板６０２上でのエピタキシャルＧａＮを主成分とする材料の成長を示しているが、更なる複数の例において、シリコン成長基板６０２と、その後に成長した層、例えば部分反射層６０４、ｎ型領域６０６、発光領域６０８及びｐ型領域６１０等との間における格子不整合を補正すべく、追加的又は代替的な介在層が用いられる。一例において、成長基板６０２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）緩衝層を有するシリコンを含んでいる。
緑色発光構造５００Ｂ及び赤色発光構造６００が形成されたならば、互いに結合される
。図２Ｄに、有効な二色ＬＥＤ構造７００Ａを示しており、これにより緑色発光構造５００Ｂが赤色発光構造６００に結合されて、処理済み発光構造５００Ｂの部分反射層５０４が発光構造６００のｐ型領域６１０に堆積された透明導電層６１２に結合される。緑色発光構造５００Ｂは、ＯＣＡ接着剤である結合層７０２を用いて赤色発光構造６００に結合される。
結合層７０２はＯＣＡから形成される。更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料を用いて結合層７０２を形成する。
図２Ｄの有効な二色ＬＥＤ構造７００Ａが形成されたならば、図２Ｅで示す構造７００Ｂを形成すべく処理される。
図２Ｅに、図２Ｄの二色ＬＥＤ構造７００Ａの処理済み二色発光構造７００Ａを示しており、これによりハンドリングウェハ５１６及び結合層５１４が除去される。
有効な二色ＬＥＤ構造７００Ｂの形成に加え、青色発光構造８００が形成される。図２Ｆに、追加的な部分反射層を有する典型的な青色発光ＬＥＤ構造８００を示す。上部にｎ型領域８０６を有する部分反射層８０４を上部に有する基板８０２を示す。ｎ型領域８０６の上に青色発光領域８０８を示す。発光領域８０８の最上部にｐ型領域８１０を示す。図２Ｆの青色発光構造８００は、図２Ａ、２Ｃの赤及び緑色発光構造５００Ａ、６００と同様の仕方で形成される。
図２Ｆに、青色発光ＬＥＤ構造である発光構造８００を示す。エピタキシャル化合物半導体結晶性層の積層を示す。エピタキシャル化合物半導体結晶性層は、基板８０２上における層の連続的な成長により形成される。
図２Ｆに、上部に部分反射層８０４が成長した基板８０２を示す。基板８０２は成長シリコン基板である。部分反射層８０４は分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）である。一例においてＤＢＲはＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＡＣＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ２，９８０（２０１５）に記述されている方法を用いてｎ型半導体層の上に形成される。部分反射層８０４は、４００ｎｍ～５００ｎｍの全ての波長を反射すべく形成される。
部分反射層８０４は、屈折率が異なる結晶性エピタキシャル層を交互に積層して形成される。層の屈折率及び厚さは、反射応答を部分反射層８０４への入射光の波長の関数として生成すべく選択される。更に、所望の反射応答を波長の関数として生成すべく、部分反射層８０４を形成する結晶性エピタキシャル層の多孔度を制御する。
一例において、屈折率が高い層と低い層を交互に積層して部分反射層８０４を形成することにより、屈折率が高い（ｎＨ）層と低い（ｎＬ）層の各々の厚さが、当該層の厚さと屈折率の積がλ０／４となるように選択されるため、λ０は次式に従いλ０の近傍＋／－λｅの間の高い反射応答の中心波長である。
Figure 2023512589000007
図６Ａに、このような部分反射層を形成する屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａの例の断面図、及び付随する反射応答１６００Ｂを波長の関数として示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層した層１６００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他
の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である低屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図６Ｂに見られる法線入射角での反射応答を生成するエルパンＤＢＲを提供する。
図７Ａに、屈折率が高い層と低い層が交互に積層されて部分反射層を形成する代替的な構造１７００Ａ、及び付随する反射応答１７００Ｂを示す。屈折率が高い層と低い層を交互に積層された層１７００Ａは、厚さが構造１６００Ａ内の他の交互層の半分（λ０／４ではなくλ０／８）である高屈折率層を有する構造の最下部から出発して最上部で終端し、図７Ｂに見られる法線入射角での反射応答を有するエルパンＤＢＲを提供する。
部分反射層８０４は二色発光構造に関する上述の原理に基づいて形成される。部分反射層６０４は上述のように形成されるが、部分反射層６０４の構造及び／又は層は代替的又は追加的に、求められる反射応答を生成する異なる多孔性及び厚さを有する異なる層及び材料から形成されている。
利点として、部分反射層８０４は発光構造８００を形成する連続的な処理の一部として形成されるため、より高品質の材料が得られ、処理負荷が軽減される。
部分反射層８０４はＤＢＲであるが、更なる複数の例において部分反射層８０４は、一部の波長の光の反射及び異なる波長の光の透過を実現する機能を維持しながら、追加的又は代替的に異なる方法を用いて形成される。
部分反射層８０４の最上部にｎ型領域８０６がある。ｎ型領域はｎドープガリウム窒化物（ｎ－ＧａＮ）である。ｎ型領域８０６の最上部に発光領域８０８がある。発光領域８０８は青色発光領域８０８である。青色発光領域８０８の最上部でｐ型領域８１０が成長する。ｐ型領域はｐドープガリウム窒化物（ｐ－ＧａＮ）である。発光構造８００は典型的な青色ＬＥＤ構造に基づいている。更なる複数の例において、代替的な青色ＬＥＤ構造が追加的又は代替的な層と共に用いられる。
ｎ型領域８０６はｎドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｎ型領域８０６は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。ｐ型領域８１０はｐドープＧａＮであるが、更なる複数の例においてｐ型領域８１０は追加的又は代替的に異なる材料を含んでいる。
シリコン基板８０２上でのエピタキシャルＧａＮを主成分とする材料の成長を示しているが、更なる複数の例において、シリコン成長基板８０２と、その後に成長した層、例えば部分反射層８０４、ｎ型領域８０６、発光領域８０８及びｐ型領域８１０等との間における格子不整合を補正すべく、追加的又は代替的な介在層が用いられる。一例において、成長基板８０２は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）緩衝層を有するシリコンを含んでいる。
図２Ｆの発光構造８００が形成されたならば、発光構造８００は結合層８１２を用いてハンドリングウェハ８１４に結合される。これを図２Ｆに示す。ハンドリング素子８１４はシリコンハンドリングウェハ８１４である。ハンドリング素子８１４は、光学透明接着剤（ＯＣＡ）の結合層８１２を用いて、図２Ｆの発光構造８００のｐ型領域に結合されている。
ＯＣＡである結合層８１２は利点として優れた透明性及び絶縁特性を有している。図２Ｆの例では結合層８１２はＯＣＡであるが、更なる複数の例において結合層８１２は追加的又は代替的に、接着剤及び機械的手段を含む異なる手段を用いて形成される。
ハンドリングウェハ８１４が結合層８１２を用いて発光構造８００に結合されたならば、発光構造８００の基板８０２が除去される（図示せず）。成長シリコンウェハである基板８０２の除去は湿式エッチングを用いて実行される。一例において、湿式エッチングは、ＫＯＨ溶液、フッ化水素酸、硝酸及びＢＯＥを用いる。更なる複数の例において、追加的又は代替的な方法を用いて基板８０２を除去する。追加的又は代替的に、乾式エッチング技術を用いて、発光構造の基板８０２と残余部分の間に形成された緩衝層等の追加的な層を除去する。
図２Ｂ、２Ｃ及び２Ｆに示す発光構造５００Ｂ、６００、８００は各々、構造５００Ｂ、６００、８００の基板とｎ型領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層５０４、６０４、８０４を有する限り、従来のＬＥＤ構造とは異なる。
基板８０２が除去された青色発光構造８００と、赤及び緑色の二色発光構造７００Ｂが形成されたならば、それらは図２Ｇに示すように互いに結合されてＲＧＢ発光構造７００Ｃを形成する。
図２Ｇに、ＲＧＢ色ＬＥＤ構造７００Ｃを示しており、これにより赤及び緑色の二色発光構造７００Ｂを形成すべく処理された発光構造７００Ａが青色発光構造８００に結合されて、青色発光構造８００の部分反射層８０４が発光構造７００Ｂのｐ型領域５１０に堆積された透明導電層５１２に結合される。赤及び緑色の二色発光構造７００Ｂは、ＯＣＡ接着剤である結合層７０４を用いて青色発光構造８００に結合される。
結合層７０４はＯＣＡから形成される。更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料を用いて結合層７０４を形成する。
図２ＧのＲＧＢ色ＬＥＤ構造７００Ｃが形成されたならば、図２Ｈに示す構造７００Ｄを形成すべく処理される。
図２Ｈに、図２ＧのＲＧＢ色ＬＥＤ構造７００Ｃの処理済みＲＧＢ色発光構造７００Ｄを示しており、これによりハンドリングウェハ８１４及び結合層８１２が除去される。図２Ｈに示すように、ハンドリングウェハ８１４及び結合層８１２が除去されたならば、透明導電層７０６がＲＧＢ発光構造７００Ｄのｐ型領域８１０の上に形成される。
図２Ｈに、ｐ型領域８１０の最上部に透明導電層７０６を形成すべく処理された図２Ｇの二色発光構造７００Ｃを示す。透明導電層７０６はｐ型領域８１０に堆積されたＩＴＯである。更なる複数の例において、透明導電層７０６は追加的又は代替的な材料から形成されている。
部分反射層６０４、５０４、８０４の反射特性を図２Ｉに示す。部分反射層８０４の、光の波長の関数としての反射応答は、青色光が反射され、緑及び赤色光は通過させるものであり、４５０ｎｍ～５２０ｎｍの光の波長の範囲における反射ステップ変化により、８００Ａでのこの反射応答を示している。
部分反射層５０４の、光の波長の関数としての反射応答８００Ｂを図２Ｉに示す。従って青及び緑色波長が反射されるものとして示す。反射率のステップ変化は５２０ｎｍ以降まで実質的に生じないため、青及び緑色光は反射されるが赤色光は部分反射層５０４を通過できる。
部分反射層６０４の、光の波長の関数としての反射応答８００Ｃも図２Ｉに示す。従って、青、緑及び赤色波長が反射されるものとして示す。光の波長の関数としての反射のス
テップ変化は６２０ｎｍ以降まで実質的に生じない。
利点として、構造７００Ｅは、より長い波長の光が部分反射層５０４、８０４を通過する一方、青色発光領域８０８からの短い波長の光は部分反射層８０４を通過せず、従ってより長い波長の発光領域５０８、６０８における光ルミネセンスが生じないように構成されている。同様に、緑色光は部分反射層５０４を通過せず、従って波長がより短い緑光色による照射の結果として赤色発光領域６０８の光ルミネセンスが生じないため、緑色発光領域５０８から発せられた光は、波長がより長い赤色発光領域６０８を照射しない。
部分反射層６０４、５０４、８０４は、二色発光構造７００Ｅの最上部を通して抽出される光を最適化すべく赤、緑及び青色の主ピーク波長の反射及び透過を可能にすべく構成されているが、更なる複数の例において、異なる波長の光の生成を最適化すべく代替的又は追加的な発光領域６０８、５０８、８０８及び部分反射層６０４、５０４、８０４が用いられる。部分反射層に関して記述された特性を有するＲＧＢ発光構造７００ＥがＲＧＢＬＥＤを形成すべく処理される。
図２Ａ～２Ｉに関して記述する構造は、発光領域６０８、５０８、８０８への担体の注入により発光領域６０８、５０８、８０８の励起を可能にする電気接点を形成すべく、図１Ａ～１Ｌの二色ＬＥＤと同様の仕方で処理することができる。例えば、図２ＨのＲＧＢ色ＬＥＤ構造７００Ｄは次いで、ハンドリングウェハが発光ＲＧＢ色発光構造７００Ｄの透明導電層７０６に結合層を用いて結合されるように処理される。ハンドリングウェハは、ＯＣＡから形成された結合層を用いて透明導電層７０６に結合されたシリコンウェハである。更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料が結合層で用いられる。また更なる複数の例において、追加的又は代替的な材料がハンドリングウェハで用いられる。
図２ＨのＲＧＢ色ＬＥＤ構造７００Ｄが形成されたならば、成長基板６０２が除去される。成長シリコンウェハである基板６０２の除去は湿式エッチングを用いて実行される。一例において、湿式エッチングは、ＫＯＨ溶液、フッ化水素酸、硝酸及びＢＯＥを用いる。更なる複数の例において、追加的又は代替的な方法を用いて基板６０２を除去する。追加的又は代替的に、乾式エッチング技術を用いて、発光構造の基板６０２と残余部分の間に形成された緩衝層等の追加的な層を除去する。
基板６０２が除去されたならば、構造内に電気接点が形成される。電気接点の形成により、各々の発光領域６０８、５０８、８０８への担体注入が可能になる。これは、赤色発光領域６０８のｎ型領域６０６及びｐ型領域６１０との電気接点対を形成することにより、緑色発光領域５０８のｎ型領域５０６及びｐ型領域５１０との電気接点対を形成することにより、及び青色発光領域８０８のｎ型領域８０６及びｐ型領域８１０との電気接点対を形成することにより実現される。
これを図３に示しており、同図ではＲＧＢ色光発光構造９００は構造９００を貫通する選択的に形成されたビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２を有するように示している。ビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２はＲＧＢ色光発光構造９００を選択的にエッチングすることにより形成される。これは、二色発光構造９００に堆積されたレジスト層のパターン構成に基づくフォトリソグラフィ技術を用いて実現される。更なる複数の例において、代替的又は追加的な技術を用いてビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２を形成する。
ビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２は、発光領域６０８、５０８、８０８への担体注入を可能にする電気接点を形成すべく発光構造９００を貫通するように形成される。
ビア孔９０２は、ｎ型領域８０６との電気接点の形成を可能にすべく、部分反射領域６０４、ｎ型領域６０６、発光領域６０８、ｐ型領域６１０、透明導電層６１２、結合層、部分反射層５０４、ｎ型領域５０６、発光領域５０８、ｐ型領域５１０、透明導電領域５１２、結合層７０４及び部分反射層８０４を貫通すべく形成される。従って、ビア孔９０２はｎ型領域８０６への通路を提供する。
同様に、部分反射層６０４として示す部分反射領域を貫通してｎ型領域５０６に至るビア孔９０４、及びｎ型領域６０６に至るビア孔９０６を示す。ｎ型領域に至るビア孔９０２、９０４及び９０６は、各々の発光領域８０８、５０８、６０８に関連付けられたｎ型領域との接点を形成する通路を提供する。
ビア孔９１２は、透明導電層７０６との電気接点の形成を可能にすべく、部分反射層６０４、ｎ型領域６０６、発光領域６０８、ｐ型領域６１０、透明導電層６１２、結合層、部分反射層５０４、ｎ型領域５０６、発光領域５０８、ｐ型領域５１０、透明導電領域５１２、結合層７０４、部分反射層８０４、ｎ型領域８０６、発光領域８０８及びｐ型領域８１０を貫通すべく形成された状態で示されている。透明導電層７０６はｐ型領域８１０と電気的に接触しており、従ってｐ型領域の導電性が比較的低いことから、発光領域８０８の幅にわたり担体を分散させることが可能になる。更なる複数の例において、透明導電層７０６が当該機能の実行を求められておらず、代わりにビア孔９１２がｐ型領域８１０との電気的接続を直接提供すべく形成される。
ビア孔９１０は、透明導電層５１２との電気的接続の形成を可能にすべく、部分反射層６０４、ｎ型領域６０６、発光領域６０８、ｐ型領域６１０、透明導電層６１２、結合層７０２、部分反射層５０４、ｎ型領域５０６、発光領域５０８及びｐ型領域５１０を貫通すべく形成された状態で示されている。透明導電層５１２はｐ型領域５１０と電気的に接触しており、従ってｐ型領域の導電性が比較的低いことから、発光領域５０８の幅にわたり担体を分散させることが可能になる。更なる複数の例において、透明導電層５１２は当該機能の実行を求められておらず、代わりにビア孔９１０がｐ型領域５１０との電気的接続を直接提供すべく形成される。
ビア孔９０８は、透明導電層６１２との電気的接続の形成を可能にすべく、部分反射層６０４、ｎ型領域６０６、発光領域６０８及びｐ型領域６１０を貫通すべく形成された状態で示されている。透明導電層６１２はｐ型領域６１０と電気的に接触しており、従ってｐ型領域の導電性が比較的低いことから、発光領域６０８の幅にわたり担体を分散させることが可能になる。更なる複数の例において、透明導電層６１２は当該機能の実行を求められておらず、代わりにビア孔９０８がｐ型領域６１０との電気的接続を直接提供すべく形成される。
従って、ビア孔９０８、９１０、９１２は、発光領域６０８、５０８、８０８の各々に関連付けられたｐ型領域との電気的接続の形成を可能にする経路を提供する。
これにより、１対のビア孔９０２、９１２が青色発光領域８０８に電極対を形成する手段を提供する。別の対のビア孔９０４、９１０は緑色発光領域５０８に電極対を形成する手段を提供する。他方の対のビア孔９０６、９０８は赤色発光領域６０８に電極対を形成する手段を提供する。
赤、緑及び青色発光領域６０８、５０８、８０８の各領域との接点を形成すべく、各々のビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２の内壁上に絶縁体層が形成されてよい。
所望の領域との電気的接続が確立できるようにビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２が絶縁されたならば、導電材料が各々のビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２に形成される。導電材料は、絶縁されたビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２にメッキされた金属である。更なる複数の例において、導電材料は追加的又は代替的な材料であり、更なる複数の例において、他の技術を用いて導電材料を堆積することにより、ビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２が接触する領域との電気接点を形成する。
発光領域６０８、５０８、８０８に担体を注入すべく制御された電気的接続を可能にすべく、図３のＲＧＢ色光構造９００は更に処理される。
図３に、ビア孔９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２に形成された電極との接続を行うべく結合及び整列された追加的な貫通シリコンビア孔９０２を示す。
貫通シリコンビア孔９０２は結合層（図示せず）を介して構造９００の部分反射層６０４に結合されている。発光構造との電気接点が形成されたならば、ハンドリングウェハ及び結合層を構造９００から除去することができる。
ハンドリングウェハ及び結合層の除去により図３に示すようなＲＧＢ色ＬＥＤ構造９００が形成される。図３の発光構造は導電透明層７０６を透過する光を発すべく構成されている。
利点として、部分反射層６０４は実質的に赤色光を反射すべく構成されている。更に、部分反射層５０４は、実質的に緑色光を反射することにより緑色光が緑色発光領域５０８から赤色発光領域６０８へ通過するのを防止しながら、赤色光が実質的に自身を通過して透明導電層７０６を介して発光可能にすべく構成されている。利点として、当該構成以外ならば赤色発光領域６０８内で発光を励起したであろう緑色光がこれを行うことを防止する。
利点として、部分反射層８０４は、赤及び緑色光が実質的に自身を通過して透明導電層７０６を介して発光可能にする一方、実質的に赤及び緑色光を反射することにより、青色光が青色発光領域８０８から赤色発光領域６０８、又は緑色発光領域５０８へ通過するのを防止すべく構成されている。利点として、当該構成以外ならば赤及び緑色発光領域６０８、５０８内で発光を励起したであろう青色光がそうするのを防止する。
利点として、透明導電層７０６を介して当該構造の最上部を貫通する発光性能が向上する。
図２及び３に関して記述する発光構造は、有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）及び分子線エピタキシー等のエピタキシャル化合物半導体成長技術を用いて形成される。
上述のエピタキシャル結晶性化合物半導体層の成長はシリコンウェハ上での成長／堆積を用いて行われる。代替的又は追加的に、例えばサファイアウェハ又は自立窒化ガリウム（ＧａＮ）ウェハ等、他のウェハを用いる。
特定のエピタキシャル結晶性化合物半導体層を図２及び３に示しているが、当業者には更なる複数の例において代替的又は追加的な層が用いられることが理解されよう。更に、いくつかの例において、本明細書に記述する概念の本質を維持しながら、エピタキシャル結晶性化合物半導体層の一部が除去されている。
図２及び３に関して記述する発光構造は窒化物を主成分とする材料から形成されている。特に、エピタキシャル結晶性化合物半導体層は窒化ガリウム（ＧａＮ）を主成分とする材料である。図２及び３に関して記述する構造は窒化物を主成分とする半導体合成物材に関係しているが、当業者には、本明細書に記述する概念が他の半導体材料、例えば他のＩＩＩ～Ｖ族化合物半導体材料、又はＩＩ～ＶＩ族化合物半導体材料に適用できることが理解されよう。
発光領域６０８、５０８、８０８は複数の量子井戸（ＭＱＷ）を含むように形成されている。青色発光領域８０８は、担体がＭＱＷ内で放射的に結合した際に、青色の主ピーク波長を有する光を発すべく構成されたＭＱＷを含んでいる。ＭＱＷはＧａＮを主成分とする複数層間でエピタキシャル的に成長した窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）から形成され、個々の量子井戸の組成は自身から発光可能な所望の波長の光を生成すべく調整される。発光領域６０８、５０８、８０８内に複数のＭＱＷが記述されているが、代替的に単一の量子井戸（ＳＱＷ）層が用いられる。更なる複数の例において、発光領域６０８、５０８、８０８は量子ドット（ＱＤ）を含み、当該ＱＤは自身の内部で担体が放射的に結合した際に光を発すべく構成されている。発光領域８０８から発せられた光の主ピーク波長は青色に設定されているが、更なる複数の例において、発光領域８０８は追加的又は代替的に異なる主ピーク波長の光を発すべく構成されている。
緑色発光領域５０８は、担体がＭＱＷ内で放射的に結合した際に緑色の主ピーク波長を有する光を発すべく構成されたＭＱＷを含んでいる。ＭＱＷはＧａＮを主成分とする複数層間でエピタキシャル的に成長した窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）から形成され、個々の量子井戸の組成は自身から発光可能な所望の波長の光を生成すべく調整される。発光領域５０８内に複数のＭＱＷが記述されているが、代替的に単一の量子井戸（ＳＱＷ）層が用いられる。更なる複数の例において、発光領域５０８は量子ドット（ＱＤ）を含み、当該ＱＤは自身の内部で担体が放射的に結合した際に光を発すべく構成されている。上述の発光領域５０８から発せられた光の主ピーク波長は緑色に設定されているが、更なる複数の例において、発光領域５０８は追加的又は代替的に異なる主ピーク波長の光を発すべく構成されている。
赤色発光領域６０８は、担体がＭＱＷ内で放射的に結合した際に赤色の主ピーク波長を有する光を発すべく構成されたＭＱＷを含んでいる。ＭＱＷはＧａＮを主成分とする層の間でエピタキシャル的に成長した窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）から形成され、個々の量子井戸の組成は自身から発光可能な所望の波長の光を生成すべく調整される。発光領域６０８内に複数のＭＱＷが記述されているが、代替的に単一の量子井戸（ＳＱＷ）層が用いられる。更なる複数の例において、発光領域６０８は量子ドット（ＱＤ）を含み、当該ＱＤは自身の内部で担体が放射的に結合した際に光を発すべく構成されている。発光領域６０８から発せられた光の主ピーク波長は赤色に設定されているが、更なる複数の例において、発光領域６０８は追加的又は代替的に異なる主ピーク波長の光を発すべく構成されている。
図２及び３のＲＧＢ発光構造に関して記述する部分反射層６０４をＤＢＲとして示しているが、更なる複数の例において、追加的又は代替的に金属層等の反射層が用いられる。利点として、部分反射層６０４が最上部の発光ＬＥＤ構造の底部にあるため、反射層に衝突した光は発光のためＬＥＤの最上部へ反射される。
更なる複数の例において、追加的又は代替的な発光構造及び／又は付随する部分反射層が実装される。例えば、４個の異なる光の波長で４個の異なる色の光を発する多色構造で。
更に、当業者には、上述の仕方で多色発光ＬＥＤ構造を形成する結果、個々の発光構造を形成する処理、又はこれら個々の発光構造を合わせて得られた構造の処理に関わる処理ステップのいずれかで複数の層を当該構造に組み込むことにより、処理ステップを減らして効率的且つ高品質な材料が生成されることが理解されよう。しかし、当業者には、更なる複数の例において、追加的又は代替的なステップを用いて構造を形成し、異なる又は追加的な利点を得るためにステップの順序が選択されることが更に理解されよう。
図１Ａ～１Ｌに関して記述する構造は、最下部、従って後続のエピタキシャル層の成長のための出発点、を画定する元の成長基板に対して最上面から光を発すべく構成されているが、他の例において発光領域の順序は逆転する。これを例えば図４Ａに示す。図４Ａに、透明基材１００２の上に形成された二色発光構造１０００を示す。透明基材１００２の上に形成されたｎ型層１００４、ｎ型層１００４の上に形成された青色発光領域１００６、及び青色発光領域１００６の上に形成されたｐ型層１００８を示す。上述と同様の仕方で、透明基材１００２の上に形成された青色発光構造は、緑色発光構造の部分反射層１０１４と青色発光構造の透明導電層１０１０を互いに結合する結合層１０１２を用いて緑色発光構造に結合される。緑色発光構造は、ＤＢＲ１０１４の上に形成されたｎ型層１０１６を有している。ｎ型層１０１６の上に緑色発光領域１０１８が形成されている。緑色発光領域の上にｐ型領域１０２０が形成されている。
二色発光構造は、緑色発光構造のｐ型領域１０２０の上に形成された透明導電層１０２２及び透明導電層１０２２の上に形成された反射金属層１０２４を有している。利点として、最上部の金属層１０２４は、透明基材１００２を介して、緑色光を反射して構造の最下部から出射させるべく機能するため、当該構造は１個の部分反射層しか含んでいない。利点として、部分反射層１０１４は反射特性１１００を有しているため、青色光は当該層で反射され、緑色光は当該層を透過する。適当な電気接点が形成されたならば、当該構造からの発光性能が向上する。
図４Ｂに、二色ＬＥＤ１２００を形成すべく処理された図４Ａの構造１０００を示す。二色ＬＥＤ１２００には、上述と同様の仕方で当該構造を貫通する電気的接続部１２０２、１２０４、１２０６、２１０８が形成されている。従って、電極対は発光領域１０１８、１００６への担体注入を可能にする（緑色発光領域１０１８の場合は電極対１２０４、１２０６、及び青色発光領域１００６の場合は電極対１２０２、１２０８）。ＲＧＢＬＥＤの場合も、ここでの記述と同様である。
図２及び３に関して記述する構造は、最下部、従って後続のエピタキシャル層の成長のための出発点を画定する元の成長基板に対して最上面から光を発すべく考慮しているが、他の例において発光領域の順序は逆転する。これを例えば図５Ａに示す。図５Ａに、透明基材１３０２の上に形成されたＲＧＢ発光構造１３００を示す。上述と同様の仕方で、透明基材１３０２の上に形成された青色発光構造は、緑色発光構造の部分反射層１３１４と青色発光構造の透明導電層１３１０を互いに結合する結合層１３１２を用いて緑色発光構造に結合される。赤色発光構造は、赤色発光構造の部分反射層１３２６と緑色発光構造の透明導電層１３２２を互いに結合する結合層１３２４を用いて緑色発光構造に結合される。赤色発光構造は、上部にｐ型層１３３２が形成された赤色発光領域１３３０が上部に形成されたｎ型層１３２８が上部に形成されたＤＢＲ１３２６を含んでいる。
ＲＧＢ色光発光構造は、赤色発光構造のｐ型領域１３３２の上に形成された透明導電層（図示せず）、及び透明導電層の上に形成された反射金属層１３３４を有している。利点として、最上部の金属層１３３４は、透明基材１３０２を介して、赤色光を反射して構造の最下部から出射させるべく機能するため、当該構造は２個の部分反射層しか含んでいな
い。利点として、部分反射層１３２６は反射特性１４００Ａを有しているため、青及び緑色光（各々約４５０ｎｍ～５２０ｎｍ）は反射され、赤色（約６２０ｎｍ）は当該層を透過する。利点として、部分反射層１３１４は、青色光を反射し、緑及び赤色光は透過させる特性１４００Ｂを有している。従って、適当な電気接点が形成されたならば、当該構造からの発光性能が向上する。
図５Ｂに、二色ＬＥＤ１５００を形成すべく処理された図５Ａの構造１３００を示す。二色ＬＥＤ１５００には、上述と同様の仕方で当該構造を貫通する電気的接続部が形成されている。従って、電極対は発光領域１３０６、１３１８、１３３０への担体注入を可能にする。

Claims (27)

  1. 発光構造を形成する方法であって、
    第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第１の発光領域を形成するステップと、
    前記第１の主ピーク波長とは異なる第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第２の発光領域を形成するステップと、
    前記第１の発光領域と前記第２の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層を形成するステップとを含み、前記部分反射層が、前記第１の発光領域により発せられた前記第１の主ピーク波長を有する光を反射し、前記第２の発光領域により発せられた前記第２の主ピーク波長を有する光が前記部分反射層を通過できるようにすべく構成されていて、前記部分反射層が、交互に積層された多孔度が異なる結晶性エピタキシャル層を含む分散ブラッグ反射器を含んでいる方法。
  2. 前記第２の主ピーク波長が前記第１の主ピーク波長よりも長い、請求項１に記載の方法。
  3. 前記発光構造を形成するステップが主発光表面領域を形成するステップを含み、前記第１の主ピーク波長及び前記第２の主ピーク波長を有する光が前記発光構造から前記主発光表面領域を介して発せられる、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記方法が、前記第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第１の発光領域を含む第１の発光素子を、前記第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第２の発光領域を含む第２の発光素子に結合するステップを含み、好適には前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子が、各々が発光領域とｎ型領域とｐ型領域を含む発光ダイオード素子であり、好適には前記第１の発光領域及び前記第２の発光領域が少なくとも１個のエピタキシャル量子井戸を含み、好適には前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子の少なくとも一方が前記部分反射層を含んでいる、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記発光構造が、前記第１及び第２の主ピーク波長とは異なる第３の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第３の発光領域を含み、好適には前記方法が、前記第３の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第３の発光領域を含む第３の発光素子を、前記第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第１の発光領域を含む前記第１の発光素子及び／又は前記第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第２の発光領域を含む前記第２の発光素子に結合するステップを含み、好適には前記第３の発光素子が発光領域とｎ型領域とｐ型領域を含む発光ダイオード素子であり、好適には前記第３の発光領域が、好適には前記第２の発光領域と前記第３の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された第２の部分反射層を含む少なくとも１個のエピタキシャル量子井戸を含み、前記部分反射層が、前記第１の発光領域により発せられた前記第１の主ピーク波長を有する光及び前記第２の発光領域により発せられた前記第２の主ピーク波長を有する光を反射し、前記第３の発光領域により発せられた前記第３の主ピーク波長を有する光が通過できるようにすべく構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 結合が、前記第２の発光素子に対する前記第１の発光素子の配置を容易にすべくハンドリング素子を用いるステップを含み、好適には前記ハンドリング素子を前記第１の発光素子に結合するステップを含んでいる、請求項４又は５に記載の方法。
  7. 前記第１の発光素子及び／又は前記第２の発光素子が基板を含み、好適には、請求項４
    に依存する場合、好適には湿式エッチングを用いて前記第１の発光素子及び／又は前記第２の発光素子の前記基板を除去することにより、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子を結合する表面を形成するステップを含み、好適には前記第１の発光素子と前記第２の発光素子を結合する前に前記第１の発光素子の前記基板を除去するステップを含んでいる、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記第１の発光素子と前記第２の発光素子が結合された後で前記ハンドリング素子を除去するステップを含んでいる、請求項６又は７に記載の方法。
  9. 前記第１の発光素子の上に透明導電層を配置するステップを含み、好適には更なるハンドリング素子を前記透明導電層に結合することにより前記発光構造内における電極の形成を容易にするステップを含んでいる、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
  10. １個以上の電極を形成するステップを含み、好適にはビア孔をエッチングすることにより１個以上の電極の少なくとも１個を形成するステップを含み、より好適には前記ビア孔の内壁の少なくとも一部に絶縁表面を形成するステップを含み、また更に好適には導体の少なくとも一部を前記ビア孔内に形成することにより接点の形成を可能にするステップを含んでいる、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 請求項５に依存する場合、前記ハンドリング素子が前記発光構造の反対側で基板に結合される、請求項６～１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記部分反射層を第２の基板上に形成された第２の発光素子に結合するステップを含み、好適には前記部分反射層を前記第２の発光素子の透明導電層に結合するステップを含んでいる、請求項４～のいずれか１項に記載の方法。
  13. 前記発光構造がガリウム窒化物を主成分とする構造を含んでいる、請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記発光構造が有機金属化学蒸着により少なくとも部分的に成長する、及び／又は前記第１の発光領域及び／又は前記第２の発光領域が１個以上のエピタキシャル量子井戸層を含み、及び／又は前記発光構造が１個以上の結晶エピタキシャル化合物半導体層を含んでいる、請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記交互に積層された多孔度が異なる結晶性エピタキシャル層が、多孔度が異なるエピタキシャルガリウム窒化物層を含んでいる、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記交互に積層された結晶性エピタキシャル層が、前記第１及び第２の発光領域の少なくとも一方に対する連続的な成長処理の一部として形成される、請求項１６に記載の方法。
  17. 第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第１の発光領域と、
    前記第１の主ピーク波長とは異なる第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第２の発光領域と、
    前記第１の発光領域と前記第２の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された部分反射層とを含み、前記部分反射層が、前記第１の発光領域により発せられた前記第１の主ピーク波長を有する光を反射し（これにより前記第１の発光領域による前記第２の発光領域の照射を減らすため）、前記第２の発光領域により発せられた前記第２の主ピーク波長を有する光が前記部分反射層を通過できるようにすべく構成され、前記部分反射層が、交互
    に積層された多孔度が異なる結晶性エピタキシャル層を含む分散ブラッグ反射器を含んでいる発光構造。
  18. 前記第２の主ピーク波長が前記主ピーク波長よりも長い、請求項１７に記載の発光構造。
  19. 前記発光構造が主発光表面領域を含み、前記第１の主ピーク波長及び前記第２の主ピーク波長を有する光が前記主発光表面領域により前記発光構造から発せられる、請求項１７又は１８に記載の発光構造。
  20. 前記発光構造が、前記第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第２の発光領域を含む第２の発光素子に結合された、前記第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第１の発光領域を含む第１の発光素子を含み、好適には前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子が、各々が発光領域とｎ型領域とｐ型領域を含む発光ダイオード素子であり、好適には前記第１の発光領域及び前記第２の発光領域が少なくとも１個のエピタキシャル量子井戸を含み、好適には前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子の少なくとも一方が前記部分反射層を含んでいる、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の発光構造。
  21. 前記発光構造が、前記第１及び第２の主ピーク波長とは異なる第３の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された第３の発光領域を含み、好適には前記第３の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第３の発光領域を含む第３の発光素子が、前記第１の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第１の発光領域を含む前記第１の発光素子及び／又は前記第２の主ピーク波長を有する光を発すべく構成された前記第２の発光領域を含む前記第２の発光素子に結合されていて、好適には前記第３の発光素子が発光領域とｎ型領域とｐ型領域を含む発光ダイオード素子であり、好適には前記第３の発光領域が少なくとも１個のエピタキシャル量子井戸を含んでいる、請求項１７～２０のいずれか１項に記載の発光構造。
  22. 前記第２の発光領域と前記第３の発光領域の間に少なくとも部分的に配置された第２の部分反射層を含み、前記部分反射層が、前記第１の発光領域により発せられた前記第１の主ピーク波長を有する光及び前記第２の発光領域により発せられた前記第２の主ピーク波長を有する光を反射し、前記第３の発光領域により発せられた前記第３の主ピーク波長を有する光が通過できるようにすべく構成されている、請求項２１に記載の発光構造。
  23. 前記第１の発光素子及び／又は前記第２の発光素子が基板を含み、及び／又は前記第１の発光素子が透明導電層を含んでいる、請求項１７～２２のいずれか１項に記載の発光構造。
  24. １個以上の電極を含み、好適には前記１個以上の電極がビア孔を含み、より好適には前記ビア孔が、前記ビア孔の内壁の少なくとも一部の上に絶縁表面を含み、更により好適には前記ビア孔が導体の少なくとも一部を前記ビア孔内に含んでいることにより接点の形成を可能にする、請求項１７～２３のいずれか１項に記載の発光構造。
  25. 前記部分反射層を、第２の基板上に形成された第２の発光素子に結合するステップを含んでいる、請求項１７～２４のいずれか１項に記載の発光構造。
  26. 前記発光構造が、ガリウム窒化物を主成分とする構造を含んでいる、及び／又は前記第１の発光領域及び／又は前記第２の発光領域が１個以上のエピタキシャル量子井戸層を含み、及び／又は前記発光構造が１個以上の結晶エピタキシャル化合物半導体層を含んでい
    る、請求項１７～２５のいずれか１項に記載の発光構造。
  27. 前記交互に積層された多孔度が異なる結晶性エピタキシャル層が、多孔度が異なるエピタキシャルガリウム窒化物層を含んでいる、請求項１７～２６のいずれか１項に記載の発光構造。
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