JP7423860B2 - 発光が調整可能な発光ダイオードデバイス - Google Patents

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Description

本開示の実施形態は、一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスのアレイ及びその製造方法に関する。より具体的には、実施形態は、長波長光及び短波長光を放出する発光ダイオードデバイスを対象とする。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電流が流れると可視光を放射する半導体光源である。ＬＥＤは、Ｐ型半導体とＮ型半導体とを組み合わせたものである。ＬＥＤには、一般に、ＩＩＩ族化合物半導体が使用される。ＩＩＩ族化合物半導体は、他の半導体を用いたデバイスに比べて、高温で安定した動作が得られる。ＩＩＩ族化合物は、典型的には、サファイア又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）から形成された基板上に形成される。
光の投影は、多くの小さなＬＥＤが互いに密にパックされたモジュールを必要とする。いくつかのアプリケーションでは、異なる色のＬＥＤを同じモジュール内に密接に配置すること、又は１つのＬＥＤに異なる色を放出させることが望ましい。この能力により、例えば、ブレーキインジケータ（赤色）及びターンインジケータ（琥珀色）の機能性を１つのコンパクトなモジュールに統合することができ、自動車内で占める空間を少なくすることができる。将来的には、歩行者又は他の車両とコミュニケーションをとるために、車両が異なる色の光を車道又は歩道に投影することが望まれる可能性がある。
標準的なＡｌＩｎＧａＰ赤色及び琥珀色発光体に基づくＬＥＤのコンパクトな集積は、各色に対して異なるウェハが使用しなければならず、温度変化に対するＬＥＤ効率の応答が色ごとに大きく異なるので、困難である。加えて、標準的なＩｎＧａＮ ＬＥＤを使用し、駆動電流を変化させると、赤色光（低電流密度）よりはるかに高い輝度の琥珀色光（高電流密度）となる。多くのアプリケーションは、琥珀色光と同様の輝度の赤色光を必要とする。例えば、自動車のブレーキシグナル及びターンシグナルは両方とも、日光の下で見えるように十分に明るくなければならない。従って、異なる色の光を発することができ、かつ、同様の輝度レベルを有するＬＥＤが必要である。
本開示の実施形態は、ＬＥＤデバイス及びＬＥＤデバイスの製造方法を対象としている。第１の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは、半導体層を備えるメサであって、半導体層がｎ型層、活性層、及びｐ型層を含む、メサと、ギャップによって分離された第１のアノード領域及び第２のアノード領域を含むアノードコンタクトであって、第１のアノード領域がメサの上面上にあり、第２のアノード領域が第１のアノード領域に隣接する、アノードコンタクトと、第１のアノード領域と第２のアノード領域とを接続するスイッチと、アノードコンタクトに隣接し、ｎ型層と電気的に連通するカソードコンタクトとを備える。
第２の実施形態では、第１のアノード領域が第１の面積を有し、第２のアノード領域が第２の面積を有し、第２の面積が第１の面積より大きくなるように、第１の実施形態が修正される。第３の実施形態では、ギャップが約１ミクロンより大きい幅を有するように第１の実施形態が修正される。
第４の実施形態では、ギャップ内に第１の誘電体層が存在するという特徴を第３の実施形態が更に含む。第５の実施形態では、アノードコンタクトの上面上の第２の誘電体層と、第１の誘電体層の上面上のミラー層とがあるという特徴を第４の実施形態が更に含む。第６の実施形態では、第１の誘電体層及び第２の誘電体層が、独立して、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含むように第５の実施形態が修正される。第７の実施形態では、ミラー層が、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、金属窒化物、及びそれらの合金のうちの１つ又は複数を含むという特徴を第５の実施形態が更に含む。
第８の実施形態では、第１のアノード領域及び第２のアノード領域が、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含むように第１の実施形態が修正される。第９の実施形態では、アノードコンタクト上のアノード端子と、カソードコンタクト上のカソード端子と、スイッチ上のスイッチ端子という特徴を第１の実施形態が更に含む。
本開示の別の態様は、第１の実施形態のＬＥＤデバイスを動作させる方法に関する。第１０の実施形態では、方法は、スイッチを開くステップと、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、アノードコンタクトを通して第１のアノード領域に電流を流すステップとを含む。第１１の実施形態では、方法は、スイッチを閉じるステップと、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、アノードコンタクトを通して第１のアノード領域及び第２のアノード領域に電流を流すステップとを含む。
本開示の別の態様は、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスに関する。第１２の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは、トレンチによって分離された第１のメサ及び第２のメサを含むメサアレイであって、第１のメサ及び第２のメサが半導体層を含み、半導体層がｎ型層、活性層、及びｐ型層を含み、トレンチが、少なくとも１つの側壁を有し、ｎ型層まで延在し、第１のメサが第１の幅を有し、第２のメサが第２の幅を有し、第１の幅が第２の幅より大きい、メサアレイを備える。第１のアノードコンタクトは、第１のメサの上面上にある。第２のアノードコンタクトは、第２のメサの上面上にあり、カソードコンタクトは、第１のメサに隣接し、第２のメサに隣接する。第１３の実施形態では、第１のアノードコンタクト及び第２のアノードコンタクトが、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含むように第１２の実施形態が修正される。第１４の実施形態では、第１のアノードコンタクト上の第１のアノード端子と、第２のアノードコンタクト上の第２のアノード端子と、カソードコンタクト上のカソード端子という特徴を第１２の実施形態が更に含む。第１５の実施形態では、トレンチの少なくとも１つの側壁上の誘電体層という特徴を第１２の実施形態が更に含む。第１６の実施形態では、誘電体層が、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含むように第１５の実施形態が修正される。
本開示の別の態様は、第１２の実施形態のＬＥＤデバイスを動作させる方法に関する。第１７の実施形態では、方法は、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、第１のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む。第１８の実施形態では、方法は、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、第２のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む。
本開示のさらなる態様は、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスに関する。第１９の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは、第１のトレンチによって分離された複数の第１のメサを含む第１のメサアレイであって、第１のトレンチが誘電体層で充填されている、第１のメサアレイと、第２のトレンチによって分離された複数の第２のメサを含む第２のメサアレイであって、第２のトレンチが誘電体層で充填される、第２のメサアレイと、第１のメサアレイの上面上の第１のアノードコンタクトと、第２のメサアレイの上面上の第２のアノードコンタクトと、第１のメサアレイ及び第２のメサアレイに隣接するカソードコンタクトとを備える。複数の第１のメサ及び複数の第２のメサは、半導体層を含む。半導体層は、ｎ型層と、活性層と、ｐ型層とを含み、第１のトレンチ及び第２のトレンチは、ｎ型層まで延在する。第２０の実施形態では、第１のアノードコンタクト及び第２のアノードコンタクトが、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含むように第１９の実施形態が修正される。第２１の実施形態では、第１のアノードコンタクト上の第１のアノード端子と、第２のアノードコンタクト上の第２のアノード端子と、カソードコンタクト上のカソード端子という特徴を更に含む。第２２の実施形態では、誘電体層が、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含むように第１９の実施形態が修正される。
本開示の別の態様は、第１９の実施形態のＬＥＤデバイスを動作させる方法に関する。第２３の実施形態では、方法は、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、第１のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む。第２４の実施形態では、方法は、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、第２のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む。
本開示の上記の特徴が詳細に理解され得るように、上記で簡潔に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって行われ得、そのうちのいくつかが添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、従って、本開示は他の等しく有効な実施形態を認め得るので、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。本明細書で説明される実施形態は、同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面の図において、限定ではなく例として示される。
１つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの上面図を示す。 図１ＡのＬＥＤデバイスの断面図を示す。 １つ又は複数の実施形態による方法のプロセスフロー図を示す。 １つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの断面図を示す。 図３ＡのＬＥＤデバイスの上面図を示す。 １つ又は複数の実施形態による方法のプロセスフロー図を示す。 １つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの断面図を示す。 １つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの断面図を示す。 図５Ａ及び図５ＢのＬＥＤデバイスの上面図を示す。 １つ又は複数の実施形態による方法のプロセスフロー図を示す。
本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示が、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することが可能である。
１つ又は複数の実施形態に従って本明細書で使用される「基板（substrate）」という用語は、プロセスが作用する表面又は表面の一部を有する中間又は最終の構造を指す。加えて、いくつかの実施形態における基板への言及はまた、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、基板の一部のみを指す。更に、いくつかの実施形態による基板上に堆積させることへの言及は、裸の基板上に、又は１つ若しくは複数の層、膜、フィーチャ、若しくは材料が堆積若しくは形成された基板上に堆積させることを含む。
１つ又は複数の実施形態では、「基板」は、任意の基板又は製造プロセス中に膜処理が行われる基板上に形成された材料表面を意味する。例示的な実施形態では、処理が実行される基板表面には、用途に応じて、シリコン、酸化ケイ素、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、歪みシリコン、アモルファスシリコン、ドープシリコン、炭素ドープ酸化ケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイアなどの材料、並びに金属、金属窒化物、ＩＩＩ族窒化物（例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、及び他の合金）、金属合金、及び他の導電性材料などの任意の他の適切な材料が含まれる。基板には、限定されないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスが含まれる。いくつかの実施形態における基板は、基板表面を、研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール、ＵＶ硬化、電子ビーム硬化及び／又は焼成（bake）するための前処理プロセスにさらされる。基板自体の表面上での直接的な膜処理に加えて、いくつかの実施形態では、開示される膜処理ステップのいずれかは、基板上に形成された下層上でも行われ、「基板表面（substrate surface）」という用語は、文脈が示すように、そのような下層を含むことが意図される。従って、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面上に堆積されている場合、新たに堆積された膜／層の露出面が基板表面になる。
「ウェハ（wafer）」及び「基板」という用語は、本開示では同義で使用される。従って、本明細書で使用される場合、ウェハは、本明細書に説明されるＬＥＤデバイスの形成のための基板としての役割を果たす。
本明細書で説明される実施形態は、ＬＥＤデバイス及びＬＥＤデバイスの形成方法を説明する。特に、本開示は、単一のウェハから複数の色又は波長を有利に放出するＬＥＤデバイス及びＬＥＤデバイスの製造方法を説明する。ＬＥＤデバイスでは、異なる駆動電流密度に対して同様の輝度レベルの光を放出することができる。本開示の１つ又は複数の実施形態は、マイクロＬＥＤディスプレイの製造にすることができる。
１つ又は複数の実施形態では、ＩｎＧａＮ量子井戸を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのＬＥＤウェハが提供され、これは、十分に低い電流密度に対して６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出し、より大きい電流密度に対して５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤを駆動するためにパルス電流源が使用される。１つ又は複数の実施形態では、電流に加えて、電流源のデューティサイクルが制御される。１つ又は複数の実施形態では、デューティサイクルを減少させながら電流を増加させることによって、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光と同様の時間平均放射輝度の、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光が得られる。１つ又は複数の実施形態では、個々のパルスからの強度変調が見えないようにパルス周波数が十分高く設定される。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤを駆動するためにパルス電圧源が使用される。１つ又は複数の実施形態では、電圧に加えて、電圧源のデューティサイクルが制御される。１つ又は複数の実施形態では、デューティサイクルを減少させながら電圧を増加させることによって、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光と同様の時間平均放射輝度の、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光が得られる。１つ又は複数の実施形態では、個々のパルスからの強度変調が見えないようにパルス周波数が十分高く設定される。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤは、重心波長が６１０ｎｍより大きい発光モードでＬＥＤが動作されるときにアノードの接触面積（anode contact area）を増加させる一体型スイッチを含む。１つ又は複数の実施形態では、この接触面積の増加は、ＬＥＤが固定ｄｃ電流で動作されるときに、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光から６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光に色をシフトさせるように設計される。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤウェハは、各アレイ内に異なるサイズで等しい数のピクセルを有する２つのピクセルアレイに分割される。２つの別個のアノードコンタクトが設けられている（各アレイに対して１つ）。ピクセルサイズがより大きいアレイは、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出し、ピクセルサイズがより小さいアレイは、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。１つ又は複数の実施形態では、２つのアレイを同じ電流源又は異なる電流源で駆動することができる。いくつかの実施形態では、２つのアレイを固定ＤＣ電流源で駆動することができる。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤウェハは、各アレイ内に等しいサイズで異なる数のピクセルを有する２つのピクセルアレイに分割される。２つの別個のアノードコンタクトが設けられている（各アレイに対して１つ）。１つ又は複数の実施形態では、より多くのピクセルを有するアレイは、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出する。１つ又は複数の実施形態では、より少ないピクセルを有するアレイは、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。２つのアレイを同じ電流源又は異なる電流源で駆動することができる。より多くのピクセルを有するアレイは、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出し、より少ないピクセルを有するアレイは、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。１つ又は複数の実施形態では、２つのアレイを同じ電流源又は異なる電流源で駆動することができる。いくつかの実施形態では、２つのアレイを固定ＤＣ電流源で駆動することができる。
図１Ａは、１つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの上面図を示す。図１Ｂは、図１ＡのＬＥＤデバイスの線Ａ－Ａ’に沿った断面図を示す。図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、１つ又は複数の実施形態では、基板１０２上に半導体層１２２を成長させる。１つ又は複数の実施形態による半導体層１２２は、エピタキシャル層、ＩＩＩ族窒化物層、又はエピタキシャルＩＩＩ族窒化物層を含む。１つ又は複数の実施形態では、半導体層は、少なくとも１ミクロンの厚さを有するエピタキシャル半導体層である。
基板１０２は、当業者に知られている任意の基板であってもよい。１つ又は複数の実施形態では、基板１０２は、サファイア、炭化ケイ素、ケイ素（Ｓｉ）、石英、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、スピネルなどのうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態では、基板１０２は、Ｅｐｉ層の成長前にパターン化されない。従って、いくつかの実施形態では、基板１０２は、パターン化されず、平坦又は実質的に平坦であると考えることができる。他の実施形態では、基板は、パターン化され、例えばパターン化サファイア基板（ＰＳＳ）である。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層１２２は、ＩＩＩ族窒化物材料を含み、特定の実施形態では、エピタキシャルＩＩＩ族窒化物材料を含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＩ族窒化物材料は、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びインジウム（Ｉｎ）のうちの１つ又は複数を含む。従って、いくつかの実施形態では、半導体層１２２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化インジウムアルミニウム（ＩｎＡｌＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などのうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の特定の実施形態では、半導体層１２２は、ｐ型層１１０と、活性領域１２０と、ｎ型層１０４とを含む。特定の実施形態では、ＬＥＤのｎ型層１０４及びｐ型層１１０は、ｎドープ及びｐドープＧａＮを含む。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤを形成するＩＩＩ族窒化物材料の層は、スパッタ堆積（sputter deposition）、原子層堆積（atomic layer deposition：ＡＬＤ）、化学気相堆積（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）、物理気相堆積（physical vapor deposition：ＰＶＤ）、プラズマ強化原子層堆積（plasma enhanced atomic layer deposition：ＰＥＡＬＤ）、及びプラズマ強化化学気相堆積（plasma enhanced chemical vapor deposition：ＰＥＣＶＤ）のうちの１つ又は複数によって堆積される。他の実施形態では、基板は、半導体層１２２を成長させるために、ＬＥＤデバイス層のエピタキシのための有機金属気相エピタキシ（metalorganic vapor-phase epitaxy：ＭＯＶＰＥ）反応器内に配置される。
本明細書で使用される「スパッタ堆積」は、スパッタリングによる薄膜堆積の物理気相堆積（ＰＶＤ）法を指す。スパッタ堆積では、材料、例えば、ＩＩＩ族窒化物が、ソースであるターゲットから基板上に噴出される。この技法は、ソース材料であるターゲットのイオン衝撃（ion bombardment）に基づいている。イオン衝撃は、純粋に物理的なプロセス、すなわちターゲット材料のスパッタリングによって蒸気をもたらす。
本明細書のいくつかの実施形態に従って使用される場合、「原子層堆積」（ＡＬＤ）又は「周期的堆積（cyclical deposition）」は、基板表面上に薄膜を堆積させるために使用される気相技法を指す。ＡＬＤのプロセスは、基板表面上に材料の層を堆積させるために、基板の表面又は基板の一部が、交互の前駆体、すなわち２つ以上の反応性化合物に曝露されることを含む。基板が交互の前駆体に曝露されるとき、前駆体は、順次又は同時に導入される。前駆体は、処理チャンバの反応ゾーンに導入され、基板又は基板の一部は、前駆体に別々に曝露される。
いくつかの実施形態に従って本明細書で使用される場合、「化学気相堆積」は、基板表面上の化学物質の分解によって気相から材料の膜が堆積されるプロセスを指す。ＣＶＤにおいて、基板表面は、前駆体及び／又は共試薬に同時に又は実質的に同時に曝露される。本明細書で使用される場合、「実質的に同時に」とは、並行流、又は前駆体の曝露の大部分に重複がある場合のいずれかを指す。
いくつかの実施形態に従って本明細書で使用される場合、「プラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）」は、基板上に薄膜を堆積させるための技法を指す。熱ＡＬＤプロセスに対するＰＥＡＬＤプロセスのいくつかの例では、材料は、同じ化学前駆体から形成され得るが、より高い堆積速度及びより低い温度で形成され得る。ＰＥＡＬＤプロセスでは、一般に、反応ガス及び反応プラズマが、チャンバ内に基板を有するプロセスチャンバに順次導入される。第１の反応ガスは、プロセスチャンバにおいてパルス化され、基板表面上に吸着される。その後、反応プラズマが、プロセスチャンバにパルス化され、第１の反応ガスと反応して、堆積材料、例えば基板上の薄膜を形成する。熱ＡＬＤプロセスと同様に、反応物のそれぞれの供給の間にパージステップが行われ得る。
１つ又は複数の実施形態に従って本明細書で使用される場合、「プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）」は、基板上に薄膜を堆積させるための技法を指す。ＰＥＣＶＤプロセスでは、キャリアガスに混入された気相ＩＩＩ族窒化物材料又は液相ＩＩＩ族窒化物材料の蒸気などの気相又は液相のソース材料がＰＥＣＶＤチャンバに導入される。プラズマ開始ガスもチャンバに導入される。チャンバ内でのプラズマの発生は、励起されたラジカルを発生させる。励起されたラジカルは、チャンバ内に配置された基板の表面に化学的に結合され、その上に所望の膜を形成する。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層１２２は、非ドープＩＩＩ族窒化物材料及びドープＩＩＩ族窒化物材料のスタックを含む。ＩＩＩ族窒化物材料は、ｐ型のＩＩＩ族窒化物材料が必要とされるかｎ型のＩＩＩ族窒化物材料が必要とされるかに応じて、シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、マンガン（Ｍｎ）、又はマグネシウム（Ｍｇ）のうちの１つ又は複数がドープされ得る。特定の実施形態では、半導体層１２２は、ｎ型層１０４と、活性層１２０と、ｐ型層１１０とを含む。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層１２２は、約１μｍ～約１０μｍの範囲の合計厚さを有し、これには、約１μｍ～約９μｍ、１μｍ～約８μｍ、１μｍ～約７μｍ、１μｍ～約６μｍ、１μｍ～約５μｍ、１μｍ～約４μｍ、１μｍ～約３μｍ、２μｍ～約１０μｍが含まれ、２μｍ～約１０μｍには、約２μｍ～約９μｍ、２μｍ～約８μｍ、２μｍ～約７μｍ、２μｍ～約６μｍ、２μｍ～約５μｍ、２μｍ～約４μｍ、２μｍ～約３μｍ、３μｍ～約１０μｍ、３μｍ～約９μｍ、３μｍ～約８μｍ、３μｍ～約７μｍ、３μｍ～約６μｍ、３μｍ～約５μｍ、３μｍ～約４μｍ、４μｍ～約１０μｍ、４μｍ～約９μｍ、４μｍ～約８μｍ、４μｍ～約７μｍ、４μｍ～約６μｍ、４μｍ～約５μｍ、５μｍ～約１０μｍ、５μｍ～約９μｍ、５μｍ～約８μｍ、５μｍ～約７μｍ、５μｍ～約６μｍ、６μｍ～約１０μｍ、６μｍ～約９μｍ、６μｍ～約８μｍ、６μｍ～約７μｍ、７μｍ～約１０μｍ、７μｍ～約９μｍ、又は７μｍ～約８μｍの範囲が含まれる。
１つ又は複数の実施形態では、ｎ型層１０４とｐ型層１１０との間に活性領域１２０が形成される。活性領域１２０は、当業者に知られている任意の適切な材料を含み得る。１つ又は複数の実施形態では、活性領域１２０は、ＩＩＩ族窒化物材料多重量子井戸（ＭＱＷ）と、ＩＩＩ族窒化物電子ブロック層とから構成される。
１つ又は複数の実施形態では、エピタキシにおける量子井戸設計は、電流によるピークシフトを意図的に増加させるように変更される。いくつかの実施形態では、量子井戸の物理的な幅が広くされる。従って、１つ又は複数の実施形態では、量子井戸の幅は、約２ｎｍ～約７ｎｍの範囲にある。
いくつかの実施形態では、半導体層１２２及び基板１０２は、メサ１３０を形成するためにエッチングされる。図１Ｂに示す実施形態では、メサ１３０は、上面１３０ｔ及び少なくとも１つの側壁１３０ｓを有する。
１つ又は複数の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス１００は、アノードコンタクト１１３及びカソードコンタクト１０８を含む。１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト１１３は、第１のアノード領域１１２及び第２のアノード領域１１８という２つの領域に分割される。第１のアノード領域１１２及び第２のアノード領域１１８は、等しくないサイズである。典型的には、第１のアノード領域及び第２のアノード領域は、ギャップ１１５によって互いに分離される。従って、１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト１１３は、ギャップ１１５によって分離された第１のアノード領域１１２及び第２のアノード領域１１８を有する。第１のアノード領域１１２は、メサ１３０の上面１３０ｔ上にある。第２のアノード領域１１８は、第１のアノード領域１１２に隣接している。
１つ又は複数の実施形態では、第１のアノード領域１１２及び第２のアノード領域１１８は、スイッチ１１６を使用して互いに短絡される。１つ又は複数の実施形態では、スイッチ１１６は電子スイッチである。スイッチ１１６は、第１のアノード領域と第２のアノード領域１１８とを接続する。
第１のアノード領域１１２と第２のアノード領域１１８の両方の面積の合計に対する第１のアノード領域１１２の面積比は、所与の入力電流に対して、電流が第１のアノード領域１１２のみに注入されたときに５９０ｎｍ未満の重心波長を有する発光（light emission）が得られるように選択される。１つ又は複数の実施形態では、第１のアノード領域１１２及び第２のアノード領域１１８の両方に電流が注入されると、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する発光が得られる。言い換えれば、電流を変化させるのではなく、アノード面積を切り替えることによって電流密度を変える。理論に束縛されることを意図するものではないが、この手法により、輝度を大きく変化させることなく電流密度（及び色）を変えることができると考えられる。
１つ又は複数の実施形態では、第１のアノード領域１１２と第２のアノード領域１１８との間のギャップ１１５は、スイッチ１１６が開いているときに電流が第１のアノード領域１１２のみを通って流れるように、誘電体層１０６で充填される。１つ又は複数の実施形態では、ギャップ１１５は、スイッチ１１６が開いた状態で第１のアノード領域１１２及び第２のアノード領域１１８からｐ型層１１０を通って広がる横方向の電流が無視できるように、５ミクロンより大きい幅を有する。任意選択で、成長基板１０２の側面から光を放出するＬＥＤの場合、第１のアノード領域１１２と第２のアノード領域１１８との間のギャップ１１５を通って光が逃げるのを防ぐために、アノードコンタクト１１３の上に別個のミラー層１１４を配置することができる。追加の誘電体層１０６は、ミラー１１４のアノードコンタクト１１３への短絡を防止することができる。
１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト１１３は、反射性材料又は透明導電体を含む。１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト１１３は、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態では、第１のアノード領域及び第２のアノード領域は、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む。
本明細書で使用される場合、「誘電体（dielectric）」という用語は、印加された電界によって分極することができる電気絶縁体材料を指す。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層１０６は、限定はしないが、酸化物、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化物、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層１０６は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層１０６は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む。いくつかの実施形態では、誘電体層１０６の組成は、理想的な分子式に対して非化学量論的である。例えば、いくつかの実施形態では、誘電体層は、限定はしないが、酸化物（例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム）、窒化物（例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ））、オキシカーバイド（oxycarbides）（例えば、シリコンオキシカーバイド（silicon oxycarbide：ＳｉＯＣ））、及びオキシニトロカーバイド（oxynitrocarbides）（例えば、酸炭窒化シリコン（silicon oxycarbonitride：ＳｉＮＣＯ））を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層１０６は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む。
１つ又は複数の実施形態では、誘電体層１０６は、スパッタ堆積、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、プラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、及びプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つ又は複数によって堆積される。
１つ又は複数の実施形態では、カソードコンタクト１０８は、アノードコンタクト１１３に隣接し、ｎ型層１０４と電気的に連通している。
１つ又は複数の実施形態では、カソードコンタクト１０８は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、及びそれらの合金又は多層からなる群から選択される金属を含む。
図１Ａを参照すると、ＬＥＤの通常のカソードコンタクト端子１０８ｔ及びアノードコンタクト１１３の端子１１３ｔに加えて、スイッチ１１６の動作のための電気端子１１６ｔが必要とされる。
図２Ａは、１つ又は複数の実施形態による方法１５０のプロセスフロー図を示す。１つ又は複数の実施形態では、図１Ａ及び図１ＢのＬＥＤを動作させる方法１５０は、動作１５２において、ＬＥＤが処理のために提供されることを必要とする。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「提供される（provided）」という用語は、ＬＥＤが動作のために利用可能にされることを意味する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤは既に製造されている。他の実施形態では、ＬＥＤは、本明細書で説明される１つ又は複数の実施形態に従って製造される。動作１５４において、スイッチ１１６が開かれ、動作１５６において、アノードコンタクト１１３を通って第１のアノードコンタクト領域１１２に電流が流されて、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。
図２Ｂは、１つ又は複数の実施形態による方法１６０のプロセスフロー図を示す。１つ又は複数の実施形態では、図１Ａ及び図１ＢのＬＥＤを動作させる方法１６０は、動作１６２において、ＬＥＤが処理のために提供されることを必要とする。動作１６４において、スイッチ１１６が閉じられ、動作１６６において、アノードコンタクト１１３を通って第１のアノードコンタクト領域１１２に電流が流されて、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出する。
図３Ａは、１つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの断面図を示す。図３Ｂは、図３ＡのＬＥＤデバイスの上面図を示す。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、１つ又は複数の実施形態では、基板２０２上に半導体層２２２を成長させる。１つ又は複数の実施形態による半導体層２２２は、エピタキシャル層、ＩＩＩ族窒化物層、又はエピタキシャルＩＩＩ族窒化物層を含む。１つ又は複数の実施形態では、半導体層は、少なくとも１ミクロンの厚さを有するエピタキシャル半導体層である。
基板２０２は、当業者に知られている任意の基板であってもよい。１つ又は複数の実施形態では、基板２０２は、サファイア、炭化ケイ素、ケイ素（Ｓｉ）、石英、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、スピネルなどのうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態では、基板２０２は、Ｅｐｉ層の成長前にパターン化されない。従って、いくつかの実施形態では、基板２０２は、パターン化されず、平坦又は実質的に平坦であると考えることができる。他の実施形態では、基板２０２は、パターン化され、例えばパターン化サファイア基板（ＰＳＳ）である。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層２２２は、ＩＩＩ族窒化物材料を含み、特定の実施形態では、エピタキシャルＩＩＩ族窒化物材料を含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＩ族窒化物材料は、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びインジウム（Ｉｎ）のうちの１つ又は複数を含む。従って、いくつかの実施形態では、半導体層２２２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化インジウムアルミニウム（ＩｎＡｌＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などのうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の特定の実施形態では、半導体層２２２は、ｐ型層２１０と、活性領域２２０と、ｎ型層２０４とを含む。特定の実施形態では、ＬＥＤのｎ型層２０４及びｐ型層２１０は、ｎドープ及びｐドープＧａＮを含む。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤを形成するＩＩＩ族窒化物材料の層は、スパッタ堆積、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、プラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、及びプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つ又は複数によって堆積される。他の実施形態では、基板は、半導体層２２２を成長させるために、ＬＥＤデバイス層のエピタキシのための有機金属気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）反応器内に配置される。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層２２２は、非ドープＩＩＩ族窒化物材料及びドープＩＩＩ族窒化物材料のスタックを含む。ＩＩＩ族窒化物材料は、ｐ型のＩＩＩ族窒化物材料が必要とされるかｎ型のＩＩＩ族窒化物材料が必要とされるかに応じて、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、炭素（Ｃ）、又はマグネシウム（Ｍｇ）のうちの１つ又は複数がドープされ得る。特定の実施形態では、半導体層２２２は、ｎ型層２０４と、活性層２２０と、ｐ型層２１０とを含む。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層２２２は、約１μｍ～約１０μｍの範囲の合計厚さを有し、これには、約１μｍ～約９μｍ、１μｍ～約８μｍ、１μｍ～約７μｍ、１μｍ～約６μｍ、１μｍ～約５μｍ、１μｍ～約４μｍ、１μｍ～約３μｍ、２μｍ～約１０μｍが含まれ、２μｍ～約１０μｍには、約２μｍ～約９μｍ、２μｍ～約８μｍ、２μｍ～約７μｍ、２μｍ～約６μｍ、２μｍ～約５μｍ、２μｍ～約４μｍ、２μｍ～約３μｍ、３μｍ～約１０μｍ、３μｍ～約９μｍ、３μｍ～約８μｍ、３μｍ～約７μｍ、３μｍ～約６μｍ、３μｍ～約５μｍ、３μｍ～約４μｍ、４μｍ～約１０μｍ、４μｍ～約９μｍ、４μｍ～約８μｍ、４μｍ～約７μｍ、４μｍ～約６μｍ、４μｍ～約５μｍ、５μｍ～約１０μｍ、５μｍ～約９μｍ、５μｍ～約８μｍ、５μｍ～約７μｍ、５μｍ～約６μｍ、６μｍ～約１０μｍ、６μｍ～約９μｍ、６μｍ～約８μｍ、６μｍ～約７μｍ、７μｍ～約１０μｍ、７μｍ～約９μｍ、又は７μｍ～約８μｍの範囲が含まれる。
１つ又は複数の実施形態では、ｎ型層２０４とｐ型層２１０との間に活性領域２２０が形成される。活性領域２２０は、当業者に知られている任意の適切な材料を含み得る。１つ又は複数の実施形態では、活性領域２２０は、ＩＩＩ族窒化物材料多重量子井戸（ＭＱＷ）と、ＩＩＩ族窒化物電子ブロック層とから構成される。
いくつかの実施形態では、半導体層２２２及び基板２０２は、メサ２３０ａ、２３０ｂのアレイを形成するためにエッチングされる。図３Ｂに示す実施形態では、メサ２３０ａ、２３０ｂは、上面２３０ｔ及び少なくとも１つの側壁２３０ｓを有する。メサアレイは、トレンチ２２６によって分離された第１のメサ２３０ａ及び第２のメサ２３０ｂを含む。第１のメサ２３０ａ及び第２のメサ２３０ｂは、半導体層２２２を含む。１つ又は複数の実施形態では、トレンチ２２６は、少なくとも１つの側壁２２６ｓを有する。トレンチ２２６は、ｎ型層２０４まで延在している。１つ又は複数の実施形態では、第１のメサ２３０ａは、第１の幅ｗ１を有し、第２のメサ２３０ｂは、第２の幅ｗ２を有する。１つ又は複数の実施形態では、第１の幅ｗ１は、第２の幅ｗ２より大きい。
１つ又は複数の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス２００は、アノードコンタクト２１３及びカソードコンタクト２０８を含む。１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト２１３は、第１のアノード領域２１８及び第２のアノード領域２１２という２つの領域に分割される。第１のアノード領域２１８及び第２のアノード領域２１２は、等しくないサイズである。第１のアノード領域２１８は、第１のメサ２３０ａの上面２３０ｔ上にある。第２のアノード領域２１２は、第２のメサ２３０ｂの上面２３０ｔ上にある。
１つ又は複数の実施形態では、メサ２３０ｂのサイズは、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するアレイにおいて、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するアレイの場合より小さい。１つ又は複数の実施形態では、各アレイは、それ自体のアノード領域２１８、２１８を有し、それは、別個の電流ドライバに、又はＬＥＤの外部の回路を使用して２つのアノード間で切り替えられる１つの電流ドライバに接続され得る。従って、同じ駆動電流の場合、より小さいメサ２３０ｂを有するアレイは、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出し、より大きいメサ２３０ａを有するアレイは、同様の輝度レベルの、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出する。１つ又は複数の実施形態では、メサの大きい面積に対する小さい面積の必要な比は、同じタイプのエピタキシャルウェハから構築された標準的なアノードコンタクトを有するＬＥＤのスペクトル対電流密度測定によって見出すことができる。
１つ又は複数の実施形態では、誘電体層２０６は、トレンチ２２６の少なくとも１つの側壁２２６ｓ上にある。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層２０６は、限定はしないが、酸化物、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化物、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層２０６は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層２０６は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む。いくつかの実施形態では、誘電体層２０６の組成は、理想的な分子式に対して非化学量論的である。例えば、いくつかの実施形態では、誘電体層は、限定はしないが、酸化物（例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム）、窒化物（例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ））、オキシカーバイド（例えば、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ））、及びオキシニトロカーバイド（例えば、酸炭窒化シリコン（ＳｉＮＣＯ））を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層２０６は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む。
１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト２１３は、反射性材料又は透明導電体を含む。１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクト２１３は、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態では、第１のアノード領域２１８及び第２のアノード領域２１２は、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む。
１つ又は複数の実施形態では、カソードコンタクト２０８は、アノードコンタクト２１３に隣接し、ｎ型層２０４と電気的に連通している。
１つ又は複数の実施形態では、カソードコンタクト２０８は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、及びそれらの合金又は多層からなる群から選択される金属を含む。
図３Ｂを参照すると、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するアレイのための電気端子２３２と、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するアレイのための電気端子２２８とが必要である。加えて、カソードコンタクト端子２３０が存在する。
図４Ａは、１つ又は複数の実施形態による方法２５０のプロセスフロー図を示す。１つ又は複数の実施形態では、図４ＡのＬＥＤを動作させる方法２５０は、動作２５２において、ＬＥＤが処理のために提供される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「提供される」という用語は、ＬＥＤが動作のために利用可能にされることを意味する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤは既に製造されている。他の実施形態では、ＬＥＤは、本明細書で説明される１つ又は複数の実施形態に従って製造される。動作２５４において、アノードコンタクト２１３を通って第１のアノードコンタクト領域２１８に電流が流されて、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。
図４Ｂは、１つ又は複数の実施形態による方法２６０のプロセスフロー図を示す。１つ又は複数の実施形態では、図４ＢのＬＥＤを動作させる方法２６０は、動作２６２において、ＬＥＤが処理のために提供されることを必要とする。動作２６４において、アノードコンタクト１２１３を通って第１のアノードコンタクト領域２１８及び第２のアノードコンタクト領域２１２に電流が流されて、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出する。
図５Ａは、１つ又は複数の実施形態によるＬＥＤデバイスの上面図を示す。図５Ｂは、図５ＡのＬＥＤデバイスの線Ｂ１－Ｂ’１及びＢ２－Ｂ’２から見た断面図を示す。図５Ｃは、図５AのＬＥＤデバイスの線Ｃ１－Ｃ’１及びＣ２－Ｃ’２から見た断面図を示す。図５Ａ～図５Ｃを参照すると、１つ又は複数の実施形態では、基板３０２上に半導体層３２２を成長させる。１つ又は複数の実施形態による半導体層３２２は、エピタキシャル層、ＩＩＩ族窒化物層、又はエピタキシャルＩＩＩ族窒化物層を含む。１つ又は複数の実施形態では、半導体層は、少なくとも１ミクロンの厚さを有するエピタキシャル半導体層である。
基板３０２は、当業者に知られている任意の基板であってもよい。１つ又は複数の実施形態では、基板３０２は、サファイア、炭化ケイ素、ケイ素（Ｓｉ）、石英、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、スピネルなどのうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態では、基板３０２は、Ｅｐｉ層の成長前にパターン化されない。従って、いくつかの実施形態では、基板３０２は、パターン化されず、平坦又は実質的に平坦であると考えることができる。他の実施形態では、基板３０２は、パターン化され、例えばパターン化サファイア基板（ＰＳＳ）である。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層３２２は、ＩＩＩ族窒化物材料を含み、特定の実施形態では、エピタキシャルＩＩＩ族窒化物材料を含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＩ族窒化物材料は、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びインジウム（Ｉｎ）のうちの１つ又は複数を含む。従って、いくつかの実施形態では、半導体層３２２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化インジウムアルミニウム（ＩｎＡｌＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などのうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の特定の実施形態では、半導体層３２２は、ｐ型層３１０と、活性領域３２０と、ｎ型層３０４とを含む。特定の実施形態では、ＬＥＤのｎ型層３０４及びｐ型層３１０は、ｎドープ及びｐドープＧａＮを含む。
１つ又は複数の実施形態では、ＬＥＤを形成するＩＩＩ族窒化物材料の層は、スパッタ堆積、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、プラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、及びプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つ又は複数によって堆積される。他の実施形態では、基板は、半導体層３２２を成長させるために、ＬＥＤデバイス層のエピタキシのための有機金属気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）反応器内に配置される。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層３２２は、非ドープＩＩＩ族窒化物材料及びドープＩＩＩ族窒化物材料のスタックを含む。ＩＩＩ族窒化物材料は、ｐ型のＩＩＩ族窒化物材料が必要とされるかｎ型のＩＩＩ族窒化物材料が必要とされるかに応じて、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、炭素（Ｃ）、又はマグネシウム（Ｍｇ）のうちの１つ又は複数がドープされ得る。特定の実施形態では、半導体層３２２は、ｎ型層３０４と、活性層３２０と、ｐ型層３１０とを含む。
１つ又は複数の実施形態では、半導体層３２２は、約１μｍ～約１０μｍの範囲の合計厚さを有し、これには、約１μｍ～約９μｍ、１μｍ～約８μｍ、１μｍ～約７μｍ、１μｍ～約６μｍ、１μｍ～約５μｍ、１μｍ～約４μｍ、１μｍ～約３μｍ、２μｍ～約１０μｍが含まれ、２μｍ～約１０μｍには、約２μｍ～約９μｍ、２μｍ～約８μｍ、２μｍ～約７μｍ、２μｍ～約６μｍ、２μｍ～約５μｍ、２μｍ～約４μｍ、２μｍ～約３μｍ、３μｍ～約１０μｍ、３μｍ～約９μｍ、３μｍ～約８μｍ、３μｍ～約７μｍ、３μｍ～約６μｍ、３μｍ～約５μｍ、３μｍ～約４μｍ、４μｍ～約１０μｍ、４μｍ～約９μｍ、４μｍ～約８μｍ、４μｍ～約７μｍ、４μｍ～約６μｍ、４μｍ～約５μｍ、５μｍ～約１０μｍ、５μｍ～約９μｍ、５μｍ～約８μｍ、５μｍ～約７μｍ、５μｍ～約６μｍ、６μｍ～約１０μｍ、６μｍ～約９μｍ、６μｍ～約８μｍ、６μｍ～約７μｍ、７μｍ～約１０μｍ、７μｍ～約９μｍ、又は７μｍ～約８μｍの範囲が含まれる。
１つ又は複数の実施形態では、ｎ型層３０４とｐ型層３１０との間に活性領域３２０が形成される。活性領域３２０は、当業者に知られている任意の適切な材料を含み得る。１つ又は複数の実施形態では、活性領域３２０は、ＩＩＩ族窒化物材料多重量子井戸（ＭＱＷ）と、ＩＩＩ族窒化物電子ブロック層とから構成される。
いくつかの実施形態では、半導体層３２２及び基板３０２は、メサ３３６、３３２のアレイ３２４、３３４を形成するためにエッチングされる。１つ又は複数の実施形態では、各アレイ３２４、３３４内のメサ３３６、３３２の数は変化する。１つ又は複数の実施形態では、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するアレイ３２４は、より少ないメサ３２２を有する、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するアレイ３３４より多くのメサ３３６を有する。各アレイ３３４、３２４内のメサ３２２、３３６の数の必要な比は、同じタイプのエピタキシャルウェハから構築された標準的なアノードコンタクトを有するＬＥＤのスペクトル対電流密度測定によって見出すことができる。
図５Ｂに示す実施形態では、メサ３３６は、上面３３６ｔ及び少なくとも１つの側壁３３６ｓを有する。メサアレイ３２４は、トレンチ３２６によって分離された複数のメサ３３６を含む。複数のメサ３３６は、半導体層３２２を含む。１つ又は複数の実施形態では、トレンチ３２６は、少なくとも１つの側壁３２６ｓを有する。トレンチ３２６は、ｎ型層３０４まで延在している。
図５Ｃに示す実施形態では、メサ３２２は、上面３２２ｔ及び少なくとも１つの側壁３２２ｓを有する。メサアレイ３３４は、トレンチ３４０によって分離された複数のメサ３２２を含む。複数のメサ３２２は、半導体層３２２を含む。１つ又は複数の実施形態では、トレンチ３４０は、少なくとも１つの側壁３４０ｓを有する。トレンチ３４０は、ｎ型層３０４まで延在している。
１つ又は複数の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス３００は、第１のアノード領域３１８及び第２のアノード領域３１２という２つの領域に分割されたアノードコンタクトを含む。第１のアノード領域３１８は、複数のメサ３３６の上面３３６ｔ上にある。第２のアノード領域３２１２は、複数のメサ３２２の上面３２２ｔ上にある。
図５Ｂを参照すると、１つ又は複数の実施形態では、誘電体層３０６がトレンチ３２６を充填する。図５Ｃを参照すると、１つ又は複数の実施形態では、誘電体層３０６がトレンチ３４０を充填する。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層３０６は、限定はしないが、酸化物、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化物、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層３０６は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層３０６は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む。いくつかの実施形態では、誘電体層３０６の組成は、理想的な分子式に対して非化学量論的である。例えば、いくつかの実施形態では、誘電体層は、限定はしないが、酸化物（例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム）、窒化物（例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ））、オキシカーバイド（例えば、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ））、及びオキシニトロカーバイド（例えば、酸炭窒化シリコン（ＳｉＮＣＯ））を含む。１つ又は複数の実施形態では、誘電体層３０６は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む。
１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクトは、反射性材料又は透明導電体を含む。１つ又は複数の実施形態では、アノードコンタクトは、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数を含む。１つ又は複数の実施形態では、第１のアノード領域３１８及び第２のアノード領域３１２は、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む。
図５Ａを参照すると、１つ又は複数の実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス３００は、カソードコンタクト３０８を含む。１つ又は複数の実施形態では、カソードコンタクト３０８は、メサアレイ３３４及びメサアレイ３２４に隣接し、ｎ型層３０４と電気的に連通している。
１つ又は複数の実施形態では、カソードコンタクト３０８は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、及びそれらの合金又は多層からなる群から選択される金属を含む。
図５Ａを参照すると、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するアレイのための電気端子３３２と、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するアレイのための電気端子３２８とが必要である。加えて、カソードコンタクト端子３３０が存在する。
図６Ａは、１つ又は複数の実施形態による方法３５０のプロセスフロー図を示す。１つ又は複数の実施形態では、図６ＡのＬＥＤを動作させる方法３５０は、動作３５２において、ＬＥＤが処理のために提供される。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「提供される」という用語は、ＬＥＤが動作のために利用可能にされることを意味する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤは既に製造されている。他の実施形態では、ＬＥＤは、本明細書で説明される１つ又は複数の実施形態に従って製造される。動作３５４において、アノードコンタクト３１２を通して、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出する。
図６Ｂは、１つ又は複数の実施形態による方法３６０のプロセスフロー図を示す。１つ又は複数の実施形態では、図６ＢのＬＥＤを動作させる方法３６０は、動作３６２において、ＬＥＤが処理のために提供されることを必要とする。動作３６４において、アノードコンタクト３１８を通って電流が流されて、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出する。
実施形態
様々な実施形態を以下に列挙する。以下に列挙される実施形態は、本発明の範囲に従って、全ての態様及び他の実施形態と組み合わされ得ることが理解されよう。
実施形態（ａ）．発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスであって、半導体層を備えるメサであって、半導体層がｎ型層、活性層、及びｐ型層を含む、メサと、ギャップによって分離された第１のアノード領域及び第２のアノード領域を含むアノードコンタクトであって、第１のアノード領域がメサの上面上にあり、第２のアノード領域が第１のアノード領域に隣接する、アノードコンタクトと、第１のアノード領域と第２のアノード領域とを接続するスイッチと、アノードコンタクトに隣接し、ｎ型層と電気的に連通するカソードコンタクトとを備えるＬＥＤデバイス。
実施形態（ｂ）．第１のアノード領域は第１の面積を有し、第２のアノード領域は第２の面積を有し、第２の面積は第１の面積より大きい、実施形態（ａ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｃ）．ギャップは、約１ミクロンより大きい幅を有する、実施形態（ａ）～（ｂ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｄ）．ギャップ内に第１の誘電体層を更に備える、実施形態（ａ）～（ｃ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｅ）．アノードコンタクトの上面上の第２の誘電体層と、第１の誘電体層の上面上のミラー層とを更に備える、実施形態（ａ）～（ｄ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｆ）．第１の誘電体層及び第２の誘電体層は、独立して、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む、実施形態（ａ）～（ｅ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｇ）．ミラー層は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、金属窒化物、及びそれらの合金のうちの１つ又は複数を含む、実施形態（ａ）～（ｆ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｈ）．第１のアノード領域及び第２のアノード領域は、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む、実施形態（ａ）～（ｇ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｉ）．アノードコンタクト上のアノード端子と、カソードコンタクト上のカソード端子と、スイッチ上のスイッチ端子とを更に備える、実施形態（ａ）～（ｈ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｊ）．実施形態（ａ）～（ｉ）のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、スイッチを開くステップと、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、アノードコンタクトを通して第１のアノード領域に電流を流すステップとを含む方法。
実施形態（ｋ）．実施形態（ａ）から（ｉ）のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、スイッチを閉じるステップと、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、アノードコンタクトを通して第１のアノード領域及び第２のアノード領域に電流を流すステップとを含む方法。
実施形態（ｌ）．発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスであって、トレンチによって分離された第１のメサ及び第２のメサを含むメサアレイであって、第１のメサ及び第２のメサが半導体層を含み、半導体層がｎ型層、活性層、及びｐ型層を含み、トレンチが、少なくとも１つの側壁を有し、ｎ型層まで延在し、第１のメサが第１の幅を有し、第２のメサが第２の幅を有し、第１の幅が第２の幅より大きい、メサアレイと、第１のメサの上面上の第１のアノードコンタクトと、第２のメサの上面上の第２のアノードコンタクトと、第１のメサに隣接し、第２のメサに隣接するカソードコンタクトとを備えるＬＥＤデバイス。
実施形態（ｍ）．第１のアノードコンタクト及び第２のアノードコンタクトは、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む、実施形態（ｌ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｎ）．第１のアノードコンタクト上の第１のアノード端子と、第２のアノードコンタクト上の第２のアノード端子と、カソードコンタクト上のカソード端子とを更に備える、実施形態（ｌ）～（ｍ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｏ）．トレンチの少なくとも１つの側壁上の誘電体層を更に備える、実施形態（ｌ）～（ｎ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｐ）．誘電体層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む、実施形態（ｌ）～（ｏ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｑ）．実施形態（ｌ）～（ｐ）のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、第１のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む方法。
実施形態（ｒ）．実施形態（ｌ）～（ｐ）のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、第２のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む方法。
実施形態（ｓ）．発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスであって、第１のトレンチによって分離された複数の第１のメサを含む第１のメサアレイであって、第１のトレンチが誘電体層で充填されている、第１のメサアレイと、第２のトレンチによって分離された複数の第２のメサを含む第２のメサアレイであって、第２のトレンチが誘電体層で充填される、第２のメサアレイと、第１のメサアレイの上面上の第１のアノードコンタクトと、第２のメサアレイの上面上の第２のアノードコンタクトと、第１のメサアレイ及び第２のメサアレイに隣接するカソードコンタクトとを備え、複数の第１のメサ及び複数の第２のメサが半導体層を含み、半導体層がｎ型層、活性層、及びｐ型層を含み、第１のトレンチ及び第２のトレンチがｎ型層まで延在する、ＬＥＤデバイス。
実施形態（ｔ）．第１のアノードコンタクト及び第２のアノードコンタクトは、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む、実施形態（ｓ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｕ）．第１のアノードコンタクト上の第１のアノード端子と、第２のアノードコンタクト上の第２のアノード端子と、カソードコンタクト上のカソード端子とを更に備える、実施形態（ｓ）～（ｔ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｖ）．誘電体層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む、実施形態（ｓ）～（ｕ）のＬＥＤデバイス。
実施形態（ｗ）．実施形態（ｓ）から（ｖ）のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、第１のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む方法。
実施形態（ｘ）．実施形態（ｓ）～（ｖ）のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、第２のアノードコンタクトを通して電流を流すステップを含む方法。
本明細書で議論される材料及び方法を説明する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」という用語並びに同様の指示対象の使用は、本明細書において別段の指示がない限り、又は文脈と明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の両方をカバーすると解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段の指示がない限り、その範囲内に入る各別個の値を個々に言及する省略法としての役割を果たすことが意図されているにすぎず、各別個の値は、本明細書において個々に列挙されたかのように本明細書に援用される。本明細書で説明する全ての方法は、本明細書において別段の指示がない限り、又は文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行され得る。本明細書で提供される任意の及び全ての例、又は例示的な言語（例えば、「など（such as）」）の使用は、材料及び方法をよりよく明らかにすることを意図しているにすぎず、別段の主張がない限り、範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる言語も、特許請求されていない任意の要素を、開示された材料及び方法の実施に必須であると示すとして解釈されるべきではない。
本明細書を通して、第１、第２、第３などの用語への言及は、様々な要素を説明するために本明細書で使用され得、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用され得る。
本明細書を通して、層、領域、又は基板が別の要素の「上に（on）」あるか、又は別の要素の「上に（onto）」延在していると称される場合、それが別の要素上に直接ある若しくは別の要素上に直接延在してもよいか、又は介在要素も存在してもよいことを意味する。ある要素が別の要素の「上に直接（directly on）」ある、又は「上に直接（directly onto）」延在していると称される場合、介在要素は存在しなくてもよい。更に、ある要素が別の要素に「接続される（connected）」又は「結合される（coupled）」と称される場合、その要素は、その別の要素に直接接続若しくは結合されてもよく、及び／又は１つ若しくは複数の介在要素を介して別の要素に接続若しくは結合されてもよい。ある要素が別の要素に「直接接続される（directly connected）」又は「直接結合される（directly coupled）」と称される場合、その要素とその別の要素との間に介在要素は存在しない。これらの用語は、図に示される任意の向きに加えて、要素の異なる向きを包含することが意図されることが理解されよう。
「下（below）」、「上（above）」、「上側の（upper）」、「下側の（lower）」、「水平の（horizontal）」、又は「垂直の（vertical）」などの相対的な用語は、本明細書では、図に示されているように、ある要素、層、又は領域の、別の要素、層、又は領域に対する関係を説明するために使用され得る。これらの用語は、図に示される向きに加えて、デバイスの異なる向きを包含することが意図されていることが理解されよう。
本明細書全体を通して、「一実施形態（one embodiment）」、「特定の実施形態（certain embodiments）」、「１つ又は複数の実施形態（one or more embodiments）」、又は「ある実施形態（an embodiment）」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通して様々な箇所における「１つ又は複数の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」又は「ある実施形態では」などの語句の出現は、必ずしも本開示の同じ実施形態を指すとは限らない。１つ又は複数の実施形態では、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、任意の適切な様式で組み合わせられる。
本明細書の開示は、特定の実施形態を参照して説明されているが、これらの実施形態は、本開示の原理及び用途の単なる例示であることを理解されたい。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に対して様々な修正及び変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物の範囲内にある修正及び変形を含むことが意図される。

Claims (11)

  1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスであって、
    半導体層を備えるメサであって、前記半導体層がｎ型層、活性層、及びｐ型層を含む、メサと、
    ギャップによって分離された第１のアノード領域及び第２のアノード領域を含むアノードコンタクトであって、前記第１のアノード領域が前記メサの上面上にあり、前記第２のアノード領域が前記第１のアノード領域に隣接する、アノードコンタクトと、
    前記第１のアノード領域と前記第２のアノード領域とを接続するスイッチと、
    前記アノードコンタクトに隣接し、前記ｎ型層と電気的に連通するカソードコンタクトと
    を備えるＬＥＤデバイス。
  2. 前記第１のアノード領域は第１の面積を有し、前記第２のアノード領域は第２の面積を有し、前記第２の面積は前記第１の面積より大きい、請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  3. 前記ギャップは、約１ミクロンより大きい幅を有する、請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  4. 前記ギャップ内に第１の誘電体層を更に備える、請求項３に記載のＬＥＤデバイス。
  5. 前記アノードコンタクトの上面上の第２の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上面上のミラー層とを更に備える、請求項４に記載のＬＥＤデバイス。
  6. 前記第１の誘電体層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ ２ ）、酸化アルミニウム（Ａｌ ２ Ｏ ３ ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ ２ ）、酸化ニオブ（Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ ２ ）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ ２ ）のうちの１つ又は複数を含み、前記第２の誘電体層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）のうちの１つ又は複数を含む、請求項５に記載のＬＥＤデバイス。
  7. 前記ミラー層は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、金属窒化物、及びそれらの合金のうちの１つ又は複数を含む、請求項５に記載のＬＥＤデバイス。
  8. 前記第１のアノード領域及び前記第２のアノード領域は、独立して、銀（Ａｇ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちの１つ又は複数から選択される材料を含む、請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  9. 前記アノードコンタクト上のアノード端子と、前記カソードコンタクト上のカソード端子と、前記スイッチ上のスイッチ端子とを更に備える、請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  10. 請求項１に記載のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、
    前記スイッチを開くステップと、
    ５９０ｎｍ未満の重心波長を有する光を放出するために、前記アノードコンタクトを通して前記第１のアノード領域に電流を流すステップと
    を含む方法。
  11. 請求項１に記載のＬＥＤデバイスを動作させる方法であって、
    前記スイッチを閉じるステップと、
    ６１０ｎｍより大きい重心波長を有する光を放出するために、前記アノードコンタクトを通して前記第１のアノード領域及び前記第２のアノード領域に電流を流すステップと
    を含む方法。
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