KR20100134808A - 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드 - Google Patents

렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드 Download PDF

Info

Publication number
KR20100134808A
KR20100134808A KR1020107028078A KR20107028078A KR20100134808A KR 20100134808 A KR20100134808 A KR 20100134808A KR 1020107028078 A KR1020107028078 A KR 1020107028078A KR 20107028078 A KR20107028078 A KR 20107028078A KR 20100134808 A KR20100134808 A KR 20100134808A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
group iii
diode
iii nitride
layer
Prior art date
Application number
KR1020107028078A
Other languages
English (en)
Inventor
존 아담 에드몬드
데이비드 비어즈레이 주니어 슬레이터
자에쉬 바라탄
매튜 도노프리오
Original Assignee
크리 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/951,042 external-priority patent/US7259402B2/en
Application filed by 크리 인코포레이티드 filed Critical 크리 인코포레이티드
Publication of KR20100134808A publication Critical patent/KR20100134808A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

고효율 3족-질화물 발광 다이오드를 제공한다. 상기 다이오드는 전도성 및 반전도성(semiconducting) 재료로 이루어지는 군에서 선택되는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 3족 질화물 계열의 발광 영역, 및 실리콘 카바이드 단결정을 포함하며 상기 발광 영역 상에 위치하는 렌즈형 표면을 포함한다.

Description

렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드 {HIGH EFFICIENCY GROUP III NITRIDE LED WITH LENTICULAR SURFACE}
본 발명은 발광 다이오드(LED)에 관한 것으로, 특히, 실리콘 카바이드 기판 상에 3족-질화물로 활성(active) 영역을 형성한 고휘도 발광 다이오드에 관한 것이다.
반도체 시대에 들어선 이후로, 많은 종류의 전기 장치들이 대응되는 솔리드-스테이트(solid-state) 장치들로 대체되어 왔다. 아마도 그 중 가장 두드러진 것은, (현대의 젊은 세대들에게는 거의 알려지지도 않은) 진공관이 트랜지스터로 대치된 것이다. 솔리드-스테이트 장치는, 그 특성 및 작동성으로 인해, 이전 세대의 전기 장치보다 훨씬 신뢰성이 크며, 일반적으로 100배 이상 현저하게 긴 수명(lifetime)을 가진다. 이러한 성숙한 기술들과 비교해서, 솔리드-스테이트 장치는 수명이 길고, 물리적으로 보다 강인하며, 전력을 덜 소모하고, 보다 효율적이다.
발광 다이오드는 전류가 p-n 접합을 가로질러 순방향으로 도입되어, 전자와 정공 간에 재결합을 이루며 동시에 광자를 발생시킴에 따라, 빛을 방출하는 p-n 접합 반도체 다이오드이다. 따라서 발광 다이오드는 반도체 재료 내의 전자의 움직임에 기초하여 빛을 발생시킨다. 그러므로 발광 다이오드는 증기 또는 형광체와 결합하여 사용될 수는 있지만, 이들을 반드시 필요로 하지는 않는다. 발광 다이오드는 대부분의 반도체 기반 장치와 마찬가지로 높은 효율(발광에 있어서 열방출의 최소화), 높은 신뢰성, 및 높은 수명 등의 특성을 필요로 한다. 예컨대, 일반적인 발광 다이오드는 수명 완료까지 약 100,000 내지 1,000,000 시간의 평균 수명을 가지는데, 이것은 발광 다이오드의 수명의 절반이 줄잡아서 50,000시간의 차수(order)를 가짐을 의미한다.
발광 다이오드에서 방출된 빛은 밴드갭으로 불리는 특성, 즉 재료 내에서 허용된 에너지 레벨의 차이에 기초한 진동수(이는 물리학의 공지된 원리에 따라서 파장 및 색과 연관된다)를 가진다. 밴드갭은 반도체 재료 및 이에 대한 도핑에 따른 기본 특성이다. 예컨대, 갈륨-비소-인(GaAsP)은 발광 다이오드를 위해 적절한 재료 시스템을 대표한다. 갈륨 및 비소의 몰 분율에 따라서, 상기 재료는 약 1.42 내지 1.98 전자 볼트(eV)의 밴드갭을 가지며, 전자기 스펙트럼 상에서 적외선, 적색, 주황색 영역의 빛을 방출할 것이다.
하지만, 발광 다이오드 응용의 보다 본격적인 상업화를 위해서는, 적색, 주황색, 황색 외에 다른 색도 사용 가능하여야 한다. 특히 청색 및 녹색 발광 다이오드는,(적색 다이오드와 더불어) 백색 광 및 모든 색의 디스플레이를 만들기 위해서 필요하다. 청색 및 녹색은 가시 스펙트럼에서 고에너지 영역에 위치하기 때문에, 실리콘 또는 갈륨 비소의 밴드갭이 제공하는 것보다 큰 천이(transition)를 요구한다.
한편, 녹색, 청색, 자외선 광자는 가시 스펙트럼 영역 이내 또는 그 이상의 높은 진동수의 색(E=hν)을 나타내기 때문에, 적어도 약 2.2eV 이상의 밴드갭을 가지는 발광 다이오드에 의해서만 생성된다. 그러한 재료로는 다이아몬드(5.47eV), 실리콘 카바이드(2.99eV), 및 질화 갈륨(GaN, 3.4eV)과 같은 3족-질화물계 등이 있다. 넓은 밴드갭의 발광 다이오드는 그 자체로 녹색, 청색, 자외선 빛을 발생시키는 외에도, 적색 또는 녹색 발광 다이오드와 결합하여 백색광을 발생시키거나, 청색광이나 자외선, 또는 둘 다에 의해 여기되었을 때 백색광을 발생시키는 형광체와 결합할 수 있다.
몇 가지 이유로, 상기 3족(주기율표 상에서 3족)-질화물계 화합물, 특히 질화 갈륨, 알루미늄 질화 갈륨(AlGaN), 인듐 질화 갈륨(InGaN), 및 알루미늄-인듐 질화 갈륨(AlInGaN)은, 스펙트럼 상에서 자외선 내지 녹색광을 발생시키는 발광 다이오드에 있어서 유용하다. 장점 중 하나로, 이들은 "직접형", 즉 밴드갭을 가로질러서 전자 천이가 발생할 때 에너지의 대부분이 빛의 형태로 방출되는 발광체이다. 이에 비해, 실리콘 카바이드와 같은 "간접형" 발광체는 그 에너지를 일부는 빛(광자)의 형태로, 그리고 대부분은 진동 에너지(포논, phonon)의 형태로 방출한다. 따라서 3족-질화물은 간접형 천이 재료에 비해서 효율성 측면의 장점을 제공한다.
다른 장점으로, 3성분계 및 4성분계 3족 재료들(예를 들어, AlGaN, InGaN, AlInGaN)의 밴드갭은 포함되어 있는 3족 원소의 원자 분율에 의해 결정된다. 그러므로 방출광의 파장(색)은 3성분계 또는 4성분계 질화물 내의 각각의 3족 원소의 원자 분율을 조절함으로써 (한도 내에서) 조정될 수 있다.
하지만 넓은 밴드갭의 반도체는 전통적으로 갈륨 비소나 갈륨 인(GaP)에 비해 생산하거나 다루기 어렵다. 그 결과, 청색이나 자외선 발광 다이오드는 그 상용화에 있어서 갈륨-인 기반의 발광 다이오드에 비해 뒤처졌다. 예컨대, 실리콘 카바이드는 물리적으로 매우 단단하고, 액상(melt phase)이 없으며, 에피택셜 또는 승화 성장을 위해서 고온(약 1500 내지 2000℃ 정도의 차수)을 필요로 한다. 3족 질화물은 그 녹는점 온도에서 상대적으로 큰 질소 증기압을 가지므로, 액상으로부터 성장을 시키는 것이 어렵거나 불가능하다. 또한, p형 질화 갈륨 (및 기타 3족 질화물)을 형성하는 것이 어렵다는 것도 수년 동안 다이오드 생산에 있어서 장벽이 되었다. 그 결과, 청색 및 백색의 발광 다이오드의 상용화가 된 것은 갈륨 인 기반이나 갈륨 비소 기반의 발광 다이오드의 상용화에 비해 최근의 일이다.
Cree. Inc.에 공동 양도된 특허 및 동시 계류 중인 다수의 특허 출원에서 발광 다이오드의 이론과 성질에 대해 마찬가지로 논의하고 있다. 이들 특허 및 특허 출원은 미국 특허 제6,459,100호; 제6,373,077호; 제6,201,262호; 제6,187,606호; 제5,912,477호; 제5,416,342호; 및 제5,838,706호, 그리고 공개된 미국 출원 제20020022290호; 20020093020호; 및 제20020123164호를 포함하며, 이들로만 제한되는 것은 아니다.
청색 발광 다이오드 및 그 관련 파생 기기들은 소비자용 전자 기기, 특히 소형 디스플레이에 점점 빈번하게 포함되고 있다. 대표적인 예로 컴퓨터 스크린, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 및 휴대전화 등이 있다. 또한, 이러한 소형기기는 축소된 크기(풋프린트:footprint)를 필요로 한다. 하지만 이러한 발광 다이오드는 여전히 낮은 순방향 전압(forward voltage: Vf)과 고출력 조명 조건에서 동작한다. 하지만 현재까지, 상기 3족 질화물 소자의 크기를 줄이는 것은 그 순방향 전압을 증가시키고 방사속(flux)을 줄이는 경향이 있어 왔다.
청색, 녹색, 백색 광 및 자외선 영역의 발광을 제공하는 것 외에, 3족 질화물 발광 다이오드는 백열 조명이나 형광 조명과 같은 장수명 조명 기술을 대체할 수 있는 능력이 있다. 하지만, 전통적으로 발광 다이오드는 백열 조명, 형광 조명, 또는 진공-방전 조명과 비교해서 휘도가 부족하며, 이에 따라, 이들 종전의 기술들이 당 분야에서 계속 자리를 지켜오고 있다. 최근에 와서야, 백색 발광 다이오드(혹은 발광 다이오드 계열의 백색 발광 장치)가 상업적인 조명 응용 제품들을 출시하였으며, 이들 제품들 중 대부분은 플래시 조명(flashlight)이나 관련 제품과 같은 소형 응용 제품들이다.
발광 다이오드의 상업적인 예(예를 들어, 본 출원의 양수인인, 노스 캐롤리나 더럼에 위치한 Cree. Inc.에 의해 제조된 XBRIGTTM 다이오드)들 중에서, 최근의 진보된 기술에는 반전(inverted) 장치 설계가 포함된다. 미국 특허 제6,740,906호에서는, 미국 특허 출원 공개번호 제20020123164호와 함께, 이러한 설계 방식에 대해 논의하고 있다. 이러한 방식의 설계에서는, 3족 활성층이 실리콘 카바이드 기판 상에 (일반적으로 에피택시 방식으로) 성장한다. 이어서, 이러한 방식의 발광 다이오드는, 그 에피택시 층을 "업(up)" 방식 보다는 "다운(down)" 방식으로, 즉 상기 실리콘 카바이드 영역이 상기 장착된 장치의 디스플레이 면을 형성하는 방식으로 장착된다. 이러한 방향에서, 상기 에피택시 층은, 회로 또는 상기 다이오드에 전기적 연결을 제공하는 "리드 프레임(lead frame)"과 접하도록 장착된다. 실리콘 카바이드-업(up) 방향은, 상기의 출원 공개번호 제20020123164호에서 기재하였듯이, 장치로부터 광의 방출을 증가시킨다.
또한, 실리콘 카바이드는 전도성으로 도핑될 수 있다. 이는 사파이어 기반의 3족 질화물 다이오드와 비교하여 유리한 점들을 제공한다. 사파이어는 절연체이기 때문에, 사파이어 기반의 다이오드를 장착하기 위해서, 일반적으로 두 개의 상부 배선 본딩이 필요하다. 이에 비해, 실리콘 카바이드 장치는 "수직으로(vertically)", 즉 장치의 양쪽 단부에 오믹 접합을 형성하도록 배향될 수 있다. 이러한 수직 배향은, 갈륨 비소(GaAs)와 같은 다른 전도성 반도체 재료에 형성된 다이오드에 대해서도, 마찬가지로 직접 적용 가능하므로, 동일한 장착 배향 및 기술이 사용될 수 있다.
비록 이러한 "반전된(inverted)" 장치들이 매우 실용적이며, 상업적인 개선을 성공적으로 제공해왔지만, 그 장치들의 "에피택시 층-다운(epilayer -down)" 배향은 리드 프레임 상에 장착에 있어서, 다르고 또 어느 정도 더 복잡한 기술을 필요로 한다. 특히, 상기 활성 영역(p-n 접합, 다중 양자 우물 등)이 상기 리드 프레임에 가깝게 인접하도록 위치하기 때문에, 상기 활성 영역과 리드 프레임 상의 회로 단락(short circuit)이나 기타 바람직하지 않은 상호 작용을 피하는 것이 더욱 어려워진다.
예컨대, 실리콘 상에 3족 질화물 장치를 포함하는 기존 방식의 발광 다이오드들은 종종 전도성 은 에폭시(silver epoxy)를 사용하여 상기 리드 프레임 상에 장착된다. 은 에폭시는 약 50 중량퍼센트 이상의 미세 은 입자와 에폭시 수지 전구체의 혼합물이다. 전자 장치를 회로 (혹은 회로 기판)에 연결시키기 위해 사용될 때, 상기 은 에폭시는 유연성, 상대적인 작업 용이성, 전도성, 및 우수한 열전달 특성을 제공한다. 은 에폭시는 (의도적으로) 점성의(viscous) 액체 상태로 적용되기 때문에, 흐를 수 있고 또 흐르려는 경향이 있으며, 다른 공정들이 행해지지 않는다면, 은 에폭시가 장착된 모든 다이오드의 아래쪽 영역을 둘러싸려는 경향이 있다. 전술한 바와 같이, 만약 활성 영역이 리드 프레임에 인접하였다면, 상기 유동성 있는 은 에폭시는 상기 활성 영역과 접할 수 있고, 그 결과로 회로 단락이나 기타 바람직하지 않은 상호 작용을 야기할 수 있다.
그 결과, 발광 다이오드의 장착을 위한 다수의 기존 방식의 기술들은 너무 어렵고 신뢰성이 없거나, 혹은 반전된 3족 질화물 실리콘 카바이드 장치에 대해 적용 불가능하다. 상기 문제점을 피하기 위해서는 다른 특별한 기술이 적용되는 것이 바람직하거나 반드시 적용되어야 한다.
다른 잠재적인 해결책으로, 반전된 장치는 일종의 서브-구조(sub-structure) 상에 장착될 수 있고, 상기 서브-구조는 리드 프레임에 부착될 수 있다. 그 예로 미국 특허출원 공개번호 제20030213965호 등이 있다. 상기 서브-구조는, 활성 영역을 리드 프레임 및 은 에폭시 혹은 관련 재료로부터 보다 멀리 이격시키기에 충분한 두께를 제공하기 위해, 포함된다. 하지만 상기 제20030213965호에 기재된 것과 같이, 장치를 서브-구조에 솔더링(soldering)하는 것은, 바람직하지 못하게도 상기 장치를 상기 서브-구조에 대해서 경사지게 할 수 있고, 그 결과 회로 단락 문제를 악화시킬 수 있다.
따라서, 반전된 발광 다이오드의 크기, 특히 그 두께를 줄이면서도, 그 다이오드의 전류 용량, 광 출력, 및 구조상 광 배출 능력을 증가시키는 것은 진행형인 목표로 남아 있다. 마찬가지로, 상기의 다이오드의 설계에 있어서, 관련 다이오드와 비슷하거나 동일한 방식으로, 리드 프레임, 패키지, 및 회로에 용이하게 적용시킬 수 있는 다이오드를 제조하는 목표가 남아 있다.
유럽 특허 출원 제1263058호는 발광 층과 광 배출 영역을 구비한 발광 소자에 대해 기재하고 있다. 상기 광 배출 영역의 적어도 몇 부분은, 광 배출 효율을 증대시키고 내부 반사에 이어지는 광 배출을 증대시키기 위한 요철 표면을 구비한다.
미국 특허 공개 출원 제20020197764호는 방사광을 산란시키기 위해서 기판 표면을 거칠게 한, 플립칩 형태의 3족 질화물 화합물 반도체 발광 소자를 기재하고 있다.
미국 특허 제6,100,104호는 기판 웨이퍼의 주 표면 상에 마스크 층을 형성하고, 상기 마스크 상에 복수개의 개구부를 형성한, 복수 개의 반도체 구조물을 기재하고 있다. 바람직한 상기 반도체 구조물을 정의하는, 후속 반도체 층은 상기 개구부 내의 주 표면 상에 형성된다. 상기 웨이퍼는 이후 개별 반도체 칩으로 분리된다.
유럽 특허 출원 제0810674호는, 갈륨비소 기판 상에 질화갈륨 층을 구비한 청색 발광 소자에 대해 기재하고 있다. 상기 갈륨비소 기판은, 상기 발광 소자를 형성하기 위해, 적어도 일부가 제거된다. 상기 갈륨비소 기판의 일부를 제거하는 것은 갈륨비소 기판 전체를 사용하는 것과 비교하여 내부 광 흡수를 감소시킨다.
미국 특허 제4,990,972호는 전도성 기판, 전류 차단 층, 헤테로(hetero) 접합, 및 상기 복수 개의 층을 통하는 개구부를 구비한 발광 소자에 대해 기재하고 있다. 상기 구조물은, 상기 개구부로부터, 상기 기판에 실질적으로 수직인 방향으로 빛을 배출한다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3족-질화물로 활성(active) 영역을 형성한 고휘도 발광 다이오드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드는, 전도성 및 반전도성(semiconducting) 재료로 이루어지는 군에서 선택되는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 3족 질화물 계열의 발광 영역, 및 실리콘 카바이드를 함유하며 상기 발광 영역 상에 위치하는 렌즈형 표면을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드는, 전도성 실리콘 카바이드 기판, 상기 기판 상에 위치하는 알루미늄-인듐-갈륨 질화물 발광 영역, 및 상기 발광 영역 상에 위치하는 실리콘 카바이드의 렌즈형 얇은 표면을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드는, 전도성 및 반전도성(semiconducting) 재료로 이루어지는 군에서 선택되는 기판; 상기 기판의 일면 상에 위치하는 하나 이상의 금속 본딩(bonding) 층; 상기 금속 층의 반대쪽으로 상기 기판의 타면에 위치하는 오믹 접합; 상기 기판 상의 상기 하나 이상의 금속 층 상에 위치하며, 3족 질화물 시스템 계열의 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에서, 상기 기판과 반대쪽에 위치하는 오믹 접합; 및 적어도 일부는 실리콘 카바이드로 구성되며, 상기 발광 구조 중에서 상기 오믹 접합이 형성되지 않은 영역 상에 위치하는 렌즈형 표면을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드는, 실리콘 카바이드 기판; 상기 기판의 일면에 위치하며, 상기 다이오드에 제1 전기적 연결을 제공하기 위한 후면 오믹 접합; 상기 기판의 일면의 반대쪽 면에 위치하며, 상기 다이오드의 다른 영역과 상기 기판 사이에서 물리적 이동 및 전자 이동을 제공하기 위한, 금속 본딩 층; 상기 금속 본딩 층 상에 위치하며, 상기 다이오드로부터 광 방출을 증가시키기 위한, 거울 층(mirror layer); 상기 거울 층 상에 위치하는 p형 3족 질화물 층; 상기 p형 층 상에 위치하며, 상기 p형 층의 밴드갭보다는 작은 밴드갭을 가지는, 발광 3족 질화물 층; 상기 발광 층 상에 위치하며, 상기 발광 층의 밴드갭보다는 큰 밴드갭을 가지는, n형 3족 질화물 층; 상기 다이오드에 제2 전기적 연결을 제공하기 위한, 상기 n형 층에 대한 오믹 접합을 이루는 배선 본딩 패드; 및 적어도 일부는 실리콘 카바이드로 구성되며, 상기 n형 층에서 상기 배선 본딩 패드가 형성되지 않은 영역 상에 위치하는, 렌즈형 표면을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드의 패키지는, 리드 프레임 및 상기 리드 프레임 상의 발광 다이오드를 포함하며, 상기 다이오드는 전도성 및 반전도성(semiconducting) 재료로 이루어지는 군에서 선택되는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 3족 질화물 계열의 발광 영역, 실리콘 카바이드 단결정을 포함하며 상기 발광 영역 상에 위치하는 렌즈형 표면, 상기 기판과 상기 리드 프레임 사이의 오믹 접합, 및 상기 발광 영역에 대한 오믹 접합을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드의 전구체(precursor)를 위한 웨이퍼 구조는, 전도성 실리콘 카바이드 기판 웨이퍼; 상기 기판 상의 3족 질화물 에피택시 층; 상기 3족 질화물 에피택시 층의 표면상에 위치하며, 복수 개의 독립적인 발광 다이오드 전구체를 형성하는, 복수 개의 독립적인 오믹 접합들; 및 상기 3족 질화물 에피택시 층 상에 위치하며, 실리콘 카바이드 단결정을 포함하는 렌즈형 표면을 포함한다.
상기 및 다른 목적들과 본 발명의 효과 및 이들이 구현되는 방법은 첨부한 도면을 참고로 하는 아래의 상세한 설명에 기초하여 더욱 명확해 질 것이다.
본 발명에 따르면, 3족-질화물로 활성(active) 영역을 형성한 고휘도 발광 다이오드를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 다이오드와 리드 프레임의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 다이오드 웨이퍼의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 다이오드의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 다이오드의 표면의 SEM 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 다이오드를 가로질러 절단한 단면의 SEM 사진이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 10의 11-11 선을 따라서 절단한 단면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 추가적인 실시예에 의한 추가적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 메사(mesa) 구조를 가지는 다이오드의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예는 고효율 3족 질화물 발광 다이오드이다. 도 1은 상기 다이오드를 포괄적으로 도면 번호 20으로 표현한, 본 발명의 실시예에 따르는 다이오드의 개략적인 단면도이다. 상기 다이오드는 전도성 및 반전도성 재료로 이루어지는 군에서 선택되는 기판(21), 상기 기판(21) 상에 위치하는 3족 질화물 계열의 발광 층(22), 및 실리콘 카바이드를 포함하며 상기 발광 층(22) 상이나 위쪽에 위치하는 렌즈형 표면(23)을 포함한다. 상기 3족 질화물 층들은 함께 발광 영역(37)을 형성한다.
대부분의 실시예들에서, 상기 렌즈형 표면(23)의 실리콘 카바이드는 단결정이다. 상기 "단결정"은 실리콘 카바이드 재료를 말하는 것이며, 본 명세서에서는, 실리콘 카바이드 단결정으로 이루어진 다수의 개별 구조를 명백히 포함하는 것으로 묘사된 상기 렌즈형 표면과 완전히 동일한 것임을, 실리콘 카바이드 및 결정 구조에 대한 당업자들은 이해할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 상기 기판은 단결정 실리콘 카바이드일 수 있지만, 또한 실리콘(Si), 갈륨 비소(GaAs), 혹은 구리-텅스텐(Cu-W)와 같은 다른 재료들로부터 선택될 수도 있다.
본 발명의 명세서에서 사용된 것과 같이, 다른 층"상에"위치한 물질 층의 표현은, 또 다른 층이 그 사이에 위치한 채로 그 물질 층이 다른 층의 위쪽에 위치하거나, 그 물질 층이 다른 층과 접하며 바로 위에 위치하는 것을 모두 의미한다. 특히 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 각각의 의미는 문맥 상 명백할 것이다.
또한, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 다이오드는, 상기 기판(21)에 대한 오믹 접합(24) 및 상기 발광 영역(37) 혹은 에피택시 층(27)에 대한 오믹 접합(25)을 각각 포함한다. 이런 타입의 많은 다이오드에 있어서 일반적인 것과 같이, 상기 배면의 오믹 접합(24)은 상기 다이오드(20)를 통하여 전류가 흐르는 것을 돕기 위한 목적으로 상대적으로 크지만, 상기 발광 영역(37)에 대한 오믹 접합(25)은 상기 다이오드로부터 배출되는 빛을 가리는 정도를 최소화하기 위해서, 일반적으로 작고 배선 본드 패드의 형태이다.
도 1은 또한, 여러 실시예에 있어서, p-n 접합을 가로지르는 전류 주입 및 상기 발광 층(22)에서의 전하 재결합을 일으키기 위해서, 상기 다이오드가 p형 및 n형 3족 질화물 층을 포함하는 것을 도시하고 있다. 도 1은 n형 층(27) 및 p형 층(26)과 같은 층들을 도시하고 있다. 따라서 도 1은 3층의 3족 질화물 층들(22, 26, 27)을 도시하고 있지만, 도시하지 않은 다른 실시예 중에서는 오직 하나의 p형 층과 하나의 n형 층만이 포함되기도 한다.
그러므로 도 1이 도시하고 있는 실시예에서는, 상기 3족 질화물의 재료로 알루미늄-인듐-갈륨 질화물(AlxInyGa1 -x- yN, 여기서 0≤x,y≤1이고, x+y≤1)이 바람직하며, 각 층의 알루미늄, 인듐, 갈륨의 원자 분율은, 발광 층(22)이 그 인접하는 층들(26 또는 27)보다 작은 밴드갭을 가지도록 선택된다.
원하는 밴드갭을 얻기 위해서 상기 3족 원소의 원자 분율(즉, x 및 y)을 조정하는 것은 당업계에 공지되어 있고, 부연 설명 없이도 수행될 수 있을 것이다. 상기 원하는 밴드갭에 기초하여 원자 분율을 선택하는 것 외에, 일반적으로 결정구조, 안정성, 및 바람직하거나 필요한 공정 단계 등의 다른 요소들이 고려된다.
바람직한 실시예로, 상기 기판은 단결정 실리콘 카바이드(SiC)로 형성되며, 3C, 4H, 6H, 및 15R의 실리콘 카바이드 폴리타입(polytype)중에서 하나로 형성된다. 비록 본 발명은 상기 폴리타입으로만 제한되지는 않지만, 이들 폴리타입이 열팽창 및 열전도에 있어서 바람직한 특성을 가진다.
상기 기판은 서브-마운팅(sub-mounting) 구조일 수도 있다. 실리콘 카바이드 기판 혹은 서브-마운팅 구조의 각 경우에 있어서, 일반적으로 제조 공정에서의 목적으로, 바람직하게는 금속 본딩 층(30)이 적용될 수 있다. 상기 금속 층(30)은 바람직하게는 고온(예컨대 260℃ 이상)에서의 본딩을 형성하는 금속을 포함하며, 이는 납이 없는 집적 공정에 있어서 도움이 되고, 어떤 경우에 있어서는 필수적이다. 바람직한 실시예로, 상기 금속 층(30)은 금(Au) 및 주석(Sn)을 공융 혼합물(eutectic blend) 혹은 개별 층의 형태로 사용한다.
상기 다이오드(20)는 또한, 상기 발광 층(22)으로부터의 빛 배출을 돕기 위한 거울 층(31)을 포함할 수 있다. 상기 거울 층 및 상기 금속 본딩 층은 전도성이고, 상기 다이오드(20) 및 그 부속의 나머지 부분의 구조 및 기능과 어울리는(상충하지 않는) 모든 적절한 금속으로부터 선택될 수 있다. 만일 상기 거울이 은(Ag)으로 만들어졌다면, 은의 반사 특성을 활용하는 한편으로, 은이 인접 층으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 추가적인 금속 구조 층이 선택적으로 포함될 수 있다. 이러한 장벽 층은 일반적으로 (그러나 배타적이지는 않게) 티타늄-텅스텐(TiW) 합금, 상기 TiW 합금의 질화물, 혹은 TiW 및 백금(Pt)의 조합물로 형성된다.
도 2는 다이오드(포괄적으로 28)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 2의 구성 요소 들 중 다수는 도 1에서의 구성 요소들과 동일하며, 따라서 동일한 구성 요소는 동일한 도면 번호를 유지하며, 다시 설명하지 않기로 한다. 하지만, 도 2는 특히, 도면 번호 32로 표현된 렌즈형 표면이 상기 발광 영역(37)까지 확장되지만 이를 지나지는 않는 것을 도시하고 있다.
그러므로 도 2에서, 상기 렌즈형 표면(32)은 상기 발광 층(22)의 바로 위 보다는 n형 3족 질화물(27) 상에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 달리 말하자면, 도 1에서는, 상기 렌즈형 실리콘 카바이드 표면(23)은 상기 렌즈형 형태와 상기 다이오드의 나머지 부분 사이에 적어도 여러 개의 비렌즈형 실리콘 카바이드를 포함한다. 도 2에서는, 상기 렌즈형 형태가 상기 다이오드의 나머지 부분 위에 직접 접하며, 그 사이에 다른 실리콘 카바이드가 포함되지 않는다. 도 1과 혹은 도 2의 각 실시예에서, 상기 렌즈형 형태(23, 32)는 서로서로 직접 인접할 수도 있고, 혹은 그들 사이에 비렌즈형 부분을 두고 격리될 수도 있다.
도 3은 다이오드(포괄적으로 34)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 다시 한 번, 도 1 및 도 2와 공통인 구성 요소들은 동일한 도면 번호를 사용한다. 추가적인 설명 및 표현을 위해서, 모든 실시예에서 상기 발광 영역을 함께 이루는 층들은, 그 층의 숫자와 무관하게 도 3의 37로 표시된 하나의 단위로, 개략적으로 고려하기로 한다. 따라서 본 명세서의 도 1 내지 도 4에 있어서, 발광 층은 도면 번호 22로 표시되고, 상기 발광 층(22)을 포함하는 발광 영역은 도면 번호 24로 표시된다. 발광 구조에 대한 당업자는, 상기 발광 영역이 단순히 p-n 접합일 수도 있고, 혹은 도시한 것과 같이 몇 개의 층들로 형성되거나, 혹은 초격자 구조 및 다중 양자 우물과 같이 보다 복잡한 구조로 형성 될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
하지만 도 3에서, 렌즈형 형태는 실리콘 카바이드 영역(35) 및 상기 다이오드(34)의 나머지 영역까지 뻗어 있는 특징부(36)에 의해 형성된다. 특히, 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 렌즈형 형태(35, 36)는 상기 발광 영역(37)까지 연장되며, 본 실시예에서 상기 다이오드(34)는 n형 에피택시 층(27)을 포함하기 때문에, 상기 특징부(36)는 상기 층(27) 내부까지 연장된다.
도 4는, 리드 프레임(40) 상에 위치한, 도 1에서의 상기 다이오드(20)의 다른 개략적 단면도이다. 도 4의 다이오드(20)는 도 1의 다이오드(20)과 동일하기 때문에, 모든 구성 요소들은 동일한 도면 번호를 사용한다. 또한, 도 4는 축척에 맞추어 도시된 것이 아니라 개략적인 묘사를 목적으로 도시된 것으로 이해되어야 한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 오믹 접합(24)은, 상기 기판(21)과 상기 리드 프레임(40) 사이에 적절한 전기적 접합을 제공하기 위해서, 상기 기판(21)과 상기 리드 프레임(40) 사이에 위치한다. 발광 다이오드를 장착하고 패키징하기 위한 많은 제조 기술에서 그러하듯이, 전도성 접착제(41)는 상기 다이오드(20)가 상기 리드 프레임에 부착되는 것을 돕는다. 도 4에 도시되고, 동시 계류 중인 미국 출원 제10/951,042호에 기재한 것과 같이, 상기 기판은, 상기 전도성 접착제(40)가 상기 3족 질화물 영역(37) 혹은 상기 발광 층(22)과 접촉(즉, 전기적으로 단락)하는 것을 방지하기 위해, 충분한 두께를 가진다.
또한 도 4에서는 상기 다이오드(20)를 상대적으로 큰 높이로 도시하고 있지만, 바람직하게는 양쪽의 오믹 접합들(24, 25) 사이에서 전체 두께가 150 마이크론 이하로 형성하는 것이 구조상 유리하다. 본 도면에 있어서, 상기 배선 본딩 패드 오믹 접합이 상기 렌즈형 표면(23)보다 낮게 위치하고 있다는 것도 알 수 있을 것이다. 이러한 경우, 상기 다이오드(20)는 상기 배면 오믹 접합(24) 및 상기 렌즈형 형태(23)를 포함하여 150 마이크론 이하의 두께를 가질 것이다.
도 1 내지 도 4는 특허 청구된 발명에 의한 다이오드를 한정하기 보다는 개략적으로 도시한 것으로 이해되어야 할 것이다. 예컨대, 이러한 타입의 다이오드에 대한 당업자는, 종종 상기 발광 영역을 포함하는 상기 다이오드의 부분이, 도 1내지 도 4에 도시한 것과 같이 완전히 수직면으로 이루어지기 보다는 메사(mesa) 구조로 형성되는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 상기 도시된 구조 혹은 관련된 메사 구조는, 공지된 다양한 목적을 위해서, 일반적으로 보호층을 포함할 수 있다. 본 발명의 특성은 메사 구조와 결합되거나 그렇지 않을 수도 있고, 보충적인 보호층을 가지거나 가지지 않을 수도 있으므로, 이러한 선택적인 구조들은 특별히 도시하지 않았지만 본 발명의 청구 범위의 범주에는 해당된다.
도 5는 웨이퍼 구조와 관련해서 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 여기서, 상기 웨이퍼 구조는 상기 웨이퍼로부터 형성된 개별 다이오드의 연장으로 볼 수 있다. 그러므로, 도 5에서는 바람직하게는(필수적인 것은 아닌) 단결정 n형 실리콘 카바이드 기판인 기판(44), 전류가 주입되었을 때 빛을 발하는 기능을 가지는 발광 층 및 재결합층을 포함하는 발광 영역(37), 및 복수 개의 개별 다이오드(포괄적으로 46)를 형성하고 가이드라인(47)에 의해 분리되는 복수 개의 분리된 오믹 접합(45)을 포함하는 웨이퍼(포괄적으로 43)를 도시하고 있다. 상기 웨이퍼는, 상기 3족 질화물 활성 영역(37) 상에 위치하는 상기 렌즈형 실리콘 카바이드 표면 형태(50)를 포함한다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 다이오드 및 다이오드의 부분에 대한 주사 전자 현미경(SEM) 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 단일 발광 다이오드의 사시도이다. 상기 렌즈형 표면 및 상부 배선 본딩 패드가 다른 사진과 비교해서 가장 뚜렷하게 기판의 상부에서 보이고 있다.
도 7 및 도 8은 상기 렌즈형 표면이 복수 개의 원뿔을 포함할 수 있음을 도시하고 있다. 기하학적 측면에서 적절한 고체 원뿔은 지각 삼각형을 그 밑변 모서리의 하나를 회전 시켜서 형성되기 때문에, 상기 형태는 보다 정확하게는 원뿔 형(cone-like)으로 묘사할 수 있다. 그러므로 도 7 및 도 8에서의 약간 라운드 있는 원뿔의 형상은 고체 원뿔과는 약간 다르지만, 이러한 묘사는 본 기술의 당업자에게 상기 사진의 내용으로부터 이해될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 상기 렌즈형 표면은 복수 개의 피라미드, 즉 하나의 면으로부터 하나의 점을 향해 구성된 면들을 포함하는 고체 형태로 형성될 수 있다. 4면 및 6면 피라미드 둘 다 적용 가능하다.
렌즈형 표면을 위한 다른 모양들도 그 형태를 형성하거나 생성하기 위한 마스크 및 식각 기술에 따라서 거의 제한 없이 형성될 수 있다. 그러므로 본 발명의 실시예는 원뿔, 원뿔형 형태, 혹은 피라미드형에 한정되지 않고, 부연 설명 없이도, 당업자에게 선택될 수 있는 다른 렌즈형 표면을 포함하는 것이다.
도 9는 도 1-4에서 대략적으로 도시한 몇 특징부들의 실제 예를 도시하는 단면도이다.
도 9는 상기 렌즈형 영역(도 1-4의 개략적인 도면과 구분하기 위해 도면번호 52로 표시)을 도시하고 있다. 상기 렌즈형 형태(52) 아래의 추가적인 실리콘 카바이드 영역은 도면번호 53으로 표시하였다. 다수의 층을 포함하는 발광 영역은 도면 번호 54로 표시하였으며, 도 3 및 도 4의 영역(37)에 대응된다. 상기 기판은 도면 번호 55로 표시된다.
다른 기술 및 구조와 비교해서, 본 발명은 몇 가지 장점을 제공한다. 예컨대, 기판의 두께를 줄이기 위한 다양한 레이저 리프트-오프(lift-off) 공정 및 그 결과물인 다이오드(예를 들어 공개된 미국 특허 출원 제20030197170호)는 웨이퍼를 깨뜨리지 않고는 실제로 수행하기 어렵다. 따라서 본 발명에 의한 기판을 갈아내는 기술은 높은 생산성을 줄 것으로 기대된다. 추가적으로, 레이저 리프트-오프는 질소 가스를 발생한다. 그리고, 질소 배출은 상기의 재료 시스템에서 주된 균열 발생 기구이다.
다른 장점으로, 상기 렌즈형 형태는 부피를 거의 최소화하므로, 대개는 바람직하지 않은 실리콘 카바이드에서의 흡수는 효과적으로 최소화된다.
다른 장점으로, 질화 갈륨 에피택시 층을 벌크 실리콘 카바이드 결정과 직접 비교하지 않는다는 조건 하에서, 질화 갈륨의 흡수 계수는 일반적으로 실리콘 카바이드의 그것 보다 크다.
다른 장점으로, 실리콘 카바이드가 기판으로 사용되었을 때, 질화 갈륨은 약 3 내지 4 마이크론의 두께에서 균열 문제가 발생하기 시작하고, 사파이어가 기판으로 사용되었을 때에는 약 5 마이크론에서 발생한다. 그러므로, 상기 렌즈형 형태를 위해, 보다 강인한 실리콘 카바이드를 사용하는 것은 구조적인 장점을 제공한다.
다른 장점으로, 질화 갈륨은 일반적으로 세제곱 센티미터(㎤) 당 108 내지 109개의 결함 밀도를 가진다. 여기서, 결함은 바람직하지 않은 흡수 센터로 작용한다. 반면에, 실리콘 카바이드의 일반적인 결함 밀도는 양 103 내지 104 cm-3이다. 따라서 실리콘 카바이드를 적용하는 것은, 낮은 결함 흡수라는 면에서, 보다 우수한 결정 품질을 나타내며, 이는 발광 다이오드의 효율성 면에서 유리하다.
다른 장점으로, n형 질화 갈륨의 주어진 두께에 대해서, 실리콘 카바이드의 존재는 항상 전류 분포를 개선한다. 추가적으로, 실리콘 카바이드는 상기 렌즈형 표면을 가공하거나 형성하는데 이어서, 가장 큰 공정 허용 범위를 제공한다.
실리콘 카바이드는 또한 질화 갈륨에 배해 높은 굴절율을 가지며, 이는 전체적으로 불리한 점이 없이 추가적인 장점을 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 다이오드의 일부분의 단면에 대한 주사 전자 현미경 사진이다. 상기 다이오드의 다양한 구성 요소들이, 사진에 인접한 꺾인 화살표에 의해 표지되어 있다. 여기서 도 9는 상기 렌즈형 표면(52) 및 비렌즈형 실리콘 카바이드 영역(53)을 도시하고 있다. 상기 발광 영역은 다시 도면 번호 37로 표시되고, 상기 거울( 및 관련 장벽 금속)은 도면 번호 31, 그리고 금속 본딩 층은 도면 번호 30으로 표시된다. 상기 기판의 일부분은 사진의 바닥에 도면 번호 55로 표시되었다. 사진에 붙어 있는 5 마이크론 스케일은 상기 렌즈형 형태의 상대적인 크기 및 상기 층들의 상대적인 두께를 알 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다이오드 구조(60)의 부분의 개략적인 단면도이다. 상기 다이오드 구조(60)는 상기 다이오드를 가로질러 인가되는 전류의 주어진 양에 대한 빛 배출의 양을 증가시킨다. 가능하고 도움이 되는 범위에서, 도 10의 도면 번호는 도 1 내지 도 4에 사용된 것과 동일한 번호이다. 따라서, 도 10은 n형 3족 질화물 층(27) 상에 위치한 배선 본딩 패드(25)를 포함한다. 도 10은 또한 발광 층(22) 및 p형 3족 질화물 층(26)을 도시한다. 상기 렌즈형 형태는 다시 도면 번호 23으로 표시된다.
하지만, 여기서 거울 층은 도면 번호 61로 표시된다. 도 10에 도시된 실시예에서는, 상기 거울 층(61)은, 상기 활성 영역(37)에 전기적 접합 부분을 형성하는 거울 금속으로 형성된 완전한 층이 아니다. 대신, 상기 배선 본딩 패드(25)가 상기 다이오드(60)를 관통하여 투영(projection)된 하부의 층(26)에 인접한 개구부(63)를 형성하기 위해서, 상기 거울 및 접합 금속의 일부분이 제거(혹은 단순히 불포함) 된다. 상기 배선 본딩 패드(25)로부터 투영된 기하학적 위치나 그 상부에서의 금속 접합을 피하는 것은, 상기 거울(및 관련 금속) 층(61)과 상기 배선 본딩 패드(25) 사이에 위치한, 다이오드의 보다 투명한 영역에서의 직접적인 전류 흐름에 도움을 준다. 상기 거울(61)의 일부분을 제거함으로써, 상기 구조는 상기 배선 본딩 패드(25)의 바로 아래에서 발생하는 발광 재결합의 수를 감소시키고, 상기 다이오드(60)의 보다 투명한 영역 아래에서의 재결합의 수를 증가시킨다. 이는 또한, 주어진 전류에 대해서, 상기 거울 및 접합 시스템(61)이 상기 다이오드의 일면(혹은 일면의 대부분)을 완전히 덮고 있는 다이오드와 비교하여, 상기 다이오드(60)로부터의 광 배출을 증가시킨다.
도 11은 도 10의 11-11 선을 따라서 절단한 다이오드(60)의 평면도이다. 상기 층(26)은 다시 마름모 패턴으로 도시되었지만, 거울에 포함되지 않는 영역(예를 들어 개구부)은 어두운 원형(62)으로 도시되었다. 상기 다이오드가 도 10의 실시예의 구조로 형성되었을 때, 상기 개구부(62)는 상대적으로 어두운 형태를 가지므로, 상기 개구부(62)는 어두운 그림자 처리를 하여 표현하였다.
도 12는 상기 개구부(62)가, 반사성이지만 상기 층(26)과 오믹 접합은 형성하지 않는 금속(65)으로 채워진 다이오드(64)에 대한 다른 실시예를 도시한다. 그 결과, 상기 거울(61)은 상기 배선 본딩 패드(25)의 바로 아래에서 발생하는 재결함의 수는 최소화하는 구조를 제공하면서도, 보다 반사성이 있는 영역을 포함하기 때문에, 상기 다이오드(64)로부터의 광 배출은 도 10에서 도시한 다이오드(60)에 비해서 우수하다.
도 13은 p형 3족 질화물 층(26)의 일부분(70)에, 바람직하게는 플라즈마를 이용해서 전도성을 줄이고 심지어 절연체가 되도록, 보호막이 씌워진 다이오드(66)에 대한, 또 다른 실시예를 도시한다. 상기 보호막 영역(70)은 전류 흐름을 방해하기 때문에, 상기 배선 본딩(25)의 바로 아래에서 일어나는 재결합을 여전히 최소화하는 가운데, 전체적인 거울 층(67)이 상기 다이오드(66)에 포함될 수 있다.
비록 도 10-13에서는 개구부(62), 대체 금속 영역(65), 및 보호막 영역(70)을 상기 배선 본딩 패드(25)와 동일한 크기 및 형태로 도시하였지만, 상기 개구부(62), 상기 대체 금속 영역(65), 및 상기 보호막 층(70)의 다양한 크기가 본원의 청구된 발명의 범주를 벗어나지 않는 동일한 목적으로 적용될 수 있음은 자명하다.
도 14에서는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 다이오드(70)를 개략적으로 도시하고 있다. 도면 번호 70으로 표시한 상기 실시예는 다른 도면에서 도시한 실시예와 배우 유사하지만, 발광 영역(37)이, 거울 및 관련된 피복 금속(31) 및 본딩 금속 층(30)의 노출 영역을 덮는 보호 층(71)을 포함하는 메사 형태로 되어 있다는 점이 다르다. 다른 도면들과의 유사성이 있으므로, 도 14는 적절한 경우에는 동일한 도면 번호를 사용한다. 전형적인 실시예에서, 상기 보호 층은 상기 메사 및 상기 렌즈형 실리콘 카바이드 표면(23)의 벽을 모두 덮는다. 적절한 보호 재료로 실리콘 질화물(화학양론적인 Si3N4 및 비화학양론적인 것 둘 다 포함) 및 실리콘 산화물(SiO2)를 포함한다. 상기 및 다른 보호 재료와 이들이 덮거나 포함하는 형태는, 상기 다이오드로부터의 광 배출을 방해하지 않도록 하고 외부 효율을 높이기 위한 높은 투광성 등, 상기 다이오드와의 기능적 적합성을 고려하여 선택되는 것임은 자명할 것이다.
상기 도면 및 명세서에서 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (10)

  1. 복수 개의 3족 질화물 발광 다이오드를 형성하기 위한 웨이퍼 구조물로서,
    기판 웨이퍼;
    상기 기판 상의 3족 질화물 에피택시 층;
    상기 3족 질화물 에피택시 층의 표면 상의 복수 개의 오믹 접합;
    상기 기판과 상기 3족 질화물 에피택시 층 사이에 배치된 거울 층; 및
    상기 3족 질화물 에피택시 층 상의 렌즈형 표면
    을 포함하는 웨이퍼 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈형 표면은 실리콘 카바이드를 포함하는 웨이퍼 구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에피택시 층 상의 오믹 접합에 대향하여 상기 실리콘 카바이드 기판 웨이퍼의 표면에 또 다른 오믹 접합을 포함하는 웨이퍼 구조물
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웨이퍼 구조물은 서로 대향하는 오믹 접합을 포함한 전체 두께가 150 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈형 표면은 복수 개의 렌즈 형상부를 포함하고, 각 렌즈 형상부는 1 ~ 10 ㎛ 사이의 높이를 갖는 웨이퍼 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘, 갈륨 비소, 실리콘 카바이드 및 구리-텅스텐으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 구조물.
  7. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 p형 3족 질화물 에피택시 층 및 하나 이상의 n형 3족 질화물 에피택시 층을 포함하는 웨이퍼 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    발광 영역을 더 포함하며,
    상기 렌즈형 표면은 상기 발광 영역으로부터 분리되는 웨이퍼 구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    발광 영역을 더 포함하며,
    상기 렌즈형 표면은 상기 발광 영역까지 연장되지만, 상기 발광 영역을 넘어서지는 않는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 구조물.
  10. 제1항에 있어서,
    발광 영역을 더 포함하며,
    상기 렌즈형 표면은 상기 발광 영역 안으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 구조물.
KR1020107028078A 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드 KR20100134808A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/951,042 US7259402B2 (en) 2004-09-22 2004-09-22 High efficiency group III nitride-silicon carbide light emitting diode
US10/951,042 2004-09-22
US11/082,470 2005-03-17
US11/082,470 US8174037B2 (en) 2004-09-22 2005-03-17 High efficiency group III nitride LED with lenticular surface

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087027784A Division KR20080102328A (ko) 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100134808A true KR20100134808A (ko) 2010-12-23

Family

ID=35520716

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087027784A KR20080102328A (ko) 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드
KR1020107028078A KR20100134808A (ko) 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드
KR1020077006475A KR101024330B1 (ko) 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087027784A KR20080102328A (ko) 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077006475A KR101024330B1 (ko) 2004-09-22 2005-09-15 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드

Country Status (6)

Country Link
US (5) US8174037B2 (ko)
EP (3) EP2270878B1 (ko)
JP (2) JP2008514028A (ko)
KR (3) KR20080102328A (ko)
TW (1) TW200623464A (ko)
WO (1) WO2006036565A2 (ko)

Families Citing this family (101)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006525682A (ja) 2003-04-30 2006-11-09 クリー　インコーポレイテッド 高出力固体発光素子パッケージ
US7005679B2 (en) 2003-05-01 2006-02-28 Cree, Inc. Multiple component solid state white light
US7915085B2 (en) 2003-09-18 2011-03-29 Cree, Inc. Molded chip fabrication method
US7795623B2 (en) * 2004-06-30 2010-09-14 Cree, Inc. Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures
US7534633B2 (en) 2004-07-02 2009-05-19 Cree, Inc. LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same
US7737459B2 (en) * 2004-09-22 2010-06-15 Cree, Inc. High output group III nitride light emitting diodes
US8174037B2 (en) 2004-09-22 2012-05-08 Cree, Inc. High efficiency group III nitride LED with lenticular surface
US7335920B2 (en) 2005-01-24 2008-02-26 Cree, Inc. LED with current confinement structure and surface roughening
US8729580B2 (en) * 2005-12-06 2014-05-20 Toshiba Techno Center, Inc. Light emitter with metal-oxide coating
CN101351891B (zh) 2005-12-22 2014-11-19 科锐公司 照明装置
US8101961B2 (en) * 2006-01-25 2012-01-24 Cree, Inc. Transparent ohmic contacts on light emitting diodes with growth substrates
KR100735488B1 (ko) * 2006-02-03 2007-07-04 삼성전기주식회사 질화갈륨계 발광다이오드 소자의 제조방법
JP2009534866A (ja) 2006-04-24 2009-09-24 クリー， インコーポレイティッド 横向き平面実装白色ｌｅｄ
EP2023869B1 (en) * 2006-05-12 2019-09-18 Cardinal Health Switzerland 515 GmbH Balloon expandable bioabsorbable drug eluting flexible stent
US8643195B2 (en) 2006-06-30 2014-02-04 Cree, Inc. Nickel tin bonding system for semiconductor wafers and devices
US7910945B2 (en) * 2006-06-30 2011-03-22 Cree, Inc. Nickel tin bonding system with barrier layer for semiconductor wafers and devices
US7910938B2 (en) 2006-09-01 2011-03-22 Cree, Inc. Encapsulant profile for light emitting diodes
US8425271B2 (en) 2006-09-01 2013-04-23 Cree, Inc. Phosphor position in light emitting diodes
US7855459B2 (en) 2006-09-22 2010-12-21 Cree, Inc. Modified gold-tin system with increased melting temperature for wafer bonding
US9178121B2 (en) * 2006-12-15 2015-11-03 Cree, Inc. Reflective mounting substrates for light emitting diodes
US9159888B2 (en) * 2007-01-22 2015-10-13 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US9024349B2 (en) 2007-01-22 2015-05-05 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US8212262B2 (en) * 2007-02-09 2012-07-03 Cree, Inc. Transparent LED chip
US20080197378A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Hua-Shuang Kong Group III Nitride Diodes on Low Index Carrier Substrates
US9484499B2 (en) * 2007-04-20 2016-11-01 Cree, Inc. Transparent ohmic contacts on light emitting diodes with carrier substrates
US9401461B2 (en) 2007-07-11 2016-07-26 Cree, Inc. LED chip design for white conversion
US9461201B2 (en) 2007-11-14 2016-10-04 Cree, Inc. Light emitting diode dielectric mirror
US8575633B2 (en) 2008-12-08 2013-11-05 Cree, Inc. Light emitting diode with improved light extraction
US8536584B2 (en) 2007-11-14 2013-09-17 Cree, Inc. High voltage wire bond free LEDS
US7915629B2 (en) 2008-12-08 2011-03-29 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
WO2009075753A2 (en) * 2007-12-06 2009-06-18 Paul Panaccione Chip-scale packaged light-emitting devices
US9041285B2 (en) 2007-12-14 2015-05-26 Cree, Inc. Phosphor distribution in LED lamps using centrifugal force
US9431589B2 (en) 2007-12-14 2016-08-30 Cree, Inc. Textured encapsulant surface in LED packages
US8878219B2 (en) * 2008-01-11 2014-11-04 Cree, Inc. Flip-chip phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US8877524B2 (en) 2008-03-31 2014-11-04 Cree, Inc. Emission tuning methods and devices fabricated utilizing methods
KR101449030B1 (ko) * 2008-04-05 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법
US8502193B2 (en) * 2008-04-16 2013-08-06 Lg Innotek Co., Ltd. Light-emitting device and fabricating method thereof
KR101534846B1 (ko) * 2008-04-16 2015-07-07 엘지이노텍 주식회사 수직구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자및 제조방법
KR101550913B1 (ko) * 2008-05-04 2015-09-07 엘지이노텍 주식회사 수직구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자및 제조방법
US9287469B2 (en) 2008-05-02 2016-03-15 Cree, Inc. Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode
US20100038670A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-18 Luminus Devices, Inc. Illumination assembly including chip-scale packaged light-emitting device
CN102197596B (zh) * 2008-09-08 2014-10-29 3M创新有限公司 电像素化发光装置
JP2010067890A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Hitachi Cable Ltd 発光素子
TWI389347B (zh) * 2008-11-13 2013-03-11 Epistar Corp 光電元件及其製作方法
EP2356701A2 (en) * 2008-11-13 2011-08-17 3M Innovative Properties Company Electrically pixelated luminescent device incorporating optical elements
US8017963B2 (en) * 2008-12-08 2011-09-13 Cree, Inc. Light emitting diode with a dielectric mirror having a lateral configuration
US9093293B2 (en) 2009-04-06 2015-07-28 Cree, Inc. High voltage low current surface emitting light emitting diode
US8529102B2 (en) * 2009-04-06 2013-09-10 Cree, Inc. Reflector system for lighting device
US8476668B2 (en) 2009-04-06 2013-07-02 Cree, Inc. High voltage low current surface emitting LED
US20100327300A1 (en) 2009-06-25 2010-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Contact for a semiconductor light emitting device
DE102009033686A1 (de) * 2009-07-17 2011-01-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines anorganischen optoelektronischen Halbleiterbauteils
US8076682B2 (en) * 2009-07-21 2011-12-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Contact for a semiconductor light emitting device
US9362459B2 (en) * 2009-09-02 2016-06-07 United States Department Of Energy High reflectivity mirrors and method for making same
US9435493B2 (en) 2009-10-27 2016-09-06 Cree, Inc. Hybrid reflector system for lighting device
US8981397B2 (en) * 2010-02-12 2015-03-17 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light-emitting devices on textured substrates
KR101064049B1 (ko) * 2010-02-18 2011-09-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법, 발광소자 패키지
US8299479B2 (en) 2010-03-09 2012-10-30 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light-emitting devices with textured active layer
US9012938B2 (en) 2010-04-09 2015-04-21 Cree, Inc. High reflective substrate of light emitting devices with improved light output
US9105824B2 (en) 2010-04-09 2015-08-11 Cree, Inc. High reflective board or substrate for LEDs
JP5031935B2 (ja) * 2010-04-21 2012-09-26 京セラ株式会社 太陽電池モジュール
KR101055779B1 (ko) * 2010-06-15 2011-08-11 서울옵토디바이스주식회사 고효율 발광 다이오드 제조방법
KR101735670B1 (ko) * 2010-07-13 2017-05-15 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
US8476659B2 (en) * 2010-07-15 2013-07-02 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light emitting device
US10546846B2 (en) 2010-07-23 2020-01-28 Cree, Inc. Light transmission control for masking appearance of solid state light sources
US8283652B2 (en) * 2010-07-28 2012-10-09 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Vertical light emitting diode (VLED) die having electrode frame and method of fabrication
US8723160B2 (en) 2010-07-28 2014-05-13 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Light emitting diode (LED) die having peripheral electrode frame and method of fabrication
US8764224B2 (en) 2010-08-12 2014-07-01 Cree, Inc. Luminaire with distributed LED sources
KR101795053B1 (ko) * 2010-08-26 2017-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지, 라이트 유닛
US8455882B2 (en) 2010-10-15 2013-06-04 Cree, Inc. High efficiency LEDs
US8556469B2 (en) 2010-12-06 2013-10-15 Cree, Inc. High efficiency total internal reflection optic for solid state lighting luminaires
US9166126B2 (en) 2011-01-31 2015-10-20 Cree, Inc. Conformally coated light emitting devices and methods for providing the same
US8680556B2 (en) 2011-03-24 2014-03-25 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
US9728676B2 (en) 2011-06-24 2017-08-08 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip
US10243121B2 (en) 2011-06-24 2019-03-26 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip with improved reliability
US8686429B2 (en) * 2011-06-24 2014-04-01 Cree, Inc. LED structure with enhanced mirror reflectivity
US8558252B2 (en) 2011-08-26 2013-10-15 Cree, Inc. White LEDs with emission wavelength correction
US8349116B1 (en) 2011-11-18 2013-01-08 LuxVue Technology Corporation Micro device transfer head heater assembly and method of transferring a micro device
US8573469B2 (en) 2011-11-18 2013-11-05 LuxVue Technology Corporation Method of forming a micro LED structure and array of micro LED structures with an electrically insulating layer
US9620478B2 (en) 2011-11-18 2017-04-11 Apple Inc. Method of fabricating a micro device transfer head
US8794501B2 (en) 2011-11-18 2014-08-05 LuxVue Technology Corporation Method of transferring a light emitting diode
US9548332B2 (en) 2012-04-27 2017-01-17 Apple Inc. Method of forming a micro LED device with self-aligned metallization stack
KR101471351B1 (ko) * 2012-12-27 2014-12-10 전자부품연구원 하이브리드 수직형 질화갈륨 다이오드의 구조 및 그 제조 방법
CN104241262B (zh) 2013-06-14 2020-11-06 惠州科锐半导体照明有限公司 发光装置以及显示装置
CN104377287B (zh) * 2013-08-14 2017-04-26 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及其制造方法
US9318475B2 (en) 2014-05-15 2016-04-19 LuxVue Technology Corporation Flexible display and method of formation with sacrificial release layer
KR102199995B1 (ko) * 2014-06-02 2021-01-11 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9741286B2 (en) 2014-06-03 2017-08-22 Apple Inc. Interactive display panel with emitting and sensing diodes
US9624100B2 (en) 2014-06-12 2017-04-18 Apple Inc. Micro pick up array pivot mount with integrated strain sensing elements
US9425151B2 (en) 2014-06-17 2016-08-23 Apple Inc. Compliant electrostatic transfer head with spring support layer
US9570002B2 (en) 2014-06-17 2017-02-14 Apple Inc. Interactive display panel with IR diodes
US9705432B2 (en) 2014-09-30 2017-07-11 Apple Inc. Micro pick up array pivot mount design for strain amplification
US9828244B2 (en) 2014-09-30 2017-11-28 Apple Inc. Compliant electrostatic transfer head with defined cavity
US9478583B2 (en) 2014-12-08 2016-10-25 Apple Inc. Wearable display having an array of LEDs on a conformable silicon substrate
US10658546B2 (en) 2015-01-21 2020-05-19 Cree, Inc. High efficiency LEDs and methods of manufacturing
JP2017034218A (ja) 2015-08-03 2017-02-09 株式会社東芝 半導体発光装置
TWI552385B (zh) * 2015-09-04 2016-10-01 錼創科技股份有限公司 發光元件
TWI581460B (zh) * 2015-09-04 2017-05-01 錼創科技股份有限公司 發光元件及其製作方法
US10170455B2 (en) 2015-09-04 2019-01-01 PlayNitride Inc. Light emitting device with buffer pads
WO2017184686A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-26 The Penn State Research Foundation Gap-free microdisplay based on iii-nitride led arrays
JP6834424B2 (ja) * 2016-12-02 2021-02-24 日亜化学工業株式会社 半導体素子及びその製造方法
CN115004390A (zh) * 2019-12-24 2022-09-02 密歇根大学董事会 第iii族氮化物激子异质结构

Family Cites Families (173)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2001622A (en) * 1930-10-27 1935-05-14 David G Mccaa Method of and means for reducing electrical disturbances
DE1974723U (de) 1965-04-30 1967-12-14 Arno Lohmueller K G Kolibri Te Maschine zum abziehen von draufreihen an strickwarengarnituren.
US4626322A (en) * 1983-08-01 1986-12-02 Union Oil Company Of California Photoelectrochemical preparation of a solid-state semiconductor photonic device
JPS6042023A (ja) 1983-08-17 1985-03-06 Kubota Ltd 芯材入押出成形品製造装置
JPS6042890A (ja) * 1983-08-18 1985-03-07 Mitsubishi Electric Corp 面発光形半導体レ−ザ及びその製造方法
FR2554606B1 (fr) * 1983-11-04 1987-04-10 Thomson Csf Dispositif optique de concentration du rayonnement lumineux emis par une diode electroluminescente, et diode electroluminescente comportant un tel dispositif
JPS6159886U (ko) 1984-09-27 1986-04-22
US4866005A (en) 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
JPH0770755B2 (ja) * 1988-01-21 1995-07-31 三菱化学株式会社 高輝度ｌｅｄ用エピタキシャル基板及びその製造方法
US4912532A (en) * 1988-08-26 1990-03-27 Hewlett-Packard Company Electro-optical device with inverted transparent substrate and method for making same
JPH0278280A (ja) * 1988-09-14 1990-03-19 Ricoh Co Ltd 半導体発光装置
US5153889A (en) 1989-05-31 1992-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US5103271A (en) * 1989-09-28 1992-04-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
US4946547A (en) 1989-10-13 1990-08-07 Cree Research, Inc. Method of preparing silicon carbide surfaces for crystal growth
US5200022A (en) * 1990-10-03 1993-04-06 Cree Research, Inc. Method of improving mechanically prepared substrate surfaces of alpha silicon carbide for deposition of beta silicon carbide thereon and resulting product
US5300788A (en) * 1991-01-18 1994-04-05 Kopin Corporation Light emitting diode bars and arrays and method of making same
JPH04264781A (ja) 1991-02-20 1992-09-21 Eastman Kodak Japan Kk 発光ダイオードアレイ
JP2798545B2 (ja) * 1992-03-03 1998-09-17 シャープ株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
DE4305296C3 (de) * 1993-02-20 1999-07-15 Vishay Semiconductor Gmbh Verfahren zum Herstellen einer strahlungsemittierenden Diode
US5376580A (en) 1993-03-19 1994-12-27 Hewlett-Packard Company Wafer bonding of light emitting diode layers
US5416342A (en) * 1993-06-23 1995-05-16 Cree Research, Inc. Blue light-emitting diode with high external quantum efficiency
JPH0722646A (ja) 1993-06-30 1995-01-24 Mitsubishi Chem Corp 電流ブロック層を有するｌｅｄ
US5338944A (en) * 1993-09-22 1994-08-16 Cree Research, Inc. Blue light-emitting diode with degenerate junction structure
US5400022A (en) * 1993-10-15 1995-03-21 Apple Computer, Inc. Pulse code bit cell demodulation
JP3316062B2 (ja) * 1993-12-09 2002-08-19 株式会社東芝 半導体発光素子
JP3283676B2 (ja) 1993-12-29 2002-05-20 株式会社リコー 光走査装置
JPH07254732A (ja) 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 半導体発光装置
JPH07273368A (ja) 1994-03-29 1995-10-20 Nec Kansai Ltd 発光ダイオード
JP3511213B2 (ja) 1994-03-30 2004-03-29 スタンレー電気株式会社 光半導体デバイス
JPH0832108A (ja) * 1994-07-11 1996-02-02 Toshiba Corp 光半導体素子の製造方法
US5523589A (en) * 1994-09-20 1996-06-04 Cree Research, Inc. Vertical geometry light emitting diode with group III nitride active layer and extended lifetime
US5592501A (en) 1994-09-20 1997-01-07 Cree Research, Inc. Low-strain laser structures with group III nitride active layers
US5631190A (en) * 1994-10-07 1997-05-20 Cree Research, Inc. Method for producing high efficiency light-emitting diodes and resulting diode structures
US5703436A (en) * 1994-12-13 1997-12-30 The Trustees Of Princeton University Transparent contacts for organic devices
JP3124694B2 (ja) 1995-02-15 2001-01-15 三菱電線工業株式会社 半導体発光素子
US5814839A (en) 1995-02-16 1998-09-29 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light-emitting device having a current adjusting layer and a uneven shape light emitting region, and method for producing same
US5739554A (en) * 1995-05-08 1998-04-14 Cree Research, Inc. Double heterojunction light emitting diode with gallium nitride active layer
US5565694A (en) 1995-07-10 1996-10-15 Huang; Kuo-Hsin Light emitting diode with current blocking layer
US5719891A (en) 1995-12-18 1998-02-17 Picolight Incorporated Conductive element with lateral oxidation barrier
US5779924A (en) * 1996-03-22 1998-07-14 Hewlett-Packard Company Ordered interface texturing for a light emitting device
US5985687A (en) 1996-04-12 1999-11-16 The Regents Of The University Of California Method for making cleaved facets for lasers fabricated with gallium nitride and other noncubic materials
JP3164016B2 (ja) 1996-05-31 2001-05-08 住友電気工業株式会社 発光素子および発光素子用ウエハの製造方法
EP1441395B9 (de) * 1996-06-26 2012-08-15 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Lichtabstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement
DE19640594B4 (de) * 1996-10-01 2016-08-04 Osram Gmbh Bauelement
JPH10294531A (ja) * 1997-02-21 1998-11-04 Toshiba Corp 窒化物化合物半導体発光素子
US6057562A (en) * 1997-04-18 2000-05-02 Epistar Corp. High efficiency light emitting diode with distributed Bragg reflector
US6420735B2 (en) * 1997-05-07 2002-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Surface-emitting light-emitting diode
US5789768A (en) 1997-06-23 1998-08-04 Epistar Corporation Light emitting diode having transparent conductive oxide formed on the contact layer
JPH1174559A (ja) * 1997-08-28 1999-03-16 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体発光素子および露光装置
US6825501B2 (en) 1997-08-29 2004-11-30 Cree, Inc. Robust Group III light emitting diode for high reliability in standard packaging applications
TW393785B (en) * 1997-09-19 2000-06-11 Siemens Ag Method to produce many semiconductor-bodies
US6201262B1 (en) * 1997-10-07 2001-03-13 Cree, Inc. Group III nitride photonic devices on silicon carbide substrates with conductive buffer interlay structure
JPH11135834A (ja) * 1997-10-27 1999-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード装置及びその製造方法
US6194743B1 (en) * 1997-12-15 2001-02-27 Agilent Technologies, Inc. Nitride semiconductor light emitting device having a silver p-contact
US6071795A (en) * 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
JPH11238913A (ja) 1998-02-20 1999-08-31 Namiki Precision Jewel Co Ltd 半導体発光デバイスチップ
JP3540605B2 (ja) * 1998-05-15 2004-07-07 三洋電機株式会社 発光素子
JP4352473B2 (ja) 1998-06-26 2009-10-28 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
US6291839B1 (en) * 1998-09-11 2001-09-18 Lulileds Lighting, U.S. Llc Light emitting device having a finely-patterned reflective contact
JP2000091638A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US6459100B1 (en) * 1998-09-16 2002-10-01 Cree, Inc. Vertical geometry ingan LED
JP3525061B2 (ja) * 1998-09-25 2004-05-10 株式会社東芝 半導体発光素子の製造方法
JP3469484B2 (ja) * 1998-12-24 2003-11-25 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
US6744800B1 (en) * 1998-12-30 2004-06-01 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on an insulating substrate
US6320206B1 (en) * 1999-02-05 2001-11-20 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light emitting devices having wafer bonded aluminum gallium indium nitride structures and mirror stacks
US20010042866A1 (en) 1999-02-05 2001-11-22 Carrie Carter Coman Inxalygazn optical emitters fabricated via substrate removal
JP2000261029A (ja) 1999-03-12 2000-09-22 Oki Electric Ind Co Ltd 光半導体素子
US6258699B1 (en) * 1999-05-10 2001-07-10 Visual Photonics Epitaxy Co., Ltd. Light emitting diode with a permanent subtrate of transparent glass or quartz and the method for manufacturing the same
US7009751B2 (en) 1999-05-14 2006-03-07 Gentex Corporation Electrochromic rearview mirror incorporating a third surface partially transmissive reflector
US6222207B1 (en) 1999-05-24 2001-04-24 Lumileds Lighting, U.S. Llc Diffusion barrier for increased mirror reflectivity in reflective solderable contacts on high power LED chip
TW437104B (en) * 1999-05-25 2001-05-28 Wang Tien Yang Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same
US6287947B1 (en) * 1999-06-08 2001-09-11 Lumileds Lighting, U.S. Llc Method of forming transparent contacts to a p-type GaN layer
US6133589A (en) * 1999-06-08 2000-10-17 Lumileds Lighting, U.S., Llc AlGaInN-based LED having thick epitaxial layer for improved light extraction
TW502458B (en) * 1999-06-09 2002-09-11 Toshiba Corp Bonding type semiconductor substrate, semiconductor light emission element and manufacturing method thereof
US6307243B1 (en) * 1999-07-19 2001-10-23 Micron Technology, Inc. Microlens array with improved fill factor
US6534798B1 (en) * 1999-09-08 2003-03-18 California Institute Of Technology Surface plasmon enhanced light emitting diode and method of operation for the same
DE19947030A1 (de) * 1999-09-30 2001-04-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenstrukturierte Lichtemissionsdiode mit verbesserter Stromeinkopplung
JP2001111103A (ja) 1999-10-14 2001-04-20 Korai Kagi Kofun Yugenkoshi 領域電流密度を制御可能なｌｅｄ
US6812053B1 (en) * 1999-10-14 2004-11-02 Cree, Inc. Single step pendeo- and lateral epitaxial overgrowth of Group III-nitride epitaxial layers with Group III-nitride buffer layer and resulting structures
US6492661B1 (en) 1999-11-04 2002-12-10 Fen-Ren Chien Light emitting semiconductor device having reflection layer structure
US6812502B1 (en) 1999-11-04 2004-11-02 Uni Light Technology Incorporation Flip-chip light-emitting device
AU4139101A (en) 1999-12-03 2001-06-12 Cree Lighting Company Enhanced light extraction in leds through the use of internal and external optical elements
US6410942B1 (en) * 1999-12-03 2002-06-25 Cree Lighting Company Enhanced light extraction through the use of micro-LED arrays
US6486499B1 (en) * 1999-12-22 2002-11-26 Lumileds Lighting U.S., Llc III-nitride light-emitting device with increased light generating capability
US6903376B2 (en) * 1999-12-22 2005-06-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Selective placement of quantum wells in flipchip light emitting diodes for improved light extraction
US6992334B1 (en) * 1999-12-22 2006-01-31 Lumileds Lighting U.S., Llc Multi-layer highly reflective ohmic contacts for semiconductor devices
US6514782B1 (en) * 1999-12-22 2003-02-04 Lumileds Lighting, U.S., Llc Method of making a III-nitride light-emitting device with increased light generating capability
US20020068373A1 (en) * 2000-02-16 2002-06-06 Nova Crystals, Inc. Method for fabricating light emitting diodes
JP4501225B2 (ja) * 2000-02-21 2010-07-14 日亜化学工業株式会社 発光素子および発光素子の製造方法
DE10008583A1 (de) * 2000-02-24 2001-09-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optisch transparenten Substrates und Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Halbleiterchips
US6335263B1 (en) * 2000-03-22 2002-01-01 The Regents Of The University Of California Method of forming a low temperature metal bond for use in the transfer of bulk and thin film materials
US6455343B1 (en) 2000-03-28 2002-09-24 United Epitaxy Company, Ltd. Method of manufacturing light emitting diode with current blocking structure
JP4060511B2 (ja) * 2000-03-28 2008-03-12 パイオニア株式会社 窒化物半導体素子の分離方法
DE10051465A1 (de) * 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
US6410940B1 (en) * 2000-06-15 2002-06-25 Kansas State University Research Foundation Micro-size LED and detector arrays for minidisplay, hyper-bright light emitting diodes, lighting, and UV detector and imaging sensor applications
US6420732B1 (en) 2000-06-26 2002-07-16 Luxnet Corporation Light emitting diode of improved current blocking and light extraction structure
DE10033496A1 (de) * 2000-07-10 2002-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip für die Optoelektronik
US6562648B1 (en) * 2000-08-23 2003-05-13 Xerox Corporation Structure and method for separation and transfer of semiconductor thin films onto dissimilar substrate materials
DE10042947A1 (de) * 2000-08-31 2002-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
GB0024804D0 (en) 2000-10-10 2000-11-22 Microemissive Displays Ltd An optoelectronic device
JP4091261B2 (ja) * 2000-10-31 2008-05-28 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
TW579608B (en) * 2000-11-24 2004-03-11 High Link Technology Corp Method and structure of forming electrode for light emitting device
US6800876B2 (en) * 2001-01-16 2004-10-05 Cree, Inc. Group III nitride LED with undoped cladding layer (5000.137)
US6791119B2 (en) 2001-02-01 2004-09-14 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for light extraction
US6468824B2 (en) * 2001-03-22 2002-10-22 Uni Light Technology Inc. Method for forming a semiconductor device having a metallic substrate
JP2002284600A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Hitachi Cable Ltd 窒化ガリウム結晶基板の製造方法及び窒化ガリウム結晶基板
US6987613B2 (en) * 2001-03-30 2006-01-17 Lumileds Lighting U.S., Llc Forming an optical element on the surface of a light emitting device for improved light extraction
DE10120703A1 (de) * 2001-04-27 2002-10-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip für die Optoelektronik
JP2002329885A (ja) 2001-05-01 2002-11-15 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
EP1596443B1 (en) 2001-05-29 2015-04-08 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting element
JP2002359401A (ja) 2001-05-31 2002-12-13 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子
JP2002368263A (ja) 2001-06-06 2002-12-20 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
EP1397840A1 (en) 2001-06-15 2004-03-17 Cree, Inc. Gan based led formed on a sic substrate
US7501023B2 (en) * 2001-07-06 2009-03-10 Technologies And Devices, International, Inc. Method and apparatus for fabricating crack-free Group III nitride semiconductor materials
US6888167B2 (en) * 2001-07-23 2005-05-03 Cree, Inc. Flip-chip bonding of light emitting devices and light emitting devices suitable for flip-chip bonding
US6747298B2 (en) * 2001-07-23 2004-06-08 Cree, Inc. Collets for bonding of light emitting diodes having shaped substrates
US6740906B2 (en) 2001-07-23 2004-05-25 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for submount bonding
JP4055503B2 (ja) 2001-07-24 2008-03-05 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US7440479B2 (en) 2001-09-06 2008-10-21 Brown University Magneto-optoelectronic switch and sensor
JP2003168823A (ja) * 2001-09-18 2003-06-13 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
US7323192B2 (en) * 2001-09-28 2008-01-29 Mcneil-Ppc, Inc. Immediate release tablet
US7148520B2 (en) 2001-10-26 2006-12-12 Lg Electronics Inc. Diode having vertical structure and method of manufacturing the same
US6924596B2 (en) * 2001-11-01 2005-08-02 Nichia Corporation Light emitting apparatus provided with fluorescent substance and semiconductor light emitting device, and method of manufacturing the same
EP1471583B1 (en) 2002-01-28 2009-10-07 Nichia Corporation Nitride semiconductor device having support substrate and its manufacturing method
US6635503B2 (en) * 2002-01-28 2003-10-21 Cree, Inc. Cluster packaging of light emitting diodes
US6730941B2 (en) * 2002-01-30 2004-05-04 Showa Denko Kabushiki Kaisha Boron phosphide-based semiconductor light-emitting device, production method thereof, and light-emitting diode
US6716654B2 (en) * 2002-03-12 2004-04-06 Opto Tech Corporation Light-emitting diode with enhanced brightness and method for fabricating the same
DE10214210B4 (de) 2002-03-28 2011-02-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzdiodenchip zur Flip-Chip-Montage auf einen lotbedeckten Träger und Verfahren zu dessen Herstellung
US6720570B2 (en) 2002-04-17 2004-04-13 Tekcore Co., Ltd. Gallium nitride-based semiconductor light emitting device
JP4233268B2 (ja) * 2002-04-23 2009-03-04 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
ATE421169T1 (de) * 2002-06-13 2009-01-15 Cree Inc Halbleiter-strahlungsquelle mit gesättigtem phosphor
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
JP2004047760A (ja) 2002-07-12 2004-02-12 Hitachi Cable Ltd 発光ダイオード用エピタキシャルウェハ及び発光ダイオード
US6995032B2 (en) * 2002-07-19 2006-02-07 Cree, Inc. Trench cut light emitting diodes and methods of fabricating same
JP2004056010A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 窒化物半導体発光素子
DE10234977A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Dünnschicht-Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
US6649437B1 (en) 2002-08-20 2003-11-18 United Epitaxy Company, Ltd. Method of manufacturing high-power light emitting diodes
DE10245628A1 (de) * 2002-09-30 2004-04-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektromagnetische Strahlung emittierender Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
US7042150B2 (en) * 2002-12-20 2006-05-09 Showa Denko K.K. Light-emitting device, method of fabricating the device, and LED lamp using the device
US6917057B2 (en) * 2002-12-31 2005-07-12 Gelcore Llc Layered phosphor coatings for LED devices
US6825559B2 (en) * 2003-01-02 2004-11-30 Cree, Inc. Group III nitride based flip-chip intergrated circuit and method for fabricating
TWI226138B (en) * 2003-01-03 2005-01-01 Super Nova Optoelectronics Cor GaN-based LED vertical device structure and the manufacturing method thereof
US6786390B2 (en) * 2003-02-04 2004-09-07 United Epitaxy Company Ltd. LED stack manufacturing method and its structure thereof
US7023024B2 (en) * 2003-03-31 2006-04-04 Inphot, Inc. Diamond based blue/UV emission source
US6831302B2 (en) * 2003-04-15 2004-12-14 Luminus Devices, Inc. Light emitting devices with improved extraction efficiency
TWI244774B (en) 2003-05-06 2005-12-01 Canon Kk Semiconductor substrate, semiconductor device, light emitting diode and producing method therefor
EP1623467B1 (en) 2003-05-09 2016-12-07 Cree, Inc. LED fabrication via ion implant isolation
US6960872B2 (en) 2003-05-23 2005-11-01 Goldeneye, Inc. Illumination systems utilizing light emitting diodes and light recycling to enhance output radiance
US7122841B2 (en) * 2003-06-04 2006-10-17 Kopin Corporation Bonding pad for gallium nitride-based light-emitting devices
US6921924B2 (en) * 2003-06-18 2005-07-26 United Epitaxy Company, Ltd Semiconductor light-emitting device
WO2005024961A1 (de) * 2003-08-29 2005-03-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungemittierendes halbleiterbauelement
FR2859312B1 (fr) * 2003-09-02 2006-02-17 Soitec Silicon On Insulator Scellement metallique multifonction
US6806112B1 (en) * 2003-09-22 2004-10-19 National Chung-Hsing University High brightness light emitting diode
US6972438B2 (en) * 2003-09-30 2005-12-06 Cree, Inc. Light emitting diode with porous SiC substrate and method for fabricating
US20050082562A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 Epistar Corporation High efficiency nitride based light emitting device
US7348600B2 (en) * 2003-10-20 2008-03-25 Nichia Corporation Nitride semiconductor device, and its fabrication process
KR100714639B1 (ko) 2003-10-21 2007-05-07 삼성전기주식회사 발광 소자
US7189591B2 (en) * 2003-12-19 2007-03-13 Nitto Denko Corporation Process for producing light-emitting semiconductor device
US20050169336A1 (en) 2004-02-04 2005-08-04 Fuji Xerox Co., Ltd. Vertical-cavity surface-emitting semiconductor laser
US7250635B2 (en) 2004-02-06 2007-07-31 Dicon Fiberoptics, Inc. Light emitting system with high extraction efficency
TWI244221B (en) * 2004-03-01 2005-11-21 Epistar Corp Micro-reflector containing flip-chip light emitting device
US7202181B2 (en) 2004-03-26 2007-04-10 Cres, Inc. Etching of substrates of light emitting devices
US7439609B2 (en) * 2004-03-29 2008-10-21 Cree, Inc. Doping of gallium nitride by solid source diffusion and resulting gallium nitride structures
US7419912B2 (en) 2004-04-01 2008-09-02 Cree, Inc. Laser patterning of light emitting devices
WO2005101532A1 (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Nitride Semiconductors Co., Ltd. 窒化ガリウム系発光装置
US20050236636A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-27 Supernova Optoelectronics Corp. GaN-based light-emitting diode structure
TWM255518U (en) * 2004-04-23 2005-01-11 Super Nova Optoelectronics Cor Vertical electrode structure of Gallium Nitride based LED
KR100533645B1 (ko) * 2004-09-13 2005-12-06 삼성전기주식회사 발광 효율을 개선한 발광 다이오드
US8174037B2 (en) 2004-09-22 2012-05-08 Cree, Inc. High efficiency group III nitride LED with lenticular surface
US7259402B2 (en) 2004-09-22 2007-08-21 Cree, Inc. High efficiency group III nitride-silicon carbide light emitting diode
US7335920B2 (en) 2005-01-24 2008-02-26 Cree, Inc. LED with current confinement structure and surface roughening
JP4250603B2 (ja) 2005-03-28 2009-04-08 キヤノン株式会社 テラヘルツ波の発生素子、及びその製造方法
KR100691177B1 (ko) * 2005-05-31 2007-03-09 삼성전기주식회사 백색 발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
EP2267802A3 (en) 2012-07-04
US8878209B2 (en) 2014-11-04
EP2270878A2 (en) 2011-01-05
EP2267802A2 (en) 2010-12-29
US20060060874A1 (en) 2006-03-23
US20110284875A1 (en) 2011-11-24
WO2006036565A2 (en) 2006-04-06
KR101024330B1 (ko) 2011-03-23
US8183588B2 (en) 2012-05-22
US20090166659A1 (en) 2009-07-02
TW200623464A (en) 2006-07-01
EP2270878B1 (en) 2017-03-08
EP1792350B1 (en) 2019-02-13
US8174037B2 (en) 2012-05-08
KR20070053773A (ko) 2007-05-25
US8692267B2 (en) 2014-04-08
JP2012248893A (ja) 2012-12-13
EP1792350A2 (en) 2007-06-06
EP2270878A3 (en) 2012-06-27
JP2008514028A (ja) 2008-05-01
US20090242918A1 (en) 2009-10-01
KR20080102328A (ko) 2008-11-24
WO2006036565A3 (en) 2006-07-06
US8154039B2 (en) 2012-04-10
US20140167089A1 (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101024330B1 (ko) 렌즈형 표면을 가진 고효율 3족-질화물계 발광 다이오드
US7244630B2 (en) A1InGaP LED having reduced temperature dependence
US9178121B2 (en) Reflective mounting substrates for light emitting diodes
KR101732524B1 (ko) 붕소를 포함하는 ⅲ-질화물 발광 장치
US20090140279A1 (en) Substrate-free light emitting diode chip
US20020197764A1 (en) Group III nitride compound semiconductor light-emitting element
KR20080040770A (ko) 더블 헤테로 구조 발광 영역을 갖는 ⅲ-질화물 발광 장치
KR20100099523A (ko) 발광소자
JP6994510B2 (ja) 半導体素子及びこれを含む発光素子パッケージ
KR20180076497A (ko) 반도체 소자 및 이를 구비한 반도체 소자 패키지
US8409972B2 (en) Light emitting diode having undoped and unintentionally doped nitride transition layer
KR101333332B1 (ko) 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR100762093B1 (ko) 수직형 발광 소자 및 그 패키지 제조방법
KR20180018095A (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템
KR20180070039A (ko) 반도체 소자 및 이를 갖는 반도체소자 패키지
KR20180010770A (ko) 발광 소자, 발광소자의 제조방법 및 조명장치
KR20180020693A (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템
KR20180035449A (ko) 반도체 소자 및 조명장치
KR20080033665A (ko) 수직형 발광 소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20120126

Effective date: 20121218