KR20120101324A - 반도체 발광 장치용 콘택 - Google Patents

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KR20120101324A
KR20120101324A KR1020127001895A KR20127001895A KR20120101324A KR 20120101324 A KR20120101324 A KR 20120101324A KR 1020127001895 A KR1020127001895 A KR 1020127001895A KR 20127001895 A KR20127001895 A KR 20127001895A KR 20120101324 A KR20120101324 A KR 20120101324A
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존 이. 에플러
오렐리언 제이.에프. 데이비드
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨
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Abstract

본 발명의 실시예들은 n형 영역과 p형 영역 사이에 배치된 III-질화물 발광층을 포함하는 반도체 구조체를 포함한다. p형 영역 상에 배치된 콘택은 p형 영역과 직접 접촉하는 투명 도전성 재료, 반사 금속층, 및 투명 도전성 층과 반사 금속층 사이에 배치된 투명 절연성 재료를 포함한다. 투명 절연성 재료 내의 복수의 개구 내에서, 투명 도전성 재료는 반사 금속층과 직접 접촉한다.

Description

반도체 발광 장치용 콘택{CONTACT FOR A SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 III-질화물 발광 장치용 반사 콘택에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED), 공진 공동 발광 다이오드(RCLED), 수직 공동 레이저 다이오드(VCSEL) 및 에지 발광 레이저를 포함하는 반도체 발광 장치들은 현재 이용 가능한 가장 효율적인 광원들에 속한다. 가시 스펙트럼에 걸쳐 동작할 수 있는 고휘도 발광 장치들의 제조에 있어서 현재 중요한 재료 시스템들은 III-V족 반도체들, 특히 III-질화물 재료라고도 하는 갈륨, 알루미늄, 인듐 및 질소의 이원, 삼원 및 사원 합금들을 포함한다. 통상적으로, III-질화물 발광 장치들은 금속-유기 화학 기상 증착(MOCVD), 분자 빔 에피텍시(MBE) 또는 다른 에피텍시 기술들에 의해 사파이어, 실리콘 탄화물, III-질화물, 합성물 또는 다른 적절한 기판 상에 상이한 조성들 및 도펀트 농도들의 반도체 층들의 스택을 에피텍시 방식으로 성장시킴으로써 제조된다. 스택은 종종 기판 위에 형성된, 예를 들어 Si로 도핑된 하나 이상의 n형 층들, n형 층 또는 층들 위에 형성된 액티브 영역 내의 하나 이상의 발광 층들, 및 액티브 영역 위에 형성된, 예를 들어 Mg로 도핑된 하나 이상의 p형 층들을 포함한다. n형 및 p형 영역들 상에는 전기 콘택들이 형성된다. III-질화물 장치들은 종종 반전 또는 플립 칩 장치들로서 형성되며, 이러한 장치들에서는 n 콘택 및 p 콘택이 모두 반도체 구조체의 동일 면 상에 형성되고, 콘택들과 반대인 반도체 구조체의 면으로부터 광이 추출된다.
US 6,514,782는 III-질화물 플립 칩 LED들을 설명하고 있다. "높은 비저항의 p형 III-질화물 층들로 인해, LED 설계들은 p형 층들을 따르는 배선을 이용하여 p측 전류 확산을 제공한다... 반전 설계의 경우, 반사성이 큰 전극 배선들을 사용하는 것이 추출 효율을 향상시키는 데 중요하다... p 전극은 p-n 접합으로의 균일한 전류 주입을 제공하도록 액티브 영역을 거의 완전히 가로질러 연장하므로 광 추출에 대한 주요 팩터이다."
"제조 가능한 프로세스에서의 낮은 광 흡수 및 낮은 콘택 비저항의 결합은 III-질화물 장치들에 대해 달성하기 어렵다. 예를 들어, Ag는 양호한 p형 오믹 콘택(Ohmic contact)을 형성하고 반사성이 크지만, III-질화물 층들에 대한 접착성이 나쁘고, 습한 환경들에서 전자 이동이 쉽게 발생하여 치명적인 장치 고장을 유발할 수 있다. Al은 알맞은 반사성을 갖지만, p형 III-질화물 재료들에 대하여 양호한 오믹 콘택을 형성하지 못하며, 다른 원소 금속들은 흡수성이 크다(가시 파장 영역에서 통과당 >25%의 흡수). 가능한 솔루션은 전류 확산층으로 작용하는 두꺼운 반사층과 더불어 매우 얇은 반투명 오믹 콘택을 포함하는 다층 콘택을 사용하는 것이다. 오믹 층과 반사층 사이에는 옵션인 장벽층이 포함된다. p형 다층 콘택의 일례는 Au/NiOx/Al이다. 이러한 배선 스킴을 위한 통상적인 두께는 30/100/1500Å이다. 마찬가지로, 적절한 n형 GaN 다층 콘택은 30/1500Å의 통상적인 두께를 갖는 Ti/Al이다. p 전극 비저항은 추출 효율의 주요 팩터이므로, 제조성으로 인해 양보되지 않아야 한다."
본 발명의 목적은 반사 콘택 내에 얇고 투명한 전류 확산층 및 투명한 절연 재료를 포함하는 것이다. 일부 실시예들에서, 콘택의 반사율은 반사 금속 콘택을 갖는 장치보다 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 n형 영역과 p형 영역 사이에 배치된 III-질화물 발광층을 포함하는 반도체 구조체를 포함한다. p형 영역 상에 배치된 콘택은 p형 영역과 직접 접촉하는 투명 도전성 재료, 반사 금속층, 및 투명 도전성 층과 반사 금속층 사이에 배치된 투명 절연성 재료를 포함한다. 투명 절연성 재료 내의 복수의 개구 내에서, 투명 도전성 재료는 반사 금속층과 직접 접촉한다.
도 1은 III-질화물 반도체 구조체 상에 형성된 도전성 층, 투명 절연성 또는 저손실 층 및 반사층을 포함하는 콘택을 도시한다.
도 2는 개구들을 갖는 저손실 층을 포함하는 콘택의 일부의 평면도이다.
도 3은 마운트에 본딩된 LED의 단면도이다.
도 4는 투명 도전성 재료 내로 연장하고 각진 측벽들을 갖는 투명 절연성 재료 내의 개구들을 갖는 콘택을 도시한다.
LED의 성능은 LED를 순방향 바이어스하는 데 필요한 순방향 전압(Vf)을 증가시키지 않고 p 콘택과 관련된 광 손실을 줄임으로써 향상될 수 있다. 내부 전반사에 의해 반사하는 유전체 층을 포함하는 콘택은 US 6,514,782에서 전술한 콘택들과 같이 유일한 반사 재료가 금속 반사기인 콘택보다 반사성이 클 수 있다.
인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 도전성 유전체 층이 p형 재료와 은 p 콘택 사이에 배치될 수 있다. 그러한 2층에서, ITO는 전류 확산에 기여할 필요가 없으며, 그 두께는 최고 반사율을 위해 최적화될 수 있는데, 예를 들어 ITO는 200nm의 두께를 가질 수 있다. 그러나, ITO는 광 반사율을 위한 최적치보다 높은 굴절률을 가지며, 높은 반사율에 필요한 두께에서 상당한 양의 광을 흡수할 수 있다.
대안으로서, SiO2와 비도전성 유전체가 p형 재료와 은 p 콘택 사이에 배치될 수 있다. 은과 p형 재료를 전기적으로 접속하기 위해 비도전성 유전체 내에는 개구들이 형성되어야 한다. 개구들은 도전성이 나쁜 p형 재료에서의 전류 혼잡을 방지하기 위해 서로 충분히 밀접하게 이격되어야 한다. 예를 들어, 개구들은 마이크로미터 이하의 크기를 가질 수 있으며, 이러한 크기는 레지스트의 홀로그램 또는 전자 빔 노광 또는 나노 인쇄 도구의 사용과 같은 비싸고 어려운 기술들을 필요로 할 수 있다. 또한, 유전체 내에 개구들을 에칭하는 것은 노출된 p형 재료를 손상시킬 수 있으며, 이는 손상된 재료 상에 형성되는 오믹 콘택의 효율을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, III-질화물 LED의 p 콘택은 3개의 층, 즉 p형 반도체와 직접 접촉하는 얇은 도전성 층, 얇은 도전성 층 위에 배치되고 전기 접촉을 용이하게 하기 위한 개구들을 갖는 낮은 광손실의 유전체 층, 및 투명 유전체 층 위의 반사 금속층을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 III-질화물 장치의 일부를 도시한다. 도 1에서, n형 영역, 발광 또는 액티브 영역 및 p형 영역을 포함하는 반도체 구조체가 성장 기판(도 1에 도시되지 않음) 위에 성장되며, 이 기판은 임의의 적절한 성장 기판일 수 있고, 통상적으로는 사파이어 또는 SiC이다. 먼저, 기판 위에 n형 영역(22)이 성장된다. n형 영역(22)은 상이한 조성들 및 도펀트 농도의 다수의 층을 포함할 수 있으며, 이러한 층들은 예를 들어 버퍼층들 또는 핵형성 층들과 같은 준비 층들을 포함하고, 준비 층들은 성장 기판의 후속 릴리스 또는 기판 제거 후의 반도체 구조체의 박막화(thinning)를 용이하게 하도록 설계된 n형 또는 의도적으로 도핑되지 않은 릴리스 층들, 및 발광 영역이 효율적으로 광을 방출하는 데 바람직한 특정 광학 또는 전기적 특성들을 위해 설계된 n형 또는 심지어 p형 장치 층들일 수 있다.
n형 영역(22) 위에 발광 또는 액티브 영역(24)이 성장된다. 적절한 발광 영역들의 예들은 단일의 두껍거나 얇은 발광층, 또는 장벽층들에 의해 분리된 다수의 얇거나 두꺼운 양자 우물 발광층을 포함하는 다중 양자 우물 발광 영역을 포함한다. 예를 들어, 다중 양자 우물 발광 영역은 100Å 이하의 두께를 각각 갖는 장벽들에 의해 분리된 25Å 이하의 두께를 각각 갖는 다수의 발광층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치 내의 발광층들 각각의 두께는 50Å보다 두껍다.
발광 영역(24) 위에 p형 영역(26)이 성장된다. n형 영역과 같이, p형 영역은 의도적으로 도핑되지 않은 층들 또는 n형 층들을 포함하는 상이한 조성, 두께 및 도펀트 농도의 다수의 층을 포함할 수 있다.
p형 영역(26) 위에 얇은 도전성 층(28)이 형성된다. 얇은 도전성 층(28)은 예를 들어 은, 알루미늄, 또는 ITO, 니켈 산화물, ZnO와 같은 도전성 유전체, 또는 임의의 다른 적절한 반투명 도전성 재료일 수 있다. 은 도전성 층(28)은 예를 들어 일부 실시예들에서 0.5 내지 2nm의 두께, 일부 실시예들에서 2 내지 8nm의 두께, 일부 실시예들에서 10nm의 두께를 가질 수 있다. 투명 도전성 산화물인 도전성 층(28)은 더 두꺼울 수 있다. 예를 들어, ITO 도전성 층(28)의 비저항은 은의 100배일 수 있으며, 이는 ITO 도전성 층(28)이 은 도전성 층(28)보다 100배 두꺼울 것을 요구할 수 있다. 전류를 수 마이크로미터 확산시키는 것은 예를 들어 200nm 두께의 ITO 도전성 층(28)을 필요로 할 수 있다. 도전성 층(28)의 재료 및 두께는 도전성 층(28) 내의 전류 확산이 예를 들어 10 마이크로미터가 되도록 선택될 수 있다.
일부 실시예들에서, 얇은 도전성 층(28)은 단일의 중단되지 않은 연속 층이 아니라 작은 영역들의 그룹으로서 형성된다. 일부 실시예들에서는, 얇은 은 층이 p형 영역(26)의 표면에 증착된 후 어닐링된다. 어닐링 동안, 은은 연속적인 평탄한 층으로부터 더 두꺼운 이산 영역들의 네트워크로 응집되는 경향이 있다. 예를 들어, 10Å의 은이 p형 영역(26) 상에 증착될 수 있다. 어닐링 후, 은 영역들은 예를 들어 약 200Å의 길이 및 약 200Å의 두께를 가질 수 있다. 은 영역들은 예를 들어 일부 실시예들에서 최대 1 마이크로미터, 일부 실시예들에서 최대 500nm 이격될 수 있으며, 따라서 일부 실시예들에서는 p형 영역(26)의 표면의 10% 미만이 은으로 커버된다. 일부 실시예들에서는, 평탄하고 얇은 도전성 층(28)이 형성된 후에 에칭되어, 작은 영역들의 그룹이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 은 증착 동안에 구조를 가열하여, 은의 더 두꺼운 이산 영역들로의 이동 및 응집을 촉진한다.
도전성 층(28) 위에 낮은 광손실의 재료(30)가 형성된다. 저손실 재료(30)는 예를 들어 SiOx, SiNx, MgF2, Al2O3, 또는 반사성을 갖고 제조 가능하며 도전성 층(28)에 쉽게 접착되는 임의의 다른 적절한 고투명 유전체일 수 있다. 일부 실시예들에서, 저손실 재료(30)는 낮은 굴절률을 가지며, 따라서 저손실 재료와 도전성 층(28) 및 p형 영역(26) 사이의 굴절률의 변화는 가능한 한 크다. 저손실 재료(30)는 예를 들어 일부 실시예들에서 200 내지 500nm의 두께, 일부 실시예들에서 250 내지 350nm의 두께, 일부 실시예들에서 250nm의 두께를 가질 수 있다.
이어서, 저손실 재료(30) 내에 예를 들어 통상의 마스킹 및 에칭 단계들에 의해 개구들(32)이 형성된다. 일부 실시예들에서는, 종점 검출을 이용하여, 하부 도전성 층(28)의 에칭을 방지한다. 일부 실시예들에서는, 저손실 재료(30)를 건식 에칭을 이용하여 종점 근처까지 에칭하고, 이어서 습식 에칭을 이용하여 나머지 두께를 에칭한다. 도 2는 저손실 재료(30) 내에 개구들(32)을 형성한 후의 도 1의 구조의 평면도이다. 삼각형 격자로 형성된 둥근 개구들이 도시되지만, 임의의 적절한 격자의 임의의 적절한 형상의 개구들이 사용될 수 있다. 개구들(32)은 예를 들어 일부 실시예들에서 100 마이크로미터 미만의 직경, 일부 실시예들에서 1 내지 5 마이크로미터 직경, 일부 실시예들에서 2 내지 15 마이크로미터 직경, 일부 실시예들에서 2 내지 4 마이크로미터 직경, 일부 실시예들에서 3 마이크로미터 직경을 가질 수 있다. 개구들은 예를 들어 중심들 상에서 20 내지 200 마이크로미터, 일부 실시예들에서 5 내지 20 마이크로미터, 일부 실시예들에서 10 내지 15 마이크로미터, 일부 실시예들에서 6 마이크로미터, 일부 실시예들에서 12 마이크로미터 이격될 수 있다.
개구들의 크기 및 간격은 도전성 층(28)의 비저항 및 두께와 관련될 수 있다. 예를 들어, 150nm 두께의 ITO 층은 2 마이크로미터 두께의 n-GaN 층과 대략 동일한 면저항을 갖는다. n-GaN 상에 형성된 통상의 콘택을 갖는 장치에서, 가장 가까운 이웃 n 콘택들은 약 150 마이크로미터 이격될 수 있다. 따라서, 150nm 두께의 ITO 도전성 층(28)을 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 장치에서, 개구들(32) 사이의 거리는 150 마이크로미터일 수 있다. 30nm 두께의 ITO 도전성 층(28)을 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 장치에서, 개구들(32) 사이의 거리는 30 마이크로미터일 수 있다. 개구들(32)이 3 마이크로미터의 직경을 갖고 30 마이크로미터 이격된 경우, 개구들(32)의 표면 커버리지는 약 1%이다.
도전성 층(28) 및 저손실 재료(30)의 두께는 사용되는 개별 재료들은 물론, 재료들의 조합에도 의존한다.
남은 저손실 재료(30) 및 개구들(32) 위에 반사 도전성 층(34)이 형성된다. 반사층(34)은 개구들(32) 및 도전성 층(28)을 통해 p형 영역(26)에 전기적으로 접속한다. 반사층(34)은 예를 들어 은일 수 있다. 반사층(34)은 다층 스택일 수 있으며, 예를 들어 하나 이상의 반사 금속들, 하나 이상의 오믹 콘택 금속들 및 하나 이상의 보호 금속들 또는 다른 보호 재료들을 포함할 수 있다. 반사층(34)의 일례는 은, 니켈, 은, 이어서 은의 전자 이동을 방지하거나 줄일 수 있는 TiWN과 같은 보호 금속의 스택이다.
LED의 광 추출, 따라서 성능은 콘택에 무손실 산란성을 추가함으로써 향상될 수 있다. 일부 실시예들에서, p형 영역(26)은 평탄한 표면에 비해 산란성을 개선할 수 있는 거친 표면을 생성하는 조건들에서 성장된다. 도전성 층(28)은 거친 표면 위에 컨포멀 층(conformal layer)으로서 형성될 수 있으며, 따라서 도전성 층도 거친 표면을 가질 것이다. 이어서, 거칠기를 커버하여 평탄한 표면을 생성하기 위해 예를 들어 스핀 코팅에 의해 투명한 저손실 층(30)이 형성된다. 저손실 재료 내에 개구들이 형성되고, 이어서 전술한 바와 같이 반사층(34)이 형성된다. p형 영역(26)/도전성 층(28) 계면의 거칠기는 평탄한 표면에 비해 손실을 증가시킬 수 있지만, 증가된 추출은 전체 성능을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서는, 예를 들어 빗각 증착에 의해 ITO 도전성 층(28) 및/또는 SiOx 저손실 층을 형성하여, 저손실 층(30) 및/또는 도전성 층(28)이 다공성 또는 기둥 구조가 되게 함으로써 산란성이 향상된다. 다공성의 증가는 콘택의 반사율을 증가시키는 굴절률의 감소를 수반한다. 다공성은 본 명세서에 참고로 반영되는 "Quantification of porosity and deposition rate of nanoporous films grown by oblique-angle deposition," Applied Physics Letters 93, 101914 (2008)에 설명된 바와 같이 증착 각도를 제어함으로써 제어될 수 있다.
일례에서는, p형 영역(26)의 상층으로서 성장된 거친 p형 GaN 층에 Al 도핑된 ZnO 도전성 층(28)이 피착된다. ZnO/SiOx 계면에서 산란성을 제공하고 거친 ZnO 층을 평탄화하기 위하여 ZnO 위에 낮은 굴절률의 SiOx 층(30)이 스핀 코팅된다. 개구들(32)이 형성되고, 이어서 은 반사층(34)이 증착된다.
일부 실시예들에서, 저손실 재료(30)는 다층 유전체 스택이다. 도전성 층(28) 및 반사층(34)에 가장 가까운 층들은 양호한 접착을 위해 선택된다. 내부 층들은 최소 굴절률을 위해 선택된다. 다수의 층은 예를 들어 단일 처리 단계에서 형성될 수 있다. 다층 저손실 구조(30)는 단일 층보다 신뢰성 및 반사성이 더 클 수 있다. 게다가, 다층 스택 내의 층들 간의 굴절률 차이는 특히 다층 스택이 전술한 바와 같이 거친 표면에 피착될 때 산란성을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 저손실 재료(30) 내의 개구들(32)의 에치 깊이는 도 4에 도시된 바와 같이 하부 도전성 층(28)의 일부의 제거를 포함하도록 증가되며, 이는 전기 접촉을 개선하고 산란성을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구들(32)의 측벽들(33)은 추출 표면(즉, 반사 재료(34)에 대향하는 장치의 표면)을 향하는 높은 각도의 광의 더 최적인 산란을 제공하도록 경사진다. 측벽 각도(θ)는 예를 들어 표면 법선에 대해 5 내지 50도일 수 있다.
도 3은 마운트(40)에 접속된 LED(42)를 나타낸다. 전술한 바와 같이 도전성 층(28), 저손실 재료(30) 및 반사 재료(34)를 포함하는 p 콘택(48)을 형성하기 전 또는 후에, p형 영역 및 발광 영역의 부분들을 에칭 제거함으로써 n형 영역의 부분들이 노출된다. n형 영역(22), 발광 영역(24) 및 p형 영역(26)을 포함하는 반도체 구조체는 도 3에서 구조(44)로 표시된다. n형 영역의 노출 부분들 상에는 n 콘택(46)이 형성된다.
LED(42)는 n 및 p 상호접속들(56, 58)에 의해 마운트(40)에 본딩된다. 상호접속들(56, 58)은 땜납 또는 다른 금속들과 같은 임의의 적절한 재료일 수 있으며, 재료들의 다수의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상호접속들은 적어도 하나의 금 층을 포함하고, LED(42)와 마운트(40) 사이의 본드는 초음파 본딩에 의해 형성된다.
초음파 본딩 동안, LED 다이(42)가 마운트(40) 상에 배치된다. LED 다이의 상면, 종종 사파이어 상에 성장된 III-질화물 장치의 경우에는 사파이어 성장 기판의 상면 상에 본드 헤드가 배치된다. 본드 헤드는 초음파 트랜스듀서에 접속된다. 초음파 트랜스듀서는 예를 들어 납 지르코네이트 티타네이트(PZT) 층들의 스택일 수 있다. 시스템이 조화롭게 공진하게 하는 주파수(종종 수십 또는 수백 kHz 정도의 주파수)로 트랜스듀서에 전압을 인가할 때, 트랜스듀서가 진동하기 시작하며, 이는 또한 본드 헤드 및 LED 다이가 수 마이크로미터 정도의 진폭으로 진동하게 한다. 이러한 진동은 LED(42) 상의 구조의 금속 격자 내의 원자들이 마운트(40) 상의 구조와 상호 확산되게 하여, 야금학적으로 연속적인 조인트를 형성한다. 본딩 동안에 열 및/또는 압력이 추가될 수 있다.
마운트(40)에 LED 다이(42)를 본딩한 후, 반도체 층들이 성장된 성장 기판이 예를 들어 레이저 리프트 오프, 에칭 또는 특정 성장 기판에 적합한 임의의 다른 기술에 의해 제거될 수 있다. 성장 기판을 제거한 후에, 반도체 구조체는 예를 들어 광 전기 화학 에칭에 의해 박막화될 수 있고, 그리고/또는 표면은 예를 들어 광결정 구조를 갖도록 거칠어지거나 패터닝될 수 있다. 기판 제거 후에 렌즈, 파장 변환 재료, 또는 이 분야에 공지된 다른 구조가 LED(42) 위에 배치될 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하였지만, 이 분야의 기술자들은 본 개시가 주어질 때 본 명세서에서 설명된 본 발명의 개념의 사상을 벗어나지 않고 본 발명에 대해 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 도시되고 설명된 특정 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

Claims (17)

  1. n형 영역과 p형 영역 사이에 배치된 III-질화물 발광층을 포함하는 반도체 구조체;
    상기 p형 영역 상에 배치된 콘택
    을 포함하고,
    상기 콘택은
    상기 p형 영역과 직접 접촉하는 투명 도전성 재료;
    반사 금속층;
    상기 투명 도전성 층과 상기 반사 금속층 사이에 배치된 투명 절연성 재료; 및
    상기 투명 절연성 재료 내의 복수의 개구
    를 포함하고,
    상기 투명 도전성 재료는 상기 복수의 개구 내에서 상기 반사 금속층과 직접 접촉하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전성 재료는 은 및 알루미늄 중 하나인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명 도전성 재료는 상기 콘택이 배치된 상기 p형 영역의 표면의 면적의 10% 미만을 점유하는 복수의 이산 영역을 포함하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전성 재료는 0.5 내지 10 나노미터의 두께를 갖는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전성 재료는 산화물이고, 30 내지 1000 나노미터의 두께를 갖는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전성 재료는 인듐 주석 산화물, 니켈 산화물 및 ZnO 중 하나인 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 투명 절연성 재료는 SiOx, SiNx, MgF2 및 Al2O3 중 하나인 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 투명 절연성 재료는 200 내지 500nm의 두께를 갖는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 개구들은 2 내지 15 마이크로미터의 폭을 갖는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 개구들은 20 내지 200 마이크로미터 이격된 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 투명 절연성 재료는 다층 스택을 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다층 스택 내의 제1 층은 상기 투명 도전성 재료와 직접 접촉하고,
    상기 다층 스택 내의 제2 층은 상기 반사 금속층과 직접 접촉하고,
    상기 제1 및 제2 층들 사이에 배치된 제3 층은 상기 제1 및 제2 층들보다 낮은 굴절률을 갖는 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 반사 금속층은 은을 포함하는 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전성 재료와 직접 접촉하는 상기 p형 영역의 표면은 거친 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 개구들은 상기 투명 도전성 재료 내로 연장하는 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 개구들은 상기 반사 금속층의 상면에 대한 법선에 대해 5 내지 50도의 측벽 각도를 갖는 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 투명 절연성 재료 및 상기 투명 도전성 재료 중 적어도 하나는 다공성인 장치.
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