TWI460883B - 具有結合介面之發光裝置 - Google Patents

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Description

具有結合介面之發光裝置
本發明係關於一種半導體發光裝置，其具有一摻雜晶圓結合介面及/或一吸光較少之蝕刻終止層。
發光二極體(LED)在許多需要低功率消耗、小尺寸及高可靠性之應用中被廣泛用作光源。發射在可見光譜之黃色-綠色至紅色區域中之光的能量有效二極體含有由AlGaInP合金形成之活性層。圖1及圖2展示習知透明基板(TS)AlGaInP LED之製造。在圖1中，諸如1000n-In0.5 Ga0.5 P層之蝕刻終止層12生長於一半導體基板10(通常為GaAs)上。裝置層14(包括一下部限制層、至少一個(Alx Ga1-x )y In1-y P活性層及一上部限制層，所有該等層被置為雙異質結構組態)生長於該蝕刻終止層12上，隨後為一可選厚(例如，厚度介於5μm與100μm之間)窗層16，其通常為藉由汽相磊晶法生長成之P型GaP。該等限制層由一透明半導體製成且增強LED之內部量子效率，內部量子效率定義為該活性層中之再結合發光電子-電洞對的分率。窗層16(亦為一透明半導體)增加電流在活性層中之擴散且增強二極體之內部量子效率。發光區域可由一單一均一厚組合物層或一系列薄井及障壁組成。
GaAs較佳作為生長基板，因為就組份而言其與(Alx Ga1-x )y In1-y P係晶格匹配的，此有利於形成發射在可見光譜之黃色-綠色至紅色區域中之光的LED(y~0.5)。因為GaAs具吸光性，所以通常將其移除且由透明基板18來替代，如圖2中所說明。藉由以比蝕刻終止層12快得多之速率來蝕刻GaAs的蝕刻劑來移除圖1中所示之GaAs基板10。一般藉由於高溫下退火透明基板18(通常為n型GaP)同時施加單軸力來使該結構與磊晶結構之下表面(圖2中之蝕刻終止層12)進行晶圓結合。接著使用適合於p型磊晶GaP陽極及n型晶圓結合GaP陰極之習知金屬接點及晶片製造技術自該等結合晶圓加工LED晶片。
在本發明之一些實施例中，一透明基板AlInGaP裝置包括一可比一習知蝕刻終止層之吸光性小的蝕刻終止層。在本發明之一些實施例中，一透明基板AlInGaP裝置包括一可經組態以產生比一習知結合介面低之正向電壓的結合介面。減小裝置中之該吸光性及/或該正向電壓可改良裝置之效率。
在一些實施例中，一發光裝置包括一第一半導體結，其包含一安置於一n型區域與一p型區域之間的AlGaInP發光層構；及一第二半導體結構。形成於一安置於該第一半導體結構與該第二半導體結構之間的介面處之結合使該第一半導體結構連接至該第二半導體結構。該介面處之至少一個半導體層經摻雜至至少2×1018 cm-3 之濃度。增加結合介面處之摻雜劑濃度可減小裝置之正向電壓。
在一些實施例中，一發光裝置係藉由使一第一半導體結構生長於一GaAs基板上而形成。該第一半導體結構包括一厚度小於150之蝕刻終止層及一安置於一n型區域與一p型區域之間的AlGaInP發光層。移除該GaAs基板，接著使該第一半導體結構結合至一第二半導體結構。該蝕刻終止層可為InGaP或AlGaInP，且可能與或可能不與GaAs呈晶格匹配。減小蝕刻終止層之厚度及/或改變蝕刻終止層之帶隙可減小蝕刻終止層之吸光性。
需要使AlGaInP LED之插座效率(wall plug efficiency，WPE)最大化，插座效率定義為自一裝置提取之光與提供給該裝置之電功率的比率。本發明之實施例試圖藉由改良磊晶裝置結構與透明基板之間的結合介面之光特徵及/或電特徵來改良AlGaInP LED之插座效率。
一種增加AlGaInP LED之光輸出的方法在於降低裝置內之光吸收。一個吸光源為圖2之InGaP蝕刻終止層12。因為InGaP具有比AlGaInP發光區域窄之帶隙，所以蝕刻終止層12將吸收由該發光區域發射之光中之一些。
圖3說明一具有一吸光較少的蝕刻終止層20之裝置。圖3中所說明之裝置的製造類似於圖2中所說明之裝置。蝕刻終止層20生長於一吸光基板上，隨後為裝置層14及可選厚窗層16。移除該吸光基板，且使其餘結構與透明基板18進行晶圓結合。於該晶圓結合結構上形成接點，接著切割個別LED。
在一些實施例中，蝕刻終止層20為InGaP，其如在習知蝕刻終止層中般與GaAs生長基板呈晶格匹配，但其經形成為比習知InGaP蝕刻終止層薄且因此具有比厚蝕刻終止層小的吸光性。舉例而言，一InGaP蝕刻終止層20可具有小於250、更佳小於150且更佳小於130之厚度。
在一些實施例中，蝕刻終止層20為具有較大帶隙之材料，且因此比In0.5 Ga0.5 P更為透明。該帶隙可藉由增加蝕刻終止層中鋁之量或藉由減少蝕刻終止層中銦之量來增加。舉例而言，蝕刻終止層20可為具有比In0.5 Ga0.5 P大之帶隙的四元AlGaInP或三元InGaP層。在一AlGaInP或InGaP蝕刻終止層20中，InP組份可小於50%，較佳介於40%與50%之間。一AlGaInP層中之AlP組份可介於0%與50%之間，最佳為AlP組份視LED組態而定。舉例而言，在有電流通過蝕刻終止層之組態中，較低AlP組份為較佳，例如在0% AlP至10% AlP之範圍內，其中10% AlP係指合金(Al0.20 Ga0.80 )0.5 In0.5 P。或者，在並無電流通過蝕刻終止層之組態中，較高AlP組份為較佳，例如在10% AlP至20% AlP之範圍內，其中20% AlP係指合金(Al0.40 Ga0.60 )0.5 In0.5 P。
較大帶隙之蝕刻終止層20可能與或可能不與GaAs生長基板呈晶格匹配。圖4說明與Al、In、Ga及P之二元、三元及四元合金之晶格常數呈函數關係的帶隙。GaAs接近該圖之底部。具有小於50%之InP組份的InGaP層不與GaAs呈晶格匹配。沿圖4中之垂直虛線展示的具有組份(Alx Ga1-x )0.5 In0.5 P之四元AlInGaP層與GaAs呈晶格匹配。不沿該垂直線但具有比晶格匹配InGaP高之帶隙的四元合金可適合作為蝕刻終止層20。
舉例而言，(Al0.10 Ga0.90 )0.5 In0.5 P之四元蝕刻終止層可用於一經組態以發射在可見光譜之紅色區域中之主波長nm的光之LED。在該種狀況下，該四元蝕刻終止層之厚度較佳 ，更佳 ，且更佳 。或者，非零AlP組份可與較低InP組份組合以產生一更為透明之層，諸如(Al0.10 Ga0.90 )0.55 In0.45 P。對於經組態以發射較短波長光(諸如黃色光或琥珀色光)之LED而言，較高AlP組份可為較佳的，諸如(Al0.15 Ga0.85 )0.5 In0.5 P或(Al0.15 Ga0.85 )0.55 In0.45 P。具有高達(Al0.30 Ga0.70 )0.5 In0.5 P之AlP組份的蝕刻終止層已展示為起作用的，儘管在具有(Al0.30 Ga0.70 )0.5 In0.5 P蝕刻終止層之該等LED的一些實例中，可能歸因於由高AlP組份層暴露於空氣中、暴露於高溫晶圓結合方法中之周圍環境中或暴露於蝕刻終止層蝕刻溶液中所造成之氧化，而觀察到LED Vf 有所增加。一種減小內部吸光性同時避免產生此高Vf 之方法可為在一系列離散步驟中或以連續攀升方式緩慢增加蝕刻終止層之AlP組份。或者，在此蝕刻終止層並不用作電接觸層之情況下，此蝕刻終止層處之氧化並非問題，且可使用甚至更高的AlP組份，諸如(Al0.40 Ga0.60 )0.5 In0.5 P或(Al0.40 Ga0.60 )0.55 In0.45 P，而無Vf處罰。
LED之發射光譜由FWHM1.8kT大致給出，其中FWHM為以eV計所量測之LED發射光譜的半高全寬，k為波次曼常數(Boltzman's constant)，且T為以克耳文計之LED溫度。為最小化蝕刻終止層內之內部吸光性，因此蝕刻終止層之帶隙應增加至高於活性層之帶隙能量至少約1.8kT之值。因為室溫大致對應於25meV，且因為經偏壓之LED將加熱至室溫以上，所以在一些實施例中使用增加的AlP組份或降低的InP組份或使用該兩者來使蝕刻終止層之帶隙增加至高於活性層之帶隙至少50meV之值。
在發光層發射諸如紅色及紅色-橙色光之長波長光的裝置中，發光層中之AlP組份足夠低以致可使蝕刻終止層20呈透明。舉例而言，一經組態以發射紅色光之LED可具有(Al0.05 Ga0.95 )0.5 In0.5 P之活性層組份。在該種狀況下，可藉由使用一具有諸如(Al0.15 Ga0.85 )0.5 In0.5 P或(Al0.10 Ga0.90 )0.55 In0.45 P之組份的蝕刻終止層來使該蝕刻終止層呈透明。在蝕刻終止層呈透明之該等情況下，蝕刻終止層之厚度受應力及馬修斯-布萊克斯里臨界厚度(Matthews-Blakeslee critical thickness)限制，因此可使用較厚蝕刻終止層，例如高達500厚。在一些情況下，增加蝕刻終止層之帶隙使其高於活性層帶隙超過50meV可能不切實際，因此在圖1中之習知蝕刻終止層12與上述透明蝕刻終止層之間折衷可為較佳的。舉例而言，一具有等於或略微大於活性層帶隙之帶隙的蝕刻終止層在一些情況下可為較佳的，而在其他情況下，一具有帶隙=活性層帶隙+kT活性層帶隙+0.025eV之蝕刻終止層或一具有帶隙=活性層帶隙+2kT活性層帶隙+0.050eV之蝕刻終止層可為較佳的。
晶格失配蝕刻終止層可為薄的。一般而言，晶格失配愈大，該層應愈薄以避免應變鬆馳。舉例而言，由生長於GaAs上之(Alx Ga1-x )0.60 In0.40 P組成的蝕刻終止層的厚度應保持低於約300，而由生長於GaAs上之(Alx Ga1-x )0.55 In0.45 P組成的蝕刻終止層的厚度應保持低於約800以避免應變鬆馳。若此等組份對於由活性層發射之光來說為不透明的，則為避免吸光，此等組份之蝕刻終止層較佳為薄。舉例而言，晶格失配蝕刻終止層20的厚度可小於250，更佳小於150，且更佳小於130。
將A1P添加至一晶格匹配或晶格失配蝕刻終止層中可增加蝕刻終止層生長時之溫度，此可有利地抑制氧雜質導入於蝕刻終止層中。
在一些實施例中，裝置中包括多個蝕刻終止層。儘管非必要蝕刻終止層可藉由GaAs層彼此隔離。此等多個蝕刻終止層中之至少一者可由諸如InGaP或AlInGaP之磷化物層組成，而一或多個其他蝕刻終止層可由諸如AlGaAs之砷化物層組成。裝置層係長於最後蝕刻終止層上。以上實施例中所述之蝕刻終止層中之任一者可用於具有多個蝕刻終止層之裝置中。儘管非必要，裝置中之蝕刻終止層可具有相同性質(諸如組份及厚度)。在一第一實例中，一第一InGaP蝕刻終止層生長於一GaAs基板上，隨後為GaAs層，隨後為第二InGaP蝕刻終止層。在一第二實例中，一AlGaAs第一蝕刻終止層生長在一GaAs基板上，隨後為InGaP第二蝕刻終止層。在一第三實例中，一AlGaAs第一蝕刻終止層係長於一GaAs基板上，隨後為AlInGaP第二蝕刻終止層。
上述方法中之任一者(個別地或以任意方式組合)可降低內部吸光性且因此增加LED光輸出或WPE。
另一種增加AlGaInP LED之WPE的方法為減少裝置之正向電壓Vf 。在晶圓結合透明基板AlGaInP LED中，增加Vf 的一個來源為介於透明GaP基板18與AlGaInP裝置層14之間的晶圓結合介面，其可含有不完全"懸空"鍵，或諸如與晶體生長、蝕刻及晶圓結合方法相關之碳、氧或有機或無機化合物的雜質。
此等懸鍵或雜質通常會於晶圓結合介面處或附近產生阻礙載流子輸送通過該介面之電子缺陷狀態。如圖5所示，一降低此等缺陷狀態對Vf 之影響的方法為對晶圓結合介面處或附近之區域進行摻雜。在圖5之裝置中，裝置層14係藉由一介於蝕刻終止層20(為與裝置層14一起成長)與InGaP結合層22(生長於透明基板18上)之間的介面來結合至透明基板18。InGaP結合層22可具有介於(例如)0%與50%之間、更佳介於5%與30%之間且更佳介於8%與16%之間的InP組份。在一習知裝置中，形成該結合介面之層通常經摻雜至約1×1018 cm-3 之摻雜劑濃度。在圖5中所示之裝置中，結合層22及蝕刻終止層20中之一者或兩者中的摻雜劑濃度為至少2×1018 cm-3 ，更佳為至少5×1018 cm-3 ，且更佳為至少7×1018 cm-3 ，例如高達2×1019 cm-3 。在一較佳實施例中，該摻雜劑為Te，儘管可使用Si、S或任何其他合適之摻雜劑(包括p型摻雜劑)。當使用諸如Si之通常不會完全活化的摻雜劑時，較佳摻雜含量可較高。另外，結合層22中之最佳InP組份可較高，因為較小Si原子並不對晶格添加額外應力。
裝置層14包括一夾在一n型區域與一p型區域之間的發光區域。該發光區域包括至少一個發光層，其通常為未經摻雜的。在一些實施例中，蝕刻終止層20及結合層22中之一者或兩者之摻雜程度比該n型區域及該p型區域中之一者或兩者重。
在圖5中所說明之結合介面的頂側上，蝕刻終止層20可為一與GaAs呈晶格匹配之習知厚度的InGaP層，或為如上文所述之根據本發明之實施例的蝕刻終止層。在圖1中所說明之先前技術裝置中，一InGaP蝕刻終止層12生長於一GaAs緩衝層上，該GaAs緩衝層生長於GaAs基板10上。自GaAs過渡至InGaP或(Alx Ga1-x )y In1-y P需要自GaAs層中之AsH3 改變為InGaP或(Alx Ga1-x )y In1-y P層中之PH3 的氣相化學過程，且生長暫停通常用於此AsH3 至PH3 之轉換序列。在本發明之一些實施例中，在此生長暫停期間使摻雜劑源流停留以增加蝕刻終止層20中之摻雜劑濃度。因此在蝕刻終止層之生長開始時用摻雜劑預淨化晶圓之表面，此可增加蝕刻終止層20中之摻雜劑濃度。在一些實施例中，在蝕刻終止層20生長期間PH3 流減少。在該等情況下，在蝕刻終止層20生長期間所使用之PH3 流可少於用於裝置層14生長之PH3 流。舉例而言，在一些實施例中，用於蝕刻終止層20生長之PH3 流可僅為用於裝置層14生長之最低PH3 流的80%。在其他實施例中，用於層20生長之PH3 流可僅為用於裝置層14生長之最低PH3 流的50%。
結合層22位於圖5中所說明之結合介面的底側上。透明基板18由GaP組成且結合層22由Inx Ga1-x P組成，其中x通常介於0%與50%之間，更佳介於5%與30%之間，且更佳介於8%與16%之間。因為x通常不為0%，所以結合層22不與GaP基板18呈晶格匹配，且InGaP結合層22生長至通常為在應變鬆馳馬修斯-布萊克斯里臨界厚度的0.5倍至3倍之範圍內的厚度。若存在鬆弛，則InGaP結合層22通常於晶圓表面上具有輕微交叉影線，在10×10μm或50×50μm原子力顯微鏡影像中峰谷表面粗糙度為約5nm至15nm，且RMS粗糙度為約2nm至3nm。
結合層中之高摻雜度通常藉由增加摻雜劑源流來達成。在諸如Te之大摻雜劑原子之情況下，在將諸如Te之大摻雜劑原子併入於較小GaP晶格中與將諸如銦之大矩陣元素原子併入於較小GaP晶格中之間存在明顯對抗。此對抗在InGaP結合層22中之Te抑制與銦抑制之間形成反饋環。維持所需InP組份同時增加Te摻雜濃度需要使用較高Te摻雜源流，但較高Te摻雜源流抑制銦之併入且減少InP組份，此使得需要使用較高銦源流。此較高銦源流又抑制Te之併入且導致需要更高的Te摻雜源流，此又使得需要更高的銦源流。此對抗通常導致結合層22中之InP過少，或結合層22中之InP過多，因此使得難以以可再現方式生長一具有所需厚度、InP組份及摻雜劑濃度之結合層。過多的InP可導致三維島生長模式之開始，此情況產生過度粗糙之表面，且通常導致產生高度缺陷及不導電之薄膜，從而產生具有高Vf 之LED。過少的InP可導致產生劣質結合，及在結合介面處之氣泡。因為InP具有比GaP弱之結合強度，所以晶圓結合介面處InP之存在允許在晶圓結合期間晶圓結合介面處發生更多的原子再排列，且因此改良透明基板18與蝕刻終止層20之間的結合。因此，較佳為在結合介面處存在最小量之InP。
在本發明之一些實施例中，InGaP結合層22生長至使結合層22足夠鬆弛以允許有更多摻雜劑倂入之厚度。舉例而言，結合層22可生長至大於3000厚、更佳介於5,000與20,000之間且更佳介於5,000與10,000之間的厚度，其可超過馬修斯-布萊克斯里臨界厚度多達3倍或更多倍。當結合層22之厚度增加時，表面粗糙度通常增加，例如達到峰谷表面粗糙度為約15nm至約50nm或更大，且RMS粗糙度為3nm至6nm或更大。粗糙表面及減小之應力可降低將In與Te併入於該結合層中之間的對抗，且可實質上消除將In與Te併入於該結合層中之間的相互作用，從而允許對於特定Te摻雜源流而併入更多Te。消除此Te與In併入之間的相互作用可導致更具再現性之製造過程。在一些實施例中，結合層22生長至足以使其實質上開始鬆弛之厚度，且在InGaP結合層22生長期間使用恆定的摻雜源流，從而導致產生在固定摻雜源流速率下自然增加之摻雜劑濃度。在其他實施例中，使用固定摻雜劑源流直至InGaP結合層22實質上鬆弛，接著使用較高摻雜劑源流進一步增加薄膜中之摻雜劑濃度而不致實質上減少薄膜中之銦組份，或不致增加銦源流。在該實施例中，薄膜中之摻雜濃度可增加至大於1×1019 cm-3 ，同時維持結合層22中之InP組份在目標值之0.5%內，而銦源流無變化。在一些實施例中，InGaP結合層之至少一部分經摻雜至至少5×1018 cm-3 之濃度。
結合層22之增加的表面粗糙度亦可藉由減少晶圓結合介面處之氣泡來增加晶圓結合率，此與Hoshi在美國專利5,196,375中所提出的具有峰谷粗糙度<13nm之較平滑表面對於晶圓結合層中之低氣泡密度為較佳之教示相反。
在根據本發明之實施例之TS AlGaInP裝置的第一實例中，蝕刻終止層為(例如)與GaAs呈晶格匹配、生長至大於250之厚度的習知InGaP。結合層22為具有介於0%與50%之間、更佳介於5%與30%之間且更佳介於8%與16%之間的InP組份、生長至大於700之厚度且經Te摻雜至8×1018 cm-3 之濃度的InGaP。已觀察到該裝置之Vf 小於習知裝置之Vf 。
在根據本發明之實施例之TS AlGaInP裝置的第二實例中，蝕刻終止層為(例如)與GaAs呈晶格匹配、生長至大於250之厚度的習知InGaP。結合層22為具有介於0%與50%之間、更佳介於5%與30%之間且更佳介於8%與16%之間的InP組份、生長至介於2,000與20,000之間的厚度且經Te摻雜至8×1018 cm-3 之濃度的InGaP。已觀察到該裝置之Vf 小於習知裝置之Vf 。
在第三實例中，蝕刻終止層20為根據本發明之實施例與GaAs呈晶格匹配、生長至小於150之厚度且經Te摻雜至小於1018 cm-3 之濃度的InGaP。結合層22為具有介於0%與50%之間、更佳介於5%與30%之間且更佳介於8%與16%之間的InP組份、生長至介於2,000與20,000之間的厚度且經Te摻雜至8×1018 cm-3 之濃度的InGaP。已觀察到該裝置之Vf 與習知裝置之Vf 大致相同，儘管該裝置具有比習知裝置高之光輸出。
在第四實例中，蝕刻終止層20為與GaAs呈晶格失配、生長至足夠薄以避免應變鬆馳、具有(例如)(Al0.10 Ga0.90 )0.55 In0.45 P之組份及小於500之厚度、經Te摻雜至大於2×1018 cm-3 之濃度的AlGaInP。結合層22為具有介於0%與50%之間、更佳介於5%與30%之間且更佳介於8%與16%之間的InP組份、生長至介於2,000與20,000之間的厚度且經Te摻雜至8×1018 cm-3 之濃度的InGaP。
在第五實例中，活性層為其中之In1-y Gay P，且蝕刻終止層20為與GaAs呈晶格失配、生長至足夠薄以避免應變鬆馳、具有(例如)(Al0.10 Ga0.90 )0.55 In0.45 P之組份及小於500之厚度、經Te摻雜至大於5×1017 cm-3 之濃度的AlGaInP。結合層22為具有介於8%與16%之間的InP組份、生長至介於800與20,000之間的厚度且經Te摻雜至大於1×1018 cm-3 之濃度的InGaP。
圖6為一經封裝之發光裝置之分解圖，如美國專利6,274,924中更詳細描述的。將一散熱芯塊100置於一插入模製式引線框中。該插入模製式引線框為(例如)圍繞一提供電學路徑之金屬框106模製所得的經填充之塑膠材料105。芯塊100可包括一可選反射杯102。發光裝置晶粒104(其可為以上實施例中所述之裝置中之任一者)直接地或經由導熱子基板103間接地安裝至芯塊100。可添加一覆蓋物108，覆蓋物108可為一光學透鏡。
已詳細描述了本發明，熟習此項技術者應瞭解，基於本發明之揭示內容，可在不脫離本文所述之本發明概念的精神之情況下對本發明作出修改。舉例而言，儘管本文所述之實施例為III-P發光二極體，但應理解諸如雷射之其他裝置及其他材料系統在本發明之範疇內。因此，不期望將本發明之範疇限於所說明及所描述之特定實施例。
10．．．半導體基板
12．．．蝕刻終止層
14．．．裝置層
16．．．可選厚窗層
18．．．透明GaP基板
20．．．蝕刻終止層
22．．．InGaP結合層
100．．．散熱芯塊
102．．．可選反射杯
103．．．導熱子基板
104．．．發光裝置晶粒
105．．．經填充之塑膠材料
106．．．金屬框
108．．．覆蓋物
圖1說明一生長於一吸光基板上之先前技術AlGaInP LED裝置結構。
圖2說明一先前技術透明基板AlGaInP LED。
圖3說明一透明基板AlGaInP LED，其具有一比習知蝕刻終止層之吸光性小的蝕刻終止層。
圖4為與Al、In、Ga及P之二元、三元及四元合金及GaAs之晶格常數呈函數關係之能隙的曲線圖。
圖5說明一具有一改良的晶圓結合介面之透明基板AlGaInP LED。
圖6為一經封裝之發光裝置之分解圖。
14．．．裝置層
16．．．可選厚窗層
18．．．透明GaP基板
20．．．蝕刻終止層

Claims (31)

  1. 一種發光裝置，包含：一第一半導體結構，其包含置於一n型區域與一p型區域之間的AlGaInP發光層；一第二半導體結構；及一直接半導體至半導體結合(direct semiconductor-to-semiconductor bond)，其形成於該第一半導體結構及該第二半導體結構間的一介面(interface)；其中：該結合使該第一半導體結構連接至該第二半導體結構；鄰接於該介面之一第一半導體層係厚度介於5,000Å與10,000Å之間的一InGaP層，該InGaP層經Te摻雜到至少5×1018 cm-3 之一濃度；及鄰接於該介面之一第二半導體層為一小於250Å厚且經Te摻雜之InGaP層。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者具有大於15nm之峰谷粗糙度(peak-to-valley roughness)。
  3. 如請求項1之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者具有不同於GaAs之體晶格常數(bulk lattice constant)的一體晶格常數。
  4. 如請求項3之發光裝置，其中鄰接於該介面且具有不同於GaAs之體晶格常數的該體晶格常數之該第一半導體層 及該第二半導體層之至少之一者為InGaP與AlGaInP中之一者。
  5. 如請求項1之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者具有一漸變組份(graded composition)。
  6. 如請求項1之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者的帶隙(band gap)大於該發光層之帶隙。
  7. 如請求項1之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者的帶隙大於該發光層之帶隙加上0.025eV。
  8. 如請求項1之發光裝置，其中該第二半導體結構包含至少10μm厚之一透明GaP層。
  9. 如請求項1之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者之摻雜程度比該p型區域及該n型區域中之至少一者重。
  10. 一種發光裝置，包含：一第一半導體結構，其包含置於一n型區域與一p型區域之間的AlGaInP發光層；一第二半導體結構；及一直接半導體至半導體結合，其形成於該第一半導體結構及該第二半導體結構間的一介面；其中：該結合使該第一半導體結構連接至該第二半導體結 構；及鄰接於該介面之一第一半導體層為具有小於500Å之厚度且經Te摻雜至大於2×1018 cm-3 之濃度的AlGaInP；鄰接於該介面之一第二半導體層為InGaP，其具有介於8%與16%之間的InP組份、具有介於2,000Å與20,000Å之間的厚度且經Te摻雜至8×1018 cm-3 之濃度。
  11. 如請求項10之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者係經粗糙化的，其中粗糙度的峰谷差距(maximum to minimum excursion)大於15nm。
  12. 如請求項10之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者具有不同於GaAs之體晶格常數的一體晶格常數。
  13. 如請求項12之發光裝置，其中鄰接於該介面，且具有不同於GaAs之體晶格常數的該體晶格常數之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者為InGaP與AlGaInP中之一者。
  14. 如請求項10之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者具有一漸變組份。
  15. 如請求項10之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者的帶隙大於該發光層之帶隙。
  16. 如請求項10之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半 導體層及該第二半導體層之至少之一者的帶隙大於該發光層之帶隙加上0.025eV。
  17. 如請求項10之發光裝置，其中該第二半導體結構包含至少10μm厚之一透明GaP層。
  18. 如請求項10之發光裝置，其中鄰接於該介面之該第一半導體層及該第二半導體層之至少之一者之摻雜程度比該p型區域及該n型區域中之至少一者重。
  19. 一種製造一發光裝置的方法，包含：使一第一半導體結構生長於一GaAs基板上，該第一半導體結構包含：一具有小於150Å之厚度的蝕刻終止層；及一安置於一n型區域與一p型區域之間的AlGaInP發光層；移除該GaAs基板；及使該第一半導體結構與一第二半導體結構結合。
  20. 如請求項19之方法，其中該蝕刻終止層為具有介於45%與50%之間的InP組份之InGaP或AlGaInP。
  21. 如請求項19之方法，其中該蝕刻終止層與該GaAs基板具有相同的體晶格常數。
  22. 如請求項19之方法，其中該蝕刻終止層與該GaAs基板具有不同的體晶格常數。
  23. 如請求項19之方法，其中：該第二半導體結構包含一結合層；且該第一半導體結構與該第二半導體結構係藉由安置於 該蝕刻終止層與該結合層之間的一結合而結合。
  24. 如請求項23之方法，其中該結合層具有至少5000Å之厚度。
  25. 如請求項23之方法，其中該結合層經摻雜至至少5×1018 cm-3 之濃度。
  26. 如請求項19之方法，其中：該蝕刻終止層為一第二蝕刻終止層；該第一半導體結構進一步包含一第一蝕刻終止層。
  27. 如請求項26之方法，其中該第一蝕刻終止層與該第二蝕刻終止層具有不同組份。
  28. 如請求項26之方法，其中該第一蝕刻終止層為AlGaAs且該第二蝕刻終止層為InGaP及AlInGaP中之一者。
  29. 一種製造一發光裝置之方法，包含：使一第一半導體結構生長於GaAs基板上，該第一半導體結構包含：一具有不同於GaAs之晶格常數之體晶格常數的蝕刻終止層；及一安置於一n型區域與一p型區域之間的AlGaInP發光層；移除該GaAs基板；及使該第一半導體結構結合至一第二半導體結構。
  30. 如請求項29之方法，其中：該第一半導體結構係藉由安置於介於該蝕刻終止層與一結合層之間的一介面處之一結合而結合至該第二半導 體結構；該蝕刻終止層為具有小於500Å之厚度且經Te摻雜至大於5×1017 cm-3 之濃度的AlGaInP；且該結合層為具有介於8%與16%之間的InP組份、具有介於800Å與20,000Å之間的厚度且經Te摻雜至大於1×1018 cm-3 之濃度的InGaP。
  31. 如請求項29之方法，進一步包含形成該第二半導體結構，其中形成該第二半導體結構包含：提供一透明基板；及使一結合層生長於該透明基板上；其中該結合層具有不同於該透明基板之體晶格常數的體晶格常數；且使該結合層生長至大於關於該結合層之應變鬆馳之臨界厚度的厚度。
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