專利名稱：用于半導(dǎo)體發(fā)光器件的接觸的制作方法
用于半導(dǎo)體發(fā)光器件的接觸背景相關(guān)技術(shù)描述發(fā)光二極管(LED)在要求低功耗、小尺寸和高可靠性的許多應(yīng)用中被廣泛地接受 作為光源。發(fā)射可見光譜的黃綠色到紅色區(qū)域中的光的能量有效的二極管包含由AlGaInP 合金形成的有源層。圖1和2示出常規(guī)的透明襯底(TS)AlGaInP LED的制作。在圖1中， 在典型地為GaAs的半導(dǎo)體襯底10之上生長例如1 OOO^n-Ina5Gaa孑層的蝕刻停止層12。 在蝕刻停止層12之上生長器件層14，接著是可選的厚(例如厚度介于5 μ m和100 μ m)的 窗口層16，該窗口層16通常為通過氣相外延生長的ρ型GaP，器件層14包含均布置在雙 異質(zhì)結(jié)構(gòu)配置內(nèi)的下限制層、至少一個(AlxGa1JyIrvyP有源層和上限制層。限制層是由透 明半導(dǎo)體制成并增強(qiáng)LED的內(nèi)量子效率，該內(nèi)量子效率定義為有源層內(nèi)復(fù)合并發(fā)射光的電 子_空穴對的分?jǐn)?shù)。發(fā)光區(qū)域可由單一的厚的均勻成份的層或者一系列薄的阱和壘組成。GaAs優(yōu)選作為生長襯底，因?yàn)樗c有利于形成發(fā)射可見光譜的黃綠色到紅色區(qū)域 中的光的LED的成份下y 0. 5的(AlxGa1JyIrvyP晶格匹配。Ge是可替換的晶格匹配的 襯底。由于典型的生長襯底是吸收的，它們通常被移除并用透明襯底替代，如圖2中所說 明。圖1中示出的GaAs襯底10通過以比蝕刻停止層12快得多的速率蝕刻GaAs的蝕刻來 移除。典型地為η型GaP的透明襯底18通常通過在應(yīng)用單軸力的同時在升高的溫度下退 火外延結(jié)構(gòu)而晶片鍵合到該外延結(jié)構(gòu)(圖2中的蝕刻停止層12)的下表面。隨后使用適合 于P型外延GaP陽極和η型晶片鍵合GaP陰極的常規(guī)金屬接觸和芯片制作技術(shù)，從所鍵合 的晶片加工LED芯片。透明襯底18和也是透明半導(dǎo)體的窗口層16在該器件內(nèi)橫向地?cái)U(kuò)展電流并增加側(cè) 面光發(fā)射。由于AlGaInP層中低的空穴遷移率的原因，電流擴(kuò)展在有源區(qū)域的ρ側(cè)上是特 別重要的。然而，由于半導(dǎo)體材料中常見的在光吸收與電和熱抗性之間折衷的原因，厚半導(dǎo) 體層的使用較其它方法具有若干缺點(diǎn)。TS AlGaInP器件結(jié)構(gòu)的可替換方案是一種其中消除了半導(dǎo)體-半導(dǎo)體鍵合的薄 膜結(jié)構(gòu)。替代地，部分加工的晶片被鍵合到典型地為Si、Ge或金屬襯底的操作襯底。在鍵合 到操作襯底之后，生長襯底被移除且晶片加工完成。這樣的器件通常如圖2包含比如GaAs 的吸收η接觸層以及其中η接觸和ρ接觸形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的對立側(cè)面上的垂直注入結(jié) 構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，AlGaInP發(fā)光器件被形成為薄的倒裝芯片器件。該器件包含 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含布置在η型區(qū)域和ρ型區(qū)域之間的AlGaInP發(fā)光層。電連 接到η和ρ型區(qū)域的η和ρ接觸均形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的同一側(cè)面上。在一些實(shí)施例中，該 器件包含厚η層以橫向地分布電流，且包含較薄ρ層以主要垂直地傳導(dǎo)電流。該半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)經(jīng)由接觸連接到載具。生長襯底從半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)移除且上述的厚透明襯底被略去，使得該 器件內(nèi)半導(dǎo)體層的總厚度可以在一些實(shí)施例中小于15 μ m,在一些實(shí)施例中小于10 μ m。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂側(cè)可被紋理化、粗糙化或者圖案化。為了最小化發(fā)光層的ρ側(cè)上的接觸電阻，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可包含布置在P型區(qū)域和 P接觸之間的P型接觸層。P型接觸層和P接觸之間的界面可配置成使得當(dāng)器件被正向偏 置時，載流子隧穿通過該界面。結(jié)果，接觸不需要退火，這可改善接觸的反射率，因?yàn)橥嘶鹜?常致使半導(dǎo)體材料和金屬接觸之間合金化，該金屬化通常減小接觸的反射率。在一些實(shí)施 例中，該P(yáng)接觸層為至少在一些部分摻雜到至少5X IO18CnT3的空穴濃度的GaP、AlGaInP和 InGaP其中之一。ρ接觸可以是整片金屬，這增加了光學(xué)反射率，最小化了電學(xué)接觸電阻并 減小了器件的熱阻抗。隧穿接觸可允許使用比如Ag的各種高反射性金屬用于ρ接觸。


圖1說明生長在吸收襯底之上的現(xiàn)有技術(shù)AlGaInP LED器件結(jié)構(gòu)。圖2說明現(xiàn)有技術(shù)透明襯底AlGaInP LED。圖3說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的器件的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。圖4說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的倒裝芯片器件。圖5為封裝發(fā)光器件的分解視圖。圖6說明一部分的ρ接觸和ρ型接觸層，其中重?fù)诫s半導(dǎo)體點(diǎn)和電介質(zhì)層布置在 部分的P接觸和P型接觸層之間。圖7說明一部分的ρ接觸和ρ型接觸層，其中部分的P型接觸層被蝕刻掉。
具體實(shí)施例方式取決于上下文，此處使用的〃 AlGaInP"可以特別地指鋁、銦、鎵和磷的四元合金， 或者大體上指鋁、銦、鎵和磷的任何二元、三元或四元合金。取決于上下文，此處使用的"接 觸"可以特別地指金屬電極，或者大體上指半導(dǎo)體接觸層、金屬電極以及任何布置在半導(dǎo) 體接觸層和金屬電極之間的結(jié)構(gòu)的組合。如上所述，由于ρ型AlGaInP材料中低的空穴遷移率的原因，AlGaInP器件特別是 在發(fā)光區(qū)域的P側(cè)上常規(guī)地包含厚層用于電流擴(kuò)展。由于在AlGaInP中難以實(shí)現(xiàn)高空穴濃 度的原因，一般不使用較薄的P型層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，AlGaInP發(fā)光器件包含重?fù)诫s的薄ρ型接觸層。反射性層可 以形成于P型接觸層上，使得該器件可以配置成薄膜倒裝芯片。η型III-V層通常具有比P 型層高的載流子遷移率，因此通過設(shè)計(jì)器件使得大多數(shù)橫向電流分布發(fā)生在η型層內(nèi)而不 是在P型層內(nèi)，可以減小電流分布層的厚度。在這種器件中，選擇η型層的特性以提供適當(dāng) 的電流分布，最小化器件的串聯(lián)電阻，并且最小化吸收損壞。圖3說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的器件的外延結(jié)構(gòu)。蝕刻停止層20生長在常規(guī)GaAs 襯底10之上。蝕刻停止層20可以是任何可用于停止稍后移除GaAs襯底10所使用的蝕 刻的材料。蝕刻停止層20可以是例如InGaP、AlGaAs或AlGalnP。蝕刻停止層20的材料 可以與生長襯底(典型地為GaAs)晶格匹配，不過其不需要晶格匹配。與生長襯底晶格不 匹配的蝕刻停止層可以足夠薄以避免弛豫和/或可以被應(yīng)變補(bǔ)償。蝕刻停止層20的厚度 取決于用于移除GaAs襯底10的蝕刻溶液的選擇性；蝕刻的選擇性越低，蝕刻停止層越厚。 AlGaAs蝕刻停止層可以是例如介于2000人和5000Λ,不過如果如下文所描述蝕刻停止層用于紋理化器件的發(fā)射表面，則可使用較厚的蝕刻停止層。AlxGai_xAs蝕刻停止層的成份χ 可以是例如介于0. 50和0. 95。在一些實(shí)施例中，器件中包含多個蝕刻停止層。多個蝕刻停止層可以通過GaAs層 彼此分隔，不過它們不需要分隔。在一個實(shí)例中，第一蝕刻停止層生長在GaAs生長襯底上， 接著是GaAs層，接著是第二蝕刻停止層。器件層生長在第二蝕刻停止層之上。任何上文描 述的蝕刻停止層可以用于具有多個蝕刻停止層的器件中。器件中的蝕刻停止層可分別具有 所述屬性(比如成份和厚度)，不過它們不需要如此。在第一實(shí)例中，AlGaAs第一蝕刻停止 層生長在GaAs襯底之上，接著是InGaP第二蝕刻停止層。在第二實(shí)例中，AlGaAs第一蝕刻 停止層生長在GaAs襯底之上，接著是AlInGaP第二蝕刻停止層。在一個實(shí)施例中，AlGaAs蝕刻停止層20生長在GaAs生長襯底10上。作為η型 區(qū)域22的一部分的η型AlGaInP層生長成與AlGaAs蝕刻停止層20直接接觸。器件層從η型區(qū)域22開始生長在蝕刻停止層20之上，所述器件層在夾置于η型 區(qū)域和ρ型區(qū)域之間的發(fā)光區(qū)域內(nèi)包含至少一個發(fā)光層。選擇η型區(qū)域22的厚度和摻雜 濃度以得到低的電學(xué)電阻和良好的電流分布。例如，η型區(qū)域22可以是厚4μπι至ΙΟμπι且 用Te摻雜到約1 X IO18CnT3的濃度的AlGaInP層。AlGalnPn型區(qū)域22通常與GaAs晶格匹 配。在更高的摻雜劑濃度，用更薄的層可以獲得相同的電流分布；然而，在更高的摻雜劑濃 度，不期望的自由載流子吸收會增加。η型區(qū)域22因此可包含不均勻的摻雜濃度，比如以 1 X IO18CnT3摻雜的一個或多個厚的區(qū)域以及更重?fù)诫s直至例如1 X IO19CnT3的一個或多個薄 的區(qū)域。這些重?fù)诫s區(qū)域可以用Te、Si、S或者其它合適的摻雜劑來摻雜，且高摻雜濃度可 以或者通過外延生長、通過摻雜劑擴(kuò)散或者通過這二者來獲得。選擇η型區(qū)域22的成份以最小化在與發(fā)光區(qū)域的界面處的折射率臺階，以避免在 該界面處波導(dǎo)光。在一個實(shí)例中，在發(fā)光區(qū)域配置成發(fā)射紅光的器件中，η型區(qū)域22的成 份為(Ala 40Ga0.60) ο. 5In0.5P，該成份與發(fā)光區(qū)域中的平均成份近似相同。發(fā)光區(qū)域或有源區(qū)域24生長在η型區(qū)域22之上。合適的發(fā)光區(qū)域的實(shí)例包含單 一的發(fā)光層以及多阱發(fā)光區(qū)域，在該多阱發(fā)光區(qū)域中，多個厚或者薄的發(fā)光阱由壘層分隔 開。在一個實(shí)例中，配置成發(fā)射紅光的器件的發(fā)光區(qū)域26包含由(Ala65Gaa35)a5Ina5P壘分 隔開的(Alatl6Gaa94)a5Ina5P發(fā)光層。發(fā)光層和壘每個可具有例如介于20人和200Λ之間的 厚度。發(fā)光區(qū)域的總厚度可以為例如介于500人和3 μ m。ρ型區(qū)域26生長在發(fā)光區(qū)域24之上。ρ型區(qū)域26被配置成將載流子限制在發(fā)光 區(qū)域24內(nèi)。在一個實(shí)例中，ρ型區(qū)域26為(Ala65Gaa35)a5Ina5P且包含更高Al成份的超薄 層以幫助限制電子。由于從發(fā)光區(qū)域24的ρ側(cè)的電流注入主要是垂直的，ρ型區(qū)域26的 厚度可以是微米量級；例如介于0. 5 μ m和3 μ m。發(fā)光區(qū)域的發(fā)光層通過薄ρ型區(qū)域26鄰 近P接觸也可以減小器件的熱阻抗。ρ型接觸層28生長在ρ型區(qū)域26之上。ρ型接觸層28是重?fù)诫s的且對于由發(fā)光區(qū) 域24發(fā)射的光是透明的。例如，ρ型接觸層28可以摻雜到在一些實(shí)施例中至少5Χ IO18CnT3 的空穴濃度，以及在一些實(shí)施例中至少1 X IO19CnT3的空穴濃度。ρ型接觸層28可具有介于
100Λ和IGGGl的厚度。在一些實(shí)施例中，反射性層形成于P接觸層28之上以形成非合 金化接觸。P型接觸層28和反射性層之間的電學(xué)接觸是通過載流子隧穿通過界面的表面耗 盡區(qū)域來實(shí)現(xiàn)的。
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在一些實(shí)施例中，ρ型接觸層28為重?fù)诫s的GaP。例如，由金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉 積生長的GaP接觸層28可以用Mg或Zn來摻雜，其被激活至至少8X 1018cm_3的空穴濃度。 GaP層可以在低生長溫度和低生長速率生長；例如，在比約850°C的典型GaP生長溫度低大 約50°C至200°C的生長溫度，以及在為約5μπι每小時的典型GaP生長速率的大約至 10%的生長速率。由分子束外延生長的GaP接觸可用C摻雜到至少IX IO19CnT3的濃度。作為在生長期間并入摻雜劑的可替換方案，如本領(lǐng)域中所已知的，可以生長ρ型 接觸層，隨后例如通過在擴(kuò)散爐中或者在生長反應(yīng)器中提供高壓摻雜劑源，在生長之后使 摻雜劑從氣相源擴(kuò)散到P型接觸層內(nèi)。摻雜劑可以從氣相源擴(kuò)散到P型接觸層28表面的 全部區(qū)域內(nèi)，或者擴(kuò)散到P型接觸層28的離散區(qū)域內(nèi)，例如通過在摻雜劑擴(kuò)散之前用例如 電介質(zhì)層遮蔽部分的P型接觸層28。在一些實(shí)施例中，ρ型接觸層28為重?fù)诫sGaP或者晶格匹配的AlGaInP層。該層 是通過生長半導(dǎo)體材料，隨后在所生長的層上沉積包含摻雜劑源的層而被摻雜。例如，摻雜 劑源層可以是元素ZruAuZn合金或者摻雜的電介質(zhì)層。包含摻雜劑源的層可以可選地用擴(kuò) 散阻擋層包覆。該結(jié)構(gòu)被退火使得摻雜劑從摻雜劑源層擴(kuò)散到半導(dǎo)體內(nèi)。擴(kuò)散阻擋層和剩 余的摻雜劑源層隨后被剝離。在一個實(shí)例中，3000Λ至50001的包含4% Zn的AuZn合金 沉積在GaP層之上，接著是TiW擴(kuò)散阻擋層。該結(jié)構(gòu)被加熱，隨后剩余的TiW和AuZn被剝 罔。在一些實(shí)施例中，P型接觸層28為與GaAs晶格不匹配的重?fù)诫sInGaP或者 AlGaInP層。該層厚度介于100人和300Λ且用Mg或Zn摻雜到至少1 X 1019cm_3的空穴濃度。圖4說明被加工成薄膜倒裝芯片器件的圖3的外延結(jié)構(gòu)。諸如Ag的反射性金屬 30形成于ρ型接觸層28之上。在常規(guī)器件中，接觸金屬沉積在半導(dǎo)體上，隨后在高溫(例 如，在大于500°C的溫度)退火以改善該接觸。該退火可減少金屬的反射率，這有可能是通 過致使金屬和半導(dǎo)體的互混。在圖4說明的器件中，由于至少一部分的ρ型接觸層28和反 射性金屬30之間的接觸是通過隧穿來實(shí)現(xiàn)的，該接觸被稱為非合金化接觸，且高溫退火是 不需要的。通過吸除雜質(zhì)或者改善金屬接觸和半導(dǎo)體接觸層之間的鍵，低溫退火(例如，在 低于300°C的溫度)可改善隧穿接觸。在一些實(shí)施例中，諸如氧化銦錫(ITO)或ZnO的非金屬導(dǎo)電材料布置在至少一部 分的P型接觸層28和反射性金屬30之間。在一些實(shí)施例中，小接觸區(qū)域和電介質(zhì)鏡的組合可以如圖6中所說明布置在ρ接 觸層28和反射性金屬30之間，圖6示出一部分的ρ型接觸層28和反射性金屬30。例如， 諸如AuZn的合金化金屬的小點(diǎn)可被圖案化在ρ接觸層28上，所述小點(diǎn)被諸如Al2O3的非 導(dǎo)電氧化物52圍繞。退火該結(jié)構(gòu)以將AuZn摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體內(nèi)以形成重?fù)诫s半導(dǎo)體點(diǎn) 50，隨后剝離剩余的AuZn金屬。諸如Ag的反射性金屬30形成于電介質(zhì)52和重?fù)诫s半導(dǎo) 體點(diǎn)50之上。在此實(shí)例中，暴露于AuZn擴(kuò)散的小區(qū)域54提供電學(xué)接觸，且由電介質(zhì)52/ 反射性金屬30覆蓋的更大百分比的區(qū)域提供高反射性表面。ρ型層26 (示于圖3)厚度可 以介于1 μ m和3 μ m以提供來自重?fù)诫s半導(dǎo)體點(diǎn)50的足夠良好的橫向電流分布(示于圖 6)。在圖6說明的接觸設(shè)計(jì)中，由于來自AuZn擴(kuò)散區(qū)域的光學(xué)吸收被最小化，接觸具有來 自電介質(zhì)/金屬區(qū)域的適當(dāng)良好的反射率。
還可以如上文所述通過生長ρ型接觸層28，形成具有開口 54的電介質(zhì)區(qū)域52，隨 后從開口 54上內(nèi)的氣相源將摻雜劑擴(kuò)散到ρ型接觸層28內(nèi)，形成圖6中的重?fù)诫s半導(dǎo)體 點(diǎn)50。在一些實(shí)施例中，如圖7所說明，部分的ρ型接觸層28例如通過蝕刻被移除。諸 如P型接觸層28的重?fù)诫s層通常有點(diǎn)吸收。為了減少吸收，可以蝕刻掉在ρ型接觸層28表 面處的吸收材料的區(qū)域59。ρ型接觸層28的總厚度可以在區(qū)域59處被蝕刻掉，或者ρ型 接觸層28的一些厚度可剩余，如圖7所說明。ρ型接觸層28的剩余部分58例如通過此處 描述的隧穿接觸而形成與P接觸30的電學(xué)接觸。ρ接觸30可以在區(qū)域59直接接觸ρ型材 料的表面，或者可選的電介質(zhì)材料56可以在其中部分的ρ型接觸層28被蝕刻掉的區(qū)域59 中布置在P型接觸層28和ρ接觸30之間?；氐綀D4，例如通過干法蝕刻在器件內(nèi)蝕刻形成一個或多個通路，以露出η接觸34 形成于其上的一部分的η型區(qū)域22。η型區(qū)域22和η接觸34之間的直接電學(xué)接觸可以通 過例如Au/Ge η接觸34來實(shí)現(xiàn)?？商鎿Q地，η接觸34可以是隧穿的非合金化反射性接觸， 諸如沉積在η型層22的重?fù)诫s區(qū)域上的Al。η和ρ接觸34和30可通過一個或多個電介 質(zhì)層32來電學(xué)隔離、重新分布和平坦化。器件的晶片隨后被切片。單獨(dú)的器件隨后通過ρ 和η互連38和36連接到載具40。接觸42和44可形成于載具40的背面上。在一些實(shí)施例中，為了消除對載具和LED管芯之間支撐管芯的底填料的需要，η和 P接觸34和30可以形成在基本上同一平面內(nèi)，且可覆蓋LED結(jié)構(gòu)背面的至少85%。載具具 有基本上在同一平面內(nèi)的陽極和陰極接觸的相應(yīng)布局。LED管芯接觸和載具接觸互連在一 起使得LED管芯的基本整個表面由接觸和底座支撐。不需要底填料?？梢允褂貌煌腖ED到 底座互連的方法，諸如超聲或熱超聲金屬到金屬互擴(kuò)散(金-金、銅-銅、其它延性金屬或 上述的組合)，或者使用諸如金-錫、金-鍺、錫-銀、錫-鉛或其它類似合金體系的不同合金 j^H—ft。^禾爾力“LED Assembly Having Maximum Metal Support for LaserLift-Off of Growth Substrate"且通過引用結(jié)合于此的美國公開專利申請20070096130中更詳細(xì) 描述了合適的互連。在將器件連接到載具40之后，例如通過在蝕刻停止層20上終止的蝕刻來移除生 長襯底10?？梢酝ㄟ^干法蝕刻或者在η型區(qū)域22上終止的蝕刻來移除蝕刻停止層20。可 以紋理化(即，粗糙化或者用例如光子晶體來圖案化)η型區(qū)域22的露出表面以改善光提 取。例如，可以通過干法蝕刻、光化學(xué)蝕刻或者光電化學(xué)蝕刻來粗糙化η型區(qū)域22?？商鎿Q 地，可以紋理化蝕刻停止層20，隨后通過干法蝕刻將圖案轉(zhuǎn)移到η型區(qū)域22。在一些實(shí)施 例中，附加的透明導(dǎo)電氧化物層沉積在η型區(qū)域22的紋理化表面上以改善器件中的電流分 布。成品器件中剩余半導(dǎo)體材料的總厚度在一些實(shí)施例中可以小于15 μ m，在一些實(shí) 施例中可以小于ΙΟμπι。在一個實(shí)例中，η型區(qū)域22為4μπι至6μπι厚，發(fā)光區(qū)域24為 1. 5 μ m厚，以及ρ型區(qū)域26為1. 5 μ m厚，得到總厚度為7 μ m至9 μ m。在一些實(shí)施例中，成品器件中的所有半導(dǎo)體層(除了發(fā)光層之外)，特別是η接觸 形成于其上的η型層，具有比發(fā)光區(qū)域的發(fā)光層的帶隙大的帶隙。因此，在這些實(shí)施例中， 該器件內(nèi)發(fā)光層以外的所有半導(dǎo)體層不直接吸收由發(fā)光區(qū)域發(fā)射的光。此處描述的實(shí)施例與常規(guī)TS AlGaInP器件相比可提供諸多優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明實(shí)施例的提取效率可以接近具有成形側(cè)壁的厚窗口 TSAlGaInP器件的提取效率，但是來自 薄膜器件的增強(qiáng)的表面發(fā)射可得到更好的指向性和更高的表面亮度。此外，此處描述的實(shí) 施例實(shí)現(xiàn)了更簡單的生長結(jié)構(gòu)、不昂貴的制作以及潛在更佳的從有源區(qū)域的熱提取。通過 此處描述的實(shí)施例可以避免常規(guī)TS AlGaInP器件中常見的生長問題，諸如在通過VPE生長 GaP窗口期間ρ摻雜劑的擴(kuò)散。此處描述的實(shí)施例較其它薄膜器件可提供若干優(yōu)點(diǎn)。例如，在一些上述實(shí)施例中， 不需要晶片級鍵合，無論是半導(dǎo)體_半導(dǎo)體晶片級鍵合還是晶片級鍵合到操作襯底。晶片 級鍵合由于所鍵合的結(jié)構(gòu)或?qū)又g的熱膨脹失配的原因通過引入應(yīng)力而可能損傷半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)。此外，晶片級鍵合會受后續(xù)加工步驟損傷。上述實(shí)施例還可以簡化制造，因?yàn)樗鼈儾?需要切割被鍵合到操作襯底的結(jié)構(gòu)。此外，上述實(shí)施例消除了與垂直注入結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的問題， 諸如發(fā)光區(qū)域的光學(xué)閉塞、脆弱的引線結(jié)合以及與鄰近光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)性干擾。圖5為如美國專利6，274，924中更詳細(xì)地描述的封裝發(fā)光器件的分解視圖。熱沉 嵌塊100放置到插入成型引線框架中。插入成型引線框架為例如圍繞提供電學(xué)路徑的金屬 框架106模制的填充塑料材料105。嵌塊100可包含可選的反射器杯102。可以為上面實(shí) 施例中描述的任何器件的發(fā)光器件管芯104直接地或者經(jīng)由導(dǎo)熱底座103間接地安裝到嵌 塊100?？梢蕴砑涌梢允枪鈱W(xué)透鏡的覆蓋件108。已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，鑒于本公開內(nèi)容， 在不脫離此處描述的發(fā)明構(gòu)思的精神的情況下可以對本發(fā)明進(jìn)行改動。因此，不應(yīng)當(dāng)預(yù)期 本發(fā)明的范圍限于所說明和描述的特定實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種方法，包含在生長襯底之上生長包含布置在n型區(qū)域和p型區(qū)域之間的AlGaInP發(fā)光層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；形成電連接到該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的該n型區(qū)域和p型區(qū)域的n接觸和p接觸，其中該接觸均布置在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的同一側(cè)上以及其中該n接觸和p接觸的至少一個是反射性的；將該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接到載具；以及在將該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接到該載具之后，移除該生長襯底。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中移除該生長襯底包含用一蝕刻來蝕刻該生長襯底， 該蝕刻在布置于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和該生長襯底之間的蝕刻停止層上終止。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該蝕刻停止層為AlGaAs、InGaP和AlGaInP其中之
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中 該蝕刻停止層為AlGaAs ；以及直接接觸該蝕刻停止層的該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分為AlGalnP。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在將該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接到該載具之前形成該η接觸 和P接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中 該η接觸包含Au和Ge ；以及該η接觸直接接觸η型III-P層。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含布置在該P(yáng)型區(qū)域和該P(yáng)接觸之間的P型接觸層；以及 該P(yáng)型接觸層的至少一部分被摻雜到至少5Χ IO18CnT3的空穴濃度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中ρ型摻雜劑通過下述之一被引入該ρ型接觸層在 生長該P(yáng)型接觸層期間引入，以及在生長該P(yáng)型接觸層之后從氣相源擴(kuò)散。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包含在形成該接觸之前蝕刻掉該ρ型接觸層的部分。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含在該ρ接觸和該ρ型區(qū)域之間，在與該ρ型 接觸層的被蝕刻掉的部分對應(yīng)的至少一個區(qū)域中布置電介質(zhì)。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包含在該P(yáng)型接觸層之上形成具有開口的電介質(zhì) 層，其中摻雜到至少5Χ IO18CnT3的空穴濃度的該ρ型接觸層的部分與該電介質(zhì)層中的開口 對準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積 以小于5000Λ每小時的生長速率生長該ρ型接觸層。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該P(yáng)型接觸層為GaP、AlGaInP和InGaP其中之一。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生長該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含 生長P型接觸層；在該P(yáng)型接觸層之上沉積包含摻雜劑的層，其中所述包含摻雜劑的層為金屬和電介質(zhì) 其中之一；退火該結(jié)構(gòu)；以及移除所述包含摻雜劑的層。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含在沉積所述包含摻雜劑的層之前，在該ρ型 接觸層之上沉積具有開口的電介質(zhì)層。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含生長半導(dǎo)體晶片，該方法進(jìn)一 步包含在將該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接到載具之前，將該晶片切片成單獨(dú)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該ρ接觸和該ρ型區(qū)域之間的界面配置成使得當(dāng)該 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被正向偏置時，載流子隧穿通過該界面。
18.一種器件，包含包含布置在η型區(qū)域和ρ型區(qū)域之間的AlGaInP發(fā)光層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)； 電連接到該η型區(qū)域和ρ型區(qū)域的η接觸和ρ接觸，其中該η接觸和ρ接觸均形成在 該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的同一側(cè)上以及其中該η接觸和ρ接觸的至少一個是反射性的；以及 載具，其中該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)經(jīng)由該接觸連接到該載具；其中該器件中的半導(dǎo)體層的總厚度小于15ym以及該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂側(cè)的至少一部 分被紋理化。
19.如權(quán)利要求18所述的器件，其中該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂側(cè)的至少一部分進(jìn)行下述其中 之一隨機(jī)粗糙化、圖案化以及圖案化成光子晶體圖案。
20.如權(quán)利要求18所述的器件，進(jìn)一步包含布置在該ρ型區(qū)域和該ρ接觸之間的ρ型 接觸層，其中該P(yáng)型接觸層和該P(yáng)接觸之間的界面配置成使得當(dāng)該器件被正向偏置時，載流 子隧穿通過該界面。
21.如權(quán)利要求18所述的器件，進(jìn)一步包含布置在該ρ型區(qū)域和該ρ接觸之間的ρ型 接觸層，其中至少一部分的該P(yáng)型接觸層和該P(yáng)接觸之間的界面是反射性的。
22.如權(quán)利要求21所述的器件，其中該ρ型接觸層被摻雜到至少5X IO18CnT3的空穴濃度。
23.如權(quán)利要求21所述的器件，其中該P(yáng)型接觸層為GaP、AlGaInP和InGaP其中之一；以及 該P(yáng)接觸包含Ag。
24.如權(quán)利要求21所述的器件，進(jìn)一步包含布置在至少一部分的該ρ型接觸層和該ρ 接觸之間的導(dǎo)電氧化物，其中該導(dǎo)電氧化物為ITO和ZnO其中之一。
25.如權(quán)利要求18所述的器件，其中該器件中除了任何發(fā)光層以外的所有半導(dǎo)體層具 有比至少一個發(fā)光層的帶隙大的帶隙。
全文摘要
AlGaInP發(fā)光器件被形成為薄的倒裝芯片器件。該器件包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含布置在n型區(qū)域(22)和p型區(qū)域(26)之間的AlGaInP發(fā)光層(24)。電連接到n和p型區(qū)域的n和p接觸(34，32)均形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的同一側(cè)上。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)經(jīng)由接觸連接到載具(40)。生長襯底從半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)移除且厚透明襯底被略去，使得器件中半導(dǎo)體層的總厚度在一些實(shí)施例中小于15μm，在一些實(shí)施例中小于10μm。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂側(cè)可被紋理化。
文檔編號H01L33/48GK101897048SQ200880120918
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
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