專利名稱：帶有溝槽和頂部接觸的發(fā)光裝置的制作方法
帶有溝槽和頂部接觸的發(fā)光裝置
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)被廣泛公認為需要低功率消耗、小尺寸以及高可靠性的許多應(yīng)用中的光源。發(fā)射可見光譜的黃綠色至紅色區(qū)域中的光的節(jié)能二極管通常含有由AlGaInP合金形成的有源層。發(fā)射UV至可見光譜的藍色至綠色區(qū)域中的光的節(jié)能二極管通常含有由III族氮化物合金形成的有源層。圖I示出具有移除GaAs襯底10的AlInGaP LED結(jié)構(gòu)，該GaAs襯底10具有大量嵌入式錐形微反射器。蝕刻截錐體穿過有源層12。在介電層16中的開口 14處由金屬18制成電接觸。該結(jié)構(gòu)連接至載體20并且由頂部電極22和底部電極24正向偏壓。沿這些錐體在金屬鏡處全反射的光線26經(jīng)向上導(dǎo)引而朝向提取這些光線26的LED表面。自該有源層至該LED結(jié)構(gòu)的頂部的路徑長度僅為數(shù)微米并且不包括諸如有源層的任何吸收材料，使得裝置內(nèi)部的自吸收作用大大減小。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種裝置，包括半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括布置于η型區(qū)域與P型區(qū)域之間的發(fā)光層。布置于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底部表面上的底部接觸電連接至該η型區(qū)域以及該P型區(qū)域的一者。布置于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面上的頂部接觸電連接至該η型區(qū)域以及該P型區(qū)域的另一者。鏡與該頂部接觸對齊。該鏡包括形成于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的溝槽以及布置于該溝槽中的反射材料，其中該溝槽延伸通過該發(fā)光層。


圖I圖示出具有埋入式反射器的現(xiàn)有技術(shù)AlGaInP LED裝置。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的薄膜AlInGaP裝置的俯視圖。圖3圖示出圖2中圖示出的裝置的兩個區(qū)域的橫截面視圖。圖4圖示出具有形成于P型區(qū)域上的溝槽以及P接觸的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分。圖5圖示出圖4的在形成反射P接觸、保護金屬以及接合層之后的結(jié)構(gòu)。圖6圖示出圖5的在接合至基座并且移除生長襯底之后的結(jié)構(gòu)。圖7圖示出包括與頂部接觸對齊的鏡的III族氮化物裝置的一部分。圖8圖示出具有將電流注入鏡中的頂部接觸的裝置。
具體實施例方式取決于上下文，如本文使用，“AlGalnP”或“AlInGaP”特定而言可指鋁、銦、鎵以及磷的四元合金，或一般而言指鋁、銦、鎵以及磷的任何二元、三元或四元合金?！癐II族氮化物”可指任何III族原子(諸如鋁、銦以及鎵)與氮的二元、三元或四元合金。取決于上下文，如本文使用，“接觸”特定而言可指金屬電極，或一般而言指半導(dǎo)體接觸層、金屬電極以及布置于該半導(dǎo)體接觸層與該金屬電極間的任何結(jié)構(gòu)的組合。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的AlInGaP裝置30的頂視圖。圖2圖示出在η型區(qū)域的頂部表面32上形成的η接觸34。η接觸34可以是例如金、AuGe、或任何其它適當(dāng)?shù)慕饘?。η接觸34可具有形成正方形的臂35以及自該正方形的拐角延伸的延伸部分36，盡管其不需要。η接觸可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤睢＆墙佑|臂35和延伸部分36在一些實施例中可以是I至100微米寬，在一些實施例中是I至30微米寬，并且在一些實施例中是20至50微米寬。這些η接觸的臂35以及延伸部分36 —般保持盡可能窄以最小化光阻擋或吸收，但足夠?qū)捯圆粫疬^量電接觸電阻。對于小于轉(zhuǎn)移長度Lt的寬度，接觸電阻增加，該轉(zhuǎn)移長度Lt取決于金屬至半導(dǎo)體的電阻以及下面的半導(dǎo)體η型層的薄層電阻。η接觸區(qū)段寬度可以是Lt的兩倍，這是因為接觸臂自兩側(cè)注入電流，或取決于特定材料參數(shù)對于上文描述的裝置是I至30微米。在一些實施例中，該η接觸34被制成高反射性的(R>0. 8)。在一些實施例中，電流散布層布置在η型區(qū)域50與η接觸34之間以便改良電流散布，并且潛在地以最小化該η接觸的表面，因此減小光學(xué)損耗。電流散布層材料針對低光學(xué)損耗和良好電接觸而選擇。用于電流散布層的適當(dāng)?shù)牟牧习ㄑ趸熷a、氧化鋅或其它透明導(dǎo)電氧化物。
η接觸34連接到接合襯墊38。接合襯墊38足夠大以容納至外部電流源的絲焊、導(dǎo)線橋接或其它適當(dāng)?shù)碾娊佑|。雖然在圖2的裝置中，接合襯墊38位于該裝置的拐角，但接合襯墊38可位于任何適當(dāng)?shù)奈恢弥?，包括例如在該裝置的中心。圖3是圖2中所示的區(qū)域中的兩個的橫截面圖。區(qū)域40圖示出接合襯墊38下方的裝置。嵌入該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的鏡47光學(xué)地隔離接合襯墊38下方的區(qū)域。因為介電層58阻止電流自P金屬68注入至接合襯墊38正下方的區(qū)域中的P型接觸層56中，所以在接合襯墊38下方的有源區(qū)52中沒有光產(chǎn)生。在接合襯墊38的方向上的該有源區(qū)的其它部分中發(fā)射的光由鏡47反射遠離接合襯墊38，阻止光被接合襯墊38或接合襯墊38下方的該暗有源區(qū)52吸收。在一些實施例中，鏡47的側(cè)面傾斜以將光導(dǎo)引離開該裝置的頂部表面。因為自接合襯墊38注入的電子不能與接合襯墊38下方的有源區(qū)52中的空穴復(fù)合，所以這些電子被迫橫向行進至區(qū)域40外部以在該裝置的更為光學(xué)有利的區(qū)域中復(fù)合。此技術(shù)避免大接合襯墊區(qū)域下方的典型電流擁擠效應(yīng)并且重新散布電流至指定的用于光學(xué)提取的區(qū)域。區(qū)域42圖示出η接觸臂35下方的裝置。嵌入該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的鏡45阻止光由區(qū)域42中的η接觸臂35下方產(chǎn)生或被該η接觸臂35吸收。在一些實施例中，嵌入的鏡定位在所有或?qū)嵸|(zhì)上所有該η接觸結(jié)構(gòu)34的下方，以減小被η接觸34吸收的光量。嵌入的鏡形成在該半導(dǎo)體裝置中的溝槽中，可蝕刻這些溝槽穿過有源區(qū)52。這些溝槽可與η接觸臂35以及延伸部分36對齊并且具有與η接觸臂35以及延伸部分36相同的寬度。在η接觸臂35的方向上發(fā)射的光被鏡45反射遠離η接觸臂35。在一些實施例中,鏡45的側(cè)面傾斜以將光導(dǎo)引出該裝置的頂部表面。鏡45以及47包括反射導(dǎo)電層62 (通常為反射金屬層，諸如銀或鋁)以及介電層58。該介電層定位在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與該反射導(dǎo)電層62之間并且在一些實施例中也提供電隔離。以大角度入射到鏡上的光被介電層58全內(nèi)反射。以小角度入射到鏡上的光通過該介電層并且被反射層62反射。圖2以及圖3中圖示出的裝置可如圖4至圖6中圖示而形成。在圖4中，半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)生長在生長襯底48上。生長襯底48通常是GaAs，盡管可使用任何適當(dāng)?shù)纳L襯底。蝕刻終止層(圖中未示出)生長在襯底48上。該蝕刻終止層可以是可用于終止蝕刻的任何材料，該蝕刻稍后用于移除襯底48。該蝕刻終止層可以例如是InGaP、AlGaAs或AlGalnP。該蝕刻終止層的材料可與該生長襯底(通常為GaAs)晶格匹配，但非必需。不與該生長襯底晶格匹配的蝕刻終止層可足夠薄以避免弛豫以及/或可應(yīng)變補償。該蝕刻終止層的厚度取決于用于移除GaAs襯底的蝕刻溶液的選擇性；蝕刻選擇性越少，則該蝕刻終止層越厚。AlGaAs蝕刻終止層可以例如是在2000A與5000A之間，但若該蝕刻終止層用于紋理化該裝置的發(fā)光表面，則可使用 較厚蝕刻終止層，如下文描述。AlxGahAs蝕刻終止層的組分X可以是在O. 50與O. 95之間。這些裝置層，包括夾在η型區(qū)域與P型區(qū)域間的發(fā)光區(qū)域中的至少一個發(fā)光層，生長在該蝕刻終止層上，以η型區(qū)域50開始。選擇η型區(qū)域50的厚度以及摻雜濃度用于低電阻以及良好電流散布。例如，η型區(qū)域50可包括4μπι至IOym厚度的AlGaInP層并且摻雜有大約IX 1018cm-3的濃度的Te或Si。AlGaInP η型區(qū)域50通常與GaAs晶格匹配。摻雜濃度越高，可用越薄的層來實現(xiàn)相同電流散布；然而，摻雜濃度越高可增加不期望的自由載流子吸收。η型區(qū)域50因此可包括不均勻摻雜濃度，諸如以I X IO18CnT3摻雜的一個或多個厚區(qū)域以及更重摻雜至高達例如I X IO19CnT3的一個或多個薄區(qū)域。這些高度摻雜區(qū)域可摻雜有Te、Si、S或其它適當(dāng)?shù)膿诫s劑，并且可由外延生長、由摻雜劑擴散的任一者或兩者來實現(xiàn)高摻雜濃度。在一個實例中，具有經(jīng)配置以發(fā)射紅光的發(fā)光區(qū)域的裝置中的η型區(qū)域 50 的組分是(Ala40Ga 0.60)0.5Ιη0.5Ρ。發(fā)光或有源區(qū)52生長在η型區(qū)域50上。適當(dāng)?shù)陌l(fā)光區(qū)域的實例包括單個發(fā)光層以及多井發(fā)光區(qū)域，在該多井發(fā)光區(qū)域中，多個厚或薄的發(fā)光井被阻擋層分開。在一個實例中，經(jīng)配置以發(fā)射紅光的裝置的發(fā)光區(qū)域52包括被(Ala65Gaa35)a5Ina5P阻擋層分開的(Alatl6Gaa94) 0.5Ιη0.5Ρ發(fā)光層。這些發(fā)光層以及這些阻擋層每個可具有例如20Α與200Α之間的厚度。該發(fā)光區(qū)域的總厚度可例如在500Α與3 μ m之間。P型區(qū)域54生長在發(fā)光區(qū)域52上。P型區(qū)域54經(jīng)配置以限制發(fā)光區(qū)域52中的載流子。在一個實例中，P型區(qū)域54是(Ala65Gaa35)a5Ina5P并且包括高Al組分的薄層以限制電子。P型區(qū)域54的厚度可為微米級；例如，在0.5μπι與3μπι之間。該發(fā)光區(qū)域的這些發(fā)光層透過薄的P型區(qū)域54靠近P接觸也可減小該裝置的熱阻抗。P型接觸層56生長在P型區(qū)域54上。P型接觸層56可以是高度摻雜的并且對由該發(fā)光區(qū)域52發(fā)射的光是透明的。例如，P型接觸層56在一些實施例中可經(jīng)摻雜達至少5 X IO18CnT3的空穴濃度，并且在一些實施例中達至少lX1019cm_3。在此情況中，p型接觸層56可具有IOOA與1000A之間的厚度。若該P型接觸層56不是高度摻雜的，則該厚度可增加至差不多2 μ m。在一些實施例中，p型接觸層56是經(jīng)高度摻雜的GaP。例如，由金屬有機化學(xué)氣相沉積生長的GaP接觸層56可摻雜有Mg或Zn,活化(activate)至至少8 X IO18CnT3的空穴濃度。該GaP層可在低生長溫度以及低生長率下生長；例如，在低于 850°C的典型GaP生長溫度的大約50°C至200°C的生長溫度下，以及在飛μ m/hr的典型GaP生長率的大約1%至10%的生長率下。由分子束外延生長的GaP接觸可摻雜有C達至少I X IO19CnT3的濃度。作為在生長期間合并摻雜劑的替代物，可生長P型接觸層56，然后在生長之后例如通過在擴散爐中或生長反應(yīng)器中提供高壓摻雜劑源，這些摻雜劑可自汽源擴散至該P型接觸層中，如本領(lǐng)域中已知的。在摻雜劑擴散之前，例如通過用例如介電層掩模P型接觸層56的一部分，摻雜劑可自汽源擴散至P型接觸層56的表面的整個區(qū)域中或P型接觸層56的分立區(qū)域中。在一些實施例中，P型接觸層56是經(jīng)高度摻雜的GaP或晶格匹配的AlGaInP層。通過生長半導(dǎo)體材料，然后在生長層上沉積層(包括摻雜劑源)而摻雜該層。例如，該摻雜劑源層可以是基本的ZruAuZn合金或經(jīng)摻雜的介電層?？蛇x地可用擴散阻擋層覆蓋包括該摻雜劑源的該層。該結(jié)構(gòu)經(jīng)退火使得這些摻雜劑自該摻雜劑源層擴散至該半導(dǎo)體中。然后可剝離該擴散阻擋層以及剩余的摻雜劑源層。在一個實例中，在GaP層上沉積含有4% Zn的AuZn合金3000A至5000A，隨后是TiW擴散阻擋層。加熱該結(jié)構(gòu)，然后剝離剩余的TiW以及AuZn。在另一個實例中，經(jīng)圖案化的AuZn層留在例如如圖4中所示的接觸金屬60的位置。在一些實施例中，P型接觸層56是不與GaAs晶格匹配的經(jīng)高度摻雜的InGaP或AlGaInP層。該層的厚度可在IOOA與300A之間并且摻雜有Mg或Zn達至少I X IO19CnT3的 空穴濃度。在生長這些裝置層之后，溝槽44以及46被蝕刻至該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中。在一些實施例中，溝槽44以及46延伸通過這些P型層54以及56并且通過有源區(qū)52。在一些實施例中，溝槽44以及46延伸至η型區(qū)域50中。較深溝槽形成更有效的鏡；然而，溝槽44以及46的深度受限于散布電流通過η型區(qū)域50以及在處理以及工作期間維持該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性的需要。形成η接觸臂35下方的鏡的溝槽46的底部處的寬度可與η接觸臂35的寬度相同，以保證移除該η接觸臂正下方的有源區(qū)。形成將光反射遠離接合襯墊38的該鏡的溝槽44在底部可比溝槽46較窄。在各種實施例中，溝槽44以及46可具有成角度的或直的側(cè)壁。側(cè)壁在一些實施例中相對于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面的法線成30°至60°角并且在一些實施例中相對于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面的法線成45°角。例如，可通過加熱光致抗蝕劑掩模使得其回流以形成傾斜側(cè)壁而形成成角度的側(cè)壁。該傾斜側(cè)壁的形狀通過干法蝕刻轉(zhuǎn)移至該半導(dǎo)體。溝槽44以及46以及ρ型接觸層56的頂部表面沿著通過例如等離子體增強化學(xué)氣相沉積形成的諸如SiO2的介電材料58排列。介電材料58可以是單層材料或多層相同或不同的材料。在一些實施例中，介電層58的厚度足以確保全內(nèi)反射并且避免歸因于下面的反射層62的光學(xué)損耗。對于此效應(yīng)的最小必要厚度是光學(xué)波長的部分(fraction)，并且取決于電介質(zhì)的折射率。例如，對于SiO2介電層58,至少50nm的厚度是適當(dāng)?shù)?，并且可使用與一微米或若干微米一樣大的厚度。在介電層58中期望與P型接觸層56電接觸處蝕刻小孔。在接合襯墊38下方的該介電層58中沒有開口形成。然后用接觸金屬60填充這些孔?？赏ㄟ^例如濺射AuZn以及剝離工序形成該接觸金屬60。可用導(dǎo)致自對齊工序的單個光致抗蝕劑掩模執(zhí)行介電層58上小孔的蝕刻以及金屬接觸60的剝離。在一些實施例中，用接觸金屬60填充的介電層58上的這些小孔的直徑是在I μ m與10 μ m之間，具有該ρ型接觸層的頂部表面的1%至10%之間的總覆蓋百分比。在圖5中，在介電層58以及接觸60上形成反射層62。反射層62使這些溝槽排成行。例如，反射層62可以是例如銀并且可通過例如蒸鍍或濺射而沉積。反射層62可以是單層材料或多層相同或不同的材料。在一些實施例中，反射層62的厚度是在1000A與5000A之間。該反射層62導(dǎo)電并且因此在形成接觸金屬60的區(qū)域中與接觸金屬60電接觸。在反射層62上沉積一層光致抗蝕劑并且圖案化該光致抗蝕劑，然后自該裝置的邊緣移除該反射層。例如，通過濺射在該光致抗蝕劑以及該裝置的邊緣上形成一層保護材料(例如TiW)，然后移除該光致抗蝕劑，留下該裝置的邊緣處緊接該反射層62的該保護材料65。(保護材料65形成在該裝置的邊緣處，不必形成在圖3至圖7中圖示出的區(qū)域中。)在通過移除該光致抗蝕劑而暴露的該反射層62的表面上形成另一層保護材料64。反射層62的邊緣處的保護材料65以及反射層62的頂部上的保護材料64將該反射層密封在合適位置，這可減小或阻止諸如銀反射層62的電遷移或氧化的問題。保護層65以及64可以是單層材料或多層相同或不同的材料。保護層65以及64在一些實施例中導(dǎo)電。在保護層64上形成接合層66。接合層66可以是例如Au或TiAu并且可通過例如蒸鍍而形成。接合層66可以是單層材料或多層相同或不同的材料。如圖 5中圖示出，介電層58、反射層62、保護層64以及接合層66各自覆蓋溝槽44以及46的側(cè)壁以及底部。這些層填滿或幾乎完全填滿溝槽44以及46，這在處理期間(諸如在生長襯底移除期間)以及工作期間支撐該裝置。形成這些層之后，溝槽44以及46中剩余的任何開口在一些實施例中可小于5微米寬并且在一些實施例中小于2微米寬。該介電層58以及反射層62形成鏡45以及47。在圖6中，該裝置通過接合層66以及形成于基座68上的接合層70接合至基座68。基座68可經(jīng)選擇以具有熱膨脹系數(shù)(CTE)，該熱膨脹系數(shù)與這些半導(dǎo)體層的CTE相當(dāng)緊密地匹配。例如，基座68可以是GaAs、Si、諸如鑰的金屬或任何其它適當(dāng)?shù)牟牧?。例如，接合?0可以是Au或任何其它適當(dāng)?shù)牟牧?。例?可通過熱壓(thermocompression)接合或任何其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)在接合層66與70間形成接合。例如，通過基座68的底部上的接觸72完成與該ρ型區(qū)域的電接觸。基座68可以是導(dǎo)電的或可包括導(dǎo)電區(qū)域或跡線，該導(dǎo)電區(qū)域或跡線通過反射導(dǎo)電層62、保護層64以及接合層66和70將接觸72電連接至ρ接觸60?？商娲?，例如，可通過電鍍技術(shù)在裝置晶圓上生長厚基座。可通過適于生長襯底材料的技術(shù)移除生長襯底48。例如，可通過結(jié)束這些裝置層之前的生長于該生長襯底上的蝕刻終止層的濕法蝕刻來移除GaAs生長襯底。可選地可使該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)變薄。η接觸金屬,諸如例如Au/Ge/Au或任何其它適當(dāng)?shù)慕佑|金屬或金屬,可經(jīng)沉積然后經(jīng)圖案化以形成η接觸34以及接合襯墊38。例如，可加熱該結(jié)構(gòu)以退火η接觸34和/或ρ接觸60。例如，可通過光電化學(xué)蝕刻來粗糙化通過移除該生長襯底而暴露的η型區(qū)域50的表面32以改善光提取，或例如，可通過納米壓印印刷技術(shù)圖案化該表面32以形成光子晶體或其它光散射結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，光提取特征被埋入該結(jié)構(gòu)中。例如，光提取特征可以是平行于該裝置的頂部表面的方向(即，垂直于這些半導(dǎo)體層的生長方向)上的折射率的變化。在一些實施例中，可在形成介電層58之前粗糙化或圖案化該ρ型接觸層的表面。在一些實施例中，在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的生長之前或期間，一層低折射率材料被沉積于該生長襯底上或半導(dǎo)體層上并且經(jīng)圖案化以在該低折射率材料中或低折射率材料的柱中形成開口。然后在經(jīng)圖案化的低折射率層上生長半導(dǎo)體材料以形成布置于該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的折射率的變化。裝置的晶圓然后可經(jīng)測試并且激光分割成單獨的裝置。單獨的裝置可放置在封包中，并且可在該裝置的接合襯墊38上形成電接觸(諸如絲焊)，以將η接觸連接至該封包的的一部分，諸如引線?？捎妙愃乒ば?qū)㈩愃平Y(jié)構(gòu)應(yīng)用于III族氮化物裝置。圖7圖示出一個III族氮化物裝置的一部分，該III族氮化物裝置包括布置于頂部η接觸35下方的鏡45。在III族氮化物裝置中，不同于通常是吸收性的AlInGaP裝置的ρ接觸金屬(圖3的接觸金屬60)，ρ接觸金屬80通常是反射性的銀。因此，由圖3中的接觸金屬60占據(jù)的區(qū)域是有限的。相反地，在圖7中，由ρ接觸金屬80占據(jù)的區(qū)域盡可能大。圖7中介電層58中的開口制成為遠大于圖3中的開口。通過上文描述的相同方法將接觸金屬80沉積于這些開口中。反射金屬層82形成在接觸金屬80與電介質(zhì)58上。在一些實施例中，接觸金屬80與反射金屬82兩者皆是銀。由邊緣處的保護材料65以及反射金屬82的頂部上的保護材料64密封反射材料，如上文描述。形成接合層66。圖7中未示出基座68、接合層70以及接觸72。在一些實施例中，這些鏡電連接至η型區(qū)域，如圖8中圖示出。在圖8的裝置中，導(dǎo)電材料88 (諸如AlInGaP裝置中的AuGe或III族氮化物裝置中的Ag或Al)被布置在與η型區(qū)域50電接觸的這些溝槽的底部中(圖8中圖示出的定向中的這些鏡的頂部)。導(dǎo)電材料88通過介電層58而與ρ型區(qū)域54以及56電隔離。導(dǎo)電材料88由η型區(qū)域50以及介 電層58完全封裝。自導(dǎo)電材料88至外部接觸(諸如接合襯墊38)的唯一電氣路徑通過該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。對于AlInGaP裝置形成如圖3以及圖4中圖示出的ρ接觸60，并且對于III族氮化物裝置形成如圖7中圖示出的ρ接觸60。如上文描述形成反射層62、保護層64和65以及接合層66。該結(jié)構(gòu)如上文描述可連接至基座。在工作中，由接觸60將電流經(jīng)由基座注入ρ型區(qū)域中。在裝置的頂部表面上，由接合襯墊38將電流注入η型區(qū)域中。如圖8中由箭頭圖示出的，將電流自接合襯墊38注入至導(dǎo)電材料88。圖8中所示的兩個鏡形成在連續(xù)溝槽中。兩個導(dǎo)電區(qū)域88因此互連，使得電流通過導(dǎo)電區(qū)域88散布并且自導(dǎo)電區(qū)域88注入至η型區(qū)域50中。如上文描述的頂部η接觸34可選地可與這些導(dǎo)電區(qū)域88組合，或僅通過接合襯墊38將電流供應(yīng)至η型區(qū)域50的頂部表面。圖2、圖3、圖7以及圖8中圖示出的裝置是薄膜裝置，意味著從最終裝置移除生長襯底。在上文描述的將裝置連接至這些薄膜裝置中的基座的接合層的頂部接觸與頂部表面之間的總厚度在一些實施例中不超過20微米并且在一些實施例中不超過15微米。已經(jīng)詳細地描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，考慮到本公開，在不脫離本文所描述的發(fā)明構(gòu)思的精神的情況下，可以對本發(fā)明作出修改。因此，本發(fā)明的范圍并不意欲限于圖示出以及所描述的特定實施例。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括布置在η型區(qū)域與P型區(qū)域之間的發(fā)光層； 底部接觸，所述底部接觸布置在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底部表面上，其中所述底部接觸電連接到所述η型區(qū)域和所述P型區(qū)域之一； 頂部接觸，所述頂部接觸布置在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面上，其中所述頂部接觸電連接到所述η型區(qū)域和所述P型區(qū)域的另一者；以及 鏡，所述鏡布置在頂部接觸的正下方，所述鏡包括形成在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的溝槽和布置在所述溝槽中的反射材料，其中所述溝槽延伸通過所述發(fā)光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述頂部接觸包括連接到多個連接的接觸臂的接合襯墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述溝槽對準(zhǔn)所述多個連接的接觸臂并且被布置在所述多個連接的接觸臂的下方，并且在給定點處，所述溝槽的底部與在該給定點處覆在所述溝槽上的接觸臂基本上一樣寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述溝槽與所述接合襯墊的邊緣的至少一部分對齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中在與和所述接合襯墊的邊緣的至少一部分對齊的溝槽的一部分相鄰的區(qū)域中，絕緣層布置在所述底部接觸與所述發(fā)光層之間，使得沒有電流被注入所述接合襯墊下方的發(fā)光層的一部分中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述溝槽圍繞所述接合襯墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述發(fā)光層是III族氮化物材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述發(fā)光層是AlInGaP。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，進一步包括布置在所述溝槽與所述反射材料之間的介電層，其中所述反射材料通過所述介電層與在所述溝槽中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)電隔離。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，進一步包括在平行于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面的方向上的折射率的變化，其中所述折射率的變化布置在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中或所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上。
11.一種裝置，包括 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括布置在η型區(qū)域與P型區(qū)域之間的發(fā)光層； 底部接觸，所述底部接觸布置在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底部表面上，其中所述底部接觸電連接到所述η型區(qū)域和所述P型區(qū)域之一； 頂部接觸，所述頂部接觸布置在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面上，其中所述頂部接觸電連接到所述η型區(qū)域和所述P型區(qū)域的另一者； 溝槽，所述溝槽形成在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，其中所述溝槽延伸通過所述發(fā)光層； 導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料布置在所述溝槽的底部中；以及 介電層，所述介電層布置在所述導(dǎo)電材料上，其中所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和所述介電層完全封裝所述導(dǎo)電材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，進一步包括布置在所述溝槽中的反射材料，其中所述反射材料通過所述介電層與所述導(dǎo)電材料電隔離。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，進一步包括沿平行于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面的方向的折射率的變化，其中所述折射率的變化布置在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中或所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述溝槽與所述頂部接觸的邊緣的至少一部分對齊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中在與和所述頂部接觸的邊緣的至少一部分對齊的溝槽的一部分相鄰的區(qū)域中，絕緣層布置在所述底部接觸與所述發(fā)光層之間，使得沒有電流被注入所述頂部接觸下方的發(fā)光層的一部分中。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述溝槽圍繞所述頂部接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述發(fā)光層是III族氮化物材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述發(fā)光層是AlInGaP。
全文摘要
裝置(30)包括半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括布置在n型區(qū)域(50)與p型區(qū)域(54)之間的發(fā)光層(52)。布置在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的底部表面上的底部接觸(72)電連接到該n型區(qū)域(50)和該p型區(qū)域(54)之一。布置在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的頂部表面上的頂部接觸(34)電連接到該n型區(qū)域(50)和該p型區(qū)域(54)的另一者。鏡(45,47)與該頂部接觸(34)對齊。該鏡(45,47)包括溝槽(44,46)，其形成在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中；以及布置在該溝槽(44,46)中的反射材料(58,62)，其中該溝槽(44,46)延伸通過該發(fā)光層(52)。
文檔編號H01L33/40GK102906888SQ201180021561
公開日2013年1月30日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者R.I.阿達之, A.J.F.達維德 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責(zé)任公司