DE10017757A1 - LED auf AlGaInN-Basis mit dicker Epitaxieschicht für eine verbesserte Lichtextraktion - Google Patents

LED auf AlGaInN-Basis mit dicker Epitaxieschicht für eine verbesserte Lichtextraktion

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Abstract

Eine lichtemittierende Diode und ein Verfahren zum Herstellen des Bauelements verwenden eine dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur, die den Lichtextraktionswirkungsgrad des Bauelements erhöhen. Die LED ist eine LED auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis. Die dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur erhöht den Lichtextraktionswirkungsgrad des Bauelements durch das Erhöhen des Betrags des emittierten Lichts, daß das Bauelemet durch die Seiten der dicken mehrschichtigen Epitaxiestruktur verläßt. Die LED umfaßt ein Substrat, eine Pufferschicht und die dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Substrat eine Saphirsubstrat mit einer texturierten Oberfläche. Die texturierte Oberfläche des Substrats erzeugt eine zufällige Verteilung von Licht, das auf die texturierte Oberfläche auftrifft, so daß ein erhöhter Betrag des emittierten Lichts die LED als Ausgabelicht verlassen kann. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur umfaßt eine obere AlGaInN-Region, eine aktive Region und eine untere AlGaInN-Region. Die obere und die untere AlGaInN-Region umfassen mehrere Epitaxieschichten aus AlGaInN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten, während die untere AlGaInN-Region aus n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten und undotierten Epitaxieschichten besteht. Die undotierten Epitaxieschichten können Schichten aus AlGaInN oder einem anderen Material auf AlGaInN-Basis sein. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur besitzt eine Dicke von ...

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf lichtemittierende Dioden und spezieller auf lichtemittierende Dioden auf AlGaInN-Basis.
Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind gut bekannte Halblei­ terbauelemente, die Licht erzeugen können, das eine Spitzen­ wellenlänge in einer spezifischen Region des Lichtspektrums aufweist. LEDs werden typischerweise als Beleuchtungsein­ richtungen, Anzeigeeinrichtungen und Anzeigen verwendet. LEDs auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis (AlGaInN- Basis) können Licht, das eine Spitzenwellenlänge in der blauen und grünen Region des sichtbaren Lichtspektrums auf­ weist, mit einer größeren Leuchtintensität als andere her­ kömmliche LEDs emittieren. Aufgrund ihrer überlegenen Lumi­ nanz erhielten die LEDs auf AlGaInN-Basis in jüngeren Jahren eine hohe Aufmerksamkeit.
Eine beispielhafte bekannte LED auf AlGaInN-Basis ist sche­ matisch in Fig. 1 dargestellt. Die LED 10 auf AlGaInN-Basis umfaßt ein Saphir-Substrat (Al2O3-Substrat) 12 und eine mehrschichtige Epitaxiestruktur 14. Die mehrschichtige Epi­ taxieschichtstruktur umfaßt eine obere AlGaInN-Region 16, eine aktive Region 18 und eine untere AlGaInN-Region 20. Der Ausdruck "AlGaInN" ist hierin als ein Material definiert, das aus einem oder mehreren Elementen aus einer Gruppe, die Aluminium, Gallium, Indium und Stickstoff enthält, zusammen­ gesetzt ist. Die obere AlGaInN-Region und die untere AlGa- InN-Region bestehen aus mehreren Epitaxieschichten aus AlGa- InN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epi­ taxieschichten, während die untere AlGaInN-Region aus n- Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten und/oder undotierten AlGaInN- Epitaxieschichten besteht. Die aktive Region umfaßt eine oder mehrere Schichten aus Indium-Gallium-Nitrid (InGaN), die eine Struktur bildet (bilden), die üblicherweise als ein Quantentopf (Quantentöpfe) bezeichnet wird (werden). Die ty­ pische Dicke der oberen AlGaInN-Region ist kleiner als 0,5 µm, während die typische Dicke der unteren AlGaInN-Region näherungsweise 2 bis 3 µm beträgt. Die Dicke der aktiven Re­ gion ist typischerweise kleiner als 0,2 µm. Daher beträgt die typische maximale Dicke der mehrschichtigen Epitaxie­ struktur näherungsweise 3,7 µm.
Ein ohmscher p-Kontakt 22 ist mit der oberen AlGaInN-Region 16 verbunden, während ein ohmscher n-Kontakt 24 mit der obe­ ren Oberfläche der unteren AlGaInN-Region 20 verbunden ist. Die ohmschen Kontakte liefern eine elektrische Leitung durch die aktive Region 18 der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 14. Auf der oberen Oberfläche der oberen AlGaInN-Region ist eine halbtransparente Metallschicht 26 angeordnet und mit dem ohmschen p-Kontakt elektrisch verbunden. Die halbtrans­ parente Metallschicht kann aus oxidiertem Nickel und Gold bestehen. Die halbtransparente Metallschicht ist als ein Stromverteiler wirksam, um Strom durch den gesamten Bereich der aktiven Region zu verteilen. Zwischen dem Saphirsubstrat 12 und der leitfähigen Struktur ist eine Pufferschicht 28 angeordnet. Die Pufferschicht dient als eine Übergangs­ schicht, um ein ordnungsgemäßes Aufwachsen der unteren AlGaInN-Region auf dem Saphirsubstrat sicherzustellen. Die Pufferschicht besteht aus einem Material auf AlGaInN-Basis.
Während eines Lichtemissionsbetriebs wird Spannung an die ohmschen Kontakte 22 und 24 angelegt, um die LED 10 vorwärts vorzuspannen. Der vorwärts vorgespannte Zustand der LED be­ wirkt, daß Löcher von der oberen AlGaInN-Region 16 in die aktive Region 18 injiziert werden. Zudem bewirkt der vor­ wärts vorgespannte Zustand, daß Elektroden von der unteren AlGaInN-Region 20 in die aktive Region injiziert werden. In dem Quantentopf (den Quantentöpfen) der aktiven Region re­ kombinieren die injizierten Löcher und Elektronen, was die Emission von Licht zur Folge hat. Das erzeugte Licht wird in allen Richtungen emittiert, wie es durch die Pfeile in der aktiven Region gezeigt ist. Ein bestimmter Teil des emit­ tierten Lichts verläßt die LED als Ausgabelicht von der Oberseite der LED durch die halbtransparente Metallschicht. Ferner emittiert ein bestimmter Teil des Lichts in das Sub­ strat 12 und entkommt aus den Seiten des Bauelements. Jedoch muß ein großer Teil des emittierten Lichts von dem Bereich innerhalb der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 14 aus den Seiten der LED entkommen, nachdem derselbe von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats und den unteren Oberflächen einer Einkapselungs-Epoxidschicht (nicht gezeigt), die die LED bedeckt, reflektiert wurde. Dies ist durch einen exem­ plarischen Weg 30 eines solchen emittierten Lichts gezeigt. Die Gesamtlichtausgabe der LED umfaßt den Teil des emittier­ ten Lichts, der durch die Seiten der mehrschichtigen Epita­ xiestruktur entkommt, ebenso wie den Teil, der durch die obere Oberfläche und durch das Substrat entkommt.
Die Lichtextraktion von LEDs auf AlGaInN-Basis, beispiels­ weise der LED 10, ist durch verschiedene parasitäre optische Verlustmechanismen, die in den AlGaInN-Epitaxieschichten vorliegen oder dieselben umgeben, begrenzt. Diese Mechanis­ men umfassen eine Absorption an der halbtransparenten Me­ tallschicht 26, sowie eine Absorption in vielen Schichten, die der Epitaxieabschnitt der LED umfaßt, beispielsweise der Pufferschicht 28, der aktiven Region 18 und der stark Mg- dotierten GaN-Kontaktschicht 16. Aufgrund der Brechungs­ indexstufe zwischen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (n = 2,4) und dem Saphirsubstrat (n = 1,77) oder der Einkapse­ lungsepoxidschicht (n = 1,5) entkommen lediglich näherungs­ weise 25% des Lichts, das in der aktiven Region erzeugt wird, beim erstmaligen Auftreffen auf diese Grenzflächen in das Epoxid oder das Substrat. Der Rest des Lichts wird in einem Wellenleiter eingefangen, der durch die Einkapselungs­ epoxidschicht oberhalb des Chips und das Substrat gebildet ist. Das eingefangene Licht muß Strecken in der Größenord­ nung der Länge des Chips zurücklegen, um von den Seiten der LED zu entkommen. Derartige Strecken erfordern viele Durch­ läufe durch die verschiedenen Verlustmechanismen in der LED-Struktur, was die Wahrscheinlichkeit einer Absorption erhöht. Folglich geht ein großer Anteil dieses eingefangenen Lichts schließlich verloren, was die Gesamtlichtausgabe der LED verringert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine lichtemittierende AlGaInN-LED-Struktur mit einer erhöhten Lichtausbeute zu schaffen, bei der die Menge von emittiertem Licht, die in verschiedenen Verlustmechanismen verloren geht, reduziert ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung ei­ ner solchen LED-Struktur zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch AlGaInN-Dioden gemäß den Ansprüchen 1 und 17 und ein Verfahren zur Herstellung einer AlGaInN- Diode gemäß Anspruch 9 gelöst.
Eine lichtemittierende Diode (LED) und ein Verfahren zum Herstellen des Bauelements verwenden eine dicke mehrschich­ tige Epitaxiestruktur, die den Lichtextraktionswirkungsgrad des Bauelements erhöht. Die LED ist eine LED auf Aluminium- Gallium-Indium-Nitrid-Basis (AlGaInN-Basis). Die dicke mehr­ schichtige Epitaxiestruktur erhöht den Lichtextraktionswir­ kungsgrad des Bauelements, indem der Betrag des emittierten Lichts erhöht wird, der durch die Seiten der dicken mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur aus dem Bauelement entkommt.
Die LED umfaßt ein Substrat, eine Pufferschicht und die dicke mehrschichtige Epitaxiestruktur. Das Substrat besteht vorzugsweise aus Saphir. Da sich die Verbesserungen mit ei­ ner erhöhten Epitaxiedichte hinsichtlich der Lichtextraktion zeigen werden, solange das Substrat oder eine auf das Sub­ strat aufgewachsene Schicht, wenn eine solche existiert, ei­ nen Brechungsindex von erkennbar weniger als dem der mehr­ schichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur (n ≈ 2,4 effektiv) auf­ weist, sind andere Substrate möglich. Zu Zwecken der hierin gegebenen Lehren werden signifikante Verbesserungen der Lichtextraktion für unterschiedliche Substrate erwartet, vo­ rausgesetzt, daß der Brechungsindex des Substrats oder der darauf aufgewachsenen Schicht geringer als 2,1 ist. Ferner kann das Substrat Schichten aus Zinkoxid, Siliziumdioxid oder einem anderen dielektrischen Material tragen, um wäh­ rend des Aufwachsens spezielle Charakteristika zu liefern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obere Ober­ fläche des Substrats texturiert, um das Licht, das auf die texturierte Oberfläche auftrifft, zufallsmäßig zu verteilen. Beispielsweise kann die Oberfläche durch Polieren der Ober­ fläche mit einer relativ groben Schleifkörnung mechanisch texturiert werden. Die Pufferschicht wird durch epitaxiales Aufwachsen einer Schicht aus einem Material auf AlGaInN-Ba­ sis über dem Substrat gebildet. Die Pufferschicht dient als eine Übergangsschicht, um ein ordnungsgemäßes Aufwachsen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur auf dem Substrat sicherzu­ stellen.
Die mehrschichtige Epitaxiestruktur umfaßt eine obere AlGa- InN-Region, eine aktive Region und eine untere AlGaInN-Re­ gion. Die obere und die untere AlGaInN-Region umfassen meh­ rere Epitaxieschichten aus AlGaInN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten, während die un­ tere AlGaInN-Region aus n-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten und undotierten Epitaxieschichten besteht. Die undotierten Epi­ taxieschichten können Schichten aus AlGaInN oder einem ande­ ren Material auf AlGaInN-Basis sein. Die aktive Region um­ faßt zumindest eine lichtemittierende AlGaInN-Schicht, die den Quantentopf (die Quantentöpfe) bildet. Für LEDs im sichtbaren Spektrum besteht die lichtemittierende Schicht typischerweise aus InGaN. Die mehrschichtige Epitaxiestruk­ tur ist dicker als herkömmliche mehrschichtige Epitaxie­ strukturen. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur besitzt eine Dicke von näherungsweise 4 µm oder darüber. Bei einem Aus­ führungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschichtigen Epi­ taxiestruktur näherungsweise 7 µm. Bei einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschichtigen Epita­ xiestruktur näherungsweise 15 µm. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur größer als 15 µm sein.
Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur er­ möglicht, daß Licht, das in einem Wellenleiter, der durch die obere Oberfläche des Substrats und die untere Oberfläche einer Einkapselungsepoxidschicht, die die LED bedeckt, ge­ bildet ist, eingefangen ist, die LED durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit weniger Reflexionen verläßt. Insbesondere ermöglicht die erhöhte Dicke der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur, daß ein größerer Betrag des emittierten Lichts von den Seiten der mehrschichtigen Epita­ xiestruktur mit einer einfachen Reflexion von entweder der oberen Oberfläche des Substrats oder der unteren Oberfläche der Einkapselungsepoxidschicht austritt. Die Verringerung der Anzahl von Reflexionen für das eingefangene Licht redu­ ziert den Lichtbetrag, der durch verschiedene parasitäre op­ tische Verlustmechanismen, die in den AlGaInN-Epitaxie­ schichten oder dieselben umgebend vorliegen, absorbiert wird. Die Wirkung dieser Reduzierung ist eine Gesamtzunahme der Lichtausgabe der LED.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten LED auf AlGaInN-Basis;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer LED auf AlGa- InN-Basis mit einer dicken mehrschichtigen Epita­ xiestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Darstellung des Extraktionswirkungsgrads über der Epitaxiedicke aus numerischen Strahlverlaufs- Modellierungsberechnungen;
Fig. 4 den relativen Extraktionswirkungsgrad einer LED auf AlGaInN-Basis einer Fläche von 300 × 400 µm2 mit mehrschichtigen Epitaxiestrukturen mit Dicken von 3,2 bzw. 18,2 µm für unterschiedliche Dicken der halbtransparenten oberen Au-Metallisierung; in die­ sen Fällen sind alle AlGaInN-Grenzflächen nicht texturiert;
Fig. 5 den modellierten relativen Lichtextraktionswir­ kungsgrad der LEDs auf AlGaInN-Basis einer Fläche von 300 × 400 µm2, die eine texturierte AlGa- InN/Substrat-Grenzfläche aufweisen;
Fig. 6 gemessene Lichtausgabedaten für eine LED auf AlGa- InN-Basis, die eine untere AlGaInN-Region der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur mit einer Dicke von 7 µm aufweist;
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen der LED auf AlGaInN-Basis von Fig. 2 gemäß der Er­ findung; und
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Vertikalinjek­ tions-LED auf AlGaInN-Basis mit einer dicken mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur gemäß der Erfindung.
In Fig. 2 ist eine lichtemittierende Diode (LED) 32 auf Alu­ minium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis (AlGaTnN-Basis) gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die LED auf AlGaInN-Basis umfaßt ein Substrat 34 und eine mehrschichtige Epitaxie­ struktur 36. Verglichen mit mehrschichtigen Epitaxiestruktu­ ren herkömmlicher LEDs auf AlGaInN-Basis, beispielsweise der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 14 der LED 10 von Fig. 1, ist die mehrschichtige Epitaxiestruktur 36 der LED 32 auf AlGaInN-Basis wesentlich dicker. Die erhöhte Dicke der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur erhöht den Anteil des Lichts, das durch eine aktive Region 38 erzeugt wird, der durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur von der LED 32 entweicht. Die Art und Weise, auf die die dicke mehrschich­ tige Epitaxiestruktur die erhöhte Lichtemission von der LED ermöglicht, wird detailliert nachfolgend beschrieben.
Die mehrschichtige Epitaxiestruktur 36 umfaßt eine obere AlGaInN-Region 40, die aktive Region 38 und eine untere AlGaInN-Region 42. Die obere und die untere AlGaInN-Region umfassen mehrere Epitaxieschichten aus AlGaInN. Die obere AlGaInN-Region besteht aus p-Typ-AlGaInN-Epitaxieschichten, während die untere AlGaInN-Region aus n-Typ-AlGaInN-Epita­ xieschichten und undotierten Epitaxieschichten besteht. Der Abschnitt der unteren AlGaInN-Region, der die n-Typ-AlGa- InN-Epitaxieschichten aufweist, ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Der Abschnitt der unteren AlGaInN-Region, der die undotierten Epitaxieschichten aufweist, ist mit dem Be­ zugszeichen 46 bezeichnet. Die undotierten Epitaxieschichten können Schichten aus AlGaInN oder einem anderen Material auf AlGaInN-Basis sein. Die aktive Region umfaßt zumindest eine lichtemittierende AlGaInN-Schicht, die den Quantentopf (die Quantentöpfe) bildet. Für eine Emission von sichtbarem Licht kann die lichtemittierende Schicht aus Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) bestehen. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur be­ sitzt eine Dicke von näherungsweise 4 µm oder darüber. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschich­ tigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 µm. Bei einem wei­ teren Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der mehrschich­ tigen Epitaxiestruktur näherungsweise 15 µm. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur größer als 15 µm sein.
Eine Aufzeichnung des Extraktionswirkungsgrads über der Epi­ taxiedicke aus numerischen Strahlverlauf-Modellierungsbe­ rechnungen ist in Fig. 3 gezeigt. Aufgrund von Vorfällen, beispielsweise einem Brechen aufgrund einer Belastung, ist es nicht naheliegend, daß qualitativ hochwertige aktive Re­ gionen auf dicke AlGaInN-Strukturen aufgewachsen werden kön­ nen. Für bestimmte Auswahlen der Pufferschicht und der Zu­ sammensetzung und der Dotierung der unteren AlGaInN-Schicht (hoch oder schwach dotiert, n-Typ- oder p-Typ-dotiert, oder undotiert) werden qualitativ hochwertige aktive Regionen er­ halten, wobei tatsächlich ein erhöhter Quantenwirkungsgrad zu beobachten ist. Eine Belastung kann auch durch die Ver­ wendung von AlGaN-Schichten oder Supergitterstrukturen auf AlGaInN-Basis gesteuert werden, um Zug- und Druck-Kräfte in der Epitaxiestruktur auszugleichen und eine Störstellenbil­ dung, die den inneren Quantenwirkungsgrad der aktiven Region reduzieren kann, zu minimieren.
Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 kann erhalten werden, indem lediglich die Dicke der unteren AlGaInN-Region 42 erhöht wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Jedoch sind andere Geometrien möglich. Beispielsweise kann die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur er­ halten werden, indem nur die Dicke der oberen AlGaInN-Region 40 erhöht wird. Alternativ kann die erhöhte Dicke der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur erhalten werden, indem die Dicken sowohl der oberen 40 als auch der unteren 42 AlGa- InN-Region erhöht wird.
Zwischen der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 und dem Substrat 34 ist eine Pufferschicht 48 angeordnet. Die Puf­ ferschicht dient als eine Übergangsschicht, um ein ordnungs­ gemäßes Haften zwischen der unteren AlGaInN-Region 42 und dem Substrat sicherzustellen. Die Pufferschicht besteht aus einem Material auf AlGaInN-Basis. Das Substrat besteht vor­ zugsweise aus Saphir (Al2O3). Da sich die Verbesserungen auf die Lichtextraktion mit einer erhöhten Epitaxiedichte zei­ gen, solange das Substrat oder eine auf das Substrat aufge­ wachsene Schicht, wenn eine solche existiert, einen Bre­ chungsindex von merklich weniger als dem der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur (n ≈ 2,4 effektiv) aufweist, sind andere Substrate möglich. Zu Zwecken dieser Lehre werden signifikante Verbesserungen der Lichtextraktion für unter­ schiedliche Substrate erwartet, solange der Brechungsindex des Substrats oder der aufgewachsenen Schicht geringer als 2,1 ist. Ferner kann das Substrat Schichten aus Zinkoxid (ZnO), Siliziumdioxid (SiO2), oder einem anderen dielektri­ schen Material aufweisen, um während des Aufwachsens spezi­ elle Charakteristika zu liefern. Bei dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die obere Oberfläche des Substrats textu­ riert, um das einfallende Licht, das von der aktiven Region 38 emittiert wird, zufällig zu verteilen. Die texturierte Oberfläche erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß einfallendes Licht die LED durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxie­ struktur verläßt. Das texturierte Saphirsubstrat ermöglicht das Aufwachsen dicker AlGaInN-Epitaxieschichten (< 7 µm) mit einer signifikant reduzierten Anfälligkeit für ein Brechen, relativ zu dem Aufwachsen auf nicht-texturierte Substrate.
Die LED 32 umfaßt einen ohmschen p-Kontakt 50 und einen ohm­ schen n-Kontakt 52, die elektrische Leistung zu der LED lie­ fern. Der ohmsche p-Kontakt ist mit der oberen AlGaInN-Re­ gion 40 der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 elektrisch gekoppelt, während der ohmsche n-Kontakt mit den n-Typ-AlGa- InN-Epitaxieschichten 44 der unteren AlGaInN-Region 46 elek­ trisch gekoppelt ist. Die untere AlGaInN-Region 46 kann un­ dotiert oder von einem p-Typ sein und ist für die Struktur optional. Über der oberen AlGaInN-Region und mit dem ohm­ schen p-Kontakt elektrisch verbunden ist eine halbtranspa­ rente Metallschicht 54 aufgebracht. Die halbtransparente Me­ tallschicht ist als ein Stromverteiler wirksam, um den Strom über die gesamte Fläche der aktiven Region 38 zu verteilen. Die halbtransparente Metallschicht kann aus Nickeloxid (NiO) und Gold (Au) bestehen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die halbtransparente Metallschicht gebildet, indem zuerst eine Schicht aus Ni aufgebracht wird, die vor oder während des Aufbringens oxidiert wird, um eine Schicht aus NiO zu bilden. Eine Schicht aus Au wird dann über der Schicht aus NiO aufgebracht, und die beiden Schichten werden ausgeheilt. Dieser Prozeß ermöglicht, daß die halbtransparente Metall­ schicht unter Verwendung einer dünneren Au-Schicht als bei herkömmlichen halbtransparenten Metallschichten gebildet wird. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die Au-Schicht, die verwendet ist, um die halbtransparente Me­ tallschicht 54 zu bilden, eine Dicke von näherungsweise 5 nm (50 Å). Zum Vergleich besitzt die Au-Schicht, die verwendet ist, um eine herkömmliche halbtransparente Metallschicht zu bilden, eine Dicke von näherungsweise 11,3 nm (113 Å). Al­ ternativ zu dem Aufbringen von Au nach NiO können die zwei Materialien unter Verwendung eines reaktiven Sputterns oder von reaktiven Aufdampfungstechniken gleichzeitig aufgebracht werden.
Der Lichtemissionsbetrieb der LED 32 auf AlGaInN-Basis ist identisch zu dem von herkömmlichen LEDs auf AlGaInN-Basis, beispielsweise der LED 10 auf AlGaInN-Basis von Fig. 1. Um die LED 32 zu aktivieren, wird eine Spannung an die ohmschen Kontakte 50 und 52 angelegt, um die LED vorwärts vorzuspan­ nen. Der vorwärts vorgespannte Zustand der LED bewirkt, daß Löcher von der oberen AlGaInN-Region 40 in die aktive Region 38 injiziert werden. Ferner bewirkt der vorwärts vorgespann­ te Zustand, daß Elektronen von den n-Typ-AlGaInN-Epitaxie­ schichten 44 der unteren AlGaInN-Region 42 in die aktive Re­ gion injiziert werden. In dem Quantentopf (den Quantentöp­ fen) der aktiven Region rekombinieren die injizierten Löcher und Elektronen, was die Emission von Licht zur Folge hat. Das erzeugte Licht wird in alle Richtungen emittiert, wie durch die Pfeile in der aktiven Region gezeigt ist. Ein be­ stimmter Teil des emittierten Lichts verläßt die LED durch die halbtransparente Metallschicht 54 als Ausgabelicht, wäh­ rend ein bestimmter Teil des emittierten Lichts aus den Sei­ ten der LED durch das Substrat 34 entkommt. Ein weiterer Teil des emittierten Lichts verläßt die LED nach einer Re­ flexion von der oberen Oberfläche des Substrats 34 und den unteren Oberflächen einer Einkapselungsepoxidschicht (nicht gezeigt), die die LED bedeckt, von den Seiten der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur 36, wie durch exemplarische We­ ge 56, 58 und 60 derartiger emittierter Lichtstrahlen darge­ stellt ist. Die gesamte Lichtausgabe der LED umfaßt den An­ teil des emittierten Lichts, der durch die Seiten der LED entkommt, ebenso wie den Anteil, der durch die Oberseite und durch das Substrat entkommt.
Gleichartig zu einer herkömmlichen LED auf AlGaInN-Basis er­ möglicht die Brechungsindexstufe zwischen der mehrschichti­ gen Epitaxiestruktur 36 (n = 2,4) und dem Substrat 34 (n = 1,77 für Saphir) oder der Einkapselungsepoxidschicht (1,5), daß nur etwa 25% des Lichts, das in der aktiven Region 38 erzeugt wird, bei einem erstmaligen Auftreffen auf diese Grenzflächen in das Epoxid oder das Substrat entkommen. Der Rest des Lichts wird in einem Wellenleiter eingefangen, der durch die Einkapselungsepoxidschicht oberhalb des Chips und das Substrat gebildet ist. Das eingefangene Licht trifft auf verschiedene Verlustmechanismen, die die Lichtmenge reduzie­ ren, die die LED durch die Seiten der mehrschichtigen Epita­ xiestruktur verlassen kann. Diese Verlustmechanismen umfas­ sen eine Absorption an der halbtransparenten Metallschicht 54, ebenso wie eine Absorption in der Vielzahl von Schich­ ten, die der Epitaxieabschnitt der LED 32 aufweist, bei­ spielsweise der Pufferschicht 48, der aktiven Region 38 und der hoch Mg-dotierten GaN-Kontaktschicht. Mit jedem Durch­ lauf durch den Verlustmechanismus erhöht sich die Wahr­ scheinlichkeit einer Absorption.
Die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 ermöglicht, daß Licht, das in dem gebildeten Wellenleiter eingefangen ist, die LED 32 mit weniger Durchläufen durch die Verlustmechanismen durch die Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur verläßt. Insbesondere ermöglicht die erhöh­ te Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur, daß ein größerer Betrag des emittierten Lichts mit höchstens einer einzelnen Reflexion von entweder der oberen Oberfläche des Substrats 34 oder der unteren Oberfläche der Einkapselungs­ epoxidschicht von den Seiten der mehrschichtigen Epitaxie­ struktur austritt, wie durch die Lichtstrahlen 56, 58 und 60 in Fig. 2 gezeigt ist. Derartige Lichtstrahlen werden hierin als "beim ersten Durchlauf" extrahiertes Licht bezeichnet. Die erhöhte Menge von beim ersten Durchlauf extrahiertem Licht hat folglich eine erhöhte Lichtausgabe der LED zur Folge.
Eine Strahlverlaufsmodellierung der Lichtextraktion von den LEDs auf AlGaInN-Basis bekräftigt die verbesserte Extraktion von Licht beim ersten Durchlauf über eine erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur. Fig. 4 zeigt den relativen Extraktionswirkungsgrad von LEDs auf AlGaInN-Basis einer Fläche von 300 × 400 µm2 mit mehrschichtigen Epitaxiestruk­ turen mit Dicken von 3,2 µm bzw. 18,2 µm. Bei einem Fall wurde eine typische halbtransparente Metallschicht unter Verwendung einer Schicht aus Au mit einer Dicke von 11,3 nm gebildet. Eine solche halbtransparente Metallschicht 26 ist in Fig. 2 gezeigt. Bei dem zweiten Fall wurde die halbtrans­ parente Metallschicht unter Verwendung einer Schicht aus Au mit einer reduzierten Dicke von 5 nm gebildet, wie z. B. die halbtransparente Metallschicht 54 von Fig. 2. Die Daten sind auf den Fall eines dicken Au und eines dünnen AlGaInN nor­ miert, d. h. einer LED auf AlGaInN-Basis, die die typische halbtransparente Schicht umfaßt, die unter Verwendung einer Au-Schicht einer Dicke von 11,3 nm und einer herkömmlichen Mehrschichtepitaxiestruktur mit einer Dicke von 3,2 µm ge­ bildet wurde. Es sei angemerkt, daß in beiden Fällen die er­ höhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur den Extrak­ tionswirkungsgrad gegenüber dem Fall einer typischen mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur signifikant verbessert. Die Verbesserung des Extraktionswirkungsgrads aufgrund der er­ höhten Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur beträgt in diesen Fällen etwa +25 bis 30%.
Sogar für den Fall eines Bauelements mit einer rauhen oder texturierten AlGaInN/Saphir-Grenzfläche führt die erhöhte Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur zu einer Verbes­ serung des Lichtextraktionswirkungsgrads. Fig. 5 zeigt den modellierten relativen Lichtextraktionswirkungsgrad für Bau­ elemente ähnlich denjenigen, die für Fig. 4 verwendet sind, die eine texturierte AlGaInN/Saphir-Grenzfläche aufweisen. Die texturierte AlGaInN/Saphir-Grenzfläche verteilt Licht, das auf die AlGaInN/Saphir-Grenzfläche einfällt, zufällig mit einer Standardabweichung von ±11° bezüglich der Refle­ xion nullter Ordnung. Die Verbesserung der Lichtextraktion aufgrund der erhöhten Dicke der mehrschichtigen Epitaxie­ struktur beträgt in diesen Fällen 22 bis 27%. Es sei auf die Gesamtzunahme des Extraktionswirkungsgrads, der durch die texturierte AlGaInN/Saphir-Schnittstelle geliefert wird, hingewiesen (Fig. 5 verglichen mit Fig. 4).
Weitere Verbesserungen des Verhaltens der LED 32 auf AlGa- InN-Basis durch die Verwendung der dickeren mehrschichtigen Epitaxiestruktur 36 können eine reduzierte Belastungs- und Störstellen-Dichte in der aktiven Region 38, einen verbes­ serten inneren Quantenwirkungsgrad und möglicherweise eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Wafercharakteristika umfas­ sen. Forschungsdaten zeigen, daß eine dickere untere AlGa- InN-Region, beispielsweise 7 µm, Bauelemente mit Wirkungs­ gradzunahmen über die hinaus, die nur Extraktionswirkungs­ gradbetrachtungen zuweisbar sind, liefert. Dies legt nahe, daß der innere Quantenwirkungsgrad in LED-Strukturen mit erhöhter Dicke der unteren AlGaInN-Region, beispielsweise größer als 3 µm, verbessert ist. Fig. 6 zeigt die gemessenen Lichtausgabedaten für eine LED auf AlGaInN-Basis mit einer erhöhten Dicke der unteren AlGaInN-Region von 7 µm. Die Linie zeigt das Verhalten für herkömmliche LEDs auf AlGa- InN-Basis, die dünne Epitaxiestrukturen (weniger als 4 µm) verwenden. Die gemessene Zunahme des äußeren Quantenwir­ kungsgrads beträgt 15 bis 40%. Eine solche Zunahme ist größer als die, die den Lichtextraktionsverbesserungen al­ lein zugerechnet werden kann.
Ein Verfahren zum Herstellen einer LED auf AlGaInN-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung wird bezugnehmend auf Fig. 7 beschrieben. In einem Schritt 62 wird ein Substrat bereit­ gestellt. Das Substrat besteht vorzugsweise aus Saphir. Da sich die Verbesserungen mit einer erhöhten Epitaxiedichte auf die Lichtextraktion solange zeigen, wie das Substrat oder eine auf das Substrat aufgewachsene Schicht, wenn eine solche vorliegt, einen Brechungsindex von merklich weniger als dem der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur (n ≈ 2,4 effektiv) aufweist, sind andere Substrate möglich. Zu Zwecken dieser Lehre werden signifikante Verbesserungen der Lichtextraktion für unterschiedliche Substrate erwartet, vo­ rausgesetzt, daß der Brechungsindex des Substrats oder der aufgewachsenen Schicht kleiner als 2,1 ist. Ferner kann das Substrat Schichten aus Zinkoxid (ZnO), Siliziumdioxid (SiO2) oder einem anderen dielektrischen Material aufweisen, um während des Aufwachsens spezielle Charakteristika zu lie­ fern. Als nächstes kann die obere Oberfläche des Substrats in einem Schritt 64 texturiert werden. Das Texturieren kann durch eine beliebige Anzahl von Techniken erreicht werden. Beispielsweise kann die Oberfläche mechanisch texturiert werden, indem die Oberfläche mit einer relativ groben Schleifkörnung poliert wird. Bei einem solchen Verfahren kann der Saphir-Wafer auf einer Metallscheibe, die über ei­ nem Schleifrad befestigt ist, angebracht sein. Eine Polier­ körnung (Poliersand) wird dann verwendet, um den Saphir auf die gewünschte Textur aufzurauhen. Polierkörnungsgrößen von weniger als 1 µm können verwendet werden. Das resultierende Substrat verteilt Licht, das auf die obere Oberfläche des Substrats auftrifft, zufällig. Das Substrat kann stattdessen durch Naß- oder Trocken-Ätztechniken strukturiert werden. Ein alternativer Schritt besteht darin, eine AlGaInN-Schicht zu texturieren, die bereits von einem vorherigen Aufwachs­ schritt geliefert wurde. Diese Schicht kann durch mehrere Einrichtungen, die in der Technik bekannt sind, texturiert werden, und dient als die Aufwachsoberfläche für die LED- Struktur bei einem nachfolgenden Aufwachsen. In einem Schritt 66 wird eine Pufferschicht auf das Substrat aufge­ bracht. Die Pufferschicht besteht aus einem Material auf AlGaInN-Basis.
Danach wird eine mehrschichtige Epitaxiestruktur in einem Schritt 68 über der Pufferschicht gebildet. Bei einem Aus­ führungsbeispiel können die Epitaxieschichten der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur unter Verwendung einer organo­ metallischen Dampfphasen-Epitaxie-Aufwachstechnik (OMVPE; OMVPE = organometallic vapor-phase epitaxy) aufgewachsen werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Epitaxieschichten unter Verwendung einer Hydriddampfpha­ sen-Epitaxie-Aufwachstechnik (HVPE; HVPE = hydride vapor­ phase epitaxy) aufgewachsen werden. Die HVPE-Aufwachstechnik besitzt den Vorteil eines höheren Durchsatzes (einer erhöh­ ten Aufwachsrate) gegenüber OMVPE und erleichtert die Ver­ wendung dicker Epitaxieschichten bei der Aufwachsstruktur. Die mehrschichtige Epitaxiestruktur besitzt eine näherungs­ weise Dicke von 4 µm oder darüber. Beispielsweise kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 µm betragen. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epi­ taxiestruktur 15 µm oder größer sein.
Die Bildung der mehrschichtigen Epitaxiestruktur umfaßt das Aufwachsen von Epitaxieschichten aus einem Material auf AlGaInN-Basis über der Pufferschicht, um nacheinander die untere AlGaInN-Region, die aktive Region und die obere AlGaInN-Region der mehrschichtigen Epitaxiestruktur zu bil­ den. Bei einem Ausführungsbeispiel besteht die untere AlGaInN-Region ausschließlich aus GaN-Epitaxieschichten. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht die untere AlGaInN-Region aus AlGaInN-Epitaxieschichten und weiteren Epitaxieschichten auf AlGaInN-Basis. Vorzugsweise besitzt die untere AlGaInN-Region der mehrschichtigen Epitaxiestruk­ tur eine Dicke von mehr als 3 µm. Beispielsweise kann die untere AlGaInN-Region eine Dicke von näherungsweise 7 µm aufweisen. Zusätzliche Schritte können dann durchgeführt werden, um die LED auf AlGaInN-Basis zu vollenden, wie z. B. das Bilden der ohmschen Kontakte der LED.
Obwohl der obige Verfahrensablauf eine optionale Texturie­ rung der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur an der Substratgrenzfläche liefert, ist es auch möglich und bevor­ zugt, die obere Oberfläche der mehrschichtigen AlGaInN-Epi­ taxiestruktur zu texturieren, um die Lichtextraktion zu ver­ bessern. Dies kann entweder vor oder nach der Bildung der ohmschen Kontakte auf der oberen Oberfläche erfolgen.
Obwohl die LED 32 auf AlGaInN-Basis als ein Bauelement be­ schrieben wurde, das Licht der oberen Oberfläche durch die halbtransparente Metallschicht 54 emittiert, kann die LED auch ein invertiertes Bauelement mit einer stark reflektie­ renden Metallisierung statt der halbtransparenten Metall­ schicht sein. Bei dieser invertierten LED wird das Licht der oberen Oberfläche durch das transparente Substrat emittiert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer LED auf AlGaInN-Basis, die eine dicke mehrschichtige AlGaInN-Epita­ xiestruktur verwendet, ist eine Vertikalinjektionsstruktur, die in Fig. 8 gezeigt ist. Diese LED-Struktur 70 verwendet n-Typ- und p-Typ-AlGaInN-Schichten 72 und 74 auf jeder Seite einer aktiven Region 76, derart, daß entweder die n-Typ- oder die p-Typ-Schicht mit dem leitfähigen Substrat 78 elek­ trisch verbunden ist. Das leitfähige Substrat kann aus einem undurchsichtigen Material bestehen, wie z. B. Silizium (Si). Dieses Substrat kann durch das Verbinden der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur 80, einschließlich des ursprüngli­ chen Aufwachssubstrats (nicht gezeigt) mit dem leitfähigen Substrat über metallische Grenzflächenschichten 82 geliefert werden. Die metallischen Grenzflächenschichten liefern eine elektrische Verbindung zwischen dem Substrat und den AlGa- InN-Epitaxieschichten über ohmsche Kontakte 84 und 86, wäh­ rend ein Haften zwischen dem Substrat und der mehrschichti­ gen AlGaInN-Epitaxiestruktur geliefert wird. Nach dem Ver­ binden (Bonden) wird das ursprüngliche Aufwachssubstrat durch ein beliebiges einer Anzahl von bekannten Techniken, beispielsweise einem Laserabheben oder einem Entfernen mit­ tels eines selektiven Ätzens mit dem Einschluß einer Opfer­ schicht zwischen der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruk­ tur und dem ursprünglichen Aufwachssubstrat, beseitigt.
Nach der Beseitigung des ursprünglichen Aufwachssubstrats kann die freiliegende Oberfläche 88 der mehrschichtigen AlGaInN-Epitaxiestruktur 80 texturiert werden, wobei der ohmsche Kontakt 84 gebildet wird, um das Vertikalinjektions­ bauelement 70 zu vollenden. Wie vorher gemäß diesen Lehren beschrieben wurde, liefert die Erhöhung der Dicke der AlGaInN-Epitaxieschichten einen erhöhten Extraktionswir­ kungsgrad für dieses Bauelement durch das Reduzieren von Verlusten, die Licht zugeordnet sind, das zwischen der AlGaInN-Epoxid-Grenzfläche und der AlGaInN/Metall-Schicht- Grenzfläche eingefangen wird. Die mehrschichtige AlGaInN- Epitaxiestruktur besitzt eine Dicke von näherungsweise 4 µm oder darüber. Als ein Beispiel kann die Dicke der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur näherungsweise 7 µm betragen. Jedoch kann die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur 15 µm oder mehr betragen.

Claims (22)

1. Lichtemittierendes AlGaInN-Diodenbauelement (32; 70) mit folgenden Merkmalen:
einem Substrat (34; 78); und
einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) mit einer aktiven Region (38; 76), die mit dem Substrat gekoppelt ist, wobei die mehrschichtige Epitaxiestruk­ tur eine erste Region (40; 72) aus Epitaxieschichten, die oberhalb der aktiven Region angeordnet ist, und eine zweite Region (42; 74) aus Epitaxieschichten, die unterhalb der aktiven Region angeordnet ist, aufweist, wobei die Epitaxieschichten der ersten und der zweiten Region eine Mehrzahl von Epitaxieschichten aufweisen, die aus zumindest einem Element aufgebaut sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gal­ lium, Indium und Stickstoff besteht, wobei die mehr­ schichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 4 µm aufweist, wobei die Dicke der mehrschichtigen Epi­ taxiestruktur eine erhöhte Extraktion von Licht, das von der aktiven Region (38; 76) durch Seiten der mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) emittiert wird, bewirkt.
2. Bauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die mehrschichti­ ge Epitaxiestruktur (36; 80) derart konfiguriert ist, daß die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 7 µm aufweist.
3. Bauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die mehr­ schichtige Epitaxiestruktur (36; 80) derart konfigu­ riert ist, daß die mehrschichtige Epitaxiestruktur ei­ ne Dicke von näherungsweise 7 µm aufweist.
4. Bauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die mehrschichti­ ge Epitaxiestruktur (36; 80) derart konfiguriert ist, daß die mehrschichtige Epitaxiestruktur eine Dicke von zumindest 15 µm aufweist.
5. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Region (42; 74) der mehrschichtigen Epita­ xiestruktur (36; 80) eine Dicke von mehr als 3 µm auf­ weist.
6. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die zweite Region (42; 74) der mehrschichtigen Epita­ xiestruktur (36; 80) eine Dicke von mehr als 7 µm auf­ weist.
7. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zweite Region (42; 74) der Epitaxieschichten zu­ mindest eine undotierte Epitaxieschicht aufweist, wo­ bei die undotierte Epitaxieschicht aus einem Material auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Basis besteht.
8. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Substrat (34; 78) derart konfiguriert ist, daß die Oberfläche des Substrats, die mit der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) gekoppelt ist, eine textu­ rierte Oberfläche ist, wobei die texturierte Oberflä­ che des Substrats eine zufällige Verteilung von Licht, das auf die texturierte Oberfläche einfällt, erleich­ tert.
9. Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden AlGaInN-Diodenbauelements mit folgenden Schritten:
Bereitstellen (62) eines Substrats (34; 78); und
Bilden (68) einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) mit einer Dicke von zumindest 4 µm über dem Substrat (34; 78), was das Bilden einer oberen Region (40; 72) von Epitaxieschichten, einer aktiven Region (38; 76) und einer unteren Region (42; 74) von Epita­ xieschichten durch das Aufbringen von Schichten aus einem Material auf Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid-Ba­ sis umfaßt, wobei die aktive Region (38; 76) zwischen der oberen und der unteren Region gebildet wird, wobei die Dicke der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) eine erhöhte Extraktion von Licht, das von der ak­ tiven Region (38; 76) durch Seiten der mehrschichtigen Epitaxiestruktur emittiert wird, bewirkt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Bildens (68) der mehrschichtigen Epitaxiestruktur (36; 80) einen Schritt des Bildens einer mehrschichtigen Epitaxiestruktur mit einer Dicke von zumindest 7 µm ist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, bei dem der Schritt des Bildens (68) der mehrschichtigen Epitaxie­ struktur (36; 80) ein Schritt des Bildens einer mehr­ schichtigen Epitaxiestruktur mit einer Dicke von zu­ mindest 15 µm ist.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Schritt des Bildens (68) der unteren Region (42; 74) der Epitaxieschichten ein Schritt des Bildens der unteren Region der Epitaxieschichten, derart, daß eine Dicke der unteren Region (42; 74) größer als 3 µm ist, ist.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Schritt des Bildens (68) der unteren Region der Epitaxieschichten (42; 74) ein Schritt des Bildens der unteren Region der Epitaxieschichten, derart, daß eine Dicke der unteren Region (42; 74) größer als 7 µm ist, ist.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, das fer­ ner den Schritt des Texturierens (64) einer Oberfläche des Substrats (34; 78) aufweist, wobei die texturierte Oberfläche des Substrats eine zufällige Verteilung von Licht, das auf die texturierte Oberfläche einfällt, erleichtert.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem der Schritt des Bildens der unteren Region (42; 74) der Epitaxieschichten einen Schritt des Aufwachsens von Gallium-Nitrid-Epitaxieschichten unter Verwendung einer Hydriddampfphasen-Epitaxie-Aufwachstechnik vor einem nachfolgenden Aufwachsen der aktiven Region (38; 76) und der Epitaxieschichten der oberen Region (40; 72) durch eine organometallische Dampfphasenepitaxie aufweist.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem der Schritt des Bildens (68) der mehrschichtigen Epi­ taxiestruktur (36; 80) einen Schritt des Aufwachsens von Gallium-Nitrid-Epitaxieschichten unter Verwendung einer organometallischen Dampfphasen-Epitaxie-Auf­ wachstechnik aufweist.
17. Lichtemittierendes AlGaInN-Diodenbauelement mit fol­ genden Merkmalen:
einem Substrat (34);
einer ersten Region (46) aus undotierten Epitaxie­ schichten, die benachbart zu dem Substrat (34) ange­ ordnet sind, wobei die undotierten Epitaxieschichten aus zumindest einem Element aufgebaut sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gal­ lium, Indium und Stickstoff besteht;
einer n-Typ-Region (44) aus n-Typ-Epitaxieschichten, die mit der ersten Region (46) gekoppelt ist, wobei die n-Typ-Epitaxieschichten aus zumindest einem Ele­ ment aufgebaut sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium, Indium und Stickstoff besteht;
einer optoelektronisch aktiven Region (38), die mit der n-Typ-Region gekoppelt ist; und
einer p-Typ-Region (40) aus p-Typ-Epitaxieschichten, die mit der aktiven Region (38) gekoppelt ist, wobei die p-Typ-Epitaxieschichten aus zumindest einem Ele­ ment aufgebaut sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Gallium, Indium und Stickstoff besteht,
wobei die erste Region (46), die n-Typ-Region (44), die aktive Region (38) und die p-Typ-Region (40) eine Gesamtdicke von zumindest 4 µm aufweisen, wobei die Gesamtdicke eine erhöhte Extraktion von Licht, das von der aktiven Region (38) durch Seiten des lichtemittie­ renden Diodenbauelements emittiert wird, bewirkt.
18. Bauelement gemäß Anspruch 17, bei dem die erste Region (46), die n-Typ-Region (44), die aktive Region (38) und die p-Typ-Region (40) derart konfiguriert sind, daß die Gesamtdicke zumindest 7 µm beträgt.
19. Bauelement gemäß Anspruch 17 oder 18, bei dem die er­ ste Region (46), die n-Typ-Region (44), die aktive Re­ gion (38) und die p-Typ-Region (40) derart konfigu­ riert sind, daß die Gesamtdicke zumindest 15 µm be­ trägt.
20. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die erste Region (46) der undotierten Epitaxie­ schichten derart konfiguriert ist, daß die erste Re­ gion eine Dicke von mehr als 3 µm aufweist.
21. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem die erste Region (46) der undotierten Epitaxie­ schichten derart konfiguriert ist, daß die erste Region (46) eine Dicke von mehr als 7 µm aufweist.
22. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem das Substrat (34) derart konfiguriert ist, daß die Oberfläche des Substrats, die mit der ersten Region (46) gekoppelt ist, eine texturierte Oberfläche ist, wobei die texturierte Oberfläche des Substrats eine zufällige Verteilung des emittierten Lichts, das auf die texturierte Oberfläche einfällt, erleichtert.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10322705B4 (de) * 2002-12-13 2006-07-06 Industrial Technology Research Institute Herstellverfahren für eine LED mit dicker Epitaxieschicht auf III-V-Halbleiterbasis und derartige LED
DE102008019268A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Families Citing this family (168)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG85604A1 (en) * 1998-11-06 2002-01-15 Inst Materials Research & Eng Method of selective post-growth tuning of an optical bandgap of a semi-conductor heterostructure and products produced thereof
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
US6133589A (en) * 1999-06-08 2000-10-17 Lumileds Lighting, U.S., Llc AlGaInN-based LED having thick epitaxial layer for improved light extraction
US6563144B2 (en) 1999-09-01 2003-05-13 The Regents Of The University Of California Process for growing epitaxial gallium nitride and composite wafers
US6657236B1 (en) * 1999-12-03 2003-12-02 Cree Lighting Company Enhanced light extraction in LEDs through the use of internal and external optical elements
US6573537B1 (en) 1999-12-22 2003-06-03 Lumileds Lighting, U.S., Llc Highly reflective ohmic contacts to III-nitride flip-chip LEDs
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
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
US6885035B2 (en) 1999-12-22 2005-04-26 Lumileds Lighting U.S., Llc Multi-chip semiconductor LED assembly
DE10051465A1 (de) 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
EP1277241B1 (de) * 2000-04-26 2017-12-13 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Lumineszenzdiodenchip auf der basis von gan
CN1292494C (zh) * 2000-04-26 2006-12-27 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 发光半导体元件及其制造方法
US6495894B2 (en) * 2000-05-22 2002-12-17 Ngk Insulators, Ltd. Photonic device, a substrate for fabricating a photonic device, a method for fabricating the photonic device and a method for manufacturing the photonic device-fabricating substrate
TWI289944B (en) * 2000-05-26 2007-11-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-diode-element with a light-emitting-diode-chip
JP4024994B2 (ja) * 2000-06-30 2007-12-19 株式会社東芝 半導体発光素子
US6897494B1 (en) * 2000-07-26 2005-05-24 Dalian Luming Science And Technology Group Co. Ltd. GaN light emitting diode with conductive outer layer
ES2359625T3 (es) * 2000-12-28 2011-05-25 Wyeth Llc Proteina protectora recombinante de.
US6794684B2 (en) 2001-02-01 2004-09-21 Cree, Inc. Reflective ohmic contacts for silicon carbide including a layer consisting essentially of nickel, methods of fabricating same, and light emitting devices including the same
US6791119B2 (en) * 2001-02-01 2004-09-14 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for light extraction
JP4001262B2 (ja) * 2001-02-27 2007-10-31 日本碍子株式会社 窒化物膜の製造方法
US6576932B2 (en) 2001-03-01 2003-06-10 Lumileds Lighting, U.S., Llc Increasing the brightness of III-nitride light emitting devices
US6417019B1 (en) 2001-04-04 2002-07-09 Lumileds Lighting, U.S., Llc Phosphor converted light emitting diode
US7692182B2 (en) * 2001-05-30 2010-04-06 Cree, Inc. Group III nitride based quantum well light emitting device structures with an indium containing capping structure
US6958497B2 (en) * 2001-05-30 2005-10-25 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures
JP3812366B2 (ja) * 2001-06-04 2006-08-23 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
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
US6537838B2 (en) 2001-06-11 2003-03-25 Limileds Lighting, U.S., Llc Forming semiconductor structures including activated acceptors in buried p-type III-V layers
US6635401B2 (en) * 2001-06-21 2003-10-21 International Business Machines Corporation Resist compositions with polymers having 2-cyano acrylic monomer
US6563142B2 (en) * 2001-07-11 2003-05-13 Lumileds Lighting, U.S., Llc Reducing the variation of far-field radiation patterns of flipchip light emitting diodes
US6740906B2 (en) 2001-07-23 2004-05-25 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for submount bonding
US7211833B2 (en) 2001-07-23 2007-05-01 Cree, Inc. Light emitting diodes including barrier layers/sublayers
JP5800452B2 (ja) * 2001-07-24 2015-10-28 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US6955933B2 (en) * 2001-07-24 2005-10-18 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting diodes with graded composition active regions
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
US6498355B1 (en) 2001-10-09 2002-12-24 Lumileds Lighting, U.S., Llc High flux LED array
US20030090103A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Thomas Becker Direct mailing device
US6903379B2 (en) 2001-11-16 2005-06-07 Gelcore Llc GaN based LED lighting extraction efficiency using digital diffractive phase grating
US6936855B1 (en) 2002-01-16 2005-08-30 Shane Harrah Bendable high flux LED array
US6635503B2 (en) 2002-01-28 2003-10-21 Cree, Inc. Cluster packaging of light emitting diodes
US6891330B2 (en) * 2002-03-29 2005-05-10 General Electric Company Mechanically flexible organic electroluminescent device with directional light emission
US20030189215A1 (en) 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
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
US6919585B2 (en) * 2002-05-17 2005-07-19 Lumei Optoelectronics, Inc. Light-emitting diode with silicon carbide substrate
EP1512171A2 (de) * 2002-05-17 2005-03-09 The Regents of the University of California Hafniumnitrid-pufferschichten für wachstum von gan auf silicium
US6870311B2 (en) * 2002-06-07 2005-03-22 Lumileds Lighting U.S., Llc Light-emitting devices utilizing nanoparticles
US6841802B2 (en) 2002-06-26 2005-01-11 Oriol, Inc. Thin film light emitting diode
WO2004015784A2 (en) * 2002-07-31 2004-02-19 Firecomms Limited A light emitting diode
US7071494B2 (en) * 2002-12-11 2006-07-04 Lumileds Lighting U.S. Llc Light emitting device with enhanced optical scattering
KR100504180B1 (ko) * 2003-01-29 2005-07-28 엘지전자 주식회사 질화물 화합물 반도체의 결정성장 방법
KR20040087121A (ko) * 2003-04-04 2004-10-13 삼성전기주식회사 질화 갈륨계 반도체 ｌｅｄ 소자
US7083993B2 (en) * 2003-04-15 2006-08-01 Luminus Devices, Inc. Methods of making multi-layer light emitting devices
US6869812B1 (en) 2003-05-13 2005-03-22 Heng Liu High power AllnGaN based multi-chip light emitting diode
US7456035B2 (en) * 2003-07-29 2008-11-25 Lumination Llc Flip chip light emitting diode devices having thinned or removed substrates
CN1918691A (zh) * 2003-12-24 2007-02-21 吉尔科有限公司 从氮化物倒装芯片激光去除蓝宝石
US20050161779A1 (en) * 2004-01-26 2005-07-28 Hui Peng Flip chip assemblies and lamps of high power GaN LEDs, wafer level flip chip package process, and method of fabricating the same
US6943381B2 (en) * 2004-01-30 2005-09-13 Lumileds Lighting U.S., Llc III-nitride light-emitting devices with improved high-current efficiency
TWI227063B (en) * 2004-03-19 2005-01-21 Ind Tech Res Inst Light emitting diode and fabrication method thereof
US8035113B2 (en) * 2004-04-15 2011-10-11 The Trustees Of Boston University Optical devices featuring textured semiconductor layers
US7777241B2 (en) * 2004-04-15 2010-08-17 The Trustees Of Boston University Optical devices featuring textured semiconductor layers
US20060255349A1 (en) * 2004-05-11 2006-11-16 Heng Liu High power AllnGaN based multi-chip light emitting diode
US8294166B2 (en) 2006-12-11 2012-10-23 The Regents Of The University Of California Transparent light emitting diodes
US7372886B2 (en) * 2004-06-07 2008-05-13 Avago Technologies Fiber Ip Pte Ltd High thermal conductivity vertical cavity surface emitting laser (VCSEL)
US20050274970A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting device with transparent substrate having backside vias
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
US7557380B2 (en) 2004-07-27 2009-07-07 Cree, Inc. Light emitting devices having a reflective bond pad and methods of fabricating light emitting devices having reflective bond pads
KR100513923B1 (ko) * 2004-08-13 2005-09-08 재단법인서울대학교산학협력재단 질화물 반도체층을 성장시키는 방법 및 이를 이용하는 질화물 반도체 발광소자
KR100649494B1 (ko) * 2004-08-17 2006-11-24 삼성전기주식회사 레이저를 이용하여 발광 다이오드 기판을 표면 처리하는발광 다이오드 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 발광다이오드
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
US7633097B2 (en) * 2004-09-23 2009-12-15 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Growth of III-nitride light emitting devices on textured substrates
US7256483B2 (en) * 2004-10-28 2007-08-14 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Package-integrated thin film LED
TWI243492B (en) * 2004-11-03 2005-11-11 Epistar Corp Light-emitting diodes
US7344902B2 (en) 2004-11-15 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Overmolded lens over LED die
US7858408B2 (en) * 2004-11-15 2010-12-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED with phosphor tile and overmolded phosphor in lens
US7452737B2 (en) * 2004-11-15 2008-11-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Molded lens over LED die
US7352011B2 (en) * 2004-11-15 2008-04-01 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Wide emitting lens for LED useful for backlighting
US7563625B2 (en) * 2005-01-11 2009-07-21 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method of making light-emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
US9130114B2 (en) 2005-01-11 2015-09-08 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Vertical light emitting diode (VLED) dice having confinement layers with roughened surfaces and methods of fabrication
US7897420B2 (en) * 2005-01-11 2011-03-01 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Light emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
US7186580B2 (en) * 2005-01-11 2007-03-06 Semileds Corporation Light emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
US7524686B2 (en) * 2005-01-11 2009-04-28 Semileds Corporation Method of making light emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
US7473936B2 (en) * 2005-01-11 2009-01-06 Semileds Corporation Light emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
US7413918B2 (en) 2005-01-11 2008-08-19 Semileds Corporation Method of making a light emitting diode
US7335920B2 (en) 2005-01-24 2008-02-26 Cree, Inc. LED with current confinement structure and surface roughening
US7125734B2 (en) * 2005-03-09 2006-10-24 Gelcore, Llc Increased light extraction from a nitride LED
US7952112B2 (en) * 2005-04-29 2011-05-31 Philips Lumileds Lighting Company Llc RGB thermal isolation substrate
US8901699B2 (en) 2005-05-11 2014-12-02 Cree, Inc. Silicon carbide junction barrier Schottky diodes with suppressed minority carrier injection
US20060267043A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Emerson David T Deep ultraviolet light emitting devices and methods of fabricating deep ultraviolet light emitting devices
US20070076412A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Lumileds Lighting U.S., Llc Light source with light emitting array and collection optic
US7543959B2 (en) * 2005-10-11 2009-06-09 Philips Lumiled Lighting Company, Llc Illumination system with optical concentrator and wavelength converting element
US20070096120A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Gelcore Llc Lateral current GaN flip chip LED with shaped transparent substrate
CN101385145B (zh) 2006-01-05 2011-06-08 伊鲁米特克斯公司 用于引导来自led的光的分立光学装置
TWI303115B (en) * 2006-04-13 2008-11-11 Epistar Corp Semiconductor light emitting device
DE102006061167A1 (de) * 2006-04-25 2007-12-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
US20080121902A1 (en) * 2006-09-07 2008-05-29 Gelcore Llc Small footprint high power light emitting package with plurality of light emitting diode chips
KR100765240B1 (ko) * 2006-09-30 2007-10-09 서울옵토디바이스주식회사 서로 다른 크기의 발광셀을 가지는 발광 다이오드 패키지및 이를 채용한 발광 소자
US7789531B2 (en) 2006-10-02 2010-09-07 Illumitex, Inc. LED system and method
JP2010510661A (ja) * 2006-11-15 2010-04-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 複数の抽出器による高い光抽出効率の発光ダイオード（ｌｅｄ）
TW200837943A (en) * 2007-01-22 2008-09-16 Led Lighting Fixtures Inc Fault tolerant light emitters, systems incorporating fault tolerant light emitters and methods of fabricating fault tolerant light emitters
TWI440210B (zh) 2007-01-22 2014-06-01 Cree Inc 使用發光裝置外部互連陣列之照明裝置及其製造方法
JP4458116B2 (ja) * 2007-05-30 2010-04-28 住友電気工業株式会社 エピタキシャル層成長用ｉｉｉ族窒化物半導体層貼り合わせ基板および半導体デバイス
JP2011512037A (ja) 2008-02-08 2011-04-14 イルミテックス， インコーポレイテッド エミッタ層成形のためのシステムおよび方法
US8592800B2 (en) * 2008-03-07 2013-11-26 Trustees Of Boston University Optical devices featuring nonpolar textured semiconductor layers
US20090230409A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Underfill process for flip-chip leds
WO2009146461A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 The Regents Of The University Of California (al,ga,in)n diode laser fabricated at reduced temperature
US8105853B2 (en) * 2008-06-27 2012-01-31 Bridgelux, Inc. Surface-textured encapsulations for use with light emitting diodes
DE102009025015A1 (de) * 2008-07-08 2010-02-18 Seoul Opto Device Co. Ltd., Ansan Lichtemittierende Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
US7858409B2 (en) * 2008-09-18 2010-12-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. White point compensated LEDs for LCD displays
US9051177B2 (en) * 2008-10-27 2015-06-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Active optical limiting semiconductor device and method with active region transparent to light becoming opaque when not biased
JP4767303B2 (ja) * 2008-10-29 2011-09-07 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子の製造方法
TW201034256A (en) 2008-12-11 2010-09-16 Illumitex Inc Systems and methods for packaging light-emitting diode devices
GB2467911B (en) * 2009-02-16 2013-06-05 Rfmd Uk Ltd A semiconductor structure and a method of manufacture thereof
WO2011007816A1 (ja) * 2009-07-15 2011-01-20 三菱化学株式会社 半導体発光素子、半導体発光装置、半導体発光素子の製造方法、および半導体発光装置の製造方法
US8431423B2 (en) * 2009-07-16 2013-04-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Reflective substrate for LEDS
US20110017972A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Rfmd (Uk) Limited Light emitting structure with integral reverse voltage protection
US20110031516A1 (en) 2009-08-07 2011-02-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led with silicone layer and laminated remote phosphor layer
US8585253B2 (en) 2009-08-20 2013-11-19 Illumitex, Inc. System and method for color mixing lens array
US8449128B2 (en) 2009-08-20 2013-05-28 Illumitex, Inc. System and method for a lens and phosphor layer
US20110049545A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led package with phosphor plate and reflective substrate
TWI403003B (zh) * 2009-10-02 2013-07-21 Chi Mei Lighting Tech Corp 發光二極體及其製造方法
JP2010050487A (ja) * 2009-11-24 2010-03-04 Sharp Corp 窒化物系半導体発光素子
TWI414088B (zh) * 2009-12-16 2013-11-01 Epistar Corp 發光元件及其製造方法
US8536615B1 (en) 2009-12-16 2013-09-17 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated and delta doping and related methods
US8604461B2 (en) 2009-12-16 2013-12-10 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated doping and related methods
US8575592B2 (en) * 2010-02-03 2013-11-05 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with multiple quantum well structures having varying well thicknesses
US8783915B2 (en) 2010-02-11 2014-07-22 Bridgelux, Inc. Surface-textured encapsulations for use with light emitting diodes
US8319247B2 (en) * 2010-03-25 2012-11-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Carrier for a light emitting device
US8232117B2 (en) 2010-04-30 2012-07-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED wafer with laminated phosphor layer
KR101998885B1 (ko) * 2010-05-31 2019-07-10 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치 및 그 제조 방법
TW201216526A (en) 2010-08-20 2012-04-16 Koninkl Philips Electronics Nv Lamination process for LEDs
CN103190005A (zh) 2010-11-04 2013-07-03 皇家飞利浦电子股份有限公司 基于结晶弛豫结构的固态发光器件
JPWO2012123997A1 (ja) * 2011-03-17 2014-07-17 パナソニック株式会社 半導体発光素子及びそれを用いた発光装置
WO2013112435A1 (en) 2012-01-24 2013-08-01 Cooledge Lighting Inc. Light - emitting devices having discrete phosphor chips and fabrication methods
US8896010B2 (en) 2012-01-24 2014-11-25 Cooledge Lighting Inc. Wafer-level flip chip device packages and related methods
US8907362B2 (en) 2012-01-24 2014-12-09 Cooledge Lighting Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
JP2013207108A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Mitsubishi Chemicals Corp 発光ダイオード素子およびその製造方法
CN104185908B (zh) 2012-03-29 2017-12-22 皇家飞利浦有限公司 用于led应用的无机结合剂中的磷光体
US9343613B2 (en) 2012-03-29 2016-05-17 Koninklijke Philips N.V. Phosphor in inorganic binder for LED applications
US9136341B2 (en) 2012-04-18 2015-09-15 Rf Micro Devices, Inc. High voltage field effect transistor finger terminations
WO2014006539A1 (en) 2012-07-05 2014-01-09 Koninklijke Philips N.V. Phosphor separated from led by transparent spacer
US9124221B2 (en) 2012-07-16 2015-09-01 Rf Micro Devices, Inc. Wide bandwidth radio frequency amplier having dual gate transistors
US8988097B2 (en) 2012-08-24 2015-03-24 Rf Micro Devices, Inc. Method for on-wafer high voltage testing of semiconductor devices
US9917080B2 (en) 2012-08-24 2018-03-13 Qorvo US. Inc. Semiconductor device with electrical overstress (EOS) protection
US9147632B2 (en) 2012-08-24 2015-09-29 Rf Micro Devices, Inc. Semiconductor device having improved heat dissipation
US9202874B2 (en) 2012-08-24 2015-12-01 Rf Micro Devices, Inc. Gallium nitride (GaN) device with leakage current-based over-voltage protection
US9142620B2 (en) 2012-08-24 2015-09-22 Rf Micro Devices, Inc. Power device packaging having backmetals couple the plurality of bond pads to the die backside
WO2014035794A1 (en) 2012-08-27 2014-03-06 Rf Micro Devices, Inc Lateral semiconductor device with vertical breakdown region
US9070761B2 (en) 2012-08-27 2015-06-30 Rf Micro Devices, Inc. Field effect transistor (FET) having fingers with rippled edges
US9325281B2 (en) 2012-10-30 2016-04-26 Rf Micro Devices, Inc. Power amplifier controller
WO2015119858A1 (en) 2014-02-05 2015-08-13 Cooledge Lighting Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
US9455327B2 (en) 2014-06-06 2016-09-27 Qorvo Us, Inc. Schottky gated transistor with interfacial layer
EP3183091B8 (de) * 2014-08-19 2018-09-05 Lumileds Holding B.V. Saphireinsammelvorrichtung zur reduzierung mechanischer beschädigungen während des laser lift-offs von chips
US9536803B2 (en) 2014-09-05 2017-01-03 Qorvo Us, Inc. Integrated power module with improved isolation and thermal conductivity
US20160190406A1 (en) 2014-12-24 2016-06-30 Epistar Corporation Light-emitting device and manufacturing method thereof
US10062684B2 (en) 2015-02-04 2018-08-28 Qorvo Us, Inc. Transition frequency multiplier semiconductor device
US10615158B2 (en) 2015-02-04 2020-04-07 Qorvo Us, Inc. Transition frequency multiplier semiconductor device
KR102572643B1 (ko) * 2015-05-13 2023-08-31 루미리즈 홀딩 비.브이. 다이 레벨의 레이저 리프트-오프 중에 기계적 손상을 줄이기 위한 사파이어 수집기
CN109791968A (zh) 2016-07-26 2019-05-21 克利公司 发光二极管、组件和相关方法
WO2018038927A1 (en) 2016-08-26 2018-03-01 The Penn State Research Foundation High light-extraction efficiency (lee) light-emitting diode (led)
US11024785B2 (en) * 2018-05-25 2021-06-01 Creeled, Inc. Light-emitting diode packages
USD902448S1 (en) 2018-08-31 2020-11-17 Cree, Inc. Light emitting diode package
US11335833B2 (en) 2018-08-31 2022-05-17 Creeled, Inc. Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices
US11233183B2 (en) 2018-08-31 2022-01-25 Creeled, Inc. Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices
US11101411B2 (en) 2019-06-26 2021-08-24 Creeled, Inc. Solid-state light emitting devices including light emitting diodes in package structures
WO2021207454A1 (en) * 2020-04-10 2021-10-14 The Regents Of The University Of California Size-independent forward voltage in micro-size light-emitting diodes with an epitaxial tunnel junction
US11592166B2 (en) 2020-05-12 2023-02-28 Feit Electric Company, Inc. Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility
US11876042B2 (en) 2020-08-03 2024-01-16 Feit Electric Company, Inc. Omnidirectional flexible light emitting device

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008718A (en) * 1989-12-18 1991-04-16 Fletcher Robert M Light-emitting diode with an electrically conductive window
JP2765256B2 (ja) * 1991-04-10 1998-06-11 日立電線株式会社 発光ダイオード
JPH0567848A (ja) * 1991-09-05 1993-03-19 Fujitsu Ltd 光半導体装置の製造方法
US5233204A (en) * 1992-01-10 1993-08-03 Hewlett-Packard Company Light-emitting diode with a thick transparent layer
GB2270199B (en) * 1992-08-25 1995-05-10 Mitsubishi Cable Ind Ltd Semiconductor light emitting element
US5578839A (en) * 1992-11-20 1996-11-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device
US5376580A (en) * 1993-03-19 1994-12-27 Hewlett-Packard Company Wafer bonding of light emitting diode layers
JP2836687B2 (ja) * 1993-04-03 1998-12-14 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5537433A (en) * 1993-07-22 1996-07-16 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light emitter
JPH07153991A (ja) * 1993-11-26 1995-06-16 Nec Corp 発光ダイオード及びその製造方法
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
US5909040A (en) * 1994-03-09 1999-06-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device including quaternary buffer layer with pinholes
JP2956489B2 (ja) * 1994-06-24 1999-10-04 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
US5811839A (en) * 1994-09-01 1998-09-22 Mitsubishi Chemical Corporation Semiconductor light-emitting devices
US5693963A (en) * 1994-09-19 1997-12-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Compound semiconductor device with nitride
JP3257286B2 (ja) * 1994-10-17 2002-02-18 日立電線株式会社 発光ダイオードの製造方法
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
DE19506323A1 (de) * 1995-02-23 1996-08-29 Siemens Ag Halbleitervorrichtung mit aufgerauhter Halbleiteroberfläche
DE19629920B4 (de) * 1995-08-10 2006-02-02 LumiLeds Lighting, U.S., LLC, San Jose Licht-emittierende Diode mit einem nicht-absorbierenden verteilten Braggreflektor
JP3637662B2 (ja) * 1995-12-28 2005-04-13 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体発光素子
US5779924A (en) * 1996-03-22 1998-07-14 Hewlett-Packard Company Ordered interface texturing for a light emitting device
JP3688843B2 (ja) * 1996-09-06 2005-08-31 株式会社東芝 窒化物系半導体素子の製造方法
US5729029A (en) * 1996-09-06 1998-03-17 Hewlett-Packard Company Maximizing electrical doping while reducing material cracking in III-V nitride semiconductor devices
JP3499385B2 (ja) 1996-11-02 2004-02-23 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体の電極形成方法
US6291840B1 (en) 1996-11-29 2001-09-18 Toyoda Gosei Co., Ltd. GaN related compound semiconductor light-emitting device
JP3344257B2 (ja) 1997-01-17 2002-11-11 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体及び素子の製造方法
JP3303711B2 (ja) 1997-01-27 2002-07-22 豊田合成株式会社 素子の電極及びその製造方法
US6091083A (en) * 1997-06-02 2000-07-18 Sharp Kabushiki Kaisha Gallium nitride type compound semiconductor light-emitting device having buffer layer with non-flat surface
US6091085A (en) * 1998-02-19 2000-07-18 Agilent Technologies, Inc. GaN LEDs with improved output coupling efficiency
US6194742B1 (en) * 1998-06-05 2001-02-27 Lumileds Lighting, U.S., Llc Strain engineered and impurity controlled III-V nitride semiconductor films and optoelectronic devices
JP3987660B2 (ja) * 1998-07-31 2007-10-10 シャープ株式会社 窒化物半導体構造とその製法および発光素子
US6233265B1 (en) * 1998-07-31 2001-05-15 Xerox Corporation AlGaInN LED and laser diode structures for pure blue or green emission
US6291839B1 (en) * 1998-09-11 2001-09-18 Lulileds Lighting, U.S. Llc Light emitting device having a finely-patterned reflective contact
US6133589A (en) * 1999-06-08 2000-10-17 Lumileds Lighting, U.S., Llc AlGaInN-based LED having thick epitaxial layer for improved light extraction

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10322705B4 (de) * 2002-12-13 2006-07-06 Industrial Technology Research Institute Herstellverfahren für eine LED mit dicker Epitaxieschicht auf III-V-Halbleiterbasis und derartige LED
DE102008019268A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US8711893B2 (en) 2008-02-29 2014-04-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

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