特許 5771198 半導体発光デバイス上に誘電体層を形成する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5771198

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】半導体発光デバイス上に誘電体層を形成する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20150806BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20150806BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20150806BHJP

   H01L 23/522 20060101ALI20150806BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 210

   H01L33/00 440

   H01L21/90 D

【請求項の数】13

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-513705(P2012-513705)

(86)(22)【出願日】2010年5月27日

(65)【公表番号】特表2012-529172(P2012-529172A)

(43)【公表日】2012年11月15日

(86)【国際出願番号】IB2010052372

(87)【国際公開番号】WO2010140091

(87)【国際公開日】20101209

【審査請求日】2013年5月24日

【審判番号】不服2014-21325(P2014-21325/J1)

【審判請求日】2014年10月22日

(31)【優先権主張番号】12/477,222

(32)【優先日】2009年6月3日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/766,221

(32)【優先日】2010年4月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500507009

【氏名又は名称】フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】アルダス，ラファエル イ

(72)【発明者】

【氏名】ネフ，ジェイムズ ジー

【合議体】

【審判長】 恩田 春香

【審判官】 吉野 公夫

【審判官】 山口 裕之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−００７９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３１７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７３６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６０１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０２０３６５（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開平０８−２９８３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８１４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４４０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６４１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６１３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８２９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／００３４４２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 33/00-33/64

H01L 23/28-23/31

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層を有する半導体構造を形成する工程；
前記ｎ型領域の一部上の第１のメタルコンタクト、及び前記ｐ型領域の一部上の第２のメタルコンタクトを形成する工程であり、前記第１及び第２のメタルコンタクトは前記半導体構造の同一面上に形成される、工程；
前記第１のメタルコンタクトと前記第２のメタルコンタクトとの間の単層の誘電体材料を配置する工程であり、前記誘電体材料は、前記半導体構造の一部、前記第１のメタルコンタクトの一部、及び前記第２のメタルコンタクトの一部と直接的に接触する、工程；
前記第１のメタルコンタクトの表面と、前記第２のメタルコンタクトの表面と、前記誘電体材料の表面とを含む平坦面を形成する工程；及び
前記平坦面を形成する工程の後に、前記第１のメタルコンタクトと前記第２のメタルコンタクトとの間の前記誘電体材料の一部をエッチング除去する工程；
を有する方法。

【請求項2】

前記第１のメタルコンタクト及び前記第２のメタルコンタクトを形成する工程は、前記第１のメタルコンタクトと前記第２のメタルコンタクトとの間の前記誘電体材料を配置する工程の前に行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記誘電体材料を配置する工程は、前記第１のメタルコンタクト及び前記第２のメタルコンタクトを形成する工程の前に行われ、
前記誘電体材料を配置する工程は：
前記半導体構造上に誘電体材料を形成する工程；及び
前記第１及び第２のメタルコンタクトが上に配置される前記ｎ型領域及び前記ｐ型領域の部分を露出させるように、前記誘電体材料の一部を除去する工程；
を有する、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記誘電体材料の前記一部をエッチング除去する工程の後、前記誘電体材料の頂面は、前記第２のメタルコンタクトの頂面より、５００ｎｍより小さい距離だけ下にある、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記誘電体材料は、ポリマー、ポリイミド、及びベンゾシクロブテンベースの材料、のうちの１つであり、前記誘電体材料を配置する工程は、スピンオンコーティングによって前記誘電体材料を配置する工程を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記誘電体材料は、無機材料、二酸化シリコン及び窒化シリコンのうちの１つであり、前記誘電体材料を配置する工程は、化学気相成長、プラズマ化学気相成長及び真空堆積技術のうちの１つによって前記誘電体材料を配置する工程を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記平坦面を形成する工程は、化学機械研磨によって材料を除去する工程を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記平坦面を形成する工程の後に、前記第１のメタルコンタクト及び前記第２のメタルコンタクトの上に誘電体材料が配置され、当該方法は更に：
前記第１のメタルコンタクトの一部を露出させるように、該誘電体材料内に第１の開口を形成する工程；
前記第２のメタルコンタクトの一部を露出させるように、該誘電体材料内に第２の開口を形成する工程；
前記第１及び第２の開口内に金属を配置する工程；
前記第１の開口内の前記金属と直接的に接触する第３のメタルコンタクトを形成する工程；及び
前記第２の開口内の前記金属と直接的に接触する第４のメタルコンタクトを形成する工程；
を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記半導体構造を形成する工程は、成長基板上に前記半導体構造を成長させる工程を有し、当該方法は更に：
前記第１及び第２のメタルコンタクトをマウントに接続する工程；及び
前記成長基板を除去する工程；
を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記半導体構造とマウントとの間のコンプライアントボンディング構造を配置する工程；及び
前記半導体構造を前記マウントに接合する工程であり、該接合は、前記コンプライアントボンディング構造が前記半導体構造を前記マウントに電気的且つ機械的に接続するように、前記コンプライアントボンディング構造をつぶさせ、且つ該接合中に前記コンプライアントボンディング構造は固相のままである、工程；
を更に有する請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記コンプライアントボンディング構造は複数の金属バンプを有する、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記バンプは金である、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層を有する半導体構造；
前記ｎ型領域の一部上に配置された第１のメタルコンタクト、及び前記ｐ型領域の一部上に配置された第２のメタルコンタクトであり、当該第１及び第２のメタルコンタクトは前記半導体構造の同一面上に形成されている、第１及び第２のメタルコンタクト；及び
前記第１のメタルコンタクトと前記第２のメタルコンタクトとの間に配置された単層の誘電体材料であり、当該誘電体材料は、前記半導体構造の一部、前記第１のメタルコンタクトの一部、及び前記第２のメタルコンタクトの一部と直接的に接触している、誘電体材料；
を有するデバイスであって、
前記第１のメタルコンタクトの表面と、前記第２のメタルコンタクトの表面と、前記誘電体材料の表面とを含む当該デバイスの頂面が、成長基板の除去中に前記半導体構造を支持するのに十分な平坦性を有し、
前記誘電体材料の頂面は、前記第１及び第２のメタルコンタクトの頂面より５００ｎｍより小さい距離だけ下にある、
デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して半導体デバイスに関し、より具体的には、フリップチップ半導体発光デバイスを支持し且つｎコンタクトとｐコンタクトとを電気的に分離するために誘電体層を使用することに関する。

【0002】

本願は、２００９年６月３日に出願された米国特許出願第１２／４７７２２２号の継続出願であり、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0003】

現在利用可能な最も効率的な光源の中に、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光デバイスがある。可視スペクトルで動作可能な高輝度ＬＥＤの製造において現在関心ある材料系には、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ＩＩＩ族窒化物材料とも呼ばれる、ガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元及び四元合金と、ガリウム、アルミニウム、インジウム、砒素、及びリンの二元、三元及び四元合金とが含まれる。有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）又はその他のエピタキシャル技術により、ＩＩＩ族窒化物デバイスは、サファイア、炭化シリコン（シリコンカーバイド）又はＩＩＩ族窒化物基板の上にエピタキシャル成長され、ＩＩＩ族リン化物デバイスはガリウム砒素上にエピタキシャル成長されることが多い。しばしば、基板上にｎ型領域が堆積され、ｎ型領域上に発光領域又は活性領域が堆積され、そして、活性領域上にｐ型領域が堆積される。これらの層の順序は、ｐ型領域が基板に隣接するよう、逆にされることもある。

【0004】

図１は、特許文献１に詳細に記載されている半導体デバイス３０を示している。なお、特許文献１の内容をここに援用する。デバイス３０はエピタキシャル構造３２を含んでいる。エピタキシャル構造３２は、基板３４上に成長されたｎ型領域３６を含んでいる。エピタキシャル構造３２は更に、ｎ型領域３６上に成長された発光領域３８と、発光領域３８上に成長されたｐ型領域４０とを含んでいる。一般的に、ｎ型領域３６、ｐ型領域４０、及び発光領域３８は各々、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含む。処理後に基板３４を除去することが望まれる一形態において、ｎ型領域３６は、エピタキシャル構造３２から基板を取り除くことを容易にするため、当該ｎ型領域と基板との間に位置付けられたリリース（剥離）層（図示せず）を含み得る。

【0005】

一般的に高反射性の金属を有するｐメタル層４４が、ｐ型領域４０と電気的に接触するように形成される。必要に応じてのガード層４６がｐメタル層４４上に堆積され得る。ガード層４６は、例えば、ｐメタル層４４が銀を有するときに使用されることができ、その場合、銀がエピタキシャル構造３２のその他の部分に移動（マイグレート）することを阻止するためにガード層が含められる。ガード層４６はｐメタル層４４と電気的に接触している。１つ以上のｐ電極メタル層４８が、ガード層４６上にそれと電気的に接触するように堆積され得る。誘電体のガード層の場合には、ｐ電極メタル層４８とｐメタル層４４との間の接触を容易にするよう、該ガード層を貫通するビアホールがエッチングされ得る。

【0006】

エピタキシャル構造３２は更に、１つ以上の窪み５０を含んでいる。窪み５０は、ｎ型領域３６への電気接続を容易にする。ガードメタル層４６と窪み５０の側壁面との上に誘電体層５２が堆積される。エピタキシャル構造３２はまた、誘電体層５２と窪み５０の底面との上に堆積されたｎ電極メタル層５６を含んでいる。窪み５０の底部のｎ電極層５６は、ｎ型領域３６と電気的に接触しており、それへの電気接続を提供する。誘電体層５２は、ｎ電極５６を、ｐ電極４８、ガードメタル層４６及びｐ型領域４０から電気的に絶縁する。

【0007】

窪み５０は更に、ｐ電極４８をｎ電極５６から電気的に絶縁するように機能する溝（トレンチ）を含み得る。窪み５０は半導体構造３０を弱体化し、マウント及び／又は動作中のダメージの影響を受けやすい構造にする。窪み５０は支持材１１０で実質的に充たされる。支持材１１０は、マウント及び／又は動作中に半導体構造３０を支持するように十分に固められる。一形態において、支持材１１０は、光を生成するよう動作しているときに半導体構造を支持するのに十分な剛性を有したままであるように、半導体発光構造３０の動作温度より高いガラス転移温度を有する。

【0008】

図示した形態において、支持材１１０は窪み５０を過充填し、エピタキシャル構造３２の上面１１２の少なくとも一部を覆っている。支持材１１０は、複数の半導体構造３０を含んだウエハ（図示せず）にスピンコーティングすることによって堆積され得る。スピンコーティングは、十分量を超える流体支持材料１１０を置き、ウエハを回転させて、ウエハを覆う薄い塗膜を該流体に形成させることを含む。回転は、例えば、溶媒の気化によって塗膜が十分にキュアされるまで続けられる。支持材１１０は、半導体構造３０を支持するのに十分なだけ当該支持材を固めるために、オーブンでウエハをベークして当該支持材の硬化温度を超えるまで温度を上昇させることによって更にキュアされ得る。

【0009】

図２を参照するに、このプロセスは、ウエハを平坦化することによって続けられる。平坦化は、例えば余分な支持材１１０を削り取るようにウエハを研磨（ラッピング）するなどの機械的な処理工程を含み得る。一形態において、ラッピングは、ｎ電極層５６及びｐ電極４８の一部を除去して、実質的に平坦なマウント面を実現し得る。機械ラッピングが化学エッチングと組み合わされることもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００８／００８１３９７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の１つの目的は、デバイスの窪みを充填し且つｐコンタクトとｎコンタクトとを電気的に分離する誘電体層を有する半導体発光デバイスを形成し、ｎコンタクトとｐコンタクトとの間の別個の非平面的な誘電体の必要性を排除することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の実施形態において、ｎ型領域とｐ型領域との間に配置された発光層を有する半導体構造が形成される。ｎ型領域の一部上に第１のメタルコンタクトが形成され、ｐ型領域の一部上に第２のメタルコンタクトが形成される。第１及び第２のメタルコンタクトは半導体構造の同一面上に形成される。第１のメタルコンタクトと第２のメタルコンタクトとの間の誘電体材料が配置される。該誘電体材料は、半導体構造の一部、第１のメタルコンタクトの一部、及び第２のメタルコンタクトの一部と直接的に接触する。第１のメタルコンタクトの表面と、第２のメタルコンタクトの表面と、該誘電体材料の表面とを含む平坦面が形成される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】デバイスの窪みを充填する支持材を有するＩＩＩ族窒化物発光デバイスを示す図である。

【図2】支持材を平坦化してｎ電極及びｐ電極を露出させた後の図１のデバイスを示す図である。

【図3】本発明の実施形態に従った発光デバイスを示す平面図である。

【図4】図３に示したデバイスの断面図である。

【図5】図３に示したデバイスの断面図である。

【図6】図３に示したデバイスが上に搭載され得るマウントを示す平面図である。

【図7】図６に示したマウントの断面図である。

【図8】本発明の実施形態に従った再配線された電気コンタクトを有する発光デバイスを示す断面図である。

【図9】図３に示したデバイスが上に搭載され得る他のマウントを示す平面図である。

【図10】図９に示したマウントの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１及び２に示したデバイスは、埋め込まれたインターメタル（メタル間）誘電体層５２を必要とする。埋込誘電体層５２の堆積前に存在する、あるいは該堆積中に生成されるパーティクル又は窪み（ボイド）はデバイスショート（短絡）を生じさせ得る。このような誘電体層５２の使用は、高い製造歩留りを達成するために、厳しい汚染管理及びウエハ清浄度を必要とする。

【0015】

本発明の実施形態においては、ダイを支持するように堆積される誘電体材料が、ｎメタルコンタクトとｐメタルコンタクトとを電気的に分離するようにも作用し、図１及び２に示したような埋込誘電体層５２を不要にする。

【0016】

図３は、デバイスの実施形態に従ったＬＥＤの平面図である。図４及び５は、図３に示す線に沿う断面図である。このＬＥＤは、ｎ型領域とｐ型領域との間に挟まれた１つ以上の発光層を含んだ半導体構造を含む。一部の実施形態において、半導体構造はＩＩＩ族窒化物構造であり、発光層は青色光を発するように構成されるが、例えばＩＩＩ−Ｐ及びＩＩＩ−Ａｓの構造を含むＩＩＩ−Ｖ族構造など、如何なる好適な半導体構造が用いられてもよい。ＩＩＩ族窒化物構造は典型的に、サファイア又はＳｉＣの成長基板６０上に、ｎ型領域、次いで発光領域、次いでｐ型領域を成長させることによって成長される。成長基板は、成長後の半導体構造から除去されることもある。

【0017】

ｎ型領域６２は、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。該複数の層は、例えば、ｎ型あるいは意図的にはドープされないものとし得るバッファ層若しくは核生成層などのプリパレーション層と、後の成長基板の除去（リリース）若しくは基板除去後の半導体構造の薄化を容易にするように設計されるリリース層と、発光領域が効率的に光を放射するのに望ましい特定の光学特性若しくは電気特性に合わせて設計されるｎ型若しくはｐ型のデバイス層とを含む。

【0018】

発光領域６４はｎ型領域６２上に成長される。好適な発光領域の例には、単一の厚い、あるいは薄い発光層や、バリア層によって分離された複数の薄い、あるいは厚い量子井戸発光層を含んだマルチ量子井戸発光領域が含まれる。例えば、マルチ量子井戸発光領域は、ＧａＮ又はＩｎＧａＮのバリアによって分離された複数のＩｎＧａＮ発光層を含み得る。デバイス内の１つ以上の発光層は例えばＳｉでドープされていてもよいし、あるいは意図的にはドープされていなくてもよい。

【0019】

ｐ型領域６６は発光領域６４上に成長される。ｎ型領域と同様に、ｐ型領域は、異なる組成、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含むことができ、意図的にはドープされていない層又はｎ型層を含んでいてもよい。

【0020】

ｐ型領域と発光領域との一部がエッチング除去され、上にｎ電気コンタクトが形成されるｎ型領域の表面が露出される。ｎ型領域６２の露出部上にｎコンタクト６８が形成され、ｐ型領域６６の残存部上にｐコンタクト７０が形成される。図３−５に示すデバイスにおいて、ｎコンタクト６８は、デバイスを取り囲んでおり、且つデバイスの中央部の方に延在する複数のフィンガー（指状部）を含んでいる。一部の実施形態において、ｎコンタクト上の二点間の最短距離は、ｎ型領域６２内での電流拡散距離の２倍以下にされる。一部の実施形態において、ｎコンタクト６８は、ｎコンタクトの頂部とｐコンタクトの頂部とが概して同じ高さにあるように、あるいはｎコンタクトの頂部がｐコンタクトの頂部より高くなるように、ｐコンタクト７０より厚くされる。

【0021】

誘電体材料７４が、ｎコンタクト６８とｐコンタクト７０とを電気的に分離している。誘電体材料７４は、例えば、ポリイミド若しくはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）ベースのポリマーなどのポリマー、又は二酸化シリコン若しくは窒化シリコンなどの無機材料とし得る。誘電体材料７４は、デバイスの如何なる窪みをも充填するように堆積され得る。

【0022】

図３−５に示したＬＥＤは、成長基板上に半導体構造を成長させ、その後、ｎコンタクトが上に形成されるｎ型領域の部分を露出させるように半導体構造をパターニングすることによって形成される。一部の実施形態において、その後、１つ以上の金属層が成長且つパターニングされて、ｎコンタクト及びｐコンタクトが形成される。ｎコンタクト及びｐコンタクトを包み込み且つそれらの間の如何なる窪みをも充填するように、厚い誘電体材料の層が表面上に堆積される。誘電体材料７４は、例えば、スピンオンされたポリイミド、プラズマ化学気相成長法、化学気相成長法又は好適な真空堆積技術によって形成された窒化シリコンとし得る。その後、ｎコンタクト及びｐコンタクトを覆う誘電体材料を除去して平坦な表面を形成するように、デバイスの頂面が例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）によって平坦化される。一部の実施形態において、ｎコンタクトとｐコンタクトとの間の誘電体材料は、ｎ及びｐコンタクトをマウントに接合することを当該誘電体材料が妨げることを防止するために、ｎコンタクト及びｐコンタクトの頂面より僅かに下までエッチングされる。エッチングされる厚さは１００ｎｍから５００ｎｍの程度にされることができ、湿式化学エッチング又はプラズマエッチングによって行われることができる。

【0023】

一部の実施形態において、ｎコンタクトが上に形成されるｎ型領域の部分を露出させるように半導体構造をパターニングした後、先ず、厚い誘電体層が堆積される。この誘電体内にｎコンタクト及びｐコンタクトのための開口がパターニングされ、その後、例えば電気めっき、蒸着又はその他の好適技術によって、該開口内にｎコンタクト及びｐコンタクトが形成される。この誘電体としてＢＣＢが用いられる場合、開口はキュア前にリソグラフィで形成されることができる。その後、余分なコンタクトメタルを除去してコンタクト間の誘電体材料の頂面を露出させるように、デバイスの頂面が例えばＣＭＰによって平坦化される。その後、誘電体材料は上述のようにエッチングされてもよい。

【0024】

メタルコンタクト層の堆積及びアニールは、ｐコンタクトの場合に、半導体構造のパターニングの前に行われてもよく、あるいは、ｎコンタクト及び／又はｐコンタクトの何れの場合にも、誘電体材料７４の堆積の前に行われてもよい。これらの場合において、誘電体材料内の開口は、下に位置する薄いコンタクト層を露出させる。そして、上述のように、これらの開口が金属で充填された後、平坦化が行われる。当業者に理解されるように、上述の処理工程は、具体的なコンタクト形成の要求を満たすように柔軟に順序変更され得る。そのような変更は本発明の範囲内である。

【0025】

一部の実施形態において、ｐコンタクト及びｎコンタクトのうちの一方又は双方の平坦化された表面上に、コンプライアント（compliant）ボンディング構造が形成される。コンプライアントボンディング構造は、例えば、大面積の金属表面の接合を容易にする１：２以上のアスペクト比を有する金属バンプ群とし得る。一部の実施形態において、これらのバンプは１μｍと１０μｍとの間の直径及び高さを有し得る。３μｍ高さより低いバンプは、例えば、蒸着・リフトオフ技術によって形成され、より高いバンプは、例えば、電気めっきによって形成され得る。接合中に液化する半田と異なり、コンプライアントボンディング構造は、マウントへのデバイスの接合中に固相でつぶれる。コンプライアントボンディング構造は、半導体構造をマウントに電気的且つ機械的に接続する。コンプライアントボンディング構造は、「Method of Bonding a Semiconductor Device Using a Compliant Bonding Structure」なるタイトルの米国特許出願第１２／３９７３６７号に更に詳細に記載されている。なお、その内容をここに援用する。

【0026】

図６は、図３−５に示したデバイスが上に搭載され得る構造の平面図である。図７は、図６に指し示した線に沿った、マウントの断面図である。このマウントは、ＬＥＤ上のｐコンタクト７０及びｎコンタクト６８を映した関係にあるｐコンタクト７８及びｎコンタクト７６を含んでいる。マウント上のｐコンタクトとｎコンタクトとは、絶縁材料８０によって電気的に分離されている。ＬＥＤを例えば電源などの別の構造体に電気的に接続するためのｎコンタクトパッド８２及びｐコンタクトパッド８４が、マウント上に形成されている。一部の実施形態において、ＬＥＤ上で、ｐ型領域を囲むｎコンタクトの一部は除去あるいは省略される。そのスペースは厚い誘電体層で充たされる。この誘電体材料はコンタクト“ブリッジ”７２を形成する。コンタクトブリッジ７２は、これがなければｎコンタクト６８で囲まれることになるＬＥＤのｐコンタクト７０に対して、マウント上のｐコンタクトパッド８４への配線が、ｎコンタクト６８と短絡することなく、電気的に接続されることを可能にする。

【0027】

図９は、図３−５に示したデバイスが上に搭載され得る代替的なマウントの平面図である。図１０は、図９に指し示した線に沿った、マウントの断面図である。図６においてのように、このマウントは、ＬＥＤ上のｐコンタクト７０及びｎコンタクト６８を映した関係にあるｐコンタクト７８及びｎコンタクト７６を含んでいる。マウント上のｐコンタクトとｎコンタクトとは、絶縁材料８０によって電気的に分離されている。ＬＥＤを例えば電源などの別の構造体に電気的に接続するためのｎコンタクトパッド８２及びｐコンタクトパッド８４が、マウント上に形成されている。ｎ及びｐコンタクトパッド８２及び８４を、マウントの底面に形成されたコンタクトパッド８７及び８８に接続するよう、１つ以上のビア８６が絶縁材料８０を貫通して形成され得る。図１０に示すビアは、ｐコンタクトパッド８４をマウントの底面のｐコンタクトパッド８７に接続している。

【0028】

ＬＥＤはマウントに、例えば、はんだ、熱圧着、相互拡散接合、又は超音波溶接により接合されるＡｕスタッドバンプアレイによって接続され得る。成長基板６０は、ＬＥＤをマウントに搭載した後に、例えばレーザ溶融又はエッチングなど、その成長基板に適したプロセスによって除去され得る。半導体構造は、成長基板の除去後に、例えば、光電気化学エッチングにより薄化され、且つ／或いは、例えば粗い表面若しくはフォトニック結晶を用いて、粗面加工あるいはパターニングされ得る。例えば１つ以上の蛍光体などの波長変換材料、及び／又は例えば干渉フィルタ、偏光子、レンズ又はその他の光学デバイスなどのその他の既知の構造が、半導体構造の上に配置され得る。

【0029】

一部の実施形態において、誘電体は、図８に例示するように、ｎ及びｐコンタクトを再配線するために使用され得る。図８のデバイスにおいては、図３−５を参照して上述したように、半導体構造が成長されて、ｎ型領域６２の複数の部分を露出させるようにパターニングされ、ｎコンタクト６８及びｐコンタクト７０が形成され、その後、厚い誘電体材料７４が構造上に配設されている。誘電体材料７４は、場合により、ｎコンタクト６８及びｐコンタクト７０の頂面を露出させることなく平坦化されてもよい。図８に示したデバイスの左側には、ｎコンタクト６８と位置整合した開口９０が誘電体材料７４内に形成されている。図８に示したデバイスの右側には、ｐコンタクト７０と位置整合した開口９１が誘電体材料７４内に形成されている。これらの開口は、典型的に金属である導電材料で充填される。デバイスの左側に大面積のｎコンタクト９２が形成され、デバイスの右側に大面積のｐコンタクト９３が形成される。そして、絶縁材料９５が、大面積のｎコンタクト９２及びｐコンタクト９３の上に堆積され、これらを電気的に分離する。その構造が平坦化され、コンタクト９２及び９３が露出される。図８に示したような大面積コンタクトを有するデバイスは、マウントの設計を単純化し得る。

【0030】

本発明の実施形態は幾つかの利点を有し得る。デバイスの全ての窪みを充填するプロセスによって誘電体材料が形成されるので、半導体構造は基板の除去中及び除去後において十分に支持され、それにより、基板の除去中の半導体のクラッキングの頻度が低減され得る。デバイス構造は、追加のアンダーフィル材料を含む必要がない。図１及び２を参照して上述した、クラッキングやパーティクル及び／又は窪みによって発生する欠陥の影響を受けやすいインターメタル誘電体が排除され、それにより、インターメタル誘電体内の欠陥によって生じる問題が排除されることによって、デバイスの熱性能及び歩留りが向上され得る。

【0031】

デバイスはウエハの形態で平坦化され、それにより、フリップチップボンディングにおける非平坦性に伴う問題が排除され得る。また、マウントへの接合を妨げ得る非平坦性を解決するために厚くて高価なめっきメタルコンタクトが必要とされることはない。

【0032】

本発明を詳細に説明してきたが、当業者に認識されるように、この開示により、本発明への変更が、ここで説明した発明概念の精神を逸脱することなく為され得る。故に、本発明の範囲は、図示して説明した特定の実施形態に限定されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】