CN102696120A - 形成复合衬底以及在复合衬底上生长iii-v族发光器件的方法 - Google Patents

形成复合衬底以及在复合衬底上生长iii-v族发光器件的方法 Download PDF

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Abstract

一种根据本发明实施例的方法包括：提供衬底，该衬底包含基体和与基体结合的种子层。种子层包括多个区域。包括在n-型区域和p-型区域之间设置的发光层的半导体结构在衬底上生长。在种子层上生长的半导体层的顶面具有大于多个种子层区域中每一个的横向延伸。

Description

形成复合衬底以及在复合衬底上生长III-V族发光器件的方法
技术领域
本发明涉及复合衬底以及在复合衬底上的III-V族发光器件的生长。
背景技术
包括发光二极管（LED）、共振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSEL）、以及边缘发射激光器的半导体发光器件是目前可获得的最有效的光源。在能够跨越可见光谱范围工作的高亮发光器件的制造中，目前感兴趣的材料***包括III-V族半导体，特别是镓、铝、铟和氮的二元、三元、和四元合金，也称为III族氮化物材料。典型地，III族氮化物发光器件通过由金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）、或者其它的外延技术在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物、或者其它合适的衬底上外延生长不同的组分和掺杂浓度的半导体层的堆叠来制造。堆叠通常包括在衬底上形成的掺杂有例如Si的一个或者多个n-型层，在n-型层（多个n-型层）上形成的有源区中的一个或者多个发光层，以及在有源区上形成的掺杂有例如Mg的一个或者多个p-型层。在n-型区域和p-型区域上形成电接触。
图1图示了更详细地在US2007/0072324中描述的复合生长衬底，其通过引用并入于此。“衬底10包括基体衬底12、种子层16、以及将基体12和种子16结合的结合层14…衬底10中的层由可以经受器件中生长半导体层所要求的加工条件的材料来形成。例如，在由MOCVD生长III族氮化物器件的情形中，衬底10中的每一层在超过1000℃的温度时必须能够容许H2环境；在由MBE生长III族氮化物器件的情形中，衬底10中的每一层在真空中必须能够容许超过600℃的温度。
“基体衬底12为衬底10和在衬底10上生长的半导体器件层18提供机械支撑。基体衬底12一般地厚度在3和500微米之间并且通常比100微米更厚。在基体衬底12仍然是器件的一部分的实施例中，如果通过基体衬底12从器件来提取光，基体衬底12可以至少部分地透明。基体衬底12一般地不必是单晶材料，因为器件层18未直接在基体衬底12上生长。在一些实施例中，基体衬底12的材料被选择具有匹配器件层18的热膨胀系数（CTE）和种子层16的CTE的CTE。能够经受外延层18的加工条件的任何材料可以是合适的…包括半导体、陶瓷、以及金属。例如GaAs的材料（其具有理想地接近器件层18的CTE的CTE，但是其在由MOCVD生长III族氮化物层所要求的温度时通过升华来分解）可以与不透水帽层（例如，在GaAs基体和种子层16之间沉积的氮化硅）一起使用。
“种子层16是在其上生长器件层18的层，因而其必须是在其上III族氮化物晶体可以形成晶核的材料。种子层16可以厚度在大约50Å和1μm之间。在一些实施例中，种子层16的CTE与器件层18的材料相匹配。种子层16一般地是单晶材料，其与器件层18是相当接近的晶格匹配。通常在其上生长器件层18的种子层16的顶面上的晶向是纤锌矿[0001]c-轴。在种子层16仍然是完成了的器件的一部分的实施例中，如果通过种子层16从器件来提取光，种子层16可以是透明的或者薄的。
“一个或者多个结合层14将基体衬底12与种子层16结合。结合层14可以厚度在大约100Å和1μm之间。合适的结合层的实例包括SiOx（例如，SiO2）、SiNx（例如，Si3N4）、HfO2、其混合物、金属（例如，Mo、Ti、TiN）、其它合金、或者其它半导体或电介质。因为结合层14将基体衬底12与种子层16连接，形成结合层14的材料被选择以在基体12和种子16之间提供好的粘合。在一些实施例中，结合层14是释放层，其由可以通过不腐蚀器件层18的蚀刻剂来蚀刻的材料形成，由此将器件层18和种子层16从基体衬底12上释放。例如，结合层14可以是SiO2，其可以由HF来湿法蚀刻，而不会导致对III族氮化物器件层18的损坏。在结合层14仍然是所完成的器件的一部分的实施例中，结合层14优选地是透明的或者非常薄。在一些实施例中，结合层14可以被省略，并且种子层16可以直接附着到基体衬底12上。
“在外延层18中的另外的应变消除可以通过在结合层14上将种子层形成为条纹或网格（而不是形成为单个不间断的层）来提供。可替代地，种子层可以被形成为单个不间断的层，然后例如通过形成沟道在某些位置被去除，从而提供应变消除。单个不间断的种子层16可以通过结合层14附着到基体衬底12，然后通过传统的光刻技术来图案化，以去除种子层的一部分，从而形成条纹。每个种子层条纹的边缘可以通过将位错集中到种子层条纹的边缘处的外延层18内部来提供附加的应变消除。种子层16、结合层14以及晶核形成层的组分可以被选择使得晶核形成层材料优选地在种子层16上形成晶核，而不是在由种子层16的部分之间的空间所暴露的结合层14的部分上形成晶核。
“在发光器件的晶片上，种子层16中的沟道可以以单个器件宽度的数量级（例如，几百微米或者毫米）来间隔。在具有图案化的种子层的复合衬底上形成的器件的晶片可以被划分以使得种子层部分的边缘不位于单独器件的发光层下面，因为在种子层的边缘处集中的位错可以引起差的性能或者可靠性问题。可替代地，可以在例如以微米或者几十微米的数量级间隔开的单个器件的宽度内形成多个沟道。在这些衬底上的生长条件可以被选择使得在种子层16上形成的晶核形成层或者后来的外延层在种子层16中形成的沟道上合并，从而使得晶片上器件的发光层形成为不由种子层16中的沟道间断的连续层。
当种子层是III族氮化物材料时，“种子层在生长衬底上发生应变地生长。当种子层16与基体衬底12连接并且从生长衬底释放，如果种子层16和基体衬底16之间的连接是相容的（compliant），例如，相容的结合层14，种子层16可以至少部分地弛豫。因而，虽然种子层生长为应变层，但是组分可以被选择使得：在种子层从生长衬底释放并且弛豫后，种子层的晶格常数相当地接近或者匹配在种子层上生长的外延层18的晶格常数。
“例如，当III族氮化物器件按惯例在Al2O3上生长时，在衬底上生长的第一层一般地是具有大约3.19晶格常数的GaN缓冲层。GaN缓冲层设定在缓冲层上生长的所有器件层的晶格常数，包括通常是InGaN的发光层。因为弛豫，独立的InGaN具有比GaN更大的晶格常数，当发光层在GaN缓冲层上生长时发生应变。相反，…InGaN种子层可以在传统的衬底上发生应变地生长，然后与基体结合并且从生长衬底释放，以使得InGaN种子层至少部分地弛豫。在弛豫之后，InGaN种子层具有比GaN更大的晶格常数。因此，InGaN种子层的晶格常数比GaN更加接近匹配与InGaN发光层相同的组分的弛豫独立层的晶格常数。在InGaN种子层上生长的器件层（包括InGaN发光层）将复制InGaN种子层的晶格常数。因此，具有弛豫的InGaN种子层晶格常数的InGaN发光层比具有GaN缓冲层晶格常数的InGaN发光层更小地发生应变。减少发光层中的应变可以改善器件的性能。
“III族氮化物种子层材料可以需要附加的结合步骤，以便于形成在理想方向具有III族氮化物种子层的复合衬底。在蓝宝石或者SiC生长衬底上生长的III族氮化物层典型地生长为c-平面纤锌矿结构。这种纤锌矿型III族氮化物结构具有镓面和氮面。III族氮化物优选地生长，以使得生长层的顶表面是镓面，而底表面（与生长衬底相邻的表面）是氮面。常规地在蓝宝石或者SiC上简单生长种子层材料、然后将种子层材料与基体连接并去除生长衬底将导致复合衬底，其中，III族氮化物种子层具有暴露的氮面。如上所述，III族氮化物优选地在镓面上生长，即，具有作为顶表面的镓面，因而在氮面上的生长可能将缺陷非预期地引入晶体内，或者导致差质量材料，来作为从以氮面作为顶表面的取向至以镓面作为顶表面的晶体取向转换。
“为了形成复合衬底，其中，III族氮化物种子层具有作为顶表面的镓面，种子层材料可以常规地在生长衬底上生长，然后与任何合适的第一基体衬底结合，然后与生长衬底分离，以使得种子层材料通过镓面与第一基体衬底结合，从而留下通过去除生长衬底所暴露的氮面。种子层材料的氮面然后与第二基体衬底10、复合衬底的基体衬底结合…。在与第二基体衬底结合之后，第一基体衬底通过适于生长衬底的技术来去除。在最后的复合衬底中，种子层材料16的氮面通过可选的结合层14与基体衬底12（第二基体衬底）结合，以使得III族氮化物种子层16的镓面被暴露用于外延层18的生长。
“例如，GaN缓冲层常规地在蓝宝石衬底上生长，接下来是InGaN层，其将形成复合衬底的种子层。使用或无需结合层，InGaN层与第一基体衬底结合。蓝宝石生长衬底通过激光熔化与蓝宝石相邻的GaN缓冲层来去除，然后通过去除蓝宝石暴露的残留GaN缓冲层由蚀刻来去除，这导致了与第一基体衬底结合的InGaN层。该InGaN层可以被注入例如氢、氘或者氦的材料，以在与最后的复合衬底中的种子层的理想厚度相对应的深度处形成气泡层…。InGaN层可以可选地被加工，以形成用于结合的足够平的表面。然后，InGaN层需要或者不需要结合层来与第二基体衬底结合，其将在最后的复合衬底中形成基体。第一基体衬底（InGaN层）和第二基体衬底然后被加热…，从而使得注入InGaN层的气泡层膨胀，使InGaN层的薄的种子层部分与InGaN层和第一基体衬底的剩余部分分层，从而导致了如上所述具有与基体衬底结合的InGaN种子层的已完成的复合衬底。
现有技术中所必须的是具有III族氮化物种子层的复合衬底，其至少部分地弛豫，在所述复合衬底上，半导体层可以以更少的应变来生长。
发明内容
本发明的目的是在复合衬底上生长半导体层，所述半导体层具有大于复合衬底上种子层区域横向延伸的横向延伸。
根据本发明实施例的方法包括：提供包含基体和与基体结合的种子层的衬底。种子层包含多个区域。包含在n-型区域和p-型区域之间沉积的发光层的半导体结构在衬底上生长。在种子层上生长的半导体层的顶表面具有比多个种子层区域中每一个更大的横向延伸。
附图说明
图1图示了在复合生长衬底上生长的III族氮化物半导体结构，所述复合生长衬底包括基体衬底、结合层、以及种子层。
图2图示了在衬底上生长的种子层。
图3图示了将种子层结合至临时衬底以及去除生长衬底。
图4图示了在图案化之后的种子层。
图5图示了在弛豫之后与基体衬底结合的种子层。
图6图示了包括种子层、结合层和基体衬底的复合衬底。
图7图示了在图6的复合衬底上生长的III族氮化物器件层。
图8、9和10图示了种子层材料和沟道的区域布置。
图11图示了附着到底座的LED。
图12和13图示了具有三次对称的种子层材料区域的布置。
具体实施方式
标题为“Semiconductor Light Emitting Devices Grown on Composite Substrates”以及通过引用并入于此的美国申请No.12/236,853描述了III族氮化物器件，其包括在复合衬底上生长的III族氮化物结构的组，其中，在种子层材料的岛状物之间形成沟道。III族氮化物结构在更喜欢垂直而不是横向生长的条件下生长，以使得沟道维持在材料的岛状物之间。单独的岛状物可以是任意大或者小，但是典型地长度在数十微米和几毫米之间。分离岛状物的沟道宽度可以在5和50微米之间。
在美国申请No.12/236,853的器件中，每个岛状物的n-和p-型区域必须被制作电连接。在制造LED、在其上安装LED的结构、以及两者过程中，形成这种电连接需要附加的步骤， 这可能增加制造器件的成本。
在本发明的实施例中，复合衬底的种子层材料中的沟道被形成，以使得器件的发光区域可以形成为合并（coalesce）的连续薄膜，而不是一系列分立的岛状物。图2-6图示了根据本发明实施例来形成复合衬底。除了以下描述的特定材料和方法，在US2007/0072324中所描述的材料和方法可以用在图2-6中所图示的结构和方法中。图7图示了根据本发明实施例的III族氮化物器件，其在图6中所图示的复合衬底上生长。
在图2中，III族氮化物种子层24常规地在施主衬底20上生长，所述衬底可以是例如蓝宝石或者SiC。种子层24可以在牺牲的半导体层22上生长，其被注入有注入种26，例如，促进施主衬底20从种子层24后来分离的H+。在一些实施例中，牺牲层22是GaN并且种子层24是发生应变的InGaN。在一些实施例中，InGaN种子层具有大于0直到6%的InN组分。
在图3中，可选的结合层30和相容层28形成在临时衬底32上。图2中所图示的结构的种子层24通过相容层28与临时衬底32结合。在一些实施例中，可选的结合层30是一个或者多个氧化物、氮化物、碳化物、或者硅、铝、硼、磷、锌、镓、锗、铟、锡、锑、铅、铋、钛、钨、镁、钙、钾、镍、钇、锆、铪、钕和钽的氟化物。在一些实施例中，相容层28是硼磷硅酸盐玻璃（BPSG）或者通过例如蒸发、溅射以及沉淀所沉积的其它商品化的玻璃。
种子层24通过激励注入种26（图2）与施主衬底20（图2）分离，以分开牺牲层22（图2）。植入牺牲层以及通过激励植入种将种子层与施主衬底分离在美国专利申请公布2005/0026394和美国专利5,374,564中更详细地描述，其通过引用并入于此。可替代地，施主衬底可以通过激光熔化牺牲层22（图2）来去除。
在图4中，任何残留牺牲层22被从种子层24去除，并且沟道34形成在种子层24中向下直到相容层28。结构被处理为使得发生应变的种子层材料24的区域弛豫，例如，通过加热，这使得种子层区域沿着相容层28滑动并且膨胀。在本发明的实施例中，种子层材料34和沟道34的区域的尺寸、位置、和间隔被选择以使得种子层材料24的区域在弛豫时膨胀到接近或者几乎接近种子层材料的相邻区域之间的间隙（即，沟道34的宽度）。在一些实施例中，种子层材料的相邻岛状物的侧壁在弛豫后接触，正如图5中的界面36所图示的。然而，因为种子层的相邻区域由沟道分离，所以在弛豫后，在种子层的相邻区域之间的界面处不存在任何化学结合。
沟道34的最小宽度可以由InGaN种子层的组分和在种子层弛豫过程中所获得的弛豫量来确定。例如，具有更大的InN组分的种子层可以弛豫更多，其可以比具有较小InN组分的种子层需要更大的沟道宽度。在结晶层中的应变可以被限定如下：给定层具有与和该层相同组分的独立材料的晶格常数相对应的主体晶格常数abulk，以及与生长时该层的晶格常数相对应的平面内晶格常数ain-plane。层中的应变量是形成特殊层的材料的平面内晶格常数与器件中层的主体晶格常数之间的差异，其除以主体晶格常数。在InGaN层中的应变对于含10%InN的InGaN是~1%，因此，对于10%InN的完全弛豫薄膜，在弛豫前的最小沟道宽度将是种子区域尺寸的~1%。如果沟道34的宽度比最小值更小，种子区域在弛豫过程中可以碰撞，这可能引起在随后生长层上的材料质量问题。沟道34的宽度在一些实施例中小于1微米，在一些实施例中小于500nm，并且在一些实施例中小于200nm。对于不连续的种子区域，如以下图8和10中所图示的，相邻种子区域上的任何两个点之间的最小距离可以如下：对于是GaN的种子层（0%InN），最小沟道宽度34可以是：在一些实施例中对于1微米长度的区域是0nm，在一些实施例中对于5微米长度的区域是0nm，以及在一些实施例中对于10微米长度的区域是0nm；对于是具有5% InN的InGaN的种子层，最小沟道宽度34可以是：在一些实施例中对于1微米长度的区域是5nm，在一些实施例中对于5微米长度的区域是25nm，以及在一些实施例中对于10微米长度的区域是50nm；以及对于是具有10% InN的InGaN的种子层，最小沟道宽度34可以是：在一些实施例中对于1微米长度的区域是10nm，在一些实施例中对于5微米长度的区域是50nm，以及在一些实施例中对于10微米长度的区域是100nm。
在一些实施例中，在弛豫之后相邻种子层区域之间的间隙可以至多在几（1-2）微米的数量级。在种子层中的间隙上合并的层的生长是比较慢的过程，其要求横向附生（overgrowth）。在种子层区域之间附生大间隙（例如，几十微米），尽管不是技术上不可行的，将很贵，这是由于在生长器件层之前合并层所需要的大的循环时间，正如以下参考图7所述。较大的间隙（例如，在5和20微米之间的间隙）可以被忍受，其中，合并层的生长条件可以被调整以促进横向晶体表面上的生长，而在垂直定向的平面上抑制它，其允许人们合并薄膜，同时保持整体薄膜厚度相对薄。例如，可以调整GaN的生长条件，以希望横向生长胜过垂直生长。如果间隙在弛豫后保持在种子层材料的区域之间，相容层28（其通常是非结晶的或者多晶的材料）可以被选择，以成为在其上III族氮化物材料将不成核的材料，因为在间隙中非结晶的或者多晶的相容层28上成核的III族氮化物材料可以不结晶化排列（line up），而材料在种子区域上生长，这将引起后续生长的层的材料质量问题。
图8、9和10图示了种子层材料24和沟道34的区域的布置的三个实例。在图8中所图示的布置中，形成种子层材料24的岛状物，其由沟道34来完全环绕。
在图9中所图示的布置中，种子层材料的区域在材料的连续网中被连接，以有助于在种子层上生长的半导体层生长期间的晶体取向。在0.2和1微米宽之间的开口在种子层材料24中形成。
图10中所图示的布置是图9中的布置的镜像-种子层材料残留在图10中的布置的区域中，其中，其从图9的布置中去除，反之亦然。
可以使用种子层材料和沟道的区域的布置的其它形状，例如，三角形和沟道的其它晶格、网格、以及任何其它合适的布置。在一些实施例中，种子层材料24的区域保持比特定种子层材料的屈曲长度更小，其是能够弛豫而不屈曲（buckle）的最长种子层区域的长度。屈曲长度取决于种子层的组分，并且可以是例如几十微米或者更大。
在一些实施例中，种子层材料的区域被成形以具有与形成种子层的材料相同的旋转对称。例如，在一些实施例中，种子层24是III族氮化物材料，例如，GaN或者InGaN。在例如蓝宝石和SiC的衬底上生长的III族氮化物材料常常是纤锌矿结构（具有六角形晶胞的晶体），其被定向以使得III族氮化物材料的顶面是c-平面。在一些实施例中，c-平面、纤锌矿、III族氮化物种子层材料的区域是具有三次对称的形状，例如，三角形（正如图12中所图示的），或者六角形（正如图13中所图示的）。在一些实施例中，正如图12和13中所图示的，岛状物边缘与纤锌矿的结晶平面（例如，纤锌矿的a-和m-平面）平行。具有纤锌矿的结晶平面的岛状物边缘的对齐可以促进岛状物边缘邻接合并壁。
在一些实施例中，种子层是非极性或者半极性III族氮化物的纤锌矿材料。例如，种子层可以被定向以使得顶面是a-平面或者m-平面，其具有两次对称。因此，当种子层是非极性或者半极性材料时，例如，a-或者m-平面纤锌矿，方形或者矩形的种子区域与晶体对称对齐。
纤锌矿III族氮化物种子层可以更趋向于在一些结晶方向上屈曲。在一些实施例中，与在其中种子层更趋向于屈曲的方向相比，种子层区域可以沿着在其中种子层材料更少趋向于屈曲的方向上更长。
种子层材料的远距离区域膨胀，并且因此沟道34的宽度可以取决于种子层材料的区域尺寸和种子层材料中的InN组分。种子层材料的小区域将比种子层材料的大区域膨胀更少。具有更大InN组分的种子层更加发生应变，并且因此将比具有更小InN组分的种子层膨胀得多。
在图5中，弛豫的种子层24与基体衬底40结合，在所述基体衬底上形成可选的结合层38。基体衬底40可以是例如蓝宝石或者任何其它合适材料。结合层38可以是例如一种或者多种氧化物、氮化物、碳化物、或者硅、铝、硼、磷、锌、镓、锗、铟、锡、锑、铅、铋、钛、钨、镁、钙、钾、镍、钇、锆、铪、钕和钽的氟化物。
临时衬底32、结合层30、以及相容层28在图6中被去除。
在图7中所图示的结构中，器件层18在弛豫的种子层24上生长。与种子层24相邻的层的组分可以由于其晶格常数或者其它属性，和/或由于其在种子层24的材料上成核的能力而被选定。在种子层24上生长的层可以在以下条件下生长：使得层在种子层材料24的区域之间的任何残留间隙上合并，从而形成连续的、基本平坦的层。
器件层18包括n-型区域42、发光或者有源区44、以及p-型区域46。n-型区域42首先生长。n-型区域可以包括不同组分和掺杂浓度的多个层，其包括：例如，如缓冲层或者成核层的预备层，其可以是n-型或者非有意掺杂、释放层，其被设计成便于复合衬底后来释放或者在衬底去除之后使半导体结构变薄，以及n-或者甚至p-型器件层，其被针对对于发光区域希望的特定光或者电属性来设计以有效发光。在一些实施例中，n-型区域42是InGaN或者包括一个或多个InGaN层。在具有膨胀的晶格常数的种子层上生长的GaN可以受拉，因而在器件中的任何GaN层的厚度可以被限制，以防止破裂。
发光或者有源区44在n-型区域42上生长。合适的发光区域的实例包括单个厚的或者薄的发光层，或者包括由势垒层分离的多个薄的或者厚的量子阱发光层的多量子阱发光区域。例如，多量子阱发光区域可以包括多个发光层，每个发光层具有25Å或者更少的厚度，其由势垒分离，每个势垒具有100Å或者更少的厚度。在一些实施例中，器件中的发光层的每一个的厚度比50Å更厚。
p-型区域46在发光区域44上生长。类似于n-型区域，p-型区域可以包括不同组分、厚度和掺杂浓度的多个层，其包括非有意掺杂的层，或者n-型层。在一些实施例中，p-型区域46是InGaN或者包括一个或多个InGaN层。
图11图示了附着到底座54的III族氮化物LED。反射金属p-接触50在p-型区域上形成。p-接触50的部分、p-型区域24、和半导体结构48的发光区域被蚀刻掉以暴露n-型区域的部分。N-接触52在n-型区域的暴露部分上形成。
LED通过n-和p-的互连56和58与底座54结合。互连56和58可以是任何合适的材料，例如，焊料、金、金锡、或者其它金属，并且可以包括多层材料。在一些实施例中，互连包括至少一个金层，并且LED和底座54之间的结合由超声波焊接来形成。
对于超声波焊接，LED管芯设置在底座54上。结合头设置在LED管芯的顶表面上，通常在复合衬底的顶表面上。结合头与超声换能器连接。超声换能器可以是例如锆钛酸铅（PZT）层的堆叠。当电压以使得***谐振的频率（通常是几十或者几百kHz的数量级的频率）被施加到换能器时，换能器开始振动，其接下来使得结合头和LED管芯通常以微米数量级的振幅振动。振动使得在LED上结构的金属晶格（例如，n-和p-接触或者在n-和p-接触上形成的金属层）中的原子与底座54上的结构互相扩散，从而导致了由互连56和58在图11中所表现的冶金学上连续的接头。在结合过程中可以添加热量和/或压力。
在将LED管芯与底座54结合之后，在其上生长半导体层48的衬底的所有部分和一部分可以被去除。例如，蓝宝石基体衬底可以通过激光剥离或者通过蚀刻在基体40和种子层24之间的结合层38来去除，正如图6中所图示的。结合层可以被去除或者可以仍然为器件的一部分。在去除基体衬底后残留的半导体结构可以例如通过光电化学蚀刻来变薄。例如，种子层24的全部或者部分可以被去除，或者可以仍然为器件的一部分。在种子层上生长的第一层（其在种子层24的区域之间的界面36上合并）可以被去除或者可以仍然为器件的一部分。所暴露的半导体表面可以例如以光子晶体结构被粗糙化或者图案化，其可以增加从器件的光提取。
吸收由发光区域所发射的光并且发射一个或多个不同峰值波长的光的光学波长转换材料60可以布置在LED上。波长转换材料60可以是例如布置在例如硅树脂（silicone）或环氧树脂（epoxy）的透明材料中并通过丝网印刷或者模板印刷来沉积在LED上的一种或者多种磷光体粉末、由电泳沉积所形成的一种或者多种磷光体粉末、或者与LED胶合或结合的一种或者多种陶瓷磷光体、一种或者多种染料、或者以上所述波长转换层的任意组合。陶瓷磷光体在US 7,361,938中被更详细地描述，其通过引用合并于此。波长转换材料60可以被形成以使得由发光区域所发射的光的一部分未由波长转换材料来转换。在一些实例中，未转换的光是蓝色并且被转换的光是黄色、绿色、和/或红色，以使得从器件所发射的未转换的和转换的光的组合显现白色。
在一些实施例中，现有技术中已知的偏振器、二向色滤光器或者其它光学器件在LED上形成或者在波长转换材料60上形成。
虽然图11图示了薄膜式倒装芯片器件，图7中所图示的结构可以被加工成任何其它合适的器件结构，例如，在其中接触形成在半导体结构对侧的垂直器件、在其中衬底仍然附着至器件的倒装芯片器件、或者其中光通过在半导体结构相同或者相对侧上形成的透明接触提取的结构。
通过详细描述本发明，本领域普通技术人员将理解的是，给定本公开内容，可以对本发明做出修改，而不脱离此处所描述的本创新性概念的精神。例如，虽然以上实例指出了III族氮化物器件，但是由其它材料***制成的器件（例如，其它III-V族材料、III-As或III-P器件、或者II-VI族器件）可以用在本发明的实施例中。因此，本发明的范围不旨在被限于所图示和所描述的特定实施例中。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
提供衬底，该衬底包括：
基体；以及
与基体结合的种子层，该种子层包括多个区域，
其中，种子层的相邻区域在相邻区域之间的界面处彼此直接接触；以及
在衬底上生长半导体结构，该半导体结构包括在n-型区域和p-型区域之间设置的发光层；
其中，在种子层上生长的半导体层的顶表面具有大于多个种子层区域中的每一个的横向延伸。
2.如权利要求1所述的方法，进一步地包括：
将半导体结构与底座连接；以及
去除基体。
3.如权利要求2所述的方法，进一步地包括：去除种子层。
4.如权利要求1所述的方法，其中，发光层是III族氮化物层。
5.如权利要求1所述的方法，其中，界面延伸穿过种子层的整个厚度。
6.如权利要求1所述的方法，其中，每个区域由界面与最近的邻近区域完全分离。
7.如权利要求1所述的方法，其中，界面在种子层的相邻区域之间基本上没有化学结合。
8.如权利要求1所述的方法，其中，每个区域具有在1和10微米之间的横向延伸。
9.一种方法，包括：
提供衬底，该衬底包括：
基体；以及
与基体结合的种子层，该种子层包括由界面分离的多个区域，其中，连接相邻区域，以形成种子层材料的连续网；以及
在衬底上生长半导体结构，该半导体结构包括在n-型区域和p-型区域之间设置的发光层；
其中，在种子层上生长的半导体层的顶表面具有大于多个种子层区域中的每一个的横向延伸。
10.如权利要求9所述的方法，其中，发光层是III族氮化物层。
11.如权利要求9所述的方法，其中，界面处种子层区域之间的间隙在小于1微米宽。
12.一种方法，包括：
提供衬底，该衬底包括：
基体；以及
与基体结合的种子层，该种子层包括多个区域，其中，种子层是具有结晶晶胞的结晶材料，其中，每个种子层区域被成形以具有与结晶晶胞的旋转对称相同的旋转对称；以及
在衬底上生长半导体结构，该半导体结构包括在n-型区域和p-型区域之间沉积的发光层；
其中，在种子层上生长的半导体层的顶表面具有大于多个种子层区域中的每一个的横向延伸。
13.如权利要求12所述的方法，其中，发光层是III族氮化物层。
14.如权利要求12所述的方法，其中，种子层是纤锌矿结构并且每个种子层区域被成形为三角形或者六角形。
15.如权利要求12所述的方法，其中，每个种子层区域由间隙或者界面与最近的邻近种子层区域完全分离。
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