JP2003524295A - 改良された電流拡散構造を有するスケーラブルｌｅｄ - Google Patents

改良された電流拡散構造を有するスケーラブルｌｅｄ

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Abstract

(57)【要約】 ＬＥＤの活性層（１４）への電流注入を改善し、そのパワーおよび光束を向上させる改良された電流拡散構造を有するＬＥＤ。電流拡散構造は、従来のＬＥＤよりも大きなＬＥＤで使用でき、改良された電流注入が維持される。本発明は、特に、絶縁基板（１２）を有するＬＥＤに適用可能であるが、導電性基板を有するＬＥＤの直列抵抗を小さくすることもできる。改良された構造は、協働する導電性の経路を形成する導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ、２２）を含み、この経路は、電流がコンタクト（１９、２１）からフィンガ（２０ａ、２０ｂ、２２）に拡散し、反対のドープされた層（１５、１６）を通って均一に拡散することを保証する。電流は、活性層（１４）に拡散し、活性層（１４）全体に電子および正孔を均一に注入し、電子と正孔は再結合して光を放射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本出願は、１９９９年１２月１日に出願したTarsa他の仮出願第６０／１６８
，３３８号の利益を主張する。
【０００２】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に関し、より詳細には、改良された電流
拡散構造（current spreading structure）を有するＬＥＤに関する。
【０００３】 （関連技術の説明） ＬＥＤは、電流を光に変換する重要な固体デバイスである。ＬＥＤは一般に、
一方はｐ型、他方はｎ型の２つの向かい合ったドープされた層に挟まれた活性半
導体材料層を含む。ドープされた層の電気コンタクトを横切って駆動電流を印加
すると、ドープされた層から活性層に電子および正孔が注入される。次いで、電
子と正孔が再結合して光が発生し、光は、活性層から全方向に放射されて、ＬＥ
Ｄの全ての表面から出ていく。
【０００４】 従来のＬＥＤの欠点の１つは、電流を光に変換する効率がフィラメント光に比
べて低いことである。そのために、ＬＥＤの使用はたいていの場合、電子装置の
表示ランプなどの応用に限られ、このときのＬＥＤのダイサイズは０．２５ｍｍ 2 未満、光パワーは１０ミリワット（ｍＷ）未満である。
【０００５】 しかし、窒化物ベースの半導体材料における最近の進歩によって、青−緑スペ
クトル領域で発光し、それを使用して、白色光を含むさまざまな色の光を生み出
すことができる明るくて高効率のＬＥＤが開発された（日亜社の白色ＬＥＤ、部
品番号NSPW300BS、NSPW312BS他、およびHaydenの米国特許第５９５９３１６号「
Multiple Encapsulation of Phosphor-LED Devices」を参照されたい）。これら
の進歩が、高出力パワーおよび高光束を必要とする照明および信号への応用とし
て使用する固体発光体に結びついた。このような応用の１つが交通信号機である
。現行のＬＥＤ信号機は、高い出力パワーが得られるように組み合わされた単一
ＬＥＤデバイスのアレイからなる。しかし、ＬＥＤアレイの代わりに使用できる
高出力の単一ＬＥＤデバイスがあれば、複雑さおよびコストが低減し、信頼性も
高くなろう。
【０００６】 ＬＥＤのパワーおよび光束を増大させる１つの方法は、ＬＥＤのサイズおよび
発光面積を大きくすることである。しかし、窒化物ベースの従来のＬＥＤのサイ
ズは、電気コンタクトから活性層へ電流を効果的に拡散（spread）することがで
きないことにより制限されている。窒化物ベースのｐ型半導体材料の導電率は比
較的低く、ｐ型コンタクトに印加された電流は、ｐ型層内の限られた領域にしか
拡散されない。電流は、活性層全体に移動せず、ＬＥＤは、コンタクト周囲の局
部の加熱と早期の劣化を生じることになる。
【０００７】 窒化物ベースのｎ型半導体材料は、良好な導体だが、電流の拡散に対してある
抵抗を示す。デバイスのサイズが増大するにつれ、ｎ型コンタクトからの電流を
均一に拡散するｎ型材料の能力は低下する。その結果、窒化物ベースのＬＥＤの
サイズは、ｐ型層とｎ型層両方の電流拡散特性によって制限される。
【０００８】 電流拡散を向上させる構造を有するさまざまなＬＥＤが開発された（G.B.Stri
ngfellow and M.G.Crawford (1997), High Brightness Light Emitting Diodes,
Semiconductors and Semimetals, Vol.48, pp.170-178を参照されたい）。この
デバイスは一般に、導電性基板上に成長させたｎ型エピタキシャル層と、ｎ型層
上に成長させたＬＥＤ活性領域およびｐ型層とを含む。ｐ型層の表面の中央に導
電性コンタクトが堆積され、エピタキシャル層とは反対側の導電性基板上に導電
性コンタクトパッドが堆積されている。ｐ型コンタクトからの電流は、ｐ型層の
中央から縁に向かって拡散し、活性層に達する。基板は、エピタキシャル層に比
べて非常に厚く、その結果、活性領域に拡散する全電流は、ｐ型コンタクトによ
って与えられる拡散によって制限される。この基本構造は、小さなＬＥＤ（約０
．２５ｍｍ2）には有効だが、より大きなＬＥＤにスケーリングすることはでき
ない。ＬＥＤサイズのスケーリングを容易にするためには、ＬＥＤに変更を加え
なければならない。
【０００９】 このような変更の１つは、ｐ型層の厚さを厚くして拡散抵抗（spreading resi
stance）を小さくし、電流がＬＥＤの縁まで拡散するようにする。この方法は、
ＬＥＤの面積を増大させるのには有効だが、ｐ型層の厚さを際限なく増大させる
ことはできないので、ＬＥＤのスケーリングは事実上制限される。さらに、Ｇａ
ＮベースのＬＥＤシステムでは、ｐ型材料の導電率が非常に低く、この方法は実
用的ではない。
【００１０】 他の方法では、ｐ型層の表面の中央にコンタクトを堆積させ、コンタクトから
表面の縁に向かって薄い放射状の導電性フィンガを走らせる。コンタクトに印加
された電流は、導電性フィンガおよびその下のｐ型面に広がる。この方法は１つ
の改良ではあるものの、ＬＥＤを大きなサイズに自由にスケーリングできるわけ
ではない。サイズが増大するにつれて、放射状フィンガの端部の距離が増大し、
ついにはこの距離が、ｐ型層全体に電流が拡散するのを妨げるようになる。この
構造は、絶縁基板上に製作されたＬＥＤでは使用することができない。
【００１１】 Nakamura他の米国特許第５６５２４３４号には、絶縁基板上に成長させた窒化
物ベースのＬＥＤにおける電流拡散を改善する構造が開示されている。この構造
は、絶縁基板上のＬＥＤ構造を含み、基板に隣接するｎ型層と、エピタキシャル
層表面のｐ型層とがある。基板が絶縁基板であるので、コンタクトパッドを使用
して、基板を介してｎ型層まで電流を拡散することはできない。その代わりに、
ＬＥＤ構造の角を、ｐ型層、活性層およびｎ型層の途中までエッチングする。エ
ッチングした領域にコンタクトを堆積し、コンタクトに印加された電流が、相対
的に導電性のｎ型材料を通って拡散する。ｐ型層全体に電流を拡散するため、半
透過（semi-transparent）な電流拡散層をｐ型層上に堆積させる。ｐ型コンタク
トは、拡散層上のｎ型コンタクトとは反対側の角に堆積される。ｐ型コンタクト
に印加された電流は、拡散層を通ってその下のｐ型層に広がる。
【００１２】 この構造は、標準サイズのデバイスにおける電流拡散の改善にはなるが、標準
サイズよりも大きなＬＥＤで電流を効率的に拡散することはできない。ｐ型層は
ＬＥＤの表面であるので、拡散層は、放射された光を吸収しないようにできるだ
け薄くしなければならない。しかし、拡散層を薄くすればするほど、そのシート
抵抗（sheet resistance）は大きくなる。ＬＥＤのサイズが増大するにつれ、増
大したシート抵抗が、ｐ型層全体にわたって電流が十分に拡散するのを妨げる。
半透過の金属材料を使用し、および／またはその厚さを厚くすることによって、
拡散層のシート抵抗を小さくすることができる。しかしこのような変更は、透過
度を下げ、光吸収を増大させ、ＬＥＤの光出力を減らすことになろう。
【００１３】 また、ｎ型層の増大した拡散抵抗は、過大な加熱を引き起こし、十分な電流拡
散および均一な光出力を妨げる。拡散抵抗を小さくするためには、デバイスサイ
ズの増大につれてｎ型層の厚さを厚くすればよい。しかし、これによって必要な
材料およびプロセス時間が大幅に増大する。これらの増大はともに、とてつもな
く大きなコスト増をもたらす可能性がある。
【００１４】 （発明の概要） 本発明は、新しい電流拡散構造を有する改良されたＬＥＤを提供する。この改
良されたＬＥＤは、標準サイズとすることができ、またはより大きなサイズにス
ケーリングして、パワー出力および光束を増大させることができる。新しい電流
拡散構造は、小型ＬＥＤと大型ＬＥＤの両方でｐ型およびｎ型層内における電流
拡散を改善する。その結果、ＬＥＤの活性層への正孔および電子の注入が向上し
、これにより発光効率が高まり、直列抵抗および加熱が低減する。
【００１５】 新しいＬＥＤは一般に、エピタキシャル成長させたｐ型およびｎ型層、ならび
にｐ型層とｎ型層の間にエピタキシャル成長させた活性層を有するＬＥＤコアを
含む。ＬＥＤコアに隣接して第１の電流スプレッダ（spreader）層が含まれる。
ＬＥＤコアを通してスプレッダ層に達する少なくとも１つの溝が形成され、この
溝の中の前記第１のスプレッダ層上に、少なくとも１つの第１の導電性フィンガ
を有する第１のコンタクトがある。電流は、第１のコンタクトから、導電性フィ
ンガ、第１のスプレッダ層およびＬＥＤコアに流れる。第１の導電性層とは反対
側のＬＥＤコア上に、少なくとも１つの第２の導電性フィンガを有する第２のコ
ンタクトが含まれ、電流は、第２のコンタクトから、第２のフィンガおよびＬＥ
Ｄコアに流れる。
【００１６】 新しいＬＥＤはさらに、第１のスプレッダ層とは反対側のＬＥＤコア上に第２
のスプレッダ層を含むことができる。第２のスプレッダ層は、第２のコンタクト
／フィンガとＬＥＤコアの間に配置される。スプレッダ層は、隣接するＬＥＤコ
ア層よりも導電性が高く、これによって電流は、第２のコンタクト／フィンガか
ら第２のスプレッダ層およびＬＥＤコア全体に、より自由に流れることができる
。
【００１７】 新しいＬＥＤの一実施形態では、第１のスプレッダ層がｎ型エピタキシャル層
であり、第１のスプレッダ層を基板上に成長させて、基板とＬＥＤコアの間に挟
まれるようにする。第１のスプレッダ層とは反対側のＬＥＤコアの表面に透過ま
たは半透過の第２のスプレッダ層が堆積され、第２のスプレッダ層上に第２のコ
ンタクトおよびそのフィンガが形成される。
【００１８】 ＬＥＤのコンタクトおよび各々の導電性フィンガは、電流の拡散ならびにＬＥ
Ｄの活性層中への正孔および電子の注入が向上するように配置される。コンタク
トを横切ってバイアスを印加し、各コンタクトから各々の導電性フィンガを通っ
て電流を拡散する。隣接する第１のフィンガと第２のフィンガの間の距離は、ほ
ぼ均一に保たれ、電流がＬＥＤコアを横切って効果的に拡散する程度に十分に小
さい。これは、ＬＥＤコアの活性層への均一な電流注入を提供する。新しい電流
拡散構造を使用して、新しいＬＥＤを、隣接するフィンガ間の同じ電流拡散関係
を維持しながら、従来のＬＥＤよりもずっと大きいサイズにスケーリングするこ
とができる。
【００１９】 ＬＥＤコア上のコンタクトおよびフィンガは、コアの表面全体を覆わず、表面
の大部分を光の放射のために残す。その結果、フィンガに厚い低抵抗の金属を使
用して、効率的な電流拡散経路を提供することができる。これらのフィンガは、
また、第２のスプレッダ層に電流が拡散しなければならない距離を短くする。そ
のため、電流拡散層の厚さを薄くすることができ、これによって放射された光の
吸収が低減する。さらに、ＬＥＤコアへ電流を拡散するための第２のスプレッダ
層上に１または複数のフィンガを提供することによって、ＬＥＤのサイズが増大
しても、第２のスプレッダ層の厚さを厚くする必要がなくなる。これによって、
厚いエピタキシャル層に関連した長いプロセス時間およびコストの増大が回避さ
れる。
【００２０】 新しいＬＥＤ構造の利点は、導電性および絶縁基板上のＬＥＤに対して実現さ
れる。これは、新しい構造が、基板の種類とは無関係にほぼ均一な電流注入を提
供するためである。この構造では、エピタキシャル層の構成を逆にすることもで
きる。すなわち、ｐ型層を第１のスプレッダの次の層とし、ｎ型層をエピタキシ
ャル面に置くことができる。電流拡散構成は変更しなくてよい。本発明は、デバ
イスサイズの増大につれてフィンガの数を増やすことによって、十分にスケーラ
ブルなデバイスを提供する。
【００２１】 本発明のこれらの特徴および利点、ならびにその他の特徴および利点は、添付
の図面を参照して、当業者が以下の詳細な説明を読むことによって明らかとなろ
う。
【００２２】 （発明の詳細な説明） 図１〜１２に、改良された電流拡散構造をそれぞれ有する、本発明に基づいて
構成された新しいＬＥＤのさまざまな実施形態を示す。これらの新しい構造は、
任意の半導体材料システムから形成されたＬＥＤで使用することができるが、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）、サファイアなどの基板上に製作されたＩＩＩ族窒化物ベー
スのＬＥＤに特に適用可能である。ＳｉＣは、ＧａＮなどのＩＩＩ族窒化物に非
常に近い結晶格子の整合を有し、高品質のＩＩＩ族窒化膜が得られる。炭化ケイ
素は、さらに非常に高い熱伝導率を有し、そのため、炭化ケイ素上のＩＩＩ族窒
化物デバイスの総出力パワーが、基板の熱放射によって制限されない（サファイ
ア上に形成したいくつかのデバイスについても同様である）。ＳｉＣ基板は、Du
rham, North CarolinaのCree Research社から入手可能であり、ＳｉＣ基板を生
産する方法は、科学文献、ならびに米国特許第ＲＥ３４８６１号、４９４６５４
７号および５２０００２２号に記載されている。
【００２３】 図１、２および３に、基板１２とＬＥＤコア１３の間に挟まれた、第１のスプ
レッダ層を表す導電層１１を有する新しい正方形ＬＥＤ１０を示す。コア１３は
、エピタキシャル成長させた導電層１５と１６の間に挟まれたエピタキシャル成
長させた活性層１４を含む。ｎ型またはｐ型に関して、導電層１５はスプレッダ
１１と同じ型であり、導電層１６はスプレッダ１１とは反対の型である。好まし
い実施形態では、層１５がｎ型、層１６がｐ型、第１のスプレッダ層がｎ型であ
る。
【００２４】 第１のスプレッダ１１は、活性層１４への電流拡散を容易にする厚さおよびド
ーピング濃度を有する。好ましいドーピング濃度は、１×１０21ｃｍ-3から１×
１０15ｃｍ-3であり、好ましい厚さは０．２μｍから１００μｍである。層１１
、１４、１５、１６は、ＭＯＣＶＤリアクタにおける成長など従来の方法によっ
て、またはＶＰＥ、ＭＯＣＶＤなどの成長技法を組み合わせることによって基板
１２上に製造することができる。
【００２５】 導電層１６上には、第２のスプレッダ層を表す電流拡散層１８が堆積され、導
電層１６全体および活性層１４中への電流の拡散を容易にする。この層１８は、
導電層１６と同じドーピング型で、第１のスプレッダ１１と同様の厚さおよびド
ーピング濃度を有するＭＯＣＶＤ成長させた半導体とすることができる。第２の
スプレッダ１８は、透過または半透過の導電性材料から形成することもできる。
好ましい材料は、総厚が１ｎｍから５０ｎｍの薄い金属または薄い金属の組合せ
、あるいはこれらよりも厚くできるＩＴＯなどの透過導体である。
【００２６】 第２のスプレッダ１８上には、２つの第２の導電性フィンガ２０ａおよび２０
ｂを有する第２のコンタクト１９が堆積されている。第２のコンタクトおよびフ
ィンガは、導電層の３つの縁に隣接して延び、コンタクト１９とは反対側の縁の
手前で止まるＵ字形の経路を形成している。フィンガ２０ａおよび２０ｂの外側
の境界は、導電層１６の縁まで延ばすことができ、または導電層１６の縁からい
くぶん後退させて、フィンガ２０ａと２０ｂの間に第２のスプレッダ１８の小領
域が見えるようにすることもできる。
【００２７】 デバイス全体にわたって均一な電流拡散を強化するため、第１のスプレッダ１
１の表面に、第１のコンタクト２１および第１の導電性フィンガ２２が堆積され
ている。この表面にある領域を確保するため、ＬＥＤコアのセクションが第１の
スプレッダ１１までエッチングされ、ＬＥＤコアを貫通した溝／チャネル２３が
形成されている。溝の中の第１のスプレッダ上には、第１のコンタクト２１およ
びフィンガ２２が堆積されている。
【００２８】 ＬＥＤコア１３は、化学エッチング、イオンミルエッチングなどの従来の方法
を使用してエッチングすることができる。導電層１８、コンタクト１９、２１お
よびコンタクトのフィンガは、蒸着、スパッタリング、電気めっきなど、従来の
多くの方法によって堆積させることができる。
【００２９】 動作時には、コンタクト１９および２１にバイアスを印加する。コンタクト２
１からの電流は、そのフィンガ２２に沿って第１の導電性スプレッダ１１に拡散
する。電流は、第１のスプレッダ１１全体に拡散し、キャリアは、層１５を通し
てＬＥＤ活性領域１４にほぼ均一に注入される。電流は、コンタクト１９からフ
ィンガ２０ａおよび２０ｂに拡散し、次いで第２のスプレッダ層１８全体に広が
る。キャリアは、層１６を通してＬＥＤ活性領域１４にほぼ均一に注入される。
電子と正孔は、活性層１４で再結合して、ほぼ均一で非常に効率的な発光を行う
。
【００３０】 新しいＬＥＤ１０およびその電流拡散構造は、多くの異なる形状およびサイズ
をとることができる。図１〜３は、標準サイズ（約０．２５ｍｍ2）とすること
ができ、あるいは標準サイズよりも小さくまたは大きくすることもできる正方形
ＬＥＤを示す。ＬＥＤ１０のサイズが増大するにつれ、導電性フィンガ間の距離
も増大する。ＬＥＤのサイズは、電流がフィンガから拡散し、活性層に均一な注
入を提供することをできるかどうかによって制限される。
【００３１】 好ましい電流拡散フィンガは、区分的に長方形の形状を有する。第２のフィン
ガの幅は０．１〜３０ミクロン、好ましくは２〜１０ミクロンである。フィンガ
の幅を広くしたほうが電流を効果的に拡散することができるが、ｐ型層１６から
放射された光をより多くブロックし、または吸収してしまう。第１のフィンガの
幅は、０．１〜３０ミクロンとすることができる。フィンガの幅を広くすると、
ＬＥＤ構造の多くは、エピタキシャル層までエッチングする必要が生じ、光を発
することができる活性層の量が低減する。第１のフィンガと第２のフィンガの距
離は、５〜５００ミクロンとすることができる。距離が短いほど電流拡散層内の
電流拡散は良好になるが、光を吸収するフィンガによってより大きな面積が覆わ
れることになる。フィンガの厚さは０．０５〜３ミクロンとすることができる。
フィンガが厚いほど直列抵抗は小さくなるが、製造により多くの時間とコストが
かかる。
【００３２】 新しい構造は、従来技術に優る多くの利点を有する。コンタクト１９、２１お
よびそれらの導電性フィンガ２０ａ、２０ｂ、２２は、直列抵抗の小さい導電材
料から作られる。コンタクトからフィンガに流れる電流は、小さな拡散抵抗を流
れ、電流を分配する効率的な経路を提供する。さらに電流は、第２のスプレッダ
層１８に十分に拡散するのに、電流拡散コンタクト１９およびそのフィンガ２０
ａ、２０ｂからはるかに短い距離を広がればよい。その結果、電流拡散層の厚さ
を薄くすることができ、これによって光の吸収を低減させることができ、第２の
スプレッダ１８に半透過材料を使用した場合には光出力が増大する。ｐ型層１６
への十分な電流拡散および活性層１４への均一な注入が維持される。エピタキシ
ャルと電流拡散フィンガとの距離は、ほぼ均一でなければならず、各々のドープ
された層および活性層１４への均一な電流拡散を保証する。
【００３３】 先に述べたとおり、第２のフィンガ２０ａおよび２０ｂは、ＬＥＤが放射した
光の一部を吸収する。また、ＬＥＤコアをエッチングして溝２３を作ることによ
って、発光に寄与することができるＬＥＤコアのサイズが小さくなる。しかし、
活性層１４への均一な電流の注入は、これらの欠点を克服し、その結果、全体的
な効率が向上したＬＥＤが得られる。実際、溝２３は、全体的な光出力を向上さ
せる可能性がある。これは、光が、ＬＥＤの活性層１５から全方向に放射される
ためである。平坦な表面を有するＬＥＤでは、ある割合の光がＬＥＤの表面で反
射され、完全な内部反射となる。最終的には光は吸収されるか、またはＬＥＤの
側面から外部に逃れ出る。ＬＥＤ構造をエッチングして１または複数の溝を提供
することによって、ＬＥＤの内部で反射した光が溝に達し、逃れ出る機会が増大
する。これによって、光が吸収されることなく外部に現れ、照明に寄与する確率
が高まる。
【００３４】 図４および５に、図１〜３のＬＥＤと同様の新しいＬＥＤ４０の他の実施形態
を示す。このＬＥＤは、同じ基板１２および第１のスプレッダ層１１を有する。
また、ＬＥＤは、同様のＬＥＤコア４１、およびＬＥＤコアの導電層４３上に堆
積させた第２のスプレッダ層４２を有する。
【００３５】 しかしこの実施形態では、第１のコンタクトおよびフィンガが第１のスプレッ
ダ層１１の縁から電流を拡散し、第２のコンタクトおよびフィンガが第２のスプ
レッダ層４２の中央から電流を拡散する。ＬＥＤコア４１は、ＬＥＤの周囲のう
ち３辺が第１のスプレッダ層１１までエッチングされている。第１のスプレッダ
層１１において中間の辺の中点のところに第１のコンタクト４４が堆積されてい
る。第１のスプレッダ層１１には第１のフィンガ４５ａおよび４５ｂが堆積され
ており、エッチングされた縁に沿って第１のコンタクト４４から反対方向に走っ
ている。電流は、第１のコンタクト４４からそのフィンガ４５ａおよび４５ｂを
通って、第１のスプレッダ層の周辺部に拡散する。第２のスプレッダ層４２にお
いて第１のコンタクト４４とは反対側の縁には、第２のコンタクト４６が堆積さ
れている。第２のコンタクト４６は、第２のスプレッダ層に堆積された１つの導
電性フィンガ４７を有し、コンタクト４６からエピタキシャル層コンタクト４４
の方向にＬＥＤの中心線の大部分に沿って走る。
【００３６】 ＬＥＤ４０は、ＬＥＤ１０と同じ電流拡散の利点を有する。電流は、コンタク
ト４４および４６から、直列抵抗の小さいそれぞれの導電性フィンガを通して拡
散する。第１のコンタクト４４およびそのフィンガ４５ａおよび４５ｂからの電
流は、第１のスプレッダ層１１を通ってＬＥＤコア４１まで拡散する。第２のコ
ンタクト４６およびそのフィンガ４７からの電流は、第２のスプレッダ層４２お
よびＬＥＤコア４１に拡散する。ＬＥＤ１０と全く同様に、ＬＥＤコア４１全体
をカバーするために、フィンガ４７から第２のスプレッダ層４２を通って電流が
拡散すべき距離は、短縮される。その結果、第２のスプレッダ層４２の厚さを薄
くすることができ、これによって光の吸収が低減する。第２のフィンガ４７と第
１のフィンガ４５ａおよび４５ｂとの距離は、両者がオーバーラップした区間で
ほぼ均一であり、その結果、ＬＥＤコアの活性層５０への電流注入がより均一に
なる。
【００３７】 新しい電流拡散構造の重要な利点は、より大きなＬＥＤ上で使用しても、改良
された電流の拡散が維持されることである。図６に、図１、２および３のＬＥＤ
１０と同様の電流拡散構造を有する新しいＬＥＤ６０を示す。ＬＥＤ６０は、基
板、第１のスプレッダ層、ＬＥＤコア（以上は図６では見ることができない）、
および第２のスプレッダ層６１を有する。これらは全てＬＥＤ１０のものと同様
である。ＬＥＤコアの一部は、第１のスプレッダ層までエッチングされ、そこに
ｎコンタクト６２およびフィンガ６３が堆積されている。第２のスプレッダ層６
１には、第２のコンタクト６４およびその導電性フィンガ６５ａ、６５ｂも堆積
されており、フィンガはＬＥＤの周辺に沿って走っている。
【００３８】 ＬＥＤ６０は、ＬＥＤ１０よりも大きく、その２辺６６および６７の長さが延
長された長方形の形状を有する。第１のフィンガ６３および第２のフィンガ６５
ａ、６５ｂの長さを、辺６６および６７の長さの延長分と同じだけ延長すること
によって、改良された電流拡散は、維持される。第１のフィンガ６３と第２のフ
ィンガ６５ａ、６５ｂとの距離は、両者がオーバーラップした区間で均一に維持
する。ＬＥＤコア全体をカバーするために第２のフィンガ６５ａおよび６５ｂか
ら電流拡散層６１を通って電流が拡散すべき距離も依然として一定である。同様
に、第１のフィンガ６３から第１のスプレッダ層を通って電流が拡散すべき距離
も依然として一定である。辺６６および６７の長さをさらに長くする場合には、
フィンガ間の電流関係を維持するためにフィンガの長さも長くしなければならな
い。
【００３９】 図４および５に示した設計に基づいて、同様の長方形ＬＥＤを製作することが
できる。これらのデバイスでも同様に、長方形ＬＥＤ内の電流の拡散を均一にす
るために、電流拡散構造中のフィンガの長さを長くしなければならない。
【００４０】 ＬＥＤ６０の追加の利点は、同じ表面積の正方形ＬＥＤよりも効率的に熱を散
逸させることである。ＬＥＤ６０の内部で発生した熱は、より短い距離を伝わっ
てその辺の１つに到達し散逸することができる。
【００４１】 従来技術に優る本発明の他の重要な利点は、第１のスプレッダ層の厚さに関係
する。この層は、普通ｎ型エピタキシャル層であり、電流がコンタクトから第１
のスプレッダ層を通って拡散する従来のＬＥＤでは、ＬＥＤサイズの増大は、第
１のスプレッダ層の厚さを厚くして、その直列抵抗を小さくすることを要求する
。第１のコンタクトから１または複数の第１の導電性フィンガを通って電流を拡
散することによって、直列抵抗の増大が回避される。第１のスプレッダ層の厚さ
を同じにすることができ、潜在的なプロセス時間およびコストの増大が回避され
る。
【００４２】 導電性フィンガ間の電流拡散関係を維持しながらＬＥＤをスケーリングする他
の方法は、ＬＥＤの面積を大きくするごとにフィンガの数を増やす方法である。
図７に、図１〜５に示したＬＥＤ１０および４０よりも大きな表面積を有するＬ
ＥＤ７０を示す。ＬＥＤ７０は、同様の基板、第１のスプレッダ層、ＬＥＤコア
（以上は図７では見ることができない）、および第２のスプレッダ層７１を有す
る。表面積を大きくするにつれて第１および第２のフィンガの数を増やし、一方
で、隣接するフィンガ間の均一な距離を維持する。
【００４３】 第１および第２のコンタクト７２および７３は、多くの異なる形状およびサイ
ズを有することができる。好ましい第２のコンタクト７３は円形であり、ＬＥＤ
の縁の１つに近く、第２のスプレッダ層７１に堆積される。導電性枝路７４の２
つの部分は、第２のスプレッダ層７１の上を、隣接するＬＥＤの縁に平行にコン
タクト７３から互いに反対方向に走っている。多数の導電性フィンガ７５は、第
２のスプレッダ層７１の上を枝路７４から直角に延びている。ＬＥＤコアをエッ
チングして、第１のコンタクト７２に対して第１のスプレッダ層に領域を提供し
、第１のフィンガ７６に対して溝を提供する。好ましい第１のコンタクト７２は
正方形であり、第１のスプレッダ上の、ｐコンタクト７３とは反対側の縁の中央
に堆積される。ＬＥＤの縁に沿って第１のコンタクト７２から枝路７２ｂが延び
ている。枝路７２ｂから枝路７４に向かって直角にフィンガ７６が延びている。
第２のフィンガと第１のフィンガ７５、７６の距離はほぼ均一に維持され、ＬＥ
Ｄの活性層へのほぼ均一な注入を提供できる程度に十分に小さい。したがって、
たとえ標準サイズのＬＥＤより大きくても、ＬＥＤ７０は、上記の実施形態と同
じ電流拡散の利点を享受する。
【００４４】 図８に、第１および第２のフィンガがジクザグ形の導電性経路を形成する新し
いＬＥＤ８０の他の実施形態を示す。ＬＥＤ８０は、基板から第２のスプレッダ
層まで上記の実施形態と同じ層構造を有する。第２のスプレッダ層８２において
ＬＥＤの角に、円形の第２のコンタクト８１が堆積されている。第２のスプレッ
ダ層には導電性枝路８３も堆積されており、コンタクト８１からＬＥＤ表面の２
辺に沿って走っている。第２のスプレッダ層８２において、枝路８３からＬＥＤ
８０を斜めに横切って、ジクザグ形の第２の導電性フィンガ８４が走っている。
フィンガ８４は、枝路８３から直角に突き出し、次いで、ＬＥＤ８０を横切るに
したがい交互に直角に曲がっている。フィンガが短いほど直角に曲がる回数は少
ない。
【００４５】 ＬＥＤ８０を第１のスプレッダ層までエッチングして、第１のコンタクト８５
、その枝路８６およびそのジグザグ形のフィンガ８７に対する溝を提供する。第
１のコンタクト８５は、第１のスプレッダ層上の、第２のコンタクト８１とは反
対側のＬＥＤの角に堆積される。導電性枝路８６が第１のスプレッダ層に堆積さ
れ、電流拡散層枝路８３がカバーしていない残りの２辺に沿って第１のコンタク
ト８５からＬＥＤ８０の周辺に沿って走る。電流拡散層フィンガ８４と同じ形状
を有する第１のジクザグ形フィンガ８７が、第１のスプレッダ層のフィンガ８４
に堆積され、第１のフィンガと第２のフィンガとの距離は、両者がオーバーラッ
プする区間でほぼ均一である。この概念に対する代替実施形態では、曲線状のフ
ィンガを使用して、直角ではなく丸みを帯びたコーナを有するジクザグ形のパタ
ーンを生成することもできる。
【００４６】 この構造は、直列抵抗が低いこと、スケーリングが可能であること、およびよ
り薄い電流拡散層を使用できることを含む、上記の実施形態の電流拡散に関する
利点を全て有する。ＬＥＤ構造にエッチングされた第１のフィンガ８７に対する
ジクザグ形の溝は、ＬＥＤ８０から放射される光の割合を高める働きもする。溝
の縁は、上記の実施形態よりも変化に富み、これによって内面反射光が外部に漏
れ、ＬＥＤの発光に寄与する可能性が増大する。
【００４７】 図９および１０に、上記実施形態と同じ層構造を有する新しいＬＥＤ９０の他
の長方形実施形態を示す。第２のスプレッダ層９２の中央に第２のコンタクト９
１が堆積されており、導電性枝路９３の２つの部分が、コンタクト９１からＬＥ
Ｄの縦の中心線に沿って第２のスプレッダ層を反対方向に走っている。多数の導
電性フィンガ９４は、枝路９３の両側からＬＥＤの縁に向かって直角に突き出し
ている。ＬＥＤの第１のスプレッダ層に電流を拡散するため、ＬＥＤ構造は、周
辺が第１のスプレッダ層までエッチングされている。第１のスプレッダ層のＬＥ
Ｄの縁には、第１のコンタクト９５が堆積されている。第１のスプレッダ層のＬ
ＥＤの周辺全体に、第１の枝路９６が堆積され、コンタクト９５から続く連続し
た導電性ループを提供する。ＬＥＤ構造の第２のフィンガ９４の間に溝がエッチ
ングされ、周辺から枝路９３に向かって直角にエッチングされている。溝の中の
第１のスプレッダ層には、第１のフィンガ９７が堆積されており、第１の枝路９
６から延びる導電性経路を提供する。隣接する第１のフィンガと第２のフィンガ
との距離は、両者がオーバーラップする区間でほぼ均一であり、この実施形態は
、上記の実施形態と同じ電流拡散に関する利点を有する。
【００４８】 図１１に、上記の実施形態と同じ層構造を有する新しいＬＥＤ１１０の他の実
施形態を示す。ＬＥＤの第２のスプレッダ層１１２の中央に、第２のコンタクト
１１１が堆積されている。導電性フィンガ１１３は、第２のスプレッダ層１１２
上をコンタクト１１１からＬＥＤの縁に向かって放射状に延びている。フィンガ
１１３の起点間の距離は均一である。コンタクト１１１から放射状に外側へ延び
るにつれて、隣接するフィンガ間の距離は広がる。この距離が大きくなりすぎて
、第２のスプレッダ層１１２に効果的に電流を拡散することができなくなると、
フィンガ１１３は、２本のフィンガ１１４に分かれる。
【００４９】 ＬＥＤは、その周辺を第１のスプレッダ層までエッチングされ、第１のコンタ
クト１１５およびその周辺枝路１１６を提供する。ＬＥＤは、さらにエッチング
されて、第２のフィンガ１１３の間を、第２のコンタクト１１１の方向へ延びる
導電性経路を形成する第１のフィンガ１１７を提供する。フィンガ１１４の分割
セクションが十分に長い場合には、第１のフィンガは、セクションとセクション
の間に含まれる。
【００５０】 隣接する第１のフィンガと第２のフィンガとの距離は、以前の実施形態よりも
変化する。しかしこの距離は依然として、ＬＥＤ１１０が以前の実施形態と同じ
電流拡散の利点を有することができる程度には十分に均一である。この実施形態
は、より大きなサイズにスケーリングすることができる。表面積を大きくするに
つれ、第２のフィンガをさらに分割することができ、これらの分割セクションの
間には別の第１のフィンガが含まれる。
【００５１】 上記の実施形態を透過基板上に成長させ、フリップチップ（flip-chip）装着
することもできる。図１２に、透過基板１２３に成長させたＬＥＤ１２０を示す
。ＬＥＤ１２０は、図４のＬＥＤ４０と同様の構造を有する。ＬＥＤ１２０は、
第１のスプレッダ層１２６上のＬＥＤコア１３０、および第１のスプレッダ層と
は反対側のＬＥＤコアにおける第２のスプレッダ層１２４を含む。ＬＥＤは、結
合媒体１２１の使用によってサブマウント１２２に装着されている。結合媒体１
２１は、第２のスプレッダ１２４（図１２に示す）または第２のスプレッダ上の
コンタクトパッドを、サブマウントと結合媒体１２１との間にある導電層の第１
のセクション１２７に接続する。導電層１２７に印加されたバイアスによって、
電流は、第２のスプレッダ１２４およびＬＥＤの活性領域に送られる。さらに、
導電層の第２のセクション１２８（またはコンタクト）が、サブマウント上にあ
り、第２の結合媒体１２５が、第１のスプレッダ１２６上の第１のコンタクト１
２９を導電層１２８に接続する。導電層１２８に印加されたバイアスによって、
電流を第１のコンタクト１２９に送り、第１のコンタクト１２９は、この電流を
、第１のフィンガ１３１を通って第１のスプレッダ１２６に送る。第１のフィン
ガは、第１のスプレッダ層の周辺に配置されている。導電層１２７と１２８は、
サブマウント１２２によって電気的に分離されており、ＬＥＤパッケージの接続
ポイントの働きをする。
【００５２】 この構造の利点の１つは、ＬＥＤの発熱位置が結合界面１２１に近く、熱がサ
ブマウント１２２に効果的に伝達されるため、ＬＥＤが、より良好な放熱性（he
at sinking）を有することである。サブマウントは高い熱伝導率を有することが
でき、ＬＥＤチップ基板１２３よりも表面積が大きい。さらに、第２のスプレッ
ダ層１２４に対して半透過層を使用する場合には、フリップチップ図形によって
、反射器を半透過層と一体化して、第２のスプレッダ１２４の全体的な光損失を
低減し、基板１２３に向かって光を反射させることができる。
【００５３】 反射器は、第２のスプレッダを覆って配置されるので、第２のコンタクトおよ
びフィンガは放射された光を一切吸収しない。第２のコンタクトおよびフィンガ
の厚さを厚くして、放射された光を吸収する恐れなしに直列抵抗を小さくするこ
とができる。また、反射面が導電性である場合には、結合媒体１２１を反射器の
表面全体に取り付けることができ、構造全体の熱伝導度を増大させることができ
る。
【００５４】 上記の実施形態は、使用する材料システムに応じて、導電性基板ならびに絶縁
基板上に成長させることができる。炭化ケイ素などの導電性基板上に形成された
ＬＥＤでは、通常コンタクトは、エピタキシャル層とは反対側の導電性基板の表
面に直接に堆積される。コンタクトパッドに印加された電流は、基板を通してｎ
型層に拡散し、ｎ型層は、活性層へのほぼ均一な電子の注入を提供する。あるい
は、先に記載したのと同様のやり方で、ＬＥＤコアをエッチングし、必要ならば
エッチングを導電性基板まで進めることもできる。基板が導電性基板である場合
には、基板を第１のスプレッダの一部と考えることができる。
【００５５】 伝統的な基板コンタクトパッドの代わりに、コンタクトフィンガのアレイを使
用することによって、ダイオードの直列抵抗を小さくすることができる。第１に
、基板とは反対側の第２のスプレッダに対して最適な材料を使用することができ
るので、接触抵抗を小さくすることができる。第２に、基板に接触するのに比べ
て、活性領域に到達するまでに電流が移動しなければならない距離は、はるかに
短く、多くの並行経路を有し、直列抵抗はさらに小さくなる。材料およびコンタ
クトの詳細は、どの方法が抵抗を最も低くするかを決定する。
【００５６】 本発明を、いくつかの好ましい構成を参照して詳細に説明してきたが、他の構
成も可能である。導電性フィンガは、多くの異なる形状およびパターンを有する
ことができ、ＬＥＤ層にさまざまな方法で堆積させることができる。したがって
、上記の請求項の趣旨および範囲は、それに含まれる好ましいバージョンに限定
されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 新しい電流拡散構造を有する標準サイズの新しいＬＥＤの透視図である。
【図２】 図１のＬＥＤの平面図である。
【図３】 図２の切断線３−３に沿って切った断面図である。
【図４】 第２の拡散層上に中央フィンガを、ＬＥＤの周縁の第１の拡散層上にフィンガ
を含む、新しい電流拡散構造を有する標準サイズの新しいＬＥＤの透視図である
。
【図５】 図４に示したＬＥＤの断面図である。
【図６】 図１に示した新しい電流拡散構造を使用した、スケーリングされた新しい長方
形ＬＥＤの平面図である。
【図７】 複数のフィンガを組み合わせた新しいＬＥＤ電流拡散構造を使用した新しいＬ
ＥＤの平面図である。
【図８】 複数のジクザグ形のフィンガの電流拡散構造を有する新しいＬＥＤの平面図で
ある。
【図９】 第２の拡散層上の中央コンタクトから延びる導電経路を形成し、第１の拡散層
上のフィンガと協働する、枝路およびフィンガを有する新しいＬＥＤの平面図で
ある。
【図１０】 図９のＬＥＤの断面図である。
【図１１】 第２の拡散上の中央コンタクトから放射状に延びるフィンガを有する新しいＬ
ＥＤの平面図である。
【図１２】 フリップチップ図形の新しい電流拡散構造を有する新しいＬＥＤの断面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ジェイムズ イベットソン アメリカ合衆国 93117 カリフォルニア 州 ゴレタ カレ クリストバル 5230 (72)発明者 マイケル マック アメリカ合衆国 93117 カリフォルニア 州 ゴレタ ボタンウッド レーン 6864 Ｆターム(参考） 5F041 AA04 AA08 CA04 CA40 CA93 DA09 FF11

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 改良された電流拡散構造を有するスケーラブル発光ダイオー
    ド（ＬＥＤ）であって、 エピタキシャル成長させたｐ型層（１６）、 エピタキシャル成長させたｎ型層（１５）、および 前記ｐ型層とｎ型層（１６、１５）の間に設けられたエピタキシャル成長さ
    せた活性層（１４） を有するＬＥＤコア（１３）と、 前記ＬＥＤコア（１３）に隣接した第１のスプレッダ層（１１）と、 前記ＬＥＤコア（１３）を通して前記第１のスプレッダ層（１１）に達する少
    なくとも１つの溝（２３）と、 前記少なくとも１つの溝（２３）の中の前記第１のスプレッダ層（１１）の上
    に少なくとも１つの第１の導電性フィンガ（２２）を有する第１のコンタクト（
    ２１）であって、前記第１のコンタクト（２１）から、前記少なくとも１つの第
    １の導電性フィンガ（２２）、前記第１のスプレッダ層（１１）および前記ＬＥ
    Ｄコア（１３）に電流が流れるようにした第１のコンタクト（２１）と、 前記第１のスプレッダ層（１１）とは反対側の前記ＬＥＤコア（１３）の上に
    少なくとも１つの第２の導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）を有する第２のコン
    タクト（１９）であって、前記第２のコンタクト（１９）から、前記少なくとも
    １つの第２の導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）および前記ＬＥＤコア（１３）
    に電流が流れるようにした第２のコンタクト（１９）と を備えたことを特徴とするスケーラブルＬＥＤ。
  2. 【請求項２】 前記第１のスプレッダ層（１１）は、ｎ型エピタキシャル層
    であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ。
  3. 【請求項３】 前記ｎ型層（１５）は、前記第１のスプレッダ層（１１）に
    隣接していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ。
  4. 【請求項４】 前記第２のコンタクト（１９）および前記少なくとも１つの
    第２の導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）は、前記ｐ型層上にあることを特徴と
    する請求項１に記載のＬＥＤ。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも１つの第２の導電性フィンガ（２０ａ、２０
    ｂ）および前記少なくとも１つの第１の導電性フィンガ（２２）は、それらの長
    さの一部分について概ね平行であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つの第２の導電性フィンガ（２０ａ、２０
    ｂ）および前記少なくとも１つの第１の導電性フィンガ（２２）は、それらの長
    さの一部分について、およそ互いに均一な距離にあり、前記ＬＥＤコア（１３）
    に均一な電流注入を行うことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ。
  7. 【請求項７】 前記第１のスプレッダ層（１１）に隣接し、前記ＬＥＤコア
    （１３）とは反対側に設けた基板（１２）をさらに備えたことを特徴とする請求
    項１に記載のＬＥＤ。
  8. 【請求項８】 前記基板（１２）は、導電性基板であることを特徴とする請
    求項７に記載のＬＥＤ。
  9. 【請求項９】 前記第１のスプレッダ層（１１）とは反対側の前記ＬＥＤコ
    ア（１３）に第２のスプレッダ層（１８）をさらに備え、前記第２のコンタクト
    （１９）および前記少なくとも１つの導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）は、前
    記第２のスプレッダ層（１８）に堆積され、前記コンタクト（１９）に印加され
    た電流が、前記少なくとも１つの導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）に拡散し、
    前記第２のスプレッダ層（１８）を通じて、前記ＬＥＤコア（１３）に拡散する
    ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ。
  10. 【請求項１０】 前記第２のスプレッダ層（１８）は、透過導体であること
    を特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ。
  11. 【請求項１１】 １つの前記第１の導電性フィンガ（２２）を含み、前記第
    ２のコンタクト（１９）および少なくとも１つの導電性フィンガ（２０ａ、２０
    ｂ）は、概ねＵ字形の導電性経路を形成し、前記第１のコンタクト（２１）およ
    び前記第１の導電性フィンガ（２２）が、前記Ｕ字形経路内に細長い導電性経路
    を形成していることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ。
  12. 【請求項１２】 １つの前記第２の導電性フィンガ（４７）を含み、前記第
    １のコンタクト（４４）および少なくとも１つの導電性フィンガ（４５ａ、４５
    ｂ）は、概ねＵ字形の導電性経路を形成し、前記第２のコンタクト（４６）およ
    び前記第２の導電性フィンガ（４７）が、前記Ｕ字形経路内に細長い導電性経路
    を形成していることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ。
  13. 【請求項１３】 複数の前記第１および第２の導電性フィンガ（７６、７５
    ）と、前記ＬＥＤの一つの縁に近い前記第２のコンタクト（７３）と、反対側の
    縁に近い前記第１のコンタクト（７２）とを含み、前記第２の導電性フィンガ（
    ７５）が、前記第２のコンタクト（７３）から前記反対側の縁に向けて複数の導
    電性経路を形成し、前記第１のフィンガ（７６）が、前記第１のコンタクト（７
    ２）から前記第２のコンタクト（７３）に向けて、前記第２の導電性フィンガ（
    ７５）間に櫛形に交互に並ぶ複数の導電性経路を形成していることを特徴とする
    請求項９に記載のＬＥＤ。
  14. 【請求項１４】 前記第２のコンタクト（１１１）は、前記電流拡散層（１
    １２）の中央近くに位置し、前記第２の導電性フィンガ（１１３、１１４）は、
    前記第２のコンタクト（１１１）から前記ＬＥＤの縁に向けて導電性経路を形成
    し、前記第１の導電性フィンガ（１１７）は、前記第１のコンタクト（１１５）
    から前記第２のコンタクト（１１１）に向けて、前記第２の導電性フィンガ（１
    １３、１１４）間に櫛形に交互に並ぶ導電性経路を形成していることを特徴とす
    る請求項９に記載のＬＥＤ。
  15. 【請求項１５】 前記第２のコンタクト（９１）は、前記電流拡散層（９２
    ）の中央に位置し、前記コンタクト（９１）から前記ＬＥＤの中心線に沿ってそ
    れぞれ反対方向に延びる導電性経路を形成する２つの導電性枝路（９３）をさら
    に備え、前記第２の導電性フィンガ（９４）が、前記枝路（９３）に概ね直角な
    導電性経路を形成し、前記第１のフィンガ（９７）が、前記第１のコンタクト（
    ９５）および前記ＬＥＤの縁から前記枝路（９３）に向けて、前記第２のフィン
    ガ（９４）間に櫛形に交互に並ぶ導電性経路を形成していることを特徴とする請
    求項９に記載のＬＥＤ。
  16. 【請求項１６】 複数の前記第１および第２の導電性フィンガ（８４、８７
    ）を含み、前記第２のフィンガ（８４）は、前記第２のコンタクト（８１）から
    延びる概ね平行なジクザグ形の導電性経路を形成し、前記第１のフィンガ（８７
    ）は、前記第１のコンタクト（８５）から延び、前記第２のジクザグ形フィンガ
    （８４）の間に櫛形に交互に並ぶ概ね平行なジクザグ形の導電性経路を形成して
    いることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ。
  17. 【請求項１７】 フリップチップ実装を使用し、改良された電流拡散構造を
    有するスケーラブル発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、 エピタキシャル成長させたｐ型層、 エピタキシャル成長させたｎ型層、および 前記ｐ型層とｎ型層の間に設けられたエピタキシャル成長させた活性層 を有するＬＥＤコア（１３０）と、 前記ＬＥＤコア（１３０）に隣接した第１のスプレッダ層（１２６）と、 前記ＬＥＤコアを通して前記第１のスプレッダ層（１２６）に達する少なくと
    も１つの溝と、 前記少なくとも１つの溝の中の前記第１のスプレッダ層（１２６）の上に少な
    くとも１つの第１の導電性フィンガ（１３１）を有する第１のコンタクト（１２
    ９）であって、前記第１のコンタクト（１２９）から、前記少なくとも１つの第
    １の導電性フィンガ（１３１）、前記第１のスプレッダ層（１２６）および前記
    ＬＥＤコア（１３０）に電流が流れるようにした第１のコンタクト（１２９）と
    、 前記ＬＥＤコア（１３０）に隣接し、前記第１のスプレッダ（１２６）とは反
    対側に設けた第２のスプレッダ層（１２４）と、 ２つの個別のセクション（１２７、１２８）を有する導電層であって、該導電
    層の第１のセクション（１２７）を前記第２のスプレッダに結合した導電層（１
    ２７、１２８）と、 前記導電層の前記第１のセクション（１２７）に隣接し、前記第２のスプレッ
    ダ（１２４）とは反対側に設けたサブマウント（１２２）であって、前記導電層
    の第２のセクション（１２８）も前記サブマウント（１２２）に隣接するように
    したサブマウント（１２２）とを備え、前記ＬＥＤは、前記第２のセクション（
    １２８）と前記コンタクト（１２９）との間に導電材料（１２５）をさらに備え
    、前記導電層の第１および第２のセクション（１２７、１２８）に印加されたバ
    イアスによって前記ＬＥＤコア（１３０）を発光させるようにしたことを特徴と
    するスケーラブルＬＥＤ。
  18. 【請求項１８】 前記第１のスプレッダ層（１２６）に隣接し、前記ＬＥＤ
    コア（１３０）とは反対側に設けた基板（１２３）をさらに備えたことを特徴と
    する請求項１７に記載のＬＥＤ。
  19. 【請求項１９】 前記基板（１２３）は、透過または半透過基板から作られ
    ており、前記ＬＥＤコア（１３０）によって生成された光の主放射面であること
    を特徴とする請求項１８に記載のＬＥＤ。
  20. 【請求項２０】 前記第２のスプレッダ（１２４）層は、半透過材料から作
    られており、ＬＥＤコア（１３０）からの光を前記基板（１２３）に向けて反射
    する反射器をさらに備えたことを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤ。
  21. 【請求項２１】 前記導電層の第１のセクションと前記第２のスプレッダと
    の間に結合媒体（１２１）をさらに備え、前記導電材料（１２５）が結合媒体を
    備えたことを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤ。
  22. 【請求項２２】 電流拡散構造を有する半導体ＬＥＤであって、 不純物をドープした２以上の隣接する層（１１、１４、１５、１６）と、 前記層（１１、１４、１５、１６）のうち１または複数の層を通してエッチン
    グされ、前記層（１１、１４、１５、１６）の１つの上または内部に表面を露出
    する少なくとも１つの溝（２３）と、 前記少なくとも１つの溝（２３）の中の前記露出した面の上に少なくとも１つ
    の第１の導電性フィンガ（２２）を有する第１のコンタクト（２１）であって、
    前記コンタクト（２１）から、前記少なくとも１つの第１のフィンガ（２２）お
    よび前記露出した面を有する前記層（１１、１４、１５、１６）に電流が流れる
    ようにした第１のコンタクト（２１）と、 前記隣接する層（１１、１４、１５、１６）の表面の上に少なくとも１つの第
    ２の導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）を有する第２のコンタクト（１９）であ
    って、前記第２のコンタクト（１９）から、前記少なくとも１つの第２の導電性
    フィンガ（２０ａ、２０ｂ）および前記隣接する層（１１、１４、１５、１６）
    に電流が流れるようにした第２のコンタクト（１９）と を備えたことを特徴とする半導体ＬＥＤ。
  23. 【請求項２３】 前記少なくとも１つの第２の導電性フィンガ（２０ａ、２
    ０ｂ）および隣接する前記少なくとも１つの第１の導電性フィンガ（２２）は、
    それらの長さの一部分について概ね平行であることを特徴とする請求項２２に記
    載の半導体ＬＥＤ。
  24. 【請求項２４】 前記少なくとも１つの第２の導電性フィンガ（２０ａ、２
    ０ｂ）および隣接する前記少なくとも１つの第１の導電性フィンガ（２２）は、
    およそ互いに均一な距離にあり、不純物をドープした前記２以上の隣接する層に
    均一な電流注入を行うことを特徴とする請求項２２に記載の半導体ＬＥＤ。
  25. 【請求項２５】 １つの前記第１の導電性フィンガ（２２）を含み、前記第
    ２のコンタクトおよび少なくとも１つの導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）は、
    概ねＵ字形の導電性経路を形成し、前記第１のコンタクト（２１）および前記第
    １の導電性フィンガ（２２）が、前記Ｕ字形経路内に細長い導電性経路を形成し
    ていることを特徴とする請求項２２に記載の半導体ＬＥＤ。
  26. 【請求項２６】 １つの前記第１の導電性フィンガ（４７）を含み、前記第
    １のコンタクト（４４）および少なくとも１つの導電性フィンガ（４５ａ、４５
    ｂ）は、概ねＵ字形の導電性経路を形成し、前記第２のコンタクト（４６）およ
    び前記第２の導電性フィンガ（４７）が、前記Ｕ字形経路内に細長い導電性経路
    を形成していることを特徴とする請求項２２に記載の半導体ＬＥＤ。
  27. 【請求項２７】 複数の前記第１および第２の導電性フィンガ（７６、７５
    ）と、前記隣接する層（１１、１４、１５、１６）の１つの縁に近い前記第２の
    コンタクト（７３）と、反対側の縁に近い前記第１のコンタクト（７２）とを含
    み、前記第２の導電性フィンガ（７５）が、前記第２のコンタクト（７３）から
    前記反対側の縁に向けて複数の導電性経路を形成し、前記第１のフィンガ（７６
    ）が、前記第１のコンタクト（７２）から前記第２のコンタクト（７３）に向け
    て、前記第２の導電性フィンガ（７５）間に櫛形に交互に並ぶ複数の導電性経路
    を形成していることを特徴とする請求項２２に記載の半導体ＬＥＤ。
  28. 【請求項２８】 前記第２のコンタクト（１１１）は、前記隣接する層（１
    １、１４、１５、１６）の表面の中央近くに位置し、前記第２の導電性フィンガ
    （１１３、１１４）は、前記第２のコンタクト（１１１）から前記隣接する層（
    １１、１４、１５、１６）の表面の縁に向けて導電性経路を形成し、前記第１の
    導電性フィンガ（１１７）は、前記第１のコンタクト（１１５）から前記第２の
    コンタクト（１１１）に向けて、前記第２の導電性フィンガ（１１３、１１４）
    間に櫛形に交互に並ぶ導電性経路を形成していることを特徴とする請求項２２に
    記載の半導体ＬＥＤ。
  29. 【請求項２９】 前記第２のコンタクト（９１）は、前記隣接する層（１１
    、１４、１５、１６）の表面の中央に位置し、前記コンタクト（９１）から前記
    表面の中心線に沿ってそれぞれ反対方向に延びる導電性経路を形成する２つの導
    電性枝路（９３）をさらに備え、前記第２の導電性フィンガ（９４）が、前記枝
    路（９３）に概ね直角な導電性経路を形成し、前記第１のフィンガ（９７）が、
    前記第１のコンタクト（９５）および前記表面の縁から前記枝路（９３）に向け
    て、前記第２のフィンガ（９４）間に櫛形に交互に並ぶ導電性経路を形成してい
    ることを特徴とする請求項２２に記載の半導体ＬＥＤ。
  30. 【請求項３０】 複数の前記第１および第２の導電性フィンガ（８４、８７
    ）を含み、前記第２のフィンガ（８４）は、前記第２のコンタクト（８１）から
    延びる概ね平行なジクザグ形の導電性経路を形成し、前記第１のフィンガ（８７
    ）は、前記第１のコンタクト（８５）から延び、前記第２のジクザグ形フィンガ
    （８４）間に櫛形に交互に並ぶ概ね平行なジクザグ形の導電性経路を形成してい
    ることを特徴とする請求項２２に記載の半導体ＬＥＤ。
  31. 【請求項３１】 改良された電流拡散構造を有するスケーラブル発光ダイオ
    ード（ＬＥＤ）であって、 エピタキシャル成長させたｐ型層（１６）と、 エピタキシャル成長させたｎ型層（１５）と、 前記ｐ型層とｎ型層（１５、１６）の間に設けられたエピタキシャル成長させ
    た活性層（１４）と、 少なくとも１つの第１の導電性フィンガ（２２）を有する第１のコンタクト（
    ２１）と、 前記ｐ型層および活性層（１６、１４）を通して前記ｎ型層（１５）までエッ
    チングされた少なくとも１つの溝（２３）であって、前記第１のコンタクト（２
    １）および少なくとも１つのフィンガ（２２）が、前記エッチングされた領域の
    前記ｎ型層（１５）にあるようにした少なくとも１つの溝（２３）と、 前記ｐ型層（１６）の第２のコンタクト（１９）および少なくとも１つの第２
    の導電性フィンガ（２０ａ、２０ｂ）とを備え、前記少なくとも１つの第１およ
    び第２の導電性フィンガ（２２、２０ａ、２０ｂ）は、それらの長さの少なくと
    も一部分について概ね平行であるようにしたことを特徴とするスケーラブルＬＥ
    Ｄ。
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