JP2014515183A - めっきされた支持基板を有する固体光電子素子 - Google Patents

Abstract

垂直固体照明（ＳＳＬ）素子が開示される。一実施形態において、ＳＳＬ素子は、成長基板上に形成された発光構造体を含む。個々のＳＳＬ素子は、発光構造体上に形成された埋め込み接点および埋め込み接点に少なくとも近位の側面にめっきされた金属基板を含み得る。めっきされた基板は、反ることなく発光構造体を支持するために十分な厚さを有する。
【選択図】図４

Description

本技術は、大きな直径のウエハ（例えば４インチを超える）上でめっきされた金属支持基板とともに構築される固体照明（「ＳＳＬ」）素子を対象とする。

ＳＳＬ素子は概して、照明源として電気フィラメント、プラズマ、または気体ではなく、むしろ半導体発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）、および／またはポリマー発光ダイオード（「ＰＬＥＤ」）を使用する。携帯電話、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤ、および他の携帯可能な電子デバイスは、背景照明のためにＳＳＬ素子を利用し得る。ＳＳＬ素子は、サイネージ、屋内照明、屋外照明、および他の種類の一般的照明のためにも使用され得る。

図１は、直列のｐ型窒化ガリウム（ＧａＮ）１２、ＧａＮ／窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）多重量子井戸（「ＭＱＷ」）１４、およびｎ型ＧａＮ１６を有する発光構造体１７を含む、従来の垂直ＳＳＬ素子１０を示す。ＳＳＬ素子１０は、支持基板１８および支持基板１８とｐ型ＧａＮ材料１２との間のｐ型接点２０も含む。従来の支持基板１８は、典型的に、ウエハ形状因子を有するサファイヤまたは半導体材料である。ＳＳＬ素子１０は、外部ホスト素子２６の外部接点２４にワイヤボンディングされ得る、ＳＳＬ素子１０の上面にｎ型接点２２も含む。電圧がｎ型接点２２とｐ型接点２０との間に印加されると、電流が発光構造体１７を通過し、光を発生させる。ＳＳＬ素子１０は、個々のＳＳＬ素子に単一化されるウエハ上に作製され得る。

従来の素子は銅‐銅（Ｃｕ‐Ｃｕ）ボンディング等の熱圧縮ボンディングを使用し、発光構造体１７を支持基板１８に取り付ける。この処理は、ひび割れし、または歪む程度にウエハを反らせ、または変形させ得る高い温度および圧力を必要とする。現在、ＬＥＤ産業は２〜４インチ直径の基板を主として手掛けており、そのように小さいウエハ上で作製され得るＳＳＬ素子は少ないので、処理能力を限定し、コストを上昇させる。この直径でさえも、ウエハの歪みおよび反りは、ＬＥＤの製造にとり問題である。この問題は、大きな直径（＞４インチ）のウエハにとり深刻な問題になる。

従来技術による垂直ＳＳＬ素子の例示である。 本技術の実施形態による複数のＳＳＬ素子を備えるウエハの側面図である。 本技術の実施形態による成長基板および発光構造体の側面図である。 本技術の実施形態による成長基板、発光構造体、障壁材料、および反射性材料の側面図である。 本技術の実施形態によるめっきされた基板を含む、ウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、成長基板が発光構造体から取り除かれた後のウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、ｎ型接点および個片化線を有するウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、メサを画定するトレンチを有する、複数のＳＳＬ素子を備えるウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、成長基板および発光構造体の側面図である。 本技術の実施形態による、成長基板およびトレンチを含む発光構造体を備える、ウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、トレンチ構造体の拡大図である。 本技術の実施形態による、めっきされた基板を有するウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、成長基板が取り除かれた後のウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、外部接点および個々のＳＳＬ素子の間の個片化線を有する、ウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、パターニングされたレジストを有するウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、ウエハ上に形成された別個の材料部分を有する図１４のウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、パターニングされたレジストが取り除かれた、図１４のウエハの側面図である。 本技術の実施形態による、図１４のウエハの上面図である。

ＳＳＬ素子、アセンブリ、および製造方法の様々な実施形態が、下に記載される。本明細書の以下で使用されるように、「ＳＳＬ素子」という用語は、概ね、ＬＥＤ、レーザーダイオード、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ、および／もしくは電気的フィラメント、プラズマ、または気体以外の他の好適な発光構造体を具備する素子のことを指す。当業者は、また、本技術が追加的な実施形態を有してもよく、かつ本技術が、図２〜１３を参照して、下に記載される実施形態の詳細のいくつかのものを伴わずに実践されてもよいことを理解するであろう。

図２は、本技術の選択された実施形態による、ウエハレベルで形成されたいくつかの発光ダイ１１０を備える、ウエハ１００を例示する。ウエハ１００は、個々のダイ１１０を作製するために、分断線１０２に沿って個片化され得る。一実施形態において、ウエハ１００は、めっきされた基板１２０、任意の障壁材料１３０、任意の反射性材料１３１、埋め込み接点１４０、発光構造体１５０、および発光構造体１５０上の外部接点１６０を含む。他の実施形態において、埋め込み接点１４０は、高度に反射性であり、および／または障壁を提供し得、障壁材料１３０および／または反射性材料１３１が省略され得るように照明構造体１５０への／からの拡散を防止する。めっきされた基板１２０は、埋め込み接点１４０側にあり、めっきされた基板は、発光構造体１５０の反りを抑制するために十分な厚さを有する。例えば、発光構造体１５０が少なくとも１００ｍｍ（例えば、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、またはそれ以上）の直径を有するとき、別の担体または支持基板なしで、めっきされた基板１２０のみが、ウエハ１００の中心の反りを約１０μｍ〜１００ｍｍ、または約５００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、または５μｍ（例えば０．００１％〜１％）のうちの１つ未満に抑制し得る。

めっきされた基板１２０は電気的におよび熱的に伝導性であり得る。例えば、めっきされた基板１２０は、元素金属、異なる金属の合金、または複数の非合金金属であり得る。一実施形態において、めっきされた基板１２０は、銅、銅合金、ニッケル、アルミニウム、および／または他の金属を含む。異なる金属または合金材料の特質、例えば厚さおよび組成は、堆積させられる材料からもたらされる応力が実質的に除去され、ウエハの丸まりまたは反りをもたらさないように選択され得るであろう。

発光構造体１５０は、第１の半導体材料１５２、第２の半導体材料１５４、および第１の半導体材料１５２と第２の半導体材料１５４との間の活性領域１５６を含む、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ、または他の固体照明構造体であり得る。例えば、第１の半導体材料１５２はｐ−ＧａＮ材料であり得、第２の半導体材料１５４はｎ−ＧａＮ材料であり得、活性領域１５６は１つ以上の量子井戸を有する量子井戸構造体であり得る。いくつかの実施形態において、ウエハ１００は、少なくとも４インチの直径を有する円形であり、多くの用途において、ウエハ１００は、６インチ以上（例えばおよそ１５０〜３００ｍｍ）の直径を有し得る。図３Ａ〜１４は、ダイ１１０を作製するためのいくつかの処理、技術、および方法を例示する。

図３Ａは、照明構造体１５０が、図２に示されるめっきされた基板１２０から離間した成長基板１７０上に形成された後の、本技術の実施形態による処理段階でのウエハ１００を例示する。いくつかの実施形態において、発光構造体１５０の少なくとも部分は、成長基板１７０上でエピタキシャルに成長させられる。一実施形態において、成長基板１７０は、成長基板１７０の表面にＳｉ（１，１，１）結晶方位を有するシリコン（Ｓｉ）を含む。他の実施形態において、成長基板１７０は、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、ＧａＮ、炭化シリコン（ＳｉＣ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、設計された基板、前述の材料の組合せ、および／または他の好適な基板材料も含み得る。

選択された実施形態において、第１および第２の半導体材料１５２および１５４は、ｐ型ＧａＮ材料およびｎ型ＧａＮ材料をそれぞれ含む。別の実施形態において、第１および第２の半導体材料１５２および１５４は、ｎ型ＧａＮ材料およびｐ型ＧａＮ材料をそれぞれ含む。更なる実施形態において、第１の半導体材料１５２および第２の半導体材料１５４は、個々に、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、リン化ガリウム（ＩＩＩ）（ＧａＰ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、ＡｌＧａＮ、および／または他の好適な半導体材料のうちの少なくとも１つを含み得る。

活性領域１５６は、単一量子井戸（「ＳＱＷ」）、多重量子井戸（「ＭＱＷ」）、および／またはバルク状半導体材料を含み得る。本明細書の以下で使用されるように、「バルク状半導体材料」は、概ね、約１０ナノメートル超から約５００ナノメートルの厚さを有する、単一のグレイン半導体材料（例えば、ＩｎＧａＮ）のことを指す。ある実施形態において、活性領域１５６は、ＩｎＧａＮ ＳＱＷ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ ＭＱＷ、および／またはＩｎＧａＮバルク状材料を含み得る。他の実施形態において、活性領域１５６は、アルミニウムガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）、窒化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＮ）、および／または他の好適な材料または構成を含み得る。前述の実施形態のいずれかにおいて、第１の半導体材料１５２、活性領域１５６、第２の半導体材料１５４、および任意の緩衝材料（図示せず）は、金属有機化学蒸着（「ＭＯＣＶＤ」）、分子線エピタキシー（「ＭＢＥ」）、液相エピタキシー（「ＬＰＥ」）、水素化物気相エピタキシー（「ＨＶＰＥ」）、および／または他の好適なエピタキシャル成長技術によって成長基板１７０上に形成され得る。

図３Ａおよび３Ｂにおいての発光構造体１５０の向きは、第２の半導体材料１５４、活性領域１５６、および第１の半導体材料１５２が成長基板１７０の上で順次に成長させられ、次いで埋め込み接点１４０が第１の半導体材料１５２の上で形成されるため、図２で示されるものとは反対である。金属シード材料２００は、埋め込み接点材料１４０上に形成される。シード（ｓｅｅｄ）材料２００は、銅、またはスパッタリング、蒸気蒸着、または比較的薄くなるように他の技術を使用して埋め込み接点材料上に堆積する別の好適なめっき材料であり得る。次いで、めっきされた金属基板１２０（図２）は、第１の半導体材料１５２の近位の発光構造体１５０の他の側面に形成され得る。

図３Ｂは本技術による代替の実施形態を例示する。図３Ａを参照して記載した上記の材料に加えて、図３Ｂは、障壁材料１３０および反射性材料１３１を含む。いくつかの実施形態、具体的にはシード材料２００が銅を含む実施形態において、障壁材料１３０は、銅が積層の他の材料に拡散することを防止する。障壁材料１３０は、タングステン‐チタン（ＷＴｉ）、窒化タンタル、または他の好適な材料であり得る。反射性材料１３１は、洋銀（Ｎｉ−Ａｇ）、銀（Ａｇ）、または他の好適な材料であり得る。障壁材料１３０および／または反射性材料１３１を含むかどうかの選択は、ダイ１１０はある用途のために設計されるが、その用途に依存する。簡潔さのために、残りの図は、障壁材料１３０または反射性材料１３１を示さない。

図４は、比較的大量の支持バルク状金属がシード材料でモノリシックに形成された後の、本技術の実施形態の次の段階を例示する。いくつかの実施形態において、バルク状金属は、電気めっきまたは無電界めっきを使用してめっきされた基板２１０を形成するように、シード材料上にめっきされ得る。めっきされた基板２１０は、丸まり、反り、またはひび割れを抑制、または防止する方法で発光構造体１５０を支持するためには十分であり得る。例えば、めっきされた基板２１０の厚さは、１５０〜３００μｍ、１００〜１５０μｍまたは７５〜１５０μｍ等、５０〜３００μｍであり得、めっきされた基板２１０は、少なくとも４インチ（例えば６インチ以上）の直径を有し得る。めっきされた基板２１０の正確な厚さは、部分的には発光構造体１５０の材料および寸法、ならびに／もしくはめっきされた基板２１０の金属に依存し得る。めっきされた基板２１０の材料は、熱を発光構造体１５０から離隔して効率的に伝導することもでき、発光構造体１５０のための電気的接点になり得る。めっきされた基板２１０は、ホスト構造体上の対応する電気的接点と整列することが容易である、比較的大きな接触領域を提供する。

上記のめっきされた基板２１０を有する発光ダイ１１０のいくつかの実施形態は、従来の設計に対するいくつかの利点を提供する。例えば、めっきされた基板２１０は、光構造体１５０の異種材料の間の横方向の内部緊張によって引き起こされ得る、発光構造体１５０の反りを防止し得る。従来の素子でのそのような反りは、ウエハの間の均一性の欠如、個別化されたダイを実装する際の困難、層間の層剥離、および破損等の不都合な効果を有し得る。熱圧縮ボンディング（例えば、Ｃｕ‐Ｃｕ）またはニッケル−すず（ＮｉＳｎ）結合、すず‐銅（ＳｎＣｕ）結合、およびすず‐銀（ＳｎＡｇ）結合といった金属間化合物形成を伴う一時的液相（「ＴＬＰ」）ボンディング等の従来の恒久的結合処理は、時間が掛かり、ゆえに比較的高価な処理である。加えて、熱圧縮ボンディング処理は、不規則な表面でも機能しないが、一方でめっきされた材料はそのような表面で容易に形成され得る。

図３Ａ、３Ｂ、および４は、成長基板１７０が底面に示され、めっきされた基板２１０が上面に示される（矢印Ａによって表される）第１の向きでのウエハ１００を例示する。図５は、ウエハ１００が反転されている（例えば、図５の矢印Ａ先端は下向き）、本技術の方法の実施形態の次の段階を例示する。ウエハ１００は、一時的結合を伴う一時的担体２４０に装着され得る。一時的担体２４０は、シリコンまたはテープ等の高価でない、再生利用可能な材料であり得る。次いで、成長基板１７０は、研削、エッチング、または別の好適な技術（破線で示される）によって発光構造体１５０から取り除かれる。

図６は、発光構造体１５０が一時的担体２４０を取り除くことによって露出された後で、且つウエハ１００上にいくつかの外部接点２５０を形成した後のウエハ１００を示す。外部接点２５０は、従来の金属堆積およびパターニング技術を使用して形成され得る。ウエハ１００は粗面化処理操作にも曝露され得る。選択された実施形態において、それぞれのダイ１１０は１つの外部接点２５０を有し、他の実施形態において、それぞれのダイ１１０は複数の外部接点２５０を有する。ウエハ１００はこの時点でアニール（ａｎｎｅａｌ）され得、異なる構成が低温（約２００℃未満）または高温（約２００℃以上）等の異なる温度でアニールされ得る。一時的担体２４０は比較的低温で残存し得るが、約２００℃を超える温度では残存しない場合がある。したがって、低温の実施形態において、一時的担体２４０はアニール処理を通してダイ１１０上に留まる。しかし、高温の処理工程において、一時的担体２４０は取り除かれ、ウエハをそのような高温に投入する前に、ウエハは異なる構造体に装着される。ダイ１１０は、線１０２に沿って個別化され、外部接点２５０を形成した後にパッケージ化され得る。

図６の発光構造体１５０および外部接点２５０の配列は、垂直ＬＥＤ構成である。いくつかの実施形態において、めっきされた基板２１０は、電気導電性であり、埋め込み接点１４０の延長として使用され得、ダイ１１０の基材でヒートシンクを提供し得る。そのようにして、ダイ１１０は、電気的付勢を有する電気導電性表面に装着され得、外部接点２５０は、回路を完成するために反対の付勢でリード線にワイヤボンディングされ得る。めっきされた基板２１０は、熱もダイ１１０から隔離して効果的に伝導する。

図７は、本技術による、いくつかのダイ３１０を含むウエハ３００の別の実施形態を示す。本実施形態の多くの構成要素は、上記の実施形態の態様に類似する。ウエハ３００の個々のダイ３１０は、めっきされた基板３２０、埋め込み接点３４０、発光構造体３５０、および外部接点３６０を含む。図１を参照して上で記載された発光構造体１０に概ね類似し得る発光構造体３５０は、第１の半導体材料、第２の半導体材料、および活性領域を含み得る。選択された実施形態において、発光構造体３５０は、発光構造体３５０をメサ３５５に分離するトレンチ３５２を含む。トレンチ３５２は、個々のダイ３１０の間の個別化線に沿って整列し、誘電体ライナー３５４に沿って並べられ得る。めっきされた基板３２０は突起部３２２をトレンチ３５２内に有するように形成され得、誘電体ライナー３５４は突起部３２２を発光構造体３５０から絶縁する。いくつかの実施形態において、突起部３２２はめっきされた基板３２０と一体である。

図８は、発光構造体３５０および埋め込み接点３４０が成長基板３７０上に形成された後のウエハ３００を例示する。場合によっては、障壁および／または反射性材料（図示せず）は、成長基板３７０で形成され得る。この処理の態様は、図３Ａ〜６を参照して上で記載された処理に類似する。

図９は、埋め込み接点３４０および発光構造体３５０がトレンチ３５２およびメサ３５５を形成するようにエッチングされる、次の段階の実施形態を示す。メサ３５５の上の領域はマスクで覆われ得、ウエハ３００は、Ｖ字形状のトレンチ３５２を形成するように、例えば湿式エッチングによって、埋め込み接点材料および発光構造体３５０の露出された部分を貫通してエッチングされ得る。選択された実施形態において、トレンチ３５２はエッチングされ得、次いで、誘電体ライナー３５４は堆積およびパターニングされ得る。次いで、埋め込み接点３４０は堆積およびパターニングされ得る。いくつかの実施形態において、トレンチ３５２は、発光構造体３５０を通って成長基板３７０内へと完全に延在する。他の実施形態において、Ｖ字形状のトレンチ３５２は、発光構造体３５０を完全に貫通して伸びず、トレンチ３５２の基材に発光構造体３５０の小さい接続部を残す。個々のダイ３１０（図７を参照）が個別化される実施形態において、個別化手順は、この小さい接続部分を切り開き得る。メサ３５５の寸法は、ウエハ３００から最終的に作製される、発光ダイの最終的寸法に対応する。メサ３５５の寸法と発光ダイの最終的に意図される寸法との間の公差は、ウエハ３００がトレンチに沿って単一化されるために、やや大きい可能性がある。本明細書に記載されるエッチング処理は、乾式エッチング処理を使用しても行われ得る。

図１０は、本技術の実施形態による、単一のトレンチ３５２の拡大図である。湿式エッチング処理中、発光構造体３５０の結晶構造は、角のある壁部３５０ａを形成するように角でエッチングされることが好ましい。トレンチ３５２がめっきされた金属等の導電性材料で充填されるとき、誘電体ライナー３５４は、トレンチ３５２が充填される前に形成される。誘電体ライナー３５４は、全ての露出された表面上に誘電体材料の薄い共角材料を堆積させることによって形成され得る。選択された実施形態において、メサ３５５の上面の誘電体材料（破線で示される）は、機械的、化学機械的、またはエッチング処理を使用して取り除かれ得る。他の実施形態において、誘電体材料は、薄い誘電体ライナー３５４の一部分が、マスクを取り除いた後にトレンチ３５２内に留まるように、トレンチ３５２がエッチングされた後ではあるが、マスクがウエハ３００から取り除かれる前に、堆積され得る。

図１１は、本技術の実施形態による、ウエハ３００を製造するための処理のなお別の段階を例示する。トレンチ３５２および誘電体ライナー３５４を形成した後、埋め込み接点３４０のための材料が堆積され得、めっきされた基板３２０が発光構造体３５０の上およびトレンチ３５２内にめっきされ得る。選択された実施形態において、接点３４０は、図１１に示されるように、トレンチ３５２内ではなく、メサ３５５の上面に形成され得る。あるいは、接点３４０は、図７に示されるように、メサ３５５およびトレンチ３５２内に形成され得る。上記のように、いくつかの実施形態において、シード材料（図示せず）は、めっき処理を容易にするために、まず、ウエハ３００の上に堆積され得る。めっきされた基板３２０は、金属であり、ウエハ３００を支持するために十分厚く、反りを防止し、または少なくとも抑制し得る。例えば、めっきされた基板３２０の厚さは、１５０〜３００μｍ、１００〜１５０μｍ、または７５〜１５０μｍ等、５０〜３００μｍであり得る。この処理は、熱圧縮または金属間化合物ボンディングのための必要性を除去し、ウエハ３００がより大きな直径を有することを可能にする。いくつかの実施形態において、ウエハ３００は、反りを緩めなくとも少なくとも４インチの直径、多くの場合は６〜８インチの直径であり得る。

ウエハ３００は、めっきされた基板３２０が図１１の上面を向いて、矢印Ａによって示されるように方向付けられる。図１２は、一時的担体３８０がめっきされた基板３２０に取り付けられ、成長基板３７０が取り除かれ、ウエハが反転された（例えば、矢印Ａを参照）後の、方法の別の段階を例示する。図１３は、外部接点３９０が個々のダイ３１０上に形成された後の、本技術の実施形態による方法のなお別の部分を示す。上で論じられたように、ダイ３１０は高温または低温でアニールされ得る。アニール処理が一時的担体３８０と基板３２０との間の結合線を害する高温で実行されるとき、一時的担体３８０は、外部接点３９０を形成する前に、取り除かれ得る。さもなければ、一時的担体３８０は、外部接点３９０が形成される時、定位置に留まり得る。

図１４〜１７は、パターニングされためっきが発光ダイ作製の中間的段階で基板上に形成される、本技術のなお別の実施形態を例示する。図３Ａおよび上の関連付けられる説明は、シード層２００が埋め込み接点１４０上に形成されている、中間的ステップに関する。シード層上にめっきされた基板２１０を形成する代わりに（またはこれに加えて）、以下の構造体および処理が使用されてもよい。図１４は、図１〜６を参照して、上記の実施形態に類似する、成長基板４７０、発光構造体４５０、任意の障壁材料４３０、および金属シード層４２０を備える、ウエハ４００を示す。ウエハ４００は、最終的にこれらの処理によって形成され、個々のＳＳＬ素子に個別化される個々のダイの寸法および構成におよそ等しい間隔で形成される、パターニングされたレジスト４４０も含む。選択された実施形態において、パターニングされたレジスト４４０は、ダイの間に計画された個別化経路と整列し得る。しかし、他の実施形態において、パターニングされたレジスト４４０は、個別化経路とは独立して整列され得る。

図１５は、別個のめっきされた材料部分４４２がいずれの好適なめっきまたは金属堆積技術を使用してもめっきされる、本技術の実施形態による処理での更なる段階を例示する。選択された実施形態において、個々の別個の材料部分４４２は、パターニングされたレジスト４４０の幅によって隣接する材料部分４４２と結合することを防止される。選択された実施形態において、ウエハ４００上のパターニングされたレジスト４４０の幅は、別個のめっきされた材料部分４４２の厚さの少なくともおよそ２倍である。図１６は、パターニングされたレジスト４４０が取り除かれ、別個の材料部分４４２をウエハ４００上に残し、シード材料と結合される処理の更なる部分を例示する。もたらされる構造は、パターニングされたレジスト４４０がかつてあった、その間を通る筋４４４を有する、一連の別個のめっきされた材料部分４４２である。

図１７は、別個の材料部分４４２およびその間を通る筋４４４の上面図である。筋４４４は、示されるように直角であり得、または別の好適な向きを有し得る。筋４４４は、ウエハ４００内の応力を軽減し、ゆえにウエハ４００の反りおよび撓みを緩和する。これらの技術を使用して、ウエハ４００は、６または８インチの遥かに大きいサイズ、もしくは２または４インチに概ね限定されている従来の技術でよりも遥かに大きい可能性がある。

本明細書に記載される処理は、ウエハ全体およびウエハ上のＳＳＬ素子のすべてに概ね適用可能である。しかし、いくつかの実施形態において、１つ以上の処理が所定の群のＳＳＬ素子に局限化され得ること、および全ての処理がウエハ全体に一様に適用される必要がないことが、理解されるべきである。

前述から、本技術の具体的な実施形態が本明細書で例証の目的で記載されているが、本技術から逸脱することなく種々の修正が行われてもよいことが理解されるであろう。更に、一実施形態の要素の多くは、他の実施形態の要素に加えてまたはその代わりに、他の実施形態と組み合わされてもよい。したがって、本技術は、添付の特許請求の範囲による限定を除いて、限定されない。

Claims (21)

1. 発光ダイを製造する方法であって、
   成長基板上に発光構造体を形成することと、
   第１の側面に、第１の半導体材料に電気的に結合される埋め込み接点を形成することと、
   前記第１の側面に金属をめっきすることであって、前記めっきされた金属が、前記発光構造体の反りを抑制するために十分な厚さを有する、めっきされた基板を形成することと、を含む、方法。
2. 前記第１の半導体材料がｐ型窒化ガリウム（「ｐ−ＧａＮ」）材料を含み、第２の半導体材料がｎ型窒化ガリウム（「ｎ−ＧａＮ」）材料を含み、活性領域が窒化インジウムガリウム（「ＩｎＧａＮ」）材料を含み、
   前記埋め込み接点が、前記ｐ−ＧａＮ材料に電気的に結合されるｐ接点を備え、
   前記方法が、担体を前記めっきされた基板に取り付けることと、前記成長基板を前記発光構造体から取り除くことと、前記ｎ−ＧａＮ材料に電気的に結合される外部接点を形成することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記埋め込み接点が、反射性材料であり、
   前記めっきされた基板が、銅を含み、
   前記めっきされた基板の前記厚さが、およそ５０〜１５０ミクロンである、請求項２に記載の方法。
4. 前記埋め込み接点上に障壁材料を堆積させることと、
   前記障壁材料上にシード材料を形成することと、
   前記金属を前記シード材料上にめっきすることと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記発光構造体の前記第１の側面に前記金属をめっきすることが、障壁材料を前記埋め込み接点上に堆積させることと、シード材料を前記障壁材料上に形成することと、前記金属を前記シード材料上にめっきすることと、を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記めっきされた基板の前記厚さが、およそ５０〜３００ミクロンである、請求項１に記載の方法。
7. 前記めっきされた基板の前記厚さが、およそ７５〜１５０ミクロンである、請求項１に記載の方法。
8. 担体を取り除くことと、個々のＳＳＬ素子を形成するように前記めっきされた基板、障壁材料、前記埋め込み接点、および前記発光構造体を貫通してダイシングすることと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記成長基板が、少なくともおよそ６インチの直径である、請求項１に記載の方法。
10. 前記発光構造体が、第１の半導体材料、第２の半導体材料、および前記第１の半導体材料と前記第２の半導体材料との間の活性領域を含む、請求項１に記載の方法。
11. 固体照明素子を製造する方法であって、
    発光構造体を概ね円形の成長基板上に形成することであって、前記成長基板および前記発光構造体が、少なくともおよそ６インチの直径であることと、
    前記発光構造体内に、前記発光構造体を個々のメサに分離する複数のトレンチをエッチングすることと、
    前記個々のメサ上および前記トレンチ内にめっきされた基板を形成して、前記めっきされた基板の第１の側面が前記メサの方に向き、前記第１の側面と反対の第２の側面が前記メサから外方に向くようにすることと、
    前記めっきされた基板の前記第２の側面に担体を取り付けることと、
    前記成長基板を前記発光構造体から取り除くことと、を含む、方法。
12. 前記めっきされた基板を形成する前に前記発光構造体の前記第１の側面に埋め込み接点を形成することと、
    障壁を前記埋め込み接点上に形成することであって、前記トレンチをエッチングすることが、前記発光構造体、前記埋め込み接点、および前記障壁を貫通するＶ字形状のトレンチを形成することを含むことと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記複数のトレンチをエッチングすることが、前記成長基板の一部分を露出させるように前記発光構造体を貫通してエッチングすることを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記発光構造体内に前記複数のトレンチをエッチングすることが、前記成長基板に浸透する湿式エッチングを使用することを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記発光構造体を前記めっきされた基板から電気的に絶縁する誘電体ライナーを前記複数のトレンチ内に形成することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
16. 複数の個々の固体照明素子を有するウエハであって、
    第１の側面上の第１の半導体材料、第２の側面上の第２の半導体材料、および前記第１の半導体材料と前記第２の半導体材料との間の活性領域を含む、発光構造体と、
    前記第１の側面の埋め込み接点と、
    前記埋め込み接点上に形成されるめっきされた基板であって、前記発光構造体の反りを抑制するために十分な厚さを有する、めっきされた基板と、
    前記発光構造体の前記第２の側面上に形成される複数の外部接点と、を備え、
    少なくともおよそ１５０ミリメートルの直径である、ウエハ。
17. およそ１５０〜３００ミリメートルの直径である、請求項１６に記載のウエハ。
18. 前記ウエハが前記発光構造体内にトレンチを有し、前記めっきされた基板が前記めっきされた基板から前記トレンチの中へと突出する、複数の突起部を備える、請求項１６に記載のウエハ。
19. 前記めっきされた基板と前記埋め込み接点との間に障壁材料および反射性材料のうちの少なくとも１つを更に備える、請求項１６に記載のウエハ。
20. 前記めっきされた基板が約５０〜３００μｍの厚さを有する、請求項１６に記載のウエハ。
21. 前記めっきされた基板が約１００〜１５０μｍの厚さを有する、請求項１６に記載のウエハ。

Images