電極フレームを有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ、及び、その製造方法
【課題】改善した熱特性及び電気特性を有する垂直型発光ダイオード（ＬＥＤ）を提供する。
【解決手段】垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、金属ベース（基部）１２と、金属ベース上のミラー１４と、ミラー上のｐ型半導体層１６と、光を放出するように構成された、ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８と、多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層２０と、を含む。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、ｎ型半導体層上の電極２２と、電極と電気的接触状態にある、ｎ型半導体層上の電極フレーム２４と、電極フレーム内に含有された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質とをさらに含む。電極フレームは、ｎ型半導体層の外周部内に包含された４面額縁外周部を有し、高電流容量を提供するとともにｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されている。
【解決手段】垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、金属ベース（基部）１２と、金属ベース上のミラー１４と、ミラー上のｐ型半導体層１６と、光を放出するように構成された、ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８と、多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層２０と、を含む。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、ｎ型半導体層上の電極２２と、電極と電気的接触状態にある、ｎ型半導体層上の電極フレーム２４と、電極フレーム内に含有された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質とをさらに含む。電極フレームは、ｎ型半導体層の外周部内に包含された４面額縁外周部を有し、高電流容量を提供するとともにｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光電子工学（オプトエレクトロニクス）要素、及び、より具体的には、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光電子工学システムは、基板に搭載された１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを含みうる。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイとして知られる発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイの一種は、ＧａＮのような半導体化合物から形成された多層半導体を含む。半導体基板は、ｐ型ドーパントを有するｐ型閉込め層、ｎ型ドーパントを有するｎ型閉込め層、及び、閉込め層の間に位置し、光を放出するように構成された多重量子井戸（ＭＱＷ）層を含みうる。
【０００３】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、ｎ型閉込め層上の電極、及び、ｐ型閉込め層に接触するミラーをさらに含む。電極は、多重量子井戸（ＭＱＷ）層を活性化させて光を放出するために、ｎ型閉込め層に電流を提供する。ミラーは放出された光を外側に反射する。この種の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイでの問題は、電流がｎ型閉込め層の特定の領域、特には、電極近傍に蓄積し、多重量子井戸（ＭＱＷ）層の効率を制限することである。しばしば「電流集中（ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｒｏｗｄｉｎｇ）」として呼ばれる該問題は、より高い順方向バイアス（Ｖｆ）を要求すると共に、電力消費及び熱出力を増加させる。一先行技術における該問題の解決手段は、電流を拡散させる複数の脚部を有する電極を形成することである。しかしながら、この解決手段は、多重量子井戸（ＭＱＷ）層の広い領域を覆う傾向があり、光度を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、電極フレームを有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ、及び、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの製造方法に関する。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、改善した熱特性及び電気特性を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を構築することに使用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、金属ベース（基部）と、金属ベース上のミラーと、当該ミラー上のｐ型半導体層と、光を放出するように構成された、ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、当該多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、を含む。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、ｎ型半導体層上の電極と、当該電極と電気的接触状態にある、ｎ型半導体層上の電極フレームと、当該電極フレーム内に含有された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質とをさらに含む。電極フレームは、ｎ型半導体層の外周部内に包含された４面額縁外周部を有し、高電流容量を提供するとともにｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されている。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、金属ベース上に、電極フレーム、ミラーのエッジ（端縁）、ｐ型半導体層のエッジ、多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、ｎ型半導体層のエッジを取り囲んで電気的に絶縁するように形成されたパッシベーション（保護）層をさらに含みうる。
【０００６】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイを製造する方法は、ミラー、当該ミラー上のｐ型半導体層、光を放出するように構成された、当該ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）層、及び、当該多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層を有する金属ベースを提供するステップを含む。当該方法は、ｎ型半導体層上の電極と、当該電極と電気的接触状態にあり、ｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されたｎ型半導体層上の電極フレームとを形成するステップをさらに含みうる。当該方法は、電極フレーム、ミラーのエッジ、ｐ型半導体層のエッジ、多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、ｎ型半導体層のエッジを電気的に絶縁するように構成されたパッシベーション層を形成するステップをさらに含みうる。当該方法は、選択された光学特性を有する有機又は無機物質を電極フレーム内に堆積させるステップをさらに含みうる。
【０００７】
例示する実施形態が図面にて説明される。実施形態及び図面は、限定するためではなく説明のためにここに開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電極フレームを有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの斜視図。
【図２Ａ】幅側に亘る垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの側面図。
【図２Ｂ】パッシベーション層を有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの、図２Ａと同等の側面図。
【図３Ａ】長手側に亘る垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの側面図。
【図３Ｂ】パッシベーション層を有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの、図３Ａと同等の側面図。
【図４Ａ】電極フレーム及び電極を表す垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの平面図。
【図４Ｂ】電極フレームに亘って延在する電極を有する別の実施形態を表す垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの平面図。
【図４Ｃ】ミラーを表す垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの平面図。
【図５】パッシベーション層及び電極フレーム内の有機又は無機物質を有する垂直型発光ダイオードの側面図。
【図６】ダムとして構成されたパッシベーション層、及び、ダム内に含有された有機又は無機物質を有する垂直型発光ダイオードの側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）は、金属ベース１２、金属ベース１２上のミラー１４、第１金属ベース上のｐ型半導体層１６、ｐ型半導体層１６上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８（活性層）、及び、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８上のｎ型半導体層２０を含む。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、電極２２、及び、電極２２と電気接触状態にあるｎ型半導体層２０上の電極フレーム２４をさらに含む。
【００１０】
金属ベース１２、金属ベース１２上のミラー１４、ｐ型半導体層１６、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８、及びｎ型半導体層２０は、外周形状において全て略矩形である。さらに、電極フレーム２４は、２つの平行に離間した幅（方向の）側壁と、前記幅側壁に対して直角な２つの平行に離間した長手（方向の）側壁とからなる４面の額縁形状を有し、ｎ型半導体層２０の外周部内に包含される。換言すると、電極フレーム２４が有する長手外周部、幅外周部、及び、外周面積は、ｎ型半導体層２０の長手部、幅部、面積よりも小さい。その上、さらに説明するが、電極フレーム２４が有する外周長手辺、外周幅辺及び外周面積は、ミラー１４の長手辺、幅辺及び面積よりも大きく（又は等しく）、電極フレーム２４による光遮断（ブロッキング）を軽減する。
【００１１】
金属ベース１２（図１）は、ｐ型半導体層１６及びｎ型半導体層２０のものよりも大きい面積を有しうる。金属ベース１２は単金属層又は２以上の金属層のスタック（堆積層）
を備えることができ、適切な堆積処理を使用して形成される。さらに、金属ベース１２の材料は、高導電性及び高熱伝導性を提供するように選択可能である。金属ベース１２の適切な材料は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｏ，Ｃｕ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｃｏ，ＣｕＭｏ，Ｎｉ／Ｃｕ，Ｎｉ／Ｃｕ−Ｍｏ及びこれら材料の合金を含む。金属ベース１２を形成するための適切な堆積処理は、電解堆積、無電解堆積、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、蒸着、及び、プラズマスプレーを含む。
【００１２】
ミラー１４（図１）は、ｐ型半導体層１６のものよりも小さい面積を有する形状で略矩形とすることができる。リフレクタ（反射器）として機能することに加えて、ミラー１４は、アノード（ｐ型半導体層１６）からカソード（ｎ型半導体層２０）への電流路を提供するように、アノード電極として機能する。ミラー１４は、Ａｇのような単金属層、或いは、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｐｄ又はＡｌを含有する合金を堆積することによって形成されるＮｉ／Ａｇ，Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ，Ｔｉ／Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｇ／Ｐｔ又はＡｇ／Ｐｄ又はＡｇ／Ｃｒのような金属のスタックを含むことが可能である。ミラー１４の厚さを約１．０μｍより小さくすることができる。また、高温のアニーリング又は合金化を、ミラー１４の接触抵抗及び付着性を改善することに使用可能である。
【００１３】
ｐ型半導体層１６（図１）は、ミラー１４のものよりも大きい面積を有する形状で略矩形とすることができる。ｐ型半導体層１６の好ましい材料は、ｐ-ＧａＮを含む。ｐ型層の他の好ましい材料は、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮを含む。多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８は、ＧａＡｓのような半導体材料を含む。図１に示すとおり、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８及びｎ型半導体層２０は、ｐ型半導体層１６とほぼ同じ矩形状を有しうる。しかし、傾斜した側壁を有するエピタキシャルのスタックが半導体層１６、２０及び多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８によって形成されるように面積が減少する。言い換えれば、ｎ型半導体層２０、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８及びｐ型半導体層１６で形成されたエピタキシャルのスタックは、ベースを形成するｎ型半導体層２０及び平坦な頂部を形成するｐ型半導体層を有する形で略ピラミッド形状である。ｎ型半導体層２０の上面は、電極フレーム２４のベースを提供するように平坦且つ平面とすることができる。ｎ型半導体層２０の好ましい材料は、ｎ-ＧａＮを含む。ｎ型層の他の好ましい材料は、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮを含む。
【００１４】
説明が進むにつれてより明確になるが、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）の要素の（幾何学的）形状は、改善された性能を提供する。例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８、ｐ型半導体層１６及びミラー１４の面積よりも大きいｎ型半導体層２０の面積で、光遮蔽が軽減される。特には、ｎ型半導体層２０のより大きい面積は、電極フレーム２４がｎ型半導体層２０上により少ない光遮蔽物で形成されることを可能にする。さらに、ミラー１４が最小面積を有すると、ミラー１４による電流阻止が軽減される。
【００１５】
電極２２（図１）は、電極フレーム２４の側部に接触するパッド及び電極フレーム２４内に包含された矩形又は正方形の外周部を有する。さらに、電極２２は、
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０及び対応する支持基板（図示せず）にワイヤーボンディングするための結合パッドとして構成可能である。さらに、電極２２及び電極フレーム２４は、単相及び物質のスタックを備え、ＰＶＤ、Ｅ−Ｇｕｎ蒸着、熱蒸着又は無電解化学堆積を使用して形成される。電極２２及び電極フレーム２４の適切な材料は、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ａｕ及びＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕを含みうる。
【００１６】
図１では、以下の形状的特徴が特定される。さらに、以下に代表的な寸法が表される。
Ｗ：電極フレーム２４の外周の幅（１μｍ〜１０００μｍ）
Ｌ：電極フレーム２４の外周の長さ（１μｍ〜２５ｍｍ（２５００００μｍ））
Ｅ：電極フレーム２４の壁幅（１μｍ〜１００μｍ）
ｄ：電極フレーム２４の外周からｎ型半導体層２０までの距離（１μｍ〜１００μｍ）
ｄＥ：電極フレーム２４の厚さ（１μｍ〜１００μｍ）
ＢＷ：電極２２の幅（１０μｍ〜１０００μｍ）
ＢＬ：電極２２の長さ（１０μｍ〜３００μｍ）
電極２２の高さは、ｄＥと等しい。
【００１７】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）では、電極フレーム２４の外周部の幅Ｗは、ｎ型半導体層２０上の電流を外周又は側部からその中心に伝播させるために十分な電流容量を提供するように最適化可能である。さらに、電極フレーム２４の４面額縁形状の外周部は、ｎ型半導体層２０の外周エッジ（端縁）から内方の間隔ｄを有する。電極フレーム２４の長さＬは、必要な放出面積を充足するように選択可能である。例えば、必要な放出面積をＡとすると、Ｌ＝Ａ／Ｗとなるように長さＬが選択されうる。光度の要求に応じて、より長いＬがより大きい放出面積Ａを提供し、より高い光度を提供可能である。
【００１８】
また、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）では、電極フレーム２４の外周の幅Ｗは、ｎ型半導体層２０の横方向電流伝播能力に応じて最適化可能である。例えば、ｎ型半導体層２０の電流伝播能力は、導電性、電子移動度及び厚さに依存する。より厚いｎ型半導体層２０は、エッジから中心に電流を伝播するように、より多くの空間を有する。導電性及びｎ型半導体層２０の移動度は、ドーピング濃度の最適化に依存する。
【００１９】
また、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）では、電極フレーム２４の厚さｄＥは１μｍ〜１００μｍの範囲である。より厚いｄＥは、電流をより速く伝播するように、より低い抵抗を有する電極フレーム２４を提供する。さらに、より高い電流注入は、より高い光度を提供可能である。さらに、電極フレーム２４の最適化された厚さｄ-Ｅ上の均一且つ速い導電は、電極２２周辺の局所的に非均一な高電流密度を回避可能である。電極２２周辺の局所的な高電流密度は、局所的な高い熱密度を生成すると共に、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０を損傷させる。換言すると、電極フレーム２４の最適化された厚さは、電流を伝播させることを助けるだけでなく、いずれの局所的に発生した高熱部をも分散可能である。さらに、より厚い電極フレーム２４は、より低い抵抗を提供可能であり、高電流で動作電圧を下げることができる。
【００２０】
図２Ａ及び３Ａに示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０では、ミラー１４の幅Ｗｍが表される（Ｗｍ＜Ｗ＋２ｄ、あるいは随意に、Ｗｍ＝Ｗ、又は、Ｗｍ＜Ｗ）。図３Ａに示すとおり、ミラー１４は、長さＬｍを有し、電極フレーム２４の内周から離隔している（Ｌｍ＜Ｌ＋２ｄ、あるいは随意に、Ｌｍ＝Ｌ又はＬｍ＜Ｌ）。電極フレーム２４からミラー１４の間隔は、電極フレーム２４の電流遮蔽領域を提供するように構成される。さらに、電極２２の下のミラー１４は、電極２２の下で、ほとんど電子ホール（正孔）再結合しない電流遮蔽領域を提供する。これは、所定の放出面積Ａに、より高い電流密度及びより高い光度を許容する。
【００２１】
図２Ｂ及び図３Ｂに示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、金属ベース１２上に、電極フレーム２４を取り囲むとともに電気的に絶縁するパッシベーション（保護）層２６をさらに含みうる。さらに、パッシベーション層２６は、ミラー１４のエッジ、ｐ型半導体層１６のエッジ、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８のエッジ、及びｎ型半導体層２０のエッジを電気的に絶縁する。パッシベーション層２６は、ｎ型半導体層２０上に高さｄｐを有する電気的に絶縁する堆積物を備える。（随意に、ｄｐ＜ｄＥ、ｄｐ
＝ｄＥ、ｄｐ＞ｄＥ）パッシベーション層２０の適切な材料は、感光性又は非感光性材料、レジスト、ポリマー、ポリミド、エポキシ、熱可塑性物質、パリレン、ドライフィルムレジスト、シリコン、ＳＵ８及びＮＲ７を含む。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｃに示すとおり、電極フレーム２４、電極２２及びミラー１４のさらなる特徴が表される。図４Ｃに示すとおり、ミラー１４の長さＬｍは、長さＬ＋２ｄ（あるいは随意にＬｍ＝Ｌ又はＬｍ＜Ｌ）よりも小さく、且つ、ミラー１４のＷｍは、Ｗ＋２ｄ（あるいは随意にＷｍ＝Ｗ又はＷｍ＜Ｗ）よりも小さい。さらに、電極電流遮蔽領域３０（図４Ｃ）は、電極２２のデザインに依存する。例えば、ＷＢは、ＢＷとほぼ同じ大きさを有し、ＷＬはＢＬとほぼ同じ大きさを有する。図４Ｂに示されるとおり任意に、電極２２を電極フレーム２４の幅に亘って延在させ、且つ、部分的に電極フレーム２４で覆うこともできる。
【００２３】
図５に示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、電極フレーム２４内に包含された有機又は無機物質２８をさらに含みうる。さらに、電極フレーム２４は、有機又は無機物質２８を包含するためのダムとして構成可能である。特には、有機又は無機物質２８が電極フレーム２４の４つの側壁及びｎ型半導体層２０の上面で包含される。この実施形態ではまた、パッシベーション層２６ｄｐ（図２Ｂ）の高さが、好ましくは、電極フレーム２４の高さｄＥ（図１）よりも低い（ｄｐ＜ｄＥ）。有機又は無機物質２８は、シリコンのような光透過性材料を備えうる。さらに、有機又は無機物質２８は、スペクトル変換又は高屈折率などの必要な光学特性を提供するように選択可能である。
【００２４】
図６に示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、選択したパッシベーション層２６に含まれる光学特性を有する有機又は無機物質２８をさらに含むことができる。また、この実施形態では、パッシベーション層２６の高さｄｐ（図２Ｂ）が、好ましくは、電極フレーム２４の高さｄＥ（図１）よりも高い（ｄｐ＞ｄＥ）。その上、パッシベーション層２６を、有機又は無機物質２８を包含するダムとして構成することができる。さらに、有機又は無機物質２８が電極フレーム２４を封入することもできる。
【００２５】
したがって、本明細書は、改善した垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ及び製造方法を説明する。複数の実施例及び実施形態が説明されたが、当該技術分野の当業者は、任意の改変、置換、付加、及びこれらの組み合わせを認識するであろう。すなわち、添付した特許請求の範囲は、発明の技術的範囲として、このような全ての改変、置換、付加、及び、組み合わせを含むものと解釈されることを意図している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光電子工学（オプトエレクトロニクス）要素、及び、より具体的には、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光電子工学システムは、基板に搭載された１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを含みうる。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイとして知られる発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイの一種は、ＧａＮのような半導体化合物から形成された多層半導体を含む。半導体基板は、ｐ型ドーパントを有するｐ型閉込め層、ｎ型ドーパントを有するｎ型閉込め層、及び、閉込め層の間に位置し、光を放出するように構成された多重量子井戸（ＭＱＷ）層を含みうる。
【０００３】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、ｎ型閉込め層上の電極、及び、ｐ型閉込め層に接触するミラーをさらに含む。電極は、多重量子井戸（ＭＱＷ）層を活性化させて光を放出するために、ｎ型閉込め層に電流を提供する。ミラーは放出された光を外側に反射する。この種の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイでの問題は、電流がｎ型閉込め層の特定の領域、特には、電極近傍に蓄積し、多重量子井戸（ＭＱＷ）層の効率を制限することである。しばしば「電流集中（ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｒｏｗｄｉｎｇ）」として呼ばれる該問題は、より高い順方向バイアス（Ｖｆ）を要求すると共に、電力消費及び熱出力を増加させる。一先行技術における該問題の解決手段は、電流を拡散させる複数の脚部を有する電極を形成することである。しかしながら、この解決手段は、多重量子井戸（ＭＱＷ）層の広い領域を覆う傾向があり、光度を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、電極フレームを有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ、及び、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの製造方法に関する。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、改善した熱特性及び電気特性を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）を構築することに使用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、金属ベース（基部）と、金属ベース上のミラーと、当該ミラー上のｐ型半導体層と、光を放出するように構成された、ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、当該多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、を含む。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、ｎ型半導体層上の電極と、当該電極と電気的接触状態にある、ｎ型半導体層上の電極フレームと、当該電極フレーム内に含有された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質とをさらに含む。電極フレームは、ｎ型半導体層の外周部内に包含された４面額縁外周部を有し、高電流容量を提供するとともにｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されている。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイは、金属ベース上に、電極フレーム、ミラーのエッジ（端縁）、ｐ型半導体層のエッジ、多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、ｎ型半導体層のエッジを取り囲んで電気的に絶縁するように形成されたパッシベーション（保護）層をさらに含みうる。
【０００６】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイを製造する方法は、ミラー、当該ミラー上のｐ型半導体層、光を放出するように構成された、当該ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）層、及び、当該多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層を有する金属ベースを提供するステップを含む。当該方法は、ｎ型半導体層上の電極と、当該電極と電気的接触状態にあり、ｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されたｎ型半導体層上の電極フレームとを形成するステップをさらに含みうる。当該方法は、電極フレーム、ミラーのエッジ、ｐ型半導体層のエッジ、多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、ｎ型半導体層のエッジを電気的に絶縁するように構成されたパッシベーション層を形成するステップをさらに含みうる。当該方法は、選択された光学特性を有する有機又は無機物質を電極フレーム内に堆積させるステップをさらに含みうる。
【０００７】
例示する実施形態が図面にて説明される。実施形態及び図面は、限定するためではなく説明のためにここに開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電極フレームを有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの斜視図。
【図２Ａ】幅側に亘る垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの側面図。
【図２Ｂ】パッシベーション層を有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの、図２Ａと同等の側面図。
【図３Ａ】長手側に亘る垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの側面図。
【図３Ｂ】パッシベーション層を有する垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの、図３Ａと同等の側面図。
【図４Ａ】電極フレーム及び電極を表す垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの平面図。
【図４Ｂ】電極フレームに亘って延在する電極を有する別の実施形態を表す垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの平面図。
【図４Ｃ】ミラーを表す垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイの平面図。
【図５】パッシベーション層及び電極フレーム内の有機又は無機物質を有する垂直型発光ダイオードの側面図。
【図６】ダムとして構成されたパッシベーション層、及び、ダム内に含有された有機又は無機物質を有する垂直型発光ダイオードの側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）は、金属ベース１２、金属ベース１２上のミラー１４、第１金属ベース上のｐ型半導体層１６、ｐ型半導体層１６上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８（活性層）、及び、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８上のｎ型半導体層２０を含む。垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、電極２２、及び、電極２２と電気接触状態にあるｎ型半導体層２０上の電極フレーム２４をさらに含む。
【００１０】
金属ベース１２、金属ベース１２上のミラー１４、ｐ型半導体層１６、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８、及びｎ型半導体層２０は、外周形状において全て略矩形である。さらに、電極フレーム２４は、２つの平行に離間した幅（方向の）側壁と、前記幅側壁に対して直角な２つの平行に離間した長手（方向の）側壁とからなる４面の額縁形状を有し、ｎ型半導体層２０の外周部内に包含される。換言すると、電極フレーム２４が有する長手外周部、幅外周部、及び、外周面積は、ｎ型半導体層２０の長手部、幅部、面積よりも小さい。その上、さらに説明するが、電極フレーム２４が有する外周長手辺、外周幅辺及び外周面積は、ミラー１４の長手辺、幅辺及び面積よりも大きく（又は等しく）、電極フレーム２４による光遮断（ブロッキング）を軽減する。
【００１１】
金属ベース１２（図１）は、ｐ型半導体層１６及びｎ型半導体層２０のものよりも大きい面積を有しうる。金属ベース１２は単金属層又は２以上の金属層のスタック（堆積層）
を備えることができ、適切な堆積処理を使用して形成される。さらに、金属ベース１２の材料は、高導電性及び高熱伝導性を提供するように選択可能である。金属ベース１２の適切な材料は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｏ，Ｃｕ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｃｏ，ＣｕＭｏ，Ｎｉ／Ｃｕ，Ｎｉ／Ｃｕ−Ｍｏ及びこれら材料の合金を含む。金属ベース１２を形成するための適切な堆積処理は、電解堆積、無電解堆積、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、蒸着、及び、プラズマスプレーを含む。
【００１２】
ミラー１４（図１）は、ｐ型半導体層１６のものよりも小さい面積を有する形状で略矩形とすることができる。リフレクタ（反射器）として機能することに加えて、ミラー１４は、アノード（ｐ型半導体層１６）からカソード（ｎ型半導体層２０）への電流路を提供するように、アノード電極として機能する。ミラー１４は、Ａｇのような単金属層、或いは、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｐｄ又はＡｌを含有する合金を堆積することによって形成されるＮｉ／Ａｇ，Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ，Ｔｉ／Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｇ／Ｐｔ又はＡｇ／Ｐｄ又はＡｇ／Ｃｒのような金属のスタックを含むことが可能である。ミラー１４の厚さを約１．０μｍより小さくすることができる。また、高温のアニーリング又は合金化を、ミラー１４の接触抵抗及び付着性を改善することに使用可能である。
【００１３】
ｐ型半導体層１６（図１）は、ミラー１４のものよりも大きい面積を有する形状で略矩形とすることができる。ｐ型半導体層１６の好ましい材料は、ｐ-ＧａＮを含む。ｐ型層の他の好ましい材料は、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮを含む。多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８は、ＧａＡｓのような半導体材料を含む。図１に示すとおり、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８及びｎ型半導体層２０は、ｐ型半導体層１６とほぼ同じ矩形状を有しうる。しかし、傾斜した側壁を有するエピタキシャルのスタックが半導体層１６、２０及び多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８によって形成されるように面積が減少する。言い換えれば、ｎ型半導体層２０、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８及びｐ型半導体層１６で形成されたエピタキシャルのスタックは、ベースを形成するｎ型半導体層２０及び平坦な頂部を形成するｐ型半導体層を有する形で略ピラミッド形状である。ｎ型半導体層２０の上面は、電極フレーム２４のベースを提供するように平坦且つ平面とすることができる。ｎ型半導体層２０の好ましい材料は、ｎ-ＧａＮを含む。ｎ型層の他の好ましい材料は、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮを含む。
【００１４】
説明が進むにつれてより明確になるが、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）の要素の（幾何学的）形状は、改善された性能を提供する。例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８、ｐ型半導体層１６及びミラー１４の面積よりも大きいｎ型半導体層２０の面積で、光遮蔽が軽減される。特には、ｎ型半導体層２０のより大きい面積は、電極フレーム２４がｎ型半導体層２０上により少ない光遮蔽物で形成されることを可能にする。さらに、ミラー１４が最小面積を有すると、ミラー１４による電流阻止が軽減される。
【００１５】
電極２２（図１）は、電極フレーム２４の側部に接触するパッド及び電極フレーム２４内に包含された矩形又は正方形の外周部を有する。さらに、電極２２は、
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０及び対応する支持基板（図示せず）にワイヤーボンディングするための結合パッドとして構成可能である。さらに、電極２２及び電極フレーム２４は、単相及び物質のスタックを備え、ＰＶＤ、Ｅ−Ｇｕｎ蒸着、熱蒸着又は無電解化学堆積を使用して形成される。電極２２及び電極フレーム２４の適切な材料は、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ａｕ及びＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕを含みうる。
【００１６】
図１では、以下の形状的特徴が特定される。さらに、以下に代表的な寸法が表される。
Ｗ：電極フレーム２４の外周の幅（１μｍ〜１０００μｍ）
Ｌ：電極フレーム２４の外周の長さ（１μｍ〜２５ｍｍ（２５００００μｍ））
Ｅ：電極フレーム２４の壁幅（１μｍ〜１００μｍ）
ｄ：電極フレーム２４の外周からｎ型半導体層２０までの距離（１μｍ〜１００μｍ）
ｄＥ：電極フレーム２４の厚さ（１μｍ〜１００μｍ）
ＢＷ：電極２２の幅（１０μｍ〜１０００μｍ）
ＢＬ：電極２２の長さ（１０μｍ〜３００μｍ）
電極２２の高さは、ｄＥと等しい。
【００１７】
垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）では、電極フレーム２４の外周部の幅Ｗは、ｎ型半導体層２０上の電流を外周又は側部からその中心に伝播させるために十分な電流容量を提供するように最適化可能である。さらに、電極フレーム２４の４面額縁形状の外周部は、ｎ型半導体層２０の外周エッジ（端縁）から内方の間隔ｄを有する。電極フレーム２４の長さＬは、必要な放出面積を充足するように選択可能である。例えば、必要な放出面積をＡとすると、Ｌ＝Ａ／Ｗとなるように長さＬが選択されうる。光度の要求に応じて、より長いＬがより大きい放出面積Ａを提供し、より高い光度を提供可能である。
【００１８】
また、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）では、電極フレーム２４の外周の幅Ｗは、ｎ型半導体層２０の横方向電流伝播能力に応じて最適化可能である。例えば、ｎ型半導体層２０の電流伝播能力は、導電性、電子移動度及び厚さに依存する。より厚いｎ型半導体層２０は、エッジから中心に電流を伝播するように、より多くの空間を有する。導電性及びｎ型半導体層２０の移動度は、ドーピング濃度の最適化に依存する。
【００１９】
また、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０（図１）では、電極フレーム２４の厚さｄＥは１μｍ〜１００μｍの範囲である。より厚いｄＥは、電流をより速く伝播するように、より低い抵抗を有する電極フレーム２４を提供する。さらに、より高い電流注入は、より高い光度を提供可能である。さらに、電極フレーム２４の最適化された厚さｄ-Ｅ上の均一且つ速い導電は、電極２２周辺の局所的に非均一な高電流密度を回避可能である。電極２２周辺の局所的な高電流密度は、局所的な高い熱密度を生成すると共に、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０を損傷させる。換言すると、電極フレーム２４の最適化された厚さは、電流を伝播させることを助けるだけでなく、いずれの局所的に発生した高熱部をも分散可能である。さらに、より厚い電極フレーム２４は、より低い抵抗を提供可能であり、高電流で動作電圧を下げることができる。
【００２０】
図２Ａ及び３Ａに示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０では、ミラー１４の幅Ｗｍが表される（Ｗｍ＜Ｗ＋２ｄ、あるいは随意に、Ｗｍ＝Ｗ、又は、Ｗｍ＜Ｗ）。図３Ａに示すとおり、ミラー１４は、長さＬｍを有し、電極フレーム２４の内周から離隔している（Ｌｍ＜Ｌ＋２ｄ、あるいは随意に、Ｌｍ＝Ｌ又はＬｍ＜Ｌ）。電極フレーム２４からミラー１４の間隔は、電極フレーム２４の電流遮蔽領域を提供するように構成される。さらに、電極２２の下のミラー１４は、電極２２の下で、ほとんど電子ホール（正孔）再結合しない電流遮蔽領域を提供する。これは、所定の放出面積Ａに、より高い電流密度及びより高い光度を許容する。
【００２１】
図２Ｂ及び図３Ｂに示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、金属ベース１２上に、電極フレーム２４を取り囲むとともに電気的に絶縁するパッシベーション（保護）層２６をさらに含みうる。さらに、パッシベーション層２６は、ミラー１４のエッジ、ｐ型半導体層１６のエッジ、多重量子井戸（ＭＱＷ）層１８のエッジ、及びｎ型半導体層２０のエッジを電気的に絶縁する。パッシベーション層２６は、ｎ型半導体層２０上に高さｄｐを有する電気的に絶縁する堆積物を備える。（随意に、ｄｐ＜ｄＥ、ｄｐ
＝ｄＥ、ｄｐ＞ｄＥ）パッシベーション層２０の適切な材料は、感光性又は非感光性材料、レジスト、ポリマー、ポリミド、エポキシ、熱可塑性物質、パリレン、ドライフィルムレジスト、シリコン、ＳＵ８及びＮＲ７を含む。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｃに示すとおり、電極フレーム２４、電極２２及びミラー１４のさらなる特徴が表される。図４Ｃに示すとおり、ミラー１４の長さＬｍは、長さＬ＋２ｄ（あるいは随意にＬｍ＝Ｌ又はＬｍ＜Ｌ）よりも小さく、且つ、ミラー１４のＷｍは、Ｗ＋２ｄ（あるいは随意にＷｍ＝Ｗ又はＷｍ＜Ｗ）よりも小さい。さらに、電極電流遮蔽領域３０（図４Ｃ）は、電極２２のデザインに依存する。例えば、ＷＢは、ＢＷとほぼ同じ大きさを有し、ＷＬはＢＬとほぼ同じ大きさを有する。図４Ｂに示されるとおり任意に、電極２２を電極フレーム２４の幅に亘って延在させ、且つ、部分的に電極フレーム２４で覆うこともできる。
【００２３】
図５に示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、電極フレーム２４内に包含された有機又は無機物質２８をさらに含みうる。さらに、電極フレーム２４は、有機又は無機物質２８を包含するためのダムとして構成可能である。特には、有機又は無機物質２８が電極フレーム２４の４つの側壁及びｎ型半導体層２０の上面で包含される。この実施形態ではまた、パッシベーション層２６ｄｐ（図２Ｂ）の高さが、好ましくは、電極フレーム２４の高さｄＥ（図１）よりも低い（ｄｐ＜ｄＥ）。有機又は無機物質２８は、シリコンのような光透過性材料を備えうる。さらに、有機又は無機物質２８は、スペクトル変換又は高屈折率などの必要な光学特性を提供するように選択可能である。
【００２４】
図６に示すとおり、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ１０は、選択したパッシベーション層２６に含まれる光学特性を有する有機又は無機物質２８をさらに含むことができる。また、この実施形態では、パッシベーション層２６の高さｄｐ（図２Ｂ）が、好ましくは、電極フレーム２４の高さｄＥ（図１）よりも高い（ｄｐ＞ｄＥ）。その上、パッシベーション層２６を、有機又は無機物質２８を包含するダムとして構成することができる。さらに、有機又は無機物質２８が電極フレーム２４を封入することもできる。
【００２５】
したがって、本明細書は、改善した垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ及び製造方法を説明する。複数の実施例及び実施形態が説明されたが、当該技術分野の当業者は、任意の改変、置換、付加、及びこれらの組み合わせを認識するであろう。すなわち、添付した特許請求の範囲は、発明の技術的範囲として、このような全ての改変、置換、付加、及び、組み合わせを含むものと解釈されることを意図している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ベースと、
前記金属ベース上のミラーと、
前記ミラー上のｐ型半導体層と、
光を放出するように構成された、前記ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、
外周部及び中心部を有する、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上の電極と、
前記電極と電気的接触状態にある、前記ｎ型半導体層上の電極フレームと、を備え、
前記電極フレームは、前記ｎ型半導体層の前記外周部内に包含され、前記ｎ型半導体層２０の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されていることを特徴とする、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項２】
前記電極フレームが４面額縁形状を有するとともに、前記電極が前記電極フレームの側部と接触するパッドを備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項３】
前記金属ベース上に、前記電極フレーム、前記ミラーのエッジ、前記ｐ型半導体層のエッジ、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、前記ｎ型半導体層のエッジを取り囲んで電気的に絶縁するパッシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項４】
前記パッシベーション層はダムとして構成され、且つ、前記ダム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項５】
前記電極フレーム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項６】
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項７】
前記電極は、前記電極フレーム内に包含された、前記電極フレームの側部と接触する結合パッドを備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項８】
前記電極フレームは、外周幅Ｗ及び外周長Ｌを有する略矩形状であり、前記ミラーは、幅Ｗｍ（≦Ｗ）及び長さＬｍ（≦Ｌ）を有することを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項９】
前記ｎ型半導体層は、前記ミラーの第２の面積よりも大きい第１の面積を有することを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１０】
金属ベースと、
幅Ｗｍ及び長さＬｍを有する、前記金属ベース上のミラーと、
前記ミラー上のｐ型半導体層と、
光を放出するように構成された、前記ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、
外周部及び中心部を有する、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上の電極と、
前記電極と電気的接触状態にあり、前記ｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成された、前記ｎ型半導体層上の電極フレームと、を備え、
前記電極フレームは、前記ｎ型半導体層の前記外周部からｄ離隔した４面額縁形状を有するとともに、外周幅Ｗ（≧Ｗｍ）、外周長さＬ（≧Ｌｍ）、壁幅Ｅ及び厚さｄＥを有することを特徴とする、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１１】
前記長さＬは、Ｌ＝Ａ／Ｗである所望の放出面積Ａを満たすように選択されることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ
【請求項１２】
前記厚さｄＥが１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ
【請求項１３】
前記ｐ型半導体層、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層及び前記ｎ型半導体層は、略ピラミッド形状のエピタキシャルスタックを形成しており、前記ｎ型半導体層がベースを形成しているとともに前記ｐ型半導体層が平坦な頂部を形成していることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１４】
前記金属ベース上に、前記電極フレーム、前記ミラーのエッジ、前記ｐ型半導体層のエッジ、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、前記ｎ型半導体層のエッジを取り囲んで電気的に絶縁するパッシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１５】
前記パッシベーション層はダムとして構成され、且つ、前記ダム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１６】
前記電極フレーム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１７】
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１８】
前記電極は、前記電極フレーム内に包含された、前記電極フレームの側部と接触する結合パッドを備えることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１９】
ミラーと、前記ミラー上のｐ型半導体層と、光を放出するように構成された、前記ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、外周部を有する、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、を有する金属ベースを提供するステップと、
前記ｎ型半導体層上に電極を形成するステップと、
前記電極と電気的接触状態にある電極フレームを前記ｎ型半導体層上に形成するステップと、を含み、
前記電極フレームは、前記ｎ型半導体層の前記外周部内に包含され、前記ｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されていることを特徴とする、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイを製造する方法。
【請求項２０】
前記電極フレーム、前記ミラーのエッジ、前記ｐ型半導体層のエッジ、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、前記ｎ型半導体層のエッジを電気的に絶縁するように構成されたパッシベーション層を前記金属ベース上に形成するステップをさらに含むことを
特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記パッシベーション層をダムとして形成し、前記ダム内に、選択された光学特性を有する有機又は無機物質を堆積させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
選択された光学特性を有する有機又は無機物質を前記電極フレーム内に堆積させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項１】
金属ベースと、
前記金属ベース上のミラーと、
前記ミラー上のｐ型半導体層と、
光を放出するように構成された、前記ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、
外周部及び中心部を有する、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上の電極と、
前記電極と電気的接触状態にある、前記ｎ型半導体層上の電極フレームと、を備え、
前記電極フレームは、前記ｎ型半導体層の前記外周部内に包含され、前記ｎ型半導体層２０の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されていることを特徴とする、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項２】
前記電極フレームが４面額縁形状を有するとともに、前記電極が前記電極フレームの側部と接触するパッドを備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項３】
前記金属ベース上に、前記電極フレーム、前記ミラーのエッジ、前記ｐ型半導体層のエッジ、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、前記ｎ型半導体層のエッジを取り囲んで電気的に絶縁するパッシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項４】
前記パッシベーション層はダムとして構成され、且つ、前記ダム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項５】
前記電極フレーム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項６】
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項７】
前記電極は、前記電極フレーム内に包含された、前記電極フレームの側部と接触する結合パッドを備えることを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項８】
前記電極フレームは、外周幅Ｗ及び外周長Ｌを有する略矩形状であり、前記ミラーは、幅Ｗｍ（≦Ｗ）及び長さＬｍ（≦Ｌ）を有することを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項９】
前記ｎ型半導体層は、前記ミラーの第２の面積よりも大きい第１の面積を有することを特徴とする請求項１記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１０】
金属ベースと、
幅Ｗｍ及び長さＬｍを有する、前記金属ベース上のミラーと、
前記ミラー上のｐ型半導体層と、
光を放出するように構成された、前記ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、
外周部及び中心部を有する、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上の電極と、
前記電極と電気的接触状態にあり、前記ｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成された、前記ｎ型半導体層上の電極フレームと、を備え、
前記電極フレームは、前記ｎ型半導体層の前記外周部からｄ離隔した４面額縁形状を有するとともに、外周幅Ｗ（≧Ｗｍ）、外周長さＬ（≧Ｌｍ）、壁幅Ｅ及び厚さｄＥを有することを特徴とする、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１１】
前記長さＬは、Ｌ＝Ａ／Ｗである所望の放出面積Ａを満たすように選択されることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ
【請求項１２】
前記厚さｄＥが１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ
【請求項１３】
前記ｐ型半導体層、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層及び前記ｎ型半導体層は、略ピラミッド形状のエピタキシャルスタックを形成しており、前記ｎ型半導体層がベースを形成しているとともに前記ｐ型半導体層が平坦な頂部を形成していることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１４】
前記金属ベース上に、前記電極フレーム、前記ミラーのエッジ、前記ｐ型半導体層のエッジ、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、前記ｎ型半導体層のエッジを取り囲んで電気的に絶縁するパッシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１５】
前記パッシベーション層はダムとして構成され、且つ、前記ダム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１６】
前記電極フレーム内に包含された、選択された光学特性を有する有機又は無機物質をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１７】
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１８】
前記電極は、前記電極フレーム内に包含された、前記電極フレームの側部と接触する結合パッドを備えることを特徴とする請求項１０記載の垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイ。
【請求項１９】
ミラーと、前記ミラー上のｐ型半導体層と、光を放出するように構成された、前記ｐ型半導体層上の多重量子井戸（ＭＱＷ）層と、外周部を有する、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層上のｎ型半導体層と、を有する金属ベースを提供するステップと、
前記ｎ型半導体層上に電極を形成するステップと、
前記電極と電気的接触状態にある電極フレームを前記ｎ型半導体層上に形成するステップと、を含み、
前記電極フレームは、前記ｎ型半導体層の前記外周部内に包含され、前記ｎ型半導体層の外周から中心へと電流を伝播させるように構成されていることを特徴とする、垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）ダイを製造する方法。
【請求項２０】
前記電極フレーム、前記ミラーのエッジ、前記ｐ型半導体層のエッジ、前記多重量子井戸（ＭＱＷ）層のエッジ、及び、前記ｎ型半導体層のエッジを電気的に絶縁するように構成されたパッシベーション層を前記金属ベース上に形成するステップをさらに含むことを
特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記パッシベーション層をダムとして形成し、前記ダム内に、選択された光学特性を有する有機又は無機物質を堆積させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
選択された光学特性を有する有機又は無機物質を前記電極フレーム内に堆積させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図４Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図４Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−３３９３５（Ｐ２０１２−３３９３５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１６５２５３（Ｐ２０１１−１６５２５３）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５０９０３７３９６）セミエルイーディーズ オプトエレクトロニクス カンパニー リミテッド (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５２５３（Ｐ２０１１−１６５２５３）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５０９０３７３９６）セミエルイーディーズ オプトエレクトロニクス カンパニー リミテッド (12)
【Ｆターム（参考）】
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