专利名称：具有多孔漫反射器的led的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管(LED)，特别是涉及一种用于通过提供实 际上不增加正向电压降的光漫射层在不增大工作电压的情况下提高 LED的光提取效率的技术。
背景技术：
用于形成LED的材料很大程度地确定发射波长.光发生活性层的 一组III-V组合(composition)是AlInGaP。这样的LED通常生成在 红色到黄色范围内的光。该活性层夹在p型包覆层和n型包覆层之间， 产生异质结构.LED层通常包含磷化铝铟镓(AlInGaP)，该磷化铝铟 镓中Al和In的百分比是变化的，这取决于各种众所周知的因素，如 与GaAs生长衬底相匹配的晶格以及所希望的带隙，GaAs吸收可见光， 并且在生长过程的结尾移除GaAs衬底并用透明的GaP(0。/。的Al和In) 衬底来代替该GaAs衬底是常见的，
基于GaP的材料具有相对较高的折射率(大约3. 5 ).同样，依照 Snell定律，光线在LED内部发生内反射，除非该光线在法线的大约 17度(临界角)内射到LED的壁上.光反射离开LED的内壁，直到其 被发射或被吸收.由于LED芯片基本上是直线的，因此反射的光即使 在多次反射之后也将重复其入射角.对于每次内反射来说，光都会衰 减.因此，所希望的是利用最少的内反射来提取由该活性层发射的光. 在封装之后，基于GaP的LED的效率大约是14。/。，这意味着对于进入 该LED的每7个电子来说只从该LED发射1个光子。
所需要的是一种用于提高基于GaP的LED的光提取效率同时不会 不利地影响正向电压的技术.
发明内容在一个实施例中，在GaAs生长衬底上形成常规的AlInGaP LED, 其中LED层包括底部n型AlInGaP包覆层、活性层、上部p型AlInGaP 包覆层，以及顶部p型GaP层.为了增大从LED的光提取，在顶部p 型层上方生长厚的n型GaP层.然后使该厚的n型GaP层经受电化学 蚀刻过程，这致使该n型GaP层变成多孔的、反射的和光漫射的。该 电化学蚀刻基本上只影响n型材料。
与无孔层相比，多孔层的电阻增大，如果将该多孔层用在电流通 路中，那么这将导致增大的LED的正向电压。为了防止由于该多孔层 而引起任何正向电压降，在该多孔层中蚀刻多个通孔(via)以露出该 无孔p层，并且在这些通孔中和在该多孔层上方沉积金属，用以直接 电接触下面的p型层。
在一个实施例中，在所有层都生长之后移除吸收光的GaAs生长衬 底，然后用晶片键合的GaP衬底代替.
可以在晶片键合的GaP衬底(n触点和p触点位于相对的表面上) 上形成对于"底部"n型AlInGaP层的电接触，或者该LED芯片可以是 倒装芯片，其中p和n金属接触都形成在同一个表面上。
当由活性层生成光时，射在该多孔层上的光被反射和散射，同时 增大反射光将要射出到LED之外的机会。与此相反，在典型的现有技 术的LED中，入射角等于反射角，导致反射的光线不会处于逸出LED 的临界角之内，这里描述的电接触方案能够利用该多孔层而不会明显 增大该LED的正向电压.尽管在金属中总是存在一些阻抗，但是正向 电压的任何增大都是无足轻重的并且近似为零。
在另一个实施例中，掩蔽顶部n-GaP层(在制成多孔之前覆在p -型GaP层的上面)以暴露n-GaP层的顶部表面的部分，随后，使得 暴露的n-GaP区域经受电化学蚀刻，以使得那些n-GaP区域成为多 孔的和光漫射的.随后沉积和构图电介质/金属层堆叠以仅菝盖多孔区 域，其中电介质/金属层用作针对通过多孔区域的光的反射器.随后移 除抗蚀刑，并且对顶部表面进行p-型掺杂质(例如，Zn)，其中p-型掺杂剂散布在所暴露的非多孔n - GaP部分中，以将这些部分转换成 p -型.随后在p -型部分的顶部表面和电介质/金属层上形成金属层。 由于在金属和非多孔p-型部分之间形成直接接触，无电流流过多孔部 分，从而不存在增加的正向电压降.因此，在这个实施例中，不需要通孔以接触非多孔P-层。
在另一个实施例中，在形成底部n-型AlInGaP层、活性层、上部 p-型AlInGaP层和顶部P-型GaP层之后，移除GaAs生长衬底.随后， 用直接接触n -型A11nGaP层的n -型GaP衬底替换生长衬底.随后GaP 衬底经受电化学蚀刻处理以形成多孔层，然后形成穿过多孔层的由金 属填充的通孔，以直接接触n-型AlInGaP层，从而在多孔层上将不存 在正向电压降。多孔层上的金属层接触通孔以形成阴极电极.
在另一个实施例中，在生长活性层、n-型AlInGaP包覆层和顶部 n-型GaP层之后，在GaAs衬底上生长p-型AlInGaP包覆层.然后， 使用电化学蚀刻使得n-型GaP层成为多孔的。然后形成穿过多孔层的 由金属填充的通孔，从而无电流流过高阻抗多孔层.移除GaAs衬底以 允许光通过p-层顶部出射，形成到p-层的电接触.
光提取表面上的防反射涂层可以与多孔层组合以实现更好的提 取。由于不存在多孔层提供的内部散射，防反射涂层不是改善矩形芯 片性能的节省成本的手段.
所有的实施例可以是倒装芯片，或者在LED的相对表面上具有阳 极和阴极电极。
芯片可以是矩形的，或者可成形为以进一步增加光提取.
图1以橫截面形式示出了本发明一个实施例中的在GaAs生长衬底 上生长的各种AlInGaP半导体层.
图2示出了光吸收GaAs衬底的移除和透明GaP衬底的晶片键合.
图3示出了电化学处理，用于使顶部n-GaP层形成多孔，以使得 光散射.
图4示出了图3的处理之后得到的LED芯片。 图5和6示出了选择性蚀刻多孔n - GaP层以形成延伸至在下面的 p-层的通孔，
图7是LED芯片的自顶向下的视图，示出穿过多孔n-GaP层的由
金属填充的通孔的栅格布置。
图8是LED芯片的自顶向下的视图，示出穿过多孔n-GaP层的由 金属填充的通孔的点布置。图9示出了在通孔中沉积金属以电接触p-层.
图10示出了在形成n-金属接触之后和在LED管芯与晶片分离并 安装在基座上之后得到的芯片.
图11示出了安装在基座上的LED芯片的倒装芯片形式，
图12是用于形成根据本发明一个实施例的LED结构的通用处理的 流程图。
图13、 14和15示出了使用多孔光漫射层和n-型至p-型转换处 理的LED结构的另一个实施例，其中未使用由金属填充的通孔以接触 位于多孔n-GaP层下的p-GaP层'
图16示出了本发明的另一个实施例，其中移除了生长衬底，n-型GaP衬底晶片键合至n-AlInGaP层并且形成多孔，以及形成穿过多 孔层的由金属填充的通孔以接触n - AlInGaP层。
图17示出了本发明的另一个实施例，其中在生长衬底上生长p-AlInGaP包覆层，然后生长活性层、n - AlInGaP包覆层和n - GaP层， 并且随后使得顶部n-GaP层形成多孔。形成穿过多孔层的由金属填充 的通孔，以接触在下面的n-AlInGaP层，并且移除生长衬底以允许光 通过p —层表面出射，
图18类似于图17，除了LED是倒装芯片。
图19类似于图11，除了在将LED管芯安装在基座之后仅移除(例 如，蚀刻掉)GaAs生长衬底，产生非常薄的LED结构.
在附图中，相同或相似的元件标注有相同的附图标记，
具体实施例方式
虽然本发明可以增加任何类型的基于GaP的LED,但是将仅描述 LED的少数实例.可以使用常规技术生长LED层，而它们精确的成分和 厚度与本发明无关.在John Epler等人于2006年6月9日提交的、 转让给本专利受让人的题为"Semiconductor Light Emitting Device Including Scattering Layer"的美国专利申请序列号No. 11/423413 中描述了在本实例中使用的电化学蚀刻处理和多孔层的各种细节，该 文献在此全文引入作为参考.
图1中，使薄的InGaP停止层12在300微米厚的GaAs衬底14上 生长.稍后在蚀刻掉光吸收GaAs衬底时采用该停止层12.在停止层12上生长1. 5微米厚的n -型AlInGaP层16，然后生长 0. 5微米厚的AlInGaP活性层18。活性层的成分影响LED所发射的光 的波长.众所周知地，活性层18可以包括多层，然后使1.0微米厚的 p-型AlInGaP层19在活性层18上生长，使2. 0微米厚的p -型GaP 层20在层19上生长，上述层都使用有机金属化学气相沉积(MOCVD) 而生长.层16和19称为限制层或包覆层，出于减小应力、改变带隙、 电流散布(current spreading )的目的或其它已知的目的，每层可以 包括多层。
接下来，通过汽相外延(VPE)生长30微米厚的p-型GaP层22， 然后还通过VPE形成20微米厚的n -型GaP层24.下文中为了简便起 见，层22和24也称作为p - GaP层22和n - GaP层24.厚的p - GaN 层22的一个优点是用于电流散布.在另一个实施例中，直接位于n-GaP层24之下的层是p -型包覆层20. n - GaP层24优选地厚度大于5 微米，以便形成多孔之后的足够的光漫射.
在图2中，使用化学蚀刻刑对GaAs村底14进行蚀刻，其中InGaP 层12作为停止层。然后，将诸如厚度大于200微米的透明GaP衬底26 晶片键合至InGaP停止层12.在形成基于GaP的LED时，移除GaAs 衬底14和晶片键合GaP衬底26是常规的.可以使用包括抛光或离子 蚀刻/碾磨的各种其它方法移除GaAs衬底14.使用热和压力可以实现 GaP衬底26的键合。GaP衬底26的晶体取向应当对准InGaP层12的 晶体取向，以最大化结合处的导电性.移除GaAs衬底和晶片键合步骤 可以在LED制造过程中的任意时间进行.还可以使用除了 GaP材料以 外的衬底.衬底移除和晶片键合以及形成AlInGaP LED公开在Fred Kish等人的美国专利号No. 5376580中，该文献在此引入作为参考，
在随后的附图中，为了简单起见，p-GaP层20和22合并成单一 层22.
在图3中，通过使用电解液的电化学蚀刻处理，使得具有1.0E17 至1.0E19/cm3的优选掺杂密度的n-GaP层24成为多孔的.通过常规 金属沉积工艺，在n-GaP层24的表面上形成临时电接触28。到GaP 层24的电接触可以以其它方式实现。在LED上提供临时Teflon保护 层29，以仅将GaP层24的顶部部分暴露至电解液。Teflon层29可以 是用于晶片的可重复使用支撑结构的一部分.至少n-GaP层24浸入作为电解液的5%硫酸的酸浴30中.铂电极32 (反电极)和饱和甘汞 电极(SCE) 33 (参考电极)也浸入酸浴中.参考SCE33, DC电压源31 在GaP层24和铂电极32之间施加约10-15伏特的电压，.电流近似 为50mA/sq. inch。随着时间过去，由n - GaP层24和铂电极32之间的 电流引起的电化学反应蚀刻通过n-GaP层24的整个厚度的垂直小孔 (类似中空管道).每个小孔在GaP层24中的表面缺陷处开始蚀刻亚 微米的凹坑。所蚀刻的GaP材料流入酸浴溶液中。这些小孔的直径约 为150nm，具有近似相等的间距(例如，间隔0.5-1.O微米)，并且 包括多孔n-GaP层24的体积的约15% -75%。在另一个实施例中， 小孔包括超过GaP层24的体积的10%的任意量，并且仍然提供充分的 光漫射.在小孔到达p-GaP层22之后，该过程基本上自行终止.LED 芯片的其余部分不受电化学处理的影响。电流密度、掺杂密度、厚度、 传导类型、蚀刻剂溶液以及偏压影响小孔密度和尺寸，
在增加小孔尺寸的任选步骤中，在施加的参考SCE的2伏特正电 势下，使用来自Xe灯的50mW/cm2的亚带隙光将已被电化学蚀刻的晶 片暴露于HzO: H2S04: &02电解液中，所施加的电势太低，以致于不能 发生上述的蚀刻处理，并且亚带隙光仅在电解液-半导体界面处得以 吸收，所以最初的效应是增加了笫一步稞中所定义的层的多孔性.多 孔性的程度由时间积分的电流密度确定，它是光强度、蚀刻刑浓度和 衬底参数的函数，
图4是示出了延伸穿过n-GaP层24的垂直小孔34的所得LED芯
片的横截面示图，
在图5中，使用标准照相平版印刷术用光致抗蚀刑36选择性地掩 蔽多孔n-GaP层24，其中掩模中的开口限定了在何处将形成导电通 孔，用于向位于下面的p-GaP层22提供电接触。执行活性离子蚀刻 (RIE)以来蚀刻完全通过多孔n-GaP层24的通孔.还可以使用光化 学蚀刻方法蚀刻通孔.在一个实施例中，通孔之间相隔30微米，并且 每个通孔的直径为5微米。
图6示出了由图5的处理形成的通孔38.通孔可以是任何图案的， 诸如图7的自上向下视图所示的栅格40 (黑线是n-GaP层24中的沟 槽)或者图8中所示的点42的阵列，
在图9中，使用任何合适的常规技术(例如，溅射法)将金属(例如，AuZn)沉积在多孔n-GaP层24的表面上，以填充通孔38，并且 在n - GaP层24上形成金属层44.使用栽射法用TiW的阻挡层覆在AuZn 层的上面，随后是作为用于焊料或超声焊接的粘接金属的Au层，出于 简便起见，未示出归因于通孔的金属层44中的任何浅凹窝.
如图IO中所示，随后在传导的GaP村底26上形成金属接触46以 形成到n-AlInGaP层16的电接触.接触46可以是具有使用蒸发作用 形成的Au帽的AuGe。
随后刻划和折断或锯开包含LED的晶片以单一化LED管芯。随后， 将每个LED管芯安装在基座48上。在一个实施例中，将基座48上的 金村垫超声焊接至LED管芯上的金属层44.基座48的主体是电绝缘体， 诸如陶瓷。基座48上的金属图案从管芯下延伸并且终止于p-键合衬 垫50中，用于连接至电线52。电线54也连接至n-接触46. n -电极 金属可以是其它形式，以允许发射光，还提供活性层18上的合适的电 流散布.电线50和52耦合至用于LED管芯的电源，
活性层18发射的光或者直接发射通过GaP衬底26，或者在光反射 离开管芯的一个或多个内部表面之后发射.入射在多孔n-GaP层24 上的任何光由小孔漫反射。延伸通过通孔的金属也反射光.基本上没 有光通过n - GaP层24到达反射的金属层44.撞击在金属层44上的任 何光被反射朝向活性层，并且进一步由n-GaP层24漫射.已经确定 光的漫射使LED结构的光提取效率增加30%.因此，如果常规AlInGaP LED的提取效率是14。/。，那么增加多孔n-GaP层24使效率提高约18 %，而不增加操作正向电压.
在另一个实施例中，如图ll中所示，LED管芯形成为倒装芯片， 其中n和p接触形成在同一表面上，朝向基座60.为了形成到n-AlInGaP层16的直接接触，通过多孔n-GaP层24、 p - GaP层22和活 性层18而蚀刻通孔。然后，将诸如由等离子体沉积形成的氮化硅的绝 缘材料62形成在通孔的内壁上。然后，通过蒸发将通道填充金属64， 从而用于连接至基座60的n和p接触基本上是平面的。随后，将接触 超声焊接至基座60上的金衬垫。可以使用焊料或其它粘接材料代替超 声焊接.基座60上的金属图案包含n和p接触66、 68，用于将电线 70、 72连接于其上。可以使用基座和电源之间的其它形式的电气连接， 诸如使得基座是表面安装结构，其中基座在其底部表面上具有金属村垫，用于到电路板上衬垫的直接连接，
图12是总结上述处理的包含步骤81 — 89的自我说明的流程图.
困13-15示出了另一个实施例，其中避免了穿过多孔n-GaP层 的金属通孔。在图13中，使用光致抗蚀刑部分92掩蔽非多孔顶部n -GaP层95 (图1中的层24)，以暴露n - GaP层95的顶部表面的部 分.随后，已暴露的n-GaP区域96经受图3的电化学蚀刻处理(其 仅影响n -型材料)，以使得那些n - GaP区域96形成多孔的和光漫射 的，
在图14中，随后沉积电介质层98，并且形成图案以仅覆盖多孔区 域96，其中电介质用作为穿过多孔区域的光的反射器.随后移除抗蚀 剂，并且顶部表面经受p-型毯式掺杂(blanket doping) 100，其中 p-型掺杂刑(例如，Zn)扩散在所暴露的非多孔n-GaP层95的部分 中，以将这些部分转换成p-型.电介质层98是任选的，但是其优点 在于防止Zn扩散至可能增加光学吸收的多孔部分96中，可以形成n -GaP层95为相对较薄(小于20微米)，以实现通过层95的整个厚 度的p-型转换。
在图15中，随后在p-型区域和电介质层98的顶部表面上形成金 属层102，形成到非多孔p-型区域的欧姆接触.非多孔区域将浓密地 掺杂质以防止散射，并且提供低阻抗电流通路。由于在金属和p-型区 域之间形成直接接触，不需要电流流过任何多孔层以到达活性区域， 因此正向电压降中存在最小的增加.10um厚的10%的非多孔区域会增 加近似20meV到典型的正向电压.因此，在该实施例中不需要通孔以 电接触p-GaP层22.金属是反射性的，从而基本上将所有光反射或漫 反射地向后朝向活性层.
可以在GaP衬底26上形成金属接触104，用于电接触n - AlInGaP 层16,或者可以形成至层16的倒装芯片接触.如在先实施例中所述， 将LED芯片安装在基座上.
在多孔层上增加反射性金属或任意反射性电介质减少了多孔层的 必要厚度，因为多孔层可以允许一定量的光通过，并且将其反射回LED 中.减少多孔层的厚度是期望的，用于减少处理时间，并且使得更容 易完成构图，在图15的实施例中，其中在多孔部分之间存在非多孔半 导体电流通道，由于形成小孔的电化学蚀刻是各向同性的，尤其期望更薄的多孔层.多孔层的最佳厚度取决于形成的特定LED，并且可以根 据经验确定.
图16示出了另一个实施例.在GaAs生长衬底(未示出)上生长n -AlInGaP层108，然后生长活性层110、 p - AlInGaP层111和p -型 GaP层112,然后，用晶片键合，用n-型GaP衬底114替换生长衬底， 直接接触n-AlInGaP层108.然后，GaP村底114经受类似于图3的 电化学蚀刻处理(向GaP衬底114施加电压)，以形成穿过GaP衬底 114的一定厚度的小孔'在电化学蚀刻处理之前，可以通过任意已知的 (机械的、化学的)手段减小GaP衬底114的厚度，从而小孔可以完 全延伸穿过衬底。然后，形成穿过多孔层的由金属填充的通孔116，以 直接接触n-AlInGaP层108 (或直接接触非多孔材料)，从而在多孔 层上将不存在正向电压降，多孔层上的金属层118接触通孔以形成阴 极电极。在p-GaP层112上形成金属接触122.然后将LED安装在基 座48上.
图17示出了另 一个实施例，在GaAs衬底126上生长一个或多个p -AlInGaP包覆层124，随后生长活性层128、 n - AlInGaP包覆层130 和顶部n-GaP层132.然后使用图3的电化学蚀刻处理使得n - GaP 层132形成多孔。然后形成穿过多孔层的由金属填充的通孔134，从而 没有电流流经高阻抗多孔层，并且在多孔层上形成金属层136以接触 通孔，并且用作为反射器。移除GaAs衬底126以允许光出射通过p-AlInGaP层 124 的顶部. 形成到p-层的金属电接触138.然后将LED 安装在基座48上.
图18类似于图17，除了LED是倒装芯片.参考图ll描述了倒装 芯片电接触结构和基座.
除了通过在将LED管芯安装在基座60上之后通过蚀刻移除GaAs 生长村底14，图19类似于图11，产生了非常薄的LED结构.
可以将LED管芯的阵列安装在单个基座晶片上以简化处理和操作. 可以在将LED管芯安装在基座晶片上的同时执行各种处理，诸如在每 个管芯上沉积磷涂层、使得每个管芯的顶部表面变粗糙以增加光提取、 移除生长衬底、封装每个LED管芯、在每个LED管芯上成型透镜或其 它处理.在这样的处理之后，锯开基座晶片以单一化LED结构.稍后， 基座可以安装在印刷电路板上.在所有实施例中，可以在实际LED中使用附加半导体层以减少材 料缺陷、减少应力、散布电流或者提供其它熟知的益处.这样的附加 层还形成本发明的LED的部分.例如，所述覆在第二层上面或位于其 下的第一层实际上可以在第一和第二层之间具有中间层.
而且，可以将防反射涂层与多孔层结合以获得显著的优点.对于 具有微粗糙化表面的典型矩形芯片，防反射涂层在提取效率上未提供 显著的改善。然而，浸入的多孔层使光子随机化、减少了内部损耗， 并且保持了平面的表面，因而，菲涅耳反射的减少几乎正比于单一通 过透射中的改善而改善了提取效率.假设15%的初始外量子效率 (EQE)，透射从70%增加至100%将使得得到的EQE按照30% x 15 %-4.5%增加，导致19. 50/。的最终EQE,
本文将LED结构称为是"基于磷化镓(GaP)"的，以表示包括含 任意量(包括零)的铝或铟的GaP的一层或多层的LED。虽然已经描述 了基于GaP的LED,但是本文所述的技术可以应用于不基于GaP的LED 中的材料。
已经详细描述了本发明，本领域技术人员将意识到给出本公开 内容，可以对本发明进行修改，而不脱离本文所述的精神和发明构思。 因此，本文并不意于将本发明的范围限定于所示和所述的特定实施例.
1权利要求
1.一种发光二极管(LED)结构，包括多个LED层，多个LED层包含第一包覆层、活性层和生长在生长衬底上的第二包覆层，第一包覆层是第一传导类型的，并且第二包覆层是相反的第二传导类型的；覆在第二包覆层上的多孔半导体层，多孔半导体层包含具有亚微米最小直径的小孔，小孔的特征在于其漫射活性层产生的光；第一金属，覆在多孔半导体层的上面，其电接触第二包覆层从而大部分电流在第一金属和第二包覆层之间流动，而基本上不通过多孔半导体层的多孔区域传导；以及电接触第一包覆层的第二金属。
2. 根据权利要求l所述的结构，其中多孔半导体层是多孔的基于GaP的层.
3. 根据权利要求l所述的结构，其中多孔半导体层具有开口，第一金属通过该开口电接触第二包復层，而不通过多孔半导体层传导电流，
4. 根据权利要求l所述的结构，其中基本上没有电流流过多孔半导体层。
5. 根据权利要求l所述的结构，其中多孔半导体层覆在第二包覆层上而生长，该多孔半导体层具有处于中间的与笫二包覆层的传导类型相同的至少一个中间层.
6. 根据权利要求l所述的结构，其中位于多孔半导体层下方的层是第二包復层.
7. 根据权利要求l所述的结构，其中位于多孔半导体层下方的层是不同于笫二包度层的层.
8. 根据权利要求l所述的结构，其中小孔完全延伸通过多孔半导体层，
9. 根据权利要求1所述的结构，还包括穿过多孔半导体层的由金属填充的通孔，以允许第一金属电接触第二包覆层.
10. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层包括多孔的基于GaP的材料和非多孔的基于GaP的材料的区域，其中多孔的基于GaP的材料和非多孔的基于GaP的材料的区域的表面基本上是共平面的，并且其中第一金属电接触多孔的基于GaP的材料和非多孔的基于GaP的材料的区域的基本上共平面的表面.
11. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层是晶片鍵合的村底。
12. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层是已经覆在第二包復层上而生长的层.
13. 根据权利要求l所述的结构，其中多孔半导体层是n-型，并且第二包褒层是p-型.
14. 根据权利要求l所述的结构，其中多孔半导体层是n-型，并且第二包覆层是n-型.
15. 根据权利要求1所述的结构，其中在第一包覆层生长在生长衬底上之后，第二包覆层生长在生长衬底上。
16. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层是n-型GaP层。
17. 根据权利要求1所述的结构，其中已经移除生长衬底.
18. 根据权利要求1所述的结构，还包括代替生长衬底的GaP村底。
19. 根据权利要求1所述的结构，其中多个LBD层包括生长在生长衬底上的第一 AlInGaP层、生长在笫一 AlInGaP层上的AlInGaP活性层以及生长在活性层上的GaP层.
20. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层至少5微米厚。
21. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层至少IO微米厚。
22. 根据权利要求1所述的结构，其中通过将非多孔半导体层浸入酸浴中并且使电流流经半导体层而形成多孔半导体层.
23. 根据权利要求1所述的结构，其中多孔半导体层包含小孔，小孔近似垂直于多孔半导体层的表面而延伸，小孔的直径不足微米，小孔完全延伸通过多孔半导体层，其中小孔构成多孔半导体层体积的不止10%.
24. 根据权利要求1所述的结构，其中小孔近似垂直于多孔半导体层的表面而延伸。
25. 根据权利要求1所述的结构，其中LED结构形成为倒装芯片，其中第一金属和第二金属终止在同一表面上。
26. 根据权利要求1所述的结构，其中第一金属和第二金属终止在LED结构的不同表面上，
27. 根据权利要求1所述的结构，还包括基座，在基座上安装包括多个LED层和多孔半导体层的管芯.
28. —种用于形成发光二极管(LED)结构的方法，包括生长多个LED层，多个LED层包括生长衬底上的第一包覆层、活性层和笫二包覆层，第一包覆层是第一传导类型的，并且第二包覆层是相反的笫二传导类型的；使用电化学蚀刻将覆在笫二包覆层上面的半导体层转换成多孔半导体层，多孔半导体层包含具有亚微米最小直径的小孔，小孔的特征在于其漫射活性层产生的光；形成覆在多孔半导体层上的第一金属，其电接触第二包覆层从而大部分电流在第一金属和第二包覆层之间流动，而基本上不通过多孔半导体层的多孔区域传导；以及形成电接触第一包覆层的第二金属。
29. 根据权利要求28所述的方法，其中多孔半导体层是多孔的基于GaP的层。
30. 根据权利要求28所述的方法，其中多孔半导体层具有开口，笫 一金属通过所述开口电接触笫二包覆层，而不通过多孔半导体层传导电流。
31. 根据权利要求28所述的方法，其中基本上没有电流流经多孔半导体层。
32. 根据权利要求28所述的方法，还包括在第二包覆层上生长半导体层。
33. 根据权利要求32所述的方法，其中第二包覆层直接位于多孔半导体层下.
34. 根据权利要求28所述的方法，小孔完全穿过多孔半导体层而延伸。
35. 根据权利要求28所述的方法，还包括形成穿过多孔半导体层的由金属填充的通孔，以允许第一金属电接触第二包覆层，
36. 根据权利要求28所述的方法，进一步包括掩蔽半导体层以将部分半导体层暴露于电化学蚀刻从而使被暴露的部分成为多孔的，其中多孔半导体材料和非多孔半导体材料的区域的表面基本上是共平面的，并且其中第 一金属电接触多孔半导体材料和非多孔半导体材料的区域的基本上共平面的表面.
37. 根据权利要求28所述的方法，其中半导体层是晶片鍵合的衬底，
38. 根据权利要求28所述的方法，其中多孔半导体层是n-型，并且第二包覆层是p-型.
39. 根据权利要求28所述的方法，其中多孔半导体层是n-型，并且第二包覆层是n-型.
40. 根据权利要求28所述的方法，其中在第一包覆层生长在生长衬底上之后，笫二包覆层生长在生长衬底上.
41. 根据权利要求28所述的方法，其中多孔半导体层是n-型GaP层。
42. 根据权利要求28所述的方法，还包括移除生长衬底。
43. 根据权利要求28所述的方法，其中多个LED层包括生长在生长衬底上的第一 AlInGaP层、生长在第一 AlInGaP层上的AlInGaP活性层以及生长在活性层上的GaP层。
44. 根据权利要求28所述的方法，其中通过将非多孔半导体层浸入酸浴中并且使电流流经半导体层而形成多孔半导体层.
45. 根据权利要求28所述的方法，其中多孔半导体层包含小孔，小孔近似垂直于多孔半导体层的表面而延伸，小孔具有的直径小于微米，小孔完全通过多孔半导体层而延伸，其中小孔构成多孔半导体层的体积的不止10%.
全文摘要
本发明涉及一种发光二极管，特别是涉及一种用于通过提供实际上不增加正向电压降的光漫射层在不增大工作电压的情况下来提高LED的光提取效率的技术。在一个实施例中，AlInGaP LED包括底部n-型层(16)、活性层(18)、顶部p-型层(22)和位于顶部p-型层上的厚n-型GaP(24)层。然后，厚n-型GaP层经受电化学蚀刻处理，其使得n-型GaP层变成多孔的和光漫射的。通过提供穿过多孔层的由金属填充的小孔，形成到多孔n-GaP层下的p-GaP层的电接触，或者通过多孔区域之间的GaP层的非多孔区域形成电接触。LED芯片可以安装在基座上，其中多孔n-GaP层朝向基座表面。小孔和金属层反射并漫射光，其显著地增加了LED的光输出。还描述了LED结构的其它实施例。
文档编号H01L33/00GK101681957SQ200880010085
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者H·赵, J·埃普勒, M·克拉梅斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司;飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司