面可以是正方形的周界，和/或第一面形成纹理。发光二极管还可以包括 在不覆盖通孔阵列的二极管区上的至少一个电极。
[0019] 支座和/或通孔阵列也可以与包含碳化硅或非碳化硅衬底的发光二极管一起使 用，允许改善从那里的光提取。此外，上述电极也可以与包含非碳化硅衬底的发光二极管一 起使用。例如，当衬底的第一面比第二面有较小的面积时，并且二极管区是在第二面上，发 射区可以提供在限定在第一面的较小表面面积内的二极管区上。
[0020] 在本发明的其它实施例中，发光二极管包括一个补偿的、无色的碳化硅衬底，该衬 底有第一和第二相对面和在第二面上的基于氮化镓的二极管区，二极管区被配置成当在二 极管区上施加电压时发射光进入衬底。根据上述任一个实施例，可以提供安装支架、反射 器、接触结构、槽、支座、形成纹理和/或限定的发射区/电极。
[0021] 相应地，许多上述实施例包括用于从衬底提取至少一些由二极管区发射进入衬底 的光的装置的实施例。这些提取装置的实例包括在碳化硅衬底内的补偿掺杂剂以提供无 色的碳化硅衬底，对衬底构图以在横截面里确定从第一面向第二面伸展进入衬底的多个支 座，和/或许多上述其它实例包括在安装支架，反射器，接触结构，槽，支座，形成纹理和/或 限定的发射区/电极。
[0022] 根据本发明的一些实施例，可以通过形成这样的二极管区来制作发光二极管：在 有第一和第二相对面的衬底的第二面上发射在预定波长范围的光，衬底对预定波长范围的 光辐射是透明的。在形成二极管区之前、在过程中和/或在之后，对衬底构图以在横截面里 确定从第一面向第二面伸展进入衬底的多个支座。在其它实施例中，二极管区是安装在安 装衬底上，该安装衬底被配置成支持二极管区，使得当在二极管区上施加电压时从二极管 区发射进入衬底的光从第一面发出。在安装之前是在二极管区上形成反射器，使得反射器 被配置成当在二极管区上施加电压时，把从二极管区发射的光反射回进入二极管区通过衬 底并从第一面发射出。在形成反射器之前，透明欧姆电极也可以形成在与衬底相对的二极 管区上。一个阻挡区和/或粘附区也可以在形成反射器后形成。在其它实施例中，安装支 架与反射器相邻放置，其间有阻挡区和/或粘附区，LED与安装支架相连接。在其它实施例 中，在二极管区上形成电极，电极限定在二极管区的中央部分，而不伸展到外围部分上。
[0023] 其它方法实施例包括在衬底的第一面内形成多个交叉槽以便在衬底里确定多个 支座，例如三角形支座。槽可以包括锥形侧壁和/或斜面底层。衬底的第一面也可以被形 成纹理。在二极管区上也可以形成多个电极。在一些实施例中，相应的一个电极是限定在 相应的一个支座内，不伸展到相应的一个支座外面。
[0024] 根据本发明的其它方法实施例，包括在衬底第一面内反应离子腐蚀通孔阵列。通 孔可以包括锥形侧壁和/或底层。第一面也可以被形成纹理。在不覆盖通孔阵列的二极管 区上可以形成电极。
[0025] 在第一面内切割多个交叉槽和/或反应离子腐蚀通孔阵列可以用于发光二极管， 它包括碳化硅或非碳化硅衬底，以允许改善从那里的光提取。此外，在限定到第一面的比较 小表面面积里的二极管区上的发射区的形成也可以用于其它常规发光二极管，以允许改善 从那里的光提取。
【附图说明】
[0026] 图1-图5是根据本发明的一些实施例的发光二极管的截面图。
[0027]图6是对各种掺杂浓度的碳化硅，光吸收与波长的关系曲线图。
[0028] 图7A是根据本发明的其它一些实施例的发光二极管的顶视图，图7B和图7C是沿 图7A中的线7B-7B'的截面图。
[0029] 图8A是根据本发明的其它一些实施例的发光二极管的顶视图，图8B和图8C是沿 图8A中的线8B-8B'的截面图。
[0030] 图9-图13是根据本发明的其它一些实施例的发光二极管的截面图。
[0031] 图14A是根据本发明的其它一些实施例的发光二极管沿图14B中的线14A-14A' 的截面图，图14B是其底视图。
[0032] 图15A是根据本发明的其它一些实施例的发光二极管沿图15B中的线15A-15A' 的截面图，图15B是其底视图。
[0033] 图16,图17A和图18是根据本发明的其它一些实施例的发光二极管的截面图。
[0034] 图17B是根据本发明的其它一些实施例的图17A的顶视图。
[0035] 图19是制作根据本发明的其它一些实施例的发光二极管的方法流程图。
【具体实施方式】
[0036] 下文参照示出本发明优选实施例的附图，完整地描述本发明。然而，本发明可以 以很多不同形式来实施，不应该解释为本发明限于此处提及的实施例。更确切地说，提供 这些实施例为的是使公开全面完整，将本发明的范围完整地转达给本领域的技术人员。为 清楚起见，附图中的一些层或区的厚度被夸大。相同的数字始终表示相同的元件。可以理 解，当一个元件，例如一个层、一个区或衬底表示为在另一个元件"上"或伸展到另一个元件 "上"，，它可以是直接在另一个元件上或直接伸展到另一个元件上，也可以存在中间元件。 相反，当一个元件表示为"直接"在另一个元件"上"或"直接伸展"到另一个元件"上"，，则 那里不存在中间元件。此外，这里描述和说明的每个实施例也包括它的互补导电类型的实 施例。
[0037] 现在描述本发明的实施例，通常关于在基于碳化娃的衬底上的基于氮化镓的发光 二极管。然而，本技术领域的技术人员可以理解，本发明的很多实施例可以采用不吸收所发 射的光的或对所发射光透明的衬底和系数匹配的发光二极管外延层的任何组合。在一些 实施例中，衬底的折射率大于二极管的折射率。相应地，这些组合可以包括GaP衬底上的 AlGalnP二极管；在GaAs衬底上的InGaAs二极管；在GaAs衬底上的AlGaAs二极管；在SiC 衬底上的SiC二极管；在蓝宝石衬底（A1 203)上的SiC二极管；和/或在氮化镓、碳化硅、氮 化铝、氧化锌和/或其它衬底上的基于氮化物的二极管。
[0038] 图1是根据本发明的一些实施例的发光二极管的截面图。如图1所示，这些发光 二极管100包括有相对的第一面ll〇a和第二面110b的碳化硅衬底110,该衬底110对预 定波长范围的光辐射是透明的。二极管区170是在第二面110b上，并被配置为当在二极管 区（例如在欧姆接触150和160上）施加电压时，发射预定波长范围的光进入对预定波长 范围的光辐射透明的碳化硅衬底110。
[0039] 参照图1，二极管区170包括n型层120,有源区130和p型层140。对p型层140 和n型层120分别做欧姆接触150和160,分别形成阳极和阴极。包括n型层120,有源区 130和/或p型层140的二极管区170优选包括基于氮化镓的半导体层，包括它的合金，例 如铟镓氮化物和/或铝铟镓氮化物。在碳化硅上制作氮化镓对本领域的技术人员是众所周 知的，例如，由在上面引入的美国专利6, 177, 688描述。可以理解，例如包含氮化铝的（一） 缓冲层可以提供在n型氮化镓层120和碳化硅衬底110之间，例如在美国专利5, 393, 993、 5, 523, 589、6, 177, 688 和标题为 Vertical Geometry InGaN Light Emitting Diode 的序列 号为No. 09/154, 363的申请，它们的内容在此作为参考引入，如同在此完全陈述。
[0040] 有源区130可以包括n型、p型或本征基于氮化镓材料的单层，另一同质结构，单 异质结构，双异质结构和/或量子阱结构，所有这些都是本领域的技术人员熟知的。而且， 有源区130可以包括有由一个或多个包层限制的发光层。优选地，n型氮化镓层120包括 硅掺杂的氮化镓，P型氮化镓层130包括镁掺杂的氮化镓。另外，有源区130优选包括至少 一个铟镓氮化物量子阱。
[0041] 在一些实施例中，对p型氮化镓层140的欧姆接触150包括铂，镍和/或钛/金。 在其它实施例中，可以使用包括例如，铝和/或银的反射欧姆接触。对n型氮化镓层120的 欧姆接触160优选地包括铝和/或钛。对p型氮化镓和n型氮化镓形成欧姆接触的其它 合适材料可以分别用于欧姆接触150和160。对n型氮化镓和p型氮化镓形成欧姆接触的 实例，例如表示在美国专利5, 767, 581中，它们的内容在此作为参考引入，如同在此完全陈 述。
[0042] 还参照图1，在一些实施例中，衬底110包括对预定波长范围内的光辐射透明的 碳化硅衬底。制作对预定波长范围的光辐射透明的碳化硅衬底的一项技术在美国专利 5, 718, 760中描述，该专利转让本发明的受让人，其公开内容在此作为参考引入，如同在此 完全陈述。碳化硅衬底110可以包括211，411，611，811，151?和/或3(：多型体。611和/或411多 型体可以优选用于光电应用。
[0043] 在其它实施例中，碳化硅衬底110是一种补偿的、无色的碳化硅衬底，正如上面提 及的美国专利5, 718, 760所述。如其中所述，无色的碳化硅可以通过在存在补偿量的p型和 n型掺杂剂的情况下碳化硅的升华来制备的。自然存在的碳化硅典型是黑色，这是由于高的 杂质含量。常规的微电子碳化硅晶片，根据晶体中受控的掺杂水平，或是半透明的蓝色，或 是琥珀色或是绿色。如美国专利5, 718, 760所述，已经发现，通过仔细控制用低掺杂浓度的 n型和p型杂质补偿水平掺杂碳化硅晶体，可以得到无色的碳化硅单晶。特别是，可以期望 减小和优选最小化材料中的非故意氮（n型）掺杂，并期望引入低水平的补偿P型掺杂剂， 从而产生无色的碳化硅。
[0044] 如图6所示，4H-SiC由在460nm附近的吸收峰表征。图6表示，减少4H-SiC的掺 杂水平，吸收峰会基本减小，结果在460nm附近4H-SiC变为透明。标记4H-HD的曲线表示 对近似2. 5 X 1018的净施主浓度掺杂的4H碳化硅的测量的吸收值，而标记4H-LD的曲线表 示对近似5X 1017的净施主浓度掺杂的4H碳化硅的测量吸收值。进一步减小掺杂水平可以 导致更低的吸收水平。标记6H的曲线也表示一个在460nm附近的透明衬底。
[0045] 根据本发明的一些实施例，例如按照美国专利5, 718, 760中描述的工艺，和这里 引用的参考文献进行生长的无色梨晶（boules)碳化硅，可以切割成许多晶片用于加工。基 于氮化镓的外延层可以形成在晶片上，例如，如美国专利6, 177, 688中描述的，外延层可以 被加工以产生如图1中所示的结构。
[0046]