通过在活性装置上结合结构化材料而具有嵌入式空隙结构的发光装置的利记博彩app

专利名称：通过在活性装置上结合结构化材料而具有嵌入式空隙结构的发光装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及结构化材料以通过高提取效率或活性层与金属电极的更好的隔离来获得更好的发光二极管及激光器，且确切地说，涉及具有通过在活性装置上结合结构化材料的嵌入式空隙结构的发光装置。
背景技术：
本发明涉及依靠埋入式光栅镜及光子晶体(PhC)来改进且制造半导体发光二极管(LED)及激光器，且更确切地说，涉及除如上述交叉参考专利、公开案及申请案中所述通过衬底(其通过这些光栅及光子晶体图案化)上的生长而获得的结构之外的新结构。这些交叉参考专利、公开案及申请案描述用于将低折射率层并入在生长结构中的方法，其中所述低折射率层有助于将光限制在垂直方向上。如在美国专利公开案第2006/0192217号(其以引用的方式并入本文中)中所述， 针对PhC LED,所述层的目的是减少或禁止未能通过表面PhC有效地提取的光模。在典型的PhC LED中，缓冲层及活性层通常由GaN制造，低折射率限制层由AlGaN 制造且量子阱(QW)由GaInN制造，如在美国专利公开案第2006/0192217号(其以引用的方式并入本文中)中所述。此结构不同于典型双异质结构LED(其中在活性区域两侧使用两个低折射率层以限制活性层中的载流子)。在美国专利公开案第2006/0192217号(其以引用的方式并入本文中)中，仅在相对于PhC的活性层的一侧使用一个低折射率层，此将有助于发射进入到与所述PhC发生强烈相互作用的所引导的光模中。如在双异质结构LED中所使用，在活性层与PhC之间放置另一低折射率层将限制围绕所述活性层的模，且避免所述模与PhC重叠，且因此避免PhC将导模有效地衍射到空气中。还可通过图案化生长屏蔽层上的基于氮化物的材料的横向外延过生长(LEO)来获得限制层，如在美国专利公开案第2008/0087909号(其以引用的方式并入本文中)中所述。在所述情形下，包括屏蔽材料及过生长材料的复合层组成低折射率限制层且其还可通过适当设计而充当光提取PhC。在平面内发射激光器中，激光模通常与金属顶部电极发生极其强烈的相互作用， 导致传播损失，这增大阈值电流且降低功率效率。掺杂半导体接触层也可引起传播损失，尤其是P型掺杂接触层(例如，见S·尤切达(S. Uchida)等人《IEEE量子电子学选定课题期 flj (IEEE Journal Of Selected Topics In Quantum Electronics)〉〉第 9 卷，第 5 其月，2003 年9月/10月，第1252页，其以引用的方式并入本文中)。通常，光学限制层用于限制激光模远离金属顶部电极及接触层。此类限制层具有比活性层的折射率低的折射率，且因此稍微限制光波进入到活性层中，从而导致激光模与活性材料的更强的相互作用(例如减小激光阈值电流)且导致所述模与接触层及电极之间的更弱的相互作用。然而，存在若干折衷。将具有良好限制属性的厚、高折射率(意味着高能带隙)限制层(举例来说，由AlGaN材料制造)也具有不良电流传导属性，导致装置电阻及操作电压增加。此外，归因于AlGaN与结构的其它材料之间的晶格失配，在不引入较大位错密度或甚至裂痕的情况下，也难以实现高Al含量材料的生长。归因于这些限制，激光器中的限制层的当前可用折射率及厚度具有不充分限制属性且其导致激光模的溢出及激光模与金属电极的相互作用。可通过图案化生长屏蔽层上的基于氮化物的材料的LEO来获得激光器的更好的限制层，如美国专利公开案第2006/0194359号及第2007/0125995号(其以引用的方式并入本文中)中所述。归因于屏蔽材料(其甚至可为空气)之间的高折射率差异，可获得极其良好的限制属性，同时归因于屏蔽材料的穿孔包含良好的导电半导体材料而保存良好的导电属性。虽然可通过各种生长技术例如LEO (例如，见美国专利公开案第2006/0194359号、 第2007/0125995号、第2006/0192217号及第2008/0087909号，其以引用的方式并入本文中)获得嵌入式电介质结构，但可通过在活性LED结构上直接结合被动结构化材料来获得所关注的各种结构，如本申请案中更详细地描述。

发明内容
为克服上述现有技术中的限制，且为克服在阅读及了解本说明书之后将变得显而易见的其它限制，本发明揭示各种结合技术及结构以获得半导体装置中的结构化层。所述结构化层的图案可为随机或周期性的且以一维、二维或三维的方式进行布置。提供一种通过结合而在结构化半导体材料上制造具有嵌入式空隙结构的光电子装置的简单方法。确切地说，嵌入式空隙是通过在平坦半导体表面上结合图案化材料板或通过在图案化结构上结合平坦板而制造在半导体结构上。空隙可使用空气、导电材料或电介质材料进行填充且因若干原因(例如光模与激光中的消耗区域的更好的隔离或LED的更好的光提取属性)而可有利地用于光电子装置应用。此为容易的制造方法，因为其仅涉及材料结合。此为用于嵌入式空隙结构的平面及可制造方法。可使用空气或其它材料填充空隙。可证明多个结合对给定应用或实施方案有用。


现在参考图式，其中在整个说明书中相同的参考符号表示对应部分图1为厚活性层PhC LED结构中的发射模的示意图。图2为拥有AlGaN光学限制层的活性层PhC LED结构中的发射模的示意图。图3为具有活性层及AlGaN光学限制层的大小值的激光器结构的示意图。图4为并入有充当顶部限制层且最终也拥有PhC属性的嵌入式电介质图案化层的激光器结构的示意图。图5为并入有嵌入式空隙特征的激光器结构的示意图，其中在将材料结合到活性半导体结构之前在所述材料的一部分中产生图案化特征。图6为并入有嵌入式空隙特征的激光器或LED结构的示意图，其中空隙图案在亚微米大小范围内以便通过衍射效应提取光。图7为并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中空隙特征大小经设定为微米或更大以便通过几何光学效应提取光。图8为并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中通过几何光学效应提取光且已移除衬底。图9为并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中通过几何光学效应提取光，已移除衬底，且在两个步骤中通过双沉积或结合材料(经沉积或结合的第一者具有图案化空气孔)获得空隙。图10为并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中已移除衬底且接着将半导体薄化到亚微米厚度，接着在底面上结合图案化材料。图11为并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中通过结合而堆积及精确偏移两个或两个以上图案化层以形成三维(3D)周期结构。图12为并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中经结合的图案化层包含变频器材料。图13为并入有来自图11及12的概念的LED结构的示意图。图14为LED结构的示意图，其中图案化活性装置以产生PhC且在PhC上结合平坦层。图15为说明根据本发明的优选实施例执行的过程步骤的流程图。
具体实施例方式在对优选实施例的以下描述中，参考了形成本文的一部分的附图，且其中借助于说明来展示可实践本发明的特定实施例。应理解，在不偏离本发明的范围的情况下可利用其它实施例且可做出结构性的改变。MM本发明描述一种产生光电子装置的嵌入式空隙结构(例如空隙PhC)的方法，其中所述空隙结构嵌入在接着结合到活性装置结构的顶面或底面的一个或一个以上层中。如本文中所使用的“空隙”意图是表示在结构中的一个或一个以上层中产生的空隙、间隙、孔、穿孔等。可使用空气、气体、导电材料、电介质材料或其它物质对空隙进行填充。此外，所述空隙可包括多边形、圆柱形或球形特征、随机成形特征、随机分布特征、周期或准周期分布成形特征。此外，所述空隙可以一维(ID)、二维(2D)或三维(3D)图案进行布置。所述空隙还可经连续地连接、由连接孔形成、由连接柱形成或由连接孔及连接柱两者形成。下文更详细地描述本发明的这些及另外方面。本发明中所开发的概念的操作依靠折射率差异。在待结合的材料层中产生空隙图案且使所得到的空隙保持空或使用具有不同于材料层或活性装置结构的折射率的物质进行填充会实现此属性。本发明所揭示的方法并非利用嵌入材料在某些特定区域(例如电介质)上的生长来形成空隙。而是，在本发明中，因为所结合的层在被结合到活性装置结构之前已经图案化或因为结合是在活性装置结构的图案化表面上进行，所以在结合期间自然地形成空隙。虽然本发明揭示一种简单方法，但是由此得到的结构生长保留使得本发明可以低成本制造的平面方面。技术描述相比于周围材料，通常具有较低折射率的空隙为装置(例如LED或激光器)中的所要的特征。其主要用于两个目的。第一个目的为提供归因于包含空隙的层的较低平均折射率的光学限制。图1为厚活性层PhC LED结构中的发射模的示意图。LED结构100包含蓝宝石衬底102、GaN层104、量子阱层106及PhC 108。还展示包含两个低次模110、112及一个高次模114的经发射光的导模。因为LED 100不具有空隙层，所以光模110、112、114在结构100 上广泛地离位且低次导模110、112与光提取结构(例如PhC 108)发生弱相互作用。确切地说，低次导模110、112具有与PhC 108的较小重叠，于是其提取此类导模110、112的效率是相当低的。图2为在拥有AlGaN光学限制层的活性层PhC LED结构中的发射模的示意图。LED 结构200包含蓝宝石衬底202、GaN层204、AlGaN光学限制层206、量子阱层208及PhC 210。 还展示经发射光的导模，包含两个低次模212、214及一个高次模216。由来自量子阱208的自发发射所激发的模具有三种类型定位于AlGaN光学限制层206下方的低次导模212，其具有与PhC 210的较小重叠且接着经相当差地提取，但同时，其仅通过与其具有不良重叠的量子阱208弱激发；定位于AlGaN光学限制层206上方的低次模214，其将与PhC 210发生强烈的相互作用且因此将经有效地提取；高次模216，其不受限于AlGaN光学限制层206 且因其与PhC 210重叠良好，所以其经良好地提取。确切地说，AlGaN光学限制层206的内含物从量子阱选择通过表面PhC 210良好地提取的发射214。图3为具有活性层及AlGaN光学限制层的大小值的激光器结构的示意图。激光器结构300包含衬底302、缓冲层304、GaN η型接触层306、底部金属电极308、AlGaN光学限制层310、312、GaN层314、量子阱层316、GaN ρ型接触层318及顶部金属电极320。还展示光学激光波322。AlGaN光学限制层310、312为低折射率层(出于光学限制目的，激光器对其需求较高)。确切地说，例如图3中所展示，对于平面内激光，AlGaN光学限制层310、312因以下两
9个目的而帮助限制围绕发光量子阱316的光激光模与量子阱之间的相互作用增强，从而产生较大模态增益且因此减小阈值电流。模经限制而远离掺杂接触层及电极，从而减小模态传播损失。实现此低折射率的可用材料对可达到的光学限制属性设置了限制。在基于GaN的系统中，Al的并入受冶金约束(在高Al部分或较大厚度下，应变引起位错或裂痕形成)严格限制，因此导致较小折射率对比及不充分光学限制。因此，由空隙带来的高折射率对比是最受欢迎的。低折射率层的第二个目的依靠在其经图案化时，其在LED中于几何光学条件下通过衍射效应(PhC提取)或通过多次反射的光线随机化而有效地提取光的能力。在激光器中，此类图案可用于制造腔镜、波长选择(例如通过分布式反馈(DFB)激光器)，或垂直发射(例如具有二阶分布式布拉格反射(DBR)镜的表面发射平面内激光器)。图4为并入有充当顶部限制层且最终也拥有PhC属性的嵌入式电介质图案化层的激光器结构的示意图。激光器结构400包含衬底402、缓冲层404、底部金属电极406、AlGaN 光学限制层408、GaN层410、量子阱层412、电介质图案掩模414及顶部金属电极416。还展示光学激光波418。图案化层414为由电介质材料制造的低折射率层。因为不存在冶金约束，所以图案化层414可如保证良好光学限制所需的一样厚。在上述交叉参考专利、公开案及申请案(即，美国专利公开案第2006/0194359号、 第2007/0125995号及第2006/0192217号，其以引用的方式并入本文中)中描述获得具有嵌入式空气或电介质空隙的光电子装置的方法。然而，这些方法依靠图案化层(由电介质或半导体制造)上的半导体外延过生长；因此，制造此类装置为更复杂的过程，包含初始生长步骤，接着是制作图案的制造步骤，且随后是另一生长步骤。本发明提出一种经改进的通过将图案化材料结合到活性装置的制造嵌入式图案化结构的方法。根据本发明的方法将装置从图案化层制造去耦，其在填充图案孔的材料、图案孔的周期、形状、大小及深度方面允许图案化结构的更灵活得多的设计。此外，将活性装置与图案化材料的过程步骤分离(且可能使其并行)使整个过程变得更稳健且对分离的步骤中的问题较不敏感。图5为根据本发明的并入有嵌入式空隙特征的激光器结构的示意图，其中在将材料结合到活性半导体结构之前在材料的一部分中产生图案化特征。激光器结构500包含衬底502、缓冲层504、底部金属电极506、AlGaN光学限制层508、GaN层510、量子阱层512、经结合的图案化材料层514及顶部金属电极516，其中GaN层510可包括定位在量子阱层512 上方及下方的多个掺杂或未掺杂层，且量子阱层512本身可包括层的堆叠(且对于下述装置也是如此)。还展示光学激光波518。经结合的图案化材料层514可结合到包含活性层 512的半导体结构的顶面或底面，且还可并入有用作电极的金属层516。针对结合到活性装置结构的图案化层，可考虑若干配置。经结合的层的图案可为周期性、准周期性或随机的。周期性晶格将形成嵌入式光子晶体结构，归因于其光子能带隙属性以及其衍射属性，其可能是有用的。准周期性图案(例如彭罗斯(Penrose)晶格)可潜在地增加衍射发生的方向，这将使光电子装置的光发射更全向。还可产生完全随机晶格。在此情形下，归因于嵌入式图案的光散射使经引导的光随机化，从而增加光电子装置的光提取效率。
图6为根据本发明的并入有嵌入式空隙特征的激光器或LED结构的示意图，其中空隙图案在亚微米大小范围内以便通过衍射效应提取光。激光器结构600包含衬底602、缓冲层604、底部金属电极606、AlGaN光学限制层608、GaN层610、量子阱层612、经结合图案化材料层614及顶部金属电极616。还展示光学激光波618。层614中的图案的周期还可取决于所考虑的应用而改变。在衍射应用(电磁波衍射方法)的情形下，所述周期应为通过光电子装置产生的光的波长的大约一半。对于基于 GaN的LED，此将对应于数百纳米的周期。图7为根据本发明的并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中空隙特征大小经设定为微米或更大以便通过几何光学效应(即，通过使经由半导体原始结构及经结合的材料而传播的光线随机化)提取光。激光器结构700包含衬底702、缓冲层704、底部金属电极706、AlGaN光学限制层708、GaN层710、量子阱层712、经结合的图案化材料层714 及顶部金属电极716。还展示经发射的光718。经结合图案化材料层714中的嵌入式特征的形状经改变以说明本发明的其它可能实施例。确切地说，图案化层714中的空隙或孔可具有任何种形状。举例来说，多边形、圆柱形或球形孔适合于作为衍射物体或作为散射物体的嵌入式结构的应用。在光散射应用(几何光学方法)的情形下，嵌入式空隙的周期及大小可为非常大，大约为数微米或更大(其说明于图5以及图7中)。可产生包含通过结合图案化材料的嵌入式周期结构的若干配置。图8为根据本发明的并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中通过几何光学效应提取光且已移除衬底。激光器结构800包含底部金属电极802、GaN层804、量子阱层806、包含导电透明材料的经结合的图案化材料层808及顶部金属电极810。还展示经发射的光812。此实施例展示在移除衬底以暴露活性装置结构的底面之后结合到活性装置结构的顶面从而避免任何光发射到衬底的图案化层808。图9为根据本发明的并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中通过几何光学效应提取光，其中已移除衬底，且在两个步骤中通过双沉积或结合材料(沉积或结合具有图案化气孔的第一层，接着在所述第一层的顶部上沉积或结合第二层)来获得空隙。 激光器结构900包含底部金属电极902、GaN层904、量子阱层906、包含导电透明材料的经结合的图案化材料层908及已结合到或沉积在图案化层908上的顶部金属电极910。此实施例展示可在图案化层908的顶部上结合或生长其它层。图10为根据本发明的并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中已移除衬底且随后使半导体薄化到亚微米厚度，接着在顶面及底面两者上结合图案化材料。LED结构1000包含底部金属电极1002、经结合的图案化材料层1004、GaN层1006、量子阱层1008、 经结合的图案化材料层1010及顶部金属电极1012。还展示光学激光波1014。此实施例展示借助于图案化层1004、1010而于其顶面及底面上具有若干嵌入式空隙结构的薄活性部分1006、1008，其中所述嵌入式空隙结构用于增加导模的衍射及/或保持经引导的光远离金属(损耗性)接触件1002、1012经沉积的界面。此外，多个图案化层可在彼此的顶部上结合，从而形成嵌入式空隙结构的特定配置。举例来说，在移除衬底及薄化结构之后，可在活性装置的每一侧上重复结合过程两次或两次以上，从而产生在顶面及底面两者上都具有嵌入式空隙结构的薄层。图11为根据本发明的并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中两个或两个以上图案化层通过结合而堆积且经精确偏移以形成三维(3D)周期性结构(3D光子晶体)。LED结构1100包含衬底1102、缓冲层1104、底部金属电极1106、AlGaN光学限制层 1108、GaN层1110、量子阱层1112、经结合的图案化材料层1114及顶部金属电极1116。还展示经发射的光1118。在此实施例中，经图案化层1114包含具有若干空隙的图案化材料的若干子层，所述空隙各自相对于其它子层加以定位及偏移以形成三维(3D)光子晶体结构。图12为根据本发明的并入有嵌入式空隙结构的LED结构的示意图，其中经结合的图案化层包含变频器材料。LED结构1200包含底部金属电极1202、GaN层1204、量子阱层 1206、包含空隙(以正方形表示)及光转换元件(以点表示)两者的经结合的图案化材料层1208及顶部金属电极1210。还展示经发射的光1212。转换导入图案化层1208中的光 1212的频率，从而产生组合色彩光，例如白光。所述嵌入式空隙增强经转换的光及原始发射光两者的提取。图13为并入有来自图11及12的概念的LED结构的示意图。LED结构1300包含底部金属电极1302、GaN层1304、量子阱层1306、包含空隙(以矩形表示)及光转换元件 (以点表示)两者的经结合的图案化材料层1308及顶部金属电极1310。还展示经发射的光 1312。还将通过光电子装置产生的一些光导入图案化层。可通过改变层厚度或图案 (即，空隙或孔)中的物体深度来控制图案化层中的经引导的光的量。可改变图案化层中的经引导的光的频率，从而产生发射白光的电子装置(或任何其它色彩组合)。可在所述图案化层中引进光转换活性元件(例如染料、量子点、磷光体或基于GaInAlAsP的材料)。这些元件将光的一部分转换成其它频率，所述频率经组合到通过装置发射的原始光可用以产生二元、三元或任何其它色彩组合，包含白色。经结合的层中的经引导的光与变频器(在相同层中)极其良好地相互作用且对经引导的光量(或图案化层的厚度)的控制提供光电子装置(如图11中所说明)中的色彩混合的控制。因此，在此情形下，经结合的图案化层的应用为双重的其通过光与转换元件的更好的相互作用来增强光转换，且通过衍射或散射来改进光提取。可通过使用导电材料的经结合的图案化层最优化光电子装置的电属性及光学属性两者。图案化材料可为透明导体或半导体，例如ITO或ZnO。为更好的电流注入，可在活性装置结构与经结合的图案化层之间放置薄导电层。也可将掺杂半导体层用作经结合的图案化层，其中在掺杂半导体层上放置电接触件。归因于高折射率对比，当图案化层上的孔为使用空气填充的间隙或空隙时，获得更高的光学衍射。可将其它材料用于填充图案化层的孔以提高此层的一些属性。例如，可使用电介质材料、透明导电材料、金属材料、半导电材料或变频材料部分或完全填充图案化层的孔。可将图案化材料结合到其活性区域(发光层)为平坦或经图案化的半导体。图案化活性区域意味着图案化孔至少在到达发光层。图案化孔可部分或完全延伸通过活性区域。图14为根据本发明的LED结构的示意图，其中图案化装置以产生PhC，且在PhC上结合平坦层。LED结构1400包含衬底1402、缓冲层1404、底部金属电极1406、AlGaN光学限制层1408、GaN层1410、量子阱层1412及经结合的平坦材料层1414。平坦层1414可为任何材料，例如导体、绝缘体、金属或半导体。举例来说，经结合的材料可为待结合在先前沉积在装置的其它材料上的图案化层或衬底(例如GaN、ZnO或ΙΤ0)上的平坦SiC层1414。 可将所述结构中的电接触件制造在所述结构的任一侧上。可将任何种导电材料的一个或一个以上层放置在经结合的材料之上或下方，经结合的材料可在装置的顶面或底面(或任何其它表面)上。过稈步骤图15为说明根据本发明的优选实施例执行的过程步骤的流程图。确切地说，所述过程步骤包括嵌入式图案化结构的经改进的制造方法。框1500表示制造活性装置结构的步骤。框1502表示制造至少一层的步骤。注意，可并行地执行步骤1500及1502。框1504表示将活性装置结构结合到所述层的步骤，其中在界面(其中活性装置结构的表面结合到所述层的表面)处形成一或一个以上嵌入式空隙。在一个实施例中，所述层的表面经图案化且活性装置结构的表面为平坦的。在另一实施例中，活性装置结构的表面经图案化且所述层的表面为平坦的。注意，可从活性装置结构移除衬底以暴露活性装置结构的表面。此外，可在移除衬底之后且在将所述层的表面结合到活性装置结构的表面之前，薄化活性装置结构的一个或一个以上层。空隙可使用空气、气体、导电材料或电介质材料进行填充。此外，空隙可具有低于所述层的平均折射率。此外，所述层可具有低于活性装置结构的平均折射率。空隙可包括多边形、圆柱形或球形特征。此外，空隙可包括随机成形特征、随机分布特征，或周期性或准周期性分布成形特征。此外，空隙可用一维图案、二维图案或三维图案进行布置。此外，空隙可经连续连接；由连接孔形成；由连接柱形成；或由连接孔及连接柱两者形成。框1504还可表示额外的制造步骤。例如，可在结合到活性装置结构的层上堆叠或堆积一个或一个以上额外层。此外，可在活性装置结构的底面或顶面上放置一或一个以上导电层。此外，可在所述层与活性装置结构之间放置一个或一个以上导电层。框1506表示使用步骤1500、1502及1504制造的装置。确切地说，此框表示具有嵌入式空隙结构的光电子装置，其包括结合到至少一个层的活性装置结构，其中在界面(其中活性装置结构的表面结合到所述层的表面)处形成一个或一个以上嵌入式空隙。举例来说，光电子装置可为发光二极管(LED)或激光器。参考文献以下参考文献以引用的方式并入本文中[1]Τ · A ·特荣(T. A. Truong)、L · M ·康帕斯(L. Μ. Campos)、E ·马提罗禾Ij (E. Matioli)、I ·梅奈尔(I. Meinel)、C · J ·豪客(C. J. Hawker)、C · A ·维斯博切 (C. A. Weisbuch)及P · M ·派特福(P. M. Petroff)，“从具有非侵入性二维光子晶体的基于 GaN 的发光二极管结构的光提取(Light extraction from GaN-based light emitting diode structures with a noninvasive two-dimensional photonic crystal)，，,《应用物理学快报(Applied Physics Letters) 94，023101，2009》。
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[2]S ·尤切达(S. Uchida)等人，《IEEE量子电子学选定课题期刊(IEEE Journal Of Selected Topics In Quantum Electronics)》第 9 卷，第 5 期，2003 年 9 月 /10 月，第 1252 页。[3]美国专利公开案第2006/0192217号。[4]美国专利公开案第2008/0087909号。[5]美国专利公开案第2006/0194359号。[6]美国专利公开案第2007/0125995号。Mrk对本发明的优选实施例的描述在此结束。出于说明及描述的目的，已呈现对本发明的一个或一个以上实施例的以上描述。其不打算为穷举的或将本发明限于所揭示的确切形式。根据以上教示，可做出许多修改及变更。希望本发明的范围不受限于此详细描述，而受限于本文所附的权利要求书。
权利要求
1.一种制造具有嵌入式空隙结构的光电子装置的方法，其包括将活性装置结构结合到至少一个层，其中一个或一个以上嵌入式空隙形成在所述活性装置结构的表面结合到所述层的表面的界面处。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述层的所述表面经图案化且所述活性装置结构的所述表面为平坦的，或其中所述活性装置结构的所述表面经图案化且所述层的所述表面为平坦的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述层包含电导体、透明导体、半导体或金属。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括堆叠或堆积在结合到所述活性装置结构的所述层上的多个额外层。
5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述活性装置结构移除衬底以暴露所述活性装置结构的所述表面。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在移除所述衬底之后且在将所述层的所述表面结合到所述活性装置结构的所述表面之前薄化所述活性装置结构的一个或一个以上层。
7.根据权利要求1所述的方法，其中用空气、气体、导电材料或电介质材料对所述空隙进行填充。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙具有比所述层低的平均折射率。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述层具有比所述活性装置结构低的平均折射率。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙包括多边形、圆柱形或球形特征。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙包括 随机成形的特征，随机分布的特征，或周期或准周期分布成形的特征。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙以一维图案、二维图案或三维图案布置。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙 经连续地连接，由连接孔形成， 由连接柱形成，或由连接孔及连接柱两者形成。
14.根据权利要求1所述的方法，其中将一个或一个以上导电层放置在所述活性装置结构的底面或顶面上。
15.根据权利要求1所述的方法，其中将一个或一个以上导电层放置在所述层与所述活性装置结构之间。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述光电子装置为发光二极管LED或激光器。
17.一种装置，其使用根据权利要求1所述的方法制造。
18.一种具有嵌入式空隙结构的光电子装置，其包括结合到至少一个层的活性装置结构，其中一个或一个以上嵌入式空隙形成在所述活性装置结构的表面结合到所述层的表面的界面处。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述层的所述表面经图案化且所述活性装置结构的所述表面为平坦的，或其中所述活性装置结构的所述表面经图案化且所述层的所述表面为平坦的。
20.根据权利要求18所述的装置，其中所述层包含电导体、透明导体、半导体或金属。
21.根据权利要求18所述的装置，其进一步包括堆叠或堆积在结合到所述活性装置结构的所述层上的多个额外层。
22.根据权利要求18所述的装置，其中衬底被从所述活性装置结构移除以暴露所述活性装置结构的所述表面。
23.根据权利要求22所述的装置，其中在所述衬底被移除之后且在所述层的所述表面结合到所述活性装置结构的所述表面之前所述活性装置结构的一个或一个以上层被薄化。
24.根据权利要求18所述的装置，其中所述空隙填充有空气、气体、导电材料或电介质材料。
25.根据权利要求18所述的装置，其中所述空隙具有比所述层低的平均折射率。
26.根据权利要求18所述的装置，其中所述层具有比所述活性装置结构低的平均折射率。
27.根据权利要求18所述的装置，其中所述空隙包括多边形、圆柱形或球形特征。
28.根据权利要求18所述的装置，其中所述空隙包括 随机成形的特征，随机分布的特征，或周期或准周期分布成形的特征。
29.根据权利要求18所述的装置，其中所述空隙以一维图案、二维图案或三维图案进行布置。
30.根据权利要求18所述的装置，其中所述空隙为 经连续地连接，由连接孔形成， 由连接柱形成，或由连接孔及连接柱两者形成。
31.根据权利要求18所述的装置，其中一个或一个以上导电层放置在所述活性装置结构的底面或顶面上。
32.根据权利要求18所述的装置，其中一个或一个以上导电层放置在所述层与所述活性装置结构之间。
33.根据权利要求18所述的装置，其中所述光电子装置为发光二极管LED或激光器。
全文摘要
本发明提供一种在半导体层上通过结合而制造具有嵌入式空隙结构的光电子装置的方法。通过将图案化层或板结合到平坦表面上或通过将平坦层或板结合到图案化表面上而在半导体结构上制造所述嵌入式空隙。为提供光模与消耗区域的更好的隔离或更好的光提取属性，可使用空气、气体、导电或电介质材料或其它物质来填充所述空隙。
文档编号H01L29/06GK102484125SQ201080037942
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月30日 优先权日2009年8月28日
发明者克洛德·C·A·魏斯布什, 埃里森·德纳萨雷特·马蒂奥利, 詹姆斯·S·斯佩克 申请人:加利福尼亚大学董事会