DE10119507A1 - Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

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Abstract

Bei einem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil werden eine Pufferschicht (1) aus n-GaAs, eine n-Mantelschicht (2), eine undotierte aktive Schicht (3), eine p-Mantelschicht (4), eine p-Bandlücken-Zwischenschicht (5) und eine p-Stromverteilschicht (6) auf ein Substrat (10) aus n-GaAs aufgestapelt. Ferner wird unter dem Substrat (10) aus n-GaAs eine erste Elektrode (11) hergestellt, und auf der Seite der aufgewachsenen Schicht wird eine zweite Elektrode (12) hergestellt. Bei diesem Prozess wird ein Bereich der p-Bandlücken-Zwischenschicht (5) unmittelbar unter der zweiten Elektrode (12) entfernt, die p-Stromverteilschicht (6) wird im Entfernungsbereich auf die p-Mantelschicht (4) aufgestapelt, und die Übergangsebene der p-Stromverteilschicht (6) und der p-Mantelschicht (4) nehmen auf Grund einer Energiebandstruktur vom Typ II hohen Widerstand ein. Dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil kann ineffektive Ströme bei einfachem Aufbau verringern und Licht effektiv nach außen entnehmen, wodurch die Emissionsintensität verbessert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Halbleiter- Bauteil mit einer Stromverteilschicht sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
In den letzten Jahren stehen LEDs (Licht emittierende Dio­ den), die Licht emittierende Halbleiter-Bauteile sind, als Bauteile für die Innen-/Außenbeleuchtung im Rampenlicht. Insbesondere expandierte der Markt für Außenbeleuchtungen dank ihres Trends zu höheren Helligkeiten hin schnell, wäh­ rend LEDs als Medium zum Ersetzen von Neonzeichen zunahmen. LEDs hoher Helligkeit im sichtbaren Bereich wurden für derar­ tige Gebiete in Form von LEDs vom DH(Doppelhetero)-Typ auf Basis von AlGaInP entwickelt. Die Fig. 25A, 25B, 25C zeigen eine Draufsicht, eine Schnittansicht bzw. eine Funktionsan­ sicht einer LED auf AlGaInP-Basis für das gelbe Band als Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil.
Für dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil werden, wie es in den Fig. 25A und 25B dargestellt ist, eine Puffer­ schicht 301 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Mantelschicht 302 aus n-AlGaInP (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine undotierte aktive Schicht 303 aus (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine Mantelschicht 304 aus p-AlGaInP (Dicke: 0,7 µm, Zn-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3), eine Stromverteilschicht 305 aus p- AlGaAs (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 3 × 1018 cm-3) und eine Deckschicht 306 aus p-GaAs (Dicke: 0,1 µm, Zn-Dotierung: 3 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess auf ein Substrat 310 aus n-GaAs aufgewachsen, und auf der Substratseite wird eine erste Elektrode 311 hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht eine zweite Elektrode 312 hergestellt wird. Bereiche der Deckschicht 306 aus p-GaAs, die nicht dem mittleren Bereich des Bauteils, der der zweiten Elektrode 312 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht gegenübersteht, sind entfernt. Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteil, das über einen innerhalb der aktiven Schicht 303 ausgebildeten pn-Übergang verfügt, wird Lichtemission durch Rekombination von Elektronen und Löchern erzeugt. Wenn die­ ses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil in Harz mit 5 mm Durchmesser eingegossen wurde und ein Strom 20 mA durch es hindurchgeschickt wurde, betrug die sich ergebende Emis­ sionsintensität 1,5 cd.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil breitet sich, wie es in Fig. 25C dargestellt ist, ein von der zwei­ ten Elektrode 312 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht injizierter Strom innerhalb der Stromverteilschicht 305 aus p-AlGaAs aus, wobei er in die aktive Schicht 303 eingespeist wird, in der der größte Teil des Stroms zum Bereich unter der zweiten Elektrode 312 fließt. Im Ergebnis wird die Lichtemission über den Bereich unter der zweiten Elektrode 312 durch diese ausgeblendet, um nicht nach außen zu treten, was zu ineffizientem Strom führt. Dies führt zu einem Prob­ lem dahingehend, dass die Emissionsintensität niedriger ist.
So wurde als Lösung für dieses Problem eine Struktur vorge­ schlagen, bei der eine Stromsperrschicht zum Sperren des Stroms unter der zweiten Elektrode 312 eingeführt ist.
Die Fig. 26A bis 26C zeigen eine Draufsicht, eine Schnittan­ sicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils mit einer Struktur, bei der eine Strom­ sperrschicht eingeführt ist. Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil werden, wie es in den Fig. 26A und 26B dargestellt ist, eine Pufferschicht 321 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Mantelschicht 322 aus n-AlGaInP (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine undotierte aktive Schicht 323 aus (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine Mantelschicht 324 aus p-AlGaInP (Di­ cke: 0,7 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke- Zwischenschicht 325 aus p-AlGaInP (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotie­ rung: 2 × 1018 cm-3), eine erste Stromverteilschicht 326 aus p-GaP (Dicke: 1,5 µm, Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3), eine Stromsperrschicht 327 aus n-GaP (Dicke: 0,4 µm, Si-Dotie­ rung: 3 × 1018 cm-3) und eine zweite Stromverteilschicht 328 (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess auf ein Substrat 330 aus n-GaAs aufgewachsen, und auf der Seite des Substrats wird eine erste Elektrode 331 hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht eine zweite Elektrode 332 hergestellt wird.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil wird die Stromsperrschicht 327 aus n-GaP einem Entfernungsvorgang durch Ätzen unterzogen, wobei der mittlere Bereich des Bau­ teils verbleibt, und darauf wird die zweite Stromverteil­ schicht 328 aufgewachsen.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil fließt, wie es in Fig. 26C dargestellt ist, ein von der zweiten Elektrode 332 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ zierter Strom unter Umgehung der Stromsperrschicht 327 aus n-GaP unter der zweiten Elektrode 332 zu beiden Seiten der Stromsperrschicht 327 aus n-GaP. Im Ergebnis liegt bei die­ sem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil, im Vergleich mit dem in Fig. 25 dargestellten, weniger ineffektiver Strom vor, der unter der zweiten Elektrode 332 fließt, was zu er­ höhter Emissionsintensität führt. Wenn dieses Licht emittie­ rende Halbleiter-Bauteil bei einem Formerzeugnis mit 5 mm Durchmesser verwendet wurde, betrug die Emissionsintensität bei einer Stromführung von 20 mA 2,0 cd, was eine Erhöhung von geringfügig mehr als 30% im Vergleich zum in Fig. 25 dargestellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dar­ stellt. Da jedoch die Dicke der ersten Stromverteilschicht 326 aus p-GaP unter der Stromsperrschicht 327 aus n-GaP bis zu 1,5 µm beträgt, existiert immer noch ein unter der Strom­ sperrschicht 327 aus n-GaP verlaufender Leckstrom, wie in Fig. 26C dargestellt. So besteht ein Problem dahingehend, dass der ineffektive Strom nicht vollständig beseitigt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Licht emit­ tierendes Halbleiter-Bauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, bei denen ein ineffektiver Strom bei einfachem Aufbau verringert werden kann und Licht wir­ kungsvoll nach außen entnommen werden kann.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist ein Licht emittierendes Halbleiterbauteil mit Folgendem geschaffen: einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und einer Stromverteilschicht vom zweiten Leitungs­ typ, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleiter­ substrats von erstem Leitungstyp aufgestapelt sind, einer ersten Elektrode, die auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, und einer zweiten Elektrode, die teilweise auf der Stromver­ teilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, bei dem
  • - ein Bereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp unmittelbar unter der zweiten Elektrode entfernt ist und die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp im Entfernungsbereich auf die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp gestapelt ist; und bei dem
  • - eine Übergangsebene der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Lei­ tungstyp eine Energiebandstruktur vom Typ II aufweist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil mit dem obigen Aufbau fließt der Strom im Entfernungsbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp, da die Übergangsebene der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungs­ typ und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp auf Grund der Energiebandstruktur vom Typ II hohen Wider­ stand zeigt, um den Entfernungsbereich, wodurch ineffektive Ströme verringert werden können, die unter der zweiten Elek­ trode fließen, die teilweise auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, so dass die Emissions­ intensität verbessert ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp ausgebildete erste Elektrode entweder eine Teilelektrode oder eine vollständige Elektrode sein kann.
Auch ist ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit Fol­ gendem geschaffen: einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungs­ typ oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlü­ cke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Strom­ verteilschicht vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp aufgestapelt sind, bei dem
  • - ein mittlerer Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp entfernt ist und die Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp im Entfernungsbereich auf die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp aufgesta­ pelt ist;
  • - die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energie­ bandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen; und wobei
  • - dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode, die überall auf der anderen Seite der Flä­ che des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp ausgebil­ det ist, und eine zweite Elektrode aufweist, die über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil mit dem obigen Aufbau fließt der Strom im Entfernungsbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp im mittle­ ren Bauteilbereich, da die Übergangsebene der Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantel­ schicht vom zweiten Leitungstyp wegen der Energiebandstruk­ tur vom Typ II hohen Widerstand einnimmt, um den Entfer­ nungsbereich, wodurch ineffektive Ströme verringert werden können, die unter der zweiten Elektrode fließen, die im mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, so dass die Emissions­ intensität verbessert ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Oberseiten­ abschnitt eines Bereichs der zweiten Mantelschicht vom zwei­ ten Leitungstyp, der dem Entfernungsbereich der Bandlücke- Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp entspricht, ent­ fernt.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels nehmen sowohl der Entfernungsbereich im mitt­ leren Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zwei­ ten Leitungstyp als auch der Bereich, in dem der Oberseiten­ abschnitt der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfernungsbereich gegenübersteht, entfernt wurden, hohen Widerstand ein, und außerdem befindet sich die Grenz­ fläche hohen Widerstands der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Lei­ tungstyp nicht bei der aktiven Schicht. So können ineffekti­ ve Ströme, die unter der zweiten Elektrode fließen, weiter verringert werden, so dass die Emissionsintensität weiter verbessert ist.
Auch ist ein Licht emittierendes Halbleiterbauteil mit Fol­ gendem geschaffen: einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungs­ typ oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Ätz­ stoppschicht vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantel­ schicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischen­ schicht vom zweiten Leitungstyp und einer Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungs­ typ gestapelt sind, bei dem
  • - mittlere Bauteilbereiche der Bandlücke-Zwischenschicht 47 vom zweiten Leitungstyp und der dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp jeweils entfernt sind und die Stromver­ teilschicht vom zweiten Leitungstyp in den Entfernungsberei­ chen auf die Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp gesta­ pelt ist;
  • - die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp, die Ätz­ stoppschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantel­ schicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Be­ ziehung vom Typ II stehen; und wobei
  • - dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode, die überall auf der anderen Seite der Flä­ che des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp ausgebil­ det ist, und eine zweite Elektrode aufweist, die über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil mit diesem Auf­ bau nehmen die Entfernungsbereiche des mittleren Bauteilbe­ reichs, in dem die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und die dritte Mantelschicht vom zweiten Lei­ tungstyp entfernt wurden, hohen Widerstand auf Grund der Tatsache ein, dass in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp, der Ätzstoppschicht und der zweiten Mantel­ schicht eine Energiebandstruktur ausgebildet ist, bei der die Oberkantenposition des Valenzbands und die Unterkanten­ position des Leitungsbands in der Beziehung des Typs II ste­ hen. Außerdem kann die Grenzfläche hohen Widerstands auf Grund des Vorliegens der Ätzstoppschicht vom zweiten Lei­ tungstyp mit hoher Steuerbarkeit nach der aktiven Schicht ausgebildet werden. So kann ein Licht emittierendes Halblei­ ter-Bauteil mit weniger ineffektiven Strömen und mit hoher Emissionsintensität mit guter Ausbeute hergestellt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen der Ent­ fernungsbereich im mittleren Bauteilbereich der Bandlücke- Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Elek­ trode im Wesentlichen identische Konfigurationen auf, und sie stehen einander gegenüber.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels kann der Emissionswirkungsgrad durch die An­ ordnung optimiert werden, dass die Elektrode auf der Seite der aufgewachsenen Schicht und der Bereich hohen Widerstands unter der zweiten Elektrode, die beide im Wesentlichen glei­ che Konfiguration aufweisen, einander gegenüberstehen. So können die ineffektiven Ströme gesenkt werden und die Emis­ sionsintensität kann verbessert werden.
Auch ist ein Licht emittierendes Halbleiterbauteil mit Fol­ gendem geschaffen: einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungs­ typ oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlü­ cke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Strom­ verteilschicht vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp aufgestapelt sind, bei dem
  • - ein Bereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, entfernt ist und die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp im Entfernungsbereich auf die zweite Mantel­ schicht vom zweiten Leitungstyp aufgestapelt ist;
  • - die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energie­ bandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II bestehen; und wobei
  • - dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode, die überall auf der anderen Seite der Flä­ che des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp ausgebil­ det ist, und eine zweite Elektrode aufweist, die über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil mit diesem Auf­ bau nimmt, im Entfernungsbereich, in dem der Bereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, entfernt wurde, die Übergangsebene der Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungs­ typ mit einer Energiebandstruktur vom Typ II hohen Wider­ stand ein. So fließt der Strom zum mittleren Bauteilbereich, und im Ergebnis können ineffektive Ströme verringert werden, die unter der zweiten Elektrode fließen, die über dem Be­ reich ausgebildet ist, der nicht der mittlere Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ist, so dass die Emissionsintensität verbessert ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Obersei­ tenabschnitt des Bereichs der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfernungsbereich der Bandlü­ cke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp gegenübersteht, entfernt.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels nehmen sowohl der Entfernungsbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, und der Bereich, in dem der Oberseitenabschnitt der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfernungsbereich gegenüber­ steht, entfernt wurde, hohen Widerstand ein und außerdem befindet sich die Grenzfläche hohen Widerstands der Strom­ verteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Man­ telschicht vom zweiten Leitungstyp dicht bei der Mantel­ schicht. So können ineffektive Ströme weiter verringert wer­ den, die unter der zweiten Elektrode fließen, so dass die Emissionsintensität weiter verbessert ist.
Auch ist ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit Fol­ gendem geschaffen: einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungs­ typ oder zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zwei­ ten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstopp­ schicht vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Stromverteilschicht vom zwei­ ten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp aufgestapelt sind, bei dem
  • - Bereiche der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und der dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungs­ typ, die nicht deren mittlere Bauteilbereiche sind, jeweils entfernt sind und die Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp in den Entfernungsbereichen auf die Ätzstoppschicht von zweitem Leitungstyp aufgestapelt ist;
  • - die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp, die Ätz­ stoppschicht von zweitem Leitungstyp und die zweite Mantel­ schicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Be­ ziehung vom Typ II stehen; und wobei
  • - dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode, die überall auf der anderen Seite der Flä­ che des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp ausgebil­ det ist, und eine zweite Elektrode aufweist, die über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Aufbaus nehmen die Entfernungsbereiche, die nicht die mittleren Bau­ teilbereiche sind, in denen die Bereiche der Bandlücke-Zwi­ schenschicht vom zweiten Leitungstyp und der dritten Mantel­ schicht vom zweiten Leitungstyp entfernt wurden, auf Grund der Tatsache hohen Widerstand ein, dass eine Energieband­ struktur, in der die Oberkantenposition des Valenzbands und die Unterkantenposition des Leitungsbands in der Beziehung des Typs II stehen, in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp, der Ätzstoppschicht und der zweiten Mantel­ schicht ausgebildet ist, wobei außerdem die Grenzfläche mit hohem Widerstand nahe der aktiven Schicht durch das Vorhan­ densein der Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp mit ho­ her Steuerbarkeit hergestellt werden kann. So kann ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit weniger ineffektiven Strömen und hoher Emissionsintensität mit guter Ausbeute hergestellt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp auf der Bandlücke-Zwischen­ schicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels existiert, da die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp auf der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp vorhanden ist, keine Widerstandsschicht an der Grenzfläche zur Stromverteilschicht, die auf der Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist. So kann die Betriebsspannung gesenkt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Halbleitersubstrat vom ersten Leitungstyp aus GaAs;
  • - die erste Mantelschicht vom ersten Leitungstyp, die aktive Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder vom zweiten Lei­ tungstyp oder undotiert ist, und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp bestehen aus einem Verbindungshalb­ leiter auf AlGaInP-Basis, der Gitteranpassung zu GaAs zeigt;
  • - die Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp besteht aus einem Verbindungshalbleiter auf GaP- oder AlGaInP-Basis; und
  • - die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp be­ steht aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels können ineffektive Ströme verringert werden, so dass ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil auf AlGaInP-Basis mit hoher Emissionsintensität realisiert wer­ den kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Halbleitersubstrat vom ersten Leitungstyp aus GaAs;
  • - die erste Mantelschicht vom ersten Leitungstyp, die aktive Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder vom zweiten Lei­ tungstyp oder undotiert ist, die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, die Ätzstoppschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und die dritte Mantelschicht vom zweiten Leitungs­ typ bestehen aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP- Basis, der Gitteranpassung zu GaAs zeigt;
  • - die Stromverteilschicht vom ersten Leitungstyp besteht aus einem Verbindungshalbleiter auf GaP- oder AlGaInP-Basis und
  • - die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp be­ steht aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels können ineffektive Ströme durch einen einfa­ chen Aufbau verringert werden, so dass ein Licht emittieren­ des Halbleiter-Bauteil auf AlGaInP-Basis mit hoher Emis­ sionsintensität realisiert werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Band­ lücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp aus einem Ver­ bindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis ein Ausmaß Δa/a der Gitteranpassung zu GaAs auf, das in den Bereich von -3,2% ≦ Δa/a ≦ -2,5% fällt.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels können ineffektive Ströme verringert werden und die Emissionsintensität kann verbessert werden und au­ ßerdem kann die Betriebsspannung gesenkt werden, da ein Auf­ bau vorhanden ist, bei dem die Gitteranpassungsrate des Δa/a der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp zu GaAs in einem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil auf AlGaInP-Basis innerhalb des Bereichs von -3,2% ≦ Δa/a ≦ -2,5% eingestellt ist. Auch können Gitterdefekte auf der Bauteil­ fläche verringert werden und die Zuverlässigkeit kann ver­ bessert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp aus mehre­ ren AlGaInP-Schichten mit verschiedenen Ausmaßen der Gitter­ anpassung zu GaAs, wobei die Gitteranpassungsraten Δa/a die­ ser AlGaInP-Schichten jeweils in den Bereich -3,2% ≦ Δa/a ≦ -2,5% fallen.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels sind die die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp aufbauenden AlGaInP-Schichten hinsicht­ lich der Gitteranpassungsrate voneinander verschieden, und außerdem fallen die Gitteranpassungsraten Δa/a dieser AlGaInP-Schichten jeweils in den Bereich -3,2% ≦ Δa/a ≦ -2,5%. Im Ergebnis können bei diesem Licht emittierenden Bauteil auf AlGaInP-Basis ineffektive Ströme verringert wer­ den, wodurch die Emissionsintensität erhöht werden kann, und außerdem kann die Betriebsspannung gesenkt werden und Git­ terdefekte der Bauteilfläche können gesenkt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp aus GaP oder einem Verbin­ dungshalbleiter auf AlGaInP-Basis mit einem Al-Zusammenset­ zungsanteil von nicht über 20% in Bezug auf die Gesamtheit der Gruppe III auf die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp aufgestapelt.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels existiert, da auf der Bandlücke-Zwischen­ schicht vom zweiten Leitungstyp eine Schutzschicht aus GaP oder aus AlGaInP mit wenig Al vorhanden ist, keine Wider­ standsschicht zur Stromverteilschicht vom zweiten Leitungs­ typ, die auf der AlGaInP-Schutzschicht ausgebildet wäre, so dass die Betriebsspannung gesenkt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp und die dritte Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp beide aus einem Ver­ bindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis mit der Zusammenset­ zung (AlXGa1-X)0,5In0,5P (mit 0,6 ≦ X ≦ 1,0).
Beim Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels weisen die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp und die dritte Mantelschicht vom zweiten Lei­ tungstyp jeweils die Zusammensetzung (AlXGa1-X)0,5In0,5P (mit 0,6 ≦ X ≦ 1,0) auf. Im Ergebnis hiervon kann die Be­ triebsspannung gesenkt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp eine Schichtdicke nicht über 0,5 µm auf.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels weist die Bandlücke-Zwischenschicht vom zwei­ ten Leitungstyp eine Schichtdicke nicht über 0,5 µm auf. Im Ergebnis hiervon kann die Betriebsspannung gesenkt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Band­ lücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp eine Ladungs­ trägerkonzentration nicht unter 0,5 × 1018 cm-3 auf.
Beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil dieses Ausfüh­ rungsbeispiels weist die Bandlücke-Zwischenschicht vom zwei­ ten Leitungstyp eine Ladungsträgerkonzentration nicht unter 0,5 × 1018 cm-3 auf. Im Ergebnis hiervon kann die Betriebs­ spannung gesenkt werden.
Auch ist ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emittie­ renden Halbleiterbauteils geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwi­ schenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen eines mittleren Bauteilbereichs der Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp und eines mittleren Bauteil­ bereichs der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungs­ typ durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt betreffend die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und die Bandlücke-Zwi­ schenschicht, einer Stromverteilschicht auf die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zwei­ ten Leitungstyp eine Energiebandstruktur zu erzeugen, in der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkan­ tenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom ersten Lei­ tungstyp.
Bei diesem Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nimmt der Entfernungsbereich, wo der mittlere Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp entfernt wurde, hohen Widerstand ein, da in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur ausgebildet wird, bei der die Oberkan­ tenposition des Valenzbands und die Unterkantenposition des Leitungsbands in der Beziehung des Typs II stehen und die zweite Mantelschicht nimmt hohen Widerstand ein. So fließt Strom um den Entfernungsbereich, so dass ineffektive Ströme verringert werden können, die unter der zweiten Elektrode fließen, die im mittleren Bauteilbereich auf der Stromver­ teilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, wodurch die Emissionsintensität verbessert werden kann. Daher kann ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit hoher Emis­ sionsintensität hergestellt werden.
Auch ist ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emittie­ renden Halbleiterbauteils geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwi­ schenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp jeweils einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen eines mittleren Bauteilbereichs der Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp und eines mittleren Bauteil­ bereichs der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungs­ typ durch Ätzen, und weiteres Entfernen eines Oberseitenab­ schnitts eines Bereichs der zweiten Mantelschicht vom zwei­ ten Leitungstyp, der dem Entfernungsbereich entspricht, durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt der Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp, der Bandlücke-Zwischenschicht und der zweiten Mantelschicht, einer Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungs­ typ, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenpo­ sition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Lei­ tungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom ersten Lei­ tungstyp.
Bei diesem Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nimmt der Entfernungsbereich, wo der mittlere Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp entfernt wurde, hohen Widerstand ein, da in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur ausgebildet ist, bei der die Oberkanten­ position des Valenzbands und die Unterkantenposition des Leitungsbands in Beziehung des Typs II stehen, und die zwei­ te Mantelschicht nimmt hohen Widerstand ein. So fließt der Strom um den Entfernungsbereich, so dass ineffektive Ströme verringert werden können, die unter der zweiten Elektrode fließen, die im mittleren Bauteilbereich auf der Stromver­ teilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, wodurch die Emissionsintensität erhöht werden kann. Daher kann ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit hoher Emissions­ intensität hergestellt werden.
Auch ist ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emittie­ renden Halbleiterbauteils geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp jeweils einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen mittlerer Bauteilbereiche der Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp, der Bandlücke-Zwischenschicht vom zwei­ ten Leitungstyp und der dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt für die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die Bandlücke-Zwischen­ schicht und die dritte Mantelschicht, einer Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und die Ätzstoppschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, der Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Ener­ giebandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungs­ bands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom ersten Lei­ tungstyp.
Bei diesem Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nimmt der Entfernungsbereich, wo der mittlere Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp entfernt wurde, hohen Widerstand ein, da in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur erzeugt ist, bei der die Oberkantenpo­ sition des Valenzbands und die Unterkantenposition des Lei­ tungsbands in der Beziehung vom Typ II stehen, und die Ätz­ stoppschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantel­ schicht nehmen hohen Widerstand ein. So fließt der Strom um den Entfernungsbereich, so dass ineffektive Ströme verrin­ gert werden können, die unter der zweiten Elektrode fließen, die im mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, wodurch die Emis­ sionsintensität erhöht werden kann. Daher kann ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit hoher Emissionsintensi­ tät hergestellt werden. Außerdem kann die Grenzfläche hohen Widerstands durch das Vorhandensein der Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp mit hoher Steuerbarkeit nahe der aktiven Schicht hergestellt werden. So kann die Ausbeute dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils verbessert werden.
Auch ist ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emit­ tierenden Halbleiterbauteils geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwi­ schenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp jeweils einzeln auf einer Seite ei­ ner Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen von Bereichen der Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, die nicht deren jeweilige mittlere Bauteilbereiche sind, durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt betreffend die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und der Bandlücke-Zwi­ schenschicht, einer Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp auf die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruk­ tur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenz­ bands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in ei­ ner Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem Bereich der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteil­ schicht vom ersten Leitungstyp.
Bei diesem Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nimmt der Entfernungsbereich, wo der Be­ reich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, ent­ fernt wurde, auf Grund der Tatsache hohen Widerstand ein, dass in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht eine Energiebandstruktur ausgebil­ det wird, bei der die Oberkantenposition des Valenzbands und die Unterkantenposition des Leitungsbands in der Beziehung des Typs II stehen. So fließt der Strom um den mittleren Bauteilbereich, und im Ergebnis können ineffektive Ströme verringert werden, die unter der zweiten Elektrode fließen, die über dem Bereich ausgebildet ist, der nicht der mittlere Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp ist, so dass die Emissionsintensität erhöht ist. Daher kann ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit hoher Emissionsintensität hergestellt werden.
Auch ist ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emittie­ renden Halbleiterbauteils geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwi­ schenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp jeweils einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen von Bereichen der Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, die nicht deren jeweilige mittlere Bauteilbereiche sind, durch Ätzen, und ferner Entfernen eines Oberseitenab­ schnitts eines Bereichs der zweiten Mantelschicht vom zwei­ ten Leitungstyp, der dem Entfernungsbereich entspricht, durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt für die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die Bandlücke-Zwischen­ schicht und die zweite Mantelschicht, einer Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungs­ typ eine Energiebandstruktur auszubilden, bei der eine Ober­ kantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteil­ schicht vom ersten Leitungstyp.
Bei diesem Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nimmt der Entfernungsbereich, wo der Be­ reich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, ent­ fernt wurde, auf Grund der Tatsache hohen Widerstand ein, dass in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht eine Energiebandstruktur ausgebil­ det wird, bei der die Oberkantenposition des Valenzbands und die Unterkantenposition des Leitungsbands in der Beziehung des Typs II stehen. So fließt der Strom um den mittleren Bauteilbereich herum, und im Ergebnis können ineffektive Ströme verringert werden, die unter der zweiten Elektrode fließen, die über dem Bereich, der nicht der mittlere Bau­ teilbereich ist, auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp hergestellt wurde, so dass die Emissionsintensi­ tät verbessert ist. Daher kann ein Licht emittierendes Halb­ leiter-Bauteil mit hoher Emissionsintensität hergestellt werden.
Auch ist ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emittie­ renden Halbleiterbauteils geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp;
  • - Entfernen von Bereichen der Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp und der dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungs­ typ, die andere Bereiche als ihr jeweiliger mittlerer Baut­ eilbereich sind, durch Ätzen;
  • - Ausstapeln, nach dem Entfernungsschritt für die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die Bandlücke-Zwischen­ schicht und die dritte Mantelschicht, einer Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und die Ätzstoppschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, der Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Ener­ giebandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungs­ bands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteil­ schicht vom ersten Leitungstyp.
Bei diesem Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nimmt der Entfernungsbereich, wo der Be­ reich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, ent­ fernt wurde, auf Grund der Tatsache hohen Widerstand ein, dass in der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp, der Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Man­ telschicht eine Energiebandstruktur ausgebildet wird, bei der die Oberkantenposition des Valenzbands und die Unterkan­ tenposition des Leitungsbands in der Beziehung des Typs II­ stehen. So fließt der Strom um den mittleren Bauteilbereich, und im Ergebnis können ineffektive Ströme verringert werden, die unter der zweiten Elektrode fließen, die über dem Be­ reich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, so dass die Emissionsintensität erhöht ist. Daher kann ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit hoher Emissions­ intensität hergestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Be­ schreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Ver­ anschaulichung angegeben werden und demgemäß für die Erfin­ dung nicht beschränkend sind, vollständiger zu verstehen sein.
Fig. 1A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 1B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 1C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 2A bis 2C sind Bandübergangsdiagramme zum Erläutern der Effekte der Erfindung;
Fig. 3A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein zweites Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist;
Fig. 3B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 3C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 4A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 4B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 4C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 5A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 5B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 5C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 6A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein fünftes Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist;
Fig. 6B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 6C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 7A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 7B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 7C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 8A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein siebtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist, Fig. 8B ist eine Schnittansicht des Licht emit­ tierenden Halbleiter-Bauteils und
Fig. 9A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein achtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist;
Fig. 9B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und Fig. 9C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 10 ist ein Kurvenbild, das Änderungen der Emissionsin­ tensität über der Durchmesserdifferenz zwischen einer Elek­ trode und einem Stromsperr(Entfernungs)bereich im Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil zeigt;
Fig. 11 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen einer Fehlanpassung der Bandlücke-Zwischenschicht und der Be­ triebsspannung beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil zeigt;
Fig. 12 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Fehlanpassung der Bandlücke-Zwischenschicht und der Anzahl von Gitterdefekten im Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil zeigt;
Fig. 13A ist eine Draufsicht eines Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils, das ein neuntes Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist, Fig. 13B ist eine Schnittansicht des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils und
Fig. 14 ist ein Bandübergangsdiagramm zum Erläutern der Ef­ fekte des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils;
Fig. 15 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen dem Al-Zusammensetzungsanteil einer Schutzschicht und der Be­ triebsspannung bei einem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteil zeigt, das ein zehntes Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist;
Fig. 16 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen dem Al-Zusammensetzungsanteil einer p-Mantelschicht und der Be­ triebsspannung bei einem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteil zeigt, das ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung ist;
Fig. 17 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Schichtdicke der Bandlücke-Zwischenschicht und der Betriebs­ spannung beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil zeigt;
Fig. 18 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Ladungsträgerkonzentration in der Bandlücke-Zwischenschicht und der Betriebsspannung beim Licht emittierenden Halblei­ ter-Bauteil zeigt;
Fig. 19A bis 19D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils zei­ gen, das ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 20A bis 20D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils zei­ gen, das ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 21A bis 21D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils zei­ gen, das ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 22A bis 22D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils zei­ gen, das ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 23A bis 23D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils zei­ gen, das ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 24A bis 24D sind Ansichten, die ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils zei­ gen, das ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 25A ist eine Draufsicht eines bekannten Licht emittie­ renden Halbleiter-Bauteils; Fig. 25B ist eine Schnittansicht desselben und Fig. 25C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt;
Fig. 26A ist eine Draufsicht eines anderen Licht emittieren­ den Halbleiter-Bauteils; Fig. 26B ist eine Schnittansicht desselben und Fig. 26C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt; und
Fig. 27A ist eine Draufsicht noch eines anderen Licht emit­ tierenden Halbleiter-Bauteils; Fig. 27B ist eine Schnittan­ sicht desselben und Fig. 27C ist eine Funktionsansicht, die einen Stromfluss in diesem zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS­ BEISPIELE
Nachfolgend werden ein Licht emittierendes Halbleiter-Baut­ eil und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß der Erfin­ dung durch zugehörige Ausführungsbeispiele, die in den bei­ gefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, im Einzelnen be­ schrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Fig. 1A, 1B und 1C sind eine Draufsicht, eine Schnittansicht bzw. eine einen Stromfluss zeigende Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein erstes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in Fig. 1B dargestellt ist, eine Pufferschicht aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 2 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine undotierte aktive Schicht 3 aus (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine zweite Mantelschicht 4 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 5 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,1 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 6 aus p-GaP (Di­ cke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD- Prozess einzeln auf ein Substrat 10 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall wird ein mittlerer Bauteilbereich der Bandlü­ cke-Zwischenschicht 5 aus p-AlGaInP kreisförmig entfernt (der Durchmesser dieses kreisförmigen Entfernungsbereichs beträgt 100 µm). Dann wird die erste Elektrode 11 auf der Substratseite hergestellt, während auf der Seite mit der aufgewachsenen Schicht eine kreisförmige zweite Elektrode 12 mit einem Durchmesser von 100 µm hergestellt wird (in Fig. 1A dargestellt). Es wird darauf hingewiesen, dass die Band­ lücke-Zwischenschicht 5 aus p-AlGaInP in Bezug auf das Sub­ strat 10 aus n-GaAs eine Gitterfehlanpassung von Δa/a = -2,8% aufweist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil umgeht, wie es in Fig. 1C dargestellt ist, ein von der zweiten Elek­ trode 12 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht injizier­ ter Strom den Bereich, in dem die Bandlücke-Zwischenschicht 5 aus p-AlGaInP unter der zweiten Elektrode 12 entfernt wur­ de (Entfernungsbereich), wobei er um den Entfernungsbereich herum fließt. So tritt Lichtemission über einen Bereich der aktiven Schicht 3 hinweg auf, der demjenigen Bereich ent­ spricht, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 12) ist. Der Grund dafür wird nachfolgend be­ schrieben.
Die zweite Mantelschicht 4 aus p-AlGaInP und die Stromver­ teilschicht 6 aus p-GaP sind so positioniert, dass eine Po­ sitionsbeziehung zwischen den Unterkanten ihrer Leitungsbän­ der und den Oberkanten ihrer Valenzbänder in Bezug auf das Vakuumniveau besteht, wie es in Fig. 2A dargestellt ist. Wenn in diesem Fall ein Heteroübergang ausgebildet wird, er­ gibt sich ein Übergangszustand mit sogenannter Energiewand­ struktur vom Typ II, zu dem eine vergrößerte Banddiskonti­ nuität des Valenzbands gehört.
Daher ist, da im Entfernungsbereich unter der zweiten Elek­ trode 12 eine Grenzfläche zwischen der zweiten Mantelschicht 4 aus p-AlGaInP und der Stromverteilschicht 6 aus p-GaP vor­ handen ist, der Bandübergangszustand an der Grenzfläche der­ gestalt, wie es in Fig. 2B dargestellt ist, in dem der Sprung des Valenzbands am Übergang groß ist, was zu hohem Widerstand für den Strom (Löcher) führt, die von der zweiten Elektrode 12 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ ziert werden (wobei die Sprunghöhe ungefähr 0,28 eV be­ trägt).
Indessen ist im Bereich, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 12) ist, die Schichtstruktur durch die zweite Mantelschicht 4 aus p-AlGaInP, die Bandlü­ cke-Zwischenschicht 5 aus p-AlGaInP und die Stromverteil­ schicht 6 aus p-GaP gebildet, wobei der Bandübergangszustand wegen des Vorhandenseins der Bandlücke-Zwischenschicht 5 aus p-AlGaInP dergestalt ist, wie es in Fig. 2C dargestellt ist. In diesem Fall ist die Banddiskontinuität mit dem Ergebnis eines kleineren Sprungs des Valenzbands am Übergang unter­ teilt, was zu einem niedrigen Widerstand führt (wobei der Sprung in 0,15 eV und 0,13 eV unterteilt ist).
Im Betrieb als Bauteil beträgt im Fall eines Bauteils nur aus der Grenzfläche zwischen der zweiten Mantelschicht 4 aus AlGaInP und der Stromverteilschicht 6 aus p-GaP, wie im Ent­ fernungsbereich unter der zweiten Elektrode 12, wegen der großen Sprunghöhe bei 20 mA Leitung ungefähr 3,5 V. Indessen beträgt im Fall eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils mit der Bandlücke-Zwischenschicht 5 aus p-AlGaInP, wie im anderen Bereich als dem Entfernungsbereich (unter der zwei­ ten Elektrode 12) die Spannung ei 20 mA Leitung ungefähr 2,1 V, so dass die Spannungsdifferenz den hohen Wert von 1,4 V zeigt.
Im Ergebnis umgeht im Fall einer Leitung von 20 mA, wie in Fig. 1C dargestellt, ein von der zweiten Elektrode 12 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht injizierter Strom den Entfernungsbereich unter der zweiten Elektrode 12, wobei er um den Bereich herum fließt, was bewirkt, dass Lichtemission über einem Bereich der aktiven Schicht 3 auftritt, der dem Bereich entspricht, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 12) ist.
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, wie es in Fig. 26 dargestellt ist, tritt unter der Stromsperr­ schicht kein Leckstrom auf, so dass ineffektive Ströme bei­ nahe vollständig beseitigt sind, was zu erhöhter Emissions­ intensität führt.
Wenn dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des ers­ ten Ausführungsbeispiels bei einem Gusserzeugnis von 5 mm Durchmesser verwendet wurde, betrug die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung 3,0 cd, was das 1,5-fache derjenigen in Fig. 26 dargestellten Licht emittierenden Halbleiter-Bau­ teils ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 3A, 3B und 3C sind eine Draufsicht, eine Schnitt­ ansicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiterbauteil werden, wie es in Fig. 3B dargestellt ist, eine Pufferschicht 21 aus n- GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine ers­ te Mantelschicht 22 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 23 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine zweite Mantelschicht 24 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwi­ schenschicht 25 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 26 aus p-GaP (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 30 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall wird ein mittlerer Bauteilbereich der Bandlü­ cke-Zwischenschicht 25 aus p-AlGaInP mit Kreisform entfernt, und ein Bereich der zweiten Mantelschicht 24 aus p-AlGaInP, der dem Entfernungsbereich entspricht, wird auf der Obersei­ te halb entfernt (verbliebene Dicke: 0,3 µm) (der Durchmes­ ser dieser Kreisform beträgt 100 µm). Dann wird auf der Sub­ stratseite eine erste Elektrode 31 hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht eine kreisförmige zwei­ te Elektrode 32 mit einem Durchmesser von 100 µm hergestellt wird.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil umgeht, gemäß demselben Prinzip wie beim Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteils des ersten Ausführungsbeispiels, wie in Fig. 3C dargestellt, ein von der zweiten Elektrode 32 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht injizierter Strom den Ent­ fernungsbereich unter der zweiten Elektrode 32, wobei er um den Entfernungsbereich herum fließt. So tritt Lichtemission über einem Bereich der aktiven Schicht 23 auf, der dem Be­ reich entspricht, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 32) ist.
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils be­ findet sich, im Vergleich zum Licht emittierenden Halblei­ ter-Bauteils des ersten Ausführungsbeispiels, die durch die zweite Mantelschicht 24 aus p-AlGaInP und die Stromsperr­ schicht 26 aus p-GaP gebildete Grenzfläche hohen Widerstands unter dar zweiten Elektrode 32 unmittelbar über der aktiven Schicht 23, mit einer Nähe von bis zu 0,3 µm zu dieser, so dass ineffektive Ströme verringert sind, was zu weiter er­ höhter Emissionsintensität führt.
Wenn dieses Licht emittierende Halbleiterbauteil des zweiten Ausführungsbeispiels bei einem Gusserzeugnis mit 5 mm Durch­ messer angewandt wurde, betrug die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung (Betriebsspannung: 2,1 V) 3,3 cd, was eine Zunahme um 10% im Vergleich mit dem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des ersten Ausführungsbeispiels dar­ stellt.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 4A, 4B und 4C sind eine Draufsicht, eine Schnittan­ sicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteil sind, wie es in den Fig. 4A und 4B dargestellt ist, eine Pufferschicht 41 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 42 aus n- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017cm-3), eine aktive Schicht 43 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine zweite Mantel­ schicht 44 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,3 µm), eine Ätzstoppschicht 45 aus p-GaInP (Dicke: 0,01 µm, Zn-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3), eine dritte Mantelschicht 46 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,4 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 47 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 48 aus p-GaP (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf eine Substrat 50 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden mittlere Bereiche des Bauteils der Bandlücke-Zwischenschicht 47 aus p-AlGaInP und der dritten Mantelschicht 46 aus p-AlGaInP kreisförmig entfernt (der Durchmesser dieser kreisförmigen Entfernungsbereiche beträgt 100 µm). Dann wird auf der Substratseite eine erste Elektro­ de 51 hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht eine kreisförmige zweite Elektrode 52 mit einem Durchmesser von 100 µm hergestellt wird.
Auch bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil um­ geht, wie es in Fig. 4C dargestellt ist, ein von der zweiten Elektrode 52 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ zierter Strom den Entfernungsbereich unter der zweiten Elek­ trode 52, wobei er um den Entfernungsbereich fließt. So tritt über einem Bereich der aktiven Schicht 43, der demje­ nigen Bereich entspricht, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 52) ist, nicht Emission auf.
Hinsichtlich des Grunds hierfür gilt, dass auch der Grenz­ fläche zwischen der Ätzstoppschicht 45 aus p-GaInP und der Stromverteilschicht 48 aus p-GaP, wie im geätzten Bereich unter der zweiten Elektrode 52 vorhanden, der Bandübergangs­ zustand dem der Fig. 2B ähnlich ist, wobei der Sprung am Übergang groß ist, was zu hohem Widerstand für den von der zweiten Elektrode 52 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht injizierten Strom (Löcher) führt (wobei die Sprung­ höhe ungefähr 0,26 eV beträgt und die Spannung bei 20 mA Leitung den hohen Wert von 3,3 V aufweist).
Das Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des dritten Aus­ führungsbeispiels weist ähnliche Effekte wie dasjenige des zweiten Ausführungsbeispiels auf, und es verfügt über besse­ re Steuerbarkeit bei der Herstellung, an einer Position um 0,3 µm unmittelbar über der aktiven Schicht 43, der durch die zweite Mantelschicht 44 aus p-AlGaInP und die Strom­ sperrschicht 48 aus p-GaP unter der zweiten Elektrode 52 ge­ bildeten Grenzfläche hohen Widerstands, im Vergleich mit dem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels, und zwar dank der Verwendung der Ätzstopp­ schicht 45 aus p-GaInP. So ist die Ausbeute dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils verbessert.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des drit­ ten Ausführungsbeispiels betrug die Emissionsintensität bei einer Leitung von 20 mA (Betriebsspannung: 2,1 V) 3,3 cd, wie beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des zweiten Ausführungsbeispiels, während die Ausbeute auf 99%, im Ver­ gleich zu 75% beim zweiten Ausführungsbeispiels, verbessert war.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 5A, 5B und 5C sind eine Draufsicht, eine Schnittan­ sicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in den Fig. 5A und 5B dargestellt ist, eine Pufferschicht 61 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine DBR(optische Reflexions)-Schicht 62 aus zehn Paaren je­ weils einer n-Al0,5In0,5P-Schicht und einer n- (Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P-Schicht (jeweils mit einer Schichtdi­ cke von 0,05 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 63 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 64 aus p-(Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1017 cm-3), eine zweite Mantelschicht 65 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 66 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 67 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 3 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 70 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden Ränder der Bandlücke-Zwischenschicht 66 aus p-AlGaInP entfernt, wobei der mittlere Bauteilbereich kreisförmig verbleibt (der Durchmesser dieser Kreisform be­ trägt 100 µm). Dann wird eine erste Elektrode 71 auf der Seite des Substrats hergestellt, während eine zweite Elek­ trode 72 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht auf einem Bereich hergestellt wird, der nicht der kreisförmige Bereich mit einem Durchmesser von 100 µm ist, der unverändert ver­ blieb.
Ein Heteroübergang des Typs II ist auch zwischen der Strom­ verteilschicht 67 aus p-(Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P und der zweiten Mantelschicht 65 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P gebil­ det, und im Entfernungsbereich der Bandlücke-Zwischenschicht 66 ist eine Grenzfläche mit hohem Widerstand gebildet.
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils um­ geht, wie es in Fig. 5C dargestellt ist, ein von der zweiten Elektrode 72 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ zierter Strom den Entfernungsbereich unter der zweiten Elek­ trode 72, wobei er zum mittleren Bauteilbereich fließt. So tritt Lichtemission über einem Bereich der aktiven Schicht 64 auf, der demjenigen Bereich entspricht, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 72) ist.
Als Struktur, die mit diesem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteil zu vergleichen ist, existierte ein Licht emittieren­ des Halbleiter-Bauteil mit der in Fig. 27A bis 27C darge­ stellten Struktur, die ähnlich derjenigen des in Fig. 26 dargestellten bekannten Licht emittierenden Halbleiter-Baut­ eils ist. Beim in den Fig. 27A bis 27C dargestellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil leckt, wie beim in Fig. 26 dargestellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil, der größte Teil des Stroms unter der zweiten Elektrode auf der Unterseite der Stromsperrschicht aus, was zu ineffektivem 5 Strom mit niedrigerer Lichtintensität führt (4 cd bei 20 mA Leitung und einem Strahlungswinkel ±2°). Im Vergleich mit diesem, in den Fig. 27A bis 27C dargestellten Licht emittie­ renden Halbleiter-Bauteil zeigt das Licht emittierende Halb­ leiter-Bauteil dieses vierten Ausführungsbeispiels geringe­ ren Leckstrom, der unter dem Entfernungsbereich durchläuft, so dass ineffektive Ströme beinahe vollständig beseitigt sind, was zu erhöhter Emissionsintensität führt.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des vier­ ten Ausführungsbeispiels betrug die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung 6,0 cd, was das 1,5-fache derjenigen beim in Fig. 27 dargestellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil ist, wobei die Betriebsspannung 2,35 V betrug (wegen der kleineren Strominjektionsfläche ist die Betriebsspannung größer als beim in Fig. 25 dargestellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil).
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 6A, 6B und 6C sind eine Draufsicht, eine Schnittan­ sicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in den Fig. 6A und 6B dargestellt ist, eine Pufferschicht 81 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine DBR(optische Reflexions)-Schicht 82 aus zehn Paaren mit jeweils einer n-Al0,5In0,5P-Schicht und einer n- (Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P-Schicht (jeweilige Schichtdicke: 0,05 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 83 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 84 aus p- (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1017 cm-3), eine zweite Mantelschicht 85 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 86 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm< 57595 00070 552 001000280000000200012000285915748400040 0002010119507 00004 57476SUP<-3) und eine Stromverteilschicht 87 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 3 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess jeweils einzeln auf ein Sub­ strat 90 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden Ränder der Bandlücke-Zwischenschicht 86 aus p-AlGaInP entfernt, während der mittlere Bauteilbe­ reich kreisförmig verbleibt, und ein Bereich der zweiten Mantelschicht 85 aus p-AlGaInP, der dem Entfernungsbereich entspricht, wird auf der Oberseite halb entfernt (verbliebe­ ne Dicke: 0,3 µm) (der Durchmesser dieser Kreisform beträgt 100 µm). Dann wird auf der Seite des Substrats eine erste Elektrode 91 hergestellt, während auf der Seite der aufge­ wachsenen Schicht über einem Bereich, der nicht der kreis­ förmige Bereich mit einem Durchmesser von 100 µm ist, der unverändert verblieb, eine zweite Elektrode 92 hergestellt wird.
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils um­ geht, wie es in Fig. 6C dargestellt ist, ein von der zweiten Elektrode 92 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ zierter Strom den Entfernungsbereich unter der zweiten Elek­ trode 92, und er fließt zum mittleren Bauteilbereich. So tritt Lichtemission über einen Bereich der aktiven Schicht 84 auf, der demjenigen Bereich entspricht, der nicht der Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 92) ist.
Dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des fünften Ausführungsbeispiels weist ähnliche Effekte wie dasjenige des vierten Ausführungsbeispiels auf, und ferner befindet sich die durch die zweite Mantelschicht 85 aus p-AlGaInP und die Stromverteilschicht 87 aus p-AlGaInP unter der zweiten Elektrode 92 ausgebildete Grenzfläche hohen Widerstands un­ mittelbar über der aktiven Schicht 84, mit einem dichten Abstand von bis zu 0,3 µm zu dieser, so dass ineffektive Ströme verringert sind, was zu weiter erhöhter Emissionsin­ tensität führt. Die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung (Betriebsspannung: 2,35 V) betrug 6,6 cd, was eine Zunahme von 10% im Vergleich mit dem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteils des vierten Ausführungsbeispiels darstellt.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 7A, 7B und 7C sind eine Draufsicht, eine Schnittan­ sicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in den Fig. 7A und 7B dargestellt sind, eine Puffer­ schicht 101 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine DBR(optische Reflexions-)-Schicht 102 aus zehn Paaren mit jeweils einer n-Al0,5In0,5P-Schicht und ei­ ner n-(Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P-Schicht (jeweilige Schichtdicke: 0,05 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantel­ schicht 103 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si- Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 104 aus p- (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1017 cm-3), eine zweite Mantelschicht 105 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,3, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Ätzstoppschicht 106 aus p-Ga0,5In0,5P (Dicke: 0,01 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine dritte Mantel­ schicht 107 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,4 µm, Zn- Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 108 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotie­ rung: 2 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 109 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 3 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 110 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden Ränder der Bandlücke-Zwischenschicht 108 aus p-AlGaInP entfernt, während der mittlere Bauteilbe­ reich kreisförmig verbleibt, und ein Bereich der dritten Mantelschicht 107 aus p-AlGaInP, der dem Entfernungsbereich entspricht, wird entfernt (der Durchmesser dieser Kreisform beträgt 100 µm). Dann wird auf der Substratseite eine erste Elektrode 111 hergestellt, während auf der Seite der aufge­ wachsenen Schicht über einem anderen Bereich als dem kreis­ förmigen Bereich von 100 µm, der unverändert verblieb, eine zweite Elektrode 112 hergestellt wird.
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils um­ geht, wie es in Fig. 7C dargestellt ist, ein von der zweiten Elektrode 112 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ zierter Strom den Entfernungsbereich unter der zweiten Elek­ trode 112, und er fließt zum mittleren Bauteilbereich. So tritt Lichtemission über einem Bereich der aktiven Schicht 104 auf, der demjenigen Bereich entspricht, der nicht der Entfernungsbereich ist (unter der zweiten Elektrode 112) ist.
Dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des sechsten Ausführungsbeispiels weist ähnliche Effekte wie dasjenige des fünften Ausführungsbeispiels auf, und es verfügt ferner über bessere Steuerbarkeit bei der Herstellung, an einer Po­ sition um 0,3 µm unmittelbar über der aktiven Schicht 104, der durch die dritte Mantelschicht 107 aus p-AlGaInP und die Stromverteilschicht 109 aus p-AlGaInP unter der zweiten Elektrode 112 ausgebildete Grenzfläche mit hohem Widerstand, im Vergleich zum Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des fünften Ausführungsbeispiels, und zwar dank der Verwendung der Ätzstoppschicht 106. So ist die Ausbeute dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils verbessert.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des sechs­ ten Ausführungsbeispiels betrug die Emissionsintensität bei Leitung von 20 mA (Betriebsspannung: 2,35 V) 6,6 cd, wie beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des fünften Aus­ führungsbeispiels, während die Ausbeute auf 99% verbessert war (gegenüber 75% beim Licht emittierenden Halbleiter-Baut­ eil des fünften Ausführungsbeispiels).
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 8A und 8B sind eine Draufsicht bzw. eine Schnittan­ sicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in den Fig. 8A und 8B dargestellt sind, eine Puffer­ schicht 121 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 22 aus n- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Aktivschicht 123 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine zweite Mantel­ schicht 124 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn- Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 125 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotie­ rung: 2 × 1018 cm-3), eine Schutzschicht 126 aus p-GaP (Di­ cke: 0,1 µm, Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3) und eine Stromver­ teilschicht 127 aus p-GaP (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Sub­ strat 130 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden mittlere Bauteilbereiche der Schutz­ schicht 126 aus p-GaP und der Bandlücke-Zwischenschicht 125 aus p-AlGaInP kreisförmig entfernt (der Durchmesser dieser kreisförmigen Entfernungsbereiche beträgt 100 µm). Dann wird auf der Seite des Substrats eine erste Elektrode 131 herge­ stellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht über einem Bereich, der dem Entfernungsbereich gegenüber­ liegt (in Fig. 8A dargestellt) eine zweite Elektrode 132 mit einem Durchmesser von 100 µm hergestellt wird.
Dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des siebten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von denjenigen des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels dahinge­ hend, dass auf der Bandlücke-Zwischenschicht 125 aus p- AlGaInP die Schutzschicht 126 aus p-GaP vorhanden ist.
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils um­ geht ein von der Elektrode 132 auf der Seite der aufgewach­ senen Schicht injizierter Strom die Bereiche, in denen die Schutzschicht 126 aus p-GaP und die Bandlücke-Zwischen­ schicht 125 aus p-AlGaInP unter der zweiten Elektrode 132 entfernt wurden, wobei er um den Entfernungsbereich fließt. So tritt Lichtemission über einem Bereich der aktiven Schicht 123 auf, der anderen Bereichen als dem Entfernungs­ bereich (unter der zweiten Elektrode 132) entspricht.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil betrug die Betriebsspannung bei 20 mA 2,0 V, was eine Abnahme um 0,1 V im Vergleich zum Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des ersten Ausführungsbeispiels ist. Dies ist so, da der Grund der neu aufgewachsenen Grenzfläche im Bereich, durch den der Strom im Fall des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils des ersten Ausführungsbeispiels fließt, durch die Bandlücke- Zwischenschicht 125 aus p-AlGaInP gegeben ist, die eine viel Al (36% auf Basis der Gesamtheit der Gruppe II) enthaltende Schicht ist, wohingegen das Gegenstück im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils des siebten Ausführungs­ beispiels durch die Schutzschicht 126 aus p-GaP gegeben ist, die eine Schicht ohne Al ist, so dass keine Widerstands­ schicht auf Grund irgendeines Al-Oxids an der Grenzfläche auftritt.
Wenn dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des sieb­ ten Ausführungsbeispiels bei einem Gießerzeugnis von 5 mm Durchmesser verwendet wurde, betrug die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung 3,0 cd, wie beim Licht emittierenden Halb­ leiter-Bauteil des ersten Ausführungsbeispiels.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 9A, 9B und 9C sind eine Draufsicht, eine Schnittan­ sicht bzw. eine Funktionsansicht eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in den Fig. 9A und 9B dargestellt ist, eine Pufferschicht 141 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 142 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 143 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine zweite Mantelschicht 144 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 145 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3), eine Schutzschicht 146 aus p-GaP (Dicke: 0,1 µm, Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 147 aus p-GaP (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 150 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden mittlere Bauteilbereiche der Schutz­ schicht 146 aus p-GaP und der Bandlücke-Zwischenschicht 145 aus p-AlGaInP kreisförmig entfernt (der Durchmesser dieser kreisförmigen Entfernungsbereiche 153 beträgt 100 µm). Dann wird auf der Seite des Substrats eine erste Elektrode 145 hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht über einem dem Entfernungsbereich abgewandten Be­ reich eine zweite Elektrode 152 hergestellt wird.
Dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des achten Aus­ führungsbeispiels verfügt über eine zweite Elektrode 152 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht mit einem Durchmesser von 80 µm, was um 20 µm kleiner als beim in Fig. 8 darge­ stellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des siebten Ausführungsbeispiels ist (der Elektrodendurchmesser beim ersten Ausführungsbeispiel beträgt 100 µm).
Im Fall dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils um­ geht, wie es in Fig. 9C dargestellt ist, ein von der zweiten Elektrode 152 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht inji­ zierter Strom den unter der zweiten Elektrode 152 vorhande­ nen Entfernungsbereich, wobei er um diesen fließt. So tritt Lichtemission über einem Bereich der aktiven Schicht 143 auf, der anderen Bereichen als dem Entfernungsbereich (unter der zweiten Elektrode 152) entspricht. Da jedoch zwischen dem Ende der zweiten Elektrode 152 und dem Ende des Entfer­ nungsbereichs (mittlerer Bereich) eine Positionsverschiebung von 10 µm besteht, wird die Stromaufweitung etwas schlechter als beim siebten Ausführungsbeispiel (bei dem das Elektro­ denende und das Ende des Entfernungsbereichs zusammenfal­ len).
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des achten Ausführungsbeispiels betrug die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung 2,7 cd, was 90% derjenigen beim in Fig. 8 darge­ stellten Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des siebten Ausführungsbeispiels ist.
Fig. 10 zeigt die Beziehung der Lichtintensität des Bauteils gemäß dem achten Ausführungsbeispiel mit der Differenz zwi­ schen dem Elektrodendurchmesser (dem Durchmesser der zweiten Elektrode 152) und dem Durchmesser des Stromsperrbereichs (dem Durchmesser des Entfernungsbereichs). In Fig. 10 reprä­ sentiert das Minuszeichen, dass der Elektrodendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Stromsperrschicht ist, und das Pluszeichen repräsentiert, umgekehrt, dass er größer ist.
Wie es aus Fig. 10 ersichtlich ist, entsteht dann, wenn der Elektrodendurchmesser größer als der Durchmesser des Strom­ sperrbereichs ist, umgekehrt zum Fall beim Licht emittieren­ den Halbleiter-Bauteil des achten Ausführungsbeispiels, un­ ter der Elektrode ein Licht emittierenden Bereich, der dafür sorgt, dass die Lichtintensität kleiner wird.
Wenn die Differenz zwischen dem Elektrodendurchmesser und dem Durchmesser der Stromsperrschicht innerhalb von ± 40 µm liegt, beträgt die sich ergebende Lichtintensität 80% oder mehr derjenigen, wie sie sich dann ergibt, wenn die zwei Durchmesser einander gleich sind.
Auch zeigt Fig. 11 die Betriebsspannung bei 20 mA für das achte Ausführungsbeispiel, wie sie sich ergibt, wenn die Fehlanpassung (durch die Zusammensetzung) der Bandlücke-Zwi­ schenschicht 145 variiert wird. Die Betriebsspannung nimmt zu, wenn die Fehlanpassung kleiner als -2,8% wird (was be­ deutet, dass sich die Zusammensetzung derjenigen von GaP an­ nähert). Dies, weil, wozu auf das in Fig. 2C dargestellte Bandübergangsdiagramm Bezug genommen wird, der Sprung im Va­ lenzband an der Grenzfläche zwischen der Mantelschicht aus p-AlGaInP und der Zwischenschicht aus p-AlGaInP zunimmt. Wünschenswerterweise ist die Fehlanpassung der Zwischen- Bandlücke nicht kleiner als 3,2%, damit die Betriebsspannung nicht mehr als 2,5 V beträgt, wobei praktisch keine Probleme bestehen.
Auch zeigt Fig. 12 die Anzahl von Defekten (pro mm2) auf der Kristalloberfläche des ersten Ausführungsbeispiels, wie sie sich ergibt, wenn die Fehlanpassung (durch die Zusammenset­ zung) der Bandlücke-Zwischenschicht variiert wird. Kristall­ defekte nehmen dann zu, wenn die Fehlanpassung größer als -2,8% wird (was bedeutet, dass der Anteil an In zunimmt). Dies, weil an einer fehlangepassten Schicht wie der Zwi­ schenschicht In kaum wandert sondern die Tendenz zeigt, auf Grund gewisser Spannungen anisotrop zu wachsen. Wünschens­ werterweise beträgt die Fehlanpassung bei der Zwischen-Band­ lücke nicht mehr als -2,5%, damit die Anzahl der Defekte nicht mehr als 20 beträgt, wobei praktisch keine Probleme bestehen.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 13A und 13B sind eine Draufsicht bzw. eine Schnitt­ ansicht eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil sind, wie es in den Fig. 13A und 13B dargestellt ist, eine Puffer­ schicht 161 aus n-GaAs (Dicke: 0,5 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 162 aus n- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 1,0 µm, Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 163 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P (Dicke: 0,6 µm), eine zweite Mantel­ schicht 164 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P (Dicke: 0,7 µm, Zn- Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 165 aus p-AlGaInP (Dicke: 0,15 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3), eine Schutzschicht 166 aus p-GaP (Dicke: 0,1 µm, Zn- Dotierung: 1 × 1018 cm-3) und eine Stromverteilschicht 167 aus p-GaP (Dicke: 6 µm, Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 170 aus n-GaAs aufgestapelt.
In diesem Fall werden mittlere Bauteilbereiche der Schutz­ schicht 166 aus p-GaP und der Bandlücke-Zwischenschicht 165 aus p-AlGaInP kreisförmig entfernt (der Durchmesser dieser kreisförmigen Entfernungsbereiche beträgt 100 µm). Dann wird auf der Seite des Substrats eine erste Elektrode 171 herge­ stellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht über einen vom Entfernungsbereich abgewandten Bereich eine zweite Elektrode 172 mit einem Durchmesser von 100 µm herge­ stellt wird.
Dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des neunten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von demjenigen des in Fig. 8 dargestellten siebten Ausführungsbeispiels da­ durch, dass die Bandlücke-Zwischenschicht 165 aus drei Schichten besteht. Genauer gesagt, besteht die Bandlücke- Zwischenschicht 165 aus einer ersten Bandlücke-Zwischen­ schicht 165a mit einer Fehlanpassung von -2,6% (Dicke: 0,05 µm, Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3), einer zweiten Bandlücke- Zwischenschicht 165b mit einer Fehlanpassung von -2,8% (Di­ cke: 0,05 µm, Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3) und einer dritten Bandlücke-Zwischenschicht 165c mit einer Fehlanpassung von -3,0% (Dicke: 0,05 µm, Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3), in die­ ser Reihenfolge von unten her.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des neun­ ten Ausführungsbeispiels betrug die Betriebsspannung bei 20 mA 1,90 V, was kleiner als beim Licht emittierenden Halblei­ ter-Bauteil des siebten Ausführungsbeispiels ist. Der Grund dafür besteht darin, dass, wie es aus dem in Fig. 14 darge­ stellten Bandübergangsdiagramm ersichtlich ist, die Sprung­ höhe am Übergang weiter unterteilt und gesenkt ist.
Obwohl das neunte Ausführungsbeispiel für ein Licht emittie­ rendes Halbleiter-Bauteil beschrieben wurde, bei dem drei Bandlücke-Zwischenschichten vorliegen, kann die Anzahl die­ ser Bandlücke-Zwischenschichten eine beliebige Anzahl (zwei Schichten oder mehr) sein.
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
Das Licht emittierende Halbleiter-Bauteil eines zehnten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung unterscheidet sich von dem­ jenigen des siebten Ausführungsbeispiels dadurch, dass die Schutzschicht von zweitem Leitungstyp eine p- Al0,05Ga0,9In0,05P-Schicht ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des zehn­ ten Ausführungsbeispiels beträgt die Betriebsspannung bei 20 mA 2,0 V, obwohl der Grund für die wiederaufgewachsene Grenzfläche im Bereich, durch den der Strom fließt, durch eine Al enthaltende Schicht gegeben ist, da der Al-Gehalt den kleinen Wert von 5% auf Grundlage der Gesamtheit der Gruppe III aufweist. Die sich ergebende Betriebsspannung ist dieselbe wie beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des siebten Ausführungsbeispiels.
Wenn dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil des zehn­ ten Ausführungsbeispiels bei einem Gießerzeugnis von 5 mm Durchmesser verwendet wurde, betrug die Emissionsintensität bei 20 mA Leitung 3,0 cd, was derselbe Wert wie beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des ersten Ausführungsbei­ spiels ist.
Fig. 15 zeigt die Betriebsspannung des Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils des siebten Ausführungsbeispiels bei 20 mA, wie sie sich ergibt, wenn der Al-Zusammensetzungsanteil der AlGaInP-Schutzschicht von zweitem Leitungstyp variiert wird. Wie es aus Fig. 15 erkennbar ist, ist die Betriebs­ spannung dieses Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils des zehnten Ausführungsbeispiels um 0,07 oder mehr niedriger als dann, wenn die Schutzschicht nicht vorhanden ist (erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Betriebsspannung bei 20 mA 2,1 V beträgt). Demgemäß beträgt der Al-Zusammensetzungsan­ teil X in der p-AlGaInP-Schutzschicht wünschenswerterweise nicht mehr als 0,2 (nicht mehr als 20%), als Bedingung da­ für, dass die Betriebsspannung nicht mehr als 2,03 V be­ trägt.
(Elftes Ausführungsbeispiel
Das Licht emittierende Halbleiter-Bauteil, das ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass die zweite Mantelschicht eine p-Al0,5In0,5P-Schicht ist.
Bei diesem Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des elften Ausführungsbeispiels ist die im Valenzband zwischen der Stromverteilschicht und der zweiten Mantelschicht, wie im Bandübergangsdiagramm der Fig. 2B dargestellt, auftretende Sprung sogar noch höher (ungefähr 0,29 eV) als beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des ersten Ausführungsbei­ spiels. Im Ergebnis nimmt die Betriebsspannung bei 20 mA an dieser Grenzfläche auf ungefähr 3,7 V zu (gegenüber ungefähr 3,5 V beim ersten Ausführungsbeispiel).
Andererseits wird auch der im Valenzband zwischen der Band­ lücke-Zwischenschicht und der zweiten Mantelschicht, wie im Bandübergangsdiagramm der Fig. 2C dargestellt, auftretende Sprung höher (ungefähr 0,16 eV) als beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des ersten Ausführungsbeispiels. Jedoch beträgt der sich ergebende Anstieg der Betriebsspannung bei 20 mA nur ungefähr 0,05 V.
Demgemäß besteht bei diesem Licht emittierenden Halbleiter- Bauteil in der Praxis kein Problem, obwohl die Betriebsspan­ nung bei 20 mA 2,15 V betrug, was 0,05 V höher als beim Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels war.
Fig. 16 zeigt die Betriebsspannung bei 20 mA, wenn der Al- Zusammensetzungsanteil X in der zweiten Mantelschicht aus p- (AlXGa1-X)0,5In0,5P variiert wurde. In diesem Fall war die Bandlücke-Zwischenschicht durch eine Schicht mit einer Fehl­ anpassung von -3,1% zu GaAs gegeben. Wenn der Al-Anteil nicht weniger als 0,6 betrug, betrug die Betriebsspannung mehr als 2,5 V, was ein zulässiger Wert ist. Wenn dagegen der Al-Zusammensetzunganteil X weniger als 0,6 ist, nimmt die Emissionsintensität ab (was der Tatsache zugeschrieben werden kann, dass zwischen der p-Mantelschicht und der akti­ ven Schicht keine Hetero-Barriere erhalten werden kann). So befindet sich der Al-Anteil wünschenswerterweise im Bereich von 0,6 ≦ X ≦ 1,0.
Auch zeigt Fig. 17 die Betriebsspannung bei 20 mA, wie sie sich ergibt, wenn die Schichtdicke der Zwischenschicht im Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des in Fig. 8 darge­ stellten siebten Ausführungsbeispiels variiert wird. Wie es aus Fig. 17 erkennbar ist, beträgt die Dicke der Zwischen­ schicht wünschenswerterweise nicht mehr als 0,5 µm, da die Betriebsspannung auf über 2,5 V zunimmt, wenn die Dicke der Zwischenschicht über 0,5 µm beträgt. Der Grund für die Zu­ nahme der Betriebsspannung mit zunehmender Dicke der Zwi­ schenschicht liegt vermutlich darin, dass sich eine Wider­ standskomponente der Zwischenschicht selbst zeigt.
Auch zeigt Fig. 18 die Betriebsspannung bei 20 mA, wie sie sich ergibt, wenn die Ladungsträgerkonzentration in der Zwi­ schenschicht im Licht emittierenden Halbleiter-Bauteil des in Fig. 8 dargestellten siebten Ausführungsbeispiels vari­ iert wird. Wie es aus der Fig. 18 erkennbar ist, beträgt die Ladungsträgerkonzentration der Zwischenschicht wünschenswer­ terweise nicht weniger als 0,5 × 1018 cm-3, da die Betriebs­ spannung auf über 2,5 V ansteigt, wenn die Ladungsträgerkon­ zentration in der Zwischenschicht unter 0,5 × 1018 cm-3 liegt. Der Grund dafür, dass die Betriebsspannung mit abneh­ mender Ladungsträgerkonzentration in der Zwischenschicht ansteigt, liegt vermutlich darin, dass der serielle Wider­ stand im Sprungteil ansteigt.
(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 19A, 19B, 19C und 19D veranschaulichen ein erfin­ dungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Licht emittie­ renden Halbleiter-Bauteils.
Als Erstes werden eine Pufferschicht 181 aus n-GaAs mit ei­ ner Dicke von 0,5 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 182 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit ei­ ner Dicke von 1,0 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine ak­ tive Schicht 183 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,6 µm, eine zweite Mantelschicht 184 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,7 µm (Zn-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 185 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P mit einer Dicke von 0,15 µm und eine Schutzschicht 186 aus p-GaP mit einer Dicke von 0,1 µm (Zn- Dotierung: 1 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 190 aus n-GaAs aufgestapelt (Fig. 19A).
Anschließend wird mit einer normalen Fotomaske ein Muster hergestellt, und dann werden mittlere Bauteilbereiche der Schutzschicht 186 und der Bandlücke-Zwischenschicht 185 durch Ätzen entfernt, wodurch eine Schutzschicht 186A und eine Bandlücke-Zwischenschicht 185A mit jeweils einem kreis­ förmigen Entfernungsbereich ausgebildet werden (Fig. 19B).
Zum Beispiel kann die 0,1 µm dicke Schutzschicht 186 aus p- GaP dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 1 Min. in eine Lösung (50°C) von H2SO4 : H2O2 : H2O = 3 : 1 : 1 ge­ taucht wird, und die Bandlücke-Zwischenschicht 185 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P kann ebenfalls dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 2 Min. in dieselbe Lösung getaucht wird.
Danach wird die Stromverteilschicht 187 aus p-GaP (Zn-Dotie­ rung: 2 × 1018 cm-3) ebenfalls durch einen MOCVD-Prozess mit einer Dicke von 6 µm aufgewachsen (Fig. 19C).
Als Nächstes wird die erste Elektrode 191 überall unter dem Substrat 190 aus n-GaAs hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht im mittleren Bauteilbereich, der dem Entfernungsbereich gegenübersteht, eine kreisförmige zweite Elektrode 192 hergestellt wird (Fig. 19D). Diese zweite Elektrode 192 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht kann entweder dadurch hergestellt werden, dass eine Elektrode überall auf der Seite der aufgewachsenen Schicht hergestellt und dann eine normale Fotomaske angewandt wird, oder dass die Elektrode selektiv mit einer Metallmaske abge­ schieden wird.
Unter Verwendung dieses Verfahrens zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils wird ein Heteroüber­ gang vom Typ II durch die zweite Mantelschicht 184 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P und die Stromverteilschicht 187 aus p- GaP gebildet, so dass eine Grenzfläche mit hohen Widerstand erzeugt werden kann.
In diesem Fall müssen die erste Mantelschicht 182 vom n-Typ, die aktive Schicht 183 und die zweite Mantelschicht 184 vom p-Typ nur AlGaInP-Schichten sein, die Gitterfehlanpassung zu GaAs zeigen. Auch muss die Stromverteilschicht 187 aus p-GaP nur ein Halbleiter sein, der mit der zweiten Mantelschicht 184 vom p-Typ einen Heteroübergang vom Typ II bildet.
(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 20A, 20B, 20C und 20D zeigen ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet.
Als Erstes werden eine Pufferschicht 201 aus n-GaAs mit ei­ ner Dicke von 0,5 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 102 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit ei­ ner Dicke von 1,0 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine ak­ tive Schicht 203 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,6 µm, eine zweite Mantelschicht 204 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,7 µm (Zn-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 205 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P mit einer Dicke von 0,15 µm und eine Schutzschicht 206 aus p-GaP mit einer Dicke von 0,1 µm (Zn- Dotierung: 1 × 1018 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess einzeln auf ein Substrat 210 aus n-GaAs aufgestapelt (Fig. 20A).
Anschließend wird mit einer normalen Fotomaske ein Muster hergestellt und dann werden mittlere Bauteilbereiche der Schutzschicht 206 und der Bandlücke-Zwischenschicht 205 durch Ätzen entfernt, und ferner wird ein 0,4 µm dickerer oberer Abschnitt der zweiten Mantelschicht 204 aus p- AlGaInP, der den obigen Entfernungsbereichen entspricht, durch Ätzen entfernt. So werden eine Schutzschicht 206A, eine Bandlücke-Zwischenschicht 205A und eine zweite Mantel­ schicht 204A mit jeweils einem kreisförmigen Entfernungsbe­ reich hergestellt (Fig. 20B).
Zum Beispiel kann die 0,1 µm dicke Schutzschicht 206 aus p- GaP dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 1 Min. in eine Lösung (50°C) von H2SO4 : H2O2 : H2O = 3 : 1 : 1 ge­ taucht wird und die Bandlücke-Zwischenschicht 205 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P kann ebenfalls dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 2 Min. in dieselbe Lösung getaucht wird. Als Nächstes kann die zweite Mantelschicht 204 aus p- AlGaInP dadurch nahezu auf eine gewünschte Position geätzt werden (Restdicke: 0,3 µm), dass sie für ungefähr 4 Min. in unverdünntes H3PO4 (40°C) getaucht wird.
Danach wird eine Stromverteilschicht 207 aus p-GaP (Zn-Do­ tierung: 2 × 1018 cm-3) ebenfalls durch eine MOCVD-Prozess mit einer Dicke von 6 µm aufgewachsen (Fig. 20C).
Als Nächstes wird eine erste Elektrode 211 überall unter dem Substrat 210 aus n-GaAs hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht im mittleren Bauteilbereich eine kreisförmige zweite Elektrode 212 hergestellt wird (Fig. 20D). Die zweite Elektrode 212 auf der Seite der aufgewach­ senen Schicht kann entweder dadurch hergestellt werden, dass eine Elektrode überall auf der Seite der aufgewachsenen Schichten hergestellt wird und dann eine normale Fotomaske verwendet wird, oder durch selektives Abscheiden der Elek­ trode mit einer Metallmaske.
Unter Verwendung dieses Herstellverfahrens für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil wird ein Heteroübergang vom Typ II durch die zweite Mantelschicht 204 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P und die Stromverteilschicht 207 aus p- GaP gebildet, so dass eine Grenzfläche mit hohem Widerstand erzeugt werden kann.
In diesem Fall müssen die erste Mantelschicht 202 vom n-Typ, die aktive Schicht 203 und die zweite Mantelschicht 204 vom p-Typ nur AlGaInP-Schichten sein, die Gitterfehlanpassung zu GaAs zeigen.
Auch muss die Stromverteilschicht 207 nur ein Halbleiter sein, der mit der zweiten Mantelschicht 204 vom p-Typ einen Heteroübergang vom Typ II bildet.
(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 21A, 21B, 21C und 21D zeigen ein Verfahren zum Her­ stellen eines Licht emittierenden Halbleiter-Bauteils, das ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet.
Als Erstes werden eine Pufferschicht 221 aus n-GaAs mit ei­ ner Dicke von 0,5 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine erste Mantelschicht 222 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit ei­ ner Dicke von 1,0 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine ak­ tive Schicht 123 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,6 µm und eine zweite Mantelschicht 224 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,3 µm (Zn-Do­ tierung: 5 × 1017 cm-3) durch einen MOCVD-Prozess auf ein Substrat 230 aus n-GaAs aufgestapelt. Dann werden eine Ätz­ stoppschicht 225 aus p-Ga0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,01 µm (Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine dritte Mantelschicht 226 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,4 µm (Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischen­ schicht 227 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P mit einer Dicke von 0,15 µm und eine Schutzschicht 228 aus p-GaP mit einer Dicke von 0,1 µm (Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3) einzeln aufgesta­ pelt (Fig. 21A).
Anschließend wird mit einer normalen Fotomaske ein Muster hergestellt und dann werden mittlere Bauteilbereiche der Schutzschicht 228, der Bandlücke-Zwischenschicht 227 und der dritten Mantelschicht 226 aus p-AlGaInP durch Ätzen ent­ fernt, wodurch eine Schutzschicht 228A, eine Bandlücke-Zwi­ schenschicht 227A und eine dritte Mantelschicht 226A mit je­ weils einem kreisförmigen Entfernungsbereich ausgebildet werden (Fig. 21B).
Zum Beispiel kann die 0,1 µm dicke Schutzschicht 228 aus p- GaP dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 1 Min. in eine Lösung (50°C) von H2SO4 : H2O2 : H2O = 3 : 1 : 1 ge­ taucht wird, und die Bandlücke-Zwischenschicht 227 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P kann ebenfalls dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 2 Min. in dieselbe Lösung getaucht wird. Als Nächstes kann die 0,4 µm dicke dritte Mantel­ schicht 226 aus p-AlGaInP dadurch vollständig geätzt werden, dass sie für ungefähr 5 Min. in unverdünntes H3PO4 (40°C) getaucht wird. Hinsichtlich des Grunds dafür kann zwar die 0,4 µm dicke dritte Mantelschicht 226 aus p-AlGaInP im We­ sentlichen innerhalb von 4 Min. geätzt werden, wie es beim Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter- Bauteil gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel beschrie­ ben ist, jedoch wirkt die p-GaInP-Schicht als Ätzstopp­ schicht 225, weswegen die dritte Mantelschicht 226 aus p- AlGaInP etwas länger eingetaucht wird, damit Ätzunregelmä­ ßigkeiten beseitigt werden können.
Danach wird die Stromverteilschicht 229 aus p-GaP (Zn-Dotie­ rung: 2 × 1018 cm-3) ebenfalls durch einen MOCVD-Prozess mit einer Dicke von 6 µm aufgewachsen (Fig. 21C).
Als Nächstes wird eine erste Elektrode 231 überall unter dem Substrat 230 aus n-GaAs hergestellt, während auf der Seite der aufgewachsenen Schicht im mittleren Bauteilbereich eine kreisförmige zweite Elektrode 232 hergestellt wird (Fig. 21D). Die zweite Elektrode 232 auf der Seite der aufgewach­ senen Schicht kann entweder dadurch hergestellt werden, dass eine Elektrode überall auf der Seite der aufgewachsenen Schicht hergestellt wird und dann eine normale Fotomaske verwendet wird, oder dadurch, dass die Elektrode selektiv mit einer Metallmaske abgeschieden wird.
Unter Verwendung dieses Herstellverfahrens für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil wird ein Heteroübergang vom Typ II durch die Ätzstoppschicht 225 aus p-Ga0,5In0,5P und die Stromverteilschicht 229 aus p-GaP gebildet, so dass eine Grenzfläche mit hohem Widerstand erzeugt werden kann.
In diesem Fall müssen die erste Mantelschicht 222 vom n-Typ, die aktive Schicht 223, die zweite Mantelschicht 224 vom p- Typ und die dritte Mantelschicht 226 nur aus AlGaInP-Schich­ ten bestehen, die Gitterfehlanpassung zu GaAs zeigen. Auch muss die Stromverteilschicht 229 nur aus einem Halbleiter bestehen, der mit der zweiten Mantelschicht 224 einen Hete­ roübergang vom Typ II bildet.
(Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 22A, 22B, 22C und 22D zeigen ein Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil, das ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Als erstes wird, durch einen MOCVD-Prozess eine Puffer­ schicht 241 aus n-GaAs (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3) mit einer Dicke von 0,5 µm aufgewachsen, und dann werden zehn Paaren aus jeweils einer n-Al0,5In0,5P-Schicht und einer n- (Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P-Schicht hergestellt, wodurch eine DBR- (optische Reflexions)-Schicht 242 gebildet ist (Dicke jeder Schicht: 0,05 µm, Si-Dotierung jeder Schicht: 5 × 1017 cm-3). Anschließend werden eine erste Mantelschicht 243 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 1,0 µm (Si-Do­ tierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 224 aus undo­ tiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,6 µm, eine zweite Mantelschicht 245 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,7 µm (Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 246 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P mit einer Dicke von 0,15 µm und eine Schutzschicht 247 aus p-GaP mit einer Dicke von 0,1 µm (Zn- Dotierung: 1 × 1018 cm-3) einzeln aufgestapelt (Fig. 22A).
Anschließend wird mit einer normalen Fotomaske ein Muster hergestellt, und dann werden Bereiche der Schutzschicht 247 und der Bandlücke-Zwischenschicht 246, die nicht die mittle­ ren Bauteilbereiche sind, durch Ätzen entfernt, wodurch eine kreisförmige Schutzschicht 247A und Bandlücke-Zwischen­ schicht 246A ausgebildet werden (Fig. 22B).
Zum Beispiel kann die 0,1 µm dicke Schutzschicht 247 aus p- GaP dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 1 Min. in eine Lösung (50°C) von H2SO4 : H2O2 : H2O = 3 : 1 : 1 ge­ taucht wird, und die Bandlücke-Zwischenschicht 246 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P kann ebenfalls dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 2 Min. in dieselbe Lösung getaucht wird.
Danach wird eine Stromverteilschicht 248 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P (Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) eben­ falls durch einen MOCVD-Prozess mit einer Dicke von 6 µm aufgewachsen (Fig. 22C).
Als Nächstes wird eine erste Elektrode 251 überall unter dem Substrat 250 aus n-GaAs hergestellt, während über dem Be­ reich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Seite der aufgewachsenen Schicht eine zweite Elektrode 252 hergestellt wird (Fig. 22D). Die zweite Elektrode 252 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht kann entweder dadurch hergestellt werden, dass eine Elektrode überall auf der Sei­ te der aufgewachsenen Schicht hergestellt wird und dann eine normale Fotomaske verwendet wird, oder durch selektives Ab­ scheiden der Elektrode mit einer Metallmaske.
Unter Verwendung dieses Herstellverfahrens für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil wird ein Heteroübergang vom Typ II durch die zweite Mantelschicht 245 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P und die Stromverteilschicht 248 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P gebildet, so dass eine Grenzfläche mit hohem Widerstand erzeugt werden kann.
In diesem Fall müssen die erste Mantelschicht 243 vom n-Typ, die aktive Schicht 244 und die zweite Mantelschicht 245 vom p-Typ nur AlGaInP-Schichten sein, die Gitterfehlanpassung zu GaAs zeigen. Auch muss die Stromverteilschicht 248 nur ein Halbleiter sein, der mit der zweiten Mantelschicht 245 vom p-Typ einen Heteroübergang vom Typ II bildet.
(Sechzehntes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 23A, 23B, 23C und 23D zeigen ein Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil, das ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Als Erstes wird, durch einen MOCVD-Prozess, auf ein Substrat 270 aus n-GaAs eine Pufferschicht 261 aus n-GaAs (Si-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3) mit einer Dicke von 0,5 µm aufgewach­ sen, und dann werden ferner zehn Paare aus jeweils einer n- Al0,5In0,5P-Schicht und einer n-(Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P- Schicht hergestellt, wodurch eine DBR-Schicht 262 erzeugt wird (Dicke jeder Schicht: 0,05 µm, Si-Dotierung jeder Schicht: 5 × 1017 cm-3). Anschließend werden eine erste Man­ telschicht 263 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 1,0 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 264 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,6 µm, eine zweite Mantelschicht 265 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,7 µm (Zn-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwischenschicht 266 aus p-(Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P mit einer Dicke von 0,15 µm und eine Schutzschicht 267 aus p-GaP mit einer Dicke von 0,1 µm (Zn- Dotierung: 1 × 1018 cm-3) einzeln aufgestapelt (Fig. 23A).
Anschließend wird mit einer normalen Fotomaske ein Muster hergestellt, und dann werden Bereiche der Schutzschicht 247 und der Bandlücke-Zwischenschicht 266, die nicht ihre mitt­ lere Bauteilbereiche sind, durch Ätzen entfernt, und ein 0,3 µm dicker oberer Abschnitt der zweiten Mantelschicht 265 aus p-AlGaInP, der den obigen Entfernungsbereichen entspricht, wird durch Ätzen entfernt (Fig. 23B).
Zum Beispiel kann die 0,1 µm dicke Schutzschicht 267 aus p- GaP dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 1 Min. in eine Lösung (50°C) von H2SO4 : H2O2 : H2O = 3 : 1 : 1 ge­ taucht wird, und die Bandlücke-Zwischenschicht 266 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P kann ebenfalls dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 2 Min. in dieselbe Lösung getaucht wird. Als Nächstes kann die zweite Mantelschicht 265 aus p- AlGaInP im Wesentlichen dadurch an einer gewünschten Posi­ tion geätzt werden (Restdicke: 0,3 µm), dass sie für unge­ fähr 4 Min. in unverdünntes H3PO4 (40°C) getaucht wird.
Danach wird eine Stromverteilschicht 268 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P (Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) eben­ falls durch einen MOCVD-Prozess mit einer Dicke von 6 µm aufgewachsen (Fig. 23C).
Als Nächstes wird eine erste Elektrode 271 überall unter dem Substrat 270 aus n-GaAs hergestellt, während eine zweite Elektrode 272 auf dem Bereich, der nicht der mittlere Bau­ teilbereich ist, auf der Seite der aufgewachsenen Schicht hergestellt wird (Fig. 23D). Die zweite Elektrode 272 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht kann entweder dadurch hergestellt werden, dass eine Elektrode überall auf der Sei­ te der aufgewachsenen Schicht hergestellt wird und dann eine normale Fotomaske verwendet wird, oder durch selektives Ab­ scheiden der Elektrode mit einer Metallmaske.
Unter Verwendung dieses Herstellverfahrens für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil wird durch die zweite Man­ telschicht 265 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P und die Stromver­ teilschicht 269 aus p-(Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P ein Hetero­ übergang vom Typ II gebildet, so dass ein Grenzfläche mit hohem Widerstand erzeugt werden kann.
In diesem Fall müssen die erste Mantelschicht 263 vom n-Typ, die aktive Schicht 264 und die zweite Mantelschicht 265 vom p-Typ nur AlGaInP-Schichten sein, die Gitterfehlanpassung zu GaAs zeigen. Auch muss die Stromverteilschicht 268 (269) nur aus einem Halbleiter bestehen, der mit der zweiten Mantel­ schicht 265 vom p-Typ einen Heteroübergang vom Typ II bil­ det.
(Siebzehntes Ausführungsbeispiel)
Die Fig. 24A, 24B, 24C und 24D veranschaulichen ein Her­ stellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bau­ teil, das ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Als Erstes wird, durch ein MOCVD-Prozess, auf ein Substrat 290 aus n-GaAs eine Pufferschicht 281 aus n-GaAs (Si-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3) mit einer Dicke von 0,5 µm aufgewach­ sen, und dann werden ferner zehn Paare aus jeweils einer n- Al0,5In0,5P-Schicht und einer n-(Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P- Schicht hergestellt, wodurch eine DBR-Schicht 282 erzeugt wird (Dicke jeder Schicht: 0,05 µm, Si-Dotierung jeder Schicht: 5 × 1017 cm-3). Anschließend werden eine erste Man­ telschicht 283 aus n-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 1,0 µm (Si-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine aktive Schicht 284 aus undotiertem (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,6 µm und eine zweite Mantelschicht 285 aus p- (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,3 µm (Zn-Dotie­ rung: 5 × 1017 cm-3) einzeln aufgestapelt. Danach werden ei­ ne Ätzstoppschicht 286 aus p-Ga0,5In0,5 mit einer Dicke von 0,01 µm (Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine dritte Mantel­ schicht 287 aus p-(Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,4 µm (Zn-Dotierung: 5 × 1017 cm-3), eine Bandlücke-Zwi­ schenschicht 288 aus p-(Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P mit einer Dicke von 0,15 µm und einer Schutzschicht 289 aus p-GaP mit einer Dicke von 0,1 µm (Zn-Dotierung: 1 × 1018 cm-3) einzeln auf­ gestapelt (Fig. 24A).
Anschließend wird mit einer normalen Fotomaske ein Muster hergestellt, und dann werden Bereiche der Schutzschicht 289, der Bandlücke-Zwischenschicht 288 und der dritten Mantel­ schicht 287 aus p-AlGaInP, die nicht ihre mittleren Bauteil­ bereiche sind, durch Ätzen entfernt, wodurch eine kreisför­ mige Schutzschicht 289A, Bandlücke-Zwischenschicht 288A und dritte Mantelschicht 287A gebildet werden (Fig. 24B).
Die 0,1 µm dicke Schutzschicht 289 aus p-GaP kann z. B. da­ durch geätzt werden, dass sie für ungefähr 1 Min. in eine Lösung (50°C) von H2SO4 : H2O2 : H2O = 3 : 1 : 1 getaucht wird, und die Bandlücke-Zwischenschicht 288 aus p- (Al0,4Ga0,6)0,9In0,1P kann ebenfalls dadurch geätzt werden, dass sie für ungefähr 2 Min. in dieselbe Lösung getaucht wird. Als Nächstes kann die 0,4 µm dicke dritte Mantel­ schicht 287 aus p-AlGaInP dadurch vollständig geätzt werden, dass sie für ungefähr 5 Min. in unverdünntes H3PO4 (40°C) getaucht wird. Hinsichtlich des Grunds dafür kann zwar die 0,4 µm dicke dritte Mantelschicht 287 aus p-AlGaInP im We­ sentlichen innerhalb von 4 Min. geätzt werden, wie es beim Herstellverfahren für ein Licht emittierendes Halbleiter- Bauteil gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel beschrie­ ben ist, jedoch wirkt die p-GaInP-Schicht als Ätzstopp­ schicht 286, weswegen die dritte Mantelschicht 287 aus p- AlGaInP etwas länger eingetaucht wird, damit Ätzunregelmä­ ßigkeiten beseitigt werden können.
Danach wird eine Stromverteilschicht 293 aus p- (Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P (Zn-Dotierung: 2 × 1018 cm-3) eben­ falls durch einen MOCVD-Prozess mit einer Dicke von 6 µm aufgewachsen (Fig. 24C).
Als Nächstes wird überall unter dem Substrat 290 aus n-GaAs eine erste Elektrode 291 hergestellt, während über dem Be­ reich, der nicht dem mittleren Bauteilbereich entspricht, auf der Seite der aufgewachsenen Schicht eine zweite Elek­ trode 272 hergestellt wird (Fig. 24D). Die zweite Elektrode 292 auf der Seite der aufgewachsenen Schicht kann entweder dadurch hergestellt werden, dass eine Elektrode überall auf der Seite der aufgewachsenen Schicht hergestellt wird und dann eine normale Fotomaske verwendet wird, oder durch se­ lektives Abscheiden der Elektrode mit einer Metallmaske.
Unter Verwendung dieses Herstellverfahrens für ein Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil wird durch die Ätzstopp­ schicht 286 aus p-Ga0,5In0,5P und die Stromverteilschicht 293 aus p-(Al0,05Ga0,95)0,9In0,1P ein Heteroübergang vom Typ II gebildet, so dass eine Grenzfläche mit hohem Widerstand erzeugt werden kann.
In diesem Fall müssen die erste Mantelschicht 283 vom n-Typ, die aktive Schicht 284 und die zweite Mantelschicht 285 vom p-Typ nur AlGaInP-Schichten sein, die Gitterfehlanpassung GaAs zeigen. Auch muss die Stromverteilschicht 299 nur aus einem Halbleiter bestehen, der mit der zweiten Mantelschicht 285 einen Heteroübergang vom Typ II bildet.
Obwohl es beim vorstehend angegebenen ersten bis siebzehnten Ausführungsbeispiel angenommen ist, dass der erste Leitungs­ typ der n-Typ ist und der zweite Leitungstyp der p-Typ ist, ist es selbstverständlich möglich, dass der erste Leitungs­ typ der p-Typ ist und der zweite Leitungstyp der n-Typ ist.
Auch wurden beim vorstehend genannten ersten bis siebzehnten Ausführungsbeispiel die ersten Elektroden 11, 31, 51, 71, 91, 111, 131, 151, 171, 191, 211, 231, 251, 271 und 291 über das gesamte jeweilige Substrat 10, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170, 190, 210, 230, 250, 270 und 290 hinweg herge­ stellt. Jedoch können diese Elektroden teilweise auf den Substraten hergestellt werden.
Ferner sind beim ersten bis elften Ausführungsbeispiel die zweiten Elektroden 12, 32, 52, 132, 152 und 172 und auch die Entfernungsbereiche der zweiten Elektroden 72, 92 und 112 kreisförmig, jedoch besteht für die Form der zweiten Elek­ troden keine Beschränkung hierauf, sondern sie können mit anderen Formen wie Rechtecken ausgebildet sein.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung anzusehen und alle Modifizierungen, wie sie dem Fachmann ersichtlich sind, sollen im Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims (23)

1. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit: einer ers­ ten Mantelschicht (2) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (3), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (4) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Leitungstyp und einer Stromverteilschicht (6) vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats (10) von erstem Leitungstyp aufgestapelt sind, einer ersten Elektrode (11), die auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats (10) vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, und einer zweiten Elek­ trode (12), die teilweise auf der Stromverteilschicht (6) vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist, bei dem
ein Bereich der Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Leitungstyp unmittelbar unter der zweiten Elektrode (12) entfernt ist und die Stromverteilschicht (6) vom zweiten Leitungstyp im Entfernungsbereich auf die zweite Mantel­ schicht (4) vom zweiten Leitungstyp gestapelt ist; und bei dem
eine Übergangsebene der Stromverteilschicht (6) vom zwei­ ten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht (4) vom zwei­ ten Leitungstyp eine Energiebandstruktur vom Typ II auf­ weist.
2. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit: einer ers­ ten Mantelschicht (2) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (3), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (4) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Stromverteilschicht (6) vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Flä­ che eines Halbleitersubstrats (10) vom ersten Leitungstyp aufgestapelt sind, bei dem
ein mittlerer Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp entfernt ist und die Stromverteil­ schicht (6) vom zweiten Leitungstyp im Entfernungsbereich auf die zweite Mantelschicht (4) vom zweiten Leitungstyp aufgestapelt ist;
die Stromverteilschicht (6) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (4) vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposi­ tion des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Lei­ tungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen; und wobei
dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode (11), die überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats (10) vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode (12) aufweist, die über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteil­ schicht (6) vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
3. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 2, bei dem ein Oberseitenabschnitt eines Bereichs der zwei­ ten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfer­ nungsbereich der Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp entspricht, entfernt ist.
4. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit: einer ers­ ten Mantelschicht (42) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (43), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (44) vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstoppschicht (45) vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantelschicht (46) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht (47) vom zweiten Leitungstyp und einer Stromverteilschicht (48) vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Flä­ che eines Halbleitersubstrats (50) vom ersten Leitungstyp gestapelt sind, bei dem
mittlere Bauteilbereiche der Bandlücke-Zwischenschicht (47) vom zweiten Leitungstyp und der dritten Mantelschicht (46) vom zweiten Leitungstyp jeweils entfernt sind und die Stromverteilschicht (48) vom zweiten Leitungstyp in den Ent­ fernungsbereichen auf die Ätzstoppschicht (45) vom zweiten Leitungstyp gestapelt ist;
die Stromverteilschicht (48) vom zweiten Leitungstyp, die Ätzstoppschicht (45) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (44) vom zweiten Leitungstyp eine Energieband­ struktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposition des Va­ lenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen; und wobei
dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode (51), die überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats (10) vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode (52) aufweist, die über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteil­ schicht (48) vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
5. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 2, bei dem der Entfernungsbereich im mittleren Bauteilbereich der Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Elektrode (12) im Wesentlichen identische Konfigurationen aufweisen und einander gegenüberstehen.
6. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit: einer ers­ ten Mantelschicht (63) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (64), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (65) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischen­ schicht (66) vom zweiten Leitungstyp und einer Stromverteil­ schicht (67) vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Sei­ te einer Fläche eines Halbleitersubstrats (70) vom ersten Leitungstyp aufgestapelt sind, bei dem
ein Bereich der Bandlücke-Zwischenschicht (66) vom zweiten Leitungstyp, der nicht der mittlere Bauteilbereich derselben ist, entfernt ist und die Stromverteilschicht (67) vom zwei­ ten Leitungstyp im Entfernungsbereich auf die zweite Mantel­ schicht (65) vom zweiten Leitungstyp aufgestapelt ist;
die Stromverteilschicht (67) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (65) vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposi­ tion des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Lei­ tungsbands in einer Beziehung vom Typ II bestehen; und wobei
dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode (71), die überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats (70) vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode (72) aufweist, die über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteilschicht (67) vom zweiten Leitungs­ typ ausgebildet ist.
7. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 6, bei dem ein Oberseitenabschnitt des Bereichs der zweiten Mantelschicht (85) vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfer­ nungsbereich der Bandlücke-Zwischenschicht (86) vom zweiten Leitungstyp gegenübersteht, entfernt ist.
8. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil mit:
einer ersten Mantelschicht (103) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (104), die vom ersten Leitungstyp oder zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Man­ telschicht (105) vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstopp­ schicht (106) vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantel­ schicht (107) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwi­ schenschicht (108) vom zweiten Leitungstyp und einer Strom­ verteilschicht (109) vom zweiten Leitungstyp, die alle auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats (110) vom ersten Leitungstyp aufgestapelt sind, bei dem
Bereiche der Bandlücke-Zwischenschicht (108) vom zweiten Leitungstyp und der dritten Mantelschicht (107) vom zweiten Leitungstyp, die nicht deren mittlere Bauteilbereiche sind, jeweils entfernt sind und die Stromverteilschicht (109) vom zweiten Leitungstyp in den Entfernungsbereichen auf die Ätz­ stoppschicht (106) vom zweiten Leitungstyp aufgestapelt ist;
die Stromverteilschicht (109) vom zweiten Leitungstyp, die Ätzstoppschicht (106) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (105) vom zweiten Leitungstyp eine Energie­ bandstruktur aufweisen, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen; und wobei
dieses Licht emittierende Halbleiter-Bauteil ferner eine erste Elektrode (111), die überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats (110) vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode (112) aufweist, die über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromverteilschicht vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
9. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 1, bei dem eine Schutzschicht (126) vom zweiten Leitungstyp auf der Bandlücke-Zwischenschicht (125) vom zweiten Leitungstyp ausgebildet ist.
10. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 1, bei dem
das Halbleitersubstrat (10) vom ersten Leitungstyp aus GaAs besteht;
die erste Mantelschicht (2) vom ersten Leitungstyp, die aktive Schicht (3), die vom ersten Leitungstyp oder vom zweiten Leitungstyp oder undotiert ist, und die zweite Man­ telschicht (4) vom zweiten Leitungstyp aus einem Verbin­ dungshalbleiter auf AlGaInP-Basis bestehen, der Gitteranpas­ sung zu GaAs zeigt;
die Stromverteilschicht (6) vom zweiten Leitungstyp aus einem Verbindungshalbleiter auf GaP- oder AlGaInP-Basis be­ steht; und
die Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Leitungstyp aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis besteht.
11. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 4, bei dem
das Halbleitersubstrat (50) vom ersten Leitungstyp aus GaAs besteht;
die erste Mantelschicht (42) vom ersten Leitungstyp, die aktive Schicht (43), die vom ersten Leitungstyp oder vom zweiten Leitungstyp oder undotiert ist, die zweite Mantel­ schicht (44) vom zweiten Leitungstyp, die Ätzstoppschicht (45) vom zweiten Leitungstyp und die dritte Mantelschicht (46) vom zweiten Leitungstyp aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis bestehen, der Gitteranpassung zu GaAs zeigt;
die Stromverteilschicht (48) vom ersten Leitungstyp aus einem Verbindungshalbleiter auf GaP- oder AlGaInP-Basis be­ steht; und
die Bandlücke-Zwischenschicht (47) vom zweiten Leitungstyp aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis besteht.
12. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 10, bei dem die Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Leitungstyp aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Ba­ sis ein Ausmaß Δa/a der Gitteranpassung zu GaAs aufweist, das in den Bereich von -3,2% ≦ Δa/a ≦ -2,5% fällt.
13. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 12, bei dem die Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Lei­ tungstyp aus mehreren AlGaInP-Schichten mit verschiedenen Ausmaßen der Gitteranpassung zu GaAs besteht, wobei die Git­ teranpassungsraten Δa/a dieser AlGaInP-Schichten jeweils in den Bereich -3,2% ≦ Δa/a ≦ -2,5% fallen.
14. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 10, bei dem eine Schutzschicht (126) vom zweiten Leitungstyp aus GaP oder einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP-Basis mit einem Al-Zusammensetzungsanteil von nicht über 20% in Bezug auf die Gesamtheit der Gruppe III auf die Bandlücke- Zwischenschicht (125) vom zweiten Leitungstyp aufgestapelt ist.
15. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 11, bei dem die zweite Mantelschicht (44) vom zweiten Lei­ tungstyp und die dritte Mantelschicht (46) vom zweiten Lei­ tungstyp beide aus einem Verbindungshalbleiter auf AlGaInP- Basis mit der Zusammensetzung (AlXGa1-X)0,5In0,5P (mit 0,6 ≦ X ≦ 1,0) bestehen.
16. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 1, bei dem die Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Lei­ tungstyp eine Schichtdicke nicht über 0,5 µm aufweist.
17. Licht emittierendes Halbleiter-Bauteil nach Anspruch 1, bei dem die Bandlücke-Zwischenschicht (5) vom zweiten Lei­ tungstyp eine Ladungsträgerkonzentration nicht unter 0,5 × 1018 cm-3 aufweist.
18. Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht (182) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (183), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (184) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht (185) vom zweiten Leitungs­ typ und einer Schutzschicht (186) vom zweiten Leitungstyp einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersub­ strats (196) vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen eines mittleren Bauteilbereichs der Schutz­ schicht (186) vom zweiten Leitungstyp und eines mittleren Bauteilbereichs der Bandlücke-Zwischenschicht (185) vom zweiten Leitungstyp durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt betreffend die Schutzschicht (186) vom zweiten Leitungstyp und die Bandlü­ cke-Zwischenschicht (185), einer Stromverteilschicht (187) auf die Schutzschicht (186) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (184) vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht (187) vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht (184) vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur zu erzeugen, in der eine Oberkantenposi­ tion des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Lei­ tungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode (191) überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats (190) vom ersten Leitungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode (192) über dem mittle­ ren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht (187) vom ersten Leitungstyp.
19. Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht (202) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (203), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (204) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht (205) vom zweiten Leitungs­ typ und einer Schutzschicht (206) vom zweiten Leitungstyp jeweils einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halblei­ tersubstrats (210) vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen eines mittleren Bauteilbereichs der Schutz­ schicht (206) vom zweiten Leitungstyp und eines mittleren Bauteilbereichs der Bandlücke-Zwischenschicht (205) vom zweiten Leitungstyp durch Ätzen, und weiteres Entfernen ei­ nes Oberseitenabschnitts eines Bereichs der zweiten Mantel­ schicht (204) vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfernungs­ bereich entspricht, durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt der Schutzschicht (206) vom zweiten Leitungstyp, der Bandlücke-Zwischenschicht (205) und der zweiten Mantelschicht (204), einer Stromver­ teilschicht (207) vom zweiten Leitungstyp auf die Schutz­ schicht (206) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantel­ schicht (204) vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromver­ teilschicht (207) vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht (204) vom zweiten Leitungstyp eine Energie­ bandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungs­ bands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode (211) überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode (212) über dem mittle­ ren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom ersten Leitungstyp.
20. Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht von erstem Leitungs­ typ, einer aktiven Schicht, die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht vom zweiten Lei­ tungstyp jeweils einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen mittlerer Bauteilbereiche der Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp, der Bandlücke-Zwischenschicht vom zwei­ ten Leitungstyp und der dritten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt für die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die Bandlücke-Zwischen­ schicht und die dritte Mantelschicht, einer Stromverteil­ schicht vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht vom zweiten Leitungstyp und die Ätzstoppschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, um in der Stromverteilschicht vom zweiten Lei­ tungstyp, der Ätzstoppschicht vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp eine Ener­ giebandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungs­ bands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Lei­ tungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode über dem mittleren Bauteilbereich auf der Stromverteilschicht vom ersten Lei­ tungstyp.
21. Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht (243) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (244), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (245) vom zweiten Leitungs­ typ, einer Bandlücke-Zwischenschicht (246) vom zweiten Lei­ tungstyp und einer Schutzschicht (247) vom zweiten Leitungs­ typ jeweils einzeln auf einer Seite einer Fläche eines Halb­ leitersubstrats (250) vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen von Bereichen der Schutzschicht (247) vom zwei­ ten Leitungstyp und der Bandlücke-Zwischenschicht (246) vom zweiten Leitungstyp, die nicht deren jeweilige mittlere Bau­ teilbereiche sind, durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt betreffend die Schutzschicht (247) vom zweiten Leitungstyp und der Bandlü­ cke-Zwischenschicht, einer Stromverteilschicht (248) vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht (247) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (245) vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht (248) vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht (245) vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkan­ tenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode (251) überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode (252) über dem Bereich der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromver­ teilschicht vom ersten Leitungstyp.
22. Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht (263) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (264), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (265) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht (267) vom zweiten Leitungs­ typ und einer Schutzschicht (268) vom zweiten Leitungstyp jeweils einzeln auf eine Seite einer Fläche eines Halblei­ tersubstrats (270) vom ersten Leitungstyp;
  • - Entfernen von Bereichen der Schutzschicht (268) vom zwei­ ten Leitungstyp und der Bandlücke-Zwischenschicht (267) vom zweiten Leitungstyp, die nicht deren jeweilige mittlere Bau­ teilbereiche sind, durch Ätzen, und ferner Entfernen eines Oberseitenabschnitts eines Bereichs der zweiten Mantel­ schicht (265) vom zweiten Leitungstyp, der dem Entfernungs­ bereich entspricht, durch Ätzen;
  • - Aufstapeln, nach dem Entfernungsschritt für die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die Bandlücke-Zwischen­ schicht und die zweite Mantelschicht, einer Stromverteil­ schicht (269) vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht (268) vom zweiten Leitungstyp und die zweite Mantelschicht (265) vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht (269) vom zweiten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht (265) vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur aus­ zubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Unterkantenposition des Leitungsbands in einer Be­ ziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode (271) überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode (272) über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromver­ teilschicht vom ersten Leitungstyp.
23. Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Halbleiterbauteils, das die folgenden Schritte aufweist:
  • - Aufstapeln einer ersten Mantelschicht (283) von erstem Leitungstyp, einer aktiven Schicht (284), die vom ersten Leitungstyp oder von zweitem Leitungstyp oder undotiert ist, einer zweiten Mantelschicht (285) vom zweiten Leitungstyp, einer Ätzstoppschicht (286) vom zweiten Leitungstyp, einer dritten Mantelschicht (287) vom zweiten Leitungstyp, einer Bandlücke-Zwischenschicht (288) vom zweiten Leitungstyp und einer Schutzschicht (289) vom zweiten Leitungstyp;
  • - Entfernen von Bereichen der Schutzschicht (289) vom zwei­ ten Leitungstyp, der Bandlücke-Zwischenschicht (288) vom zweiten Leitungstyp und der dritten Mantelschicht (287) vom zweiten Leitungstyp, die andere Bereiche als ihr jeweiliger mittlerer Bauteilbereich sind, durch Ätzen;
  • - Ausstapeln, nach dem Entfernungsschritt für die Schutz­ schicht vom zweiten Leitungstyp, die Bandlücke-Zwischen­ schicht und die dritte Mantelschicht, einer Stromverteil­ schicht (293) vom zweiten Leitungstyp auf die Schutzschicht (289) vom zweiten Leitungstyp und die Ätzstoppschicht (286) vom zweiten Leitungstyp, um in der Stromverteilschicht (293) vom zweiten Leitungstyp, der Ätzstoppschicht (286) vom zwei­ ten Leitungstyp und der zweiten Mantelschicht (285) vom zweiten Leitungstyp eine Energiebandstruktur auszubilden, bei der eine Oberkantenposition des Valenzbands und eine Un­ terkantenposition des Leitungsbands in einer Beziehung vom Typ II stehen;
  • - Herstellen einer ersten Elektrode (291) überall auf der anderen Seite der Fläche des Halbleitersubstrats vom ersten Leitungstyp; und
  • - Herstellen einer zweiten Elektrode (292) über dem Bereich, der nicht der mittlere Bauteilbereich ist, auf der Stromver­ teilschicht vom ersten Leitungstyp.
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