DE102006043843B4 - Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit vertikaler Struktur - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit vertikaler Struktur Download PDF

Info

Publication number
DE102006043843B4
DE102006043843B4 DE102006043843A DE102006043843A DE102006043843B4 DE 102006043843 B4 DE102006043843 B4 DE 102006043843B4 DE 102006043843 A DE102006043843 A DE 102006043843A DE 102006043843 A DE102006043843 A DE 102006043843A DE 102006043843 B4 DE102006043843 B4 DE 102006043843B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrodes
type cladding
cladding layer
glass substrate
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102006043843A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006043843A1 (de
Inventor
Yung Ho Ryu
Hae Youn Hwang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of DE102006043843A1 publication Critical patent/DE102006043843A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006043843B4 publication Critical patent/DE102006043843B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0093Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0075Processes relating to semiconductor body packages relating to heat extraction or cooling elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode, welches die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Leuchtstruktur (115) mit einer n-Typ Mantelschicht (115a), einer aktiven Schicht (115b) und einer p-Typ Mantelschicht (115c), die der Reihe nach auf einem Wachstumssubstrat (101) mit einer Vielzahl von Vorrichtungsbereichen und wenigstens einem Vorrichtungs-Isolierbereich gebildet werden; Bilden eines Grabens (120) in der Leuchtstruktur (115) auf dem Vorrichtungs-Isolierbereich, um die Leuchtstruktur (115) in einzelne Vorrichtungsbereiche zu trennen; Bilden von p-Typ Elektroden (106) auf der Leuchtstruktur (115) auf den Vorrichtungsbereichen; Perforieren eines Glassubstrats (110), um Durchgangslöcher (130) zu erzeugen; Vorsehen des Glassubstrats (110) mit den darin erzeugten Durchgangslöchern (130) auf den p-Elektroden (106), so dass die Durchgangslöcher (130) entsprechend den p-Elektroden (106) angeordnet und die einzelnen Vorrichtungsbereiche durch das Glassubstrat (110) verbunden sind; Füllen der Durchgangslöcher (130) mit Metall, um Leiterbahnen einer Metallüberzugschicht (116) auf den p-Elektroden (106) zu bilden; Entfernen des Wachstumssubstrats (101), um n-Elektroden (119) auf der n-Typ Mantelschicht (115a) zu bilden; und Entfernen des Glassubstrats (110) durch Ätzen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode, welches insbesondere ein einfacheres Verfahren zum einzelnen Trennen von Chips ermöglicht.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Aus der US 2005/0017253 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode bekannt, das die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Leuchtstruktur mit einer n-Typ Mantelschicht, einer aktiven Schicht und einer p-Typ Mantelschicht, die der Reihe nach auf einem Wachstumssubstrat mit einer Vielzahl von Vorrichtungsbereichen und wenigstens einem Vorrichtungs-Isolierbereich gebildet werden; Bilden von p-Typ Elektroden auf der Leuchtstruktur auf den Vorrichtungsbereichen; Vorsehen eines Substrats mit darin erzeugten Durchgangslöchern auf den p-Elektroden, sodass die Durchgangslöcher entsprechend den p-Elektroden angeordnet sind; Einfüllen von Metall in die Durchgangslöcher, um Leiterbahnen einer Metallüberzugsschicht auf den p-Elektroden zu bilden; Entfernen des Wachstumssubtrats, um n-Elektroden auf der n-Typ Mantelschicht zu bilden; und Entfernen des Substrats.
  • Aus der US 2004/0079951 A1 ist eine Leuchtdiode und ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Glassubstrat als Hilfssubstrat verwendet.
  • Ein GaN-basierter Halbleiter mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1 ausgedrückt wird, ist ein Halbleiter-Verbundmaterial, das zum Emittieren von blauem und ultraviolettem Licht geeignet ist. Dementsprechend wird der GaN-basierte Halbleiter in einer blaues oder grünes Licht emittierenden Diode verwendet. Die aktuell gebräuchlichen GaN-basierten LEDs werden in planare GaN-basierte LEDs und vertikale GaN-basierte LEDs eingeteilt. Die planare GaN-basierte LED weist in ihrem oberen Teil p- und n-Elektroden auf, welche in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Somit sollte die LED-Vorrichtung relativ groß sein, um eine ausreichende Licht emittierende Fläche zu erhalten. Aufgrund der Nähe zwischen den p- und n-Elektroden ist die planare GaN-basierte LED anfällig für elektrostatische Entladung (ESD = electrostatic discharge).
  • Statt der planaren GaN-basierten LED mit den vorgenannten Nachteilen kann eine vertikale GaN-basierte LED verwendet werden. Bei der vertikalen GaN-basierten LED sind die p- und n-Elektroden auf gegenüberliegenden GaN-basierten Epitaxialschichten gebildet. Bei einem Verfahren zur Herstellung der vertikalen GaN-basierten LED wird üblicherweise ein leitendes Substrat (zum Beispiel ein Si- oder GaAs-Substrat) verklebt und ein isolierendes Substrat (beispielsweise ein Saphirsubstrat) wird getrennt. In der KR 2004-58479 A wird ein Verfahren zur Herstellung einer vertikalen GaN-basierten LED offenbart, welches Vorgänge des Bondens des Si-Substrats, Trennens des Saphirsubstrats und Dicen (in Chips zerschneiden) des Si-Substrats aufweist.
  • 1a bis 1f sind Querschnittansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer vertikalen GaN-basierten Leuchtdiode gemäß dem Stand der Technik darstellen. Zuerst werden, unter Bezugnahme auf 1a, eine n-Typ Mantelschicht 15a, eine aktive Schicht 15b und eine p-Typ Mantelschicht 15c der Reihe nach auf einem Saphirsubstrat 11 gebildet, um eine Licht emittierende Struktur 15 zu erhalten. Dann wird, wie in 1b dargestellt ist, ein Graben 20 gebildet, um die Licht emittierende Struktur 15 in einzelne Vorrichtungsbereiche zu trennen, und dann wird eine p-Elektrode auf der p-Typ Mantelschicht 15c jedes Vorrichtungsbereichs gebildet.
  • Anschließend wird, wie in 1c dargestellt, ein leitendes Substrat 21 aus beispielsweise Si an die p-Elektrode 16 mittels einer leitenden Klebeschicht aus beispielsweise Au 17 geklebt. Als Nächstes wird mit einem Laserstrahl 18 bestrahlt, um das Saphirsubstrat 11 durch Laser-Abheben zu trennen. Dadurch wird eine Struktur hergestellt, von der das Saphirsubstrat 11 entfernt ist, wie in 1d dargestellt. Dann wird, wie in 1e dargestellt, eine n-Elektrode 19 auf der n-Typ Mantelschicht 15a gebildet. Danach wird, wie in 1f dargestellt, die sich ergebende Struktur aus 1e in einzelne Chips geschnitten (Chips-Trennvorgang). Dadurch wird gleichzeitig eine Vielzahl vertikaler Leuchtdioden 10 hergestellt.
  • Bei diesem herkömmlichen Verfahren wird das leitende Substrat 21 in einzelne Vorrichtungen geschnitten, um Chips zu trennen. Das Schneiden des leitenden Substrats 21 erfordert jedoch komplizierte Vorgänge wie beispielsweise Dicen, in Chips Zerschneiden und Brechen. Hier wird bei dem Vorgang des Dicens das Substrat 21 mit einer Trennscheibe geschnitten. Somit werden durch diesen Schneidevorgang die Herstellungskosten erhöht und der Gesamtvorgang verzögert. Des Weiteren setzt das Si-Substrat oder GaAs-Substrat, das als leitendes Substrat 21 verwendet wird, Wärme nur schlecht aufgrund geringer Wärmeleitfähigkeit frei, was ebenfalls die Eigenschaften der Vorrichtung verschlechtert, wenn ein hoher Strom angelegt wird. Des Weiteren wird das leitende Substrat 21 bei einer hohen Temperatur von 200°C oder mehr verklebt, so dass die Leuchtstruktur 15 bruchanfällig ist. Zusätzlich zu der GaN-basierten LED kann das Problem beim Herstellen der vertikalen LED auftreten, für die andere Gruppe III–V AlGaInP-basierte oder AlGaAs-basierte Verbund-Halbleiter verwendet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer vertikalen Leuchtdiode vorzusehen, welches ein einfacheres Verfahren zum einzelnen Trennen von Chips ermöglicht, Brüche in einer Leuchtstruktur vermeidet und die Wärmeabgabeeigenschaften verbessert.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
  • Alternativ wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Vorsehens des Glassubstrats auf den p-Elektroden:
    Bonden des Glassubstrats mit den darin erzeugten Durchgangslöchern auf die p-Elektroden.
  • Die Metallüberzugschicht kann ein Metall aufweisen, das aus der Gruppe bestehend aus Au, Cu, Ni, Ag, Cr, W, Al, Pt, Sn, Pb, Fe, Ti, Mo und deren Legierungen gewählt ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung weiter das Bilden einer Metallüberzug-Keimschicht auf den p-Elektroden vor dem Bilden der Leiterbahnen der Metallüberzugschicht. Hier wird die Metallüberzug-Keimschicht durch chemische Beschichtung oder Ablagerung gebildet.
  • Gemäß der Erfindung kann der Schritt des Entfernens des Wachstumssubstrats mittels eines physikalischen, chemischen oder mechanischen Verfahrens durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das Wachstumssubstrat entfernt werden durch Laser-Abheben (LLO = Laser Lift-Off), chemisch-mechanisches Polieren (CMP = chemical mechanical polishing) oder Ätzen. Das Glassubstrat und die Leiterbahnen der Metallüberzugschicht dienen als Stützelement, wenn das Wachstumssubstrat entfernt wird.
  • Die n-Typ Mantelschicht, die aktive Schicht und die p-Typ Mantelschicht können aus einem Gruppe III–V Halbleiter-Verbundmaterial bestehen. Hier kann das Wachstumssubstrat ein isolierendes oder leitendes Substrat sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen die n-Typ Mantelschicht, die aktive Schicht und die p-Typ Mantelschicht aus einem Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1 ausgedrückt wird. Hier weist das Wachstumssubstrat ein Saphirsubstrat auf.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die n-Typ Mantelschicht, die aktive Schicht und die p-Typ Mantelschicht aus einem Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)P, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1 ausgedrückt wird.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die n-Typ Mantelschicht, die aktive Schicht und die p-Typ Mantelschicht aus einem Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGa1-xAs, mit 0 ≤ x ≤ 1 ausgedrückt wird.
  • Gemäß der Erfindung können Chips einzeln bequem durch Ätzen des Glassubstrats ohne den Verfahrensschritt des Dicens oder des in Chips Zerteilen getrennt werden. Dadurch werden Herstellungskosten und Zeit eingespart. Des Weiteren wird das leitende Substrat durch Metallüberzug gebildet, wodurch Brüche, die während des Bondens des herkömmlichen leitenden Substrats auftreten, verhindert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1a bis 1f Querschnittansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode gemäß dem Stand der Technik sind;
  • 2 bis 8 Querschnittansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend ausführlich unter Bezugnahme. auf die beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen vorliegen und sollte nicht als auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt verstanden werden. Eher sind diese Ausführungsformen dazu vorgesehen, dass die Beschreibung gründlich und vollständig ist, und sie werden dem Durchschnittsfachmann den Schutzbereich der Erfindung vollständig vermitteln. In den Zeichnungen können die Formen und Abmessungen aus Gründen der Klarheit übertrieben sein, und gleiche Bezugsziffern werden durchgehend verwendet, um gleiche oder ähnliche Bestandteile zu kennzeichnen.
  • 2 bis 8 sind Querschnittansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Beim Herstellen der Leuchtdiode wird ein Saphirsubstrat als Wachstumssubstrat verwendet, und ein GaN-basierter Halbleiter mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1 ausgedrückt wird, wird für eine Leuchtstruktur verwendet.
  • Zunächst werden, unter Bezugnahme auf 2, eine n-Typ Mantelschicht 115a, eine aktive Schicht 115b und eine p-Typ Mantelschicht 115c der Reihe nach auf einem Saphirsubstrat 101 gebildet. Dadurch wird eine Leuchtstruktur 115 auf dem Saphirsubstrat 101 gebildet. Das Saphirsubstrat 101 mit der darin gebildeten Leuchtstruktur 115 weist eine Vielzahl von Vorrichtungsbereichen A und wenigstens einen Vorrichtungs-Isolierbereich B auf. Die Vorrichtungsbereiche A entsprechen Bereichen, auf denen Leuchtdioden-Chips gebildet werden, und der Vorrichtungs-Isolierbereich B entspricht der Grenze zwischen den Chips.
  • Dann wird, wie in 3 dargestellt, die Leuchtstruktur 115 von dem Vorrichtungs-Isolierbereich B entfernt, um einen Graben 120 zum Trennen von Vorrichtungen zu bilden. Dadurch wird die Leuchtstruktur 115 in einzelne Vorrichtungsbereiche getrennt. Als Nächstes werden die entsprechenden p-Elektroden 106 auf der p-Typ Mantelschicht 115c der Vorrichtungsbereiche gebildet. Zum Beispiel können die p-Elektroden 106 aus einer Pt/Au-Schicht, einer Ni/Au-Schicht oder einer Ni/Ag/Pt-Schicht gebildet sein. Die p-Elektroden 106 bilden einen ohmschen Kontakt mit der p-Typ Halbleiter-Mantelschicht 115c.
  • Alternativ kann dem Verfahren des Bildens des Grabens 120 zum Trennen der Vorrichtungen ein Verfahren zum Bilden der p-Elektroden 106 vorausgehen. Das heißt, die p-Elektroden 106 werden zuerst auf der p-Typ Mantelschicht 115c gebildet, und dann wird der Graben 120 zum Trennen der Vorrichtungen in dem Vorrichtungs-Isolierbereich B gebildet. Somit kann die Leuchtstruktur 115 in einzelne Vorrichtungen getrennt werden.
  • Als Nächstes wird, wie in 4 dargestellt, eine Metallüberzug-Keimschicht 108 auf den p-Elektroden 106 der Vorrichtungsbereiche A mittels chemischen Beschichtens oder Ablagerung wie beispielsweise Sputtern gebildet. Die Metallüberzug-Keimschicht 108 dient als Keim, um ein späteres galvanisches Beschichtungsverfahren problemlos durchzuführen.
  • Danach wird das Glassubstrat 110 auf die p-Elektroden 106 unter Verwendung einer Klebeschicht 110a (Bondingschicht) aus einem Trockenfilm geklebt. Das Glassubstrat 110 weist Durchgangslöcher 130 auf, die darin vor dem Bonden ausgestanzt sind. Das Glassubstrat 110 wird beim Bonden mit den p-Elektroden 106 ausgerichtet, so dass die Durchgangslöcher 130 entsprechend den p-Elektroden 106 angeordnet sind. Dementsprechend ist die Metallüberzug-Keimschicht 108 durch die Durchgangslöcher 130 freigelegt.
  • Alternativ kann das Glassubstrat 110 ohne die Durchgangslöcher auf die p-Elektroden 106 geklebt werden, und dann können die Durchgangslöcher 130 darin durch Nass- oder Trockenätzen gebildet werden. Die Durchgangslöcher 130 werden, wenn sie in dem auf die p-Elektroden 106 geklebten Glassubstrat 110 gebildet werden, entsprechend den p-Elektroden 106 der Vorrichtungsbereiche A angeordnet.
  • Danach werden, wie in 5 dargestellt, die Durchgangslöcher 130 mit einem Metall überzogen, um selektiv Leiterbahnen einer Metallüberzugschicht 116 auf den p-Elektroden 106 nur in den Vorrichtungsbereichen A zu bilden. Das heißt, dass das Glassubstrat 110 mit den darin gebildeten Durchgangslöchern 130 als Maske dient, um die Metallüberzug-Keimschicht 108 der p-Elektroden 106 elektrisch zu überziehen. Die Metallüberzugschicht 116 weist ein Metall, das aus einer Gruppe bestehend aus Au, Cu, Ni, Ag, Cr, W, Al, Pt, Sn, Pb, Fe, Ti, Mo und deren Legierungen ausgewählt ist, auf. Wie in 5 dargestellt, ist die Metallüberzugschicht 116 als einzelne Schicht strukturiert, sie kann aber eine Multischichtstruktur aufweisen.
  • Anschließend wird, wie in 6 dargestellt, ein physikalisches, chemisches oder mechanisches Verfahren (zum Beispiel Laser-Abheben) verwendet, um das Saphirsubstrat 101 von der Leuchtstruktur 115 zu trennen oder zu entfernen. Hier dienen das Glassubstrat 110 und die Metallüberzugschicht 116 als stutzendes Substrat. Das Saphirsubstrat 101 ist entfernbar durch Ätzen, chemisch-mechanisches Polieren (CMP) oder Läppen statt des Laser-Abhebens.
  • Dann werden, wie in 7 dargestellt, n-Elektroden 119 auf der n-Typ Mantelschicht 115a gebildet, welche aufgrund des Entfernens des Saphirsubstrats 101 freigelegt ist. Die n-Elektroden sind aus einem Material hergestellt, das aus einer Gruppe bestehend aus Ti, Cr und Al ausgewählt ist und sind durch mit Leiterbahnen Versehen einer Metallschicht durch ein Abhebeverfahren gebildet. 7 zeigt eine zu der Struktur aus 6 umgekehrte Struktur. Vorzugsweise wird vor dem Bilden der n-Elektroden 119 die Oberfläche der n-Mantelschicht 115a, die durch Entfernen des Saphirsubstrats 101 freigelegt ist, gewaschen und geätzt.
  • Danach wird, wie in 8 dargestellt, das Glassubstrat 110 durch Ätzen entfernt. Das Glassubstrat 110 kann zum Beispiel leicht unter Verwendung eines HF-basierten Ätzmittels entfernt werden. Dadurch wird eine Vielzahl vertikaler Leuchtdioden 100 erzeugt, die in einzelne Vorrichtungen getrennt sind.
  • Wie oben beschrieben wird gemäß der Ausführungsform der Erfindung das Glassubstrat 110 geätzt, um die Leuchtdioden 100 leicht in einzelne Vorrichtungen zu trennen, ohne Dicen oder in Chips Zerschneiden durchführen zu müssen. Dadurch werden Herstellungskosten und Zeit gespart, die bei dem Verfahren des Dicens höher sind.
  • Des Weiteren wird gemäß der Ausführungsform der Erfindung das Metallüberziehen bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck statt des Bondens des leitenden Substrats wie im Stand der Technik durchgeführt. Dadurch wird vermieden, dass sich die Eigenschaften der p-Elektroden verschlechtern und diese brechen, was durch das Bonden des leitenden Substrats entstehen kann. Des Weiteren wird die Metallüberzugschicht 116 aus einem Metall (zum Beispiel Au, Cu, Ni) mit hoher Wärmeleitfähigkeit als leitendes Substrat der einzelnen Diode 100 verwendet, wodurch bessere Wärmefreisetz-Wirkung erhalten wird. Somit wird eine Verschlechterung der Eigenschaften des LED-Chips selbst bei einem hohen Strom verhindert.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird das Saphirsubstrat 101 als Wachstumssubstrat verwendet, und die Leuchtstruktur ist aus einem Halbleiter-Material gebildet, deren Zusammensetzung durch AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, ausgedrückt wird. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt und es können andere Gruppe III–V Verbund-Halbleiter verwendet werden.
  • Zum Beispiel kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung das Saphirsubstrat 101 durch ein GaAs-Substrat ersetzt werden, und für die Leuchtstruktur 115 kann ein Halbleiter-Material mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)P, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, ausgedrückt wird, statt des Halbleitermaterials mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, ausgedrückt wird, verwendet werden. Des Weiteren kann in einer weiteren anderen Ausführungsform das Saphirsubstrat 101 durch ein GaAs-Substrat ersetzt werden, und für die Leuchtstruktur 115 kann ein Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGa1-xAs, mit 0 ≤ x ≤ 1 ausgedrückt wird, verwendet werden.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß bevorzugten Ausführungsformen ein Glassubstrat geätzt, um leicht einzelne Chips trennen zu können, ohne Dicen oder in Chips Zerschneiden durchzuführen. Dadurch wird ein Anstieg der Herstellungskosten und -zeit, der ein Ergebnis des Dicens oder in Chips Zerschneidens ist, reduziert. Ebenfalls wird ein leitendes Substrat durch Metallüberzug statt Bonden gebildet, wodurch das Substrat bruchfrei gemacht wird. Des Weiteren wird ein Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit als leitendes Substrat einer einzelnen Leuchtdiode verwendet, wodurch bessere Wärmefreisetz-Wirkung erhalten wird.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode, welches die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Leuchtstruktur (115) mit einer n-Typ Mantelschicht (115a), einer aktiven Schicht (115b) und einer p-Typ Mantelschicht (115c), die der Reihe nach auf einem Wachstumssubstrat (101) mit einer Vielzahl von Vorrichtungsbereichen und wenigstens einem Vorrichtungs-Isolierbereich gebildet werden; Bilden eines Grabens (120) in der Leuchtstruktur (115) auf dem Vorrichtungs-Isolierbereich, um die Leuchtstruktur (115) in einzelne Vorrichtungsbereiche zu trennen; Bilden von p-Typ Elektroden (106) auf der Leuchtstruktur (115) auf den Vorrichtungsbereichen; Perforieren eines Glassubstrats (110), um Durchgangslöcher (130) zu erzeugen; Vorsehen des Glassubstrats (110) mit den darin erzeugten Durchgangslöchern (130) auf den p-Elektroden (106), so dass die Durchgangslöcher (130) entsprechend den p-Elektroden (106) angeordnet und die einzelnen Vorrichtungsbereiche durch das Glassubstrat (110) verbunden sind; Füllen der Durchgangslöcher (130) mit Metall, um Leiterbahnen einer Metallüberzugschicht (116) auf den p-Elektroden (106) zu bilden; Entfernen des Wachstumssubstrats (101), um n-Elektroden (119) auf der n-Typ Mantelschicht (115a) zu bilden; und Entfernen des Glassubstrats (110) durch Ätzen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Vorsehens des Glassubstrats (110) auf den p-Elektroden (106) aufweist: Bonden des Glassubstrats (110) mit den darin erzeugten Durchgangslöchern (130) auf die p-Elektroden (106).
  3. Verfahren zur Herstellung einer vertikalen Leuchtdiode, welches die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Leuchtstruktur (115) mit einer n-Typ Mantelschicht (115a), einer aktiven Schicht (115b) und einer p-Typ Mantelschicht (115c), die der Reihe nach auf einem Wachstumssubstrat (101) mit einer Vielzahl von Vorrichtungsbereichen und wenigstens einem Vorrichtungs-Isolierbereich gebildet werden; Bilden eines Grabens (120) in der Leuchtstruktur (115) auf dem Vorrichtungs-Isolierbereich, um die Leuchtstruktur (115) in einzelne Vorrichtungsbereiche zu trennen; Bilden von p-Typ Elektroden (106) auf der Leuchtstruktur (115) auf den Vorrichtungsbereichen; Bonden eines Glassubstrats (110) auf die p-Elektroden (106); Perforieren des Glassubstrats (110), um Durchgangslöcher (130) zu erzeugen, sodass die Durchgangslöcher (130) entsprechend den p-Elektroden (106) angeordnet sind und die einzelnen Vorrichtungsbereiche durch das Glassubstrat (110) verbunden sind; Füllen der Durchgangslöcher (130) mit Metall, um Leiterbahnen einer Metallüberzugschicht (116) auf den p-Elektroden (106) zu bilden; Entfernen des Wachstumssubstrats (101), um n-Elektroden (119) auf der n-Typ Mantelschicht (115a) zu bilden; und Entfernen des Glassubstrats (110) durch Ätzen.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallüberzugschicht (116) ein Metall aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus Au, Cu, Ni, Ag, Cr, W, Al, Pt, Sn, Pb, Fe, Ti, Mo und deren Legierungen ausgewählt ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: vor dem Bilden der Leiterbahnen der Metallüberzugschicht (116) Bilden einer Metallüberzug-Keimschicht (108) auf den p-Elektroden.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallüberzug-Keimschicht (108) durch chemische Beschichtung oder Ablagerung gebildet wird.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens des Wachstumssubstrats (101) mittels eines physikalischen, chemischen oder mechanischen Verfahrens durchgeführt wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachstumssubstrat (101) durch Laser-Abheben entfernt wird.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Typ Mantelschicht (115a), die aktive Schicht (115b) und die p-Typ Mantelschicht (115c) aus einem Gruppe III–V Halbleiter-Verbundmaterial bestehen.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Typ Mantelschicht (115a), die aktive Schicht (115b) und die p-Typ Mantelschicht (115c) aus einem Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, ausgedrückt wird, bestehen.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachstumssubstrat (101) ein Saphirsubstrat aufweist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Typ Mantelschicht (115a), die aktive Schicht (115b) und die p-Typ Mantelschicht (115c) aus einem Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGayIn(1-x-y)P, mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1 ausgedrückt wird, bestehen.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Typ Mantelschicht (115a), die aktive Schicht (115b) und die p-Typ Mantelschicht (115c) aus einem Halbleitermaterial mit einer Zusammensetzung, die durch AlxGa1-xAs, mit 0 ≤ x ≤ 1 ausgedrückt wird, bestehen.
  14. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Perforieren des Glassubstrats (110), um Durchgangslöcher (130) zu erzeugen, mittels Nassätzen oder Trockenätzen erfolgt.
DE102006043843A 2005-09-23 2006-09-19 Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit vertikaler Struktur Expired - Fee Related DE102006043843B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2005-0088894 2005-09-23
KR1020050088894A KR100691363B1 (ko) 2005-09-23 2005-09-23 수직구조 발광 다이오드의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006043843A1 DE102006043843A1 (de) 2007-04-19
DE102006043843B4 true DE102006043843B4 (de) 2013-11-07

Family

ID=37896602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006043843A Expired - Fee Related DE102006043843B4 (de) 2005-09-23 2006-09-19 Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit vertikaler Struktur

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7442565B2 (de)
JP (1) JP4758857B2 (de)
KR (1) KR100691363B1 (de)
DE (1) DE102006043843B4 (de)
TW (1) TWI311380B (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8237151B2 (en) * 2009-01-09 2012-08-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Diode-based devices and methods for making the same
JP2009049371A (ja) * 2007-07-26 2009-03-05 Sharp Corp 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法
JP2009105123A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Showa Denko Kk 発光ダイオードおよびその製造方法
JP5232975B2 (ja) * 2008-07-01 2013-07-10 豊田合成株式会社 発光ダイオードの製造方法及び発光ダイオード、並びにランプ
KR101031350B1 (ko) 2008-09-30 2011-04-29 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드 제조 방법
JP4799606B2 (ja) 2008-12-08 2011-10-26 株式会社東芝 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法
WO2011069242A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-16 Cooledge Lighting Inc. Semiconductor dice transfer-enabling apparatus and method for manufacturing transfer-enabling apparatus
US20110151588A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Cooledge Lighting, Inc. Method and magnetic transfer stamp for transferring semiconductor dice using magnetic transfer printing techniques
WO2011073886A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Substrate for a semiconductor light emitting device
US8334152B2 (en) * 2009-12-18 2012-12-18 Cooledge Lighting, Inc. Method of manufacturing transferable elements incorporating radiation enabled lift off for allowing transfer from host substrate
KR101051326B1 (ko) * 2010-04-23 2011-07-22 주식회사 세미콘라이트 화합물 반도체 발광소자
TWI458129B (zh) 2010-12-21 2014-10-21 Lextar Electronics Corp 發光二極體晶片結構及其製造方法
TWI460891B (zh) * 2012-08-17 2014-11-11 Nat Univ Chung Hsing Preparation method and product of vertical conduction type light emitting diode
DE102013111496A1 (de) 2013-10-18 2015-04-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102015111910A1 (de) * 2015-07-22 2017-01-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement, Verbund von optoelektronischen Bauelementen und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US10170455B2 (en) * 2015-09-04 2019-01-01 PlayNitride Inc. Light emitting device with buffer pads
TWI572058B (zh) * 2015-09-04 2017-02-21 錼創科技股份有限公司 發光元件的製作方法
DE102016100320A1 (de) 2016-01-11 2017-07-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement, optoelektronisches Modul und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6071795A (en) * 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
DE10051465A1 (de) * 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
US20040079951A1 (en) * 2002-10-25 2004-04-29 Ray-Hua Horng Light emitting diode with plated substrate and method for producing the same
US20050017253A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61195987A (ja) * 1985-02-25 1986-08-30 Hitachi Cable Ltd 部分めつき用マスク
JPH01281757A (ja) * 1988-05-06 1989-11-13 Shimadzu Corp ハンダバンプ製造方法
JPH1012917A (ja) * 1996-06-25 1998-01-16 Hitachi Cable Ltd 発光ダイオード及びその製造方法
JPH10177974A (ja) * 1996-12-18 1998-06-30 Nippon Steel Corp ヘテロエピタキシャルウェハ上のデバイスチップ製造方法
JP2003532298A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 発光半導体素子
JP4166013B2 (ja) * 2001-12-26 2008-10-15 富士通株式会社 薄膜キャパシタ製造方法
US20030189215A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
JP4443865B2 (ja) * 2002-06-24 2010-03-31 富士フイルム株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP3896044B2 (ja) * 2002-07-11 2007-03-22 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子の製造方法およびその製品
DE10245631B4 (de) * 2002-09-30 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterbauelement
KR100495215B1 (ko) 2002-12-27 2005-06-14 삼성전기주식회사 수직구조 갈륨나이트라이드 발광다이오드 및 그 제조방법
JP4295669B2 (ja) * 2003-05-22 2009-07-15 パナソニック株式会社 半導体素子の製造方法
JP2005136302A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置の製造方法
KR20050082040A (ko) * 2004-02-17 2005-08-22 어드밴스드 에피텍시 테크날리지 발광다이오드 제조방법
US6884646B1 (en) * 2004-03-10 2005-04-26 Uni Light Technology Inc. Method for forming an LED device with a metallic substrate
WO2005088743A1 (en) * 2004-03-15 2005-09-22 Tinggi Technologies Private Limited Fabrication of semiconductor devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6071795A (en) * 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
DE10051465A1 (de) * 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
US20040079951A1 (en) * 2002-10-25 2004-04-29 Ray-Hua Horng Light emitting diode with plated substrate and method for producing the same
US20050017253A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
US7442565B2 (en) 2008-10-28
JP4758857B2 (ja) 2011-08-31
KR100691363B1 (ko) 2007-03-12
TWI311380B (en) 2009-06-21
JP2007088480A (ja) 2007-04-05
US20070099317A1 (en) 2007-05-03
TW200717875A (en) 2007-05-01
DE102006043843A1 (de) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006043843B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit vertikaler Struktur
DE102006046449B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer vertikal strukturierten Leuchtdiode
DE202008017889U1 (de) Vertikale Leuchtdiode
DE112016000546T5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements und Halbleiterbauelement
DE112004002809B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips und durch dieses Verfahren hergestellter Halbleiterchip
DE102009025015A1 (de) Lichtemittierende Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE112016000533B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements und Halbleiterbauelement
DE202009018552U1 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung
DE112017001332T5 (de) Glasverdrahtungsträger und verfahren zu seiner herstellung, glasverdrahtungsträger mit darauf montierten bauteilen und verfahren zu seiner herstellung und träger für anzeigeräte
DE10042947A1 (de) Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
DE102004030603A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterchips
DE102012106143A1 (de) Nitrid-Halbleiter-Leuchtdiodenvorrichtung
DE112013007192B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
DE102008051048A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterkörper
DE10322705B4 (de) Herstellverfahren für eine LED mit dicker Epitaxieschicht auf III-V-Halbleiterbasis und derartige LED
WO2020089101A1 (de) Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen
DE112004001230B4 (de) Züchtungsverfahren für Nitridhalbleiter-Epitaxieschichten
DE102009010480A1 (de) Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen derselben und Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungs-Baugruppe, die diese verwendet
EP1299909B1 (de) LUMINESZENZDIODENCHIP AUF DER BASIS VON InGaN UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
DE102005061346A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102008006988A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102008021659A1 (de) LED-Element mit Dünnschicht-Halbleiterbauelement auf Galliumnitrid-Basis
DE112015004661T5 (de) Lichtemittierende Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung
DE102015115812A1 (de) Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung eines Bauelements
DE102008030821A1 (de) Elektroluminieszierende Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektroluminieszierenden Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: LINDNER BLAUMEIER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, 9040

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SAMSUNG LED CO.,LTD., SUWON, KYONGGI, KR

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUS, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUS, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUS, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD., SUWON-SI, KR

Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG LED CO.,LTD., SUWON, KYONGGI, KR

Effective date: 20121204

Owner name: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD., KR

Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG LED CO.,LTD., SUWON, KR

Effective date: 20121204

R082 Change of representative

Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE

Effective date: 20121122

Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE

Effective date: 20121204

Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE

Effective date: 20121106

Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUS, DE

Effective date: 20121122

Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUS, DE

Effective date: 20121106

Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUS, DE

Effective date: 20121204

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140208

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee