DE102008063757B4

DE102008063757B4 - Halbleiterbauteil

Info

Publication number: DE102008063757B4
Application number: DE102008063757.2A
Authority: DE
Inventors: Chui-Lin Yao; Min-Hsun Hsieh; Tzer-Perng Chen
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2028-12-20
Also published as: US8022425B2; US20090166666A1; US20120007135A1; DE102008063757A1; TW200929601A

Abstract

Halbleiterbauteil mit:- einer Halbleiter-Stapelschicht;- einer leitenden Struktur in Kontakt mit der Halbleiter-Stapelschicht, wobei diese leitende Struktur eine Breite der Unterseite und eine von dieser abgewandte Breite der Oberseite aufweist und dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom in die Halbleiter-Stapelschicht zu leiten; und- einer auf Seitenwänden der leitenden Struktur ausgebildeten Schutzschicht,wobei das Verhältnis der Breite der Oberseite zur Breite der Unterseite kleiner als 0,7 ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauteil, insbesondere ein Halbleiterbauteil mit einer leitenden Struktur.
Hintergrund
Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiter, die mit weiter Verbreitung in Lichtquellen verwendet werden. Im Vergleich mit herkömmlichen Wolframlampen oder Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFLs) verbrauchen LEDs weniger Energie und zeigen eine längere Lebensdauer. Daher ersetzen LEDs allmählich die herkömmlichen Lichtquellen, und sie werden auf verschiedenen Gebieten verwendet. Beispielsweise können LEDs in Ampeln, optischen Displays, Datenspeichereinrichtungen, Kommunikationsgeräten, Beleuchtungsanlagen und medizinischen Anlagen verwendet werden. Der Wunsch nach Helligkeit der LEDs nimmt einhergehend mit zunehmendem Gebrauch und zunehmender Entwicklung von LEDs zu, so dass es eines der Hauptziele der LEDs konzipierenden Ingenieure ist, die Helligkeit der LEDs zu erhöhen.
Ein Verfahren zum Verbessern der Helligkeit und des Leuchtflusses von LEDs besteht im Vergrößern der Oberfläche eines Chips. Wenn jedoch die Oberfläche eines Chips vergrößert wird, kann sich ein elektrischer Strom nicht gleichmäßig von einer Kontaktelektrode in eine Lichtemissionsschicht ausbreiten; und wenn die Oberfläche der Kontaktelektrode vergrößert wird, damit sich der elektrische Strom gleichmäßig ausbreitet, tritt ein Effekt einer Lichtausblendung auf, wodurch die Lichtentnahme verringert ist. Diesbezüglich stellt es ein zu lösendes Problem dar, wie der elektrische Strom in der Lichtemissionsschicht gleichmäßig verteilt werden kann und die Helligkeit einer LED erhöht werden kann, ohne dass die Oberfläche der Kontaktelektrode geändert wird.
Lichtemittierende Halbleiterstrukturen werden beispielsweise in der US 2005/ 0 145 864 A1 , US 2007/ 0 018 187 A1 , US 6 847 057 B1 sowie US 2005/ 0 285 136 A1 beschrieben.
Ein herkömmliches Verfahren zum Verteilen des elektrischen Stroms wird unter Verwendung einer halbtransparenten Stromverteilungsschicht ausgeführt, die auf einer Halbleiterschicht vom p-Typ hergestellt wird. Im Allgemeinen ist es, um den Lichtabsorptionseffekt zu verringern, bevorzugt, über eine dünnere halbtransparente Stromverteilungsschicht zu verfügen. Jedoch ist der Flächenwiderstand umso höher, je dünner die halbtransparente Stromverteilungsschicht ist.
Daher wird ein Halbleiterbauteil benötigt, das die oben genannten Mängel überwinden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wurde mit den Gegenständen des Haupt- und der Nebenansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es ist ein beispielhaftes Halbleiterbauteil geschaffen. Das Halbleiterbauteil verfügt über eine Halbleiter-Stapelschicht und eine leitende Struktur auf dieser. Die leitende Struktur verfügt über einen Unterseitenabschnitt und einen diesem gegenüberliegenden Oberseitenabschnitt. Der Unterseitenabschnitt steht mit der Halbleiter-Stapelschicht in Kontakt. Das Verhältnis der Breite der Oberseite des Oberseitenabschnitts zur Breite der Unterseite des Unterseitenabschnitts beträgt weniger als 0,7. Die leitende Struktur kann eine leitende Punktstruktur oder eine leitende Linienstruktur sein.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Höhe vom Unterseitenabschnitt zum Oberseitenabschnitt größer als die Breite der Unterseite.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Breite der Unterseite kleiner als die Wellenlänge von durch das Halbleiterbauteil erzeugtem Licht.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über eine aufgeraute Struktur oder eine periodische, konkav-konvexe Struktur, die auf einer Oberfläche der Halbleiter-Stapelschicht ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über eine Schutzschicht, die auf Seitenwänden der leitenden Struktur ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über eine transparente, leitende Schicht, die auf der leitenden Struktur ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über eine zweite transparente, leitende Schicht, die sich zwischen der leitenden Struktur und der Halbleiter-Stapelschicht befindet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über mehrere mit einer isolierenden Schutzschicht gefüllte Gräben in der Halbleiter-Stapelschicht.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt die Halbleiter-Stapelschicht über eine Oberfläche mit einer mittleren Rauigkeit über 0,1 µm.
Es ist ein anderes beispielhaftes Halbleiterbauteil geschaffen. Dieses Halbleiterbauteil verfügt über eine Halbleiter-Stapelschicht und eine auf dieser vorhandene leitende Struktur. Die leitende Struktur verfügt über einen Unterseitenabschnitt und einen von diesem abgewandten Oberseitenabschnitt. Der Unterseitenabschnitt steht mit der Halbleiter-Stapelschicht in Kontakt. Die Höhe vom Unterseitenabschnitt zum Oberseitenabschnitt ist größer als die Breite der Unterseite des Unterseitenabschnitts.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über eine an Seitenwänden der leitenden Struktur ausgebildete Schutzschicht.
Es ist ein beispielhaftes Halbleiterbauteil geschaffen. Dieses Halbleiterbauteil verfügt über eine Halbleiter-Stapelschicht und eine leitende Struktur. Die Halbleiter-Stapelschicht verfügt über eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Halbleiterschicht. Die leitende Struktur ist in der ersten und/oder der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt das Halbleiterbauteil ferner über eine auf der Halbleiter-Stapelschicht ausgebildete transparente, leitende Schicht.
Es ist ein beispielhaftes Hinterleuchtungsmodul geschaffen. Das Hinterleuchtungsmodul verfügt über ein Lichtquellenbauteil, ein optisches Bauteil und ein Stromversorgungssystem. Das Lichtquellenbauteil verfügt über das Halbleiterbauteil gemäß der obigen Ausführungsformen. Das optische Bauteil befindet sich auf einem Lichtausgangspfad des Lichtquellenbauteils. Das Stromversorgungssystem ist so ausgebildet, dass es elektrischen Strom für die Lichtquelle liefert.
Es ist eine beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung geschaffen. Die Beleuchtungsvorrichtung verfügt über ein Lichtquellenbauteil, ein Stromversorgungssystem und ein Steuerungselement. Das Lichtquellenbauteil verfügt über das Halbleiterbauteil einer der obigen Ausführungsformen. Das Stromversorgungssystem ist so ausgebildet, dass es elektrischen Strom für die Lichtquelle liefert. Das Steuerungselement wird dazu verwendet, das Stromversorgungssystem zum Eingeben von elektrischem Strom in das Lichtquellenbauteil zu steuern.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale und Vorteile der verschiedenen hier offenbarten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die Zeichnungen, in denen gleiche Zahlen durchgehend gleiche Teile kennzeichnen, besser zu verstehen sein.

1A veranschaulicht einen ersten Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
1B veranschaulicht einen zweiten Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1C veranschaulicht einen dritten Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1D veranschaulicht einen vierten Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1E veranschaulicht einen fünften Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1F veranschaulicht einen sechsten Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1G ist eine Schnittansicht einer Struktur des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1H ist eine perspektivische Draufsicht der Struktur des Halbleiterbauteils der 1G.
2A ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
2B ist eine perspektivische Draufsicht der Struktur des Halbleiterbauteils der 2A.
3A ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
3B ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
3C ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
3D ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
4A ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
4B ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Schnittansicht einer Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.
7 ist eine schematische Ansicht eines Hinterleuchtungsmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine schematische Ansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
9 ist eine REM-Photographie, die eine leitende Punktstruktur mit mehreren leitenden Punkten zeigt.
10 ist eine REM-Photographie, die eine leitende Linienstruktur mit mehreren leitenden Linien zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Halbleiterbauteile detailliert zu beschreiben.
Bei der Ausführungsform wird eine Nanodrucktechnik dazu verwendet, eine leitende Struktur auszubilden, die sich zwischen einer Elektrode und einer Halbleiter-Stapelschicht eines Halbleiterbauteils befindet. Die leitende Struktur kann eine leitende Punktstruktur mit mehreren leitenden Punkten oder eine leitende Linienstruktur mit mehreren leitenden Linien sein. Die leitende Struktur kann einen elektrischen Strom aus der Elektrode gleichmäßig in der Halbleiter-Stapelschicht verteilen. Die Breite der durch den Nanodruckprozess hergestellten leitenden Struktur ist relativ klein und sogar noch kleiner als die Wellenlänge des durch das Halbleiterbauteil erzeugten Lichts, und so kann ein unerwünschter Effekt einer Lichtausblendung deutlich verringert oder sogar vermieden werden. Im Ergebnis ist die Leuchteffizienz des Halbleiterbauteils erhöht. Die obige Struktur ist nicht auf ein spezielles Halbleiterbauteil eingeschränkt, sondern sie kann beispielsweise bei einem Lichtemissionsbauteil, einer Solarzellenanordnung oder einer Leuchtdiode verwendet werden. Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen werden wie folgt beschrieben.
Die 1A - 1G veranschaulichen Schritte zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Wie es in der 1A dargestellt ist, wird eine Photoresistschicht 102 auf einem Hilfssubstrat 101 hergestellt, und es wird eine Druckform 103 mit einer Nanostruktur angebracht. Wie es in der 1B dargestellt ist, führt die Druckform 103 mit Nanostruktur auf der Photoresistschicht 102 einen Druckvorgang aus, um eine Photoresistschicht 104 mit trapezförmigen Mustern auszubilden. Wie es in der 1C dargestellt ist, wird auf einem Substrat 111 eine Halbleiter-Stapelschicht mit einer ersten Halbleiterschicht 112, einer aktiven Schicht 113 und einer zweiten Halbleiterschicht 114 hergestellt, und dann wird die während des zweiten Schritts hergestellte Photoresistschicht 104 mit trapezförmigen Mustern mit der zweiten Halbleiterschicht 114 verbunden. Wie es in der 1D dargestellt ist, wird das Hilfssubstrat 101 beispielsweise durch ein Abhebeverfahren von der Photoresistschicht 104 entfernt. Wie es in der 1E dargestellt ist, wird die Photoresistschicht 104 durch ein O₂-Plasma abgeätzt, um einen Teil derselben zu entfernen, um eine Photoresistschicht 105 mit umgekehrter Trapezform auszubilden. Wie es in der 1F dargestellt ist, werden die Zwischenräume der Photoresistschicht 105 durch Sputtern oder E-Strahlabscheidung mit einem leitenden Material gefüllt, und dann wird die Photoresistschicht 105 beispielsweise durch ein Abhebeverfahren entfernt, um dadurch eine leitende Punktstruktur 115 mit einer Anzahl leitender Punkte auszubilden. Ein leitender Punkt der leitenden Punktstruktur 115 verfügt über eine Breite W1 der Unterseite, eine Breite W2 der Oberseite, die kleiner als die Breite W1 der Unterseite ist, und eine Höhe H von der Oberseite zur Unterseite. Der Querschnitt eines leitenden Punkts kann im Wesentlichen dreieckig sein. Es wird auf die 9 verwiesen, in der die durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM) erhaltene tatsächliche Form der leitenden Punktstruktur 115 dargestellt ist. Die Unterseite eines leitenden Punkts der leitenden Punktstruktur 115 steht mit der zweiten Halbleiterschicht 114 in Kontakt. Die Breite W1 der Unterseite ist kleiner als 5 µm. Vorzugsweise liegt die Breite W1 der Unterseite im Bereich von 0,1 µm bis 3 µm. Das Verhältnis der Breite W2 der Oberseite zur Breite W1 der Unterseite ist kleiner als 0,7. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Breite W2 der Oberseite zur Breite W1 der Unterseite kleiner als 0,35, oder der Querschnitt jedes leitenden Punkts ist ungefähr dreieckig. Die Höhe H ist größer als die Breite W1 der Unterseite. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Höhe H zur Breite W1 der Unterseite größer als 1,5. Ferner sind die Breite W1 der Unterseite und die Breite W2 der Oberseite kleiner als die Wellenlänge des durch das Halbleiterbauteil erzeugten Lichts, und die Höhe H ist größer als 50 um.
Wie es schließlich in der 1G dargestellt ist, wird auf der leitenden Punktstruktur 115 eine transparente, leitende Schicht 116 hergestellt, auf dieser wird eine erste Elektrode 117 hergestellt, und unter dem Substrat 111 wird eine zweite Elektrode 118 hergestellt. Infolgedessen ist das Halbleiterbauteil der ersten Ausführungsform der Erfindung hergestellt, das über die leitende Punktstruktur 115 mit den mehreren leitenden Punkten zum gleichmäßigen Verteilen des elektrischen Stroms verfügt. Die 1H ist eine perspektivische Draufsicht der Struktur des Halbleiterbauteils der 1G, und sie zeigt die leitende Punktstruktur 115 mit den mehreren im Halbleiterbauteil verteilten leitenden Punkten. Der elektrische Strom von der ersten Elektrode 117 wird durch die transparente, leitende Schicht 116 transversal verteilt, und er fließt in die leitende Punktstruktur 115; und bevor der elektrische Strom in die Halbleiter-Stapelschicht fließt, kann die leitende Punktstruktur 115 denselben gleichmäßig verteilen. Demgemäß konzentriert sich der elektrische Strom nicht in einem Bereich unter der Elektrode 117.
Das Hilfssubstrat 101 kann ein metallisches Substrat, ein isolierendes Substrat, ein Halbleitersubstrat oder ein Substrat aus einem thermoplastischen Polymer sein, wie ein Kupfer(Cu)-substrat, Nickel(Ni)substrat, ein Epoxyharzsubstrat, ein Saphirsubstrat oder ein Galliumnitrid(GaN)substrat. Das Substrat 111 kann aus einem Verbundmaterial, einem Keramikmaterial, Saphir, Siliciumcarbid (SiC), Silicium (Si), Zinkoxid (ZnO), Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumnitrid (AlN), Galliumnitrid (GaN), Galliumphosphid (GaP), Galliumarsenid (GaAs), Galliumaluminiumarsenid (GaAlAs), Galliumarsenidphosphid (GaAsP) oder einem Metall, wie Kupfer oder Nickel, bestehen. Die Photoresistschicht 102 kann aus einem flexiblen Material, einem UV-härtbaren Harz, einem wärmehärtbaren Material, einem thermoplastischen Polymer oder Indiumzinnoxid bestehen. Die Druckform 103 kann durch einen Strukturierprozess mit den folgenden Materialien hergestellt werden: Silicium (Si), Nickel (Ni), Galliumnitrid (GaN), Siliciumdioxid (SiO₂), Saphir oder einem Polymer. Die erste Halbleiterschicht 112, die aktive Schicht 113 und die zweite Halbleiterschicht 114 können durch einen Epitaxieprozess aus einem Halbleiter der Aluminiumindiumgalliumphosphid(AlGaInP)-Reihe oder einer Halbleiterindiumgalliumnitrid(InGaN)-Reihe hergestellt werden. Die leitende Punktstruktur 115 kann aus Gold (Au), Silber (Ag), Chrom/Gold (Cr/Au), Gold/Beryllium-Gold/Gold (Au/BeAu/Au), Gold/Germanium-Gold-Nickel/Gold (Au/GeAuNi/Au) oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt werden. Die transparente leitende Schicht 116 kann aus Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Cadmiumzinkoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Zinnoxid, Kupferaluminiumoxid, Kupfergalliumoxid, Strontiumkupferoxid oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt werden. Die erste Elektrode 117 und die zweite Elektrode 118 können jeweils aus Chrom/Gold (Cr/Au), Titan/Platin/Gold (Ti/Pt/Au), Gold/Beryllium-Gold/Gold Au(BeAu/Au), Gold/Germanium-Gold-Nickel/Gold (Au/GeAuNi/Au) hergestellt werden. In den folgenden Figuren sind für dieselben Komponenten dieselben Bezugszahlen verwendet.
Die 2A und 2B zeigen ein Halbleiterbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Struktur und das Herstellverfahren für das Halbleiterbauteil der zweiten Ausführungsform sind im Prinzip ähnlich denen beim Halbleiterbauteil der ersten Ausführungsform. Jedoch ist die leitende Punktstruktur 115 durch eine leitende Linienstruktur 121 mit mehreren leitenden Linien ersetzt. Der in die Halbleiter-Stapelschicht fließende elektrische Strom kann durch die leitende Linienstruktur 121 mit verschiedenen Mustern, wie in der 2B dargestellt, gleichmäßig verteilt werden. Eine leitende Linie der leitenden Linienstruktur 121 verfügt über eine Breite W1 der Unterseite, eine Breite W2 der Oberseite, die kleiner als die Breite W1 der Unterseite ist, und eine Höhe H von der Oberseite zur Unterseite. Die Unterseite der leitenden Linie steht mit der zweiten Halbleiterschicht 114 in Kontakt. Die Breite W1 der Unterseite ist kleiner als 5 µm. Vorzugsweise liegt die Breite W1 der Unterseite im Bereich von 0,1 µm bis 3 µm. Das Verhältnis der Breite W2 der Oberseite zur Breite W1 der Unterseite ist kleiner als 0,7. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Breite W2 der Oberseite zur Breite W1 der Unterseite kleiner als 0,35, oder der Querschnitt jeder leitenden Linie ist ungefähr dreieckig. Die Höhe H ist größer als die Breite W1 der Unterseite. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Höhe H zur Breite W1 der Unterseite größer als 1,5. Bei dieser Ausführungsform ist die leitende Linienstruktur 121 langgestreckt, und der Querschnitt einer Linie der leitenden Linienstruktur 121 ist dreieckig. Es wird auf die 10 verwiesen, in der die durch ein REM erhaltene tatsächliche Form der leitenden Linienstruktur 121 dargestellt ist.
Ferner ist, gemäß der 3A, die die Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt, an der Oberseite der zweiten Halbleiterschicht 114 durch einen Aufrauungsprozess eine aufgeraute Struktur 131 ausgebildet. Gemäß der 3B, die die Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist an der Oberseite der zweiten Halbleiterschicht 114 eine periodische konkav-konvexe Struktur 132 oder dergleichen ausgebildet. Die aufgeraute Struktur 131 oder die periodische konkav-konvexe Struktur 132 kann auf effektive Weise die Lichtentnahmeeffizienz des Halbleiterbauteils erhöhen, um dadurch die Leuchteffizienz desselben zu erhöhen.
Abweichend von der herkömmlichen Lithographietechnik kann durch eine Nanodrucktechnik gemäß der Erfindung ein relativ feines Photoresistmuster erzeugt werden, und der anschließende Strukturierprozess kann leicht bewerkstelligt werden. Diesbezüglich ist ein Halbleiterbauteil gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, wie in der 3C dargestellt, geschaffen. Beim Halbleiterbauteil der fünften Ausführungsform liegt die Rauigkeit (Ra) einer Fläche 133 der zweiten Halbleiterschicht 114 im Bereich von 0,1 µm - 3 µm, und die leitende Linienstruktur 121 ist durch eine Nanodrucktechnik auf der Fläche 133 ausgebildet. Außerdem ist ein Halbleiterbauteil gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, wie in der 3D dargestellt, geschaffen. Während eines Prozesses zum Herstellen des Halbleiterbauteils gemäß der sechsten Ausführungsform wird auf der zweiten Halbleiterschicht 114 durch eine Nanodrucktechnik ein Fotoresistmuster hergestellt, und dann wird die zweite Halbleiterschicht 114 geätzt, um mehrere Gräben 122 auszubilden, und dann wird der Graben 122 mit der leitenden Linienstruktur 121 aufgefüllt, um eine Ebene 134 zu bilden. Abschließend werden die transparente, leitende Schicht 116 und die erste Elektrode 117 auf der Ebene 134 hergestellt.
Die 4A zeigt ein Halbleiterbauteil gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Das Halbleiterbauteil der siebten Ausführungsform ist im Prinzip demjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich. Jedoch befindet sich beim Halbleiterbauteil der siebten Ausführungsform die leitende Linienstruktur 121 mit verschiedenen Mustern unter der ersten Elektrode 117, und sie ist elektrisch mit dieser verbunden. Daher kann der elektrische Strom direkt in die leitende Linienstruktur 121 fließen und durch diese gleichmäßig verteilt werden, bevor er in die Halbleiter-Stapelschicht fließt. Die Elektrode 117 kann auch ein fingerartiges Muster (nicht dargestellt) auf der leitenden Linienstruktur 121 aufweisen. Daher kann selbst dann, wenn die leitende Linienstruktur 121 unterbrochen ist, durch die Elektrode 117 mit fingerartigem Muster immer noch eine elektrische Verbindung erzielt werden.
Die 4B zeigt ein Halbleiterbauteil gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung. Das Halbleiterbauteil der achten Ausführungsform ist im Prinzip derjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich. Jedoch ist beim Halbleiterbauteil der achten Ausführungsform die erste transparente, leitende Schicht 141 auf der zweiten Halbleiterschicht 114 ausgebildet, die leitende Linienstruktur 121 ist auf der ersten transparenten, leitenden Schicht 141 ausgebildet, die zweite transparente, leitende Schicht 142 ist auf der leitenden Linienstruktur 121 ausgebildet, und die Elektrode 117 ist auf der zweiten transparenten, leitenden Schicht 142 ausgebildet.
Die 5 zeigt ein Halbleiterbauteil gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung. Die Struktur und das Herstellverfahren beim Halbleiterbauteil der neunten Ausführungsform sind im Prinzip ähnlich denen beim Halbleiterbauteil der ersten Ausführungsform. Jedoch enthält das Halbleiterbauteil der neunten Ausführungsform ferner eine die Seitenwände der leitenden Linienstruktur 121 bedeckende Schutzschicht 151. Die Schutzschicht 151 kann die Verbindungsfestigkeit zwischen der leitenden Linienstruktur 121 und der zweiten Halbleiterschicht 114 erhöhen. Daher kann das Problem gelöst werden, dass die leitende Linienstruktur 121 dazu neigt, bei größerem Verhältnis der Höhe zur Breite abzubrechen. Die Schutzschicht 121 kann aus einem transparenten Material, wie Siliciumdioxid oder einem Polymer, herstellt werden. Die auf den Seitenwänden der leitenden Linienstruktur 121 hergestellte Schutzschicht 151 kann durch ein Sol-Gel-Verfahren oder ein Schleuderbeschichtungsverfahren hergestellt werden.
Die 6 zeigt ein Halbleiterbauteil gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung. Ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiterbauteils der zehnten Ausführungsform enthält die folgenden Schritte. Auf der zweiten Halbleiterschicht 114 wird die leitende Linienstruktur 121 durch eine Nanodrucktechnik hergestellt. Dann wird diese leitende Linienstruktur 121 als Maske zum Ätzen der Halbleiter-Stapelschicht durch ein induktiv gekoppeltes Plasma genutzt, um mehrere Gräben und mehrere Säulenstrukturen der Halbleiter-Stapelschicht unter der leitenden Linienstruktur 121 auszubilden, wie es in der 6 dargestellt ist. Dann wird ein isolierendes Material dazu verwendet, die Gräben aufzufüllen, um eine isolierende Schutzschicht 161 auszubilden. Abschließend werden die transparente, leitende Schicht 162 und die erste Elektrode 117 auf der isolierenden Schutzschicht 161 hergestellt. Die isolierende Schutzschicht 161 kann aus Epoxyharz oder Siliciumdioxid (SiO₂) hergestellt werden. Die Säulenstrukturen der Halbleiter-Stapelschicht können die Leuchteffizienz des Halbleiterbauteils erhöhen. Außerdem kann durch Verwenden der leitenden Linienstruktur 121 als Photomaske die Verwendung einer zusätzlichen Photomaske umgangen werden, wodurch die Herstellkosten des Halbleiterbauteils gesenkt werden.
Die leitende Punktstruktur und die leitende Linienstruktur der obigen Ausführungsformen können gegeneinander ausgetauscht werden. Die leitenden Strukturen können aus einem leitenden Material, das kein Metall ist, hergestellt ist. Für die leitenden Strukturen besteht keine Einschränkung darauf, dass sie zwischen der Elektrode und der Halbleiter-Stapelschicht liegen. Die leitenden Strukturen zum Verteilen des elektrischen Stroms können gleichzeitig an zwei Seiten der Halbleiter-Stapelschicht, in der Halbleiter-Stapelschicht oder zwischen verschiedenen Halbleiter-Stapelschichten liegen.
Außerdem kann das oben genannte Halbleiterbauteil über einen Lötkontaktfleck oder ein Klebermaterial mit der Substratseite nach unten auf einem Hilfsträger angebracht werden, um ein Lichtquellenbauteil zu bilden. Außerdem verfügt der Hilfsträger ferner über mindestens ein Schaltungslayout, das über eine elektrisch leitende Struktur, wie einen Metalldraht, die elektrisch mit der Elektrode des Halbleiterbauteils verbunden ist. Das oben genannte Halbleiterbauteil kann auch durch mindestens einen Lötkontaktfleck mit nach oben zeigender Substratseite auf einem Hilfsträger angebracht werden, um ein Lichtquellenbauteil vom Flip-Chip-Typ zu bilden. Außerdem verfügt der Hilfsträger ferner über mindestens ein Schaltungslayout, das über die Lötverbindung elektrisch mit den Elektroden des Halbleiterbauteils verbunden ist.
Es wird auf die 7 Bezug genommen, in der ein Hinterleuchtungsmodul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Das Hinterleuchtungsmodul verfügt über ein Lichtquellenbauteil 710, ein optisches Bauteil 720 und ein Stromversorgungssystem 730. Das Lichtquellenbauteil 710 verfügt über ein Halbleiterbauteil 711 gemäß einer der obigen Ausführungsformen. Das optische Bauteil 720 liegt auf einem Lichtausgangspfad des Lichtquellenbauteils 710, um das Licht geeignet zu verarbeiten. Das Stromversorgungssystem 730 ist so ausgebildet, dass es elektrischen Strom für die Lichtquelle 710 liefert.
Es wird auf die 8 Bezug genommen, in der eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine Fahrzeugleuchte, eine Straßenleuchte, eine Wegleuchte, ein elektrischer Bogen oder eine Hinweisleuchte sein. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält ein Lichtquellenbauteil 810, ein Stromversorgungssystem 820 und ein Steuerungselement 830. Das Lichtquellenbauteil 810 verfügt über ein Halbleiterbauteil 811 einer der obigen Ausführungsformen. Das Stromversorgungssystem 830 ist so ausgebildet, dass es elektrischen Strom für die Lichtquelle 810 liefert. Das Steuerungselement 830 wird dazu verwendet, das Stromversorgungssystem 820 zum Eingeben von elektrischem Strom in das Lichtquellenbauteil 810 zu steuern.

Claims

Halbleiterbauteil mit: - einer Halbleiter-Stapelschicht; - einer leitenden Struktur in Kontakt mit der Halbleiter-Stapelschicht, wobei diese leitende Struktur eine Breite der Unterseite und eine von dieser abgewandte Breite der Oberseite aufweist und dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom in die Halbleiter-Stapelschicht zu leiten; und - einer auf Seitenwänden der leitenden Struktur ausgebildeten Schutzschicht, wobei das Verhältnis der Breite der Oberseite zur Breite der Unterseite kleiner als 0,7 ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis der Breite der Oberseite zur Breite der Unterseite kleiner als 0,35 ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem ein Querschnitt der leitenden Struktur dreieckig ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die Breite der Unterseite kleiner als 5 µm ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die Breite der Unterseite kleiner als die Wellenlänge des durch das Halbleiterbauteil erzeugten Lichts ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die Höhe von der Unterseite zur Oberseite größer als die Breite der Unterseite ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, ferner mit einer aufgerauten Struktur oder einer periodischen konkav-konvexen Struktur, die auf einer Fläche der Halbleiter-Stapelschicht ausgebildet ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1 ferner mit einer transparenten leitenden Schicht, die auf der leitenden Struktur ausgebildet ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 9, ferner mit einer anderen transparenten, leitenden Schicht, die sich der zwischen der leitenden Struktur und der Halbleiter-Stapelschicht befindet.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, ferner mit mehreren Gräben in der Halbleiter-Stapelschicht und einer in die Gräben gefüllten isolierenden Schutzschicht.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die leitende Struktur eine leitende Punktstruktur oder ein leitende Linienstruktur ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die Halbleiter-Stapelschicht eine Oberseite aufweist und die mittlere Rauigkeit derselben größer als 0,1 µm ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die leitende Struktur eine leitende Linienstruktur ist und das Halbleiterbauteil ferner eine auf der leitenden Struktur ausgebildete Elektrode aufweist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 13, bei dem die Elektrode ein fingerartiges Muster aufweist.
Halbleiterbauteil mit: - einer Halbleiter-Stapelschicht und - einer leitenden Struktur auf der Halbleiter-Stapelschicht, wobei diese leitende Struktur an voneinander abgewandten Seiten einen Unterseitenabschnitt und einen Oberseitenabschnitt aufweist, wobei der Unterseitenabschnitt mit der Halbleiter-Stapelschicht in Kontakt steht; und - einer auf Seitenwänden der leitenden Struktur ausgebildeten Schutzschicht, wobei die Höhe vom Unterseitenabschnitt zum Oberseitenabschnitt größer als die Breite der Unterseite des Unterseitenabschnitts ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 15, bei dem das Verhältnis der Höhe zum Unterseitenabschnitt größer als 1,5 ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 15, bei dem die Breite der Unterseite kleiner als die Wellenlänge des durch das Halbleiterbauteil erzeugten Lichts ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 15, wobei die Schutzschicht den Oberseitenabschnitt freilegt.
Halbleiterbauteil mit: - einer Halbleiter-Stapelschicht mit einer ersten Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten Halbleiterschicht; und - einer leitenden Struktur, die in der ersten Halbleiterschicht oder der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet ist, wobei die leitende Struktur eine leitende Punktstruktur oder eine leitende Linienstruktur ist, und wobei die leitende Struktur aus Gold (Au), Silber (Ag), Chrom/Gold (Cr/Au), Gold/Beryllium-Gold/Gold (Au/BeAu/Au, Gold/Germanium-Gold-Nickel/Gold (Au/GeAuNi/Au) oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 19, bei dem die Breite der leitenden Struktur kleiner als 5 µm ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 19, bei dem die Breite im Bereich von 0,1 µm bis 3 µm liegt.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 19, ferner mit einer auf der Halbleiter-Stapelschicht ausgebildeten transparenten, leitenden Schicht.