DE102009025015A1

DE102009025015A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102009025015A1
Application number: DE102009025015A
Authority: DE
Inventors: Won Cheo Ansan Seo; Yun Goo Ansan Kim; Chang Youn Ansan Kim
Original assignee: Seoul Optodevice Co Ltd
Current assignee: Seoul Viosys Co Ltd
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2010-02-18
Also published as: US7982234B2; US20110175131A1; JP2010021546A; US20100006881A1; US8242530B2; JP5421001B2

Abstract

Es wird eine lichtemittierende Vorrichtung angegeben, welche Folgendes umfasst: Verbundhalbleiterschichten einschließlich einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht; eine Reflexionsschicht aus Metall, die auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Isolationsstruktur, die zumindest in einem Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Struktur aus Metallmaterial, welche dafür ausgebildet ist, die zweite leitende Halbleiterschicht, auf der die Reflexionsschicht aus Metall und die Isolationsstruktur ausgebildet sind, zu bedecken; und ein Substrat, das mit der Struktur aus Metallmaterial verbunden ist, wobei der Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht einen äußeren Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht entlang einem äußeren Umfang der zweiten leitenden Halbleiterschicht umfasst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Sie betrifft insbesondere eine lichtemittierende Vorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das Freilegen einer Schutzschicht aus Metall zu verhindern oder zu minimieren, indem eine Isolationsschicht auf einem Abschnitt ausgeformt wird, durch welchen hindurch die Schutzschicht aus Metall, welche metallische Rückstände erzeugen kann, freigelegt werden kann, oder um Seiten von Halbleiter-Verbundschichten, die durch einen Ätzprozess freigelegt sind, mittels einer Isolationsstruktur zu schützen, um die Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften zu verhindern. Die Verschlechterung wird dadurch hervorgerufen, dass aufgrund des Ätzens erzeugte metallische Rückstände auf den Seiten der Halbleiterverbundschichten haften, die durch den Ätzprozess freigelegt sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen der lichtemittierenden Vorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen sind Nitride von Elementen der Gruppe III, wie beispielsweise GaN und AlN, da sie eine ausgezeichnete thermische Stabilität und eine Energiebandstruktur mit direktem Bandübergang aufweisen, seit kurzem als Materialien für lichtemittierende Vorrichtungen im blauen Bereich und im Ultraviolettbereich ins Zentrum des Interesses gerückt. Insbesondere werden Vorrichtungen, die unter Einsatz von GaN blaues und grünes Licht emittieren, in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel Farbfernseher mit großformatigen Flachbildschirmen, Ampeln, Innenbeleuchtung, Lichtquellen mit hoher Leuchtdichte, Ausgabesystemen mit hoher Auflösung und optischen Kommunikationseinrichtungen.
Ein derartiges Nitrid eines Elements der Gruppe III, insbesondere GaN, wird auf einem heterogenen Substrat mit einer ähnlichen Kristallstruktur durch einen metallorganischen chemischen Dampfabscheidungsprozess (MOCVD) aufgebracht, alternativ durch ein Molekularstrahl-Epitaxieverfahren (MBE) oder ähnliche Verfahren, da es schwierig ist, ein homogenes Substrat auszubilden, auf dem GaN aufwachsen kann. Hauptsächlich wird ein Saphirsubstrat mit hexagonaler Systemstruktur als das heterogene Substrat verwendet. Da jedoch Saphir ein elektrischer Nichtleiter ist, begrenzt er die Struktur einer LED. Da Saphir mechanisch und chemisch sehr stabil ist, ist es schwierig, ihn zu verarbeiten, wie beispielsweise zu schneiden, zu formen und dergleichen, und die thermische Leitfähigkeit von Saphir ist zudem niedrig. Dementsprechend wurden kürzlich Studien ausgeführt, um ein Verfahren zu entwickeln, gemäß dem Halbleiterschichten aus Nitrid auf einem heterogenen Substrat, wie beispielsweise Saphir aufgewachsen werden, und das heterogene Substrat von den Halbleiterschichten aus Nitrid getrennt wird, wodurch eine lichtemittierende Diode (LED) vom vertikalen Typus erzeugt wird.
1 ist eine Schnittansicht, welche eine herkömmliche LED des vertikalen Typs zeigt.
Mit Bezug auf 1 umfasst die LED des vertikalen Typs ein leitendes Substrat 31. Auf dem leitenden Substrat 31 werden Verbundhalbleiterschichten, die eine Halbleiterschicht 15 des N-Typs, eine aktive Schicht 17 und eine Halbleiterschicht 19 des P-Typs umfassen, ausgebildet. Zwischen das leitende Substrat 31 und die Halbleiterschicht 19 des P-Typs werden auch eine Reflexionsschicht 23 aus Metall, eine Schutzschicht 25 aus Metall und eine Haftschicht 27 gesetzt.
Allgemein werden die Verbundhalbleiterschichten auf einem Opfersubstrat (nicht gezeigt), wie beispielsweise einem Saphirsubstrat, unter Einsatz eines MOCVD-Verfahrens oder dergleichen aufgewachsen. Dann werden die Reflexionsschicht 23 aus Metall, die Schutzschicht 25 aus Metall und die Haftschicht 27 auf den Verbundhalbleiterschichten ausgebildet, und das leitende Substrat 31 haftet daran. Nachfolgend wird das Opfersubtrat von den Verbundhalbleiterschichten unter Einsatz eines laserbasierten Abhebeverfahrens oder dergleichen getrennt, und die Halbleiterschicht 15 des N-Typs wird freigelegt. Danach werden die Verbundhalbleiterschichten in jeweilige lichtemittierende Zellbereiche auf dem leitenden Substrat 31 durch ein Ätzverfahren getrennt. Dann wird ein Elektrodenpad 33 auf der Halbleiterschicht 15 des N-Typs in jedem der lichtemittierenden Zellbereiche ausgebildet, und es werden individuelle Vorrichtungen voneinander getrennt, indem das leitende Substrat 31 für jeden der lichtemittierenden Zellbereiche in Würfel geschnitten wird. Dementsprechend wird das leitende Substrat 31 eingesetzt, das bezüglich der Wärmeabstrahlung ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, wodurch die Effizienz der Lichtemission einer LED verbessert wird und die LED von 1 angegeben wird, welche eine vertikale Struktur aufweist.
Jedoch wird im Fall der LED des vertikalen Typs unter Einsatz des leitenden Substrats typischerweise ein Trockenätzverfahren eingesetzt, um jeweilige Zellen voneinander zu trennen, wenn diese hergestellt werden. Da solch ein Ätzverfahren dazu dient, die Vorrichtung selbst in die jeweiligen Zellen aufzuteilen, wird es so ausgeführt, dass eine Tiefe erreicht wird (2 μm oder mehr), die größer ist als bei einem Mesa-Ätzprozess. Deshalb wird das Ätzverfahren so ausgeführt, dass man tiefer geht als bis zur tatsächlich geätzten Tiefe, um Rückstände zu entfernen, die teilweise am freigelegten Abschnitt nach dem Ätzen verbleiben.
Beim Ätzprozess wird die Schutzschicht 25 aus Metall, welche die Reflexionsschicht 23 aus Metall schützt, geätzt, und geätzte Rückstände derselben haften an den Seiten jeder der Zellen. Die Rückstände, die an jeder Zelle haften, verbinden die Halbleiterschicht 15 N-Typs und die Halbleiterschicht 19 des P-Typs elektrisch miteinander, wodurch ein Kurzschluss entsteht. Solche Rückstände, die im Ätzverfahren erzeugt werden können, sollten durch ein Nassätzverfahren entfernt werden. Jedoch ist es schwierig, die Rückstände zu entfernen, da Metalle, wie beispielsweise W, Pt oder Ni, die als Schutzschicht 25 aus Metall verwendet werden, im Allgemeinen nicht einmal durch das Nassätzverfahren entfernt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine lichtemittierende Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, die es ermöglichen, eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften aufgrund der Haftung von Rückständen einer Schutzschicht aus Metall, die in einem Trockenätzverfahren erzeugt werden, an Verbundhalbleitern zu verringern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine lichtemittierende Vorrichtung angegeben, welche Halbleiterverbundschichten mit einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht; eine Reflexionsschicht aus Metall, die auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Isolationsstruktur, die zumindest in einem Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Struktur aus Metallmaterial, die ausgebildet ist, um die zweite leitende Halbleiterschicht, auf der die Reflexionsschicht aus Metall und die Isolationsstruktur ausgebildet sind, zu bedecken; und ein Substrat, das mit der Struktur aus Metallmaterial verbunden ist, aufweist, wobei der Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht einen äußeren Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht entlang einem äußeren Umfang der zweiten leitenden Halbleiterschicht umfasst.
Vorzugsweise ist das Substrat ein leitendes Substrat.
Vorzugsweise ist das Substrat ein Saphirsubstrat.
Vorzugsweise umfasst die Isolationsstruktur mindestens eine der folgenden Verbindungen: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂, Polymere.
Die Isolationsstruktur kann so ausgebildet sein, dass ein Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial frei liegt; und die lichtemittierende Vorrichtung kann darüber hinaus eine erste Elektrode, die auf der ersten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode umfassen, die auf der Struktur aus Metallmaterial ausgebildet ist, welche durch die Isolationsstruktur hindurch freigelegt ist.
Vorzugsweise ist die Struktur aus Metallmaterial, die mit der zweiten Elektrode in Kontakt ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die zweite Elektrode, die in Kontakt mit der Struktur aus Metallmaterial ist, bis zu einer Bodenoberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur so ausgebildet, dass sie sich auf zumindest einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht erstreckt.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur so ausgebildet, dass sie sich erstreckt, um zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall zu bedecken.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung angegeben, welche die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht auf einer Opferschicht und Ausbilden einer Reflexionsschicht aus Metall auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht; Ausbilden einer Isolationsstruktur zumindest in einem Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht; Ausbilden einer Struktur aus Metallmaterial auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, auf der die Reflexionsschicht aus Metall und die Isolationsstruktur ausgebildet sind; Ausbilden eines Verbindungssubstrats auf der Struktur aus Metallmaterial und Entfernen der Opferschicht, um die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; und Ätzen der ersten leitenden Halbleiterschicht, der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht, bis die Isolationsschicht freigelegt ist, wobei der Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht einen äußeren Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht entlang einem äußeren Umfang der zweiten leitenden Halbleiterschicht umfasst.
Vorzugsweise ist das Substrat ein leitendes Substrat.
Vorzugswise ist das Substrat ein Saphirsubstrat.
Vorzugsweise umfasst die Isolationsstruktur mindestens eine Verbindung der folgenden Gruppe: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymer.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur so ausgebildet, dass ein Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freigelegt ist; und das Verfahren umfasst darüber hinaus die Schritte des Ausbildens einer ersten Elektrode auf der ersten leitenden Halbleiterschicht und des Ausbildens einer zweiten Elektrode auf der Strukturschicht aus Metallmaterial, die durch die Isolationsstruktur hindurch freigelegt ist.
Vorzugsweise ist die Struktur aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur so ausgebildet, dass sie sich auf zumindest einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht erstreckt.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur so ausgebildet, dass sie sich erstreckt, um zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall zu bedecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine lichtemittierende Vorrichtung angegeben, welche Verbundhalbleiterschichten einschließlich einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht; eine Reflexionsschicht aus Metall, die auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Isolationsstruktur, die dafür ausgebildet ist, zumindest Seiten der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht zu bedecken; eine Struktur aus Metallmaterial, die dafür ausgebildet ist, die zweite leitende Halbleiterschicht zu bedecken, auf welcher die Reflexionsschicht aus Metall ausgebildet ist, sowie die Isolationsstruktur; und ein Substrat, das mit der Struktur aus Metallmaterial verbunden ist, wobei die Isolationsstruktur so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freigelegt ist.
Vorzugsweise kann die lichtemittierende Vorrichtung darüber hinaus eine erste Elektrode, die auf der ersten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; und eine zweite Elektrode umfassen, die auf der Struktur aus Metallmaterial ausgebildet ist, welche durch die Isolationsstruktur hindurch freigelegt ist.
Vorzugsweise ist die Struktur aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die zweite Elektrode, die in Kontakt mit der Struktur aus Metallmaterial ist, bis zu einer Bodenoberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur dafür ausgebildet, zumindest einen Abschnitt von Seiten der ersten leitenden Halbleiterschicht zu bedecken.
Vorzugsweise umfasst die Isolationsstruktur mindestens eine Verbindung aus der folgenden Gruppe: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymere.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur dafür ausgebildet, sich auf mindestens einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht zu erstrecken.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur dafür ausgebildet, sich zu erstrecken, um mindestens einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall zu bedecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung angegeben, welches die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden von Verbundhalbleiterschichten umfassend eine erste leitende Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite leitende Halbleiterschicht auf einem Opfersubstrat, und Ausführen eines Mesa-Ätzverfahrens, um das Opfersubstrat oder die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; Ausbilden einer Reflexionsschicht aus Metall auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht; Ausbilden einer Isolationsstruktur, welche zumindest Seiten der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht auf der ersten leitenden Halbleiterschicht, welche durch den Mesa-Ätzprozess freigelegt ist, oder das Opfersubstrat umgibt; Ausbilden einer Struktur aus Metallmaterial und eines Verbindungssubstrats auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, auf welcher die Reflexionsschicht aus Metall ausgebildet ist, und der Isolationsstruktur, und Entfernen des Opfersubstrats, um die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; und Ausführen eines Ätzverfahrens zum Trennen der Verbundhalbleiterschichten in individuelle Elemente in einem Zustand, in dem zumindest die Seiten der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht durch die Isolationsstruktur bedeckt sind, wobei die Isolationsstruktur so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freigelegt ist.
Vorzugsweise kann das Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung darüber hinaus die Schritte des Ausbildens einer ersten Elektrode auf der ersten leitenden Halbleiterschicht und des Ausbildens einer zweiten Elektrode auf der Struktur aus Metallmaterial, die durch die Isolationsschicht hindurch freigelegt ist, umfassen.
Vorzugsweise ist die Struktur aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die zweite Elektrode, die in Kontakt mit der Struktur aus Metallmaterial ist, bis zu einer Bodenoberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur dafür ausgebildet, zumindest einen Abschnitt von Seiten der ersten leitenden Halbleiterschicht zu bedecken.
Vorzugsweise umfasst die Isolationsstruktur mindestens eine Verbindung aus der folgenden Gruppe: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymere.
Vorzugsweise ist die Isolationsstruktur so ausgebildet, dass sie sich zumindest auf einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht erstreckt.
Die Isolationsschicht kann so ausgebildet sein, dass sie sich erstreckt, um zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall zu bedecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine lichtemittierende Vorrichtung angegeben, welche folgendes umfasst: ein Substrat; eine lichtemittierende Struktur aus einem Verbundhalbleiter, der auf einem Bereich des Substrats positioniert ist, wobei die lichtemittierende Struktur eine erste leitende obere Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite leitende untere Halbleiterschicht umfasst; eine getrennte Schicht eines ersten leitenden Halbleiters, die auf einem anderen Bereich des Substrats positioniert ist, wobei sie von der lichtemittierenden Struktur beabstandet ist; eine Struktur aus Metallmaterial, die zwischen der lichtemittierenden Struktur und der getrennten Schicht und dem Substrat positioniert ist, um die untere Halbleiterschicht und die getrennte Schicht miteinander elektrisch zu verbinden; und eine Isolationsstruktur, welche eine Seite der lichtemittierenden Struktur bedeckt, um die Struktur aus Metallmaterial gegenüber der oberen Halbleiterschicht und der aktiven Schicht zu isolieren.
Vorzugsweise kann die lichtemittierende Vorrichtung darüber hinaus ein erstes Elektroden-Pad umfassen, das auf der lichtemittierenden Struktur ausgebildet ist, und ein zweites Elektroden-Pad, das auf der getrennten Schicht ausgebildet ist.
Vorzugsweise kann die lichtemittierende Vorrichtung darüber hinaus eine Reflexionsschicht aus Metall umfassen, die zwischen eine untere Oberfläche der unteren Halbleiterschicht und die Struktur aus Metallmaterial gesetzt ist, wobei die Struktur aus Metallmaterial eine Schutzschicht aus Metall umfasst, um die Reflexionsschicht aus Metall zu bedecken.
Vorzugsweise kann die lichtemittierende Vorrichtung darüber hinaus ein Verbindungsmetall zum Verbinden der Struktur aus Metallmaterial mit dem Substrat umfassen.
Vorzugsweise kann die Struktur aus Metallmaterial mit der getrennten Schicht verbunden werden, indem sie durch die Isolationsstruktur verläuft.
Vorzugsweise kann die getrennte Schicht auf derselben Ebene wie die obere Halbleiterschicht positioniert sein.
Vorzugsweise kann die getrennte Schicht aus dem gleichen Material wie mindestens ein Abschnitt der oberen Halbleiterschicht ausgebildet sein.
Vorzugsweise kann die getrennte Schicht dadurch ausgebildet sein, dass sie die lichtemittierende Struktur umgibt.
Vorzugsweise kann sich die Isolationsstruktur zur unteren Oberfläche der unteren Halbleiterschicht erstrecken und zwischen die untere Halbleiterschicht und die Struktur aus Metallmaterial gesetzt sein.
Vorzugsweise kann die obere Oberfläche der oberen Halbleiterschicht eine aufgeraute Oberfläche aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung angegeben, welches die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden von Verbundhalbleiterschichten auf einem Opfersubstrat, wobei die Verbundhalbleiterschichten eine erste leitende Halbleiterschicht, eine zweite leitende Halbleiterschicht und eine aktive Schicht, die zwischen die erste leitende Halbleiterschicht und die zweite leitende Halbleiterschicht gesetzt ist, umfasst, wobei die erste leitende Halbleiterschicht nahe am Opfersubstrat positioniert ist; Ausbilden einer Mesa durch Versehen der Verbundhalbleiterschichten mit einem Muster, so dass die erste leitende Halbleiterschicht um die Mesa herum frei liegt; Ausbilden einer Isolationsstruktur zum Bedecken der aktiven Schicht und der ersten leitenden Halbleiterschicht, die um die Mesa herum frei liegt, so dass ein Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht teilweise um die Mesa herum frei liegt; Ausbilden einer Struktur aus Metallmaterial zum elektrischen Verbinden der Mesa und des Bereichs der ersten leitenden Halbleiterschicht, welcher um die Mesa herum frei liegt; Verbinden eines Substrats mit der Struktur aus Metallmaterial; Entfernen des Opfersubstrats, um die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; und Versehen der freigelegten ersten leitenden Halbleiterschicht mit einem Muster, um den Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum von der ersten leitenden Halbleiterschicht auf der Mesa zu trennen.
Vorzugsweise kann das Verfahren darüber hinaus die Schritte des Ausbildens einer ersten Elektrode auf der ersten leitenden Halbleiterschicht auf der Mesa und das Ausbilden einer zweiten Elektrode auf dem Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum umfassen.
Vorzugsweise kann das Verfahren darüber hinaus den Schritt des Ausbildens einer Reflexionsschicht aus Metall vor dem Ausbilden der Struktur aus Metallmaterial umfassen.
Vorzugsweise kann der Schritt des Ausbildens der Isolationsstruktur die Schritte des Ausbildens einer Isolationsstruktur zum Bedecken der Mesa und der ersten leitenden Halbleiterschicht, die um die Mesa herum frei liegt, und des Freilegens eines oberen Bereichs der Mesa durch Versehen der Isolationsschicht mit einem Muster und des Ausbildens eines Durchgangsloches zum Freilegen des Bereichs der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum umfassen.
Vorzugsweise kann die Isolationsstruktur eine obere Kante der Mesa bedecken.
Vorzugsweise kann der Schritt des Ausbildens einer Isolationsstruktur die Schritte des Ausbildens einer Isolationsschicht zum Bedecken der Mesa und der ersten leitenden Halbleiterschicht, die um die Mesa herum frei liegt; und das Freilegen eines oberen Bereichs der Mesa durch Versehen der Isolationsschicht mit einem Muster und das teilweise Freilegen eines Bereichs der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum umfassen, wobei der Bereich die Mesa umgibt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, welche eine vertikale lichtemittierende Diode (LED) des Standes der Technik zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, welche eine LED gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 bis 13 sind Schnittansichten bzw. Draufsichten, welche ein Verfahren zum Herstellen einer LED gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
14 bis 17 sind Draufsichten, welche ein Verfahren zum Herstellen einer LED gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigen;
18 ist eine Schnittansicht, welche eine LED gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
19 ist eine Schnittansicht, welche eine LED gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
20 bis 28 sind Schnittansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer LED gemäß einer weiteren Ausführungsform er Erfindung zeigen;
29 ist eine Schnittansicht, welche ein Verfahren zum Herstellen einer LED gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
30 und 31 sind Schnittansichten, welche eine LED gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen; und
32 und 33 sind Schnittansichten, welche eine LED gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung detailliert mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen werden nur zum Zwecke der Veranschaulichung angegeben, so dass der Fachmann auf diesem Gebiet den Grundgedanken der Erfindung vollständig verstehen kann. Deshalb ist die Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auch in anderen Formen implementiert werden. In den Zeichnungen können die Breiten, Längen, Dicken und dergleichen von Elementen zum Zweck der besseren Veranschaulichung übertrieben dargestellt sein. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in der Beschreibung und den Zeichnungen die gleichen Elemente.
2 ist eine Schnittansicht, welche eine LED gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 2 sind Verbundhalbleiterschichten, welche eine Halbleiterschicht 55 des N-Typs, eine aktive Schicht 57 und eine Halbleiterschicht 59 des P-Typs umfassen, auf einem Bereich eines Verbindungssubstrats 71 positioniert. Obwohl das Verbindungssubstrat 71 ein Saphirsubstrat sein kann, ist das Verbindungssubstrat nicht hierauf beschränkt, sondern kann ein anderes heterogenes Substrat sein. Währenddessen sind die Verbundhalbleiterschichten solche, die auf Elementen der Gruppe III und N basieren, beispielsweise Halbleiterschichten aus (Al, Ga, In) N.
Eine Reflexionsschicht 61 aus Metall, eine Isolationsstruktur 62 und eine Struktur 63 aus Metallmaterial sind zwischen die Verbundhalbleiterschichten und das Verbindungssubstrat 71 gesetzt.
Die Reflexionsschicht 61 aus Metall ist aus einem Metallmaterial mit hoher Reflexivität ausgebildet, beispielsweise aus Ag oder Al.
Die Isolationsstruktur 62 ist in einem Grenzbereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet. Hier ist der Grenzbereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ein Bereich, der die Halbleiterschicht 59 des P-Typs und einen äußeren Bereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs entlang einem äußeren Umfang der Halbleiterschicht 59 des P-Typs umfasst. In dieser Ausführungsform ist die Isolationsstruktur 62 dafür ausgebildet, sich zwischen der Halbleiterschicht 59 des P-Typs und der Struktur 63 aus Metallmaterial zu erstrecken, während sie mit mindestens einem Abschnitt der Bodenoberfläche der Halbleiterschicht 59 des P-Typs in Kontakt ist. Die Isolationsstruktur 62 kann beispielsweise SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ oder Polymere umfassen. Die Isolationsstruktur 62 kann offene Bereiche umfassen, so dass die Struktur 63 aus Metallmaterial durch mindestens einen Abschnitt der Isolationsstruktur 62 hindurch frei liegt. Die offenen Bereiche können durch Versehen der Isolationsstruktur 62 mit einem Muster ausgebildet werden. Die Struktur 63 aus Metallmaterial liegt durch die offenen Bereiche der Isolationsstruktur 62 hindurch frei, und Elektroden 83b des P-Typs sind auf der freiliegenden Struktur 63 aus Metallmaterial ausgebildet.
Die Struktur 63 aus Metallmaterial umfasst eine Schutzschicht aus Metall, welche die Halbleiterschicht 59 des P-Typs, auf der die Reflexionsschicht 61 aus Metall und die Isolationsstruktur 62 ausgebildet sind, bedeckt. Die Schutzschicht aus Metall verhindert, dass Elemente aus einer Haftschicht 67 zur Reflexionsschicht 61 aus Metall diffundieren, so dass die Reflexivität der Reflexionsschicht 61 aus Metall aufrecht erhalten werden kann. Die Struktur 63 aus Metallmaterial schützt die Reflexionsschicht 61 aus Metall und wird auch zu einer freigelegten Schicht, wenn nach dem Entfernen des Opfersubstrats ein Ätzprozess durchgeführt wird. Durch ein Trockenätzverfahren können Rückstände aus der Struktur 63 aus Metallmaterial erzeugt werden. Nur der Abschnitt der Struktur 63 aus Metallmaterial, welcher durch die offenen Bereiche der Isolationsschicht 62 hindurch freigelegt ist, wird geätzt, und deshalb sind die erzeugten Rückstände merklich geringer im Vergleich zu einer herkömmlichen LED. Dementsprechend ist es möglich, den Einfluss, den die entsprechenden Rückstände in Zusammenhang mit dem elektrischen Beeinträchtigen der Halbleiterschicht 55 des N-Typs, der aktiven Schicht 57 und der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausüben, merkbar zu verringern.
In der Ausführungsform ist die Struktur 63 aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der Elektrode 83b des P-Typs ist, bis zur oberen Oberfläche der Isolationsstruktur 62 eingefüllt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die Elektrode 83b des P-Typs kann so ausgeführt sein, dass sie bis zur Bodenoberfläche der Isolationsstruktur 62 eingefüllt ist.
Die Haftschicht 67 verhindert, dass das Verbindungssubstrat 71 von der Reflexionsschicht 61 aus Metall getrennt wird, indem die Haftstärke zwischen dem Verbindungssubstrat 71 und der Reflexionsschicht 61 aus Metall verbessert wird.
Daneben ist eine Elektrode 83a des N-Typs auf der Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet, und die Elektroden 83b des P-Typs sind auf der Metallmaterialstruktur 63 ausgebildet, die durch den mindestens einen Abschnitt (offene Bereiche) der Isolationsstruktur 62 hindurch frei liegt. Dementsprechend wird Strom durch die Elektrode 83a des N-Typs und die Elektroden 83b des P-Typs zugeführt, wodurch Licht emittiert wird.
Die 3 bis 13 sind Schnittansichten bzw. Draufsichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer LED gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Mit Bezug auf 3 werden Verbundhalbleiterschichten auf einem Opfersubstrat 51 ausgebildet. Obwohl das Opfersubstrat 51 ein Saphirsubstrat sein kann, ist das Opfersubstrat nicht darauf beschränkt, sondern kann ein anderes heterogenes Substrat sein. Die Verbundhalbleiterschichten umfassen eine Halbleiterschicht 55 des N-Typs, eine aktive Schicht 57 und eine Halbleiterschicht 59 des P-Typs. Die Verbundhalbleiterschichten sind solche, die auf Elementen der Gruppe III und N basieren, und können aufgebracht werden, indem ein metallorganisches chemisches Dampfabscheidungsverfahren (MOCVD) eingesetzt wird, ein Molekularstrahl-Epitaxieverfahren (MBE) oder dergleichen.
Bevor die Verbundhalbleiterschichten ausgebildet werden, kann eine (nicht gezeigte) Pufferschicht auf dem Opfersubstrat 51 ausgebildet werden. Die Pufferschicht wird dafür eingesetzt, die Nichtübereinstimmung der Gitter der Verbundhalbleiterschichten und des Opfersubstrats 51 zu verringern und kann allgemein eine Schicht aus einem auf GaN basierenden Material sein.
Mit Bezug auf 4 wird eine Reflexionsschicht 61 aus Metall auf einem Bereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet. Beispielsweise kann die Reflexionsschicht 61 aus Metall aus Ag oder Al unter Einsatz eines Plattierungsverfahrens oder eines Abscheidungsverfahrens ausgebildet werden.
Mit Bezug auf 5 wird eine Isolationsstruktur 62 auf der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet, auf der die Reflexionsschicht 61 aus Metall ausgebildet ist. Die Isolationsschicht 62 kann so ausgebildet werden, dass sie eine größere Dicke aufweist als die Reflexionsschicht 61 aus Metall. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern kann ohne Begrenzung diesbezüglich modifiziert werden. Mindestens ein Abschnitt der Isolationsstruktur 62 weist offene Bereiche 62a und 62b auf, sodass die Halbleiterschicht 59 des P-Typs freigelegt wird. Mit Bezug auf 6, die eine Draufsicht auf das in 5 gezeigte Verfahren ist, sind Abschnitte der Halbleiterschicht 59 des P-Typs durch die offenen Bereiche 62a und 62b der Isolationsstruktur 62 hindurch freigelegt. Die offenen Bereiche 62a und 62b der Isolationsstruktur 62 werden in einem nachfolgenden Prozess mit einer Struktur 63 aus Metallmaterial gefüllt.
Mit Bezug auf 7 wird, nachdem die Isolationsstruktur 62 ausgebildet ist, die Struktur 63 aus Metallmaterial ausgebildet, um die Isolationsstruktur 62 zu bedecken. Die Struktur 63 aus Metallmaterial kann beispielsweise aus Ni, Ti, Ta, Pt, W, Cr, Pd oder dergleichen ausgebildet werden. Die Struktur 63 aus Metallmaterial ist auf den Abschnitten der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet, die durch die offenen Bereiche 62a und 62b der Isolationsstruktur 62 hindurch freigelegt sind, und auf der Reflexionsschicht 61 aus Metall.
Mit Bezug auf 8 wird ein erstes Verbindungsmetall 67a auf der Isolationsstruktur 62 ausgebildet. Beispielsweise kann das erste Verbindungsmetall 67a so ausgebildet werden, dass es eine Dicke von 15.000 μm aufweist, und zwar unter Einsatz von AuSn (80/20 Gew.-%).
Mit Bezug auf 9 wird ein Verbindungssubstrat 71, auf dem ein zweites Verbindungsmetall 67b ausgebildet ist, mit dem ersten Verbindungsmetall 67a verbunden.
Mit Bezug auf 10 wird die Opferschicht 51 von den Verbundhalbleiterschichten getrennt. Das Opfersubstrat 51 kann unter Einsatz eines Abhebeverfahrens mittels Laser (LLO) oder durch ein anderes mechanisches oder chemisches Verfahren abgetrennt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die Pufferschicht entfernt, so dass die Halbleiterschicht 55 des N-Typs frei liegt. Nun erfolgt eine Wendung, so dass die Halbleiterschicht 55 des N-Typs, die durch die Entfernung der Opferschicht 51 frei liegt, nach oben gerichtet ist, wobei die in 11 gezeigte Form entsteht.
Mit Bezug auf 12 werden die Halbleiterschicht 59 des P-Typs, die aktive Schicht 57 und die Halbleiterschicht 55 des N-Typs einem Mesa-Ätzverfahren unterzogen. Das Mesa-Ätzverfahren wird so lange durchgeführt, bis die Isolationsstruktur 62 und die Struktur 63 aus Metallmaterial, welche unterhalb der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet sind, freigelegt werden. Dementsprechend sind Seiten der Halbleiterschicht 59 des P-Typs, der aktiven Schicht 57 und der Halbleiterschicht 55 des N-Typs freigelegt, indem die Halbleiterschicht 59 des P-Typs, die aktive Schicht 57 und die Halbleiterschicht 55 des N-Typs teilweise geätzt werden.
Mit Bezug auf 13, die eine Draufsicht auf den in 12 gezeigten Prozess ist, werden Abschnitte der Struktur 63 aus Metallmaterial durch die offenen Bereiche der Isolationsstruktur 62 hindurch freigelegt.
Danach wird eine Elektrode 83a des N-Typs auf der Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet, und Elektroden 83b des P-Typs werden auf der Struktur 63 aus Metallmaterial ausgebildet, welche durch ein Trockenätzverfahren freigelegt ist. Dann wird ein Trockenätzverfahren ausgeführt, um die Verbundhalbleiterschichten in Zellbereiche aufzutrennen, wodurch die LED fertiggestellt wird, die in 2 gezeigt ist.
Indessen kann ein Abschnitt der Struktur 63 aus Metallmaterial geätzt werden, wenn das Trockenätzverfahren ausgeführt wird, das nach dem Mesa-Ätzverfahren von 12 durchgeführt wird, und dementsprechend können Rückstände der Struktur 63 aus Metallmaterial erzeugt werden. Jedoch entspricht der Bereich der Struktur 63 aus Metallmaterial, aus dem Rückstände im Ätzverfahren erzeugt werden können, einem Bereich der gesamten Fläche der Isolationsstruktur 62, wie in 13 gezeigt ist. Deshalb ist die Menge an Rückständen, die durch den Ätzprozess erzeugt werden, im Vergleich zur herkömmlichen LED deutlich verringert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor erwähnten Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen und Veränderungen durch den Fachmann ausgeführt werden. Dies ist durch den Schutzbereich der Erfindung umfasst, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Beispielsweise kann die vorstehend erwähnte Isolationsstruktur 62 so ausgebildet werden, dass innere und äußere Abschnitte durch die offenen Bereiche getrennt werden, welche mit der Struktur 63 aus Metallmaterial gefüllt sind. Auch sind die inneren und äußeren Abschnitte nicht vollständig getrennt, sondern offene Bereiche, die teilweise an solchen Stellen ausgebildet sind, werden mit der Struktur 63 aus Metallmaterial gefüllt.
Die 14 bis 17 sind Draufsichten, welche der 13 entsprechen und welche Formen der Isolationsstruktur 62 gemäß modifizierten Ausführungsformen der Erfindung zeigen. In 13 ist die Struktur 63 aus Metallmaterial durch zwei offene Bereiche hindurch freigelegt, von denen jeder jeweils auf der rechten und der linken Seite in Bezug auf die freigelegte Halbleiterschicht 55 des N-Typs positioniert ist. Mit Bezug auf 14 jedoch ist die Struktur 63 aus Metallmaterial durch sechs offene Bereiche hindurch freigelegt, wobei jeweils drei von diesen auf der linken bzw. auf der rechten Seite positioniert sind. Mit Bezug auf 15 ist die Struktur 63 aus Metallmaterial, zusätzlich zur rechten und zur linken Seite, an der oberen und der unteren Seite freigelegt. Mit Bezug auf 16 ist die Struktur 63 aus Metallmaterial an jeweiligen Ecken des Rechtecks in Bezug auf die Halbleiterschicht 55 des N-Typs freigelegt. In den in den 14 bis 16 gezeigten Formen ist die Struktur 63 aus Metallmaterial, die in die offenen Bereiche gefüllt ist, welche teilweise an Orten auf der Isolationsstruktur 62 ausgebildet sind, freigelegt. Jedoch zeigt 17, dass die Isolationsschicht, die durch Umgeben der freigelegten Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet ist, durch die Struktur 63 aus Metallmaterial in innere und äußere Abschnitte getrennt ist.
Zusätzlich ist die Halbleiterschicht 55 des N-Typs, auf welcher die Elektrode 83a des N-Typs ausgebildet ist, durch einen Aufrauhungsprozess mit konkav-konvexer Oberfläche ausgebildet, wodurch die Effizienz der Lichtextraktion verbessert wird.
Darüber hinaus wurde in der Ausführungsform der Erfindung beschrieben, dass die P-Elektrode auf der Struktur aus Metallmaterial ausgebildet ist, welche durch die Isolationsstruktur hindurch freigelegt ist, welche dafür ausgebildet ist, einen Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freizulegen. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es ist eine Modifikation, wie in 18 gezeigt, möglich. Mit Bezug auf 18 werden Verbundhalbleiterschichten ausgebildet, welche eine Halbleiterschicht 55 des N-Typs, eine aktive Schicht 57 und eine Halbleiterschicht 59 des P-Typs umfassen. Eine Reflexionsschicht 61 aus Metall wird auf einem Bereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet. Auch wird eine Isolationsstruktur 62 zumindest in einem Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht 59 ausgebildet. Hier ist der Grenzbereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ein Bereich, welcher einen äußeren Bereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs entlang einem äußeren Umfang der Halbleiterschicht 59 des P-Typs umfasst. In dieser Ausführungsform ist die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet, dass sie sich auf zumindest einen Abschnitt der Bodenoberfläche der Halbleiterschicht 59 des P-Typs erstreckt, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
Eine Struktur 63 aus Metallmaterial ist dafür ausgebildet, die Halbleiterschicht 59 des P-Typs zu bedecken, welche mit der Reflexionsschicht 61 aus Metall und der Isolationsstruktur 62 ausgebildet ist. Eine Haftschicht 67 ist zwischen die Struktur 63 aus Metallmaterial und ein leitendes Substrat 71 gesetzt, so dass das leitende Substrat 71 mit der Struktur 63 aus Metallmaterial verbunden ist. Eine Elektrode 83 des N-Typs ist auf der ersten leitenden Halbleiterschicht 55 ausgebildet, das leitende Substrat 71 wird als P-Elektrode verwendet.
In der Ausführungsform der Erfindung wurde beschrieben, dass die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet ist, dass sie von der Reflexionsschicht 61 aus Metall beabstandet ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein, dass sie sich so erstreckt, dass sie in Kontakt mit einer Seite der Reflexionsschicht 61 aus Metall ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein, dass sie sich so erstreckt, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht 61 aus Metall bedeckt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein, dass sie sich so erstreckt, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht 61 aus Metall bedeckt, während sie in Kontakt mit einer Seite der Reflexionsschicht 61 aus Metall steht.
19 ist eine Schnittansicht, welche eine LED gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 19 sind Verbundhalbleiterschichten, welche eine Halbleiterschicht 55 des N-Typs, eine aktive Schicht 57 und eine Halbleiterschicht 59 des P-Typs umfassen, auf einem Verbindungssubstrat 71 ausgebildet. Obwohl das Verbindungssubstrat 71 ein Saphirsubstrat sein kann, ist das Verbindungssubstrat nicht darauf beschränkt, sondern kann ein anderes heterogenes Substrat sein. Die Verbundhalbleiterschichten sind solche, welche auf einer Verbindung von Elementen der Gruppe III und N basieren. Beispielsweise sind die Verbundhalbleiterschichten Halbleiterschichten aus (Al, Ga, In) N.
Eine Reflexionsschicht 61 aus Metall, eine Isolationsstruktur 62 und eine Struktur 63 aus Metallmaterial sind zwischen die Verbundhalbleiterschichten und das Verbindungssubstrat 71 gesetzt.
Die Reflexionsschicht aus Metall ist aus einem Metallmaterial hergestellt, das eine hohe Reflexivität aufweist, beispielsweise Ag oder Al.
Die Isolationsstruktur 62 ist so ausgebildet, dass sie Seiten der Verbundhalbleiterschichten und einen Abschnitt der Oberfläche, welche mit der Reflexionsschicht 61 aus Metall ausgebildet ist, umgibt. Die Isolationsstruktur 62 kann beispielsweise SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ oder Polymere umfassen. Nachdem Abschnitte der Halbleiterschicht 59 des P-Typs, der aktiven Schicht 57 und der Halbleiterschicht 55 des N-Typs einem Mesa-Ätzprozess unterzogen wurden, wird die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet, dass sie die Seiten der Verbundhalbleiterschichten umgibt, welche durch den Mesa-Ätzprozess freigelegt sind. Zu diesem Zeitpunkt kann die Isolationsstruktur 62 innere Abschnitte 62b und 62c umfassen, welche die Seiten der Verbundhalbleiterschichten umgeben, und äußere Abschnitte 62a und 62d, welche so ausgebildet sind, dass Abschnitte, die mit der Struktur 63 aus Metallmaterial gefüllt sind, um Elektroden auszubilden, zwischen die inneren Abschnitte 62b und 62c und die äußeren Abschnitte 62a und 62b gesetzt sind. Die Isolationsstruktur 62 kann so ausgebildet sein, dass sie offene Bereiche aufweist, so dass die Struktur 63 aus Metallmaterial durch zumindest einen Abschnitt der Isolationsstruktur 62 hindurch frei liegt. Deshalb kann die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein, dass die inneren Abschnitte 62b und 62c und die äußeren Abschnitte 62a und 62d durch die offenen Bereiche getrennt sind, welche mit der Struktur 63 aus Metallmaterial gefüllt sind, oder so ausgebildet sein, dass die inneren Abschnitte 62b und 62c und die äußeren Abschnitte 62a und 62d nicht komplett getrennt sind, sondern dass die Struktur 63 aus Metallmaterial in offene Bereiche gefüllt ist, die teilweise an solchen Stellen ausgebildet sind. Es ist in dieser Figur gezeigt, dass die inneren Abschnitte 62b und 62c so ausgebildet sind, dass sie die Seiten der Verbundhalbleiterschichten und einen Abschnitt der Halbleiterschicht 59 des P-Typs, welcher mit der Reflexionsschicht 61 aus Metall ausgebildet ist, bedecken. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, die Isolationsstruktur 62 kann so ausgebildet sein, dass sie den Abschnitt der Halbleiterschicht 59 des P-Typs nicht bedeckt, sondern nur die Seiten der Verbundhalbleiterschichten bedeckt.
Die Struktur 63 aus Metallmaterial verhindert, dass Metallelemente von einer Haftschicht 67 zur Reflexionsschicht 61 aus Metall diffundieren, so dass die Reflexivität der Reflexionsschicht 61 aus Metall aufrecht erhalten werden kann. Die Struktur 63 aus Metallmaterial schützt die Reflexionsschicht 61 aus Metall und wird auch eine Schicht, die freigelegt wird, wenn ein Ätzverfahren nach dem Entfernen eines Opfersubstrats ausgeführt wird. Durch ein Trockenätzverfahren können Rückstände aus der Struktur 63 aus Metallmaterial erzeugt werden. Die Rückstände haften auf der Isolationsstruktur 62, die so ausgebildet ist, dass sie die Seiten der Verbundhalbleiterschichten umgibt. Dementsprechend ist es möglich, den Einfluss zu verhindern, den die entsprechenden Rückstände ausüben würden, nämlich die elektrische Beeinträchtigung der Halbleiterschicht 55 des N-Typs, der aktiven Schicht 57 und der Halbleiterschicht 59 des P-Typs.
In der Ausführungsform ist die Struktur 63 aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der Elektrode 83b des P-Typs steht, bis zur oberen Oberfläche der Isolationsstruktur 62 eingefüllt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern die Elektrode 83b des P-Typs kann so ausgebildet sein, dass sie bis zur Bodenoberfläche der Isolationsstruktur 62 oder bis zu einer mittleren Position der Isolationsstruktur 62 eingefüllt ist.
Die Haftschicht 67 verhindert, dass das Verbindungssubstrat 71 von der Reflexionsschicht 61 aus Metall getrennt wird, indem die Haftstärke zwischen dem Verbindungssubstrat 71 und der Reflexionsschicht 61 aus Metall verbessert wird.
Daneben wird eine Elektrode 83a des N-Typs auf der Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet, und die Elektroden 83b des P-Typs werden auf der Struktur 63 aus Metallmaterial ausgebildet, welche durch den mindestens einen Abschnitt (offene Bereiche) der Isolationsstruktur 62 hindurch freigelegt ist. Dementsprechend wird Strom durch die Elektrode 83a des N-Typs und die Elektroden 83b des P-Typs zugeführt, wodurch Licht emittiert wird.
Die 20 bis 28 sind Schnittansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer LED gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Mit Bezug auf 20 werden Verbundhalbleiterschichten auf einem Opfersubstrat 51 ausgebildet. Obwohl das Opfersubstrat 51 ein Saphirsubstrat sein kann, ist das Opfersubstrat nicht darauf beschränkt, sondern kann ein anderes homogenes Substrat sein. Die Verbundhalbleiterschichten umfassen eine Halbleiterschicht 55 des N-Typs, eine aktive Schicht 57 und eine Halbleiterschicht 59 des P-Typs. Die Verbundhalbleiterschichten sind solche, welche auf einer Verbindung von Elementen der Gruppe III und N basieren, und können durch ein MOCVD-Verfahren, ein MBE-Verfahren oder ein ähnliches Verfahren aufgebracht werden.
Bevor die Verbundhalbleiterschichten ausgebildet werden, kann eine (nicht gezeigte) Pufferschicht auf dem Opfersubstrat 51 ausgebildet werden. Die Pufferschicht wird dazu verwendet, Gitterunterschiede zwischen den Verbundhalbleiterschichten und dem Opfersubstrat 51 auszugleichen, und kann allgemein eine Schicht aus einem Material auf der Basis von GaN sein.
Mit Bezug auf 21 werden die Halbleiterschicht 59 des P-Typs, die aktive Schicht 57 und die Halbleiterschicht 55 des N-Typs einem Mesa-Ätzprozess unterzogen. Dementsprechend werden die Seiten der Halbleiterschicht 59 des P-Typs und der aktiven Schicht 57 und mindestens eine Seite der Halbleiterschicht 55 des N-Typs freigelegt, indem die Halbleiterschicht 59 des P-Typs, die aktive Schicht 57 und die Halbleiterschicht 55 des N-Typs teilweise geätzt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Höhe der freigelegten Seiten der Halbleiterschicht 55 des N-Typs in Abhängigkeit vom Grad des Ätzens variieren.
Mit Bezug auf 22 wird eine Reflexionsschicht 61 aus Metall auf einem Bereich der Halbleiterschicht 59 des P-Typs ausgebildet. Beispielsweise kann die Reflexionsschicht 61 aus Metall aus Ag oder Al unter Einsatz eines Plattierungs- oder Abscheidungsverfahrens ausgebildet werden.
Danach wird eine Isolationsstruktur 62 auf der Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet. Die Isolationsschicht 62 kann so ausgebildet werden, dass sie eine größere Dicke aufweist als die Reflexionsschicht 61 aus Metall. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann diesbezüglich ohne Beschränkungen modifiziert werden. Die Isolationsstruktur 62 ist so ausgebildet, dass sie die Seiten der Halbleiterschicht 59 des P-Typs, der aktiven Schicht 57 und der Halbleiterschicht 55 des N-Typs umgibt. Mindestens ein Abschnitt der Isolationsstruktur 62 ist mit offenen Bereichen versehen, so dass die Halbleiterschicht 55 des N-Typs freigelegt ist. Dementsprechend kann die Isolationsstruktur 62 innere Abschnitte 62b und 62c aufweisen, welche die Seiten der Verbundhalbleiterschichten umgeben, und äußere Abschnitte 62a und 62d, welche so ausgebildet sind, dass die offenen Bereiche, die mit der Struktur 63 aus Metallmaterial gefüllt sind, um Elektroden auszubilden, zwischen die inneren Abschnitte 62b und 62c und die äußeren Abschnitte 62a und 62d gesetzt sind.
Zu diesem Zeitpunkt können die offenen Bereiche, die dafür ausgebildet sind, es der Halbleiterschicht 55 des N-Typs zu ermöglichen, in der Isolationsstruktur 62 frei zu liegen, an Stellen der Isolationsstruktur 62 ausgebildet werden, oder sie können so ausgebildet werden, dass die inneren Abschnitte 62b und 62c und die äußeren Abschnitte 62a und 62d voneinander durch die offenen Bereiche getrennt sind.
Mit Bezug auf 23 wird nach der Ausbildung der Isolationsstruktur 62 die Struktur 63 aus Metallmaterial ausgebildet. Die Struktur 63 aus Metallmaterial kann beispielsweise aus Ni, Ti, Ta, Pt, W, Cr, Pd oder dergleichen ausgebildet werden. Die Struktur 63 aus Metallmaterial wird auf den Abschnitten der Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet, welche durch die offenen Bereiche der Isolationsstruktur 62 hindurch freigelegt sind, auf der Reflexionsschicht 61 aus Metall und der Halbleiterschicht 59 des P-Typs, welche zwischen den inneren Abschnitten 62b und 62c der Isolationsstruktur 62 und der Reflexionsschicht 61 aus Metall freigelegt ist, ausgebildet.
Mit Bezug auf 24 wird ein erstes Verbindungsmetall 67a auf der Isolationsstruktur 62 ausgebildet. Beispielsweise kann das erste Verbindungsmetall 67a so ausgebildet werden, dass es eine Dicke von 15.000 μm aufweist, und zwar unter Einsatz von AuSn (80/20 GEw.-%).
Mit Bezug auf 25 wird ein Verbindungsubstrat 71, auf dem ein zweites Verbindungsmetall 67b ausgebildet ist, auf das erste Verbindungsmetall 67a und mit diesem verbunden.
Mit Bezug auf 26 wird die Opferschicht 51 von den Verbundhalbleiterschichten getrennt. Das Opfersubstrat 51 kann unter Einsatz eines LLO-Verfahrens oder eines anderen mechanischen oder chemischen Verfahrens getrennt werden. Zu dieser Zeit wird auch die Pufferschicht entfernt, so dass die Halbleiterschicht 55 des N-Typs frei liegt. Es wird eine solche Anordnung gemacht, dass die Halbleiterschicht 55 des N-Typs, welche durch die Entfernung der Opferschicht 51 frei liegt, nach oben gerichtet ist, wodurch die in 27 gezeigte Form entsteht.
Mit Bezug auf 28 wird ein Trockenätzprozess ausgeführt, um die Verbundhalbleiterschichten in Einheitszellbereiche aufzuteilen und um die Struktur 63 aus Metallmaterial, welche notwendig ist, um der Halbleiterschicht 59 des P-Typs Strom zuzuführen, freizulegen. Die Halbleiterschicht 55 des N-Typs wird teilweise durch das Trockenätzverfahren geätzt. Die Struktur 63 aus Metallmaterial kann teilweise geätzt werden, und dementsprechend können Rückstände der Struktur 63 aus Metallmaterial erzeugt werden. Jedoch sind die Seiten der Halbleiterschicht 55 des N-Typs, der aktiven Schicht 57 und der Halbleiterschicht 59 des P-Typs von der Isolationsstruktur 62 umgeben, so dass die Rückstände der Struktur 63 aus Metallmaterial keinen elektrischen Einfluss auf die Halbleiterschicht 55 des N-Typs, die aktive Schicht 57 und die Halbleiterschicht 59 des P-Typs haben. Danach wird eine Elektrode 83a des N-Typs auf der Halbleiterschicht 55 des N-Typs ausgebildet, und Elektroden 83b des P-Typs werden auf der Struktur 63 aus Metallmaterial ausgebildet, welche durch den Trockenätzprozess frei liegt, wodurch die in 19 gezeigte LED fertiggestellt wird. Zusätzlich wird, wie in 29 gezeigt ist, die Halbleiterschicht 55 des N-Typs, auf welcher die Elektrode 83a des N-Typs ausgebildet ist, mit einer konkav-konvexen Oberfläche 55a mittels eines Aufrauhungsprozesses ausgebildet, wodurch die Lichtextraktionseffizienz gesteigert wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen begrenzt, sondern es können verschiedene Modifikationen und Veränderungen durch den Fachmann gemacht werden. Dies ist vom Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, umfasst.
Beispielsweise ist die Erfindung, obwohl in der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben wurde, dass die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet ist, dass sie sich auf zumindest einem Abschnitt der Bodenoberfläche der Halbleiterschicht 59 des P-Typs erstreckt, nicht darauf beschränkt.
Darüber hinaus ist die Erfindung, obwohl in der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben wurde, dass die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet ist, dass sie von der Reflexionsschicht 61 aus Metall beabstandet ist, nicht hierauf beschränkt. Das heißt, dass gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein kann, dass sie sich so erstreckt, dass sie in Kontakt mit einer Seite der Reflexionsschicht 61 aus Metall ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein, dass sie sich so erstreckt, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht 61 aus Metall bedeckt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Isolationsstruktur 62 so ausgebildet sein, dass sie sich so erstreckt, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht 61 aus Metall bedeckt, während sie in Kontakt mit einer Seite der Reflexionsschicht 61 aus Metall steht.
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform sind Abschnitte der Seiten der Halbleiterschicht 55 des N-Typs nicht durch die Isolationsstruktur 62 bedeckt. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt. Das heißt, beide Seiten der Halbleiterschicht 55 des N-Typs können durch die Isolationsstruktur 62 bedeckt sein.
Als Modifikation der Erfindung kann ein Abschnitt der Halbleiterschicht 55 des N-Typs so ausgebildet sein, dass er sich so erstreckt, dass er einen Abschnitt der Oberseite der Isolationsstruktur 62 bedeckt, wie dies in den 30 und 31 gezeigt ist, und eine konkav-konvexe Oberfläche ist auf der Oberfläche des sich so erstreckenden Abschnitts ausgebildet, wodurch die Lichtextraktionseffizienz verbessert wird.
Als eine weitere Modifikation der Erfindung wird eine getrennte Schicht 55s eines Halbleiters des N-Typs ausgebildet, welche von einer lichtemittierenden Struktur 58, die eine Halbleiterschicht 55 des N-Typs, eine aktive Schicht 57 und eine Halbleiterschicht 59 des P-Typs umfasst, beabstandet ist, und eine Elektrode 83b des P-Typs wird auf der getrennten Schicht 55s ausgebildet, wie in 32 gezeigt. Da die Elektrode 83b des P-Typs auf der getrennten Schicht 55s der Halbleiterschicht des N-Typs ausgebildet wird, kann die Haftung der Elektrode 83b des P-Typs verbessert werden.
Die getrennte Schicht 55s wird aus einem Halbleiter des N-Typs ausgebildet, welcher dieselbe Art der Leitung aufweist wie die Halbleiterschicht 55 des N-Typs, und ist so positioniert, dass sie von der lichtemittierenden Struktur 58 beabstandet ist. Die getrennten Schichten 55s können an einer oder mehreren Positionen um die lichtemittierende Struktur 58 herum ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die getrennte Schicht 55s in einer Form zum Umgeben der lichtemittierenden Struktur 58 ausgebildet sein, das heißt in einer Ringform, beispielsweise einer viereckigen Ringform.
Die getrennte Schicht 55s kann ausgebildet werden, indem sie zusammen mit der Halbleiterschicht 55 des N-Typs aufgewachsen wird, und wird dann von der Halbleiterschicht 55 des N-Typs getrennt. Dementsprechend kann die getrennte Schicht 55s auf derselben Höhe positioniert sein wie die Halbleiterschicht 55 des N-Typs und aus demselben Material wie zumindest ein Abschnitt der Halbleiterschicht 55 des N-Typs.
Die Isolationsstruktur 62 kann ein Durchgangsloch aufweisen, durch welches hindurch die getrennte Schicht 55s frei liegt, und die Struktur 63 aus Metallmaterial kann elektrisch mit der getrennten Schicht 55s durch das Durchgangsloch hindurch verbunden sein. Eine Anzahl an Durchgangslöchern kann um die lichtemittierende Struktur 58 vorhanden sein. Alternativ dazu kann die Isolationsstruktur 62 auf einen Seitenumfang der lichtemittierenden Struktur 58 begrenzt sein, und die Schicht 63 aus Metallmaterial kann mit der getrennten Schicht 55s durch Bedecken der Isolationsstruktur 62 und der getrennten Schicht 55s elektrisch verbunden sein.
Ein Verfahren zum Herstellen der lichtemittierenden Vorrichtung von 32 wird nachstehend beschrieben. Nach dem im Zusammenhang mit 27 beschriebenen Verfahren wird ein Verfahren gemäß 33 durchgeführt. Mit Bezug auf 33 wird ein Bereich der Halbleiterschicht 55 des N-Typs, der um eine Mesa herum ausgebildet ist, teilweise von der Halbleiterschicht 55 des N-Typs, die auf der Mesa ausgebildet ist, getrennt, indem die freigelegte Halbleiterschicht 55 des N-Typs mit Muster versehen wird. Dementsprechend wird eine lichtemittierende Struktur 58 (siehe 32) fertiggestellt, und eine getrennte Schicht 55s, welche von der lichtemittierenden Struktur 58 beabstandet ist, wird ausgebildet.
Danach wird eine Elektrode 83a des N-Typs auf der Halbleiterschicht 55 des N-Typs auf der Mesa ausgebildet, und eine Elektrode 83b des P-Typs wird auf der getrennten Schicht 55s ausgebildet. Die Elektroden 83a und 83b können aus demselben Material hergestellt werden. Inzwischen kann die obere Oberfläche 55a der Halbleiterschicht 55 des N-Typs auf der Mesa so ausgebildet werden, dass sie rau ist, und zwar durch einen fotoelektrochemischen Ätzprozess (PEC) oder dergleichen. Die aufgeraute Oberfläche kann vor oder nach dem Ausbilden der Elektrode 83a des N-Typs erzeugt werden. Dementsprechend ist die lichtemittierende Struktur von 32 fertiggestellt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, wenn eine lichtemittierende Vorrichtung durch Ausbilden einer Reflexionsschicht aus Metall, einer Struktur aus Metallmaterial und eines Verbindungssubstrats auf Verbundhalbleiterschichten hergestellt wird, eine Isolationsstruktur auf einem Abschnitt ausgebildet, durch welchen die Struktur aus Metallmaterial, welche Metallrückstände erzeugen kann, freigelegt werden kann. Dementsprechend wird, wenn ein Trockenätzprozess ausgeführt wird, das Freilegen der Struktur aus Metallmaterial verhindert oder minimiert, so dass es möglich ist, die Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften aufgrund von Haftung von Rückständen einer Struktur aus Metallmaterial an Verbundhalbleitern, die herkömmlicherweise bei einem Trockenätzprozess auftritt, effektiv zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden, wenn eine lichtemittierende Vorrichtung durch Ausbilden einer Reflexionsschicht aus Metall, einer Struktur aus Metallmaterial und eines Verbindungssubstrats auf Verbundhalbleiterschichten hergestellt wird, die Seiten der Verbundhalbleiterschichten durch eine Isolationsstruktur geschützt, so dass es möglich ist, die Verschlechterung von elektrischen Eigenschaften aufgrund von Haftung von Rückständen einer Struktur aus Metallmaterialien an Seiten von Verbundhalbleitern, die herkömmlicherweise bei einem Trockenätzprozess auftritt, effektiv zu verhindern.

Claims

Lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: Verbundhalbleiterschichten, einschließlich einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht; eine Reflexionsschicht aus Metall, die auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Isolationsstruktur, welche zumindest in einem Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Struktur aus Metallmaterial, die dafür ausgebildet, die zweite leitende Halbleiterschicht, auf welcher die Reflexionsschicht aus Metall und die Isolationsstruktur ausgebildet sind, zu bedecken; und ein Substrat, das mit der Struktur aus Metallmaterial verbunden ist, wobei der Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht einen äußeren Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht entlang einem äußeren Umfang der zweiten leitenden Halbleiterschicht umfasst.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein leitendes Substrat ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Saphirsubstrat ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolationsstruktur mindestens ein Material der folgenden Gruppe aufweist: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymere.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, einen Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freizulegen, und dass die lichtemittierende Vorrichtung darüber hinaus eine erste Elektrode aufweist, die auf der ersten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode, die auf der Struktur aus Metallmaterial ausgebildet ist, welche durch die Isolationsstruktur hindurch frei liegt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur aus Metallmaterial, welche in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode, die in Kontakt mit der Struktur aus Metallmaterial ist, bis zu einer Bodenoberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt ist.
Lichtemittierende Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur so ausgebildet ist, dass sie sich zumindest auf einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht erstreckt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, sich so zu erstrecken, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall bedeckt.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung, welches die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht auf einer Opferschicht und Ausbilden einer Reflexionsschicht aus Metall auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht; Ausbilden einer Isolationsstruktur zumindest in einem Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht; Ausbilden einer Struktur aus Metallmaterial auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, auf welcher die Reflexionsschicht aus Metall und die Isolationsstruktur ausgebildet sind; Ausbilden eines Verbindungssubstrats auf der Struktur aus Metallmaterial und Entfernen der Opferschicht, um die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; und Ätzen der ersten leitenden Halbleiterschicht, der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht, bis die Isolationsstruktur freigelegt ist, wobei der Grenzbereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht einen äußeren Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht entlang einem äußeren Umfang der zweiten leitenden Halbleiterschicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein leitendes Substrat ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Saphirsubstrat ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur zumindest ein Material aus der folgenden Gruppe aufweist: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymere.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freigelegt ist, und dass das Verfahren darüber hinaus die Schritte des Ausbildens einer ersten Elektrode auf der ersten leitenden Halbleiterschicht und des Ausbildens einer zweiten Elektrode auf der Struktur aus Metallmaterial, welche durch die Isolationsstruktur hindurch freigelegt ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur so ausgebildet ist, dass sie sich zumindest auf einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, sich so zu erstrecken, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall bedeckt.
Lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: Verbundhalbleiterschichten, einschließlich einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht; eine Reflexionsschicht aus Metall, welche auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Isolationsstruktur, die so ausgebildet ist, dass sie zumindest Seiten der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht bedeckt; eine Struktur aus Metallmaterial, welche dafür ausgebildet, die zweite leitende Halbleiterschicht, auf welcher die Reflexionsschicht aus Metall ausgebildet ist sowie die Isolationsstruktur zu bedecken; und ein Substrat, das mit der Struktur aus Metallmaterial verbunden ist, wobei die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, einen Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freizulegen.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Elektrode, die auf der ersten leitenden Halbleiterschicht ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode umfasst, die auf der Struktur aus Metallmaterial, welche durch die Isolationsstruktur hindurch freigelegt ist, ausgebildet ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur aus Metallmaterial, welche in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode, die in Kontakt mit der Struktur aus Metallmaterial ist, bis zu einer Bodenoberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, zumindest einen Abschnitt von Seiten der ersten leitenden Halbleiterschicht zu bedecken.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur zumindest eines der Materialien der folgenden Gruppe umfasst: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymere.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgelegt ist, sich zumindest auf einem Abschnitt einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht zu erstrecken.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, sich so zu erstrecken, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall bedeckt.
Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: Ausbilden von Verbundhalbleiterschichten einschließlich einer ersten leitenden Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten leitenden Halbleiterschicht auf einem Opfersubstrat und Ausführen eines Mesa-Ätzprozesses, um das Opfersubstrat oder die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; Ausbilden einer Reflexionsschicht aus Metall auf einem Bereich der zweiten leitenden Halbleiterschicht; Ausbilden einer Isolationsstruktur, welche zumindest Seiten der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht auf der ersten leitenden Halbleiterschicht, welche durch Mesa-Ätzprozess freigelegt ist, oder das Opfersubstrat umgibt; Ausbilden einer Struktur aus Metallmaterial und eines Verbindungssubstrats auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, auf welcher die Reflexionsschicht aus Metall ausgebildet ist, und der Isolationsstruktur, und Entfernen des Opfersubstrats, um die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; und Ausführen eines Ätzprozesses zum Trennen der Verbundhalbleiterschichten in individuelle Elemente in einem Zustand, in dem zumindest die Seiten der aktiven Schicht und der zweiten leitenden Halbleiterschicht durch die Isolationsstruktur bedeckt sind, wobei die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, einen Abschnitt der Struktur aus Metallmaterial freizulegen.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Schritte des Ausbildens einer ersten Elektrode auf der ersten leitenden Halbleiterschicht und des Ausbildens einer zweiten Elektrode auf der Struktur aus Metallmaterial, welche durch die Isolationsstruktur hindurch frei liegt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur aus Metallmaterial, die in Kontakt mit der zweiten Elektrode ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode, die in Kontakt mit der Struktur aus Metallmaterial ist, bis zu einer Bodenoberfläche der Isolationsstruktur eingefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgebildet wird, zumindest einen Abschnitt von Seiten der ersten leitenden Halbleiterschicht zu bedecken.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: SiO₂, SiN, MgO, TaO, TiO₂ und Polymere.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur dafür ausgebildet ist, sich auf mindestens einem Abschnitt auf einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht zu erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur so ausgebildet ist, dass sie sich so erstreckt, dass sie zumindest einen Abschnitt der Reflexionsschicht aus Metall bedeckt.
Lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: ein Substrat; eine lichtemittierende Struktur eines Verbundhalbleiters, die in einem Bereich des Substrats positioniert ist, wobei die lichtemittierende Struktur eine erste leitende obere Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine zweite leitende untere Halbleiterschicht umfasst; eine getrennte Schicht eines ersten leitenden Halbleiters, welche auf einem anderen Bereich des Substrats positioniert ist, wobei sie von der lichtemittierenden Struktur beabstandet ist; eine Struktur aus Metallmaterial, die zwischen der lichtemittierenden Struktur und der getrennten Schicht und dem Substrat positioniert ist, um die untere Halbleiterschicht und die getrennte Schicht elektrisch miteinander zu verbinden; und eine Isolationsstruktur, welche eine Seite der lichtemittierenden Struktur bedeckt, um die Struktur aus Metallmaterial gegenüber der oberen Halbleiterschicht und der aktiven Schicht zu isolieren.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus ein erstes Elektroden-Pad aufweist, das auf der lichtemittierenden Struktur ausgebildet ist, und ein zweites Elektroden-Pad, das auf der getrennten Schicht ausgebildet ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus eine Reflexionsschicht aus Metall aufweist, die zwischen eine untere Oberfläche der unteren Halbleiterschicht und die Struktur aus Metallmaterial gesetzt ist, wobei die Struktur aus Metallmaterial eine Schutzschicht zum Bedecken der Reflexionsschicht aus Metall aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung, aufweisend die folgenden Schritte: Ausbilden von Verbundhalbleiterschichten auf einem Opfersubstrat, wobei die Verbundhalbleiterschichten eine erste leitende Halbleiterschicht, eine zweite leitende Halbleiterschicht und eine aktive Schicht, welche zwischen die erste und die zweite leitende Halbleiterschicht gesetzt ist, umfasst, wobei die erste leitende Halbleiterschicht nahe am Opfersubstrat positioniert ist; Ausbilden einer Mesa durch Versehen der Verbundhalbleiterschichten mit einem Muster, so dass die erste leitende Halbeiterschicht um die Mesa herum frei liegt; Ausbilden einer Isolationsstruktur zum Bedecken der aktiven Schicht und der ersten leitenden Halbleiterschicht, welche um die Mesa herum frei liegt, so dass ein Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht teilweise um die Mesa herum frei liegt; Ausbilden einer Struktur aus Metallmaterial zum elektrischen Verbinden der Mesa und des Bereichs der ersten leitenden Halbleiterschicht, welcher um die Mesa herum freigelegt ist; Verbinden eines Substrats mit der Struktur aus Metallmaterial; Entfernen des Opfersubstrats, um die erste leitende Halbleiterschicht freizulegen; und Versehen der freigelegten ersten leitenden Halbleiterschicht mit einem Muster, um den Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum von der ersten leitenden Halbleiterschicht auf der Mesa zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass es darüber hinaus die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden einer ersten Elektrode auf der ersten leitenden Halbleiterschicht auf der Mesa; und Ausbilden einer zweiten Elektrode auf dem Bereich der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt des Ausbildens einer Reflexionsschicht aus Metall umfasst, bevor die Struktur aus Metallmaterial ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausbildens der Isolationsstruktur die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden einer Isolationsstruktur zum Bedecken der Mesa und der ersten leitenden Halbleiterschicht, die um die Mesa herum frei liegt; und Freilegen eines oberen Bereichs der Mesa durch Versehen der Isolationsschicht mit einem Muster, und Ausbilden eines Durchgangsloches zum Freilegen des Bereichs der ersten leitenden Halbleiterschicht um die Mesa herum.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur eine obere Kante der Mesa bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausbildens der Isolationsstruktur die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden einer Isolationsstruktur zum Bedecken der Mesa und der ersten leitenden Halbleiterschicht, welche um die Mesa freigelegt ist; und Freilegen eines oberen Bereichs der Mesa durch Versehen der Isolationsschicht mit einem Muster, und teilweises Freilegen eines Bereichs der ersten leitenden Halbeiterschicht um die Mesa herum, wobei der Bereich die Mesa umgibt.