DE102021129251A1

DE102021129251A1 - Verfahren zur herstellung einer vielzahl vertikal emittierender halbleiterlaserdioden und vertikal emittierende halbleiterlaserdiode

Info

Publication number: DE102021129251A1
Application number: DE102021129251.4A
Authority: DE
Inventors: Norwin Von Malm; Hubert Halbritter
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2023-05-11
Also published as: WO2023083664A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden angegeben, das folgende Schritte aufweist:- Bereitstellen eines Wachstumssubstrats (1),- Epitaktisches Aufwachsen einer epitaktischen Halbleiterschichtenfolge (2), die eine aktive Schicht (3) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung und eine Opferschicht (4) umfasst, wobei die Opferschicht (4) zwischen dem Wachstumssubstrat (1) und der aktiven Schicht (3) angeordnet ist,- Ausbilden von Gräben (7) in der Halbleiterschichtenfolge (2), wobei eine Vielzahl von Halbleiterschichtenstapeln (5) entsteht und Teilbereiche (6) der Opferschicht (4) freigelegt werden,- Aufbringen eines Trägers (8) auf die epitaktische Halbleiterschichtenfolge (2),- Ablösen des Wachstumssubstrats (1) durch elektrochemisches Ätzen der Opferschicht (4), wobei die Opferschicht (4) für ein elektrochemisches Ätzmittel durch eine Ausnehmung (91) in dem Wachstumssubstrat (1) und/oder durch eine Kavität (92) in dem Träger (8) zugänglich ist. Des Weiteren wird eine vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode angegeben.

Description

Es werden ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden und eine vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode angegeben.
Die Druckschrift J. Ciers et al., Appl. Phys. Lett. 118, 062107 (2021), beschreibt die Herstellung einer glatten GaN Membran durch elektrochemisches Ätzen.
Es soll ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden im Waferverbund angegeben werden, wobei insbesondere eine Länge einer optischen Kavität präzise eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst.
Des Weiteren soll eine verbesserte vertikal emittierende Laserdiode angegeben werden, die eine präzise eingestellte Länge der optischen Kavität aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem Patentanspruch 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden und der vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden wird zunächst ein Wachstumssubstrat bereitgestellt. Das Wachstumssubstrat umfasst beispielsweise Saphir, Siliziumcarbid oder bevorzugt Galliumnitrid, oder besteht aus einem dieser Materialien.
Das Wachstumssubstrat ist insbesondere ein Wafer, beispielsweise mit einem Durchmesser von zumindest 2 Zoll. Im Vergleich zu Wafern mit einem kleineren Durchmesser ist der Herstellungsprozess einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden auf Wafern mit einem größeren Durchmesser im Allgemeinen kostengünstiger.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge auf dem Wachstumssubstrat epitaktisch aufgewachsen. Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge umfasst beispielsweise ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, welches beispielsweise mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie auf dem Wachstumssubstrat abgeschieden wird.
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien sind Verbindungshalbleitermaterialien, die Stickstoff enthalten, wie zum Beispiel die Materialien aus dem System In_xAl_yGa_1-x-yN mit 0 <_ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x+y < 1. Beispielsweise handelt es sich bei dem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial um Galliumnitrid, wobei x=0 und y=0 gilt, oder um Aluminiumgalliumnitrid, wobei x=0 und 0 ≤ y ≤ 1 gilt, oder um Aluminiumnitrid, wobei x=0 und y=1 gilt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die epitaktische Halbleiterschichtenfolge eine aktive Schicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung und eine Opferschicht, wobei die Opferschicht zwischen dem Wachstumssubstrat und der aktiven Schicht angeordnet ist. Die aktive Schicht umfasst zumindest einen p-dotierten Halbleiterbereich und einen n-dotierten Halbleiterbereich, und weist bevorzugt eine Einfachquantentopfstruktur oder eine Mehrfachquantentopfstruktur auf.
Die Bezeichnungen Einfachquantentopfstruktur und Mehrfachquantentopfstruktur umfassen im Rahmen der Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss („confinement“) eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können. Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantentopfstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit u.a. Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.
Die Opferschicht umfasst insbesondere ein n-dotiertes Halbleitermaterial, beispielsweise siliziumdotiertes Galliumnitrid. Eine Siliziumkonzentration in der Opferschicht beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 10¹⁸ Siliziumatomen pro Kubikzentimeter und einschließlich 10²⁰ Siliziumatomen pro Kubikzentimeter, bevorzugt zwischen 5*10¹⁸ und 5*10¹⁹.
Die Opferschicht ist dazu eingerichtet, das Wachstumssubstrat präzise von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge abzulösen zu können. Insbesondere wird die Opferschicht durch ein elektrochemisches Ätzen aufgelöst, wodurch das Wachstumssubstrat abgelöst und die verbleibende epitaktische Halbleiterschichtenfolge eine möglichst genau definierte Dicke aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden Gräben in der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge ausgebildet, wobei eine Vielzahl von Halbleiterschichtenstapeln entsteht und Teilbereiche der Opferschicht freigelegt werden. Die Gräben werden beispielsweise durch einen mehrstufigen Mesa-Ätzprozess hergestellt. Dabei wird die epitaktische Halbleiterschichtenfolge bevorzugt strukturiert und für die weitere Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterchips elektrisch kontaktiert. Über die freigelegten Teilbereiche wird die Opferschicht insbesondere einem elektrochemischen Ätzmittel zugänglich gemacht. Dadurch können die Halbleiterschichtenstapel in einem späteren Verfahrensschritt an der Opferschicht unterätzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ein Träger auf die epitaktische Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Der Träger wird insbesondere auf einer dem Wachstumssubstrat abgewandten Hauptfläche der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Der Träger weist beispielsweise ein Metall, eine Keramik oder Silizium auf. Der Träger kann zur Wärmeableitung und/oder zur elektrischen Kontaktierung der vertikal emittierenden Halbleiterlaserdioden eingerichtet sein. Optional kann der Träger auch elektronische Schaltungen enthalten, beispielsweise Treiberschaltungen zu Ansteuerung und Betrieb der Halbleiterlaserdioden oder Schaltungen zur Detektion elektromagnetischer Strahlung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Wachstumssubstrat durch ein elektrochemisches Ätzen der Opferschicht abgelöst, wobei die Opferschicht für ein elektrochemisches Ätzmittel durch eine Ausnehmung in dem Wachstumssubstrat und/oder durch eine Kavität in dem Träger zugänglich ist.
Bei dem elektrochemischen Ätzen wird das Wachstumssubstrat mit der darauf aufgebrachten epitaktischen Halbleiterschichtenfolge und dem Träger in ein flüssiges elektrochemisches Ätzmittel eingebracht. Das elektrochemische Ätzmittel ist insbesondere ein Elektrolyt und weist beispielsweise Salpetersäure auf. Die Opferschicht wird über einen elektrischen Kontakt mit einem positiven Pol einer elektrischen Spannungsquelle verbunden, während ein negativer Pol der elektrischen Spannungsquelle mit einer im elektrochemischen Ätzmittel befindlichen Elektrode verbunden wird. Die Elektrode umfasst beispielsweise Graphit oder besteht aus Graphit. Eine elektrische Spannungsdifferenz zwischen der Opferschicht und der Elektrode führt zu einem elektrischen Strom, wobei die Opferschicht durch eine Kombination elektrischer und chemischer Prozesse zersetzt wird. Dabei ist eine Ätzrate beispielsweise von der angelegten elektrischen Spannungsdifferenz, sowie von der Siliziumkonzentration in der Opferschicht abhängig.
Um das flüssige elektrochemische Ätzmittel in direkten Kontakt mit der Opferschicht zu bringen, wird beispielsweise die zumindest eine Ausnehmung in das Wachstumssubstrat eingebracht. Die Ausnehmung durchdringt das Wachstumssubstrat bevorzugt vollständig von einer ersten Hauptfläche zu einer zweiten Hauptfläche des Wachstumssubstrats. In anderen Worten bildet die Ausnehmung ein durchgehendes Loch im Wachstumssubstrat. Durch die Ausnehmung kann das flüssige elektrochemische Ätzmittel insbesondere in Gräben der Halbleiterschichtenfolge eindringen und dort in direkten Kontakt mit den freigelegten Teilbereichen der Opferschicht treten.
Alternativ oder zusätzlich kann der Träger Kavitäten aufweisen, die den Träger vollständig von einer Seitenfläche aus zu einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Trägers durchdringen. Die Kavitäten sind insbesondere dazu eingerichtet, das flüssige elektrochemische Ätzmittel in die Gräben der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge einzubringen, in denen das elektrochemische Ätzmittel einen direkten Kontakt mit den freigelegten Teilbereichen der Opferschicht herstellt. Die Kavitäten werden beispielsweise durch ein Ätzverfahren im Träger und/oder durch partielles Ansägen des Trägers ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden folgende Schritte:

- Bereitstellen eines Wachstumssubstrats,
- Epitaktisches Aufwachsen einer epitaktischen Halbleiterschichtenfolge, die eine aktive Schicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung und eine Opferschicht umfasst, wobei die Opferschicht zwischen dem Wachstumssubstrat und der aktiven Schicht angeordnet ist,
- Ausbilden von Gräben in der Halbleiterschichtenfolge, wobei eine Vielzahl von Halbleiterschichtenstapeln entsteht und Teilbereiche der Opferschicht freigelegt werden,
- Aufbringen eines Trägers auf die epitaktische Halbleiterschichtenfolge,
- Ablösen des Wachstumssubstrats durch elektrochemisches Ätzen der Opferschicht, wobei die Opferschicht für ein elektrochemisches Ätzmittel durch eine Ausnehmung in dem Wachstumssubstrat und/oder durch eine Kavität in dem Träger zugänglich ist.

Bevorzugt werden diese Schritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
Eine Idee des hier beschriebenen Verfahrens besteht darin, eine Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden auf Basis eines Nitrid-Verbindungshalbleitermaterials im Waferverbund herzustellen. Bei herkömmlichen Verfahren stellt das Ablösen des Wachstumssubstrats ein Problem dar. Insbesondere ist ein epitaktisches Wachstum von reflektierenden Schichtenfolgen in der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge, beispielsweise in Form eines Bragg-Spiegels, für Halbleiterlaserdioden aus einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial nur sehr schwer möglich. Ein Grund dafür ist ein geringer Brechungsindexkontrast der in Frage kommenden Halbleitermaterialien. Das Wachstumssubstrat wird daher beispielsweise abgelöst, um einen Spiegel oder eine spiegelnde Schichtenfolge auf einer Unterseite der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge aufbringen zu können. Ein Laserabhebeverfahren zur Ablösung des Wachstumssubstrats ist insbesondere für Wachstumssubstrate aus Galliumnitrid aufgrund eines fehlenden Kontrastes nicht geeignet. Daher wird das Wachstumssubstrat beispielsweise durch ein mechanisches Polierverfahren entfernt. Dabei kann eine Dicke der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge jedoch nicht präzise eingestellt werden. Die Dicke der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge bestimmt insbesondere eine optische Länge eines optischen Resonators des Halbleiterlasers. Die optische Länge des optischen Resonators bestimmt eine Wellenlänge der optischen Verstärkung von im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung. Um die Wellenlänge genau einstellen zu können, ist eine präzise Kontrolle der Dicke der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge somit besonders vorteilhaft. Im Gegensatz zu mechanischen Ablöseverfahren wird mit dem hier beschriebenen Verfahren das Wachstumssubstrat präzise abgelöst. Somit kann die Dicke der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge präzise eingestellt werden.
Ein weiteres Problem bei der Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden im Waferverbund, die ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial aufweisen, stellt eine Ausrichtung von Spiegeln oder spiegelnden Schichtenfolgen zueinander dar, die den optischen Resonator bilden. Insbesondere kann ein mechanisches Ablösen des Wachstumssubstrats dazu führen, dass gegenüberliegende Hauptflächen der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge, auf denen beispielsweise die Spiegel aufgebracht werden, nicht plan-parallel zueinander ausgerichtet sind. Dadurch können die zwei Spiegel des optischen Resonators nicht genau ausgerichtet sein, wodurch ein Betrieb der Halbleiterlaserdiode negativ beeinflusst werden kann. Durch Ablösung des Wachstumssubstrats mit dem hier beschrieben Verfahren können die Hauptflächen der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge präzise plan-parallel zueinander ausgerichtet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens grenzt die Ausnehmung im Wachstumssubstrat direkt an den Graben in der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge an, sodass die Ausnehmung und der Graben einen durchgehenden Hohlraum ausbilden. Durch diese Anordnung der Ausnehmungen über den Gräben kann das flüssige elektrochemische Ätzmittel in die durchgehenden Hohlräume eindringen und über die freiliegenden Teilbereiche der Opferschicht in direkten Kontakt mit der Opferschicht treten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Ausnehmung in dem Wachstumssubstrat durch Sägen, Ätzen und/oder Laserbohren ausgebildet. Um eine Kontamination der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge beim Ausbilden der Ausnehmungen zu vermeiden, wird der Wafer bevorzugt von außen geschlossen belassen. Beispielsweise werden während des Ausbildens einer Ausnehmung zuvor ausgebildete Ausnehmungen temporär abgedeckt. Des Weiteren kann das Wachstumssubstrat vor dem Ausbilden der Ausnehmungen gedünnt werden, wodurch das Ausbilden der Ausnehmungen mit Vorteil vereinfacht und beschleunigt wird.
Beispielsweise kann eine Ausnehmung über jedem Graben angeordnet sein, sodass das Wachstumssubstrat in voneinander getrennte Teile geteilt wird, wobei auf jedem Halbleiterschichtenstapel ein Teil des getrennten Wachstumssubstrates angeordnet ist. Die getrennten Teile sind insbesondere nicht direkt miteinander verbunden. Diese getrennten Teile können im weiteren Verfahren durch das elektrochemische Ätzen abgelöst werden. Dabei muss die Opferschicht in jedem Halbleiterschichtenstapel separat oder durch den Träger elektrisch kontaktiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Ausnehmungen so in dem Wachstumssubstrat ausgebildet, dass das Wachstumssubstrat als ein zusammenhängendes Stück erhalten bleibt. Insbesondere wird das Wachstumssubstrat nicht in voneinander getrennte Teile geteilt. Dabei sind die Ausnehmungen bevorzugt so angeordnet, dass jeder Halbleiterschichtenstapel dem elektrochemischen Ätzmittel zugänglich ist. Beispielsweise sind die Ausnehmungen als längliche, schlitzartig Löcher ausgebildet, die sich nur in einer Richtung parallel zu den Gräben über das Wachstumssubstrat erstrecken, aber das Wachstumssubstrat nicht vollständig zerteilen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Kavität in dem Träger durch Ausbilden von Säulen in dem Träger erzeugt. Bevorzugt entspricht ein Querschnitt der Säule dem Querschnitt eines Halbleiterschichtenstapels. Insbesondere wird der Träger ausgerichtet auf die epitaktische Halbleiterschichtenfolge aufgebracht, sodass genau eine Säule über genau einem Halbleiterschichtenstapel angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weisen die Säulen eine Höhe von höchstens 2/3 einer Dicke des Trägers auf. Bevorzugt ist die Höhe einer Säule nicht größer als 1/3 der Dicke des Trägers. Insbesondere soll eine mechanische Stabilität des Trägers gewährleistet bleiben, während die Höhe der Säulen groß genug ist, um das elektrochemische Ätzmittel möglichst einfach in die Gräben der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge einbringen zu können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens grenzt die Kavität direkt an den Graben an, sodass die Kavität und der Graben einen durchgehenden Hohlraum ausbilden. Somit kann von den Seitenflächen des Trägers aus über die Kavitäten das elektrochemische Ätzmittel in die Gräben der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge eingebracht werden. Dort tritt das elektrochemische Ätzmittel in direkten Kontakt mit den freiliegenden Teilbereichen der Opferschicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die epitaktische Halbleiterschichtenfolge eine Stromverteilungsschicht zwischen dem Wachstumssubstrat und der Opferschicht auf, über die die Opferschicht beim elektrochemischen Ätzen elektrisch kontaktiert wird. Bevorzugt weist die Opferschicht beim elektrochemischen Ätzen in allen Halbleiterschichtenstapeln dasselbe elektrische Potential auf. Dadurch ist die Ätzrate der Opferschicht in allen Halbleiterschichtenstapeln gleich. Die Stromverteilungsschicht weist insbesondere eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf und führt beim elektrochemischen Ätzen somit zu einer Angleichung des elektrischen Potentials der Opferschicht über das gesamte Wachstumssubstrat.
Die Stromverteilungsschicht weist beispielsweise ein n-dotiertes Halbleitermaterial auf, insbesondere n-dotiertes Galliumnitrid. Dabei kann eine Konzentration der Dotierstoffe in der Stromverteilungsschicht beispielsweise zwischen einschließlich 10¹⁸ Atomen pro Kubikzentimeter und einschließlich 10¹⁹ Atomen pro Kubikzentimeter betragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Aufbringen des Trägers eine Passivierungsschicht zumindest auf Seitenflächen der Halbleiterschichtenstapel aufgebracht. Die Passivierungsschicht umfasst beispielsweise ein dielektrisches Material und vermeidet insbesondere elektrische Kurzschlüsse der aktiven Schicht durch ein nachfolgendes Aufbringen einer metallischen Kontaktschicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine Öffnung in der Passivierungsschicht ausgebildet, um die Teilbereiche der Opferschicht freizulegen. Die Teilbereiche der Opferschicht werden insbesondere von der Passivierungsschicht befreit, um die Teilbereiche der Opferschicht dem elektrochemischen Ätzmittel zugänglich zu machen. Die Öffnung in der Passivierungsschicht wird beispielsweise durch ein lithografisches Verfahren erzeugt, wobei eine Fotolackmaske auf die Passivierungsschicht aufgebracht wird und die Passivierungsschicht in Öffnungen der Fotolackmaske weggeätzt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Aufbringen des Trägers ein erster dielektrischer Spiegel auf einer ersten Hauptfläche zumindest eines Halbleiterschichtenstapels aufgebracht. Der dielektrische Spiegel ist beispielsweise ein Bragg-Spiegel, der eine alternierende Abfolge einer Vielzahl dielektrischer Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex umfasst. Der Brechungsindex-Unterschied beträgt dabei mindestens 0,5, bevorzugt mindestens 1,0, besonders bevorzugt mindestens 1,2. Der dielektrische Spiegel ist dazu eingerichtet, im Betrieb von der aktiven Schicht erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu reflektieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Ablösen des Wachstumssubstrats ein zweiter dielektrischer Spiegel auf einer zweiten Hauptfläche zumindest eines Halbleiterschichtenstapels aufgebracht, der mit dem ersten dielektrischen Spiegel einen optischen Resonator bildet. Die aktive Schicht ist in Verbindung mit dem optischen Resonator dazu eingerichtet, elektromagnetische Laserstrahlung zu erzeugen. Elektromagnetische Laserstrahlung entsteht durch stimulierte Emission und weist im Unterschied zu elektromagnetischer Strahlung, die durch spontane Emission erzeugt wird, in der Regel eine sehr hohe Kohärenzlänge, eine sehr schmale spektrale Linienbreite und/oder einen hohen Polarisationsgrad auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der optische Resonator eine Länge von maximal 1000 Nanometer auf. Bevorzugt weist der optische Resonator eine maximale Länge zwischen einschließlich 700 Nanometer und einschließlich 800 Nanometer auf. Die Länge des optischen Resonators ist beispielsweise durch einen Abstand zwischen den beiden dielektrischen Spiegeln bestimmt, zwischen denen die epitaktische Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die epitaktische Halbleiterschichtenfolge ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Opferschicht eine Dicke von zumindest 80 Nanometer auf. Angaben zu Dicken von Schichten der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge beziehen sich im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Ausdehnung der Schicht in Wachstumsrichtung der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Opferschicht bei dem elektrochemischen Ätzen über einen einzigen elektrischen Kontakt auf dem Wachstumssubstrat elektrisch kontaktiert. Somit wird ein elektrischer Kontakt zu den Opferschichten in allen Halbleiterschichtenstapeln über einen einzigen elektrischen Kontakt hergestellt. Da die Opferschicht nicht in jedem Halbleiterschichtenstapel separat elektrisch kontaktiert werden muss, kann somit das elektrochemische Ätzen vereinfacht werden.
Es wird weiterhin eine vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode angegeben. Sämtliche für das Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden offenbarten Merkmale können auch bei der vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode ausgebildet sein, und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode einen Halbleiterschichtenstapel mit einer aktiven Schicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung. Die aktive Schicht weist insbesondere eine Mehrfachquantentopfstruktur auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode zwei dielektrische Spiegel auf, die auf gegenüberliegenden Hauptflächen des Halbleiterschichtenstapels angeordnet sind und einen optischen Resonator bilden. Die Hauptflächen sind zur Einkopplung elektromagnetischer Strahlung in den Halbleiterschichtenstapel und zur Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus dem Halbleiterschichtenstapel eingerichtet. Die Hauptflächen sind insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Schichten des Halbleiterschichtenstapels ausgerichtet und stehen senkrecht auf der Wachstumsrichtung der epitaktischen Schichten des Halbleiterschichtenstapels.
Die zwei dielektrischen Spiegel sind beispielsweise Bragg-Spiegel, die eine Vielzahl alternierender dielektrischer Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex aufweisen. Die dielektrischen Spiegel sind zur zumindest teilweisen Reflexion von im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Die aktive Schicht ist in Verbindung mit dem optischen Resonator insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Laserstrahlung eingerichtet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode beträgt ein Abstand zwischen den zwei dielektrischen Spiegeln maximal 1000 Nanometer. Bevorzugt beträgt der maximale Abstand zwischen den zwei dielektrischen Spiegeln zwischen einschließlich 700 Nanometer und einschließlich 800 Nanometer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode basiert der Halbleiterschichtenstapel auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial. Beispielsweise ist die vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode zur Emission elektromagnetischer Laserstrahlung im blauen und/oder ultravioletten Spektralbereich eingerichtet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode frei von einem Wachstumssubstrat, auf dem der Halbleiterschichtenstapel aufgewachsen wurde. Insbesondere ist das Wachstumssubstrat vollständig vom Halbleiterschichtenstapel abgelöst. Somit befindet sich kein Wachstumssubstrat zwischen den beiden dielektrischen Spiegeln.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden sowie einer vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Die 1 bis 11 zeigen schematische Schnittdarstellungen verschiedener Stadien eines Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden gemäß einem Ausführungsbeispiel.
12 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Wachstumssubstrat nach einem Schritt eines Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die 13 bis 15 zeigen schematische Schnittdarstellungen von Stadien eines Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die 16 bis 18 zeigen schematische Schnittdarstellungen von vertikal emittierenden Halbleiterlaserdioden gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 12 wird zunächst eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 auf einem Wachstumssubstrat 1 epitaktisch aufgewachsen (1). Das Wachstumssubstrat 1 ist insbesondere ein Wafer, der Galliumnitrid umfasst oder aus Galliumnitrid besteht. Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 umfasst ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial und weist eine aktive Schicht 3 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung auf. Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 umfasst in einer Wachstumsrichtung R zumindest einen n-dotierten Halbleiterbereich und zumindest einen p-dotierten Halbleiterbereich. Die aktive Schicht 3 weist eine Mehrfachquantentopfstruktur auf.
Des Weiteren weist die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 eine Opferschicht 4 auf, die zwischen der aktiven Schicht 3 und dem Wachstumssubstrat 1 angeordnet ist. Die Opferschicht 4 umfasst siliziumdotiertes Galliumnitrid mit einer Siliziumkonzentration zwischen einschließlich 10¹⁹ Siliziumatomen pro Kubikzentimeter und 10²⁰ Siliziumatomen pro Kubikzentimeter.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Vielzahl von p-Kontakten 21 auf die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 aufgebracht (2). Insbesondere wird für jede vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode ein p-Kontakt 21 aufgebracht. Die p-Kontakte 21 umfassen ein transparentes leitendes Oxid, beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO), oder n-dotiertes Galliumnitrid, wobei zwischen dem n-dotierten Galliumnitrid und einer p-dotierten Halbleiterschicht der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 eine Tunnelbarriere angeordnet ist.
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 nach einem zweistufigen Mesa-Ätzverfahren. Bei dem zweistufigen Mesa-Ätzverfahren werden Gräben 7 in der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 ausgebildet, wodurch die Halbleiterschichtenfolge 2 strukturiert wird und Halbleiterschichtenstapel 5 aufweist. Des Weiteren werden Teilbereiche 6 der Opferschicht 4 freigelegt, um die Opferschicht 4 in einem späteren Verfahrensschritt dem elektrochemischen Ätzmittel zugänglich zu machen.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Passivierungsschicht 13 auf Seitenflächen 14 der Halbleiterschichtenstapel 5 sowie in den Gräben 7 zwischen den Halbleiterschichtenstapeln 5 aufgebracht (4). Die Passivierungsschicht 13 ist insbesondere elektrisch isolierend und umfasst beispielsweise ein dielektrisches Material. Dabei bleiben die p-Kontakte 21 frei von der Passivierungsschicht 13.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden erste dielektrische Spiegel 16 auf den p-Kontakten 21 der Halbleiterschichtenstapel 5 aufgebracht (5). Die dielektrischen Spiegel 16 sind insbesondere Bragg-Spiegel, die eine Vielzahl alternierender dielektrischer Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes umfassen. Die dielektrischen Spiegel 16 sind zur zumindest teilweisen Reflexion von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet, die im Betrieb von der aktiven Schicht 3 erzeugt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Planarisierungsschicht 22 auf die Halbleiterschichtenstapel 5 aufgebracht (6). Die Planarisierungsschicht 22 umfasst insbesondere ein Metall, das beispielsweise zum Anlöten von elektrischen Verbindungen und somit zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenstapel 5 eingerichtet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Öffnung 15 in der Passivierungsschicht 13 ausgebildet, um die Teilbereiche 6 der Opferschicht 4 freizulegen (7). Dies erfolgt insbesondere mittels eines lithografischen Verfahrens, bei dem eine Fotolackmaske 23 aufgebracht und bereichsweise belichtet wird. Unbelichtete Bereiche der Fotolackmaske 23 werden beispielsweise anschließend entfernt. Im Anschluss werden Teile der Passivierungsschicht 13, die nicht von der Fotolackmaske 23 bedeckt sind, durch ein Ätzverfahren entfernt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Fotolackmaske 23 vollständig entfernt und ein Träger 8 wird auf die Halbleiterschichtenstapel 5 aufgebacht (8). Der Träger 8 umfasst beispielsweise Silizium, eine Keramik oder ein Metall und kann zur Ableitung von im Betrieb erzeugter Wärme der vertikal emittierenden Halbleiterlaserdioden eingerichtet sein. Des Weiteren ist der Träger 8 beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenstapel 5 eingerichtet. Der Träger 8 kann zum Beispiel zwei flächig verbundene Wafer aus Silizium, einem Metall, oder einer Aluminiumnitrid-Keramik umfassen, wobei der erste Wafer teilangesägt ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Wachstumssubstrat 1 gedünnt und es werden eine Vielzahl von Ausnehmungen 91 im Wachstumssubstrat 1 ausgebildet (9). Um die Darstellung zu Vereinfachen und übersichtlicher zu gestalten, sind die Halbleiterschichtenstapel 5 im Vergleich zur 8 in vereinfachter Form dargestellt. Die Halbleiterschichtenstapel 5 der 9 weisen jedoch die gleiche Struktur wie die Halbleiterschichtenstapel 5 der 8 auf.
Das Dünnen des Wachstumssubstrats 1 kann beispielsweise durch ein mechanisches Polieren oder ein mechanisches Abtrageverfahren erfolgen. Die Ausnehmungen 91 sind durch Sägen, Laserbohren oder ein gerichtetes Ätzverfahren, beispielsweise ein Trockenätzverfahren, insbesondere ein Plasmaätzverfahren, im Wachstumssubstrat 1 ausgebildet. Die Ausnehmungen 91 sind insbesondere über den Gräben 7 zwischen den Halbleiterschichtenstapeln 5 angeordnet. Dadurch kann ein flüssiges elektrochemisches Ätzmittel, beispielsweise Salpetersäure, in einem folgenden Verfahrensschritt über die Ausnehmungen 91 in die Gräben 7 zwischen den Halbleiterschichtenstapeln 5 eindringen und dort in direkten Kontakt mit der Opferschicht 4 treten.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Wachstumssubstrat 1 durch elektrochemisches Ätzen von den Halbleiterschichtenstapeln 5 abgelöst (10). Im Rahmen des elektrochemischen Ätzens wird das Wachstumssubstrat 1 mit der darauf epitaktisch aufgewachsenen und bereits strukturierten Halbleiterschichtenfolge 2 und dem darauf aufgebrachten Träger 8 in ein Bad mit einem flüssigen elektrochemischen Ätzmittel eingebracht. Dabei ist die Opferschicht 4 elektrisch kontaktiert und mit dem positiven Pol einer elektrischen Spannungsquelle verbunden. Der negative Pol der elektrischen Spannungsquelle ist mit einer Elektrode verbunden, die sich in direktem Kontakt mit dem flüssigen elektrochemischen Ätzmittel befindet. Durch die Ausnehmungen 91 im Wachstumssubstrat 1 ist das elektrochemische Ätzmittel insbesondere in direktem Kontakt mit der Opferschicht 4. Durch Anlegen einer elektrischen Spannungsdifferenz zwischen der Opferschicht 4 und der Elektrode zersetzt sich die Opferschicht 4, wodurch das Wachstumssubstrat 1 abgelöst wird. Die Ätzrate der Opferschicht wird dabei durch die angelegte elektrische Spannungsdifferenz zwischen der Opferschicht 4 und der Elektrode, sowie durch die Siliziumkonzentration der Opferschicht 4 bestimmt.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden zweite dielektrische Spiegel 18 auf zweiten Hauptflächen 19 der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ( 11). Die zweiten dielektrischen Spiegel 18 bilden mit den ersten dielektrischen Spiegeln 16 jeweils einen optischen Resonator, in dem die aktive Schicht 3 angeordnet ist. Des Weiteren werden n-Kontakte 25 zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 25 auf die zweiten Hauptflächen 19 aufgebracht. Im Anschluss wird eine Folie 24, die als temporärer Träger eingerichtet ist, auf den Träger 8 aufgebracht und die Halbleiterschichtenstapel 5 werden zur Erzeugung einer Vielzahl von Halbleiterchips vereinzelt, wobei die Vereinzelung beispielsweise durch ein Zersägen des Trägers 8 erfolgt.
12 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Wachstumssubstrat 1 nach einem Verfahrensschritt, wobei eine Vielzahl von Ausnehmungen 91 im Wachstumssubstrat 1 ausgebildet werden. Dabei bleibt das Wachstumssubstrat 1 insbesondere zusammenhängend und wird nicht in voneinander getrennte Bereiche geteilt. Die Ausnehmungen 91 werden dabei als schlitzartige Löcher im Wachstumssubstrat 1 ausgebildet, die über Gräben 7 in der Halbleiterschichtenfolge 2 angeordnet werden. Das Wachstumssubstrat weist einen einzelnen elektrischen Kontakt 11 auf, über den die Opferschicht 4 in allen Halbleiterschichtenstapeln 5 für das elektrochemische Ätzverfahren zentral elektrisch kontaktiert wird.
Die 13 bis 15 zeigen schematische Schnittdarstellungen nach Verfahrensschritten eines weiteren Ausführungsbeispiels. Im Gegensatz zu 8 weist der Träger 8 hier Kavitäten 92 auf, die sich von einer Seitenfläche des Trägers 8 zu einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Trägers 8 erstrecken. Durch die Anordnung der Kavitäten 92 bildet sich eine Struktur aus einer Vielzahl von Säulen 10 auf dem Träger 8, wobei ein Querschnitt einer Säule 10 einem Querschnitt eines Halbleiterschichtenstapels 5 entspricht. Die Säulen weisen eine Höhe 26 von höchstens 2/3 einer Dicke des Trägers auf. Die Säulen 10 auf dem Träger 8 werden auf die Halbleiterschichtenstapel 5 ausgerichtet (13), bevor der Träger 8 auf die Halbleiterschichtenstapel aufgebracht wird (14). Durch die Kavitäten 92 dringt das elektrochemische Ätzmittel in die Gräben 7 zwischen den Halbleiterschichtenstapeln 5 ein und tritt dort in direkten Kontakt mit den freiliegenden Teilbereichen 6 der Opferschicht 4. Anschließend wird das Wachstumssubstrat 1 durch elektrochemisches Ätzen der Opferschicht 4 abgelöst (15). Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 weist hier eine zusätzliche Stromverteilungsschicht 12 auf, die zwischen dem Wachstumssubstrat 1 und der Opferschicht 4 angeordnet ist. Die Stromverteilungsschicht 12 ist zu einer verbesserten elektrischen Kontaktierung der Opferschicht 4 für das elektrochemische Ätzen eingerichtet. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass das Wachstumssubstrat 1 nicht zerstört wird und somit wiederverwendet werden kann.
Die 16 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode. Dabei erfolgt eine elektrische Kontaktierung einer aktiven Schicht 3 über einen p-Kontakt 21, sowie einen n-Kontakt 25, die jeweils auf einer einem Träger 8 abgewandten Seite der Halbleiterlaserdiode elektrische Anschlussbereiche aufweisen, wobei zwischen dem Halbleiterschichtenstapel 5 und dem p-Kontakt 21 eine Passivierungsschicht 13 angeordnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere ein dem Träger 8 zugewandter p-dotierter Halbleiterbereich des Halbleiterschichtenstapels 5 durch ein zweistufiges Mesa-Ätzverfahren strukturiert. Die Strukturierung der Halbleiterschichtenstapel 5 durch das zweistufige Mesa Ätzverfahren ist dabei insbesondere vor einem Ablösen des Wachstumssubstrats 1 und vor einem Aufbringen der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 auf den Träger 8 erfolgt.
Die aktive Schicht 3 ist zwischen zwei dielektrischen Spiegeln 16, 18 angeordnet, wobei die zwei dielektrischen Spiegel 16, 18 auf gegenüberliegenden Hauptflächen 17, 19 der Halbleiterschichtenstapel 5 angeordnet sind. Insbesondere ist das Wachstumssubstrat 1 vollständig entfernt und es befinden sich keine Teile eines Wachstumssubstrats 1 zwischen den dielektrischen Spiegeln 16, 18. Ein Abstand 20 zwischen den dielektrischen Spiegeln beträgt höchstens 1000 Nanometer. Mit anderen Worten sind die beiden dielektrischen Spiegel 16, 18 in direktem Kontakt mit dem epitaktischen Halbleiterschichtenstapel angeordnet.
17 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode. Im Gegensatz zu 16 ist hier ein dem Träger 8 abgewandter n-dotierter Halbleiterbereich durch ein Mesa-Ätzverfahren strukturiert. Die Strukturierung der Halbleiterschichtenstapel 5 ist hier im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in 16 insbesondere nach dem Ablösen des Wachstumssubstrats 1 erfolgt.
18 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer vertikal emittierenden Halbleiterlaserdiode. Im Gegensatz zu 17 ist hier der p-Kontakt 21 auf einer dem Halbleiterschichtenstapel 5 abgewandten Seite des Trägers 8 angeordnet.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Wachstumssubstrat
2: epitaktische Halbleiterschichtenfolge
3: aktive Schicht
4: Opferschicht
5: Halbleiterschichtenstapel
6: Teilbereich
7: Graben
8: Träger
91: Ausnehmung
92: Kavität
10: Säulen
11: Kontakt
12: Stromverteilungsschicht
13: Passivierungsschicht
14: Seitenfläche
15: Öffnung
16: erster dielektrischer Spiegel
17: erste Hauptfläche
18: zweiter dielektrischer Spiegel
19: zweite Hauptfläche
20: Abstand
21: p-Kontakt
22: Planarisierungsschicht
23: Fotolackmaske
24: Folie
25: n-Kontakt
26: Höhe
R: Wachstumsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

J. Ciers et al., Appl. Phys. Lett. 118 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl vertikal emittierender Halbleiterlaserdioden mit den Schritten: - Bereitstellen eines Wachstumssubstrats (1), - Epitaktisches Aufwachsen einer epitaktischen Halbleiterschichtenfolge (2), die eine aktive Schicht (3) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung und eine Opferschicht (4) umfasst, wobei die Opferschicht (4) zwischen dem Wachstumssubstrat (1) und der aktiven Schicht (3) angeordnet ist, - Ausbilden von Gräben (7) in der Halbleiterschichtenfolge (2), wobei eine Vielzahl von Halbleiterschichtenstapeln (5) entsteht und Teilbereiche (6) der Opferschicht (4) freigelegt werden, - Aufbringen eines Trägers (8) auf die epitaktische Halbleiterschichtenfolge (2), - Ablösen des Wachstumssubstrats (1) durch elektrochemisches Ätzen der Opferschicht (4), wobei die Opferschicht (4) für ein elektrochemisches Ätzmittel durch eine Ausnehmung (91) in dem Wachstumssubstrat (1) und/oder durch eine Kavität (92) in dem Träger (8) zugänglich ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Ausnehmung (91) direkt an den Graben (7) angrenzt, so dass die Ausnehmung (91) und der Graben (7) einen durchgehenden Hohlraum ausbilden.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Ausnehmung (91) in dem Wachstumssubstrat (1) durch Sägen, Ätzen und/oder Laserbohren ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Kavität (92) in dem Träger (8) durch Ausbilden von Säulen (10) in dem Träger (8) erzeugt wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Säulen (10) eine Höhe (26) von höchstens 2/3 einer Dicke des Trägers aufweisen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Kavität (92) direkt an den Graben (7) angrenzt, so dass die Kavität (92) und der Graben (7) einen durchgehenden Hohlraum ausbilden.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die epitaktische Halbleiterschichtenfolge (2) eine Stromverteilungsschicht (12) zwischen dem Wachstumssubstrat (1) und der Opferschicht (4) aufweist, über die die Opferschicht (4) beim elektrochemischen Ätzen elektrisch kontaktiert wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem - vor dem Aufbringen des Trägers (8) eine Passivierungsschicht (13) zumindest auf Seitenflächen (14) der Halbleiterschichtenstapel (5) aufgebracht wird, - zumindest eine Öffnung (15) in der Passivierungsschicht (13) ausgebildet wird, um die Teilbereiche (6) der Opferschicht (4) freizulegen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem vor dem Aufbringen des Trägers (8) ein erster dielektrischer Spiegel (16) auf einer ersten Hauptfläche (17) zumindest eines Halbleiterschichtenstapels (5) aufgebracht wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei nach dem Ablösen des Wachstumssubstrats (1) ein zweiter dielektrischer Spiegel (18) auf einer zweiten Hauptfläche (19) zumindest eines Halbleiterschichtenstapels (5) aufgebracht wird, der mit dem ersten dielektrischen Spiegel (16) einen optischen Resonator bildet.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, bei dem der optische Resonator eine Länge von maximal 1000 Nanometer aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die epitaktische Halbleiterschichtenfolge (2) ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Opferschicht (4) eine Dicke von zumindest 80 Nanometer aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Opferschicht (4) bei dem elektrochemischen Ätzen über einen einzigen elektrischen Kontakt (11) auf dem Wachstumssubstrat (1) elektrisch kontaktiert wird.
Vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode umfassend: - einen Halbleiterschichtenstapel (5) mit einer aktiven Schicht (3) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, - zwei dielektrische Spiegel (16, 18), die auf gegenüberliegenden Hauptflächen (17, 19) des Halbleiterschichtenstapels (5) angeordnet sind und einen optischen Resonator bilden, bei dem - ein Abstand (20) zwischen den zwei dielektrischen Spiegeln (16, 18) maximal 1000 Nanometer beträgt, und - der Halbleiterschichtenstapel (5) auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basiert.
Vertikal emittierende Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, die frei von einem Wachstumssubstrat (1) für den Halbleiterschichtenstapel (5) ist.