DE10306779A1 - Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement - Google Patents

Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement Download PDF

Info

Publication number
DE10306779A1
DE10306779A1 DE10306779A DE10306779A DE10306779A1 DE 10306779 A1 DE10306779 A1 DE 10306779A1 DE 10306779 A DE10306779 A DE 10306779A DE 10306779 A DE10306779 A DE 10306779A DE 10306779 A1 DE10306779 A1 DE 10306779A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
etching
mask
mask layer
structures
depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10306779A
Other languages
English (en)
Inventor
Heribert Dr. Zull
Ralph Dr. Wirth
Reiner Dr. Windisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE10306779A priority Critical patent/DE10306779A1/de
Priority to JP2005506700A priority patent/JP2006512781A/ja
Priority to EP03795768A priority patent/EP1579511B1/de
Priority to US10/541,298 priority patent/US20060151428A1/en
Priority to PCT/DE2003/004197 priority patent/WO2004061980A1/de
Priority to TW92137040A priority patent/TW200419667A/zh
Publication of DE10306779A1 publication Critical patent/DE10306779A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3081Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3083Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/3086Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers (1), mit folgenden Schritten: Beschichten der Oberfläche mit einer Maskenschicht (2), Aufbringen von vorgeformten Maskenkörpern (3) auf der Maskenschicht (2), Durchätzen der Maskenschicht an von Maskenkörpern (3) unbedeckten Stellen, Ätzen des Körpers (1) an von der Maskenschicht (2) freien Stellen seiner Oberfläche. Ferner betrifft die Erfindung ein optoelektronisches Bauelement. Durch die Verwendung der Maskenschicht (2) als zusätzliche Hilfsmaske können Verfahren mit niedriger Selektivität gegenüber Polystyrolkugeln zum Ätzen verwendet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers, wobei das Aufrauhen mittels Ätzen erfolgt.
  • Aufgerauhte Oberflächen können insbesondere im Zusammenhang mit lichtemittierenden Dioden (LED) vorteilhaft eingesetzt werden. Der Grund hierfür ist die Lichtauskopplung aus dem Halbleiterkörper, der die Grundlage für die LED bildet. Hier liegt im allgemeinen ein hoher Brechungsindexsprung vor, wobei der Brechungsindex des Halbleitermaterials typischerweise n = 3,5 beträgt. Das den Halbleiterkörper umgebende Harz hat einen Brechungsindex, der typischerweise n = 1,5 beträgt. Hieraus resultiert ein hoher Brechungsindexsprung für aus dem Halbleiterkörper austretende Strahlung. Es ergibt sich daraus ein kleiner Totalreflexionswinkel gegen die Harzumgebung, der ca. 26° beträgt. Dieser Totalreflexionswinkel führt dazu, daß nur ein Bruchteil des im Halbleiterkörper erzeugten Lichts ausgekoppelt werden kann. In der typischerweise bei der Herstellung verwendeten einfachen würfelförmigen Gestalt der LED bleibt ein Strahl, der nicht in den ca. 26° weiten Auskoppelkegel emittiert wird im Halbleiterkristall gefangen, da sein Winkel zu den Oberflächennormalen auch durch vielfache Flexion nicht verändert werden kann. Der Lichtstrahl wird infolgedessen früher oder später durch Absorption vor allem im Bereich des Kontakts, der aktiven Zone oder auch im Substrat verloren gehen.
  • Eine Aufrauhung der Oberfläche des Halbleiterkörpers kann nun vorteilhaft dafür eingesetzt werden, Strahlen die außerhalb des Auskoppelkegels propagieren in einen solchen zu streuen. Dies ist vor allem bei LED-Chips mit transparentem Substrat oder effektivem Spiegel unter der aktiven Zone, insbesondere auch bei Dünnfilm-LEDs, von Interesse. Diese Vorteile gelten auch bei organischen LEDs.
  • Aus der Druckschrift US 3,739,217 ist es bekannt, daß die Auskopplung von Licht aus Gallium-Phosphit-Kristallen durch Aufrauhen der Oberfläche verbessert werden kann.
  • Aus der Druckschrift R. Windisch et al., „40 % Efficient Thin-Film Surface-Textured Light-Emitting Diodes by Optimization of Natural Lithography", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 47, No. 7, 2000, p 1492–1498, ist es bekannt, Halbleiterkörper auf der Basis von Aluminium-Gallium-Arsenid aufzurauhen, um die Auskopplung von Licht aus dem Halbleiterkörper zu verbessern. Dabei wird ein im folgenden beschriebenes Verfahren zum Aufrauhen verwendet. Auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers werden Kugeln aus Polystyrol aufgebracht. Diese können beispielsweise auf einer Wasseroberfläche in einer Monolage präpariert werden und dann auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers durch Eintauchen transferiert werden. Nach dem Trocknen des Wassers haften die Kugeln auf der Oberfläche des Körpers. Anschließend wird die Oberfläche trockengeätzt, wodurch an den Orten der Kugeln Säulen stehen bleiben und der Raum zwischen den Säulen durch den Trockenätzprozeß vom Halbleiterkörper weggeätzt wurde.
  • Dieses bekannte Verfahren zum Aufrauhen der Oberfläche eines Körpers hat den Nachteil, daß es zur Anwendung bei Halbleiterkörpern aus dem Material Aluminium-Gallium-Indium-Phosphit oder Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid nicht geeignet ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die verwendeten Trockenätzverfahren eine zu geringe Selektivität hinsichtlich der Polystyrol-Kugeln aufweisen. Dies bedeutet, daß der Halbleiterkörper nur sehr langsam im Vergleich zu den Kugeln geätzt wird, weswegen die als Ätzmaske dienenden Kugeln bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Ätzprozesses, wo nur eine sehr geringe Strukturtiefe in die Oberfläche des Körpers geätzt wurde, verschwunden sind. Dies hat zur Folge, daß das nötige Ätztie fe-zu-Strukturbreite-Verhältnis von 0,25 bis 5 nicht erreicht werden kann. Dieses Verhältnis wird benötigt, um die Auskopplung von Licht aus dem Halbleiterkörper effizient zu verbessern.
  • Es ist dabei Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers anzugeben, das für viele verschiedene Materialien geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung macht sich die Grundidee zu nutze, wonach das Problem der Selektivität der verwendeten Ätzverfahren entschärft werden kann, indem neben der Maskierung durch die Polystyrolkügelchen noch eine weitere Hilfsmaske verwendet wird. Diese Hilfsmaske besteht aus einem Material, das sowohl verschieden von dem Material des zu ätzenden Körpers als auch verschieden von dem Material der Kugeln ist. Mit Hilfe dieser zusätzlichen Maske kann der Ätzprozeß in zwei Schritte unterteilt werden, wobei in einem ersten Schritt die Struktur der auf der Oberfläche angeordneten Kugeln in die Hilfsmaske übertragen wird. In einem zweiten Schritt wird nun die Struktur der Hilfsmaske in die Oberfläche des zu ätzenden Körpers übertragen.
  • Indem neben den Kugeln noch ein weiteres Material als Maske beteiligt ist, steht eine viel größere Auswahl von Materialkombinationen zur Verfügung, wobei hier die Prozesse hinsichtlich einer erhöhten Selektivität zwischen dem Maskenmaterial und dem zu ätzenden Material optimiert werden können. Beispielsweise gibt es Ätzverfahren, welche für eine bestimmte Materialkombination von Kugeln und zu ätzendem Körper ungeeignet sind. Diese Ätzverfahren können jedoch für die Durchführung des ersten Ätzschritts nach dem jetzt zweischrittigen Ätzverfahren verwendet werden. Darüber hinaus ist es nun möglich, den aufzurauhenden Körper mittels eines Verfahrens zu ätzen, das nicht notwendigerweise gegenüber den auf der Oberfläche liegenden Kugeln selektiv zu sein braucht. Vielmehr genügt es, wenn das zweite Ätzverfahren eine hohe Selektivität im Hinblick auf das Material der Hilfsmaske einerseits und im Hinblick auf den zu ätzenden Körper andererseits aufweist.
  • Es wird ein Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers angegeben, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • In einem ersten Schritt wird die Oberfläche des Körpers mit einer Maskenschicht beschichtet.
  • In einem darauf folgenden Schritt werden auf die Maskenschicht vorgeformte Maskenkörper aufgebracht.
  • In einem darauf folgenden Schritt wird die Maskenschicht durchgeätzt und zwar an Stellen, die von Maskenkörpern unbedeckt sind.
  • In einem darauf folgenden Schritt wird der Körper geätzt an Stellen seiner Oberfläche, die von der Maskenschicht freigelegt sind.
  • Das Verfahren hat den Vorteil, daß durch das Einbringen einer weiteren Ätzmaske der Ätzvorgang in zwei Schritte aufgespalten werden kann, wobei ein Ätzverfahren, das den Körper sehr selektiv gegenüber den vorgeformten Maskenkörpern ätzt nicht mehr benötigt wird. Vielmehr kann durch Variation der Materialien der Maskenkörper und der Maskenschicht ein breites Spektrum an möglichen Ätzverfahren der Eignung zugeführt werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens enthält der Körper Aluminium-Gallium-Indium-Phosphit (AlGaInP). Dieses Halbleitermaterial wird vorteilhaft verwendet für Leuchtdioden, die im roten oder im gelben Spektralbereich emittieren. Dieses Halbleitermaterial wird auf einem Gallium-Arsenid-Substrat abgeschieden.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens enthält der Körper Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid (AlGaInN). Dieses Material ist für Leuchtdioden im grünen oder blauen Spektralbereich besonders gut geeignet.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Maskenschicht aufgebracht, die aus einem Dielektrikum besteht. Als Dielektrika kommen beispielsweise in Betracht SiXNY, beispielsweise Si3N4, SiON, SiO2, Al2O3 sowie weitere ähnliche Materialien. Vorzugsweise werden also Dielektrika für die Maskenschicht verwendet. Es können jedoch auch andere Materialien für die Maskenschicht geeignet sein. Entscheidend ist lediglich, daß sich das Material der Maskenschicht mit einem Ätzprozeß selektiv zu den Maskenkörpern ätzen läßt und daß sich der Körper mit einem weiteren, davon verschiedenen Ätzprozeß selektiv zur Maskenschicht ätzen läßt.
  • In einer Ausführungsform können für die vorgeformten Maskenkörper Kugeln aus Polystyrol verwendet werden. Aufgrund ihrer guten chemischen Stabilität und aufgrund der Möglichkeit, Polystyrol-Kugeln in großer Stückzahl mit einfachen und billigen Mitteln herstellen zu können, sind diese insbesondere für das hier beschriebene Verfahren als Maskenkörper geeignet.
  • Dabei können die Maskenkörper sowohl in Form einer zufälligen Anordnung als Monolage auf der Oberfläche der Maskenschicht aufgebracht werden als auch in Form einer regelmäßigen Anordnung.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Ätzschritte mittels eines Trockenätzverfahrens durchgeführt. In Betracht kommen beispielsweise Verfahren wie reaktives Ionenätzen (RIE = Reactive Ion Etching), Ionenstrahlät zen (IBE = Ion Beam Etching) sowie chemisches unterstütztes Ionenstrahlätzen (CAIBE = Chemical Assisted Ion Beam Etching) usw.
  • Beispielsweise kommt es auch in Betracht, als Trockenätzverfahren ein Verfahren unter Verwendung eines Hochdichte-Plasmas, wie z.B. ein induktiv gekoppeltes Plasma-Ätzverfahren (ICP = Inductive Coupled Plasma), ECR-Plasma (ECR = Electron Cyclotron Resonance) oder ein Helicon-Plasma zu verwenden.
  • Trockenätzverfahren haben bei dem vorliegenden Verfahren den Vorteil, daß auf die Verwendung von Flüssigkeiten verzichtet wird, was die örtliche Stabilität der Maskenkörper erhöht, da keine Strömungen in einer Flüssigkeit auftreten können.
  • Als weiterer Vorteil der Trockenätzverfahren ist die auftretende Vorzugsrichtung beim Ätzen (Anisotropie) zu nennen. Aufgrund der Anisotropie können gute Aspektverhältnisse, d.h. sehr steile Strukturen in dem zu ätzenden Körper erzeugt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird dieses so durchgeführt, daß in der Oberfläche des Körpers Strukturen stehen bleiben, für deren Breite b im Verhältnis zur Ätztiefe t gilt: 0,1 < t/b < 10.
  • Vorzugsweise wird das Verfahren so durchgeführt, daß gilt: 0,25 < t/b < 5.
  • Ein solches Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis ist besonders vorteilhaft, um die Streuung an der Oberfläche von optischen Halbleiterkristallen zu verbessern, um die Auskopplung von Licht aus dem Kristall nach draußen zu verbessern.
  • Das genannte Ätztiefen-zu-Breiten-Verhältnis kann durch geeignete Wahl der Ätzprozesse sowie der Ausdehnung und dem Material der Maskenkörper erreicht werden.
  • In einer Variante des hier beschriebenen Verfahrens werden unmittelbar nach dem Durchätzen der Maskenschicht die Maskenkörper entfernt. In einer anderen Variante werden die Maskenkörper auf der Oberfläche der Maskenschicht gelassen, um dort als zusätzliche Ätzmaske während des zweiten Ätzprozesses zu dienen. Nach Ende der Ätzprozesse kann die Maskenschicht entfernt werden oder aber auch auf der Oberfläche des Körpers verbleiben.
  • Vorteilhafterweise wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Ätztiefe in den Körper zwischen 50 und 200 nm beträgt. Eine solche Ätztiefe kann dadurch erreicht werden, daß ein Ätzprozeß mit einer geeigneten Selektivität zwischen der Maskenschicht und dem zu ätzenden Körper verwendet wird. Darüber hinaus muß auch die Ätzdauer geeignet gewählt werden, um die gewünschte Ätztiefe zu erreichen.
  • Vorzugsweise wird bei dem hier beschriebenen Verfahren die Maskenschicht mit einer Dicke zwischen 10 und 200 nm aufgebracht. Hierbei ist eine Mindestdicke für die Maskenschicht erforderlich, da sie ansonsten nicht zuverlässig als Maskierung des Körpers dienen kann. Eine bestimmte Maximaldicke sollte jedoch wiederum auch nicht überschritten werden, um die für das Durchätzen der Maskenschicht erforderliche Zeitdauer in Grenzen zu halten.
  • Um das weiter oben bereits beschriebene Verhältnis von Ätztiefe und Strukturbreite zu erreichen, ist es vorteilhaft, Maskenkörper zu verwenden, deren laterale Ausdehnung auf der Maskenschicht zwischen 150 und 500 nm liegt.
  • Das hier beschriebene Verfahren verwendet vorteilhaft für den ersten Ätzschritt einen Prozeß, der eine schlechte Selektivität hinsichtlich der Maskenkörper und des aufzurauhenden Körpers besitzt. Es ist dabei sogar daran zu denken, einen Prozeß zu verwenden, der die Maskenkörper stärker ätzt als den aufzurauhenden Körper, jedoch nur für den Fall, daß der Ätzprozeß hinsichtlich der Maskenschicht wiederum eine geeignete Selektivität aufweist.
  • Beispielsweise kann das Durchätzen der Maskenschicht mittels einer Anlage für reaktives Ionenätzen erfolgen.
  • Hierbei kann vorteilhafterweise ein Fluorprozeß zum Einsatz gelangen, wobei ein Gasgemisch von CHF3 und Argon verwendet wird. Daneben ist es auch möglich, unter Verwendung der Ätzgase CF4, C2F6, C3F8, NF3, SF6 etc. den Ätzprozeß zu betreiben. Hierbei wird üblicherweise eine Standard-RIE-Anlage mit einem Parallel-Platten-Reaktor verwendet.
  • Der zweite Ätzschritt kann beispielsweise mittels einer ICP-Anlage durchgeführt werden, wobei als Ätzgas ein Gemisch aus CH4 und H2 verwendet wird. Daneben sind auch Chlorprozesse unter Verwendung der Gase Cl2, BCl3, SiCl4, CCl4, usw. möglich.
  • Es wird darüber hinaus noch ein optoelektronisches Bauelement angegeben, das einen Halbleiterkörper aufweist. Dieser Halbleiterkörper enthält Aluminium-Gallium-Indium-Phosphit oder Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid. Ferner ist die Oberfläche des Körpers strukturiert, wobei für die Breite der Strukturen im Vergleich zur Tiefe der Strukturen respektive der Ätztiefe gilt: 0,25 < t/b < 5. Es wird darüber hinaus dasselbe Bauelement angegeben, wobei jedoch der Halbleiterkörper anstelle von Aluminium-Gallium-Indium-Phosphit Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid enthält. Solche optoelektronischen Bauelemente, beispielsweise LED, können mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens erstmals hergestellt werden. Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sind zur Herstellung des hier beschriebenen Verhältnisses von t zu b nicht geeignet.
  • Dabei ist unter dem Begriff „Strukturen" dasjenige zu verstehen, was nach dem Ätzen des Halbleiterkörpers aus dessen Oberfläche hervorragt. Die Breite dieser Strukturen könnte beispielsweise die Breite der in der Druckschrift R. Windisch et al., „40 % Efficient Thin-Film Surface-Textured Light-Emitting Diodes by Optimization of Natural Lithography", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 47, No. 7, 2000, p 1492–1498 beschriebenen Säulen oder Türme sein.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert:
  • 1 zeigt einen zu ätzenden Körper, auf den eine Maskenschicht und Maskenkörper aufgebracht sind.
  • 2 zeigt den Körper aus 1 nach dem ersten Ätzschritt.
  • 3 zeigt den Körper aus 2 nach dem zweiten Ätzschritt.
  • 4 zeigt den Körper aus 3 nach Entfernen der Maskenschicht.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß alle 1 bis 4 eine schematische Querschnittsansicht darstellen. Es wird ferner drauf hingewiesen, daß gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente oder wenigstens Elemente mit gleicher oder ähnlicher Funktion kennzeichnen.
  • 1 zeigt einen Körper 1, der beispielsweise ein Halbleiterkörper sein kann. Auf einer Oberfläche des Körpers 1 ist eine Maskenschicht 2 aufgebracht. Die Maskenschicht 2 weist vorteilhafterweise eine Dicke d auf, die zwischen 10 und 200 nm liegt.
  • Auf die Maskenschicht 2 aufgebracht sind Maskenkörper 3, die in dem hier betrachteten Spezialfall zum einen eine Monolage bilden und zum anderen die Form von Kugeln haben. Die laterale Ausdehnung A der Kugeln beträgt dabei zwischen 150 und 500 nm. Es können aber auch Maskenkörper mit anderen Formen und anderen geeigneten Materialien verwendet werden.
  • In 2 ist gezeigt, wie die Anordnung nach 1 nach dem ersten Ätzschritt aussieht. Die Maskenschicht 2 ist an den Stellen, an denen sie von Maskenkörpern 3 unbedeckt ist, durchgeätzt worden. Dementsprechend resultiert eine durchlöcherte Maskenschicht 2, wobei auf der Oberfläche der Maskenschicht 2 noch immer Maskenkörper 3 angeordnet sind. Die Maskenkörper 3 sind jedoch durch im allgemeinen nicht vermeidbare Ätzungen etwas im Volumen reduziert gegenüber der Darstellung in 1. Dies resultiert daraus, daß fast alle Ätzverfahren, die zum Ätzen der Maskenschicht 2 eingesetzt werden, immer auch, und sei es auch nur in einem sehr geringen Ausmaß, die Maskenkörper 3 ätzen.
  • Anschließend werden die Maskenkörper 3 auf der Oberfläche der Maskenschicht 2 entfernt. Dieser Schritt ist jedoch nicht zwingend, vielmehr ist es auch möglich, die Maskenkörper 3 auf der Oberfläche der Maskenschicht 2 zu belassen.
  • 3 zeigt den Zustand der Anordnung nach 1, wobei jedoch bereits der zweite Ätzschritt vonstatten gegangen ist. Dies bedeutet, daß die Oberfläche des Körpers 1 bereits Strukturen 4 aufweist. Auf der Oberfläche der Strukturen 4 sind noch die Reste der Maskenschicht 2 übriggeblieben.
  • 4 zeigt die Anordnung nach 3 nach dem Entfernen der Maskenschicht 2. Es resultieren Strukturen 4, deren Brei te b im Verhältnis zur Ätztiefe t die folgende Bedingung erfüllen: 0,25 < t/b < 5.
  • Die Strukturen 4 können beispielsweise die Form von zylinderförmigen Türmchen haben.
  • Die Strukturen 4 können entweder regelmäßig entlang eines im Vorfeld durch die Anordnung der Maskenkörper 3 definierten Rasters positioniert sein. Die Strukturen 4 können jedoch auch zufällig über die Oberfläche des Körpers 1 verteilt sein.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers (1) , mit folgenden Schritten: a) Beschichten der Oberfläche mit einer Maskenschicht (2) b) Aufbringen von vorgeformten Maskenkörpern (3) auf der Maskenschicht (2) c) Durchätzen der Maskenschicht (2) an von Maskenkörpern (3) unbedeckten Stellen d) Ätzen des Körpers (1) an von der Maskenschicht (2) freien Stellen seiner Oberfläche.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Körper (1) Aluminium-Gallium-Indium-Phosphit enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Körper (1) Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid enthält.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Maskenschicht (2) aus einem Dielektrikum besteht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als vorgeformte Maskenkörper (3) Kugeln aus Polystyrol verwendet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ätzschritte mittels eines Trockenätzverfahrens durchgeführt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren so durchgeführt wird, daß in der Oberfläche des Körpers (1) Strukturen (4) stehen bleiben, für deren Breite (b) im Verhältnis zur Ätztiefe (t) gilt: 0,1 < t/b < 10.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren so durchgeführt wird, daß in der Oberfläche des Körpers (1) Strukturen (4) stehen bleiben, für deren Breite (b) im Verhältnis zur Ätztiefe (t) gilt: 0,25 < t/b < 5.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei unmittelbar nach Schritt c) die Reste der Maskenkörper (3) von der Maskenschicht (2) entfernt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ätztiefe (t) in dem Körper (1) zwischen 50 und 200 nm beträgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Maskenschicht (2) mit einer Dicke (d) zwischen 10 und 200 nm aufgebracht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Maskenkörper (3) auf der Maskenschicht (2) eine 1aterale Ausdehnung (A) zwischen 150 und 500 nm aufweisen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der erste Ätzschritt mittels eines Prozeßschritts erfolgt, der die Maskenkörper (3) stärker ätzt als den Körper (1) .
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Durchätzen der Maskenschicht (2) mittels einer Anlage für reaktives Ionenätzen erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei als Ätzgas eine Mischung aus CHF3 und Ar verwendet wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Ätzen des Körpers (1) mittels einer Anlage erfolgt, die für ein induktiv gekoppeltes Plasma geeignet ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei als Ätzgas eine Mischung aus CH4 und H2 verwendet wird.
  18. Optoelektronisches Bauelement, mit einem Halbleiterkörper, der Aluminium-Gallium-Indium-Phosphit enthält und dessen Oberfläche strukturiert ist, wobei für die Breite (b) der Strukturen (4) im Vergleich zur Tiefe (t) der Strukturen (4) gilt: 0,25 < t/b < 5.
  19. Optoelektronisches Bauelement, mit einem Halbleiterkörper, der Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid enthält und dessen Oberfläche strukturiert ist, wobei für die Breite (b) der Strukturen (4) im Vergleich zur Tiefe (t) der Strukturen (4) gilt: 0,25 < t/b < 5.
DE10306779A 2002-12-30 2003-02-18 Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement Withdrawn DE10306779A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10306779A DE10306779A1 (de) 2002-12-30 2003-02-18 Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement
JP2005506700A JP2006512781A (ja) 2002-12-30 2003-12-18 ボディの表面を粗面化する方法及びオプトエレクトロニクスデバイス
EP03795768A EP1579511B1 (de) 2002-12-30 2003-12-18 Verfahren zum aufrauhen einer oberfläche eines optoelektronischen halbleiterkörpers.
US10/541,298 US20060151428A1 (en) 2002-12-30 2003-12-18 Method for roughening a surface of a body, and optoelectronic component
PCT/DE2003/004197 WO2004061980A1 (de) 2002-12-30 2003-12-18 Verfahren zum aufrauhen einer oberfläche eines körpers und optoelektronisches bauelement
TW92137040A TW200419667A (en) 2002-12-30 2003-12-26 Method to roughen a surface of a body and optoelectronic component

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10261426.1 2002-12-30
DE10261426 2002-12-30
DE10306779A DE10306779A1 (de) 2002-12-30 2003-02-18 Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10306779A1 true DE10306779A1 (de) 2004-07-22

Family

ID=32519454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10306779A Withdrawn DE10306779A1 (de) 2002-12-30 2003-02-18 Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN100380691C (de)
DE (1) DE10306779A1 (de)
TW (1) TW200419667A (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008223A1 (de) 2009-02-10 2010-08-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Strukturierung einer Halbleiteroberfläche und Halbleiterchip
DE102009018286A1 (de) 2009-04-21 2010-10-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips
DE102009023355A1 (de) 2009-05-29 2010-12-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
EP2752895A1 (de) * 2011-08-31 2014-07-09 Asahi Kasei E-Materials Corporation Optisches substrat und lichtemittierendes halbleiterelement damit
EP2840618A4 (de) * 2012-04-18 2015-05-06 Hunetplus Co Ltd Verfahren zur herstellung eines nanostrukturierten substrats für hocheffiziente leuchtdiode auf nitridbasis

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064245A (zh) * 2010-11-12 2011-05-18 西安神光安瑞光电科技有限公司 发光二极管制造方法
CN102623590A (zh) * 2012-03-31 2012-08-01 中国科学院半导体研究所 纳米氮化镓发光二极管的制作方法
DE102012220909A1 (de) * 2012-09-27 2014-05-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Vereinzeln von Bereichen einer Halbleiterschicht

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160078A (ja) * 1991-02-19 1993-06-25 Nikon Corp ドライエッチング方法
US5240558A (en) * 1992-10-27 1993-08-31 Motorola, Inc. Method for forming a semiconductor device
US5676853A (en) * 1996-05-21 1997-10-14 Micron Display Technology, Inc. Mask for forming features on a semiconductor substrate and a method for forming the mask
US6074888A (en) * 1998-08-18 2000-06-13 Trw Inc. Method for fabricating semiconductor micro epi-optical components
US6228538B1 (en) * 1998-08-28 2001-05-08 Micron Technology, Inc. Mask forming methods and field emission display emitter mask forming methods
JP3466144B2 (ja) * 2000-09-22 2003-11-10 士郎 酒井 半導体の表面を荒くする方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008223A1 (de) 2009-02-10 2010-08-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Strukturierung einer Halbleiteroberfläche und Halbleiterchip
WO2010091936A1 (de) 2009-02-10 2010-08-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur strukturierung einer halbleiteroberfläche und halbleiterchip
DE102009018286A1 (de) 2009-04-21 2010-10-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips
DE102009023355A1 (de) 2009-05-29 2010-12-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
US8569079B2 (en) 2009-05-29 2013-10-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor component
EP2752895A1 (de) * 2011-08-31 2014-07-09 Asahi Kasei E-Materials Corporation Optisches substrat und lichtemittierendes halbleiterelement damit
EP2752895A4 (de) * 2011-08-31 2014-07-30 Asahi Kasei E Materials Corp Optisches substrat und lichtemittierendes halbleiterelement damit
EP2866092A1 (de) * 2011-08-31 2015-04-29 Asahi Kasei E-materials Corporation Substrat für Optik und lichtemittierendes Halbleiterbauelement
US9391236B2 (en) 2011-08-31 2016-07-12 Asahi Kasei E-Materials Corporation Substrate for optics having a plurality of dot lines, semiconductor light emitting device. and exposure apparatus
EP2840618A4 (de) * 2012-04-18 2015-05-06 Hunetplus Co Ltd Verfahren zur herstellung eines nanostrukturierten substrats für hocheffiziente leuchtdiode auf nitridbasis

Also Published As

Publication number Publication date
CN100380691C (zh) 2008-04-09
CN1732575A (zh) 2006-02-08
TW200419667A (en) 2004-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1579511B1 (de) Verfahren zum aufrauhen einer oberfläche eines optoelektronischen halbleiterkörpers.
DE10219398B4 (de) Herstellungsverfahren für eine Grabenanordnung mit Gräben unterschiedlicher Tiefe in einem Halbleitersubstrat
DE19929239A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleitern
DE10306779A1 (de) Verfahren zum Aufrauhen einer Oberfläche eines Körpers und optoelektronisches Bauelement
DE10229231B9 (de) Verfahren zum Herstellen eines Strahlung emittierenden und/oder empfangenden Halbleiterchips mit einer Strahlungsein- und/oder -auskoppel-Mikrostruktur
DE102005030449B4 (de) Verfahren zur Bildung einer Floating-Gate-Elektrode in einem Flash-Speicherbauelement
WO2003100843A2 (de) Ätzgas und verfahren zum trockenätzen
DE102007035898A1 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1738404B1 (de) Verfahren zur strukturierung von zumindest einer schicht sowie elektrisches bauelement mit strukturen aus der schicht
DE3886751T2 (de) Methode zum Ätzen von Spiegelfacetten an III-V-Halbleiterstrukturen.
DE60203322T2 (de) Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
DE102006043113B3 (de) Verfahren zur Bearbeitung einer Struktur eines Halbleiter-Bauelements und Struktur in einem Halbleiter-Bauelement
DE10137575A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Maske sowie Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
WO2010091936A1 (de) Verfahren zur strukturierung einer halbleiteroberfläche und halbleiterchip
DE102009023355A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE19757560A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer porösen Schicht mit Hilfe eines elektrochemischen Ätzprozesses
DE102016202634A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Polarisationskonverters, Polarisationskonverter und Polarisationskonverterelement
DE10236150A1 (de) Verfahren zur Herstellung wenigstens einer kleinen Öffnung in einer Schicht auf einem Substrat und damit hergestellte Bauelemente
DE102013100035B4 (de) Ätzverfahren für III-V Halbleitermaterialien
DE102004004879B4 (de) Maskierungsvorrichtung zur Maskierung beim Trockenätzen und Verfahren zum Maskieren beim Trockenätzen eines zu strukturierenden Substrats
WO2023232950A1 (de) Einzelphotonenquelle, wafer und verfahren zur herstellung einer einzelphotonenquelle
DE10032282B4 (de) Lithografisches Belichtungs- und Strukturierungsverfahren unter Verwendung einer Antireflexionsschicht
EP1416527A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Stufenprofils aus einer Schichtfolge
DE19741442A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE10242629B4 (de) Herstellungsverfahren für eine Halbleiterstruktur mit einem teilweise gefüllten Graben

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R120 Application withdrawn or ip right abandoned

Effective date: 20130221