DE10308322A1

DE10308322A1 - Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktbereiches auf einer Halbleiterschicht und Bauelement mit derartigem Kontaktbereich

Info

Publication number: DE10308322A1
Application number: DE10308322A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Plößl; Stefan Dr. Illek; Peter Dr. Stauss; Walter Wegleiter; Ralph Dr. Wirth; Wilhelm Dr. Stein; Ines Dr. Pietzonka; Gudrun Diepold
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: DE10308322B4

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktbereiches auf einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht, bei dem elektrisches Kontaktmaterial, welches Au und mindestens einen Dotierstoff aufweist, wobei der Dotierstoff mindestens ein Element aus der Gruppe Ge, Si, Sn und Te enthält, aufgebracht und die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht nachfolgend getempert wird. DOLLAR A Zudem beschreibt die Erfindung ein Bauelement, das eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge mit elektromagnetische Strahlung emittierender aktiver Zone aufweist, wobei die Halbleiterschichtenfolge auf einer Seite mit einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht abschließt, auf der ein elektrischer Kontakt entsprechend dem genannten Verfahren aufgebracht ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktbereiches auf einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Bauelement, welches eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge mit elektromagnetischer Strahlung emittierender aktiver Zone aufweist, wobei die Halbleiterschichtenfolge auf einer Seite mit einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht abschließt, auf der ein elektrischer Kontakt aufgebracht ist.
Unter einer AlGaInP-basierten Schicht ist eine Schicht zu verstehen, die mindestens ein Material der Zusammensetzung Al_xGa_yIn_1- _x-yP mit 0 ≤ × ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x+y ≤ 1 umfasst.
Bei kommerziellen, auf AlGaInP-basierenden Halbleiterbauelementen ist die Vorderseite, d.h. die von einem Aufwachssubstrat abgewandte Seite einer Halbleiterschichtenfolge, in der Regel derart dotiert, daß sie p-leitend ist. Dies liegt insbesondere in der Tatsache begründet, daß kommerzielle GaAs-Substrate in der erforderlichen Qualität nur als n-dotierte Substrate verfügbar sind, auf denen zunächst eine n-dotierte epitaktische Halbleiterstruktur aufgebracht wird. Aus diesem Grunde werden elektrische Kontakte bei AlGaInP-basierten Halbleiterschichtenfolgen bislang fast ausschließlich auf p-dotierten Schichten erzeugt.
Unter außenliegenden Halbleiterschichten sind im Folgenden Halbleiterschichten einer Halbleiterschichtenfolge zu verstehen, denen auf einer Seite zumindest in Teilbereichen keine weiteren Halbleiterschichten nachgeordnet sind.
Außenliegende n-leitende AlGaInP-basierende Halbleiterschichten kommen beispielsweise bei Dünnfilm-Leuchtdioden vor. Bei deren Herstellung wird die epitaktische Halbleiterschichtenfolge wie allgemein üblich mit einer p-leitenden Schicht abgeschlossen. Auf diese wird dann ein Trägersubstrat aufgebracht und das Aufwachssubstrat wird zumindest teilweise von der Halbleiterschicht entfernt, so daß eine n-leitende Halbleiterschicht, mit der beim Aufwachsen begonnen wurde, exponiert ist.
Eine weitere Möglichkeit, n-leitende außenliegende Halbleiterschichten zu erhalten, wenn das Aufwachsen mit einer p-leitenden Schicht abgeschlossen wird, ist, p-leitende Schichten an mindestens einer Stelle zu entfernen, bis ein Teil einer n-leitenden, zu kontaktierenden Schicht freiliegt. Auf diese Weise kann man beispielsweise bei einer Leuchtdiode beide elektrischen Kontakte auf einer Seite herstellen.
Desweiteren sind auch Technologien denkbar, bei denen beim Aufwachsen einer epitaktischen AlGaInP-basierenden Halbleiterschichtenfolge mit einer p-leitenden Schicht begonnen und mit einer n-leitenden Schicht abgeschlossen wird, so daß von vornherein eine n-leitende Halbleiterschicht außenliegend ist.
Um einen elektrischen Kontakt zu einer n-leitenden AlGaInP-basierten Halbleiterschicht zu erzeugen, kann z.B. mittels Direct-Wafer-Bonding ein elektrisch leitender Kontakt zu einem GaP-Zwischensubstrat erzeugt werden, auf welches dann ein elektrischer Anschlußkontakt aufgebracht wird (siehe z.B. F.A. Kish, F.M. Steranka et al., „Very high-efficiency semiconductor wafer-bonded transparent substrate (Al_xGa_1- _x)_0.5In_0.5P/GaP light emitting diodes", 1994, Appl. Phys. Lett. 64(21): 2839–2841). Die Technologie zum Herstellen eines direkt auf eine derartige n-leitende Halbleiterschicht aufgebrachten elektrischen Anschlußkontaktes ist dagegen noch nicht hinreichend entwickelt. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Möglichkeiten zur Herstellung derartiger elektrischer Kontakte zunehmend.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein elektrischer Kontaktbereich direkt auf einer n-leitenden AlGaInP-basierten Halbleiterschicht erzeugt werden kann. Desweiteren soll ein Bauelement mit einer epitaktischen Halbleiterschichtenfolge mit elektromagnetische Strahlung emittierender aktiver Zone, das einen derartigen elektrischen Kontakt aufweist, entwickelt werden.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Patentanspruches 17 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 16 für das Verfahren und den Unteransprüchen 18 bis 26 für das Bauelement.
Das Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktbereiches auf einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht beinhaltet ein Aufbringen von elektrischem Kontaktmaterial, welches Au und mindstens einen Dotierstoff aufweist, wobei der Dotierstoff mindestens ein Element der Gruppe Ge, Si, Sn und Te aufweist, sowie nachfolgendes Tempern. Das Tempern bewirkt ein Eindiffundieren von Dotierstoff aus dem Kontaktmaterial in die AlGaInP-Schicht, wodurch diese im Randbereich sehr stark n-dotiert wird. Dadurch wird eine Potentialbarriere zwischen der AlGaInP-basierten Schicht und dem Kontaktmaterial so schmal, dass effektiv ein ohmscher elektrischer Kontakt geschaffen ist. Die Bezeichnung Dotierstoff bezieht sich in diesem Zusammenhang also auf die Funktion des jeweiligen Stoffes in der AlGaInP-basierten Schicht, in welche dieser insbesondere beim Tempern hineindiffundiert.
Durch das Aufbringen einer elektrischen Kontaktstruktur direkt auf die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht ergibt sich, verglichen mit einer Herstellung eines elektrischen Kontaktes über ein Zwischensubstrat, ein deutlich vereinfachtes Verfahren. Mit diesem lässt sich etwa eine einfache Schichtstruktur erreichen, so dass sowohl Herstellungskosten als auch Herstellungszeit eingespart werden können.
Der Anteil von Dotierstoffen im elektrischen Kontaktmaterial beträgt mit besonderem Vorteil zwischen 0 und einschließlich 5 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen 0 und einschließlich 3 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 0,1 und einschließlich 1,5 Gewichtsprozent.
Au und Dotierstoffe können gemeinsam in einer Legierung vorliegen, was eine mögliche Ausführungsform ist. Alternativ kann das elektrische Kontaktmaterial auch aus mehreren Materialschichten zusammengesetzt sein, von denen mindestens eine im Wesentlichen aus Au und mindestens eine weitere im Wesentlichen aus mindestens einem der Dotierstoffe besteht.
Ebenfalls mit besonderem Vorteil weist das elektrische Kontaktmaterial mindestens eine Legierung mit Au und mindestens einem der Dotierstoffe auf, wobei das Verhältnis von Au und Dotierstoff etwa der jeweiligen eutektischen Zusammensetzung entspricht. Diese enthält bei Au-Ge etwa 12 Gewichtsprozent Ge, bei Au-Si etwa 3 Gewichtsprozent Si, bei Au-Sn etwa 20 Gewichtsprozent Sn und bei Au-Te etwa 42 Gewichtsprozent Te. Eutektische Zusammensetzungen weisen einen niedrigeren Schmelzpunkt auf, weshalb ein derart beschaffenes Kontaktmaterial zweckmäßigerweise etwa dann zu wählen ist, wenn vorgesehen ist, das Tempern und das Verlöten des Chips mit einem Bonddraht gleichzeitig durchzuführen oder wenn ein einfaches Ablösen des elektrischen Kontaktmaterials erwünscht ist.
Vor oder nach dem Tempern der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht wird bevorzugt elektrisches Anschlußmaterial derart aufgebracht, dass es Kontakt zu dem Kontaktmaterial hat. Der Kontakt sollte von einer Art sein, dass nach der Durchführung aller Verfahrensschritte ein elektrischer Kontakt zwischen elektrischem Anschluß- und Kontaktmaterial besteht.
Mit Vorteil weist das elektrische Anschlußmaterial gesehen von der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht mindestens eine erste und eine zweite Schicht auf, wobei die erste Schicht eine Diffusionssperre darstellt und die zweite Schicht eine elektrische Anschlußfläche ausbildet.
Hierbei weisen die erste Schicht bevorzugt mindestens einen der Stoffe Ti, Pt, TiPt, TiW, TiN und TiW:N und die zweite Schicht mindestens einen der Stoffe A1 und Au auf. Hierbei ist es auch möglich, dass die erste Schicht mehrere derartige Teilschichten aufweist.
Besonders bevorzugt wird bei dem Verfahren vor dem Aufbringen des Kontaktmaterials zumindest eine für den elektrischen Kontaktbereich vorgesehene Fläche auf der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht gereinigt. Mit dieser Maßnahme läßt sich eine deutliche Verbesserung der Reproduzierbarkeit der elektrischen Kontakte hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit erzielen, was für einen effektiven Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Serienproduktion erforderlich ist.
Vor dem Aufbringen von Kontaktmaterial wird mit besonderem Vorteil eine Schicht aufgebracht, die mindestens einen der Stoffe Ti, Cr, V und Ni aufweist und eine Dicke zwischen 0,1 nm und 100 nm, bevorzugt zwischen 1 und 20 nm aufweist, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Durch das Unterlegen des Kontaktmaterials mit derartigen Stoffen wird die niedrigste Temperatur zum Tempern, bei der noch ein ausreichend gut leitender elektrischer Kontakt ausgebildet werden kann, verringert. Zusätzlich wird dadurch die Haftung zwischen dem Kontaktmaterial und der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht verbessert.
Der elektrische Kontaktbereich wird bevorzugt erzeugt, indem in einem Schritt zunächst eine Maskenschicht auf die AlGaInP-basierte Schicht aufgebracht wird, in welche an den Stellen, an denen elektrische Kontaktbereiche vorgesehen sind, Fenster ausgebildet werden. Nach dem Aufbringen des elektrischen Anschlußmaterials wird das auf der Maskenschicht befindliche Kontakt- und Anschlußmaterial durch Entfernen der Maskenschicht abgehoben. Durch so ein Verfahren ist es möglich, den Kontaktbereich mit nur einem Lithographieverfahren herzustellen, selbst wenn dieser mehrere Schichten aufweist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht mit mindestens einem der Stoffe Te, Si, Se, S, Ge und Sn dotiert, mit einer Konzentration, die größer als oder gleich 5·10¹⁷ cm^–3 ist und die bevorzugt im Bereich größer als oder gleich 8·10¹⁷ cm^–3 und kleiner als oder gleich 5·10¹⁹ cm^–3 liegt.
Die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht ist vorteilhafterweise Bestandteil einer auf ein Aufwachssubstrat aufgewachsenen epitaktischen Halbleiterschichtenfolge, welche mit der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht beginnend aufgewachsen ist. Die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht wird freigelegt, indem die Halbleiterschichtenfolge vorderseitig auf ein Trägersubstrat aufgebracht wird und nachfolgend das Aufwachssubstrat sowie etwaige Zwischenschichten zwischen dem Aufwachssubstrat und der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge entfernt werden. Vorderseitig bedeutet in diesem Zusammenhang auf der von dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann das Trägersubstrat deutlich dünner als das Aufwachssubstrat gewählt werden.
Bevorzugt ist eine derartige epitaktische Halbleiterschichtenfolge eine Leuchtdioden-Schichtenfolge, insbesondere für eine Dünnfilm-Leuchtdiode.
Vor dem Tempern wird zwischen dem Trägersubstrat und der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge zweckmäßigerweise eine Lotschicht ausgebildet. Nachfolgend wird bei einer Temperatur getempert, bei der die Lotschicht im wesentlichen nicht aufschmilzt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann man vor dem Tempern auf der von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge abgewandten Oberfläche des Trägersubstrats einen elektrischen Rückseitenkontakt aufbringen. Somit kann durch nur einen Tempervorgang sowohl der elektrische Kontaktbereich als auch der Rückseitenkontakt gleichzeitig getempert werden.
Das Trägersubstrat weist zweckmäßigerweise ein Halbleitermaterial, insbesondere GaAs oder Ge auf und der Rückseitenkontakt weist bevorzugt Au sowie mindestens einen der Stoffe Ge, Zn und Be auf.
Ein erfindungsgemäßes Bauelement weist eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge mit elektromagnetische Strahlung emittierender aktiver Zone auf, wobei die Halbleiterschichtenfolge auf einer Seite mit einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht abschließt, auf der ein elektrischer Kontakt aufgebracht ist. Der elektrische Kontakt umfasst Kontaktmaterial, welches Au und mindestens einen Dotierstoff aufweist, wobei der Dotierstoff mindestens ein Element aus der Gruppe Ge, Si, Sn und Te enthält.
Bevorzugt weist der elektrische Kontakt elektrisches Anschlußmaterial auf.
Der Anteil von Dotierstoffen im elektrischen Kontaktmaterial beträgt mit besonderem Vorteil zwischen 0 und einschließlich 5 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen 0 und einschließlich 3 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 0,1 und einschließlich 1,5 Gewichtsprozent.
Mit Vorteil weist das elektrische Anschlußmaterial gesehen von der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht mindestens eine erste und eine zweite Schicht auf, wobei die erste Schicht eine Diffusionssperre darstellt und die zweite Schicht eine elektrische Anschlußfläche ausbildet.
Hierbei weisen die erste Schicht bevorzugt mindestens einen der Stoffe Ti, Pt, TiPt, TiW, TiN und TiW:N und die zweite Schicht mindestens einen der Stoffe A1 und Au auf. Es ist in diesem Zusammenhang auch möglich, dass die erste Schicht mehrere derartige Teilschichten aufweist.
Das Kontaktmaterial ist vorteilhafterweise mit einer Schicht unterlegt, die mindestens einen der Stoffe Ti, Cr, V und Ni aufweist und eine Dicke zwischen 0,1 nm und 100 nm, bevorzugt zwischen 1 und 20 nm aufweist, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Durch das Unterlegen des Kontaktmaterials mit derartigen Stoffen wird u.a. die Haftung zwischen dem Kontaktmaterial und der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht verbessert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils ist die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht mit mindestens einem der Stoffe Te, Si, Se, S, Ge und Sn dotiert, mit einer Konzentration, die größer als oder gleich 5·10¹⁷ cm^–3 ist und die bevorzugt im Bereich größer als oder gleich 8·10¹⁷ cm^–3 und kleiner als oder gleich 5·10¹⁹ cm^–3 liegt.
Bevorzugt ist die epitaktische Halbleiterschichtenfolge des Bauteils eine Leuchtdioden-Schichtenfolge, insbesondere eine Dünnfilm-Leuchtdiode.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den nachfolgend in Verbindung mit den 1a bis 2e beschriebenen zwei Ausführungsbeispielen. Es zeigen in schematischer Darstellung:
die 1a und 1b verschiedene Verfahrensstadien eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
die 2a bis 2e verschiedene Verfahrensstadien eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens.
1a zeigt eine auf ein Aufwachssubstrat 17 aufgewachsene epitaktische Halbleiterschichtfolge 8. Diese ist mit einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht 7 beginnend aufgewachsen und weist eine elektromagnetische Strahlung emittierende aktive Zone auf (nicht dargestellt). Die AlGaInP-basierte Schicht 7 weist mindestens ein Material der Zusammensetzung Al_xGa_yIn_1- _x-yP mit 0 ≤ × ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x+y ≤ 1 auf . Beipielsweise besteht sie aus GaP. Die aktive Zone weist beispielsweise einen strahlungserzeugenden pn-Übergang oder eine strahlungserzeugende Einfach- oder Mehrfach-Quantenstruktur auf. Solche Strukturen sind dem Fachmann bekannt und werden von daher nicht näher erläutert. Das Aufwachssubstrat 17 kann beispielsweise aus n-dotiertem GaAs bestehen.
In 1b ist die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 8 vorderseitig, d.h. mit der vom Aufwachssubstrat 17 abgewandten Seite auf ein Trägersubstrat 14 aufgebracht und das Aufwachssubstrat 17 von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 8 entfernt. Auf der freigelegten n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht 7 wird ein elektrischer Kontakt 2 hergestellt. Dieser weist eine etwa 10 nm dicken Ti-Schicht 16, eine Kontaktschicht 3 aus Au:Ge mit etwa 1 Gewichtsprozent Ge, sowie Anschlußmaterial 6 auf. Das Anschlußmaterial 6 umfasst eine Sperrschicht 4, die aus Stickstoff dotiertem TiW besteht, sowie eine Anschlußschicht 5 aus Aluminium. Diese verschiedenen Materialschichten des elektrischen Kontaktes 2 können beispielsweise jeweils durch Lithographie mittels Maskenschichten und Aufdampfen aufgebracht werden. Die Oberfläche der Anschlußschicht 5 ist geeignet, um einen Bond-Draht anzuschließen.
Alternativ kann die Kontaktschicht 3 aus zwei Teilschichten bestehen, von denen eine beispielsweise eine 10 nm dicke Ge-Schicht und die andere z.B. eine 200 nm dicke Au-Schicht sein kann. Hierbei sind beide Reihenfolgen möglich. Ebenfalls möglich ist eine Kontaktschicht, die aus einer Legierung von beispielsweise 88 Gewichtsprozenz Au und 12 Gewichtsprozent Ge besteht, was für diese Materialien die eutektische Zusammensetzung ist.
Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 8 ist mittels einer Lotschicht 11 mit dem Trägersubstrat 14 verbunden. Zwischen der Lotschicht 11 und der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 8 sind, von der Lotschicht 11 aus gesehen, eine Sperrschicht 10 sowie eine AuZn-Schicht 9 aufgebracht. Zwischen der Lotschicht 11 und dem Trägersubstrat 14 sind von der Lotschicht 11 aus gesehen eine weitere Sperrschicht 12 sowie ein elektrischer Zwischenkontakt 13 aufgebracht. Auf der von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 8 abgewandten Seite des Trägersubstrats 14 ist ein elektrischer Rückseitenkontakt 15 aufgebracht.
Das Trägersubstrat 14 kann beispielsweise aus GaAs bestehen, der Zwischenkontakt 13 und der Rückseitenkontakt 15 können beispielsweise aus Au:Ge bestehen, die Lotschicht 11 ist beispielsweise aus AuSn.
Die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht ist mit Tellur dotiert, mit einer Konzentration von etwa 1·10¹⁹ cm^–3. Sie wird vor dem Aufbringen des elektrischen Kontaktbereiches 2 gereinigt, was beispielsweise mit stark verdünnter HCl, kalter Phosphorsäure oder einer flußsäurehaltigen Lösung geschehen kann.
Nachfolgend wird der Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip 1 getempert, so daß Ge aus der Kontaktschicht 3 des elektrischen Kontaktbereiches 2, aus dem Zwischenkontakt 13 sowie dem Rückseitenkontakt 15 in die jeweilige angrenzende Halbleiterschicht diffundieren kann und somit jeweils ein gut leitender elektrischer Kontakt ausgebildet wird, der praktisch ohmsch ist. Das Tempern wird ausreichend lange und bei einer Temperatur durchgeführt, bei der die Lotschicht 11 im Wesentlichen nicht aufschmilzt, was ansonsten beim Wiedererstarren der Lotschicht zu einer unvorteilhaften Verformung von dieser und zu einer Beeinträchtigung der Eigenschaften des Dünnfilm-Leuchtdioden-Chips führen könnte.
Das Aufbringen der Ti-Schicht 16 führt beim Tempern zu einer niedrigeren Mindesttemperatur, bei der sich ein ausreichend guter elektrischer Kontakt ausbildet. Dies kann insbesondere im Zusammenhang mit dem möglichen Verfahrensschritt des Temperns bei einer Temperatur, bei der die Lotschicht 11 im Wesentlichen nicht aufschmilzt, besonders vorteilhaft für das Verfahren sein.
In 2a bis 2e ist eine n-leitende AlGaInP-basierte Schicht 7 gezeigt, auf welche mittels Abhebetechnik ein elektrischer Kontaktbereich aufgebracht wird. Hierfür wird zunächst eine Maskenschicht 18 aufgebracht, was in 2a gezeigt ist. In der Maskenschicht 18 wird derart ein Fenster ausgebildet, dass die das Fenster begrenzenden Flächen der Maskenschicht 18 einen spitzen Winkel mit der Oberfläche der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht 7 einschließen, so daß das Fenster auf seiner zu der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht 7 gewandten Seite einen größeren Querschnitt aufweist als auf seiner gegenüberliegenden Seite (siehe 2b).
In 2c ist mittels eines gerichteten Abscheideverfahrens eine Kontaktschicht 3 aufgebracht. Nachfolgend werden mittels eines ungerichteten, überformenden Beschichtungsverfahrens eine Sperrschicht 4 sowie eine Anschlußschicht 5 aufgebracht, wie in 2d gezeigt ist. Es sei hier darauf hingewiesen, dass die Anschlußschicht grundsätzlich auch mit nicht überformenden Verfahren hergestellt werden kann. Mittels eines Lösungsmittels kann die Maskenschicht 18 nachfolgend entfernt und somit das darauf befindliche Material abgehoben werden. Ein geeignetes Material für die Maskenschicht 18 sowie ein geeignetes Lösungsmittel zum Auflösen von dieser sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht explizit angegeben. Übrig bleibt, wie in 2e gezeigt, lediglich der elektrische Kontaktbereich 2, welcher nachfolgend getempert werden kann.
Die Beschreibung des Verfahrens und des Bauteils anhand der Ausführungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese anzusehen. Beipielsweise kann die epitaktische Halbleiterschichtenfolge mit einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht abschließend aufgewachsen sein, so dass diese von vornherein exponiert ist und direkt elektrisch kontaktiert werden kann. Zudem muß dass Kontaktmaterial und/oder das Anschlußmaterial nicht in Form einer Schicht aufgebracht werden. Vielmehr kann das elektrische Kontaktmaterial auch in beliebiger Form und auch auf mehrere, nicht zusammenhängende Bereiche verteilt aufgebracht werden. Ebenso muß das Anschlußmaterial keineswegs ganzflächig auf das Kontaktmaterial aufgebracht werden, sondern es reicht, wenn sich die Materialien an einer Stelle, z.B. in einer Ebene senkrecht zur n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht, derart berühren, dass sich ein ausreichend gut leitender, elektrischer Kontakt zwischen ihnen ausbilden kann.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktbereiches auf einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht, mit den Schritten: – Aufbringen von elektrischem Kontaktmaterial, welches Au und mindestens einen Dotierstoff aufweist, wobei der Dotierstoff mindestens ein Element aus der Gruppe Ge, Si, Sn und Te enthält; – Tempern der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Anteil von Dotierstoffen im elektrischen Kontaktmaterial höchstens 5 Gewichtsprozent, bevorzugt höchstens 3 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 0,1 und einschließlich 1,5 Gewichtsprozent beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich das elektrische Kontaktmaterial aus mehreren Materialschichten zusammensetzt, von denen mindestens eine im Wesentlichen aus Au und mindestens eine weitere im Wesentlichen aus mindestens einem Dotierstoff besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das elektrische Kontaktmaterial mindestens eine Au-Dotierstoff-Legierung aufweist, bei der das Verhältnis von Au und Dotierstoff etwa der jeweiligen eutektischen Zusammensetzung entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem vor oder nach dem Tempern der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht elektrisches Anschlußmaterial derart aufgebracht wird, dass es Kontakt zu dem Kontaktmaterial hat.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das elektrische Anschlussmaterial gesehen von der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht mindestens eine erste und eine zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht eine Diffusionssperre darstellt und die zweite Schicht eine elektrische Anschlussfläche ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die erste Schicht mindestens einen der Stoffe Ti, Pt, TiPt, TiW, TiN und TiW:N und die zweite Schicht mindestens einen der Stoffe A1 und Au aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zumindest eine für den elektrischen Kontaktbereich vorgesehene Fläche auf der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht vor dem Aufbringen des Kontaktmaterials gereinigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Kontaktmaterial mit einer Schicht unterlegt wird, die mindestens einen der Stoffe Ti, Cr, V und Ni aufweist und die eine Dicke zwischen 0,1 nm und 100 nm, bevorzugt zwischen 1 und 20 nm aufweist, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem – eine Maskenschicht auf die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht aufgebracht wird, in welche an den Stellen, an denen elektrische Kontaktbereiche vorgesehen sind, Fenster ausgebildet werden, und – nach dem Aufbringen des elektrischen Anschlussmaterials das auf der Maskenschicht befindliche Kontakt- und Anschlussmaterial durch Entfernen der Maskenschicht abgehoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht mit mindestens einem der Stoffe Tellur, Silicium, Selen, Schwefel, Germanium und Zinn dotiert ist, mit einer Konzentration die größer als oder gleich 5·10¹⁷ cm^–3 ist und die bevorzugt größer als oder gleich 8·10¹⁷ cm^–3 und kleiner als oder gleich 5·10¹⁹ cm^–3 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem – die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht Bestandteil einer auf ein Aufwachssubstrat aufgewachsenen epitaktischen Halbleiterschichtenfolge ist, – die Halbleiterschichtenfolge mit der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht beginnend aufgewachsen ist, – die Halbleiterschichtenfolge vorderseitig auf ein Trägersubstrat aufgebracht wird und – die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht nachfolgend durch ein Entfernen des Aufwachssubstrates sowie etwaiger Zwischenschichten zwischen dem Aufwachssubstrat und der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge freigelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die epitaktische Halbleiterschichtenfolge eine Leuchtdioden-Schichtenfolge, insbesondere für eine Dünnfilm-Leuchtdiode ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem vor dem Tempern zwischen dem Trägersubstrat und der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge eine Lotschicht ausgebildet und nachfolgend bei einer Temperatur getempert wird, bei der die Lotschicht im Wesentlichen nicht aufschmilzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem vor dem Tempern auf der von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge abgewandten Oberfläche des Trägersubstrats ein elektrischer Rückseitenkontakt aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Trägersubstrat ein Halbleitermaterial, insbesondere GaAs oder Ge aufweist, vorzugsweise im Wesentlichen aus diesen Stoffen besteht, und der Rückseitenkontakt Au und mindestens einen der Stoffe Ge, Zn und Be aufweist.
Bauelement, das eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge mit elektromagnetische Strahlung emittierender aktiver Zone aufweist, wobei die Halbleiterschichtenfolge auf einer Seite mit einer n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht abschließt, auf der ein elektrischer Kontakt aufgebracht ist, bei dem der elektrische Kontakt elektrisches Kontaktmaterial umfasst, welches Au und mindestens einen Dotierstoff aufweist, wobei der Dotierstoff mindestens ein Element aus der Gruppe Ge, Si, Sn und Te enthält.
Bauelement nach Anspruch 17, bei dem der elektrische Kontakt elektrisches Anschlußmaterial aufweist.
Bauelement nach Anspruch 17 oder 18, bei dem der Anteil von Dotierstoffen im elektrischen Kontaktmaterial höchstens 5 Gewichtsprozent, bevorzugt höchstens 3 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 0,1 und einschließlich 1,5 Gewichtsprozent beträgt.
Bauelement nacheinem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem sich das elektrische Kontaktmaterial aus mehreren Materialschichten zusammensetzt, von denen mindestens eine im Wesentlichen aus Au und mindestens eine weitere im Wesentlichen aus mindestens einem Dotierstoff besteht.
Baulelement nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das elektrische Kontaktmaterial mindestens eine Au-Dotierstoff-Legierung aufweist, bei der das Verhältnis von Au und Dotierstoff etwa der jeweiligen eutektischen Zusammensetzung entspricht.
Bauelement nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem das elektrische Anschlussmaterial gesehen von der n-leitenden AlGaInP-basierten Schicht mindestens eine erste und eine zweite Schicht aufweist, wobei die erste eine Diffusionssperre darstellt und die zweite eine elektrische Anschlussfläche ausbildet.
Bauelement nach Anspruch 22, bei dem die erste Schicht mindestens einen der Stoffe Ti, Pt, TiPt, TiW, TiN und TiW:N und die zweite Schicht mindestens einen der Stoffe A1 und Au aufweist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem das Kontaktmaterial mit einer Schicht unterlegt ist, die mindestens einen der Stoffe Ti, Cr, V und Ni aufweist und die eine Dicke zwischen 0,1 nm und 100 nm, bevorzugt zwischen 1 und 20 nm aufweist, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 24, bei dem die n-leitende AlGaInP-basierte Schicht mit mindestens einem der Stoffe Tellur, Silicium, Selen, Schwefel, Germanium und Zinn dotiert ist, mit einer Konzentration die größer als oder gleich 5·10¹⁷ cm^–3 ist und die bevorzugt größer als oder gleich 8·10¹⁷ cm^–3 und kleiner als oder gleich 5·10¹⁹ cm^–3 ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 25, bei dem die epitaktische Halbleiterschichtenfolge eine Leuchtdioden-Schichtenfolge, insbesondere für eine Dünnfilm-Leuchtdiode ist.