DE112004000426T5

DE112004000426T5 - Lichtemittierende Diode und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE112004000426T5
Application number: DE112004000426T
Authority: DE
Inventors: Ryouichi Chichibu Takeuchi; Wataru Chichibu Nabekura
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2006-02-09
Also published as: WO2004082035A1

Abstract

Lichtemittierende Diode, welche eine Verbundhalbleiterschicht aufweist, die einen lichtemittierenden Teil und ein Alkaliglassubstrat enthält, welches mindestens 1 Massen-% eines Elements enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Natrium (Na), Calcium (Ca), Barium (Ba) und Kalium (K) besteht, und Transparenz gegenüber einer Lichtemissionswellenlänge des lichtemittierenden Teils zeigt, wobei das Alkaliglassubstrat so ausgelegt ist, dass sie mit der Verbundhalbleiterschicht fixiert oder verbunden in Kotakt steht.

Description

Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen:
Diese Anmeldung ist eine Anmeldung unter 35 U.S.C. §111(a) und beansprucht die Rechte aus den Anmeldedaten der provisorischen Anmeldung Nr. 60/455,586, eingereicht am 19. März 2003, gemäß 35 U.S.C., §119(e)(1) und die der provisorischen Anmeldung Nr. 60/530,229, eingereicht am 18. Dezember 2003, gemäß 35 U.S.C. §111(b).
Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Diode unter Verwendung einer Technik zum Auftragen eines Alkaliglassubstrats und insbesondere eine lichtemittierende Diode mit großer Helligkeit und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Stand der Technik:
Bislang ist die Technik bekannt, bei der ein undurchsichtiges Halbleitersubstrat entfernt wird und ein transparentes Substrat durch Ankleben befestigt wird, um eine erhöhte Helligkeit und verbesserte mechanische Festigkeit auf die lichtemittierende Diode zu übertragen. In der auf diese Weise hergestellten lichtemittierenden Diode ist ein transparentes Substrat mit der Oberfläche einer Halbleiterschicht oder an die Oberfläche, die durch die Entfernung des nicht transparenten Halbleitersubstrats exponiert wird, durch Ankleben verbunden. Das Verfahren zum Verbinden dieses transparenten Substrats durch Kleben ist in verschiedenen Formen bekannt, einschließlich ein Verfahren durch direktes Verbinden durch Kleben eines transparenten Substrats an eine Halbleiterschicht bei einer erhöhten Temperatur unter Druck, wie in JP-C-3230638 offenbart, ein Verfahren, bei dem die in JP-A Hei-6-302857 offenbarte Wafer-Bindungstechnik direkt eingesetzt wird, und ein Verfahren, bei dem eine transparente viskose Substanz, wie ein Epoxyharz, verwendet wird, wie in JP-A 2002-246640 beschrieben. Außerdem ist beispielsweise in JP-C 2588849 ein Verfahren zum Verbinden einer Halbleiterschicht und eines transparenten Substrats durch einen transparenten elektrisch leitenden Film, wie ITO, vorgeschlagen worden.
Im Stand der Technik war es technisch schwierig, die gesamte Oberfläche eines Halbleiters eins transparenten Substrats zu verbinden, und deshalb wurden verschiedenste Verfahren zum Verbinden vorgeschlagen. Das Verfahren zum direkten Verbinden erfordert im allgemeinen eine hohe Temperatur von 700°C oder mehr und einen hohen Druck, die Halbleiterschicht wird stark beansprucht, und es kommt häufig zu unebenen und schadhaften Übergängen, wenn die Oberfläche nicht flach und glatt ist. Die Verbindung bei erhöhter Temperatur führt aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu einem Verkrümmen, induziert eine starke mechanische Spannung, da sie während des Abkühlens einem Brechen widerstehen muß, so daß häufig ein Riß entsteht, führt zu einer Verminderung der Qualität des lichtemittierenden Teils und führt somit den Bedarf an einem verbesserten Verfahren und einer Ausrüstung zur Sicherstellung einer stabilen Produktion.
Als Mittel zum Verdünnen eines Halbleiters und eines transparenten Substrats ist unterdessen ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine harzartige Klebeschicht eingesetzt wird, um einen Halbleiter mit schadhafter Oberfläche auszugleichen. Während dieses Verfahren geeignet ist, die Spannung bei einer erhöhten Temperatur und einen schadhaften Übergang aufgrund einer groben Oberfläche abzumildern, besteht das Problem bei der Wärmebehandlung, die der Bildung des Übergangs folgt, daß eine starke Spannung auftritt, weil das harzartige Material keine hohen Temperaturen aushalten kann. Die Bildung einer ohmschen Elektrode erfordert beispielsweise eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 400°C oder höher. Das harzartige Material führt daher zu Problemen, wie der Beeinträchtigung der Qualität, dem Auftreten von Abtrennungen und dem Verlust der Transparenz.
Aufgrund der vorstehend genannten mechanischen Beanspruchung und der Beeinträchtigung der Klebeschicht kommt es außerdem häufig bei dem verbundenen Teil zu einer Abtrennung und zu Rissen, beispielsweise während der Stufe, bei der die Diode in kleinere Teile geschnitten wird. Es ist deshalb schwierig, ein Verfahren zur Herstellung eines Übergangs zu entwickeln, das eine Ausgewogenheit zwischen der perfekten Klebewirkung bei niedriger Temperatur und geringer mechanischer Spannung und zufriedenstellender Hitzebeständigkeit bereitstellt.
Das herkömmliche Verfahren zum Verbinden der gesamten Oberfläche eines Halbleiters an ein transparentes Substrat führt zu einer Beeinträchtigung der Qualität eines lichtemittierenden Teils und erfordert eine fortgeschrittene Technik und Ausrüstung, um eine stabile Produktion sicherzustellen. Es ist außerdem schwierig, ein Verfahren zur Herstellung eines Übergangs bereitzustellen, das eine perfekte Klebewirkung bei niedriger Temperatur und eine geringe Spannung und zufriedenstellende Hitzebeständigkeit miteinander vereint.
Angesichts der vorstehend genannten Probleme ist die vorliegende Erfindung vorgeschlagen worden. Sie wurde dadurch ausgeregt, daß eine Klebeschicht entdeckt wurde, die hohe Klebestärke zeigt und hervorragende Hitzebeständigkeit selbst unter den Verbindungsbedingungen aufweist, bei denen eine Temperatur von 500°C oder weniger eingesetzt wird. Die vorliegende Erfindung hat somit das Ziel, eine lichtemittierende Diode mit hoher Helligkeit, welche die Beanspruchung während der Bildung des Übergangs aushält und eine stabile Produktion sicherstellt, und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitzustellen.
Bei der erfindungsgemäßen lichtemittierenden Diode wird die Verleihung einer hohen Helligkeit erreicht, weil die Entfernung des undurchsichtigen Substrats und das Anbringen des transparenten Substrats dazu führt, daß die Absorption von Licht in dem Halbleitersubstrat ausgeschaltet wird, und weil außerdem die Bereitstellung der Verbundhalbleiterschicht auf einem Teil der Oberfläche mit einer ohmschen Elektrode und einer Metall reflektierenden Schicht dazu führt, daß das Licht des lichtemittierenden Teils effizient auf die Außenseite abgeführt werden kann. Im speziellen stellt die vorliegende Erfindung folgendes bereit.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben entdeckt, daß die Technik des Anodenübergangs zum Verbinden einer Verbundhalbleiterschicht und eines transparenten Substrats unter Verwendung von Glas eingesetzt werden kann, und außerdem, daß die Verbundhalbleiterschicht und ein Alkaliglassubstrat unter einer geringen mechanischen Spannung stabil verbunden werden können und daß folglich ein Produkt mit einer hohen Hitzebeständigkeit erhalten werden kann.
Offenbarung der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Diode, die eine Verbundhalbleiterschicht aufweist, die einen lichtemittierenden Teil und eine Alkaliglasplatte enthält, die mindestens 1 Massen-% eines Elements aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Natrium (Na), Calcium (Ca), Barium (Ba) und Kalium (K) besteht, und für eine Lichtemissionswellenlänge des lichtemittierenden Teils transparent ist, wobei das Alkaliglassubstrat so ausgestaltet ist, dass sie mit der Verbundhalbleiterschicht fixiert oder verbunden in Kontakt steht.
In der lichtemittierenden Diode hat das eine Element des Alkaliglassubstrats eine Konzentration A in einem der Verbindung mit der Halbleiterschicht angrenzenden Bereich, die niedriger ist als die Konzentration B auf einer rückwärtigen Oberfläche des Alkaliglassubstrats, und erfüllt die Beziehung B > 1,5 × A.
In der lichtemittierenden Diode hat das Alkaliglassubstrat Siliciumdioxid (SiO₂) und Boroxid (B₂O₃) als Hauptkomponenten und einen Bleigehalt von 0,1 Massen-% oder weniger.
In der lichtemittierenden Diode ist die Verbindungsoberfläche zwischen dem Alkaliglassubstrat und der Verbundhalbleiterschicht eine zu einem Spiegel verarbeitete Oberfläche mit einer Oberflächenrauhheit von 2 nm oder weniger.
In der lichtemittierenden Diode hat das Alkaliglassubstrat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 3 bis 7 × 10^–6/K.
In der lichtemittierenden Diode hat das Alkaliglassubstrat eine Dicke von 70 μm oder mehr und 300 μm oder weniger, und die Verbundhalbleiterschicht hat eine Dicke von 30 μm oder weniger.
In der lichtemittierenden Diode besteht der lichtemittierende Teil, der in der Verbundhalbleiterschicht enthalten ist, aus AlGaInP mit hoher Emissionseffizienz.
In der lichtemittierenden Diode enthält die Verbundhalbleiterschicht eine Schicht aus GaP, einem Material, das zum Stoppen einer Ätzung und zur Stromdiffusion geeignet ist.
In der lichtemittierenden Diode haben die Verbundhalbleiterschicht und das Alkaliglassubstrat jeweils einen As-Gehalt von 0,1 Massen-% oder weniger.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode bereit, welches eine Stufe, bei der eine Verbundhalbleiterschicht auf einem Halbleitersubstrat, das für eine Lichtemissionswellenlänge nicht transparent ist, bereitgestellt wird, wobei eine gebildete Verbundhalbleiterschicht gebildet wird, eine Stufe, bei der die gebildete Verbundhalbleiterschicht und ein Alkaliglassubstrat, das für die Lichtemissionswellenlänge transparent ist, durch ein Anodenübergangsverfahren verbunden werden, eine Stufe, bei der das nicht transparente Halbleitersubstrat entfernt wird, eine Stufe, bei der eine erste ohmsche Elektrode mit einer ersten Polarität auf einem Teil der Hauptoberfläche gegenüber einer Anodenübergangsoberfläche der Verbundhalbleiterschicht gebildet wird, eine Stufe, bei der eine zweite ohmsche Elektrode auf einer Verbundhalbleiterschicht mit einer zweiten Polarität in der gebildeten Halbleiterschicht gebildet wird, und eine Stufe umfaßt, bei der die erste ohmsche Elektrode und eine Verbundhalbleiterschicht mit der ersten Polarität in der gebildeten Halbleiterschicht mit einer metallischen reflektierenden Schicht überzogen werden.
In dem Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode hat das Halbleitersubstrat, das für eine Lichtemissionswellenlänge nicht transparent ist, eine darauf gebildete Verbundhalbleiterschicht, die einen lichtemittierenden Teil mit einer lichtemittierenden Schicht umfaßt, wobei die Verbundhalbleiterschicht vor der Stufe des Verbindens poliert wird, wodurch eine mittlere Oberflächenrauhheit von 2 nm oder weniger bereitgestellt wird.
In dem Verfahren zur Produktion einer lichtemittierenden Diode wird die metallische reflektierende Schicht aus Gold (Au) oder Rhodium (Rh) gebildet, welches eine starke Reflexion zeigt und ein stabiles Material ist.
In dem Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode hat das nicht transparente Halbleitersubstrat eine Temperatur im Bereich von 300 bis 500°C während des Anodenübergangsverfahrens.
In dem Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode umfaßt die Stufe, bei der das nicht transparente Halbleitersubstrat entfernt wird, eine Stufe, bei der ein Teil der Verbundhalbleiterschicht entfernt wird, und die Stufe, bei der ein Teil der Verbundhalbleiterschicht entfernt wird, umfaßt eine Stufe, bei der selektives Ätzen durchge führt wird, wobei nur Kristalle einer vorbestimmten Zusammensetzung geätzt werden.
Das Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode kann außerdem eine Stufe umfassen, bei der die lichtemittierende Schicht mit einem Schutzfilm bedeckt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine lichtemittierende Diodenlampe mit einer Elektrode aus einem lichtemittierenden Diodenchip bereit, der durch das Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode produziert wird und durch Verbinden mit einem Gold (Au)-Höcker als eine flip chip-Elektrode konstruiert ist.
In der lichtemittierenden Diodenlampe wird die Elektrode des lichtemittierenden Diodenchips in einer flip chip-Elektrode dadurch hergestellt, daß sie mit einer Lötlegierung mit einem Schmelzpunkt von 450°C oder weniger verbunden wird.
Die vorstehend genannten Gegenstände und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 ist eine Grundrißansicht einer lichtemittierenden Diode, die unter die Beispiele 1 und 2 der Erfindung fällt.
2 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie II-II durch 1 gelegt wird.
3 ist ein Querschnitt eines epitaxialen Wafers, der unter die erfindungsgemäßen Beispiele 1 und 2 und unter die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 fällt.
4 ist eine Grundrißansicht einer lichtemittierenden Diode, die unter Vergleichsbeispiel 7 fällt.
5 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie V-V durch 4 gelegt wird.
6 ist eine Grundrißansicht einer lichtemittierenden Diode, die unter die Beispiele 1 und 2 dieser Erfindung und unter die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 fällt.
7 ist ein Querschnitt einer lichtemittierenden Diode, die unter die Beispiele 1 und 2 der vorliegenden Erfindung und die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 fällt.
8 ist eine Grundrißansicht eines modifizierten Beispiels der Struktur der 1, wobei die Elektrode der n-Typ-Region so vorliegt, daß sie einen gleichen Abstand von der Elektrode der p-Typ-Region hat.
9 ist eine Grundrißansicht eines modifizierten Beispiels der Struktur der 1, wobei die p-Elektrode in der Form eines Gitters ausgebildet ist, um das auf die n-Elektrode ausgeübte Potential gleichförmig zu machen.
10 ist eine Grundrißansicht eines modifizierten Beispiels der Struktur der 1, wobei der Teil mit einem kürzeren Abstand zwischen den Elektroden dünner ist, um die Fläche und den Abstand auszugleichen und einen gleichförmigen Stromfluß sicherzustellen.
11 ist eine Grundrißansicht eines modifizierten Beispiels der Struktur der 1 unter Verwendung von parallelen Elektroden, um einen gleichförmigen Stromfluß sicherzustellen.
12 ist eine Grundrißansicht eines Beispiels der Bildung einer bilateral oder vertikal symmetrischen Form, um den Stromfluß gleichförmig zu machen.
13 ist eine Grundrißansicht eines modifizierten Beispiels der Struktur der 1, wobei die p-Elektrode in der Form einer Gruppe von Trittsteinen vorliegt, um einen gleichförmigen Stromfluß sicherzustellen.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Das transparente Glassubstrat, das für die Anodenverbindung eingesetzt wird, ist ein sogenanntes Alkaliglassubstrat mit Boroxid und Siliciumoxid als Hauptkomponenten, das zusätzlich Natriumoxid, Calciumoxid, Bariumoxid und Kaliumoxid enthält. In der vorliegenden Erfindung ist die Konzentration von Natrium (Na), Calcium (Ca), Barium (Ba) oder Kalium (K) in dem Alkaliglas bei 1 Massen-% oder mehr.
Die Obergrenze der Konzentration des Elements ist 30 Massen-%, vorzugsweise 15 Massen-% oder weniger und stärker bevorzugt 10 Massen-% oder weniger. Wenn die Konzentration des Elements 30 Massen-% übersteigt, führt dieser Überschuß möglicherweise zu einer Beeinträchtigung der Verbindungsfestigkeit oder zu einer Alkaliverunreinigung. Im Hinblick auf die Umweltbelastung ist für das Alkaliglas ein Material bevorzugt, bei dem Blei oder Arsen vermieden wird. Das Alkaliglassubstrat hat vorzugsweise eine Wärmeausdehnungskoeffizienten, der demjenigen einer Verbundhalbleiterschicht entspricht, d.h. einen Wert im Bereich von 3 bis 7 × 10^–6/K. Der Grund dafür ist, daß wenn der Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten zu groß ist, verhindert wird, daß die mechanische Spannung auf der Halbleiterschicht im Verlauf des Erhitzens und Kühlens abnimmt.
Die Dicke des Alkaliglassubstrats ist vorzugsweise 300 μm oder weniger, weil dadurch ein Chip leichter hergestellt werden kann. Die Dicke ist angesichts des Auftretens von Rissen während des Anklebens eines transparenten Substrats und wegen der einfacheren Handhabung des Werkzeugs während des Zusammenbaus 70 μm oder mehr. Außerdem ist der Bleigehalt in dem Alkaliglassubstrat vorzugsweise 0,1 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 0,01 Massen-% oder weniger und am stärksten bevorzugt im Bereich von 0,01 Massen-% bis 0,0001 Massen-%.
Als undurchsichtiges Halbleitersubstrat als Basis für das bilden einer Verbundhalbleiterschicht sind Substrate von GaAs, InbP, GaP und Si erhältlich. Der lichtemittierende Teil kann beispielsweise aus GaP, einem AlGalnP-Mischkristall oder einem GaAlAs-Mischkristall gebildet werden. Es sind auch andere Halbleiter möglich. In bekannten lichtemittierenden Dioden für den lichtemittierenden Teil sind Strukturen möglich, wie die Einzelheterostruktur, die Doppelheterostruktur und die Quantentopfstruktur, die üblicherweise für lichtemittierende Teile eingesetzt werden. Die lichtemittierende Diode der erfindungsgemäßen Struktur hat insbesondere auf die Erhöhung der Helligkeit einer lichtemittierenden Diode, die unter Einsatz eines GaAs-Substrats mit einem AlGalnP-lichtemittierenden Teil ausgestattet ist, eine große Auswirkung, was aufgrund der Wanddicke und der Trübung der üblichen Struktur aufgrund der Anordnung der Gitter schwierig ist.
Beim Herstellen eines lichtemittierenden Teils mit hoher Helligkeit ist es eine allgemeine Regel, das Materiell eines lichtemittierenden Teils mit einer passenden Gitterkonstante auszuwählen und das Wachstum einer Verbundhalbleiterschicht zu induzieren. Als Verfahren für dieses Wachstum können bekannte Techniken eingesetzt werden, wie das Verfahren des flüssigen Phasenwachstums, das MBE-Verfahren und das MOCVD-Verfahren. im Hinblick auf die Massenproduktion und die Qualität ist jedoch das MOCVD-Verfahren am vorteilhaftesten. Bei der Verbundhalbleiterschicht können bekannte Komponenten, wie eine Pufferschicht, die vorstehend im Hinblick auf das Halbleitersubstrat eingesetzt wurde, eine Bragg-Reflexionsschicht, eine Ätzstopschicht, die selektives Ätzen ermöglichen soll, eine Kontaktschicht zum Senken des Kontaktwiderstandes einer ohmschen Elektrode, eine Schicht für die Diffusion des elektrischen Stroms, eine Schicht zum Stoppen des elektrischen Stroms, um den Fluß des elektrischen Stroms zu kontrollieren, und eine Schicht zur Einschränkung des elektrischen Stroms in Kombination mit dem lichtemittierenden Teil eingesetzt werden. Diese Schichten können in geeigneter Weise ausgewählt und kombiniert werden, um bestimmten Erfordernissen zu genügen, beispielsweise hinsichtlich des Produktionsverfahrens, der Kosten und der Qualität.
Beim Übereinanderlegen des Alkaliglassubstrats und des Halbleitersubstrats und Durchführen der Anodenverbindung des erhaltenen Laminats kann eine käuflich erwerbbare Apparatur für die Herstellung eines Anodenübergangs eingesetzt werden. Dieses Verfahren besteht in dem Anlegen eines elektrischen Feldes an die Glasplatte und die Verbundhalbleiterschicht, während das Laminat erhitzt bleibt. Außerdem ist es während der Bildung des Übergangs bevorzugt, einen Druck auf das Laminat in einem Maß auszuüben, das verhindert, daß die verbundenen Oberflächen verrutschen. Dieser Druck erhöht möglicherweise die Gleichförmigkeit und Festigkeit des Übergangs. Obwohl die Verbindung vorzugsweise bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt wird, fällt die Temperatur, die tatsächlich für die Bildung des Übergangs geeignet ist, in den Bereich von 300 bis 500°C und ist insbesondere bei etwa 400°C optimal.
Das undurchsichtige Halbleitersubstrat kann beispielsweise durch mechanische Werkzeuge, durch Abreibung oder chemisches Ätzen entfernt werden. Unter den chemischen Ätzverfahren ist im Hinblick auf die Massenproduktion, Reproduzierbarkeit und Gleichförmigkeit das selektive Ätzen optimal, welches den Unterschied der Ätzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Materialqualität ausnutzt. Das selektive Ätzen ist ein Verfahren, welches beispielsweise ausschließlich die GaAs-Schicht ätzt, wenn es in dem Fall eingesetzt wird, bei dem eine AlGaInP-Schicht auf ein GaAs-Substrat aufgelegt wird.
Die flip chip-Struktur der lichtemittierenden Diode wird optimal dadurch erhalten, daß die Oberfläche eines transparenten Substrats zum Anziehen von Licht gebildet wird, eine erste Elektrode und ein Teil einer Verbundhalbleiterschicht auf der Oberfläche der Verbundhalbleiterschicht auf der Seite, auf der ein undurchsichtiges Substrat entfernt worden ist, entfernt wird, eine zweite Elektrode auf einer zweiten polaren Verbundhalbleiterschicht gebildet wird und außerdem eine metallische reflektierende Schicht angebracht wird, um die erste Elektrode und die Oberfläche der Verbundhalbleiterschicht zu bedecken.
Als weiteres Verfahren zur Herstellung einer Diode können beliebige bekannte Verfahren zur Produktion einer lichtemittierenden Diode eingesetzt werden. Im speziellen wird die lichtemittierende Diode über die Stufen hergestellt, bei denen eine ohmsche Elektrode gebildet wird, ein Schutz film gebildet wird und ein Chip abgespalten, getestet und beurteilt wird.
Beispiele für die Herstellung einer erfindungsgemäßen lichtemittierenden Diode werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im folgenden eingehend beschrieben. Es versteht sich, daß diese Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1:
Die 1 und 2 veranschaulichen eine hergestellte Halbleiteremissionsdiode, 1 zeigt eine Grundrißansicht davon und 2 zeigt einen Querschnitt, der entlang der Linie II-II durch 1 gelegt wurde. 3 ist eine Detailansicht der Laminatstruktur eines epitaxialen Halbleiterwafers, der in einer Halbleiterlichtemissionsdiode eingesetzt wird. Die hergestellte Halbleiterlichtemissionsdiode ist eine Rotlichtemissionsdiode (LED) mit AlGaInP als lichtemittierende Schicht.
Wie 3 veranschaulicht, welche einen Querschnitt der LED zeigt, wird in dieser LED eine Verbundhalbleiterschicht 13, gebildet durch aufeinanderfolgendes Übereinanderlegen einer Pufferschicht 130 aus Si-dotiertem n-Typ GaAs, einer Ätzstopschicht 131 aus Si-dotiertem n-Typ (Al_0,5Ga_0,5)_0,5In_0,5P, einer Abdeckschicht 132 aus Si-dotiertem n-Typ Al_0,7Ga_0,3In_0,5P, einer lichtemittierenden Schicht 133 aus nicht-dotiertem (Al_0,2Ga_0,8)_0,5In_0,5P, einer oberen Abdeckschicht 134 aus Zn-dotiertem p-Typ (Al_0,7Ga_0,8)_0,5In_0,5P und einer Zn-dotierten p-Typ GaP-Schicht 135, auf einem Halbleitersubstrat 11 aus GaAs-Einkristall mit einer Ebene mit einer Neigung von 2° aus einer Si-dotierten n-Typ (001)-Ebene gebildet. Eine Lichtemissionsschicht 12 dieser LED hat eine doppelte Heterostruktur, die aus der unteren Abdeckschicht 132, der Lichtemissionsschicht 133 und der oberen Abdeckschicht 134 gebildet wird.
In diesem Beispiel wurden zunächst durch das Verfahren zur Abscheidung eines organometallischen Dampfes unter Niederdruck (MOCVD-Verfahren) unter Verwendung von Trimethylaluminium ((CH₃)₃Al), Trimethylgallium ((CH₃)₃Ga) und Trimethylindium ((CH₃)₃In) als Ausgangsmaterialien für die Komponenten der Elemente der Gruppe III die relevanten Verbundhalbleiterschichten 130 bis 135 einzeln auf das Halbleitersubstrat 11 aufeinandergelegt, wobei ein epitaxialer Wafer gebildet wurde. Diethylzink ((C₂H₅)₂Zn) wurde als Ausgangsmaterial für die Dotierung mit Zn eingesetzt. Disilan (Si₂H₆) wurde als Ausgangsmaterial für die Dotierung mit Si eingesetzt. Als Ausgangsmaterial für die Komponenten der Elementengruppe V wurde Phosphin (PH₃) oder Arsin (AsH₃) eingesetzt. Die Temperaturen beim Aufeinanderlegen der Schichten, die durch das MOCVD-Verfahren aufeinandergelegt wurden, beim Bilden der Verbundhalbleiterschicht 13 waren einheitlich 730°C.
Die Trägerkonzentration der GaAs-Pufferschicht 130 war etwa 5 × 10¹⁸ cm^–13, und deren Wanddicke war etwa 0,2 μm. Der (Al_0,5Ga_0,5)_0,5In_0,5P-Träger hatte eine Konzentration der Ätzstopschicht 131 von etwa 2 × 10¹⁸ cm^–3 und deren Wanddicke war etwa 1 μm. Die Trägerkonzentration der unteren Abdeckschicht 132 war etwa 8 × 10¹⁷ cm^–3, und deren Wanddicke war etwa 1 μm. Die lichtemittierende Schicht 133 hatte eine nicht dotierte Wanddicke von 0,5 μm. Die Trägerkonzentration der oberen Abdeckschicht 134 war etwa 2 × 10¹⁷cm^–3, und deren Wanddicke war etwa 1 μm. Die Trägerkonzentration der GaP-Schicht 135 war etwa 5 × 10¹⁸ cm^–3, und deren Wanddicke war 7 μm.
Danach wurde die Oberfläche der epitaxial gebildeten Verbundhalbleiterschicht auf eine mittlere Oberflächenrauheit von 0,5 nm poliert. Die Rauheit konnte durch visuelle Beobachtung des Querschnitts der Schicht unter Verwendung eines Meßgeräts zur Bestimmung der optischen Oberflächenrauheit, einem Atomenmikroskop oder einem Elektronenmikroskop bestimmt werden. Als transparentes Substrat 150 wurde ein sogenanntes Pyrex^®-Glas (Wärmeausdehnungskoeffizient: 5 × 10^–6/K) unter Verwendung von B₂O₃ und SiO₂ als Hauptkomponenten und mit einer Dicke von 150 μm eingesetzt. Natürlich wurde die Oberfläche dieses Glases auf eine mittlere Rauheit von 1 nm spiegelpoliert.
Danach wurden die Verbundhalbleiterschicht und das transparente Substrat übereinander auf eine Diodenverbindungsvorrichtung gelegt. Das Innere dieser Vorrichtung wurde bis zum Vakuum evakuiert. Die Halbleiterschicht und das transparente Substrat wurden zwischen den oberen und den unteren Heizer gelegt und auf 400°C erhitzt. Außerdem wurde eine Spannung von +800 V auf die Oberfläche des transparenten Substrats angelegt, um die zwei Schichten direkt zu verbinden. Die Dauer dieses Verbindungsvorgangs wurde auf 15 Minuten festgesetzt. Die Gesamtkonzentration der Elemente Na, Ca, K und Ba auf der verbundenen Oberfläche des Glassubstrats nach der Verbindung war etwa 3 Massen-% in dem der verbundenen Oberfläche angrenzenden Bereich und etwa 6 Massen-% auf der rückwärtigen Oberfläche. Folglich war die Alkalikonzentration auf der rückwärtigen Oberfläche etwa doppelt so hoch wie die auf der verbundenen Oberfläche.
Dann wurden das undurchsichtige GaAs-Substrat 11 und die GaAs-Pufferschicht 130 durch Verwendung eines bekannten Ätzmittels auf Ammoniak-Basis selektiv entfernt. Auf der Oberfläche der Ätzstopschicht 131 wurde eine erste ohmsche Elektrode 14 durch Vakuumabscheidung einer AuGe-Legierung bis auf eine Dicke von 0,3 μm gebildet. Diese Elektrode wurde unter Verwendung üblicher fotolithographischer Mittel mit einem Muster versehen, wobei eine lineare n-Typ ohmsche Elektrode 15 mit einer dreieckigen Form und einer Linienbreite von etwa 8 μm erhalten wurde.
Auf der gesamten Oberfläche der Verbundhalbleiterschicht 13, einschließlich der Oberfläche der Elektrode 15, wurde eine metallische reflektierende Schicht 14 aus Gold (Au) in einer Dicke von 1,5 μm durch Vakuumabscheidung geformt. Optional kann anstelle von Gold Rhodium (Rh) eingesetzt werden.
Die Verbundhalbleiterschicht 13 wurde mit einem Muster versehen, und dann mit einem Ätzmittel auf Brombasis selektiv geätzt, bis die GaP-Schicht 135, d.h. eine elektrisch leitende Dispersionsschicht, in der fächerförmigen Region mit einem Radius von 150 μm freigesetzt wurde, wodurch die zweite Elektrode gebildet wurde.
Für das Bilden einer zweiten ohmschen Elektrode 16 wurde ein Muster auf der Oberfläche der GaP-Schicht 135 in einer fächerförmigen Region mit einem Radius von 130 μm gebildet. Zuerst wurde die Resistoberfläche des Musters mit einem Gold-Beryllium-Legierungsfilm mit einer Dicke von 0,5 μm und mit einem Goldfilm mit einer Dicke von 1 μm durch übliche Vakuumbedampfung abgedeckt. Danach wurde das Resist durch bekannte Techniken entfernt, wobei eine fächerförmige zweite Elektrode 16 erhalten wurde.
Nach der Bildung der ersten und der zweiten Elektrode wurde die Verbundhalbleiterschicht einer Legierungshitzebehandlung in einem Stickstoffstrom bei 450°C während 10 Minuten unterworfen, wobei ein ohmscher Kontakt mit niedrigem Widerstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode und der Verbundhalbleiterschicht gebildet wurde. Eine Halbleiterlichtemissionsdiode 10 wurde wie vorstehend beschrieben durch Bilden der ersten Elektrode 15, die mit einer Metall reflektierenden Schicht 14 ausgestattet war, und der zweiten Elektrode 16 durch Entfernen mittels Ätzen der Verbundhalbleiterschicht in dem Bereich, der für das Schneiden in Chips bestimmt war, nachfolgendes Freisetzen der Glasoberfläche und Schneiden des verbleibenden Materials in Teile in der Form einer Diode durch übliche Verfahren erhalten. Die Halbleiterlichtemissionsdiode 10, wie in 1 veranschaulicht, ist ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 300 μm und einer Dicke von etwa 160 μm.
Eine Lichtemissions-Diodenlampe 20 mit flip chip-Struktur, zusammengesetzt unter Verwendung der Halbleiterlichtemissionsdiode 10, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Ansicht in 6 und den Querschnitt der 7 eingehend beschrieben. Ein Höcker 46 aus Gold wurde auf einem Ende der ersten Elektrode 44 und einem Ende der zweiten Elektrode 43, die auf einem Substrat 45 gebildet waren, geformt, und die zweite Elektrode 16 und die metallische reflektierende Schicht 14 der Lichtemissionsdiode 10 wurden mit dem Goldhöcker 46 in Kontakt gebracht und durch Kontaktbindung damit verbunden. Dann wurde die dadurch gebildete Verbindung mit einem transparenten Epoxyharz 41 versiegelt, um die Herstellung der Lichtemissions-Diodenlampe 20 zu vervollständigen.
Wenn ein elektrischer Strom in Richtung auf das erste Elektrodenende 44 und das zweite Elektrodenende 43 der LED-Lampe, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurde, angelegt wurde, wurde das abgestrahlte Licht auf der metallischen reflektierenden Schicht 14 reflektiert und strahlte über die erste Oberfläche und die Seitenfläche der transparenten GaAs-Schicht 135, wobei die Emission einer roten Farbe mit einer Hauptwellenlänge von etwa 620 induziert wurde. Die Spannung in Vorwärtsrichtung (V_f: pro 20 mA), die sich aus dem elektrischen Strom von 20 mA in Vorwärtsrichtung ergab, war etwa 2,0 V, eine Größenordnung, welche die guten ohmschen Eigenschaften der Elektroden 15 und 16 widerspiegelte. Die Intensität der Lichtemission zu diesem Zeitpunkt war 180 mcd, ein hoher Wert, der die Tatsache widerspiegelt, daß der lichtemittierende Teil eine hohe Emissionseffizienz hatte und die Effizienz der Ablenkung der Emission nach außen ausreichend erzielt wurde.
Obwohl das vorstehende Beispiel die Herstellung einer LED-Lampe unter Verwendung eines n-Typ-Halbleitersubstrats zeigt, erzielt auch eine LED-Lampe, die unter Verwendung eines p-Typ-Halbleitersubstrats hergestellt wird, die erfindungsgemäße Wirkung.
Obwohl der vorstehend genannte lichtemittierende Teil unter Verwendung einer doppelten Heterostruktur von AlGaInP beschrieben wurde, wird die erfindungsgemäße Wirkung außerdem mit einem lichtemittierenden Teil unter Verwendung eines bekannten Verfahrens, wie eine MQW-Struktur, erzielt. Während die n-Typ ohmsche Elektrode 15 in dem vorstehenden Beispiel eine dreieckige Struktur hatte, ist die Bildung verschiedener Elektrodenmuster möglich, was in den 8 bis 13 veranschaulicht wird, um einen gleichförmigen elektrischen Strom zu dem lichtemittierenden Teil sicherzustellen. Der Chip kann also in der Form eines Dreiecks oder eines Vierecks gebildet sein, je nachdem, was für den Einzelfall besser geeignet ist. Das in 8 veranschaulichte Elektrodenmuster hatte die Elektrode 15 als n-Typ-Region (im folgenden "n-Elektrode" bezeichnet), die in einem gleichmäßigen Abstand zu der Elektrode 16 als p-Typ-Region (im folgenden als "p-Elektrode" bezeichnet) angeordnet war, um einen gleichförmigen elektrischen Strom zu der n-Elektrode sicherzustellen. Das in 9 veranschaulichte Elektrodenmuster hatte die p-Elektrode in der Form eines Gitters, um das von der n-Elektrode ausgeübte Potential gleichförmig zu machen. Das in 10 veranschaulichte Elektrodenmuster hatte einen Teil eines verringerten Abstandes zwischen den Elektroden in schmälerer Form, um die Fläche und den Abstand auszugleichen und einen gleichförmigen elektrischen Strom sicherzustellen. Das in 11 veranschaulichte Elektrodenmuster diente dazu, unter Verwendung von parallelen Elektroden einen gleichförmigen Strom zu gewährleisten. Diese Form bildete einen rechtwinkligen Chip und führte zu einem deutlichen Effekt. Das in 12 veranschaulichte Elektrodenmuster hatte eine bilateral oder vertikal symmetrische Form, um den elektrischen Strom gleichförmig zu machen. Das in 13 veranschaulichte Elektrodenmuster hatte die p-Elektrode in der Form einer Anordnung von Trittsteinen, um den elektrischen Strom gleichförmig zu machen. Eine Struktur, die durch Abdecken der n-Elektrode 15 und der p-Elektrode 16 mit einer Goldelektrode und Verbinden der Goldelektrode mit einer externen Elektrode erhalten wurde, ist auch fähig, einen elektrischen Strom einzuspeisen.
Während die vorstehende Beschreibung eine übliche LED in der Form eines Chips beschrieb, ist eine Packung für ein Display in der Form einer sogenannten Bombenschale, die in ihrem Querschnitt unterschiedlich war, oder eine lichtemittierende Diode, die in ihrer Emissionswellenlänge unterschiedlich war, immer noch geeignet, dieselbe Wirkung zu erzielen.
Beispiel 2:
Eine Verbindung wurde durch das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren hergestellt, während ein Druck von 2 kg/cm² (19,8 N/cm²) während des Vorgangs zur Verbindung der positiven Elektroden ausgeübt wurde. Die anderen Stufen des Verfahrens waren identisch mit denen in Beispiel 1. Was die charakteristischen Eigenschaften der lichtemittierenden Diode betrifft, war die Spannung in Vorwärtsrichtung (V_f: pro 20 mA) während des Flusses des elektrischen Stroms von 20 mA in Vorwärtsrichtung etwa 2,0 V. Die Intensität der Lichtemission zu diesem Zeitpunkt war so, daß ein Helligkeitsgrad von 170 mcd erzeugt wurde.
Vergleichsbeispiele:
Vergleichsexperimente wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 und des Beispiels 2 unter Veränderung der Bedingungen für die Verbindung durchgeführt. Die Ergebnisse der Beurteilung der Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 1 gezeigt. In den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurde die Verbindung durch Thermokompressionsbindung anstelle von Anodenbindung versucht. Es wurde jedoch zwischen der Halbleiterschicht und dem Glassubstrat keine Verbindung gebildet.
Tabelle 1
In den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wurde die Anodenverbindung unter den Bedingungen durchgeführt, bei denen der Wärmeausdehnungskoeffizient des Glases sich von dem der Halbleiterschicht deutlich unterschied. Die Proben erlitten einen Riß während der Bildung der Verbindung und konnten keine Diode ausbilden. In Vergleichsbeispiel 6 wurde die Verbindung unter Bedingungen versucht, welche die Halbleiterschicht mit einer hohen Oberflächenrauheit bereitstellten. Die Proben trennten sich während der Entfernung des Substrats auf und konnten keine lichtemittierende Diode ausbilden.
In Vergleichsbeispiel 7 wurde eine Halbleiterlichtemissionsdiode in quadratischer Form mit einer Seitenlänge von 300 μm in der in 4 und 5 gezeigten üblichen Struktur unter Verwendung desselben epitaxialen Wafers wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei der Schritt des Entfernens des undurchsichtigen Substrats und die Verbindung eines Glassubstrats weggelassen wurden. 4 zeigt eine Halbleiterlichtemissionsdiode, die in Vergleichsbeispiel 7 hergestellt wurde, und 5 ist ein Querschnitt durch 4 entlang der Linie V-V. In den 4 und 5 bedeutet das Bezugszeichen 23 eine Halbleiterschicht, 25 eine erste ohmsche Elektrode und 26 eine zweite ohmsche Elektrode, die auf der rückwärtigen Oberfläche des GaAs Halbleitersubstrats 21 gebildet wurde.
In Vergleichsbeispiel 5 wurde die obere ohmsche Elektrode durch eine Golddrahtverbindung verbunden. Die erste ohmsche Elektrode 25 wurde in der Form eines Kreises mit einem Durchmesser von 130 μm gebildet, um eine für die Verbindung erforderliche Fläche bereitzustellen. Auf der Oberfläche der Halbleiterschicht 23 wurde eine p-Typ ohmsche Elektrode aus einer Gold-Beryllium-Legierung, die als erste ohmsche Elektrode 25 gedacht war, in einer Dicke von 0,3 μm gebildet und Gold wurde in einer Dicke von 1 μm durch Vakuumverdampfung abgeschieden. Die beschichtete Halbleiterschicht 23 wurde mit einem Muster versehen, wobei eine erste Elektrode 25 mit 130 μm Durchmesser gebildet wurde.
Dann wurde, wenn ein elektrischer Strom in Vorwärtsrichtung zu dem Ende der ersten Elektrode und dem Ende der zweiten Elektrode einer flip chip LED, hergestellt auf dieselbe Weise wie in den Beispielen, geleitet wurde, rotes Licht mit einer Wellenlänge von etwa 620 nm über die erste Oberfläche und die Seitenfläche der transparenten GaP-Schicht 135 geleitet. Die Spannung in Vorwärtsrichtung (V_f; pro 20 mA) während des Flusses des elektrischen Stroms von 20 mA in Vorwärtsrichtung war etwa 2,0 V, eine Größenordnung, die derjenigen der Beispiele entsprach. Die Intensität der Lichtemission zu diesem Zeitpunkt war 60 mcd. Diese Größenordnung ist weniger als die Hälfte der Werte, die in den erfindungsgemäßen Beispielen erhalten wurden. Dieser niedrige Wert kann durch das Postulat logisch erklärt werden, das die Effizienz der Ablenkung des Lichtes nach außen durch die Absorption des emittierten Lichtes durch das GaAs-Substrat beeinträchtigt wurde.
Industrielle Anwendbarkeit:
Die erfindungsgemäße Halbleiterlichtemissionsdiode führt zu erhöhter Helligkeit, weil die Entfernung des undurchsichtigen Substrats und das Auftragen des transparenten Substrats zu einer Eliminierung der Absorption von Licht durch das Halbleitersubstrat führt und die Bereitstellung eines Teils der Oberfläche der Verbundhalbleiterschicht mit einer ohmschen Elektrode und einer metallischen reflektierenden Schicht dazu führt, daß Licht von dem lichtemittierenden Teil effizient abgezogen werden kann. Es ist klar, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf die lichtemittierende Diode im Infrarot-Bereich und im Bereich des sichtbaren Lichts, sondern auch auf eine lichtemittierende Diode im fernen Infrarot-Bereich und im nahen Ultraviolett-Bereich angewandt werden kann.
Außerdem führt die flip chip-Struktur dazu, daß der Zusammenbau einer Lampe erleichtert wird, das Brechen von Drähten unterdrückt wird und die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Außerdem wird es durch die Anpassung des Verfahrens für die Verbindung von Glas und einer Verbundhalbleiterschicht möglich, ein kostengünstiges Verfahren bereitzustellen, das im wesentlichen das Auftreten von Rissen oder einer Abtrennung verhindert und somit eine hohe Produktivität sicherstellt.
Zusammenfassung
Eine LED (10) weist eine Verbundhalbleiterschicht (13) auf, die einen lichtemittierenden Teil und ein Alkaliglassubstrat (150) enthält, welches mindestens 1 Massen-% eines Elements enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Natrium, Calcium, Barium und Kalium besteht, und Transparenz gegenüber einer Lichtemissionswellenlänge des lichtemittierenden Teils zeigt. In einem Verfahren zur Herstellung der Diode (10) wird die Halbleiterschicht (13) auf einem Halbleitersubstrat (11), das für eine Lichtemissionswellenlänge nicht transparent ist, durch Verbinden mittels eines Anodenübergangsverfahrens erzeugt, das nicht transparente Substrat wird entfernt, eine erste ohmsche Elektrode (15) mit einer ersten Polarität wird auf einem Teil einer Hauptoberfläche verbunden, eine zweite ohmsche Elektrode (16) wird auf der Halbleiterschicht mit einer zweiten Polarität gebildet und die ohmsche Elektrode und eine Halbleiterschicht werden mit einer metallischen reflektierenden Schicht überzogen.

Claims

Lichtemittierende Diode, welche eine Verbundhalbleiterschicht aufweist, die einen lichtemittierenden Teil und ein Alkaliglassubstrat enthält, welches mindestens 1 Massen-% eines Elements enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Natrium (Na), Calcium (Ca), Barium (Ba) und Kalium (K) besteht, und Transparenz gegenüber einer Lichtemissionswellenlänge des lichtemittierenden Teils zeigt, wobei das Alkaliglassubstrat so ausgelegt ist, dass sie mit der Verbundhalbleiterschicht fixiert oder verbunden in Kotakt steht.
Lichtemittierende Diode nach Anspruch 1, worin das eine Element des Alkaliglassubstrats in einem Bereich, der an einen Übergang mit der Halbleiterschicht angrenzt, eine Konzentration A, die niedriger ist als die Konzentration B auf der rückwärtigen Oberfläche des Alkaliglassubstrats und die Beziehung B > 1.5 × A erfüllt.
Lichtemittierende Diode nach Anspruch 1 oder 2, worin das Alkaliglassubstrat Siliciumdioxid (SiO₂) und Boroxid (B₂O₃) als Hauptkomponenten hat und einen Bleiangehalt von 0,1 Massen-% oder weniger hat.
Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin eine verbundene Oberfläche zwischen dem Alkaliglassubstrat und der Verbundhalbleiterschicht eine Spiegel-verarbeitete Oberfläche mit einer mittleren Oberflächenrauhheit von 2 nm oder weniger ist.
Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Alkaliglassubstrat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 3 bis 7 × 10^–6/K hat.
Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Alkaliglassubstrat eine Dicke von 70 μm oder mehr und 300 μm oder weniger hat und die Verbundhalbleiterschicht eine Dicke von 30 μm oder weniger hat.
Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der lichtemittierende Teil, der in der Verbundhalbleiterschicht enthalten ist, aus AlGaInP mit hoher Emissionseffizienz gebildet ist.
Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Verbundhalbleiterschicht eine Schicht von GaP enthält, welches ein Material ist, das zum Stoppen des Ätzens und zur Stromdiffusion geeignet ist.
Lichtemittierende Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Verbundhalbleiterschicht und das Alkaliglassubstrat jeweils einen As-Gehalt von 0,1 Massen-% oder weniger haben.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode, welches die Stufe, bei der eine Verbundhalbleiterschicht auf einem Halbleitersubstrat, das für eine Lichtemissionswellenlänge nicht transparent ist, erzeugt wird, wobei eine ausgebildete Verbundhalbleiterschicht gebildet wird, eine Stufe, bei der die ausgebildete Verbundhalbleiterschicht und ein Alkaliglassubstrat, das für die Lichtemissionswellenlänge transparent ist, durch ein Anodenübergangsverfahren verbunden wird, eine Stufe, bei der das nicht transparente Halbleitersubstrat entfernt wird, eine Stufe, bei der eine erste ohmsche Elektrode mit einer ersten Polarität auf einem Teil einer Hauptoberfläche, die einer Anodenverbindungsoberfläche der Verbundhalbleiterschicht gegenüber liegt, verbunden wird, eine Stufe, bei der eine zweite ohmsche Elektrode aus einer Verbundhalbleiterschicht mit einer zweiten Polarität in der gebildeten Halbleiterschicht gebildet wird, und eine Stufe umfaßt, bei der die erste ohmsche Elektrode und eine Verbundhalbleiterschicht mit der ersten Polarität in der gebildeten Halbleiterschicht mit einer metallischen reflektierenden Schicht überzogen wird.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode nach Anspruch 1, wobei das Halbleitersubstrat, das für die Lichtemissionswellenlänge nicht transparent ist, darauf eine ausgebildete Verbundhalbleiterschicht aufweist, die einen lichtemittierenden Teil mit einer lichtemittierenden Schicht enthält, und die Verbundhalbleiterschicht vor der Stufe des Verbindens poliert wird, wobei eine mittlere Oberflächenrauhheit von 2 nm oder weniger erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode nach Anspruch 10 oder 11, wobei die metallische reflektierende Schicht aus Gold (Au) oder Rhodium (Rh) gebildet ist und eine hohe Reflexion und Stabilität des Metalls zeigt.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode nach Anspruch 11 oder 12, wobei das nicht transparente Halbleitersubstrat eine Temperatur in einem Bereich von 300 bis 500°C während des Anodenübergangsverfahren hat.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Stufe des Entfernens des nicht transparenten Halbleitersubstrats eine Stufe umfaßt, bei der ein Teil der Verbundhalbleiterschicht entfernt wird, und die Stufe, bei der ein Teil der Verbundhalbleiterschicht entfernt wird, eine Stufe umfaßt, bei der eine selektive Ätzbehandlung zum Ätzen allein von Kristallen einer vorbestimmten Zusammensetzung durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode nach einem der Ansprüche 11 bis 14, welches außerdem eine Stufe umfaßt, bei der die lichtemittierende Schicht mit einem Schutzfilm überzogen ist.
Lichtemittierende Diodenlampe mit einer Elektrode eines lichtemittierenden Diodenchips, das durch das Verfahren zur Produktion einer lichtemittiernden Diode hergestellt ist und durch Verbinden mit einem Gold (Au)-Höcker in einer flip chip-Elektrode ausgelegt ist.
Lichtemittierende Diodenlampe nach Anspruch 16, worin die Elektrode des lichtemittierenden Diodenchips in einer flip chip-Elektrode dadurch ausgelegt ist, daß er mit einer Lötlegierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt von 450°C oder weniger verbunden wird.