DE19648309A1 - Stark reflektierende Kontakte für Licht-emittierende Halbleiterbauelemente - Google Patents

Stark reflektierende Kontakte für Licht-emittierende Halbleiterbauelemente

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Description

Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Licht-emit­ tierenden Halbleiterbauelementen Licht-emittierende Dioden (LEDs; LED = Light Emitting Diode) mit stark reflektierenden Kontakten und Verfahren zum Herstellen derselben sind der spezielle Inhalt dieser Offenbarung.
Bei bekannten LEDs wird der Extraktionswirkungsgrad, welcher ein Verhältnis der Lichtmenge, die die fertiggestellte LED verläßt, zu der Lichtmenge, die tatsächlich von der LED er­ zeugt wird, ist, durch zwei in Konkurrenz stehende Prozesse bestimmt. Diese sind die interne Streuung von Licht in den Lichtaustrittskegel innerhalb der LED und eine interne Ab­ sorption von Licht in dem Substrat der LED oder an verlust­ behafteten Oberflächen.
Aufgrund ihrer hohen Dichte an freien Ladungsträgern absor­ bieren die Kontakte, welche es ermöglichen, daß eine Span­ nung an die LED angelegt wird, einen großen Teil des Lichts, der von der LED erzeugt wird. Das Minimieren der Größe der LED-Kontakte erhöht den Extraktionswirkungsgrad der LED, solange eine ausreichende Ohm′sche Oberfläche beibehalten wird. Wenn die Kontakte reflektierend gemacht werden können, wird ebenfalls die interne Lichtreflexion erhöht. Dies ver­ bessert den Extraktionswirkungsgrad, da sich das reflektier­ te Licht schließlich in einen der LED-Lichtaustrittskegel streuen wird, wenn der Absorptionskoeffizient innerhalb der LED ausreichend reduziert werden kann, um 10-100 interne Reflexionen innerhalb des LED-Chips zu erlauben.
Reflektierende Kontakte sind seit etwa 1970 bekannt. Zwei Lösungsansätze, d. h. dielektrische Spiegel mit Kontaktlö­ chern und eine Lochmaskenbedampfung, werden verwendet, um diese reflektierenden Kontakte herzustellen. Um einen di­ elektrischen Spiegel mit Kontaktlöchern zu bilden, wird eine SiO₂-Schicht auf die hintere Oberfläche des LED-Wafers abge­ schieden, wobei kleine Löcher mit einem Durchmesser von 12- 25 µm unter Verwendung einer Photolithographie durch die SiO₂-Schicht geätzt werden. Da die Wafer, aus denen die LED-Chips hergestellt werden, im allgemeinen nicht voll­ ständig flach sind, begrenzt die optische Auflösung bei her­ kömmlichen Photolithographietechniken die Lochgröße auf eine Größe, die nicht kleiner als 10-15 µm ist, und zwar bei einer Produktion mit hoher Stückzahl. Folglich bedecken die Kontakte typischerweise 25% der Rückseite der LED, was in einer Flächen-gewichteten Reflektivität von 70-75% resul­ tiert. Nachdem ein Photon zweimal von den hinteren Kontakten reflektiert worden ist, weist es eine 50%-Chance auf, absor­ biert zu werden. Fig. 2 zeigt eine LED, die diesen Typ eines bekannten reflektierenden Kontaktes verwendet.
Um die Kosten der SiO₂-Abscheidung und der anschließenden Photolithographieschritte zu vermeiden, kann ein Kontakt­ metall durch eine Lochmaske aufgedampft werden, um Kontakte zu bilden. Die resultierenden Kontakte bedecken immer noch etwa 25% der hinteren Oberfläche der LED und weisen ein Ver­ halten auf, das denen ähnlich ist, die unter Verwendung des dielektrischen Spiegels mit Kontaktlöchern gebildet worden sind.
Da diese beiden bekannten Techniken nur marginale Verbesse­ rungen des Lichtextraktionswirkungsgrades schaffen, werden oft einfachere Metallkontakte, die die gesamte hintere Ober­ fläche der LED bedecken, verwendet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, stark reflektierende Kontakte für Licht-emittierende Halbleiter­ bauelemente und Verfahren zum Herstellen derselben zu schaf­ fen.
Diese Aufgabe wird durch einen reflektierenden Kontakt für ein Licht-emittierendes Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 oder 14 und durch ein Verfahren zum Bilden reflektierender Kontakte gemäß Anspruch 8 oder 17 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft hochreflektierende und im­ mer noch leitfähige Rückkontakte und Verfahren zum Herstel­ len derselben für Licht-emittierende Dioden.
Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung werden LEDs mit stark reflektierenden Kon­ takten unter Verwendung eines Lasers gebildet, um kleine le­ gierte Punkte in einem stark reflektierenden Metall zu bil­ den, das auf die Ober- und auf die Unterseite des LED-Chip aufgedampft ist. Unter Verwendung dieser Technik bleibt der größte Teil der unteren Oberfläche stark reflektierend, wo­ bei nur die Abschnitte der unteren Oberfläche, auf die der Laser aufgetroffen ist, absorbierend werden. Typischerweise werden nur 1% der unteren Oberfläche in absorbierende Ohm­ sche Kontakte gebildet, wodurch 99% der unteren Oberfläche zurückbleiben, um als reflektierende Oberfläche zu dienen. Der 1%ige Anteil der Oberfläche schafft jedoch einen adäqua­ ten Ohm′schen Kontakt mit niedrigem Widerstand. LEDs, die mit dieser Technik hergestellt worden sind, erlauben es, daß Photonen von der Rückoberfläche mehr als 20 mal zurückpral­ len, bevor sie eine 50%-Absorptionschance besitzen.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung erlaubt eine Anwendung von Verbundhalbleiter-Wafer­ bonding-Techniken die Herstellung von LEDs mit einer Mehr­ zahl dieser kleinen, mikrolegierten Kontakte ohne die Ver­ wendung eines Lasers.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detailliert erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer LED, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung her­ gestellt ist;
Fig. 2 eine LED mit einem bekannten Typ eines reflektie­ renden Kontaktes;
Fig. 3a, 3b und 3c das Verfahren, das nötig ist, um das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung herzustel­ len;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung; und
Fig. 6 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung.
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen von wirksamen Kontakten auf einem LED-Chip, ohne die wertvollen optischen Eigen­ schaften zu zerstören, die von reflektierenden Kontakten geboten werden, und die LEDs, die unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellt werden. Bei diesem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel wird ein stark reflektierendes Metall, das mit Zn, Ge oder einem anderen ähnlichen Metall dotiert ist, das einen Ohm′schen Kontakt mit niedrigem Widerstand mit GaP vom p- oder vom n-Typ bildet, auf die obere und/oder auf die untere Oberfläche eines LED-Wafers aufgedampft. Ein Ohm′scher Kontakt mit niedrigem Widerstand zu einer LED ist ein Kontakt, welcher es erlaubt, daß die LED mit einem Vor­ wärtswiderstand von 20 Ω betrieben wird, wenn dieselbe mit einer Spannung über der Diodeneinschaltspannung betrieben wird. Nur kleine Flächen der oberen und/oder unteren Ober­ fläche der LED sind mit diesem reflektierenden Metall be­ schichtet. Statt des Legierens des gesamten Wafers in einem Ofen wird der Wafer selektiv legiert, indem derselbe mit ei­ ner Serie von Laserpulsen erwärmt wird. Dieses Verfahren bildet ein Netz von kleinen legierten Punkten mit einem Durchmesser D, die um eine Strecke L beabstandet sind.
Als Beispiel weist ein LED-Chip, der eine Fläche von 500 × 500 µm aufweist, mit einem Punktdurchmesser D von 2 µm und einer Punktbeabstandung L von 20 µm, wobei dieselbe von der Mitte eines Punktes zu der Mitte eines anderen Punktes ge­ messen wird, eine Gesamtzahl von 625 mikrolegierten Punkten auf seiner unteren Oberfläche auf. Der Ausbreitungswider­ stand eines einzelnen Punktes kann durch folgende Gleichung angegeben werden:
Rsp = ρ/2D
In p-Typ-GaP beträgt o gleich 0,1 Ωcm, während bei n-Typ-GaP ρ 0,04 Ωcm beträgt. Alle 625 elektrisch parallel angeordne­ ten Punkte ergeben zusammen einen Ausbreitungswiderstand von 0,4 Ω für einen Rückkontakt vom n-Typ. Die 2-µm-Punkte, die um 20 µm voneinander beabstandet sind, resultieren in einer Kontaktfläche (D²/L²) von 1%.
Der allgemeine Fall für den Ausbreitungswiderstand Rsp für einen LED-Chip mit einer Fläche A, mit einem Punktdurch­ messer D und mit einer Punktbeabstandung L ist durch fol­ gende Gleichung gegeben:
Rsp =[ρ/2D) * [L²/A]=D * [L²/D²] * [ρ/2A].
Für eine LED mit einer gegebenen Größe A, einem gegebenen Widerstand ρ und einer gegebenen gebrochenen Kontaktfläche D²/L² nimmt der Ausbreitungswiderstand mit D ab. Die optima­ le Lösung ist durch den kleinsten herstellbaren Durchmesser der mikrolegierten Punkte gegeben. Wenn die Laserwellenlänge kleiner als 1 µm ist, sind mikrolegierte Punkte mit einem Durchmesser D in dem Bereich von 2 µm möglich.
Fig. 1 ist ein Querschnitt einer LED, die unter Verwendung dieses ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfin­ dung hergestellt worden ist. Die LED 10 besteht aus einer aktiven Schicht 11, aus einer unteren p-Typ-GaP-Schicht 13 und aus einer oberen n-Typ-GaP-Schicht 15. Eine Metall­ schicht 17 bedeckt die vollständige untere Oberfläche der Schicht 13, während ein vorderer Kontakt 19 einen vorbe­ stimmten Abschnitt der oberen Schicht 15 bedeckt. Mikrole­ gierte Punkte 21 mit einem Durchmesser D sind sowohl in der Metallschicht 17 als auch in dem vorderen Kontakt 19 gebil­ det.
Die Auswahl von Metallen, die für die Metallschicht 17 und für den vorderen Kontakt 19 verwendet werden, ist kritisch. Die Reflektivität R des nicht-legierten Metalls auf einem Material mit einem Brechungsindex n₁ gleich 3,0 ist durch folgende Gleichung gegeben:
R=[(n₁-n₂)²+k₂²]/[(n₁+n₂)²+k₂²].
Die beste Auswahl für das Metall ist Silber. Für Silber und gelbes Licht beträgt bei n₂ = 0,05 und k₂ = 3,94 R = 0,98. Die gewichtete Reflektivität für die hintere Oberfläche ist R=97%, welche aus einem 2%-Verlust auf 99% der nicht-le­ gierten Metallfläche, und aus einem 100%-Verlust bei dem 1%-Anteil besteht, der die mikrolegierten Punkte aufweist. Bei einem LED-Chip dieses Entwurfs kann ein Photon mehr als 20 mal von der hinteren Oberfläche abprallen, bevor eine 50%-Chance für eine Photonenabsorption besteht.
Das Ag-Metall kann AgZn oder AgGe sein, wobei jedoch eine bevorzugte Anordnung eine schichtweise Anordnung von Ag zur Reflektivität, von einem Dotierungsmetall, wie z. B. Zn oder Ge, von einem Lötbarrierenmetall, wie z. B. W oder Mo, und von einer Lötkontaktschicht, wie z. B. Ni, sein würde.
Die mikrolegierten Kontakte, die hierin offenbart sind, kön­ nen nicht durch Standardphotolithographietechniken herge­ stellt werden, da die Biegung des LED-Wafers die Auflösung bei einer Produktion mit hoher Stückzahl auf 10-15 µm be­ grenzt. Diese Begrenzung kann überwunden werden, indem ein Laser verwendet wird, um Punkte mit Abmessungen in der Größenordnung von 1-2 µm zu legieren. Dies kann mit einem gepulsten oder Dauerstrich-Laserstrahl mit ausreichender Leistung erreicht werden, der abgelenkt werden kann, um die Rückoberfläche eines Wafers abzutasten. Alternativ könnte ein Hologramm oder ein Brechungsgitter (mehrere Brechungs­ gitter) den Laserstrahl in ein Punktmuster der gewünschten Größe und Beabstandung aufbrechen. Kein Verfahren würde ir­ gendeine Ausrichtung mit Merkmalen auf der Vorderseite des Wafers, wie z. B. den oberen Kontakten, benötigen. Ferner um­ geht das Laserlegieren das Problem des Erzeugens von mikro­ legierten Kontakten auf gebogenen Wafern kraft der erhöhten Feldtiefe, die bei dem Laserlegierungsverfahren erreicht werden kann. Wenn die oberen Kontakte mikrolegiert werden sollen, könnte ein unterschiedliches Punktmuster verwendet werden. Eine lokale Erwärmung der nicht-metallisierten obe­ ren GaP-Schicht sollte keine Absorptionszentren erzeugen.
Eine Schwierigkeit bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Bedarf, ein praktikables Me­ tallsystem zu entwickeln, welches gleichzeitig als Ohm′scher Kontakt in den Laser-legierten Regionen, als ein sehr guter Reflektor in den nicht-legierten Regionen dienen kann, und welches einen Laserstrahl mit hoher Leistung absorbieren kann. Das Muster, das aus der Laserlegierung resultiert, muß bezüglich der Belastung, die es auf den Halbleiter ausübt, ausreichend niedrig belastend sein, um an demselben gut zu haften, und zwar besonders in den nicht-legierten Regionen. Die Verwendung eines Laserherstellungsverfahrens kann eben­ falls bei bestimmten Anwendungen zu teuer sein.
Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft eine alternative Einrichtung zum Herstellen der re­ flektierenden Kontakte. Dieses zweite Ausführungsbeispiel verwendet sowohl herkömmliche Photolithographietechniken, die auf flachen Waferoberflächen verwendet werden, als auch Verbundhalbleiter-Waferbonding-Techniken. In dieser Anmel­ dung ist eine flache Waferoberfläche derart definiert, daß sie eine ausreichende Oberflächenflachheit und keine Biegung aufweist, um das photolithographische Mustern von Merkmalen mit Abmessungen von 1-4 µm über dem gesamten Durchmesser des Wafers mit Erträgen, die 90% überschreiten, zu ermögli­ chen.
AlGaInP/GaP-LEDs mit einem transparenten Substrat (TS) wur­ den durch Entfernen des ursprünglich aufgewachsenen GaAs- Substrats von einem epitaxialen GaP/AlGaInP/GaAs-Wafer und durch Wafer-Bonden eines GaP-Substrats an die epitaxialen AlGaInP-Schichten hergestellt, was in einem GaP/AlGaInP/GaP-Wafer resultiert. Durch Kombinieren des Wafer-Bondens und von photolithographischen Techniken kann eine LED mit "mikrolegierten" Kontakten hergestellt werden.
Das Verfahren zum Herstellen einer LED mit mikrolegierten Kontakten unter Verwendung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 3a, 3b und 3c gezeigt. Unter Verwendung bekannter photolithographischer Techniken werden kleine Öffnungen 51 mit etwa einem Durch­ messer von 1-10 µm, die etwa 5-100 µm voneinander beab­ standet sind, in einen dielektrischen Film 53 auf einem fla­ chen, transparenten Substrat 55 gemustert. Nachfolgend wird unter Verwendung der Techniken, die von F.A. Kish, u. a., "Very High Efficiency Semiconductor Wafer-Bonded Transparent Substrate AlGaInP/GaP Light Emitting Diodes", Appl. Phys. Lett., V. 64, 2839-2841 (23. Mai 1994), beschrieben sind, das transparente Substrat mit den aktiven LED-Schichten 57 (Fig. 3b) Wafer-gebondet. Anschließend werden Ohm′sche Kon­ taktmetallisierungen 59 über die gesamte Oberfläche des ge­ musterten Dielektrikums abgeschieden und anschließend in die Ohm′schen Kontaktflächen legiert (Fig. 3c). Ein mögliches Materialsystem sind aktive LED-AlGaInP-Schichten, ein trans­ parentes GaP-Substrat und entweder Au-Ge-Ag für einen n- Typ-Kontakt oder Au-Zn-Ag für einen p-Typ-Kontakt.
Wenn die Ohm′sche Kontaktmetallisierung die geeignete Re­ flektivität in den reflektierenden Kontaktflächen besitzt, ist die LED fertiggestellt. Wenn die Reflektivität nicht ausreichend ist, oder wenn die mechanische Integrität der Metallisierung nicht ausreichend ist, dann kann die nicht­ legierte Metallisierung selektiv von den reflektierenden Oberflächen unter Verwendung verschiedener Ätztechniken entfernt werden. Das dielektrische Maskierungsmaterial kann ebenfalls entfernt werden. Eine abschließende Abscheidung eines reflektierenden Materials würde dann über den reflek­ tierenden Kontaktflächen durchgeführt werden. Dieses reflek­ tierende Material kann aus Metallen, einem Dielektrikum/Me­ tall-Stapel oder aus einem dielektrischen Stapel bestehen. Die LED 70, die in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Beispiel für ein Bauelement, bei dem die reflektierenden Kontaktmuster­ flächen ein Dielektrikum und eine andere Metallisierung als die Ohm′schen Kontaktflächen aufweisen.
Wenn die reflektierende Schicht aus leitfähigen Metall­ schichten besteht, können solche Schichten über die gesamte Mikrolegierungsstruktur abgeschieden werden. Die reflek­ tierende Schicht kann ebenfalls aus einem Stapel aus di­ elektrischen Schichten bestehen, was eine Abscheidung in lediglich den reflektierenden Flächen erfordern würde.
Das transparente Substrat sollte auf beiden Seiten vor jedem weiteren Verarbeitungsschritt poliert werden. Ein solches Polieren ist für das Wafer-Bonden nötig und liefert eine glatte Oberfläche, um die optische Reflektivität in den reflektierenden Kontaktflächen zu verbessern.
Das Wafer-Bonden findet typischerweise bei einer hohen Tem­ peratur statt, wodurch eine wesentliche Zersetzung der aus­ gesetzten Halbleiteroberflächen auftreten kann. Es kann wün­ schenswert sein, die gesamte Mikrolegierungsstruktur durch Abscheiden eines Typs eines Dielektrikums (z. B. Si₃N₄) in den Ohm′schen Kontaktregionen, um eine Zersetzung zu verhin­ dern, und eines zweiten Typs eines Dielektrikums (z. B. SiO₂) in den reflektierenden Kontaktflächen vor dem Wafer-Bonden zu schützen. Nachdem das Wafer-Bonden vollendet ist, kann das Dielektrikum in den Ohm′schen Kontaktflächen selektiv vor dem Abscheiden einer Ohm′schen Kontaktmetallisierung entfernt werden (z. B. durch Plasmaätzen). Wenn keine dielek­ trische Schutzschicht in den Ohm′schen Kontaktflächen ver­ wendet wird, kann es notwendig sein, die obere Oberflächen­ schicht des Halbleiters in diesen Flächen zu ätzen, um ir­ gendeine Oberflächenbeschädigung zu entfernen, die während des Wafer-Bonden-Verfahrens aufgetreten sein könnte.
Wenn das Dielektrikum, das verwendet wird, um die reflektie­ renden Kontaktflächen zu maskieren, als Teil des Reflektors verwendet wird, sollte dieses Dielektrikum abgeschieden wer­ den, um eine optisch glatte Schicht zu bilden. Eine derarti­ ge Schicht kann durch Elektronenstrahlabscheidung abgeschie­ den werden. Vor dem Legieren kann die Ohm′sche Kontaktmetal­ lisierung durch Abhebetechniken gemustert werden, was darin resultiert, daß in den Ohm′schen Kontaktflächen während des Legierungsschritts nur Metallschichten vorhanden sind.
Fig. 5 zeigt eine LED 80, bei der die reflektierenden Kon­ taktmusterflächen eine nicht-legierte Metallisierung auf­ weisen, die ebenfalls die zu Ohm′schen Kontaktflächen le­ gierte Metallisierung bedeckt, wobei jede Metallisierung potentiell unterschiedlich sein kann.
Fig. 6 stellt eine LED 90 dar, bei der die reflektierenden Kontaktflächen einen stark reflektierenden dielektrischen Stapel aufweisen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung können die mikrolegierten Flächen irgendeine Form (z. B. Ellipsen, Qua­ drate, kreisförmige Ringe, usw.) aufweisen. Sie sind nicht daraufbegrenzt, eine Kreisform zu besitzen. Die Flächenbe­ deckung dieser mikrolegierten Regionen sollte jedoch kleiner als 10% der Gesamtkontaktfläche sein, wobei die Gesamtkon­ taktfläche aus mikrolegierten und stark reflektierenden Regionen besteht.

Claims (21)

1. Reflektierender Kontakt für ein Licht-emittierendes Halbleiterbauelement (10), das eine obere und eine un­ tere Oberfläche aufweist, mit folgenden Merkmalen:
einer reflektierenden Metallschicht (17, 19), die einen vorbestimmten Anteil entweder der oberen oder der unte­ ren Oberfläche oder von beiden Oberflächen des Licht­ emittierenden Halbleiterbauelements bedeckt; und
einer Mehrzahl von legierten Metall-Halbleiter-Zonen (21), die aus der reflektierenden Metallschicht und ent­ weder aus der oberen oder der unteren Oberfläche oder aus beiden Oberflächen des Licht-emittierenden Halblei­ terbauelements gebildet sind, wobei die legierten Me­ tall-Halbleiter-Zonen flächenmäßig nicht mehr als 10% der Gesamtfläche der reflektierenden Metallschicht und der legierten Metall-Halbleiter-Zonen einnehmen, und wobei die legierten Metall-Halbleiter-Zonen einen Ohm′schen Kontakt mit niedrigem Widerstand mit entweder der oberen oder der unteren Oberfläche oder mit beiden Oberflächen des Licht-emittierenden Halbleiterbauele­ ments (10) bilden.
2. Reflektierender Kontakt gemäß Anspruch 1, bei dem jede der legierten Metall-Halbleiter-Zonen eine Form aufweist, wobei diese Form aus einer Gruppe von Formen ausgewählt ist, die aus zumindest Kreisen, Ellip­ sen, Quadraten und kreisförmigen Ringen besteht.
3. Reflektierender Kontakt gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die legierten Metall-Halbleiter-Zonen (21) eine einzelne Fläche zwischen 4 und 100 µm² aufweisen und zwischen 5 und 50 µm voneinander beabstandet sind.
4. Reflektierender Kontakt gemäß einem beliebigen der vor­ hergehenden Ansprüche, bei dem die legierten Metall-Halbleiter-Zonen (21) mit­ tels eines Laserstrahls gebildet sind.
5. Reflektierender Kontakt gemäß Anspruch 4, bei dem die reflektierende Metallschicht (17, 19) ferner eine Mehr­ zahl von Schichten aufweist, wobei die Mehrzahl von Schichten folgende Merkmale aufweist:
eine reflektierende Metallschicht; und
eine Dotierungsmetallschicht.
6. Reflektierender Kontakt gemäß Anspruch 4 oder 5, bei dem die legierten Metall-Halbleiter-Zonen (21) nicht mehr als 5% der Gesamtfläche der reflektierenden Metall­ schicht und der legierten Metall-Halbleiter-Zonen ein­ nehmen.
7. Reflektierender Kontakt gemäß einem beliebigen der An­ sprüche 4 bis 6, bei dem die Flächen-gewichtete Reflektivität der Metall­ schicht und der legierten Metall-Halbleiter-Zonen größer als 80% ist.
8. Verfahren zum Bilden von reflektierenden Kontakten an einem Licht-emittierenden Halbleiterbauelement, mit fol­ genden Schritten:
Abscheiden einer reflektierenden Metallschicht (17, 19) auf entweder eine obere oder auf eine untere Oberfläche oder auf beide Oberflächen des Licht-emittierenden Halb­ leiterbauelements; und
Bilden einer Mehrzahl von legierten Zonen (21) aus den reflektierenden Metallschichten und der entweder oberen oder unteren Oberfläche oder beiden Oberflächen des Licht-emittierenden Halbleiterbauelements unter Verwen­ dung eines Laserstrahls, wobei die legierten Zonen flä­ chenmäßig nicht mehr als 10% der Fläche der reflektie­ renden Metallschicht und der legierten Zonen einnehmen.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem jede der legierten Zonen eine Form aufweist, wo­ bei die Form aus einer Gruppe von Formen ausgewählt ist, die zumindest aus Kreisen, Ellipsen, Quadraten und kreisförmigen Ringen besteht.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die legierten Zonen eine Fläche zwischen 4 und 100 µm² einnehmen, wobei die Mitten der legierten Zonen voneinander zwischen 5 und 50 µm beabstandet sind.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Flächen-gewichtete Reflektivität der legier­ ten Zonen und der Metallschicht größer als 80% ist.
12. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Laserstrahl über die Metallschicht abgelenkt wird, um die Zonen sequentiell zu bilden.
13. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Laserstrahl durch zumindest entweder ein Ho­ logramm oder ein Brechungsgitter aufgeteilt wird, um ein Muster von Zonen der gewünschten Form, Größe und Beab­ standung gleichzeitig zu bilden.
14. Reflektierender Kontakt für ein Licht-emittierendes Halbleiterbauelement, das zumindest ein erstes flaches transparentes Substrat (55) aufweist, das mit dem Licht-emittierenden Halbleiterbauelement (57) Wafer­ gebondet ist,
wobei das transparente Substrat mit einer Mehrzahl von Kontaktzonen vor dem Wafer-Bonden gemustert worden ist,
wobei ein reflektierendes Metall (53) über dem gemuster­ ten transparenten Substrat nach dem Wafer-Bonden abge­ schieden worden ist, und
wobei Ohm′sche Kontakte (51) durch Legieren des reflek­ tierenden Metalls durch die gemusterten Kontaktzonen hindurch in das Licht-emittierende Halbleiterbauelement gebildet sind, wobei die Fläche der legierten Kontakt­ zonen kleiner als 10% der Gesamtfläche des reflektieren­ den Metalls und der Kontaktzonen ist.
15. Reflektierender Kontakt gemäß Anspruch 14, bei dem die Kontaktzonen jeweils eine Form aufweisen, wobei die Form eine Form aus der Gruppe von Formen auf­ weist, die Kreise, Ellipsen, Quadrate und kreisförmige Ringe umfaßt.
16. Reflektierender Kontakt gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem die Kontaktzonen eine Fläche zwischen 4 bis 100 µm² einnehmen und voneinander zwischen 5 bis 50 µm be­ abstandet sind.
17. Verfahren zum Bilden eines reflektierenden Kontakts für ein Licht-emittierendes Halbleiterbauelement, mit fol­ genden Schritten:
Bilden zumindest eines ersten flachen transparenten Sub­ strats (55);
Mustern einer ersten Seite des transparenten Substrats mit einer Mehrzahl von Kontaktzonen (51);
Wafer-Bonden einer zweiten Seite des transparenten Sub­ strats an das Licht-emittierende Halbleiterbauelement (57);
Abscheiden einer reflektierenden Schicht über die erste Seite des transparenten Wafers; und
Bilden legierter Kontaktzonen (51) zwischen der reflek­ tierenden Schicht und dem Licht-emittierenden Halblei­ terbauelement durch die gemusterten Kontaktzonen hin­ durch, wobei die Fläche der Kontaktzonen kleiner als 10% der Gesamtfläche der Kontaktzonen und der reflektieren­ den Schicht ist.
18. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem die Kontaktzonen (51) eine Fläche zwischen 4 und 100 µm² aufweisen und zwischen 5 und 50 µm voneinander beabstandet sind.
19. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, bei dem die Zonen alle die gleiche Form aufweisen, wobei die Form aus einer Gruppe von Formen ausgewählt ist, die zumindest Kreise, Ellipsen, Quadrate und kreisförmige Ringe umfaßt.
20. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die reflektierende Schicht aus einem einer Grup­ pe von Materialien besteht, die zumindest Metalle, Di­ elektrika/Metall-Stapel und Dielektrika-Stapel umfaßt.
21. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 17 bis 20, bei dem zumindest das erste flache transparente Substrat (55) mit einer unteren Oberfläche des Licht-emittieren­ den Halbleiterbauelements (57) Wafer-gebondet wird, wäh­ rend ein zweites flaches transparentes Substrat mit ei­ ner oberen Oberfläche des Licht-emittierenden Halblei­ terbauelements Wafer-gebondet wird, nachdem das zweite flache transparente Substrat gemustert worden ist.
DE19648309A 1995-12-21 1996-11-21 Stark reflektierende Kontakte für Licht-emittierende Halbleiterbauelemente Expired - Lifetime DE19648309B4 (de)

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