DE19921987A1 - Licht-Abstrahlende Halbleitervorrichtung mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen - Google Patents
Licht-Abstrahlende Halbleitervorrichtung mit Gruppe-III-Element-Nitrid-VerbindungenInfo
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Abstract
Eine Licht abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung (100; 200; 300; 150; 500; 600) mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen weist eine dicke positive Elektrode (120) auf. Die positive Elektrode (120) aus zumindest Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin (Pt), Palladium (Pd) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ist zu einer p-dotierten Halbleiterschicht (106) benachbart angeordnet und reflektiert Licht zu einem Saphirsubstrat (101) hin. Demzufolge kann eine positive Elektrode (120) mit einem hohen Reflexionsvermögen und einem geringen Kontaktwiderstand erzielt werden. Eine zwischen der p-dotierten Halbleiterschicht (106) und der dicken Elektrode (120) ausgebildeten ersten Dünnschicht-Metallschicht (111) aus Kobalt (Co) und Nickel (Ni) oder einer beliebigen, zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Verbindung, kann die Haftung zwischen einer Kontaktschicht und der dicken positiven Elektrode (120) verbessern. Die Dicke der ersten Dünnschicht-Metallelektrode (111) sollte vorzugsweise im Bereich von 2 Å bis 200 Å liegen, bevorzugt im Bereich von 5 Å bis 50 Å. Eine zweite Dünnschicht-Metallschicht (112) aus Gold (Au) kann die Haftung weiter verbessern.
Description
Die Erfindung betrifft eine Licht-abstrahlende
Schwenkspitzehalbleitervorrichtung (engl. flip tip type),
die auf einem Saphirsubstrat ausgebildete
Gruppe-III-Element-Nitrid-Schichten aufweist. Im speziellen
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einer hohen
Lichtstärke und einer niedrigen Ansteuerungsspannung.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines bekannten Licht
abstrahlenden Halbleiters 400 nach Schwenkspitzenbauart.
Die Bezugszeichen 101, 102, 103, 104, 105, 106, 120, 130
und 140 bezeichnen ein Saphirsubstrat, eine Pufferschicht
aus AlN oder GaN, eine n-dotierte GaN-Schicht, eine
Abstrahlungsschicht, eine p-dotierte AlGaN-Schicht, eine
p-dotierte GaN-Schicht, eine positive Elektrode, eine
Schutzschicht und eine negative Elektrode mit einem
Vielschichtaufbau. Dabei ist die mit der Schicht 106
verbundene dicke positive Elektrode 120 eine Metallschicht
mit einer Dicke von 3000 Å (10 Å = 1 nm), die aus Metallen
wie Nickel (Ni) oder Kobalt (Co) ausgebildet ist.
Zur wirksamen Reflexion des von einer Abstrahlungsschicht
104 abgestrahlten Lichtes zu einem Saphirsubstrat 101 hin
wird üblicherweise eine dicke Metallelektrode als positive
Schwenkspitzenelektrode 120 verwendet.
Es verbleibt jedoch ein Problem hinsichtlich der
Lichtstärke. Bei der bekannten Vorrichtung wurden Metalle
wie Nickel (Ni) oder Kobalt (Co) zur Ausbildung der dicken
positiven Elektrode 120 verwendet. Deswegen war das
Reflexionsvermögen für die sichtbaren (violetten, blauen
und grünen) Strahlen, deren Wellenlängen im Bereich von
380 nm bis 550 nm liegen, unzureichend, und die Vorrichtung
konnte keine adäquate Lichtstärke als Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung erzielen. Daher wurden weitere
Verbesserungen erforderlich, wie sie vorliegend durch die
Erfinder gewürdigt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Licht
abstrahlende Halbleitervorrichtung mit einer hohen
Lichtstärke und einer niedrigen Ansteuerspannung anzugeben.
Weiterhin wird eine Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung angegeben, deren Elektrode ein hohes
Reflexionsvermögen und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist,
und bei der der Aufbau der Elektroden vereinfacht ist.
Die vorliegende Aufgabe wird gemäß einer ersten
Ausgestaltung der Erfindung durch eine Licht-abstrahlende
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung unter Verwendung eines
durch Gruppe-III-Element-Nitrid-
Verbindundghalbleiterschichten gebildeten
Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungshalbleiters gelöst,
der auf einem Substrat und einer positiven Elektrode unter
Beinhaltung von zumindest einer Schicht einer ersten
positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist, die mit einer
p-dotierten Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist und
Licht zu dem Substrat hin reflektiert. Die positive
Elektrode weist zumindest Silber (Ag), Rhodium (Rh),
Ruthenium (Ru), Platin (Pt) oder Palladium (Pa) oder eine
zumindest eines dieser Metalle enthaltende Legierung auf.
Die Dicke der positiven Elektrode sollte vorzugsweise im
Bereich von 100 Å bis 5 µm liegen.
Zweitens wird erfindungsgemäß ein Vielschichtaufbau aus
einer Vielzahl von Metallarten bei der vorstehend
beschriebenen Elektrode ausgebildet. Wenn die auf oder
über, d. h. vergleichsweise nahe der an der p-dotierten
Halbleiterschicht ausgebildete erste positive Elektrode aus
Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin (Pt),
Palladium (Pd) oder einer zumindest eines dieser Metalle
enthaltenden Legierung ausgebildet ist, kommt die Wirkung
der Erfindung zum Tragen. Nahezu alle der die erste
positive Elektrodenschicht enthaltenden Unterschichten, die
im Bereich von 1000 Å unter der positiven Elektrode
angeordnet sind, sollten bevorzugt ebenfalls aus den
vorstehend beschriebenen Metallen ausgebildet sein.
Drittens wird erfindungsgemäß eine erste Dünnschicht-Metall
schicht aus zumindest Kobalt (Co), Nickel (Ni) oder
einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung
zwischen der p-dotierten Halbleiterschicht und der ersten
positiven Elektrodenschicht ausgebildet.
Viertens wird erfindungsgemäß die Dicke der ersten
Dünnschicht-Metallschicht im Bereich von 2 Å bis 200 Å
definiert. Die Dicke der ersten Dünnschicht-Metallschicht
sollte vorzugsweise im Bereich von 5 Å bis 50 Å liegen.
Fünftens wird erfindungsgemäß eine zweite Dünnschicht-Metall
schicht aus zumindest Gold (Au) oder einer Gold (Au)
enthaltenden Legierung zwischen der ersten
Dünnschicht-Metallschicht und der ersten positiven
Elektrodenschicht ausgebildet.
Sechstens wird erfindungsgemäß die Dicke der zweiten
Dünnschicht-Metallschicht im Bereich von 10 Å bis 500 Å
ausgebildet. Die Dicke der zweiten Dünnschicht-Metall
schicht sollte vorzugsweise im Bereich von 30 Å bis
300 Å liegen.
Siebtens wird erfindungsgemäß die Dicke der ersten
positiven Elektrodenschicht im Bereich von 0,01 µm bis 5 µm
definiert. Die Dicke der ersten positiven Elektrodenschicht
sollte vorzugsweise im Bereich von 0,05 µm bis 1 µm liegen.
Achtens wird erfindungsgemäß eine zweite positive
Elektrodenschicht zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold
(Au) enthaltenden Legierung auf der ersten positiven
Elektrodenschicht ausgebildet.
Neuntens wird erfindungsgemäß die Dicke der zweiten
positiven Elektrodenschicht im Bereich von 0,03 µm bis 5 µm
definiert. Die Dicke der zweiten positiven
Elektrodenschicht sollte vorzugsweise im Bereich von
0,05 µm bis 3 µm liegen, bevorzugter im Bereich von 0,5 µm
bis 2 µm.
Zehntens wird erfindungsgemäß eine dritte positive
Elektrodenschicht aus zumindest Titan (Ti), Chrom (Cr) oder
einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung
auf der ersten positiven Elektrodenschicht oder der zweiten
positiven Elektrodenschicht ausgebildet.
Elftens wird erfindungsgemäß die Dicke der dritten
positiven Elektrodenmetallschicht im Bereich von 3 Å bis
1000 Å definiert. Die Dicke der dritten positiven
Elektrodenschicht sollte vorzugsweise im Bereich von 3 Å
bis 1000 Å bzw. 10 Å bis 500 Å und noch bevorzugter im
Bereich von 15 Å bis 100 Å bzw. 5 Å bis 500 Å liegen.
Zwölftens wird erfindungsgemäß die erste positive
Elektrodenschicht aus zumindest Rhodium (Rh), Ruthenium
(Ru) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden
Legierung auf der p-dotierten Halbleiterschicht
ausgebildet.
Dreizehntens weist erfindungsgemäß die positive Elektrode
einen Vielschichtaufbau mit den nachstehenden drei
Schichten auf: eine erste positive Elektrodenschicht aus
zumindest Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) oder einer zumindest
eines dieser Metalle enthaltenden Legierung; eine zweite
positive Elektrodenschicht aus zumindest Gold (Au) oder
einer Gold (Au) enthaltenden Legierung, die unmittelbar auf
der ersten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist; und
eine dritte positive Elektrodenschicht aus zumindest Titan
(Ti), Chrom (Cr), oder einer zumindest eines dieser Metalle
enthaltenden Legierungen, die unmittelbar auf der zweiten
positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist. Die erste
positive Elektrodenschicht ist unmittelbar mit der
p-dotierten Halbleiterschicht verbunden.
Vierzehntens werden erfindungsgemäß die Dicken der ersten,
zweiten und der dritten positiven Elektrodenschichten im
Bereich von 0,02 µm bis 2 µm, bzw. 0,05 µm bis 3 µm, bzw.
5 Å bis 500 Å definiert.
Fünfzehntens wird erfindungsgemäß eine Licht-abstrahlende
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung mit einem
Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungshalbleiter angegeben,
der durch auf einem Substrat ausgebildete
Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungshalbleiterschichten
und einer zumindest eine Schicht einer auf oder über einer
p-dotierten Halbleiterschicht ausgebildeten ersten
positiven Elektrodenschicht enthaltenden und Licht zu dem
Substrat hin reflektierenden positiven Elektrode gebildet
ist. Die positive Elektrode weist einen Dreischichtaufbau
auf, gebildet durch eine erste positive Elektrodenschicht
aus zumindest Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) oder einer
zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung, eine
unmittelbar auf der ersten positiven Elektrodenschicht
ausgebildete zweite positive Elektrodenschicht aus Titan
(Ti), Chrom (Cr) oder einer zumindest eines dieser Metalle
enthaltenden Legierung und eine unmittelbar auf der zweiten
Elektrodenschicht ausgebildete dritte positive
Elektrodenschicht zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold
(Au) enthaltenden Legierung.
Sechzehntens wird erfindungsgemäß eine vierte positive
Elektrodenschicht aus zumindest Titan (Ti), Chrom (Cr) oder
einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung
unmittelbar auf der dritten positiven Elektrodenschicht
ausgebildet.
Siebzehntens wird erfindungsgemäß eine isolierende
Schutzschicht aus zumindest Siliziumoxid (SiO2),
Siliziumnitrid (SixNy), einer Titanverbindung (TixNx, usw.)
oder Polyamid unmittelbar auf den dritten und vierten
positiven Elektrodenschichten ausgebildet.
Da jedes der Elemente Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium
(Ru), Platin (Pt) und Palladium (Pd) ein großes
Reflexionsvermögen R (0,6 < R < 1,0) im Hinblick auf
sichtbare (violette, blaue und grüne) Strahlen aufweist,
deren Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 550 nm liegt,
verbessert die Verwendung eines dieser Metalle oder einer
zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung zur
Ausbildung der ersten positiven Elektrodenschicht das
Reflexionsvermögen der positiven Elektrode. Demzufolge kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hinreichende
Lichtstärke als Licht-abstrahlende Halbleitervorrichtung
erzielen.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der
Eigenschaften der bei der ersten positiven
Elektrodenschicht verwendeten Metalle. Einzelheiten der
Auflistung sind bei den nachstehend aufgeführten
Ausführungsbeispielen beschrieben. Eine von den in Fig. 6
gezeigten vielfältigen Bewertungen ausgehende Beurteilung
ergibt, daß die fünf Metallarten, d. h. Rhodium (Rh), Platin
(Pt), Ruthenium (Ru), Silber (Ag) und Palladium (Pd)
nachweislich zur Ausbildung der ersten positiven
Elektrodenschicht die Besten sind.
Da diese fünf Metalle eine hohe Austrittsarbeit aufweisen,
ist der Kontaktwiderstand zwischen der p-dotierten
Halbleiterschicht und Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium
(Ru), Platin (Pt), Palladium (Pd) und einer zumindest eines
dieser Metalle enthaltenden Legierung gering. Das bedeutet,
daß durch die Verwendung dieser Metalle eine Licht
abstrahlende Halbleitervorrichtung mit einer niedrigen
Ansteuerspannung bereitgestellt werden kann.
Da diese Metalle außerdem Edelmetalle oder Metalle der
Platingruppe sind, wird beispielsweise die
Altersdegenerierung der Korrosionsbeständigkeit gegen
Feuchtigkeit verbessert, und es kann durch die Verwendung
dieser Metalle eine hochqualitative Elektrode
bereitgestellt werden.
Obwohl Rhodium (Ph) hinsichtlich des Reflexionsvermögens
etwas schlechter als Silber (Ag) ist, weist es im Vergleich
zu anderen Metallen bei anderen Eigenschaften die gleichen
oder überlegene Eigenschaften auf. Daher ist Rhodium (Ph)
zur Ausbildung der ersten positiven Elektrodenschicht
nachweislich eines der besten Metalle.
Außerdem weist Ruthenium (Ru) ähnliche oder fast gleiche
Eigenschaften wie Rhodium (Rh) auf. Folglich ist es zur
Ausbildung der ersten positiven Elektrodenschicht
nachweislich auch eines der besten Metalle.
Durch die Ausbildung der ersten Dünnschicht-Metallschicht
wird die Haftung zwischen der ersten positiven
Elektrodenschicht und der p-dotierten Halbleiterschicht
verbessert, und es kann eine Licht-abstrahlende Vorrichtung
mit einem haltbareren Aufbau bereitgestellt werden. Die
Dicke der ersten Dünnschicht-Metallschicht sollte
vorzugsweise im Bereich von 2 Å bis 200 Å liegen. Wenn die
Dicke der ersten Dünnschicht-Metallschicht weniger als 2 Å
beträgt, kann keine dauerhafte Haftung erzielt werden, und
wenn sie über 200 Å liegt, wird das Lichtreflexionsvermögen
der die dicke erste positive Elektrodenschicht ausbildenden
Elemente Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin
(Pt), Palladium (Pd) und einer zumindest eines dieser
Metalle enthaltenden Legierung unzureichend.
Weiterhin wird durch die Ausbildung der zweiten
Dünnschicht-Metallschicht die Haftung zwischen der ersten
positiven Elektrodenschicht und der p-dotierten
Halbleiterschicht verbessert, und es kann eine Licht
abstrahlende Halbleitervorrichtung mit einem noch
dauerhafteren Aufbau bereitgestellt werden. Die Dicke der
zweiten Dünnschicht-Metallschicht sollte vorzugsweise im
Bereich von 10 Å bis 500 Å liegen. Wenn die Dicke der
zweiten Dünnschicht-Metallschicht weniger als 10 Å beträgt,
kann keine dauerhafte Haftung erzielt werden, und wenn sie
über 500 Å liegt, wird das Lichtreflexionsvermögen der die
erste positive Elektrodenschicht ausbildenden Elemente
Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin (Pt),
Palladium (Pd) und einer zumindest eines dieser Metalle
enthaltenden Legierung unzureichend.
Die Dicke der ersten positiven Elektrodenschicht liegt im
Bereich von 0,01 µm bis 5 µm. Wenn die Dicke der ersten
positiven Elektrodenschicht geringer als 0,01 µm ist,
durchdringt abgestrahltes Licht die Schicht, ohne
reflektiert zu werden, und wenn die Dicke über 5 µm
beträgt, ist zuviel Zeit zur Ausbildung erforderlich, was
für die Massenproduktion unvorteilhaft ist.
Durch die Ausbildung der zweiten positiven
Elektrodenschicht kann die positive Elektrode
bereitgestellt werden, ohne den Widerstand der dicken
positiven Elektrode zu erhöhen. Damit bei der Ausbildung
eines Zuleitungwerkstoffes, einer Goldkugel oder einer
Drahtverbindung eine durch Erwärmung und Abkühlung
verursachte widrige Wirkung vermieden wird, sollte die
Dicke der positiven Elektrode vorzugsweise mehr als 0,1 µm
betragen. Da Gold (Au) ein leicht auszubildender Werkstoff
ist und eine überlegene Korrosionsbeständigkeit aufweist,
und da es eine starke Haftung gegenüber einem
Zuleitungswerkstoff, einer Goldkugel oder einer
Drahtverbindung aufweist, ist die Verwendung von Gold (Au)
oder einer Gold (Au) enthaltenden Legierung zur Ausbildung
der zweiten positiven Elektrodenschicht zu bevorzugen.
Die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht sollte
vorzugsweise im Bereich von 0,03 µm bis 5 µm liegen. Wenn
die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht weniger
als 0,03 µm beträgt, kann keine hinreichende Wirkung
erzielt werden, und wenn sie über 5 µm liegt, ist zuviel
Zeit zur Ausbildung der Elektroden erforderlich.
Wenn außerdem die Dicke der zweiten positiven
Elektrodenschicht mehr als 5 µm beträgt, wird die Dicke der
negativen Elektrode unnötigerweise für die Ausbildung einer
Zuleitung oder einer Goldkugel dicker, was unerwünscht ist,
wie es bei dem nachstehenden dritten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist.
Durch die Ausbildung der dritten positiven
Elektrodenschicht (im Falle der sechzehnten
erfindungsgemäßen Ausgestaltung die vierte positive
Elektrodenschicht) aus zumindest Titan (Ti), Chrom (Cr)
oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden
Legierung kann, wenn eine isolierende Schicht aus
beispielsweise Siliziumoxid (SiO2), Siliziumnitrid (SixNy)
oder Polyamid zwischen die auf gegenüberliegenden Seiten
des Substrats ausgebildeten positiven und negativen
Elektroden ausgebildet wird, ein Abblättern der
isolierenden Schicht von den positiven Elektroden
verhindert werden. Demzufolge kann die dritte positive
Elektrodenschicht ein Kurzschließen durch einen
Zuleitungswerkstoff während der Ausbildung einer Zuleitung
verhindern. Die Dicke der dritten positiven
Elektrodenschicht sollte vorzugsweise im Bereich von 3 Å
bis 1000 Å liegen. Wenn die Dicke der dritten positiven
Elektrodenschicht weniger als 3 Å beträgt, kann keine
dauerhafte Haftung an die isolierende Schicht erzielt
werden, und wenn sie über 1000 Å beträgt, kann keine
dauerhafte Haftung an die Kontaktwerkstoffe wie einem
Zuleitungswerkstoff oder einer Goldkugel erzielt werden,
was unerwünscht ist.
Da die positive Elektrode mit dem wie vorstehend
beschriebenen Vielschichtaufbau ein hohes
Reflexionsvermögen und eine große Beständigkeit gegen
Feuchtigkeit aufweist, kann die Schutzschicht teilweise
vereinfacht werden. Daher kann die positive Elektrode an
eine externe Elektrode ohne die Verwendung einer
Drahtverbindung angeschlossen werden.
Der Schwenkspitzentyp einer Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung gemäß der fünfzehnten Ausgestaltung
der Erfindung unterscheidet sich von denen gemäß der
dreizehnten und der vierzehnten Ausgestaltung der Erfindung
hinsichtlich der Bestandteile der zweiten und dritten
positiven Elektrodenschichten. Die Halbleitervorrichtung
gemäß der fünfzehnten Ausgestaltung kann die gleiche
Wirkung wie die gemäß der dreizehnten und vierzehnten
Ausgestaltung gezeigte bereitstellen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 100 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 200 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine Tabelle zum Vergleich des Verhaltens der Licht
abstrahlenden Schwenkspitzenhalbleitervorrichtungen 100,
200 und 400 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 300 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5A eine Tabelle zum Vergleich der Lichtstärken der
vorstehend beschriebenen Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 300 und der bekannten Licht
abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5B eine Tabelle zum Vergleich der alterungsbedingten
Schwankungen der Lichtstärken der Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 500 und der bekannten Licht
abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400;
Fig. 6 eine Tabelle der Eigenschaften von für die erste
positive Elektrodenschicht verwendeten Metallen gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 eine Schnittansicht einer bekannten Licht
abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400;
Fig. 8 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Licht
abstrahlenden Halbleitervorrichtung 150;
Fig. 9 eine Draufsicht einer Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der in Fig. 4 gezeigten Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 300; und
Fig. 10 eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 600 gemäß dem fünften
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 100. Die
Halbleitervorrichtung 100 weist ein Saphirsubstrat 101 auf,
auf dem aufeinanderfolgend eine Pufferschicht 102 aus
Nitridaluminium (AlN) mit einer Dicke von 200 Å und eine
n⁺-dotierte Schicht 103 mit einer Dicke von 4,0 µm und
einer hohen Ladungsträgerkonzentration ausgebildet sind.
Zudem ist auf der n⁺-dotierten Schicht 103 eine mit einer
Mehrfachquantentopfstruktur (MQW) aus GaN und Ga0,8In0,2N
aufgebaute Abstrahlungsschicht 104 ausgebildet. Eine
Mg-dotierte p-Schicht 105 aus Al0,15Ga0,85N mit einer Dicke
aus 600 Å ist auf der Abstrahlungsschicht 104 ausgebildet.
Weiterhin ist eine Mg-dotierte p-Schicht 106 aus GaN mit
einer Dicke von 1500 Å auf der p-Schicht 105 ausgebildet.
Eine erste Dünnschicht-Metallschicht 111 wird durch eine
Metallabscheidung auf der p-Schicht 106 ausgebildet und
eine negative Elektrode 140 wird auf der n⁺-dotierten
Schicht 103 ausgebildet. Die erste Dünnschicht-Metall
schicht 111 ist zumindest aus Kobalt (Co) und Nickel
(Ni) mit einer Dicke von etwa 10 Å ausgebildet und ist
benachbart zu der p-Schicht 106 angeordnet. Eine positive
Elektrode (erste positive Elektrodenschicht) 120 ist
zumindest aus Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru),
Platin (Pt), Palladium (Pd) oder einer zumindest eines
dieser Elemente enthaltenden Legierung mit einer Dicke von
etwa 3000 Å ausgebildet.
Die negative Elektrode 140 mit einem Vielschichtaufbau wird
auf einem freigelegten Abschnitt der n⁺-dotierten Schicht
103 mit der hohen Ladungsträgerkonzentration ausgebildet.
Der Vielschichtaufbau weist die nachstehenden fünf
Schichten auf: eine etwa 175 Å dicke Vanadiumschicht 141
(V); eine etwa 1000 Å dicke Aluminiumschicht 142 (Al); eine
etwa 500 Å dicke Vanadiumschicht 143 (V); eine etwa 5000 Å
dicke Nickelschicht 144 (Ni); und eine etwa 8000 Å dicke
Goldschicht 145 (Au). Eine Schutzschicht 130 aus SiO2 wird
auf der oberen Oberfläche ausgebildet.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Lichtstärke um etwa
10-50% im Vergleich zu der unter den Nr. 1 und 2 in Fig. 3
gezeigten bekannten Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 400 verbessert, wenn die positive
Elektrode 120 aus zumindest Silber (Ag), Rhodium (Rh),
Ruthenium (Ru), Platin (Pt), Palladium (Pa) und einer
zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung
ausgebildet ist.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Licht-abstrahlenden Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
200. Die Halbleitervorrichtung 200 unterscheidet sich von
der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
lediglich durch die Ausbildung einer zweiten Dünnschicht-Metall
schicht 112 auf der ersten Dünnschicht-Metallschicht
111. Die zweite Dünnschicht-Metallschicht 112 ist mit einer
Dicke von etwa 150 Å aus Gold ausgebildet, wobei sie durch
eine Metallabscheidung nach Ausbildung der ersten
Dünnschicht-Metallschicht 111 ausgebildet ist, und zwar auf
die gleiche Weise, wie die erste Dünnschicht-Metallschicht
111 aus Kobalt (Co) oder Nickel (Ni) mit einer Dicke von
10 Å ausgebildet wurde.
Die Ausbildung dieser zweiten Dünnschicht-Metallschicht 112
zwischen der ersten Dünnschicht-Metallschicht 111 und der
positiven Elektrode (erste positive Elektrodenschicht) 120
ermöglicht eine dauerhaftere Verbindung der positiven
Elektrode 120 mit der Schicht 106.
Fig. 3 zeigt eine Tabelle zum Vergleich des Verhaltens der
Licht-abstrahlenden Schwenkspitzenhalbleitervorrichtungen
100, 150, 200 bzw. 400. Die Tabelle der Fig. 3 zeigt
außerdem das Verhalten einer in Fig. 8 gezeigten Licht
abstrahlenden Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung (Nr. 3
oder 3.1), die eine positive Elektrode 120 aus zumindest
Silber (Ag) oder Rhodium (Rh) aufweist und unmittelbar mit
der p-Schicht 106 ohne die erste Dünnschicht 111 des ersten
Ausführungsbeispiels verbunden ist.
Wie in dieser Tabelle gezeigt ist, wird die Lichtstärke der
erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung 100 oder 200,
welche die positive Elektrode 120 aus Metallschichten mit
zumindest Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin
(Pt), Palladium (Pa) oder einer zumindest eines dieser
Metalle enthaltenden Legierung aufweisen, um etwa 10-50%
im Vergleich zu der unter den Nr. 1 und 2 in Fig. 3
gezeigten bekannten Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 400 verbessert.
Zudem wird hinsichtlich der unter den Nr. 1 und 2 gezeigten
Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400 keine erste
Dünnschicht-Metallschicht ausgebildet, da die positive
Elektrode 120 selbst aus Kobalt (Co) oder Nickel (Ni)
ausgebildet ist, was eine hinreichende Anhaftung zwischen
der positiven Elektrode 120 und der Schicht 106
sicherstellt. Die unter den Nr. 1 und 2 in Fig. 3 gezeigte
Licht-abstrahlende Halbleitervorrichtung 400, welche die
positive Elektrode 120 aus Kobalt (Co) oder (Ni) enthält,
weist einen niedrige relative Lichtstärke auf, da das
Reflexionsvermögen der die positive Elektrode 120 bildenden
Metallelemente gering ist. Demzufolge beruht die
Überlegenheit oder Unterlegenheit der in Fig. 3 gezeigten
relativen Lichtstärken nicht auf der Existenz der ersten
Dünnschicht-Metallschicht 111.
Es kann im Gegenteil für den Fall, daß die erste oder die
zweite Dünnschicht-Metallschicht 111 bzw. 112 nicht
existiert, eine große Lichtstärke erzielt werden, wenn die
positive Elektrode 120 zumindest Silber (Ag), Rhodium (Rh),
Ruthenium (Ru), Platin (Pt), Palladium (Pd) oder eine
zumindest eines dieser Metalle enthaltende Legierung
aufweist, wie aus einem Vergleich der Nr. 3 mit den Nr. 4
und 8 aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Lichtstärke zeigt
einen ausgezeichneten Wert, obwohl die Haftung zwischen der
positiven Elektrode 120 und der Schicht 106 bis zu einem
gewissen Grad geringer ist. Dies liegt an den fehlenden
ersten und zweiten Dünnschicht-Metallschichten 111 bzw.
112, welche Licht absorbieren.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, kann insbesondere die Licht
abstrahlende Halbleitervorrichtung 150 etwa die gleiche
Lichtstärke wie die unter Nr. 8 aufgeführte Licht
abstrahlende Halbleitervorrichtung aufweisen, wenn bei der
Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 150 die positive
Schicht 120 aus Rhodium (Rh) etwa 3000 Å dick unmittelbar
auf eine p-dotierte GaN-Schicht 106 ohne eine Ausbildung
der ersten oder zweiten Dünnschicht-Metallschicht
ausgebildet wird, wobei die Eigenschaften der
Halbleitervorrichtung 150 unter Nr. 3.1 in Fig. 3
aufgeführt sind. Außerdem kann dabei weiterhin eine gleiche
oder dauerhaftere Haftung an die GaN-Schicht erreicht
werden. Diese Umstände werden bei der Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 150 durch ein hohes
Reflexionsvermögen von Rhodium (Rh) und eine feste
Anhaftung von Rhodium (Rh) an die GaN-Schicht 106
verursacht. Demzufolge ist die unter Nr. 3.1 angeführte
Licht-abstrahlende Halbleitervorrichtung 150 der unter
Nr. 5 in Fig. 3 angeführten Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 100 in diesen Punkten überlegen.
Kurz gesagt, die Herstellung einer Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 150 gemäß Nr. 3.1 aus Fig. 3
bedeutet, in der Lage zu sein, eine Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung mit hinreichenden Eigenschaften
hinsichtlich der Lichtstärke und Haftung bereit zustellen,
da die Eigenschaften von Rhodium (Rh) eine Ausbildung ohne
die erste oder zweite Dünnschicht-Metallschicht erlauben.
Weil für die Licht-abstrahlende Halbleitervorrichtung 150
ein Ausbildungsvorgang für die erste oder zweite
Dünnschicht-Metallschicht nicht erforderlich ist, kann
daher eine hinreichende Massenproduktivität verwirklicht
werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die in den Fig. 1,
2 und 8 gezeigte positive Elektrode 120 eine Dicke von etwa
3000 Å auf. Optional kann die Dicke der Elektrode im
Bereich von 100 Å bis 5 µm liegen. Wenn die Dicke der
positiven Elektrode 120 weniger als 100 Å beträgt, wird das
Reflexionsvermögen für Licht unzureichend. Beträgt die
Dicke mehr als 5 µm, ist zuviel Zeit und Material für die
Abscheidung erforderlich, weswegen diese Dicke für
kostensensibles Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die erste Dünnschicht-Metall
schicht 111 eine Dicke von etwa 10 Å auf. Optional
kann die Dicke der ersten Dünnschicht-Metallschicht 111 im
Bereich von 2 Å bis 200 Å liegen. Die Dicke der ersten
Dünnschicht-Metallschicht 111 sollte bevorzugter im Bereich
von 5 Å bis 50 Å liegen. Ist die Dicke der ersten
Dünnschicht-Metallschicht 111 zu gering, wird die
Bindungswirkung der positiven Elektrode 120 an die
GaN-Schicht 106 geschwächt, ist sie zu groß, tritt eine
Lichtabsorption in ihr auf und die Lichtstärke wird
vermindert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die zweite
Dünnschicht-Metallschicht 112 eine Dicke von etwa 150 Å
auf. Optional kann die Dicke der zweiten Dünnschicht-Metall
schicht 112 im Bereich von 10 Å bis 500 Å liegen. Die
Dicke der zweiten Dünnschicht-Metallschicht 112 sollte
bevorzugter im Bereich von 30 Å bis 300 Å liegen. Wenn die
Dicke der zweiten Dünnschicht-Metallschicht 112 zu gering
ist, wird die Bindung der positiven Elektrode 120 an die
erste Dünnschicht-Metallschicht 111 geschwächt, und wenn
sie zu groß ist, tritt eine Lichtabsorption in ihr auf und
die Lichtstärke wird vermindert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die positive Elektrode
120 einen Einzelschichtaufbau auf. Optional kann die
positive Elektrode 120 einen Vielschichtaufbau aufweisen.
Die 1,4 µm dicke positive Elektrode kann durch
aufeinanderfolgende Abscheidung von beispielsweise etwa
5000 Å Silber (Ag), etwa 800 Å Nickel (Ni) und 8000 Å Gold
(Au) auf die GaN-Schicht 106, die erste Dünnschicht-Metall
schicht 111 oder die zweite Dünnschicht-Metallschicht
112 ausgebildet werden. Durch eine positive Elektrode mit
diesem Vielschichtaufbau kann eine Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung mit hinreichend hohem
Reflexionsvermögen und hinreichend hoher Strahlungsleistung
erzielt werden.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 300. Die
Halbleitervorrichtung weist ein Saphirsubstrat 101 auf, auf
dem aufeinanderfolgend eine Pufferschicht 102 aus
Nitridaluminium (AlN) mit einer Dicke von 200 Å und eine
n⁺-dotierte Schicht 103 mit einer Dicke von 4,0 µm und
einer hohen Ladungsträgerkonzentration ausgebildet sind.
Zudem ist eine Abstrahlungsschicht 104 mit einer
Mehrfachquantentopfstruktur (MQW) aus GaN und Ga0,8In0,2N auf
der n⁺-dotierten Schicht 103 ausgebildet. Eine Mg-dotierte
p-Schicht 105 aus Al0,15Ga0,85N mit einer Dicke von 600 Å ist
auf der Abstrahlungsschicht 104 ausgebildet. Weiterhin ist
eine Mg-dotierte p-Schicht 106 aus GaN mit einer Dicke von
1500 Å auf der p-Schicht 105 ausgebildet.
Eine positive Elektrode 120, die nachstehend auch als
positive Mehrfachelektrode 120 bezeichnet werden kann, ist
durch ein Metallabscheideverfahren auf der p-Schicht 106
ausgebildet, und eine negative Elektrode 140 ist auf der
n⁺-dotierten Schicht 103 ausgebildet. Die positive
Mehrfachelektrode 120 ist in einem Dreischichtaufbau mit
einer zu der p-Schicht 106 benachbarten ersten positiven
Elektrodenschicht 121, einer auf der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 ausgebildeten zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 und einer auf der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 ausgebildeten dritten positiven
Elektrodenschicht 123 ausgebildet.
Die erste positive Elektrodenschicht 121 ist eine zu der
p-Schicht 106 benachbarte Metallschicht, die aus Rhodium
(Rh) mit einer Dicke von etwa 0,1 µm ausgebildet ist. Die
zweite positive Elektrodenschicht 122 ist eine
Metallschicht aus Gold (Au) mit einer Dicke von etwa
1,2 µm. Die dritte positive Elektrodenschicht 123 ist eine
Metallschicht aus Titan (Ti) mit einer Dicke von etwa 20 Å.
Eine negative Elektrode 140 mit einem Vielschichtaufbau ist
auf einem freigelegten Abschnitt der n⁺-dotierten Schicht
103 mit der hohen Ladungsträgerkonzentration ausgebildet.
Der Vielschichtaufbau weist die nachstehenden fünf
Schichten auf: eine etwa 175 Å dicke Vanadiumschicht 141
(V) ; eine etwa 1000 Å dicke Aluminiumschicht 142 (Al); eine
etwa 500 Å dicke Vanadiumschicht 143 (V); eine etwa 5000 Å
dicke Nickelschicht 144 (Ni); und eine etwa 8000 Å dicke
Goldschicht 145 (Au).
Eine Schutzschicht 130 aus einer SiO2-Schicht ist zwischen
der positiven Mehrfachelektrode 120 und der negativen
Elektrode 140 ausgebildet. Die Schutzschicht 130 bedeckt
einen Abschnitt der zur Ausbildung der negativen Elektrode
140 freigelegten n⁺-dotierten Schicht 103, die Seiten der
Abstrahlungsschicht 104, der p-Schicht 105 und der durch
Atzen freigelegten p-Schicht 106, einen Abschnitt der
oberen Oberfläche der p-Schicht 106, die Seiten der ersten
positiven Elektrodenschicht 121, der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 und der dritten positiven
Elektrodenschicht 123, und einen Abschnitt einer oberen
Oberfläche der dritten positiven Elektrodenschicht 123. Die
Dicke der einen Abschnitt der oberen Oberfläche der dritten
positiven Elektrodenschicht 123 bedeckenden Schutzschicht
130 beträgt 0,5 µm.
Fig. 5A zeigt eine Tabelle zum Vergleich der Lichtstärken
der vorstehend beschriebenen Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung mit denen der bekannten Licht
abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400. Wie in Fig. 5A
gezeigt, kann die Strahlungsleistung erfindungsgemäß um
etwa 30-40% im Vergleich zum Stand der Technik verbessert
werden.
Da der Aufbau der Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 300 ihr eine hohe
Lichtstärke und Zuverlässigkeit ermöglicht, kann die
Schutzschicht 130 auf einer beträchtlichen Fläche
weggelassen werden, und sowohl die positive als auch die
negative Elektrode können eine ausgedehntere Fläche für
einen Anschluß an eine externe Elektrode verwenden. Durch
eine unmittelbare Ausbildung einer Zuleitung durch ein
Lötmetall oder einer Goldkugel auf die positive und die
negative Elektrode wird die Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung 300 invertiert und kann unmittelbar
an eine Schaltungsplatine angeschlossen werden.
Zudem kann die Licht-abstrahlende Halbleitervorrichtung 300
auch mit einer externen Elektrode durch eine
Drahtverbindung verbunden werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel weist die positive
Mehrfachelektrode 120 eine Dicke von etwa 1,3 µm auf.
Optional kann die Dicke der positiven Mehrfachelektrode 120
im Bereich von 0,11 µm bis 10 µm liegen. Liegt die Dicke
der positiven Mehrfachelektrode 120 unter 0,11 µm, wird das
Reflexionsvermögen für Licht unzureichend, und es kann
keine dauerhafte Haftung an Verbindungswerkstoffe wie einer
Zuleitung, einer Goldkugel usw. erreicht werden. Liegt
jedoch die Dicke der positiven Mehrfachelektrode 120 über
10 µm, ist zuviel Zeit und Material zur Abscheidung
erforderlich, weswegen diese Dicke für kostensensibles
Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel weist die erste
positive Elektrodenschicht 121 eine Dicke von etwa 0,1 µm
auf. Optional kann die Dicke der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 im Bereich von 0,01 µm bis 5 µm
liegen. Die Dicke der ersten positiven Elektrodenschicht
121 sollte bevorzugter im Bereich von 0,05 µm bis 1 µm
liegen. Beträgt die Dicke der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 zu wenig, wird das Reflexionsvermögen
für Licht unzureichend, beträgt sie jedoch zu viel, ist
zuviel Zeit und Material zur Abscheidung erforderlich,
weswegen diese Dicke für kostensensibles
Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel weist die zweite
positive Elektrodenschicht 122 eine Dicke von etwa 1,2 µm
auf. Optional kann die Dicke der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 im Bereich von 0,03 µm bis 5 µm
liegen. Die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht
122 sollte vorzugsweise im Bereich von 0,1 µm bis 5 µm
liegen, bevorzugter im Bereich von 0,2 µm bis 3 µm und noch
bevorzugter von 0,5 µm bis 2 µm. Wenn die Dicke der zweiten
positiven Elektrodenschicht 122 zu gering ist, kann keine
dauerhafte Haftung an Verbindungswerkstoffe wie einer
Zuleitung, einer Goldkugel usw. erreicht werden. Ist jedoch
ihre Dicke zu groß, ist zuviel Zeit und Material zur
Abscheidung erforderlich, weswegen diese Dicke sowohl für
die zweite positive Elektrodenschicht 122 als auch die
negative Elektrode 140 hinsichtlich eines kostensensiblen
Herstellungsverhaltens unbrauchbar ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel weist die dritte
positive Elektrodenschicht 123 eine Dicke von etwa 20 Å
auf. Optional kann die Dicke der dritten positiven
Elektrodenschicht 123 im Bereich von 3 Å bis 1000 Å liegen.
Die Dicke der dritten positiven Elektrodenschicht 123
sollte vorzugsweise im Bereich von 5 Å bis 1000 Å liegen,
bevorzugter im Bereich von 10 Å bis 500 Å und noch
bevorzugter von 15 Å bis 100 Å. Wenn die Dicke der dritten
positiven Elektrodenschicht 123 zu gering ist, wird die
Haftung an die Schutzschicht 130 geschwächt, und wenn sie
zu groß ist, wird der Widerstand zu hoch.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die dritte positive
Elektrodenschicht 123 aus Titan (Ti). Optional kann die
dritte positive Elektrodenschicht 123 aus Titan (Ti) oder
Chrom (Cr) oder einer zumindest eines dieser Metalle
enthaltenden Legierung ausgebildet sein.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle der Eigenschaften der bei der
ersten positiven Elektrodenschicht 121 verwendeten Metalle.
Die Bewertungspunkte bis haben die nachstehende
Bedeutung:
REFLEXIONSVERMÖGEN: Grad des Reflexionsvermögens
sichtbarer (violetter, blauer und grüner) Strahlen, deren
Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 550 nm liegt, wenn
eine gewisse Lichtmenge durch die Abstrahlungsschicht 104
abgestrahlt wird;
KONTAKTWIDERSTAND (ANSTEUERUNGSSPANNUNG): Höhe der Ansteuerungsspannung der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung im Zusammenhang mit dem Kontaktwiderstand der GaN-Schicht;
HAFTFÄHIGKEIT DER GaN-SCHICHT: Ein Maß für die Auftretungshäufigkeit eines durch eine vorbestimmte Belastungsprüfung ermittelten Fehlers;
KORROSIONSBESTÄNDIGKEIT: Eine Bewertung durch die Eigenschaften jedes Metalls;
STABILITÄT DER EIGENSCHAFTEN NACH DER AUSBILDUNG VON Au: Eine Bewertung des Anstiegs der Ansteuerspannung mit der Zeit, nachdem die zweite positive Elektrodenschicht 122 aus Gold (Au) bei der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 300 ausgebildet wurde, und der Abnahme des Reflexionsvermögens für die sichtbaren Strahlen;
GESAMTBEWERTUNG (MASSENHERSTELLUNG): Eine Gesamtbewertung auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Punkte bis hinsichtlich einer Massenfertigung der erfindungsgemäßen Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung.
KONTAKTWIDERSTAND (ANSTEUERUNGSSPANNUNG): Höhe der Ansteuerungsspannung der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung im Zusammenhang mit dem Kontaktwiderstand der GaN-Schicht;
HAFTFÄHIGKEIT DER GaN-SCHICHT: Ein Maß für die Auftretungshäufigkeit eines durch eine vorbestimmte Belastungsprüfung ermittelten Fehlers;
KORROSIONSBESTÄNDIGKEIT: Eine Bewertung durch die Eigenschaften jedes Metalls;
STABILITÄT DER EIGENSCHAFTEN NACH DER AUSBILDUNG VON Au: Eine Bewertung des Anstiegs der Ansteuerspannung mit der Zeit, nachdem die zweite positive Elektrodenschicht 122 aus Gold (Au) bei der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 300 ausgebildet wurde, und der Abnahme des Reflexionsvermögens für die sichtbaren Strahlen;
GESAMTBEWERTUNG (MASSENHERSTELLUNG): Eine Gesamtbewertung auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Punkte bis hinsichtlich einer Massenfertigung der erfindungsgemäßen Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung.
Insbesondere hinsichtlich der Schwenkspitzenbauart einer
Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung sollten die
Bewertungen in den Punkten und für eine
Massenfertigung der licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung besser als "GUT" ausfallen.
Demzufolge zeigt die in Fig. 6 gezeigte Auflistung die
Brauchbarkeit der Vorrichtung an.
Obwohl Rhodium (Rh) hinsichtlich des Reflexionsvermögens
() geringfügig Silber (Ag) unterlegen ist, zeigt es in
den Punkten bis im Vergleich zu den anderen Metallen
die gleichen oder überlegene Eigenschaften. Folglich ist
Rhodium nachweislich eines der besten Metalle für die
Ausbildung der positiven Elektrode bzw. der ersten
positiven Elektrodenschicht.
Außerdem weist Ruthenium (Ru) ähnliche oder fast gleiche
Eigenschaften wie Rhodium (Rh) auf. Folglich ist es zur
Ausbildung der positiven Elektrode bzw. der ersten
positiven Elektrodenschicht nachweislich auch eines der
besten Metalle.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht einer licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 500, einem Ausführungsbeispiel der in
Fig. 4 gezeigten erfindungsgemäßen Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung 300. Da die Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung 500 nahezu den gleichen Aufbau wie
den der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 300
aufweist, sind alle Schichten mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet und es werden für sie die gleichen
Metalle wie für die in Fig. 4 gezeigten Schichten
verwendet.
Dann wurden die alterungsbedingten Schwankungen der
Lichtstärke der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung
500 gemessen. Fig. 5B zeigt eine Tabelle zum Vergleich der
alterungsbedingten Schwankungen der Lichtstärken der Licht
abstrahlenden Halbleitervorrichtung 500 und der bekannten
Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400. Wie in
Fig. 5B gezeigt ist, können erfindungsgemäß hinsichtlich
der Lichtstärke nach 100 h 95% und nach 1000 h 90% des
Anfangswertes aufrechterhalten werden, während bei der
Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400 lediglich 90%
des Anfangswertes nach 100 h und 85% nach 1000 h
aufrechterhalten werden können. Demzufolge kann
erfindungsgemäß die Zuverlässigkeit im Vergleich zu der
bekannten Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 400
verbessert werden.
Da der Aufbau der Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 500 ihr eine hohe
Lichtstärke und Zuverlässigkeit ermöglicht, kann die
Schutzschicht 130 auf einer beträchtlichen Fläche
weggelassen werden und sowohl die positive als auch die
negative Elektrode können eine ausgedehntere Fläche für den
Anschluß einer externen Elektrode verwenden. Wie in Fig. 9
gezeigt ist, können die negative Elektrode und die positive
Elektrode über 10% bzw. über 40% der oberen Fläche der
Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung 500 einnehmen.
Deswegen kann die Verbindung zu einer externen Elektrode
nicht auf eine Drahtverbindung beschränkt sein. Optional
können die Elektroden mit einer externen Elektrode durch
die unmittelbare Ausbildung einer Zuleitung mit Lötmetall
oder einer Goldkugel auf die positive und die negative
Elektrode verbunden werden, oder die Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung 500 wird invertiert und kann
unmittelbar mit einer Schaltungsplatine verbunden werden.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel weist die positive
Mehrfachelektrode 120 eine Dicke von etwa 1,5 µm auf.
Optional kann die Dicke der positiven Mehrfachelektrode 120
im Bereich von 0,11 µm bis 10 µm liegen. Liegt die Dicke
der positiven Mehrfachelektrode 120 unter 0,11 µm, wird das
Reflexionsvermögen für Licht unzureichend, und es kann
keine dauerhafte Haftung an Verbindungswerkstoffe wie einer
Zuleitung, einer Goldkugel usw. erreicht werden. Liegt
jedoch die Dicke der positiven Mehrfachelektrode 120 über
10 µm, ist zuviel Zeit und Material zur Abscheidung
erforderlich, weswegen diese Dicke für kostensensibles
Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel weist die erste
positive Elektrodenschicht 121 eine Dicke von etwa 0,3 µm
auf. Optional kann die Dicke der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 im Bereich von 0,01 µm bis 5 µm
liegen. Die Dicke der ersten positiven Elektrodenschicht
121 sollte bevorzugter im Bereich von 0,05 µm bis 1 µm
liegen. Beträgt die Dicke der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 zu wenig, wird das Reflexionsvermögen
für Licht unzureichend, beträgt sie jedoch zu viel, ist
zuviel Zeit und Material zur Abscheidung erforderlich,
weswegen diese Dicke für kostensensibles
Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel weist die zweite
positive Elektrodenschicht 122 eine Dicke von etwa 1,2 µm
auf. Optional kann die Dicke der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 im Bereich von 0,03 µm bis 5 µm
liegen. Die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht
122 sollte vorzugsweise im Bereich von 0,05 µm bis 3 µm
bzw. von 0,1 µm bis 5 µm liegen, bevorzugter im Bereich von
0,2 µm bis 3 µm und noch bevorzugter von 0,5 µm bis 2 µm.
Wenn die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht 122
zu gering ist, kann keine dauerhafte Haftung an
Verbindungswerkstoffe wie einer Zuleitung, einer Goldkugel
usw. erreicht werden. Ist jedoch ihre Dicke zu groß, ist
zuviel Zeit und Material zur Abscheidung erforderlich,
weswegen diese Dicke sowohl für die zweite positive
Elektrodenschicht 122 als auch die negative Elektrode 140
hinsichtlich eines kostensensiblen Herstellungsverhaltens
unbrauchbar ist.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel weist die dritte
positive Elektrodenschicht 123 eine Dicke von etwa 20 Å
auf. Optional kann die Dicke der dritten positiven
Elektrodenschicht 123 im Bereich von 3 Å bis 1000 Å liegen.
Die Dicke der dritten positiven Elektrodenschicht 123
sollte vorzugsweise im Bereich von 5 Å bis 1000 Å liegen,
bevorzugter im Bereich von 10 Å bis 500 Å und noch
bevorzugter von 15 Å bis 100 Å. Wenn die Dicke der dritten
positiven Elektrodenschicht 123 zu gering ist, wird die
Haftung an die Schutzschicht 130 geschwächt, und wenn sie
zu groß ist, wird der Widerstand zu hoch.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist die dritte positive
Elektrodenschicht 123 aus Titan (Ti). Optional kann die
dritte positive Elektrodenschicht 123 aus Chrom (Cr) sein.
Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht einer Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 600. Die
Halbleitervorrichtung 600 weist ein Saphirsubstrat 101 auf,
auf dem aufeinanderfolgend eine Pufferschicht 102 aus
Nitridaluminium (AlN) mit einer Dicke von 200 Å und einer
n⁺-dotierten Schicht 103 mit einer Dicke von 4,0 µm und
einer hohen Ladungsträgerkonzentration ausgebildet sind.
Zudem ist auf der n⁺-dotierten Schicht 103 eine mit einer
Mehrfachquantentopfstruktur (MQW) aus GaN und Ga0,8In0,2N
aufgebaute Abstrahlungsschicht 104 ausgebildet. Eine
Mg-dotierte p-Schicht 105 aus Al0,15Ga0,85N mit einer Dicke
von 600 Å ist auf der Abstrahlungsschicht 104 ausgebildet.
Weiterhin ist eine Mg-dotierte p-Schicht 106 aus GaN mit
einer Dicke von 1500 Å auf der p-Schicht 105 ausgebildet.
Eine positive Elektrode 120, die nachstehend auch als
positive Mehrfachelektrode 120 bezeichnet werden kann, ist
durch ein Metallabscheideverfahren auf der p-Schicht 106
ausgebildet, und eine negative Elektrode 140 ist auf der
n⁺-dotierten Schicht 103 ausgebildet. Die positive
Mehrfachelektrode 120 ist in einem Dreischichtaufbau mit
einer zu der p-Schicht 106 benachbarten ersten positiven
Elektrodenschicht 121, einer auf der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 ausgebildeten zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 und einer auf der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 ausgebildeten dritten positiven
Elektrodenschicht 123 ausgebildet.
Die erste positive Elektrodenschicht 121 ist eine zu der
p-Schicht 106 benachbarte Metallschicht, die aus Rhodium
(Rh) mit einer Dicke von etwa 3000 Å ausgebildet ist. Die
zweite positive Elektrodenschicht 122 ist eine
Metallschicht aus Titan (Ti) mit einer Dicke von etwa
100 Å. Die dritte positive Elektrodenschicht 123 ist eine
Metallschicht aus Gold (Au) mit einer Dicke von etwa 500 Å.
Eine negative Elektrode 140 mit einem Vielschichtaufbau ist
auf einem freigelegten Abschnitt der n⁺-dotierten Schicht
103 mit der hohen Ladungsträgerkonzentration ausgebildet.
Der Vielschichtaufbau weist die nachstehenden fünf
Schichten auf: eine etwa 175 Å dicke Vanadiumschicht 141
(V); eine etwa 1000 Å dicke Aluminiumschicht 142 (Al); eine
etwa 500 Å dicke Vanadiumschicht 143 (V); eine etwa 5000 Å
dicke Nickelschicht 144 (Ni); und eine etwa 8000 Å dicke
Goldschicht 145 (Au).
Eine Schutzschicht 130 aus einer SiO2-Schicht ist zwischen
der positiven Mehrfachelektrode 120 und der negativen
Elektrode 140 ausgebildet. Die Schutzschicht 130 bedeckt
einen Abschnitt der zur Ausbildung der negativen Elektrode
140 freigelegten n⁺-dotierten Schicht 103, die Seiten der
Abstrahlungsschicht 104, der p-Schicht 105 und der durch
Atzen freigelegten p-Schicht 106, einen Abschnitt der
oberen Oberfläche der p-Schicht 106, die Seiten der ersten
positiven Elektrodenschicht 121, der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 und der dritten positiven
Elektrodenschicht 123, und einen Abschnitt einer oberen
Oberfläche der dritten positiven Elektrodenschicht 123. Die
Dicke der einen Abschnitt der oberen Oberfläche der dritten
positiven Elektrodenschicht 123 bedeckenden Schutzschicht
130 beträgt 0,5 µm.
Erfindungsgemäß kann die Strahlungsleistung im Vergleich
zum Stand der Technik um etwa 30-40% verbessert werden.
Da der Aufbau der Licht-abstrahlenden
Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung 600 ihr eine hohe
Lichtstärke und Zuverlässigkeit ermöglicht, kann die
Schutzschicht 130 auf einer beträchtlichen Fläche
weggelassen werden, und sowohl die positive als auch die
negative Elektrode können eine ausgedehntere Fläche für
einen Anschluß an eine externe Elektrode verwenden. Durch
eine unmittelbare Ausbildung einer Zuleitung durch ein
Lötmetall oder einer Goldkugel auf die positive und die
negative Elektrode wird die Licht-abstrahlende
Halbleitervorrichtung 600 invertiert und kann unmittelbar
an eine Schaltungsplatine angeschlossen werden.
Zudem kann die Licht-abstrahlende Halbleitervorrichtung 600
außerdem mit einer externen Elektrode durch eine
Drahtverbindung verbunden werden.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist die positive
Mehrfachelektrode 120 eine Dicke von etwa 0,36 µm auf.
Optional kann die Dicke der positiven Mehrfachelektrode 120
im Bereich von 0,11 µm bis 10 µm liegen. Liegt die Dicke
der positiven Mehrfachelektrode 120 unter 0,11 µm, wird das
Reflexionsvermögen für Licht unzureichend, und es kann
keine dauerhafte Haftung an Verbindungswerkstoffe wie einer
Zuleitung, einer Goldkugel usw. erreicht werden. Liegt
jedoch die Dicke der positiven Mehrfachelektrode 120 über
10 µm, ist zuviel Zeit und Material zur Abscheidung
erforderlich, weswegen diese Dicke für kostensensibles
Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist die erste
positive Elektrodenschicht 121 eine Dicke von etwa 3000 Å
auf. Optional kann die Dicke der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 im Bereich von 0,01 µm bis 5 µm
liegen. Die Dicke der ersten positiven Elektrodenschicht
121 sollte bevorzugter im Bereich von 0,05 µm bis 1 µm
liegen. Beträgt die Dicke der ersten positiven
Elektrodenschicht 121 zu wenig, wird das Reflexionsvermögen
für Licht unzureichend, beträgt sie jedoch zu viel, ist
zuviel Zeit und Material zur Abscheidung erforderlich,
weswegen diese Dicke für kostensensibles
Herstellungsverhalten unbrauchbar ist.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist die zweite
positive Elektrodenschicht 122 eine Dicke von etwa 100 Å
auf. Optional kann die Dicke der zweiten positiven
Elektrodenschicht 122 im Bereich von 3 Å bis 1000 Å liegen.
Die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht 122
sollte vorzugsweise im Bereich von 5 Å bis 1000 Å liegen,
bevorzugter im Bereich von 5 Å bis 500 Å und noch
bevorzugter von 15 Å bis 100 Å. Wenn die Dicke der zweiten
positiven Elektrodenschicht 122 zu gering ist, kann keine
dauerhafte Haftung an Verbindungswerkstoffe wie einer
Zuleitung, einer Goldkugel usw. erreicht werden. Ist jedoch
ihre Dicke zu groß, ist zuviel Zeit und Material zur
Abscheidung erforderlich, weswegen diese Dicke sowohl für
die zweite positive Elektrodenschicht 122 als auch die
negative Elektrode 140 hinsichtlich eines kostensensiblen
Herstellungsverhaltens unbrauchbar ist.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist die dritte
positive Elektrodenschicht 123 eine Dicke von etwa 500 Å
auf. Optional kann die Dicke der dritten positiven
Elektrodenschicht 123 im Bereich von 0,03 µm bis 5 µm
liegen. Die Dicke der dritten positiven Elektrodenschicht
123 sollte vorzugsweise im Bereich von 0,05 µm bis 3 µm
bzw. 0,1 µm bis 5 µm liegen, bevorzugter im Bereich von
0,2 µm bis 3 µm und noch bevorzugter von 0,5 µm bis 2 µm.
Wenn die Dicke der dritten positiven Elektrodenschicht 123
zu gering ist, wird die Haftung an die Schutzschicht 130
geschwächt, und wenn sie zu groß ist, wird der Widerstand
zu hoch.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist die dritte positive
Elektrodenschicht 123 aus Gold (Au). Optional kann eine
vierte positive Elektrode 124 aus Titan (Ti), Chrom (Cr)
oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden
Legierung auf die dritte positive Elektrodenschicht 123 mit
der Breite der dritten positiven Elektrodenschicht gemäß
dem dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet werden.
Im Hinblick auf den Aufbau der Schichten für die Elektroden
bei dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel ist die
physikalische und chemische Zusammensetzung jeder Schicht
in der Licht-abstrahlenden Halbleitervorrichtung zum
Zeitpunkt ihrer Abscheidung angeführt. Es ist nicht nötig,
darauf hinzuweisen, daß feste Lösungen oder chemische
Verbindungen zwischen allen Schichten durch physikalische
oder chemische Behandlungen wie einer Wärmebehandlung
ausgebildet werden, damit eine dauerhaftere Haftung erzielt
oder ein Kontaktwiderstand verringert wird.
Bei dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel weist die
Abstrahlungsschicht 104 eine MQW-Struktur
(Mehrfachquantentopf) auf. Optional kann die
Abstrahlungsschicht 104 eine SQW-Struktur
(Einzelquantentopf) oder eine homozygote bzw. homogene
Struktur aufweisen. Außerdem kann erfindungsgemäß eine
Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungshalbleiterschicht
(inklusive einer Pufferschicht) der Licht-abstrahlenden
Halbleitervorrichtung aus einer quaternären, ternären oder
binären Schichtverbindung AlxGayIn1-x-yN (0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x+y ≦ 1) ausgebildet sein.
Optional können Metallnitride wie Titannitrid (TiN) und
Hafniumnitrid (HfN) oder Metalloxide wie Zinkoxid (ZnO),
Magnesiumoxid (MgO) und Manganoxid (MnO) zur Ausbildung der
Pufferschicht verwendet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen wird Magnesium (Mg) als
p-Dotierung verwendet. Optional können Gruppe-II-Elemente
wie Beryllium (Be) oder Zink (Zn) verwendet werden. Zudem
können zur Herabsenkung des Widerstandes der p-dotierten
Halbleiterschicht aktive Behandlungen wie die Bestrahlung
mit Elektronenstrahlen oder ein Ausheilverfahren ausgeführt
werden.
Bei diesen Ausführungsbeispielen ist die n⁺-dotierte
Schicht 103 einer hohen Ladungsträgerdichte aus
Si-dotiertem Galliumnitrid (GaN). Optional können diese
n-dotierten Halbleiterschichten durch Dotierung des
vorstehend beschriebenen Gruppe-III-Element-Nitrid-
Verbindungshalbleiters mit Gruppe-IV-Elementen wie Silizium
(Si) oder Germanium (Ge), oder mit Gruppe-VI-Elementen
ausgebildet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen wird für das Substrat Saphir
verwendet. Optional kann Siliziumkarbid (SiC), Zinkoxid
(ZnO), Magnesiumoxid (MgO) oder Manganoxid (MnO) zur
Ausbildung des Substrats verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist erfindungsgemäß
eine Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
100, 200, 300, 150, 500, 600 mit Gruppe-III-Element-Nitrid-
Verbindungen eine dicke positive Elektrode 120 auf. Die
positive Elektrode 120 aus zumindest Silber (Ag), Rhodium
(Rh), Ruthenium (Ru), Platin (Pt), Palladium (Pd) oder
einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung
ist zu einer p-dotierten Halbleiterschicht 106 benachbart
angeordnet und reflektiert Licht zu einem Saphirsubstrat
101 hin. Demzufolge kann eine positive Elektrode 120 mit
einem hohen Reflexionsvermögen und einem geringen
Kontaktwiderstand erzielt werden. Eine zwischen der
p-dotierten Halbleiterschicht 106 und der dicken Elektrode
120 ausgebildete erste Dünnschicht-Metallschicht 111 aus
Kobalt (Co) und Nickel (Ni) oder einer beliebigen zumindest
eines dieser Metalle enthaltenden Verbindung kann die
Haftung zwischen einer Kontaktschicht und der dicken
positiven Elektrode 120 verbessern. Die Dicke der ersten
Dünnschicht-Metallelektrode 111 sollte vorzugsweise im
Bereich von 2 Å bis 200 Å liegen, bevorzugter im Bereich
von 5 Å bis 50 Å. Eine zweite Dünnschicht-Metallschicht 112
aus Gold (Au) kann die Haftung weiter verbessern.
Während die Erfindung vorstehend in Verbindung mit den
derzeit als am praktischsten und bevorzugtesten angesehenen
Ausführungsbeispielen beschrieben ist, soll die Erfindung
nicht als auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt angesehene werden, sondern es ist im Gegenteil
beabsichtigt, innerhalb des Bereiches der nachstehenden
Patentansprüche enthaltene mannigfaltige Abwandlungen und
gleichwertige Anordnungen abzudecken.
Claims (21)
1. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
(100; 200; 300; 150; 500; 600) mit
einem Substrat (101);
Gruppe-III-Element-Nitrid-Ver bindungshalbleiterschichten (102, 103, 104, 105, 106), die auf dem Substrat (101) ausgebildet sind; und
eine positive Elektrode (120), die zumindest eine Schicht aus einer ersten positiven Elektrodenschicht (120; 121) enthält, die auf oder über einer p-dotierten Halbleiterschicht (106) ausgebildet ist und Licht zu dem Substrat (101) hin reflektiert, wobei die erste positive Elektrodenschicht (120; 121) zumindest aus Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin (Pt), Palladium (Pd) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ausgebildet ist.
einem Substrat (101);
Gruppe-III-Element-Nitrid-Ver bindungshalbleiterschichten (102, 103, 104, 105, 106), die auf dem Substrat (101) ausgebildet sind; und
eine positive Elektrode (120), die zumindest eine Schicht aus einer ersten positiven Elektrodenschicht (120; 121) enthält, die auf oder über einer p-dotierten Halbleiterschicht (106) ausgebildet ist und Licht zu dem Substrat (101) hin reflektiert, wobei die erste positive Elektrodenschicht (120; 121) zumindest aus Silber (Ag), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Platin (Pt), Palladium (Pd) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ausgebildet ist.
2. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 1,
wobei die positive Elektrode (120) einen
Mehrfachschichtaufbau aus vielen Metallarten aufweist.
3. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 1,
zudem mit einer ersten Dünnschicht-Metallschicht (111), die
aus zumindest Kobalt (Co), Nickel (Ni) oder einer zumindest
eines dieser Metalle enthaltenden Legierung zwischen der
p-dotierten Halbleiterschicht (106) und der ersten
positiven Elektrodenschicht (120) ausgebildet ist.
4. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 2,
zudem mit einer ersten Dünnschicht-Metallschicht (111), die
aus zumindest Kobalt (Co), Nickel (Ni) oder einer zumindest
eines dieser Metalle enthaltenden Legierung zwischen der
p-dotierten Halbleiterschicht (106) und der ersten
positiven Elektrodenschicht (120) ausgebildet ist.
5. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach den
Ansprüchen 3 und 4, wobei die Dicke der ersten Metall-
Dünnschicht (111) im Bereich von 2 Å bis 200 Å liegt.
6. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach den
Ansprüchen 3 und 4, zudem mit einer zweiten Dünnschicht-Metall
schicht (112), die zumindest aus Gold (Au) oder einer
Gold (Au) enthaltenden Legierung zwischen der ersten
Dünnschicht-Metallschicht (111) und der ersten positiven
Elektrodenschicht (120) ausgebildet ist.
7. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 6,
wobei die Dicke der zweiten Dünnschicht-Metallschicht (112)
im Bereich von 10 Å bis 500 Å liegt.
8. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 1,
wobei die Dicke der ersten positiven Elektrodenschicht
(121) im Bereich von 0,01 µm bis 5 µm liegt.
9. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 1,
wobei die positive Elektrode (120) zudem eine zweite
positive Elektrodenschicht (122) aufweist, die zumindest
aus Gold (Au) oder einer Gold (Au) enthaltenden Legierung
auf der ersten positiven Elektrodenschicht (121)
ausgebildet ist.
10. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 9,
wobei die Dicke der zweiten positiven Elektrodenschicht
(122) im Bereich von 0,03 µm bis 5 µm liegt.
11. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach den
Ansprüchen 1 und 9, wobei die positive Elektrode (120)
zudem eine dritte positive Elektrodenschicht (123)
aufweist, die zumindest aus Titan (Ti), Chrom (Cr) oder
einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung
auf der zweiten positiven Elektrodenschicht ausgebildet
ist.
12. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch
11, wobei die Dicke der dritten positiven Elektrodenschicht
(123) im Bereich von 3 Å bis 1000 Å liegt.
13. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit
einem Substrat;
Gruppe-III-Element-Nitrid-Ver bindungshalbleiterschichten, die auf dem Substrat ausgebildet sind; und
einer positiven Elektrode, die auf oder über einer p-dotierten Halbleiterschicht ausgebildet ist und Licht zu dem Substrat hin reflektiert, wobei die positive Elektrode einen Dreischichtaufbau aufweist, mit
einer ersten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ausgebildet ist;
einer zweiten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold (Au) enthaltenden Legierung unmittelbar auf der ersten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist; und
einer dritten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Titan (Ti), Chrom (Cr) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung unmittelbar auf der zweiten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
einem Substrat;
Gruppe-III-Element-Nitrid-Ver bindungshalbleiterschichten, die auf dem Substrat ausgebildet sind; und
einer positiven Elektrode, die auf oder über einer p-dotierten Halbleiterschicht ausgebildet ist und Licht zu dem Substrat hin reflektiert, wobei die positive Elektrode einen Dreischichtaufbau aufweist, mit
einer ersten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ausgebildet ist;
einer zweiten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold (Au) enthaltenden Legierung unmittelbar auf der ersten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist; und
einer dritten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Titan (Ti), Chrom (Cr) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung unmittelbar auf der zweiten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
14. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch
13, wobei die Dicken der ersten, zweiten und dritten
positiven Elektrodenschichten im Bereich von 0,02 µm bis
2 µm bzw. 0,05 µm bis 3 µm bzw. 5 Å bis 500 Å liegen.
15. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch
13, zudem mit einer ersten Dünnschicht-Metallschicht, die
aus zumindest Kobalt (Co), Nickel (Ni) oder einer zumindest
eines dieser Metalle enthaltenden Legierung zwischen der
p-dotierten Halbleiterschicht und der ersten positiven
Elektrodenschicht ausgebildet ist.
16. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch 13,
zudem mit einer zweiten Dünnschicht-Metallschicht, die
zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold (Au) enthaltenden
Legierung zwischen der ersten Dünnschicht-Metallschicht und
der ersten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
17. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch
13, wobei eine isolierende Schutzschicht (130) aus
Siliziumoxid (SiO2), Siliziumnitrid (SixNy), einer
Titanverbindung (TixNy, usw.) oder Polyamid unmittelbar auf
der dritten positiven Elektrodenschicht (123) ausgebildet
ist.
18. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit
einem Substrat;
Gruppe-III-Element-Nitrid-Ver bindungshalbleiterschichten, die auf dem Substrat ausgebildet sind; und
einer positiven Elektrode, die auf oder über einer p-dotierten Halbleiterschicht ausgebildet ist und Licht zu dem Substrat hin reflektiert, wobei die positive Elektrode einen Dreischichtaufbau aufweist, mit
einer ersten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ausgebildet ist;
einer zweiten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Titan (Ti), Chrom (Cr) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung unmittelbar auf der ersten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist; und
einer dritten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold (Au) enthaltenden Legierung unmittelbar auf der zweiten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
einem Substrat;
Gruppe-III-Element-Nitrid-Ver bindungshalbleiterschichten, die auf dem Substrat ausgebildet sind; und
einer positiven Elektrode, die auf oder über einer p-dotierten Halbleiterschicht ausgebildet ist und Licht zu dem Substrat hin reflektiert, wobei die positive Elektrode einen Dreischichtaufbau aufweist, mit
einer ersten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung ausgebildet ist;
einer zweiten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Titan (Ti), Chrom (Cr) oder einer zumindest eines dieser Metalle enthaltenden Legierung unmittelbar auf der ersten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist; und
einer dritten positiven Elektrodenschicht, die zumindest aus Gold (Au) oder einer Gold (Au) enthaltenden Legierung unmittelbar auf der zweiten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
19. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch
18, wobei die Dicken der ersten, zweiten und dritten
positiven Elektrodenschichten im Bereich von 0,02 µm bis
2 µm bzw. 5 Å bis 500 Å bzw. 0,05 µm bis 3 µm liegen.
20. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach Anspruch
18, zudem mit einer vierten positiven Elektrodenschicht aus
zumindest Titan (Ti), Chrom (Cr) oder einer zumindest eines
dieser Metalle enthaltenden Legierung, die unmittelbar auf
der dritten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
21. Licht-abstrahlende Schwenkspitzenhalbleitervorrichtung
mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen nach den
Ansprüchen 18 und 20, wobei eine isolierende Schutzschicht
aus Siliziumoxid (SiO2), Siliziumnitrid (SixNy), einer
Titanverbindung (TixNy, usw.) oder Polyamid unmittelbar auf
der dritten positiven Elektrodenschicht bzw. auf der
vierten positiven Elektrodenschicht ausgebildet ist.
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