DE202009019187U1 - Licht emittierendes Bauteil mit einer Abtragungsstruktur - Google Patents

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Abstract

Licht emittierendes Halbleiterbauteil mit: einer ersten Struktur (111) mit einer ersten Fläche (S1) und einer zweiten Fläche (S2); einer Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12), die auf der ersten Fläche (S1) ausgebildet ist; einem auf der zweiten Fläche (S2) angeordneten Träger (13); einem leitenden Kanal (28a, 28b) der sich durch die erste Struktur (111) verlaufend zu der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) erstreckt und der einen Bereich der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) verbindet; einem ersten Leitungskontaktfleck (25), der mit der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) verbunden ist und der in einer Querschnittsansicht des Licht emittierenden Halbleiterbauteils den Bereich des leitenden Kanals (28a, 28b) nicht überlappt; einem zweiten Leitungskontaktfleck (26, 26a) auf der zweiten Fläche (S2), der mit dem Träger (13) verbunden ist; und einer Zwischenschicht (241a), die zwischen der ersten Struktur (111) und dem Träger (13) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Bauteil mit einer Abtragungsstruktur.
  • Licht emittierende Halbleiterbauteile wie Leuchtdioden (LEDs) zeigen in jüngerer Zeit immer bessere Helligkeiten, weswegen sie nicht mehr nur zur Signalabgabe oder als Verzierung verwendet werden, sondern auch als Lichtquellen. Es wird erwartet, dass es zukünftig möglich sein wird, dass LEDs herkömmliche Leuchtstofflampen ersetzen. Aktuell beträgt der interne Quantenwirkungsgrad (IQE) einer Leuchtdiode ungefähr 50% bis 80%, so dass 20% bis 50% der Eingangsleistung nicht in Licht umgesetzt werden kann, sondern in der Leuchtdiode in Wärme umgesetzt wird. Wenn diese Wärme nicht effektiv aus der Leuchtdiode abgeführt werden kann, ergibt sich ein Temperaturanstieg, wodurch die Zuverlässigkeit der Leuchtdiode abnimmt. Außerdem wird, wenn das durch eine Leuchtdiode erzeugte Licht nicht effektiv herausgeführt werden kann, ein Teil des Lichts aufgrund der internen Totalreflexion sowie einer Hin- und Herreflexion in der Leuchtdiode auf diese eingeschränkt und schließlich durch eine Elektrode oder die Lichtemissionsschicht absorbiert, wodurch die Helligkeit abnimmt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Licht emittierendes Bauteil zu schaffen, mit denen sich Wärmestaus im Bauteil vermeiden lassen.
  • Diese Aufgabe ist durch das Bauteil gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand jeweiliger abhängiger Ansprüche. Beim erfindungsgemäßen Bauteil ist der Wärmewiderstand dadurch verringert, dass ein Abtragungssubstrat, d. h. ein Substrat, von dem nach dem Herstellen von Schichten auf ihm Material abgetragen wurde, verwendet wird. Aufgrund seines Aufbaus kann ein solches Bauteil auch eine hohe Lichtausgangsleistung zeigen, so dass es für Beleuchtungszwecke verwendbar ist.
  • Ein Licht emittierendes Bauteil mit Abtragungsstruktur verfügt über eine Licht emittierende Halbleiterstruktur, die auf einer ersten Seite der Abtragungsstruktur, mit einer Halbleiterschicht von einem ersten Leitungstyp, einer aktiven Schicht und einer Halbleiterschicht von einem zweiten Leitungstyp angeordnet ist, einen Träger, der auf der anderen Seite der Abtragungsstruktur angeordnet ist und mindestens einen in der Abtragungsstruktur angeordneten Kanal.
  • Ein Herstellverfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Substrats; Herstellen einer Licht emittierenden Halbleiterstruktur auf dem Substrat, Bereitstellen eines Halters; Anbringen der Licht emittierenden Halbleiterstruktur am Halter; Abtragen von Material vom Substrat, um eine Abtragungsstruktur auszubilden; Ausbilden mindestens eines Kanals in der Abtragungsstruktur; und Ausbilden oder Anbringen eines Trägers am Abtragungssubstrat.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
  • 1 ist eine Schnittansicht eines horizontalen Licht emittierenden Bauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2A–2C sind Schnittansichten vertikaler Licht emittierender Bauteile gemäß einer ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3A–3B sind Schnittansichten horizontaler Licht emittierender Bauteile gemäß einer zweiten bis dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist eine Schnittansicht eines horizontalen Licht emittierenden Bauteils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5A–5G sind Schnittansichten zum Veranschaulichen von Herstellschritten für das in der 2C dargestellte Licht emittierende Bauteil;
  • 6A ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Ellipsometrievorgangs;
  • 6B ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen jeweiliger Schritte zum Ausbilden eines Kanals durch einen Laserstrahl;
  • 6C ist eine schematische Ansicht einer Struktur mit einem durch einen Laserstrahl hergestellten Kanal.
  • Das durch die 1 veranschaulichte horizontale Licht emittierende Bauteil 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt über ein Abtragungssubstrat 111 mit einer Oberseite S1 und einer Unterseite S2, eine auf der Oberseite S1 angeordnete Halbleiter-Pufferschicht 112, eine auf dieser angeordnete Lichtemissionsstruktur 12 mit einer Halbleiterschicht 121 von einem ersten Leitungstyp, eine aktive Schicht 122 und eine Halbleiterschicht 123 von einem zweiten Leitungstyp, wobei ein Teil der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur 12 entfernt ist, um einen Teil der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp freizulegen, eine auf der Unterseite S2 des Abtragungssubstrats 111 angeordnete Reflexionsschicht 142, einen mittels einer Zwischenschicht 141 an der Reflexionsschicht 142 befestigten Träger 13, einen ersten Leitungskontaktfleck 15 und einen zweiten Leitungskontaktfleck 16, die elektrisch mit der Halbleiterschicht 123 vom zweiten Leitungstyp bzw. der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp verbunden sind, wobei der erste Leitungskontaktfleck 15 und der zweite Leitungskontaktfleck 16 auf derselben Seite des Abtragungssubstrats 111 vorhanden sind und wobei mehrere erste Kanäle 17 durch dasselbe verlaufen und sich zur Tiefe der Halbleiter-Pufferschicht 112 erstrecken. Das Abtragungssubstrat 111 wird dadurch hergestellt, dass ein Züchtungssubstrat, das zum Züchten der Halbleiter-Pufferschicht 112 und der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur 12 verwendet wird, einer Materialabtragung unterzogen wird. Das Material des Züchtungssubstrats ist mindestens eines der folgenden: GaAs, Saphir, SiC, GaN und/oder AlN. Die Wärmeleitfähigkeit dieses Materials ist im Allgemeinen nicht größer als die des Trägers 13. Um den Wärmewiderstand des Licht emittierenden Bauteils effizient zu verringern, wird das Züchtungssubstrat von der ursprünglichen Dicke von mehr als 200 μm oder 300 μm bis auf eine Dicke von nicht mehr als 50 μm abgetragen, um nach dem Aufwachsen der Halbleiter-Pufferschicht 112 und der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur 12 auf das Züchtungssubstrat das Abtragungssubstrat 111 auszubilden. Noch besser ist es, wenn die Dicke des Abtragungssubstrats 111 nicht größer als 40 μm, noch besser nicht größer als 30 μm, noch besser nicht größer als 20 μm, noch besser nicht größer als 10 μm und am besten nicht größer als 5 μm ist. Außerdem wird, um die Prozesszuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, die Halbleiter-Pufferschicht 112 dazu verwendet, Schäden an der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur 12 zu vermeiden, die sich aus Variationen ergeben, die sich durch Differenzen bei der Abtragungsgeschwindigkeit und der Abtragungsgleichmäßigkeit während der Materialabtragung am Züchtungssubstrat ergeben. Die durch das Abtragungssubstrat 111 und die Halbleiter-Pufferschicht 112 gebildete Abtragungsstruktur muss immer noch eine gewisse Dicke beibehalten, die vorzugsweise nicht weniger als 2 μm beträgt, um die genannte Prozesszuverlässigkeit aufrechtzuerhalten. Die Wärmeleitfähigkeit des Trägers 13 ist nicht kleiner als die des Abtragungssubstrats 111, um den Wärmewiderstand des Licht emittierenden Bauteils zu verringern. Der Träger 13 besteht aus Materialien mit einem Wärmeleitungskoeffizienten nicht unter 50 W/m·°C, noch besser nicht unter 100 W/m·°C. Geeignete Materialien sind Silicide, Carbide, Metalle, Metalllegierungen, Metalloxide, Metallverbundstoffe, Diamant oder diamantartiger Kohlenstoff. Es ist möglich, ein Material mit niedrigem Expansionskoeffizienten zuzusetzen, um durch den Träger verursachte mechanische Spannungen zu verringern.
  • Ein erster Kanal 17 besteht aus einem transparenten Material wie Siliciumoxid, Siliciumnitrid, einem organischen Polymer oder Luft. Der Brechungsindexunterschied zwischen dem ersten Kanal 17 und dem Abtragungssubstrat 111 ist bevorzugt größer als 0,1, um die Lichtentnahmeeffizienz zu erhöhen. Der erste Kanal 17 besteht auch aus einem transparenten Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Siliciumcarbid, Zinkoxid oder Diamant, um den Wärmewiderstand des Bauteils zu senken und die Lichtentnahmeeffizienz zu erhöhen. Bei einer Ausführungsform laufen mehrere erste Kanäle 17 durch das Abtragungssubstrat 111, und sie erstrecken sich mit einer Tiefe von ungefähr 0,1–1 μm zur Halbleiter-Pufferschicht 112, um zwischen dem Abtragungssubstrat 111 und den mehreren ersten Kanälen 17 eine Kontaktgrenzfläche zu erzeugen, wobei eine konkav-konvexe Oberseite S1 gebildet wird, die die Lichtstreuung und dadurch die Lichtentnahmeeffizienz erhöht. Die mehreren ersten Kanäle 17 sind mit einer zweidimensionalen Periode angeordnet, jedoch könnten sie auch quasiperiodisch, mit variierenden Perioden oder unregelmäßiger Anordnung angeordnet sein, wie einer zweidimensionalen Anordnung mit Zylindern oder mehreckigen Säulen mit einem Durchmesser von ungefähr 1–10 μm, oder als mehrere rechteckige Kanäle mit einer Quervernetzungsanordnung, wie bei einem Netz.
  • Die Zwischenschicht 141 kann eine Klebeschicht zum Ankleben des Klebers 13 und der Reflexionsschicht 142 sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Zwischenschicht 141 eine Keimschicht für einen Elektroplattiervorgang sein, um den Träger 13 auf ihr auszubilden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Zwischenschicht 141 auch eine Diffusionsbarriereschicht zum Sperren einer wechselseitigen Diffusion zwischen der Zwischenschicht 141 und dem Träger 13, was die Materialeigenschaften beeinflussen würde, sein. Das Material der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp, der aktiven Schicht 122 und der Halbleiterschicht 123 vom zweiten Leitungstyp ist AlpGaqIn(1-p-q)P oder AlxGayIn(1-x-y)N, mit 0 ≤ p, q ≤ 1, 0 ≤ x, y ≤ 1 und wobei p, q, x und y positiv sind und (p + q) ≤ 1, (x + y) ≤ 1 gilt. Die Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp enthält eine Mantelschicht vom ersten Leitungstyp. Die Halbleiterschicht 123 vom zweiten Leitungstyp enthält eine Mantelschicht vom zweiten Leitungstyp.
  • Die 2A zeigt eine Schnittansicht eines vertikalen Licht emittierenden Bauteils 2a gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Im Vergleich zum in der 1 dargestellten Bauteil 1 sind der erste Leitungskontaktfleck 25 und der zweite Leitungskontaktfleck 26 des Bauteils auf entgegengesetzten Seiten des Substrats angeordnet. Außerdem verfügt dieses Bauteil 2a ferner über mindestens einen leitenden Kanal 28a, der durch das Abtragungssubstrat 111 und die Halbleiter-Pufferschicht 112 verläuft und elektrisch mit der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp verbunden ist. Eine Reflexionsschicht 242a und eine Zwischenschicht 241a bestehen aus leitenden Materialien. Bei einer Durchlassspannung leitet der Schaltkreis zwischen dem ersten Leitungskontaktfleck 25 und dem zweiten Leitungskontaktfleck 26.
  • Die 2B zeigt ein Licht emittierendes Bauteil 2b mit einem leitenden Kanal 28b, der durch eine Reflexionsschicht 242b verläuft, die aus demselben Material wie die Zwischenschicht 241b besteht.
  • Die 2C zeigt ein weiteres Licht emittierendes Bauteil 2c. Im Vergleich zum in der 2A dargestellten Bauteil 2a ist hier die Lichtemissionsstruktur 12 teilweise entfernt, um einen Teil der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp freizulegen, und es ist mindestens ein leitender Kanal 28c vorhanden, der sich von der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp zur Reflexionsschicht 142 erstreckt.
  • Die Anzahl und die Anordnung des leitenden Kanals 28a, des leitenden Kanals 28b oder des leitenden Kanals 28c sind so eingestellt, dass die Stromausbreitung verbessert ist. Außerdem verfügen die leitenden Kanäle 28a, 28b oder 28c über einen höheren Wärmeleitungskoeffizient als die Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp, um von der Lichtemissionsstruktur 12 erzeugte Wärme gut zum Träger 13 abzuleiten. Der leitende Kanal 28a, 28b oder 28c enthält ein wärmeleitendes Material wie ein Metall, eine Metalllegierung, ein Metalloxid oder ein leitendes Polymer.
  • Die 3A zeigt die Schnittansicht eines horizontalen Licht emittierenden Bauteils 3a gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Im Vergleich zum in der 1 dargestellten Bauteil 1 verfügt das Bauteil 3a über einen transparenten Träger 33 und mehrere transparente erste Kanäle 37a, die mittels einer transparenten Zwischenschicht 341 am Abtragungssubstrat 111 angebracht sind. Gemäß der 3B können im Abtragungssubstrat 111 Kanäle 37b auch so ausgebildet sein, dass sie nicht durch dieses verlaufen. Die transparente Zwischenschicht 341 könnte eine transparente Kleberschicht aus einem organischen Polymer wie Benzocyclobuten (BOB), Perfluorcyclobutan (PFCB), Epoxid oder Silicon sein. Das Material der Kanäle 37a und 37b ist ein transparentes Material wie ein Silicidoxid, ein Nitridoxid, ein organisches Polymer oder Luft, und der Brechungsindexunterschied zwischen den Kanälen 37a oder 37b und dem Abtragungssubstrat 111 ist größer als 0,1, um die Lichtentnahmeeffizienz hoch zu machen. Das Material der Kanäle 37a oder 37b kann auch ein transparentes Material mit hoher Wärmeleitung sein, wie Galliumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliciumcarbid oder Diamant, um den Wärmewiderstand des Bauteils zu verringern und die Lichtentnahmeeffizienz zu erhöhen. Das Material der Kanäle 37a und 37b kann dasselbe wie das der Zwischenschicht 341 oder ein anderes Material sein.
  • Die 4 zeigt schematisch die Schnittansicht eines anderen horizontalen Licht emittierenden Bauteils 4 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Im Vergleich mit dem in der 1 dargestellten Bauteil 1 wurde das ursprüngliche Züchtungssubstrat zum Aufwachsen der Halbleiter-Pufferschicht 112 und der Lichtemissionsstruktur 12 nach dem Züchtungsschritt bei dieser Ausführungsform vollständig entfernt. Die Struktur dieses Bauteils 4 verfügt über den Träger 13, die auf diesem hergestellte Zwischenschicht 141, die auf dieser hergestellte Reflexionsschicht 142, eine auf dieser hergestellte Stromausbreitungsschicht 49, die auf dieser hergestellte Halbleiter-Pufferschicht 112, die auf dem ersten Bereich derselben hergestellte Lichtemissionsstruktur 12 mit der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp, der aktiven Schicht 122 und der Halbleiterschicht 123 vom zweiten Leitungstyp, den auf dieser hergestellten ersten Leitungskontaktfleck 15, den auf der Halbleiter-Pufferschicht 112 hergestellten zweiten Leitungskontaktfleck 16 sowie mehrere durch die Halbleiter-Pufferschicht 112 verlaufende leitende Kanäle 47, wobei ein Teil derselben zwischen dem zweiten Leitungskontaktfleck 16 und der Stromverteilungsschicht 49 eine elektrische Verbindung herstellt und der andere Teil derselben zwischen der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp und der Stromausbreitungsschicht 49 zur Stromausbreitung ausgebildet ist.
  • Die mehreren leitenden Kanäle 47 und die Stromausbreitungsschicht 49 bestehen aus transparenten, leitenden Materialien, wie einem Metalloxid wie Indiumzinnoxid, oder einem Halbleiter mit guter Leitfähigkeit, wie GaP oder GaN, mit einer Dotierung von Kohlenstoff, Silicium und/oder Magnesium. Das Licht emittierende Bauteil 4 verfügt ferner über eine Ohm'sche Kontaktschicht 48, die zwischen den Kanälen 47 und der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist, um den Grenzflächenwiderstand zu verringern. Das Material der Ohm''schen Kontaktschicht 48 kann ein Halbleiter mit hoher Ladungsträger(Elektronen oder Löcher)konzentration sein, die ausreichend hoch ist, um zwischen den Kanälen und der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp einen Ohm'schen Kontakt auszubilden. Um die Prozesszuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, verfügt die Halbleiter-Pufferschicht 112 über eine Dicke, die vorzugsweise größer als 2 μm ist, um eine Schädigung der Lichtemissionsstruktur 12 zu vermeiden, die sich aus Variationen ergibt, wie sie durch Unterschiede beim Prozess zum Entfernen des Züchtungssubstrats bestehen. Die Dicke der Halbleiter-Pufferschicht 112 beträgt ungefähr 2 μm bis ungefähr 20 μm, wobei ein noch besserer Dickenbereich derjenige zwischen ungefähr 2 μm und ungefähr 10 μm ist.
  • Anhand der 5A–5G wird nun ein Verfahren zum Herstellen des in der 2C dargestellten Licht emittierenden Bauteils 2c wie folgt erläutert:
    • 1. Wie es aus der 5A erkennbar ist, wird ein Züchtungssubstrat 11 bereitgestellt, und auf eine Seite desselben werden die Halbleiter-Pufferschicht 112 und die Lichtemissionsstruktur 12 mit der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp, der aktiven Schicht 122 und der Halbleiterschicht 123 vom zweiten Leitungstyp aufgewachsen. Dann wird ein Teil der Lichtemissionsstruktur 12 durch ein lithographisches Ätzverfahren entfernt, wodurch ein Teil der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp freigelegt wird.
    • 3. Wie es aus der 5B erkennbar ist, wird die freigelegte Fläche der Halbleiterschicht 121 vom ersten Leitungstyp durch einen CO2-Laserstrahl belichtet, um einen zweiten Kanal 181 auszubilden.
    • 3. Wie es aus der 5C erkennbar ist, wird ein Halter 19 bereitgestellt, und an dessen Oberfläche wird die Lichtemissionsstruktur 12 durch eine Kleberschicht 191 befestigt.
    • 4. Wie es aus der 5D erkennbar ist, wird die andere Seite des Züchtungssubstrats 11 poliert, bis eine vorbestimmte Dicke erreicht ist, um das Abtragungssubstrat 111 auszubilden und den zweiten Kanal 181 freizulegen.
    • 5. Wie es aus der 5E erkennbar ist, werden von der anderen Seite her im Abtragungssubstrat 111 mehrere erste Kanäle 17 ausgebildet, die durch das Abtragungssubstrat hindurch verlaufen und sich zur Dicke der Halbleiter-Pufferschicht 112 erstrecken, wobei ein Wert zwischen 0,1 und 1 μm besser ist.
    • 6. Wie es aus der 5F erkennbar ist, wird ein transparentes Material in den ersten Kanal 17 eingefüllt, oder es ist ein Hohlraum in ihm ausgebildet, und dann wird auf der Oberfläche des Abtragungssubstrats 111 die Reflexionsschicht 142 hergestellt.
    • 7. Es wird der Träger 13 bereitgestellt, und auf diesem wird die Zwischenschicht 141 ausgebildet.
    • 8. Der Träger 13 mit der Zwischenschicht 141 wird an der Reflexionsschicht 142 angebracht.
    • 9. Wie es aus der 5G erkennbar ist, werden die Kleberschicht 191 und der Halter 19 entfernt.
    • 10. Wie es aus der 2C erkennbar ist, die das Licht emittierende Bauteil 2C zeigt, wird der zweite Kanal 191 mit einem leitenden Material bedeckt, um den leitenden Kanal 28c auszubilden, und auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht 123 wird der erste Leitungskontaktfleck 15 ausgebildet, während auf der Außenseite des Trägers 13 der zweite Leitungskontaktfleck 26a ausgebildet wird.
  • Das im Schritt 4 verwendete Polierverfahren ist beispielsweise ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) unter Verwendung einer CMP-Vorrichtung, die auf physikalische oder chemische Weise durch ein Polierkissen und eine chemische Aufschlämmung das Substrat entfernt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Züchtungssubstrat aus Saphir mit einer Dicke von ungefähr 200 μm bis 400 μm. Die chemische Aufschlämmung enthält chemisch reagierende Polierteilchen wie in einer KOH-Lösung verteiltes Silicagel, wodurch eine Reaktion mit Saphir ermöglicht ist, wobei Al2Si2O7 gebildet ist, das während des Polierschritts abpoliert werden kann. Bei einer Ausführungsform hat das Gel einen Durchmesser unter ungefähr 0,1 μm, um eine glatte Fläche auszubilden. Bei einer anderen Ausführungsform weist das Gel einen Durchmesser zwischen ungefähr 0,1 μm und ungefähr 1 μm auf, um eine Streufläche mit Abmessungen ähnlich der Lichtwellenlänge auszubilden. Um sowohl eine gute Poliereffizienz als auch eine gute Gleichmäßigkeit zu erzielen und um ein übermäßiges Polieren zu vermeiden, das die Lichtemissionsstruktur 12 beschädigt, ist es bevorzugt, zu Beginn ein Verfahren mit hoher Poliergeschwindigkeit zu verwenden, wie nur ein mechanisches Polierverfahren, um mit einer herkömmlichen Poliervorrichtung das Substrat bis zu einem Zielwert abzupolieren. Dabei wird das Saphirsubstrat schnell mit einer Poliergeschwindigkeit von 100 μm/Std. bis auf ungefähr 60 μm abpoliert (wenn der endgültige Zielwert 20 μm beträgt). Dann wird eine Vorrichtung für chemisch-mechanisches Polieren dazu verwendet, durch ein chemisch-mechanisches Polierverfahren die Gleichmäßigkeit und Genauigkeit zu erhöhen. Dabei wird beispielsweise mit einem Silicagel mit einem Durchmesser von 1 μm und einer Poliergeschwindigkeit von ungefähr 60 μm/Std. poliert. Außerdem kann, wenn das Züchtungssubstrat durch einen Poliervorgang, der an der Halbleiter-Pufferschicht 112 oder in dieser stoppt, wie bei der in der 4 beschriebenen Ausführungsform beschrieben, poliert wird, ein Material, das mit dem Silicagel nicht oder nur schlecht reagiert, wie Galliumnitrid, wie das Material der Halbleiter-Pufferschicht 112, dazu verwendet werden, eine Ätzstoppschicht beim Entfernen des Saphirsubstrats zu bilden. Es kann auch ein kleines Gel, wie Silicagel mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 μm, dazu verwendet werden, die Selektivität zwischen dem Saphirsubstrat und der Halbleiter-Pufferschicht 112 zu erhöhen (beispielsweise werden unterschiedliche Poliergeschwindigkeiten für das Poliersubstrat und die Halbleiter-Pufferschicht 112 genutzt). Die Poliergeschwindigkeit des Silicagels beträgt für das Saphirsubstrat ungefähr 6 μm/Std., während sie für die aus GaN bestehende Halbleiter-Pufferschicht 112 ungefähr 1 μm/Std. beträgt. Damit hat die Selektivität zwischen dem Saphirsubstrat und der aus GaN bestehenden Halbleiter-Pufferschicht 112 einen Wert von ungefähr 6.
  • Im Schritt 9 wird eine Zwischenschicht 141 in Form einer Kleberschicht zum Anbringen des Trägers 13 und des Abtragungssubstrats 111 verwendet. Die Kleberschicht 141 kann eine solche aus einem organischen Kleber oder einem Metallkleber sein. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Zwischenschicht 141 eine Keimschicht für einen Elektroplattiervorgang, und der Träger 13 wird durch Elektroplattieren auf ihr ausgebildet. Die Zwischenschicht 141 enthält ferner eine Diffusionsbarriereschicht zwischen der Reflexionsschicht 142 und der Keimschicht für einen Elektroplattiervorgang, um eine wechselseitige Diffusion zwischen der Zwischenschicht 141 und dem Träger 13 zu vermeiden, die die Materialeigenschaften beeinflussen würden.
  • Anhand der 6A–6C werden nun eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden eines Kanals mittels einer Laserstrahlbeleuchtung im Schritt 2 oder im Schritt 5 erläutert. Die 6A ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer herkömmlichen Ellipsometrievorrichtung 6 zur Dickenmessung. Es sind ein erstes Material 61 und ein zweites Material 62, ein Laser 63, ein Laserempfänger 64 sowie eine Datenberechnungsvorrichtung 65 zum Berechnender Dicke des ersten Materials 61 und des zweiten Materials 62 vor dem Ausbilden des Kanals vorhanden.
  • Unter Bezugnahme auf die 6B und 6C wird nun das Ausbilden der Kanäle wie folgt beschrieben:
    • 1. Es wird eine Schichtfolge mit einer ersten Materialschicht 61 (wie GaN oder den Schichten 121 und 112 in der 2C) und einer zweiten Materialschicht 62 (wie Saphir oder der Schicht 111 in der 2C) bereitgestellt.
    • 2. Es werden die Dicke T1 der ersten Materialschicht 61 und die Dicke T2 der zweiten Materialschicht 62 gemessen.
    • 3. Durch einen Laserstrahl wird bei einer ersten Laserparameterkombination der erste beleuchtete Bereich der ersten Materialschicht 61 entfernt, um einen Kanal mit der Dicke T1 auszubilden und die zweite Materialschicht 62 freizulegen.
    • 4. Durch einen Laserstrahl wird bei einer zweiten Laserparameterkombination der zweite beleuchtete Bereich der zweiten Materialschicht 62 im im Schritt 3 ausgebildeten Kanal entfernt, um einen Kanal mit einer Dicke von ungefähr T1 + T3 auszubilden, wobei T3 ≤ T2 gilt.
  • Zur ersten und zweiten Laserparameterkombination, wie sie eben genannt wurden, gehören die Art des Lasers, die Intensität, der Pulszyklus TPuls und/oder die Pulsbreite W, um die Beleuchtungsintensität und die Beleuchtungsperiode abzustimmen, wobei ferner die Entfernungstiefe und die Entfernungseffizienz kontrolliert werden.

Claims (10)

  1. Licht emittierendes Halbleiterbauteil mit: einer ersten Struktur (111) mit einer ersten Fläche (S1) und einer zweiten Fläche (S2); einer Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12), die auf der ersten Fläche (S1) ausgebildet ist; einem auf der zweiten Fläche (S2) angeordneten Träger (13); einem leitenden Kanal (28a, 28b) der sich durch die erste Struktur (111) verlaufend zu der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) erstreckt und der einen Bereich der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) verbindet; einem ersten Leitungskontaktfleck (25), der mit der Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) verbunden ist und der in einer Querschnittsansicht des Licht emittierenden Halbleiterbauteils den Bereich des leitenden Kanals (28a, 28b) nicht überlappt; einem zweiten Leitungskontaktfleck (26, 26a) auf der zweiten Fläche (S2), der mit dem Träger (13) verbunden ist; und einer Zwischenschicht (241a), die zwischen der ersten Struktur (111) und dem Träger (13) ausgebildet ist.
  2. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiter-Lichtemissionsstruktur (12) eine Halbleiterschicht (121) von einem ersten Leitungstyp, eine aktive Schicht (122) und eine Halbleiterschicht (123) von einem zweiten Leitungstyp aufweist.
  3. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Struktur (111) ein isolierendes Material umfasst.
  4. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3 wobei der leitende Kanal (28a, 28b) Metall, Metalllegierungen, Metalloxide oder leitende Polymere umfasst.
  5. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Reflexionsschicht (242a), die zwischen der ersten Struktur (111) und der Zwischenschicht (241a) ausgebildet ist.
  6. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, wobei die Reflexionsschicht (242a, 242b) ein leitendes Material umfasst.
  7. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die die Zwischenschicht (241a) eine transparente Kleberschicht, eine leitende Kleberschicht oder eine Diffusionsbarriereschicht aufweist.
  8. Licht emittierendes Halbleiterbauteil Bauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Träger (13) ein Material mit einem Wärmeleitungskoeffizienten nicht kleiner als 50 W/m·°C umfasst.
  9. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Brechungsindexunterschied zwischen dem leitenden Kanal (28a, 28b) und der ersten Struktur (111) größer als 0,1 ist.
  10. Licht emittierendes Halbleiterbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (141) eine Diffusionsbarriereschicht aufweist.
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