DE20321880U1 - LEDS mit vertikaler Struktur - Google Patents
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Abstract
Licht emittierende Vorrichtung, umfassend: eine leitfähige Trägerstruktur (156); eine Halbleiterstruktur mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt der ersten Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche, wobei die Halbleiterstruktur eine Halbleiterschicht ersten Typs (128), eine aktive Schicht (126) und eine Halbleiterschicht zweiten Typs (124) umfasst; eine mit der Halbleiterschicht ersten Typs (128) elektrisch verbundene Elektrode ersten Typs (150), wobei die Elektrode ersten Typs (150) zwischen der leitfähigen Trägerstruktur (156) und der ersten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet ist; eine mit der Halbleiterschicht zweiten Typs (124) elektrisch verbundene Elektrode zweiten Typs (160); eine Passivierungsschicht (162) auf der seitlichen Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur, wobei die Passivierungsschicht (162) auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur über der aktiven Schicht (126) der Halbleiterstruktur angeordnet ist und wobei ein Bereich der Passivierungsschicht (162), der die Halbleiterschicht zweiten Typs (124) bedeckt, größer ist als ein Bereich der Passivierungsschicht (162), der die...
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleiterbauelemente. Speziell bezieht sich die vorliegende Erfindung auf vertikale Bauelemente mit einer Metallträgerschicht.
- Erörterung des Standes der Technik
- Bei Licht emittierenden Dioden (”LEDs”) handelt es sich um bekannte Halbleiterelemente, die elektrischen Strom in Licht wandeln. Die Farbe (Wellenlänge) des Lichts, das von einer LED emittiert wird, hängt vom Halbleitermaterial ab, das zur Fertigung der LED verwendet wird. Dies liegt daran, dass die Wellenlänge des emittierten Lichts von der Bandlücke des Halbleitermaterials abhängt, die die Energiedifferenz zwischen den Elektronen des Valenzbandes und den Elektronen des Leitungsbandes des Materials darstellt.
- Galliumnitrid (GaN) hat viel Aufmerksamkeit seitens der LED-Forscher auf sich gezogen. Ein Grund hierfür besteht darin, dass GaN mit Indium kombiniert werden kann, um InGaN/GaN-Halbleiterschichten zu erzeugen, die grünes, blaues und weißes Licht emittieren. Diese Fähigkeit zur Wellenlängensteuerung ermöglicht es einem LED-Halbleiterkonstrukteur, bestimmte Materialeigenschaften maßzuschneidem, um nützliche Bauelementeigenschaften zu erzielen. GaN ermöglicht es einem LED-Halbleiterkonstrukteur z. B. blaue LEDs, die bei optischen Aufzeichnungen förderlich sind, und weiße LEDs, die Glühlampen ersetzen können, zu fertigen.
- Aufgrund der vorstehenden und anderer Vorteile wächst der Markt für GaN-basierte LEDs rasch an. Die GaN-basierte optoelektronische Bauelement-Technologie hat sich seit ihrer kommerziellen Einführung 1994 entsprechend rapide entwickelt. Da die Effizienz von GaN-LEDs diejenige der Glühlampen überholt hat und jetzt mit der von Leuchtstoffröhren vergleichbar ist, wird erwartet, dass der Markt für GaN-basierte LEDs auch weiterhin sein schnelles Wachstum fortsetzen wird.
- Trotz der rapiden Entwicklung der Technik der GaN-Bauelemente sind GaN-Bauelemente für viele Anwendungen zu teuer. Ein Grund hierfür besteht in den hohen Fertigungskosten der GaN-basierten Bauelemente, welche wiederum mit den Schwierigkeiten des Wachsens epitaktischer GaN-Schichten und des anschließenden Zerteilens der fertigen GaN-basierten Bauelemente zusammenhängen.
- GaN-basierte Bauelemente werden normalerweise auf Saphirsubstraten gefertigt. Dies liegt daran, dass die Saphirwafer kommerziell in Größen verfügbar sind, die sich für die Massenfertigung von GaN-basierten Bauelementen eignen, weil Saphir das Wachsen relativ hochwertiger epitaktischer GaN-Schichten unterstützt, sowie wegen der weitgehenden Temperaturhandhabungseigenschaften von Saphir.
- Normalerweise werden GaN-basierte Elemente auf Saphirwafern mit 2'' Durchmesser (50,8 mm) gefertigt, die entweder 330 oder 430 μm dick sind. Ein solcher Durchmesser ermöglicht die Fertigung tausender einzelner Bauelemente, während die Stärke ausreicht, um eine Bauelementfertigung ohne übermäßiges Verziehen (Warping) des Wafers zu unterstützen. Darüber hinaus ist Saphir chemisch und thermisch stabil, weist eine hohe Schmelztemperatur auf, die Hochtemperatur-Fertigungsverfahren ermöglicht, verfügt über eine hohe Bindungsenergie (122,4 kcal/Mol) und eine hohe Dielektrizitätskonstante. Chemisch betrachtet handelt es sich bei Saphiren um kristallines Aluminiumoxid, Al2O3.
- Das Fertigen von Halbleiterbauelementen auf Saphir erfolgt normalerweise durch Aufwachsen einer epitaktischen n-GaN Schicht auf einem Saphirsubstrat mit Hilfe einer chemischen Metalloxid-Dampfphasenabscheidung (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition/MOCVD) oder von Molekularstrahlepitaxie (Molecular Beam Epitaxy/MBE). Anschließend wird auf der epitaktischen Schicht mit Hilfe normaler Halbleiterverarbeitungstechniken eine Vielzahl einzelner Bauelemente, wie z. B. GaN-LEDs, hergestellt. Nach der Fertigung der einzelnen Bauelemente, müssen sie vom Saphirsubstrat getrennt (separiert) werden. Da Saphire jedoch extrem hart sind, chemisch beständig sind und keine natürlichen Spaltwinkel aufweisen, sind die Saphirsubstrate nur schwer zu zerteilen. Das Zerteilen (dicing) erfordert normalerweise tatsächlich, dass das Saphirsubstrat durch mechanisches Schleifen, Lappen und/oder Polieren etwa 100 μm dünn gemacht wird. Es sollte beachtet werden, dass solche mechanischen Schritte zeitaufwendig und teuer sind und die Ausbeute an Bauelementen reduzieren. Sogar nach dem Verdünnen sind Saphire schwer zu zerteilen. Nach dem Verdünnen und Polieren wird das Saphirsubstrat daher normalerweise an einem Trägerband befestigt. Anschließend ritzen eine Diamantensäge oder ein Ritzstift Linien zwischen die einzelnen Bauelemente. Für ein solches Ritzen wird normalerweise mindestens eine halbe Stunde benötigt, um ein Substrat zu bearbeiten, was die Fertigungskosten weiter ansteigen lässt. Da die geritzten Linien darüber hinaus relativ breit sein müssen, um ein anschließendes Zerteilen zu ermöglichen, wird die Ausbeute an Bauelementen reduziert, wodurch die Fertigungskosten noch weiter ansteigen. Nach dem Ritzen können die Saphirsubstrate mit einer Gummirolle gewalzt oder mit einer Messerkante behandelt werden, um Spannungsrisse zu erzeugen, mit deren Hilfe die einzelnen Halbleiterbauelemente abgetrennt werden können. Eine solche mechanische Bearbeitung reduziert die Ausbeute noch weiter.
- Zu beachten ist, dass, da es sich bei Saphir um einen Isolator handelt, die LED-Bauelementtopologien, die bei Nutzung von Saphirsubstraten (oder anderer isolierender Substrate) verfügbar sind, in der Praxis auf laterale und vertikale Topologien begrenzt sind. In der lateralen Topologie befinden sich die elektrischen Metallkontakte, mit denen der Strom in die LED eingespeist wird, beide auf oberen Oberflächen (oder auf derselben Seite des Substrats). In der vertikalen Topologie befindet sich ein Metallkontakt auf einer oberen Oberfläche, das (isolierende) Saphirsubstrat wird entfernt, und der andere Kontakt befindet sich auf einer unteren Oberfläche.
- Die
1A und1B veranschaulichen eine typische laterale GaN-basierte LED20 , die auf einem Saphirsubstrat22 gefertigt ist. Mit besonderem Verweis auf1A ist eine n-GaN Pufferschicht24 auf dem Substrat22 gebildet. Eine relativ dicke n-GaN Schicht26 ist auf der Pufferschicht24 gebildet. Anschließend wird auf der n-Typ-GaN-Schicht26 eine aktive Schicht28 mit mehreren Quantentrögen aus Aluminium-Iridium-Gallium-Nitrid (AlInGaN) oder aus InGaN/GaN gebildet. Danach wird auf der aktiven Schicht26 eine p-GaN Schicht30 gebildet. Anschließend wird auf der p-GaN Schicht30 eine durchsichtige leitfähige Schicht32 gebildet. Die durchsichtige leitfähige Schicht32 kann aus einem geeigneten Material gefertigt werden, wie z. B. Ru/Au, Ni/Au oder Indiumzinnoxid (Indium-Tin-Oxide/ITO). Anschließend wird auf einer Seite der durchsichtigen leitfähigen Schicht32 eine p-Typ-Elektrode34 gebildet. Zu den geeigneten Materialien für die p-Typ-Elektrode34 gehören Ni/Au, Pd/Au, Pd/Ni und Pt. Anschließend wird auf der p-Typ Elektrode34 eine Kontaktstelle (pad)36 gebildet. Vorteilhafterweise besteht die Kontaktstelle36 aus Au. Die durchsichtige leitfähige Schicht32 , die p-GaN Schicht30 , die aktive Schicht28 und ein Teil der n-GaN Schicht26 werden geätzt, um eine Stufe zu bilden. Aufgrund der Schwierigkeit, GaN nass zu ätzen, wird normalerweise trocken geätzt. Dieses Ätzen erfordert zusätzliche Lithografie- und Ablöseprozesse. Darüber hinaus wird eine Plasmabeschädigung der GaN-Stufenschicht während des Trockenätzprozesses häufig erhalten. Die LED20 wird durch Bilden einer n-Elektroden Kontaktstelle38 (normalerweise aus Au) und einer Kontaktstelle40 auf der Stufe fertig gestellt. -
1B veranschaulicht eine Draufsicht der LED20 . Wie zu sehen ist, weisen laterale GaN-basierte LEDs dadurch einen signifikanten Nachteil auf, dass beide Metallkontakte (36 und40 ) auf derselben Seite der LED liegen, was die für die Lichtemission verfügbare Fläche beträchtlich reduziert. Wie in1B gezeigt, liegen die Metallkontakte36 und40 physisch nahe beieinander. Darüber hinaus sind die Kontaktstellen36 wie zuvor erwähnt häufig aus Au. Wenn an den Kontaktstellen36 und40 externe Drahtanschlüsse befestigt werden, verteilt sich das Au häufig. Das Verteilen des Au kann die elektrischen Kontakte noch enger zusammenbringen. Elektroden34 mit derart engem Abstand sind sehr anfällig für eine ESD-Beschädigung. - Die
2A und2B veranschaulichen eine vertikale GaN-basierte LED50 , die auf einem Saphirsubstrat gebildet wurde, das anschließend entfernt wurde. Mit speziellem Bezug auf2A beinhaltet die LED50 eine GaN-Pufferschicht54 mit einem n-Metallkontakt56 auf der unteren Seite und einer relativ dicken n-GaN Schicht58 auf der anderen. Der n-Metall Kontakt56 wird vorteilhafterweise aus einer hochgradig reflektierenden Schicht gebildet, die von einem hochleitfähigen Metall überzogen ist, einschließlich von z. B. Au. Auf der n-Typ GaN-Schicht58 wird eine aktive Schicht60 mit mehreren Quantentrögen und auf der aktiven Schicht60 wird eine p-GaN Schicht62 gebildet. Anschließend wird auf der p-GaN Schicht62 eine durchsichtige leitfähige Schicht64 und auf der durchsichtigen leitfähigen Schicht64 eine p-Typ Elektrode66 gebildet. Auf der p-Typ Elektrode66 wird eine Kontaktstelle68 gebildet. Die Materialien für die verschiedenen Schichten ähneln den in der lateralen LED20 verwendeten. Die vertikale GaN-basierte LED50 weist den Vorteil auf, dass keine Stufe geätzt werden muss. Zur Anordnung des n-Metallkontakts56 unter der GaN-Pufferschicht54 muss das Saphirsubstrat (nicht gezeigt) jedoch entfernt werden. Ein solches Entfernen kann schwierig sein, besonders wenn die Ausbeute an Bauelementen von Belang ist. Wie nachfolgend noch erörtert, ist ein Entfernen des Saphirsubstrats per Laserabheben jedoch bekannt. - Mit Bezug auf
2B weisen vertikale GaN-basierte LEDs den Vorteil auf, dass nur ein Metallkontakt (68 ) das Licht blockiert. Zum Bereitstellen eines Lichtemissionsbereichs derselben Größe müssen die lateralen GaN-basierten LEDs also einen größeren Oberflächenbereich aufweisen, was die Bauelement-Ausbeute senkt. Darüber hinaus reflektiert die reflektierende Schicht des n-Typ Kontakts56 der vertikalen GaN-basierten LEDs Licht, das ansonsten von den lateralen GaN-basierten LEDs absorbiert wird. Um also dieselbe Lichtmenge wie eine vertikale GaN-basierte LED zu emittieren, muss eine laterale GaN-basierte LED einen beträchtlich größeren Oberflächenbereich aufweisen. Aufgrund dieser Probleme kann ein Saphirwafer mit 2'' Durchmesser (50,8 mm) etwa 35.000 vertikale GaN-basierte LEDs, aber nur etwa 12.000 laterale GaN-basierte LEDs produzieren. Des Weiteren ist die laterale Topologie anfälliger für statische Elektrizität, hauptsächlich deswegen, weil die beiden Elektroden (36 und 40) so eng beieinander liegen. Darüber hinaus weist die laterale Topologie eine relativ schlechte Wärmeableitung auf, da die laterale Topologie auf einem isolierenden Substrat hergestellt wird und die vertikale Topologie an einem Kühlkörper befestigt werden kann. Die vertikale Topologie ist der lateralen Topologie also in vielerlei Hinsicht operativ überlegen. - Die meisten GaN-basierten LEDs werden jedoch mit einer lateralen Topologie hergestellt. Dies liegt hauptsächlich an den Schwierigkeiten, das isolierende Substrat zu entfernen und die GaN-Waferstruktur ohne ein stützendes Substrat zu handhaben. Trotz dieser Probleme wurde das Entfernen eines isolierenden (Aufwachs-)Substrats und das nachfolgende Wafer-Bonden des resultierenden GaN-basierten Wafers auf einem Si-Substrat mit Pd/In-Metallschichten für sehr kleine Waferflächen von ungefähr 1 cm mal 1 cm nachgewiesen. Das Substrat-Entfernen und das folgende Wafer-Bonden von großflächigen Wafern bleibt aufgrund der inhomogenen Haftung zwischen dem GaN-Wafer und dem zweiten (Ersatz-)Substrat jedoch sehr schwierig. Dies ist hauptsächlich dem Verbiegen des Wafers während und nach dem Laserabheben zuzuschreiben.
- Also ist ersichtlich, dass ein neues Verfahren zur Fertigung von Bauelementen mit vertikaler Topologie vorteilhaft wäre. Insbesondere wäre ein Verfahren, das für eine mechanische Stabilität der Schichten der Halbleiterwafer sorgt, die Bildung eines elektrischen Kontakts mit vertikaler Topologie ermöglicht und die Wärmeableitung verbessert, sehr nützlich, besonders bei Bauelementen, die hohen Strömen ausgesetzt sind, wie z. B. Laserdioden oder Hochleistungs-LEDs. Vorteilhafterweise würde ein solches Verfahren das Bilden mehrerer Halbleiterschichten auf einem isolierenden Substrat, das Hinzufügen einer oberen Metallträgerschicht, obere elektrische Kontakte und strukturelle Stabilität bieten, und das Entfernen des isolierenden Substrats ermöglichen. Von besonderem Nutzen wäre ein neues Verfahren zum Bilden teilgefertigter Halbleiterbauelemente auf einem Saphir-(oder anderem isolierenden)Substrat, das Hinzufügen einer oberen Metallträgerschicht auf die teilgefertigtes Halbleiterschichten, das Entfernen des Saphir-(oder anderem isolierenden)Substrats, das Bilden von unteren elektrischen Kontakten und das Zerteilen der oberen Metallträgerschicht, um eine Vielzahl von Bauelementen zu erhalten. Besonders vorteilhaft wäre ein Fertigungsverfahren, das GaN-basierte LEDs mit vertikaler Topologie herstellt.
- ABRISS DER ERFINDUNG
- Der folgende Abriss der Erfindung wird bereitgestellt, um das Verstehen einiger der innovativen Merkmale zu erleichtern, die für die vorliegende Erfindung einmalig sind, und ist nicht als vollständige Beschreibung zu verstehen. Ein vollständiges Verständnis der verschiedenen Aspekte der Erfindung lässt sich gewinnen, indem die gesamte Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung zusammengenommen werden.
- Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung, umfassend: eine leitfähige Trägerstruktur; eine Halbleiterstruktur mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt der ersten Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche, wobei die Halbleiterstruktur eine Halbleiterschicht ersten Typs, eine aktive Schicht und eine Halbleiterschicht zweiten Typs umfasst; eine mit der Halbleiterschicht ersten Typs elektrisch verbundene Elektrode ersten Typs, wobei die Elektrode ersten Typs zwischen der leitfähigen Trägerstruktur und der ersten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet ist; eine mit der Halbleiterschicht zweiten Typs elektrisch verbundene Elektrode zweiten Typs; eine Passivierungsschicht auf der seitlichen Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur, wobei die Passivierungsschicht auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur über der aktiven Schicht der Halbleiterstruktur angeordnet ist und wobei ein Bereich der Passivierungsschicht, der die Halbleiterschicht zweiten Typs bedeckt, größer ist als ein Bereich der Passivierungsschicht, der die Halbleiterschicht ersten Typs bedeckt.
- Die Licht emittierende Vorrichtung kann weiterhin eine Metallkontaktstelle auf der Elektrode zweiten Typs umfassen. Bevorzugt umfasst die Metallkontaktstelle mindestens ein Material aus der Gruppe Cr und Au. Speziell kann die Passivierungsschicht mindestens zwei Abschnitte umfassen, die sich über Teile der Elektrode ersten Typs erstrecken. Bevorzugt sind die Teile der Elektrode ersten Typs zwischen den mindestens zwei Abschnitten angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Passivierungsschicht mindestens ein Material aus Si, O und N. Die Passivierungsschicht kann eine Seite der Elektrode zweiten Typs bedecken. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Halbleiterschicht ersten Typs eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs. Speziell können die Schicht ersten Typs und die Schicht zweiten Typs mit Silizium oder Magnesium dotiert sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Licht emittierenden Vorrichtung umfasst die leitfähige Trägerstruktur mindestens ein Material aus der Gruppe Cu, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, W, Al und Titannitrid. Bevorzugt ist die Halbleiterschicht ersten Typs eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die GaN-basierte Schicht zweiten Typs dicker als die GaN-basierte Schicht ersten Typs ist. Weiter bevorzugt umfasst die aktive Schicht InGaN/GaN. Die Passivierungsschicht kann hierbei teilweise auf der Elektrode zweiten Typs angeordnet sein. Bevorzugt ist die Halbleiterschicht ersten Typs eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die GaN-basierte Schicht ersten Typs vom p-Typ und die GaN-basierte Schicht zweiten Typs vom n-Typ ist. Die Elektrode zweiten Typs kann Ti/Al umfassen. Bevorzugt erstreckt sich der Abschnitt der Passivierungsschicht auf der seitlichen Oberfläche der Halbleiterstruktur zu dem Abschnitt der Passivierungsschicht auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur. Besonders bevorzugt kontaktiert die Passivierungsschicht die Elektrode zweiten Typs. Weiterhin kann die Licht emittierende Vorrichtung eine Metallschicht zwischen der Elektrode ersten Typs und der leitfähigen Trägerstruktur umfassen. Bevorzugt ist die Metallschicht eine Metallbeschichtung. Die Metallschicht ist bevorzugt dazu konfiguriert, das Wachsen der leitfähigen Trägerstruktur auf der Metallschicht zu ermöglichen. Speziell kann die Elektrode ersten Typs transparentes leitfähiges Material umfassen. Bevorzugt beträgt die Dicke der Halbleiterstruktur weniger als 5 Mikrometer. Die Passivierungsschicht ist bevorzugt auf einem Abschnitt der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet, der nicht durch die Elektrode zweiten Typs bedeckt ist. Die Elektrode ersten Typs kann mindestens ein Material aus der Gruppe Pt, Pd, Ru, Ni, Cr, Au und ITO umfassen. Die leitfähige Trägerstruktur umfasst bevorzugt eine Metallträgerschicht oder ein metallhaltiges Material. Besonders bevorzugt ist die Halbleiterschicht ersten Typs eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei sich die benachbart zu der GaN-basierten Schicht zweiten Typs angeordnete Passivierungsschicht zu einer oberen Oberfläche der leitfähigen Trägerstruktur erstreckt. Speziell kann die Halbleiterschicht ersten Typs eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs sein, wobei die benachbart zu der GaN-basierten Schicht ersten Typs angeordnete Passivierungsschicht weiterhin über einem Abschnitt der leitfähigen Trägerstruktur angeordnet ist. Bevorzugt kontaktiert die Elektrode zweiten Typs die zweite Oberfläche der Halbleiterstruktur. Schließlich kann die Passivierungsschicht die zweite Oberfläche der Halbleiterstruktur kontaktieren. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Halbleiterschicht ersten Typs eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (
124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die aktive Schicht (126 ) die GaN-basierte Schicht ersten Typs kontaktiert und wobei der Kontaktbereich zwischen der aktiven Schicht und der GaN-basierten Schicht ersten Typs größer ist als der Kontaktbereich zwischen der Passivierungsschicht und der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur. - Besonders bevorzugt ist die Elektrode ersten Typs auf der leitfähigen Trägerstruktur angeordnet, wobei die Elektrode ersten Typs zwei Metalle umfasst. Besonders bevorzugt ist ferner die Elektrode zweiten Typs auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet.
- Die neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nach Prüfung der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung für den Fachmann ersichtlich werden oder können durch Ausführen der vorliegenden Erfindung erlernt werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung der Erfindung und die speziellen dargestellten Beispiele nur zur Veranschaulichung bereitgestellt werden, während sie bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufzeigen, weil verschiedene Änderungen und Modifikationen im Umfang der Erfindung dem Fachmann aus der detaillierten Beschreibung der Erfindung und den folgenden Ansprüchen ersichtlich werden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die begleitenden Figuren, in denen sich Referenznummern in allen separaten Ansichten auf identische oder funktionell ähnliche Elemente beziehen und die in die Beschreibung eingebunden sind und einen Teil derselben bilden, dienen zusammen mit der detaillierten Beschreibung der Erfindung zur Erläuterung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
- In den Zeichnungen:
-
1A veranschaulicht ein Schnittbild einer typischen GaN-basierten LED mit lateraler Topologie; -
1B zeigt eine Draufsicht der in1A veranschaulichten GaN-basierten LED; -
2A veranschaulicht ein Schnittbild einer typischen GaN-basierten LED mit vertikaler Topologie; -
2B zeigt eine Draufsicht der in2A veranschaulichten GaN-basierten LED; und - die
3 –15 veranschaulichen die Schritte zur Bildung einer Licht emittierenden Diode, welche den Prinzipien der vorliegenden Erfindung entsprechen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung stellen Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Fertigung derselben bereit, wie z. B. von GaN-basierten LEDs mit vertikaler Topologie auf isolierenden Susbtraten, wie z. B. Saphirsubstraten, mit Hilfe von Metallträgerschichten. Während diese Prinzipien in der detaillierten Beschreibung eines Verfahrens zur Fertigung GaN-basierter LEDs mit vertikaler Topologie auf einem Saphirsubstrat veranschaulicht werden, reichen die Prinzipien selbst weiter als das veranschaulichte Verfahren. Daher dürfen die Prinzipien der vorliegenden Erfindung nur durch die angehängten Ansprüche begrenzt werden.
- Die
3 –15 veranschaulichen ein Verfahren zur Fertigung GaN-basierter LEDs mit vertikaler Topologie auf Saphirsubstraten. Saphirsubstrate sind ohne Weiteres in geeigneten Größen verfügbar, sind thermisch, chemisch und mechanisch stabil, relativ kostengünstig und unterstützen das Aufwachsen hochwertiger epitaktischer GaN-Schichten. Es sollte verstanden werden, dass diese Figuren nicht maßstabsgerecht sind. - Mit Bezug auf
3 wird zunächst eine GaN-basierte LED-Schichtstruktur auf einem 330–430 μm dicken (0001) Saphirsubstrat122 mit 2'' (50,8 mm) Durchmesser gebildet. Die GaN-basierte LED-Schichtstruktur beinhaltet eine n-GaN Pufferschicht124 , eine aktive InGaN/GaN-Schicht126 (vorteilhafterweise mit der richtigen Zusammensetzung zum Emittieren blauen Lichts) auf der Pufferschicht124 und eine p-GaN Kontaktschicht128 auf der aktiven Schicht126 . - Noch immer mit Bezug auf
3 beinhaltet die Pufferschicht124 vorteilhafterweise sowohl eine 2 μm dicke undatierte GaN-Schicht, die direkt auf dem Substrat gebildet wird, als auch eine 1 μm dicke siliziumdotierte n-Typ GaN-Schicht. Die p-GaN Kontaktschicht128 ist vorteilhafterweise etwa 0,05 μm dick und mit Mg dotiert. Insgesamt ist die GaN-basierte LED-Schichtstruktur vorteilhafterweise weniger als etwa 5 μm dick. Verschiedene epitaktische Standardaufbringungstechniken, wie z. B. Dampfphasenepitaxie, MOCVD und MBE, können zusammen mit geeigneten Dotierstoffen und anderen Materialien zur Herstellung der GaN-basierten LED-Schichtstruktur verwendet werden. - Mit Bezug auf
4 werden durch die GaN-basierte LED-Schichtstruktur mit vertikaler Topologie Gräben130 gebildet. Diese Gräben130 können in das Saphirsubstrat122 hineinreichen. Die Gräben130 definieren die einzelnen LED-Halbleiterstrukturen, die hergestellt werden. Jede einzelne LED-Halbleiterstruktur stellt vorteilhafterweise ein Quadrat von ungefähr 200 μm Breite dar. Die Gräben130 sind vorteilhafterweise schmaler als etwa 10 μm (vorzugsweise nahe 1 μm) und reichen tiefer als etwa 5 μm in das Saphirsubstrat122 hinein. Die Gräben130 helfen bei einem nachfolgenden Chiptrennungsverfahren. - Aufgrund der Härte von Saphir und GaN sind die Gräben
130 vorteilhafterweise mit reaktivem Ionenätzen, vorzugsweise mit reaktivem Ionenätzen mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICPRIE), in der Struktur von3 ausgebildet. Das Bilden von Gräben mit ICPRIE erfolgt in zwei Hauptschritten: Durch das Bilden von Ritzlinien und durch Ätzen. Die Ritzlinien werden mit einem Fotolackmuster in der Struktur von3 gebildet, in welchem Bereiche des Saphirsubstrats122 , in denen die Gräben130 zu bilden sind, frei liegen. Bei den freiliegenden Bereichen handelt es sich um die Ritzlinien, während alle anderen Bereiche von Fotolack bedeckt sind. Das Fotolackmuster wird vorteilhafterweise aus einem relativ harten Fotolackmaterial hergestellt, das intensivem Plasma standhält. Beim Fotolack könnte es sich z. B. um AZ 9260 handeln, während es sich bei dem Entwickler zum Entwickeln des Fotolacks zum Bilden der Ritzlinien um AZ MIF 500 handeln könnte. - Im veranschaulichten Beispiel ist der Fotolack vorteilhafterweise auf eine Dicke von etwa 10 μm rotationsbeschichtet. Im Allgemeinen sollte die Fotolackdicke jedoch etwa gleich der Dicke der GaN-basierten LED-Schichtstruktur mit vertikaler Topologie plus der Ätztiefe in das Saphirsubstrat
122 sein. Dies hilft zu gewährleisten, dass die Fotolackmaske während des Ätzens intakt bleibt. Weil es schwierig ist, eine dicke Fotolackbeschichtung in einem Schritt zu bilden, kann der Fotolack in zwei Lagen aufgetragen werden, jede mit einer Dicke von etwa 5 μm. Die erste Fotolackschicht wird per Rotationsbeschichtung aufgetragen und anschließend weich ausgehärtet, z. B. etwa 15 Minuten lang bei 90°F (32,2°C). Anschließend wird die zweite Fotolackschicht in ähnlicher Weise aufgetragen, wird jedoch z. B. etwa 8 Minuten lang bei 110°F (43,3°C) weich ausgehärtet. Anschließend wird die Fotolackbeschichtung zur Bildung der Ritzlinien strukturiert. Dies geschieht vorteilhafterweise mit Lithografietechniken und Entwicklung. Die Entwicklung benötigt aufgrund der Dicke der Fotolackbeschichtung eine relativ lange Zeit. Nach der Entwicklung wird das Fotolackmuster hart ausgehärtet, z. B. etwa 30 Minuten lang bei etwa 80°F (26,7°C). Anschließend wird der hart ausgehärtete Fotolack vorteilhafterweise etwa 3,5 Minuten lang in ein MCB-Bad (Metallchlorbenzol) getaucht. Eine solche Tauchbehandlung härtet den Fotolack weiter. - Nach dem Festlegen der Ritzlinien wird die Struktur von
3 geätzt. Mit Bezug auf5 wird das ICP RIE-Ätzverfahren durch Anordnen der Struktur von3 auf einer unteren Elektrode132 in einer RIE-Kammer134 mit einem Isolierfenster136 (vorteilhafterweise ein 1 cm dickes Quartzfenster) durchgeführt. Die untere Elektrode132 wird an eine Vorspannungsquelle138 angeschlossen, welche die Struktur von3 unter Vorspannung setzt, um das Ätzen zu ermöglichen. Die Vorspannungsquelle138 liefert vorteilhafterweise 13,56 MHz RF Strom und eine Gleichstrom-Vorspannung. Die Entfernung vom Isolierfenster136 zur unteren Elektrode132 beträgt vorteilhafterweise etwa 6,5 cm. Eine Gasmischung aus Cl2 und BCl3 sowie möglicherweise Ar wird über einen Reaktionsgasbrenner140 in die RIE-Kammer134 eingespeist. Des Weiteren werden über einen Anschluss142 Elektronen in die Kammer eingespeist. Über dem Isolierfenster136 befindet sich eine Cu-Spule144 mit etwa 2,5 Wicklungen. Eine RF-Leistung (Radio Frequency/Funkfrequenz) von 13,56 MHz wird von einer RF-Quelle146 auf die Spule144 angelegt. Es sollte beachtet werden, dass durch die RF-Leistung im rechten Winkel zum Isolierfenster136 Magnetfelder erzeugt werden. - Noch mit Bezug auf
5 : Die von Spule144 erzeugten, im elektromagnetischen Feld vorhandenen Elektronen kollidieren mit den Neutralteilchen der eingespeisten Gase, was zur Bildung von Ionen und Neutralteilchen führt, was ein Plasma erzeugt. Die Ionen im Plasma werden durch die von der Vorspannungsquelle138 auf der unteren Elektrode132 angelegte Vorspannung zur Struktur von3 beschleunigt. Die beschleunigten Ionen dringen durch die Ritzlinien und bilden die Ätzfurchten130 (siehe4 ). - Mit Bezug nun auf
6 : Nach der Bildung der Gräben130 werden auf den einzelnen LED-Halbleiterstrukturen der GaN-basierten LED-Schichtstruktur dünne p-Kontakte150 gebildet. Diese Kontakte150 bestehen vorteilhafterweise aus Pt/Au, Pd/Au, Ru/Au, Ni/Au, Cr/Au, oder aus Indiumzinnoxid (Indium Tin Oxide/ITO)/Au und sind weniger als 10 nm dick. Solche Kontakte können mit einem Vakuumverdampfer (Elektronenstrahl, thermisch, Sputtern), gefolgt von einem thermischen Härten bei einer Zwischentemperatur (von ungefähr 300–700°C), gebildet werden. - Wie in
7 gezeigt, werden, nachdem die Kontakte150 gebildet wurden, die Gräben130 mit einem leicht zu entfernenden Material gefüllt (vorteilhafterweise einem Fotolack), um Stäbe154 zu bilden. - Mit Bezug auf
8 wird, nachdem die Stäbe154 gebildet sind, über den Stäben154 und über den p-Kontakten150 eine Metallträgerschicht156 von ungefähr 50 μm gebildet. Die Stäbe154 verhindern, dass das Metall, das die Metallträgerschicht156 bildet, in die Gräben gelangt. Die Metallträgerschicht156 besteht vorteilhafterweise aus einem Metall mit guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit, das sich leicht verformen lässt, wie z. B. durch galvanische Beschichtung, durch nicht-galvanische Beschichtung, durch CVD oder durch Sputtern. Vor dem Galvanisieren oder chemischen Beschichten ist es vorteilhaft, die Oberfläche mit einem geeigneten Metall zu beschichten, wie z. B. durch Sputtern. Die Metallträgerschicht156 kann z. B. aus Cu, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, W, oder Al bestehen. Alternativ kann die Metallträgerschicht156 aus einem metallhaltigen Material, wie z. B. Titannitrid, bestehen. - Jetzt zu
9 : Anschließend wird das Saphirsubstrat122 mit Licht158 aus einem Excimer-Laser (mit einer Wellenlänge von weniger als 350 nm) von der übrigen Struktur entfernt, während das Saphirsubstrat durch Vorspannung von der übrigen Struktur getrennt wird (wie z. B. durch Unterdruckspannvorrichtungen). Der Laserstrahl158 dringt durch das Saphirsubstrat122 und verursacht eine örtliche Erhitzung an der Kontaktstelle von Saphirsubstrat122 und n-GaN Pufferschicht124 . Diese Hitze zersetzt das GaN an der Schnittstelle des Saphirsubstrats122 , was zusammen mit der Vorspannung verursacht, dass sich das Saphirsubstrat122 ablöst, siehe10 . Es ist vorteilhaft, während des Laserabhebens die andere Seite der Struktur mit einer Unterdruckspannvorrichtung zu halten. Dies ermöglicht das leichte Anlegen einer Trennvorspannung. - Die Laserabhebeprozesse werden im
U.S.-Patent 6.071.795 für Cheung u. a. mit dem Titel ”Separation of Thin Films From Transparent Substrates By Selective Optical Processing”, erteilt am 6. Juni 2000, und in Kelly u. a. „Optical process for lift-off of group III-nitride films”, Physica Status Solidi (a), Band 159, 1997, Seiten R3–R4, beschrieben. Vorteilhafterweise trägt die Metallträgerschicht156 während und nach dem Zerteilen des Saphirsubstrats die einzelnen LED-Halbleiterstrukturen vollständig. - Immer noch mit Bezug auf
10 : Anschließend werden die Stäbe154 entfernt, die Gräben130 bleiben zurück. - Jetzt zu
11 : Die Struktur von10 ist umgedreht. Anschließend wird die Seite gegenüber der Metallträgerschicht156 mit HCl gereinigt, um die Ga-Tröpfchen zu entfernen (die Erhitzung durch den Laserstrahl158 trennt das GaN in Ga + N). Nach dem Reinigen wird ein ICP RIE-Schleifen (mit Cl2 und/oder Cl2 + BCl3) durchgeführt, um die frei liegende Oberfläche (welche aufgrund der Abtrennung des Saphirsubstrats rau ist) zu glätten. Das Polieren erzeugt auf der n-GaN Pufferschicht124 eine atomar flache Oberfläche aus reinem n-GaN. - Jetzt zu
12 : Die ohmschen n-Typ-Kontakte160 werden mit normalen halbleiterverarbeitenden Techniken auf der n-GaN-Pufferschicht124 gebildet. Vorteilhafterweise bestehen die ohmschen n-Typ-Kontakte160 aus Ti/Al-bezogenen Materialien. - Jetzt zu
13 : Zum Schutz der Halbleiterschichten vor der nachfolgenden Verarbeitung wird auf den ohmschen n-Typ Kontakten160 und in den Gräben130 eine Passivierungsschicht162 gebildet. Elektrische Isolierungen bestehend aus SiO2 oder Si3N4 stellen geeignete Passivierungsschichtmaterialien dar. Darüber hinaus ist die Passivierungsschicht162 , wie gezeigt, so strukturiert, dass sie die oberen Oberflächenbereiche der ohmschen n-Typ-Kontakte160 freilegt. - Jetzt zu
14 : Nachdem die Passivierungsschicht162 gebildet ist, werden auf den ohmschen n-Typ Kontakten160 Metallkontaktstellen164 gebildet. Wie in14 gezeigt, erstrecken sich die Metallkontaktstellen164 über Teile der Passivierungsschicht162 . Die Metallkontaktstellen164 bestehen vorteilhafterweise aus Cr und Au. - Nachdem die Metallkontaktstellen
164 gebildet sind, können einzelne Elemente zerteilt werden. Jetzt zu15 : Das Zerteilen findet vorteilhafterweise durch fotolithografischen Techniken, um durch die Metallträgerschicht156 zum Boden der Passivierungsschicht162 (auf dem Boden der Gräben130 ) zu ätzen, sowie durch Entfernen der Passivierungsschicht162 statt. Alternativ kann gesägt werden. In der Praxis ist es wahrscheinlich besser, bei weniger als etwa 0°C zu sägen. Das Ergebnis besteht in einer Vielfalt von GaN-LEDs mit vertikaler Topologie199 auf leitfähigen Substraten. - Vorstehend wurde das Bilden von Gräben
130 vor dem Laserabheben des Saphirsubstrats122 beschrieben. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Das Saphirsubstrat122 könnte zuerst entfernt werden, und die Gräben130 können anschließend gebildet werden. - Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung liefern somit Halbleiterbauelemente auf isolierenden Substraten, wobei zur Herstellung derselben zunächst Halbleiterschichten auf dem isolierenden Substrat gebildet werden, anschließend eine Metallschicht über den Halbleiterschichten gebildet wird und anschließend das isolierende Substrat entfernt wird, um einen strukturell gestützten Wafer zu isolieren, welcher die gebildeten Halbleiterschichten und die Metallschicht beinhaltet. Die Metallschicht trägt die Halbleiterschichten, um ein Verziehen (Warping) und/oder eine andere Beschädigung zu vermeiden, und stellt elektrische Kontakte bereit. Vorteilhafterweise beinhaltet die Metallschicht ein Metall, wie z. B. Cu, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, W oder Al, oder ein metallhaltiges Material, wie z. B. Titannitrid. Die Metallschicht kann auf vielerlei Weise gebildet werden, z. B. durch galvanische Beschichtung, durch nicht-galvanische Beschichtung, durch CVD-Beschichtung oder durch Sputtern. Anschließend können den Halbleiterschichten untere elektrische Kontakte hinzugefügt und danach einzelne Halbleiterbauelemente aus der resultierenden Struktur getrennt werden.
- Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung stellen des Weiteren GaN-basierter Bauelemente mit vertikaler Topologie auf einem isolierenden Substrat bereit, wobei die Herstellung derselben die Verwendung einer Metallträgerschicht und das nachfolgende Entfernen des isolierenden Substrats umfasst. Gemäß diesem Verfahren werden Halbleiterschichten für die GaN-basierten Bauelemente mit normalen Halbleiterfertigungstechniken auf einem isolierenden Substrat (aus Saphir) gebildet. Anschließend werden Gräben durch die Halbleiterschichten gebildet, welche die Grenzen der einzelnen Bauelemente festlegen. Diese Gräben können auch in das isolierende Substrat hinein gebildet werden. Die Gräben werden vorteilhafterweise durch reaktives Ionenätzen mit induktiv gekoppeltem Plasma (Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching/ICPRIE) ausgebildet. Anschließend werden die Gräben mit einer leicht zu entfernenden Schicht (wie z. B. einem Fotolack) gefüllt. Sodann wird auf den Halbleiterschichten eine Metallträgerstruktur gebildet. Vorteilhafterweise beinhaltet die Metallträgerstruktur ein Metall, wie z. B. Cu, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, W oder Al, oder ein metallhaltiges Material, wie z. B. Titannitrid. Die Metallträgerstruktur kann auf vielerlei Weise gebildet werden, z. B. durch galvanische Beschichtung, durch nicht-galvanische Beschichtung, durch CVD-Beschichtung oder durch Sputtern. Danach wird das isolierende Substrat entfernt, vorteilhafterweise mit einem Laserabhebeprozess. Anschließend werden den einzelnen Bauelementen elektrische Kontakte, eine Passivierungsschicht und metallische Kontaktstellen hinzugefügt und die einzelnen Bauelemente dann singuliert.
- Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung stellen speziell GaN-basierte LEDs mit vertikaler Topologie auf Saphirsubstraten bereit. Hierzu werden Halbleiterschichten für die GaN-basierten LEDs mit vertikaler Topologie mit normalen Halbleiterfertigungstechniken auf einem Saphirsubstrat gebildet. Anschließend werden Gräben durch die Halbleiterschichten gebildet, welche die Grenzen der einzelnen GaN-basierten LEDs mit vertikaler Topologie festlegen. Diese Gräben können auch in das Saphirsubstrat hinein gebildet werden. Die Gräben werden vorteilhafterweise durch reaktives Ionenätzen mit induktiv gekoppeltem Plasma (Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching/ICPRIE) ausgebildet. Vorteilhafterweise werden die Gräben mit ICPRIE hergestellt. Anschließend werden die Gräben vorteilhafterweise mit einer leicht zu entfernenden Schicht (wie z. B. einem Fotolack) gefüllt. Sodann wird auf den Halbleiterschichten eine Metallträgerstruktur gebildet. Vorteilhafterweise beinhaltet die Metallträgerstruktur ein Metall, wie z. B. Cu, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, W oder Al, oder ein metallhaltiges Material, wie z. B. Titannitrid. Die Metallschicht kann auf vielerlei Weise gebildet werden, z. B. durch galvanische Beschichtung, nicht-galvanische Beschichtung, CVD-Beschichtung oder Sputtern. Danach wird das isolierende Substrat entfernt, vorteilhafterweise mit einem Laserabhebeprozess. Anschließend werden den einzelnen Bauelementen elektrische Kontakte, eine Passivierungsschicht und metallische Kontaktstellen hinzugefügt. Danach werden die einzelnen Elemente singuliert.
- Die hierin dargestellten Ausführungsformen und Beispiele werden aufgeführt, um die vorliegende Erfindung und ihre praktische Anwendung bestmöglich zu erläutern und dadurch dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung anzuwenden und zu nutze. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die vorstehende Beschreibung und die Beispiele nur zum Zwecke der Veranschaulichung und Beispielnennung gegeben wurden. Andere Variationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann ersichtlich sein, und es ist die Absicht der beigefügten Ansprüche, solche Variationen und Änderungen abzudecken. Die hier gegebene Beschreibung ist nicht als erschöpfend oder den Umfang der Erfindung eingrenzend gedacht. Viele Änderungen und Variationen sind im Lichte der obigen Lehre möglich, ohne dabei vom Geist und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen. Es ist vorgesehen, dass die Nutzung der vorliegenden Erfindung Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften beinhalten kann. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung von den hierzu beigefügten Ansprüchen festgelegt wird. Diese Ansprüche nehmen die Äquivalente in jeder Hinsicht vollständig zur Kenntnis.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
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Claims (31)
- Licht emittierende Vorrichtung, umfassend: eine leitfähige Trägerstruktur (
156 ); eine Halbleiterstruktur mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt der ersten Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche, wobei die Halbleiterstruktur eine Halbleiterschicht ersten Typs (128 ), eine aktive Schicht (126 ) und eine Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) umfasst; eine mit der Halbleiterschicht ersten Typs (128 ) elektrisch verbundene Elektrode ersten Typs (150 ), wobei die Elektrode ersten Typs (150 ) zwischen der leitfähigen Trägerstruktur (156 ) und der ersten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet ist; eine mit der Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) elektrisch verbundene Elektrode zweiten Typs (160 ); eine Passivierungsschicht (162 ) auf der seitlichen Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur, wobei die Passivierungsschicht (162 ) auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur über der aktiven Schicht (126 ) der Halbleiterstruktur angeordnet ist und wobei ein Bereich der Passivierungsschicht (162 ), der die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) bedeckt, größer ist als ein Bereich der Passivierungsschicht (162 ), der die Halbleiterschicht ersten Typs (128 ) bedeckt. - Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Metallkontaktstelle (
164 ) auf der Elektrode zweiten Typs (160 ) umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Metallkontaktstelle (
164 ) mindestens ein Material aus der Gruppe Cr und Au umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) mindestens zwei Abschnitte umfasst, die sich über Teile der Elektrode ersten Typs (150 ) erstrecken. - Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Teile der Elektrode ersten Typs (
150 ) zwischen den mindestens zwei Abschnitten angeordnet sind. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) mindestens ein Material aus Si, O und N umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) eine Seite der Elektrode zweiten Typs (160 ) bedeckt. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht ersten Typs (
128 ) eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die Schicht ersten Typs und die Schicht zweiten Typs mit Silizium oder Magnesium dotiert sind. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähige Trägerstruktur (
156 ) mindestens ein Material aus der Gruppe Cu, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, Pt, Pd, W, Al und Titannitrid umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht ersten Typs (
128 ) eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die GaN-basierte Schicht zweiten Typs dicker als die GaN-basierte Schicht ersten Typs ist. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktive Schicht (
126 ) InGaN/GaN umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) teilweise auf der Elektrode zweiten Typs (160 ) angeordnet ist. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht ersten Typs (
128 ) eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die GaN-basierte Schicht ersten Typs vom p-Typ und die GaN-basierte Schicht zweiten Typs vom n-Typ ist. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode zweiten Typs (
160 ) Ti/Al umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Abschnitt der Passivierungsschicht (
162 ) auf der seitlichen Oberfläche der Halbleiterstruktur zu dem Abschnitt der Passivierungsschicht (162 ) auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur erstreckt. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) die Elektrode zweiten Typs (160 ) kontaktiert. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Metallschicht zwischen der Elektrode ersten Typs (
150 ) und der leitfähigen Trägerstruktur (156 ) umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Metallschicht eine Metallbeschichtung ist.
- Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Metallschicht dazu konfiguriert ist, das Wachsen der leitfähigen Trägerstruktur (
156 ) auf der Metallschicht zu ermöglichen. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode ersten Typs (
150 ) transparentes leitfähiges Material umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Halbleiterstruktur weniger als 5 Mikrometer beträgt.
- Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) auf einem Abschnitt der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet ist, der nicht durch die Elektrode zweiten Typs (160 ) bedeckt ist. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode ersten Typs (
150 ) mindestens ein Material aus der Gruppe Pt, Pd, Ru, Ni, Cr, Au und ITO umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähige Trägerstruktur (
156 ) eine Metallträgerschicht oder ein metallhaltiges Material umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht ersten Typs (
128 ) eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei sich die benachbart zu der GaN-basierten Schicht zweiten Typs angeordnete Passivierungsschicht (162 ) zu einer oberen Oberfläche der leitfähigen Trägerstruktur (156 ) erstreckt. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht ersten Typs (
128 ) eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die benachbart zu der GaN-basierten Schicht ersten Typs angeordnete Passivierungsschicht (162 ) weiterhin über einem Abschnitt der leitfähigen Trägerstruktur (156 ) angeordnet ist. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode zweiten Typs (
160 ) die zweite Oberfläche der Halbleiterstruktur kontaktiert. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (
162 ) die zweite Oberfläche der Halbleiterstruktur kontaktiert. - Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Halbleiterschicht ersten Typs (
128 ) eine GaN-basierte Schicht ersten Typs und die Halbleiterschicht zweiten Typs (124 ) eine GaN-basierte Schicht zweiten Typs ist, wobei die aktive Schicht (126 ) die GaN-basierte Schicht ersten Typs kontaktiert und wobei der Kontaktbereich zwischen der aktiven Schicht und der GaN-basierten Schicht ersten Typs größer ist als der Kontaktbereich zwischen der Passivierungsschicht und der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode ersten Typs (
150 ) auf der leitfähigen Trägerstruktur (156 ) angeordnet ist, wobei die Elektrode ersten Typs (150 ) zwei Metalle umfasst. - Licht emittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode zweiten Typs (
160 ) auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterstruktur angeordnet ist.
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