DE2517978A1 - LIGHT EMITTING DIODE ARRANGEMENT - Google Patents

LIGHT EMITTING DIODE ARRANGEMENT

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DE2517978A1
DE2517978A1 DE19752517978 DE2517978A DE2517978A1 DE 2517978 A1 DE2517978 A1 DE 2517978A1 DE 19752517978 DE19752517978 DE 19752517978 DE 2517978 A DE2517978 A DE 2517978A DE 2517978 A1 DE2517978 A1 DE 2517978A1
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Harold Donald Edmonds
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Description

Böblingen, den 17. April 1975 bu/bsBöblingen, April 17, 1975 bu / bs

Anmelderin: International Business MachinesApplicant: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderini PI 973 084Official file number: New registration file number of the applicant PI 973 084

!lichtemittierende Diodenanordnung! light emitting diode array

Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes - Dioden {LED) Bauelement, bestehend aus einem N-leitenden GaAs1 P -Halbleiter mit Werten von χ zwischen 10 und 42 %, vorzugsweise oberhalb von 35 %, und mindestens einem ohne Zerstörung oder Schädigung des entsprechenden Halbleiterflächenoberbereichs eingebautem PN-Übergang, wobei alle Elektroden unter Gewährleistung guter galvanischer Verbindung zu den Halbleiterzonen, insbesondere durch Verwendung einer AgQ 99Te0 Q^-Legierung zur Kontaktierung der N-Halbleiterzonen und einer AgQ 983n0 QO-Legierung zur Kontaktierung der P-HaIbleiterzonen, auf einer Seite, nämlich P-55onen-Sei~ te, des das LED-Bauelement bildenden Halbleiterpiäctchene iisgen»The invention relates to a light-emitting diode (LED) component, consisting of an N-conducting GaAs 1 P semiconductor with values of χ between 10 and 42%, preferably above 35 %, and at least one built-in without destroying or damaging the corresponding surface area of the semiconductor PN junction, with all electrodes ensuring a good galvanic connection to the semiconductor zones, in particular by using an Ag Q 99 Te 0 Q ^ alloy for contacting the N semiconductor zones and an Ag Q 98 3n 0 QO alloy for contacting the P- Semiconductor zones, on one side, namely the P-55on side, of the semiconductor component forming the LED component.

lU:,^ SQlo:-e Anordnung ist unter äem Tital ilMonolithic I-irrfc« ;. : ^. ...'„„,„r»^ 0<4e display1» in "TESE Transactions on ELectrcn n&-vA."-vä" :■:,;$ Ψ> 20. ;;£, 11, November 1973 auf den Seiten 1068 bis 1073 L-^i 3λζ^?ϊ&ϊχ, worauf zur Beschreibung der Erfindung ausdrücklich - ηζ'ύ -r gsnommen wird, Die für LSD-Baue lernen te verwendeten Halb« , :.-,i'.r bisircehen üblicherweise aus III-V-Verbindungen, wobei fur -■.i.-'t." afc lung im sichtbaren Bereich Gallium-Arsenid-Phosphid xGaÄs?)lU:, ^ SQlo: -e arrangement is under äem Tital il L · Monolithic I-irrfc « ; . : ^. ... '"", "r» ^ 0 < 4 e display 1 » i n " TESE Transactions on ELectrcn n & -v A. "- vä": ■:,; $ Ψ>20.;; £, 11, November 1973 on pages 1068 to 1073 L- ^ i 3λζ ^? Ϊ & ϊχ, whereupon - ηζ'ύ - r is expressly accepted for the description of the invention, The half ",: .-, i 'used for LSD structures learned. They usually consist of III-V compounds, where for - ■ .i .- 't. " afc ment in the visible range gallium arsenide phosphide x GaÄs?)

./iisnerweis^ verwendet wird und für Abstrahlung im Infrarrotbe- ;"c,ic:: eine Gallium-Ärseniä (GaAs) -Verbindung in der Regel verwen-./iisnerweis^ is used and for radiation in the infrared ; "c, ic :: usually use a gallium arsenia (GaAs) compound

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det wird. Galliura-Arsenid-Phosphid besitzt einen großen Bandabstand, so daß eine strahlende Rekombination im sichtbaren Bereich des Spektrums stattfinden kann. Außerdem besitzt Gallium-Arsenid-Phosphid den großen Vorteil, daß die Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes durch Einstellung des Phosphoranteils der ternären Legierung abgestimmt werden kann.will be. Galliura arsenide phosphide has a large band gap, so that a radiative recombination can take place in the visible part of the spectrum. It also has gallium arsenide phosphide the great advantage that the wavelength of the emitted light by adjusting the phosphorus content of the ternary alloy can be matched.

Die oben bezeichnete Literaturstelle geht dementsprechend auch von der Verwendung eines Gallium-Arsenid-Phosphid-LED-Bauelementes aus. Als Ausgangsmaterial zur Herstellung von LED-Bauelementen dient üblicherweise relativ niedrig dotiertes N-leitendes GaAsP in Epitaxieschichtform das zum Einbringen der PN-Übergänge entsprechend der vorgesehenen Lumineszenzbereiche bzw» -Punkte üblichen Verfahrensschritten unterworfen wird. In vorteilhafter Weise läßt sich ein in einer abgeschlossenen Kammer ablaufender Diffusionsprozeß mit Hilfe des dort eingebrachten GaAs und mit Zn ge**- mischten Pulvers, wie in oben bezeichneter Literaturstelle dargestellt wird, durchführen*The literature cited above is accordingly based on the use of a gallium arsenide phosphide LED component the end. The starting material for the production of LED components is usually relatively lightly doped N-conductive GaAsP in epitaxial layer form that for introducing the PN junctions accordingly the intended luminescence areas or »-points is subjected to the usual process steps. In an advantageous manner a diffusion process can take place in a closed chamber with the help of the GaAs introduced there and with Zn ge ** - mixed powder as shown in the above referenced reference will, perform *

um bei Betrieb der LED-Bauelemente eine gute Ausbeute zu erzielen, muß eine wichtige Voraussetzung erfüllt sein, nämlich die, einer guten ohmischen Kontaktgabe der Elektroden. Zweckmäßige Maßnahmen hierzu sind ebenfalls der oben bezeichneten Literaturstelle zu entnehmen. Ebenso wie als ternäre Verbindung auch andere III- und/ oder !/-Elemente der Erfindung zugrundegelegt warden können, lassen sich auch andere Elektroäenlegierungen anwenden wie 3. B. Gold-= liar™ oeer Gold-Germani^m-Kiekel für die Kontaktierung der N-Zonenin order to achieve a good yield when operating the LED components, An important prerequisite must be met, namely that of good ohmic contact between the electrodes. Appropriate measures this can also be found in the literature cited above. Just like as a ternary connection, other III- and / or! / - elements of the invention can be used as a basis other electric alloys can also be used, such as 3. B. Gold- = liar ™ oeer Gold-Germani ^ m-Kiekel for contacting the N-zones

lls geht ais Ez£in&ZE saiatlisaells goes ais Ez £ in & ZE saiatlisae

smx gin Esra^iks^g^Ers, smx gin Esra ^ iks ^ g ^ Ers,

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§73 QSi §73 QSi

η ο. Q Q' 1 / η © 9 η·, η ο. Q Q '1 / η © 9 η,

kontakte anlöten läßt.contacts can be soldered.

Nachteilig ist allgemein bei Verwendung von GaAsP als LED-Bauelement der geringe Bahnwiderstand in der N-Zone, da aus Gründen einer zufriedenstellenden Lichtausbeute die Dotierung hierin nichtIt is generally disadvantageous when using GaAsP as an LED component the low sheet resistance in the N-zone, since, for reasons of a satisfactory light yield, there is no doping here

17
größer als 10 sein darf. Andererseits soll die Zone hinwiederum auch nicht zu dick sein, da sonst die Lichtabsorption für die Abstrahlung abträglich wäre. Darüberhinaus ist die Anordnung nach oben bezeichneter Literaturstelle derart getroffen, daß die Lichtabstrahlung über das Substrat erfolgt, auf daß das Halbleiterplättchen aufgelötet ist; d. h. das Substrat muß dabei notwendigerweise transparent ausgebildet sein. Dies ist insofern von erheblichem Nachteil, als bei geforderter Verträglichkeit von LED-Bauelementen mit monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen hierauf Rücksicht zu nehmen ist, so daß zwei verschiedene Subntratarten nämlich Glas und Keramik Anwendung finden müssen.
17th
may be greater than 10. On the other hand, the zone should not be too thick either, since otherwise the light absorption would be detrimental to the radiation. In addition, the arrangement according to the above-mentioned reference is made such that the light is emitted via the substrate, so that the semiconductor wafer is soldered; that is, the substrate must necessarily be transparent. This is a considerable disadvantage insofar as if the compatibility of LED components with monolithically integrated semiconductor circuits is required, this must be taken into account, so that two different types of substrate, namely glass and ceramics, have to be used.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es schwierig ist, eine GaAsP-Epitaxieschicht mit vertretbarem Aufwand bereitzustellen.Another disadvantage is that it is difficult to provide a GaAsP epitaxial layer at a reasonable cost.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin unter Vermeidung der oben aufgeführten Nachteile, ein lichtemittierendes-Dioden-Bauelement, das mehrere Lumineszenzbereiche enthält bereitzustellen, das sich in einfacher Weise herstellen läßt und bei Betrieb eine gut Lichtausbeute liefert.The object of the invention is therefore to avoid it the disadvantages listed above, a light emitting diode component, to provide the several luminescent areas contains, which can be produced in a simple manner and in operation a provides good luminous efficiency.

Die erfindungsgemäße Lösung der oben gestellten Aufgabe läßt sich dem Patentanspruch 1 entnehmen. Dank der Erfindung wird erreicht, daß die Lichtabstrahlung in vorteilhafter Weise über die N-Zone erfolgt, so daß das Halbleiterplättchen auf einem Keramiksubstrat angebracht werden kann. Außerdem läßt sich die Herstellung des erfindungsgemäßen LED-Halbleiterbaulementes gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gewährleisten, indem der GaAsP-Halbleiter aus einer über einer Zwischenepitaxieschicht mit bis auf Null abnehmenden P-Anteil angebrachten Epitaxieschicht auf ei-The inventive solution to the above problem can be found in claim 1. Thanks to the invention it is achieved that the light emission takes place in an advantageous manner via the N-zone, so that the semiconductor wafer on a ceramic substrate can be attached. In addition, the production of the LED semiconductor component according to the invention can be carried out in an advantageous manner Ensure further development of the invention by the GaAsP semiconductor from an over an intermediate epitaxial layer with up to applied epitaxial layer on a P component decreasing to zero

FI 973 Ό84FI 973 Ό84

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nem GaAs-Substrat besteht, das zumindest jeweils in Bereichen unterhalb der in die GaAsP-Epitaxieschicht eingebrachten P-Zonen weggeätzt ist. Auf diese Weise wird die Schwierigkeit umgangen, daß, da/ Gallium-Arsenid und Gallium-Arsenid-Phosphid unterschiedliche Gitterkonstanten besitzen, damit verbundene mechanische Spannungen zu Schädigungen des Bauelementes führen können.nem GaAs substrate, which is at least each in areas below the P-zones introduced into the GaAsP epitaxial layer is etched away. In this way the difficulty is avoided that because / gallium arsenide and gallium arsenide phosphide are different Have lattice constants, associated mechanical stresses can lead to damage to the component.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen,Advantageous refinements of the invention can be found in the subclaims remove,

Die Erfindung wird nachstehend in einer Ausführungsbeispielsbe-.Schreibung anhand der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert,
i
Es zeigen;
The invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment with reference to the drawings listed below,
i
Show it;

Fig. 1 einen ausschnittsweisen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Halbleiterstruktur,Fig. 1 is a partial cross section of an inventive Semiconductor structure,

Fig. 2A bis 2E ausschnittsweise Querschnitte durch Halbleiterstrukturen zur Erläuterung der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes,FIGS. 2A to 2E detail cross-sections through semiconductor structures to explain the production of the component according to the invention,

Fig. 3A eine Draufsicht auf eine LED-Anordnung mit dem j dazugehörigen Leitungszugmuster,3A shows a plan view of an LED arrangement with the j associated wiring pattern,

!Fig. 3B eine perspektivische Ansicht mit Querschnittsansicht der in Fig. 3A gezeigten LED-Struktur, ! Fig. 3B is a perspective view with a cross-sectional view of the LED structure shown in FIG. 3A;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht zur Montage derFig. 4 is a perspective view for assembling the

LED-Struktur in Fig. 3A auf einem Trägersubstrat,LED structure in Fig. 3A on a carrier substrate,

Fig. 5A einen schematischen Querschnittsausschnitt der Anordnung nach Fig. 4,FIG. 5A shows a schematic cross-sectional detail of the arrangement according to FIG. 4,

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Pig. 5B einen ausschnittsweisen Querschnitt der in Fig.Pig. 5B shows a partial cross section of the FIG.

5A gezeigten Struktur zur Erläuterung der Herstellungsweise gemäß der Erfindung,The structure shown in FIG. 5A to explain the method of manufacture according to the invention,

Fig, 5C einen ausschnittsweisen Querschnitt der Anordnung5C shows a partial cross section of the arrangement

nach Fig. 5A zur Erläuterung der Herstellungs-according to Fig. 5A to explain the manufacturing

j weise gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeij according to a modified embodiment

spiel der Erfindung.game of invention.

Das in Fig. 1 in teilweiser Querschnittsanschicht gezeigte Halbleiterbauelement läßt sich herstellen, indem eine N-leitende raonokristalline Schicht 1 einer ternären III-V-Verbindung über eine in einem Anteil abnnehmende Zone 2 auf einen N-leitenden Substrat 3 einer III-V-Verbindung mit Hilfe eines Epitaxieverfahrens niedergeschlagen wirdt Die Herstellung solcher Strukturen ist an sich bekannt. Vorzugsweise für die Zwecke vorliegender Erfindung besteht die Epitaxieschicht 1 aus GaAs1 VPV worinThe semiconductor component shown in FIG. 1 in a partial cross-sectional layer can be produced by placing an N-conducting raonocrystalline layer 1 of a ternary III-V connection over a zone 2 which decreases in a proportion on an N-conducting substrate 3 of a III-V connection is deposited with the aid of an epitaxy process. The production of such structures is known per se. Preferably for the purposes of the present invention the epitaxial layer 1 consists of GaAs 1 V P V wherein

I — JX ΛI - JX Λ

x im Bereich zwischen 0,10 bis 0,42 liegt und vorzugsweise im Bereich von 0,35 bis 0,42, Mit einem Anteil X von etwa 0,40 besitzt die ternäre Gallium-Arsenid-Phosphid-Epitaxieschicht 1 eine Emissionslinie bei etwa 6500 R mit für Elektrolumineszenzdiode!! (LED) geeigneten übergängen. Die Epitaxieschicht 1 kann mit Hilfe üblicher Verfahren aus der Dampfphase auf Gallium-Arsenid Substrate niedergeschlagen werden, die eine Gitterkonstante von A von 5,64 8 besitzen. Die sich ergebende Halbleiterstruktur wird gebildet, indem ausgehend von Substrat 3 in der abnehmenden Zone 2 eine ansteigender Anteil von Phosphor beigegeben wird, bis die gewünschte Zusammensetzung in der Epitaxieschicht 1 erreicht ist, wobei dann die endgültige Zusammensetzung beibehalten wird, bis die gewünschte Schichtdicke in der Zone 1 erreicht ist. Bei Herstellung der AusfUhrungsbeispiele gemäß der Erfindung besitzt die Halbleiterstruktur eine abnehmende Zone 2 im Bereich von 30 bis 50 um und eine Epitaxieschicht 1 mit kontanter Zusammensetzung im Bereich von 30 bis 1OO ^im. In typischer Weise kann die Epitaxie-x is in the range between 0.10 to 0.42 and preferably in the range from 0.35 to 0.42. With a proportion X of approximately 0.40, the ternary gallium arsenide phosphide epitaxial layer 1 has an emission line at approximately 6500 R with for electroluminescent diode !! (LED) suitable transitions. The epitaxial layer 1 can be deposited on gallium arsenide substrates, which have a lattice constant of A of 5.64 8, with the aid of conventional methods from the vapor phase. The resulting semiconductor structure is formed by adding an increasing proportion of phosphorus, starting from substrate 3 in the decreasing zone 2, until the desired composition is reached in the epitaxial layer 1, the final composition then being maintained until the desired layer thickness in the Zone 1 is reached. When producing the exemplary embodiments according to the invention, the semiconductor structure has a decreasing zone 2 in the range from 30 to 50 μm and an epitaxial layer 1 with a constant composition in the range from 30 to 100 μm. Typically, the epitaxial

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schicht mit einem geeigneten N-leitenden Störstellenanteil dotiert:layer doped with a suitable N-conductive impurity component:

16 17 '16 17 '

sein, wie z. B. Tellur im Bereich von 8 χ 10 bis 5 χ 10 Atomen/cm .be, such as B. Tellurium in the range from 8 χ 10 to 5 χ 10 Atoms / cm.

In den Darstellungen nach Fig. 2A bis 2E sind die verschiedenen Fabrikationsstufen in der Herstellung einer LED-Halbleiterstruk- j tür gezeigt. Bei diesen Herstellungsverfahren versteht es sich, |In the representations according to FIGS. 2A to 2E, the various production stages in the production of an LED semiconductor structure are j door shown. With these manufacturing processes it goes without saying that |

: I: I.

daß, obwohl nur von einer einzigen Diffusion die Rede ist, gleich-! zeitig eine größere Anzahl von entsprechend eindiffundierten Zo- , nen gebildet wird, so daß in einem Herstellungsgang eine Vielzahl ;von LED-Bauelementen gebildet wird. Demgemäß wird bei Herstellung ίvon Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung die in Fig. 1 gezeigte Struktur in einer Reinigungslösung bestehend aus Phosphorsäure zunächst gereinigt um dann anschließend eine Aluminiumosxiddiffusionsmaske 5 durch Kathodenzerstäubung auf die Epitaxieschicht, wie in Fig, 2A gezeigt, aufzutragen. Anschließend wird Oxidschicht durch photolithographische Verfahren in eine entsprechende Maske umgewandelt, durch welche PN-Übergänge in die darunterliegenden Halbleiterbereiche eindiffundiert werden können, Obgleich an dieser Stelle Aluminiumoxidschichtmasken besonders erwähnt sind, versteht es sich, daß auch andere Maskenmaterialien ebenso gut Anwendung finden können wie z. B, Siliziummonoxid, Siliziumdioxid und Siliziumnitrid oder auch eine Kombination solcher Oxide, Als Ergebnis dieser angedeuteten Verfahrengänge ergibt sich ein Halbleiterplättchen, das eine Anordnung von einer größeren ,Anzahl von LED-Strukturen enthält.that, although only a single diffusion is mentioned, immediately-! a larger number of correspondingly diffused Zo-, NEN is formed so that a plurality of LED components are formed in one production process. Accordingly, when manufacturing ίof embodiments according to the invention that shown in FIG The structure is first cleaned in a cleaning solution consisting of phosphoric acid and then subsequently an aluminum oxide diffusion mask 5 to be applied by sputtering onto the epitaxial layer as shown in FIG. 2A. Then will Oxide layer converted into a corresponding mask by photolithographic processes, through which PN junctions in the underlying semiconductor regions can be diffused, although aluminum oxide layer masks especially at this point are mentioned, it goes without saying that other mask materials can be used just as well as, for. B, silicon monoxide, Silicon dioxide and silicon nitride or a combination of such oxides, as a result of these indicated process steps itself a semiconductor die that is an array of a contains larger, number of LED structures.

Im nächsten Verfahrensschritt wird ein Photoresistüberzug auf die Oxidschicht 5 aufgetragen, der belichtet und entsprechend behandelt wird, um definierte Diffusionsfenster in einer 5x7 Matrixanordnung zu erhalten, die für eine alphanumerische Anzeige geeignet ist (Fig. 3A). Zur Erstellung der Diffusionsfenster wird das Aluminiumoxid (Al3O3) in den hierfür vorgesehenen Oberflächenbereichen mit verdünnter Phosphorsäure geätzt. Nach diesem Ätzvorgang wird der verbleibende Photoresistschichtrest abgezogen undIn the next process step, a photoresist coating is applied to the oxide layer 5, which is exposed and treated accordingly in order to obtain defined diffusion windows in a 5 × 7 matrix arrangement which is suitable for an alphanumeric display (FIG. 3A). To create the diffusion window, the aluminum oxide (Al 3 O 3 ) is etched with dilute phosphoric acid in the surface areas provided for this purpose. After this etching process, the remaining photoresist layer residue is peeled off and

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die Halbleiterscheibe sorgfältig in entsprechenden Lösungen gereinigt und vor Anwenden des Diffusionsvorgangs bei etwa 500 0C getrocknet.the semiconductor wafer carefully cleaned in appropriate solutions and dried at about 500 ° C. before the diffusion process is used.

Um die genannten PN-tibergänge mit Hilfe des Diffusionsverfahrens zu erhalten, wird ein Verfahren unter Verwendung eines abgeschlossenen Behälters benutzt. Zur Vorbereitung eines derartigen Diffusionsverfahrens werden der Behälter, der Halbleiterhalter, die Verschlußstöpsel sowie die übrigen beteiligten Objekte für mehrere Stunden bei etwa 850 C aufgeheizt, um unter allen Umständen verbliebene Wasserrückstände zu beseitigen. Als Diffusionsquelle dient dann gepulvertes GaAs(Zn) worin der Zinkanteil etwa 20 3To the named PN-transition with the help of the diffusion process To obtain a procedure using a completed one Used container. In preparation for such a diffusion process, the container, the semiconductor holder, the The stopper and the other objects involved are heated at about 850 C for several hours, in order to be safe under all circumstances remove remaining water residues. Powdered GaAs (Zn) in which approximately the zinc content is used then serves as the diffusion source 20 3

2,45 χ 10 Atome/cm beträgt. Diese Substanz ist ebenfalls vor dem Diffusionsgang bei etwa 180 0C während einer Stunde getrocknet. Von dieser Substanz werden 600 mg in einem kleinen Tiegel am Ende des Quarz-Halbleiterscheibenhalters eingebracht. Die zur Diffusion vorgesehen Halbleiterscheibe und die Diffusionsquelle werden dann im Behälter eingesiegelt, wobei der Druck auf 2 χ 10 Torr herabgesetzt wird, und das Behältervolumen nach dem Versiegeln angenähert 15 cm beträgt. Dieser Behälter wird dann in einem Ofen auf etwa 650 0C während einer Stunde aufgeheizt, so daß das Zink in das Gallium-Arsenid-Phosphid eindiffundieren kann, um die PN-Übergänge der sich so ergebenden P-Zone 7 zu bilden; einer davon ist in Fig. 2A gezeigt. Der Tiefenabstand des Übergangs bei Anwendung eines solchen Diffusionsganges liegt jeweils in der Größenordnung von x. = 1,8 bis 1,9 um. Obgleich hier nicht besonders gezeigt, kann, falls erforderlich, unittelbar nach Anwendung des Diffusionsganges eine viertel-Wellenlänge-dicke Antireflexüberzugsschicht 6 wie z. B. Siliziumnitrid oder Siliziummonoxid oder dgl. auf die Halbleiterscheibe niedergeschlagen werden, um sowohl die Übergänge zu schützen als auch den Gesamtbetrag des jeweils von einem Übergang emittierten Lichtes zu erhöhen, so daß sich ein erhöhter Wirkungsgrad einstellt. Ein solcher Viertel-Wellenlängen-optischer Überzug kann außerdem für Zwecke der Passivation dienen. Ist jedoch das aufgetragene Oxid2.45 χ 10 atoms / cm. This substance is also dried at about 180 ° C. for one hour before the diffusion process. 600 mg of this substance are placed in a small crucible at the end of the quartz semiconductor wafer holder. The semiconductor wafer provided for diffusion and the diffusion source are then sealed in the container, the pressure being reduced to 2 × 10 Torr, and the container volume after sealing being approximately 15 cm. This container is then heated in an oven to about 650 ° C. for one hour so that the zinc can diffuse into the gallium arsenide phosphide in order to form the PN junctions of the resulting P zone 7; one of them is shown in Fig. 2A. The depth distance of the transition when using such a diffusion path is in each case in the order of magnitude of x. = 1.8 to 1.9 µm. Although not specifically shown here, if necessary, a quarter-wavelength-thick anti-reflective coating layer 6, such as e.g. B. silicon nitride or silicon monoxide or the like. Be deposited on the semiconductor wafer in order to protect both the junctions and to increase the total amount of light emitted by a junction, so that an increased efficiency is achieved. Such a quarter-wavelength optical coating can also be used for passivation purposes. However, is the oxide applied

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kein Passivationsüberzug, dann sollte der Brechungsindex dieser Viertel-Wellenlängenschicht angenähert η = 1,9 sein; wobei sowohl Siliziumoxid als auch Siliziumnitrid diese Bedingung erfüllen\ obgleich Aluminiumoxid und Siliziumdioxid gleichermaßen angewendet werden kann, aber nisht so wirkungsvoll. In jedem Falle wird jedoch ein passivierender überzug 6 auf der Halbleiterscheibe niedergeschlagen, und zwar oberhalb des Diffusionsmaskenüberzugs 5. Die sich ergebende Struktur ist in Fig, 2A gezeigt, aus der deutlich die eindiffundierte Zone 7 in der Gallium-Arsenid-Phosphid-Epitaxieschicht 1 zu entnehmen ist.no passivation coating, then the refractive index of this quarter-wavelength layer should be approximately η = 1.9; wherein satisfy both silicon oxide and silicon nitride, this condition \ although alumina and silica can be equally applied, but indistinguishable so effectively. In any case, however, a passivating coating 6 is deposited on the semiconductor wafer, specifically above the diffusion mask coating 5. The resulting structure is shown in FIG. 2A, from which the diffused zone 7 in the gallium arsenide phosphide epitaxial layer 1 is clearly shown can be found.

Im Gegensatz zu üblichen LED-Strukturen wo die N-Anschlüsse auf der Rückseite der Halbleiterscheibe gebildet sind, befinden sich die N-Anschlüsse gemäß vorliegender Erfindung auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe, 2u diesem Zweck wird eine N-Anschlußmaske auf die Halbleiterscheibe aufgetragen, wobei in einer Pho- :toresistschicht Löcher wie 7A angebracht sind, über die entsprechende Löcher in den dielektrischen Schichten 5 und 6 eingeätzt werden. Nach dem Ätzvorgang wird eine Silbertellur (AgTe)-Schicht 8A zusammen mit Anschlüssen 8 bei einem Druck von 2 χ 10 Torr aufgedampft, wobei das Substrat auf eine Temperatur von etwa 200 0C gehalten wird, um anschließend den Photoresist- und Metallüberzug hierauf zu entfernen« Anschließend erfolgt das Sintern der Kontakte 8 bei 575 0C für etwa 20 Minuten in einem Formiergas.j In Fig. 2B ist die Lage des N-Anschlusses in Beziehung zum PN-Übergang an der Zone 7 gezeigt.In contrast to conventional LED structures where the N connections are formed on the rear side of the semiconductor wafer, the N connections according to the present invention are located on the front side of the semiconductor wafer. For this purpose, an N connection mask is applied to the semiconductor wafer, wherein in A photoresist layer holes such as 7A are provided, through which corresponding holes are etched into the dielectric layers 5 and 6. After the etching process, a silver tellurium (AgTe) layer 8A together with connections 8 is vapor-deposited at a pressure of 2 × 10 Torr, the substrate being kept at a temperature of about 200 ° C., in order to subsequently remove the photoresist and metal coating thereon The contacts 8 are then sintered at 575 ° C. for about 20 minutes in a forming gas. In FIG. 2B, the position of the N connection in relation to the PN junction at zone 7 is shown.

Anschließend wird die Halbleiterscheibe wiederum mit einer positiven Photoresistschicht 50 überzogen und derart belichtet, daß sich parallele Anschlußfenster 11 und 12 zur P-Zone 7 ergeben, und zwar durch aufeinanderfolgendes Ätzen durch die dielektrischen Schichten 5 und 6. Nach Abschluß des Ätzvorgangs für die Anschlußöffnungen 11 und 12 werden die AgZn Anschlüsse 13 und 14 zusammen mit der Metallschicht 51 auf die Halbleiterscheibe bei einem Druck von 2 χ 10 Torr und mit einer Substrat-TemperaturThe semiconductor wafer is then again marked with a positive Photoresist layer 50 coated and exposed in such a way that parallel connection windows 11 and 12 to the P-zone 7 result, namely by successive etching through the dielectric layers 5 and 6. After completion of the etching process for the Connection openings 11 and 12 become the AgZn connections 13 and 14 together with the metal layer 51 on the semiconductor wafer at a pressure of 2 10 Torr and at a substrate temperature

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von etwa 200 0C aufgetragen. Anschließend erfolgt die Entfernung der Photoresistschichtreste sowie der überschüssigen Schichtteile des AgZn und dann das Sintern der P-Anschlüsse 13 und 14 bei etwa 575 0C während 30 Minuten in einem Formi« gebende Struktur ist in Fig. 2D gezeigt.from about 200 0 C applied. Followed by removal of the photoresist layer remains and the excess parts of the layer takes place of AgZn and then sintering the P-terminals 13 and 14 at about 575 0 C during 30 minutes in a Formi "forming structure shown in Fig. 2D.

575 0C während 30 Minuten in einem Formiergas. Die sich dabei er-575 ° C. for 30 minutes in a forming gas. The

Die so erhaltene, und in Fig. 2D gezeigte Struktur kann mit einer 7000 Ä dicken Schicht aus Aluminium in einem Verdampfungsgang überzogen werden, wobei der Halbleiter bei einem Druck von 2 χ 10 Torr auf eine Substrattemperatur von 200 0C gehalten wird. Dieser Metallüberzug wird mit einem positivem Photoresistlack überzogen, der dann belichtet und entwickelt wird, um das gewünschte Leitungszugmuster zu erhalten. Anschließend *"'rd das Aluminium unter Anwendung einer verdünnten Lösung von Phosphorsäure und Essigsäure unterätzt, gefolgt von einem Reinigungsgang mit Hilfe von Wasser, um anschliefend das Aluminium für 20 Minuten bei 450 0C in einem Formiergas zu sintern. Das sich ergebende Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3A in vereinfachter Form in Draufsicht gezeigt, um das Leitungszugmuster mit den peripheren Anschlußpunkten 15 deutlich hervorzuheben.The structure thus obtained and shown in FIG. 2D can be coated with a 7000 Å thick layer of aluminum in an evaporation process, the semiconductor being held at a pressure of 2 10 Torr to a substrate temperature of 200 ° C. This metal coating is coated with a positive photoresist which is then exposed and developed to obtain the desired wiring pattern. Subsequently, the aluminum is undercut using a dilute solution of phosphoric acid and acetic acid, followed by a cleaning cycle with the aid of water, in order to subsequently sinter the aluminum for 20 minutes at 450 ° C. in a forming gas. The resulting exemplary embodiment of the invention is shown in simplified form in plan view in FIG. 3A in order to clearly emphasize the line run pattern with the peripheral connection points 15.

Solcher Art hergestellte LED-Strukturen sind für eine wirkungsvolle und leicht zu bewerkstelligende Anbringung von Halbleiterscheiben an transparenten oder nichttransparenten Substraten je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck geeignet. Der Gebrauch von transparenten Substraten ist besonders zweckmäßig, da hiermit gleichzeitig eine Schutzfrontabdeckung bereitgestellt wird. Die "Flip-Chip" Technik, wie sie vorteilhafterweise verwendet wird, benutzt Lotkügelchenanschlusse wie in der USA-Patentschrift 3 495 133 beschrieben. Die Lötkügelchen-Anschlußtechnik erfolgt auf einem Leitungszugmuster des Substrats, wie es ebenfalls in dieser USA-Patentschrift beschrieben ist. Um jedoch das dort beschriebene Anschlußverfahren für die Zwecke vorliegender Erfindung anzupassen, sind neue kontaktmetallurgische Techniken entwickelt worden. Es wird jedoch hergehoben, daß die LED-LED structures made in this way are effective and easy to accomplish attachment of semiconductor wafers to transparent or non-transparent substrates depending suitable for the intended purpose. The use of transparent substrates is particularly expedient because it is herewith at the same time a protective front cover is provided. The "flip-chip" technique, as used to advantage, uses solder ball connections as in the United States patent 3,495,133. The solder ball termination technique is done on a trace pattern of the substrate, as is it is described in this United States patent. However, to use the connection method described there for the purposes of the present Adapting the invention, new contact metallurgical techniques have been developed. However, it is emphasized that the LED

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Struktur gemäß vorliegender Erfindung insofern aus dem üblichen Rahmen fällt als sie einseitig orientiert ist, d. h, alle PN-Übergänge, Anschlüsse, Leitungszugmuster und Anschlußkontakte befinden sich auf ein und derselben Seite des Halbleiterplättchens, so daß der N-Anschluß an die niedrigst dotierte GaAsP Epitaxieschicht 1 anzubringen ist. Um gute ohmische Anschlußkontakte an die erfindungsgemäße Struktur anzubringen, lassen sich Goldverbindungen nicht anwenden, da dieses Metall nicht mit Aluminium verträglich ist. Dementsprechend bestehen die benuzten Kontaktlegierungen aus Silbertellur (1 %) , d. h, AgTeQ _.., für den N-Anschluß und Silber-Zink (2 %), d, h, AgZn_ _o, für den P-Anschluß.Structure according to the present invention is out of the ordinary in that it is unilaterally oriented; That is, all PN junctions, connections, line pattern and connection contacts are located on one and the same side of the semiconductor die, so that the N connection is to be attached to the lowest doped GaAsP epitaxial layer 1. In order to apply good ohmic connection contacts to the structure according to the invention, gold connections cannot be used, since this metal is not compatible with aluminum. Accordingly, the contact alloys used consist of silver tellurium (1%), i. h, AgTe Q _ .., for the N connection and silver-zinc (2%), d, h, AgZn_ _ o , for the P connection.

Im Gegensatz zu montierten Bauelementen, die entsprechend konventioneller Technik hergestellt sind und üblicherweise aus diskreten Bauelementen bestehen, deren Herstellung natürlich einen beträchtlichen Aufwand erfordert, läßt sich die Struktur gemäß der Erfindung mit Hilfe von "Flip-Chip"-Techniken herstellen, die sich leicht monolithischen integrierten Halbleiterschaltungen anpassen lassen, da ja alle LED-Strukturen im gleichen Halbleiterscheibchen gebildet sind. Derartige Lichtanzeigen lassen sich für Anzeigezwecke, numerische Datenanzeigen, Datensichtgeräte usw. anwenden, indem durch geeignete Anordnung von PN-Übergängen in einem Raster alphanumerische Zeichen oder andere Symbole darstellbar sind.In contrast to assembled components, which are correspondingly more conventional Technique are made and usually consist of discrete components, the production of course a considerable Requires effort, the structure according to the invention can be produced with the aid of "flip-chip" techniques, which can Can easily be adapted to monolithic integrated semiconductor circuits, since all LED structures are in the same semiconductor wafer are formed. Such light displays can be used for display purposes, numerical data displays, data display devices, etc. in that alphanumeric characters or other symbols can be represented by suitable arrangement of PN junctions in a grid.

Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich ein alphanumerisches Anzeigehalbleiterscheibchen mit einer 5 χ 7 - Matrix von PN-übergängen wie in Fig. 3A gezeigt darstellen, wo die Anzeige des Buchstaben E durch entsprechende Schraffur der Anschlußmetallurgie angedeutet ist, indem die zugeordneten LED-Strukturen entsprechend vorgespannt werden. Die perspektivische Querschnittsdarstellung in Fig. 3E zeigt einen Querschnitt längs der Linie 3B-3B der Fig. 3A. In Fig. 4 ist das LED-Halbleiterplättchen auf einem transparenten Substrat z. B. Glas angebracht, indem die Flip-Anbringungstechnik der genannten USA-Patentschrift 3 495 133 Anwendung findet.Using the method according to the invention, an alphanumeric display semiconductor wafer with a 5 × 7 matrix can be produced of PN junctions as shown in Fig. 3A, where the display of the letter E is represented by corresponding hatching of the terminal metallurgy is indicated by the associated LED structures being biased accordingly. The perspective Cross-sectional view in FIG. 3E shows a cross-section along the line 3B-3B of FIG. 3A. In Fig. 4 is the LED die on a transparent substrate e.g. B. Glass attached using the flip attachment technique of the aforementioned U.S. patent 3 495 133 applies.

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In gewissen Anwendungsfällen kann es erforderlich sein, das HaIbleiterplättchen auf einem Substrat entweder direkt oder in einer Rasterform anzubringen. Werden so z. B. große Raster von LED-Strukturen bereitgestellt, dann kann es wünschenswert sein, als Substrat eine Vielschichtkeramik anzuwenden, um die Rasteranordnung zweckentsprechend mit elektrischen Verbindungen auszustatten, wenn eine X-Y-Matrixadressierung nicht anwendbar ist; andererseits können auch im Falle von größeren Rasteranordnungen lediglich nichttransparente, wärmeableitende Substrate Anwendung finden. Dies gilt sowohl für diskrete als auch für monolithisch integrierte LED-Halbleiterstrukturen. Im Falle von monolithischen Strukturen läßt sich eine große LED-Matrix z, B. mit den Abmessungen 10 χ 10 oder 15 χ 15 auf einem relativ kleinen Halbleiterscheibchen zweckmäßig unterbringen, indem die Anschlußlötstellen wie in Fig, 2E gezeigt, direkt unterhalb der N-Kontakte 21 untergebracht werden und die Lötanschlüsse 22 und 23 direkt oberhalb eines metallischen Übergangs, anstatt wie in Fig. 3A gezeigt, rund um die Peripherie des Halbleiterscheibchens. In dieser Weise unter Verwendung von Vielschichtkeramik läßt sich eine größere Anzahl von Eingangs-Ausgangsordnungen leicht anschließen, bzw. hat man leicht Zugang hierzu, was anderenfalls garnicht möglich wäre. Dies bedingt jedoch, daß das Licht von der Rückseite des LED-Halbleiterscheibchens abgestrahlt wird. Gemäß vorliegender Erfindung sind Verfahren entwickelt worden, um dies mit Hilfe diskreter und monolithischer Halbleiterscheibchen zu erzielen.In certain applications it may be necessary to use the semiconductor plate to be attached to a substrate either directly or in a grid form. Will z. B. large grids of LED structures provided, then it may be desirable to use a multilayer ceramic as the substrate to the grid arrangement appropriately equip with electrical connections if X-Y matrix addressing is not applicable; on the other hand can only be used in the case of larger grid arrangements nontransparent, heat-dissipating substrates are used. This applies to both discrete and monolithically integrated LED semiconductor structures. In the case of monolithic structures, a large LED matrix, for example with the dimensions Place 10 χ 10 or 15 χ 15 on a relatively small semiconductor wafer by making the connection solder points as shown in Fig, 2E, are accommodated directly below the N contacts 21 and the solder terminals 22 and 23 directly above a metallic transition, instead of as shown in Fig. 3A, around the periphery of the semiconductor wafer. In this way, using multilayer ceramics, a Easily connect a larger number of input-output orders, or have easy access to them, which otherwise not at all it is possible. However, this means that the light is emitted from the rear of the LED semiconductor wafer. According to the present In the invention, methods have been developed to achieve this with the aid of discrete and monolithic semiconductor wafers achieve.

Es versteht sich, daß Licht nicht von der Rückseite eines Gallium-Arsenid-Phosphld-LED-Bauelements abgestrahlt werden kann, da das Licht in der abgestuften Zone und im Gallium-Arsenid-Substrat absorbiert wird. Das Verfahren zum Erzielen einer Lichtemission von der Rückseite besteht darin, entweder den Gallium-Arsenid-Substratbereich und die abgestufte Zone in diesem Bereich vollkommen zu entfernen oder selektiv ausgeätzte Gallium-Arsenid-Substrat- und abgestufte Zonenbereiche auf der Rückseite des Substrats in FormIt will be understood that light does not come from the back of a gallium arsenide phosphor LED device can be emitted because the light is absorbed in the stepped zone and in the gallium arsenide substrate will. The method of achieving light emission from the back is to either the gallium arsenide substrate area and to completely remove the stepped zone in that area or selectively etched gallium arsenide substrate and stepped zone areas on the back of the substrate in the form

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entsprechender Ausnehmungen anzubringen. Dies läßt sich mit Hilfe einer Anzahl von mechanisch-chemisch durchgeführten Verfahrensschritten erreichen. Darüberhinaus läßt sich dies außerdem vor Zerlegen der Halbleiterscheiben und nach Montieren der Halbleiterscheibchen in ihre jeweilige Position durchführen,appropriate recesses to be attached. This can be done with the help of achieve a number of mechanically-chemically carried out process steps. In addition, this can also be done Dismantle the semiconductor wafers and after mounting the semiconductor wafers in their respective position,

Fig. 5A zeigt ein Halbleiterscheibchen, das auf einem Substrat montiert worden ist, wobei das Halbleiterscheibchen eine Gallium-Arsenid-Phophid-Zone 1 besitzt, die epitaxial auf die abgestufte Zone 2 niedergeschlagen ist, die sich ihrerseits auf einem Gallium^ Arsenid-Substrat 3 befindet. Das Halbleiterbauelement ist auf dem Substrat 31 über die Lötanschlüsse 32 nach Art des in USA-Patent 3 495 133 beschriebenen Verfahrens montiert,5A shows a semiconductor wafer which has been mounted on a substrate, the semiconductor wafer having a gallium-arsenide-phosphide zone 1, which is epitaxially deposited on the stepped zone 2, which in turn is on a gallium ^ Arsenide substrate 3 is located. The semiconductor device is on the The substrate 31 is mounted over the solder terminals 32 in the manner of the method described in US Pat. No. 3,495,133,

Fig, 5B zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das ursprüngliche Gallium-Arsenid-Substrat 3 und die abgestufte Zone 2 so wie auch entsprechende Teile der Epitaxie Gallium-Arsenid-Phosphid-Schicht 1' entfernt worden sind. Die Entfernung dieser Schichtanteile geschieht in einem solchen Ausmaß, daß der Abstand zwischen dem PN-Übergang an der Unterseite der Zone 7 mit der Gallium-Arsenid-Phosphid-Epitaxieschicht 1' und der Rückseite der Schicht der Beziehung χ = 0,5/α genügt, worin α dem Absorptionskoeffizienten der ternären Gallium-Arsenid-Phosphid-Legierung bei Wellenlängen bis zu 70OO S entspricht.Fig. 5B shows an embodiment of the invention in which the original gallium arsenide substrate 3 and the stepped zone 2 as well as corresponding parts of the epitaxy gallium-arsenide-phosphide layer 1 'have been removed. The removal of this Layer portions happen to such an extent that the distance between the PN junction on the underside of the zone 7 with the Gallium arsenide phosphide epitaxial layer 1 'and the back of the Layer satisfies the relationship χ = 0.5 / α, where α is the absorption coefficient of the ternary gallium-arsenide-phosphide alloy at wavelengths up to 70OO S.

Fig, 5C illustriert ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Ausnehmungen durch die Rückseite des LED-Bauelements, und zwar jeweils im Bereich, der den eindiffundierten Zonen 7 gegen- ! überliegt, abgeätzt ist; wobei diese Ausnehmungen sich durch das ! ursprüngliche Gallium-Arsenid-Substrat 3* der abgestuften Zone 2' und entsprechende Bereichen der Gallium-Arsenid-Phosphid-Schicht ! T' hindurch erstrecken. Auch hier wiederum ist der Abstand zwischen der eindiffundierten Zone 7 und dem Grund der Ausnehmung aus-1 reichend, um wenigstens der Beziehung χ = 0,5/α zu genügen, worin α dem Absorptionskoeffizienten der Gallium-Arsenid-Phospid-ternären5C illustrates another exemplary embodiment of the invention, in which recesses are made through the rear side of the LED component, in each case in the area that opposes the diffused zones 7! is overlaid, etched away; whereby these recesses are characterized by the! original gallium arsenide substrate 3 * of the graded zone 2 ' and corresponding areas of the gallium arsenide phosphide layer! T 'extend through it. Here again the distance between the diffused zone 7 and the bottom of the recess 1 Removing sufficient to provide at least the relationship χ = 0.5 / α to satisfy, in which the absorption coefficient α of the gallium arsenide phosphide-ternary

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Legierungsschicht entspricht, und zwar bei einer Wellenlänge von 7000 8.Alloy layer, at a wavelength of 7000 8.

Gallium-Arsenid läßt sich chemisch entfernen oder ätzen mit Hilfe einer Anzahl von bekannten Ätzverfahren. Bei Gallium-Arsenid-Phosphid-ternären Epitaxie-Halbleiterscheiben gibt es Verfahrenstechniken, die den besonderen Vorzug besitzen, daß die Ätzung selektiv durchgeführt werden kann, d. h., daß das Gallium-Arsenid-Phosphid nicht angegriffen wird. Eine geeignete Ätzlösung für diesen Zweck besteht aus einer Zusammensetzung von AgNO3, CrO3 und HF bei 65 0C. Andererseits läßt sich die Schichtbeseitigung zunächst mit einer Mischung von Chlornatron oder Natriumcarbonat für anfängliche schnelle Schichtbeseitigung durchführen, wobei die Anwendung einer Lösung von Wasserstoffperoxid und Ammoniak für die anschließende langsame Schichtbeseitigung und die abschließende Verfeinerung erfolgt. Ein ähnliches Verfahren läßt sich für das selektive Ätzen von Ausnehmungen in der Rückseite anwenden, indem eine aufgestäubte Siliziumoxidätzmaske gebraucht wird, die mit Löchern oberhalb der eindiffundieten Zone versehen ist.Gallium arsenide can be chemically removed or etched using a number of known etching techniques. In the case of gallium arsenide phosphide ternary epitaxial semiconductor wafers, there are process technologies which have the particular advantage that the etching can be carried out selectively, that is to say that the gallium arsenide phosphide is not attacked. A suitable etchant for this purpose consists of a composition of AgNO 3, CrO 3, and HF at 65 0 C. On the other hand, the layer removal can be initially carried out with a mixture of Chlornatron or sodium carbonate for initial rapid layer removal, the application of a solution of hydrogen peroxide and Ammonia for the subsequent slow layer removal and final refinement takes place. A similar method can be used for the selective etching of recesses in the rear side by using a sputtered silicon oxide etching mask which is provided with holes above the diffused zone.

Der effektive lichtemittierende Bereich läßt sich außerdem durch die rückseitige Emission gemäß vorliegender Erfindung noch steigern, und zwar speziell für Sichtdarstellungen. Bei einem gefertigtem Ausführungsbeispiel ist ein PN-Übergang in einen Zentral-The effective light-emitting area can also be increased by the rear-side emission according to the present invention, specifically for visual presentations. In a manufactured embodiment, a PN junction is in a central

2 bereich mit den Abmessungen 0,28 mm χ 0,28 mm eines 0,2 cm großen Bauelement eindiffundiert worden, das bei Vorwärtsvorspannung bei der rückseitigen Abstrahlung eine vergrößerte effektive Lichtemissionsfläche zeigt, und zwar auf Grund einer Kantenemission, die in dieser Weise bei üblicher Frontemission nicht auftritt. Daraus ergibt sich angenähert eine zehnfache Steigerung in der effektiven Abstrahlungsfläche. Dies ist vorteilhaft bei Konstruktion großer Sichtanzeigeanordnungen bei hoher Dichte, so daß die Totalanzahl der benötigten LED-Bauelemente reduziert wird, um die Gittererfordernisse herabzusetzen. Im wesentlichen aufgrund dieser vergrößerten Emissionsfläche lassen sich2 area with the dimensions 0.28 mm χ 0.28 mm of a 0.2 cm large component has been diffused, which with forward bias shows an enlarged effective light-emitting area in the case of the rear-side emission, due to an edge emission, which does not occur in this way with normal front emission. This results in an approximately tenfold increase in the effective radiating area. This is beneficial in the construction of large display assemblies at high density so that the total number of LED components required is reduced to reduce the grid requirements. Essentially because of this enlarged emission area,

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die LED-Bauelemente weiter auseinanderechieben. Außerdem lassen sich monolithische oder diskret hergestellte LED-Bauelemente mit rückseitiger Emission entsprechend der Erfindung zusammen mit monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen gebrauchen, um so die erforderlichen Steuerspannungen zum Betreiben der LED-Bauelemente zu erhalten. Da die LED-Bauelemente und die hierzu benötigten Treiber aus unterschiedlichen Substanzen bestehen z, B. IIIjV™ Materialien und Silizium liegt grundsätzlich eine Unverträglichkeit vor. Dank der rückseitigen LED-Emission gemäß der Erfindung v/ird diese grundsätzliche Unverträglichkeit jedoch überwunden. Bei Verwendung von rückseitigen emittierenden LED-Bauelementen mit den Lötanschlußpunkten wie in Fig. 2E gezeigt können die Treiberschaltungen in Siliziumsubstrate integriert werden, deren Eingangs- und Ausgangsanschlußkontakte auf derjenigen Oberfläche des Substrats zu liegen kommen, deren Lage den Eingangs- und Ausgangslötanschlüssen des LED-Bauelements entspricht. Auf diese Weise lassen sich die Eingangs- und Ausgangslötanschlusse des LED-Bauelements mit Hilfe der "Flip-Chip"-Technik an die Anschlußfahnen der jeweiligen monolithisch integrierten Siliziumtreiberschaltung anschließen,push the LED components further apart. In addition, monolithic or discretely produced LED components with rear emission according to the invention can be used together with monolithically integrated semiconductor circuits in order to obtain the necessary control voltages for operating the LED components. Since the LED components and the drivers required for them consist of different substances, e.g. III j V ™ materials and silicon, there is fundamentally an incompatibility. However, thanks to the rear LED emission according to the invention, this fundamental incompatibility is overcome. When using rear emitting LED components with the solder connection points as shown in FIG. 2E, the driver circuits can be integrated into silicon substrates, the input and output connection contacts of which come to lie on the surface of the substrate whose position corresponds to the input and output solder connections of the LED component is equivalent to. In this way, the input and output soldering connections of the LED component can be connected to the terminal lugs of the respective monolithically integrated silicon driver circuit with the aid of "flip-chip" technology,

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Claims (5)

.-is- 2517973.-is- 2517973 PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Lichteinittierende-Dioden (LED)-Bauelement, bestehend aus einem N-leitenden GaAs^ „P -Halbleiter mit Werten von X zwischen 10 und 42 %, vorzugsweise oberhalb von 35 %, und mindestens einem ohne Zerstörung oder Schädigung des entsprechenden Halbleiteroberflächenbereichs eingebautem PN-Übergang, wobei alle Elektroden unter Gewährleistung guter galvanischer Verbindung zu den Halbleiterzonenf insbesondere durch Verwendung einer AgQ ggTe0 0--Legierung zur Kontaktierung der N-Halbleiterzonen und einer AgQ g8 ZnQ O2-Legierung zur Kontaktierung der P-Halbleiterzonen auf ein und derselben Seite, nämlich der P-Zonen-Seite des das LED-Bauelement bildenden Halbleiterplättchens Hegen, dadurch gekennzeichnetf daß jeweils der Abstand b zwischen PN-Übergang und hierzu parallel verlaufender, zur Lichtabstrahlung dienender und der in den GaAsP-HaIbleiter (1) eingebrachten P-Zone (7) gegenüberliegenden Halbleiterplättchen-Oberfläche der Gleichung b/lcmj = 0,5/a genügt, wobei adem Absorptionskoeffizienten des GaAsP-Halbleiters (1) bis zu 7000 8 entspricht,Light-emitting diode (LED) component, consisting of an N-conducting GaAs ^ "P -semiconductor with values of X between 10 and 42%, preferably above 35%, and at least one PN built-in without destroying or damaging the corresponding semiconductor surface area Transition, with all electrodes ensuring a good galvanic connection to the semiconductor zones f, in particular by using an Ag Q g gTe 0 0 alloy for contacting the N semiconductor zones and an Ag Q g8 Zn Q O2 alloy for contacting the P semiconductor zones one and the same side, namely the P-zone side of the LED device-forming semiconductor die Hegen, characterized f that in each case the distance b between the PN junction and this of parallel, serving for light radiation and in the GaAsP HaIbleiter (1 ) introduced P-zone (7) opposite semiconductor wafer surface of the equation b / lcmj = 0.5 / a is sufficient, where adem absorption coefficient the coefficient of the GaAsP semiconductor (1) corresponds to up to 7000 8, 2. LED-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der GaAsP-Halbleiter aus einer über einer Zwischenepitaxieschicht (2) mit bis auf 0 abnehmenden P-Anteil angebrachten Epitaxieschicht (1) auf einem GaAs-Substrat (3) besteht, das zumindest jeweils in Bereichen unterhalb der in die GaAsP-Epitaxieschicht (1) eingebrachten P-Zonen (7) weggeätzt ist.2. LED component according to claim 1, characterized in that that the GaAsP semiconductor consists of an over an intermediate epitaxial layer (2) with an epitaxial layer (1) applied on a GaAs substrate with the P component decreasing to 0 (3) consists, at least in each case in areas below the P-zones introduced into the GaAsP epitaxial layer (1) (7) is etched away. 3. LED-Bauelement nach Anspruch und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionstiefe der P-Zone (7) etwa 1,8 bis 1,9 um beträgt.3. LED component according to claim and / or claim 2, characterized in that the diffusion depth of the P-zone (7) is approximately Is 1.8 to 1.9 µm. 4. LED-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenseite des Halbleiterplätt-4. LED component according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the surface side of the semiconductor wafer FI 973 084FI 973 084 509881/0697509881/0697 chens (11) mit eindiffundierter P-Zone (7) mit einem Antireflexbelag (6), wie einer Siliziumnitrid- oder Siliziummonoxidschicht/ mit λ/4-Dicke, bezogen auf die Wellenlänge des abgestrahlten Lichts, überzogen ist.chens (1 1 ) with diffused P-zone (7) with an anti-reflective coating (6), such as a silicon nitride or silicon monoxide layer / with λ / 4 thickness, based on the wavelength of the emitted light, is coated. 5. LED-Bauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vollständig entferntes Substratmaterial.5. LED component according to claim 2, characterized by completely removed substrate material. FI 973 084FI 973 084 50988 1 /069750988 1/0697
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