EP2628191A1 - Method for producing a semiconductor layer sequence, radiation-emitting semiconductor chip, an optoelectronic component - Google Patents

Method for producing a semiconductor layer sequence, radiation-emitting semiconductor chip, an optoelectronic component

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EP2628191A1
EP2628191A1 EP11763943.5A EP11763943A EP2628191A1 EP 2628191 A1 EP2628191 A1 EP 2628191A1 EP 11763943 A EP11763943 A EP 11763943A EP 2628191 A1 EP2628191 A1 EP 2628191A1
Authority
EP
European Patent Office
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semiconductor layer
layer
layer sequence
semiconductor
radiation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11763943.5A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Hertkorn
Tetsuya Taki
Jürgen OFF
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Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of EP2628191A1 publication Critical patent/EP2628191A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L33/22Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a semiconductor layer sequence, in particular a
  • a semiconductor layer sequence for a radiation-emitting semiconductor chip for example a thin-film light-emitting diode chip, as well as the radiation-emitting semiconductor chip produced by the method and a
  • Optoelectronic component such a
  • the method according to the invention relates to the production of a semiconductor layer sequence which has a microstructured outer surface and is based on nitride compound semiconductor material. It includes the following
  • the semiconductor layer sequence is separated from the substrate by a separation zone of the semiconductor layer sequence is at least partially removed (that is, in particular decomposed or
  • the microstructuring of the first semiconductor layer in particular the outer surface of the first semiconductor layer, takes place, and the microstructured outer surface of the semiconductor layer sequence is formed.
  • nitride compound semiconductor material is produced in particular epitaxially, and which regularly has a layer sequence of several different individual layers, at least one single layer containing a material of nitride compound semiconductor material.
  • the semiconductor layer sequence which is produced in particular epitaxially, and which regularly has a layer sequence of several different individual layers, at least one single layer containing a material of nitride compound semiconductor material.
  • an active layer contained in the semiconductor layer sequence can also comprise or consist of a nitride compound semiconductor material. According to an embodiment, all layers of the membrane can also be used, with the exception of the etching stop layer
  • Semiconductor layer sequence consist of or comprise the nitride compound semiconductor material.
  • microstructured means that on the microstructured surface, i. H. the outer surface of the
  • microstructuring is chemically generated, in particular by virtue of the fact that chemical
  • Reaction structures are introduced into the surface to be structured, or - if in the zu
  • the microstructures can be relief or trench-like; in particular, however, it may be a structure based essentially on regular polyhedral structures or structures derived from polyhedra. In particular, such polyhedra in
  • Etch stop layer facing base surface or the interface with adjacent structural elements.
  • This separation takes place in a separation zone of the semiconductor layer sequence which is at least partially removed, in particular decomposed.
  • the technique is first of all to determine the roughening times experimentally in order, on the one hand, to the greatest extent possible, the desired outcoupling structures, in particular crystal facets,
  • the etch stop layer provided according to the invention therefore represents a targeted safeguard against excessively strong etching of the semiconductor layer sequence, with which, in particular, etching of layers other than the first layer of the
  • Semiconductor layer sequence can be prevented or at least greatly reduced. Consequently, the proportion of non-functional components or semiconductor layer sequences can be significantly reduced, although the length of the roughening time (or the exposure time of the etching medium) can be chosen so that the resulting microstructure (or the radiation decoupling structure)
  • Extraction efficiency of the component is optimal. Based on the total number of simultaneously produced
  • Semiconductor layer sequences sets themselves by the lower proportion of non-functional components a better yield, even if the extraction efficiency of the individual radiation-emitting semiconductor layer sequence is not increased compared to a semiconductor layer sequence produced according to the prior art.
  • composition according to the above formula may, for example, one or more
  • Quantities of other substances can be replaced and / or supplemented.
  • Semiconductor layer sequence may be formed from the compound semiconductor material AlGalnN. This
  • Semiconductor material is especially for light emitting diodes
  • a part of the emitted primary radiation can be converted by means of a luminescence conversion substance into a
  • a conventional pn junction for example, a conventional pn junction, a
  • quantum well structure encompasses in particular any structure in which
  • quantum well structure does not include information about the dimensionality of the quantization.
  • Quantum dots and any combination of these structures.
  • the first layer of the semiconductor layer sequence (ie the layer which is later patterned with the etchant) comprises or consists of In x Ga x -x N, where 0 ⁇ x ⁇ 1 and may, for example
  • Gallium nitride or include this.
  • Gallium nitride GaN and indium gallium nitride In x Ga x N are especially so especially good because with these
  • a ceramic etch stop layer of silicon nitride particularly good results can be achieved.
  • the etch stop layer used according to the invention is in particular formed from a conductive material.
  • the material is the
  • Etch stop layer to a material by the etchant, in particular a wet chemical etchant such as
  • etch stop layer is removed by the etchant, in particular a wet-chemical etchant, is at least a factor of 20, but is usually at least 100 times smaller than the speed the semiconductor material of the first layer of
  • Semiconductor layer sequence is removed.
  • this is understood to mean the removal rate of In x Gai- x N in the region of the crystal defects or amorphous structures (that is to say in particular to the formation of crystal facets), which is approximately in the range of 200 -300 nm per
  • Etching stop layer is thin enough, so ceramic materials such. Silicon oxide also the specification of the conductivity (in the lateral direction, ie transversely to
  • the etch stop layer may comprise, for example, silicon nitride, silicon dioxide and / or magnesium nitride or
  • a silicon nitride layer may be formed by using a
  • Silane (for example, S1H 4 ) and ammonia are generated and a magnesium nitride layer by using Cp 2 Mg and an N 2 source to which O 2 is added. Accordingly, silicon oxide layers as well as layers of other ceramic materials can be obtained.
  • Etch stop layer has a thickness that is less than or equal to 5 nm. In particular, the thickness can be greater or less
  • a layer thickness of up to 1 nm will be useful. In particular, by means of such a layer thickness ensures that a "Durchharten the first
  • Etch stop layer can effectively prevent etching of the further layers of the semiconductor layer sequence.
  • the thickness of the etch stop layer is understood to be the average or average thickness of the etch stop layer, which is determined, for example, by evaluation of TEM images (transmission electron micrographs) of a layer sequence segment represented by a lateral
  • Section through the layer sequence was obtained can be determined.
  • the layer thickness can be influenced to such an extent that, on the basis of empirical investigations, the exposure time of the films used for the
  • Semiconductor layer sequence covers the etch stop layer formed on the first layer, the underlying first
  • the first layer is associated with the Etch stop layer are covered. However, more than 90%, for example more than 98%, of the first layer may also be covered. If there is no complete coverage, the areas of the first layer that are not covered by the etch stop layer are usually distributed irregularly across the interface. The size of the areas not covered by the etching stop layer also varies.
  • the cause of such a non-completely occluding etch stop layer may be in the deposition process which, when in situ during epitaxy of the
  • Semiconductor layer sequence takes place (unlike, for example, in a deposition method using Atomic Layer
  • Etch stop layer can be determined, for example, in that, in the case of a finished semiconductor layer sequence, first the (microstructured) first layer is largely removed by means of a mechanical method or
  • the exposure time of the etching medium can be so short on the semiconductor layer sequence, that although the remaining remnants of the first layer of
  • the training in size and arrangement of regular etch stop layer-free areas can by means of
  • Photolithographic process can be achieved. However, this requires that the application of the etch stop layer or the introduction of the etch stop layer-free areas can not be done in situ with the epitaxial method, but that the corresponding steps must be performed ex situ. Accordingly, such a method is also more complex.
  • etch stop layer-free regions can be advantageous, in particular against the background, in that the further layers of the semiconductor layer sequence applied in method step C) are deposited on the surface of the first layer which is exposed in these regions
  • Semiconductor layer sequence can be epitaxially grown epitaxial and by means of epitaxial lateral overgrowth
  • overgrowth of a completely closed silicon nitride layer can be easily achieved by using AlGaN or AlN or other aluminum-containing layers
  • an overgrowth with non-aluminum-containing layers is possible.
  • a sapphire substrate is used as a growth substrate according to the application. This is in a big way
  • Wavelength range for electromagnetic radiation well-permeable which, for example, in terms of
  • Material of the separation zone for example of gallium nitride or indium gallium nitride, is of importance.
  • a growth substrate but also from another
  • Be formed material for example, silicon carbide or silicon.
  • a buffer layer can be applied to the substrate.
  • Such a buffer layer may serve to provide an optimal growth surface for subsequent growth of the layers
  • decomposed separation zone is either a part of the first layer of the semiconductor layer sequence or one between the first layer and the substrate
  • the separation zone comprises nitride compound semiconductor material or consists thereof, wherein the nitride compound semiconductor material is usually decomposed such that gaseous nitrogen is formed.
  • this is particularly preferably a laser Abhebe method (also called laser Liftoff short). Also an ion implantation, in which in
  • Separation zone for example, H + ions or noble gas ions are introduced, which subsequently form small gas bubbles and after heat treatment larger bubbles, which allow separation of the substrate, is possible.
  • the semiconductor layer sequence at the separating surface may be a part of the substrate downstream of the separating surface as viewed from the substrate
  • Semiconductor layer sequence have increased defect density.
  • the separation zone is often gallium nitride or essentially comprises only gallium nitride. On the separation surface of the semiconductor layer sequence then often remain anisotropic
  • residues remain on the separating surface of the semiconductor layer sequence, they can be completely or at least largely removed by means of a pre-etching step carried out before step E).
  • a pre-etching step carried out before step E.
  • the residues are at least largely eliminated. These residues remain after the separation step first on the
  • Separation surface as a continuous, island-like or reticulate layer or structures.
  • regions of the semiconductor layer sequence can also already be etched to different extents, so that a roughening of the separating surface of the semiconductor layer sequence already results from this.
  • the method according to the invention now has the advantage that even in the region in which residues are initially present, an optimum formation of an etching structure can be obtained without the etching being so extensive in the regions in which no residues existed from the beginning in that the first semiconductor layer is the
  • the pre-etching step can also be omitted if, during the separation of the semiconductor layer sequence from the growth substrate, only insignificant residues remain on the separation surface or these can be removed anyway with the etchant according to step E) without the intention thus intended
  • the first layer is etched by etching
  • the etchant can thereby be selectively etched.
  • the gaseous etchant may be a corrosive gas such as hydrogen or chlorine, which may be used at elevated temperatures, for example.
  • a wet-chemical etchant comes to be used at elevated temperatures, for example.
  • Alkali hydroxides are particularly preferred as the etchant.
  • the crystal facets formed can in particular form a pyramid-like structure.
  • the outer surface of the crystal facets formed can in particular form a pyramid-like structure.
  • a pyramid-like elevation is a polyhedron bounded by a mantle, a bottom and a top surface.
  • the lateral surface has at least three
  • Etch stop layer facing base surface or the interface with adjacent pyramids.
  • the method can be carried out in particular such that the nitride compound Semiconductor material is consumed so that the 000-1- crystal face, ie the N-face of the nitride grating faces the substrate.
  • the etching step therefore, the N-face of the semiconductor layer sequence is etched, which is possible for example by means of alkali metal hydroxide.
  • the Ga-face of the grating does not or only in such an etching step
  • Mirror layer can be done before or after the microstructuring and before or after the separation of the substrate.
  • An electromagnetic radiation emitting semiconductor chip manufactured according to the method according to the invention has at least one epitaxially produced one
  • the semiconductor layer sequence also has a
  • Semiconductor layers contains a nitride compound semiconductor material.
  • the radiation-emitting semiconductor chip may further comprise one or more features described above with respect to the method. As a radiation-emitting semiconductor chip comes
  • a thin-film light-emitting diode chip is characterized in particular by the following characteristic features:
  • Epitaxial layer sequence is applied or formed a reflective layer, which reflects back at least a part of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence;
  • the epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 ⁇ or less, in particular in the range of 10 ⁇ on;
  • the epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, results in an approximately ergodic distribution of the light in the
  • a thin-film LED chip is a Lambertian surface emitter to a good approximation and is therefore suitable particularly well for the application in a headlight.
  • the invention is basically not restricted to the use of the semiconductor layer sequence in a thin-film light-emitting diode chip, but can basically be used wherever epitaxially produced and detached from the growth substrate
  • the radiation-emitting semiconductor chip according to the application which may, for example, be a thin-film light-emitting diode chip, may be contained in particular in an optoelectronic component.
  • the latter may have a contact pad on the microstructured outer surface
  • a contact metallization for the electrical connection of the semiconductor layer sequence.
  • conventionally known metallization layers are suitable.
  • a contacting of the microstructured side opposite side of the semiconductor layer sequence can take place, which then allows a flip-chip design.
  • Size ratios of the constituents and in particular of the layers with one another are not to be regarded as true to scale.
  • FIGS. 1A to 1F show a schematic representation of a
  • FIG. 2 an SEM image of a microstructured one
  • FIGS. 3A and 3B SEM images of a microstructured one
  • a GaN buffer layer 2 which can optionally also be Si-doped, is initially provided on a growth substrate 1, for example made of sapphire, Sic or Si, by means of MOVPE, and a Si-doped GaN.
  • a growth substrate 1 for example made of sapphire, Sic or Si, by means of MOVPE, and a Si-doped GaN.
  • Contact layer 3 grown.
  • the 000-1 crystal face (N face of the hexagonal nitride lattice) is usually turned towards the sapphire growth substrate.
  • the contact layer 3 which is generally in the context of the present application as "first
  • Silicon nitride layer as etch stop layer 4 with a Thickness of 0.5 nm generated (see Figure 1A).
  • etch stop layer 4 Magnesium nitride layer are deposited. Subsequently, further semiconductor layers are applied to the etch stop layer 4 by means of MOVPE. These are in particular (a) a Si-doped GaN cover layer 5, (b) a
  • electromagnetic radiation (in particular green or blue light) generating layer 6 having a multi-quantum well structure with a plurality of InGaN quantum wells and GaN barriers between them and (c) a p-doped AlGaN capping layer 7 (see FIG. 1B).
  • a further p-doped GaN layer may follow the cover layer 7 (not shown).
  • a metallic mirror layer 8 is subsequently applied to the semiconductor layer sequence 10, and the electromagnetic radiation generated in the active layer 6 is returned to the semiconductor layer sequence 10 or toward the later microstructured outer surface
  • mirror material is suitable
  • an electrically conductive carrier body 9 which may be formed for example of silicon, gallium arsenide, germanium or molybdenum. This can be done for example by eutectic bonding, soldering or gluing.
  • the sapphire substrate 1 by means of a laser lift-off process, which is indicated in Figure IC by the arrows 20, are separated.
  • the buffer layer 2 is decomposed in such a way that
  • a corresponding laser lift-off method is for example in the
  • Radiation source for the laser lift-off method for example, a laser radiation source with a
  • Wavelength can be used in the range between 350 nm and 360 nm or shortwave.
  • the remaining contact layer 3 is subsequently exposed to an etchant 30 which etches away the GaN material (compare FIG. 1D).
  • alkali metal hydroxide is preferably used as etchant.
  • the etching step becomes different
  • etching traces are detected. These etching traces result from the different
  • the structuring obtained with the method according to the application therefore has etching traces, in particular in the area of the surfaces which are not 000-1 crystal surfaces.
  • the entire buffer layer 2 is decomposed during the laser lifting process, so that it represents a separation zone or separation layer.
  • the buffer layer 2 and the laser lift-off method can be coordinated so that only a part of the
  • Buffer layer 2 or a part of the contact layer 3 are decomposed.
  • the microstructuring of the contact layer 3 produces a roughening on a scale which corresponds to the blue spectral range of the visible spectrum
  • Roughening structures are particularly in the
  • Figure 2 shows a surface of a contact layer 3 of GaN after an etching step with 30% KOH solution at about 70 ° C, in which the exposure time is 10 minutes optimally matched to the thickness of the cover layer, so that a substantially complete coverage of the Surface with crystal facets results and lying under the microstructured surface etching stop layer 4 is not visible.
  • the etching step was carried out much longer under the same conditions as mentioned above, for example, about 14 Minutes. It turns out that by longer etching between microstructured surface regions of the contact layer 3, the etch stop layer 4 can be partially recognized. Even more clearly than FIG. 3A, this shows the SEM image in FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG.
  • Contact layer 3 at least in the area adjacent to the buffer layer 2 region in comparison to the subsequent layers 5, 6 and 7 have increased defect density. Furthermore, the contact layer 3 at least at the
  • Dopant concentration of 1 x 10 cm to 1 x 10 cm have. This allows a simple production of an ohmic contact on the contact layer 3.
  • An electrical connection can subsequently be applied to the semiconductor layer sequence having a microstructured surface, in particular of (GaN) polyhedra, shown in FIG. 1C (FIG. 1F).
  • this is a bond pad 11, in particular a bond pad metallization for electrically connecting the n-side of
  • a contact layer 12 for the electrical connection of the light-emitting diode chip is applied before or after its connection to the semiconductor layer sequence 10.
  • the imple mentation form shown in Figure 1F may alternatively also by a for a flip-chip mounting
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, it encompasses any new feature as well as any combination of features, even if that feature or combination is included in the

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Abstract

The invention relates to a method for producing a semiconductor layer sequence, which is based on a nitride compound semiconductor material and which comprises a microstructured outer surface, to a semiconductor chip produced using said method, and to an optoelectronic component comprising such a semiconductor chip. The method has the following steps: A) growing at least one first semiconductor layer of the semiconductor layer sequence on a substrate; B) applying an etch-resistant layer on the first semiconductor layer; C) growing at least one further semiconductor layer on the layer sequence obtained in step B); D) separating the semiconductor layer sequence from the substrate, a separating zone of the semiconductor layer sequence being at least partly removed; E) etching the obtained separating surface of the semiconductor layer sequence by means of an etching means such that a microstructuring of the first semiconductor layer is carried out and the microstructured outer surface is formed.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge, strahlungsemittierender Halbleiterchip und Method for producing a semiconductor layer sequence, radiation-emitting semiconductor chip and
optoelektronisches Bauteil opto-electronic component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge, insbesondere einer The invention relates to a method for producing a semiconductor layer sequence, in particular a
Halbleiterschichtenfolge für einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip, beispielsweise einen Dünnschicht- Leuchtdiodenchip, sowie den mit dem Verfahren hergestellten strahlungsemittierenden Halbleiterchip und ein A semiconductor layer sequence for a radiation-emitting semiconductor chip, for example a thin-film light-emitting diode chip, as well as the radiation-emitting semiconductor chip produced by the method and a
optoelektronisches Bauteil, das einen derartigen Optoelectronic component, such a
strahlungsemittierenden Halbleiterchip umfasst. radiation-emitting semiconductor chip.
Zur Erhöhung der Extraktionseffizienz Nitrid-basierter LEDs und zur Erzeugung einer mikrostrukturierten Oberfläche einer dafür benötigten Halbleiterschichtenfolge wird häufig nach einem Laser-Liftoff-Schritt an der erhaltenen To increase the extraction efficiency of nitride-based LEDs and to produce a microstructured surface of a required semiconductor layer sequence is often after a laser lift-off step at the obtained
Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge ein Aufrauschritt mittels eines ätzenden Mediums durchgeführt. Es besteht aber ein Bedarf, die Extraktionseffizienz derart erhaltener Halbleiterschichtenfolgen weiter zu verbessern. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren und eine hiermit erzeugte strukturierte Surface of the semiconductor layer sequence performed a Aufrauschritt means of a corrosive medium. However, there is a need to further improve the extraction efficiency of semiconductor layer sequences thus obtained. It is therefore an object of the present invention to provide a method and a patterned fabric produced therewith
Halbleiterschichtenfolge anzugeben, bei dem die Specify a semiconductor layer sequence in which the
Extraktionseffizienz der strahlungsemittierenden Extraction efficiency of the radiation-emitting
Halbleiterschichtenfolge gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und/oder weniger für den gewünschten Einsatz nicht oder nur schlecht geeignete Halbleiterschichtenfolgen erhalten werden. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Unteransprüche, Beschreibung und Semiconductor layer sequence compared to the prior art is improved and / or less for the desired use or poorly suited semiconductor layer sequences are obtained. This object is solved by the subject matter of the independent claims. Subclaims, description and
Beispiele lehren vorteilhafte Aus führungs formen und Examples teach advantageous embodiments and
Weiterbildungen . Further education.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge, die eine mikrostrukturierte Außenfläche aufweist und auf Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial basiert. Es umfasst die folgenden The method according to the invention relates to the production of a semiconductor layer sequence which has a microstructured outer surface and is based on nitride compound semiconductor material. It includes the following
Schritte: Steps:
A) zunächst wird auf einem Substrat eine erste  A) First, on a substrate, a first
Halbleiterschicht der Halbleiterschichtenfolge Semiconductor layer of the semiconductor layer sequence
aufgewachsen; grew up;
B) nachfolgend wird auf diese erste Halbleiterschicht eine Ätzstoppschicht aufgebracht;  B) subsequently, an etching stop layer is applied to this first semiconductor layer;
C) auf der in Schritt B) erhaltenen Schichtenfolge wird zumindest eine weitere Halbleiterschicht aufgewachsen;  C) at least one further semiconductor layer is grown on the layer sequence obtained in step B);
D) die Halbleiterschichtenfolge wird vom Substrat getrennt, indem eine Trennzone der Halbleiterschichtenfolge zumindest teilweise entfernt (d. h. insbesondere zersetzt bzw.  D) the semiconductor layer sequence is separated from the substrate by a separation zone of the semiconductor layer sequence is at least partially removed (that is, in particular decomposed or
zerstört) wird; gets destroyed;
E) die durch den Trennschritt erzeugte Trennfläche der  E) the separation surface of the separation surface produced by the separation step
Halbleiterschichtenfolge wird mit einem Ätzmittel Semiconductor layer sequence is treated with an etchant
beaufschlagt, sodass die eine Mikrostrukturierung der ersten Halbleiterschicht, insbesondere der Außenfläche der ersten Halbleiterschicht, erfolgt und dabei die mikrostrukturierte Außenfläche der Halbleiterschichtenfolge gebildet wird. so that the microstructuring of the first semiconductor layer, in particular the outer surface of the first semiconductor layer, takes place, and the microstructured outer surface of the semiconductor layer sequence is formed.
"Auf Basis von Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial " bedeutet anmeldungsgemäß, dass die Halbleiterschichtenfolge, die insbesondere epitaktisch hergestellt wird, und die regelmäßig eine Schichtfolge aus mehreren unterschiedlichen Einzelschichten aufweist, mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial umfasst. Insbesondere umfasst die "Based on nitride compound semiconductor material" according to the application means that the semiconductor layer sequence, which is produced in particular epitaxially, and which regularly has a layer sequence of several different individual layers, at least one single layer containing a material of nitride compound semiconductor material. In particular, the
Schicht, die die mikrostrukturierte Außenfläche aufweist, dieses Material oder besteht daraus; ferner kann auch eine in der Halbleiterschichtenfolge enthaltene aktive Schicht ein Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial umfassen oder daraus bestehen. Gemäß einer Aus führungs form können auch - bis auf die Ätzstoppschicht - alle Schichten der Layer having the microstructured outer surface, this material or consists thereof; Furthermore, an active layer contained in the semiconductor layer sequence can also comprise or consist of a nitride compound semiconductor material. According to an embodiment, all layers of the membrane can also be used, with the exception of the etching stop layer
Halbleiterschichtenfolge aus dem Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial bestehen oder dieses umfassen. Semiconductor layer sequence consist of or comprise the nitride compound semiconductor material.
Mikrostrukturiert heißt anmeldungsgemäß, dass sich auf der mikrostrukturierten Fläche, d. h. der Außenfläche der According to the application, microstructured means that on the microstructured surface, i. H. the outer surface of the
Halbleiterschichtenfolge, zumindest bereichsweise Semiconductor layer sequence, at least in some areas
Erhebungen und Senkungen befinden. Diese Elevations and subsidence are located. These
Mikrostrukturierung wird insbesondere chemisch erzeugt, und zwar insbesondere dadurch, dass durch eine chemische  In particular, microstructuring is chemically generated, in particular by virtue of the fact that chemical
Reaktion Strukturen in die zu strukturierende Fläche eingebracht werden, oder - sofern in der zu Reaction structures are introduced into the surface to be structured, or - if in the zu
strukturierenden Fläche bereits Strukturen vorhanden sind - ein Strukturprofil zu erzeugen, bei dem diesbezüglich höhere Erhebungen und/oder tiefere Senkungen vorliegen. Die Mikrostrukturen können relief- oder grabenartig ausgebildet sein; insbesondere kann es sich aber um eine Struktur handeln, die im Wesentlichen auf regelmäßigen Polyeder- Strukturen oder von Polyedern abgeleiteten Strukturen basiert. Insbesondere können derartige Polyeder in Structural surface already structures are present - to produce a structural profile, in which there are higher elevations and / or deeper subsidence. The microstructures can be relief or trench-like; in particular, however, it may be a structure based essentially on regular polyhedral structures or structures derived from polyhedra. In particular, such polyhedra in
unterschiedlichen Größen (d. h. dass die einzelnen Polyeder unterschiedliche Volumina aufweisen) oder auch mit im different sizes (that is, that the individual polyhedra have different volumes) or with im
Wesentlichen gleichen Größen vorliegen. Unter "von Essentially the same sizes are present. Under "from
Polyedern abgeleiteten Strukturen" werden insbesondere Strukturelemente verstanden, bei denen die von der  Polyhedron-derived structures "are understood in particular structural elements in which the of the
Halbleiterschichtenfolge abgewandte Spitze nach Art eines Polyeders ausgebildet ist, nicht aber eine der Semiconductor layer sequence opposite tip in the manner of a Polyeders is trained, but not one of
Ätzstoppschicht zugewandte Basisfläche oder die Grenzfläche zu benachbarten Strukturelementen. Etch stop layer facing base surface or the interface with adjacent structural elements.
Das anmeldungsgemäße Verfahren zur Mikrostrukturierung baut auf dem Grundgedanken auf, nach dem epitaktischen The application according to the method for microstructuring is based on the idea, after the epitaxial
Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge auf einem Growing the semiconductor layer sequence on a
hinsichtlich der Aufwachsbedingungen weitgehend optimierten Aufwachs-Substrat und dem zwischenzeitlichen Aufbringen der Ätzstoppschicht die Halbleiterschichtenfolge vom with regard to the growth conditions largely optimized growth substrate and the interim application of the etch stop layer, the semiconductor layer sequence of
Aufwachssubstrat zu trennen. Diese Trennung erfolgt in einer Trennzone der Halbleiterschichtenfolge, die zumindest teilweise entfernt, insbesondere zersetzt, wird. Separate growth substrate. This separation takes place in a separation zone of the semiconductor layer sequence which is at least partially removed, in particular decomposed.
Nachfolgend erfolgt dann die Mikrostrukturierung der beim Trennen erhaltenen Oberfläche. Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass durch das Einbringen einer Ätzstoppschicht, die direkt an die im späteren Mikrostrukturierungsschritt geätzte erste Halbleiterschicht angrenzt, eine effizientere Durchführung der Mikrostrukturierung möglich ist und zudem weniger Ausschuss produziert wird. Nach dem Stand der This is followed by the microstructuring of the surface obtained during the separation. According to the invention, it has now been recognized that by introducing an etching stop layer which directly adjoins the first semiconductor layer etched in the later microstructuring step, a more efficient implementation of the microstructuring is possible and, moreover, less rejects are produced. According to the state of
Technik sind für ein gegebenes Halbleiterschichtfolgen- System die Aufrauzeiten zunächst experimentell zu ermitteln um zum einen in möglichst großem Umfang die gewünschten Auskoppelstrukturen, insbesondere Kristallfacetten, For a given semiconductor layer follower system, the technique is first of all to determine the roughening times experimentally in order, on the one hand, to the greatest extent possible, the desired outcoupling structures, in particular crystal facets,
erzeugen zu können und damit eine besonders hohe to generate and thus a particularly high
Extraktionseffizienz zu erzielen, zum anderen aber die Ätzdauer so zu wählen, dass die Schichten, die an die zur Mikrostrukturierung vorgesehene Halbleiterschicht der On the other hand, however, to choose the etching time such that the layers which are adjacent to the semiconductor layer provided for the microstructuring are the extraction efficiency
Halbleiterschichtenfolge angrenzen, nicht ebenfalls durch das Ätzmedium geätzt werden. Letzteres kann letztlich - insbesondere, wenn die aktive Zone der Semiconductor layer sequence adjacent, not also etched by the etching medium. The latter can ultimately - especially if the active zone of
Halbleiterschichtenfolge durch einen Kontakt mit dem Semiconductor layer sequence by contact with the
Ätzmittel tangiert ist - zu Kurzschlüssen und damit zum Totalausfall eines Bauteils bzw. einer Caustic is affected - to short circuits and thus to Total failure of a component or a
Halbleiterschichtenfolge führen. Lead semiconductor layer sequence.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Ätzstoppschicht stellt also eine gezielte Absicherung gegen ein übermäßig starkes Ätzen der Halbleiterschichtenfolge dar, mit dem insbesondere ein Ätzen anderer Schichten als der ersten Schicht der The etch stop layer provided according to the invention therefore represents a targeted safeguard against excessively strong etching of the semiconductor layer sequence, with which, in particular, etching of layers other than the first layer of the
Halbleiterschichtenfolge verhindert oder zumindest stark vermindert werden kann. Folglich kann auch der Anteil nicht funktionsfähiger Bauteile bzw. Halbleiterschichtenfolgen deutlich reduziert werden, obwohl die Länge der Aufrauzeit (bzw. die Einwirkungszeit des Ätzmediums) so gewählt werden kann, dass durch die dabei entstandene Mikrostrukturierung (bzw. die Strahlungs-Auskoppelstruktur ) die Semiconductor layer sequence can be prevented or at least greatly reduced. Consequently, the proportion of non-functional components or semiconductor layer sequences can be significantly reduced, although the length of the roughening time (or the exposure time of the etching medium) can be chosen so that the resulting microstructure (or the radiation decoupling structure)
Extraktionseffizienz des Bauteils optimal ist. Bezogen auf die Gesamtzahl der gleichzeitig produzierten Extraction efficiency of the component is optimal. Based on the total number of simultaneously produced
Halbleiterschichtenfolgen stellt sich durch den geringeren Anteil funktionsunfähiger Bauteile eine bessere Ausbeute ein, und zwar auch dann, wenn die Extraktionseffizienz der einzelnen strahlungsemittierenden Halbleiterschichtenfolge gegenüber einer nach dem Stand der Technik hergestellten Halbleiterschichtenfolge nicht erhöht ist. Semiconductor layer sequences sets themselves by the lower proportion of non-functional components a better yield, even if the extraction efficiency of the individual radiation-emitting semiconductor layer sequence is not increased compared to a semiconductor layer sequence produced according to the prior art.
Gemäß einer Aus führungs form des anmeldungsgemäßen According to one embodiment of the application according to the application
Verfahrens besitzt das Nitrid-Verbindungs-Process possesses the nitride compound
Halbleitermaterial die chemische Formel InxAlyGai-x-yN, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1 ist. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Semiconductor material, the chemical formula In x Al y Gai- x - y N, where 0 <x <1, 0 <y <1 and x + y <1. This material does not necessarily have to be mathematically exact
Zusammensetzung nach der vorstehenden Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Having composition according to the above formula. Rather, it may, for example, one or more
Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet die vorstehende Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringere Have dopants and additional components. For the sake of simplicity, however, the above formula includes only the essential constituents of the crystal lattice (AI, Ga, In, N), even though these are partly due to lower
Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Beispielsweise können eine oder mehrere Schichten der Quantities of other substances can be replaced and / or supplemented. For example, one or more layers of the
Halbleiterschichtenfolge aus dem Verbindungs- Halbleitermaterial AlGalnN gebildet sein. Dieses Semiconductor layer sequence may be formed from the compound semiconductor material AlGalnN. This
Halbleitermaterial ist insbesondere für Leuchtdioden  Semiconductor material is especially for light emitting diodes
geeignet, die im ultravioletten bis blauen Spektralbereich elektromagnetische Strahlung emittieren. Zur Erzeugung von Weißlicht kann ein Teil der emittierten Primärstrahlung mittels eines Lumineszenzkonversionsstoffs in eine suitable that emit electromagnetic radiation in the ultraviolet to blue spectral range. In order to generate white light, a part of the emitted primary radiation can be converted by means of a luminescence conversion substance into a
langwelligere Strahlung umgewandelt werden, sodass sich durch Mischung von Primärstrahlung und der so erzeugten Long-wave radiation are converted, so that by mixing of primary radiation and the thus generated
Sekundärstrahlung beispielsweise weißes Licht ergibt. Secondary radiation, for example, gives white light.
Die anmeldungsgemäße Halbleiterschichtenfolge kann The application according to the semiconductor layer sequence can
beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine for example, a conventional pn junction, a
Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur Double heterostructure, a single quantum well structure
(SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW- Struktur) aufweisen. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur umfasst dabei insbesondere jegliche Struktur, bei der  (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure). The term quantum well structure encompasses in particular any structure in which
Ladungsträger durch Einschluss ( "confinement " ) eine Charge carriers by confinement
Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können. Quantization of their energy states.
Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantentopfstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. In particular, the term quantum well structure does not include information about the dimensionality of the quantization.
Sie umfasst somit u.a. Quantentröge, Quantendrähte und It thus includes u.a. Quantum wells, quantum wires and
Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen. Quantum dots and any combination of these structures.
Gemäß einer Aus führungs form umfasst die erste Schicht der Halbleiterschichtenfolge (d.h. die Schicht, die später mit dem Ätzmittel strukturiert wird) InxGai-xN oder besteht daraus, wobei 0 < x < 1 ist und kann beispielsweise aus According to one embodiment, the first layer of the semiconductor layer sequence (ie the layer which is later patterned with the etchant) comprises or consists of In x Ga x -x N, where 0 <x <1 and may, for example
Galliumnitrid bestehen oder dieses umfassen. Galliumnitrid GaN und Indium-Galliumnitrid InxGai-xN eignen sich insbesondere deshalb besonders gut, da mit diesen Gallium nitride or include this. Gallium nitride GaN and indium gallium nitride In x Ga x N are especially so especially good because with these
Materialien hinsichtlich Spannungskompensation und Materials regarding stress compensation and
nachfolgendem Aufbringen der Ätzstoppschicht, subsequent application of the etch stop layer,
beispielsweise einer keramischen Ätzstoppschicht aus Siliziumnitrid, besonders gute Ergebnisse erzielt werden. For example, a ceramic etch stop layer of silicon nitride, particularly good results can be achieved.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Ätzstoppschicht ist insbesondere aus einem leitfähigen Material gebildet. Insbesondere handelt es sich bei dem Material der The etch stop layer used according to the invention is in particular formed from a conductive material. In particular, the material is the
Ätzstoppschicht um ein Material, das durch das Ätzmittel, insbesondere ein nasschemisches Ätzmittel wie  Etch stop layer to a material by the etchant, in particular a wet chemical etchant such
beispielsweise KOH-Lösung, im Wesentlichen nicht for example, KOH solution, essentially not
angegriffen wird. "Im Wesentlichen nicht angegriffen" kann dabei bedeuten, dass die Geschwindigkeit, mit der die Ätzstoppschicht durch das Ätzmittel, insbesondere ein nasschemisches Ätzmittel, abgetragen wird, mindestens um den Faktor 20, üblicherweise aber mindestens um den Faktor 100 kleiner ist als die Geschwindigkeit, mit der das Halbleitermaterial der ersten Schicht der is attacked. "Essentially unaffected" may mean that the rate at which the etch stop layer is removed by the etchant, in particular a wet-chemical etchant, is at least a factor of 20, but is usually at least 100 times smaller than the speed the semiconductor material of the first layer of
Halbleiterschichtenfolge abgetragen wird. Insbesondere ist darunter die Abtragungsgeschwindigkeit von InxGai-xN im Bereich der Kristalldefekte oder amorphen Strukturen (also insbesondere bis zur Ausbildung von Kristallfacetten) zu verstehen, die in etwa im Bereich von 200 -300 nm proSemiconductor layer sequence is removed. In particular, this is understood to mean the removal rate of In x Gai- x N in the region of the crystal defects or amorphous structures (that is to say in particular to the formation of crystal facets), which is approximately in the range of 200 -300 nm per
Minute liegen kann, allerdings abhängig von der Temperatur ist. Eine derartige Vorgabe können beispielsweise Minute, but it depends on the temperature. Such a specification can, for example
keramische Materialien erfüllen, etwa Metall- oder meet ceramic materials, such as metal or
Halbmetalloxide oder -nitride. Wenn die Dicke der Semimetal oxides or nitrides. If the thickness of the
Ätzstoppschicht dünn genug ist, so genügen keramische Materialien wie z.B. Siliziumoxid auch der Vorgabe der Leitfähigkeit (in lateraler Richtung; d. h. quer zum Etching stop layer is thin enough, so ceramic materials such. Silicon oxide also the specification of the conductivity (in the lateral direction, ie transversely to
Schichtstapel der Halbleiterschichtenfolge) . Die Ätzstoppschicht kann beispielsweise Siliziumnitrid, Siliziumdioxid und/oder Magnesiumnitrid umfassen oder Layer stack of the semiconductor layer sequence). The etch stop layer may comprise, for example, silicon nitride, silicon dioxide and / or magnesium nitride or
daraus bestehen. Hierunter sind allerdings nicht nur die Materialien mit exakter Stöchiometrie von Silizium, consist of it. However, these include not only the materials with exact stoichiometry of silicon,
Magnesium, Stickstoff und Sauerstoff zu verstehen; vielmehr fallen auch Materialien mit nicht vollständig  To understand magnesium, nitrogen and oxygen; Rather, materials are not complete
stöchiometrischer Struktur unter den Begriff Siliziumnitrid, Siliziumoxid und Magnesiumnitrid. Stoichiometric structure under the term silicon nitride, silicon oxide and magnesium nitride.
Das Aufbringen der keramischen Ätzstoppschichten kann The application of the ceramic etching stop layers can
insbesondere in situ während eines Epitaxieverfahrens zur Erzeugung der restlichen Schichten der especially in situ during an epitaxial process to produce the remaining layers of the
Halbleiterschichtenfolge erfolgen. Beispielsweise kann dabei eine Siliziumnitridschicht durch Verwendung eines  Semiconductor layer sequence take place. For example, a silicon nitride layer may be formed by using a
Silans (beispielsweise S1H4) und Ammoniak erzeugt werden und eine Magnesiumnitridschicht durch Verwendung von Cp2Mg und einer N2-Quelle, der O2 zugesetzt ist. Entsprechend können auch Siliziumoxidschichten sowie Schichten aus anderen keramischen Materialien erhalten werden. Silane (for example, S1H 4 ) and ammonia are generated and a magnesium nitride layer by using Cp 2 Mg and an N 2 source to which O 2 is added. Accordingly, silicon oxide layers as well as layers of other ceramic materials can be obtained.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist die According to another disclosed embodiment, the
Ätzstoppschicht eine Dicke auf, die kleiner oder gleich 5 nm ist. Insbesondere kann die Dicke dabei größer oder Etch stop layer has a thickness that is less than or equal to 5 nm. In particular, the thickness can be greater or less
gleich 0,2 nm sein und beispielsweise 0,4 bis 2 nm betragen. Häufig wird eine Schichtdicke von bis zu 1 nm sinnvoll sein. Insbesondere mittels einer derartigen Schichtdicke ist gewährleistet, dass ein "Durchätzen der ersten be equal to 0.2 nm and be, for example, 0.4 to 2 nm. Frequently, a layer thickness of up to 1 nm will be useful. In particular, by means of such a layer thickness ensures that a "Durchätzen the first
Halbleiterschicht der Halbleiterschichtenfolge" und einer daran angrenzenden Schicht effektiv verhindert werden, gleichzeitig die laterale Leitfähigkeit erhalten bleibt und schließlich (insbesondere bei Schichten aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid und Magnesiumnitrid) ein problemloses Aufwachsen der weiteren Halbleiterschicht ( en) gemäß Schritt C) des anmeldungsgemäßen Verfahrens möglich ist. Dies ist insbesondere zum einen vor dem Hintergrund zu sehen, dass die "erste Schicht" (bevor der Ätzschritt durchgeführt wird) häufig eine Dicke von bis zu 5 μπι aufweisen kann und zum anderen vor dem Hintergrund, dass die Einwirkungsdauer des Ätzmediums häufig etwa 5 bis 20 Minuten beträgt, beispielsweise etwa 10 Minuten. Die Schichtdicke gemäß dieser Aus führungs form gewährleistet also, dass an Stellen, an denen z. B. aufgrund einer besonders hohen Semiconductor layer of the semiconductor layer sequence "and an adjacent layer can be effectively prevented, while maintaining the lateral conductivity and finally (especially in layers of silicon nitride, silicon oxide and magnesium nitride) a problem Growth of the further semiconductor layer (s) according to step C) of the method according to the application is possible. This can be seen in particular against the background that the "first layer" (before the etching step is performed) can often have a thickness of up to 5 μπι and secondly against the background that the exposure time of the etching medium often about 5 to 20 minutes, for example about 10 minutes. The layer thickness according to this imple mentation form ensures that at places where z. B. due to a particularly high
Kristalldefektdichte die "erste Schicht" relativ schnell durch das Ätzmittel abgetragen wird, die Dicke der  Crystal defect density, the "first layer" is removed relatively quickly by the etchant, the thickness of the
Ätzstoppschicht ein Anätzen der weiteren Schichten der Halbleiterschichtenfolge effektiv verhindern kann. Etch stop layer can effectively prevent etching of the further layers of the semiconductor layer sequence.
Als Dicke der Ätzstoppschicht wird anmeldungsgemäß die mittlere bzw. durchschnittliche Dicke der Ätzstoppschicht verstanden, die beispielsweise mittels Auswertung von TEM- Aufnahmen (Transmissionselektronenmikroskop-Aufnahmen) eines Schichtfolgensegments , das durch einen lateralenAccording to the application, the thickness of the etch stop layer is understood to be the average or average thickness of the etch stop layer, which is determined, for example, by evaluation of TEM images (transmission electron micrographs) of a layer sequence segment represented by a lateral
Schnitt durch die Schichtenfolge erhalten wurde, bestimmt werden kann. Während des Verfahrens kann die Schichtdicke dahingehend beeinflusst werden, dass aufgrund empirischer Untersuchungen die Einwirkungszeit der für die Section through the layer sequence was obtained, can be determined. During the process, the layer thickness can be influenced to such an extent that, on the basis of empirical investigations, the exposure time of the films used for the
Ätzstoppschicht verwendeten Precursor-Materialien Etch stop layer used precursor materials
entsprechend eingestellt wird. is adjusted accordingly.
In der mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren erhaltenen In the obtained by the method according to the application
Halbleiterschichtenfolge bedeckt die auf der ersten Schicht gebildete Ätzstoppschicht die darunter liegende erste Semiconductor layer sequence covers the etch stop layer formed on the first layer, the underlying first
Schicht im Regelfall vollständig oder größtenteils Layer usually completely or mostly
vollständig. Unter größtenteils vollständig wird hierbei verstanden, dass zumindest 70 % der ersten Schicht mit der Ätzstoppschicht bedeckt sind. Es können aber auch mehr als 90 %, beispielsweise mehr als 98 % der ersten Schicht bedeckt sein. Liegt keine vollständige Bedeckung vor, so sind die Bereiche der ersten Schicht, die nicht durch die Ätzstoppschicht bedeckt sind im Regelfall unregelmäßig über die Grenzfläche verteilt. Auch die Größe der nicht durch die Ätzstoppschicht bedeckten Bereiche variiert dabei. Completely. For the most part, it is to be understood in full that at least 70% of the first layer is associated with the Etch stop layer are covered. However, more than 90%, for example more than 98%, of the first layer may also be covered. If there is no complete coverage, the areas of the first layer that are not covered by the etch stop layer are usually distributed irregularly across the interface. The size of the areas not covered by the etching stop layer also varies.
Die Ursache für eine derartige nicht vollständig bedeckende Ätzstoppschicht kann im Aufbringungsverfahren liegen, das wenn es in situ während der Epitaxie der The cause of such a non-completely occluding etch stop layer may be in the deposition process which, when in situ during epitaxy of the
Halbleiterschichtenfolge erfolgt (anders als beispielsweise bei einem Aufbringungsverfahren mittels Atomic Layer  Semiconductor layer sequence takes place (unlike, for example, in a deposition method using Atomic Layer
Deposition) keine Schichten mit im Wesentlichen Deposition) no layers with essentially
gleichmäßiger Schichtdicke erzeugt, sondern relativ große Schwankungsbreiten zulässt und dementsprechend bei genügend geringer Schichtdicke auch zu Bereichen, in denen keine Schicht erzeugt wird, führen kann. Soll eine vollständige Schicht mit im Wesentlichen gleicher Schichtdicke erzeugt werden, so kann diese allerdings mittels Atomic Layer produces uniform layer thickness, but allows relatively large fluctuation ranges and, accordingly, with sufficiently small layer thickness also to areas in which no layer is produced, can result. If a complete layer with essentially the same layer thickness is to be produced, this can however be done by means of atomic layers
Deposition (ALD) oder auch durch metallorganische Deposition (ALD) or by organometallic
Gasphasenepitaxie (MOVPE) mit entsprechend langen Gas phase epitaxy (MOVPE) with correspondingly long
Abscheidedauern erzeugt werden. Der Bedeckungsgrad der ersten Schicht mit der Abscheidedauern be generated. The degree of coverage of the first layer with the
Ätzstoppschicht kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass bei einer fertigen Halbleiterschichtenfolge zunächst die (mikrostrukturierte) erste Schicht weitgehend mittels eines mechanischen Verfahrens abgetragen bzw.  Etch stop layer can be determined, for example, in that, in the case of a finished semiconductor layer sequence, first the (microstructured) first layer is largely removed by means of a mechanical method or
gedünnt wird und nachfolgend die verbliebene Schicht von beispielsweise 100 nm Dicke mittels des Ätzmediums aus Schritt E) vollständig abgetragen wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Einwirkungszeit des Ätzmediums auf die Halbleiterschichtenfolge so kurz sein kann, dass zwar die verbleibenden Reste der ersten Schicht der is thinned and subsequently the remaining layer of, for example, 100 nm thickness by means of the etching medium from step E) is completely removed. This can be achieved that the exposure time of the etching medium can be so short on the semiconductor layer sequence, that although the remaining remnants of the first layer of
Halbleiterschichtenfolge abgetragen werden, die angrenzende Ätzstoppschicht aber nur unwesentlich angegriffen wird. Semiconductor layer sequence are removed, but the adjacent Ätzstoppschicht is attacked only slightly.
Die Ausbildung bezüglich Größe und Anordnung regelmäßiger Ätzstoppschicht-freier Bereiche kann mittels The training in size and arrangement of regular etch stop layer-free areas can by means of
fotolithografischer Verfahren erreicht werden. Allerdings erfordert dies, dass das Aufbringen der Ätzstoppschicht bzw. das Einbringen der Ätzstoppschicht-freien Bereiche nicht in situ mit dem Epitaxieverfahren erfolgen kann, sondern dass ex situ die entsprechenden Schritte durchgeführt werden müssen. Dementsprechend ist ein derartiges Verfahren auch aufwändiger . Photolithographic process can be achieved. However, this requires that the application of the etch stop layer or the introduction of the etch stop layer-free areas can not be done in situ with the epitaxial method, but that the corresponding steps must be performed ex situ. Accordingly, such a method is also more complex.
Das Vorhandensein von Ätzstoppschicht-freien Bereichen kann insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft sein, dass die in Verfahrensschritt C) aufgebrachten weiteren Schichten der Halbleiterschichtenfolge auf der in diesen Bereichen freiliegenden Oberfläche der ersten Schicht der The presence of etch stop layer-free regions can be advantageous, in particular against the background, in that the further layers of the semiconductor layer sequence applied in method step C) are deposited on the surface of the first layer which is exposed in these regions
Halbleiterschichtenfolge besser epitaktisch aufgewachsen werden können und mittels Epitaxial Lateral Overgrowth  Semiconductor layer sequence can be epitaxially grown epitaxial and by means of epitaxial lateral overgrowth
(ELO) schneller die vollständige auf die Ätzstoppschicht folgende Schicht erhalten werden kann. Allerdings wurde erfindungsgemäß erkannt, dass das Vorhandensein von  (ELO) faster the complete layer following the etch stop layer can be obtained. However, it has been recognized according to the invention that the presence of
Ätzstoppschicht-freien Bereichen nicht Vorraussetzung ist für das Aufwachsen der weiteren Schichten der  Etch stop layer-free areas not required for the growth of the other layers
Halbleiterschichtenfolge sondern dass dies auch bei einer vollständigen Bedeckung der ersten Schicht gelingt. Das Semiconductor layer sequence but that succeeds even with a complete coverage of the first layer. The
Überwachsen einer vollständig geschlossenen Siliziumnitrid- Schicht kann beispielsweise problemlos durch Verwendung von AlGaN oder A1N oder anderen Aluminium-haltigen Schichten erfolgen, allerdings ist auch ein Überwachsen mit nicht Aluminium-haltigen Schichten möglich. For example, overgrowth of a completely closed silicon nitride layer can be easily achieved by using AlGaN or AlN or other aluminum-containing layers However, an overgrowth with non-aluminum-containing layers is possible.
Als Aufwachssubstrat wird anmeldungsgemäß üblicherweise ein Saphir-Substrat verwendet. Dies ist in einem großen As a growth substrate according to the application usually a sapphire substrate is used. This is in a big way
Wellenlängenbereich für elektromagnetische Strahlung gut durchlässig, was beispielsweise im Hinblick auf den  Wavelength range for electromagnetic radiation well-permeable, which, for example, in terms of
Trennschritt D) und hinsichtlich der Zersetzung von Separation step D) and with respect to the decomposition of
Material der Trennzone, beispielsweise aus Galliumnitrid oder Indium-Galliumnitrid, von Bedeutung ist. Alternativ kann als Aufwachssubstrat aber auch aus einem anderen Material of the separation zone, for example of gallium nitride or indium gallium nitride, is of importance. Alternatively, as a growth substrate but also from another
Material gebildet sein, beispielsweise auch Siliziumkarbid oder Silizium. Vor Aufbringen der ersten Schicht der Be formed material, for example, silicon carbide or silicon. Before applying the first layer of
Halbleiterschichtenfolge kann eine Pufferschicht auf das Substrat aufgebracht werden. Eine derartige Pufferschicht kann dazu dienen, eine optimale Aufwachsoberfläche für das nachfolgende Aufwachsen der Schichten der  Semiconductor layer sequence, a buffer layer can be applied to the substrate. Such a buffer layer may serve to provide an optimal growth surface for subsequent growth of the layers
Halbleiterschichtenfolge herzustellen. Sie kann Produce semiconductor layer sequence. she can
insbesondere dazu dienen, Unterschiede zwischen den in particular serve differences between the
Gitterkonstanten des Substrats und der Lattice constants of the substrate and the
Halbleiterschichtenfolge sowie Kristalldefekte des Semiconductor layer sequence as well as crystal defects of the
Substrats auszugleichen. Balance substrate.
Die in Schritt D) zumindest teilweise entfernte, The at least partially removed in step D),
insbesondere zersetzte, Trennzone ist entweder ein Teil der ersten Schicht der Halbleiterschichtenfolge oder stellt eine zwischen der ersten Schicht und dem Substrat In particular, decomposed separation zone is either a part of the first layer of the semiconductor layer sequence or one between the first layer and the substrate
beziehungsweise einer gegebenenfalls vorhandenen Puffer¬ schicht angeordnete eigene Trennschicht dar. Sie kann auch zumindest einen Teil der Pufferschicht bilden. Im Regelfall umfasst die Trennzone Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial oder besteht daraus, wobei das Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial meist derart zersetzt wird, dass gasförmiger Stickstoff entsteht. Als Trennverfahren eignet sich hierzu besonders bevorzugt ein Laser-Abhebe-Verfahren (auch kurz Laser-Liftoff genannt) . Auch eine Ionenimplantation, bei der in die or an optional buffer layer disposed ¬ own release layer. They can also form at least part of the buffer layer. As a rule, the separation zone comprises nitride compound semiconductor material or consists thereof, wherein the nitride compound semiconductor material is usually decomposed such that gaseous nitrogen is formed. As a separation method, this is particularly preferably a laser Abhebe method (also called laser Liftoff short). Also an ion implantation, in which in
Trennzone beispielsweise H+-ionen oder Edelgas- ionen eingebracht werden, die nachfolgend kleine Gasbläschen bilden und nach einer Wärmebehandlung größere Bläschen, die ein Abtrennen des Substrats erlauben, ist möglich. Oft verbleiben bei den Trennverfahren an der Trennfläche anisotrop Rückstände eines Bestandteils der Trennschicht, insbesondere eines metallischen Bestandteils der Separation zone, for example, H + ions or noble gas ions are introduced, which subsequently form small gas bubbles and after heat treatment larger bubbles, which allow separation of the substrate, is possible. Anisotropic residues of a constituent of the separating layer, in particular of a metallic constituent, often remain at the separating surface during the separation processes
Trennschicht. Separation layer.
Gemäß einer Aus führungs form kann die Halbleiterschichtfolge an der Trennfläche eine im Vergleich zu einem aus Sicht des Substrats der Trennfläche nachgeordnetem Teil der According to one embodiment, the semiconductor layer sequence at the separating surface may be a part of the substrate downstream of the separating surface as viewed from the substrate
Halbleiterschichtfolge erhöhte Defektdichte aufweisen. Semiconductor layer sequence have increased defect density.
Die Trennzone besteht häufig aus Galliumnitrid oder umfasst in wesentlich nur Galliumnitrid. Auf der Trennfläche der Halbleiterschichtfolge bleiben dann häufig anisotrop The separation zone is often gallium nitride or essentially comprises only gallium nitride. On the separation surface of the semiconductor layer sequence then often remain anisotropic
Rückstände aus metallischem Ga zurück. Residues of metallic Ga back.
Verbleiben auf der Trennfläche der Halbleiterschichtenfolge Rückstände so können diese mittels eines vor Schritt E) durchgeführten Vorätzschritts vollständig oder zumindest weitgehend entfernt werden. Ein derartiger Vorätzschritts kann beispielsweise unter Nutzung der Rückstände als If residues remain on the separating surface of the semiconductor layer sequence, they can be completely or at least largely removed by means of a pre-etching step carried out before step E). Such a Vorätzschritts, for example, using the residues as
Ätzmaske für ein Trockenätzverfahren, mittels eines Etching mask for a dry etching by means of a
gasförmigen Ätzmittels oder mittels eines nass-chemischen Ätzmittels Material abtragend durchgeführt werden. gaseous etchant or by means of a wet-chemical Corrosive material to be performed erosion.
Vorzugsweise werden dabei gleichzeitig die Rückstände zumindest zu einem Großteil beseitigt. Diese Rückstände verbleiben nach dem Trennschritt zunächst auf der Preferably, at the same time the residues are at least largely eliminated. These residues remain after the separation step first on the
Trennfläche als durchgängige, inselartige oder netzartige Schicht bzw. Strukturen. Separation surface as a continuous, island-like or reticulate layer or structures.
Bei einem derartigen fakultativen Vorätzschritt können abhängig von der Schichtdicke der Rückstände auch Bereiche der Halbleiterschichtenfolge bereits unterschiedlich stark geätzt werden, sodass bereits hierdurch eine Aufrauung der Trennfläche der Halbleiterschichtenfolge entsteht. Das erfindungsgemäße Verfahren hat nun den Vorteil, dass auch in dem Bereich, in dem zunächst Rückstände vorhanden sind, eine optimale Ausbildung einer Ätzstruktur erhalten werden kann, ohne dass in den Bereichen, in denen von Anfang an keine Rückstände vorlagen, die Ätzung so weitgehend ist, dass die erste Halbleiterschicht der In such an optional pre-etching step, depending on the layer thickness of the residues, regions of the semiconductor layer sequence can also already be etched to different extents, so that a roughening of the separating surface of the semiconductor layer sequence already results from this. The method according to the invention now has the advantage that even in the region in which residues are initially present, an optimum formation of an etching structure can be obtained without the etching being so extensive in the regions in which no residues existed from the beginning in that the first semiconductor layer is the
Halbleiterschichtenfolge vollständig entfernt ist und daher die nachfolgende Schicht durch das Ätzmedium tangiert wird.  Semiconductor layer sequence is completely removed and therefore the subsequent layer is affected by the etching medium.
Der Vorätzschritt kann auch entfallen, wenn beim Trennen der Halbleiterschichtenfolge vom Aufwachssubstrat nur unwesentliche Rückstände auf der Trennfläche verbleiben oder diese mit dem Ätzmittel gemäß Schritt E) ohnehin entfernt werden können ohne die damit beabsichtigte The pre-etching step can also be omitted if, during the separation of the semiconductor layer sequence from the growth substrate, only insignificant residues remain on the separation surface or these can be removed anyway with the etchant according to step E) without the intention thus intended
Mikrostrukturierung wesentlich zu beeinflussen. Significantly influence microstructuring.
Gemäß einer Aus führungs form werden in Verfahrensschritt E) durch das Ätzen der ersten Schicht der According to one embodiment, in method step E), the first layer is etched by etching
Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche Kristallfacetten freigelegt. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn vorwiegend an Kristalldefekten ein Angriff des Ätzmittels erfolgt und somit unterschiedliche Kristallfacetten Semiconductor layer sequence exposed different crystal facets. This can be done in particular if an attack of the etchant predominantly on crystal defects takes place and thus different crystal facets
selektiv geätzt werden. Das Ätzmittel kann dabei be selectively etched. The etchant can thereby
insbesondere nass-chemisch oder gasförmig sein und eine Säure oder eine Base umfassen. Das gasförmige Ätzmittel kann ein korrosives Gas wie Wasserstoff oder Chlor sein, das beispielsweise bei erhöhten Temperaturen verwendet werden kann. Als nass-chemisches Ätzmittel kommt especially wet-chemical or gaseous and comprise an acid or a base. The gaseous etchant may be a corrosive gas such as hydrogen or chlorine, which may be used at elevated temperatures, for example. As a wet-chemical etchant comes
insbesondere wässriges Alkalihydroxid in Betracht, especially aqueous alkali metal hydroxide,
beispielsweise KOH. Alkalihydroxide sind als Ätzmittel besonders bevorzugt. for example KOH. Alkali hydroxides are particularly preferred as the etchant.
Die gebildeten Kristallfacetten können insbesondere eine pyramidenartige Struktur bilden. Die Außenfläche der The crystal facets formed can in particular form a pyramid-like structure. The outer surface of the
Halbleiterschichtenfolge weist dann eine Struktur auf, die durch eine Vielzahl pyramidenartiger Erhebungen gebildet ist. Eine pyramidenartige Erhebung ist dabei ein Polyeder, der durch eine Mantel-, eine Boden- und eine Deckfläche begrenzt ist. Die Mantelfläche weist zumindest drei Semiconductor layer sequence then has a structure which is formed by a plurality of pyramid-like elevations. A pyramid-like elevation is a polyhedron bounded by a mantle, a bottom and a top surface. The lateral surface has at least three
Seitenflächen auf, die zusammenlaufen und die Deckfläche seitlich begrenzen. Häufig liegen von idealen Pyramiden abgeleitete Strukturen vor, die keine Deckflächen aufweisen und lediglich aus Mantel- und Bodenflächen bestehen. Ferner ist die Bodenfläche der Pyramiden häufig sechseckig. Die Seitenflächen der pyramidenartigen Erhebung laufen also auf die Bodenfläche zu, die wiederum der Ätzstoppschicht zugewandt ist. Die pyramidenartige Struktur ist zumeist auch dadurch gekennzeichnet, dass zwar die Spitze nach Art einer Pyramide ausgebildet ist, nicht aber die der Side surfaces that converge and limit the top surface laterally. Often there are structures derived from ideal pyramids, which have no top surfaces and only consist of shell and bottom surfaces. Furthermore, the bottom surface of the pyramids is often hexagonal. The side surfaces of the pyramidal survey thus run towards the bottom surface, which in turn faces the Ätzstoppschicht. The pyramid-like structure is usually also characterized in that although the tip is formed in the manner of a pyramid, but not the
Ätzstoppschicht zugewandte Basisfläche oder die Grenzfläche zu benachbarten Pyramiden. Etch stop layer facing base surface or the interface with adjacent pyramids.
Gemäß einer Aus führungs form kann das Verfahren insbesondere so durchgeführt werden, dass das Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial so aufgebraucht wird, dass die 000-1- Kristallflache, d. h. das N-face des Nitrid-Gitters dem Substrat zugewandt ist. Beim Ätzschritt wird daher auch das N-face der Halbleiterschichtenfolge geätzt, was etwa mittels Alkalihydroxid möglich ist. Das Ga-face des Gitters wird bei einem derartigen Ätzschritt nicht oder nur According to one embodiment, the method can be carried out in particular such that the nitride compound Semiconductor material is consumed so that the 000-1- crystal face, ie the N-face of the nitride grating faces the substrate. In the etching step, therefore, the N-face of the semiconductor layer sequence is etched, which is possible for example by means of alkali metal hydroxide. The Ga-face of the grating does not or only in such an etching step
unwesentlich tangiert. insignificantly affected.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form kann auf die According to a further disclosed embodiment can on the
epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge eine epitaxially grown semiconductor layer sequence a
Spiegelschicht aufgebracht werden. Bei einer Mirror layer are applied. At a
Strahlungsemittierenden Halbleiterschichtenfolge kann mittels einer derartigen Spiegelschicht zumindest ein Teil der erzeugten elektromagnetischen Strahlung in die By means of such a mirror layer, at least part of the electromagnetic radiation generated in the radiation-emitting semiconductor layer sequence can be injected into the
Halbleiterschichtenfolge zurück reflektiert werden. Mittels einer derartigen Spiegelschicht kann also die Effizienz einer Strahlungsemittierenden Halbleiterschichtenfolge erhöht werden, indem Strahlung in Richtung der Semiconductor layer sequence are reflected back. By means of such a mirror layer, therefore, the efficiency of a radiation-emitting semiconductor layer sequence can be increased by radiation in the direction of
Lichtauskopplungsfläche, d. h. der mikrostrukturierten Außenfläche umgelenkt wird. Das Aufbringen der Light extraction surface, d. H. the microstructured outer surface is deflected. The application of the
Spiegelschicht kann vor oder nach der Mikrostrukturierung und vor oder nach der Abtrennung des Substrats erfolgen. Mirror layer can be done before or after the microstructuring and before or after the separation of the substrate.
Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter elektromagnetische Strahlung emittierender Halbleiterchip weist zumindest eine epitaktisch hergestellte An electromagnetic radiation emitting semiconductor chip manufactured according to the method according to the invention has at least one epitaxially produced one
Halbleiterschichtenfolge, die eine n-leitende Semiconductor layer sequence, which is an n-type
Halbleiterschicht, eine p-leitende Halbleiterschicht und einen zwischen diesen Schichten angeordneten Bereich, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugen kann, auf. Die Halbleiterschichtenfolge weist ferner eine Semiconductor layer, a p-type semiconductor layer and a region disposed between these layers, which can generate electromagnetic radiation in operation on. The semiconductor layer sequence also has a
mikrostrukturierte Außenfläche auf und angrenzend an die dem elektromagnetische Strahlung erzeugenden Bereich zugewandte Oberfläche der Strahlungsauskopplungsschicht eine Ätzstoppschicht auf. Zumindest eine der microstructured outer surface on and adjacent to the electromagnetic radiation generating area facing surface of the radiation decoupling layer on an etch stop layer. At least one of the
Halbleiterschichten enthält dabei ein Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial . Semiconductor layers contains a nitride compound semiconductor material.
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann weiterhin eines oder mehrere vorstehend mit Bezug auf das Verfahren beschriebene Merkmale aufweisen. Als strahlungsemittierender Halbleiterchip kommt The radiation-emitting semiconductor chip may further comprise one or more features described above with respect to the method. As a radiation-emitting semiconductor chip comes
insbesondere ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip in Betracht. Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip zeichnet sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale aus: in particular a thin-film LED chip into consideration. A thin-film light-emitting diode chip is characterized in particular by the following characteristic features:
an einer zu einem Trägerelement hin gewandten ersten Hauptfläche einer Strahlungserzeugenden  on a first main surface of a radiation-generating end facing towards a carrier element
Epitaxieschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;  Epitaxial layer sequence is applied or formed a reflective layer, which reflects back at least a part of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence;
- die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20μπι oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μπι auf; und - The epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20μπι or less, in particular in the range of 10 μπι on; and
die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der  the epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, results in an approximately ergodic distribution of the light in the
epitaktischen Epitaxieschichtenfolge führt, d.h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf. Ein Grundprinzip eines Dünnschicht-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in I. Schnitzer et al . , Appl . Phys . Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174 - 2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug epitaxial epitaxial layer sequence, ie it has a possible ergodisch stochastic scattering behavior. A basic principle of a thin-film light-emitting diode chip is described, for example, in I. Schnitzer et al. , Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174 - 2176, the Revelation content hereby by reference
aufgenommen wird. is recorded.
Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ist in guter Näherung ein Lambert ' scher Oberflächenstrahler und eignet sich von daher besonders gut für die Anwendung in einem Scheinwerfer. A thin-film LED chip is a Lambertian surface emitter to a good approximation and is therefore suitable particularly well for the application in a headlight.
Die Erfindung ist grundsätzlich aber nicht auf Verwendung der Halbleiterschichtenfolge in einem Dünnfilm- Leuchtdiodenchip eingeschränkt, sondern ist grundsätzlich überall dort einsetzbar, wo auf epitaktisch hergestellten und vom Aufwachssubstrat abgelösten The invention is basically not restricted to the use of the semiconductor layer sequence in a thin-film light-emitting diode chip, but can basically be used wherever epitaxially produced and detached from the growth substrate
Halbleiterschichtenfolge mikrostrukturierte Oberflächen benötigt werden.  Semiconductor layer sequence microstructured surfaces are needed.
Der anmeldungsgemäße strahlungsemittierende Halbleiterchip, der beispielsweise ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip sein kann, kann insbesondere in einem optoelektronischen Bauteil enthalten sein. The radiation-emitting semiconductor chip according to the application, which may, for example, be a thin-film light-emitting diode chip, may be contained in particular in an optoelectronic component.
Zur Kontaktierung des Halbleiterchips kann dieser auf der mikrostrukturierten Außenfläche ein Kontaktpad, For contacting the semiconductor chip, the latter may have a contact pad on the microstructured outer surface,
insbesondere eine Kontaktmetallisierung zum elektrischen Anschließen der Halbleiterschichtenfolge, aufweisen. Hierzu eignen sich herkömmlich bekannte Metallisierungsschichten. Alternativ kann aber auch eine Kontaktierung von der der mikrostrukturierten Seite gegenüberliegenden Seite der Halbleiterschichtenfolge erfolgen, die dann eine Flip-Chip- Bauweise ermöglicht. in particular a contact metallization for the electrical connection of the semiconductor layer sequence. For this purpose, conventionally known metallization layers are suitable. Alternatively, however, a contacting of the microstructured side opposite side of the semiconductor layer sequence can take place, which then allows a flip-chip design.
Weiter Vorteile und vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Next advantages and advantageous embodiments and embodiments of the invention will become apparent from the im
Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungs formen . Gleiche oder gleich wirkende Described below in conjunction with the figures Execution forms. Same or equal acting
Bestandteile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Größen der Bestandteile sowie die Components are provided with the same reference numerals. The sizes of the components as well as the
Größenverhältnisse der Bestandteile und insbesondere der Schichten untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen . Size ratios of the constituents and in particular of the layers with one another are not to be regarded as true to scale.
Es zeigen: Figuren 1A bis 1F: eine schematische Darstellung eines In the figures: FIGS. 1A to 1F show a schematic representation of a
Verfahrensablaufs zur Herstellung eines  Procedure for producing a
strahlungsemittierenden Halbleiterchips ,  radiation-emitting semiconductor chips,
Figur 2: eine REM-Aufnahme einer mikrostrukturierten FIG. 2: an SEM image of a microstructured one
Halbleiteroberfläche,  Semiconductor surface,
Figuren 3A und 3B: REM-Aufnahmen einer mikrostrukturierten FIGS. 3A and 3B: SEM images of a microstructured one
Halbleiteroberfläche mit einem Aufnahmewinkel von 90° und 60°.  Semiconductor surface with an acceptance angle of 90 ° and 60 °.
Bei dem in den Figuren 1A bis 1F schematisch dargestellten Verfahrensablauf wird zunächst auf einem Aufwachssubstrat 1, beispielsweise aus Saphir, Sic oder Si, mittels MOVPE eine GaN-Pufferschicht 2, die optional auch Si-dotiert sein kann, und eine Si-dotierte GaN-Kontaktschicht 3 aufgewachsen. In the method sequence shown schematically in FIGS. 1A to 1F, a GaN buffer layer 2, which can optionally also be Si-doped, is initially provided on a growth substrate 1, for example made of sapphire, Sic or Si, by means of MOVPE, and a Si-doped GaN. Contact layer 3 grown.
Beim Aufwachsen der epitaktischen Schichtenfolge mittels MOVPE wird dabei üblicherweise die 000-1-Kristallfläche (N- face des hexagonalen Nitridgitters) dem Saphir- Aufwachssubstrat zugewandt. Auf die Kontaktschicht 3, die allgemein im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als "ersteWhen growing the epitaxial layer sequence by means of MOVPE, the 000-1 crystal face (N face of the hexagonal nitride lattice) is usually turned towards the sapphire growth substrate. On the contact layer 3, which is generally in the context of the present application as "first
Schicht der Halbleiterschichtenfolge" bezeichnet wird, wird anschließend mittels MOVPE aus Silan und Ammoniak eine Layer of the semiconductor layer sequence "is called, then by MOVPE of silane and ammonia a
Silizium-Nitrid-Schicht als Ätzstoppschicht 4 mit einer Dicke von 0,5 nm erzeugt (vergleiche Figur 1A) . Alternativ kann beispielsweise auch eine Siliziumoxid- oder Silicon nitride layer as etch stop layer 4 with a Thickness of 0.5 nm generated (see Figure 1A). Alternatively, for example, a silica or
Magnesiumnitrid-Schicht abgeschieden werden. Anschließend werden auf die Ätzstoppschicht 4 mittels MOVPE weitere Halbleiterschichten aufgebracht. Dies sind insbesondere (a) eine Si-dotierte GaN-Deckschicht 5, (b) eine Magnesium nitride layer are deposited. Subsequently, further semiconductor layers are applied to the etch stop layer 4 by means of MOVPE. These are in particular (a) a Si-doped GaN cover layer 5, (b) a
elektromagnetische Strahlung (insbesondere grünes oder blaues Licht) erzeugende Schicht 6 mit einer Multi- Quantentopfstruktur mit einer Mehrzahl von InGaN- Quantentöpfen und zwischen diesen liegenden GaN-Barrieren und (c) eine p-dotierte AlGaN-Deckschicht 7 (vergleiche Figur 1B) . Auf die Deckschicht 7 kann noch eine weitere p- dotierte GaN-Schicht folgen (nicht gezeigt) . Auf die Halbleiterschichtenfolge 10 wird anschließend eine metallische Spiegelschicht 8 aufgebracht, die in der aktiven Schicht 6 erzeugte elektromagnetische Strahlung in die Halbleiterschichtenfolge 10 bzw. in Richtung der späteren mikrostrukturierten Außenfläche zurück electromagnetic radiation (in particular green or blue light) generating layer 6 having a multi-quantum well structure with a plurality of InGaN quantum wells and GaN barriers between them and (c) a p-doped AlGaN capping layer 7 (see FIG. 1B). A further p-doped GaN layer may follow the cover layer 7 (not shown). A metallic mirror layer 8 is subsequently applied to the semiconductor layer sequence 10, and the electromagnetic radiation generated in the active layer 6 is returned to the semiconductor layer sequence 10 or toward the later microstructured outer surface
reflektieren kann. Als Spiegelmaterial eignet sich can reflect. As mirror material is suitable
beispielsweise Silber oder Aluminium (vergleiche Figur 1B) . For example, silver or aluminum (see Figure 1B).
Die Halbleiterschichtenfolge wird nachfolgend mit der The semiconductor layer sequence will be described below with the
Spiegelseite mit einem elektrisch leitenden Trägerkörper 9 verbunden, der beispielsweise aus Silizium, Galliumarsenid, Germanium oder Molybdän gebildet sein kann. Dies kann beispielsweise mittels eutektischem Bonden, Löten oder Kleben erfolgen. Nachfolgend kann das Saphir-Substrat 1 mittels eines Laser-Lift-Off-Verfahrens, das in Figur IC durch die Pfeile 20 angedeutet ist, abgetrennt werden. Die Pufferschicht 2 wird dabei derart zersetzt, dass Mirror side connected to an electrically conductive carrier body 9, which may be formed for example of silicon, gallium arsenide, germanium or molybdenum. This can be done for example by eutectic bonding, soldering or gluing. Subsequently, the sapphire substrate 1 by means of a laser lift-off process, which is indicated in Figure IC by the arrows 20, are separated. The buffer layer 2 is decomposed in such a way that
gasförmiger Stickstoff entsteht; gegebenenfalls können hierbei Rückstände aus metallischem Gallium auf der Oberfläche verbleiben (nicht gezeigt) . Ein entsprechendes Laser-Lift-Off-Verfahren ist beispielsweise in der gaseous nitrogen is produced; if necessary, residues of metallic gallium on the Surface remain (not shown). A corresponding laser lift-off method is for example in the
W098/14986A1 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich vollumfänglich Bezug genommen wird. Als W098 / 14986A1, to the disclosure of which reference is made in this regard in its entirety. When
Strahlungsquelle für das Laser-Lift-Off-Verfahren kann beispielsweise eine Laser-Strahlungsquelle mit einer Radiation source for the laser lift-off method, for example, a laser radiation source with a
Wellenlänge im Bereich zwischen 350 nm und 360 nm oder kurzwelliger verwendet werden. Die verbliebene Kontaktschicht 3 wird nachfolgend mit einem Ätzmittel 30 beaufschlagt, das GaN-Material abtragend ätzt (vergleiche Figur 1D) . Bevorzugt wird hierbei Alkalilauge als Ätzmittel verwendet. Beispielsweise kann mit KOH in 30 %-iger Lösung bei einer Temperatur von etwa 70 °C geätzt werden, wobei die Ätzzeit etwa 10 Minuten beträgt. Wavelength can be used in the range between 350 nm and 360 nm or shortwave. The remaining contact layer 3 is subsequently exposed to an etchant 30 which etches away the GaN material (compare FIG. 1D). In this case, alkali metal hydroxide is preferably used as etchant. For example, can be etched with KOH in 30% solution at a temperature of about 70 ° C, wherein the etching time is about 10 minutes.
Mit diesem Ätzmittel werden üblicherweise auch Gallium- Rückstände entfernt. Gegebenenfalls kann hierfür aber auch ein Vorätzschritt mit beispielsweise KOH in wesentlich verdünnterer Form als Ätzmittel verwendet werden. With this etchant also gallium residues are usually removed. If appropriate, however, a pre-etching step with, for example, KOH in substantially more dilute form than etchant can also be used for this purpose.
Durch den Ätzschritt werden unterschiedliche The etching step becomes different
Kristallfacetten der Kontaktschicht 3 freigelegt Crystal facets of the contact layer 3 exposed
(vergleiche Figur IE) . Das Ätzmittel ätzt vorwiegend an den Kristalldefekten. Insofern können am Übergang zwischen zwei durch das Ätzen erzeugten Strukturelementen der  (compare Figure IE). The etchant etches primarily on the crystal defects. In this respect, at the transition between two structural elements produced by the etching
mikrostrukturierten Außenfläche, insbesondere an gebildeten Polyedern, entsprechende Ätzspuren nachgewiesen werden. Diese Ätzspuren resultieren aus dem unterschiedlichen microstructured outer surface, in particular on formed polyhedra, corresponding etching traces are detected. These etching traces result from the different
Ätzverhalten der 000-1-Kristallflächen und daran Etching behavior of the 000-1 crystal faces and thereon
angrenzender Kristallflächen, die insbesondere im Bereich derartiger Übergänge auftreten. Das Vorliegen von 000-1- Kristallflächen beziehungsweise des N-face kann mittels Röntgenspektroskopie nachgewiesen werden. Im Unterschied zu Polyedern, die durch Epitaxie gewachsen sind weist die mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren erhaltene Strukturierung also insbesondere im Bereich der Flächen, die keine 000-1- Kristallflächen sind, Ätzspuren auf. adjacent crystal surfaces that occur especially in the range of such transitions. The presence of 000-1- crystal surfaces or the N-face can by means of X-ray spectroscopy can be detected. In contrast to polyhedra grown by epitaxy, the structuring obtained with the method according to the application therefore has etching traces, in particular in the area of the surfaces which are not 000-1 crystal surfaces.
Im geschilderten Beispiel wird die gesamte Pufferschicht 2 während des Laser-Abhebe-Verfahrens zersetzt, sodass diese eine Trennzone bzw. Trennschicht darstellt. Alternativ können die Pufferschicht 2 und das Laser-Abhebe-Verfahren so aufeinander abgestimmt sein, dass nur ein Teil der In the example described, the entire buffer layer 2 is decomposed during the laser lifting process, so that it represents a separation zone or separation layer. Alternatively, the buffer layer 2 and the laser lift-off method can be coordinated so that only a part of the
Pufferschicht 2 oder ein Teil der Kontaktschicht 3 zersetzt werden. Durch die Mikrostrukturierung der Kontaktschicht 3 wird eine Aufrauung auf einer Skala erzeugt, die dem blauen Spektralbereich des sichtbaren Spektrums Buffer layer 2 or a part of the contact layer 3 are decomposed. The microstructuring of the contact layer 3 produces a roughening on a scale which corresponds to the blue spectral range of the visible spectrum
elektromagnetischer Strahlung entspricht. Die electromagnetic radiation corresponds. The
Aufrauungsstrukturen liegen insbesondere in der Roughening structures are particularly in the
Größenordnung einer halben inneren Wellenlänge der in der aktiven Halbleiterschicht erzeugten elektromagnetischen Strahlung . Magnitude of half an internal wavelength of the electromagnetic radiation generated in the active semiconductor layer.
Figur 2 zeigt eine Oberfläche einer Kontaktschicht 3 aus GaN nach einem Ätzschritt mit 30 %-iger KOH Lösung bei etwa 70 °C, bei dem die Einwirkungszeit 10 Minuten beträgt optimal auf die Dicke der Deckschicht abgestimmt ist, sodass sich eine im Wesentlichen vollständige Bedeckung der Oberfläche mit Kristallfacetten ergibt und die unter der mikrostrukturierten Oberfläche liegende Ätzstoppschicht 4 nicht sichtbar ist. Zum Vergleich wurde der Ätzschritt unter denselben Bedingungen wie vorstehend angegeben deutlich länger durchgeführt, beispielsweise etwa 14 Minuten. Es zeigt sich, dass durch längeres Ätzen zwischen mikrostrukturierten Oberflächenbereichen der Kontaktschicht 3 dann auch teilweise die Ätzstoppschicht 4 erkennbar wird. Noch deutlicher als Figur 3A zeigt dies die REM-Aufnähme in Figur 3B, bei der die einzelnen Polyeder der Figure 2 shows a surface of a contact layer 3 of GaN after an etching step with 30% KOH solution at about 70 ° C, in which the exposure time is 10 minutes optimally matched to the thickness of the cover layer, so that a substantially complete coverage of the Surface with crystal facets results and lying under the microstructured surface etching stop layer 4 is not visible. For comparison, the etching step was carried out much longer under the same conditions as mentioned above, for example, about 14 Minutes. It turns out that by longer etching between microstructured surface regions of the contact layer 3, the etch stop layer 4 can be partially recognized. Even more clearly than FIG. 3A, this shows the SEM image in FIG. 3B, in which the individual polyhedra of FIG
Mikrostrukturierung deutlich sichtbar sind und dazwischen unstrukturierte Bereiche vorliegen, in denen somit die Ätzstoppschicht 4 sichtbar ist. Zur Verbesserung der Aufrauungswirkung kann die  Microstructuring are clearly visible and there are unstructured areas between them, in which thus the etch stop layer 4 is visible. To improve the roughening effect, the
Kontaktschicht 3 zumindest in dem an die Pufferschicht 2 angrenzenden Bereich ein im Vergleich zu den nachfolgenden Schichten 5, 6 und 7 erhöhte Defektdichte aufweisen. Ferner kann die Kontaktschicht 3 zumindest an der zur  Contact layer 3, at least in the area adjacent to the buffer layer 2 region in comparison to the subsequent layers 5, 6 and 7 have increased defect density. Furthermore, the contact layer 3 at least at the
Pufferschicht hin gewandten Seite eine Silizium-Buffer layer side facing a silicon
Dotierstoff-Konzentration von 1 x 10 cm bis 1 x 10 cm aufweisen. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung eines ohmschen Kontakts auf der Kontaktschicht 3. Auf die in Figur IE dargestellte Halbleiterschichtenfolge mit mikrostrukturierter Oberfläche, insbesondere aus (GaN) - Polyedern, kann nachfolgend ein elektrischer Anschluss aufgebracht werden (Figur 1F) . Beispielsweise wird hierzu ein Bondpad 11, insbesondere eine Bondpad-Metallisierung zum elektrischen Anschließen der n-Seite der Dopant concentration of 1 x 10 cm to 1 x 10 cm have. This allows a simple production of an ohmic contact on the contact layer 3. An electrical connection can subsequently be applied to the semiconductor layer sequence having a microstructured surface, in particular of (GaN) polyhedra, shown in FIG. 1C (FIG. 1F). For example, this is a bond pad 11, in particular a bond pad metallization for electrically connecting the n-side of
Halbleiterschichtenfolge 10 aufgebracht. Semiconductor layer sequence 10 applied.
Auf der der Halbleiterschichtenfolge 10 abgewandten Seite des Trägerkörpers 9 wird vor oder nach dessen Verbinden mit der Halbleiterschichtenfolge 10 eine Kontaktschicht 12 zum elektrischen Anschließen des Leuchtdiodenchips aufgebracht. Die in Figur 1F dargestellte Aus führungs form kann alternativ auch durch eine für eine Flip-Chip-Montage On the side of the carrier body 9 facing away from the semiconductor layer sequence 10, a contact layer 12 for the electrical connection of the light-emitting diode chip is applied before or after its connection to the semiconductor layer sequence 10. The imple mentation form shown in Figure 1F may alternatively also by a for a flip-chip mounting
geeignete Aus führungs form ersetzt werden. In diesem Fall findet sich kein Kontakt 11 auf der Deckschicht; der n- Kontakt erfolgt vielmehr mittels Vias, d. h. von der suitable form of execution. In this case, there is no contact 11 on the cover layer; the n-contact is rather by means of vias, d. H. of the
Trägerkörperseite 10 her. Carrier side 10 ago.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst sie jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination in den The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, it encompasses any new feature as well as any combination of features, even if that feature or combination is included in the
Ausführungsbeispielen oder Patentansprüchen nicht explizit angegeben ist. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der Embodiments or claims is not explicitly stated. This patent application claims the priority of
deutschen Patentanmeldung 10 2010 048 617.5, deren German Patent Application 10 2010 048 617.5, whose
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. The disclosure is hereby incorporated by reference.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer 1. A method for producing a
Halbleiterschichtenfolge (10) auf Basis von Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial und mit einer  Semiconductor layer sequence (10) based on nitride compound semiconductor material and with a
mikrostrukturierten Außenfläche mit folgenden Schritten: microstructured outer surface with the following steps:
A) Aufwachsen zumindest einer ersten Halbleiterschicht (3) der Halbleiterschichtenfolge (10) auf einem Substrat ( 1 ) ; A) growing at least a first semiconductor layer (3) of the semiconductor layer sequence (10) on a substrate (1);
B) Aufbringen einer Ätzstoppschicht (4) auf der ersten B) applying an etch stop layer (4) on the first
Halbleiterschicht (3) ; Semiconductor layer (3);
C) Aufwachsen zumindest einer weiteren Halbleiterschicht auf der in Schritt B) erhaltenen Schichtenfolge;  C) growing at least one further semiconductor layer on the layer sequence obtained in step B);
D) Trennen der Halbleiterschichtenfolge (10) vom Substrat (1), indem dem eine Trennzone der Halbleiterschichtenfolge zumindest teilweise entfernt wird;  D) separating the semiconductor layer sequence (10) from the substrate (1) by at least partially removing a separation zone of the semiconductor layer sequence;
E) Ätzen der erhaltenen Trennfläche der  E) etching the resulting interface of the
Halbleiterschichtenfolge (10) mittels eines Ätzmittels (30), so dass eine Mikrostrukturierung der ersten  Semiconductor layer sequence (10) by means of an etchant (30), so that a microstructuring of the first
Halbleiterschicht (3) erfolgt und die mikrostrukturierte Außenfläche gebildet wird. Semiconductor layer (3) takes place and the microstructured outer surface is formed.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest eine Schicht der Halbleiterschichtenfolge (10) ein Material der Formel InxAlyGai-x-yN mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1 umfasst oder daraus besteht. 2. Method according to the preceding claim, wherein at least one layer of the semiconductor layer sequence (10) comprises a material of the formula In x Al y Gai x - y N with 0 <x <1, 0 <y <1 and x + y <1 or consists of.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schicht (3) der Halbleiterschichtenfolge (10) InxGai-xN mit 0 < x < 1 umfasst oder daraus besteht. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first layer (3) of the semiconductor layer sequence (10) In x Gai- x N with 0 <x <1 comprises or consists thereof.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ätzstoppschicht (4) ein keramisches Material umfasst oder daraus besteht. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the Ätzstoppschicht (4) comprises a ceramic material or consists thereof.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ätzstoppschicht (4) Siliziumnitrid, Siliziumoxid und/oder Magnesiumnitrid umfasst oder daraus besteht. 5. Method according to the preceding claim, wherein the etch stop layer (4) comprises or consists of silicon nitride, silicon oxide and / or magnesium nitride.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Ätzstoppschicht (4) kleiner oder gleich 5 nm ist und insbesondere 0,4 bis 2 nm beträgt. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the thickness of the Ätzstoppschicht (4) is less than or equal to 5 nm and in particular 0.4 to 2 nm.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ätzmittel (30) eine Base, insbesondere ein 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the etchant (30) is a base, in particular a
Alkalihydroxid, oder eine Säure umfasst. Alkali hydroxide, or an acid.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt E) unterschiedliche Kristallfacetten freigelegt werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein in step E) different crystal facets are exposed.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halbleitermaterial so auf das Substrat (1) aufgewachsen wird, dass das N-face des Nitridgitters dem Substrat (1) zugewandt ist. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the semiconductor material is grown on the substrate (1), that the N-face of the nitride lattice facing the substrate (1).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trennen der Halbleiterschichtenfolge (10) mittels eines Abhebe-Verfahrens , insbesondere mittels eines Laser- Abhebe-Verfahrens (20) erfolgt. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the separating of the semiconductor layer sequence (10) by means of a lift-off method, in particular by means of a laser Abhebe method (20).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor oder nach Schritt E) eine Spiegelschicht (8) auf die Halbleiterschichtenfolge (10) aufgebracht wird, die zumindest einen Teil einer in der Halbleiterschichtenfolge (10) im Betrieb erzeugten und zur Spiegelschicht (8) hin gerichteten elektromagnetischen Strahlung in die Halbleiterschichtenfolge (10) zurückreflektiert. 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein before or after step E), a mirror layer (8) is applied to the semiconductor layer sequence (10), the at least a portion of a in the semiconductor layer sequence (10) generated in operation and the mirror layer (8). down directed electromagnetic radiation back into the semiconductor layer sequence (10).
12. Strahlungsemittierender Halbleiterchip, insbesondere hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine epitaktisch hergestellte 12. A radiation-emitting semiconductor chip, in particular produced according to one of the preceding claims, comprising an epitaxially produced
Halbleiterschichtenfolge (10), die eine n-leitende Semiconductor layer sequence (10), which is an n-type
Halbleiterschicht (5), eine p-leitende Halbleiterschicht (7) und einen zwischen diesen Schichten angeordneten Semiconductor layer (5), a p-type semiconductor layer (7) and arranged between these layers
Strahlung erzeugenden Bereich (6) aufweist, wobei die Radiation generating area (6), wherein the
Strahlungsauskopplungsschicht des Halbleiterchips eine mikrostrukturierte Außenfläche aufweist und angrenzend an die Strahlungsauskopplungsschicht eine Ätzstoppschicht (4) ausgebildet ist, wobei zumindest eine der Radiation decoupling layer of the semiconductor chip has a microstructured outer surface and is formed adjacent to the radiation decoupling layer, an etching stop layer (4), wherein at least one of
Halbleiterschichten ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial umfasst . Semiconductor layers comprises a nitride compound semiconductor material.
13. Strahlungsemittierender Halbleiterchip nach dem 13. Radiation-emitting semiconductor chip after the
vorhergehenden Anspruch, wobei previous claim, wherein
die Ätzstoppschicht (4) zumindest 70%, insbesondere 80-90% der Grenzfläche zwischen der Strahlungsauskopplungsschicht und der zweiten Halbeiterschicht, die auf die the etch stop layer (4) at least 70%, in particular 80-90%, of the interface between the radiation-outcoupling layer and the second semiconductor layer, which is applied to the
Ätzstoppschicht (4) folgt, einnimmt. Etch stop layer (4) follows, occupies.
14. Strahlungsemittierender Halbleiterchip nach dem 14. Radiation-emitting semiconductor chip after the
vorhergehenden Anspruch, wobei previous claim, wherein
Grenzflächenbereiche, in denen die Interfacial areas in which the
Strahlungsauskopplungsschicht und die zweite Radiation decoupling layer and the second
Halbeiterschicht direkt aneinander grenzen eine Semiconductor layer directly adjoin one another
unterschiedliche Größe aufweisen und unregelmäßig über die Grenzfläche verteilt sind. have different size and are distributed irregularly over the interface.
15. Optoelektronisches Bauteil umfassend einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip nach einem vorhergehenden Ansprüche. 15. An optoelectronic component comprising a radiation-emitting semiconductor chip according to any preceding claim.
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