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DE19945672A1 - Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode

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DE19945672A1
DE19945672A1 DE19945672A DE19945672A DE19945672A1 DE 19945672 A1 DE19945672 A1 DE 19945672A1 DE 19945672 A DE19945672 A DE 19945672A DE 19945672 A DE19945672 A DE 19945672A DE 19945672 A1 DE19945672 A1 DE 19945672A1
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DE
Germany
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layer
conductivity type
current diffusion
bromine
trenches
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DE19945672A
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English (en)
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Takahisa Kurahashi
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode angegeben, das die folgenden Schritte aufweist: Herstellen einer einschichtigen oder mehrschichtigen Lichtemissionsschicht aus Al¶x¶Ga¶y¶In¶1-x-y¶P (0 x 1, 0 y 1), einer Zwischenschicht von zweitem Leitungstyp aus Al¶x¶Ga¶y¶In¶1-x-y¶P (0 x 1, 0 y 1) und einer Stromdiffusionsschicht vom zweiten Leitungstyp aus Al¶x¶Ga¶y¶In¶1-x-y¶P (0 x 1, 0 y 1) auf einem GaAs-Substrat von erstem Leitungstyp; Herstellen einer ersten Elektrode vom ersten Leitungstyp und einer zweiten Elektrode vom zweiten Leitungstyp, so, dass sie in Kontakt mit dem GaAs-Substrat bzw. der Stromdiffusionsschicht stehen; Herstellen eines Schutzfilms auf freiliegenden Flächen der Stromdiffusionsschicht und der zweiten Elektrode; Herstellen von Gräben durch Einschneiden, um die zweite Elektrode freizulegen und das GaAs-Substrat zu erreichen; Ätzen der Lichtemissionsschicht, der Zwischenschicht und der Stromdiffusionsschicht um 4 mum oder mehr durch ein Ätzmittel vom Bromtyp ausgehend von Positionen, die jeweils den Gräben zugewandt sind, in einer Richtung parallel zu einer Substratfläche in solcher Weise, dass ein Endabschnitt jeder benachbarten zweiten Elektrode nicht erreicht wird; und Entfernen des auf der Stromdiffusionsschicht und der zweiten Elektrode hergestellten Schutzfilms.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode, die für eine Anzeigevorrichtung, eine Sendevorrichtung und dergleichen zu verwenden ist.
In den letzten Jahren werden Licht emittierende Dioden (LEDs) in weitem Umfang bei optischer Kommunikation, in In­ formationsanzeigetafeln und dergleichen verwendet. Bei einem herkömmlichen Prozess zum Herstellen einer LED als Chip wird routinemäßig ein Spaltvorgang verwendet. Jedoch verbleiben nach dem Spaltprozess typischerweise Spannungen in einer Spaltfläche eines Substrats. Wenn ein so hergestellter Chip ohne Beseitigung derartiger Spannungen mit Harz vergossen wird, ist seine Leuchtstärke während seines Betriebs wegen der Spannungen verringert. Im extremen Fall kann ein einfa­ ches Vergießen des Chips mit Harz bewirken, dass erkennbare dunkle Linien oder Risse erzeugt werden.
Um dieses Problem zu vermeiden, wird herkömmlicherweise der folgende Prozess verwendet: der Teil des Chips mit Spannun­ gen wird durch Abätzen der Spaltfläche mit wenigen Mikrome­ tern nach dem Spalten des Substrats entfernt und dann wird der Chip in Harz vergossen.
Z. B. wird im Fall einer herkömmlichen LED vom GaP-Typ die Spaltfläche nach dem Spalten eines Substrats mit ungefähr 3 µm mit einem Ätzmittel vom Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid- Typ abgeätzt. Im Fall einer herkömmlichen LED vom AlGaInP- Typ, bei der AlxGa1-xAs (0 ≦ x ≦ 1) dazu verwendet wird, eine Stromdiffusionsschicht zu verwenden, wird eine Spaltfläche um 2 µm mit einem Gemisch aus Brom und Methanol abgeätzt.
Wenn jedoch im Fall einer LED vom AlGaInP-Typ unter Verwen­ dung einer Stromdiffusionsschicht aus AlGaAs die Lichtemis­ sionswellenlänge verkürzt wird (z. B. in den Bereich von 550 bis 590 nm), besteht die Wahrscheinlichkeit, dass Licht in der Stromdiffusionsschicht absorbiert wird, was die Leucht­ stärke verringert. Um derartige Lichtabsorption zu verrin­ gern, kann der molare Anteil von Al in einem Mischkristall in der Stromdiffusionsschicht erhöht werden. Jedoch beein­ trächtigt ein erhöhter molarer Anteil von Al bei Bedingungen hoher Temperatur unter hoher Feuchtigkeit typischerweise die Zuverlässigkeit einer derartigen LED.
Um das obige Problem zu überwinden, kann GaP, das kein Al enthält und eine größere Energiebandlücke als AlGaAs auf­ weist, zum Herstellen einer Stromdiffusionsschicht verwendet werden. Jedoch zeigt GaP eine Gitterfehlanpassung von unge­ fähr 3,6% in Bezug auf ein GaAs-Substrat. Demgemäß besteht, wenn GaP zum Herstellen der auf einem GaAs-Substrat abzu­ scheidenden Stromdiffusionsschicht verwendet wird, die Wahr­ scheinlichkeit einer Erzeugung von Spannungen nach dem Spaltprozess von einer Spaltfläche zu einem tieferen Teil einer Grenzfläche zwischen einer AlGaInP-Lichtemissions­ schicht (aktive Schicht) und der GaP-Stromdiffusionsschicht. Im Ergebnis müssen die AlGaInP-Lichtemissionsschicht (aktive Schicht) und die GaP-Stromdiffusionsschicht bis zu einer tieferen Position ausgehend von der Spaltfläche abgeätzt werden, um eine Verringerung der Leuchtstärke zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode mit hoher Leucht­ stärke, verbesserter Zuverlässigkeit und hohem Wirkungsgrad zu schaffen.
Diese Aufgabe ist durch das Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Die Wirkungen der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich.
Fig. 1A bis 1E sind Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Prozesses zum Herstellen einer LED gemäß einem Bei­ spiel 1 der Erfindung.
Fig. 2A bis 2E sind Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Prozesses zum Herstellen einer LED gemäß einem Bei­ spiel 2 der Erfindung.
Nachfolgend wird die Erfindung durch veranschaulichende Aus­ führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be­ schrieben.
Ausführungsbeispiel 1
Dieses Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 1A bis 1E beschrieben, eine LED 100 beim Ausführungsbeispiel 1 ist eine solche vom AlGaInP-Typ mit einer aktiven Schicht aus AlGaInP.
Wie es in Fig. 1A dargestellt ist, werden die folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge aufeinanderfolgend durch metallorganische, chemische Dampfabscheidung (MOCVD) auf einem n-GaAs-Substrat 1 (ungefähr 350 µm dick) abge­ schieden: eine n-GaAs-Pufferschicht 2 (ungefähr 1 µm dick), eine Schicht 3 für einen verteilten Bragg-Reflektor (DBR) als mehrschichtiger, reflektierender Film mit zehn Paaren von n-Al0,5In0,5P und n-(Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P, eine erste Mantelschicht 4 aus n-AlGaInP (ungefähr 1 µm dick), eine aktive Schicht 5 aus p-Al0,5In0,5P (ungefähr 0,5 µm dick), eine zweite Mantelschicht 6 aus p-AlGaInP (ungefähr 1 µm dick), eine Zwischenschicht 7 aus p-AlGaInP (ungefähr 0,15 µm dick), eine p-GaP-Stromdiffusionsschicht 8 (ungefähr 7 µm dick) und eine p-GaAs-Deckschicht 9 (ungefähr 0,01 µm dick).
Danach wird, wie es in Fig. 1B dargestellt ist, die p-GaAs- Deckschicht 9 mit einem Ätzmittel vom Schwefelsäure/Wasser­ stoffperoxid-Typ abgeätzt. Dann wird auf der Stromdiffu­ sionsschicht 8 aus p-GaP eine AuBe/Au-Schicht abgeschieden und durch einen Photolithographieprozess und einen Ätzpro­ zess mit einem Au-Ätzmittel (z. B. Ätzmittel vom Typ Jod/Am­ moniumjodid) strukturiert, um Muster mehrerer Oberflächen­ elektroden mit jeweils einem Durchmesser von ungefähr 120 µm auszubilden. Dann wird das Substrat mit der darauf erhal­ tenen Struktur wärmebehandelt, um eine Anzahl Elektroden 10 vom p-Typ mit Ohm∩schem Kontakt zu erhalten.
Die Unterseite des GaAs-Substrats 1 wird mit einer Dicke von ungefähr 280 µm abgearbeitet, und auf der abgearbeiteten Fläche wird eine AuGe/Au-Schicht abgeschieden. Dann wird das Substrat 1 wärmebehandelt, um eine Elektrode 11 vom n-Typ mit Ohm∩schem Kontakt zu erhalten.
Danach werden, wie es in Fig. 1C dargestellt ist, die p- Elektroden 10 und eine freigelegte Fläche der p-GaP-Strom­ diffusionsschicht 8 mit einem Photoresist 12 bedeckt, und die sich ergebende Struktur wird mit Wachs (nicht darge­ stellt) auf einem Si-Wafer (nicht dargestellt) befestigt.
Als nächstes werden gleich beabstandete Gräben 13 mit einer Schrittweite von ungefähr 280 µm und jeweils einer Tiefe von ungefähr 160 µm und einer Breite von ungefähr 25 µm durch einen Schneidprozess so hergestellt, dass jeder der einge­ schnittenen Gräben 13 zwischen benachbarten p-Elektroden 10 liegt. Der Abstand zwischen einer p-Elektrode 10 und dem Rand jedes benachbarten Grabens 13 beträgt ungefähr 67,5 µm.
Dann wird der Wafer mit der so eingeschnittenen Struktur in ein Ätzmittel vom Bromtyp eingetaucht (Temperatur: ungefähr 30°C), das aus einer gesättigten wässrigen Lösung von bei einer Temperatur von ungefähr 30°C gelöstem Brom, Phosphor­ säure und reinem Wasser besteht. So wird eine Oberfläche des Grabens 13, die durch den Schneidvorgang Spannungen ausge­ setzt wurde, abgeätzt. Typischerweise beträgt die abgeätzte Menge an der Oberseite der p-GaP-Stromdiffusionsschicht 8 (die eine LED-Chipfläche bildet) ungefähr 8 µm in einer Richtung parallel zur Substratfläche. Teile der unteren Schichten, wie sie unten angegeben sind, die den Gräben 13 zugewandt sind, werden in einer Richtung parallel zur Sub­ stratfläche mit ungefähr 5 µm abgeätzt: die erste Mantel­ schicht 4 aus n-Al0,5In0,5P, die aktive Schicht 5 aus p-Al0,5In0,5P, die zweite Mantelschicht 6 aus p-Al0,5In0,5P und die Zwischenschicht 7 aus p-AlGaInP.
Danach wird das Substrat 1 vom Si-Wafer (nicht dargestellt) gelöst, und das Wachs (nicht dargestellt) und der Photore­ sist 12 werden durch Waschen entfernt, wie es in Fig. 1D dargestellt ist. Als nächstes wird, wie es in Fig. 1E darge­ stellt ist, das Substrat 1 in getrennte LED-Chips unter­ teilt. Im Ergebnis wird eine LED 100 erzeugt.
Beim sich ergebenden Chip der LED 100 beträgt der Abstand zwischen der p-Elektrode 10 und dem Rand jedes benachbarten Grabens 13 ungefähr 59,5 µm, d. h. die während des Schneid­ prozesses erhaltenen ungefähr 67,5 µm verringert um das Ätz­ ausmaß von ungefähr 8 µm. Dieser Abstand reicht dazu aus, Stromlecks zu verhindern, wie sie andernfalls entstehen, wenn die p-Elektrode 10 in Kontakt mit einer beliebigen n- Schicht (z. B. der n-Mantelschicht 4) gelangt.
Wenn herkömmliche LEDs, die durch Ätzen der Seitenflächen der eingeschnittenen Gräben mit ungefähr 2 µm entsprechend einem herkömmlichen Verfahren mit Harz vergossen werden, zeigen einige dieser Chips eine Leuchtstärke, die nach unge­ fähr 500 Betriebsteststunden unter Bedingungen eines Be­ triebsstroms von ungefähr 50 mA und einer Umgebungstempera­ tur von ungefähr -30°C auf bis zu ungefähr 70% des zugehöri­ gen Anfangswerts gefallen ist. Andererseits beträgt bei der LED 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die maximale Beeinträchtigung nach ungefähr 500 Betriebsteststunden unter denselben Bedingungen, wie sie oben angegeben sind, nur un­ gefähr 90% der anfänglichen Leuchtstärke, so dass sich her­ vorragende Lichtemissionseigenschaften zeigen.
Darüber hinaus besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die p-Stromdiffusionsschicht aus GaP und enthält demgemäß kein Al. Daher ist höhere Feuchtigkeitsbeständigkeit er­ zielt, so dass nach ungefähr 500 Betriebsteststunden unter Bedingungen einer Umgebungstemperatur von 85°C, einer Umge­ bungsfeuchtigkeit von 90% und eines Betriebsstroms von 30 mA immer noch ungefähr 90% der Anfangsleuchtstärke erhalten sind. Außerdem hat die Betriebsspannung wegen des niedrigen spezifischen Widerstands von GaP den niedrigen Wert von un­ gefähr 1,9 Volt.
Ferner ist es möglich, da in der Chipstruktur des vorliegen­ den Ausführungsbeispiels ein mehrschichtiger Reflexionsfilm verwendet ist, den externen Lichtemissions-Wirkungsgrad zu verbessern.
Als Ätzmittel zum Ätzen der eingeschnittenen Fläche wird ein Gemisch verwendet, das eine gesättigte wässrige Lösung von Brom und Phosphorsäure verwendet, wodurch der Umfang des Prozesses verringert ist, der ein Handhaben einer Lösung mit einer hohen Konzentration von Brom benötigt. Demgemäß ist das erfindungsgemäße Verfahren sicherer als der herkömmliche Prozess, der ein Gemisch aus Brom und Methanol als Ätzmittel verwendet.
Ausführungsbeispiel 2
Dieses Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 2A bis 2E veranschaulicht. Eine LED 200 gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel ist eine solche vom AlGaInP-Typ mit einer aktiven Schicht aus AlGaInP, wie beim Ausführungsbeispiel 1. Die Breite jedes durch Einschneiden herzustellenden Grabens und auch die wegzuätzende Menge in jedem der eingeschnittenen Gräben ist verschieden gegenüber den Werten beim Ausfüh­ rungsbeispiel 1.
Wie es in Fig. 2A dargestellt ist, werden auf einem n-GaAs- Substrat 1 (ungefähr 350 µm) durch MOCVD die nachfolgenden Schichten in der genannten Reihenfolge hergestellt: eine n- GaAs-Pufferschicht 2 (ungefähr 1 µm dick), eine DBR-Schicht 3 (1 µm dick) als mehrschichtiger Reflexionsfilm aus 10 Paa­ ren von n-Al0,5In0,5P und n-(Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P, eine erste Mantelschicht 4 aus n-Al0,5In0,5P (ungefähr 1 µm dick), eine aktive Schicht 5 aus p-Al0,5In0,5P (ungefähr 0,5 µm dick), eine zweite Mantelschicht 6 aus p-Al0,5In0,5P (ungefähr 1 µm dick), eine Zwischenschicht 7 aus p-AlGaInP (ungefähr 0,15 µm dick), eine Stromdiffusionsschicht 8 aus p-GaP (ungefähr 7 µm dick) und eine p-GaAs-Deckschicht 9 (ungefähr 0,01 µm dick).
Danach wird, wie es in Fig. 2B dargestellt ist, die p-GaAs- Deckschicht 9 mit einem Ätzmittel vom Typ Schwefelsäure/Was­ serstoffperoxid abgeätzt. Dann wird auf der Stromdiffusions­ schicht 8 aus p-GaP eine Schicht aus AuBe/Au abgeschieden und dann durch einen Photolithographieprozess und einen Ätz­ prozess mit einem Au-Ätzmittel (Ätzmittel vom Typ Jod/Ammo­ niumjodid) geätzt, um Muster einer Anzahl von Oberflächen­ elektroden mit jeweils einem Durchmesser von ungefähr 120 µm herzustellen. Dann wird das Substrat mit der darauf erhalte­ nen Struktur wärmebehandelt, um eine Anzahl von Elektroden 10 vom p-Typ mit Ohm∩schem Kontakt zu erhalten.
Die Unterseite des GaAs-Substrats 1 wird mit einer Dicke von ungefähr 280 µm abgearbeitet und auf der abgearbeiteten Flä­ che wird eine AuGe/Au-Schicht abgeschieden. Dann wird das Substrat 1 wärmebehandelt, um eine Elektrode 11 vom n-Typ mit Ohm∩schem Kontakt zu erhalten.
Danach werden, wie es in Fig. 2C dargestellt ist, die p- Elektroden 10 und eine freiliegende Fläche der p-GaP-Strom­ diffusionsschicht 8 mit einem Photoresist 12 bedeckt, und die sich ergebende Struktur wird mit Wachs (nicht darge­ stellt) auf einem Si-Wafer (nicht dargestellt) befestigt.
Als nächstes werden durch einen Einschneidprozess gleich beabstandete Gräben 13 mit einer Schrittweite von ungefähr 280 µm und jeweils einer Tiefe von ungefähr 160 µm und einer Breite von ungefähr 50 µm so hergestellt, dass jeder der eingeschnittenen Gräben 13 zwischen den benachbarten p-Elek­ troden 10 liegt. Der Abstand zwischen einer p-Elektrode 10 und dem Rand jedes benachbarten Grabens beträgt ungefähr 55 µm.
Dann wird der Wafer mit der so eingeschnittenen Struktur in ein Ätzmittel vom Bromtyp (Temperatur: ungefähr 30°C) einge­ taucht, das aus einer gesättigten wässrigen Lösung von bei einer Temperatur von ungefähr 30°C gelöstem Brom, Phosphor­ säure und reinem Wasser besteht. So wird die eingeschnittene Fläche der Gräben 13, die aufgrund des Einschneidprozesses Spannungen enthält, abgeätzt. Typischerweise beträgt der Ätzumfang an der Oberseite der p-GaP-Stromdiffusionsschicht 8 (die eine LED-Chipfläche bildet) in einer Richtung paral­ lel zur Substratfläche ungefähr 6 µm. Teile der unteren Schichten, wie sie unten angegeben sind, die den Gräben 13 zugewandt sind, werden in einer Richtung parallel zur Sub­ stratfläche um ungefähr 5 µm abgeätzt: die erste Mantel­ schicht 4 aus p-Al0,5In0,5P, die aktive Schicht 5 aus p-(Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P, die zweite Mantelschicht 6 aus p- Al0,5In0,5P und die Zwischenschicht 7 aus p-AlGaInP.
Danach wird das Substrat 1 vom Si-Wafer (nicht dargestellt) getrennt und das Wachs (nicht dargestellt) und der Photore­ sist 12 werden durch Waschen beseitigt, wie es in Fig. 2D dargestellt ist. Als nächstes wird, wie es in Fig. 2E darge­ stellt ist, das Substrat 1 in gesonderte LED-Chips unter­ teilt. Im Ergebnis ist eine LED 200 hergestellt.
Beim sich ergebenden Chip der LED 200 beträgt der Abstand zwischen der p-Elektrode 10 und dem Rand jedes benachbarten Grabens 13 ungefähr 49 µm, d. h. die beim Einschneidprozess erhaltenen ungefähr 55 µm verringert um das Ätzausmaß von ungefähr 6 µm. Dieser Abstand reicht dazu aus, Stromlecks zu verhindern, wie sie andernfalls entstehen, wenn die p-Elek­ trode 10 mit einer beliebigen n-Schicht (z. B. der n-Mantel­ schicht 4) in Kontakt gelangt.
Darüber hinaus ist die Einschneidbreite so eingestellt, dass sie relativ breit ist (d. h. ungefähr 50 µm), so dass es wahrscheinlich ist, dass das Ätzmittel den Boden der einge­ schnittenen Gräben 13 erreicht. Demgemäß werden in der Nähe der Zwischenschicht 7 solche Abschnitte, die den einge­ schnittenen Gräben 13 zugewandt sind, mit einer Breite abge­ ätzt, die ungefähr 80% bis 90% des abgeätzten Ausmaßes im Chipoberflächenteil der Stromdiffusionsschicht 8 bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt. Es sei darauf hingewiesen, dass beim Ausführungsbeispiel 1, bei dem die Einschneidbreite auf ungefähr 25 µm eingestellt ist, Teile der Zwischenschicht 7, die den eingeschnittenen Gräben 13 zugewandt sind, mit einer Tiefe von nur ungefähr 60% bis 70% des Ätzausmaßes im Chip­ oberflächenteil der Stromdiffusionsschicht 8 abgeätzt wer­ den. Demgemäß ist die zum Ätzen erforderliche Zeit beim Aus­ führungsbeispiel 2 auf ungefähr 3/4 derjenigen verkürzt, die beim Ausführungsbeispiel 1 erforderlich ist.
Die maximale Beeinträchtigung beträgt nach ungefähr 500 Be­ triebsteststunden unter Bedingungen einer Umgebungstempera­ tur von 30°C und eines Betriebsstroms von 50 mA ungefähr 90% der Anfangsleuchtstärke, wodurch die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hergestellte LED hervorragende Licht­ emissionseigenschaften zeigt.
Das Zusammensetzungsverhältnis in der Lichtemissionsschicht, der Zwischenschicht und der Stromdiffusionsschicht ist nicht auf die bei den obigen Ausführungsbeispielen 1 und 2 angege­ benen Werte beschränkt. Beliebige andere Zusammensetzungs­ verhältnisse können verwendet werden, solange jede Schicht dem Zusammensetzungsverhältnis AlxGayIn1-x-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) entspricht.
Für den Schutzfilm besteht keine Beschränkung auf eine Pho­ toresistschicht, sondern sie kann aus einem beliebigen ge­ eigneten Material bestehen. Bevorzugte Materialien für den Schutzfilm sind ein Photoresist, ein Al2O3-Film, ein SiO2- Film und dergleichen.
Als Ätzmittel vom Bromtyp ist ein Gemisch bevorzugt, das eine wässrige Bromlösung und Phosphorsäure enthält, wobei diese vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von unge­ fähr 10°C bis ungefähr 30°C verwendet wird.
Auf einer Chipfläche herzustellende Elektroden müssen nicht gleich von beiden Rändern der benachbart zu ihnen herzustel­ lenden Gräben beabstandet sein, sondern sie können innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung an einer beliebigen Position liegen. Darüber hinaus kann eine beliebige Anzahl von Elek­ troden auf dem Substrat hergestellt werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer LED wird eine Schichtstruktur so eingeschnitten, dass Gräben erzeugt werden, die jeweils ein GaAs-Substrat von einem ers­ ten Leitungstyp erreichen. Dann werden Teile der Schicht­ struktur und des Substrats weiter von den Seitenflächen des eingeschnittenen Grabens in der Richtung parallel zu einer Substratfläche um ungefähr 4 µm oder mehr abgeätzt. Daher ist es möglich, den unter Spannungen stehenden Teil ausrei­ chend zu entfernen, der beim Einschneiden erzeugt wurde und durch eine Gitterfehlanpassung zwischen einer einschichtigen oder mehrschichtigen Lichtemissionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP, einer Zwischenschicht aus AlxGayIn1-x-yP von zweitem Leitungstyp und einer Stromdiffusionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP vom zweiten Leitungstyp hervorgerufen wurde.
Außerdem wird der Ätzvorgang beendet, bevor der Rand einer Elektrode vom zweiten Leitungstyp erreicht ist. Demgemäß gelangt die Elektrode vom zweiten Leitungstyp nicht in Kon­ takt mit einer Schicht vom ersten Leitungstyp, wodurch Stromlecks durch wechselseitigen Kontakt verhindert sind.
Unter Verwendung von GaP für eine Stromdiffusionsschicht vom zweiten Leitungstyp ist es möglich, eine LED mit hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit und niedrigem spezifischem Wider­ stand herzustellen, bei der es nicht wahrscheinlich ist, dass emittiertes Licht durch die Stromdiffusionsschicht ab­ sorbiert wird.
Durch Anbringen eines mehrschichtigen Reflexionsfilms zwi­ schen dem GaAs-Substrat vom ersten Leitungstyp und der ein­ schichtigen oder mehrschichtigen Lichtemissionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) ist es möglich, das emittierte Licht, das zum GaAs-Substrat läuft und andernfalls durch dieses absorbiert würde, in der Richtung der Chipfläche zu reflektieren (d. h. in einer Richtung zur Elektrode vom zwei­ ten Leitungstyp ausgehend vom GaAs-Substrat). Im Ergebnis ist es möglich, eine hellere LED mit verbessertem externem Lichtemissions-Wirkungsgrad herzustellen.
Unter Verwendung eines Gemischs einer wässrigen Bromlösung und Phosphorsäure als Ätzmittel zum Ätzen des GaAs-Sub­ strats, der Lichtemissionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP und der Stromdiffusionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP von den Seitenflä­ chen der eingeschnittenen Gräben her ist es möglich, über eine kleinere Differenz der Ätzrate hinsichtlich der jewei­ ligen zu ätzenden Schichten zu verfügen, um die Seitenflä­ chen der eingeschnittenen Gräben nach dem Ätzvorgang eben auszubilden. Außerdem ist es möglich, Prozesse wesentlich zu verringern, die ein Handhaben gefährlicher Bromlösung mit hoher Konzentration mit gefährlicher Toxizität erfordern, im Vergleich zum Fall, bei dem ein Brom-Methanol-Gemisch als Ätzmittel verwendet wird, wodurch die Sicherheit bei der Herstellung verbessert werden kann.
Durch Vorgeben einer Grabenbreite von ungefähr 50 µm oder mehr besteht Wahrscheinlichkeit, dass das Ätzmittel einen tieferen Teil des Grabens während des anschließenden Ätzpro­ zesses erreicht. Im Ergebnis ist es möglich, die Zeit zu verkürzen, die dazu erforderlich ist, die Lichtemissions­ schicht aus AlxGayIn1-x-yP, die Zwischenschicht aus AlxGayIn1-x-yP und die Stromdiffusionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP um ungefähr 4 µm oder mehr zu ätzen.
Wie oben beschrieben, ist es durch das erfindungsgemäße Ver­ fahren zum Herstellen einer LED möglich, eine LED mit hoher Leuchtstärke, verbesserter Zuverlässigkeit und hervorragen­ dem Wirkungsgrad herzustellen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Dio­ de, mit den folgenden Schritten:
  • 1. Herstellen einer einschichtigen oder mehrschichtigen Lichtemissionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), ei­ ner Zwischenschicht von zweitem Leitungstyp aus AlxGayIn1-x-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) und einer Stromdiffusions­ schicht vom zweiten Leitungstyp aus AlxGayIn1-x-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) auf einem GaAs-Substrat von erstem Leitungstyp;
  • 2. Herstellen einer ersten Elektrode vom ersten Leitungstyp und einer zweiten Elektrode vom zweiten Leitungstyp, so, dass sie in Kontakt mit dem GaAs-Substrat bzw. der Stromdif­ fusionsschicht stehen;
  • 3. Herstellen eines Schutzfilms auf freiliegenden Flächen der Stromdiffusionsschicht und der zweiten Elektrode;
  • 4. Herstellen von Gräben durch Einschneiden, um die zweite Elektrode freizulegen und das GaAs-Substrat zu erreichen;
  • 5. Ätzen der Lichtemissionsschicht, der Zwischenschicht und der Stromdiffusionsschicht um 4 µm oder mehr durch ein Ätz­ mittel vom Bromtyp ausgehend von Positionen, die jeweils den Gräben zugewandt sind, in einer Richtung parallel zu ei­ ner Substratfläche in solcher Weise, dass ein Endabschnitt jeder benachbarten zweiten Elektrode nicht erreicht wird; und
  • 6. Entfernen des auf der Stromdiffusionsschicht und der zwei­ ten Elektrode hergestellten Schutzfilms.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Stromdiffu­ sionsschicht aus GaP hergestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass zwischen dem GaS-Substrat und der einschichtigen oder mehrschichtigen Lichtemissionsschicht aus AlxGayIn1-x-yP ein mehrschichtiger Reflexionsfilm herge­ stellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Ätzmittel vom Bromtyp ein Ge­ misch ist, das eine wässrige Bromlösung und Phosphorsäure enthält.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Einschneidbreite jedes beim Einschneidschritt hergestellten Grabens ungefähr 50 µm be­ trägt oder größer ist.
DE19945672A 1998-09-29 1999-09-23 Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode Ceased DE19945672A1 (de)

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JP27613998A JP3724620B2 (ja) 1998-09-29 1998-09-29 発光ダイオードの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19945672A1 true DE19945672A1 (de) 2000-04-06

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8167674B2 (en) 2007-12-14 2012-05-01 Cree, Inc. Phosphor distribution in LED lamps using centrifugal force
US8232564B2 (en) 2007-01-22 2012-07-31 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating technique for warm light emitting diodes
US8878219B2 (en) 2008-01-11 2014-11-04 Cree, Inc. Flip-chip phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US9024349B2 (en) 2007-01-22 2015-05-05 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US9041285B2 (en) 2007-12-14 2015-05-26 Cree, Inc. Phosphor distribution in LED lamps using centrifugal force
US9093616B2 (en) 2003-09-18 2015-07-28 Cree, Inc. Molded chip fabrication method and apparatus
US9159888B2 (en) 2007-01-22 2015-10-13 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US9166126B2 (en) 2011-01-31 2015-10-20 Cree, Inc. Conformally coated light emitting devices and methods for providing the same
US9196799B2 (en) 2007-01-22 2015-11-24 Cree, Inc. LED chips having fluorescent substrates with microholes and methods for fabricating
US10546846B2 (en) 2010-07-23 2020-01-28 Cree, Inc. Light transmission control for masking appearance of solid state light sources

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0989430A3 (de) * 1998-09-24 2000-05-24 LG Cable & Machinery Ltd. Verfahren zur Herstellung von Laserdioden, sowie optische sender-/empfängermodule und deren Justierungsverfahren
JP4387007B2 (ja) * 1999-10-26 2009-12-16 株式会社ディスコ 半導体ウェーハの分割方法
US8557110B2 (en) * 2000-07-06 2013-10-15 Thinkvillage-Kerfoot, Llc Groundwater and subsurface remediation
US6489250B1 (en) * 2000-11-21 2002-12-03 United Epitaxy Company Ltd. Method for cutting group III nitride semiconductor light emitting element
TW541723B (en) * 2001-04-27 2003-07-11 Shinetsu Handotai Kk Method for manufacturing light-emitting element
JP2003282939A (ja) * 2002-03-26 2003-10-03 Oki Degital Imaging:Kk 半導体発光装置及びその製造方法
JP2005044954A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体基板への電極形成方法
CN100401535C (zh) * 2004-01-07 2008-07-09 洲磊科技股份有限公司 形成具有金属基板的发光二极管的方法
US20060204865A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Luminus Devices, Inc. Patterned light-emitting devices
KR100665284B1 (ko) * 2005-11-07 2007-01-09 삼성전기주식회사 반도체 발광 소자
KR20080030404A (ko) * 2006-09-30 2008-04-04 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드 칩 제조방법
US8110838B2 (en) * 2006-12-08 2012-02-07 Luminus Devices, Inc. Spatial localization of light-generating portions in LEDs
CN100580905C (zh) * 2007-04-20 2010-01-13 晶能光电（江西）有限公司 获得在分割衬底上制造的半导体器件的高质量边界的方法
CN101540356B (zh) * 2008-03-20 2011-04-06 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及其制作方法
TW201213134A (en) * 2010-01-25 2012-04-01 Illumitex Inc Method for protecting optical devices during manufacture
CN101982872A (zh) * 2010-10-30 2011-03-02 强茂电子(无锡)有限公司 沟槽式二极管芯片的制造方法
TWI438836B (zh) * 2010-11-05 2014-05-21 穩懋半導體股份有限公司 一種用於雷射切割半導體晶圓之製程方法
JP5961358B2 (ja) * 2011-03-14 2016-08-02 昭和電工株式会社 発光ダイオード及びその製造方法
US8785249B2 (en) * 2012-05-23 2014-07-22 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Three dimensional microelectronic components and fabrication methods for same
CN103811405A (zh) * 2012-11-15 2014-05-21 同方光电科技有限公司 一种高压发光二级管的制备方法
JP6318495B2 (ja) * 2013-08-07 2018-05-09 日亜化学工業株式会社 発光装置
KR102017554B1 (ko) * 2018-03-27 2019-09-03 (주)라이타이저 원칩 타입의 발광 소자 및 그 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4845405A (en) * 1986-05-14 1989-07-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Monolithic LED display
JPH06326352A (ja) * 1993-05-17 1994-11-25 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法
JP3241976B2 (ja) * 1995-10-16 2001-12-25 株式会社東芝 半導体発光素子

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9093616B2 (en) 2003-09-18 2015-07-28 Cree, Inc. Molded chip fabrication method and apparatus
US10546978B2 (en) 2003-09-18 2020-01-28 Cree, Inc. Molded chip fabrication method and apparatus
US10164158B2 (en) 2003-09-18 2018-12-25 Cree, Inc. Molded chip fabrication method and apparatus
US9105817B2 (en) 2003-09-18 2015-08-11 Cree, Inc. Molded chip fabrication method and apparatus
US9024349B2 (en) 2007-01-22 2015-05-05 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US9159888B2 (en) 2007-01-22 2015-10-13 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US9196799B2 (en) 2007-01-22 2015-11-24 Cree, Inc. LED chips having fluorescent substrates with microholes and methods for fabricating
US8232564B2 (en) 2007-01-22 2012-07-31 Cree, Inc. Wafer level phosphor coating technique for warm light emitting diodes
US9041285B2 (en) 2007-12-14 2015-05-26 Cree, Inc. Phosphor distribution in LED lamps using centrifugal force
US8167674B2 (en) 2007-12-14 2012-05-01 Cree, Inc. Phosphor distribution in LED lamps using centrifugal force
US8878219B2 (en) 2008-01-11 2014-11-04 Cree, Inc. Flip-chip phosphor coating method and devices fabricated utilizing method
US10546846B2 (en) 2010-07-23 2020-01-28 Cree, Inc. Light transmission control for masking appearance of solid state light sources
US9166126B2 (en) 2011-01-31 2015-10-20 Cree, Inc. Conformally coated light emitting devices and methods for providing the same

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Publication number Publication date
TW417318B (en) 2001-01-01
CN1155119C (zh) 2004-06-23
US6083769A (en) 2000-07-04
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JP3724620B2 (ja) 2005-12-07

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