DE112017006428T5 - Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Abstract

Bereitgestellt wird eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die einen Multipeak in einem Emissionsspektrum in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ mit einer Ummantelungsschicht vom InP-Typ mildern kann. Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ, eine lichtemittierende Halbleiterschicht und eine zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ, die sequentiell über einem leitfähigen Trägersubstrat bereitgestellt werden, wobei die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ auf einer Lichtauskopplungsseite vorliegt und die lichtemittierende Halbleitervorrichtung weiter eine Reflexionsschicht aus Metall beinhaltet, zwischen dem leitfähigen Trägersubstrat und der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ, zum Reflektieren von Licht, das aus der lichtemittierenden Halbleiterschicht emittiert wird; und eine Vielzahl von Aussparungen, die in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ bereitgestellt werden.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung für Infrarot-Emissionen.
• HINTERGRUND
• Lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, die im Infrarotbereich Licht mit einer Wellenlänge von 750 nm oder mehr emittieren, sind allgemein bekannt. So wird die lichtemittierende Halbleitervorrichtung für Infrarot-Emissionen beispielsweise in Anwendungen wie Sensoren, Gasanalyse- und Überwachungskameras eingesetzt.
• Wenn die Emissionswellenlängen einer solchen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1000 nm bis 2200 nm in einem nahen Infrarotbereich betragen, wird in der Regel ein InGaAsP-basierter III-V-Halbleiter mit In und P in einer lichtemittierenden Schicht verwendet. Wenn eine InGaAsP-basierte III-V Halbleiterschicht wie eine InP-Schicht epitaktisch gewachsen ist, wird im Allgemeinen ein InP-Substrat als Wachstumssubstrat verwendet, so dass das Wachstumssubstrat und die In und P enthaltende InGaAsP-basierte III-V Halbleiterschicht gitterangepasst sind.
• So offenbart beispielsweise JP H07-147454 A (PTL 1) einen Halbleiterlaser, der bei Wellenlängen im Bereich von 1,3 µm emittiert. Dieser Halbleiterlaser weist eine gedehnte, mehrfache Quantentopf-aktive Schicht auf, die auf einem n-InP-Substrat gebildet ist, und die gedehnte, mehrfache Quantentopf-aktive Schicht weist eine Struktur auf, in der InGaAsP gedehnte Quantentöpfe und InGaAsP-Barriereschichten abwechselnd gestapelt sind.
• Weiterhin offenbart JP H06-237042 A (PTL 2), dass InGaAsP-Barriereschichten mit der gleichen Gitterkonstante wie die eines InP-Substrats und Quantentopfschichten mit gedehnten Quantentopfschichten, die jeweils aus einer In_0,3Ga_0,7As-Schicht mit einer kleineren Gitterkonstante als das InP-Substrat gebildet sind, und Gitterdehnungskompensationsschichten, die jeweils aus InAs mit einer größeren Gitterkonstante als das InP-Substrat bestehen, auf dem InP-Substrat vorgesehen sind.
• ZITATENLISTE
• Patent-Literatur
• PTL 1: JP H07-147454 A
• PTL 2: JP H06-237042 A
• KURZDARSTELLUNG
• (Technisches Problem)
• In den in PTL1 und PTL2 beschriebenen Techniken wird ein InP-Substrat, das als Wachstumssubstrat dient, als Trägersubstrat für eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung verwendet. Denn InP-Substrate sind im nahen Infrarotbereich lichtdurchlässig und behindern so die Lichtauskopplungen nicht.
• In einer lichtemittierenden Vorrichtung auf der Basis eines III-V-Verbindungshalbleiters, der In und P enthält, der auf einem InP-Substrat bereitgestellt wird, ist die Erhöhung der Lichtausgabeleistung jedoch aufgrund der Konzentration der Strompfade direkt unter der Elektrode begrenzt.
• Die jüngsten vielfältigen Anwendungen von LEDs haben auch eine starke Nachfrage nach höheren Ausgabeleistungen von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die längerwelliges Licht, wie beispielsweise Infrarotlicht, emittieren, hervorgerufen. Wir haben versucht, eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ herzustellen, indem wir einen Halbleiterstapel mit einer InP-Ummantelungsschicht auf einem Wachstumssubstrat gebildet haben, dann ein Trägersubstrat und das Wachstumssubstrat miteinander verklebt und das Wachstumssubstrat entfernt haben. Unter Einsatz von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen vom Bonding-Typ ist es möglich, eine reflektierende Metallschicht zwischen einem Trägersubstrat und einer lichtemittierenden Schicht sowie eine Schicht zur Steuerung von Strompfaden bereitzustellen.
• Wir haben bestätigt, dass eine solche lichtemittierende Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ die externen Auskopplungseffizienzen signifikant verbessert. Diese lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen vom Bonding-Typ weisen jedoch viele Lichtemissionspeaks in einem anderen Emissionsspektrum als dem Lichtemissionspeak der zentralen Emissionswellenlänge auf (im Folgenden werden diese Peaks als „Multipeak“ bezeichnet). Es ist zu beachten, dass eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung vom Nicht-Bonding-Typ nach dem Stand der Technik im Allgemeinen nur einen einzigen Peak im Emissionsspektrum aufweist. Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die wie vorstehend beschrieben Multipeak-Bestrahlungslicht abgibt, kann bei Verwendung für Sensoren oder andere Anwendungen nachteilig sein.
• Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, die einen Multipeak in einem Emissionsspektrum in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ mit einer InP-Ummantelungsschicht mildern können.
• (Lösung des Problems)
• Wir haben uns intensiv um Lösungen für die vorstehend genannten Probleme bemüht. Wenn Infrarotlicht, das von einer lichtemittierenden Schicht ausgestrahlt wird, auf eine InP-Ummantelungsschicht auf der Lichtauskopplungsseite trifft, beträgt der Brechungsindex von InP etwa 3,2 zum Infrarotlicht. Daher wird davon ausgegangen, dass der größte Teil des einfallenden Lichts außer dem orthogonalen einfallenden Licht nicht durch die InP-Ummantelungsschicht hindurchgeht und aufgrund der Totalreflexion und Reflexionen an der Grenzfläche der InP-Ummantelungsschicht zur Halbleiterschicht zurückkehrt. Andererseits wird bei einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ mit einer reflektierenden Metallschicht das von einer lichtemittierenden Schicht abgestrahlte Infrarotlicht von der reflektierenden Metallschicht reflektiert und das reflektierte Licht von der Reflexion wird wie vorstehend beschrieben auf eine InP-Ummantelungsschicht aufgebracht. Hier hat eine Halbleiterschicht in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ mit einer InP-Ummantelungsschicht eine Dicke von höchstens mehreren Mikrometern, die innerhalb der Kohärenzlänge von Infrarotlicht liegt und somit störanfällig ist. Angemerkt sei, dass die Kohärenzlänge von Licht mit einer zentralen Emissionswellenlänge von 1300 nm und einer Halbbandbreite von 100 nm 16,9 µm beträgt und die Kohärenzlänge von Licht mit einer zentralen Emissionswellenlänge von 1460 nm und einer Halbbandbreite von 100 nm 21,3 µm beträgt. Wir haben festgestellt, dass ein beobachteter Multipeak in einem Emissionsspektrum durch Interferenz zwischen reflektiertem Licht in einer InP-Ummantelungsschicht und von einer reflektierenden Metallschicht reflektiertem Licht induziert wurde. Daher haben wir eine Idee gewonnen, dass das Aufrauen einer Oberfläche einer InP-Ummantelungsschicht das Verhältnis des Totalreflexionslichts an der Grenzfläche der InP-Ummantelungsschicht vermindert. Dann haben wir festgestellt, dass die Bereitstellung einer Vielzahl von Aussparungen in einer Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht einen Multipeak mildert, damit wird die vorliegende Offenbarung vervollständigt.
• Mit anderen Worten, der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung lautet wie folgt:
1. (1) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung, umfassend eine erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ, eine lichtemittierende Halbleiterschicht und eine zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ, die sequentiell über einem leitfähigen Trägersubstrat bereitgestellt sind, wobei sich die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ auf einer Lichtauskopplungsseite befindet, wobei die lichtemittierende Halbleitervorrichtung weiter umfasst:
   • eine Reflexionsschicht aus Metall zwischen dem leitfähigen Trägersubstrat und der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ zum Reflektieren des von der lichtemittierenden Halbleiterschicht emittierten Lichts; und
   • eine Vielzahl von Aussparungen, die in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ vorgesehen sind.
2. (2) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach vorstehendem (1), wobei die Böden der Aussparungen entlang einer <011> Orientierung ausgerichtet sind.
3. (3) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach vorstehendem (2), wobei die Aussparungen in Ellipsen in einer Draufsicht von der Lichtauskopplungsseite ausgebildet sind und lange Achsen der Ellipsen entlang der Böden der Aussparungen ausgerichtet sind.
4. (4) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach vorstehendem (2), wobei die Breiten der Aussparungen entlang einer Richtung der Mittelachsen der Aussparungen in einer Draufsicht von der Lichtauskopplungsseite periodisch variieren und die Richtung der Mittelachsen entlang der Böden der Aussparungen ausgerichtet ist.
5. (5) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach einem der vorstehenden (1) bis (4), wobei die Vielzahl von Aussparungen regelmäßig angeordnet ist.
6. (6) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach einem der vorstehenden (1) bis (5), wobei der Raum zwischen benachbarten Aussparungen auf der Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ eben ist.
7. (7) Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, umfassend:
   • einen Halbleiterschichtbildungsschritt zum Bilden einer III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht, die In, Ga und As enthält, einer zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ, einer lichtemittierenden Halbleiterschicht und einer ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ sequentiell über einem Wachstumssubstrat;
   • einen Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall, um eine Reflexionsschicht aus Metall auf der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ zum Reflektieren des von der lichtemittierenden Halbleiterschicht emittierten Lichts zu bilden;
   • einen Bondingschritt zum Bonden eines leitfähigen Trägersubstrats, das eine Oberfläche aufweist, die mit einer Metallbondingschicht versehen ist, mit der Reflexionsschicht aus Metall, wobei die Metallbondingschicht dazwischen angeordnet ist;
   • einen Substratentfernungsschritt, um das Wachstumssubstrat zu entfernen; und
   • einen Oberflächenaufrauschritt zum Bilden einer Vielzahl von Aussparungen in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ nach dem Substratentfernungsschritt.
8. (8) Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung nach vorstehendem (7), wobei die Böden der Aussparungen so gestaltet sind, dass sie im Oberflächenaufrauschritt entlang einer <011> Orientierung ausgerichtet sind.
9. (9) Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung nach vorstehendem (8), wobei der Oberflächenaufrauschritt umfasst:
   • einen ersten Schritt zum Ätzen der Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht zum Bemustern derselben; und
   • einen zweiten Schritt zum Ätzen einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ unter Verwendung der bemusterten III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht als Maske.
• (Vorteilhafter Effekt)
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung sind eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung vorgesehen, die einen Multipeak in einem Emissionsspektrum in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ mit einer InP-Ummantelungsschicht mildern können.
• Figurenliste
• In den beigefügten Zeichnungen:
• 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 2 ist eine schematische Querschnittsansicht in Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
• 3 ist eine schematische Querschnittsansicht in den Fertigungsschritten nach 2 der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
• 4 ist eine schematische Querschnittsansicht in den Fertigungsschritten nach 3 der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
• 5A ist eine schematische Querschnittsansicht in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
• 5B ist eine schematische Querschnittsansicht in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
• 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde;
• 7 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine bevorzugte Art einer Umgebung einer dielektrischen Schicht und eines Kontaktabschnitts in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine bevorzugte Art der Oberflächenaufrauung in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die bevorzugte Art der Oberflächenaufrauung in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 10A ist eine schematische Draufsicht, die eine bevorzugte Art einer Oberflächenaufrauung in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 10B ist eine schematische Draufsicht, die die bevorzugte Art einer Oberflächenaufrauung in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 10C ist eine schematische Draufsicht, die eine bevorzugte Art einer Oberflächenaufrauung in den Fertigungsschritten einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 11A ist eine schematische Draufsicht, die eine Art einer InP-Ummantelungsschicht in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 11B ist eine schematische Draufsicht, die eine andere Art einer InP-Ummantelungsschicht in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
• 11C ist eine schematische Querschnittsansicht einer InP-Ummantelungsschicht in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
• 12A ist eine schematische Draufsicht, die ein Muster eines ohmschen Elektrodenabschnitts in Beispielen darstellt;
• 12B ist eine schematische Draufsicht, die ein Muster einer oberen Elektrode in Beispielen darstellt;
• 13A ist eine schematische Draufsicht eines Maskenmusters zur Herstellung lichtemittierender Halbleitervorrichtungen der Beispiele 1 und 2;
• 13B ist eine schematische Draufsicht eines Maskenmusters zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung aus Beispiel 3;
• 14A ist ein REM-Bild der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung von Beispiel 1 in der Draufsicht;
• 14B ist ein Querschnitts-SEM-Bild der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung von Beispiel 1;
• 15A ist ein Emissionsspektrum der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung aus Beispiel 1;
• 15B ist ein Emissionsspektrum einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels 1;
• 16A ist ein Emissionsspektrum einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung aus Beispiel 2;
• 16B ist ein Emissionsspektrum einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung im Vergleich zu Beispiel 2;
• 17A ist ein REM-Bild der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung von Beispiel 3 in der Draufsicht;
• 17B ist ein vergrößertes Bild von 17A;
• 17C ist ein vergrößertes Querschnittsbild von 17A; und
• 18 ist ein Emissionsspektrum der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung aus Beispiel 3.
• BESCHREIBUNG IM EINZELNEN
• Bevor die Ausführungsformen dieser Offenbarung beschrieben werden, werden die folgenden Punkte im Voraus beschrieben. Erstens bedeutet in dieser Beschreibung der Ausdruck „InGaAsP“ allein, für den das Zusammensetzungsverhältnis nicht angegeben ist, eine gegebene Verbindung mit einem chemischen Zusammensetzungsverhältnis von Elementen der Gruppe III (insgesamt In und Ga) in Bezug auf Elemente der Gruppe V (As und P) von 1:1, wobei das Verhältnis zwischen In und Ga, die Elemente der Gruppe III sind, und das Verhältnis zwischen As und P, die Elemente der Gruppe V sind, undefiniert sind. In diesem Fall kann es möglich sein, dass eines von In und G nicht als Elemente der Gruppe III enthalten ist; oder es kann eine Möglichkeit bestehen, dass eines von As und P nicht als Elemente der Gruppe V enthalten ist. InGaAsP, angegeben als „mindestens In und P enthaltend“, bedeutet jedoch, dass mehr als 0 % und 100 % oder weniger von In in den Elementen der Gruppe III enthalten sind und 0 % und 100 % oder weniger von P in den Elementen der Gruppe V enthalten sind. Weiterhin bedeutet der Ausdruck „InGaP“, dass As nicht in vorstehendem „InGaAsP“ enthalten ist, und der Ausdruck „InGaAs“ bedeutet, dass P nicht in vorstehendem „InGaAsP“ enthalten ist. Ebenso bedeutet der Ausdruck „InAsP“, dass Ga nicht in vorstehendem „InGaAsP“ enthalten ist, und der Ausdruck „GaAsP“ bedeutet, dass In nicht in vorstehendem „inGaAsP“ enthalten ist. Weiterhin bedeutet der Ausdruck „InP“, dass Ga und As nicht in vorstehendem „InGaAsP“ enthalten sind. Es sei angemerkt, dass das Verhältnis zwischen den Komponenten von InGaAsP z.B. durch eine Photolumineszenzmessung oder eine Röntgenbeugungsmessung bestimmt werden kann.
• In dieser Beschreibung wird eine Schicht, die als elektrische Schicht vom p-Typ dient, als Schicht vom p-Typ bezeichnet, und eine Schicht, die als elektrische Schicht vom n-Typ dient, als Schicht vom n-Typ. Indes wird eine Schicht, die nicht absichtlich mit bestimmten Verunreinigungen, wie Zn, S und Sn, dotiert ist und nicht als elektrische Schicht vom p- oder n-Typ dient, als „i-Typ“ oder „undotierte“ Schicht bezeichnet. Eine undotierte InGaAsP-Schicht kann Verunreinigungen enthalten, die während des Herstellungsverfahrens unvermeidlich vermischt werden. Insbesondere wenn die Trägerdichte niedrig ist (z.B. weniger als 4 × 10¹⁶/cm³), wird die Schicht in dieser Beschreibung als „undotiert“ behandelt. Weiterhin werden die Werte der Verunreinigungskonzentrationen von Zn, Sn und dergleichen durch SIMS-Analysen bestimmt.
• Die Gesamtdicke der gebildeten Schichten kann mit einem Dickenmesssystem mittels optischer Interferometrie gemessen werden. Darüber hinaus kann die Dicke jeder Schicht durch Beobachtung eines Querschnitts der Wachstumsschicht mit einem Dickenmesssystem mittels optischer Interferometrie und einem Transmissionselektronenmikroskop berechnet werden. Wenn die Dicke jeder Schicht klein ist wie in einer Übergitterstruktur, kann die Dicke mit TEM-EDS gemessen werden. Es sei angemerkt, dass, wenn eine bestimmte Schicht eine geneigte Oberfläche in einer Querschnittsansicht aufweist, die Dicke der Schicht durch die maximale Höhe der Schicht von einer ebenen Oberfläche der darunter liegenden Schicht definiert ist.
• Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Bevor Ausführungsformen einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung nach dieser Ausführungsform beschrieben werden, werden die Beziehungen zwischen den Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2-5 sind schematische Querschnittsansichten, die Schritte in einem Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. 6 stellt die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100' dar, in der eine Rückelektrode 91 und eine obere Flächen-Elektrode 93 in der in 5B dargestellten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 gebildet wurden.
• Weiterhin ist 7 eine vergrößerte Ansicht, die eine bevorzugte Art in der Nähe einer dielektrischen Schicht 50 und eines Kontaktabschnitts 40 darstellt, die in Schritt 3C in 3 gebildet werden können. Die 8 und 9 sind schematische Querschnittsansichten, die eine bevorzugte Art eines Oberflächenaufrauschrittes veranschaulichen, der in den 5A bis 5B durchgeführt wurde, und eine Vielzahl von Aussparungen kann in dieser Reihenfolge in einer Oberfläche einer InP-Ummantelungsschicht vorgesehen werden. Es sein angemerkt, dass 10A eine schematische Draufsicht ist, die Schritt 8B in 8 entspricht, und 10B eine schematische Draufsicht ist, die Schritt 8D in 8 entspricht.
• Im Prinzip werden hierin identische Komponenten durch die gleichen Bezugssymbole gekennzeichnet und somit entfällt eine Beschreibung davon. Ein Substrat und Schichten in jeder Zeichnung sind in Breite und Dicke zur besseren Beschreibung übertrieben, so dass das Verhältnis zwischen den vertikalen und horizontalen Abmessungen jeder dargestellten Komponente nicht dem tatsächlichen Verhältnis entspricht.
• (Lichtemittierende Halbleitervorrichtung 1)
• Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a, eine lichtemittierende Halbleiterschicht 3c und eine zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b beinhaltet, die sequentiell über einem leitfähigen Trägersubstrat 8 bereitgestellt werden, in denen die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b auf der Lichtauskopplungsseite ist. Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 1 beinhaltet weiter eine Reflexionsschicht aus Metall 6 zwischen dem leitfähigen Trägersubstrat 8 und der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a, zum Reflektieren von Licht, das von der lichtemittierenden Halbleiterschicht 3c ausgesendet wird. Die Reflexionsschicht aus Metall 6, die nicht in einer Epitaxie gezüchtet werden kann, ist vorgesehen, und dementsprechend ist die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform eine sogenannte lichtemittierende Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ. Hierbei ist in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b eine Vielzahl von Aussparungen vorgesehen. Es sei angemerkt, dass in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 eine obere Elektrode mit einem Padabschnitt 9a und einem Verdrahtungsabschnitt 9b auf der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b gebildet werden kann und eine Rückelektrode auf der Rückseite des leitfähigen Trägersubstrats gebildet werden kann (nicht dargestellt).
• In der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 wird das von der lichtemittierenden Halbleiterschicht 3c abgegebene Licht grob in Licht L₁ , das auf die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b trifft, und Licht L₂ , das auf die erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a gerichtet ist, unterteilt. In dieser Ausführungsform ist in der Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b eine Vielzahl von Aussparungen vorgesehen, wobei Interferenzen zwischen dem Licht L₁ und dem Licht L₂ gemildert werden. Dadurch wird ein Multipeak in einem Emissionsspektrum gemildert.
• Wenn der leitfähige Typ der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a n-Typ ist, ist die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b p-Typ. Im Gegensatz dazu ist, wenn der leitfähige Typ der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a p-Typ ist, die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b n-Typ.
• Diese lichtemittierende Halbleitervorrichtung 1 kann nach einem Herstellungsverfahren wie folgt hergestellt werden. Insbesondere beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 einen Halbleiterschicht-Aufbauschritt zum Bilden einer Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht, die In, Ga und As enthält, eine zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b, eine lichtemittierende Halbleiterschicht 3c und eine erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a sequentiell über ein Wachstumssubstrat; einen Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall zum Bilden einer Reflexionsschicht aus Metall 6 auf der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a zum Reflektieren von Licht aus der lichtemittierenden Halbleiterschicht 3c; einen Bondingschritt zum Bonden eines leitfähigen Trägersubstrats 8 mit einer Oberfläche, die mit einer Metallbondingschicht versehen ist, an die Reflexionsschicht aus Metall 6 bei dazwischenliegender Metallbondingschicht; einen Substratentfernungsschritt zum Entfernen des Wachstumssubstrats; und einen Oberflächenaufrauschritt zum Bilden einer Vielzahl von Aussparungen in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b, nach dem Substratentfernungsschritt. Es sei angemerkt, dass das Wachstumssubstrat und die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht letztlich entfernt werden. Es ist zu beachten, dass alle Materialien mit Ätzselektivität zum Wachstumssubstrat zur Bildung der III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht verwendet werden können, und InGaAs kann für die Ätzstoppschicht verwendet werden oder InGaAsP kann beispielsweise auch für die Ätzstoppschicht verwendet werden.
• Im Folgenden werden Elemente in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben, indem Beschreibungen zu jedem Schritt der Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden. Es sein angemerkt, dass die Elemente in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 1 und die Elemente in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 wie folgt übereinstimmen. Konkret entspricht die erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3a einer InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37, die lichtemittierende Halbleiterschicht 3c entspricht einer lichtemittierenden Halbleiterschicht 35, die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ 3b entspricht einer InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31, die Reflexionsschicht aus Metall 6 entspricht einer Reflexionsschicht aus Metall 60 und das leitfähige Trägersubstrat 8 entspricht dem leitfähigen Trägersubstrat 80.
• (Verfahren zur Herstellung von lichtemittierender Halbleitervorrichtung 100)
• Ein Verfahren zur Herstellung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet vorzugsweise einen Halbleiterschicht-Ausbildungsschritt, einen Kontaktschichtschritt, einen dielektrischen Schichtausbildungsschritt, einen Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall, einen Bondingschritt, einen Substratentfernungsschritt und einen Oberflächenaufrauschritt, die im Folgenden ausführlich beschrieben werden.
• In dem Halbleiterschichtschritt wird eine III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 auf einem Wachstumssubstrat 10 gebildet und eine InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37, eine lichtemittierende Halbleiterschicht 35 und eine InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 werden dann sequentiell zur Bildung eines Halbleiterstapels 30 (Schritte 2A und 2B in 2) gebildet.
• Im Kontaktabschnitt-Bildungsschritt wird zunächst eine Kontaktschicht 41 aus einem III-V-Verbindungshalbleiter auf dem Halbleiterstapel 30 gebildet (Schritt 2C in 2). Anschließend wird auf Teilen der Kontaktschicht 41 ein ohmscher Metallabschnitt 43 gebildet, der auf der Oberfläche der Kontaktschicht 41 eine exponierte Fläche E1 hinterlässt (Schritt 3A in 3). Anschließend wird die Kontaktschicht 41 der exponierten Fläche E1 entfernt, so dass eine Oberfläche des Halbleiterstapels 30 freigelegt wird, wodurch ein Kontaktabschnitt 40 aus dem ohmschen Metallabschnitt 43 und der Kontaktschicht 41a gebildet wird und eine exponierte Oberfläche E2 des Halbleiterstapels 30 entsteht (Schritt 3B in 3).
• In dem dielektrischen Schicht-Ausbildungschritt wird eine dielektrische Schicht 50 auf mindestens einem Teil der exponierten Oberfläche E2 des Halbleiterstapels 30 gebildet (Schritt 3C in 3). In dem Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall wird eine Reflexionsschicht aus Metall 60 zum Reflektieren von Licht, das aus der lichtemittierenden Halbleiterschicht 35 emittiert wird, auf der dielektrischen Schicht 50 und den Kontaktabschnitten 40 gebildet (Schritt 4A in 4). In dem Bondingschritt wird ein leitfähiges Trägersubstrat 80 mit einer Oberfläche, die mit einer Metallbondingschicht 70 versehen ist, an die Reflexionsschicht aus Metall 60 mit der Metallbondingschicht dazwischen angeordnet, gebondet (Schritt 4B in 4).
• Dann wird im Substratentfernungsschritt das Wachstumssubstrat 10 entfernt (5A). Danach wird ein Oberflächenaufrauschritt zum Bilden einer Vielzahl von Aussparungen 31C in der Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 durchgeführt (5B). Auf diese Weise kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden. Im Folgenden werden die Einzelheiten der einzelnen Schritte nacheinander beschrieben.
• <Halbleiterschicht-Bildungsschritt>
• In dem Halbleiterschicht-Bildungsschritt wird die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 auf dem Wachstumssubstrat 10 gebildet und die InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37, die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 und die InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 werden dann sequentiell zur Bildung des Halbleiterstapels 30 gebildet (Schritte 2A und 2B in 2).
• Im Halbleiterschicht-Bildungsschritt, wie in Schritt 2A in 2 dargestellt, wird zunächst das Wachstumssubstrat 10 bereitgestellt. Da in dieser Ausführungsform die InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 und die InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37 zu bilden sind, wird vorzugsweise ein InP-Substrat als Wachstumssubstrat 10 verwendet. Als InP-Substrat kann jedes der allgemein verfügbaren InP-Substrate vom n-Typ, undotierten InP-Substrate und InP-Substrate vom p-Typ verwendet werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, in der ein InP-Substrat vom n-Typ als Wachstumssubstrat 10 verwendet wird.
• Anschließend wird auf dem Wachstumssubstrat 10 die III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 gebildet. Wie vorstehend beschrieben, können alle Materialien mit Ätzselektivität zum Wachstumssubstrat 10 für die III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 verwendet werden, und InGaAs kann für die Ätzstoppschicht für ein InP-Substrat verwendet werden, oder InGaAsP kann zum Beispiel auch für die Ätzstoppschicht verwendet werden. Die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 kann verwendet werden, wenn das Wachstumssubstrat 10 durch Ätzen im Substratentfernungsschritt entfernt wird. Wird als Wachstumssubstrat 10 ein InP-Substrat vom n-Typ verwendet, so ist der leitfähige Typ der III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 vorzugsweise n-Typ, so dass der leitfähige Typ der Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 dem leitfähigen Typ des Wachstumssubstrats entspricht. Für den Fall, dass InGaAs für die III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 verwendet wird, beträgt der Gehalt von In als Gruppe III-Element in InGaAs vorzugsweise 0,3 bis 0,7, bevorzugter 0,5 bis 0,6, so dass InGaAs mit dem InP-Substrat vom n-Typ gitterangepasst werden kann.
• Anschließend werden die InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37, die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 und die InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 nacheinander über die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 zu dem Halbleiterstapel 30 gebildet. Da die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 zwischen der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 und der InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37 liegt, ist die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 vorzugsweise eine Schicht aus einem InGaAsP-basierten Ill-V-Verbindungshalbleiter mit mindestens In und P. Der Halbleiterstapel 30 kann so gestaltet werden, dass die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 eine doppelte Hetero(DH)-Struktur aufweisen kann, in der die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 sich zwischen der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 und der InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37 oder einer multiplen Quantentopf (MQW)-Struktur sandwichartig befindet. Um die Lichtleistung durch Verminderung von Kristalldefekten zu verbessern, weist die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 vorzugsweise eine multiple Quantentopf-Struktur auf. Durch die abwechselnd wiederholte Bereitstellung von Topfschichten 35W und Barriereschichten 35B kann eine multiple Quantentopfstruktur gebildet werden. Die Topfschichten 35W können von InGaAsP sein und die Barriereschichten 35B sind vorzugsweise von InGaAsP oder InP mit einer größeren Bandlücke als die Topfschichten 35W. Eine Bereitstellung eines solchen Halbleiterstapels 30 wie vorstehend beschrieben ermöglicht es der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100, Licht mit einer Wellenlänge in einem gewünschten Nahinfrarotbereich zu emittieren. So kann beispielsweise eine Emissionspeakwellenlänge von 1000 nm bis 1650 nm durch Variation der Zusammensetzung der InGaAsP-basierten III-V-Verbindung erreicht werden. Im Falle einer MQW-Struktur kann eine Emissionspeakwellenlänge von 1000 nm bis 1900 nm erreicht werden, indem zusätzlich zur Variation der Zusammensetzung der InGaAsP-basierten Ill-V-Verbindung der Topfschichten durch Steuerung der Zusammensetzungsdifferenz zwischen den Topfschichten und den Barriereschichten belastet werden. Weiterhin, wenn die chemische Zusammensetzung der Topfschichten 35W als In_xwGa_1-xwAs_ywP_1-yw ausgedrückt wird, können 0,5 ≤ xw ≤ 1 und 0,5 ≤ yw ≤ 1 erfüllt werden, und 0,6 ≤ xw ≤ 0,8 und 0,3 ≤ yw ≤ 1 sind vorzugsweise erfüllt.
• Die Gesamtdicke des Halbleiterstapels 30 kann beispielsweise 2 µm bis 8 µm betragen, ist aber nicht darauf beschränkt. Ebenso kann die Dicke der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 beispielsweise 1 µm bis 5 µm sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Weiterhin kann die Dicke der lichtemittierenden Halbleiterschicht 35 beispielsweise 100 nm bis 1000 nm betragen, ist aber nicht darauf beschränkt. Ebenso kann die Dicke der InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37 beispielsweise 0,8 µm bis 3 µm betragen, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn die lichtemittierende Halbleiterschicht 35 eine Quantentopf-Struktur aufweist, kann die Dicke der Topfschichten 35W 3 nm bis 15 nm und die Dicke der Barriereschichten 35B 5 nm bis 15 nm betragen. Die Anzahl der Paare beider Schichten kann 3 bis 50 betragen.
• Weiterhin weist der Halbleiterstapel 30 vorzugsweise eine Deckschicht vom p-Typ 39 aus InGaAsP auf, die mindestens In und P auf der InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37 enthält. Die Gitterfehlanpassung kann durch die Bereitstellung der Deckschicht vom p-Typ 39 vermindert werden. Die Dicke der Deckschicht 39 kann beispielsweise 50 nm bis 200 nm betragen, aber nicht darauf beschränkt. In der folgenden Ausführungsform wird zur Vereinfachung der Beschreibung davon ausgegangen, dass die äußerste Oberflächenschicht des Halbleiterstapels 30 die Deckschicht vom p-Typ 39 ist; da die Deckschicht vom p-Typ 39 jedoch eine optionale Komponente ist, kann die äußerste Oberflächenschicht des Halbleiterstapels 30 beispielsweise die InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ 37 sein.
• Obwohl nicht gezeigt, weist der Halbleiterstapel 30 vorzugsweise eine InP-Abstandshalterschicht vom i-Typ jeweils zwischen der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 und der lichtemittierenden Halbleiterschicht 35 sowie zwischen der lichtemittierenden Halbleiterschicht 35 und der Ummantelungsschicht 37 vom p-Typ auf. Die Bereitstellung der InP-Abstandshalterschichten vom i-Typ kann die Diffusion von Dotierstoffen behindern. Die Dicke der InP-Abstandshalterschichten vom i-Typ kann beispielsweise 50 nm bis 400 nm betragen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Halbleiterstapel 30 kann weiterhin eine InGaAsP-Schicht vom n-Typ mit einem anderen Zusammensetzungsverhältnis als die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20, zwischen der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 und der III-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 aufweisen.
• Hier können die Schichten in dem Halbleiterstapel 30 durch epitaktisches Wachstum gebildet werden, zum Beispiel durch eine gut bekannte Dünnschicht-Abscheidungstechnik wie metallorganisch-chemische Dampfabscheidung (MOCVD), Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder Sputtern. So kann beispielsweise Trimethylindium (TMIn) als In-Quelle, Trimethylgallium (TMGa) als Ga-Quelle, Arsin (AsH₃) als As-Quelle und Phosphin (PH₃) als P-Quelle in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis verwendet werden, und diese Quellengase können einer Dampfphasenepitaxie unter Verwendung eines Trägergases unterzogen werden, um eine InGaAsP-Schicht mit einer gewünschten Dicke durch Steuern der Wachstumszeit zu bilden. Es ist zu beachten, dass andere InGaAsP-Schichten, wie z.B. die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20, die epitaktisch gewachsen sollen, in ähnlicher Weise gebildet werden können. Wenn die Schichten p- oder n-Typ dotiert sind, kann zusätzlich je nach Wunsch ein Dotierstoffquellgas verwendet werden.
• <Kontaktabschnitt-Bildungsschritt>
• Im Kontaktabschnitt-Bildungsschritt wird zunächst die Kontaktschicht 41 aus einem Ill-V-Verbindungshalbleiter auf dem Halbleiterstapel 30 gebildet (Schritt 2C in 2). Wie beispielsweise in Schritt 2C in 2 dargestellt, kann die Kontaktschicht vom p-Typ 41 auf der Deckschicht vom p-Typ 39 gebildet werden. Die Kontaktschicht vom p-Typ 41 ist eine Schicht, die mit dem ohmschen Metallabschnitt 43 in Kontakt steht, zwischen dem ohmschen Metallabschnitt 43 und dem Halbleiterstapel 30 eingefügt ist und eine Zusammensetzung aufweist, die einen geringeren Kontaktwiderstand mit dem ohmschen Metallabschnitt 43 als mit dem Halbleiterstapel 30 ermöglicht. So kann beispielsweise eine InGaAs-Schicht vom p-Typ als Kontaktschicht vom p-Typ 41 verwendet werden. Die Dicke der Kontaktschicht 41 kann beispielsweise 50 nm bis 200 nm betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Anschließend wird der ohmsche Metallabschnitt 43 auf Teilen der Kontaktschicht 41 gebildet, die die exponierte Fläche E1 auf einer Oberfläche der Kontaktschicht 41 verlassen (Schritt 3A in 3). Der ohmsche Metallabschnitt 43 kann zu Inseln geformt werden, die in einem vorgegebenen Muster verteilt sind. Wenn eine InGaAs-Schicht vom p-Typ als Kontaktschicht vom p-Typ 41 verwendet wird, können beispielsweise Au, AuZn, AuBe, AuTi und dergleichen als ohmscher Metallabschnitt 43 verwendet werden, und eine Struktur, in der diese Materialien gestapelt sind, kann vorzugsweise als ohmscher Metallabschnitt 43 verwendet werden. So kann beispielsweise Au/AuZn/Au (ein Stapel Au, AuZn und Au in dieser Reihenfolge) als ohmscher Metallabschnitt 43 verwendet werden. Die Dicke (oder die Gesamtdicke) des ohmschen Metallabschnitts 43 kann beispielsweise 300 nm bis 1300 nm, vorzugsweise 350 nm bis 800 nm, betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
• Hierbei kann beispielsweise die exponierte Fläche E1 auf der Oberfläche der Kontaktschicht 41 belassen werden, indem ein Resistmuster auf einer Oberfläche der Kontaktschicht 41 gebildet, der ohmsche Metallabschnitt 43 dampfabgeschieden und das Resistmuster durch Abheben entfernt wird. Alternativ kann der ohmsche Metallabschnitt 43 durch Bilden einer vorgegebenen Metallschicht auf der gesamten Oberfläche der Kontaktschicht 41, Bilden einer Maske auf der Metallschicht und Ausführen von beispielsweise Ätzen gebildet werden. In beiden Fällen wird, wie in Schritt 3A von 3 dargestellt, der ohmsche Metallabschnitt 43 auf Teilen der Kontaktschicht 41 gebildet, wobei die Oberfläche der Kontaktschicht 41 nicht mit dem ohmschen Metallabschnitt 43 in Kontakt steht, d.h. die exponierte Fläche E1 gebildet werden kann.
• Es sei angemerkt, dass die Form des ohmschen Metallabschnitts 43 in einigen Fällen eine trapezförmige Form im Querschnitt sein kann, wie in Schritt 3A von 3 nur zur schematischen Darstellung dargestellt. Der ohmsche Metallabschnitt 43 kann rechteckig geformt werden oder im Querschnitt abgerundete Ecken aufweisen.
• Weiterhin wird im Kontaktabschnitt-Bildungsschritt die Kontaktschicht 41 der exponierten Fläche E1 entfernt, so dass eine Oberfläche des Halbleiterstapels 30 freigelegt wird, wodurch der Kontaktabschnitt 40 aus dem ohmschen Metallabschnitt 43 und der Kontaktschicht 41a gebildet wird und die exponierte Oberfläche E2 des Halbleiterstapels 30 bereitgestellt wird (Schritt 3B in 3). Insbesondere wird die Kontaktschicht 41 eines anderen Bereichs als der zuvor gebildeten Bereiche des ohmschen Metallabschnitts 43 geätzt, um eine Oberfläche der Deckschicht vom p-Typ 39 freizulegen, die die äußerste Oberflächenschicht des Halbleiterstapels 30 ist, wodurch die Kontaktschicht 41a erhalten wird. So kann beispielsweise eine Resistmaske auf und um (ca. 2 µm bis 5 µm) den ohmschen Metallabschnitt 43 gebildet werden, und die exponierte Fläche E1 der Kontaktschicht 41 kann mit Weinsäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch nassgeätzt werden. Alternativ kann das Nassätzen auch mit Ätzlösungen durchgeführt werden, wie z.B. anorganisches Säure-Wasserstoffperoxid-Gemisch, organisches Säure-Wasserstoffperoxid-Gemisch und dergleichen. Weiterhin kann, wenn eine Maske auf der vorstehend beschriebenen vorgegebenen Metallschicht gebildet wird und das Ätzen zum Bilden des ohmschen Metallabschnitts 43 zur Bereitstellung der exponierten Fläche E1 durchgeführt wird, kontinuierlich geätzt werden.
• Es ist zu beachten, dass die Dicke des Kontaktabschnitts 40 der Gesamtdicke der Kontaktschicht 41 (41a) und des ohmschen Metallabschnitts 43 entspricht und 350 nm bis 1500 nm, vorzugsweise 400 nm bis 1000 nm betragen kann.
• <Bildungsschritt der dielektrischen Schicht>
• Im Schritt zur Bildung der dielektrischen Schicht wird die dielektrische Schicht 50 auf mindestens einem Teil der exponierten Oberfläche E2 des Halbleiterstapels 30 gebildet (Schritt 3C in 3). Eine solche dielektrische Schicht 50 kann beispielsweise wie folgt gebildet werden.
• Zunächst wird eine dielektrische Schicht auf der gesamten Oberfläche des Halbleiterstapels 30 aufgebracht, um den Halbleiterstapel 30 und den Kontaktabschnitt 40 abzudecken. Für die Schichtabscheidung kann eine gut bekannte Technik, wie Plasma-CVD oder Sputtern, eingesetzt werden. Wenn in der dielektrischen Schicht 50 über dem Kontaktabschnitt 40 in der Oberfläche der abgeschiedenen dielektrischen Schicht ein Dielektrikum auf einem Kontaktabschnitt gebildet wird, kann eine Maske nach Wunsch gebildet werden und das Dielektrikum auf dem Kontaktabschnitt durch Ätzen oder dergleichen entfernt werden. So kann beispielsweise das Dielektrikum auf dem Kontaktabschnitt mit gepufferter Fluorwasserstoffsäure (BHF) oder dergleichen nassgeätzt werden.
• Es ist zu beachten, dass, wie in 7 dargestellt, auch die dielektrische Schicht 50 auf einem Teil der exponierten Oberfläche E2 des Halbleiterstapels 30 gebildet wird, wobei ein exponierter Abschnitt E3 um den Kontaktabschnitt 40 verbleibt. Die vorstehend beschriebene dielektrische Schicht 50 und der exponierte Abschnitt E3 können beispielsweise wie folgt gebildet werden. Zunächst wird eine dielektrische Schicht auf der gesamten Oberfläche des Halbleiterstapels 30 abgeschieden und ein den Kontaktabschnitt vollständig umschließendes Fenstermuster mit Resist über dem Kontaktabschnitt 40 in der Oberfläche der abgeschiedenen dielektrischen Schicht gebildet werden. In diesem Fall ist das Fenstermuster vorzugsweise 1 µm bis 5 µm größer als der Kontaktabschnitt sowohl in Breiten- als auch in Längsrichtung. Unter Verwendung des so gebildeten Resistmusters kann, um das Dielektrikum um den Kontaktabschnitt durch Ätzen zu entfernen, die dielektrische Schicht 50 gebildet werden, und der exponierte Abschnitt E3 wird um den Kontaktabschnitt 40 gebildet.
• Um diese Struktur zu erhalten, ist die Breite W des exponierten Abschnitts E3 vorzugsweise 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger, bevorzugter 1 µm oder mehr und 3,5 µm oder weniger (siehe 7).
• Hierbei beträgt das Verhältnis der Fläche der dielektrischen Schicht 50 in Kontakt mit dem Halbleiterstapel 30 (Kontaktflächenverhältnis) vorzugsweise 80 % oder mehr und 95 % oder weniger. Denn wenn die Fläche des Kontaktabschnittes 40 vermindert und die Fläche der dielektrischen Schicht 50 vergrößert wird, kann die Lichtabsorption durch den Kontaktabschnitt vermindert werden. Es sei angemerkt, dass das Kontaktflächenverhältnis auf einem Wafer gemessen werden kann, und wenn das Kontaktflächenverhältnis aus dem Zustand des singulären lichtemittierenden Halbleitervorrichtungszustandes rückwärts berechnet wird, kann die Berechnung unter der Annahme durchgeführt werden, dass die Breite der Halbleiterschicht an jedem Ende (einem Bereich, in dem die elektrische Schicht vorhanden war), das durch die Vereinzelung entfernt wurde, 20 µm bis 30 µm beträgt (40 µm bis 60 µm für beide Enden insgesamt).
• Es ist zu beachten, dass im Schritt der dielektrischen Schichtbildung die Beziehung zwischen der Dicke H₁ der dielektrischen Schicht 50 und der Dicke H₂ des Kontaktabschnitts 40 nicht besonders begrenzt ist; wie jedoch in 7 veranschaulicht, wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 50 als H₁ ausgedrückt wird und die Dicke des Kontaktabschnitts als H₂ ausgedrückt wird, kann H₁ ≥ H₂ erfüllt werden, und H₁ > H₂ wird vorzugsweise erfüllt. Unter diesen Bedingungen kann die Dicke der dielektrischen Schicht 50 beispielsweise 360 nm bis 1600 nm, bevorzugter 410 nm bis 1100 nm, betragen, ist aber nicht darauf beschränkt. Weiterhin ist die Differenz zwischen der Dicke H₁ der dielektrischen Schicht und der Dicke H₂ des Kontaktabschnitts 40: H₁ - H₂ vorzugsweise 10 nm oder mehr und 100 nm oder weniger.
• Darüber hinaus kann die dielektrische Schicht 50 SiO₂, SiN, ITO, AIN und dergleichen verwenden, und die dielektrische Schicht 50 wird vorzugsweise insbesondere aus SiO₂ hergestellt. Denn SiO₂ kann leicht durch Ätzen mit BHF oder dergleichen behandelt werden.
• <Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall>
• Im Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall wird die reflektierende Metallschicht 60 zur Reflexion von Licht aus der lichtemittierenden Halbleiterschicht 35 auf der dielektrischen Schicht 50 und dem Kontaktabschnitt 40 gebildet (Schritt 4A in 4). Es ist zu beachten, dass, wenn im Schritt der dielektrischen SchichtBildung der exponierte Abschnitt E3 gebildet wurde, die reflektierende Metallschicht 60 auch auf dem exponierten Abschnitt E3 gebildet wird. Um ein ausreichendes Reflexionsvermögen für das emittierte Licht zu gewährleisten, enthält die reflektierende Metallschicht 60 vorzugsweise hauptsächlich Au. In diesem Fall besteht Au vorzugsweise aus mehr als 50 Masse-% in der Zusammensetzung der reflektierenden Metallschicht 60 und bevorzugter setzt sich Au aus 80 Masse-% oder mehr zusammen. Die reflektierende Metallschicht 60 kann eine Vielzahl von Metallschichten beinhalten; wenn sie jedoch eine Metallschicht aus Au (nachfolgend „Au-Metallschicht“ genannt) beinhaltet, beträgt die Dicke der Au-Metallschicht vorzugsweise mehr als 50 % der Gesamtdicke der reflektierenden Metallschicht 60. Anders als Au können Al, Pt, Ti, Ag und dergleichen als Metalle verwendet werden, die die reflektierende Metallschicht 60 bilden. So kann beispielsweise die reflektierende Metallschicht 60 aus einer einzigen Schicht aus Au bestehen; alternativ kann die reflektierende Metallschicht 60 zwei oder mehr Au-Metallschichten beinhalten. Um die Haftung im nachfolgenden Bondingschritt zu gewährleisten, ist die äußerste Oberflächenschicht der reflektierenden Metallschicht 60 (die dem Halbleiterstapel 30 gegenüberliegende Oberfläche) vorzugsweise eine Au-Metallschicht. So können beispielsweise Metallschichten aus Al, Au, Pt und Au in dieser Reihenfolge auf der dielektrischen Schicht 50, dem exponierten Abschnitt E3 und dem Kontaktabschnitt 40 gebildet werden, um die reflektierende Metallschicht 60 zu erhalten. Die Dicke einer Au-Metallschicht in der reflektierenden Metallschicht 60 kann beispielsweise 400 nm bis 2000 nm betragen, und die Dicke jeder Metallschicht aus einem anderen Metall als Au kann beispielsweise 5 nm bis 200 nm betragen. Die reflektierende Metallschicht 60 kann auf der dielektrischen Schicht 50, dem exponierten Abschnitt E3 und dem Kontaktabschnitt 40 durch eine typische Technik wie z.B. ein Dampfabscheidungsverfahren gebildet werden.
• <Bondingschritt>
• Im Bondingschritt wird das leitfähige Trägersubstrat 80 mit einer mit der Metallbondingschicht 70 versehenen Oberfläche mit der reflektierenden Metallschicht 60 mit dazwischenliegender Metallbondingschicht 70 verbunden (Schritt 4B in 4). Auf einer Oberfläche des leitfähigen Trägersubstrats 80 kann die Metallbondingschicht 70 durch Sputtern, Dampfabscheidung oder dergleichen gebildet worden sein. Die Metallbondingschicht 70 und die reflektierende Metallschicht 60 werden einander zugewandt und zusammengesetzt, gefolgt von Bonding der Schichten durch Thermokompressionsbonding bei einer Temperatur von etwa 250°C bis 500°C.
• Die Metallbondingschicht 70, die mit der reflektierenden Metallschicht 60 verbunden ist, kann aus Metallen, wie Ti, Pt und Au, oder Metallen bestehen, die mit Gold (z.B. Sn) eine eutektische Legierung bilden, und wird vorzugsweise aus einem Stapel dieser Materialien gebildet. So kann beispielsweise ein Stapel, der durch Stapeln von Ti mit einer Dicke von 400 nm bis 800 nm, Pt mit einer Dicke von 5 nm bis 20 nm und Au mit einer Dicke von 700 nm bis 1200 nm in dieser Reihenfolge auf der Oberfläche des leitfähigen Trägersubstrats 80 erhalten wird, als Bondingschicht 70 verwendet werden. Es sein angemerkt, dass zur Erleichterung des Bonding zwischen der reflektierenden Metallschicht 60 und der Metallbondingschicht 70 eine Au-Metallschicht als äußerste Oberflächenschicht der Metallbondingschicht 70 bereitgestellt wird und Au auch als Metallschicht der reflektierenden Haftschicht 60 auf der Seite der Metallbondingschicht 70 vorgesehen ist, um ein Bonding zwischen Au und Au durch Au-Au-Diffusionsbonding herzustellen.
• Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein leitfähiges Si-Substrat als leitfähiges Trägersubstrat 80 oder auch ein leitfähiges GaAs- oder Ge-Substrat verwendet werden kann. Neben den vorstehend beschriebenen Halbleitersubstraten können auch Metallsubstrate verwendet werden. Die Dicke des leitfähigen Trägersubstrats 80 kann 100 µm oder mehr und 500 µm oder weniger betragen, obwohl sie je nach verwendetem Material variiert, und wenn ein Si-Substrat oder ein GaAs-Substrat verwendet wird, kann ein Substrat mit einer Dicke von weniger als 180 µm verarbeitet werden. Ein Si-Substrat ist besonders bevorzugt in Bezug auf Wärmeabfuhr, Sprödigkeit und Kosten.
• <Substratentfernungsschritt>
• Im Substratentfernungsschritt wird das Wachstumssubstrat 10 entfernt (Schritt 5A). Das Wachstumssubstrat 10 kann durch Nassätzen, z.B. mit einem Salzsäureverdünnungsmittel, entfernt werden, und wenn die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 gebildet wird, kann die Nassätzung durch diese Schicht gestoppt werden. Die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 kann durch Nassätzen entfernt werden, z.B. mit einer Ätzlösung aus Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch.
• <Oberflächenaufrauschritt>
• Im Oberflächenaufrauschritt wird in der Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 eine Vielzahl von Aussparungen 31C gebildet (5B). In diesem Oberflächenaufrauschritt werden, wie in den 10B und 11A und anderen Zeichnungen und Beschreibungen dargestellt, die Böden der Aussparungen 31C vorzugsweise so gestaltet, dass sie entlang der <011> Orientierung ausgerichtet sind. Ein bevorzugter Modus des Oberflächenaufrauschrittes wird anhand der 8-10 beschrieben.
• Wie in den Schritten 8A bis 8D in 8 dargestellt, beinhaltet der Oberflächenaufrauschritt vorzugsweise einen ersten Schritt zum Ätzen der III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht zur Musterung. Nach dem ersten Schritt beinhaltet der Oberflächenaufrauschritt vorzugsweise weiterhin einen zweiten Schritt zum Ätzen einer Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 mit der gemusterten III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 als Maske, wie in den Schritten 9A bis 9D in 9 dargestellt. Im Folgenden werden der erste und zweite Schritt näher beschrieben.
• «Erster Schritt»
• Schritt 8A in 8 entspricht dem Zustand, in dem das in 5A dargestellte Wachstumssubstrat 10 entfernt wurde. Im ersten Schritt wird nach dem Entfernen des Wachstumssubstrats 10 (Schritt 8A in 8) vorzugsweise ein Photoresist PR1 mit einem vorgegebenen Muster auf der Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 (Schritt 8B in 8) gebildet. Für das Bemustern kann ein Photoresist verwendet und eine Belichtung durchgeführt werden. 10A ist ein Beispiel für eine schematische Draufsicht nach dem Bemustern. Anschließend kann das Muster des Photoresists PR1 auf die III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 übertragen werden, indem die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 mit dem Photoresist PR1 als Maske nass geätzt wird (Schritt 8C in 8). Der Photoresist PR1 wird anschließend gespült und wie gewünscht entfernt (8 Schritt 8D). 10B ist eine schematische Draufsicht in diesem Zustand. Es sei angemerkt, dass durch den Photoresist PR1 jedes beliebige Muster gebildet werden kann, und 10A stellt ein Muster dar, bei dem die Zentren der Aussparungen zweidimensional in quadratischer Gitteranordnung angeordnet sind. Anstelle des in 10A dargestellten Musters ist auch ein Muster bevorzugt, bei dem die Zentren der Aussparungen im Muster zweidimensional in einer dreieckigen Gitteranordnung angeordnet sind, wie in 10C dargestellt. In diesem Fall kann das im ersten Schritt und im nachfolgenden zweiten Schritt gebildete zweidimensional angeordnete Muster der Aussparungen 31C verdichtet werden, was bei der Minderung eines Multipeaks effektiver ist. Darüber hinaus ist das zweidimensional angeordnete Muster vorzugsweise symmetrisch zur Richtung <011>. Obwohl die Zentren der Aussparungen im Muster in Gitteranordnungen aus gleichschenkligen Dreiecken und regelmäßigen Vierecken in den nachstehend beschriebenen Beispielen, wie in den 13A und 13B dargestellt, angeordnet wurden, sind auch alle anderen Anordnungen mit unterschiedlichen Längs-Seitenverhältnissen bevorzugt.
• «Zweiter Schritt»
• Nach dem ersten Schritt wird im zweiten Schritt die Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 mit der gemusterten III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 als Maske geätzt (Schritt B in 9). Für den Fall, dass ein Bereich, auf dem eine obere Elektrode gebildet werden soll, wie in Schritt 9A in 9 dargestellt, eben gemacht wird, wurde vorher vorzugsweise ein Photoresist PR2 auf diesen Bereich aufgebracht. Eine Ätzlösung aus Salzsäure-Essigsäure-Gemisch oder dergleichen wird vorzugsweise zum Ätzen der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 verwendet. Anschließend wird der Photoresist PR2 gespült und entfernt, dann kann die als Maske verwendete III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20 durch Nassätzen in einer Ätzlösung aus Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch entfernt werden (Schritt 9C in 9). Es ist nicht notwendig, eine obere Elektrode auf einer ebenen Fläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 zu bilden, wie in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100' in 6 dargestellt, und eine Nassätzung der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 wird ohne Bildung des Photoresists PR2 eingeleitet (Schritt 9A in 9).
• Hierbei ist InP stark aeolotrop und die Ätzraten von InP variieren auf verschiedenen kristallinen Ebenen stark. Dementsprechend sind die Ätzfortschritte beim Bilden der Aussparungen 31C nach diesem Vorzugsmodus, wie in Schritt 9B in 9 dargestellt, auf dem Ebenenabschnitt I-I und auf dem Ebenenabschnitt II-II in 10B unterschiedlich. Konkret werden Aussparungen 31C auf dem Ebenenabschnitt I-I zu V-Formen geformt, während das Ätzen aufgrund der unterschiedlichen Ätzraten auch unter der Maske auf dem Ebenenabschnitt II-II erfolgt. Wird als Maske ein typischer Lack auf der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 verwendet, würde sich der Resist beim Ätzen aufgrund einer unzureichenden Haftung des Resists ablösen. Daher ist die Aufrauung der Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 durch Nassätzen in der Regel schwierig. Im Gegenteil, je nach dem bevorzugten Modus, in dem die Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht 20, wie beispielsweise eine von InGaAs, als Maske verwendet wird, ist eine Aufrauung der Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 gewährleistet.
• Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann durch Befolgen der vorstehend beschriebenen Schritte hergestellt werden.
• <Aussparungen>
• Gemäß dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Modus einer Oberflächenaufrauung können Aussparungen 31C in den unterschiedlichsten Formen in einer Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 gebildet werden. Es sei angemerkt, dass die Böden der so gebildeten Aussparungen 31C entlang der <011> Orientierung ausgerichtet sind. Es ist zu beachten, ob die Böden der Aussparungen 31C entlang der <011> Orientierung orientiert sind, kann aus der Ebenen-Orientierung (die Ebenen-Orientierung einer Orientierungsebene) bestimmt werden, die mit der Röntgenbeugung eines Wachstumssubstrats während einer Herstellungsphase messbar ist, oder aus Röntgenbeugungsmessungen mit einem kleineren Bestrahlungsstrahldurchmesser in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung. Alternativ können auch mikrokristalline Orientierungsmesstechniken, wie z.B. das EBSP, eingesetzt werden. Es wird auch erwartet, dass geneigte Flächen 31T der Aussparungen 31C Ebenen zwischen der {100}-Ebene und der {111}-Ebene sind, z.B. (z.B. die (11-1)-Ebene oder die (1-11)-Ebene in Bezug auf die (100)-Ebene) und dass es sich voraussichtlich um eine Ebene nahe der {111}-Ebene handelt. Da die Ätzrate gegen Null geht, wenn sich die Ebene der {111}-Ebene nähert, werden die Kontrollen der Ätztiefen einfacher und die Vermeidung einer Überätzung wird einfacher.
• Es ist zu beachten, dass Aussparungen 31C mit Böden 31V, die entlang der <011> Orientierung orientiert sind, charakteristischerweise auf der Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht (der Oberfläche entgegen der Wachstumsrichtung) erscheinen, die nach dem Entfernen des Wachstumssubstrats wie in der vorliegenden Offenbarung freigelegt wird. Würde eine Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht (d.h. auf der Seite der Wachstumsrichtung) in ähnlicher Weise geätzt, ohne das Wachstumssubstrat 10 zu entfernen, würden die Böden 31V der Aussparungen 31C entlang der <011> Orientierung aufgrund einer Neigung von 90 Grad gegenüber der <011> Orientierung nicht erscheinen.
• Bei Verwendung der Maske mit Sechseckmustern, wie in 11A dargestellt, können die Aussparungen 31C in der Draufsicht von der Lichtauskopplungsseite der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 in Ellipsen gebildet werden, und in diesem Fall werden die Böden 31V der Aussparungen 31C entlang der Längsachsen der Ellipsen ausgerichtet. Wenn die Abmessung, der Abstand oder die Anordnung der Sechsecke geändert wird, wird ein Teil der Ellipsen in 11A wie beispielsweise in 11B dargestellt vereinigt. Dadurch kann ein Muster entstehen, bei dem die Breiten der Aussparungen 31C periodisch in Richtung der Mittelachsen der Aussparungen 31C variieren (auf Japanisch „Tatewakumon-Konfiguration“ genannt), oder ein Muster, bei dem die Aussparungen 31C in einer anderen Richtung als der Richtung der Mittelachsen vereint sind, oder ein Streifenmuster kann gebildet werden. In solchen Fällen wird die Richtung der Mittelachse entlang der Böden 31V der Aussparungen 31C ausgerichtet. In jedem Fall kann eine Querschnittsansicht orthogonal zur <011> Orientierung eine Form in 11C aufweisen. Es sei angemerkt, dass das Muster der Maske nicht auf das normale Sechseckmuster beschränkt ist, und es können auch Sechsecke mit unterschiedlichen Seitenlängen verwendet werden. Wenn die Seitenlängen eines Sechsecks geändert werden, ist das Sechseck vorzugsweise symmetrisch zur <011> Orientierung. Alternativ ist die Form nicht auf Sechsecke beschränkt, und es können Vierecke, Achtecke und andere 2n-Polygone oder auch größere Kreise verwendet werden. Um jedoch das Verhältnis der Flächen von Aussparungen zu erhöhen, sind Sechsecke bevorzugt. Die Formen der Aussparungen 31C variieren gemäß einem Muster in der Maske, und es wird davon ausgegangen, dass die Böden ohnehin entlang der <011> Orientierung ausgerichtet sind.
• Die Vielzahl der Aussparungen 31C ist vorzugsweise regelmäßig angeordnet und eine dichte und regelmäßige Anordnung ist bevorzugt. Je dichter die Aussparungen 31C angeordnet sind, desto höher wird die Wirkung der Minderung eines Multipeaks. Insbesondere der Anteil der von den Aussparungen 31C belegten Flächen von 60% oder mehr in der Draufsicht der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 (d.h. die von den Aussparungen 31C belegte Fläche von 0,6 cm² oder mehr pro Flächeneinheit von 1 cm² der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31) gewährleistet weiterhin die Wirkung der Milderung eines Multipeaks. Darüber hinaus ist der Raum zwischen benachbarten Aussparungen 31C auf der Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ 31 vorzugsweise eben.
• Es ist zu beachten, dass das Herstellungsverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wenn auch nicht dargestellt, vorzugsweise weiterhin einen Schleifschritt zum Schleifen des leitfähigen Trägersubstrats 80 auf eine Dicke im Bereich von 80 µm oder mehr und weniger als 200 µm beinhaltet. In dieser Ausführungsform kann ein Si-Substrat als leitfähiges Trägersubstrat 80 verwendet werden und das leitfähige Trägersubstrat 80 würde auch dann nicht gebrochen werden, wenn es in diesem Fall auf eine Dicke von weniger als 200 µm geschliffen wird. Weiterhin kann das leitfähige Trägersubstrat 80 auf eine Dicke von 150 µm oder weniger geschliffen werden oder kann auf eine Dicke von 100 µm oder weniger geschliffen werden. Wenn jedoch das leitfähige Trägersubstrat 80 auf eine Dicke von weniger als 80 µm geschliffen wird, würde auch ein Si-Substrat beschädigt werden. Daher wird die untere Grenze der Dicke vorzugsweise auf 80 µm eingestellt. Wenn weiterhin die Dicke des leitfähigen Trägersubstrats 80 80 µm oder mehr beträgt, ist die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100 ausreichend handhabbar.
• Dieser Schleifschritt kann vor dem vorstehend genannten Bondingschritt durchgeführt werden, kann in jeder Stufe nach dem Bondingschritt durchgeführt werden. Bevorzugter wird der Schleifschritt nach dem Substratentfernungsschritt durchgeführt. Die Verwendung eines verdünnten Wafers vermindert den Verfahrensschritt, was den Bruch des Wafers zuverlässiger verhindert. Wenn der Schleifschritt nach dem Substratentfernungsschritt durchgeführt wird, wird der Schleifschritt vor der Bildung der zu beschreibenden Rückelektrode durchgeführt. Es ist zu beachten, dass das Schleifen des aus einem Si-Substrat gebildeten leitfähigen Trägersubstrats 80 durch typisches mechanisches Schleifen und das Ätzen zusätzlich zum mechanischen Schleifen durchgeführt werden kann.
• Es ist zu beachten, dass das Herstellungsverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weiterhin einen Schritt zur Bildung einer Rückelektrode 91 auf der Rückseite des leitfähigen Trägersubstrats 80 nach der Herstellung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 100 und zur Bildung einer oberen Elektrode 93 auf der Oberfläche des Halbleiterstapels 30 aufweisen kann, wie in 6 dargestellt. Die obere Elektrode 93 kann einen Verdrahtungsabschnitt 93a und einen Padabschnitt 93b beinhalten. Durch solche Schritte kann eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100' hergestellt werden. Die Rückelektrode 91 und die obere Elektrode 93 können mit einer gut bekannten Technik gebildet werden, z.B. können Sputtern, Elektronenstrahl-physikalische Dampfabscheidung, Widerstandsheizung und dergleichen verwendet werden.
• Da in dieser Ausführungsform zur Vereinfachung der Beschreibung ein InP-Substrat vom n-Typ als Wachstumssubstrat 10 verwendet wird, weisen die auf dem Wachstumssubstrat 10 gebildeten Schichten, wie vorstehend beschrieben, Leitfähigkeitstypen vom n-Typ und p-Typ auf. Wenn jedoch ein Wachstumssubstrat 10 vom p-Typ verwendet wird, kann man natürlich verstehen, dass diese Schichten Leitfähigkeitstypen vom n-Typ und p-Typ in umgekehrter Reihenfolge aufweisen. Weiterhin kann bei Verwendung eines undotierten Substrats als Wachstumssubstrat 10 der Leitfähigkeitstyp dieser Schichten bestimmt werden, der der Leitfähigkeit (p-Typ oder n-Typ) der auf dem Wachstumssubstrat 10 gebildeten Halbleiterschichten entspricht.
• Darüber hinaus können, wie in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung in 1 dargestellt, vor dem Dicing epitaktisch gebildete Halbleiterschichten 3a, 3b und 3c mesa geätzt werden.
• BEISPIELE
• (Beispiel 1)
• Obwohl die vorliegende Offenbarung im Folgenden unter Verwendung von Beispielen näher beschrieben wird, ist diese Offenbarung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt. Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung von Beispiel 1 wurde nach den in den 2 bis 5, 8 und 9 dargestellten Verfahrensschritten hergestellt. Die Schritte werden wie folgt angegeben.
• Zunächst wurden auf der (100)-Ebene eines InP-Substrats vom n-Typ eine In_0,57Ga_0,43As-Ätzstoppschicht vom n-Typ, eine InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ (Dicke: 2 µm), eine InP-Abstandshalterschicht vom i-Typ (Dicke: 300 nm), eine lichtemittierenden Halbleiterschicht mit einer Quantentopf-Struktur mit einer Emissionswellenlänge von 1300 nm (insgesamt 130 nm), eine InP-Abstandshalterschicht vom i-Typ (Dicke: 300 nm), eine InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ (Dicke: 1,2 µm), eine In_0,8Ga_0,20As_0,5P_0,5-Deckschicht vom p-Typ (Dicke: 50 nm) und eine In_0,57Ga_0,43As-Kontaktschicht vom p-Typ (Dicke: 100 nm) nacheinander durch MOCVD gebildet. Es ist zu beachten, dass bei der Bildung der lichtemittierenden Halbleiterschicht mit Quantentopf-Struktur zehn In_0,73Ga_0,27As_0,5P_0,5-Topfschichten (Dicke: 5 nm) und zehn InP-Barriereschichten (Dicke: 8 nm) abwechselnd gestapelt wurden.
• Auf der In_0,57Ga_0,43As-Kontaktschicht vom p-Typ wurde ein ohmscher Elektrodenabschnitt vom p-Typ (Au/AuZn/Au, Gesamtdicke: 530 nm) zu Inseln geformt, die wie in 12A dargestellt verteilt sind. Der Ebenenschnitt III-III von 12A entspricht der schematischen Querschnittsansicht von Schritt 3A in 3. Beim Bilden dieses Musters wurde ein Resistmuster gebildet und eine ohmsche Elektrode wurde dann aufgedampft, gefolgt von einem Abheben des Resistmusters. Wenn die Halbleiterschicht des Wafers in diesem Zustand in einer Draufsicht mit einem optischen Mikroskop beobachtet wurde, betrug das Kontaktflächenverhältnis der ohmschen Elektrode vom p-Typ zur Halbleiterschicht 4,5 %. Es sei angemerkt, dass die Außengröße des in 12A dargestellten Gegenstands 380 µm im Quadrat beträgt.
• Anschließend wurde eine Resistmaske auf und um den ohmschen Elektrodenabschnitt vom p-Typ gebildet und die In_0,57Ga_0,43As-Kontaktschicht vom p-Typ entfernt, außer in Bereichen, in denen der ohmsche Elektrodenabschnitt durch Nassätzen mit Weinsäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch gebildet wurde. Danach wurde auf der gesamten Oberfläche der In_0,80Ga_0,20As_0,50P_0,50-Deckschicht vom p-Typ durch Plasma-CVD eine dielektrische Schicht (Dicke: 700 nm) aus SiO₂ gebildet. Ein Fenstermuster mit einer Form, die sich über 3 µm jeweils in Breitenrichtung und Längsrichtung in einem Bereich oberhalb des ohmschen Elektrodenabschnitts vom p-Typ erstreckt, wurde unter Verwendung von Resist gebildet, und die dielektrische Schicht auf und um den ohmschen Elektrodenabschnitt vom p-Typ wurde durch Nassätzen mit BHF entfernt, um die In_0,80Ga_0,20As_0,50P_0,50-Deckschicht vom p-Typ freizulegen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Höhe H₁ (700 nm) der dielektrischen Schicht auf der In_0,80Ga_0,20As_0,50P_0,50-Deckschicht vom p-Typ größer als die Höhe H₂ (630 nm) des Kontaktabschnitts, der sich aus der Kontaktschicht vom p-Typ (Dicke: 130 nm) und dem ohmschen Elektrodenabschnitt vom p-Typ (Dicke: 530 nm) um 70 nm zusammensetzt. Wenn die Halbleiterschicht des Wafers in diesem Zustand in einer Draufsicht mit einem optischen Mikroskop beobachtet wurde, betrug das Kontaktflächenverhältnis der dielektrischen Schicht (SiO₂) 90 %.
• Anschließend wurde eine reflektierende Metallschicht (Al/Au/Pt/Au) auf der gesamten Oberfläche der In_0,80Ga_0,20As_0,50P_0,50-Deckschicht vom p-Typ durch Dampfabscheidung gebildet. Die Dicken der Metallschichten in der reflektierenden Metallschicht waren 10 nm, 650 nm, 100 nm und 900 nm in dieser Reihenfolge.
• Andererseits wurde eine Metallbondingschicht (Ti/Pt/Au) auf einem leitfähigen Si-Substrat gebildet, das als Trägersubstrat dient (Dicke: 300 µm). Die Dicken der Metallschichten in der Metallbondingschicht lagen in dieser Reihenfolge bei 650 nm, 10 nm und 900 nm.
• Die reflektierende Metallschicht und die Metallbondingschicht wurden einander zugewandt platziert und bei 300°C einem Thermokompressionsbonding unterzogen. Weiterhin wurde das InP-Substrat durch Nassätzen mit einem Salzsäureverdünnungsmittel entfernt.
• Anschließend wurde im Anschluss an die in den 8 und 9 dargestellten Strömungen eine Oberflächenaufrauung an der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ durchgeführt. Zunächst wurde ein positiver Photoresist PR1 bemustert (Schritt B in 8). Wie in 13A dargestellt, war das Muster des Photoresists PR1 so, dass die Mitten der Aussparungen zweidimensional in einer gleichschenkligen dreieckigen Gitteranordnung angeordnet waren und der Abstand zwischen der <011> Orientierung und den Mitten in Richtung orthogonal zur <011> Orientierung 6,6 µm betrug. Weiterhin wurde jede Aussparung zu einem regelmäßigen Sechskant geformt (Länge jeder Seite: 2 µm). Anschließend wurde das Muster auf die In_0,57Ga_0,43As-Ätzstoppschicht vom n-Typ in einer Ätzlösung aus Weinsäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch übertragen (Schritt 8C in 8). Danach wurde der Photoresist PR1 gespült und entfernt (Schritt 8D in 8) und ein weiterer Photoresist PR2 wurde auf der Oberseite des Elektrodenbildungsbereichs in der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ (Schritt 9A in 9) bereitgestellt. Danach wurde die InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ in einer Ätzlösung aus Salzsäure-Essigsäure-Gemisch (Salzsäure: Essigsäure = 1:2) geätzt (Schritt 9B in 9) und die In_0,57Ga_0,43As-Ätzstoppschicht vom n-Typ wurde durch Nassätzen in einer Ätzlösung aus Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch (Schwefelsäure: Wasserstoffperoxid: Wasser = 3:1:1) entfernt (Schritt 9C in 9).
• Anschließend wurde auf der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ eine Elektrode vom n-Typ (Au (Dicke: 10 nm)/Ge (Dicke: 33 nm)/Au (Dicke: 57 nm)/Ni (Dicke: 34 nm)/Au (Dicke: 800 nm)/Ti (Dicke: 100 nm)/Au (Dicke: 1000 nm)) als Verdrahtungsabschnitt einer oberen Elektrode durch Resistmusterbildung, Dampfabscheidung einer Elektrode vom n-Typ und Abhebung des Resistmusters gebildet, wie in 12B dargestellt. Weiterhin wurde ein Padabschnitt (Ti (Dicke: 150 nm)/Pt (Dicke: 100 nm)/Au (Dicke: 2500 nm)) auf der Elektrode vom n-Typ gebildet, um die obere Elektrode mit einem Muster zu erhalten, wie in 12B dargestellt. Der Ebenenabschnitt IV-IV von 12B entspricht Schritt 4B in 6. Es sein anzumerken, dass die Außengröße des in 12B dargestellten Gegenstands 380 µm im Quadrat wie bei 12A ist.
• Schließlich wurden die Halbleiterschichten zwischen den Vorrichtungen (Breite: 60 µm) durch Mesa-Ätzen entfernt, um Dicing-Linien zu bilden. Auf der Rückseite des Si-Substrats wurde eine Rückelektrode (Ti (Dicke: 10 nm)/Pt (Dicke: 50 nm)/Au (Dicke: 200 nm)) gebildet, und die Chipanordnung erfolgte durch Dicing, um eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung von Beispiel 1 zu erhalten. Es sei angemerkt, dass die Chipgröße 350 µm x 350 µm war.
• (Beispiel 2)
• Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung von Beispiel 2 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Emissionswellenlänge einer lichtemittierenden Halbleiterschicht mit Quantentopf-Struktur von der Emissionswellenlänge von 1300 nm derjenigen von Beispiel 1 auf 1460 nm geändert wurde. Es ist zu beachten, dass 10 Schichten der In_0,65Ga_0,35As_0,19P_0,81-Topfschicht (Dicke: 5 nm) und 10 Schichten InP-Barriereschicht (Dicke: 8 nm) abwechselnd gestapelt wurden, wie die lichtemittierenden Halbleiterschichten mit der Quantentopf-Struktur in Beispiel 2.
• (Vergleichsbeispiel 1)
• Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung von Vergleichsbeispiel 1 wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Oberfläche einer InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ, die dem in Beispiel 1 entspricht, nicht aufgeraut wurde.
• (Vergleichsbeispiel 2)
• Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung von Vergleichsbeispiel 2 wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Oberfläche einer InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ, die dem in Beispiel 2 entspricht, nicht aufgeraut wurde.
• <Beobachtungen mit REM>.
• Wie bei Beispiel 1 wurde die Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) beobachtet und 14A stellt das REM-Bild dar. Darüber hinaus stellt 14B ein Querschnitts-REM-Bild von 14A dar. Es sei angemerkt, dass die vertikale Richtung der Platte von 14A die <011> Orientierung ist und 14B ein Querschnittsbild in der Richtung orthogonal zur <011> Orientierung ist. Ein ähnliches REM-Bild wurde in Beispiel 2 beobachtet, obwohl es nicht dargestellt ist. Im Gegensatz dazu wurde bestätigt, dass die Oberflächen der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ in REM-Bildern der Vergleichsbeispiele 1 und 2 eben waren.
• Aus 14A wurde bestätigt, dass die Aussparungen in Ellipsen gebildet wurden. Es wurde auch bestätigt, dass die langen Achsen der Ellipsen entlang der <011> Orientierung ausgerichtet waren. Aus dem REM-Bild wurde auch bestätigt, dass auf der geneigten Oberfläche in 14B der Winkel zwischen der {100}-Ebene der Oberseite und der geneigten Oberfläche 38° betrug, wenn man ihn von der {011}-Ebene aus betrachtete, was ein spitzer Winkel war, der kleiner als der Winkel mit der {100}-Ebene (54,7 Grad) war, wenn die geneigte Oberfläche die {111}-Ebene war.
• <Auswertungen von Emissionsspektren>
• Es wurden Emissionsspektren von Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten. Die 15A, 15B, 16A und 16B stellen die Messergebnisse von Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 2 bzw. Vergleichsbeispiel 2 dar. Es sei angemerkt, dass die Positionen der lokalen Minima in jedem Emissionsspektrum durch Pfeile in den 15A, 15B, 16A und 16B gekennzeichnet sind.
• Das Vorhandensein eines lokalen Minimums in einem Emissionsspektrum bedeutet ein geteiltes Wellenlängenspektrum und das Vorhandensein mehrerer Peaks. Beim Vergleich zwischen 15A und 15B wies Vergleichsbeispiel 1 ohne Oberflächenaufrauung vier lokale Minima auf, während Beispiel 1 unter Oberflächenaufrauung nur ein einziges lokales Minimum aufwies. Darüber hinaus hatte Vergleichsbeispiel 2 beim Vergleich zwischen 16A und 16B ohne Oberflächenaufrauung fünf lokale Minima, während Beispiel 2 bei der Oberflächenaufrauung nur ein einziges lokales Minimum hatte. Aus diesen Ergebnissen wurde bestätigt, dass die Bildung der Aussparungen in der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ durch Oberflächenaufrauung Multipeaks in den Emissionsspektren mildert.
• (Beispiel 3)
• Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung von Beispiel 3 wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Muster des Photoresists PR1 in eine zweidimensionale quadratische Gitteranordnung geändert wurde, wie in 13B dargestellt, aus dem Muster in Beispiel 1, wo die Mitten der Aussparungen zweidimensional in einer gleichseitigen dreieckigen Gitteranordnung wie in 13A angeordnet waren, und dass der Abstand zwischen der <011> Orientierung und den Mitten in der Richtung orthogonal zur <011> Orientierung der Aussparung auf 8 µm geändert wurde. Es sei angemerkt, dass die Form jeder Aussparung im Photoresist PR1 ein regelmäßiges Sechseck mit einer Länge von jeder Seite 2 µm wie in Beispiel 1 war.
• <Beobachtungen mit REM>
• Wie bei Beispiel 3 wurde die Oberfläche der InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) beobachtet und 17A zeigt das REM-Bild. Darüber hinaus stellt 17B ein vergrößertes Bild von 17A dar und 17C stellt ein Querschnitts-REM-Bild von 17A dar. Es sei angemerkt, dass die vertikale Richtung der Platte von 14B die <011> Orientierung ist und 14C ein Querschnittsbild in der Richtung orthogonal zur <011> Orientierung ist.
• Aus 17B wurde bestätigt, dass die Aussparungen in Ellipsen gebildet wurden, und es wurde auch bestätigt, dass die langen Achsen der Ellipsen entlang der <011> Orientierung ausgerichtet waren.
• <Bewertung des Emissionsspektrums>
• Weiterhin wurde ein Emissionsspektrum von Beispiel 3 in ähnlicher Weise wie in Beispielen 1 und 2 erhalten. 18 stellt die Ergebnisse dar. Es wurde bestätigt, dass es in Beispiel 3 zwei lokale Minima gab und ein Multipeak wurde gemildert. Es sei angemerkt, dass ein Vergleich zwischen den Emissionsspektren von Beispielen 1 und 3 darauf zeigt, dass Beispiel 1 einen größeren Effekt auf die Abschwächung eines Multipeaks hat.
• INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die einen Multipeak in einem Emissionsspektrum in einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung vom Bonding-Typ mit einer InP-Ummantelungsschicht mildern kann.
• Bezugszeichenliste

1:

lichtemittierende Halbleitervorrichtung

10:

Wachstumssubstrat

20:

III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht

30:

Halbleiterstapel

31:

InP-Ummantelungsschicht vom n-Typ

35:

lichtemittierende Halbleiterschicht

35W:

Topfschicht

35B:

Barriereschicht

37:

InP-Ummantelungsschicht vom p-Typ

39:

Deckschicht vom p-Typ

40:

Kontaktabschnitt

41 (41a):

Kontaktschicht vom p-Typ

43:

ohmscher Metallabschnitt

50:

dielektrische Schicht

60:

Reflexionsschicht aus Metall

70:

Metallbondingschicht

80:

leitfähiges Trägersubstrat

100, 100':

lichtemittierende Halbleitervorrichtung

91:

Rückelektrode

93:

obere Elektrode

E1:

exponierte Fläche

E2:

exponierte Oberfläche

E3:

exponierter Abschnitt

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP H07147454 A [0004, 0005]
• JP H06237042 A [0005]

Claims (9)

1. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung, umfassend eine erste leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ, eine lichtemittierende Halbleiterschicht und eine zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ, die sequentiell über einem leitfähigen Trägersubstrat bereitgestellt sind, wobei sich die zweite leitfähige Ummantelungsschicht vom InP-Typ auf einer Lichtauskopplungsseite befindet, wobei die lichtemittierende Halbleitervorrichtung weiter umfasst: eine Reflexionsschicht aus Metall zwischen dem leitfähigen Trägersubstrat und der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ zum Reflektieren des von der lichtemittierenden Halbleiterschicht emittierten Lichts; und eine Vielzahl von Aussparungen, die in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ vorgesehen sind.
2. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Böden der Aussparungen entlang einer <011> Orientierung ausgerichtet sind.
3. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Aussparungen in Ellipsen in einer Draufsicht von der Lichtauskopplungsseite ausgebildet sind und lange Achsen der Ellipsen entlang der Böden der Aussparungen ausgerichtet sind.
4. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Breiten der Aussparungen entlang einer Richtung der Mittelachsen der Aussparungen in einer Draufsicht von der Lichtauskopplungsseite periodisch variieren und die Richtung der Mittelachsen entlang der Böden der Aussparungen ausgerichtet ist.
5. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Vielzahl von Aussparungen regelmäßig angeordnet ist.
6. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der Raum zwischen benachbarten Aussparungen auf der Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ eben ist.
7. Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Halbleiterschichtbildungsschritt zum Bilden einer III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht, die In, Ga und As enthält, einer zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ, einer lichtemittierenden Halbleiterschicht und einer ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ sequentiell über einem Wachstumssubstrat; einen Bildungsschritt für eine Reflexionsschicht aus Metall, um eine Reflexionsschicht aus Metall auf der ersten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ zum Reflektieren des von der lichtemittierenden Halbleiterschicht emittierten Lichts zu bilden; einen Bondingschritt zum Bonden eines leitfähigen Trägersubstrats, das eine Oberfläche aufweist, die mit einer Metallbondingschicht versehen ist, mit der Reflexionsschicht aus Metall, wobei die Metallbondingschicht dazwischen angeordnet ist; einen Substratentfernungsschritt, um das Wachstumssubstrat zu entfernen; und einen Oberflächenaufrauschritt zum Bilden einer Vielzahl von Aussparungen in einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ nach dem Substratentfernungsschritt.
8. Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Böden der Aussparungen so gestaltet sind, dass sie im Oberflächenaufrauschritt entlang einer <011> Orientierung ausgerichtet sind.
9. Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Oberflächenaufrauschritt umfasst: einen ersten Schritt zum Ätzen der Ill-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht zum Bemustern derselben; und einen zweiten Schritt zum Ätzen einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Ummantelungsschicht vom InP-Typ unter Verwendung der bemusterten III-V-Verbindungs-Halbleiter-Ätzstoppschicht als Maske.

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