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    • 专利摘要:
    Eine Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung umfasst ein Substrat; einen ersten über dem Substrat ausgebildeten Nitrid-Halbleiterstapel, wobei der erste Nitrid-Halbleiterstapel eine Epitaxie-Fläche und eine erste rauhe Fläche aufweist, wobei der Abstand von der Epitaxie-Fläche zu dem Substrat nicht geringer ist als der Abstand von der rauhen Fläche zu dem Substrat; eine auf der Epitaxie-Fläche ausgebildete emittierende Nitridschicht; und einen zweiten auf der emittierenden Nitridschicht ausgebildeten Nitrid-Halbleiterstapel zum Fördern der Effizienz des Einfangens von Licht, das von einer LED emittiert wird.
    公开号:DE102004019113A1
    申请号:DE200410019113
    申请日:2004-04-20
    公开日:2005-05-19
    发明作者:Biau-Dar Chen；Chen Ou；Yen-Ting Tasi；Shane-Shyan Wey
    申请人:Epistar Corp；
    IPC主号:H01L33-06
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtdiode (LED) und ein diesbezüglichesVerfahren, und insbesondere eine Nitrid-Leuchtdiode und das diesbezügliche Verfahren.
    [0002] DieLeuchtdiode (LED) ist auf verschiedenen Gebieten in großem Umfangverwendet worden. Zum Beispiel sind Leuchtdioden geeignet, in optischeAnzeigevorrichtungen, Verkehrsampeln, Datenspeichereinrichtungen,Datenübertragungsvorrichtungen,Beleuchtungsanlagen und medizinische Geräte eingebaut zu werden.
    [0003] LED-Lichtbewegt sich in jede Richtung, statt sich auf eine Stelle zu fokussieren.Das von einer LED erzeugte Licht wird jedoch nicht nur einfach vonder LED ausgestrahlt: Gemäß dem Snellius'schen Gesetz wird lediglichdas Licht vollständigausgestrahlt, das bei einem Winkel innerhalb des kritischen Winkels θc emittiert wird,und anderes Licht wird reflektiert und absorbiert. Mit anderen Wortenmuss der Winkel des LED-Lichts innerhalb eines Konus von 2 θc liegen,um vollständigausgesandt zu werden. Licht, das bei einem Winkel größer als2 θc emittiertwird, wird reflektiert. Wenn sich LED-Licht von einem Material miteinem hohen Brechungsindex zu dem Material mit einem niedrigen Brechungsindexhin bewegt, wird der Winkel des emittierten Lichts aufgrund desEffekts der Brechungsindices begrenzt. Daher ist es eine wichtigeFrage, wie die Effizienz der Lichtemission verbessert werden kann.
    [0004] Umdas oben genannte Problem zu lösen,ist in dem taiwanesischen Patent Nr. 472400 ein Verfahren zur Verbesserungder Effizienz der Lichtextraktion offenbart. Diese Verfahren zurHerstellung einer LED umfasst Schritte der Bildung einer rauhenFläche über derDeckschicht der LED und zum Erhöhendes Winkels der Totalreflexion, um nahezu das gesamte Licht zu veranlassen,emittiert zu werden, um den Beleuchtungseffekt der LED zu verbessern.Die offenbarte Struktur fördertjedoch die Effizienz der Lichtextraktion lediglich für Licht,das in Richtung des Gebiets oberhalb der emittierenden Schicht emittiertwird. Unterhalb der emittierenden Schicht jedoch, wo das Licht zwischenden Halbleiterschichten vom N-Typ und dem Substrat reflektiert wird,kann ein solches Verfahren fürLicht, das in Richtung auf die Seite der LED emittiert wird, dieEffizienz der Lichtextraktion nicht verbessern.
    [0005] Esist daher eine Hauptaufgabe der beanspruchten Erfindung, eine Lichtemittierende Nitrid-Vorrichtung und ein diesbezügliches Verfahren zur Verfügung zustellen, um das oben genannte Problem zu lösen. Die Licht emittierendeNitrid-Vorrichtung umfasst ein Substrat; eine über dem Substrat gebildeteerste Nitrid-Halbleiterschicht, wobei die erste Nitrid-Halbleiterschichtweiterhin eine epitaxiale Flächeund eine rauhe Flächeumfasst, wobei der Abstand von der epitaxialen Fläche zu demSubstrat nicht kleiner ist als der Abstand von der rauhen Fläche zu demSubstrat; eine auf der epitaxialen Fläche gebildete emittierendeNitridschicht; und eine zweite auf der emittierenden Nitridschichtgebildete Nitrid-Halbleiterschicht.
    [0006] Dieseund andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden den Fachleutenzweifelsfrei nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibungder bevorzugten Ausführungsformklar werden, die in den verschiedenen Figuren und Zeichnungen dargestelltist.
    [0007] 1A isteine Darstellung des Lichtweges in einer herkömmlichen LED.
    [0008] 1B isteine Darstellung des Lichtweges in der LED der vorliegenden Erfindung.
    [0009] 2 zeigteine erste Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    [0010] 3 zeigteine zweite Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    [0011] 4 zeigteine dritte Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    [0012] 5 zeigteine vierte Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    [0013] 6 zeigteine fünfteAusführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    [0014] 7 zeigtdie Rauhigkeit in einer herkömmlichenLED.
    [0015] 8 zeigtdie Rauhigkeit in einer LED der vorliegenden Erfindung.
    [0016] 9 zeigteine Verteilung der Rauhigkeit des Lichts der LED der vorliegendenErfindung entsprechend der Helligkeit.
    [0017] Bittenehmen Sie Bezug auf 2. 2 veranschaulichteine erste Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 1 der vorliegendenErfindung. Die Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung 1 umfasst einSaphir-Substrat 10; eine über dem Saphir-Substrat 10 ausgebildeteNitrid-Pufferschicht 11; einen über der Nitrid-Pufferschicht 11 ausgebildetenNitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ, wobei eine epitaxialeFläche 121, einerauhe Fläche 122,und ein Kontaktbereich 123 vom N-Typ auf einer Oberfläche desNitrid-Halbleiterstapels 12 vom N-Typ beinhaltet sind;eine überder epitaxialen Fläche 121 ausgebildeteemittierende Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur;ein überder emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Strukturausgebildeter Nitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ; eine über demNitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ ausgebildete transparenteleitfähigeMetallschicht 15; eine überdem Kontaktbereich 123 vom N-Typ ausgebildete Elektrode 16 vomN-Typ; und eine überder transparenten leitfähigenMetallschicht 15 ausgebildete Elektrode 17 vomP-Typ.
    [0018] Esgibt viele Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 1.Das erste Verfahren beinhaltet: Ausbilden der Nitrid-Pufferschicht 11,des Nitrid-Halbleiterstapels 12 vom N-Typ, der emittierenden Schicht 13 mitNitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur; und dem Nitrid-Halbleiterstapel 14 vomP-Typ überdem Saphir-Substrat durch Epitaxie; Ätzen eines Teils des Nitrid-Halbleiterstapels 14 vomP-Typ, der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur;und dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typdurch Ausführeneines Trockenätzprozessesdurch induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) zur Bildung einer flachenFlächeauf dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ, worin einTeil der flachen Flächezur Bildung eines Kontaktbereiches 123 vom N-Typ verwendetwird; und Ätzendes Restes der flachen Flächedurch Ausführeneines ICP-Trockenätzprozesseszur Bildung der rauhen Fläche 122.
    [0019] Daszweite Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 1 beinhaltet:Ausbilden der Nitrid-Pufferschicht 11, des Nitrid-Halbleiterstapels 12 vomN-Typ, der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur,und dem Nitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ über demSaphir-Substrat durch Epitaxie; Ätzeneines Teils des Nitrid-Halbleiterstapels 14 vom P-Typ,der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur;und dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ durch einenICP-Trockenätzprozesszur Bildung der rauhen Flächeauf dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ; Abdeckender verbleibenden rauhen Fläche;Belichten der ausgewähltenrauhen Fläche;und Ätzender ausgewähltenrauhen Fläche,um sie flach zu machen durch Ausführen eines ICP-Trockenätzprozesseszum Ausbilden des Kontaktbereichs 123 vom N-Typ.
    [0020] Dasdritte Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 1 beinhaltet:Ausbilden der Nitrid-Pufferschicht 11, des Nitrid-Halbleiterstapels 12 vomN-Typ, der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur,und dem Nitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ über demSaphir-Substrat durch Epitaxie; Ätzeneines Teils des Nitrid-Halbleiterstapels 14 vom P-Typ;der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur;und dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ durch einenICP-Trockenätzprozesszur Bildung der rauhen Flächeauf dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ; Abdeckeneines Teils der flachen Flächezum Ausbilden des Kontaktbereichs 123 vom N-Typ; und Ätzen derverbleibenden nicht abgedeckten flachen Fläche, damit sie rauh wird, durchAusführeneines Nassätzprozesses(wie zum Beispiel den unter Verwendung einer heißen Phosphorsäurelösung) zumAusbilden der rauhen Fläche 122.
    [0021] Bittenehmen Sie Bezug auf 3. 3 veranschaulichteine zweite Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 2 der vorliegendenErfindung. Der Hauptunterschied zu der ersten Ausführungsformist der, dass die rauhe Fläche 222 undder Kontaktbereich 223 vom N-Typ nicht in der selben Ebeneliegen, sondern die rauhe Fläche 222 niedrigerliegt als der Kontaktbereich 223 vom N-Typ. Alternativkann die rauhe Fläche 222 höher liegenals der Kontaktbereich 223 vom N-Typ.
    [0022] Bittenehmen Sie Bezug auf 4. 4 veranschaulichteine dritte Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 3 der vorliegendenErfindung. Der Hauptunterschied zu der ersten Ausführungsformist der, eine transparente oxidierende leitende Schicht 38 über derrauhen Fläche 122 unddem Kontaktbereich 123 vom N-Typ gebildet wird, um dieDiffusion des Stroms vom N-Typ zu fördern.
    [0023] Eineandere Ausführungsformder Licht emittierenden Vorrichtung 4 (nicht gezeigt) dervorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsformdadurch, dass eine leitfähigeOxidschicht über demNitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ gebildet wird, diedie transparente leitfähigeMetallschicht ersetzt. Die Penetration der transparenten leitfähigen Oxidschichtist besser als die der transparenten leitfähigen Metallschicht, und deswegenkann die Effizienz der Lichtemission weiter verbessert werden.
    [0024] Bittenehmen Sie Bezug auf 5. 5 veranschaulichteine vierte Ausführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 5 der vorliegendenErfindung. Der Hauptunterschied im Vergleich zu der Licht emittierendenNitridvorrichtung 4 liegt darin, dass eine Kontaktschicht 59 mitumgekehrtem Tunneleffekt vom N-Typ mit einer hohen Konzentrationzwischen dem Nitrid-Halbleiterstapel 14 vomP-Typ und der transparenten leitfähigen Oxidschicht 49 gebildetwird. Die Dicke der Kontaktschicht 59 mit umgekehrtem Tunneleffekt beträgt wenigerals 10 nm und die Trägerkonzentrationist größer als1 × 1019 cm–3. Es ist schwierig,einen guten Ohmschen Kontakt zwischen dem Nitrid-Halbleiterstapel 14 vomP-Typ und der transparenten leitfähigen Oxidschicht 49 auszubilden,und daher kann die Bildung der Kontaktschicht 59 mit umgekehrtemTunneleffekt vom N-Typ mit einer hohen Konzentration einen gutenOhmschen Kontakt zu der transparenten leitfähigen Oxidschicht 49 bilden.Wenn die LED unter Durchlassvorspannung arbeitet, steht die Schnittstellezwischen der Kontaktschicht 59 mit umgekehrtem Tunneleffektvom N-Typ und dem Nitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typunter Sperrvorspannung und bildet einen Verarmungsbereich. Darüber hinauskann, weil die Kontaktschicht 59 mit umgekehrtem Tunneleffektvom N-Typ relativ dünnist, der Trägerder transparenten leitfähigenOxidschicht 59 durch den Tunneleffekt leicht in den Nitrid-Halbleiterstapel 14 vomP-Typ eindringen und folglich die Eigenschaften niedriger Vorspannungerhalten.
    [0025] Bittenehmen Sie Bezug auf 6. 6 veranschaulichteine fünfteAusführungsformder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 6 der vorliegendenErfindung. Die Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 6 umfasst einSaphirsubstrat 10; die überdem Saphirsubstrat 10 ausgebildete Nitrid-Pufferschicht 11;den überder Nitrid-Pufferschicht 11 ausgebildeten Nitrid-Halbleiterstapel 12 vomN-Typ, worin die epitaxiale Fläche 121,die rauhe Fläche 122 undder Kontaktbereich 123 vom N-Typ auf einer Oberfläche desNitrid-Halbeiterstapels 12 vom N-Typ beinhaltet sind; die über demKontaktbereich 123 vom N-Typ ausgebildete Elektrode 16 vomN-Typ; die überder epitaxialen Fläche 121 angeordneteemittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur;den überder emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Strukturangeordneten Nitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ, worineine rauhe Fläche 642 über demNitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ ausgebildet ist; die über demNitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ ausgebildete Kontaktschicht 59 mit umgekehrtemTunneleffekt vom N-Typ mit einer hohen Konzentration, worin dieDicke der Kontaktschicht 59 mit umgekehrtem Tunneleffektweniger als 10 nm beträgtund die Trägerkonzentrationgrößer als1 × 1019 cm–3 ist; die über derKontaktschicht 59 mit umgekehrtem Tunneleffekt ausgebildetetransparente leitfähigeOxidschicht 49; und die über der transparenten leitfähigen Oxidschicht 49 ausgebildeteElektrode 17 vom P-Typ. Aufgrund der rauhen Flächen 122 und 642 wirddie Absaugleistung des emittierenden Lichts weiter verbessert.
    [0026] EinVerfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 6 umfasst:Ausbilden der Nitrid-Pufferschicht 11, des Nitrid-Halbleiterstapels 12 vomN-Typ, der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Struktur,und des Nitrid-Halbleiterstapels 14 vom P-Typ über demSaphirsubstrat 10 durch Epitaxie; Ätzen eines Teils des Nitrid-Halbleiterstapels 14 vomP-Typ, der emittierenden Schicht 13 mit Nitrid-Mehrfachquantenmul den-Struktur,und dem Nitrid-Halbleiterstapel 12 vom N-Typ durch Ausführen eines ICP-Trockenätzprozesseszur Ausbildung einer flachen Flächedes Nitrid-Halbleiterstapels 12 vom N-Typ, worin ein Teilder flachen Flächedazu verwendet wird, den Kontaktbereich 123 vom N-Typ auszubilden;und Ätzendes verbleibenden Teils der flachen Fläche durch Ausführen eineszweiten ICP-Trockenätzprozesseszur Ausbildung der rauhen Fläche 122.
    [0027] EinVerfahren zur Bildung der rauhen Fläche 642 des Nitrid-Halbleiterstapels 14 vomP-Typ der Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 6 umfasst: Ätzen desNitrid-Halbleiterstapels 14 vom P-Typ durch Ausführen einesICP-Trockenätzprozessesnach der Epitaxie. Ein anderes Verfahren zur Bildung der rauhenFläche 642 desNitrid-Halbleiterstapels 14 vom P-Typ umfasst: Änderungder Bedingungen der Epitaxie, wie zum Beispiel Wachstumsumgebung,Temperatur, Druck, V/III-Verhältnisund so weiter, währendder Nitrid-Halbleiterstapel 14 vom P-Typ durch Epitaxiegebildet wird.
    [0028] DerKontaktbereich vom N-Typ der oben genannten Licht emittierendenNitrid-Vorrichtungen wird bereit gestellt, um den Effekt eines schlechtenKontakts aufgrund rauher Flächezu vermeiden, was die Durchlassspannung der Vorrichtung dazu veranlasst,anzusteigen. Folglich verbessert die Ausbildung eines flachen Bereichesdes Kontaktbereichs vom N-Typ den Ohmschen Kontakt und verhindertsomit das Problem einer hohen Durchlassspannung.
    [0029] Gemäß Tabelle1 wird die Effizienz der Lichtemission der Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtungender vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem herkömmlicherLEDs um 37% bis zu 154% verbessert. Folglich kann die LED der vorliegendenErfindung die Effizienz von Vorrichtungen, in denen sie verwendetwird, deutlich verbessern. Tabelle1
    [0030] DieRauhigkeit (Ra) der rauhen Flächewird durch ein Rasterkraftmikroskop (AFM) gemessen. Der Ra-Wertder Licht emittierenden Nitrid-Vorrichtung 1 vor dem Ätzen (dergleiche wie bei einer herkömmlichen LED)liegt innerhalb von 1 nm (nehmen Sie bitte Bezug auf 7).Nach dem Ätzenwerden Veränderungen vonIv entsprechend den unterschiedlichen Ra-Werten der rauhen Fläche 122,die 20 nm, 48 nm und 60 nm betragen (nehmen Sie bitte Bezug auf 8),gemessen. Bezug nehmend auf 9 nimmt,wenn die Rauhigkeit zunimmt, das entsprechende Iv ebenfalls zu.Zum Beispiel nimmt die Helligkeit für die nicht geätzte Fläche von35 mcd bis auf 48 mcd (Ra=20 nm), 58 mcd (Ra=48 nm) und 66 mcd (Ra=60nm) zu. Gemäß diesen Resultatenfördertdie rauhe Flächeder vorliegenden Erfindung die Lichtextraktion des emittierendenLichts und vergrößert somitdie Helligkeit der LED.
    [0031] Inden vorgenannten Ausführungsformenkann das Saphirsubstrat auch durch mindestens ein Material, ausgewählt auseiner Gruppe bestehend aus GaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si, ZnO, MgOund Glas ersetzt werden. Die Nitrid-Pufferschicht kann mindestens ein Materialsein, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.Der Nitrid-Halbleiterstapel vom N-Typ kann mindestens ein Materialsein, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.Die emittierenden Schicht mit Nitrid-Mehrfachquantenmulden-Strukturkann mindestens ein Material sein, ausgewählt aus einer Gruppe bestehendaus GaN, InGaN und AlInGaN. Der Nitrid-Halbleiterstapel vom P-Typkann mindestens ein Material sein, ausgewählt aus einer Gruppe bestehendaus AlN, GaN, AlGaN, In-GaNund AlInGaN. Die transparente leitfähige Metallschicht kann mindestensein Material sein, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN und Ti.Die transparente leitfähigeOxidschicht kann mindestens ein Material sein, ausgewählt auseiner Gruppe bestehend aus Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid,Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxid und Zink-Zinn-Oxid. Der ICP-Trockenätzprozesskann durch Sputterätzen,Ionenstrahlätzen,Plasmaätzenoder einen reaktiven Ionenätzprozess(RIE) ersetzt werden
    [0032] ImStand der Technik, der keine rauhe Fläche umfasst, breitet sich Licht,das von der Nitrid-Emissionsschicht ausgesandt wird, leicht innerhalbder Halbleiterschicht aus und wird zwischen dem Substrat und der Halbleiterschichtund zwischen dem Interface von Luft und der Halbleiterschicht totalreflek tiert. Solches Licht wird leicht innerhalb des Halbleitersabsorbiert und kann nach einigen Totalreflexionsvorgängen nichtemittiert werden, und folglich verringert dies die Extraktionsleistungdes zu emittierenden Lichts (wie in 1A gezeigt). Inder vorliegenden Erfindung kann die rauhe Fläche des ersten Nitrid-Halbleitersden Totalreflexionseffekt verringern, auf diese Weise die Extraktionsleistungvon externem Quanten-emittierendem Licht fördern und daher die Leistungder LED (wie in 1B gezeigt) verbessern.
    [0033] DieFachleute werden schnell erkennen, dass zahlreiche Modifikationenund Veränderungender Vorrichtung unter Beibehaltung der Lehren der Erfindung durchgeführt werdenkönnen.Dementsprechend sollte die obige Offenbarung nur als durch die Grenzender anhängendenPatentansprüchebegrenzt verstanden werden.
    权利要求:
    Claims (71)
    [1] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung, umfassend: – ein Substrat; – einenersten überdem Substrat ausgebildeten Nitrid-Halbleiterstapel, – der ersteNitrid-Halbleiterstapel weist eine Epitaxie-Fläche und eine erste rauhe Fläche auf, – der Abstandvon der Epitaxie-Flächezu dem Substrat ist nicht geringer als der Abstand von der rauhenFlächezu dem Substrat; – eineauf der Epitaxie-Flächeausgebildete emittierende Nitridschicht; und – einenzweiten auf der emittierenden Nitridschicht ausgebildeten Nitrid-Halbleiterstapel.
    [2] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel eine auf dem Substratausgebildete Nitrid-Pufferschicht und eine erste auf der Nitrid-Pufferschichtausgebildete Nitrid-Kontaktschicht umfasst.
    [3] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, weiterhin umfassend eine übereinem ersten Kontaktbereich des ersten Nitrid-Halbleiterstapelsausgebildete erste Elektrode.
    [4] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch3, weiterhin umfassend eine zwischen dem ersten Kontaktbereich undder ersten Elektrode ausgebildete erste transparente leitfähige Schicht.
    [5] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch3, weiterhin umfassend eine auf dem ersten Kontaktbereich und derrauhen Flächedes ersten Nitrid-Halbleiterstapels ausgebildete erste transparenteleitfähigeSchicht.
    [6] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch3, worin die Rauhigkeit des ersten Kontaktbereichs nicht größer istals die Rauhigkeit der ersten rauhen Fläche.
    [7] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, weiterhin umfassend eine auf dem zweiten Nitrid-Halbleiterstapelausgebildete Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffekt, wobeidie Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffekt und der zweite Nitrid-Halbleiterstapelaus entgegengesetzten Arten von Materialien gebildet sind.
    [8] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch7, worin die Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffekt eine Überstrukturaufweist.
    [9] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch8, weiterhin umfassend eine auf der Kontaktschicht mit umgekehrtemTunneleffekt ausgebildete zweite transparente leitfähige Schicht.
    [10] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin der zweite Nitrid-Halbleiterstapel eine zweite rauhe Fläche undeinen zweiten Kontaktbereich aufweist.
    [11] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch10, weiterhin umfassend eine überdem zweiten Kontaktbereich des zweiten Nitrid-Halbleiterstapelsausgebildete zweite Elektrode.
    [12] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin die erste rauhe Flächedes ersten Nitrid-Halbleiterstapels eine Rauhigkeit zwischen 3 nmund 500 nm aufweist.
    [13] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch10, worin die zweite rauhe Flächedes zweiten Nitrid-Halbleiterstapels eine Rauhigkeit zwischen 3nm und 500 nm aufweist.
    [14] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch4, worin die erste transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au,TiW, TiN, WSi, Au/Ge, Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxidund Zink-Zinn-Oxid.
    [15] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch5, worin die erste transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewählt auseiner Gruppe bestehend aus Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au,TiW, TiN, WSi, Au/Ge, Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxidund Zink-Zinn-Oxid.
    [16] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch9, worin die zweite transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, TiN,Indium-Zinn-Oxid,Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxid und Zink-Zinn-Oxid.
    [17] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin das Substrat mindestens ein Material umfasst, ausgewählt auseiner Gruppe bestehend aus Saphir, CaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si,ZnO, MgO und Glas.
    [18] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [19] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin die emittierende Nitrid-Schicht mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [20] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin der zweite Nitrid-Halbleiterstapel mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [21] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch2, worin die erste Nitrid-Kontaktschicht mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [22] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel vom N-Typ, und der zweiteNitrid-Halbleiterstapel vom P-Typ ist.
    [23] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch1, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel vom P-Typ, und der zweiteNitrid-Halbleiterstapel vom N-Typ ist.
    [24] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung, umfassend: – ein Substrat; – einenersten überdem Substrat ausgebildeten Nitrid-Halbleiterstapel, – der ersteNitrid-Halbleiterstapel weist eine Epitaxie-Fläche und eine erste rauhe Fläche auf, – der Abstandvon der Epitaxie-Flächezu dem Substrat ist nicht geringer als der Abstand von der erstenrauhen Flächezu dem Substrat; – eineauf der Epitaxie-Flächeausgebildete emittierende Nitridschicht; und – einenauf der emittierenden Nitridschicht ausgebildeten und eine zweiterauhe Flächeaufweisenden zweiten Nitrid-Halbleiterstapel.
    [25] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel eine auf dem Substratausgebildete Nitrid-Pufferschicht und eine erste auf der Nitrid-Pufferschichtausgebildete Nitrid-Kontaktschicht umfasst.
    [26] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, weiterhin umfassend eine übereinem ersten Kontaktbereich des ersten Nitrid-Halbleiterstapelsausgebildete erste Elektrode.
    [27] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch26, worin der Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und demSubstrat längerist als der Abstand zwischen der ersten rauhen Fläche unddem Substrat.
    [28] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch26, worin der Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und demSubstrat geringer ist als der Abstand zwischen der ersten rauhenFlächeund dem Substrat.
    [29] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch26, worin der Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und demSubstrat gleich dem Abstand zwischen der ersten rauhen Fläche unddem Substrat ist.
    [30] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch26, weiterhin umfassend eine zwischen dem ersten Kontaktbereichund der ersten Elektrode ausgebildete erste transparente leitfähige Schicht.
    [31] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, weiterhin umfassend eine auf dem ersten Kontaktbereich und derrauhen Flächedes ersten Nitrid-Halbleiterstapels ausgebildete erste transparenteleitfähigeSchicht.
    [32] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin der zweite Nitrid-Halbleiterstapel einen zweiten Kontaktbereichaufweist.
    [33] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch32, weiterhin umfassend eine überdem zweiten Kontaktbereich des zweiten Nitrid-Halbleiterstapelsausgebildete zweite Elektrode.
    [34] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch33, weiterhin umfassend eine zweite transparente leitfähige Schichtzwischen dem zweiten Kontaktbereich und der zweiten Elektrode.
    [35] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, weiterhin umfassend eine auf dem zweiten Nitrid-Halbleiterstapelausgebildete Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffekt, wobeidie Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffekt und der zweite Nitrid-Halbleiterstapelaus entgegengesetzten Leitfähigkeitsarten gebildetsind.
    [36] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch35, worin die Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffekt eine Überstrukturaufweist.
    [37] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, weiterhin umfassend eine auf dem zweiten Nitrid-Halbleiterstapelausgebildete zweite transparente leitfähige Schicht.
    [38] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch37, worin die zweite transparente leitfähige Schicht eine zweite Elektrodeaufweist.
    [39] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin die zweite rauhe Flächedes zweiten Nitrid-Halbleiterstapels eine Rauhigkeit zwischen 3nm und 500 nm aufweist.
    [40] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch30, worin die erste transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au,TiW, TiN, WSi, Au/Ge, Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxidund Zink-Zinn-Oxid.
    [41] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch31, worin die erste transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Al, Ti, Ti/Al, Cr/Al, Ti/Au, Cr/Au, Ni/Au,TiW, TiN, WSi, Au/Ge, Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxidund Zink-Zinn-Oxid.
    [42] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch34 worin die zweite transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, TiN,Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxid und Zink-Zinn-Oxid.
    [43] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch37 worin die zweite transparente leitfähige Schicht mindestens einMaterial umfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus Ni/Au, NiO/Au, Ta/Au, TiWN, TiN,Indium-Zinn-Oxid, Cadmium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zink-Aluminium-Oxid und Zink-Zinn-Oxid.
    [44] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin das Substrat mindestens ein Material umfasst, ausgewählt auseiner Gruppe bestehend aus Saphir, CaN, AlN, SiC, GaAs, GaP, Si,ZnO, MgO und Glas.
    [45] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [46] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin die emittierende Nitrid-Schicht mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [47] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin der zweite Nitrid-Halbleiterstapel mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [48] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch25, worin die erste Nitrid-Kontaktschicht mindestens ein Materialumfasst, ausgewähltaus einer Gruppe bestehend aus AlN, GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN.
    [49] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel vom N-Typ, und der zweiteNitrid-Halbleiterstapel vom P-Typ ist.
    [50] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin der erste Nitrid-Halbleiterstapel vom P-Typ, und der zweiteNitrid-Halbleiterstapel vom N-Typ ist.
    [51] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin die zweite rauhe Flächedurch Ausführen einesTrockenätzprozessesgebildet wird.
    [52] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch51, worin der Trockenätzprozessein Sputterätzen, Ionenstrahlätzen, Plasmaätzen oderein reaktiver Ionenätzprozessist.
    [53] Licht emittierende Nitrid-Vorrichtung nach Anspruch24, worin die zweite rauhe Flächeeine Epitaxie-Flächeist.
    [54] Verfahren zur Bildung einer Licht emittierendenNitrid-Vorrichtung, umfassend die folgenden Schritte: a) Ausbildeneines Substrats; b) Ausbilden eines ersten Nitrid-Halbleiterstapels über demSubstrat; der erste Nitrid-Halbleiterstapel weist eine Epitaxie-Fläche undeine erste rauhe Flächeauf, wobei der Abstand von der Epitaxie-Fläche zu dem Substrat nicht geringerist als der Abstand von der rauhen Fläche zu dem Substrat; c)Ausbilden einer emittierenden Nitridschicht auf der Epitaxie-Fläche; und (d)Ausbilden eines zweiten Nitrid-Halbleiterstapels auf der emittierendenNitridschicht.
    [55] Verfahren nach Anspruch 54, worin Schritt (b) dasAusbilden einer Nitrid-Pufferschicht auf dem Substrat und das Ausbildeneiner ersten Nitrid-Kontaktschichtauf der Nitrid-Pufferschicht umfasst.
    [56] Verfahren nach Anspruch 54, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer ersten Elektrode über einem ersten Kontaktbereichdes ersten Nitrid-Halbleiterstapels.
    [57] Verfahren nach Anspruch 54, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer ersten transparenten leitfähigen Schicht zwischen demersten Kontaktbereich und der ersten Elektrode.
    [58] Verfahren nach Anspruch 54, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer ersten transparenten leitfähigen Schicht auf dem erstenKontaktbereich und der rauhen Flächedes ersten Nitrid-Halbleiterstapels.
    [59] Verfahren nach Anspruch 54, worin die Rauhigkeitdes ersten Kontaktbereiches nicht größer ist als die Rauhigkeitder ersten rauhen Fläche.
    [60] Verfahren nach Anspruch 54, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer Kontaktschicht mit umgekehrtem Tunneleffektauf dem zweiten Nitrid-Halbleiterstapel, wobei die Kontaktschichtmit umgekehrtem Tunneleffekt und der zweite Nitrid-Halbleiterstapelaus entgegengesetzten Arten von Materialien gebildet sind.
    [61] Verfahren nach Anspruch 60, worin die Kontaktschichtmit umgekehrtem Tunneleffekt eine Überstruktur aufweist.
    [62] Verfahren nach Anspruch 60, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer zweiten transparenten leitfähigen Schicht auf der Kontaktschichtmit umgekehrtem Tunneleffekt.
    [63] Verfahren nach Anspruch 54, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer zweiten rauhen Fläche und eines zweiten Kontaktbereichesauf dem zweiten Nitrid-Halbleiterstapel.
    [64] Verfahren nach Anspruch 63, weiterhin umfassenddas Ausbilden einer zweiten Elektrode über dem zweiten Kontaktbereichdes zweiten Nitrid-Halbleiterstapels.
    [65] Verfahren nach Anspruch 54, worin die erste rauheFlächedes ersten Nitrid-Halbleiterstapels eine Rauhigkeit zwischen 3 nmund 500 nm aufweist.
    [66] Verfahren nach Anspruch 63, worin die zweite rauheFlächedurch Ausführeneines Trockenätzprozessesausgebildet wird.
    [67] Verfahren nach Anspruch 66, worin der Trockenätzprozessein Sputterätzen,Ionenstrahlätzen,Plasmaätzenoder ein reaktiver Ionenätzprozessist.
    [68] Verfahren nach Anspruch 63, worin die zweite rauheFlächeeine Epitaxie-Flächeist.
    [69] Verfahren nach Anspruch 54, worin die erste rauheFlächedurch Ausführeneines Trockenätzprozessesausgebildet wird.
    [70] Verfahren nach Anspruch 69, worin der Trockenätzprozessein Sputterätz-,Ionenstrahlätz-,Plasmaätz- oderreaktiver Ionenätzprozessist.
    [71] Verfahren nach Anspruch 54, worin die erste rauheFlächedurch Ausführeneines Nassätzprozesses ausgebildetwird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    TW200514273A|2005-04-16|
    TWI234295B|2005-06-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-05-19| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-01-18| 8131| Rejection|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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