特許 5694575 発光半導体部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5694575

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】発光半導体部品

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/02 20100101AFI20150312BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 100

【請求項の数】13

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-557083(P2013-557083)

(86)(22)【出願日】2012年3月7日

(65)【公表番号】特表2014-507811(P2014-507811A)

(43)【公表日】2014年3月27日

(86)【国際出願番号】EP2012053914

(87)【国際公開番号】WO2012126735

(87)【国際公開日】20120927

【審査請求日】2013年9月9日

(31)【優先権主張番号】102011014845.0

(32)【優先日】2011年3月23日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】サバシル マティアス

(72)【発明者】

【氏名】プルーセル アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ルガウアー ハンス−ユルゲン

(72)【発明者】

【氏名】リンコフ アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】ローデ パトリック

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５０７２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６７４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０８４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２７７４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２６４８９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光半導体部品を製造する方法であって、
第１の半導体ボディ（１）が成長キャリア（１０）の成長領域（１０ａ）の上にエピタキシャルに堆積され、前記成長領域がシリコンによって形成されており、
前記成長キャリア（１０）が、エッチングによって前記第１の半導体ボディ（１）から除去され、
前記第１の半導体ボディ（１）が、もともと成長領域（１０ａ）の側であり放射出口領域（１ａ）を備えたその外側領域において、第２の半導体ボディ（２）に結合され、
前記第１の半導体ボディ（１）は、前記発光半導体部品の動作時、電磁放射が生成される活性ゾーン（１１）を備え、
前記電磁放射の少なくとも一部分が、放射出口領域（１ａ）を通じて前記第１の半導体ボディ（１）から放出され、
前記第２の半導体ボディ（２）は、前記電磁放射を、より長い波長を有する変換された電磁放射に変換するのに適している、
方法。

【請求項2】

前記第１の半導体ボディ（１）および前記第２の半導体ボディ（２）が互いに個別に作製されており、
前記第２の半導体ボディ（２）が電気的に不活性であり、
前記第２の半導体ボディ（２）が、前記放射出口領域（１ａ）に直接接触しており、この領域において、結合手段が存在しない方法で前記第１の半導体ボディ（１）に固定されている、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記成長領域（１０ａ）が、最大で２ｎｍの二乗平均平方根粗さ値を有する、
請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２の半導体ボディ（２）が、成長キャリア（２０）の上に特にＭＢＥによってエピタキシャルに堆積され、前記成長キャリア（２０）とは反対側のその外側領域によって、前記第１の半導体ボディ（１）に結合される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記第２の半導体ボディ（２）が、ＧａＡｓ、Ｇｅ、またはＩｎＰによって形成されている成長キャリア（２０）の上にエピタキシャルに堆積される、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記第２の半導体ボディ（２）の前記成長キャリア（２０）が、前記第２の半導体ボディ（２）の側のその外側領域（２０ａ）において最大で２ｎｍの二乗平均平方根粗さ値を有し、
前記第２の半導体ボディ（２）が堆積された後、前記成長キャリア（２０）が前記第２の半導体ボディ（２）から除去され、
前記第２の半導体ボディ（２）が、前記成長キャリア（２０）の側のその外側領域によって、前記第１の半導体ボディ（１）に結合される、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

前記放射出口領域（１ａ）と、前記放射出口領域（１ａ）の側の前記第２の半導体ボディ（２）の外側領域とが、それぞれ、最大で２ｎｍの二乗平均平方根粗さ値を有する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の半導体ボディ（１）が、窒化物化合物半導体材料をベースとしている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記第２の半導体ボディ（２）が、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料をベースとしている、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記第２の半導体ボディ（２）が、材料系（ＺｎＣｄＭｇ）（ＳＳｅＴｅＯ）をベースとしている、
請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記第２の半導体ボディ（２）が、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料をベースとしている、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記第２の半導体ボディ（２）が、材料系（ＡｌＧａＩｎ）（ＮＡｓＰ）をベースとしている、
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第２の半導体ボディ（２）が、最大で６μｍの厚さを有する、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

特許文献１には、発光半導体部品が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0002】

【特許文献1】欧州特許第０４８６０５２号明細書

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Appl. Phys. Lett. 96, 231116, 2010

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の１つの目的は、改善された発光効率を有する発光半導体部品を開示することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、発光半導体部品は、第１の半導体ボディを備えている。この第１の半導体ボディは、成長キャリアの上に例えばエピタキシャルに堆積している。この場合、第１の半導体ボディは、例えば窒化物化合物半導体材料をベースとしている。

【0006】

第１の半導体ボディは、少なくとも１つの活性ゾーンを備えており、本発光半導体部品の動作時、この活性ゾーンにおいて電磁放射が生成される。電磁放射は、例えば、紫外放射もしくは可視光またはその両方とすることができる。少なくとも１つの活性ゾーンにおいて生成された電磁放射は、少なくとも一部分が放射出口領域を通じて第１の半導体ボディから放出される。

【0007】

放射出口領域は、例えば、第１の半導体ボディの主領域の少なくとも一部分である。放射出口領域は、一例として、発光半導体部品が上に実装されている接続キャリアまたは回路基板とは反対側に配置されている、半導体ボディの外側領域、によって形成されている。第１の半導体ボディは、一例として、発光ダイオードである。

【0008】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、発光半導体部品は、第２の半導体ボディを備えており、この第２の半導体ボディは、第１の半導体ボディの少なくとも１つの活性ゾーンにおいて生成された電磁放射を変換するのに適している。この場合、放射出口領域を通じて第１の半導体ボディから放出された電磁放射は、少なくとも一部分が、より長い波長を有する電磁放射に変換される。すなわち、第２の半導体ボディは、いわゆる「ダウンコーバージョン」に適している。第２の半導体ボディは、一例として、その自然のバンドギャップ（natural band gap）によって変換器として機能する。しかしながら、第２の半導体ボディが、第１の半導体ボディにおいて生成された電磁放射によって光学的にポンピングされる少なくとも１つのｐｎ接合部、少なくとも１つの量子井戸構造、または少なくとも１つの多重量子井戸構造を備えていることも可能である。

【0009】

第２の半導体ボディも、例えば、成長キャリアの上にエピタキシャル成長させることによって作製することができる。

【0010】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第１の半導体ボディおよび第２の半導体ボディは、互いに個別に作製される。すなわち、第２の半導体ボディは、特に、第１の半導体ボディの放射出口領域の上にエピタキシャル成長させるのではない。そうではなく、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディを互いに個別に、例えばエピタキシャルに形成し、次いで互いに結合することができる。第１の半導体ボディおよび第２の半導体ボディが互いに個別に作製されるときに従う特徴は、本発明の主題を定義し、かつ完成した発光半導体部品において検出可能な特徴である。すなわち、本発光半導体部品は、第１の半導体ボディの上に第２の半導体をエピタキシャル成長させる発光半導体部品とは明らかに区別される。

【0011】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディは、電気的に不活性である。すなわち、第２の半導体ボディにおける、変換された電磁放射の生成は、第２の半導体ボディの電気ポンピングに基づいて行われるのではなく、動作時に第１の半導体ボディによって生成される電磁放射によって第２の半導体ボディが光学的にポンピングされる。したがって、本発光半導体部品には、例えば、第２の半導体ボディを接触接続するための電気接続部が存在しない。

【0012】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディおよび第１の半導体ボディは、互いに直接接触している。すなわち、第２の半導体ボディは、例えば第１の半導体ボディの放射出口領域に直接接触した状態に位置しており、この領域において、結合手段が存在しない方法で第１の半導体ボディに固定されている。

【0013】

「結合手段が存在しない方法で」とは、例えば接着剤またはいわゆる「屈折率整合ゲル」などの結合手段が、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間に配置されていないことを意味する。第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の接着は、特に、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の界面の領域における水素結合もしくはファンデルワールス相互作用またはその両方によって与えられる。言い換えれば、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディは、いわゆる「ダイレクトボンディング」によって互いに固定されている。

【0014】

第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の結合は、機械的に安定している。適切な場合、破壊が生じることなく結合を解放できないようにすることが可能である。すなわち、結合が解放される場合、２つの半導体ボディの少なくとも一方が損傷する、または破壊される。これは例えば、結合が、強い化学結合または一次化学結合（primary chemical bond）である場合である。

【0015】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、発光半導体部品は、活性ゾーンを備えた第１の半導体ボディを備えており、発光半導体部品の動作時に活性ゾーンにおいて電磁放射が生成される。第１の半導体ボディにおいて生成された電磁放射は、少なくとも一部分が放射出口領域を通過する。さらに、本発光半導体部品は、第２の半導体ボディを備えており、この第２の半導体ボディは、電磁放射を、より長い波長を有する変換された電磁放射に変換するのに適している。この実施形態の発光半導体部品の場合、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディは互いに個別に作製されており、第２の半導体ボディは電気的に不活性であり、第２の半導体ボディは、放射出口領域に直接接触しており、この領域において、結合手段が存在しない方法で第１の半導体ボディに固定されている。

【0016】

本発光半導体部品の場合、特に、ポンピング源（すなわち第１の半導体ボディ）と、変換器（すなわち第２の半導体ボディ）との間の光学的結合、熱的結合、および機械的結合を与える中間層が存在しないようにすることが可能である。代わりに、変換器と、ポンピング源の放射出口領域との間の化学結合が結果として生じるように、変換器がポンピング源に直接貼り付けられている。これによって、変換器の中への光の取り込みと、変換器とポンピング源との間の熱的結合とを大幅に改善することが可能になる。このようにすることで、本発光半導体部品は、高い効率での変換と、したがって多色光または単色光の生成に適している。高い効率が得られるのは、特に、ストークス損失、変換器の過熱、および光取り込み損失もしくは光取り出し損失またはその両方が最小になる結果である。

【0017】

本発明の場合、第２の半導体ボディは変換器として使用される。半導体ボディは、高い吸光係数を有するため、極めて薄くすることができる。したがって、本明細書に記載されている発光半導体部品は、特に小さい構造高さも特徴とし、したがって、例えばＬＣＤパネルなどの画像表示要素の直接的なバックライティングに特に良好に適している。

【0018】

第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の接合は、共有結合またはイオン結合とすることができる。第２の半導体ボディから第１の半導体ボディを通じた熱損失の放散は、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の熱抵抗を最小にすることによって、最大にすることができる。第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとが強い化学結合によって直接結合していることにより、第２の半導体ボディから第１の半導体ボディへの熱伝達が最大になる。第１の半導体ボディを例えばヒートシンクに結合することができるため、変換時に発生する熱損失を第２の半導体ボディから最適に放散させることができる。

【0019】

この場合、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の直接的な結合は、室温でも行うことができ、したがって、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディが互いに熱的に整合していない場合における歪みによって層が損傷することがない。

【0020】

さらに、第２の半導体ボディを変換器として使用することによって、第１の半導体ボディと実質的に同じ光屈折率を有する変換器を使用することが可能になる。したがって、変換効果を持たず損失の大きい結合手段を介在させることなく、電磁放射を変換器の中に直接取り込むことによって、変換が高い効率で行われる。

【0021】

変換器としての第２の半導体ボディは、従来の例えばセラミックの変換器より大幅に小さい半値全幅を有することがさらに好ましく、これにより、特にストークス損失を小さくすることができる。したがって、例えば暖白色光を生成する場合、特に、このとき要求される青色光から赤色光への変換を極めて狭い周波数帯域で行うことができるため、より高い変換効率が可能である。したがって、変換される光のうち一般的に極めて損失の大きい長波長部分が最小化される。

【0022】

本明細書に記載されている発光半導体部品は、通常では変換材料が配置される熱伝導率の低いマトリックス材料が使用されていないため、熱放散が改善されることにより、さらに、高電流に適するようにすることができる。

【0023】

この場合、本明細書に記載されている発光半導体部品は、動作時に有色光（例えば緑色光、黄色光、または赤色光）を生成することができる。さらに、本発光半導体部品は、動作時に白色光を生成することが可能である。

【0024】

第１の半導体ボディと第２の半導体ボディは、例えばウェハレベルの段階ですでに互いに結合することができ、したがって、多数の発光半導体部品を同時に製造することが可能である。

【0025】

さらには、例えば、第１の半導体ボディとは反対側の第２の半導体ボディの外側領域を粗面化することによって、第２の半導体ボディからの光または電磁放射の取り出しを最大にすることができる。

【0026】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、放射出口領域と、放射出口領域の側の第２の半導体ボディの外側領域は、それぞれ、二乗平均平方根粗さ値として、最大で２ｎｍ、特に１ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以下を有する。この場合、二乗平均平方根粗さ値Ｒｑとは、粗さプロファイルのすべてのプロファイル値の二乗平均平方根値である。この場合、二乗平均平方根粗さ値にはＲＭＳという表現も使用する。したがって、本発明の場合、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとが互いに結合されている第１および第２の半導体ボディの２つの外側領域は、特に平滑に形成されている。２つの向かい合う表面の少なくとも一方の二乗平均平方根粗さ値は、０．５ｎｍよりも大幅に小さい、例えば０．２ｎｍ以下であることが好ましい。

【0027】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第１の半導体ボディは、窒化物化合物半導体材料をベースとしている。本明細書において、「窒化物化合物半導体材料をベースとしている」とは、半導体積層体または少なくともその一部分、特に好ましくは少なくとも活性ゾーンもしくは成長基板ウェハまたはその両方が、窒化物化合物半導体材料、好ましくはＡｌ_ｎＧａ_ｍＩｎ_{１−ｎ−ｍ}Ｎ（０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、ｎ＋ｍ≦１）を含んでいる、またはこのような材料からなることを意味する。この場合、この材料は、必ずしも上記の化学式に従った数学的に正確な組成を有する必要はない。むしろ、この材料は、例えば１種類または複数種類のドーパントと追加の構成成分を含んでいることができる。しかしながら、説明を単純にする目的で、上記の化学式は、結晶格子の本質的な構成成分（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ）のみを含んでおり、これらの構成成分は、その一部分を少量のさらなる物質によって置き換える、もしくは補足する、またはその両方を行うことができる。この場合、第１の半導体ボディを例えばエピタキシャルに形成し、第１の半導体ボディから成長基板を除去する。

【0028】

この場合、第１の半導体ボディには、例えば第２の半導体ボディとは反対側の面から電気的に接触接続することができる。さらには、第１の半導体ボディを接続するための少なくとも１つのコンタクトを、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間に配置することが可能であり、または、第２の半導体ボディが少なくとも１つの切取り部を有し、この切取り部の中、第２の半導体ボディの側の第１の半導体ボディの外側領域上に、少なくとも１つのコンタクトを配置することが可能である。

【0029】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料をベースとしている。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料は、第２主族または第２亜族の少なくとも１種類の元素（例えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃｄ、またはＨｇ）と、第６主族の元素（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）とを含んでいる。特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料は、第２主族の少なくとも１種類の元素と第６主族の少なくとも１種類の元素とを含んだ、二元化合物、三元化合物、または四元化合物を含んでいる。このような二元化合物、三元化合物、または四元化合物は、例えば１種類または複数種類のドーパントおよび追加の構成成分を、さらに含んでいることができる。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料としては、一例として、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、ＣｄＳ、ＺｎＣｄＳ、ＭｇＢｅＯが挙げられる。

【0030】

第２の半導体ボディの材料は、例えば材料系（ＺｎＣｄＭｇ）（ＳＳｅ）とすることができる。この材料系は、極めて高い放射効率を特徴とする。さらに、この材料からなる第２の半導体ボディは、成長基板の上にエピタキシャルに堆積させることができ、その表面は原子的に平滑である。この材料系をベースとする変換器は、例えば、非特許文献１に記載されている。この文書は参照によって本明細書に明示的に組み込まれている。

【0031】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料をベースとしている。第２の半導体ボディは、一例として、材料系（ＡｌＧａＩｎ）（ＮＡｓＰ）をベースとしている。

【0032】

この材料系からなる第２の半導体ボディも、高い放射効率を特徴とし、例えばＧａＡｓまたはＩｎＰからなる成長キャリア上の大きな領域の上にエピタキシャルに堆積させることができ、その表面は原子的に平滑である。

【0033】

本発光半導体部品の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディは、最大で６μｍ、特に最大で３μｍ、好ましくは最大で１．５μｍの厚さを有する。このような小さい厚さが可能であるのは、特に、半導体変換層の吸光係数が高いためである。このようにすることで、完成した発光半導体部品の構造高さを極めて小さくすることができ、なぜなら、この構造高さは第２の半導体ボディによってほとんど増大しないためである。

【0034】

さらには、発光半導体部品を製造する方法を開示する。本明細書に記載されている発光半導体部品は、本方法によって製造できることが好ましい。すなわち、本発光半導体部品に関して記載されている特徴すべては、本方法にもあてはまり、逆も同様である。

【0035】

本方法の少なくとも一実施形態によると、最初の方法ステップでは、成長キャリアの成長領域の上に第１の半導体ボディをエピタキシャルに堆積させ、成長領域はシリコンによって形成されている。この場合、一例として、成長キャリアがシリコンからなることができる。しかしながら、成長キャリアが、シリコンからなる層を含んでおり、この層の外側領域が成長領域を形成していることも可能である。

【0036】

さらなる方法ステップによると、成長キャリアを、エッチングによって第１の半導体ボディから除去する。すなわち、成長キャリアは、特に、湿式化学的に除去する。この場合、シリコン表面の極めて良好な研磨品質を利用する。第１の半導体ボディから成長キャリア（すなわち特にシリコン表面）を湿式化学的に除去した後、もともと成長キャリアの側であった第１の半導体ボディの外側領域を、第２の半導体ボディを結合する目的にそのまま使用することができ、なぜなら、第１の半導体ボディのこの外側領域は、極めて平滑なシリコン表面の複製とみなされるためである。すなわち、原子的に平滑なシリコン表面が、本方法によって、第１の半導体ボディの外側領域に転写され、この外側領域を利用することで、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとを接合することができる。

【0037】

さらなる方法ステップにおいて、第１の半導体ボディを、もともと成長領域の側であり放射出口領域を備えたその外側領域において、第２の半導体ボディに結合する。

【0038】

したがって、本方法の場合、第１の半導体ボディの外側領域を処理するさらなる方法ステップなしに、放射出口領域が、二乗平均平方根粗さ値として、最大で２ｎｍ、特に最大で１ｎｍ、好ましくは最大で０．５ｎｍを有することが可能である。これを目的として、成長キャリアの成長領域自体が、第１の半導体ボディの外側領域に転写される二乗平均平方根粗さ値として、最大で２ｎｍ、特に最大で１ｎｍ、好ましくは最大で０．５ｎｍを有することが好ましい。

【0039】

本方法の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディは、成長キャリアの上に分子線エピタキシ（ＭＢＥ）によってエピタキシャルに堆積され、成長キャリアとは反対側のその外側領域によって、第１の半導体ボディに結合される。この場合、第２の半導体ボディの成長キャリアは、例えば、ＧａＡｓ、Ｇｅ、またはＩｎＰからなる成長領域を有する成長キャリアとすることができる。成長キャリアは、一例として、上記材料のうちの１種類によって形成されている。分子線エピタキシにおいて、平滑な外側領域を形成することができる。さらには、２つの半導体ボディを接合する前に、例えば研磨または化学研磨によって外側領域を平滑化することが可能である。

【0040】

本方法の少なくとも一実施形態によると、第２の半導体ボディの成長キャリアは、第２の半導体ボディの側のその外側領域において、二乗平均平方根粗さ値として、最大で２ｎｍ、特に最大で１ｎｍ、好ましくは最大で０．５ｎｍを有する。第２の半導体ボディを堆積させた後、第２の半導体ボディから成長キャリアを除去し、第２の半導体ボディを、成長キャリアの側のその外側領域によって第１の半導体ボディに結合する。この場合、例えば、ＧａＡｓ、Ｇｅ、またはＩｎＰからなる成長領域の極めて良好な研磨品質を利用することができる。

【0041】

第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとを接合するのに要求されるクリーンな表面は、インサイチュで、すなわち例えばエピタキシリアクタ内で形成することができる。

【0042】

一例として、接合する対象の表面上の吸着層および汚染層を、スパッタリングまたはイオン衝撃（特にアルゴンイオンを使用する）によって微粒化する（atomize）ことができる。さらには、熱脱離（thermal desorption）もしくは紫外線によって引き起こされる脱離（UV-induced desorption）またはその両方によるクリーニングも可能である。クリーニングステップによって活性化された表面を再不動態化に対して保護する目的で、第１の半導体ボディと第２の半導体ボディとの間の接合は、不活性雰囲気中または真空中（特に超高真空中）で行われることが好ましい。

【0043】

さらに、第１の半導体ボディとは反対側の第２の半導体ボディの外側領域のメサエッチングまたはテクスチャリングを行うこともでき、これによって取り出し効率が向上する。

【0044】

以下では、本発光半導体部品および本方法について、例示的な実施形態に基づき、対応する図面を参照しながら説明する。

【0045】

図面において、同じ要素、同じタイプの要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素間の互いのサイズの関係は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してある。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1A】本明細書に記載されている方法の複数の異なる方法ステップを示している。

【図1B】本明細書に記載されている方法の複数の異なる方法ステップを示している。

【図1C】本明細書に記載されている方法の複数の異なる方法ステップを示している。

【図1D】本明細書に記載されている方法の複数の異なる方法ステップを示している。

【図1E】本明細書に記載されている方法の複数の異なる方法ステップを示している。

【図1F】本明細書に記載されている方法の複数の異なる方法ステップを示している。

【図1G】本明細書に記載されている多数の発光半導体部品の概略断面図を示している。

【図2】本発明を説明するための概略的なグラフを示している。

【発明を実施するための形態】

【0047】

本方法の最初の方法ステップについて、図１Ａの概略断面図を参照しながらさらに詳しく説明する。この最初の方法ステップにおいては、成長キャリア１０の成長領域１０ａの上に第１の半導体ボディ１をエピタキシャルに堆積させる。第１の半導体ボディ１は、窒化物化合物半導体材料、特に、インジウムを含有する窒化物化合物半導体材料をベースとしている。

【0048】

成長キャリア１０は、シリコンによって形成されている成長領域１０ａを備えている。すなわち、第１の半導体ボディ１は、シリコン表面の上にエピタキシャルに堆積させる。成長領域１０ａは、平滑な表面を特徴とし、二乗平均平方根粗さ値として、最大で２ｎｍ、特に最大で１ｎｍ、好ましくは最大で０．５ｎｍを有する。

【0049】

活性ゾーン１１は、製造される発光半導体部品の動作時に、紫外放射から青色光までの間のスペクトル領域の電磁放射を生成するのに適している。

【0050】

次の方法ステップにおいては（図１Ｂを参照）、半導体ボディ１を、成長キャリア１０とは反対側のその面によって、例えば結合手段１３（例えば、はんだ）によりキャリア１２に貼り付けて固定する。キャリア１２は、例えば、金属キャリア、セラミックキャリア、または半導体キャリアとすることができる。一例として、キャリア１２は、銅、セラミック材料（酸化アルミニウムなど）、または半導体材料（ゲルマニウムなど）によって形成されている。さらには、キャリア１２を回路基板などの接続キャリアとすることもできる。

【0051】

次の方法ステップにおいては（図１Ｃを参照）、半導体ボディ１から成長キャリア１０を除去する。この除去は、エッチングによって湿式化学的に行われることが好ましい。本方法による方式においては、極めて平滑な成長領域１０ａの表面形状が、キャリア１２とは反対側の第１の半導体ボディ１の外側領域に転写される。この外側領域は、後から半導体ボディ１の放射出口領域１ａを形成する。

【0052】

次の方法ステップにおいては、このようにして作製される半導体ボディ１に加えて、第２の半導体ボディ２を形成する。第２の半導体ボディ２は、成長キャリア２０の成長領域２０ａに例えばエピタキシャルに堆積させる。成長キャリア２０は、例えば、ＧａＡｓ、Ｇｅ、またはＩｎＰによって形成されている成長領域２０ａを有する基板である。第２の半導体ボディ２は、例えばＭＢＥによって成長させる。したがって、成長キャリア２０とは反対側の第２の半導体ボディ２の外側領域は、極めて平滑になり、最大で０．５ｎｍの二乗平均平方根粗さ値を有する。

【0053】

オプションとして、成長キャリア２０と第２の半導体ボディ２との間に中間層２１を配置することができ、この中間層２１は、例えばエッチング停止層または犠牲層としての役割を果たし、同じようにエピタキシャルに形成する。

【0054】

さらに、この方法ステップでは、第１の半導体ボディ１と第２の半導体ボディ２の露出した外側領域のクリーニングおよびしたがって不動態化を、保護的な雰囲気下で、または真空中で行うことが可能である。

【0055】

接合ステップについて、図１Ｅを参照しながら説明する。接合ステップでは、第１の半導体ボディ１と第２の半導体ボディ２を互いに機械的にしっかりと結合する。この場合、第２の半導体ボディ２は、第１の半導体ボディ１の放射出口領域１ａに直接接触しており、２つの半導体ボディの間の結合には結合手段が使用されておらず、この結合は例えばイオン力またはファンデルワールス相互作用によって与えられる。

【0056】

さらなる方法ステップにおいては（図１Ｆを参照）、成長キャリア２０と中間層２１（存在時）を第２の半導体ボディ２から除去する。この除去ステップ時、またはその後に、第１の半導体ボディ１とは反対側の第２の半導体ボディ２の外側領域を粗面化して粗面２ａを形成するステップを行うことができる（図１Ｇを参照）。この構造化の結果として、最終的な発光半導体部品は、改善された光取り出し効率を有する。

【0057】

次の方法ステップでは、点線に沿って個々の発光半導体部品に個片化する。キャリア１２の側から、または第２の半導体ボディ２の側から、接触接続（図示していない）を行うことができる。

【0058】

このようにして製造される発光半導体部品は、特に、第１の半導体ボディ１と第２の半導体ボディ２との間の屈折率の急激な変化が比較的小さくなるように選択できることを特徴とする。これにより部品の効率が高まる。図２は、第１の半導体ボディの屈折率が２．４であり、発光半導体部品をシリコーン（屈折率１．５を有する）によって封止すると想定したとき、第２の半導体ボディ２の屈折率ｎ２のさまざまな値の場合における相対的な効率をグラフとしてプロットしている。この場合、右側の柱それぞれは、暖白色光を放出する発光半導体部品の効率を示しており、左側の柱は、冷白色光の半導体部品の効率を示している。図２から推測できるように、第２の半導体ボディ２の屈折率ｎ２が高まるにつれて効率も増大する。例えば、第２の半導体ボディ２がＺｎＣｄＭｇＳｅによって形成されている場合、ｎ２＝２．４となり、冷白色光または暖白色光を生成するかに応じて効率が８〜１０％の範囲内で増大する。

【0059】

ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。

【0060】

本特許出願は、独国特許出願第１０２０１１０１４８４５．０号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図2】