【課題を解決するための手段】
【0004】
この目的は、独立特許請求項によるオプトエレクトロニクス半導体部品によってと、独立特許請求項による方法によって達成される。従属特許請求項は、構造形態および発展形態に関する。
【0005】
一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体部品は、半導体ボディおよびミラー領域を備えている。ミラー領域は、少なくとも部分的に半導体ボディの主面に隣接している。ミラー領域は、第1の材料組成の複数のドメイン(domain)であって、互いに隔てられており主面に隣接している、複数のドメインと、第2の材料組成の連続的なミラー層と、を有する。ミラー層は、ドメインの間において少なくとも部分的に主面に隣接している。
【0006】
第1の材料組成のドメインによって、半導体ボディへのミラー層の接着を改善することができる。したがって、ドメインは、接着促進体としての役割を果たす。したがって、領域全体にわたり半導体ボディに直接堆積されたときには比較的低い接着性しか示さない材料も、ミラー層に使用することができる。
【0007】
連続的なミラー層とは、特に、ミラー層がドメインの間において主面に隣接しているミラー層の少なくとも一部の領域が、互いに連続的に結合されていることを意味するものと理解されたい。言い換えれば、これらの領域の間には、領域が互いに導電接続されるミラー層内の経路が存在する。しかしながら、連続的なミラー層は半導体ボディの主面を完全に覆っている必要はなく、例えば部分的に省くことができる。
【0008】
材料組成という用語は、ドメインもしくはミラー層またはその両方それぞれが2種類以上の材料を含んでいることを必ずしも意味しない。そうではなく、ドメインもしくはミラー層またはその両方それぞれは、1種類のみの材料からなることができる。しかしながら、ドメインもしくはミラー層またはその両方が、2種類以上の材料を含んでいることもできる。一例として、2種類の材料を、例えば金属合金の形で互いに混合することができ、または、2種類の材料を層状に互いに重ねて具体化することができる。
【0009】
第1の材料組成と第2の材料組成は、互いに異なる。主面に隣接するドメインの材料は、半導体ボディへの高い接着性に基づいて選択し、ミラー層は、受け取る放射または放出される放射に対する高い反射率に基づいて選択することが好ましい。
【0010】
半導体積層体は、例えば、放射を生成する目的で、または放射を受け取る目的で設けられている活性領域を有することができる。ミラー層は、動作時に活性領域によって検出される放射、または活性領域によって放出される放射に対して高い反射率、特に、少なくとも70%の反射率を有することが好ましい。可視スペクトル領域および紫外スペクトル領域において、例えば銀は、高い反射率を特徴とする。
【0011】
好ましい一構造形態においては、第1の材料組成は、白金を含んでいない。白金は、半導体材料への良好な接着特性を特徴とするが、白金は、反射率が比較的低く、さらには導電率が比較的低い。しかしながら、原理的には、白金も第1の材料組成に適している。ドメインが表面の一部のみを占有している結果として、全領域が白金層である場合と比較して反射率を高めることができる。
【0012】
さらなる好ましい構造形態においては、第1の材料組成は、白金族金属(PGM)からの金属、好ましくは白金を除く白金族金属からの金属の少なくとも1種類を含んでいる。白金族金属は、白金以外には、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、およびオスミウムを含んでいる。これらの材料は、半導体材料への高い接着性を特徴とすることが判明した。ロジウムは、可視スペクトル領域および紫外スペクトル領域における65%以上の高い反射率のため、特に適している。
【0013】
好ましい一構造形態においては、ミラー領域におけるミラー層は、少なくとも50%、特に好ましくは少なくとも80%の表面占有密度で主面に隣接している。ミラー領域におけるミラー層の表面占有密度が大きいほど、ミラー領域全体にわたり平均した反射率が、ミラー層の反射率に近づく。
【0014】
ミラー領域全体において、すべての位置においてドメインの材料またはミラー層の材料のいずれかが主面に直接隣接していることが好ましい。したがって、ミラー層の表面占有密度が高ければドメインの表面占有密度が低くなり、逆も同様である。
【0015】
さらには、ミラー領域におけるミラー層の表面占有密度は、最大で95%、特に好ましくは最大で90%である。言い換えれば、ドメインの表面占有密度は、少なくとも5%、特に好ましくは少なくとも10%である。こうして、主面へのミラー層の高い信頼性の接着性が確保される。
【0016】
さらなる好ましい構造形態においては、横方向における(すなわち主面に沿っての)ドメインは、少なくとも部分的に、最大で100nm、特に好ましくは最大で20nmの最大範囲(maximum extent)を有する。ドメインの少なくとも50%の最大範囲は、1nm〜20nmの範囲内(両端値を含む)であることが好ましい。ドメインが、上記の範囲内の範囲(extent)を有する結果として、良好な接着性と高い反射率とを特に良好に両立させることができることが判明した。
【0017】
ドメインは、ミラー領域全体にわたり主面に沿って分布させることができる。これに代えて、ミラー領域が、ドメイン領域とドメイン非存在領域とを含む微細構造化部を、主面に沿って有することができる。すなわち、ドメインは、ドメイン領域のみに形成されている。これに対して、ドメイン非存在領域にはドメインが存在しない。すなわち、ミラー層は、ミラー領域のドメイン非存在領域において、特に、ミラー領域のドメイン非存在領域のすべての位置において、主面に隣接している。
【0018】
ドメイン領域の平均最大横方向範囲は、ドメインの平均最大範囲よりも少なくとも10倍大きいことが好ましい。したがって、ドメイン領域内に多数のドメインを形成することができる。
【0019】
ドメイン領域とドメイン非存在領域は、少なくとも部分的に、周期的なパターンにおいて交互に配置することができる。特に、ミラー領域全体が、周期的なパターンを有する微細構造化部を有することができる。したがって、ドメイン領域は、ミラー領域全体にわたり均一に分布している。
【0020】
これに代えて、ミラー領域は、特に連続的な第1の部分領域と、特に連続的な第2の部分領域とを、主面に沿って有することができる。第1の部分領域および第2の部分領域それぞれは、ミラー領域の少なくとも20%を構成していることが好ましい。第1の部分領域におけるドメイン非存在領域の表面占有密度は、第2の部分領域におけるドメイン非存在領域の表面占有密度よりも少なくとも20%大きい。特に、第1の部分領域は、ドメイン領域がまったく存在しないようにすることができる。
【0021】
半導体ボディの表面中心(surface centroid)は、半導体部品の平面視において第1の部分領域内に位置させることができる。言い換えれば、半導体ボディの主面の中央領域には、主面の縁部領域と比較してドメイン領域の数が少ない、またはドメイン領域がまったく存在しない。第1の部分領域において、ミラー領域は特に高い反射率を特徴とすることができる。
【0022】
主面に隣接している半導体ボディの材料は、III−V族化合物半導体材料系であることが好ましい。特に、この半導体材料は、窒化物化合物半導体材料系、例えばp導電型にドープされた窒化物半導体材料系とすることができる。窒化物化合物半導体材料は、V族元素としての窒素を含む半導体材料と考えられる。特に、この半導体材料は、Al
xIn
yGa
1−x−y(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)を含んでいることができる。
【0023】
p導電型にドープされた窒化物半導体材料の場合、ドメインが、白金族金属のチタン以外の金属、特に、ロジウム、イリジウム、オスミウムを含んでおり、ミラー層が銀を含んでいる構造が、特に適していることが判明した。
【0024】
一実施形態による、半導体ボディの主面の上にミラー領域を作製する方法においては、第1の材料組成のドメインが主面の上に形成されるように、第1の材料組成を、好ましくは最大で5nmの厚さで、特に好ましくは最大で1nmの厚さで、主面の上に堆積させる。その後、第2の材料組成を主面の上に堆積させて連続的なミラー層を形成し、ミラー層は、ドメインの間において少なくとも部分的に主面に隣接する。
【0025】
好ましい一形態においては、ミラー層を堆積させる前に、主面に沿ったドメインの平均範囲が減少するように、第1の材料組成に熱処理ステップを行う。
【0026】
熱処理ステップは、好ましくは50℃〜500℃の範囲内(両端値を含む)の温度、特に好ましくは50℃〜300℃の範囲内(両端値を含む)の温度において行う。
【0027】
熱処理ステップの持続時間は、好ましくは10分〜5時間の範囲内(両端値を含む)、特に好ましくは1時間〜2時間の範囲内(両端値を含む)である。
【0028】
構造上の1つのバリエーションにおいては、第1の材料組成を堆積させる前に、主面を部分的にマスクによって覆い、したがって第1の材料組成は、マスクされていない領域のみにおいて主面の上に堆積する。第2の材料組成を堆積させる前にマスクを除去することが好ましく、したがって、ミラー層がドメインの上に連続的に形成され、前にマスクによって覆われていた領域において少なくとも部分的に主面に隣接する。
【0029】
説明した方法は、前述した半導体部品を製造するのに特に適している。したがって、半導体部品に関連して説明した特徴は、本方法にもあてはまり、逆も同様である。
【0030】
さらなる特徴、構造形態、および利点は、図面を参照しながらの例示的な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。