DE102005021090A1 - Halbleiter-Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren für Dieselbe - Google Patents

Halbleiter-Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren für Dieselbe Download PDF

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Abstract

Eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung wird bereitgestellt, welche eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht umfasst und welche einen gesamten Leuchtbereich schnell und effizient mit Strom versorgen kann, um hochintensives Licht auszugeben. Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung umfasst: ein transparentes Substrat (100), eine Nitridhalbleiterschicht (101) von einem ersten Leitungstyp (102), eine Nitridhalbleiterschicht (103) von einem zweiten Leitungstyp, einen Kerbbereich (212, 213, 215), der die Nitridhalbleiterschicht (103) vom zweiten Leitungstyp und die Nitridhalbleiter-Leuchtschicht (102) schneidet und die Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp freilegt, um aktive Mesabereiche (210) und einen Mesaelektroden-Ziehbereich (211) zu definieren, eine Elektrode (104, 107) für den ersten Leitungstyp einschließlich eines ohmschen Elektrodenbereichs (104) für den ersten Leitungstyp, eine ohmsche Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp und ein Trägersubstrat (200), das Verbindungselemente (203, 205) für die ersten und zweiten Leitungstypen umfasst.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung und ein Herstellungsverfahren für dieselbe. Im besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung, in welchem eine Halbleiter-Leuchtstruktur auf einem transparenten einkristallinen Substrat, wie z. B. einem Saphirsubstrat, gebildet wird sowie eine Herstellungsmethode für dieselbe.
  • Eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung zum Aussenden blauen Lichts ist weit bekannt, welche Nitridhalbleiter, wie beispielsweise GaN, GaAlN, InGaN und InAlGaN (im folgenden als GaN-Verbindungshalbleiter bezeichnet) verwendet. Eine blaue Leuchtdiode (light-emitting diode; LED), die mit einer Wellenlängenumwandlungsschicht bedeckt ist, welche ein fluoreszierendes Material enthält, kann weißes Licht aussenden, welches zum Beleuchten verwendet werden kann.
  • Eine GaN-Halbleiterschicht wird üblicherweise dazu gebracht, auf einem Saphirsubstrat aufzuwachsen, welches ein isolierendes transparentes einkristallines Substrat ist. Es ist daher notwendig, Elektroden der LED von einer Oberfläche der LED zu ziehen, welche dem Saphirsubstrat gegenüberliegt. Licht wird in allen Richtungen ausgestrahlt. Eine Lichtausgabe von der LED kann man auch von der Saphirsubstratseite erhalten.
  • In den letzten Jahren hat sich eine Ausgangsleistung der LED erhöht, und der Markt für die LED hat sich aus einem Anzeigebereich, wo die LED herkömmlicherweise verwendet wird, in Felder der Beleuchtung ausgedehnt, wie bei spielsweise spezielle Beleuchtung, allgemeine Beleuchtung und Automobilbeleuchtung. Gleichzeitig hat sich die Chipgröße der LED von ungefähr 300 μm zum Quadrat auf 1 bis 2 mm zum Quadrat erhöht. Jedoch sind mit der Erhöhung der Chipgröße Probleme bezüglich einer ungleichen Lichtemission, Verschlechterung der Stromversorgung, Wärmeentwicklung in der LED und dergleichen offensichtlich geworden.
  • Die Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-A 2002-270905 schlägt vor, dass eine Vielzahl von Leuchtelementen auf einem Saphirsubstrat gebildet wird, und das Saphirsubstrat mit den Leuchtelementen über Bumps bzw. Kontakthöcker an einem einzigen darunter angebrachten Element angebracht wird, welches durch ein Siliziumsubstrat gebildet wird. Eine Anhäufung einer Vielzahl von Leuchtelementen stellt eine hohe Lichtausstrahlung bereit. Die Verwendung des Siliziumsubstrats mit der besseren Wärmeleiteigenschaft als derjenigen des Saphirsubstrats beschleunigt die Wärmeabstrahlung, wodurch ein durch die Wärmeerzeugung bewirktes Absenken der Lichtausbeute verhindert wird. Dadurch kann die Lichtausbeute verbessert werden, und man kann eine hervorragende Lichtquelle für Beleuchtungszwecke erhalten.
  • Die Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-A-2003-110148 schlägt eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung vor. Bei dieser Halbleiter-Leuchtvorrichtung wird ein Saphirsubstrat, auf welchem eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung gebildet worden ist, auf einer Befestigungsunterlage mit Bumps für elektrische Leitung und elektrisch-isolierenden Bump-Attrappen angebracht, welche zwischen dem Saphirsubstrat und der Befestigungsunterlage eingebracht sind, wodurch die Wärmeabfuhreigenschaft verbessert wird.
  • Das Japanische Patent JP-3136672 schlägt die folgende Struktur vor. Eine GaN-Halbleiterschicht vom i-Typ, welche mit Verunreinigungen vom p-Typ dotiert ist, wird auf einer GaN-Halbleiterschicht vom n-Typ gebildet. Eine der Elektroden wird auf einer Oberfläche der GaN-Halbleiterschicht vom i-Typ gebildet, und ein Bereich, der die eine Elektrode umgibt, wird geätzt. Die andere Elektrode wird gebildet, um die eine Elektrode in allen Umfangsrichtungen der Struktur, einschließlich der Seitenflächen, zu umgeben. Bei dieser Struktur wird ein zwischen den Elektroden fließender Strom gleichförmig gemacht, und seitlich ausgestrahltes Licht wird reflektiert, so dass es austritt.
  • Das Japanische Patent JP-2914065 schlägt eine GaN-Leuchtdiode vor, in welcher eine isolierende Schutzschicht auf einer Halbleiterschicht zwischen einem Paar von Elektrodenschichten gebildet wird, wodurch ein Kurzschluss verhindert wird, der durch Silberpaste erzeugt wird, welche zum Verbinden einer Bleielektrode verwendet wird.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung bereit zu stellen, welche eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht umfasst, und welche einen Strom schnell an den gesamten lichtaussendenden Bereich anlegen kann und welche effizient hochintensives Licht ausgeben kann, sowie ein Herstellungsverfahren für diese Halbleiter-Leuchtvorrichtung.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung bereit zu stellen, welche eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht umfasst, und welche effektiv Licht von einem großen Leuchtbereich aussenden kann, sowie ein Herstellungsverfahren für diese Halbleiter-Leuchtvorrichtung.
  • Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung bereitgestellt, welche umfasst: ein transparentes einkristallines Substrat; eine Nitridhalbleiterschicht von einem ersten Leitungstyp, die oberhalb des transparenten einkristallinen Substrats gebildet wird; eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht, die oberhalb der Nitridhalbleiterschicht vom ersten Leitungstyp gebildet wird; eine Nitridhalbleiterschicht von einem zweiten Leitungstyp, die oberhalb der Nitridhalbleiter-Leuchtschicht gebildet wird, wobei der zweite Leitungstyp dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist; einen Kerbbereich mit einer Tiefe dergestalt, dass der Kerbbereich die Nitridhalbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp und die Nitridhalbleiter-Leuchtschicht schneidet und die Nitridhalbleiterschicht vom ersten Leitungstyp freilegt, wobei der Kerbbereich eine Vielzahl von aktiven Mesabereichen und einen Mesaelektroden-Ziehbereich aufweist; eine Elektrode für den ersten Leitungstyp einschließlich eines ohmschen Elektrodenteil bzw. -bereichs für den ersten Leitungstyp und eines Flächen- bzw. Felderelektrodenteils bzw. -bereichs für den ersten Leitungstyp, wobei der ohmsche Elektrodenteil für den ersten Leitungstyp auf einem Bereich vom ersten Leitungstyp gebildet wird, die in dem Kerbbereich freiliegt, der die Vielzahl von aktiven Mesabereichen umgibt, und wobei der Felderelektrodenteil für den ersten Leitungstyp sich durchgehend vom Widerstandselektrodenteil für den ersten Leitungstyp zu einem Bereich an dem Mesaelektroden-Ziehbereich erstreckt; eine ohmsche Elektrode für den zweiten Leitungstyp, die auf der Nitridhalbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp in jeder der Vielzahl von aktiven Mesabereichen gebildet wird; und ein Trägersubstrat, das gegenüber dem transparenten einkristallinen Substrat angeordnet ist, wobei das Trägersubstrat ein leitendes Verbindungselement für den ersten Leitungstyp umfasst, das dem Felderelektrodenteil bzw. -bereich für den ersten Leitungstyp gegenüberliegt und mit diesem verbunden ist, sowie ein leitendes Verbindungselement für den zweiten Leitungstyp, das jeder ohmschen Elektrode für den zweiten Leitungstyp gegenüberliegt und mit dieser verbunden ist.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann die Vielzahl der aktiven Mesabereiche in einer Matrix in einem Leuchtbereich angeordnet ist, und der Mesaelektroden-Ziehbereich kann in einer Vielzahl von Bereichen ausserhalb des Leuchtbereichs angeordnet sein.
  • Weiterhin kann jeder der aktiven Mesabereiche eine rechtwinklige Form aufweisen.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann der Kerbbereich eine Vielzahl von Gräben umfassen. Die Gräben können in zwei Gruppen aufgeteilt sein, die in zwei sich jeweils kreuzenden Richtungen ausgebildet sind.
  • Weiterhin, kann gemäß des ersten Aspekts der Leuchtbereich eine rechtwinklige Form aufweisen. Der Mesaelektroden-Ziehbereich kann ausserhalb des rechtwinkligen Leuchtbereichs und innerhalb eines Bereichs angeordnet sein, der kein Bereich ist, welcher zentralen Teilen von Seiten des rechtwinkligen Leuchtbereichs entspricht.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann der Mesaelektroden-Ziehbereich ein L-förmiger Bereich sein, der an der Aussenseite jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet ist.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann der Mesaelektroden-Ziehbereich eine rechtwinklige ebene Form aufweisen. Weiterhin kann der Mesaelektroden-Ziehbereich ausserhalb eines Bereichs angeordnet sein, der kein Bereich ist, welcher zentralen Teilen von Seiten des rechtwinkligen Leuchtbereichs entspricht, und von Bereichen in der Nähe jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs.
  • Weiterhin kann das Trägersubstrat eine erste Verdrahtung umfassen, die der Nitridhalbleiterschicht vom ersten Leitungstyp entspricht, sowie eine zweite Verdrahtung, die der Nitridhalbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp entspricht. Hier kann die zweite Verdrahtung die Vielzahl von aktiven Mesabereichen der Nitridhalbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp miteinander verbinden. Die zweite Verdrahtung kann aus einem Bereich gezogen werden, der jedem der zentralen Teile von Seiten des rechtwinkligen Leuchtbereichs zugewandt ist, zu einem Bereich gezogen werden, der ausserhalb des dem Leuchtbereich entsprechenden Bereichs liegt.
  • Gemäß des ersten Aspekts können die aktiven Mesabereiche und der Mesaelektroden-Ziehbereich auf dem transparenten Substrat in einer Matrix angeordnet sein.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann der Kerbbereich eine Vielzahl von Gräben umfasst, die in zwei Gruppen aufgeteilt sind, die in zwei sich jeweils kreuzenden Richtungen ausgebildet sind.
  • Gemäß des ersten Aspekts können die aktiven Mesabereiche und der Mesaelektroden-Ziehbereich die gleiche ebene Form aufweisen. Hier sind die aktiven Mesabereiche und der Mesaelektroden-Ziehbereich in einer Matrix innerhalb eines rechtwinkligen Bereichs angeordnet. Weiterhin kann der Mesaelektroden-Ziehbereich an einer Ecke des rechtwinkligen Bereichs angeordnet sein.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann die Elektrode für den ersten Leitungstyp eine Ausrichtungsmarke umfassen, die als ein Bereich ausgeformt ist, in welchen keine Elektrode wahlweise gebildet wird. Hierbei umfasst die Ausrichtungsmarke mindestens zwei gerade Linienabschnitte, die jeweils in zwei sich überschneidenden Richtungen angeordnet sind. Alternativ kann die Ausrichtungsmarke ein Polygon oder ein Kreis mit einem Durchmesser von 100 μm bis 500 μm sein.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann eine Fläche jedes aktiven Mesabereichs im Bereich von 0,01 mm2 bis 0,2 mm2 liegen.
  • Weiterhin kann das leitende Verbindungselement eine Dicke von 0,3 μm bis zu 3 μm aufweisen.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann das leitende Verbindungselement des Trägersubstrats eine Metallschicht mit einer hohen Affinität zu Lot oder eutektischem Verbinden aufweisen.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann eine die Halbleiter-Leuchtvorrichtung weiterhin eine überhalb des transparenten Substrats vorgesehene Schutzschicht dergestalt aufweisen, dass der Felderelektrodenteil für den ersten Leitungstyp und der ohmsche Elektrodenteil für den zweiten Leitungstyp freiliegen, und der ohmsche Elektrodenteil für den ersten Leitungstyp an dem Kerbbereich damit abgedeckt ist. Hierbei kann die Schutzschicht verhindern, dass die geschmolzenen Verbindungselemente nass werden.
  • Gemäß des ersten Aspekts kann das Trägersubstrat eine Schutzschicht umfassen, die dazu vorgesehen ist, das leitende Verbindungselement für den ersten Leitungstyp und das leitende Verbindungselement für den zweiten Leitungstyp zu umgeben. Hierbei kann die Schutzschicht verhindern, dass die geschmolzenen leitenden Verbindungselemente nass werden.
  • Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung bereitgestellt, welche umfasst:
    • (a) Präparieren eines Substrats eines Halbleiter-Leuchtelements, das eine Nitridhalbleiterschicht eines ersten Leitungstyps, eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht und eine Nitridhalbleiterschicht eines zweiten Leitungstyps umfasst, die oberhalb eines transparenten Substrats gebildet werden, wobei der zweite Leitungstyp dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist;
    • (b) Bilden eines Kerbbereichs durch gezieltes Ätzen, um die Nitridhalbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp und die Nitridhalbleiter-Leuchtschicht in einer Dickenrichtung ganz durchzuschneiden und um die Nitridhalbleiterschicht vom ersten Leitungstyp teilweise zu entfernen, wobei der Kerbbereich eine Vielzahl von aktiven Mesabereichen und einen Mesaelektroden-Ziehbereich definiert;
    • (c) Bilden einer Elektrode für den ersten Leitungstyp, die sich von einem Bereich an der Nitridhalbleiterschicht vom ersten Leitungstyp, der in der Kerbregion, welche die Vielzahl von aktiven Mesabereichen umgibt, freigelegt ist, zu einem Bereich an dem Mesaelektroden-Ziehbereich erstreckt;
    • (d) Bilden einer Elektrode für den zweiten Leitungstyp an dem Bereich vom zweiten Leitungstyp der aktiven Mesabereiche.
  • Das Verfahren kann weiterhin umfassen:
    • (e) Bilden einer ersten Verdrahtung für den ersten Leitungstyp und einer zweiten Verdrahtung für den zweiten Leitungstyp auf einem Trägersubstrat, Bilden eines leitenden Verbindungselements für den ersten Leitungstyp, das der Elektrode für den ersten Leitungstyp an dem Mesaelektroden-Ziehbereich gegenüberliegt und mit ihr verbunden ist, sowie eines leitenden Verbindungselements für den zweiten Leitungstyp, das der Elektrode für den zweiten Leitungstyp gegenüberliegt und mit ihr verbunden ist; und
    Ausrichten des Trägersubstrats an dem transparenten Substrat, um die Elektrode für den ersten Leitungstyp und die Elektrode für den zweiten Leitungstyp mit dem Verbindungselement für den ersten Leitungstyp bzw. mit dem Verbindungselement für den zweiten Leitungstyp zu verbinden.
  • Gemäß des zweiten Aspekts kann in Schritt (c) die Elektrode für den ersten Leitungstyp ausgebildet werden, um einen ohmschen Kontakt mit dem Bereich vom ersten Leitungstyp zu bilden; und
    in Schritt (d) wird die Elektrode für den zweiten Leitungstyp ausgebildet, um einen ohmschen Kontakt mit dem Bereich vom zweiten Leitungstyp zu bilden.
  • In Schritt (f) kann ein Eutektikum gebildet wird.
  • In Schritt (b) kann das Ätzen durchgeführt werden, um den Kerbbereich zu bilden, damit die aktiven Mesabereiche definiert werden, die in einer Matrix angeordnet sind.
  • In Schritt (b) kann das Ätzen durchgeführt werden, um den Kerbbereich zu bilden, damit die aktiven Mesabereiche definiert werden, die in einer Matrix innerhalb eines rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet sind, und damit der Mesaelektroden-Ziehbereich definiert wird, der ausserhalb jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet ist.
  • In Schritt (b) kann das Ätzen durchgeführt werden, um den Kerbbereich zu bilden, damit die aktiven Mesabereiche und der Mesaelektroden-Ziehbereich definiert werden, die in einer Matrix innerhalb eines rechtwinkligen Bereichs angeordnet sind. In diesem Fall kann der Mesaelektroden-Ziehbereich in jeder Ecke des rechtwinkligen Bereichs angeordnet sein. Weiterhin kann in Schritt (c) eine Ausrichtungsmarke als ein Bereich gebildet werden, in welchem keine Elektrode wahlweise an dem Mesaelektroden-Ziehbereich ausgebildet wird.
  • Gemäß des zweiten Aspekts kann das Verfahren weiterhin umfassen: (g) Bilden einer Schutzschicht, die überhalb des transparenten Substrats vorgesehen ist, dergestalt, dass die Elektrode für den ersten Leitungstyp und die Elektrode für den zweiten Leitungstyp an dem Mesaelektroden-Ziehbereich freiliegen und der ohmsche Elektrodenbereich für den ersten Leitungstyp an dem Kerbbereich damit abgedeckt ist, wobei die Schutzschicht verhindert, dass die geschmolzenen Verbindungselemente nass werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von aktiven Mesabereichen, die von einem Kerbbereich umfasst sind, in einem Leuchtbereich gebildet, wobei eine der Elektroden in dem Kerbbereich gebildet wird, der die entsprechenden aktiven Mesabereiche umgibt, und wobei die andere Elektrode an jedem aktiven Mesabereich gebildet wird. Daher ist es möglich, einen Strom effizient an alle Stellen in dem Leuchtbereich bei geringem Widerstand anzulegen.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klar, wobei:
  • 1A bis 1C Querschnittsansichten bzw. eine Draufsicht zum Erklären der Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform sind;
  • 2A bis 2C Querschnittsansichten bzw. eine Draufsicht zum Erklären der Herstellung der Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform sind;
  • 3 eine Querschnittsansicht zum Erklären der Herstellung der Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist;
  • 4A und 4B eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht zum Erklären der Herstellung der Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform sind;
  • 5A bis 5C Querschnittsansichten bzw. eine Draufsicht zum Erklären der Herstellung der Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform sind;
  • 6A und 6B Draufsichten zum Erklären eines veränderten Beispiels der ersten Ausführungsform sind;
  • 7A und 7B Draufsichten zum Erklären der Anordnung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform sind;
  • 8A bis 8D Querschnittsansichten und Draufsichten zum Erklären der Anordnung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform sind;
  • 9A bis 9D erklärende Ansichten für einen Bonding- bzw. Verbindungsablauf sind;
  • 10A und 10B erklärende Ansichten zum Aufzeigen der Beziehung zwischen einer angelegten Last und einer anhaftenden Fläche sind;
  • 11A bis 11D erklärende Ansichten sind, welche jeweils eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht umfassen, um das Verhältnis zwischen einer ausgelegten Haftfläche und einer tatsächlichen Haftfläche;
  • 12A bis 12C beschreibende Ansichten sind, welche jeweils eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht umfassen, um das Verhältnis zwischen einem Leuchtabschnitt und einem Nennstrom aufzuzeigen;
  • 13A bis 13C erklärende Querschnittsansichten zum Erklären eines Kontaktwinkels und einer Oberflächenspannung sind; und
  • 14A bis 14C erklärende Querschnittsansichten zum Erklären des Vorsehens einer nicht-benässbaren Schutzschicht sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Die 1A bis 1C, 2A bis 2C, 3, 4A, 4B und 5A bis 5C sind Querschnittsansichten und Draufsichten zum Erklären eines Herstellungsverfahrens einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im besonderen sind die 1A bis 1C, 2A bis 2C und 3 Querschnittsansichten und Draufsichten eines Substrats eines Halbleiter-Leuchtelements. Die 4A und 4B sind Querschnittsansichten und eine Draufsicht auf ein Trägersubstrat. Die 5A bis 5C sind Querschnittsansichten und eine Draufsicht auf die Halbleiter-Leuchtvorrichtung, in welcher das Substrat des Halbleiter-Leuchtelements auf das Trägersubstrat gebondet wurde bzw. mit diesem verbunden wurde.
  • Wie in 1A gezeigt, wird eine GaN-Nitridhalbleiterschicht auf einer Oberfläche eines Saphirsubstrats 100 durch epitaxiales Wachstum gebildet. Das epitaxiale Wachstum wird beispielsweise erreicht durch metallorganische Gasphasenepitaxie (metal-organic vapor-phase epitaxy; MOVPE) oder durch Molekularstrahlepitaxie (molecular beam epitaxy; MBE).
  • Falls notwendig, wird eine Pufferschicht aus GaN-Nitridhalbleiter dazu gebracht, auf dem Saphirsubstrat 100 bei einer Temperatur aufzuwachsen, die niedriger ist als die Temperatur des epitaxialen Wachstums. Dann wird eine GaN-Nitridhalbleiterschicht 101 vom n-Typ durch epitaxiales Wachstum bei einer Temperatur gebildet, bei welcher das epitaxiale Wachstum möglich ist. Eine GaN-Nitridhalbleiter-Leuchtschicht 102, welche dazu dient, Licht auszusenden, und eine GaN-Nitridhalbleiterschicht 103 vom p-Typ, welche mit Verunreinigungen vom p-Typ dotiert ist, werden in dieser Reihenfolge durch epitaxiales Wachstum auf der Nitridhalbleiterschicht 101 vom n-Typ aufgebracht. Die Gesamtdicke der Leuchtschicht 102 und der Schicht 103 vom p-Typ beträgt beispielsweise 0,4 μm.
  • Die lichtaussendende bzw. leuchtende Schicht kann durch eine einzelne Schicht gebildet werden oder kann eine Struktur mit mehrfachen Quantentöpfen bzw. quantenmechanischen Potentialtöpfen aufweisen, in welcher eine Sperr schicht und eine Topfschicht abwechselnd ausgebildet sind. Eine Abstandsschicht und dergleichen können ebenfalls ausgebildet sein. Verschiedene bekannte Strukturen können als eine Mehrlagenstruktur einer Leuchtdiode verwendet werden.
  • Wie in 1B gezeigt, wird ein Photolackmuster PR1 auf einer Oberfläche der Schicht 103 vom p-Typ so gebildet, dass es aktive Mesabereiche 210 und Mesaelektroden-Ziehbereiche 211 bedeckt und eine Öffnung aufweist, welche diese Bereiche 210 und 211 umgibt.
  • Die aktiven Mesabereiche 210 sind rechtwinklige bzw. rechteckige Bereiche, die in einer Matrix in einem rechtwinkligen Leuchtbereich angeordnet sind, wie in 1C gezeigt. Der Mesaelektroden-Ziehbereich 211 ist ein L-förmiger Bereich, der an der Außenseite jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet ist. Eine Öffnung ist ebenfalls außerhalb des L-förmigen Bereichs angeordnet. Obwohl die 1C nur einen Teil eines Wafers zeigt, welcher einem Chip entspricht, sind bei einem tatsächlichen Herstellungsablauf eine Mehrzahl von Chips auf dem Wafer angeordnet. Die ebene Form des Chips ist beispielsweise ein Rechteck mit einer Kantenlänge von 1 mm. Die ebene Form des aktiven Mesabereichs ist beispielsweise ein Rechteck mit einer Kantenlänge von 180 μm. Ein Kerbbereich bzw. Aussparungsbereich 212 zwischen den L-förmigen Bereichen 211 hat beispielsweise eine Länge von 300 μm. Es ist vorteilhaft, wenn die Fläche jedes aktiven Mesabereichs auf 0,01 mm2 (0,1 mm zum Quadrat) bis 0,2 mm2 (0,447 mm zum Quadrat) festgesetzt wird.
  • Alle oben beschriebenen ebenen Formen haben eine Rotationssymmetrie von 90 Grad. Bei einem Verbindungs- bzw. Bondingvorgang, welcher später durchgeführt wird, kann eine Positionsausrichtung des Substrats des Leuchtelements durch Drehung um einen Winkel geschehen, welcher kleiner als 90 Grad ist.
  • Reaktives Ionenätzen wird unter Verwendung des Photolackmusters PR1 als Ätzmaske durchgeführt, um die Schicht 103 vom p-Typ und die Leuchtschicht 102 sowie teilweise die Schicht 101 vom n-Typ in einer Dickenrichtung bzw.
  • Tiefenrichtung zu entfernen. Dadurch wird ein Kerbbereich geformt, welcher einen Graben 215 und einen äußeren Umfangskerbbereich 213 umfasst. Die Tiefe des Kerbbereichs 213 und des Grabens 215 wird beispielsweise auf 0,6 μm von der Oberfläche des Substrats des Leuchtelements aus gesehen festgesetzt, und wird so festgesetzt, dass sie eine Form haben, welche durch die Schicht 103 vom p-Typ und die Leuchtschicht 102 hindurchgeht, welche eine Gesamtdicke von 0,4 μm aufweisen, und teilweise in die Schicht 101 vom n-Typ eintritt.
  • Eine Vielzahl von Gräben 215 werden in zwei sich kreuzenden Richtungen gebildet, wodurch m × n in einer Matrix angeordnete aktive Mesabereiche 210 definiert werden, wie es in 1C gezeigt ist. Der äußere Umfangskerbbereich 213 definiert zusammen mit den äußersten Gräben 215 die Mesaelektroden-Ziehbereiche 211. Der Kerbbereich dient dazu, jeden aktiven Mesabereichs von dem Mesaelektroden-Ziehbereich zu isolieren, und wird daher in einigen Fällen als Isolierungsbereich bezeichnet.
  • Der Kerbbereich 212 wird außerhalb der Mitte jeder Seite des rechteckigen Leuchtbereichs ausgebildet. In dem Kerbbereich 212 wird der Mesaelektroden-Ziehbereich entfernt. Daher ist die ebene Form des Mesaelektroden-Ziehbereichs 211 L-förmig. Diese L-Form kann als eine Marke für eine Positionsausrichtung verwendet werden. Der Kerbbereich 212 bildet. zusammen mit dem Graben 215 und den Kerbbereichen 213 auf dessen beiden Seiten die gleiche Ebene. Der Kerbbereich 212 liegt gegenüber eines Verdrahtungsbereichs eines Trägersubstrats, welches später beschrieben wird, und wirkt dahingehend, Kurzschlüsse zu vermeiden.
  • Nach dem oben beschriebenen Ätzen wird das Photolackmuster PR1 entfernt. Auf diese Weise werden der Kerbbereich, welcher die äußeren Umfangskerbbereiche 213 umfasst, die Kerbbereiche 212 zwischen den Mesaelektroden-Ziehbereichen 211 und die Gräben 215, welche die aktiven Mesabereiche definieren, in einer gleichen Dicke ausgebildet. Die Mesaelektroden-Ziehbereiche 211 haben die gleiche Höhe (Niveau) wie die aktiven Mesabereiche 210. Wenn eine n-seitige Elektrode, welche an dem Bereich 101 vom n-Typ gebildet wird, welcher zum Graben 215 hin freiliegt, dazu gebracht wird, sich durchgehend zu einer Oberfläche an dem Mesaelektroden-Ziehbereich 211 auszudehnen, wird die n-seitige Elektrode auf die gleiche Höhe (Niveau) angehoben wie eine Elektrode, welche an dem aktiven Mesabereich 210 ausgebildet ist.
  • Wie in 2A gezeigt, wird ein Photolackmuster PR2 auf einer Oberfläche des Substrats gebildet, um Öffnungen an der Schicht 103 vom p-Typ zu haben, außer für Bereiche um die aktiven Mesabereiche herum. Dann werden: eine Pt- (Platin-) Schicht mit einer Dicke von 1 nm, eine Rh- (Rhodium-) Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Ti-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Pt-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Au-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Pt-Schicht mit einer Dicke von 100 nm und eine Au-Schicht mit einer Dicke von 200 nm (im folgenden als Pt/Rh/Ti/Pt/Au/Pt/Au bezeichnet) in dieser Reihenfolge durch Elektronenstrahlverdampfung bzw. -zerstäubung ausgebildet. Auf diese Weise wird eine p-seitige Elektrode 105 auf der Schicht 103 vom p-Typ in dem aktiven Mesabereich gebildet. Diese Schichten werden auch an dem Photolackmuster PR2 gebildet. Dann wird das Photolackmuster PR2 zusammen mit den darauf abgeschiedenen Metallschichten entfernt ("liftoff"), so dass die p-seitige Elektrode 105 übrig bleibt.
  • Dann wird ein Photolackmuster PR3 auf dem Substrat gebildet, um eine Öffnung zu haben, welche sich durchgängig von einem Elektroden-bildenden Bereich an der Region 101 vom n-Typ, welche zum Graben 215 hin frei liegt, zu einem Elektroden-bildenden Bereich an dem Mesaelektroden-Ziehbereich ausdehnt, wie es in 2B gezeigt ist. Dann werden: eine Al-Schicht mit einer Dicke von 3 nm, eine Rh-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Ti-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Pt-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Au-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Pt-Schicht mit einer Dicke von 100 nm und eine Au-Schicht mit einer Dicke von 200 nm (im folgenden als Al/Rh/Ti/Pt/Au/Pt/Au bezeichnet) in dieser Reihenfolge durch Elektronenstrahlzerstäubung abgeschieden. Dadurch werden eine n-seitige ohmsche Elektrode 104, die in dem Graben 215 angeordnet ist, und eine n-seitige Felderelektrode 107, welche sich von dem äußersten Graben zu dem Elektroden-bildenden Bereich an dem Mesaelektroden-Ziehbereich 211 erstreckt, gebildet.
  • Dann wird das Photolackmuster PR3 entfernt, und die auf dem Photolackmuster PR3 abgeschiedenen Metallschichten werden abgehoben. Auf diese Weise werden die p-seitigen Elektroden und die n-seitigen Elektroden oberhalb der Oberfläche des Substrats gebildet, oberhalb welcher die aktiven Mesabereiche und die Mesaelektroden-Ziehbereiche gebildet worden sind. Die Pt/Rh-Schichten der p-seitigen Elektrode werden hauptsächlich zum Bilden eines ohmschen Kontakts mit dem Halbleiterbereich vom p-Typ abgeschieden. Die Pt/Rh-Schichten, welche sich in Kontakt mit oder nahe an der Oberfläche des Halbleiters befinden, werden beispielsweise durch eine einzelne Rh-Schicht, Pt/Ag-Schichten oder Rh/Ag-Schichten ersetzt. Es ist vorteilhaft, wenn diese Schichten einen ohmschen Kontakt mit der Schicht vom p-Typ bilden und eine hohe Reflektivität bezüglich des von der Leuchtschicht 102 ausgestrahlten Lichts aufweisen. Die Ti-Schicht der p-seitigen Elektrode dient als eine Haftschicht. In diesem Falle, wenn die Metallschichten der p-seitigen Elektrode nacheinander abgeschieden werden, kann auf die Ti-Schicht verzichtet werden. Für die Pt/Au/Pt/Au-Schichten in einem oberen Teil der p-seitigen Elektrode kann die Dicke jeder Schicht in Übereinstimmung mit einer Oberflächenbeschaffenheit eines zu verwendenden Halbleiterleuchtelements ausgewählt werden, die Haftfähigkeit in Bezug auf das Trägersubstrat und dergleichen. Im Fall des Veränderns der Gesamtdicke der Elektrodenschichten wird die Dicke der Au-Zwischenschicht zum Einstellen der Dicke der Elektrodenschichten verwendet. Im Fall des Änderns der eutektischen Verbindungseigenschaften wird die Dicke der Au-Schicht verändert, welche an der Oberfläche der p-seitigen Elektrode angeordnet ist.
  • Die Al/Rh-Schichten der n-seitigen Elektrode werden hauptsächlich zum Bilden eines ohmschen Kontakts mit der Schicht 101 vom n-Typ gebildet und können beispielsweise durch Al/Pt-Schichten Al/Ir-Schichten oder Al/Pd-Schichten ersetzt werden. Die Ti-Schicht der n-seitigen Elektrode arbeitet in gleicher Weise wie die Ti-Schicht der p-seitigen Elektrode. Die Pt/Au/Pt/Au-Schichten in einem oberen Teil der n-seitigen Elektrode können in gleicher Weise an den oberen Teil der p-seitigen Elektrode angepasst werden. In dem Fall, dass die n-seitige Elektrode nach Bildung der p-seitigen Elektrode gebildet wird, kann das Niveau der n-seitigen Elektrode so angepasst werden, dass sie etwas höher oder niedriger ist als das Niveau der p-seitigen Elektrode oder so, dass sie auf gleichem Niveau mit der p-seitigen Elektrode liegt. Beispielsweise für den Fall, dass ein Wafer sich bezüglich der durch epitaxiales Wachstum gebildeten Schichten biegt und konvex wird, und daher ein Niveau eines Umfangsabschnitts des Wafers niedriger ist als das eines mittigen Abschnitts, ist es möglich, die Höhe der n-seitigen Elektrode so einzustellen, dass sie etwas höher ist als diejenige der p-seitigen Elektrode, um Oberflächen sowohl der n-seitigen Elektrode als auch der p-seitigen Elektrode auf einer flachen Ebene anzuordnen. Für den Fall, dass sich der Wafer in die andere Richtung verbiegt, kann die Höhe der n-seitigen Elektrode etwas niedriger gemacht werden als diejenige der p-seitigen Elektrode.
  • 2C zeigt eine Gestalt der Oberfläche des Substrats des Leuchtelements, oberhalb dessen die p-seitigen Elektroden 105 und die n-seitigen Elektroden 104 und 107 ausgebildet sind. Ein Querschnitt entlang der in 2 aufgeführten Linie IIB-IIB ist in 2B gezeigt. Die p-seitige Elektrode 105 wird in einem mittigen Bereich jedes aktiven Mesabereichs 210 ausgebildet. Die n-seitige ohmsche Elektrode 104 wird in der Mitte des Grabens 215 ausgebildet. Die n-seitige Felderelektrode 107 wird so ausgebildet, dass sie sich durchgehend von dem äußersten Graben zur Oberfläche des Mesaelektroden-Ziehbereichs 211 erstreckt. Ein Strom wird an die n-seitige Felderelektrode 107 angelegt, welche auf der Oberfläche des Mesaelektroden-Ziehbereichs angeordnet ist, und wird dann an entsprechende Leuchtbereiche bzw. lichtaussendende Bereiche durch die n-seitige Elektrode 104 angelegt, welche ausgebildet ist, um die aktiven Mesabereiche zu umgeben. Die p-seitigen Elektroden 105 werden direkt auf der Oberfläche der aktiven Mesabereiche gebildet bzw. versorgen Leuchtbereiche mit Strom.
  • Als Nächstes wird eine SiO2-Schicht 106 mit einer Dicke von 100 bis 300 nm oberhalb des Substrats durch Sputtern abgeschieden, wie in 3 gezeigt. Dann wird ein Photolackmuster mit Öffnungen oberhalb der p-seitigen Elektroden 105 und der n-seitigen Felderelektroden 107 gebildet, und die SiO2-Schicht 106 wird durch Nassätzen geätzt. Dadurch werden die p-seitigen Elektroden 105 und die n-seitigen Felderelektroden 107 freigelegt. Die SiO2-Schicht 106 ist eine nicht-benässbare Schutzschicht, welche verhindert, dass ein Verbindungsmaterial bei einem Elektrodenverbindungsvorgang nass wird, welcher später durchgeführt wird. Die nicht-benässbare Schutzschicht hat einen Kontaktwinkel von 90 Grad oder mehr. Alternativ können Schichten aus Al2O3, TiO2, ZrO2, HfO2 oder dergleichen als nicht-benässbare Schutzschicht anstatt der SiO2-Schicht verwendet werden.
  • Wenn eine Ti-Schicht mit einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 3 nm auf den Oberflächen der p-seitigen Elektroden 105 sowie der n-seitigen Elektroden 104 und 107 durch Verdampfung bzw. Zerstäubung aufgebracht wird, kann eine Haftung mit der nicht-benässbaren Schutzschicht verbessert werden. Die Ti-Schicht wird während des Nassätzens von SiO2 auch geätzt. Daher wird die Au-Schicht an den oberen Oberflächen der freigelegten Elektroden und Felderelektroden freigelegt. Nachdem die Bildung der Elektroden beendet ist, wird der Wafer einschließlich der auf dem Saphirsubstrat gebildeten Leuchtelemente geschliffen und poliert, bis die Dicke des Wafers ungefähr 100 μm wird. Dann werden Ritzen und Brechen durchgeführt, um die einzelnen Substrate der Leuchtelemente voneinander zu trennen. Auf diese Weise wird das Substrat des Leuchtelements gebildet.
  • Als Nächstes wird der Trägersubstratabschnitt bzw. -bereich der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Beispielsweise wird als Trägersubstrat 200 ein einkristallines Si-Substrat verwendet, wie in 4A gezeigt. Das einkristalline Si-Substrat wird gereinigt, um dessen Oberfläche zu reinigen. Dann wird eine SiO2-Schicht 201 mit einer Dicke von 300 nm auf der Oberfläche des einkristallinen Si-Substrats durch Sputtern aufgebracht. Für den Fall, dass ein Si-Substrat auf einer thermisch oxidierten Schicht als dem Trägersubstrat 200 gebildet wird, ist es nicht notwendig, die SiO2-Schicht 201 auszubilden. Für den Fall, dass ein isolierendes Substrat, wie beispielsweise ein AlN-Substrat als Trägersubstrat 200 verwendet wird, ist es nicht notwendig, eine isolierende Schutzschicht auf der Oberfläche des Trägersubstrats 200 aufzubringen.
  • Ein Photolackmuster wird auf der Oberfläche des Substrats 200 in einem Bereich gebildet, wo keine Verdrahtung gebildet ist, und danach werden eine Ti-Schicht mit einer Dicke von 10 nm und eine Au-Schicht mit einer Dicke von 1000 nm (1 μm) durch Elektronenstrahlzerstäubung abgeschieden. Dann wird das Lackmuster entfernt, und die auf dem Lackmuster abgeschiedenen Metallschichten werden abgehoben. Auf diese Weise wird eine n-seitige Verdrahtungsschicht 202 und eine p-seitige Verdrahtungsschicht 204 gebildet. Die Verdrahtungsschichten 202 und 204 können aus Ni/Au-Schichten, Al/Au-Schichten und dergleichen gebildet werden anstatt durch die Ti/Au-Schichten.
  • Die p-seitige Verdrahtungsschicht 204 wird durchgängig in einem Bereich gebildet, welcher dem Leuchtbereich an dem zentralen Teil des Chips entspricht, in welchem die aktiven Mesabereiche angeordnet sind, wie in 4B gezeigt. Die n-seitige Verdrahtungsschicht 202 wird so gebildet, dass sie eine Gestalt hat, welche die Mesaelektroden-Ziehbereiche im Umfangsabschnitt des Chips miteinander verbindet.
  • Nun zurückkommend auf 4A, wird ein Lackmuster ausgebildet, um Öffnungen in Bereichen zu haben, welche den Kontaktabschnitten der Substrate der Leuchtelemente entsprechen, und danach werden eine Ni-Schicht mit einer Dicke von 10 nm, eine Au-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine Pt-Schicht mit einer Dicke von 100 nm, eine sich aus der n-maligen Bildung einer Au-Schicht mit einer Dicke von 50 bis 200 nm und einer Sn-Schicht mit einer Dicke von 50 bis 200 nm ergebende Struktur, sowie eine Au-Schicht mit einer Dicke von 50 bis 200 nm (im folgenden als Ni/Au/Pt/(Au/Sn)n/Au bezeichnet) gebildet. Dann wird die Lackmaske zusammen mit den darauf ausgebildeten Metall schichten entfernt. Auf diese Weise werden n-seitige Verbindungselemente 203 und p-seitige Verbindungselemente 205 gebildet.
  • Das p-seitige Verbindungselement 205 hat eine Gestalt, welche der p-seitigen Elektrode 105 an dem aktiven Mesabereich des Substrats des Leuchtelements entspricht. Das n-seitige Verbindungselement 203 hat eine Gestalt, die der Felderelektrode 107 an dem Mesaelektroden-Ziehbereich 211 des Substrats des Leuchtelements entspricht.
  • Die Dicke jeder der Au-Schichten und Sn-Schichten in der (Au/Sn)n-Struktur in den Verbindungselementen 203 und 205 kann unter Berücksichtigung einer eutektischen Temperatur und eines eutektischen Verfahrens bestimmt werden. Beispielsweise wird die Dicke der Au-Schicht auf 75,6 nm festgelegt, die Dicke der Sn-Schicht wird auf 109,3 nm festgelegt und die Bildung der Au-Schicht und der Sn-Schicht wird fünf Mal wiederholt.
  • Die Stabilität in dem Fall, dass ein Eutektikum erzeugt wurde, nachdem die oben genannte Mehrschichtstruktur abgeschieden wurde, ist besser als in dem Fall, bei dem eutektische Metalle von Anfang an durch Aufdampfung abgeschieden werden. Wenn Zusammensetzungsverhältnisse von Au und Sn, nachdem sie geschmolzen sind, Au : Sn = 80 : 20 (Gew.-%) betragen (im folgenden wird dieses Material als Au/20Sn) bezeichnet, beträgt ein Mengenverhältnis 0,544 : 0,456.
  • Bei der oben genannten Struktur beträgt die Zahl der Au-Schichten und die Zahl der Sn-Schichten oberhalb des Trägersubstrats n + 1 bzw. n. Da eine Au-Schicht auf dem obersten Niveau der Elektroden des Substrats des Leuchtelements vorhanden ist, beträgt die Gesamtzahl der Au-Schichten n + 2.
  • Während das Substrat für das Leuchtelement umgekehrt auf dem Trägersubstrat plaziert wird, wie es in den 5A und 5B gezeigt ist, wird ein Flip-Chip-Bonden bzw. -Verbinden durchgeführt. In diesem Zustand liegt das p-seitige Verbindungselement 205 des Trägersubstrats der p-seitigen Elektrode 105 des Substrats des Leuchtelements gegenüber, und die n-seitige Elektrode 107 an dem Mesaelektroden-Ziehbereich des Substrats des Leuchtelements liegt dem n-seitigen Verbindungselement 207 des Trägersubstrats gegenüber.
  • Dann werden das Substrat des Leuchtelements und das Trägersubstrat mittels einer eutektischen Bondvorrichtung miteinander verbunden. Zuerst werden die Bereiche der Leuchtelemente an dem Elektrodenmuster an dem Trägersubstrat ausgerichtet. Dann wird ein für das Eutektikum geeigneter Druck auf diese Substrate ausgeübt. Als letztes werden Heizen, Temperaturhalten und Abkühlen gemäß eines geeigneten eutektischen Profils durchgeführt, wodurch das Substrat des Leuchtelements und das Trägersubstrat miteinander verbunden werden. Für den Fall, dass die eutektische Zusammensetzung Au/20Sn (Gew.-%) ist, wird das eutektische Bonden bei 280°C bis 330°C durchgeführt.
  • 5C ist eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem das Substrat des Leuchtelements auf dem Trägersubstrat plaziert wird, wie von oben gesehen. Ein entlang der Linie VA-VA durchgeführter Querschnitt ist in 5A gezeigt, und ein Querschnitt entlang der Linie VB-VB ist in 5B gezeigt. Ein Verbindungsbereich ist auf der rechten Seite des Substrats des Leuchtelements sichergestellt. In dem Verbindungsbereich wird ein n-seitiger Draht 251 mit der n-seitigen Verdrahtung 202 verbunden, und ein p-seitiger Draht 252 wird mit der p-seitigen Verdrahtung 204 verbunden.
  • Das so erhaltene Leuchtelement wird beispielsweise mit einem Rahmen, einer Verdrahtungsvorrichtung, einem Kühlkörper oder einem Stempel verbunden. Das Verbinden kann beispielsweise unter Verwendung von Ag-Paste, Lot oder einem Eutektikum durchgeführt werden. Die Rauheit der polierten Oberfläche des Trägersubstrats kann gemäß ihrer Anwendung angepasst werden. Beispielsweise ist im Fall der Verwendung von Ag-Paste die Haftung besser, wenn der Schleifgrund und die polierte Oberfläche des Trägersubstrats etwas rauh sind. Für den Fall, dass ein Lot oder ein Eutektikum verwendet werden, wird es bevorzugt, wenn der Schleifgrund und die polierte Oberfläche des Trägersub strats spiegelnde Oberflächen sind, weil Cu-, Ag-, Au- und Sn-Schichten auf dieser Oberfläche gebildet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die p-seitige Elektrode 105 auf der obersten Oberfläche jedes aktiven Mesabereichs 210 gebildet, und zwar weitgehend in deren zentralen Teil, und sie formt einen Kontakt mit dem p-seitigen Verbindungselement 205. Dadurch kann ein mit der p-seitigen Elektrode zusammenhängender Widerstand verringert werden. Darüberhinaus wird die n-seitige Elektrode auf der Oberfläche der Gräben gebildet, welche die Mesabereiche umgeben, um so die Mesabereiche zu umgeben. Daher kann ein Strom von allen Umfangsbereichen der n-seitigen Elektrode zugeführt werden, wobei mit der n-seitigen Elektrode ein geringer Widerstand verbunden ist. Zusätzlich hat die n-seitige Elektrode 104 eine hohe Redundanz, weil sie in einem Gitter angeordnet ist. Daher kann sogar dann, falls eine Trennung der n-seitigen Elektrode 104 auftritt, ein Effekt der Trennung unterdrückt werden. Da weiterhin die n-seitige Felderelektrode 104 zur obersten Oberfläche des Mesaelektroden-Ziehbereichs 211 hochgezogen wird, welcher die gleiche Höhe wie die aktiven Mesabereiche 210 hat, können das n-seitige Verbindungselement 203 und das p-seitige Verbindungselement 205 des Trägersubstrats so ausgebildet werden, dass sie die gleiche Schichtstruktur haben. Dies kann den Herstellungsprozess vereinfachen. Darüberhinaus kann auch der Gesamtwiderstand der n-seitigen Verdrahtung verringert werden.
  • Bezugnehmend auf 5A wird ein von der Leuchtschicht 102 nach oben ausgestrahltes Licht L1 durch die Schicht 101 vom n-Typ und das transparente Substrat 100 durchgelassen, und tritt nach oben hin aus. Licht L2, das von der Leuchtschicht 102 nach unten ausgestrahlt wird, wird durch die Oberfläche der p-seitigen Elektrode 105 nach oben reflektiert, wird dann durch die Schicht 101 vom n-Typ und das transparente Substrat 100 durchgelassen und tritt nach oben hin aus. Auf diese Weise kann das von der Leuchtschicht 102 ausgesandte Licht effizient nach oben gerichtet werden.
  • Einen beispielhaften Aufbau der Mehrlagenstruktur zum Bilden des Eutektikums wird nun beschrieben.
  • <Struktur>
    • Schichten des Verbindungselements (Au/Sn)n/Au
    • Oberflächenschicht der Felderelektrode: Au
    • Zahl der Wiederholungen: n
  • <Gesamtzahl>
    • Zahl der Au-Schichten: n + 2
    • Zahl der Sn-Sichten: n
  • <Dicke>
    • Gesamtdicke: Lt
    • Mengenverhältnis von Au : Dau (0,544 für den Fall von Au/20Sn)
    • Mengenverhältnis von Sn: Dsn (0,456 für den Fall von Au/20Sn)
  • Es ist zu beachten, dass aus Messungen gefunden wurde, dass durch Sputtern abgeschiedenes Zinn "graues Zinn" war. Daher wurde das Mengenverhältnis unter der Annahme berechnet, dass die Dichte 5,76 (g/cm3) betrug.
    Dicke der Au-Schicht: Lau = Lt·Dau/(n + 2)
    Dicke der Sn-Schicht: Lsn = Lt·Dsn/n
    Dicke des eutektischen Elements: Lst = Lau·(n + 1) + Lsn·n
    Dicke der Au-Schicht an der Feldoberfläche: Lpd = Lau
  • Wenn die Gesamtdicke der eutektischen Metallschichten 1200 nm beträgt und die Zahl der Wiederholungen n = 5 ist, beträgt die Zahl der Au-Schichten 7, die Dicke einer einzelnen Au-Schicht ist 93,3 nm, die Zahl der Sn-Schichten ist 5 und die Dicke einer einzelnen Sn-Schicht ist 109,3 nm. Daher beträgt die Gesamtdicke des Verbindungselements 1106,7 nm, und die minimale Dicke der Au-Schicht an der Elektrodenoberfläche des Substrats des Leuchtelements, das dem Verbindungselement gegenüberliegt, wird auf 93,3 nm oder mehr eingestellt.
  • Zusätzlich wird die minimale Dicke der Au-Schicht an der Elektrodenoberfläche des Substrats des Leuchtelements auf 200 nm festgelegt, um die Haftung zu verbessern. In diesem Fall sind die entsprechenden Dicken folgendermaßen.
    Gesamtdicke: Lt = 1200 nm
    Dicke der Au-Schicht an der Feldoberfläche: Lpd = 200 nm
    Zahl der Wiederholungen: n = 5
    Dicke der Au-Schicht im eutektischen Element: Laust = (Lt·Dau – 200)/(n + 1) ≈ 75,6 nm.
    Dicke der Sn-Schicht im eutektischen Element: Lsnst = Lt·Dsn/n 109,3 nm
    Dicke des eutektischen Elements: Lst = Laust·(n + 1) + Lsnst·n 453,6 nm + 546,5 nm ≈ 1000 nm
  • Auf diese Weise wird die Haftung durch Einstellen des Sn-Verhältnisses in dem Verbindungselement auf einen Wert verbessert, der offensichtlich größer ist als das eutektische Verhältnis, weil die Au-Schicht an der Oberfläche der Elektrodenschicht des Leuchtelements, das dem Verbindungselement gegenüber liegt, geschmolzen wird, wenn das Verbindungselement geschmolzen wird.
  • Die oben aufgeführte Ausführungsform hat die folgenden Merkmale:
    • (1) Lichtaussendende Oberflächen bzw. Leuchtoberflächen sind in einem Feld im zentralen Bereich des Chips mit hoher Dichte angeordnet, und die n-seitigen Elektrodenfelder sind in dem äußeren Umgebungsbereich angeordnet. Dadurch kann eine hohe Strahldichte erreicht werden, und eine punktgleiche Lichtaussendung kann durchgeführt werden, wenn das Vorhandensein beachtet wird.
    • (2) Die Funktion der n-seitigen ohmschen Elektrode wird von der Funktion des n-seitigen Elektrodenfelds getrennt. Daher ist es möglich, die Leitungsbreite der n-seitigen ohmschen Elektrode in der Leuchtoberfläche so schmal wie möglich zu machen. Darüberhinaus kann die Abstrahlungsverteilung in der Leuchtoberfläche gleichförmig gemacht werden.
    • (3) Sogar falls die Leuchtfläche als Ganzes vergrößert wird, kann ein Strom gleichförmig an alle Leuchtelemente angelegt werden, welche untertrennt sind. Darüberhinaus können Beschädigungen der Verdrahtungen, wie beispielsweise Trennungen, durch Verwenden einer gittergleichen Elektrodenstruktur unterdrückt werden.
    • (4) Es ist möglich, eine Vielzahl von n-seitigen Elektrodenfeldern an dem äußeren Umfangsbereich des Leuchtelements anzuordnen. Daher kann ein unvollständiges Verbinden mit dem Trägersubstrat unterdrückt werden.
    • (5) Das Substrat des Leuchtelements und das Trägersubstrat können aufgrund der nicht-benässbaren Schutzschicht aneinander an allen Leuchtoberflächen anhaften. Darüberhinaus kann eine hohe Wärmeleiteigenschaft, eine hohe Injektion und eine hohe Ausgabeleistung erreicht werden.
    • (6) Die gittergleiche ohmsche Elektrodenverdrahtung vom n-Typ und eine Vielzahl von n-seitigen Elektrodenfeldern, welche in dem äußeren Umfangs- bzw. Randbereich vorgesehen sind, können die Redundanz gegen Trennungen und einen Zuführfehler verbessern.
    • (7) Die ohmschen Elektroden vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfelder), welche in den n × m aktiven Mesabereichen angeordnet sind, können die Haftung mit den Verbindungselementen des Trägersubstrats stark verbessern.
    • (8) Die nicht-benässbare Schutzschicht wird ausgebildet, um andere Bereiche als die ohmschen Elektroden vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfelder) und die n-seitigen Elektrodenfeldern abzudecken. Daher kann das Verbindungsele ment eine Selbstbedeckungsfunktion, eine Flächenfreihaltefunktion und eine Selbsthochziehfunktion haben.
  • Auf diese Weise kann ein Halbleiterleuchtelement mit ultrahoher Leuchtdichte und ultrahoher Ausgabeleistung erreicht werden. Zusätzlich können eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer erreicht werden. Darüberhinaus ist es auch möglich, ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, welches eine stabile Herstellung des Leuchtelements ermöglicht.
  • In der oben angeführte Ausführungsform ist beschrieben, dass der Mesaelektroden-Ziehbereich als eine Marke zur Positionsausrichtung verwendet werden kann. Jedoch kann die Ausrichtungsmarke willentlicher ausgebildet sein.
  • Die 6A und 6B zeigen beispielhafte Modifikationen, bei welchen die Ausrichtungsmarke gebildet wird. 6A ist eine Draufsicht auf das Substrat des Leuchtelements, das 2C entspricht, und 6B ist eine Draufsicht auf das 4B entsprechende Trägersubstrat. Ein Mesaelektroden-Ziehbereich 301 ist nicht L-förmig, sondern hat eine Form, bei welcher eine Ecke entfernt ist. Ein Schnittmuster 302, bei welchem keine n-seitige Elektrode gebildet wird, wird auf der Oberfläche des Kerbbereichs an jeder Ecke gebildet. Dieses Schnittmuster 302 dient als ein Muster zur Positionsausrichtung. Das in 6B gezeigte Trägersubstrat umfasst ein Verbindungselement 303 mit einer Gestalt, welche dem Mesaelektroden-Ziehbereich 301 entspricht. Alternativ kann das Trägersubstrat mit der in 4B gezeigten Struktur verwendet werden.
  • Die Ausrichtungsmarke kann auf dem Substrat des Leuchtelements mittels Durchführung eines Trockenätzens unter Verwendung einer Photolackmaske gebildet werden, welche Öffnungen in Bereichen an Ecken hat, wo die Ausrichtungsmarken entsprechend ausgebildet werden sollen, und mittels folgender Durchführung einer Abscheidung der n-seitigen Elektrode durch Zerstäubung und mittels eines Ablösevorgangs unter Verwendung der Lackmaske, bei welchem jedem Bereich eine Kreuzform für die Ausrichtungsmarke hinzugefügt wird.
  • Die Ausrichtungsmarke 302 an jeder der vier Ecken kann eine Gestalt haben, welche unterschiedliche Richtungen auf der X-Y-Ebene sowie eine Kreuzung hat, wie beispielsweise eine Kreuzform oder eine L-Form. Darüberhinaus kann die Gestalt der Ausrichtungsmarke 302 ein Polygon oder ein Zirkel sein mit einem Durchmesser von ungefähr 100 μm bis ungefähr 500 μm. Die Ausrichtungsmarke ermöglicht eine genaue Messung der Position des Substrats des Leuchtelements mittels einer Kamera eines eutektischen Verbinders in einem eutektischen Verfahren, das für das Substrat des Leuchtelements und das Trägersubstrat durchgeführt wird, und ermöglicht auch das Verbinden dieser Substrate miteinander mit hoher Positionsgenauigkeit. Insbesondere für den Fall eines Substrats des Leuchtelements, in welchem eine transparente Halbleiterschicht auf einem transparenten Substrat aufgebracht wird, ist es möglich, die Lage des Substrats des Leuchtelements von der Substratseite, welche der Elektrodenschichtseite gegenüberliegt, aus zu messen und zu bestimmen.
  • In einer ersten Ausführungsform sind die aktiven Mesabereiche in einer Matrix in dem rechtwinkligen Leuchtbereich angeordnet, und die Mesaelektroden-Ziehbereiche sind außerhalb der Ecken des Leuchtbereichs angeordnet. Die Anordnung der Mesabereiche ist nicht darauf beschränkt.
  • Die 7A und 7B zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein eben gestalteter aktiver Mesabereich 401 und derjenige eines Mesaelektroden-Ziehbereichs 402 weisen die gleiche rechtwinklige Form auf und sind in einer Matrix in einem rechteckigen Bereich angeordnet, wie in 7A gezeigt. Reaktives Ionenätzen wird, wie in der ersten Ausführungsform, für einen Bereich durchgeführt, der nicht diesen Mesabereichen entspricht, wodurch ein Kerbbereich gebildet wird, in welchem eine Nitridhalbleiterschicht vom n-Typ freigelegt wird. Eine n-seitige Elektrode 403 wird gebildet, um von der Nitridhalbleiterschicht vom n-Typ in den Kerbbereich zu einer Oberfläche des Mesaelektroden-Ziehbereichs 402 an den vier Ecken zu reichen. P-seitige Elektroden 405 werden an einer Nitridhalbleiterschicht vom p-Typ in den aktiven Mesabereichen 401 gebildet. Eine Ausrichtungsmarke in Kreuzform wird auf der n- seitigen Elektrode 403 an dem Mesaelektroden-Ziehbereich 402 an jeder Ecke gebildet.
  • 7B zeigt eine ebene Gestalt eines bzw. ein ebenes Trägersubstrat. Eine n-seitige Verdrahtungsschicht 406 mit einer Gestalt, welche die Mesaelektroden-Ziehbereiche an den vier Ecken verbindet, und eine p-seitige Verdrahtungsschicht 407 mit einer Gestalt, welche die aktiven Mesabereiche verbindet, werden oberhalb eines Siliziumsubstrats gebildet, auf welchem eine isolierende Oberfläche gebildet wird. Verbindungselemente 408 werden ausgebildet, um mit den Felderelektroden an den Mesaelektroden-Ziehbereichen 402 verbunden zu werden. Verbindungselemente 409 werden gebildet, um mit den p-seitigen Elektroden an den aktiven Mesabereichen 401 verbunden zu werden. Eine Schutzschicht wird gebildet, um Flächenabschnitte der p-seitigen Elektroden 405 und der n-seitigen Elektroden freizulegen.
  • Außer für das oben Gesagte entspricht die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform. Das Herstellungsverfahren kann in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt werden. In der zweiten Ausführungsform werden die Mesas an vier Ecken des rechtwinkligen Bereichs als die Elektrodenziehbereiche verwendet, und die n-seitigen Elektrodenflächen werden an den Mesas ausgebildet. Jedoch sind die Lagen der n-seitigen Elektrodenflächen nicht auf die vier Ecken beschränkt. Darüberhinaus kann das Trägersubstrat eine Größe aufweisen, welche einem Substrat eines Leuchtelements entspricht, oder es kann eine Größe aufweisen, welche es einer Vielzahl von Substraten von Leuchtelementen erlaubt, mit diesem Trägersubstrat verbunden zu werden. Das Trägersubstrat selbst kann als ein Stempel, ein hornartiger Stempel, eine Verdrahtungsvorrichtung oder dergleichen dienen.
  • Die Anordnung der Mesabereiche ist nicht auf eine Matrixanordnung beschränkt. Für den Fall, dass die Zahl der aktiven Mesabereiche klein ist, kann die flächige Form jedes aktiven Mesabereichs geändert werden. Darüberhinaus ist das Substrat, oberhalb dessen die nicht-benässbare Schutzschicht aufgebracht wird, nicht auf das Substrat des Leuchtelements beschränkt.
  • Die 8A bis 8E zeigen eine dritte Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform werden nicht-benässbare Schutzschichten sowohl auf einem Substrat eines Leuchtelements als auch auf einem Trägersubstrat vorgesehen. Die Zahl der aktiven Mesabereiche beträgt 2. Eine Form des aktiven Mesabereichs und eine Form eines Mesaelektroden-Ziehbereichs sind so eingestellt, dass sie rechtwinklig sind.
  • Die 8A und 8B sind Querschnittsansichten bzw. eine Draufsicht auf das Substrat des Leuchtelements. Wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen werden eine Schicht 501 vom n-Typ, eine Leuchtschicht 502 und eine Schicht 503 vom p-Typ von einem GaN-Nitridhalbleiter auf einem transparenten einkristallinen Substrat 500 abgeschieden. Diese Schichten werden durch reaktives Ionenätzen in einem Bereich geätzt, welcher nicht den Mesabereichen entspricht, um so die aktiven Mesabereiche 510 und die Mesaelektroden-Ziehbereiche 511 übrigzulassen.
  • Eine n-seitige ohmsche Elektrode 504 wird auf der Schicht 501 vom n-Typ gebildet, welche in einem Kerbbereich freigelegt ist. Eine n-seitige Felderelektrode 507 wird ebenfalls gebildet, um sich durchgängig von der n-seitigen ohmschen Elektrode 504 zu einer Oberfläche des Mesaelektroden-Ziehbereichs 511 zu erstrecken. Eine p-seitige ohmsche Elektrode 505 wird auf der Schicht 503 vom p-Typ in jedem aktiven Mesabereich 510 gebildet. Dann werden eine SiO2-Schicht zum Bedecken der n-seitigen ohmschen Elektrode 504 und ein Abstand zwischen der p-seitigen ohmschen Elektrode 505 und der n-seitigen Felderelektrode 507 gebildet, und zwar durch Abheben unter Verwendung der Photolackmaske und einer Elektronenstrahlzerstäubung.
  • Die 8C und 8D sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht des Trägersubstrats. Eine n-seitige Verdrahtungsschicht 552 und eine p-seitige Verdrahtungsschicht 554 werden oberhalb eines Siliziumsubstrats 550 gebildet, auf welchem eine Isolationsschicht 551 gebildet wird. Dann werden ein n-seitiges Verbindungselement 553 und ein p-seitiges Verbindungselement 555 in Über einstimmung mit Elektrodenformen in den Mesabereichen gebildet. Eine SiO2-Schicht 570 wird durch Abheben unter Verwendung von Photolackmaske und Elektronenstrahlzerstäubung gebildet, um die n-seitige Verdrahtungsschicht 552, die p-seitige Verdrahtungsschicht 554 und eine Oberfläche zwischen dem n-seitigen Verbindungselement 553 und dem p-seitigen Verbindungselement 555 abzudecken. Auf diese Art wird die nicht-benässbare Schutzschicht auf dem Trägersubstrat gebildet, und zwar zusätzlich zu dem Substrat des Leuchtelements.
  • Das Substrat des Leuchtelements wird mit dem Trägersubstrat durch Flip-Chip-Bonden verbunden, wie in 8E gezeigt. Die Elektroden 505 und 507 des Substrats des Leuchtelements werden an den Verbindungselementen von 555 bzw. 553 des Trägersubstrats ausgerichtet. Dann wird auf diese Substrate ein Druck ausgeübt, und sie werden aufgeheizt, wodurch sie ein Eutektikum bilden. Außer für das oben Gesagte, entspricht die vorliegende Ausführungsform den oben beschriebenen Ausführungsformen.
  • Für den Fall, dass die nicht-benässbare Schutzschicht sowohl auf dem Substrat des Leuchtelements als auch auf dem Trägersubstrat gebildet wird, kann eine Schmelzfläche des Verbindungselements in dem Verbindungsablauf perfekt begrenzt werden. Daher ist es möglich, eine gute Haftung sogar dann zu erlangen, falls ein Zwischenraum zwischen den Elektroden nur einige μm breit ist.
  • In den ersten und zweiten Ausführungsformen werden die ohmschen Elektroden vom p-Typ in den n × m rechtwinkligen aktiven Mesabereichen gebildet, welche durch eine gittergleiche Einkerbung (Trennspur) definiert wird. Die Dicke der Verbindungselementschicht, die als eine Wärmewiderstandsschicht dient, wird sehr dünn gemacht, d.h. um 0,3 bis 3 μm, um die Wärmeleiteigenschaft hervorzuheben. Funktionelle Vorteile dieser Struktur während eines Verbindens der ohmschen Elektrode vom p-Typ, welche in n × m Teile aufgeteilt ist (die also als die p-seitige Elektrodenfläche dienen), mit dem p-seitigen Verbindungselement des Trägersubstrats werden nun beschrieben.
  • Es wird angenommen, dass eine Treiberspannung 3,3V beträgt und eine externe Quantenausbeute 15 % beträgt, wenn ein Strom von 350 mA in ein Leuchtelement von einer Größe von 1 mm2 fließt. Falls eine Energie, außer einer zur Lichtabstrahlung verwendeten Energie, einfach zur Wärmeerzeugung verwendet wird, beträgt die Dichte der Wärmeströmungsrate um 98 k (W/m2). Dies bedeutet, dass ein Hochstromelement eine große Wärmemenge erzeugt. Es ist wichtig, die durch den Leuchtelement-Abschnitt erzeugte Wärme ausreichend abzuführen, damit die Elementleistung effektiv ist.
  • Bei dem Halbleiter-Leuchtelement vom Flip-Chip-Typ wird die in dem Leuchtelementabschnitt erzeugte Wärme zu der ohmschen Elektrode vom p-Typ, dem p-seitigen Verbindungselement, der p-seitigen Ziehelektrode, dem Trägersubstrat und einem Elementbefestigungsbereich (einschließlich eines Rahmens, eines Stempels, einer Verdrahtungsanordnung, einem Kühlkörper und dergleichen), in dieser Reihenfolge, übertragen dann abgeführt. In dieser Beschreibung wird angenommen, dass die Haftung und die Wärmeleiteigenschaft ausreichend sind, wenn das Trägersubstrat an dem Elementbefestigungsabschnitt befestigt ist. Die Beschreibung konzentriert sich auf einen Verbindungszustand des Leuchtelements innerhalb des Substrats des Halbleiter-Leuchtelements bezüglich des Trägersubstrats.
  • Die 9A bis 9D, 10A und 10B zeigen einen Verbindungsablauf. Nachdem die Positionen des Trägersubstrats und des Substrats des Leuchtelements mittels einer eutektischen Verbindungsvorrichtung aufeinander ausgerichtet wurden, wird ein Druck auf diese Substrate ausgeübt. Wenn diese Substrate erhitzt werden, beginnt das Schmelzen und Formen eines Eutektikums an einem in 9 gezeigten Kontaktpunkt. Die Haftung und das Bilden des Eutektikums schreiten wie in den 9B, 9C und 9D in dieser Reihenfolge gezeigt fort. Während die Haftung Fortschritt macht, fließt das geschmolzene Verbindungselement in einen Haftbereich. Daher wird ein nicht-haftender Bereich außerhalb des Haftbereichs geformt, in welchem das Verbindungselement nicht ausreicht. Daher haftet unter einer Last, welche kleiner als eine geeignete Last ist, nur ein Teil der ohmschen Elektrode vom p-Typ an dem Trägersubstrat, wie in 10A gezeigt. Wenn jedoch die geeignete Last angelegt wird, wird der nicht-haftende Bereich beseitigt, wie in 10B gezeigt, und die ohmsche Elektrode vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfläche) haftet vollständig an dem Trägersubstrat durch das Verbindungselement, wie in 10B gezeigt.
  • Bezugnehmend auf die 11A und 11D werden eine ausgelegte Haftfläche und eine tatsächliche Haftfläche beschrieben. Die Oberfläche des Wafers des Halbleiter-Leuchtelements (d.h., die Oberfläche der Nitridhalbleiterschicht vom p-Typ) hat eine Unebenheit von ungefähr 10 bis ungefähr 30 nm. In einigen Fällen hat diese Unebenheit eine Tiefe von ungefähr 70 bis ungefähr 100 nm. Diese Unebenheit zeigt sich in der Elektrodenoberfläche, nachdem die ohmsche Elektrodenschicht vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfläche) gebildet worden ist. Diese Unebenheit hat eine Schwingungslänge von mehreren μm bis hin zu mehreren 100 μm, wenn sie mit einer freien Oberfläche verglichen wird.
  • Bei dem tatsächlichen Verbindungsvorgang wird das eutektische Element an einer Seite konzentriert, wo ein Schmelzen und Anhaften aufgrund der oben beschriebenen Unebenheit beginnt, und der nicht-haftende Bereich kann sogar dann nicht beseitigt werden, falls eine Last angelegt wird.
  • Dieses Phänomen trat nicht auf, wenn die Fläche der ohmschen Elektrode vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfläche) kleiner als ungefähr 0,1 mm2 (300 μm zum Quadrat) war, wie in 11C gezeigt, aber begann aufzutreten, wenn die Fläche der ohmschen Elektrode vom p-Typ ungefähr 0,2 mm2 betrug, wie in 11B gezeigt. Wenn die Fläche der ohmschen Elektrode vom p-Typ ungefähr 0,4 mm2 betrug, wie in 11A gezeigt, wurde dieses Phänomen an einer bedeutenden Zahl von Orten festgestellt.
  • Jedoch wird eine konvex gewordene ohmsche Elektrode vom p-Typ beschädigt, wenn eine Last angelegt wird, welche größer als eine benötigte Last ist. In diesem Fall können die ohmschen Eigenschaften beschädigt werden, oder die Leistung des sich ergebenden Leuchtelements kann aufgrund der Verringerung der Reflektivität abnehmen. Daher kann das Problem des nicht-haftenden Bereichs nicht durch Anpassung der Last gelöst werden.
  • Die Weite bzw. Breite des Grabens kann nicht von einer bestimmten Breite aus verringert werden. Wenn daher die Größe der ohmschen Elektrode vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfläche) in großem Maße verringert wird, wird die Fläche des rechtwinkligen aktiven Mesabereichs in Bezug auf die Elementgröße (d.h., die Leuchtfläche) ebenfalls verringert. Dies ist aus Sicht der Ausgabeleistung des Elements nachteilig. Daher ist eine Fläche von ungefähr 0,01 mm2 oder mehr praktikabel. Zusätzlich ist die Form der ohmschen Elektrode vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfläche) wünschenswerterweise kreisförmig, weil der Haftbereich sich kreisförmig ausdehnt. Jedoch ist im Fall der kreisförmigen ohmschen Elektrode vom p-Typ (p-seitige Elektrodenfläche) ein Verlust der Leuchtfläche groß. Daher ist eine quadratische Form geeignet.
  • Bei den in den 11A und 11B gezeigten Elementen wird die ausgelegte Haftfläche nicht erreicht, obwohl eine elektrische Verbindung erreicht wird. Da die Haftfläche klein ist, kann eine Wärmeableitung auf der Trägersubstratseite nicht ausreichend erreicht werden. Daher tritt eine thermische Alterung früh auf. Da jedoch diese fehlerhaften Elemente nicht durch eine Offensichtlichkeitsprüfung (Leuchtabstrahlungseigenschaften) bemerkt werden können, ist es notwendig, eine Messung des Wärmewiderstands sowie einen Alterungstest für alle Elemente durchzuführen, um sie aufzuspüren. Daher sind diese fehlerhaften Elemente aus Sicht einer Massenproduktion, von Kosten und Zuverlässigkeit nachteilig. Im Gegensatz dazu ist das in 11C gezeigte Element bezüglich Massenproduktivität, sowie von Kosten und Zuverlässigkeit hervorragend.
  • In einem in 11A gezeigten großflächigen Halbleiter-Leuchtelement wird ein Verbinden unter Verwendung der Bumps auf der Flächenseite, wie in 11D gezeigt, durchgeführt, um die Verbindungsprobleme zu lösen. In diesem Falle haben die Bumps eine Dicke von mindestens 30 bis 50 μm. Dadurch wird ein Wärmewiderstand in den Bumps größer, und die Wärmeableitungseigenschaft wird herabgesetzt.
  • Wenn die Größe der ohmschen Elektrode vom p-Typ (p-seitiges Elektrodenfeld) 0,2 mm2 oder weniger beträgt, kann der nicht-haftende Bereich effektiv beseitigt werden, und die Haftmerkmale werden binär, d.h., man hat einen vollständig haftenden Zustand und einen Zustand, bei dem das Haften noch nicht durchgeführt worden ist. Das bedeutet, dass ein Zwischenzustand, bei dem die Haftung teilweise erreicht wurde, wie es in den 11A und 11B gezeigt ist, beseitigt wird. Daher kann ein Wert eines Nennstroms des Leuchtelements dadurch bestimmt werden, dass nur die Zahl der Abschnitte überprüft wird, welche bei einer Offensichtlichkeitsprüfung Licht aussenden. Wenn die Größe der ohmschen Elektrode vom p-Typ (p-seitiges Elektrodenfeld) 0,1 mm2 oder weniger beträgt, wird die oben beschriebene Tendenz bemerkenswert.
  • Ein Leuchtelement, welches, wie in 12A gezeigt, neun Abschnitte umfasst und einen Nennstrom von 360 mA aufweist, wird als ein Beispiel angeführt. Wenn, wie in 12A gezeigt, nur sieben Abschnitte Licht bei der Prüfung ausstrahlen, kann der Nennstrom des Elements auf 280 mA bestimmt werden. Wenn acht Abschnitte Licht ausstrahlen, wie es in 12C gezeigt ist, kann der Nennstrom auf 320 mA bestimmt werden.
  • Wie oben beschrieben, ist es möglich, den Nennstrom einfach in Übereinstimmung mit der Zahl der Licht aussendenden Abschnitte zu bestimmen, und zwar durch Einstellen der Größe jeder der n × m p-ohmschen Elektroden (p-seitiges Elektrodenfeld) auf 0,2 mm2 oder weniger. Daher können die Leuchtelemente der 11A und 11B, welche als fehlerhafte Elemente identifiziert worden sind, als gute Produkte für eine unterschiedliche Rangstufe festgesetzt werden.
  • Die erste Ausführungsform nutzt eine Struktur, in welcher die ohmschen Elektroden vom p-Typ entsprechend in den n × m aktiven Mesabereichen gebildet werden, welche durch einen gittergleichen Rillenabschnitt und eine Struktur definiert werden, als auch eine Struktur, in welcher die nicht-benässbare Schutzschicht in einem Bereich gebildet wird, welcher weder den in dem äußeren Umgebungsbereich gebildeten n-seitigen Elektrodenfeldern noch den ohmschen Elektroden vom p-Typ (p-seitiges Elektrodenfeld) entspricht. Darüberhinaus verwendet die erste Ausführungsform eine Struktur, in welcher die Wärmeleiteigenschaft betont wird, und die Dicke der Verbindungselementschicht des Trägersubstrats, welche als eine Wärmewiderstandsschicht dient, sehr dünn ist, d.h., ungefähr 0,3 bis ungefähr 3 μm . Funktionelle Vorteile dieser Strukturen während eines Verbindens werden nun beschrieben.
  • Die 13A und 13B zeigen die Benässbarkeit bei einer Temperatur (von ungefähr 300°C), bei welcher das Verbindungselement (Au/20Sn) geschmolzen wird. Das Verbindungselement hat einen kleinen Kontaktwinkel θ in Bezug auf Au und hat eine gute Benässbarkeit, wie in 13A gezeigt. Jedoch ist der Kontaktwinkel θ des Verbindungselements in Bezug auf Glas groß, und die Benässbarkeit ist nicht gut, wie in 13B gezeigt. Dieser Zustand wird normalerweise als ein Zustand bezeichnet, bei dem das Verbindungselement sich aufkugelt. Die oben genannte Beziehung wird durch den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung (Grenzflächenspannung) beschrieben, welche in 13C gezeigt ist. Die Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel und der Oberflächenspannung wird durch Ausdruck (1) beschrieben.
  • In anderen Worten, wenn das Verbindungselement einfach in Bezug auf die Kontaktoberfläche nass bzw. benetzt werden kann, kann das schmelzende Verbindungselement sich einfach auf der Kontaktoberfläche ausbreiten. Wenn das Verbindungselement kaum benetzt wird, wird das geschmolzene Verbindungselement sich nicht ausbreiten.
  • Bezugnehmend auf die 14A und 14B wird das tatsächliche Verbindungs- bzw. Bonding-Verfahren beschrieben. Das Elektrodenfeld (Au) des Leuchtelementbereichs wird gegen das Verbindungselement (Au/20Sn) gedrückt, welches auf der Ziehelektrodenschicht (Au) des Trägersubstratbereichs vorgesehen ist, wie in 14A gezeigt. Das Elektrodenfeld ist etwas größer als das Verbindungselement. Dann werden sie auf ungefähr 300°C aufgeheizt, bei welcher Temperatur ein eutektisches Element geschmolzen wird, so dass das Schmelzen des Verbindungselements beginnt. Das geschmolzene Verbin dungselement, das aus Au/20Sn (Gew.-%) gebildet wird, breitet sich auf der Oberfläche der Ziehelektrode aus (d.h., benetzt wird), welche aus Au gebildet wird. Gleichzeitig wird durch Mischen von Au/20Sn und Au an einer Grenzfläche zwischen ihnen eine Au-reiche Schicht mit hoher Viskosität gebildet und unterdrückt die Ausbreitung des Verbindungselements. Das Verbindungselement, das sich in Kontakt mit dem aus Au auf dem Substrat des Leuchtelements gebildeten Elektrodenfelds befindet, breitet sich auf dem Elektrodenfeld aus (wird benetzt), aber hält an einer Grenzoberfläche zwischen dem Verbindungselement und der Schutzschicht mit niedriger Benässbarkeit an (Selbstabdeckung).
  • Wie in 14B gezeigt, sind der Substratbereich des Leuchtelements und das Verbindungselement miteinander verbunden. Die Gestalt des verbundenen Verbindungselements wird durch Grenzflächenspannungen an Grenzflächen zwischen der Ziehelektrode und dem Verbindungselement, zwischen dem Atmosphärengas und dem Verbindungselement und zwischen dem Elektrodenfeld und dem Verbindungselement bestimmt sowie durch eine Balance von Kohäsion und Viskosität des Verbindungselements oder dergleichen.
  • Wenn eine relativ hohe Last angelegt wird, so dass eine Kraft, welche bewirkt, dass das Verbindungselement sich, wie in 14C gezeigt, an der Grenzfläche zwischen dem Elektrodenfeld und dem Verbindungselement ausbreitet konvergiert das Verbindungselement innerhalb des Elektrodenfelds aufgrund der nicht-benässbaren Schutzschicht (Flächeneinhalten), obwohl der Kontaktwinkel des Verbindungselements groß wird.
  • Darüberhinaus kann das Verbindungselement innerhalb des Elektrodenfelds aufgrund der Grenzflächenspannung konvergieren, wenn es geschmolzen wird, und zwar sogar für den Fall, dass das Trägersubstrat und das Substrat des Leuchtelements etwas fehlausgerichtet sind und das Verbindungselement aus dem Elektrodenfeld heraussteht, welches an der Schutzschicht angeordnet ist.
  • Falls sich im besonderen eine Weite bzw. Breite eines herausstehenden Teils des Verbindungselements von der Kante des Elektrodenfelds in einem Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 15 μm befand, wurde das Verbindungselement durch die nicht-benässbare Schutzsicht abgewiesen und wurde innerhalb des Elektrodenfelds konvergiert, wenn es geschmolzen und verbunden wurde. Jedoch wird die Breite des herausstehenden Teils des Verbindungselements von der Kante des Elektrodenfelds, welche es ermöglicht, dass das Verbindungselement innerhalb des Elektrodenfelds konvergiert, wenn das Verbindungselement geschmolzen und verbunden wird, in Übereinstimmung mit den Materialien und Oberflächenbeschaffenheiten des Elektrodenfelds, der nicht-benässbaren Schutzschicht und des Verbindungselements verändert, weil diese Faktoren die Grenzflächenspannung beeinflussen. Um das Verbindungselement innerhalb des Elektrodenfeldes zu konvergieren, ist es notwendig, die nicht-benässbare Schutzschicht dergestalt vorzusehen, dass eine hervorstehende Breite des nicht-benässbaren Bereichs von dem Ende des Elektrodenfelds aus ungefähr 2 oder 3 mal einer erwarteten Herausstehbreite des Verbindungselements entspricht.
  • Der oben genannte Betrieb arbeitet besser, wenn das Elektrodenfeld eine Fläche von ungefähr 0,1 bis 0,2 mm2 oder weniger aufweist, und die Dicke des Verbindungselements sich in einem Bereich von 0,3 bis 3 μm befand. Wie oben beschrieben, kann das Verbindungselement mit der gesamten Oberfläche des Elektrodenfelds durch Anordnen der nicht-benässbaren Schutzschicht so verbunden werden, dass diese das Elektrodenfeld umgibt. Dadurch kann eine stabile elektrische Verbindung und eine Wärmeabfuhr zu dem Trägersubstrat, das dem Aufbau folgt, erreicht werden.
  • Während beschrieben wurde, was zur Zeit als die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angesehen werden, wird verstanden, dass verschiedene Änderungen daran durchgeführt werden können, und es ist vorgesehen, dass die angehängten Patentansprüche alle solche Modifikationen abdecken, welche in den Bereich der Erfindung fallen.
  • Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf eine Halbleiter-Leuchtdiode angewandt werden, einschließlich einer Leuchtdiodenvorrichtung zum Aussenden weißen Lichts.

Claims (31)

  1. Halbleiter-Leuchtvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: ein transparentes Substrat (100); eine Nitridhalbleiterschicht (101) von einem ersten Leitungstyp, die oberhalb des transparenten Substrats (100) gebildet wird; eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht (102), die oberhalb der Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp gebildet wird; eine Nitridhalbleiterschicht (103) von einem zweiten Leitungstyp, die oberhalb der Nitridhalbleiter-Leuchtschicht (102) gebildet wird, wobei der zweite Leitungstyp dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist; einen Kerbbereich (212, 213, 215) mit einer Tiefe dergestalt, dass der Kerbbereich (212, 213, 215) die Nitridhalbleiterschicht (103) vom zweiten Leitungstyp und die Nitridhalbleiter-Leuchtschicht (102) schneidet und die Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp freilegt, wobei der Kerbbereich (212, 213, 215) eine Vielzahl von aktiven Mesabereichen (210) und einen Mesaelektroden-Ziehbereich (211) aufweist; eine Elektrode (104, 107) für den ersten Leitungstyp einschließlich eines ohmschen Elektrodenteils (104) für den ersten Leitungstyp und eines Felderelektrodenteils (107) für den ersten Leitungstyp, wobei der ohmsche Elektrodenteil (104) für den ersten Leitungstyp auf der Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp gebildet wird, die im dem Kerbbereich (215) freiliegt, der die Vielzahl von aktiven Mesabereichen (210) umgibt, und wobei der Felderelektrodenbereich (107) für den ersten Leitungstyp sich durchgehend vom Widerstandselektrodenteil (104) für den ersten Leitungstyp zu einem Bereich an dem Mesaelektroden-Ziehbereich (211) erstreckt; eine ohmsche Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp, die auf der Nitridhalbleiterschicht (103) vom zweiten Leitungstyp in jeder der Vielzahl von aktiven Mesabereichen (210) gebildet wird; und ein Trägersubstrat (200), das gegenüber dem transparenten Substrat (100) angeordnet ist, wobei das Trägersubstrat (200) ein leitendes Verbindungselement (203) für den ersten Leitungstyp umfasst, das dem Felderelektrodenteil (107) für den ersten Leitungstyp gegenüberliegt und mit diesem verbunden ist, sowie ein leitendes Verbindungselement (205) für den zweiten Leitungstyp, das jeder ohmschen Elektrode (104) für den zweiten Leitungstyp gegenüberliegt und mit dieser verbunden ist.
  2. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der aktiven Mesabereiche (210) in einer Matrix in einem Leuchtbereich angeordnet ist; und dass der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) in einer Vielzahl von Bereichen ausserhalb des Leuchtbereichs angeordnet ist.
  3. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der aktiven Mesabereiche (210) eine rechtwinklige Form aufweist.
  4. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbbereich (215) eine Vielzahl von Gräben (215) umfasst, die in zwei Gruppen aufgeteilt sind, die in zwei sich jeweils kreuzenden Richtungen ausgebildet sind.
  5. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtbereich eine rechtwinklige Form aufweist und dass der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) ausserhalb des rechtwinkligen Leuchtbereichs und innerhalb eines Bereichs angeordnet ist, der kein Bereich ist, welcher zentralen Teilen von Seiten des rechtwinkligen Leuchtbereichs entspricht.
  6. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) ein L-förmiger Bereich (211) ist, der an der Aussenseite jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet ist.
  7. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) eine rechtwinklige ebene Gestalt (301) aufweist und ausserhalb eines Bereichs angeordnet ist, der keinem Be reich entspricht, welcher zentralen Teilen von Seiten des rechtwinkligen Leuchtbereichs entspricht, und von Bereichen in der Nähe jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs.
  8. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass: das Trägersubstrat (200) eine erste Verdrahtung (202) umfasst, die der Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp entspricht, sowie eine zweite Verdrahtung (204), die der Nitridhalbleiterschicht (103) vom zweiten Leitungstyp entspricht, wobei die zweite Verdrahtung (204) zum Verbinden der Vielzahl von aktiven Mesabereichen (210) der Nitridhalbleiterschicht (103) vom zweiten Leitungstyp miteinander vorhanden ist, und wobei die zweite Verdrahtung (204) aus einem Bereich gezogen wird, der jedem der zentralen Teile von Seiten des rechtwinkligen Leuchtbereichs zugewandt ist, zu einem Bereich ausserhalb des Bereichs, der dem Leuchtbereich entspricht.
  9. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Mesabereiche (210) und der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) auf dem transparenten Substrat (100) in einer Matrix angeordnet sind.
  10. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbbereich (215) eine Vielzahl von Gräben (215) umfasst, die in zwei Gruppen aufgeteilt sind, die in zwei sich jeweils kreuzenden Richtungen ausgebildet sind.
  11. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Mesabereiche (210) und der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) die gleiche ebene Form aufweisen.
  12. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Mesabereiche (210) und der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) in einer Matrix innerhalb eines rechtwinkligen Bereichs angeordnet sind.
  13. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) an einer Ecke des rechtwinkligen Bereichs angeordnet ist.
  14. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (107) für den ersten Leitungstyp eine Ausrichtungsmarke (302) umfasst, die als ein Bereich ausgeformt ist, in welchen keine Elektrode wahlweise gebildet wird.
  15. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsmarke (302) mindestens zwei gerade Linienabschnitte umfasst, die in zwei sich jeweils überschneidenden Richtungen angeordnet sind.
  16. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsmarke (302) ein Polygon oder ein Kreis mit einem Durchmesser von 100 μm bis 500 μm ist.
  17. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche jedes aktiven Mesabereichs sich im Bereich von 0,01 mm2 bis 0,2 mm2 befindet.
  18. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Verbindungselement (203, 205) eine Dicke von 0,3 μm bis zu 3 μm aufweist.
  19. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Verbindungselement (203, 205) des Trägersubstrats (200) eine Metallschicht mit einer hohen Affinität zu Lot oder eutektischem Verbinden hat.
  20. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: eine überhalb des transparenten Substrats (100) vorgesehene Schutzschicht dergestalt, dass der Felderelektrodenteil (107) für den ersten Leitungstyp und der ohmsche Elektrodenteil (105) für den zweiten Leitungstyp freiliegen, und der ohmsche Elektrodenteil (104) für den ersten Leitungstyp an dem Kerbbereich (215) damit abgedeckt ist, wobei die Schutzschicht verhindert, dass die geschmolzenen Verbindungselemente nass werden.
  21. Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (200) eine Schutzschicht umfasst, die dazu vorgesehen ist, das leitende Verbindungselement (203) für den ersten Leitungstyp und das leitende Verbindungselement (205) für den zweiten Leitungstyp zu umgeben, wobei die Schutzschicht verhindert, dass , dass die geschmolzenen leitenden Verbindungselemente nass werden.
  22. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: (a) Präparieren eines Substrats eines Halbleiter-Leuchtelements, das eine Nitridhalbleiterschicht (101) eines ersten Leitungstyps, eine Nitridhalbleiter-Leuchtschicht (102) und eine Nitridhalbleiterschicht (103) eines zweiten Leitungstyps umfasst, die oberhalb eines transparenten Substrats gebildet werden, wobei der zweite Leitungstyp dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist; (b) Bilden eines Kerbbereichs (212, 213, 215) durch gezieltes Ätzen, um die Nitridhalbleiterschicht (103) vom zweiten Leitungstyp und die Nitridhalbleiter-Leuchtschicht (102) in einer Dickenrichtung ganz durchzuschneiden, und um die Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp teilweise zu entfernen, wobei der Kerbbereich (212, 213, 215) eine Vielzahl von aktiven Mesabereichen (210) und einen Mesaelektroden-Ziehbereich (211) definiert; (c) Bilden einer Elektrode (104, 107) für den ersten Leitungstyp, die sich von einem Bereich an der Nitridhalbleiterschicht (101) vom ersten Leitungstyp, der in der Kerbregion (215), welche die Vielzahl von aktiven Mesabereichen (210) umgibt, freigelegt ist, zu einem Bereich an dem Mesaelektroden-Ziehbereich (211) erstreckt; (d) Bilden einer Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp an dem Bereich (102) vom zweiten Leitungstyp der aktiven Mesabereiche (210).
  23. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: (e) Bilden einer ersten Verdrahtung (202) für den ersten Leitungstyp und einer zweiten Verdrahtung (204) für den zweiten Leitungstyp auf einem Trägersubstrat (200), Bilden eines leitenden Verbindungselements (203) für den ersten Leitungstyp, das der Elektrode (107) für den ersten Leitungstyp an dem Mesaelektroden-Ziehbereich (211) gegenüberliegt und mit ihr verbunden ist, sowie eines leitenden Verbindungselements (205) für den zweiten Leitungstyp, das der Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp gegenüberliegt und mit ihr verbunden ist; und (f) Ausrichten des Trägersubstrats (200) an dem transparenten Substrat (100), um die Elektrode (107) für den ersten Leitungstyp und die Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp mit dem Verbindungselement (203) für den ersten Leitungstyp bzw. mit dem Verbindungselement (205) für den zweiten Leitungstyp zu verbinden.
  24. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) die Elektrode (104, 107) für den ersten Leitungstyp ausgebildet wird, um einen ohmschen Kontakt mit dem Bereich vom ersten Leitungstyp zu bilden; und in Schritt (d) die Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp ausgebildet wird, um einen ohmschen Kontakt mit dem Bereich vom zweiten Leitungstyp zu bilden.
  25. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (f) ein Eutektikum gebildet wird.
  26. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (b) das Ätzen durchgeführt wird, um den Kerbbereich (212, 213, 215) zu bilden, damit die aktiven Mesabereiche (210) definiert werden, die in einer Matrix angeordnet sind.
  27. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (b) das Ätzen durchgeführt wird, um den Kerbbereich (212, 213, 215) zu bilden, damit die aktiven Mesabereiche (210) definiert werden, die in einer Matrix innerhalb eines rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet sind, und damit der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) definiert wird, der ausserhalb jeder Ecke des rechtwinkligen Leuchtbereichs angeordnet ist.
  28. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (b) das Ätzen durchgeführt wird, um den Kerbbereich (212, 213, 215) zu bilden, damit die aktiven Mesabereiche (210) und der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) definiert werden, die in einer Matrix innerhalb eines rechtwinkligen Bereichs angeordnet sind.
  29. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Mesaelektroden-Ziehbereich (211) in jeder Ecke des rechtwinkligen Bereichs angeordnet ist.
  30. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) eine Ausrichtungsmarke (302) als ein Bereich gebildet wird, in welchem keine Elektrode wahlweise an dem Mesaelektroden-Ziehbereich ausgebildet wird.
  31. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: (g) Bilden einer überhalb des transparenten Substrats (100) vorgesehenen Schutzschicht dergestalt, dass die Elektrode (107) für den ersten Leitungstyp und die Elektrode (105) für den zweiten Leitungstyp an dem Mesaelektroden-Ziehbereich (211) freiliegen, und der ohmsche Elektrodenbereich (104) für den ersten Leitungstyp an dem Kerbbereich (215) damit abgedeckt ist, wobei die Schutzschicht verhindert, dass die geschmolzenen Verbindungselemente nass werden.
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