[发明专利]用于制造发射辐射的薄膜器件的方法和发射辐射的薄膜器件

说明书

本发明说明了一种用于制造发射辐射的薄膜器件的方法。此外还说明了一种发射辐射的薄膜器件。

诸如发光二极管或者激光二极管的光电子部件已在技术上广泛地应用于例如照明领域中。助长这种部件的推广的数个观点是其高效率和相对外部负荷以及环境影响的耐抗性。光电子部件也具有长使用寿命，其例如使具有这种部件的发光装置的维修费用降低。光电子部件的可达到的使用寿命决定性地也通过其制造工艺来确定。

要解决的任务在于：说明一种用于制造具有长使用寿命的发射辐射的薄膜器件的方法。另一要解决的任务在于，说明一种具有高使用寿命的发射辐射的薄膜器件。

根据本方法的至少一个实施形式，该方法包含提供衬底的步骤。该衬底优选地具有平坦的衬底上侧。例如，利用硅或者利用蓝宝石来构造衬底。衬底的直径优选为至少10cm、尤其是至少20cm。衬底可以被构造为所谓的晶片。

根据本方法的至少一个实施形式，该方法包含在衬底上生长纳米棒的步骤。纳米棒(英语为nanorod)是直径在纳米范围的棒状的或者柱状的结构。直径尤其是在10nm到500nm之间、优选地在30nm到150nm之间的值域中。纳米棒的在垂直于衬底上侧的方向上的高度或长度为数百纳米直至数微米。纳米棒在其整个长度上具有均匀的直径或者也具有带有降低的直径或者提高的直径的区域。纳米棒例如可以具有圆形的、六边形的或者多边形的平面图。优选地在衬底上进行纳米棒的生长，使得在生长之后在宽的区域上、即在衬底上侧的面积的至少75％上或者在整个衬底上侧上存在密度均匀且构造均匀的纳米棒。优选地，纳米棒与衬底直接接触并且直接生长在衬底上侧上。

根据本方法的至少一个实施形式，该方法包括施加半导体层序列的步骤。半导体层序列具有至少一个有源层，所述至少一个有源层被构造为在薄膜器件工作时发射电磁辐射。半导体层序列优选地基于氮化镓和/或磷化镓和/或砷化镓。“基于”在这种情况下意味着，主要的材料成分是镓和氮、磷或砷。尤其是，半导体层序列也可以具有其他材料如铝和铟。半导体层序列可以具有多个层，这些层可以材料组分和/或掺杂方面不同。

根据本方法的至少一个实施形式，施加半导体层序列包含外延生长。半导体层序列例如可以通过分子束外延或者气相外延来生长。

根据本方法的至少一个实施形式，在纳米棒上进行半导体层序列的生长。也就是说，半导体层序列生长到纳米棒的背离衬底的侧上。半导体层序列优选地与纳米棒直接接触。

根据本方法的至少一个实施形式，该方法包括在半导体层序列的背离衬底的主侧上施加支承体的步骤。该支承体例如可以通过接合被固定在半导体层序列上。支承体例如并不生长在半导体层序列上，而是单独地制造并且接着被施加到半导体层序列上以及与该半导体层序列以机械方式固定连接。该支承体具有足够高的机械稳定性，以便支承半导体层序列并且例如通过弯曲来保护以免受损伤。

根据本方法的至少一个实施形式，该方法包括将半导体层序列和与其相连的支承体与衬底分开的步骤。换言之，固定在支承体上的半导体层序列与支承体一起与衬底分离。

根据本方法的至少一个实施形式，通过至少部分损坏纳米棒来进行衬底的分开。通过损坏纳米棒于是解除一方面为半导体层序列和支承体与另一方面为衬底之间的机械连接。纳米棒的损坏可以基于化学工艺和/或热工艺和/或机械工艺。

在用于制造发射辐射的薄膜器件的方法的至少一个实施形式中，该方法具有以下步骤：

-提供衬底，

-在衬底上生长纳米棒，

-在纳米棒上外延生长具有至少一个有源层的半导体层序列，

-在半导体层序列上施加支承体，以及

-通过至少部分损坏纳米棒来将半导体层序列和支承体与衬底分开。

通过这种制造方法可以减小半导体层序列中的由于生长引起的机械应力和裂纹。由此提高通过这种方法制造的部件的使用寿命。

制造或生长光电子器件的一种可能性在于外延方法。半导体层序列例如从气相被沉积在衬底上或被生长在衬底上。对于生长需要的是，彼此匹配地构造衬底和要生长的材料的晶格结构，尤其是晶格常数彼此并不强烈地偏离。如果情况不是如此，则在半导体层序列的所生长的材料中出现机械应力。尤其是，这种应力例如会导致半导体层序列中裂纹形成，该裂纹形成会妨碍将半导体层序列用于光电子器件或会明显降低这种器件的使用寿命。