具有集成的ESD保护装置的光电子半导体芯片制造方法及图纸

提出一种具有集成的跨接元件(9，9A)的光电子半导体芯片(1)，所述跨接元件用于保护防止过压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出一种光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片尤其设置用于发射辐射。
技术介绍
为了实现光电子器件的稳定运行并且也在静电放电或电过载的情况下尽可能避免器件的持久损坏，保护措施是有利的。例如，在印刷文献WO2012/146668中作为保护措施描述了：在半导体芯片的半导体层序列中设有外延的保护层，所述保护层具有有针对性引入的晶体缺陷，其中在半导体芯片运行中半导体层序列在截止方向上的击穿性能在具有晶体缺陷的区域中与在没有晶体缺陷的区域中不同，并且其中在静电放电脉冲的情况下电荷均匀分布地经由具有晶体缺陷的区域导出。此外，在印刷文献WO2011/080219中提出具有半导体层序列的光电子半导体芯片，所述半导体层序列包括多个微二极管，其中微二极管形成ESD(静电放电)保护装置。当然，借助这种保护措施在半导体层序列中随之产生半导体芯片的光学效率的损失。此外，例如从印刷文献DE10329082中已知：应用单独的保护元件、例如保护二极管并且与半导体芯片互联。当然，这需要附加的空间和成本。
技术实现思路
要实现的目的当前在于：提出一种具有集成的ESD保护装置的改进的光电子半导体芯片。根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片包括半导体层序列，所述半导体层序列包含半导体材料和第一传导类型的第一半导体区域和第二传导类型的第二半导体区域和带有pn结的有源区，所述有源区构成在第一半导体区域和第二半导体区域之间。尤其是，有源区可以设置用于产生辐射。此外，第一传导性可以表示p传导性并且第二传导性可以表示n传导性。例如，第一半导体区域可以设置在有源区的朝向载体的一侧上。并且，第二半导体区域可以设置在有源区的背离载体的一侧上。优选地，第一半导体区域包括至少一个半导体层，所述半导体层具有第一传导类型的掺杂。相应地，第二半导体区域尤其包括至少一个半导体层，所述半导体层具有第二传导类型的掺杂。适合于半导体层的材料例如基于氮化物化合物半导体的材料。“基于氮化物化合物半导体”在本文中表示：半导体层序列或者其至少一个层包括氮化物-III/V族化合物半导体材料，优选包括AlnGamIn1-n-mN，其中0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，所述材料不必强制性地具有根据上式的数学上精确的组成。更确切地说，所述材料可以具有一种或多种掺杂材料以及附加的组成部分，其基本上不改变AlnGamIn1-n-mN材料的特征性的物理特性。然而为了简洁，上式仅包换晶格的主要组成部分(Al，Ga，In，N)，即使其可以部分地通过少量其他材料取代时也如如此。在一个有利的实施方式中，光电子半导体芯片包括载体，在所述载体上设置有半导体层序列。例如，半导体芯片可以为薄膜半导体芯片，其中至少部分地剥离生长衬底，在所述生长衬底上生长半导体层序列。例如，生长衬底可以通过载体取代。此外，光电子半导体芯片可以包括：第一接触部，所述第一接触部设置用于电连接第一半导体区域；和与第一接触部不同的第二接触部，所述第二接触部设置用于电连接第二半导体区域。尤其是，第一接触部是p接触部并且第二接触部是n接触部。根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片包括跨接元件。尤其是，跨接元件与半导体层序列并联或反并联地连接。例如，跨接元件可以具有二极管的电流/电压特性。在该情况下，跨接元件优选与半导体层序列反并联连接。此外，跨接元件可以具有变阻器的电流/电压特性。在该情况下，跨接元件可以与半导体层序列并联或反并联地连接。变阻器的电流/电压特性可以在正向方向和截止方向上几乎相同。由此可以在截止方向和正向方向上限制过压。有利地，跨接元件具有非线性的电阻，所述非线性的电阻在正向方向上有光电子半导体芯片的运行电压的情况下高于半导体层序列的电阻，而在截止方向上有过压的情况下小于半导体层序列的电阻，使得在过压的情况下电荷经由跨接元件导出。由此可以保护半导体层序列免受静电放电脉冲影响并进而尽可能防止半导体芯片的损坏。根据至少一个实施方式，跨接元件包含多晶的电子陶瓷材料。适当的电子陶瓷材料例如是烧结的半导体材料。尤其是，对于跨接元件考虑如氧化锌、氧化锶、钛酸锶、氧化钛和碳化硅的材料。尤其是，电阻可以通过所应用的材料的颗粒大小来影响。在应用这种材料时，跨接元件尤其具有变阻器的特征。此外，跨接元件可以具有下述材料添加物：例如氧化物，如氧化铋、氧化锑、氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化铬或氧化硅。有利地，借助于所述材料添加物的一种或多种可以有针对性地调节跨接元件的非线性的电阻特性。在一个优选的设计方案中，跨接元件具有两个跨接层，所述跨接层通过边界面彼此分开。例如，材料添加物在边界面处的浓度可以高于在这两个跨接层中的浓度。在达到击穿电压的情况下，尤其横向于、优选垂直于边界面进行击穿。击穿可以在竖直或水平方向上进行。竖直方向可以垂直于载体延伸的平面伸展。相应地，水平方向可以平行于载体延伸的平面伸展。尤其是，跨接元件具有多于两个跨接层，所述跨接层分别通过边界面彼此分开。边界面的主延伸平面在此可以在制造公差的范围内平行于跨接层的主延伸平面伸展。此外，跨接元件可以包含一种或多种掺杂材料。根据另一实施方式，跨接元件可以包含金属或金属化合物或者由其构成。合适的材料例如是Ti、Ag、Pt、Au或Cu。在应用这种材料的情况下，跨接元件尤其具有二极管的特征。根据至少一个实施方式，跨接元件具有至少一个跨接层。尤其是，跨接元件由至少一个跨接层构成。此外，跨接层优选设置在半导体层序列的半导体材料之外。这尤其表示：跨接层不是外延层。由此可以降低半导体层序列中的光学损失。替选地或附加地，“在半导体层序列的半导体材料之外”可以表示：跨接层在其外面上不完全地由半导体层序列的半导体材料覆盖。跨接层例如可以施加在半导体层序列的外面处和/或其上。跨接层例如可以包含多晶的电子陶瓷材料或由其构成。在一个有利的设计方案中，跨接层以结构化的方式构成并且具有多个跨接区域，所述跨接区域通过中间空间彼此分开，在所述中间空间中中断跨接层。根据至少一个实施方式，跨接元件设置在半导体层序列上。“设置在半导体层序列上”在此和在下文中可以表示：跨接元件与半导体层序列处于直接物理接触中。尤其是，跨接元件可以直接地邻接于第一半导体区域、有源区和/或第二半导体区域。在一个优选的设计方案中，跨接元件将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子半导体芯片(1)，包括：‑包含半导体材料的半导体层序列(2)，所述半导体层序列具有第一传导类型的第一半导体区域(3)和第二传导类型的第二半导体区域(4)和带有pn结的有源区(5)，所述有源区构成在所述第一半导体区域和所述第二半导体区域(3，4)之间，‑载体(6)，在所述载体上设置有所述半导体层序列(2)，‑第一接触部(7)，所述第一接触部设置用于电连接所述第一半导体区域(3)，‑与所述第一接触部(7)不同的第二接触部(8)，所述第二接触部设置用于电连接所述第二半导体区域(4)，‑与所述半导体层序列(2)并联或反并联连接的跨接元件(9)，所述跨接元件具有非线性的电阻，所述非线性的电阻在正向方向上有所述光电子半导体芯片(1)的运行电压的情况下高于所述半导体层序列(2)的电阻而在截止方向上有过压的情况下小于所述半导体层序列(2)的电阻，使得在过压的情况下电荷经由所述跨接元件(9)导出，其中所述跨接元件(9)具有至少一个跨接层(9A)，所述跨接层设置在所述半导体层序列(2)的半导体材料之外。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 DE 102013112881.51.一种光电子半导体芯片(1)，包括：
-包含半导体材料的半导体层序列(2)，所述半导体层序列具有第
一传导类型的第一半导体区域(3)和第二传导类型的第二半导体区域
(4)和带有pn结的有源区(5)，所述有源区构成在所述第一半导体区
域和所述第二半导体区域(3，4)之间，
-载体(6)，在所述载体上设置有所述半导体层序列(2)，
-第一接触部(7)，所述第一接触部设置用于电连接所述第一半导
体区域(3)，
-与所述第一接触部(7)不同的第二接触部(8)，所述第二接触
部设置用于电连接所述第二半导体区域(4)，
-与所述半导体层序列(2)并联或反并联连接的跨接元件(9)，
所述跨接元件具有非线性的电阻，所述非线性的电阻在正向方向上有所
述光电子半导体芯片(1)的运行电压的情况下高于所述半导体层序列
(2)的电阻而在截止方向上有过压的情况下小于所述半导体层序列(2)
的电阻，使得在过压的情况下电荷经由所述跨接元件(9)导出，其中
所述跨接元件(9)具有至少一个跨接层(9A)，所述跨接层设置在所述
半导体层序列(2)的半导体材料之外。
2.根据上一项权利要求所述的光电子半导体芯片，其中所述跨接
层(9A)不是外延层。
3.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片，其中所
述跨接元件(9)和/或所述跨接层(9A)包含多晶的电子陶瓷材料。
4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(1)，其
中所述跨接元件(9)将所述第一半导体区域和所述第二半导体区域(3，
4)彼此连接和/或将半导体区域(3，4)与相应的接触部(7，8)连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(1)，其
中所述跨接元件(9)将所述第一接触部和所述第二接触部(7，8)彼
此连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(1)，其

\t中所述跨接元件(9)设置在所述半导体层序列(2)上。
7.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(1)，其
中所述半导体层序列(2)具有朝向所述载体(6)的第一主面(2A)和
背离所述载体(6)的第二主面(2B)和侧面(2C)，所述侧面倾斜于
所述第一主面和所述第二主面(2A，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·莱雷尔，贝特霍尔德·哈恩，卡尔·恩格尔，约翰内斯·鲍尔，西格弗里德·赫尔曼，安德烈亚斯·普洛斯尔，西梅昂·卡茨，托比亚斯·迈耶，洛伦佐·齐尼，马库斯·毛特，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE