用于制造光电子半导体芯片的方法和光电子半导体芯片技术

提出一种用于制造电子半导体芯片(100)的方法，所述方法具有如下步骤：‑提供具有生长表面(10)的生长衬底(1)，所述生长表面通过具有大量三维成形的表面结构(12)的平的面(11)构成在平的面(11)上形成，‑由含氧的AlN构成的成核层(2)直接大面积地施加在生长表面(10)上，‑在成核层(2)上生长基于氮化物的半导体层序列(3)，其中半导体层序列(3)选择性地从平的面(11)起生长。此外，提出一种电子半导体芯片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出一种用于制造电子半导体芯片的方法以及一种电子半导体芯片。本专利申请要求德国专利申请10 2014 101 966.0的优先权，其公开的内容通过参引并入本文。
技术实现思路
特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种用于有效地制造电子半导体芯片的方法。特定的实施方式的另一目的在于：提出一种电子半导体芯片。该目的通过根据独立权利要求的主题和方法实现。主题的和方法的有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的特征并且此外从下面的说明书和附图中得出。根据用于制造电子半导体芯片的方法的至少一个实施方式，提供生长衬底。生长衬底具有生长表面，在随后的方法步骤中，将半导体层施加在所述生长表面上。生长表面通过平的面形成，在所述平的面上构成大量三维成形的表面结构。换言之，生长表面具有通过平的面形成的二维构成的区域并且具有通过表面结构形成的三维构成的区域，所述表面结构从通过平的面构成的平面中伸出和/或从所述平面起伸入到生长衬底中。由于在生长表面的平的面上的三维的表面结构，衬底也能够称作预结构化的衬底。例如，表面结构能够通过延伸远离平的面的隆起部形成。隆起部能够尤其优选是圆锥形的进而在生长表面的俯视图中具有圆形的横截面，或所述隆起部能够是棱锥形的进而在生长表面的俯视图中具有多边形的横截面，例如三角形的、四边形的、六边形的或其他多角的横截面。此外，表面结构也能够通过凹部形成，所述凹部伸入到生长衬底中。
凹部例如能够是圆锥形的或棱锥形的凹部，进而在生长表面的俯视图中具有圆形的横截面或多边形的横截面，在后一种情况下，例如具有三角形的、四边形的、六边形的或其他多角的横截面。根据另一实施方式，在另一方法步骤中，将成核层施加到生长表面上。成核层尤其设置用于：提供晶体表面，在所述晶体表面上能够以高的晶体质量施加其他层、尤其半导体层、例如由氮化物化合物半导体材料构成的半导体层。成核层因此提供如下表面，在所述表面上能够生长半导体层序列的第一层。尤其优选地，成核层大面积地施加在生长表面上。这意味着：成核层非选择性地施加，而是施加在生长表面的三维构成的表面结构和平的面上。成核层也能够通过大量并排设置的柱状物构成，所述柱状物大面积地施加在生长表面上。因此，“大面积地”不必强制性地表示为“整面地”。当生长表面的一部分不由成核层覆盖时，只要平的面的至少一部分以及表面结构的一部分以成核层覆盖，那么也实现就本申请而言的大面积的施加。成核层能够施加为，使得尽可能整个生长表面、即尽可能整个平的面和表面结构用成核层覆盖。这例如能够通过非定向的施加方法或通过沿着主方向的施加来进行，所述主方向垂直于或基本上垂直于平的面定向。此外，也能够可行的是：选择倾斜于平的面定向的施加方向。由此，能够根据表面结构的构成和施加方向实现平的面的和/或表面结构的部分遮暗，使得成核层虽然施加在平的面和表面结构上，但在此例如仅施加在平的面的一部分上和/或仅施加在表面结构的一部分上。在施加有遮暗的区域时，也能够在半导体层序列生长时实现更下面描述的选择性。根据另一实施方式，在另一方法步骤中，半导体层序列生长在成核层上。半导体层序列具有至少一个半导体层并且优选具有多个半导体层。半导体层序列尤其能够借助外延方法、如MOVPE(金属有机气相沉积，“metal-organic vapor-phase epitaxy”)或MBE(分子束外延；“molecular beam epitaxy”)生长，使得因此生长衬底连同成核层形成用于随后的外延的所谓的准衬底(Quasisubstrat)。此外，HVPE(氢化物气相外延；“hydride vapor phase epitaxy”)、LPE(液相外延；“liquid
phase epitaxy”)、或溅射或用于施加半导体层序列的所提出的施加方法的组合也是可行的。半导体层序列尤其能够是基于氮化物的半导体层序列。尤其如下半导体层和半导体层序列属于术语“基于氮化物”，所述半导体层和半导体层序列具有由III-V族化合物半导体材料体系InxAlyGa1-x-yN构成的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1并且x+y≤1，例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、AlInGaN。在此，半导体层序列能够具有掺杂材料以及附加的组成部分。然而，为简单起见，仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分、即Al、Ga、In以及N，即使这些组成部分能够部分地通过少量的其他材料替代和/或补充时也如此。根据另一实施方式，成核层通过含氧的氮化铝、在下文中也称作AlN:O或ALON形成。如下成核层的组分属于所述术语，在所述组分中，氧能够作为掺杂物存在或甚至以百分数范围存在于成核层中。通过成核层中的氧含量能够实现半导体层序列中的特定的缺陷结构，所述缺陷结构实现例如在半导体层序列的有源层中有效地降低缺陷密度。此外，能够影响随后施加的层、即半导体层序列的应力。通过氧也能够影响成核层的弛豫度，这能够显著地影响随后施加的层的弯曲特性。尤其地，通过含氧的AlN也能够影响以下选择性：选择在生长表面的哪个表面区域上生长半导体层，该半导体层被施加到成核层上。尤其显示出：在半导体层序列在成核层上生长期间，在预结构化的衬底上的外延的生长需要在二维的平的面和设置在其上的三维成形的表面结构、尤其构成为凹部或隆起部的表面结构的小面之间的强的选择性，以便制造具有足够质量的半导体层序列。换言之需要有针对性地选择生长表面的特定的表面区域，在所述表面区域上进行半导体层在成核层上的生长，而在其他表面区域上优选不生长或仅少量生长。尤其地，在平的面和作为用于外延施加的半导体材料的可行的生长面的三维成形的表面结构的表面之间需要有针对性的选择。如果未提供这种选择性，由此，在半导体芯片构成为发光二极管的情况下，尤其关于小电流特性和截止电压以及关于例如更低的光输出量的较差的表现方面，产生差的材料质量并且产量减弱。此外，在半导体芯片构成为发光二极管的情况下，在未提供选择性时，能够负面地影响对通过生长表面上的表面
结构促进的、出自半导体芯片的光输出耦合。此外，放射的光的量也能够通过在寄生的、结晶非常差的GaN区域中的吸收降低。为了预结构化的衬底达到在三维的表面结构和生长表面的平的面的位于其之间的光滑的表面区域之间尽可能好的选择性，在过去尝试：在晶核形成期间尤其调节工艺条件，例如在GaN晶核形成中为提高的压力和V族元素与III族元素的非常低的比例。尽管存在该措施，然而，在现有技术中在三维结构上发生对于进一步沉积显著的沉积。此外，在已知的工艺中，工艺窗口通常强烈受限并且需要持续耗费的控制。通过由含氧的氮化铝构成的成核层能够实现：半导体层序列选择性地从生长表面的平的面起生长。这意味着：半导体层序列的生长或所述半导体层序列的第一层区域或第一层的生长选择性地在平的面上进行，因此选择性地在平的面上开始在成核层上形成半导体层序列。这尤其能够意味着：半导体层序列的生长的较大部分从平的面起进行并且较小的部分从三维成形的表面结构的表面起进行。优选地，半导体层序列在外延变型形式中基本上仅从平的面起生长，而在表面结构上仅少量或甚至根本不发生半导体层序列的生长。由此，能够实现：三维成形的表面结构通过半导体层序列不过度生长，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造电子半导体芯片(100)的方法，所述方法具有如下步骤：‑提供具有生长表面(10)的生长衬底(1)，在具有多个三维成形的表面结构(12)的平的面(11)上，通过该平的面(11)形成所述生长表面，‑将由含氧的AlN构成的成核层(2)直接大面积地施加在所述生长表面(10)上，‑在所述成核层(2)上生长基于氮化物的半导体层序列(3)，其中，选择性地自所述平的面(11)生长出所述半导体层序列(3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.17 DE 102014101966.01.一种用于制造电子半导体芯片(100)的方法，所述方法具有如下步骤：-提供具有生长表面(10)的生长衬底(1)，在具有多个三维成形的表面结构(12)的平的面(11)上，通过该平的面(11)形成所述生长表面，-将由含氧的AlN构成的成核层(2)直接大面积地施加在所述生长表面(10)上，-在所述成核层(2)上生长基于氮化物的半导体层序列(3)，其中，选择性地自所述平的面(11)生长出所述半导体层序列(3)。2.根据权利要求1所述的方法，其中借助所述成核层(2)的O含量调节所述半导体层序列(3)在所述平的面(11)上的生长的选择性。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中三维成形的所述表面结构(12)在所述半导体层序列(3)生长时基本上由所述半导体层序列(3)遮盖。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中借助金属有机的气相沉积进行所述成核层(2)的施加。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中借助溅射进行所述成核层...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔纳·贝格鲍尔，托马斯·伦哈特，于尔根·奥弗，约阿希姆·赫特功，
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