光电子半导体组件和用于制造光电子半导体组件的方法技术

技术编号:18466644 阅读:36 留言:0更新日期:2018-07-18 16:21
一种光电子半导体组件(100),所述光电子半导体组件包括半导体层序列(1),所述半导体层序列具有第一主侧、第一层(10)、有源层(11)、第二层(12)和第二主侧。在第二主侧上设置有第二接触元件(32)和第一接触元件(31),所述第一接触元件填充半导体层序列中的留空部(2)。第一接触元件(31)包括透明的第一中间层(20)、金属的第一镜层(21)和金属的注入元件(23)。第一中间层(20)施加在留空部的横向于有源层伸展的侧壁上并且与半导体层序列(1)直接接触。第一镜层(21)在侧壁的区域中直接施加到第一中间层(20)上。注入元件(23)施加在留空部(2)的直接邻接于第一层(10)的底面上,其中在注入元件(23)和底面之间不设置有任何其他的金属元件。在运行时,第一中间层(20)禁止第二层(12)和第一接触元件(31)之间的直接电通流。注入元件(23)和镜层(21)具有不同的材料组成。

Optoelectronic semiconductor module and method for manufacturing optoelectronic semiconductor module

An optoelectronic semiconductor component (100), which includes a semiconductor layer sequence (1), and the semiconductor layer sequence has a first main side, a first layer (10), an active layer (11), a second layer (12) and a second main side. A second contact element (32) and a first contact element (31) are arranged on the second main side, and the first contact element fills the missing part (2) in the semiconductor layer sequence. The first contact element (31) comprises a transparent first intermediate layer (20), a metal first mirror layer (21) and a metal injection element (23). The first intermediate layer (20) is applied to the side wall extending horizontally on the active layer of the empty part and directly contacts with the semiconductor layer sequence (1). The first mirror layer (21) is directly applied to the first middle layer (20) in the area of the side wall. The injection element (23) is directly attached to the bottom of the first layer (10), which is applied directly to the left empty section (2), in which no other metal elements are set between the injection element (23) and the bottom. At runtime, the first intermediate layer (20) prohibits the direct electrical current between the second layers (12) and the first contact element (31). The injection element (23) and the mirror layer (21) have different material compositions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子半导体组件和用于制造光电子半导体组件的方法相关申请的交叉参引本申请要求德国专利申请102015119353.1的优先权,其公开内容通过参考并入本文。
提出一种光电子半导体组件。此外,提出一种用于制造光电子半导体组件的方法。
技术实现思路
要实现的目的在于:提出一种具有像素化的发光面的光电子半导体组件。在此,发光面的各个像点或像素应对于观察者而言是尤其对比度高的,即清晰地彼此分开。另一要实现的目的在于:提出一种用于制造这种半导体组件的方法。根据至少一个实施方式,光电子半导体组件包括半导体层序列。半导体层序列具有如下以所提出的顺序上下相叠设置的元件:第一主侧、第一层、有源层、第二层和第二主侧。有源层例如基本上平行于第一和/或第二主侧伸展。第一和第二层优选是半导体层并且例如能够分别具有多个单独的半导体层。例如,第一层直接邻接于第一主侧和有源层。第二层优选直接邻接于有源层和第二主侧。第一层例如是n型掺杂的层,第二层是p型掺杂的层。但是相反的掺杂分别是可行的。半导体层序列例如基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如为氮化物化合物半导体材料,如AlnIn1-n-mGamN,或者为磷化物化合物半导体材料,如AlnIn1-n-mGamP,或者也为砷化物化合物半导体材料,如AlnIn1-n-mGamAs,其中分别有0≤n≤1,0≤m≤1并且n+m≤1。在此,半导体层序列能够具有掺杂物以及附加的组成部分。然而,为了简单性仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分,即Al、As、Ga、In、N或P,即使这些主要组成部分能够部分地由少量的其他物质替代和/或补充时也如此。优选地,半导体层序列基于AlInGaN。有源层例如具有至少一个pn结和/或呈单量子阱、简称SQW的形式或呈多量子阱结构、简称MQW的形式的量子阱结构。根据至少一个实施方式,半导体组件具有设置在第二主侧上的第一接触元件。第一接触元件例如具有金属或由其构成。在此,第一接触元件在运行时用于接触半导体层序列,尤其第一层。第一接触元件优选完全地或部分地填充半导体层序列中的留空部。特别地,第一接触元件能够是留空部中的覆层,所述覆层对留空部的内侧仿形并且完全地覆盖。留空部在此从第二主侧起完全地延伸穿过第二层和有源层,并且通到第一层中。在此,留空部的平行于或基本上平行于有源层伸展的底面能够在第一层中构成。留空部例如能够形成半导体层序列中的过孔,例如柱形的过孔。于是,柱的底面在第一层中构成。根据至少一个实施方式,将第二接触元件施加到半导体层序列的第二主侧上。第二接触元件在第二主侧的俯视图中横向地设置在留空部旁边并且例如在俯视图中具有矩形的或正方形的基础形状。横向方向在此和在下文中是平行于第二主侧和/或平行于有源层的主延伸方向的方向。第二接触元件例如具有金属,如Al、Ag、Ti,或由其构成。经由第二接触元件,在运行时例如将第二载流子注入到半导体层序列的第二层中。对此,第二接触元件优选与第二层直接电和机械接触。第一接触元件和第二接触元件在主侧的俯视图中能够彼此并排地且彼此间隔开地设置。但是替选地也可行的是:第一接触元件和第二接触元件在俯视图中至少部分地叠加并且例如沿垂直于横向方向的竖直方向通过绝缘层彼此间隔开和绝缘。根据至少一个实施方式,第一接触元件具有透明的第一中间层、金属的第一镜层和金属的注入元件。根据至少一个实施方式,第一中间层施加在留空部的横向于有源层伸展的侧壁上,并且与半导体层序列直接接触。在此,第一中间层尤其对于由有源层发射的辐射是透明的。例如,第一中间层在由有源层发射的平均波长处的透明度为至少80%或至少85%或至少90%或至少95%。根据至少一个实施方式,第一镜层在侧壁的区域中直接施加到第一中间层上。第一镜层例如具有银、铝或铑或由其构成。根据至少一个实施方式,注入元件施加到留空部的直接邻接于第一层的底面上。在注入元件和底面之间不设置有任何其他的金属元件,尤其不设置有任何其他的反射元件。第一注入元件例如具有Al、Ag、Ti或由其构成。优选地,注入元件在第二主侧的俯视图中遮盖留空部的底面的至少60%或至少80%或至少90%。经由第一接触元件,例如将第一载流子穿过留空部注入到半导体层序列的第一层中。在到第一层的路径上,第一载流子的至少一部分优选经过注入元件并且从那里到达半导体层序列的第一层中。根据至少一个实施方式,在正常运行时,第一中间层禁止在第二层和第一接触元件之间的直接电通流。换言之,第一中间层在第二层和第一镜层之间起电绝缘的作用。这就是说,第一中间层在该区域中在施加在半导体组件上的正常的工作电压下不具有或不具有显著的电流穿透性。相同内容优选在有源层和第一镜层之间的区域中是适用的。在第一层和第一镜层之间,第一中间层能够起电绝缘或导电的作用。根据至少一个实施方式,第二接触元件的轮廓限定半导体组件的在观察第一主侧时在运行时发光的像点的形状、位置和大小。例如,像点的形状在观察第一主侧时因此通过第二接触元件到第一主侧上的投影确定。在此,像点的形状和大小不必强制地1:1地对应于第二接触元件的形状和大小。特别地,通过半导体层序列之内的横向电流扩展,像点的形状和大小能够略微与第二接触元件的形状和大小偏差,例如偏差最高10%或最高5%。根据至少一个实施方式,注入元件和镜层具有不同的材料组成。特别地,注入元件和镜层由不同材料构成。在至少一个实施方式中,光电子半导体组件包括半导体层序列,所述半导体层序列具有第一主侧、第一层、有源层、第二层和第二主侧,其以所提出的顺序上下相叠地成层。此外,在第二主侧上设置有第一接触元件,所述第一接触元件填充半导体层序列中的留空部。在此,留空部从第二主侧起完全地延伸穿过第二层和有源层,并且通到第一层中。此外,在第二主侧上设置有第二接触元件,所述第二接触元件在第二主侧的俯视图中横向地设置在留空部旁边。第一接触元件包括透明的第一中间层、金属的第一镜层和金属的注入元件。第一中间层施加在留空部的横向于有源层伸展的侧壁上,并且与半导体层序列直接接触。第一镜层在侧壁的区域中直接施加到第一中间层上。注入元件施加在留空部的直接邻接于第一层的底面上,其中在注入元件和底面之间不设置有任何其他的金属元件。在运行时,第一中间层禁止在第二层和第一接触元件之间的直接电通流。在观察第一主侧时,第二接触元件的轮廓限定半导体组件在运行时发光的像点的形状、位置和大小。注入元件和镜层具有不同的材料组成。在此描述的专利技术尤其基于如下知识:在两个相邻的像点或像素之间期望尤其高的对比度。如果在两个像点之间存在用于接触半导体层序列的过孔,那么所述过孔能够有助于两个像点之间的对比度提高。在有源层中产生的光能够通过过孔的反射侧壁向回反射,由此抑制相邻的像点的光学串扰。该效果通过如下方式增强:过孔的底面处的材料对于出自像点中的光是反射率低的,尤其是吸收性的。在俯视图中,过孔于是显得更暗,使得提高两个相邻的像点之间的对比度。因为注入元件和第一镜层具有不同的材料,所以能够对镜层优化反射率,相反,能够对注入元件优化电特性。整体上,以该方式能够改进各个像点或像素的亮度还有像素间对比度。根据至少一个实施方式,用第一镜层覆盖留空部的侧壁的至少80%或至少95%。优选地,侧壁完全地用第一镜层覆盖。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电子半导体组件(100),所述光电子半导体组件具有:‑半导体层序列(1),所述半导体层序列包括如下以所提出的顺序上下相叠设置的元件:第一主侧、第一层(10)、有源层(11)、第二层(12)和第二主侧;‑设置在所述第二主侧上的第一接触元件(31),所述第一接触元件填充所述半导体层序列(1)中的留空部(2),其中所述留空部(2)从所述第二主侧起完全地延伸穿过所述第二层(12)和所述有源层(11),并且通到所述第一层(10)中,‑施加到所述第二主侧上的第二接触元件(32),所述第二接触元件在所述第二主侧的俯视图中横向地设置在所述留空部(2)旁边,其中‑所述第一接触元件(31)具有透明的第一中间层(20)、金属的第一镜层(21)和金属的注入元件(23),‑所述第一中间层(20)施加在所述留空部(2)的横向于所述有源层(11)伸展的侧壁上,并且与所述半导体层序列(1)直接接触,‑所述第一镜层(21)在所述侧壁的区域中直接施加到所述第一中间层(20)上,‑所述注入元件(23)施加到所述留空部(2)的直接邻接于所述第一层(10)的底面上,并且在所述注入元件(23)和所述底面之间不设置有任何其他的金属元件,‑在运行时,所述第一中间层(20)禁止所述第二层(12)和所述第一接触元件(31)之间的直接电通流,‑所述第二接触元件(32)的轮廓限定所述半导体组件(100)的在观察所述第一主侧时在运行时发光的像点(4)的形状、位置和大小,‑所述注入元件(23)和所述镜层(21)具有不同的材料组成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.10 DE 102015119353.11.一种光电子半导体组件(100),所述光电子半导体组件具有:-半导体层序列(1),所述半导体层序列包括如下以所提出的顺序上下相叠设置的元件:第一主侧、第一层(10)、有源层(11)、第二层(12)和第二主侧;-设置在所述第二主侧上的第一接触元件(31),所述第一接触元件填充所述半导体层序列(1)中的留空部(2),其中所述留空部(2)从所述第二主侧起完全地延伸穿过所述第二层(12)和所述有源层(11),并且通到所述第一层(10)中,-施加到所述第二主侧上的第二接触元件(32),所述第二接触元件在所述第二主侧的俯视图中横向地设置在所述留空部(2)旁边,其中-所述第一接触元件(31)具有透明的第一中间层(20)、金属的第一镜层(21)和金属的注入元件(23),-所述第一中间层(20)施加在所述留空部(2)的横向于所述有源层(11)伸展的侧壁上,并且与所述半导体层序列(1)直接接触,-所述第一镜层(21)在所述侧壁的区域中直接施加到所述第一中间层(20)上,-所述注入元件(23)施加到所述留空部(2)的直接邻接于所述第一层(10)的底面上,并且在所述注入元件(23)和所述底面之间不设置有任何其他的金属元件,-在运行时,所述第一中间层(20)禁止所述第二层(12)和所述第一接触元件(31)之间的直接电通流,-所述第二接触元件(32)的轮廓限定所述半导体组件(100)的在观察所述第一主侧时在运行时发光的像点(4)的形状、位置和大小,-所述注入元件(23)和所述镜层(21)具有不同的材料组成。2.根据权利要求1所述的光电子半导体组件(100),其中-用所述第一镜层(21)覆盖所述留空部(2)的所述侧壁的至少80%,-所述第一镜层(21)在由所述有源层(11)发射的平均波长处的反射率至少为80%,-所述注入元件(23)在由所述有源层(11)发射的平均波长处的反射率最高为50%。3.根据权利要求1或2所述的光电子半导体组件(100),其中-所述注入元件(23)在所述底面的区域中直接邻接于所述第一层(10)或-在所述底面的区域中,在所述注入元件(23)和所述第一层(10)之间构成透明层,所述透明层直接邻接于所述注入元件(23)和所述第一层(10),并且在由所述有源层(11)发射的平均波长处的透明度至少为80%。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(100),其中所述第一中间层(20)是第一绝缘层(20),所述第一绝缘层在所述侧壁的区域中禁止所述第一镜层(21)和所述半导体层序列(1)之间的直接电通流。5.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(100),其中所述第一中间层(20)是接触层(20),其中-所述接触层(20)在所述第一层(10)的区域中建立所述第一层(10)和所述第一镜层(21)之间的电接触,-所述接触层(20)在所述第二层(12)的区域中在所述第一镜层(21)和所述第二层(12)之间起电绝缘的作用,-所述接触层(20)附加地设置在所述底面和所述注入元件(23)之间。6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(100),其中-所述第二接触元件(32)连贯地构成,-所述有源层(11)在通过所述第二接触元件(32)到所述有源层(11)上的投影限定的区域中连贯地构成。7.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(100),所述光电子半导体组件具有多个沿平行于所述第二主侧的横向方向彼此并排地且彼此间隔开地设置的第二接触元件(31,32),其中-每个所述第二接触元件(32)与一个像点(4)一对一地相关联,-所述第二接触元件(32)在运行时能够单独地且彼此独立地操控,使得所述像点(4)能够彼此独立地置于发光,-所述留空部(2)设置在两个相邻的第二接触元件(32)之间的区域中。8.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(100),其中至少一个像点(4)与多个第一接触元件(31)相关联,所述第一接触元件冗余地接触相应的所述像点(4)。9.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(100),其中所述第一接触元件(31)中的至少一个设置成同时横向邻接于多个相邻的像点(4),并且构成用于同时接触所述多个相邻的像点(4)。10.至少根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员:多米尼克·斯科尔茨亚历山大·F·普福伊费尔
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

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