发光二极管芯片和用于制造发光二极管芯片的方法技术

提出一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片具有：外延的半导体层序列(1)，所述半导体层序列具有有源区(2)，所述有源区在运行时产生电磁辐射；和钝化层(10)，在所述钝化层中静力学固定电的载流子，或者所述钝化层引起半导体层序列(1)的表面态的饱和。钝化层(10)施加在半导体层序列(1)的侧面(8)上，并且钝化层(10)至少部分地遮盖有源区(2)。

Light emitting diode chip and method for manufacturing light-emitting diode chip

A light emitting diode chip has a diode chip that has an epitaxial semiconductor layer sequence (1), the semiconductor layer sequence has an active region (2), the active region produces electromagnetic radiation during operation, and the passivation layer (10), the carrier of statically fixed electricity in the passivation layer, or the passivation layer caused by the passivation layer. The saturation of the surface state of the sequence of the semiconductor layer (1). The passivation layer (10) is applied to the side (8) of the semiconductor layer sequence (1), and the passivation layer (10) at least partially covers the active region (2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光二极管芯片和用于制造发光二极管芯片的方法
提出一种发光二极管芯片和一种用于制造发光二极管芯片的方法。
技术介绍
文献DE102015120323涉及一种具有封装层的发光二极管芯片，所述封装层局部地设置在载体和反射层序列之间，其中封装层局部地穿过反射层序列延伸到半导体层序列中。文献DE102015120323的公开内容通过参引的方式并入本文。发光二极管芯片、尤其基于InGaAlP的发光二极管芯片通常由于在刻蚀的侧面处在产生辐射的有源区中的非放射损失在电流密度相对高的情况下具有效率最大值。这限制这种发光二极管芯片在电流密度小的情况下使用。
技术实现思路
本申请的目的是：提出一种发光二极管芯片，在电流密度低的情况下存在所述发光二极管芯片的效率最大值。此外，本申请的一个目的是：提出一种用于制造这种发光二极管芯片的方法。所述目的通过具有权利要求1的特征的发光二极管芯片以及通过具有权利要求10的步骤的方法来实现。发光二极管芯片的和方法的有利的实施方式以及改进形式是相应从属权利要求的主题。根据一个实施方式，发光二极管芯片具有外延的半导体层序列，所述半导体层序列具有有源区，所述有源区在运行时产生电磁辐射。尤其优选地，发光二极管芯片具有钝化层，在所述钝化层中静力学固定电的载流子，或者所述钝化层引起半导体层序列的表面态的饱和。钝化层优选施加在半导体层序列的侧面上，并且优选至少侧向地遮盖有源区。此外，也可行的是：钝化层整面地在外延的半导体层序列的侧面之上延伸。替选地或附加地，钝化层也能够至少部分地设置在外延的半导体层序列或发光二极管芯片的光出射面上。本申请的构思是：在半导体层序列的侧面上并且尤其在产生辐射的有源区的区域中设置静力学固定的载流子，使得在半导体层序列的邻接于钝化层的半导体材料中积聚具有相反电荷的载流子。钝化层中的静力学固定的载流子有利地引起在侧面处屏蔽相反带电种类的载流子。因为对于非放射效应必须局部地存在两种类型的载流子，引起损失的非放射率在通常刻蚀的侧面处显著减小。因此，有利地提高发光二极管芯片的效率。尤其优选地，钝化层以与外延的半导体层序列的材料直接接触的方式设置。换言之，钝化层与外延的半导体层序列尤其优选地具有共同的边界面。根据发光二极管芯片的一个优选的实施方式，静力学固定的载流子是电子。尤其优选地，钝化层中的静力学固定的电荷实现在外延的半导体层序列的邻接于钝化层的半导体材料中的导带和价带的带边缘的弯曲。以该方式和方法，来自半导体材料的载流子聚集在邻接于钝化层的半导体材料中，所述载流子的电荷与钝化层中的静力学固定的载流子的电荷相反。钝化层中的静力学固定的载流子通常有利地引起在侧面处屏蔽相反带电种类的载流子。有利地，钝化层中的静力学固定的载流子引起在钝化层的区域中朝更小的能量的带边缘弯曲，使得在此电子聚集在与半导体层序列的边界区域中。由于钝化层中局部提高的电子密度，相反地在半导体层序列的邻接的区域中积聚正电荷载流子，例如空穴。在半导体层序列-钝化层的边界面处的带边缘弯曲的区域例如具有在1纳米和100纳米之间的扩展。例如，价带边缘和导带边缘的带边缘弯曲为至少0.1eV。根据一个实施方式，在半导体层序列和钝化层之间的边界区域中的静力学固定的载流子的载流子密度为至少1011cm-2。尤其优选地，在半导体层序列和钝化层之间的边界区域中的静力学固定的载流子的载流子密度为至少1012cm-2。根据一个优选的实施方式，外延的半导体层序列基于III/V族半导体复合材料。III/V族半导体复合材料尤其优选是磷化物半导体复合材料。磷化物半导体复合材料是如下半导体复合材料，所述半导体复合材料包含磷，例如体系InxAlyGa1-x-yP中的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1并且x+y≤1。特别地，外延生长的半导体层序列具有所述材料之一或由所述材料之一构成。钝化层优选具有在1纳米和100纳米之间的厚度，其中包括边界值。尤其优选地，钝化层极其薄地构成。优选地，钝化层的厚度不超过5纳米。钝化层中的静力学固定的载流子有利地引起在侧面处屏蔽相反带电种类的载流子。因为对于非放射效应必须局部地存在两种类型的载流子，所以引起损失的非放射率在侧面处显著减小。这尤其在具有小的横向扩展的发光二极管芯片中引起效率提高。尤其优选地，发光二极管芯片因此具有不超过1毫米的棱边长度。此外，在侧面与光出射面的比值相对高的发光二极管芯片中，效率提高尤其有效。发光二极管芯片的侧面与光出射面的比值优选为至少0.01。钝化层优选地具有下述材料之一或由下述材料之一形成：氧化铝、氧化硅、磷化铝、磷化铟铝。根据发光二极管芯片的一个优选的实施方式，半导体层序列基于磷化物复合半导体材料或者由磷化物复合半导体材料形成，其中钝化层以直接接触的方式施加到半导体层序列上。钝化层在此尤其优选地具有磷化铝和/或氧化铝。例如可行的是：钝化层由两个单层形成，所述单层中的一个具有磷化铝或者由磷化铝构成，而另一个具有氧化铝或由氧化铝构成。在此，尤其优选地，氧化铝层与半导体材料直接接触地设置。此外，也可行的是：钝化层具有无序区域，所述无序区域中的一个区域具有磷化铝或者由磷化铝构成，并且另外的区域具有氧化铝或由氧化铝构成。在此尤其优选地，钝化层极其薄地构成并且仅具有几纳米的厚度。此外，在该实施方式中，具有氧化铝的区域优选显著胜过具有磷化铝的区域。例如，钝化层的至少95％由氧化铝构成。在用于制造发光二极管芯片的方法中，首先，提供具有有源区的外延生长的半导体层序列，其中有源区适合于产生电磁辐射。将钝化层施加到半导体层序列的侧面上，在所述钝化层中静力学固定电的载流子。钝化层在此至少覆盖半导体层序列的产生辐射的有源区。根据方法的一个尤其优选的实施方式，半导体层序列的侧面的一部分通过刻蚀、尤其通过干刻蚀产生。这也称作为台面刻蚀。半导体层序列的侧面通常首先部分地通过刻蚀产生，而侧面的另一部分最后通过另一分离工艺、即例如折断、锯割或激光切割制造。尤其优选地，半导体层序列的有源区通过刻蚀分离。根据方法的一个优选的实施方式，提供半导体层序列，所述半导体层序列基于磷化物复合半导体材料或由磷化物复合半导体材料构成。为了施加钝化层，以直接接触的方式将非化学计量的二氧化硅层(SiOx层)优选通过热蒸镀施加到半导体层序列的侧面上。随后，将磷化铝层(Al2O3层)尤其优选通过ALD方法以直接接触的方式施加到非化学计量的二氧化硅层上。借助原子层沉积(atomiclayerdeposition，ALD)当前表示特定形式的CVD方法。在CVD方法(“chemicalvapordeposition”，化学气相沉积)中，在体积中提供要覆层的表面。在该体积中还提供至少一种初始材料，由所述初始材料通过在要覆层的表面上的化学反应来沉积固态的CVD层。通常，在该体积中存在至少一种第二初始材料，第一初始材料与所述第二初始材料在表面上化学反应，以形成固态的CVD层。因此，CVD方法的特征在于在要覆层的表面上的至少一个化学反应，以形成CVD层。当前，借助原子层沉积(atomiclayerdeposition，ALD)表示如下CVD方法，其中将气态的第一初始材料输送给体积，在所述体积中提供要覆层的表面，使得气态的第一初始材料在表面上吸附。在用第一初本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片具有：‑外延的半导体层序列(1)，所述半导体层序列具有有源区(2)，所述有源区在运行时产生电磁辐射，和‑钝化层(10)，在所述钝化层中静力学固定电的载流子，并且引导给所述半导体层序列(1)，其中所述钝化层(10)施加在所述半导体层序列(1)的侧面(8)上，并且所述钝化层(10)至少遮盖所述有源区(2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 DE 102015120089.91.一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片具有：-外延的半导体层序列(1)，所述半导体层序列具有有源区(2)，所述有源区在运行时产生电磁辐射，和-钝化层(10)，在所述钝化层中静力学固定电的载流子，并且引导给所述半导体层序列(1)，其中所述钝化层(10)施加在所述半导体层序列(1)的侧面(8)上，并且所述钝化层(10)至少遮盖所述有源区(2)。2.根据上一项权利要求所述的发光二极管芯片，其中静力学固定的载流子是电子。3.根据上述权利要求中任一项所述的发光二极管芯片，其中所述钝化层(10)的静力学固定的载流子在外延的所述半导体层序列(1)的邻接于所述钝化层(10)的半导体材料中引起导带边缘(CB)和价带边缘(VB)的弯曲，使得如下载流子聚集在所述半导体材料中，所述载流子的电荷与静力学固定的载流子的电荷相反。4.根据上述权利要求中任一项所述的发光二极管芯片，其中外延的所述半导体层序列(1)基于III/V族半导体复合材料。5.根据上一项权利要求所述的发光二极管芯片，其中所述III/V族半导体复合材料是磷化物半导体复合材料。6.根据上述权利要求中任一项所述的发光二极管芯片，其中所述钝化层(10)具有在1纳米和100纳米之间的厚度，其中包括边界值。7.根据上述权利要求中任一项所述的发光二极管芯片，所述发光二极管芯片的棱边长度不超过1毫米。8.根据上述权利要求中任一项所述的发光二极管芯片，其中所述钝化层(10)具有下述材料之一：氧化铝、氧化硅、磷化铝、磷化铟铝。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·埃贝克，彼得鲁斯·松德格伦，罗兰德·蔡塞尔，
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