发射辐射的半导体芯片制造技术

提出一种发射辐射的半导体芯片（1），所述半导体芯片具有带有半导体层序列（2）的半导体本体，其中带有半导体层序列的半导体本体在竖直方向上在第一主面（21）和第二主面（22）之间延伸；半导体层序列具有设置用于产生辐射的有源区域（5）、第一导电类型的第一区域（3）和与第一导电类型不同的第二导电类型的第二区域（4）；第一区域在竖直方向上在第一主面和有源区域之间延伸；第二区域在竖直方向上在第二主面和有源区域之间延伸；有源区域的至少一个层基于砷化物的化合物半导体材料；并且第一区域或第二区域关于在竖直方向上的相应的伸展至少一半基于磷化物的化合物半导体材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提出一种发射辐射的半导体芯片（1），所述半导体芯片具有带有半导体层序列（2）的半导体本体，其中带有半导体层序列的半导体本体在竖直方向上在第一主面（21）和第二主面（22）之间延伸；半导体层序列具有设置用于产生辐射的有源区域（5）、第一导电类型的第一区域（3）和与第一导电类型不同的第二导电类型的第二区域（4）；第一区域在竖直方向上在第一主面和有源区域之间延伸；第二区域在竖直方向上在第二主面和有源区域之间延伸；有源区域的至少一个层基于砷化物的化合物半导体材料；并且第一区域或第二区域关于在竖直方向上的相应的伸展至少一半基于磷化物的化合物半导体材料。【专利说明】发射辐射的半导体芯片
本专利技术涉及一种发射辐射的半导体芯片。
技术介绍
对于制造具有红外光谱范围中的发射波长的发光二级管，砷化物的化合物半导体材料是尤其合适的。然而，考虑到器件的符合环保性而期望尽可能地弃用砷。此外，基于砷化物的化合物半导体材料的已知的红外发光二级管显示出相对低的温度稳定性。这就是说，所发射的辐射功率随半导体芯片的温度的上升而相对大幅地下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种用于在红外光谱范围中发射的器件，所述器件的特征在于改进的符合环保性。此外，应提高温度稳定性。该目的通过根据权利要求1的发射辐射的半导体芯片来实现。设计方案和改进形式是从属权利要求的主题。在一个实施形式中，发射辐射的半导体芯片具有带有半导体层序列的半导体本体。半导体本体在竖直方向上在第一主面和第二主面之间延伸。半导体层序列具有设置用于产生辐射的有源区域、第一导电类型的第一区域和与第一导电类型不同的第二导电类型的第二区域。第一区域在竖直方向上在第一主面和有源区域之间延伸。第二区域在竖直方向上在第二主面和有源区域之间延伸。有源区域的至少一个层基于砷化物的化合物半导体材料。第一区域或第二区域关于在竖`直方向上的相应的伸展至少一半基于磷化物的化合物半导体材料。换言之，第一区域的和/或第二区域的至少一半的厚度基于磷化物的化合物半导体材料。第一区域的和/或第二区域的基于磷化物的化合物半导体材料的部分能够在竖直方向上连续地或者以在竖直方向上彼此间隔的两个或更多的子区域的方式构成在第一区域中或第二区域中。半导体芯片也能够具有多于一个有源区域。在该情况下，第一区域在第一主面和最接近第一主面的有源区域之间延伸。相应地，第二区域在第二主面和最接近第二主面的有源区域之间延伸。基于砷化物的化合物半导体材料在本文中表示:层或区域包括II1-V族化合物半导体材料，其中V族晶格位置主要地、也就是说至少至51%由砷占据。优选地，V族晶格位置的至少60%、尤其优选至少80%由砷占据。尤其，化合物半导体材料通过材料体系InxAlyGa1_x_yP1_zAsz 形成,其中1>0 ^ y ^ 1、x+y ^ I 且 0.51<ζ?^ 1、尤其 ζ=1。相应地，基于磷化物的化合物半导体材料在本文中表示:层或区域包括II1-V族化合物半导体材料，其中V族晶格位置主要地、也就是说至少至51%由磷占据。优选地，V族晶格位置的至少60%、尤其优选至少80%由磷占据。尤其，化合物半导体材料通过材料体系InxAlyGa1_x_yP1_zAsz 形成,其中1>0 ^ y ^ 1、x+y ^ I 且 0<ζ<0.49。竖直方向在本文中理解为垂直于半导体层序列的半导体层的主延伸平面伸展的方向。因此，在第一和/或第二区域中，相对于基于砷化物的半导体材料的常规的半导体芯片，至少部分地通过磷化物的化合物半导体材料取代砷化物的半导体材料。半导体芯片的砷含量能够降低，而所放射的辐射的峰值波长不改变。优选地，第一区域和第二区域关于在竖直方向上的相应的伸展至少一半、尤其优选至少至70%基于磷化物的化合物半导体材料。在一个优选的设计方案中，磷化物的化合物半导体材料通过材料体系InxAlyGah_yPhAsz 形成，其中 O ≤ x ≤ 0.6、0 ≤ y ≤ 1、x+y ≤ I 且 O ≤ z ≤ 0.3。此外优选的是,对于砷含量z适用的关系是O < z < 0.1,尤其优选O < z < 0.05。在一个优选的设计方案中，对于磷化物的化合物半导体材料的铟含量X适用的是0.0.6、优选0.5 < X < 0.56。具有在所述范围中的铟含量的磷化物的化合物半导体材料、尤其无砷的磷化物的化合物半导体材料与砷化物的化合物半导体材料晶格匹配或者尽可能地晶格匹配，使得能够简化地以高的晶体质量沉积半导体芯片的半导体层序列。在一个优选的改进形式中，整个第一区域的V族晶格位置的最多20%和/或整个第二区域的V族晶格位置的最多20%由砷占据。在有源区域之外的砷份额越低，半导体芯片的砷份额就越大幅地下降，而没有改变由有源区域产生的辐射的峰值波长。第一区域和 第二区域优选分别构成为是多层的。在一个优选的设计方案中，第一区域具有邻接于第一主面的接触区域。相应地，第二区域优选具有邻接于第二主面的第二接触区域。在接触区域和有源区域之间优选构成势垒区域。相应地，在第二接触区域和有源区域之间构成第二势垒区域。势垒区域优选为接触区域的至少两倍厚、尤其优选至少五倍厚。因此在将砷化物的化合物半导体材料用于接触区域时，也能够将半导体芯片的砷含量整体上保持得低。优选地，第一势垒区域和第二势垒区域分别具有比有源区域的设置在势垒区域之间的层更大的带隙。势垒区域中的至少一个或其至少一个区域还能够构成为用于与该区域的导电类型相反的导电类型的载流子势垒。这就是说，η型传导区域中的势垒层能够构成为空穴势垒，P型传导区域中的势垒区域能够构成为电子势垒。优选地，第一势垒区域的和/或第二势垒区域的V族晶格位置的最多10%、尤其优选最多5%、最优选最多1%由砷占据。尤其优选的是，第一势垒区域和/或第二势垒区域不具有砷。因此，不具有砷的半导体层能够在一侧上或两侧上邻接于有源区域。在另一优选的设计方案中，有源区域具有量子阱结构。术语量子阱结构在本申请的范围内尤其包括其中载流子由于约束(“Confinement”)而能够经受其能量状态的量子化的任何结构。特别地，术语量子阱结构不包含任何关于量子化维度的说明。因此，其还包括量子阱、量子线和和量子点和这些结构的任意的组合。优选地，量子阱结构具有至少一个量子层和至少一个势垒层。量子阱结构尤其能够具有三个和二十个之间的量子层，其中包括边界值，其中在两个相邻的量子层之间优选分别设置有势垒层。在一个优选的改进形式中，量子阱结构的至少一个势垒层、尤其优选量子阱结构的全部势垒层基于磷化物的化合物半导体材料。在该实施方案中，能够将半导体芯片构造成，使得仅构成用于产生辐射的量子层基于砷化物的化合物半导体材料，而半导体芯片的其余的半导体层完全地或至少部分地基于磷化物的化合物半导体材料。半导体本体中的砷份额因此能够被尽可能地降低。优选地，整个半导体本体的V族晶格位置的最多25%、尤其优选最多15%、最优选最多5%由砷占据。特别地，整个半导体本体的V族晶格位置的最多1%由砷占据。在一个优选的设计方案中，将用于半导体本体的优选外延地沉积的半导体层序列的生长衬底完全地或至少局部地移除。这种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·鲁道夫·贝林格，克里斯托夫·克伦普，伊瓦尔·通林，彼得·海德博恩，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：
国别省市：