用于制造半导体芯片的方法和半导体芯片技术

提出一种用于制造半导体芯片(100)的方法，其中在用于生长第一半导体层(1)的生长工艺期间，沿着生长的第一半导体层(1)的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立第一半导体层(1)的材料组成的横向变化。此外，提出一种半导体芯片(100)。

Method for manufacturing semiconductor chip and semiconductor chip

Proposes a method for manufacturing a semiconductor chip (100) method, which is used in the growth of the first semiconductor layer (1) during the growth process, the growth along the first semiconductor layer (1) at least one extending direction of transverse uneven temperature distribution, the establishment of the first semiconductor layer (1) lateral variation of material composition the. In addition, a semiconductor chip (100) is proposed.

【技术实现步骤摘要】
用于制造半导体芯片的方法和半导体芯片相关申请的交叉引用本申请要求德国专利申请102016108893.5的优先权，其公开内容通过参引结合于此。
提出一种用于制造半导体芯片的方法和一种半导体芯片。尤其，半导体芯片能够构成为光电子半导体芯片，例如发光半导体芯片，例如发光二极管芯片或激光二极管芯片或探测光的半导体芯片。
技术介绍
例如在半导体激光二极管中，性能在很大程度上受光在共振器中的导引影响。例如在所谓的氧化物条形激光器中，光导引通过收益导引(Gewinnführung)实现，然而这尤其对于窄的脊部宽度而言能够引起激光器模式的高的损失。此外，例如脊形波导激光二极管广泛传播，其中通过在半导体中刻蚀阶梯产生称作为脊形或肋形波导(“ridgewaveguide”)的波导结构，通过所述波导结构，由于通过脊部引起的折射率突变，通过折射率导引来导引光学模式。然而脊部刻蚀工艺是非常耗费的且是高成本的。用于在GaAs和InP材料体系中实现折射率导引的一个替选的方案在于通过植入将有源区域的量子膜混匀，然而这例如在InAlGaN材料体系中是非常困难的。此外，通过植入能够出现晶体损坏，所述晶体损坏引起增强的激光器老化。另一方案在于多级的外延，其中在多个外延步骤和位于其之间的芯片处理步骤中产生各个层。该方案也是非常耗费的并且是昂贵的，并且此外在InAlGaN材料体系中迄今为止无法以好的材料质量实现。
技术实现思路
特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种用于制造半导体芯片的方法。特定的实施方式的至少另一个目的是：提出一种半导体芯片。所述目的通过一种用于制造半导体芯片的方法来实现，其中在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，沿着生长的所述第一半导体层的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立所述第一半导体层的材料组成的横向变化；所述目的还通过一种借助于根据本专利技术的方法制造的半导体芯片来实现，所述半导体芯片具有第一半导体层，所述第一半导体层沿着至少一个延伸方向具有材料组成的通过在生长工艺期间横向变化的温度分布引起的横向变化。设备的和方法的有利的实施方式和改进方案的特征在于本文中并且还从下面的描述和附图中得到。根据至少一个实施方式，在用于制造半导体芯片的方法中，生长至少一个第一半导体层。第一半导体层尤其能够是具有多个半导体层的半导体层序列的一部分。根据至少一个实施方式，半导体芯片具有至少一个第一半导体层。第一半导体层尤其能够是半导体层序列的一部分。之前和随后描述的实施方式同样涉及用于制造半导体芯片的方法以及涉及半导体芯片。半导体芯片例如能够构成为光电子半导体芯片，即构成为发射光的或探测光的半导体芯片，例如构成为发光二极管芯片、激光二极管芯片或光电二极管芯片。此外，对光电子功能替选地或附加地，半导体芯片也能够具有电子功能，并且例如构成为晶体管或构成为其他电子功率器件。即使下面的描述主要涉及光电子半导体芯片并且在此尤其涉及发光半导体芯片，半导体芯片的和用于制造半导体芯片的方法的下面所描述的实施方式也适用于其他的、尤其也非光电子地构成的半导体芯片。半导体层序列尤其能够构成为外延层序列，即构成为外延生长的半导体层序列。在此，半导体层序列例如能够基于InAlGaN构成。基于InAlGaN的半导体层序列尤其包括如下半导体层序列：在所述半导体层序列中，外延制造的半导体层序列通常具有由不同的单层构成的层序列，所述半导体层序列包含至少一个单层，所述单层具有出自III-V族化合物半导体材料体系InxAlyGa1-x-yN的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。尤其，第一半导体层能够基于这种材料。具有至少一个基于InAlGaN的有源层作为发光半导体芯片的一部分的半导体层序列例如能够优选发射在紫外的至绿色的波长范围中的电磁辐射。替选地或附加地，半导体层序列也能够基于InAlGaP，也就是说，半导体层序列能够具有不同的单层，其中至少一个单层，例如第一半导体层具有出自III-V族化合物半导体材料体系InxAlyGa1-x-yP的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。具有至少一个基于InAlGaP的有源层作为发光半导体芯片的一部分的半导体层序列例如能够优选发射具有一个或多个在绿色至红色的波长范围中的光谱分量的电磁辐射。替选地或附加地，半导体层序列也能够具有其他III-V族化合物半导体材料体系，例如基于InAlGaAs的材料，或具有II-VI族化合物半导体材料体系。尤其，发光半导体芯片的具有基于InAlGaAs材料的有源层能够适合于发射具有一个或多个在红色的至红外的波长范围中的光谱分量的电磁辐射。II-VI族化合物半导体材料能够具有至少一个第二主族中的元素，例如Be、Mg、Ca、Sr，和第六主族中的元素，例如O、S、Se。尤其，II-VI族化合物半导体材料包括二元的、三元的或四元的化合物，所述化合物包括第二主族中的至少一个元素和第六主族中的至少一个元素。这种二元的、三元的或四元的化合物还能够例如具有一种或多种掺杂物以及附加的组成部分。例如，该II/VI族化合物半导体材料包括：ZnO、ZnMgO、CdS、ZnCdS、MgBeO。第一半导体层和尤其具有第一半导体层的半导体层序列能够在衬底上生长，所述衬底在此和在下文中也能够称作生长衬底。在此，衬底能够包括半导体材料，例如上述化合物半导体材料体系，或其他允许外延沉积的材料。尤其，衬底能够包括蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、InP、SiC、Si和/或Ge或由这些材料构成。构成为光电子半导体芯片的半导体芯片的半导体层序列能够例如具有常规的pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW结构)或多量子阱结构(MQW结构)作为有源层，以产生光或探测光。半导体层序列除了有源层以外能够包括其他的功能层和功能区域，例如p掺杂的或n掺杂的载流子传输层，即电子或空穴传输层；未掺杂的或p掺杂的或n掺杂的约束层、熔覆层或波导层、阻挡层、平坦化层、缓冲层、保护层和/或电极及其组合。尤其，第一半导体层能够至少是波导层的和/或有源层的一部分或者是这种层。此外，第一半导体层也能够是半导体层序列的其他功能层的一部分或是这种层。例如，第一半导体层能够由一个层构成。此外也可行的是：第一半导体层具有多个层或由多个层构成。此外，附加的层，例如缓冲层、阻挡层和/或保护层也能够垂直于半导体层序列的生长方向例如围绕半导体层序列设置，即例如设置在半导体层序列的侧面上。第一半导体层和尤其具有第一半导体层的半导体层序列能够借助于外延法，例如借助于金属有机气相外延(MOVPE)或分子束外延(MBE)在生长衬底上生长并且此外设有电接触部。在此，第一半导体层的和尤其具有第一半导体层的半导体层序列的在下面详细描述的制造能够特别优选地在晶片复合件中进行，能够将所述晶片复合件在生长工艺之后通过分割成多个半导体芯片分开。根据另一实施方式，在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，沿着生长的第一半导体层的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布。在此和在下文中，用“横向”表示如下方向：所述方向垂直于或基本上垂直于第一半导体层的和尤其具有第一半导体层的半导体层序列的生长方向取向。在此，生长方向对应于半导体层序列的相叠设置的各个层的设置方向。尤其，第一半导体层还有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造半导体芯片(100)的方法，其中在用于生长第一半导体层(1)的生长工艺期间，沿着生长的所述第一半导体层(1)的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立所述第一半导体层(1)的材料组成的横向变化。

【技术特征摘要】
2016.05.13 DE 102016108893.51.一种用于制造半导体芯片(100)的方法，其中在用于生长第一半导体层(1)的生长工艺期间，沿着生长的所述第一半导体层(1)的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立所述第一半导体层(1)的材料组成的横向变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中有针对性地至少部分地通过局部变化的光辐照(300)产生所述不均匀的横向温度分布。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述光辐照(300)包括用激光器进行辐照。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中通过光转向装置(400)和/或通过多个能彼此独立操控的光源(301)局部地改变所述光辐照(300)，以产生所述不均匀的横向温度分布。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中有针对性地至少部分地通过温度分布结构(7)产生所述不均匀的横向温度分布，所述温度分布结构具有至少一个温度分布结构元件(70)，所述温度分布结构元件引起生长的所述第一半导体层(1)的温度的局部升高或降低。6.根据权利要求5所述的方法，其中在生长衬底(6)上生长所述第一半导体层(1)，并且所述温度分布结构(7)设置在所述生长衬底(6)的背离所述第一半导体层(1)的一侧上。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中在生长衬底(6)上生长所述第一半导体层(1)，并且所述温度分布结构(7)设置在所述生长衬底(6)的朝向所述第一半导体层(1)的一侧上。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述温度分布结构(7)以与所述生长衬底(6)直接接触的方式设置。9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其中所述温度分布结构(7)从所述生长衬底(6)起观察借助保护层(8，9)覆盖，和/或在所述温度分布结构(7)和所述生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫·艾希勒，安德烈·佐默斯，哈拉尔德·柯尼希，贝恩哈德·施托耶茨，安德烈亚斯·莱夫勒，艾尔弗雷德·莱尔，
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