光电子半导体芯片制造技术

在一个实施方式中，光电子半导体芯片(1)包括第一传导类型的第一半导体区域(21)和第二传导类型的第二半导体区域(23)。在这两个半导体区域(21，23)之间存在有源区(22)，所述有源区设计用于产生光。第一电接触层(31)局部地直接位于第一半导体区域(21)上。此外，第二电接触层(32)局部地直接位于第二半导体区域(23)上，其中半导体区域(21，23)经由接触层(31，33)通电。此外，存在两个金属馈电部(41，43)和绝缘层(5)。绝缘层(5)局部地直接覆盖第二半导体区域(23)并且突出于所述第二半导体区域。此外，绝缘层(5)处于用于第二半导体区域(23)的馈电部(43)下方。两个接触层(31，33)由透明导电氧化物制造,并且第一接触层(31)直接包覆住第二接触层(33)并且也包覆住绝缘层(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子半导体芯片
提出一种光电子半导体芯片。
技术实现思路
要实现的目的在于：提出一种具有高的外部量子效率的光电子半导体芯片。所述目的还通过具有独立权利要求的特征的光电子半导体芯片来实现。优选的改进形式是从属权利要求的主题。根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片为发光二极管芯片、激光二极管芯片或为光电探测器。尤其优选地，半导体芯片是发光二极管芯片并且设计用于发射电磁辐射。例如，半导体芯片在正常使用时发射具有最大强度为至少350nm或400nm和/或最高550nm或480nm或460nm的波长的辐射。根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片包括半导体层序列。半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamN，或者是磷化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamP，或者也是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。根据至少一个实施方式，半导体层序列包括第一传导类型的第一半导体区域和不同的第二传导类型的第二半导体区域。在此，传导类型表示n传导或p传导。优选地，第一半导体区域是n掺杂的，并且第二半导体区域是p掺杂的。根据至少一个实施方式，在第一半导体区域和第二半导体区域之间存在有源区。有源区优选设计用于产生由半导体芯片在运行时发射的辐射。因此，两个半导体区域以及位于其之间的有源区沿着半导体层序列的生长方向彼此上下堆叠地设置。优选地，有源区直接邻接于两个半导体区域。根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片包括第一电接触层。第一电接触层局部地直接位于第一半导体区域上。此外，电接触层还设计用于：将电流注入到第一半导体区域中。因此，特别地，第一电接触层在接触电阻方面和在电逸出功方面相应地匹配于第一半导体区域。特别地，仅经由第一电接触层将电流直接地注入到第一半导体区域中。根据至少一个实施方式，半导体芯片包含第二电接触层，所述第二电接触层局部地直接位于第二半导体区域上，并且所述第二电接触层设计用于将电流注入到第二半导体区域中。特别地，仅经由第二电接触层将电流直接注入到第二半导体区域中。根据至少一个实施方式，半导体芯片包含至少两个金属馈电部。金属尤其表示：馈电部由一种或多种金属构成并且显示出欧姆导电特性。馈电部能够为接触金属化部。优选地，馈电部直接地位于第一电接触层上，优选仅位于第一电接触层上。优选仅借助于馈电部将电流注入到第一和/或第二电接触层中。特别地，馈电部中的一个设计为阳极接触部，并且馈电部中的另一个设计为阴极接触部。经由馈电部能够外部电接触光电子半导体芯片。根据至少一个实施方式，半导体芯片包括至少一个电绝缘层。在半导体芯片正常使用时，禁止穿过电绝缘层的电通流。绝缘层局部地直接位于第二半导体区域上进而局部地覆盖第二半导体区域。根据至少一个实施方式，绝缘层突出于第二半导体区域。这能够表示：绝缘层施加到第二半导体区域上，而在第二半导体区域中不设有用于绝缘区域的凹部或下沉部。如果第二半导体区域的上面不存在绝缘层的其余区域设有例如用于改进光耦合输出效率的粗化部，那么绝缘层突出于这种粗化部。根据至少一个实施方式，绝缘层位于如下馈电部下方，经由所述馈电部电连接第二半导体区域。换言之，绝缘层于是位于第二半导体区域和所属的馈电部之间。在此，绝缘层优选不具有与所述馈电部的直接的物理接触。特别地，在所述馈电部和绝缘层之间存在第一电接触层的材料和第二电接触层的材料。根据至少一个实施方式，这两个接触层各由一种或多种透明导电氧化物制造，其也称作为透明的导电氧化物(TransparentConductiveOxide)或简称TCO。透明导电氧化物通常为金属氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或者氧化铟锡(ITO)。除了二元的金属氧化化合物例如ZnO、SnO2或In2O3之外，三元的金属氧化化合物即例如Zn2SnO4、CdSnO3、ZnSnO3、MgIn2O4、GaInO3、Zn2In2O5或In4Sn3O12或者不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO的组。此外，TCO不强制性地对应于化学计量的组分并且也能够是p掺杂的或者n掺杂的。根据至少一个实施方式，第一接触层在绝缘层的区域中覆盖第二接触层。在此，第二接触层优选直接位于绝缘层上，并且第一接触层直接位于第二接触层上。因此，由用于第二半导体区域的金属馈电部将电流注入到第一接触层中，从那里起注入到第二接触层中并且从那里起沿横向方向错开地注入到第二半导体区域中。根据至少一个实施方式，第一接触层包覆住绝缘层。换言之，通过绝缘层超出第二半导体区域形成的突出部由第一接触层罩状地或盖状地覆盖。于是，在俯视图中观察，第一接触层的材料和优选还有第二接触层的材料位于整个绝缘层之上。在至少一个实施方式中，光电子半导体芯片包括第一传导类型的第一半导体区域和第二传导类型的第二半导体区域。在这两个半导体区域之间存在有源区，所述有源区优选设计用于产生可见光。第一电接触层局部地直接位于第一半导体区域上并且设计用于将电流注入到所述第一半导体区域中。此外，第二电接触层局部地直接位于第二半导体区域上，其中第二半导体区域经由第二接触层通电。此外，半导体芯片包含两个金属馈电部和绝缘层。绝缘层局部地直接覆盖第二半导体区域并且突出于所述第二半导体区域。此外，绝缘层处于用于第二半导体区域的馈电部下方。在此，两个接触层各由透明导电氧化物制造，并且第一接触层在绝缘层的区域中直接包覆住第二接触层，并且也包覆住绝缘层本身。具体地，包括蓝宝石生长衬底的发光二极管芯片、简称LED芯片具有电绝缘层，通过所述电绝缘层防止从金属馈电部到半导体层序列中的直接的电通流。通过这种绝缘层防止：直接在金属馈电部下方产生光。如果在该区域中产生光，那么这仅小部分地从LED芯片中耦合输出。此外，金属结构相对强地吸收。为了实现横向的电流扩展，这种绝缘层借助透明导电层包覆，其中这种层为用于相应的半导体区域的接触层。然而，由透明导电氧化物构成的接触层在电导率高的情况下具有相对小的光穿透性并且反之亦然。借此，薄的接触层对于高的光耦合输出效率有利于降低辐射吸收。然而，在薄的接触层中，在包覆绝缘层时出现问题，使得在金属馈电部和接触层之间的电接触在绝缘层的区域中能够中断，这能够导致在制造半导体芯片时的小的产率。在此处描述的半导体芯片中，面状地在第二半导体区域之上延伸的第二接触层选择得显著更薄，因为绝缘层局部附加地由第一接触层包覆。即使通过第二接触层不能够实现从馈电部到第二半导体区域中的连续的电接触，那么这通过包覆住绝缘层的第一接触层来确保。根据至少一个实施方式，通过绝缘层，禁止由用于第二半导体区域的馈电部沿垂直于第二半导体区域的方向将电流注入到第二半导体区域中。换言之，通过该馈电部于是将电流注入到第二接触层中，并且第二接触层将电流沿横向方向在第二半导体区域之上扩展。借此，第二半导体区域的面状的通电是可行的。沿横向方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子半导体芯片(1)，所述光电子半导体芯片具有：‑第一传导类型的第一半导体区域(21)和第二传导类型的第二半导体区域(23)，在所述第一半导体区域和第二半导体区域之间存在有源区(22)，‑第一电接触层(31)，所述第一电接触层局部地直接位于所述第一半导体区域(21)上，并且设计用于将电流注入到所述第一半导体区域中，‑第二电接触层(33)，所述第二电接触层局部地直接位于所述第二半导体区域(33)上，并且设计用于将电流注入到所述第二半导体区域中，‑至少两个金属馈电部(41，43)，和‑绝缘层(5)，所述绝缘层局部地直接覆盖所述第二半导体区域(23)并且突出于所述第二半导体区域，并且处于用于所述第二半导体区域(23)的馈电部下方，其中‑两个所述接触层(31，33)各由透明导电氧化物制造，‑所述第一接触层(31)在所述绝缘层(5)的区域中直接覆盖所述第二接触层(33)并且包覆住所述绝缘层(5)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.13 DE 102015111301.51.一种光电子半导体芯片(1)，所述光电子半导体芯片具有：-第一传导类型的第一半导体区域(21)和第二传导类型的第二半导体区域(23)，在所述第一半导体区域和第二半导体区域之间存在有源区(22)，-第一电接触层(31)，所述第一电接触层局部地直接位于所述第一半导体区域(21)上，并且设计用于将电流注入到所述第一半导体区域中，-第二电接触层(33)，所述第二电接触层局部地直接位于所述第二半导体区域(33)上，并且设计用于将电流注入到所述第二半导体区域中，-至少两个金属馈电部(41，43)，和-绝缘层(5)，所述绝缘层局部地直接覆盖所述第二半导体区域(23)并且突出于所述第二半导体区域，并且处于用于所述第二半导体区域(23)的馈电部下方，其中-两个所述接触层(31，33)各由透明导电氧化物制造，-所述第一接触层(31)在所述绝缘层(5)的区域中直接覆盖所述第二接触层(33)并且包覆住所述绝缘层(5)。2.根据上一项权利要求所述的光电子半导体芯片(1)，其中通过所述绝缘层(5)，禁止由用于所述第二半导体区域(23)的馈电部(43)沿垂直于所述第二半导体区域(23)的方向将电流注入到所述第二半导体区域中，其中所述第二接触层(33)引起从所述馈电部(43)的横向的电流扩展，并且其中在俯视图中观察，所述第一接触层(31)侧向地超出所述绝缘层(5)至少200nm和最多所述绝缘层(5)的宽度(B)的90％。3.根据上一项权利要求所述的光电子半导体芯片(1)，其中所述第一接触层(31)在横截面中观察并且始于所述绝缘层(5)连续地变薄并且楔形地逐渐结束，其中在俯视图中观察，所述第一接触层(31)侧向地超出所述绝缘层(5)至少所述宽度(B)的15％，并且其中所述宽度(B)在5μm和100μm之间，其中包括边界值。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(1)，其中所述第一接触层(31)的厚度(D1)是所述第二接触层(33)的厚度(D3)的至少3倍和最高20倍大，其中所述接触层(31，33)的厚度(D1，D3)各小于所述绝缘层(5)的厚度(D5)。5.根据上一项权利要求所述的光电子半导体芯片(1)，其中所述第一接触层(31)的厚度(D1)在50nm和500nm之间，并且所述第二接触层(33)的厚度(D3)在5nm和70nm之间，其中所述绝缘层(5)的厚度(D5)在100nm和1μm之间，其中包括边界值。6.根据上述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡伊·格尔克，
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