用于制造光电子半导体芯片的方法和光电子半导体芯片技术

本发明专利技术涉及一种用于制造光电子半导体芯片(100)的方法，所述方法具有如下步骤：A)在腔(5)中提供表面(2)；B)在腔(5)中提供至少一种有机的第一前驱体(3)和第二前驱体(4)，其中有机的第一前驱体(3)具有气态的III族化合物材料(3)，其中第二前驱体(4)具有气态的含磷的化合物材料(41)；C)将第一和第二前驱体(3，4)在540℃和660℃之间的温度(其中包含边界值)和在30mbar和300mbar之间的压力(其中包含边界值)下外延沉积到腔(5)中的表面(2)上，以形成第一层(12)，所述第一层具有磷化物化合物半导体材料(6)，其中在第二前驱体和第一前驱体(3，4)之间的比例在5和200之间，其中包含边界值，其中所产生的磷化物化合物半导体材料(6)掺杂有碳，其中碳掺杂浓度为至少4×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造光电子半导体芯片的方法和光电子半导体芯片
本专利技术涉及一种用于制造光电子半导体芯片的方法。此外，本专利技术涉及一种光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片优选借助在此所描述的方法产生。
技术介绍
在基于磷化物化合物半导体材料的光电子半导体芯片中，对于在p型侧上的电流扩展和/或接触通常使用AlGaAs层。所述层然而可能腐蚀，这会造成半导体芯片的失效。此外，这种层显示出对于要在半导体芯片中产生的光的相对高的吸收。替选地，可以使用掺杂有镁的磷化镓。由此虽然可以避免相对于湿气的易受侵蚀性，但是实现比在AlGaAs中明显更差的比电阻。此外，镁可以在有源区域中扩散并且形成缺陷，这造成光损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种半导体芯片，所述半导体芯片在吸收损失小并且湿度稳定性高的同时具有良好的电流扩展和/或接触。尤其，半导体芯片应当简单地和/或低成本地通过在此所描述的方法产生。所述一个或多个目的此外通过根据权利要求1的用于制造光电子半导体芯片的方法和根据权利要求17的光电子半导体芯片来实现。本专利技术的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。在至少一个实施方式中，用于制造光电子半导体芯片的方法具有如下步骤：A)在腔中提供表面；B)在腔中提供至少一种有机的第一前驱体和第二前驱体。有机的第一前驱体具有气态的III族化合物材料或由其构成。第二前驱体具有气态的含磷的化合物材料或由其构成；C)将第一和第二前驱体外延沉积到腔中的表面上。由此形成第一层，所述第一层具有磷化物化合物半导体材料或由其构成。外延沉积在540℃和660℃之间的温度和在30mbar和300mbar之间的压力进行，其中包含边界值，其中在第二前驱体和第一前驱体之间的比例在5和200之间，其中包含边界值，其中所产生的磷化物化合物半导体材料掺杂有碳，其中碳掺杂浓度为至少2×1019cm-3或至少4×1019cm-3。本专利技术还涉及一种光电子半导体芯片。优选地，光电子半导体芯片借助在此所描述的方法产生。在此，用于制造光电子半导体芯片的方法的所有定义和实施方案也适用于光电子半导体芯片并且反之亦然。在至少一个实施方式中，光电子半导体芯片具有半导体层序列。半导体层序列尤其具有磷化物化合物半导体材料。半导体层序列具有设为用于产生辐射的有源区域、n型传导区域和p型传导区域。有源区域设置在n型传导区域和p型传导区域之间。p型传导区域具有第一层，或者第一层尤其直接地邻接于p型传导区域。第一层基于掺杂有碳的磷化物化合物半导体材料。磷化物化合物半导体材料的碳掺杂浓度为至少5×1019cm-3。第一层可以形成为p型接触层和/或p型电流扩展层。根据至少一个实施方式，用于制造光电子器件的方法具有方法步骤A)，提供表面。表面在腔中提供。腔尤其是外延设施的组成部分。优选地，腔是用于金属有机气相外延(MOVPE)的设施的组成部分。根据至少一个实施方式，表面是衬底或载体的表面。衬底例如可以是GaAs、蓝宝石或硅晶片。附加地或替选地，表面是半导体层序列的表面。半导体层序列设为用于产生辐射，尤其经由有源区域产生辐射。半导体层序列具有n型传导区域和p型传导区域。有源区域设置在n型传导区域和p型传导区域之间。有源区域尤其设为用于产生在蓝色、绿色、黄色、红色、红外和/或UV光谱范围内的辐射。根据至少一个实施方式，半导体层序列的有源区域基于磷化物化合物半导体材料。替选地或附加地，第一层可以基于磷化物化合物半导体材料或由其构成。“基于磷化物化合物半导体材料”在本文中意味着，材料具有磷化物化合物半导体材料，优选AlxInyGa1-x-yP或者由其构成，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。优选地，针对第一层x＝0并且y＝0。在此，所述材料不必强制性地具有根据上式的数学上精确的组成。更确切地说，所述材料例如可以具有一种或多种掺杂物以及附加的组成部分。然而为了简单，上式仅包含晶格的主要组成部分(Al、Ga、In、P)，即使这些主要组成部分可以部分地由少量其他物质替代和/或补充时也如此。尤其，半导体层序列包括多个由磷化镓构成的层。有源层例如可以构成为pn结、双异质结构、单量子系统结构或多量子系统结构。名称量子系统结构在此包括如下结构，其中载流子通过包围(Confinement，限域)经受其能量状态的量子化。尤其，名称量子系统结构不包含关于量子化的维度的说明。由此，所述量子系统结构此外包括量子阱、量子线或量子点和这些量子结构的任意组合。根据至少一个实施方式，所述方法具有步骤B)，在腔中提供至少一种有机的第一前驱体和第二前驱体。有机的第一前驱体具有气态的III族化合物材料或由其构成。第二前驱体具有气态的含磷的化合物材料或由其构成。根据至少一个实施方式，有机的第一前驱体和/或III族化合物材料是三甲基镓(TMGa)、三甲基铟(TMIn)或三甲基铝(TMAl)。优选地，有机的第一前驱体和/或III族化合物材料是三甲基镓。根据至少一个实施方式，第二前驱体和/或含磷的化合物材料是磷化氢(PH3)。根据至少一个实施方式，所述方法具有步骤C)，将第一和第二前驱体外延沉积到腔中的表面上。由此构成第一层。第一层包括C掺杂的磷化物化合物半导体材料，优选C掺杂的GaP或由其构成。外延沉积在540℃和660℃或700℃之间、包含边界值的温度和30mbar和300mbar之间、包含边界值的压力下进行，其中在第二前驱体和第一前驱体之间的比例在5和200之间，其中包含边界值(第二前驱体/第一前驱体＝5至200)。碳掺杂浓度为至少5×1019cm-3。根据半导体芯片的至少一个实施方式，p型传导区域具有p型电流扩展层。p型电流扩展层尤其是半导体层序列的一部分。p型电流扩展层尤其在p型传导区域的背离有源区域的侧上构成。例如，p型电流扩展层形成在方法的步骤C)中产生的第一层，所述第一层包括C掺杂的磷化物化合物半导体材料。替选地或附加地，在半导体层序列的p型传导区域上邻接有电流扩展层，所述电流扩展层具有透明导电氧化物。在电流扩展层上设置有金属的p型端子接触部，所述p型端子接触部至少局部地邻接于电流扩展层。p型端子接触部具有金属或金属合金并且设置在电流扩展层的背离半导体层序列的侧上。金属的p型端子接触部尤其用于穿过电流扩展层将电流输送到n型传导区域中。然而，所述p型端子接触部也可以同时具有镜层的功能。尤其，在由透明导电氧化物形成的电流扩展层和p型传导区域之间设置有在步骤C)中产生的第一层，所述第一层尤其具有磷化物化合物半导体材料。尤其，第一层由碳掺杂的磷化镓形成。第一层在此尤其用作为p型接触层。p型接触层有利地非常高浓度地掺杂有碳。第一层的磷化物化合物半导体材料的碳掺杂浓度尤其位于5·1019cm-3至1·1021cm-3之间，尤其对于形成为p型接触层的第一层如此。优选地，浓度为5·1020cm-3。此外，p型接触层是相对薄的层，所述层的厚度优选在5nm和200nm之间，尤其在10nm和35nm之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造光电子半导体芯片(100)的方法，所述方法具有如下步骤：/nA)在腔(5)中提供表面(2)；/nB)在所述腔(5)中提供至少一种有机的第一前驱体(3)和第二前驱体(4)，其中所述有机的第一前驱体(3)具有气态的III族化合物材料(3)，其中所述第二前驱体(4)具有气态的含磷的化合物材料(41)；/nC)将所述第一前驱体和第二前驱体(3，4)在540℃和660℃之间、包含边界值的温度，和在30mbar和300mbar之间、包含边界值的压力下外延沉积到所述腔(5)中的所述表面(2)上，以形成第一层(12)，所述第一层具有磷化物化合物半导体材料(6)，其中所述第二前驱体和第一前驱体(3，4)之间的比例介于5和200之间，其中包含边界值，其中所产生的所述磷化物化合物半导体材料(6)掺杂有碳，其中碳掺杂浓度为至少4×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 DE 102017123542.61.一种用于制造光电子半导体芯片(100)的方法，所述方法具有如下步骤：
A)在腔(5)中提供表面(2)；
B)在所述腔(5)中提供至少一种有机的第一前驱体(3)和第二前驱体(4)，其中所述有机的第一前驱体(3)具有气态的III族化合物材料(3)，其中所述第二前驱体(4)具有气态的含磷的化合物材料(41)；
C)将所述第一前驱体和第二前驱体(3，4)在540℃和660℃之间、包含边界值的温度，和在30mbar和300mbar之间、包含边界值的压力下外延沉积到所述腔(5)中的所述表面(2)上，以形成第一层(12)，所述第一层具有磷化物化合物半导体材料(6)，其中所述第二前驱体和第一前驱体(3，4)之间的比例介于5和200之间，其中包含边界值，其中所产生的所述磷化物化合物半导体材料(6)掺杂有碳，其中碳掺杂浓度为至少4×1019cm-3，并且其中在步骤C)之后进行没有第二前驱体(4)并且仅具有载气(7)的冷却步骤。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中在步骤C)之后在所述腔(5)中进行至少所述磷化物化合物半导体材料(6)的冷却步骤，其中所述腔(5)不具有所述第二前驱体(4)。


3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在步骤C)中使用氢气作为载气(7)。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中附加地使用气态的有机的第三前驱体(8)CBr4。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述第一层(12)具有5nm至200nm或50nm至500nm的层厚度，其中包含边界值。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在步骤C)中，对于形成为p型接触层(9)的第一层(12)的温度在540℃和620℃之间，或者对于形成为p型电流扩展层(10)的第一层(12)的温度在560℃和660℃之间。


7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在步骤C)中的压力在60mbar和70mbar之间。


8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中对于形成为p型接触层(9)的第一层(12)的所述碳掺杂浓度在5×1019cm-3和1×1021cm-3之间，或者对于形成为p型电流扩展层(10)的第一层(12)的所述碳掺杂浓度在4×1019cm-3和3×1020cm-3之间。


9...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，
申请(专利权)人：欧司朗OLED股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE