光电半导体元件制造技术

本发明专利技术涉及一种光电半导体元件，其具有：载体衬底；中间层，其在载体衬底和元件结构之间促成粘附，其中，该元件结构包括活性层，该活性层被设置用于产生辐射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光电半导体元件。
技术介绍
公开DE 19640594以及文献US 2005/0247950描述了光电半导体元件 (optoelektronisches Halbleiterbauelement)及其制造方法。
技术实现思路
待解决的任务在于给出一种光电半导体元件，其具有特别长的使用寿命。 另一个待解决的任务在于给出一种光电半导体元件，其具有特别高的效率。再 一个任务在于给出一种制造这种光电半导体元件的方法。这里所述的光电半导体元件例如是发光二极管，即LED或者激光二极管。 尤其是，这种光电半导体元件可以是RCLED(共振腔发光二极管(resonant cavity light emitting diode))或者VCSEL (垂直腔面发射激光器(verticaJ cavity surface emitting laser))。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该光电元件具有载体衬底 (TrSgersubstrat)。该光电半导体元件的功能层(g卩，该光电半导体元件的元件结 构，该元件结构包括被设置用于产生辐射的活性层(aktive Schicht))是与载体 衬底机械固定连接的。此外，该光电元件的元件结构育g够通过该载j料寸底而被 电接触。i腿地，在这里该载##底不是在其上外延地沉积光电半导体元件的 元件结构的生长衬底，而是这样一种衬底、即在制造元件结构之后在其上施加 元件结构或者在其上施加有效层，其中在施加之后外延地在所述有效层上沉积 元件结构。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该光电半导体元件包括中间 层，该中间层在光电半导体元件的载体衬底和元件结构之间促成粘附。中间层 例如是结合层，载m寸底借助该结合层被结合在元件结构上。此外，中间层能 够以机械方式将载{料寸底与有效层连接起来。这样，元件结构能够在有效层的 背离载，寸底的侧上外延地生长。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该光电半导体元件包括具有 活性层的元件结构，所述活性层被设置用于产生辐射。tt^地，该活性层适于 生鹏蓝和减紫外光谱范围的电磁辐射。为此，该活性层包括多个半导体层。例如，活性层包括pn结、异质结、单量子阱结构和/或多重量子阱结构。量子阱结构这个名词尤其还包括这样的结构在该结构中载流子通过抑制(confinement)能够经历其能量状态的量化。特别是，量子阱结构这个名词不包 括关于量化量纲的说明。因此，其此外包括量子槽(Quantentrog)、量子线 (Quantendraht)和量子点(Quantenpunkt)以及这种结构的各种组合。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该光电半导体元件包括载体 衬底、中间层，该中间层在载術寸底和元件结构之间促成粘附(Haftung)，其中， 该元件结构包括活性层，该活性层被设置用于产生辐射。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该元件结构具有有效层。该 有效层借助中间层与载術寸底连接。元件结构在有效层的背离载術寸底的侧上 外延地生长。这意味着，具有活性层的元件结构沿生长方向紧跟有效层。有效 层t^由位错密度(Versetzungsdichte)特别低的GaN制成。在此，位错密度最 好小于10Vcm2、特别优选小于107/cm2。这意味着，有效层例如是由昂贵的少缺 陷的半导体材料(例如GaN)制成的层。与此不同，载j料寸底可以是由廉价材 料、例如多缺陷的GaN形成。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该有效层具有分离面，所述 分离面背离载体衬底。有效层例如是沿着分离面从较厚的有效衬底分离得到的。 分离面最好被平整化，并且外延生长。例如，元件结构外延地沉积在这种被平 整化的分离面上。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，中间层是电绝缘的。中间层 为此可以由氮化硅或者氧化硅制成，或者包括这些材料中的至少一种。例如， 中间层在此包括下述材料中的至少一种SiN、 Si02、 Si3N4、 A1203、 Ta205、 HfD2。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该中间层至少具有具有下列 元素中的至少一个的氧化物、氮化物禾口/或氟化物Si、 Mg、 Al、 Hf、 Nb、 Zr、 Sc、 Ta、 Ga、 Zn、 Y、 B、 Ti。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，中间层由含氧的化合物制成。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该中间层的折射率小于构成有效层的材料的折射率。于是，中间层可以构成针对在活性层中生成的电磁辐 射的镜。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，中间层的反射率通过高折射 和低折射的层的层序列针对小的入射角得以提高。也就是说，中间层包括折射 率交替地高和低的层的层序列，所述层例如能够形成布拉格镜结构(Bragg-Spiegelstruktur )。根据光电半导体元件的至少一个实施方式，中间层在面对元件结构的侧被 形成得尤为平整。如此平整的中间层使得中间层微多具有特另ij好的反射率。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，中间层在面对载##底的侧 以粗糙方式形成。这使得电磁辐射在朝向半导体元件的辐射出射面的方向上能够良好地发射。这应该归功于中间层的这种粗糙的界面降低了在中间层上全 反射的概率。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，中间层在载j料寸底和元件结构之间促成电接触。中间层包括或者例如由透明导电氧化物(TCO: transparent conductive oxide)、例如ITO (氧化铟锡(indium tin oxide))或者ZnO制成。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，对于在活性层中生成的电磁 辐射，该中间层至少部分是可透射的。例如，为此中间层的折射率匹配于形成 有效层的材料的折射率和/或匹配于形成载m寸底的材料。也就是说，中间层的 折射率于是大约等于形成有效层的材料的折射率和/或大约等于形成载m寸底的 材料的折射率。大约等于(in etwa gleich)意味着中间层的折射率最多以 20%、优选以最多10%、特别优选以最多5%偏离有效层和/或载{料寸底的材料 的折射率。根据该光电半导体元件的至少一个实施方式，该光电半导体元件的辐射出 射面是打毛的。这种打毛例如是在外延期间通过V形开口借助原地打毛 (in-situ-Aufrauung)实现的，所述V形开口最好出现在错位处。另一种可行的 用于打毛辐射出射面的技术是在辐射出射面上形成台式结构体(Mesetten)。也 就是说，在辐射出射面上借助外延生长或者刻蚀生成台式结构(Mesa-Strukture)。根据至少一个实施方式，至少在光电半导体元件的一侧上施加有透明度高 的接触层。透明度高的接触层例如可以包括透明导电氧化物或者由其制成。根据至少一个实施方式，半导体元件按照倒装芯片(FUp-Chip)的方式实施。在这里，元件结构优选配备有反射电极。于是，载^M底的背离元件结构的侧 最好(如上进一步所述)被打毛和结构化，以便改善通过衬底的光耦合输出。 这意味着，光电半导体元件的辐射出射面至少局部地由载##底的背离元件结^ 、根据至少一个实施方式，载懒寸底的背离元件结构的侧被镜面化，以便反 射在活性层中生成的电磁辐射。在这种情况下，辐射出射面的至少一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
光电半导体元件，包括：　载体衬底（１）；和　中间层（２），其在所述载体衬底（１）和元件结构（５０）之间促成粘附，其中，所述元件结构（５０）包括活性层（５），所述活性层（５）被设置用于产生辐射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-4-25 102006019109.9;DE 2006-6-30 1020060301. 光电半导体元件，包括载体衬底(1)；和中间层(2)，其在所述载体衬底(1)和元件结构(50)之间促成粘附，其中，所述元件结构(50)包括活性层(5)，所述活性层(5)被设置用于产生辐射。2. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述元 件结构(50)具有有效层(3)，所述有效层(3)布置在所述中间层(2)和所 述活性层(5)之间。3. 根据前述权禾腰求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述有 效层(3)具有分离面(4)，所述分离面背离所述载術寸底(1)。4. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)是电绝缘的。5. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)的折射率小于构成所述有效层(3)的材料的折射率。6. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中间层(2)在所述载##底(1)和所述元件结构(50)之间 促成电接触。7. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，对于在 所述活性层(5)中生成的电磁辐射，所述中间层(2)至少部分是可劍寸的。8. 根据前一权禾腰求所述的光电半导体元件，其中，所述中间层(2)包含 透明导电氧化物。9. 根据前述权禾腰求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)的折射率大约等于形成所述有效层(3)的材料的折射率，禾tV或大约 等于形成所述载j材t底(1)的材料的折射率。10. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)包括或者是电介质镜。11. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)包括或者是布拉格镜。12. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)由含氧的化合物制成。13. 根据前述权利要求中的至少一个所述的光电半导体元件，其中，所述中 间层(2)包含下列材料中的至少一个Si02、 A1203、 Ta205、 HfG2。14. 根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：C艾克勒，S米勒，U斯特劳斯，V哈尔，M萨巴西尔，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]