光电子半导体芯片制造技术

提供一种具有半导体层序列（２）的光电子半导体芯片（１），该半导体层序列（２）包括适于产生辐射的有源区（３）并具有横向主延伸方向，其中，半导体层序列通过具有侧表面（１７）的衬底（４）来布置，该侧表面具有相对于主延伸方向成斜角的侧表面区域（１８）和／或切口（２１），并且，半导体芯片具有辐射透射性并且导电的接触层（５）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电子半导体芯片，特别涉及发射辐射的半导体芯片。
技术介绍
目前存在对光电子半导体芯片的改进需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供改进的光电子半导体芯片，特别是具有增加的耦合输出 (couple-out)效率的半导体芯片。通过具有独立专利权利要求的特征的半导体芯片来实现该目的。从属专利权利要 求涉及有利的实施方案。根据至少一个实施方案，光电子半导体芯片包括具有适于产生辐射的有源区的半 导体层序列，其中，半导体层序列优选具有横向主延伸方向。半导体层序列优选布置在衬底 上。衬底可包括在其上生长(特别是外延生长)半导体层序列的生长衬底，或者可例如通 过图案化或某种其它处理由所述生长衬底形成或由其来具体实现。特别地，衬底可被减薄。 通过减薄衬底有利地减小芯片的结构高度。优选地，衬底，特别是例如处理、减薄的衬底在 力学上使半导体层序列稳定化。根据至少一个实施方案，半导体层序列特别是有源区包含或基于氮化物化合物半 导体材料。在本文中，“基于氮化物化合物半导体材料”是指半导体层序列或其至少一个层包 含氮化物III/V化合物半导体材料，优选AlnGamIni_n_mN，其中0彡η彡1，0彡m彡1，并且 n+m彡1。这里优选η乒0禾口 /或m乒0的情况。还优选η乒1禾口 /或m乒0的情况。在 这种情况下，所述材料不必具有根据上述公式在数学上精确的组成。而是，它可具有基本上 不改变AlnGamIni_n_mN材料的特征物理性能的一种或更多种掺杂剂和添加成分。但是，出于 简化的原因，上式仅包含晶格的基本成分(Al、Ga、In、N)，尽管它们可部分地被少量的其它 物质置换。氮化物化合物半导体材料特别适于产生在紫外和可见光谱范围特别是从蓝色到 绿色光谱范围中的辐射。对于基于氮化物化合物半导体材料的半导体层序列，包含碳化硅(SiC)、氮化镓 (GaN)、氮化铝(AlN)或蓝宝石的衬底特别适于用作(生长)衬底。根据至少一个实施方案，有源区包括单或多量子阱结构。在本申请的上下文中，表 述量子阱结构包括其中由于限域效应而导致电荷载流子可经受或优选经受其能态量子化的任何结构。特别地，表述量子阱结构不包括关于量子化的维度的指示。因此它特别包含 量子阱、量子线和量子点以及这些结构的任意组合。量子阱结构特别适于以高内部量子效 率产生辐射。根据至少一个实施方案，衬底对于在有源区中产生的辐射是辐射透射性的。特别 地，可以由对于所产生的辐射为透射性的材料来形成衬底。与明显吸收性的衬底相比，这有 利于通过衬底将辐射从半导体芯片耦合输出。半导体芯片可由此以简化的方式形成为体积 发射器。在体积发射器的情况下，与表面发射器即主要通过半导体层序列的表面、特别是单 个表面从芯片耦合输出辐射、例如从芯片耦合输出90%或更多的辐射的半导体芯片不同， 还通过衬底从芯片耦合输出大比例的辐射。与表面发射器相比，在体积发射器的情况下，半 导体芯片的耦合输出区域上的表面亮度降低，其中，由于耦合输出区域上的降低的表面亮 度，其中包含半导体芯片的辐射透射性封装的变色或混浊(由于高的亮度所导致)例如褐 变的风险减少。在半导体芯片用于产生高能量、相对短波例如蓝色或紫外辐射的情况下，这是特 别有利的。例如对于基于氮化物化合物半导体的半导体芯片，常常是这种情况。包含反应 树脂例如环氧树脂或丙烯酸树脂的封装在高能辐射的照射下特别迅速地变混浊，使得体积 发射器在此提供特别的优点。通过包含硅氧烷或硅树脂并且以增加的辐射稳定性为特征的 封装，可更大程度地减少辐射导致封装的变色或混浊的风险。优选地，半导体芯片在半导体层序列和衬底之间没有例如以金属方式形成 (embodied)的或形成为布拉格镜的反射体，由此有利于辐射从半导体层序列进入衬底并由 此有利于体积发射器的形成。根据至少一个实施方案，形成衬底的表面特别是面对半导体层序列的衬底的侧面 和/或表面作为半导体芯片的辐射耦合输出区域。如果形成面对半导体层序列的衬底表面 作为辐射引出区域，那么未被半导体层序列覆盖的所述表面的部分区域优选形成所述表面 的耦合输出区域。根据至少一个实施方案，衬底的折射率大于或等于有源区的折射率，和/或衬底 的折射率大于或等于所述层序列的在面对衬底一侧上的结束半导体层序列的半导体层的 折射率，特别是限定所述半导体层序列边界的所述层序列的半导体层的折射率。由于在与 衬底的界面上的反射减少或全反射可忽略，因此可有利于将辐射从半导体层序列辐射传递 到衬底中。对于有源区的折射率，如果适当的话，可使用形成有源区的各层的折射率的平均 值，例如算术或几何平均值。对于氮化物化合物半导体材料，包含SiC或GaN的衬底是特别合适于折射率的以 上关系。根据至少一个实施方案，半导体芯片具有侧表面，其中，侧表面优选具有相对于半 导体层序列的横向主延伸方向成斜角的侧表面区域和/或切口(cutout)。所述侧表面优选 由衬底的侧表面形成。此外，该侧表面优选沿侧向限定半导体芯片的边界。切口优选从沿 半导体层序列的方向远离半导体层序列的衬底表面延伸，特别是从所述表面开始。通过切口和/或成斜角的侧表面，可增加在半导体层序列中产生并直接地(即没 有在衬底中的(多次)反射的情况下)通过切口和/或侧表面从衬底耦合输出的辐射的比 例。由此有利地增加通过衬底耦合输出的辐射功率并因此增加光电子半导体芯片的耦合输出效率。在这种情况下，证明成斜角的侧表面区域与半导体层序列形成锐角是特别合适的。特别是在成斜角的侧表面的成斜角的区域中，随着到半导体层序列的距离增加， 衬底可逐渐变细。为此，侧表面有利地以适当的方式呈斜角。在衬底逐渐变细的区域中和 /或在切口的区域中，侧表面可具有楼梯状结构或者是弯曲的。特别地，可在从晶片组件(assemblage)将芯片单一化(singuating)的过程中，通 过例如锯片的适当分离工具(优选根据切口和/或斜角确定形状)制造斜角和/或切口部 分。可因此相应地锯开衬底。可通过相对于半导体层序列倾斜地延伸的侧表面区域并且优选通过该侧表面的 其它侧表面区域形成切口。优选地，所述其它侧表面区域相对于主延伸方向以一定的角度 倾斜，但与首先提到的侧表面区域不同，或者基本上垂直于半导体层序列特别是主延伸方 向延伸。当从半导体层序列看时，所述其它侧表面区域优选设置在首先提到的侧表面区域 的下游。根据至少一个实施方案，衬底在远离半导体层序列的一侧的横截面比在面对半导 体层序列的一侧的横截面小。优选地，衬底具有两个侧表面，其中，从远离半导体层序列的衬底表面开始的这些 侧表面的两个侧表面区域沿基本上相互平行、例如相互形成小于等于5°特别是小于等于 2°的角度或相互平行的半导体层序列的方向延伸。可通过安装工具在基本上平行的侧表 面上以简化的方式抓住这种半导体芯片，所述安装工具例如为用于在外部连接导体、如用 于有线辐射部件或表面可安装部件的外部连接导体上安装芯片的安装工具。此外，衬底可在半导体层序列的一部分上具有与半导体层序列的横向主延伸方向 基本上相垂直的侧表面区域，例如偏离直角5°或更小、特别是2°或更小或者与所述横向 主延伸方向垂直的侧表面区域。该侧表面区域优选合并到切口和/或成斜角的侧面区域 中。换句话说，当从半导体层序列观看时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
DE 2006-1-27 102006004172.0;DE 2006-4-4 1020060157一种具有半导体层序列(2)的光电子半导体芯片(1)，所述半导体层序列(2)包含适于产生辐射的有源区(3)并具有横向主延伸方向，其中所述半导体层序列通过具有侧表面(17)的衬底(4)来布置，所述侧表面具有相对于所述主延伸方向成斜角的侧表面区域(18)和/或切口(21)，和，所述半导体芯片具有辐射透射性的导电接触层(5)。2.如前述权利要求所述的半导体芯片，其中所述衬底(4)的折射率大于或等于所述有源区(3)的折射率，和/或 所述衬底的折射率大于或等于在面对所述衬底的一侧结束所述半导体层序列(2)的 半导体层的折射率。3.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述接触层(5)与所述半导体芯片(1)的电连接件(6)电连接，和 所述半导体芯片的所述电连接件以及反电连接件(7)布置在所述半导体层序列(2)的 相反的两侧。4.一种具有半导体层序列(2)的光电子半导体芯片(1)，所述半导体层序列(2)包含 适于产生辐射的有源区(3)并且布置在衬底(4)上，其中所述半导体芯片具有辐射透射性的导电接触层(5)，和 所述衬底的折射率大于或等于所述有源区的折射率，和/或所述衬底的折射率大于或等于在面对所述衬底的一侧结束所述半导体层序列的半导 体层的折射率。5.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，所述半导体芯片具有侧表面(17)，其中所述侧表面具有相对于所述半导体层序列(2)的横向主延伸方向(2)成斜角的侧表面 区域(18)、和/或切口(21)。6.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述接触层(5)与所述半导体芯片(1)的电连接件(6)电连接，和 所述半导体芯片的所述电连接件以及反电连接件(7)布置在所述半导体层序列(2)的 相反的两侧。7.一种具有半导体层序列(2)的光电子半导体芯片(1)，所述半导体层序列(2)包含 适于产生辐射的有源区(3)并且布置在衬底(4)上，其中所述半导体层序列包含氮化物化合物半导体材料，所述半导体芯片具有辐射透射性的导电接触层(5)，所述接触层(5)与所述半导体芯 片的电连接件(6)电连接，所述半导体芯片的所述电连接件以及反电连接件(7)布置在所 述半导体层序列的相反的两侧。8.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，所述半导体芯片具有侧表面(17)，其中所述侧表面具有相对于所述半导体层序列(2)的横向主延伸方向(D)成斜角的侧表面 区域(18)、和/或切口(21)。9.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述衬底(4)的折射率大于或等于所述有源区(3)的折射率，和/或所述衬底的折射率大于或等于在面对所述衬底的一侧上的结束所述半导体层序列(2) 的半导体层的折射率。10.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述接触层(5)包含辐射透 射性的导电氧化物，特别是例如氧化铟、氧化锡、氧化铟锡或氧化锌的金属氧化物。11.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述衬底(4)对于在所述有 源区(3)中产生的辐射是辐射透射性的。12.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述衬底(4)的表面，特别是 所述侧表面和/或面对所述半导体层序列的表面，形成作为所述半导体芯片(1)的辐射耦 合输出区域。13.如前述权利要求中至少一项所述的半导体芯片，其中所述切口(21)从所述衬底 (4)的远离所述半...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔费雷尔，乌韦施特劳斯，
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