辐射发射半导体芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种辐射发射半导体芯片（１），具有载体（５）、包括半导体序列的半导体主体（２）、第一接触件（３５）和第二接触件（３６）。半导体层序列包含用于产生辐射的有源区（２０），所述有源区设置于第一半导体层（２１）和第二半导体层（２２）之间。载体（５）具有面对半导体主体（２）的主表面（５１）。第一半导体层（２１）位于有源区（２０）的面对着载体（５）主表面（５１）一侧并且可以通过第一接触件（３５）而被接触。第二半导体层（２２）可以通过第二接触件（３６）而被接触。在第一接触件（３５）和第二接触件（３６）之间穿过载体（５）的电流路径中设置有保护二极管（４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射发射半导体芯片 本申请涉及一种辐射发射半导体芯片。在诸如发光二极管的辐射发射半导体芯片中，静电放电可能导致损伤。可以将 一个额外的二极管与该半导体芯片并联连接以防止此类损伤，其中所述额外的二极管的 导通方向与辐射发射半导体芯片的导通方向为反向并联。当在半导体芯片上安装额外的 二极管时，会产生高结构复杂度、高制造成本和增大的尺寸。本专利技术的一个目的是提供一种对于静电放电具有更低的敏感度的辐射发射半导 体芯片。上述目的将通过权利要求1所述的一种辐射发射半导体芯片来实现的。所述辐 射发射半导体芯片的其它的形态和结构则是从属权利要求的主题。根据一个实施方式，辐射发射半导体芯片具有载体、包括半导体层序列的半导 体主体、第一接触件和第二接触件。半导体层序列包括用于发射辐射的有源区、第一半 导体层和第二半导体层。有源区设置于第一半导体层与第二半导体层之间。载体具有面 对着半导体主体的主表面。第一半导体层设置于有源区的面对着载体主表面的一侧上， 并且通过第一接触件而被电接触。第二半导体层可以通过第二接触件而被电接触。于所 形成，在第一接触件和第二接触件之间并穿过载体的电流路径中设置有保护二极管。在本实施方案中，保护二极管被集成在半导体芯片中。特别地，在这样的保护 二极管上可以流过不需要的电压，比如在相邻的半导体芯片上的反向电压。特别地，保 护二极管可以实现保护半导体芯片免受静电放电的损伤的ESD(静电放电)二极管的功 能。因此，可以降低半导体芯片被损伤的风险。另外，可以省去在芯片外部并与芯片电 连接的额外的保护二极管。优选地，除了具有保护二极管的电流路径之外，半导体芯片在第一接触件和第 二接触件之间具有注入路径，所述注入路径穿过半导体主体，具体地穿过有源区。在一个优选实施方式中，形成有保护二极管的电流路径经过半导体主体的外 部。换句话说，流过接触件之间的保护二极管的载流子不经过半导体主体。半导体主体的第一半导体层和第二半导体层优选地为彼此不同的导电类型。比 如，所述第一半导体层可以为P型半导体而所述第二半导体层可以为η型半导体，反之亦 然。以这种简单的方式实现了形成有有源区的二极管结构。关于导通方向，半导体主体的二极管结构和保护二极管优选地形成为彼此反向 并联。在第一接触件与第二接触件之间的二极管结构上施加的导通方向上的工作电压导 致载流子从有源区的不同侧面注入有源区中。在有源区中，载流子复合而发出辐射。在这种情况下，没有电流或者至少实质上没有电流流过工作在半导体芯片的工 作电压的反向上的保护二极管。另一方面，在二极管结构的反向施加的电压，比如由 静电放电所引起的电压，可以流过所述保护二极管。因此半导体主体能够通过集成于半 导体芯片中的保护二极管而被保护，而基本上不会对半导体芯片的光电特性造成负面影 响。在另一个优选实施方式中，利用所述载体来形成保护二极管。具体地，保护二 极管可以被形成于半导体主体外部。因此，半导体主体可以只供用来产生辐射。保护二 极管可以以能够用半导体芯片的相同的表面区域来维持有源区的用于产生辐射的表面的 方式集成于半导体芯片中。在又一个优选实施方式中，半导体主体与载体通过材料接合而接合起来。具体 地，载体与用于半导体主体的半导体层序列的生长衬底不同。利用材料接合，预先制造的接合双方优选地通过原子和/或分子力保持在一 起。接合可以使用接合层——诸如粘合层(Klebeschicht)或者焊料层(Lotschicht)——来 实现。接合的分离通常伴随着对接合层和/或至少接合双方之一的破坏。在垂直方向上，也就是在垂直于半导体主体的半导体层的主表面的方向上，载 体优选地在所述主表面和另一个主表面之间延伸。载体的所述主表面优选地被平坦地实 现。这样可以以简单的方式获得半导体主体在载体上的牢固的附着。另外，所述另一个 主表面优选地被平坦地实现。这样，半导体芯片能够被简单地安装于所述另一个主表面 上，比如安装在壳体(Gehause )中或者安装在连接载体(Anschlusstrager )上。载体还优选地包含半导体材料或者由半导体材料构成。具体地，尤其优选硅。 其它的半导体材料，比如锗或者砷化镓，也能够作为用于载体的材料。在另一个优选实施方式中，载体被形成为至少部分地掺杂。利用这种方式，可 以对利用载体形成保护二极管进行简化。在又一个优选实施方式中，第一接触件设置于载体的主表面上。第一接触件可 以在水平方向上、即在沿着半导体主体的半导体层的主延伸方向的方向上与有源区间隔 开。第一半导体层和相应的第一接触件还可以位于所述载体的同一侧。在另一个优选实施方式中，第一连接层设置于半导体主体和载体之间。第一半 导体层优选地与第一连接层电连接。具体地，在第一连接层和第一半导体层之间形成欧 姆接触，也就是说，所述接触的电流-电压特性曲线是线性的或者至少近似线性的。在又一个优选实施方式中，半导体主体具有至少一个凹陷，所述凹陷延伸穿过 有源区并且为第二半导体层提供电接触。确切地说，所述凹陷从载体的一侧延伸穿过有 源区。在另一个优选实施方式中，第二半导体层与第二连接层电连接，其中所述第二 连接层延伸穿过所述凹陷。利用所述凹陷，可以从有源区的面对着载体的一侧与第二半导体层电接触。半导体芯片的辐射发射表面可以没有用于半导体主体的外部电接触件，其中所 述辐射发射表面形成于有源区的面对着载体的一侧。据此，可以避免辐射发射表面受到 无法透过辐射的接触件的遮挡。因此，能够从有源区的面对着载体的一侧来对第一半导 体层和第二半导体层电接触。在又一个优选实施方式中，第二连接层被部分地形成于第一连接层和载体之 间。在第一连接层和第二连接层之间优选地设置有隔离层。在另一个优选实施方式中，所述接合层位于第二连接层和载体之间。所述结合层优选地只部分地覆盖载体。具体地，载体的主表面的形成有保护二 极管的区域可以被设计为至少部分地没有连接层。在又一个优选实施方式中，第一接触件和第二接触件位于载体的相对置的侧面 上。在此情况下，形成有保护二极管的电流路径可以在垂直方向上延伸穿过载体。具体地，第二接触件可以位于载体的远离半导体主体的侧面，并且可以用于将 辐射发射半导体芯片安装在诸如封装体中或者连接载体上。在另一个优选实施方式中，保护二极管被实现为肖特基二极管。具体地，肖特 基二极管可以利用金属-半导体结来形成，其中所述结的电流-电压特性曲线与欧姆特性 不同。另外，优选地，保护二极管位于第一接触和载体之间。具体地，保护二极管可 以利用金属-半导体结来形成，其中利用载体的主表面形成金属-半导体结。载体的主 表面可以因此部分地用作金属-半导体结的界面。在又一个优选实施方式中，第一连接层具有注入层，所述注入层与半导体主 体、特别是第一半导体层相邻。注入层优选地以产生对半导体主体的欧姆接触的方式来 实现。注入层还可以被形成为多层。另外，优选地，注入层或者注入层的与半导体主体相邻的至少一个子层对有源 区中所产生辐射具有高反射率。产生于有源区中并向载体方向上发射的辐射可以因此被 反射回辐射发射表面。于是可以避免辐射在载体中吸收的风险。例如，银、铝或铑特别 适合作为对可见光谱和紫外光谱中的辐射具有高反射率的材料，而金特别适合作为对红 色光谱和红外光谱中的辐射具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射发射半导体芯片（１），具有载体（５）、包括半导体层序列的半导体主体（２）、第一接触件（３５）和第二接触件（３６），其中，　　－所述半导体层序列具有设置于第一半导体层（２１）和第二半导体层（２２）之间并用于发射辐射的有源区（２０）；－所述载体（５）具有面对着所述半导体主体（２）的主表面（５１）；　　－所述第一半导体层（２１）设置于所述有源区（２０）的面对着所述载体（５）的主表面（５１）的一侧上，并且通过所述第一接触件（３５）而被电接触；　　－所述第二半导体层（２２）通过所述第二接触件（３６）而被电接触；并且　　－在所述第一接触件（３５）和所述第二接触件（３６）之间穿过所述载体（５）的电流路径中设置有保护二极管（４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克罗德，卢茨赫佩尔，卡尔英格尔，托尼阿尔布雷希特，
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