光电子半导体本体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及光电子半导体本体及其制造方法。说明了一种光电子半导体本体，该光电子半导体本体具有：半导体层序列(2)，该半导体层序列具有适于产生电磁辐射的有源层(23)；以及第一和第二电连接层(4，6)，其中该半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射，第一和第二电连接层被布置在与正面对置的背面上，并且借助分离层(5)彼此电绝缘，第一电连接层(4)、第二电连接层(6)和分离层(5)横向重叠，并且第二电连接层(6)的部分区域从背面穿过有源层(23)的贯穿部(3)朝着正面的方向延伸。此外说明了一种用于制造这种光电子半导体本体的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请人奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司于2009年10月23日提交的、专利技术名称为“”的中国专利申请No. 200880013521. 3的分案申请。本专利申请要求德国专利申请102007019773. 1和102007022947. 1的优先权，它们的公开内容通过弓丨用结合于此。本专利技术涉及一种光电子半导体本体和一种用于制造光电子半导体本体的方法。本专利技术的任务是，说明一种具有改进的效率和/或改进的电特性的光电子半导体本体。这些任务通过根据独立权利要求的光电子半导体本体以及用于制造光电子半导体本体的方法来解决。本专利技术的扩展方案和改进方案分别在从属权利要求中说明，它们的公开内容特此被明确地结合于说明书中。根据本专利技术的光电子半导体本体具有半导体层序列，该半导体层序列包含适于产生电磁辐射的有源层。有源层具有pn结、双异质结构、单量子阱(SQW，single quantum well)或者多量子阱结构(MQW)用于产生辐射。名称量子阱结构在此并未阐明量子化的维度方面的含义。 由此，其尤其是包括量子槽、量子线和量子点以及这些结构的任意组合。MQW结构的例子在出版物 WO 01/39282,US5, 831，277、US6, 172，382 Bl 和 US5, 684，309 中进行了描述，它们的公开内容就此而言通过弓I用结合于此。半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射。在与正面对置的背面上布置有第一和第二电连接层。第一和第二电连接层借助分离层来彼此电绝缘。在此，“在与正面对置的背面上布置”表示半导体层序列的第一或第二电连接层的至少一部分在从正面向背面的方向上跟随。然而并不需要将整个第一或第二电连接层布置在背面上。而是第二电连接层的部分区域从背面穿过有源层的贯通部朝着正面的方向延伸。然而第一电连接层、第二电连接层和分离层被构建为使得它们特别是在背面上横向地重叠。在半导体本体的一个扩展方案中，第一和/或第二电连接层将从有源区朝着背面的方向发射的电磁辐射的部分向正面的方向反射。有利的是，半导体层序列的发射光的正面没有电接触部、如接合焊盘。以这种方式来降低由于电接触部而遮挡和/或吸收由有源区在工作中发射的电磁辐射的一部分的风险。例如可以有利地省去与在半导体层序列的正面上制造这种接触部关联的费事的方法步骤，譬如将半导体层序列的正面侧的表面抛光，和/或制造具有大的厚度但是具有小的横向延伸的金属接片用于扩展电流，和/或可以有利地省去限制或者防止电流注入电接触部之下的半导体层序列的区域中的措施，譬如在接触部之下构建电绝缘层、肖特基势垒和/ 或离子注入区域。在另一扩展方案中，半导体本体是薄膜发光二极管芯片。特别地，其在其背面上具有支承衬底。在一个扩展方案中，第一和第二连接层至少部分地被布置在半导体层序列和支承衬底之间。薄膜发光二极管芯片的特征在于以下表征特征中的至少一个-在产生辐射的半导体层序列的朝向支承元件、特别是支承衬底的主面上施加或者构建有反射层，该反射层将在半导体层序列中产生的电磁辐射的至少一部分反射回该半导体层序列中，其中产生辐射的半导体层序列特别是产生辐射的外延层序列；-薄膜发光二极管芯片具有支承元件，该支承元件并不是其上外延生长了半导体层序列的生长衬底，而是独立的支承元件，该支承元件事后被固定在半导体层序列上；-半导体层序列具有在20μ m或更小的范围内的厚度，尤其是在10 μ m或更小的范围内的厚度；-半导体层序列没有生长衬底。在此，“没有生长衬底”表示必要时为了生长而使用的生长衬底被从半导体层序列去除或者至少被大大薄化。特别地，该生长衬底被薄化为使得其本身或者仅仅与外延层序列一同不是自支承的。被大大薄化的生长衬底的残留部分特别不适合作为这种用于生长衬底功能的衬底；以及-半导体层序列包含具有至少一个如下的面的至少一个半导体层该面具有混勻结构，该结构在理想情况下导致光在半导体层序列中的近似各态历经的分布，也就是说，其具有尽可能各态历经随机的散射特性。薄膜发光二极管芯片的基本原理例如在I. Schnitzer等人于1993年10月18日在Appl. Phys. Lett. 63(16)的第2174-2176页中进行了描述，其就此而言的公开内容通过引用结合于此。在出版物EP0905797 A2和WO 02/13281 Al中描述了薄膜发光二极管芯片的例子，它们就此而言的公开内容同样通过引用结合于此。薄膜发光二极管芯片良好地近似于郎伯表面辐射器并且因此例如良好地适于应用在前大灯，譬如机动车前大灯中。在另一扩展方案中，半导体本体在半导体层序列和第一和/或第二电连接层之间至少部分地具有半导电的或者电绝缘的镜面层(Spiegelschicht)。镜面层的折射率例如与半导体层序列的如下层的折射率偏差1或者更多该层在朝着正面的方向上跟随在镜面层之后，并且特别是与该镜面层邻接。在一个扩展方案中，镜面层包含电介质、如Si02。在另一扩展方案中，分离层至少部分地被构建为电绝缘的镜面层。在一个改进方案中，半导电的或者电绝缘的镜面层包含分布式布拉格反射器 (DBR，Distributed Bragg Reflector)，其包含交替地具有高折射率和低折射率的层对。在一个扩展方案中，半导电的或者电绝缘的镜面层覆盖半导体层堆叠的背面主面的50 %或者更多。在另一扩展方案中，镜面层具有多个开口，第一和/或第二电连接层的部分区域通过这些开口向半导体层序列延伸。半导电的或者电绝缘的镜面层例如由于折射率的变化而具有特别高的反射系数， 使得其特别有效地将由有源区朝着背面的方向发射的电磁辐射朝着正面的方向反射。借助如下镜面层将工作电流特别均勻地注入到半导体层序列中该镜面层具有多个开口，第一和/或第二电连接层的部分区域延伸穿过这些开口。在另一扩展方案中，半导体层序列具有与背面相邻的电流扩展层。电流扩展层例如包含透明导电氧化物(TCO，transparent conducting oxide)。借助电流扩展层，进一步改进电流注入的均勻性。在另一扩展方案中，第一和/或第二电连接层具有多层结构。例如，第一和/或第二电连接层具有增附层、反射层和/或电流分布层。增附层合乎目的地朝向半导体层序列。优选地，增附层具有Inm或者更小的厚度， 特别是0. 5nm或者更小的厚度。增附层例如可以是原子和/或分子的单层和/或不封闭的层。反射层特别是被布置在增附层的背离半导体层序列的侧面之后，并且特别是与其邻接。增附层改进反射层在第一或第二电连接层之前的层(特别是半导体层序列的半导体层、譬如电流扩展层或者分离层)上的附着。根据反射层的特性，也可以省去增附层。增附层例如具有钼和/或钛。反射层具有反射系数高的导电材料，特别是金属，例如银，或者由其构成。 附加地，在一个改进方案中，第一和/或第二电连接层具有电流分布层，其特别是包含具有特别好的导电能力的材料，譬如金。在光电子半导体本体的另一扩展方案中，第一电连接层具有电接触区(譬如接合焊盘)，其适于从半导体本体的正面电接触半导体本体。附加地或者替代地，其可以具有如下电接触区该电接触区适于从半导体本体的背面电接触半导体本体。类似地，第二电连接层可以具有适于从半导体本体的正面电接触半导体本体的接触区和/或适于在半导体本体的背本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光电子半导体本体，具有：半导体层序列，该半导体层序列具有适于产生电磁辐射的有源层；以及第一和第二电连接层，其中－所述半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射，－所述第一和第二电连接层被布置在与正面对置的背面上，并且借助分离层彼此电绝缘，－所述第一电连接层、所述第二电连接层和所述分离层横向重叠，－所述第二电连接层的部分区域从背面穿过所述有源层的贯穿部朝着正面的方向延伸，－在所述半导体层序列和所述第一和／或第二电连接层之间至少部分地布置有半导电的或者电绝缘的镜面层，该镜面层具有多个开口，并且－所述第一和／或第二电连接层通过所述开口向所述半导体层序列延伸。

【技术特征摘要】
2007.04.26 DE 102007019773.1;2007.05.16 DE 10200701.一种光电子半导体本体，具有半导体层序列，该半导体层序列具有适于产生电磁辐射的有源层；以及第一和第二电连接层，其中-所述半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射，-所述第一和第二电连接层被布置在与正面对置的背面上，并且借助分离层彼此电绝缘，-所述第一电连接层、所述第二电连接层和所述分离层横向重叠，-所述第二电连接层的部分区域从背面穿过所述有源层的贯穿部朝着正面的方向延伸，-在所述半导体层序列和所述第一和/或第二电连接层之间至少部分地布置有半导电的或者电绝缘的镜面层，该镜面层具有多个开口，并且-所述第一和/或第二电连接层通过所述开口向所述半导体层序列延伸。2.根据权利要求1所述的光电子半导体本体，其中所述第一和/或第二电连接层将由所述有源区朝着背面的方向发射的电磁辐射的部分朝着正面的方向反射。3.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述半导体层序列没有生长衬底。4.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，该光电子半导体本体在其背面上具有支承衬底。5.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述半导电的或者电绝缘的镜面层覆盖所述半导体本体的背面主面的50 %或者更多，并且至少所述第一电连接层通过所述开口向所述半导体层序列延伸。6.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述半导体层序列具有与背面相邻的电流扩展层，该电流扩展层包含透明导电氧化物。7.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述第一和/或第二电连接层具有多层结构，该多层结构具有增附层、反射层和/或电流分布层。8.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述第一电连接层具有电接触区，该电接触区适于从所述半导体本体的正面电接触所述半导体本体。9.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述第二电连接层具有电接触区，该电接触区适于从所述半导体本体的正面电接触所述半导体本体。10.根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中所述第一和/或第二电连接层具有电接触区，该电接触区适于从所述半导体本体的背面电接触所述半导体本体。11.根据上述权利要求之一所述的光电子半...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·英格尔，P·罗德，L·霍佩尔，M·萨巴蒂尔，
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