在光电子半导体芯片（1）的至少一个实施形式中，所述光电子半导体芯片包括具有有源层（3）的层序列（2）。此外，半导体芯片（1）包括光耦合输出层（4），所述光耦合输出层至少间接地施加在半导体层序列（2）的辐射穿透面（20）上。光耦合输出层（4）的材料与半导体层序列（2）的材料不同，并且光耦合输出层（4）和半导体层序列（2）的材料的折射率彼此相差最高20%。通过在光耦合输出层（4）中的凹部（44）形成小平面（40），其中凹部（44）不完全穿透光耦合输出层（4）。此外，小平面（40）具有相当于辐射穿透面（20）的面积的至少25%的总面积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子半导体芯片 提出了 ー种光电子半导体芯片。在文献US 2007/0267640 Al中提出一种发光半导体ニ极管和一种用于其的制造方法。 待实现的目的是提出一种光电子半导体芯片，所述芯片高效地制造并且具有高的光耦合输出效率。根据光电子半导体芯片的至少ー个实施形式，所述光电子半导体芯片包含具有一个或具有多个有源层的半导体层序列。至少ー个有源层设置用于产生特别是在紫外或蓝色光谱区域中的电磁辐射。至少ー个有源层能够具有至少ー个Pn结和/或任意维度的ー个或多个量子阱。例如半导体芯片形成为薄膜芯片，如在文献WO 2005/081319 Al中所描述，其与那里所描述的半导体芯片以及那里所描述的制造方法有关的公开内容在此以參引的方式并与本文。此外，半导体层序列能够具有附加的层，如包层和/或电流扩展层。例如半导体层序列构成为发光二极管或构成为激光二极管。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，整个半导体层序列基于相同的材料系统。在此，半导体层序列的各个层能够具有功能性材料组分的彼此不同的组成、特别是不同的掺杂。优选地，半导体层序列基于GaN、GaP或GaAs，其中特别地在半导体层序列内部的例如Al和/或In的份额能够变化。半导体层序列还能够包括变化的份额的P、B、Mg和/或Zn。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，所述半导体芯片包括光耦合输出层，所述光耦合输出层间接地或直接地施加在半导体层序列的辐射穿透面上。优选地，光耦合输出层以与半导体层序列的材料直接接触和/或与辐射穿透面形状接合的方式施加到半导体层序列上。光电子半导体芯片的辐射穿透面特别是在制造公差的范围内特别平坦的面，所述面垂直于半导体层序列的生长方向定向，并且所述面在垂直于生长方向的方向上界定半导体层序列。換言之，辐射穿透面是半导体层序列的主侧中的ー个，特别是半导体层序列的主侧中的背离支承体或衬底的侧，在所述支承体或衬底上施加或生长有半导体层序列。辐射穿透面设置为，在半导体层序列中产生的辐射的至少一部分穿过辐射穿透面离开半导体层序列。通过其没有辐射能够离开半导体层序列的区域、例如半导体层序列的为了电流扩展而用金属接片覆层的区域特别是不视为辐射穿透面。根据半导体芯片的至少ー个实施形式,光稱合输出层的材料与半导体层序列的材料不同。换言之，半导体层序列和光稱合输出层基于不同的材料和/或材料系统。光I禹合输出层特别是不具有半导体层序列的材料或材料组分。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，光耦合输出层的材料的折射率或平均折射率与半导体层序列的折射率或平均折射率彼此相差最高20%。換言之，光耦合输出层材料和半导体层序列材料的折射率之差与半导体层序列材料的折射率的商值小于或等于0. 2。半导体层序列的材料在此特别是理解为这样的半导体层序列材料，通过所述材料形成辐射穿透面。优选地，半导体层序列和光耦合输出层的折射率彼此相差最高10%，特别是最高5%。特别优选的是折射率相同或尽可能地相同。在此，折射率总是指在半导体芯片工作时在有源层中产生的波长情况下的、特别是主波长情况下的折射率，主波长即每nm光谱宽度的产生的辐射的强度为最大的波长。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，通过在光耦合输出层中的凹部形成耦合输出结构，其中凹部具有小平面。在此，凹部不完全穿过光耦合输出层。換言之，没有半导体层序列的材料通过凹部暴露出来。特别是半导体层序列的至少ー个有源层不被凹部穿透。在此，小平面优选是凹部的所有这样的边界面，所述边界面与辐射穿透面形成在15°和75°之间、包括边界值的角，特别是在30°和60°之间、包括边界值的角。小平面能够通过凹部的単独的或连贯的面形成，所述单独的或连贯的面将凹部在横向上界定。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，小平面具有总面积，所述总面积为辐射穿透面的面积的至少25%。优选地，所有小平面的、特别是垂直于辐射穿透面的方向上在有源层之上的小平面的总面积为辐射穿透面的面积的至少75%或至少100%。因为小平面横向于 辐射穿透面定向，所以小平面的总面积也能够大于辐射穿透面的面积。在光电子半导体芯片的至少ー个实施形式中，所述光电子半导体芯片包括具有至少ー个用于产生电磁辐射的有源层的半导体层序列。此外，半导体芯片包括光耦合输出层，所述光耦合输出层至少间接地施加在半导体层序列的辐射穿透面上。光耦合输出层的材料与半导体层序列的材料不同，并且光耦合输出层和半导体层序列的折射率彼此相差最高20%。通过在光耦合输出层中的凹部形成具有小平面的耦合输出结构，其中光耦合输出层至少不被如下凹部完全穿透，所述凹部在垂直于辐射穿透面的方向上处于有源层之上。此外，凹部的小平面具有相当于半导体层序列的辐射穿透面的面积的至少25%的总面积。由于其中产生耦合输出结构的光耦合输出层施加在半导体层序列上，能够避免的是，在半导体层序列自身中产生耦合输出结构。因此，半导体层序列的厚度能够减少，因此在半导体层序列中的电压同样能够減少，并且因此半导体芯片的制造成本能够降低。高的耦合输出效率特别是由此能够实现光耦合输出层折射率基本上相当于半导体层序列的折射率。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，光耦合输出层的一部分在横向上位于半导体层序列旁。換言之，光耦合输出层的所述部分在垂直于辐射穿透面的方向上延伸，而并不在有源层和/或半导体层序列之上延伸。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，在光I禹合输出层的在横向上在半导体旁施加的部分中的凹部中的ー些、优选在光耦合输出层的该部分中的所有凹部延伸穿过有源层或有源层之一所位于的平面。換言之，该平面通过有源层限定。该平面延伸通过有源层，或者在存在多个有源层的情况下，优选地延伸通过离辐射穿透面最远的有源层。此外，该平面特别是垂直于半导体层序列的生长方向定向，即例如平行于辐射穿透面定向。換言之，与辐射穿透面平行地从有源层出射的辐射射到在光耦合输出层的在横向上在半导体层序列旁施加的部分中的凹部的至少一部分上。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，凹部具有球形的、棱锥形的、截棱锥形的、截锥形的和/或锥形的基本形状。凹部的直径在远离辐射穿透面的方向上优选增加。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，凹部具有边界面，所述边界面在制造公差的范围内能够通过可一次连续微分的函数来描述，其中边界面形成小平面或小平面的一部分。优选在至少ー个空间方向上局部地相应地所述函数的ー阶导数是常数。換言之，那么凹部例如形成截锥形，并且小平面通过截锥形的侧面形成。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，在规则的两维格栅中的凹部设置在辐射穿透面上，其中格栅的平均格栅常数(Gitterkonstante)为在有源层中产生辐射的主波长的至少两倍、特别是至少三倍。主波长在此是与辐射入射到其中的介质相关联的。如果半导体芯片例如由空气包围,那么介质的折射率大约为I,并且主波长相当于真空主波长。如果半导体芯片例如由浇注料，例如硅酮包围，那么主波长是真空波长除以浇注料的折射率。根据半导体芯片的至少ー个实施形式，凹部具有内部的边界面，其中内部的边界面朝着半导体层序列的方向连接于小平面。内部的边界面的总面积相当于辐射穿透面的面积的至少5%或至少10%、优选地至少15%或至少20%。根据光电子半导体芯片的至少ー个实施形式，凹部和/或光耦合输出层具有外部边界本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.21 DE 102009059887.11.光电子半导体芯片(1)，具有 -半导体层序列(2)，所述半导体层序列具有用于产生电磁辐射的至少ー个有源层(3)，和 -光耦合输出层(4)，所述光耦合输出层至少间接地施加在所述半导体层序列(2)的辐射穿透面(20)上， 其中 -所述光耦合输出层(4)的材料与所述半导体层序列(2)的材料不同， -所述光耦合输出层(4)的材料和所述半导体层序列(2)的材料的折射率彼此相差最高 20%, -通过在所述光耦合输出层(4)中的凹部(44)形成具有小平面(40)的耦合输出结构，-所述光耦合输出层(4)在所述辐射穿透面(20)上的区域中并未被所述凹部(44)完全穿透，和 -所述凹部(44)的所述小平面(40)具有的总面积为所述辐射穿透面(20)的面积的至少 25%。2.根据前ー项权利要求的光电子半导体芯片(I)，其中所述光稱合输出层(4)能够导电，并且具有在2. 5 Q / □和50 Q / □之间的、包括边界值的平均方块电阻。3.根据前述权利要求之一所述的光电子半导体芯片(I)，其中在所述光稱合输出层(4)的背离所述半导体层序列(2)的侧上施加导电层(5)，其中所述导电层(5)被所述凹部(44)完全穿透，并且不覆盖所述小平面(40)， 或其中所述导电层(5)相对于所述凹部(44)形状接合地形成，并且具有比所述光耦合输出层(4)小的厚度。4.根据前述权利要求之一所述的光电子半导体芯片(1)，其中所述小平面(40)是所述光耦合输出层(4)的所述凹部(44)的如下边界面或者边界面的如下部分，所述边界面或者所述边界面的所述部分与所述辐射穿透面(20)成最小15°和最大75°的角(a)。5.根据前述权利要求之一所述的光电子半导体芯片(I)，其中所述光稱合输出层(4)的部分(42)在横向上安置在所述半导体层序列(2)旁， 其中所有的或一部分所述凹部(44)在所述光耦合输出层(4)的所述部分(42)中与通过所述有源层(3)限定的平面(E)相交。6.根据前述权利要求之一所述的光电子半导体芯片(I)，其中所述光I禹合输出层(4)的材料包含下面的材料之一或由下面的材料之ー组成透明导电氧化物、TiO2, ZnS, A1N、SiC、BN、Ta205。7.根据前述权利要求之一所述的光电子半导体芯片(1)，其中所述光耦合输出层(4)的厚度(T)在0.4 iim和IOiim之间，包括边界值，并且其中所述凹部(44)的平均深度(H)在0. 3 ii m和9. 5 ii m之间，包括边界...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼古劳斯·格迈因维泽，马蒂亚斯·扎巴蒂尔，安德烈亚斯·莱贝尔，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。