光电子半导体芯片和用于制造光电子半导体芯片的方法与流程

提出一种光电子半导体芯片以及一种用于制造光电子半导体芯片的方法。

技术实现要素：

待实现的目的在于，提出一种具有多个发射辐射的发射区域的半导体芯片，所述半导体芯片在运行时提供在相邻的发射区域之间的高的对比度。另一待实现的目的在于，提供一种用于制造这种半导体芯片的简单的并且低成本的方法。

这些目的通过独立权利要求的特征实现。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片包括半导体层序列，所述半导体层序列具有上侧、与上侧相对置的下侧和用于产生第一波长的电磁辐射的有源层。优选地，半导体层序列一件式地并且连贯地构成。

半导体层序列的上侧尤其是半导体层序列的一部分并且通过配属于半导体层序列的半导体层形成。所述上侧例如能够通过平行于有源层或垂直于半导体层序列的生长方向伸展的平面形成，所述平面包括半导体层序列的距有源层最远的点。同样也能够限定下侧，然而，所述下侧在有源层的另一侧上构成。

半导体层序列优选基于III族/V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料如Al_nIn_1-n-mGa_mN或是磷化物化合物半导体材料如Al_nIn_1-n-mGa_mP或还有砷化物化合物半导体材料如Al_nIn_1-n-mGa_mAs，其中分别0≤n≤1、0≤m≤1和m+n≤1。在此，半导体层序列能够具有掺杂物以及附加的组成成分。然而为了简单起见，仅给出半导体层序列的晶格的主要的组成成分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使这些组成成分能够部分地通过少量的其他物质替代和/或补充。优选地，半导体层序列基于AlInGaN。

半导体层序列的有源层尤其包含至少一个pn结和/或至少一个量子系统结构。由有源层在运行时产生的辐射尤其位于在400nm和800nm之间的光谱范围中，其中包括端值。

根据至少一个实施方式，半导体芯片不具有用于半导体层序列的生长衬底。也就是说，在半导体层序列在生长衬底上生长之后部分地或完全移除生长衬底。尤其地，在此描述的半导体芯片是薄膜半导体芯片，所述薄膜半导体芯片通过在生长之后施加到半导体层序列上的载体而机械稳定。

根据至少一个实施方式，半导体芯片包括多个设置在下侧上的接触元件。接触元件用于将电流或载流子注入到半导体层序列中。接触元件例如能够具有一种或多种金属如Au、Ag、Ni、Al、Cu、Pd、Ti、Rh或透明导电氧化物、简称TCO，如铟锡氧化物、简称ITO或由上述材料构成。优选地，接触元件对于由半导体层序列产生的光是镜反射的。

接触元件在下侧的俯视图中例如能够具有矩形的或圆形的或六边形的或三角形的基础形状。尤其，接触元件能够矩阵状地，意即，呈规则的图案形式地设置在下侧上。替选地也可行的是：接触元件作为多个平行伸展的条带设置在下侧上。

根据至少一个实施方式，在下侧上的接触元件在预设的运行时能够单独并且彼此独立地电操控。也就是说，例如每个接触元件为此构建用于，与其他接触元件无关地将电流注入到半导体层序列中。

根据至少一个实施方式，半导体层序列划分成多个在横向方向上，意即，在平行于有源层的主延伸平面的方向上并排设置的发射区域。各个发射区域例如能够在预设的运行时单独和/或彼此独立地发射第一波长的电磁辐射。因此优选地，每个发射区域包括有源层的一部分。在发射区域中产生的电磁辐射优选在上侧上从半导体层序列中耦合输出。

在上侧的俯视图中，发射区域例如并排地设置。对于观察者而言，发射区域于是例如作为各个像点或像素显现，尤其，半导体芯片是像素化显示器。

根据至少一个实施方式，每个发射区域与一个或多个接触元件相关联。通过该关联关系，例如每个发射区域能够单独地并且独立于其他发射区域通电并且发射辐射。

根据至少一个实施方式，每个发射区域具有在半导体层序列中的一个、尤其刚好一个凹部。在此，凹部从上侧朝有源层方向延伸，但是优选不穿透有源层。也就是说，半导体层序列能够在凹部的区域中在预设的运行时产生辐射。优选地，那么有源层是无中断的、在整个半导体层序列上方连贯的层，所述层在多个发射区域上方延伸。

根据至少一个实施方式，在上侧的俯视图中，每个发射区域的凹部完全被由分隔壁构成的连贯的轨道包围。在此，分隔壁优选由半导体层序列形成并且例如形成在相邻的发射区域之间的边界或边界区域。

例如所述分隔壁延伸至半导体层序列的上侧。包围凹部的分隔壁例如能够具有连续恒定的高度。尤其，分隔壁设置用于将相邻的发射区域在光学上彼此分离。为此，优选在分隔壁的区域中不产生和/或发射辐射或者仅产生和/或发射非常少量的辐射，例如最高1％或最高0.1％或最高0.01％的辐射，所述辐射从发射区域中发射。因此，电磁辐射主要在凹部的区域中从半导体层序列中耦合输出。

在穿过半导体层序列的剖视图中，在半导体层序列中的凹部例如具有矩形或倒转的圆锥截锥体或圆弧段的形状。尤其，凹部本身不完全包围延伸至上侧的半导体层序列的区域。因此凹部优选不构成为半导体层序列中的沟槽。

在至少一个实施方式中，光电子半导体芯片包括半导体层序列，所述半导体层序列具有上侧、与上侧相对置的下侧和用于产生第一波长的电磁辐射的有源层，其中半导体芯片不具有用于半导体层序列的生长衬底。此外，半导体芯片包括多个设置在下侧上的接触元件，所述接触元件能够单独地并且彼此独立地电操控。在此，半导体层序列划分成多个在横向方向上并排设置的发射区域，所述发射区域构建用于在运行时发射辐射。在此，每个发射区域与接触元件中的一个接触元件相关联。此外，每个发射区域包括在半导体层序列中的凹部，所述凹部从上侧朝有源层方向延伸。在上侧的俯视图中，每个发射区域的凹部完全被由分隔壁构成的连贯的轨道包围，其中分隔壁由半导体层序列形成，并且其中分隔壁构成相邻的发射区域之间的边界。

在此描述的半导体芯片尤其基于下述构思：提出一种半导体芯片，所述半导体芯片能够用作为像素化显示器。将凹部或腔受控地引入到半导体层序列中能够实现，限定各个发射区域。分隔壁保持在凹部之间，所述分隔壁在运行时例如引起在相邻的发射区域或像素之间对比度改善。分隔壁尤其能够防止在两个相邻的发射区域中产生的电磁辐射的串扰。此外，凹部能够完全或部分地填充有转换材料和/或散射材料，使得在具有连续的有源层的单个半导体芯片上存在发射区域，所述发射区域发射不同波长的辐射。由此，例如能够实现电视机显示器、平板显示器或手机显示器或投影设备。此外，由于在半导体层序列的下侧上存在能单独地并且独立操控的接触元件，不同的发射区域能够单独地并且彼此独立地被供电或操控。

根据至少一个实施方式，至少一个发射区域的凹部至少部分地填充有转换材料。所述转换材料例如将相关的发射区域在运行时产生的第一波长的辐射完全或部分地转换成与第一波长不同的第二波长的辐射。在凹部中转换材料的填充高度例如为分隔壁的高度的至少50％或至少70％或至少90％。转换材料的背离有源层的表面于是能够平面地或弯曲地、例如透镜状地构成。

转换材料例如具有发射材料或由其构成。尤其，发射材料能够引入到透明的基体材料中。作为发射材料例如考虑有机分子和/或发光的聚合物和/或量子点。例如，发射材料具有下列组成成分中的至少一种：聚对苯乙烯(PPV)、吖啶染料、吖啶酮染料、蒽醌染料(Anthrachino-Farbstoffe)、蒽染料、花青染料、丹酰染料、方酸菁染料、螺吡喃、硼二吡咯甲烷(BODIPY)、苝、芘、萘、黄素、吡咯、卟啉和其金属络合物、二芳基甲烷染料、三芳基甲烷染料、硝基染料、亚硝基染料、酞菁染料、酞菁(Phthalocyaninen)的金属络合物、醌、偶氮染料、靛酚染料、恶嗪、氧杂氮酮(Oxazone)、噻嗪、噻唑、芴、苯芴酮(Flurone)、焦宁、罗丹明、香豆素。关于这些材料和其他可行的发射材料参考文献DE 10 2014 105 142 A1，其公开内容明确地通过参引的方式并入本文。

尤其，发射材料是具有在≤500nm或≤200nm或≤100nm的Q₀中的平均直径的纳米级颗粒。替选地或附加地，颗粒的平均直径也能够是≥1nm或≥5nm或≥50nm。

量子点例如能够是所谓的厚壳量子点，英文Giant Shell Quantum Dots。所述厚壳量子点具有核和围绕核的壳，其中核和壳具有不同的材料或由不同的材料构成。例如核由CdSe构成，壳由CdS构成。核的直径例如最高达到量子点的总直径的70％或50％或30％。这种量子点具有在吸收带和发射带之间的光谱距离，这引起低的自吸收。这允许量子点也以高的浓度应用在转换材料中。

透明的基体材料例如能够是硅树脂或丙烯酸盐或环氧树脂。基体材料能够以热学方式或通过光来硬化。如果是光硬化的基体材料，那么通过通电相关的接触元件能够实现像素选择性硬化。

有利地，在各个凹部之间的分隔壁形成用于转换材料的横向的限界部，使得部分地或完全防止转换材料溢出到相邻的凹部中。

根据至少一个实施方式，在凹部的区域中，将半导体层序列打薄到下述厚度，所述厚度最高达到例如3μm或2μm或1.5μm的平均的或最大的厚度。除了粗糙化部，厚度尤其能够沿着整个凹部是恒定的。在此，厚度应理解为垂直于有源层的竖直延展。有利地，在如此薄的半导体层序列的情况下出现少量的散射或波导效应，所述散射或波导效应引起平行于有源层的光传输。由此，进一步抑制在相邻的发射区域之间的光学串扰。尤其，由于凹部区域中的薄的层序列，因此光主要仅在该区域中从半导体层序列中耦合输出，在所述区域中也产生所述光。压制横向的光传导。

根据至少一个实施方式，每个发射区域与恰好一个接触元件一一对应地相关联。因此接触元件与相应的发射区域的凹部相对置。例如在上侧的俯视图中，发射区域的凹部完全覆盖相关的接触元件。凹部的最大的或平均的或最小的横向延展在此与接触元件的横向延展例如偏差最高50％或最高30％或最高10％。

通过在发射区域的凹部和接触元件之间的这种设置方式实现：有源层主要仅在凹部区域中产生电磁辐射，在分隔壁的区域中产生少量电磁辐射或不产生电磁辐射。那么在俯视图中，分隔壁能够用作为在相邻的发射区域之间作为阴影显示的区域并且形成在所述发射区域之间的边界或边界区域。

根据至少一个实施方式，在上侧的俯视图中，发射区域矩阵状地设置。此外，在上侧的俯视图中，发射区域例如被由分隔壁构成的连续的并且无中断的网格包围。网格的网眼例如能够具有矩形的或六边形的或圆形的基面。

根据至少一个实施方式，半导体芯片具有一个配合接触件或多个配合接触件。配合接触件是相对于下侧上的接触元件的配合接触件，并且所述配合接触件用于将由接触元件注入的载流子从半导体层序列引出或注入带相反电荷的载流子。

如果例如在下侧上的接触元件构成为在分隔壁或凹部的区域中平行伸展的接触条，那么能够在上侧上，例如在分隔壁的区域中施加相对于接触元件水平(quer)或垂直伸展的配合接触件。在俯视图中，接触元件和配合接触件例如形成网格。优选地，然后各个配合接触件也能单独地并且彼此独立地操控。但也可设想的是：接触元件和配合接触件都施加在下侧上，并且半导体层序列在运行时经由过孔通电。

尤其优选地，分隔壁以唯一的连贯的且无中断地构成的配合接触件覆盖。配合接触件对于多个接触元件用作为配合接触件并且在运行时用于接触多个发射区域。那么配合接触件例如设置在半导体层序列的上侧上。优选地，发射区域的凹部完全或部分地不具有配合接触件，使得在凹部的区域中辐射能够从半导体层序列中射出。在发射区域的区域中，那么例如在配合接触件和配属于发射区域的接触元件之间施加电压。因此配属于接触元件的一个或多个发射区域发射电磁辐射。如果配合接触件在上侧的区域中构成为尤其厚的，例如以至少5μm或10μm或20μm的厚度构成，这能够引起凹部的有效的加深。那么凹部能够相应地填充有更多的转换材料或者填充高度能够提高，由此也通过转换材料提高在有源层中产生的辐射的吸收概率。

如上面详述的上侧上的连贯的且无中断的配合接触件例如理解为：在上侧的俯视图中，配合接触件覆盖全部分隔壁或者覆盖由分隔壁构成的整个网格。因此在俯视图中。配合接触件也能够如分隔壁那样完全围绕发射区域的凹部伸展。优选地，唯一的配合接触件足够用于接触全部发射区域。尤其地，配合接触件覆盖上侧上的分隔壁至最少80％或最少90％或最少95％。

根据至少一个实施方式，配合接触件具有反射光或吸收光的材料。尤其，配合接触件能够具有金属如Au、Ag、Ni、Pt、Pd、Rh或Al或由上述材料构成。也可行的是：配合接触件具有TCO，如ITO或氧化锌、简称ZnO或由上述材料构成。

根据至少一个实施方式，配合接触件不仅在上侧上而且也在分隔壁的侧面上遮盖所述分隔壁。在此，侧面是分隔壁的横向于有源层伸展的面，所述分隔壁横向地对凹部进行限界。尤其，能够借助配合接触件覆盖全部分隔壁的侧面至至少80％或最少90％或最少95％。因此，配合接触件优选不仅用于接触半导体层序列，而且也用于：使发射区域的在凹部区域中产生的或转换的电磁辐射不能够穿过分隔壁到达相邻的发射区域，而是事先被分隔壁的侧壁反射或吸收。这进一步提高相邻的发射区域或像素之间的对比度。

根据至少一个实施方式，半导体层序列的下侧在分隔壁的区域中不具有接触元件。由此，有利地实现：在运行时在分隔壁的区域中，有源层产生少量辐射或不产生辐射。例如，为此在分隔壁的区域中在下侧上施加绝缘层、例如氧化硅如SiO₂。有利地，该绝缘层与施加在凹部区域中的接触元件构成背离半导体层序列的平坦的面，意即，接触元件和绝缘层在侧视图中齐平地相互密封。这种由接触元件和绝缘层成形的平坦的层尤其有利于例如借助晶片-键合方法、如直接键合将载体施加在下侧上，其中晶片与半导体层序列经由范德华力和/或氢键和/或共价键而机械地牢固连接，使得不需要附加的中间层。

根据至少一个实施方式，在下侧上在多个接触元件上施加共同的有源矩阵元件(Aktivmatrixelement)。有源矩阵元件例如用于选择性地电操控各个接触元件。有源矩阵元件例如包括多个晶体管、例如薄层晶体管或CMOS晶体管，所述晶体管在下侧上具有与接触元件相同的、优选矩阵状的设置方式。晶体管例如能够施加在衬底、例如玻璃衬底或电路板或Si晶片上。在此，接触元件进而半导体层序列的发射区域与每个晶体管单义地相关联。此外，半导体层序列的每个发射区域例如与有源矩阵元件上的供电连接单义地相关联。尤其，有源矩阵元件能够经由直接键合方法与半导体层序列连接。有源矩阵元件例如不仅仅用于电操控接触元件，而且附加地具有用于半导体层序列的机械承载功能。尤其，有源矩阵元件因此用作为载体并且使整个半导体芯片自承载和机械稳定。

替选地，例如当将薄膜晶体管应用于有源矩阵元件时，有源矩阵元件也能够直接制造或沉积在半导体层序列的接触元件上。在该情况下，半导体芯片能够具有附加的载体，所述载体用于有源矩阵元件和半导体层序列的机械稳定。

根据至少一个实施方式，发射区域的凹部的横向延展从上侧沿朝有源层方向减小。优选地，此外，凹部具有底面，所述底面平行于有源层伸展。在底面和有源层之间的平均距离优选小于分隔壁的高度。

因此，凹部的底面能够用作为在凹部的区域中产生的电磁辐射从半导体层序列中的辐射耦合输出面。为此，底面例如能够附加地具有例如粗糙度≥200nm的故意引入的粗糙化部。在底面上的这种粗糙化部能够提高从凹部的底面中的耦合输出效率。替选地，但是也可行的是：底面在凹部的区域中被整平并且具有≤200nm或≤100nm或≤50nm的粗糙度。这种整平的底面虽然降低从底面中的耦合输出效率，但是另一方面在这样平整的表面的情况下出现少量的散射效应，这进一步减少相邻的发射区域的光学串扰。

优选连续的且无中断地构成的底面例如沿横向在周侧完全被分隔壁的侧面包围，其中侧面能够反射或吸收从底面发射的辐射。底面优选部分地或完全不具有配合接触件。

根据至少一个实施方式，分隔壁从有源层向外观察朝上侧的方向逐渐变成尖部，使得分隔壁在尖部的区域中的宽度最高达到分隔壁的最大宽度的1/10或1/50或1/100，尤其，尖部的横向延展相比于分隔壁的最大延展能够是可忽略不计的小的。分隔壁的这种设计方案尤其有利于下面描述的另一制造方法。

根据至少一个实施方式，在配合接触件的背离半导体层序列的一侧上施加保护层，所述保护层保护配合接触件免受外部影响。在此，保护层至少部分地、尤其完全覆盖配合接触件。例如，保护层具有Al₂O₃、SiO₂、SiN_X、SiO_XN_Y、TaN_X、TiO₂、聚对二甲苯(Parylene)、聚氨酯漆、含环氧化物的漆或由上述材料构成。

根据至少一个实施方式，发射区域的凹部具有最小1μm或最小5μm或最小10μm的横向延展。替选地或附加地，凹部的横向延展≤300μm或≤100μm或≤50μm。在此，凹部的横向延展尤其理解为最大的横向延展或凹部的底面的最大的横向延展。

根据至少一个实施方式，在两个凹部之间的分隔壁的最大宽度是发射区域的凹部的横向延展的最小10％或最小20％或最小25％。替选地或附加地，分隔壁的最大宽度是凹部的横向延展的≤100％或≤50％或≤30％。

根据至少一个实施方式，半导体层序列在分隔壁的区域中的厚度为至少5μm或至少6μm或至少7μm。替选地或附加地，半导体层序列在分隔壁的区域中的厚度为≤12μm或≤10μm或≤8μm。

根据至少一个实施方式，分隔壁的侧面倾斜于有源层伸展并且与有源层例如围成最小30°或最小60°或最小80°的角度。替选地或附加地，在分隔壁和有源层的侧面之间的角度最高达到90°或80°或60°。

根据至少一个实施方式，半导体层序列的有源层在运行时产生在蓝色光谱范围或UV光谱范围中的辐射。为此，半导体层序列例如基于氮化物化合物半导体材料。

根据至少一个实施方式，半导体芯片具有多个图像组。每个图像组例如由至少三个并排设置的发射区域形成。例如，在每个图像组中，第一发射区域的凹部填充有例如红色的第一转换材料，并且第二发射区域的另一凹部填充有例如绿色的第二转换材料。第三发射区域的凹部例如要么具有蓝色的转换材料要么不具有转换材料。整体上，以该方式，每个图像组能够用作为发射红色-绿色-蓝色的单元。因为发射区域优选能够单独地并且彼此独立地操控，每个图像组的发射红色-绿色-蓝色的发射区域也能够单独地并且彼此独立地操控。以该方式能够实现发射彩色的像素化显示器。

根据至少一个实施方式，图像组矩阵状地设置在半导体层序列的上侧上。在此，每个图像组的三个发射区域例如设置在一排中。

此外，提出一种投影设备，所述投影设备包括在此描述的半导体芯片。在此，光学装置，意即，由光学元件如透镜、反射镜、棱镜、转向元件、遮光板构成的结构能够设置在半导体芯片的下游。经由光学装置能够产生由半导体芯片发射的图像的真实的或虚拟的图像并且将所述图像成像到投影面上。

此外，提出一种用于制造半导体芯片的方法。所述方法尤其能够适用于制造上述半导体芯片。因此，半导体芯片的特征也对于所述方法公开并且反之亦然。

根据所述方法的至少一个实施方式，在步骤A中，在生长衬底上生长半导体层序列。生长衬底例如能够是硅衬底或蓝宝石衬底。在半导体层序列和生长衬底之间也能够设置缓冲层序列，以达到更好的生长条件。已生长的半导体层序列尤其包括用于产生电磁辐射的有源层。

根据至少一个实施方式，在另一步骤B中，将接触元件施加在半导体层序列的背离生长衬底的下侧上。

根据至少一个实施方式，在步骤C中，将载体施加在半导体层序列的下侧上。

根据至少一个实施方式，在步骤D中，例如借助于蚀刻工艺或抛光工艺或激光工艺来部分地或完全剥离生长衬底。在此，优选露出半导体层序列的与下侧相对置的上侧。

根据至少一个实施方式，在步骤E中，在半导体层序列中形成发射区域。这尤其通过将凹部引入半导体层序列中而发生。在此，凹部从露出的上侧朝有源层的方向延伸，但是优选不穿透有源层。此外，在凹部的图像中，分隔壁保留在半导体层序列中，所述半导体层序列在上侧的俯视图中形成完全包围相应的凹部的连贯的轨道。例如借助蚀刻工艺经由结构化的掩模而形成凹部。

根据至少一个实施方式，在步骤F中，将结构化的配合接触件施加在上侧上，使得半导体层序列的分隔壁至少部分地被配合接触件遮盖，但凹部保持至少部分地不具有配合接触件。

根据至少一个实施方式，以给定的顺序执行步骤A至F。替选地，步骤F也能够在步骤E之前执行。结构化的配合接触件例如能够用作为用于引入发射区域的蚀刻掩模。

根据至少一个实施方式，在步骤E中，分隔壁形成为，使得所述分隔壁从有源层向外观察朝上侧的方向逐渐形成尖部。在步骤F中，无中断的且连贯的配合接触层能够整面施加在半导体层序列的背离载体的一侧上。随后，那么优选无中断的且连贯的保护层整面施加在配合接触层的背离载体的一侧上。在紧接于此的步骤中，那么能够使用定向的蚀刻方法，其中在分隔壁的侧面区域中比在凹部的底面区域中以更低的蚀刻速率来蚀刻去除保护层。在此，在底面的区域中自动实现更强程度的蚀刻去除，因为应用定向的蚀刻方法，其中凹部的底面优选垂直于蚀刻方法的主蚀刻方向伸展，然而，侧面以与主蚀刻方向成＜90°的角度下伸展。由此，能够实现：根据定向的蚀刻方法，侧面始终完全由被打薄的保护层遮盖，但是底面部分地或完全不具有保护层。在底面的区域中，那么露出配合接触层。在下一步骤中，那么能够使用另一蚀刻方法，其中将侧壁上的保护层用作为掩模，并且其中，在凹部的底面的区域中部分地或完全移除配合接触层。

逐渐变成尖部的分隔壁因此能够实现用于将配合接触件施加到分隔壁上的自调节的方法。能够弃用光刻方法或掩模制造方法，其中也必须考虑一定的调节公差。

根据至少一个实施方式，在步骤G中，半导体层序列中的一个或多个凹部部分地或完全填充有转换材料。例如能够借助喷墨印刷工艺或气溶胶喷射工艺或点胶或丝网印刷来实现填充。后续的，借助实施例详细阐述在此描述的光电子半导体芯片以及在此描述的用于制造光电子半导体芯片的方法。在此，相同的附图标记表示各个附图中相同的元件。然而，在此不按比例地示出，更确切地说，为了更好地理解，夸张大地示出个别元件。

附图说明

附图示出：

图1至图8示出在此描述的光电子半导体芯片的实施例的示意图，

图9A至图9C示出在此描述的用于制造光电子半导体芯片的方法的方法步骤的示意图。

具体实施方式

图1示出具有构成为有源矩阵元件6的载体的半导体芯片100，在所述载体上施加半导体层序列1。此外，半导体层序列1具有用于产生第一波长10的电磁辐射的有源层11。半导体层序列1例如基于InGaAlN，有源层11例如是pn结。此外，半导体层序列1包括上侧2，所述上侧平行于有源层11伸展，并且所述上侧包括半导体层序列1的距有源层11最远的区域。与上侧2相对地，半导体层序列1具有下侧3，所述下侧同样平行于有源层11伸展并且同样包括半导体层序列1的距有源层11最远的区域。下侧3面向有源矩阵元件6。

此外，将多个凹部引入半导体层序列1中，所述凹部从上侧2朝有源层11的方向延伸，但是不穿透有源层11。当前，在示意的横截面图中，凹部以倒转的圆锥截锥体或棱锥截锥体的构型构成，其中每个凹部的底面23平行于有源层11伸展。各个凹部沿平行于有源层11的横向方向通过分隔壁21彼此分离并且间隔开。在此，分隔壁21构成半导体层序列1的一部分，使得整个半导体芯片100具有唯一的连贯的、一件式构成的半导体层序列1。分隔壁21的侧面22倾斜于有源层11伸展并且在半导体层序列1中横向地对凹部进行限界。

此外，在分隔壁21的高台状的尖部上，在上侧2的区域中施加例如由Al构成的配合接触件31，所述配合接触件用于电接触半导体层序列1。在图1的当前的情况下，分隔壁21的侧壁22不具有配合接触件31。配合接触件31侧向地经由键合线与有源矩阵元件6电连接。

此外，在半导体层序列1的下侧3和有源矩阵元件6之间，在凹部的区域中施加接触元件30。在上侧2的俯视图中，接触元件30完全由凹部或凹部的底面23覆盖。在此，每个凹部与自身的接触元件30一一对应地相关联。

此外，在分隔壁21的区域中在接触元件30之间施加绝缘层，所述绝缘层例如由氧化硅构成。绝缘层优选在下侧3上设置在分隔壁21的区域中的任意位置。

此外，在图1中，绝缘层与接触元件30在背离半导体层序列1的一侧上齐平地密封，使得绝缘层和接触元件30共同形成具有平坦的主面的层。例如借助直接键合方法在平坦的主面中的一个上施加有源矩阵元件6。

在图1的实例中，接触元件30由两个相叠地堆叠的层构成，其中朝向有源层11的层例如是由Ag构成的镜层。接触元件30的背离有源层11的层优选用作为与有源矩阵元件6的连接层并且例如由Ni或Al或Cu构成。

在图1的实例中，各个接触元件30经由能单独操控的晶体管、例如薄层晶体管与同样设置在有源矩阵元件6中的移位寄存器电连接。以该方式能够实现：各个接触元件30能够单独地并且彼此独立地操控或通电。如在图1中示出的那样，在操控接触元件30时，载流子从接触元件30朝有源层11的方向注入半导体层序列1中。带相反电荷的载流子从施加在上侧2上的配合接触件31经由分隔壁21朝有源层11的方向注入，所述配合接触件用作为用于下侧3上的全部接触元件30的共同的配合接触件。在载流子复合时，在有源层11中，优选仅在围绕各受控的接触元件30的区域中产生辐射。于是，所产生的第一波长10的辐射经由底面23从半导体层序列1中射出。

以该方式，半导体层序列1划分成多个横向并排设置的发射区域20。发射区域20是下述区域，电磁辐射经由所述区域从半导体层序列1中耦合输出，并且在上侧2的俯视图中，所述区域对于观察者而言能够感知为分开的像点或像素。在发射区域20之间分别设置分隔壁21，所述分隔壁具有施加在其上的配合接触件元件31。由于在分隔壁21的区域中由于绝缘层不产生或产生少量辐射，并且由于在分隔壁21上施加有配合接触件31，经由分隔壁21几乎没有辐射从半导体层序列1中射出。因此，在俯视图中，分隔壁21可能形成在相邻的发射区域20之间深色的光学边界。此外，通过图1中半导体芯片100的设计方案，每个发射区域20的横向延展经由相关的凹部的横向延展限定。

此外，在图1中，一些凹部填充有转换材料5。转换材料5例如是发光的有机分子或量子点，所述有机分子或量子点引入由硅树脂或丙烯酸盐构成的透明的基体材料中。在相应的凹部中经由底面23发射的第一波长10的光经由转换材料5至少部分地转换成与第一波长10不同的第二波长50的光。例如，在半导体芯片100运行时，由有源层11发射的蓝色的光通过转换材料5转换成红色的或绿色的光。凹部尤其用作为浇注模(Gussform)，所述浇注模用于用转换材料5填充。在此，分隔壁21防止转换材料5溢出到相邻的凹部中。

在图2的实施例中示出半导体芯片100的上侧2的俯视图。在半导体层序列1中的凹部当前具有矩形的基础形状并且设置成规则的矩形的矩阵图案。在凹部之间的分隔壁21形成具有矩形形状的网眼的网格，所述网格完全地且无中断地包围半导体层序列1中的凹部。接触元件31完全地施加到分隔壁21上，也就是说，接触元件31仿形凹部的网格并且同样无中断地且连续地构成。尤其，配合接触件31构成在多个凹部之间并且横向地完全包围凹部。

此外，在图2的实例中可见：各三个并排放置的发射区域20组成一个图像组200。在此，图像组200同样矩阵状地设置在上侧2上。在每个图像组200中，第一凹部填充有红色的转换材料5，并且第二凹部填充有绿色的转换材料5。第三凹部不具有转换材料。如果半导体层序列1的有源层11例如发射蓝色光，那么所述蓝色光由红色的转换材料至少部分地转换成红色光并且由绿色的转换材料至少部分地转换成绿色光。经由第三凹部发射蓝色光。整体而言，每个图像组200因此形成由三种不同颜色的像素构成的发射蓝色-红色-绿色的单元。通过这种设计方案，图2的半导体芯片100例如实现为发射多色的像素显示器。

图3的实施例示出与图1类似的半导体芯片100。但是，与图1不同，在图3中分隔壁21的侧壁22也整面地用配合接触件31遮盖。在此，配合接触件31优选具有镜反射材料如Ag或Al。因此从半导体层序列1中凹部的底面23中射出的辐射不能够穿过分隔壁21到达相邻的凹部中。因此，被整面遮盖的分隔壁21确保在相邻的发射区域20之间尤其高的对比度。

在图4的实施例中，与图3的实施例不同，每个分隔壁21构成为，使得从有源层11向外观察，分隔壁21朝上侧2的方向逐渐形成尖部。那么与分隔壁21的最大横向延展相比，分隔壁21在上侧的区域中的横向延展例如是可忽略不计的小的。也在图4的实施例中，分隔壁21的侧面22完全用配合接触件31遮盖。

图5的实施例与图3的实施例的区别在于：配合接触件31不经由键合线与有源矩阵元件6接触。更确切地说，在此，配合接触件31构成为层，所述层侧向伸出半导体层序列1并且经由半导体层序列1的侧面引导直至有源矩阵元件6。在那里，配合接触件31与有源矩阵元件6的移位寄存器导电连接。与在图5中示出的不同，配合接触件31优选至少在半导体层序列1的侧面的区域中与半导体层序列1经由绝缘层绝缘，使得在运行时通过配合接触件31在半导体层序列1中不产生短路。

此外，在图5中，在之前的实施例中不具有转换材料5的凹部现在填充有透明的填充材料。在预设的运行时，透明的填充材料不转换或仅以非常少的份额转换由有源层11发射的光。在此，透明的填充材料例如用于保护凹部区域中的半导体层序列1免受外部影响。透明的填充材料能够是也用于上述透明的基体材料的相同的材料。

在图6的实施例中，与图5的实施例不同，将附加的保护层施加到半导体层序列1上。在此，保护层7与半导体层序列1在凹部区域中至少部分地处于直接接触，并且所述保护层设置在半导体层序列1和转换材料5之间。例如，保护层7完全遮盖凹部的底面23。此外，保护层7也施加在侧壁22上并且施加在分隔壁21的上侧上。在此，保护层7优选完全覆盖施加到分隔壁21上的配合接触件31。通过保护层7保护配合接触件31免受外部影响、尤其免于氧化或湿气进入。在图5中，保护层7例如构成为连贯的、无中断的且整面施加的保护层7。

在图7的实施例中，如在图6中那样，每个分隔壁21完全由保护层7遮盖。然而，在图7中，凹部的底面23不具有保护层7。这种设计方案例如能够通过以下方式实现：在用转换材料5填充凹部之前，将在凹部的区域中的保护层7经由蚀刻方法移除。

在图8中，保护层7不如在图6的实施例中那样设置在转换材料5和半导体层序列1之间，更确切地说，保护层7在此作为囊封件施加在整个半导体层序列1上方。保护层7因此设置在转换材料5的背离有源层11的侧上。

尤其，保护层7完全覆盖半导体层序列1的全部侧面、全部凹部、和全部的分隔壁21。

图9A示出用于制造在此描述的半导体芯片100的方法步骤。在所述方法步骤中，半导体层序列11已经施加在有源矩阵元件6上，所述有源矩阵元件不是用于半导体层序列1的生长衬底。此外，例如经由蚀刻方法，已经将凹部从上侧2引入到半导体层序列1中。在此，引入凹部，使得保留并且完全包围凹部的分隔壁21具有逐渐形成尖部的横截面形状。此外，在半导体层序列1的背离有源矩阵元件6的一侧上，已经将连贯地且无中断地构成的配合接触层310整面施加到半导体层序列1上。配合接触层310完全遮盖凹部的底面23以及分隔壁21的全部侧面22。此外，将保护层7施加到配合接触层310的背离有源矩阵元件6的一侧上，所述保护层同样连贯地且无中断地构成并且整面施加到配合接触层310上。保护层7例如由氧化硅如SiO₂构成，配合接触层310例如由Ag构成。

在图9A中，此外示出：如何从背离有源矩阵元件6的一侧借助定向的蚀刻方法70、如反应性离子蚀刻来处理保护层7。通过定向的蚀刻方法70，在凹部的底面23的区域中能够比在分隔壁21的侧面上更强程度地剥离保护层7。

在图9B中示出所述定向的蚀刻方法70的可能的结果。在图9B中，在凹部的底面23的区域中完全移除保护层7。因为侧面21以与定向的蚀刻方法70的主蚀刻方向成与90°不同的角度伸展，可行的是：同时在侧面22的区域中不完全移除保护层7。分隔壁21的侧面22始终整面地由保护层7覆盖。

在图9B中，此外示出：如何从背离有源矩阵元件6的一侧执行另一蚀刻方法80，例如湿化学的蚀刻方法。在蚀刻方法80中，侧壁22上的保护层7现在用作为掩模结构，所述掩模结构几乎不或仅少许被另一蚀刻方法80侵蚀。为此，通过另一蚀刻方法80现在部分地或完全移除凹部23的区域中的不具有保护层7的配合接触层310。

在图9C中示出该另一蚀刻方法80的结果，其中凹部的底面23完全不具有配合接触层310和保护层7。保护层7以及配合接触层310仅还存在于分隔壁21的侧壁22上。

通过在图9A至图9C中描绘的方法，分隔壁21因此能够设有共同的结构化的配合接触件31，而不需要为了结构化配合接触件31耗费的掩模形成和光刻方法。更确切地说，在此涉及自调节的方法，其中利用分隔壁21的逐渐形成尖部的设计方案。

在此所描述的本发明不局限于对实施例的说明。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的每个组合，这尤其是包含在权利要求中的特征的每个组合，即使所述特征或者所述组合本身未明确地在权利要求中或者实施例中说明时也是如此。

本专利申请要求德国专利申请10 2014 112 551.7的优先权，所述德国专利申请的公开内容就此通过参考的方式并入本文。

附图标记列表

1 半导体层序列

2 上侧

3 下侧

5 转换材料

6 有源矩阵元件

7 保护层

10 第一波长的辐射

11 有源层

20 发射区域

21 分隔壁

22 分隔壁21的侧面

23 凹部的底面

30 接触元件

31 配合接触件

50 第二波长的辐射

100 半导体芯片

200 图像组