具有杂散辐射的光电子元件的制作方法

本发明涉及根据专利权利要求1的一种光电子元件、根据专利权利要求13的一种用于产生光电子元件的方法、以及根据专利权利要求17的一种用于测试光电子元件的方法。

该专利申请要求德国专利申请102014223003.9的优先权，其公开内容据此通过引用被并入。

背景技术：

在相关技术中，具有有源区的激光二极管是已知的，其中有源区生成在引导平面中引导的电磁辐射。基本上在引导平面中输出电磁辐射。此外，相对于引导平面在侧面生成来自有源区的杂散辐射。在引导平面的外面，激光二激光具有被提供用于向有源区供给电荷载流子的电接触件。

为了检查激光二极管的功能性，对经由引导平面输出的电磁辐射进行评估。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改进的光电子元件，一种用于产生该光电子元件的改进的方法、以及一种改进的测试方法。

经由独立权利要求实现本发明的目的。

所描述的元件的一个优点在于可以借助于杂散辐射检查元件的功能性，其中经由电接触焊盘输出杂散辐射。因此，还可能检查其电磁辐射发射面难以接近或者不可接近以用于拾取测量信号的元件。

所描述的方法的一个优点在于借助于简单的方法创建具有由半导体材料制成的表面的电接触焊盘，其中该表面被导电层覆盖。该表面具有倾斜面，其中在倾斜面的至少子集上，导电层被配置为如此薄以致发射电磁杂散辐射。

所描述的测试方法具有以下优点：元件的功能性的评定是可能的，因为经由电接触焊盘发射的杂散辐射被评估以用于评定元件的功能性。在从属权利要求中规定附加的实施例。

在一个实施例中，表面具有大于0.1μm，特别地大于1.2μm的平均粗糙度。该粗糙度足以创建期望的倾斜面。此外，可以使用简单且快速的方法创建该粗糙度，例如借助于机械去除方法或化学去除方法。因此，可以快速且经济地产生该元件。

在附加的实施例中，表面具有如下平均粗糙度深度：具有大于1μm，优选地大于5μm，特别地大于10μm的粗糙度峰值。借助于针对粗糙度峰值的这些数量级，可以提供足够数目的倾斜面。因此，在电接触焊盘上获得足够的区域，经由该区域发射杂散辐射。因此，改进用于评定元件的功能性的杂散辐射的评估。

在一个实施例中，导电层被配置为金属层的形式。金属适合于提供针对导电层的期望的层厚度。以这种方式，可以实现低的欧姆电阻，其中此外，在倾斜面上的导电层可以被配置为如此薄以致发射电磁杂散辐射。

在附加的实施例中，导电层在倾斜面的至少子集上具有小于20nm的层厚度。以这种方式，在倾斜面上的导电层被配置为如此薄以致可以经由倾斜面的区域通过导电层发射足够的电磁杂散辐射。此外，导电层具有50nm或更大的，特别地200nm的与引导平面正交的厚度。因此，实现低欧姆电阻以用于操作光电子元件。

取决于所选择的实施例，倾斜面上的导电层的层厚度还可以小于10nm，特别地小于1nm。以这种方式，增大经由接触焊盘发射的杂散辐射的功率。

在附加的实施例中，有源区具有离接触焊盘小于40μm，特别地小于5μm的间距。借助于该间距，确保经由接触焊盘发射足够的电磁杂散辐射以用于检查元件的功能性。

在一个实施例中，接触焊盘由经减薄的衬底层的表面构成。例如，氮化镓或碳化硅可能作为用于衬底层的材料。

在附加的实施例中，元件具有n端子和p端子，其中p端子被安装在载体上。特别地，在该实施例中，经由作为电接触焊盘的n接触件对电磁杂散辐射进行去耦合是有利的，以便能够以简单的方式测试元件。

附图说明

将结合示例性实施例的下面的描述更加清楚且全面地解释以上描述的本发明的性质、特征和优点以及实现它们所用的方式，结合附图更详细地解释示例性实施例。

图1示出穿过光电子元件的结构的示意性横截面；

图2示出穿过图1的元件的附加的横截面；

图3示出穿过在已经沉积导电层之后的衬底的表面的部分横截面；

图4示出穿过衬底的表面的部分横截面的放大绘图；以及

图5示出穿过具有p在下方安装的元件的示意性横截面。

具体实施方式

图1示出例如被配置为激光二极管或led的光电子元件的示意性横截面绘图。提供载体1，在载体1上布置接触焊盘2。接触件3被布置在接触焊盘2上，该接触件被钝化层4包围。钝化层4提供接触件3的电钝化。至少一个正导电外延层5被布置在接触层3和钝化层4上。因此，接触件3构成p接触件。至少一个负掺杂的且导电的外延层6被布置在正掺杂的且导电的外延层上。外延层形成用于生成电磁辐射的有源区。有源区可以例如具有在1和10μm之间的厚度。

负掺杂的且导电的衬底7被布置在第二外延层6上。负导电的衬底7可以例如被配置为氮化镓或碳化硅的形式。负导电的衬底7具有表面8。表面8具有大于0.1μm的平均粗糙度。特别地，接触焊盘8的平均粗糙度可以大于1.2μm。此外，接触焊盘可以具有如下平均粗糙度深度rz：具有大于1μm，优选地大于5μm，特别地大于10μm的粗糙度峰值。

导电层9被施加到表面8。导电层9与表面8一起形成接触焊盘18，并且因此形成第二接触件。导电层9可以被配置为平坦的金属化部的形式，其中该平坦的金属化部被细分为局部面，其中局部面具有不同的层厚度。取决于所选择的实施例，衬底7可以具有在40μm和200μm之间的层厚度。此外，导电层9至少在一个局部面中，即，在表面8的倾斜面的子集中可以具有小于20nm的层厚度。金、银、铜、钛、铂、镍、铬、锡、铟或铝、或者这些元素的组合例如可以被提供为用于配置导电层9的材料。取决于所选择的实施例，衬底7还可以具有小于40μm，特别地小于6μm的厚度。因此，有源区以小于40μm，特别地小于6μm的距离远离导电层9隔开。

例如可以产生衬底7，因为衬底最初具有更大厚度，其中，从表面8对该衬底进行机械和/或化学减薄，即从表面8去除该衬底。在这种情况下，可以使用机械抛光方法和/或化学/机械抛光方法或化学刻蚀方法。

在接触件3和接触焊盘18之间的适当的电压下，在接触件3上面的区域中的有源区5、6中产生电磁辐射，例如可以使用适当的反射镜将该电磁辐射放大到激光模式（lasermode）19。激光模式19在第一和第二外延层5、6之间的过渡区域中具有与图1的页面表面正交地配置的传播方向。

相对于激光模式19在侧面生成杂散辐射12，通过接触焊盘18、经由导电层9的薄区域发射该杂散辐射。

图2示出穿过图1的布置的示意性纵向截面。在所描绘的示例性实施例中，电磁辐射在平行于有源区的外延层6、5的pn界面延伸的发射方向上被输出到元件的发射侧10。以箭头的形式示意性地描绘发射的电磁辐射20。

为了该目的，在两个侧面10、11上布置适当的反射镜。电磁辐射的另一部分作为杂散辐射12离开有源区并且到达衬底7的表面8。由于所选择的导电层9和表面8的适当选择的结构，经由接触焊盘18发射电磁杂散辐射12的部分。

图3示出具有导电层9的衬底7的接触焊盘8的截面的示意性放大绘图。以使得可以在接触焊盘18的倾斜的局部面21处发射杂散辐射12这样的方式施加导电层9。布置的局部面21要被理解为相对于衬底7的中心平面23以大于30°，特别地大于60°的角度24倾斜的局部面。这被实现，因为局部面21上的导电层9具有非常低的厚度，或者其完全不存在，以使得杂散辐射12不被导电层9阻挡。局部面21上的层9的厚度至少部分地薄于20nm。

例如，借助于光学评估装置13（特别地，形式为ccd芯片）捕获和分析发射的杂散辐射12。此外，接触焊盘18具有低的欧姆电阻，以使得可以高效地操作光电子元件。

导电层9的期望结构例如是由于以下而产生的：借助于化学和/或机械方法使如图4中描绘的衬底7的表面8变粗糙或者去除，以使得在表面8上配置倾斜的，特别地正交的局部面15。倾斜的局部面15被统计地分布在衬底7的表面8之上，并且通过平均粗糙度的选择或通过粗糙度峰值的选择来确定。

随后，借助于正交沉积22或借助于定向沉积22将导电层9沉积到衬底7的表面8上。借助于定向沉积22，导电层9不被沉积在倾斜的局部面15上，或者仅仅以非常薄的层的形式沉积在倾斜的局部面15上。因此，获得根据图3的结构。

表面8具有大于100nm，优选地大于500nm，特别地大于1200nm的平均粗糙度。此外，表面8可以具有大于1μm，优选地大于5μm，特别地大于10μm的粗糙度峰值。图3的导电层9构成接触焊盘，该接触焊盘在子区域中是半金属化的并且因此是半透明的。

取决于所使用的材料，可以在表面8上配置不同厚度的导电层9的局部面，以便仍然能够评估杂散辐射12以用于评定元件的功能性。

图5示出穿过根据图1配置的元件的示意性横截面，其中，在导电层9上，借助于接触球17将接合线16焊接到导电层9。此外，示意性横截面描绘与图像平面正交的光学激光模式19。载体1例如可以被配置为热沉。

由于经由接触焊盘18从衬底7向上发射的杂散辐射，可以借助于视觉检查在视觉上检查接触球17和接合线16到导电层9的附接。在这种情况下，可以省略附加的光源，因为通过接触焊盘18发射的杂散辐射12可能足以检查接触球17和导电层9之间的正确焊料连接。取决于所选择的实施例，相机或光传感器，特别地ccd芯片可以用于检查接触球17的配置。

如果例如难以接近光学模式，则借助于所描述的导电层9的半透明配置，也可以测试光电子元件的功能性。

接触焊盘2例如可以被配置为金属化部的形式。接触件3例如可以被配置为正掺杂的氮化镓层或者正掺杂的氮化铝镓/氮化镓层的形式。此外，有源区可以被布置在光波导层之间。在p侧，这可以例如以正掺杂的氮化镓层的形式来实现。在n掺杂侧，覆层还可以被配置为n掺杂的氮化镓层。p-和n-导电外延层5、6可以被配置为量子阱结构的形式。此外，可以在n侧上提供负掺杂的氮化铝镓/氮化镓层结构。

平均粗糙度指示在表面上测量点离中心线的平均间距。中心线以使得轮廓偏差（相对于中心线）的和最小这样的方式横过参考长度内的实际轮廓。平均粗糙度ra与离中心线的偏差的算术平均值对应。在二维中，其按照如下公式来计算：

平均值[z]按照如下公式来计算：

。

平均粗糙度深度（十点平均粗糙度）rz按照如下来确定：工件的表面上的限定测量长度被划分为相等大小的七个个别的测量长度。然而，仅在这些长度中的五个之上执行评估，因为要使用的高斯滤波器需要单个长度的头部或尾部的一半，或者卷积具有不可忽略的跑进和终止特性。根据轮廓的各个测量长度中的每个确定最大和最小值之间的差。由因此获得的五个个别的粗糙度深度形成平均值。

尽管已经经由优选示例性实施例更详细地说明和描述了本发明，但是本发明不被所公开的示例限制，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域的技术人员可以从其导出其他变化。

参考数字列表

1载体

2接触焊盘

3接触件

4钝化层

5第一外延层

6第二外延层

7衬底

8表面

9导电层

10第一侧

11第二侧

12杂散辐射

13评估装置

15倾斜的局部面

16接合线

17接触球

18接触焊盘

19激光模式

20电磁辐射

21接触焊盘的局部面

22定向沉积

23中心平面

24角度。