半导体芯片和用于制造半导体芯片的方法与流程

相关申请的交叉参引

本申请要求德国专利申请102016108891.9的优先权，其公开内容通过参引结合于此。

提出一种半导体芯片和一种用于制造半导体芯片的方法。尤其，半导体芯片能够构成为光电子半导体芯片，例如发光半导体芯片，例如发光二极管芯片或激光二极管芯片或探测光的半导体芯片。

背景技术：

激光二极管越来越多地代替发光二极管使用在新的领域中，例如用于照明和生产应用，其中所述激光二极管能够相对于发光二极管在提高的光密度和景深方面充分发挥其优势。然而，在使用激光二极管时相对于基于发光二极管的竞争性的技术能够不利地引起：激光二极管在超过激光器阈值的、特定的、通常相对非常高的电流值时才显示出激光发射，并且激光器棱面由于高的光密度易受棱面损害影响，这能够引起自发性失效。

由于激光二极管的较高的起动电流，即由于激光器阈值的高度，激光二极管相对于发光二极管尤其在较小电流的范围中丧失效率。为了降低激光器阈值，例如在耦合输出棱面上棱面覆层的更高的反射率是适宜的，然而这同时会减小激光二极管特征曲线的斜度进而这还会对激光二极管的效率产生不利影响。另一可能性能够在于：减小共振器几何形状，例如共振器长度和宽度，然而这相应地限制激光二极管的可实现的光学功率。替选地，通过制造高的称作脊形或肋形波导(“ridgewaveguide”)的波导结构，能够实现折射率导引的增强和减小的电流扩展。然而，在此可能不利的是：用于制造波导结构的刻蚀工艺到达有源区附近或穿过所述有源区，这能够引起损坏进而引起在构件稳定性方面的问题。

为了提高棱面负荷极限能够增大共振器几何形状，这当然不利地通过提高的激光器阈值可察觉。对此替选地，在不同的材料体系中存在目标和解决方式：使激光器棱面的区域尽可能不吸收。例如，能够尝试：经由植入或扩散实现量子膜结构靠近棱面的混匀，由此能够相应地提高带距，即带隙。但是在这种情况下可能不利的是：对此所需的掺杂物能够嵌入到填隙位置上，这能够引起附加的吸收中心，所述吸收中心能够不利地影响构件效率。因此，尤其在植入的层的情况下，必须在随后的淬火步骤中尝试：将掺杂物嵌入到晶格位置上。然而，对此所需的温度能够造成量子膜结构的损坏进而造成在激光器阈值和特征曲线斜度方面的损失。此外，在扩散的和植入淬火步骤的高温下，通过释放挥发性的组分、例如iii-v族半导体的v族组分、即as、p或n能够引起接触层的分解，这能够造成激光二极管的提高的工作电压。

替选的技术方式基于如下原理：在通过折断产生的激光器棱面上沉积结晶的或部分结晶的层，所述层能够尽可能低缺陷且低应力地引起半导体材料的带距的提高。作为为此的方法，例如借助于mbe(“molecularbeamepitaxy，分子束外延”)或ibd(“ionbeamdeposition，离子束沉积”)的覆层是适合的。对该方式不利的是：尤其在操纵激光器棒时的高的耗费，这相应地提高制造成本。此外，用具有增大的带距的材料的一致的覆层在整个激光器棱面上引起在棱面上的附加的应力，这能够对构件稳定性产生不利影响。

技术实现要素：

特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种半导体芯片。其他实施方式的至少一个目的是：提出一种用于制造半导体芯片的方法。

所述目的通过一种半导体芯片来实现，所述半导体芯片具有第一半导体层，所述第一半导体层沿着至少一个延伸方向具有材料组成的横向变化，其中第一半导体层具有保持不变的厚度。所述目的还通过一种用于制造半导体芯片的方法来实现，其中在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，沿着生长的第一半导体层的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立第一半导体层的材料组成的横向变化。半导体芯片的和方法的有利的实施方式和改进方案的特征从下面的描述和附图中得到。

根据至少一个实施方式，半导体芯片具有至少一个第一半导体层。第一半导体层尤其能够是具有多个半导体层的半导体层序列的一部分。

根据至少一个另外的实施方式，在用于制造半导体芯片的方法中，生长至少一个第一半导体层。第一半导体层尤其能够是半导体层序列的一部分。

之前和随后描述的实施方式同样涉及用于制造半导体芯片的方法以及涉及半导体芯片。

半导体芯片例如能够构成为光电子半导体芯片，即构成为发射光的或探测光的半导体芯片，例如构成为发光二极管芯片、激光二极管芯片或光电二极管芯片。此外，对光电子功能替选地或附加地，半导体芯片也能够具有电子功能，并且例如构成为晶体管或构成为其他电子功率器件。即使下面的描述主要涉及光电子半导体芯片并且在此尤其涉及发光半导体芯片，半导体芯片的和用于制造半导体芯片的方法的下面所描述的实施方式也适用于其他的、尤其也非光电子地构成的半导体芯片。

半导体层序列尤其能够构成为外延层序列，即构成为外延生长的半导体层序列。在此，半导体层序列例如能够基于inalgan构成。基于inalgan的半导体层序列尤其包括如下半导体层序列：在所述半导体层序列中，外延制造的半导体层序列通常具有由不同的单层构成的层序列，所述半导体层序列包含至少一个单层，所述单层具有出自iii-v族化合物半导体材料体系inxalyga1-x-yn的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。尤其，第一半导体层能够基于这种材料。具有至少一个基于inalgan的有源层作为发光半导体芯片的一部分的半导体层序列例如能够优选发射在紫外的至绿色的波长范围中的电磁辐射。

替选地或附加地，半导体层序列也能够基于inalgap，也就是说，半导体层序列能够具有不同的单层，其中至少一个单层，例如第一半导体层具有出自iii-v族化合物半导体材料体系inxalyga1-x-yp的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。

具有至少一个基于inalgap的有源层作为发光半导体芯片的一部分的半导体层序列例如能够优选发射具有一个或多个在绿色至红色的波长范围中的光谱分量的电磁辐射。

替选地或附加地，半导体层序列也能够具有其他iii-v族化合物半导体材料体系，例如基于inalgaas的材料，或具有ii-vi族化合物半导体材料体系。尤其，发光半导体芯片的具有基于inalgaas的材料的有源层能够适合于发射具有一个或多个在红色的至红外的波长范围中的光谱分量的电磁辐射。

ii-vi族化合物半导体材料能够具有至少一个第二主族中的元素，例如be、mg、ca、sr，和第六主族中的元素，例如o、s、se。尤其，ii-vi族化合物半导体材料包括二元的、三元的或四元的化合物，所述化合物包括第二主族中的至少一个元素和第六主族中的至少一个元素。这种二元的、三元的或四元的化合物还能够例如具有一种或多种掺杂物以及附加的组成部分。例如，该ii/vi化合物半导体材料包括：zno、znmgo、cds、zncds、mgbeo。

第一半导体层和尤其具有第一半导体层的半导体层序列能够在衬底上生长，所述衬底在此和在下文中也能够称作生长衬底。在此，衬底能够包括半导体材料，例如上述化合物半导体材料体系，或其他允许外延沉积的材料。尤其，衬底能够是蓝宝石、gaas、gap、gan、inp、sic、si和/或ge或由这些材料构成。

构成为光电子半导体芯片的半导体芯片的半导体层序列能够例如具有常规的pn结、双异质结构、单量子阱结构(sqw结构)或多量子阱结构(mqw结构)作为有源层，以产生光或探测光。半导体层序列除了有源层以外能够包括其他的功能层和功能区域，例如p掺杂的或n掺杂的载流子传输层，即电子或空穴传输层；未掺杂的或p掺杂的或n掺杂的约束层、熔覆层或波导层、阻挡层、平坦化层、缓冲层、保护层和/或电极及其组合。尤其，第一半导体层能够至少是波导层的和/或有源层的一部分或者是这种层。此外，第一半导体层也能够是半导体层序列的其他功能层的一部分或是这种层。例如，第一半导体层能够由一个层构成。此外也可能的是：第一半导体层具有多个层或由多个层构成。

此外，附加的层，例如缓冲层、阻挡层和/或保护层也能够垂直于半导体层序列的生长方向例如围绕半导体层序列设置，即例如设置在半导体层序列的侧面上。

第一半导体层和尤其具有第一半导体层的半导体层序列能够借助于外延法，例如借助于金属有机气相外延(movpe)或分子束外延(mbe)在生长衬底上生长并且此外设有电接触部。在此，第一半导体层的和尤其具有第一半导体层的半导体层序列的在下面详细描述的制造能够特别优选地在晶片复合件中进行，能够将所述晶片复合件在生长工艺之后通过分割成多个半导体芯片分开。

根据另一实施方式，在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，沿着生长的第一半导体层的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布。在此和在下文中，用“横向”表示如下方向：所述方向垂直于或基本上垂直于第一半导体层的和尤其具有第一半导体层的半导体层序列的生长方向取向。在此，生长方向对应于半导体层序列的相叠设置的各个层的设置方向。尤其，第一半导体层还有半导体层序列的其余层也能够沿横向方向具有大于相应的层沿生长方向的厚度的扩展。相应地，第一半导体层还有半导体层序列的其余层也能够沿着在不同的横向方向上的延伸方向在生长衬底之上延伸。

在此处所描述的方法中，通过沿着生长的第一半导体层的至少一个延伸方向的不均匀的横向温度分布，引起和建立第一半导体层的材料组成的横向变化。在此，材料组成的横向变化在同一材料体系之内进行。材料组成的变化能够表示第一半导体层的一个或多个组成部分的份额沿着至少一个延伸方向的梯度。简单地说，由于第一半导体层的材料组成的组成部分的温度相关地嵌入，至少一个组成部分的份额增大或减小。因此，第一半导体层具有至少两个横向并排设置的区域，所述区域基于同一材料体系并且具有不同的材料组成。材料组成的从所述区域中的第一区域至所述区域中的第二区域的过渡，即第一半导体层的一个或多个组成部分的份额梯度能够是突然的，即只要技术上可行，能够是阶梯状的，或也能够是连续的。

特别优选地，第一半导体层的层厚度能够保持不变。换言之，至少两个横向并排设置的、具有不同的材料组成的区域能够具有相同的厚度。在这种情况下，“相同的”或“保持不变的”厚度尤其能够表示：第一半导体层的厚度与变化的材料组成无关地变化不大于10％或不大于5％或特别优选不大于1％。

第一半导体层的一个或多个组成部分在至少两个横向并排设置的区域中的材料组成的差异进而份额的差异，关于一个或多个组成部分在这些区域中的相应的平均份额能够是：第一区域与第二区域相比具有材料组成的一个或多个组成部分的例如小于或等于99％或小于或等于97％或小于或等于95％或小于或等于90％或小于或等于85％或小于或等于80％或小于或等于75％或小于或等于50％或小于或等于25％的份额，或者反之。在此，优选能够关于化学总式说明材料组成的组成部分的份额。

例如，在inalgan材料体系的情况下，能够通过在横向方向上的不均匀的横向温度分布，使一个或多个半导体晶体组成部分的、尤其铟的嵌入以所描述的方式变化。因此，基于inalgan材料体系的第一半导体层能够具有：第一区域，所述第一区域具有组成inxalyga1-x-yn；和第二区域，所述第二区域具有组成inaalbga1-a-bn，其中能够是，x≤0.99a或x≤0.97a或x≤0.95a或x≤0.90a或x≤0.85a或x≤0.80a或x≤0.75a或x≤0.50a或x≤0.25a。相应地，替选地或附加地，al份额和/或ga份额也能够以所描述的方式变化。在所述区域中的组成尤其能够是在相应的区域中取平均值的组成。同样，在其他半导体材料体系中，例如在为inalgap或inalgaas的半导体材料体系中，能够使一个或多个组成部分的、即例如in份额和/或ga份额和/或al份额的嵌入通过不均匀的横向温度分布而变化。

尤其，不均匀的横向温度分布在生长衬底上的至少一个区域上存在，所述区域对应于之后的半导体芯片。换言之，这表示：第一半导体层在生长衬底上的对应于半导体芯片的区域中生长，并且沿着至少一个延伸方向具有不均匀的材料组成，在生长工艺期间通过不均匀的横向温度分布产生所述不均匀的材料组成。相应地，不均匀的横向温度分布能够周期性地在生长衬底上、沿着至少一个延伸方向、根据在生长衬底上的对应于多个半导体芯片的区域的顺序重复，使得在晶片复合件中能够制造多个半导体芯片，所述半导体芯片具有第一半导体层的材料组成的相同的或至少基本上相同的横向变化。因此，在此处所描述的方法中，在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，有针对性地产生不均匀的横向温度分布，使得能够产生第一半导体层的材料组成的有针对性的横向变化。

不均匀的横向温度分布能够产生第一温度范围和第二温度范围，所述第一温度范围和所述第二温度范围具有大于或等于1k或大于或等于2k或大于或等于5k或甚至大于或等于10k的温度差。从第一温度范围至第二温度范围的过渡能够突然地、即在技术方面可能的范围中基本上阶梯状地或连续地根据期望的温度曲线伸展。在传统的基于晶片的外延工艺中，不期望的温度差能够在整个晶片上存在并且引起从晶片中分割的半导体芯片的不同特性。在该情况下，在晶片的间隔的区域之间能够存在数开尔文的温度差，但是所述温度差的数量级和间距远大于要制造的半导体芯片。而对应于芯片扩展的间隔上的温度分布在传统的生长工艺中基本上是均匀的，使得半导体芯片的半导体层在常规的方法中至少在对应于芯片大小的数量级上以沿横向方向均匀的材料组成生长。与此相反地，在此处描述的方法中，在长度标度方面有针对性地产生不均匀的横向温度分布，所述温度分布位于芯片尺寸的数量级中，以便在半导体芯片之内的至少一个第一半导体层中产生与此关联的不均匀的材料组成。与传统的外延工艺不同地，在此处描述的方法中，在长度标度方面有针对性地产生温度差，所述温度差对应于半导体芯片的扩展或更小，使得在半导体芯片之内在至少一个第一半导体层中产生不均匀的材料组成。

第一半导体层的不同的局部材料组成能够引起在第一半导体层的材料中的横向变化的带隙、吸收系数和/或折射率。因此，在有源的、设为用于产生光的半导体层的情况下，横向变化的材料组成也能够引起产生在半导体芯片运行时放射的光的横向变化的波长。而与此处所描述的方法不同，在已知的外延的沉积法中，更可能尝试：补偿之前所描述的温度变化和不均匀性，以便尽可能在生长衬底晶片的整个面上得到尽可能相同的温度分布，使得生长的层的材料组成沿横向方向尽可能不变，以便使半导体芯片与半导体芯片之间的在运行中产生的光的吸收系数、折射率和/或波长的所描述的变化最小化。

根据另一实施方式，半导体芯片构成为发光半导体芯片，尤其呈半导体激光二极管的形式。通过此处所描述的方法，在制造第一半导体层期间，生长衬底上的生长温度能够有针对性地局部地变化，所述第一半导体层尤其能够是波导层和/或有源层或其一部分。例如，在inalgan材料体系的情况下，通过沿横向方向的不均匀的横向温度分布，能够使一个或多个半导体晶体组成部分的、尤其铟的嵌入变化。由此，例如能够在激光器条的区域中，即在半导体芯片的应产生光的区域中，与到邻接的区域中相比，实现到有源层或波导层中的更高的铟嵌入。因为inalgan中的铟含量的减少尤其引起折射率的减小，所以以这种方式能够沿横向方向产生在第一半导体层中的折射率梯度，通过所述折射率梯度能够实现折射率导引，所述折射率导引在生长工艺之后“嵌入到”第一半导体层中进而与其相关联地“嵌入到”具有第一半导体层的半导体层序列中。

根据另一实施方式，半导体芯片构成为激光二极管芯片并且具有棱面，在半导体芯片运行时经由所述棱面放射光。通过已经嵌入到半导体芯片中的折射率导引能够可行的是，无需制造肋形波导也可制造折射率导引的激光二极管，使得能够取消相应的脊部刻蚀。由此芯片制造能够简化且成本更低。例如，在宽条激光器中，由于通过第一半导体层的材料组成的横向变化而在激光器条旁产生的更高的带隙，能够减小电流扩展和吸收，由此能够改进激光器性能。

根据另一实施方式，在第一半导体层上生长至少一个第二半导体层，在所述第二半导体层中产生肋形波导。通过在第一半导体层中的材料组成的横向变化和在其之上在第二半导体层中的肋形波导结构的组合，能够实现特别强的折射率导引，所述折射率导引仅通过肋形波导是不可能的。由此能够可行的是，例如在高功率激光二极管中，降低激光器阈值并且改进效率。此外能够可行的是，与具有肋形波导的常规的激光二极管相比，尽管减小电流扩展且改进折射率导引，仍减小肋形波导的刻蚀深度，使得例如能够避免如下风险：通过刻蚀工艺损坏、尤其在靠近有源层刻蚀时引起不期望的构件老化。此外，能够避免经由有源层由于表面复合造成的泄漏电流的风险，所述表面复合在刻蚀时能够通过有源层出现。相应地，此处所描述的方法允许：相对于常规的构件显著减小脊部刻蚀的深度进而肋形波导结构的高度，或者完全弃用相应的波导结构，因为不仅电流限制、还有折射率导引在生长工艺中“嵌入到”半导体层序列中。

特别优选地，在构成为激光二极管芯片的半导体芯片中，能够建立在激光器条的两侧在第一半导体层中的材料组成的横向变化，使得在激光器脊部两侧在第一半导体层的材料中的带距增大，其中所述激光器条也能够称作激光器脊部并且所述激光器条能够通过相应的接触区域或附加地通过相应的肋形波导结构限定。在材料体系inalgan中，这能够优选通过在激光器脊部两侧、尤其在构成为有源层的第一半导体层中减小in含量而产生，其中在外延生长工艺期间已经以所描述的方式通过产生不均匀的横向温度分布引起减小。由此，能够一方面使不期望的电流扩展最小化，另一方面能够减少吸收并且同时以之前所描述的方式改进折射率导引。对此替选地，也能够有利的是，在激光器条两侧在第一半导体层的材料中的带距减小，进而在激光器条两侧的吸收提高。特别优选地，这能够是具有多个并排设置的激光器条的宽条激光器的情况，使得激光器条由具有更高吸收的区域彼此分开。由此，能够防止或至少减少在相邻的激光器条之间的串扰或环模的传播。

此外，在构成为激光二极管芯片的半导体芯片中，在棱面区域中，即在第一半导体层的邻接于棱面的区域中，能够建立在第一半导体层中的材料组成的横向变化，使得在构成为棱面区域的第二区域中的带距与第一半导体层的第一区域相比增大，其中从棱面起观察，所述第一区域与第二区域相比距所述棱面更远。换言之，第二区域能够邻接于棱面并且在棱面和第一区域之间设置，并且具有比第一区域更大的带隙。在材料体系inalgan中，优选通过减小在棱面区域中、尤其在构成为有源层的第一半导体层中的in含量能够产生带距增大，其中在外延生长工艺期间已经以所描述的方式通过产生不均匀的横向温度分布而引起减小。由此，在棱面区域中能够减小甚至防止有源层的吸收进而实现提高棱面负荷极限。

此外，在发光半导体芯片、即激光二极管芯片或发光二极管芯片的情况下，尤其当第一半导体层形成半导体芯片的设置用于产生光的有源层的至少一部分时，第一半导体层的不同的材料组成能够引起不同的发射波长，使得能够可行的是，具有第一半导体层的半导体芯片在运行中能够由不同的区域放射具有不同波长的光。因此，在生长第一半导体层期间的不均匀的横向温度分布能够引起在半导体芯片的随后的运行中的光发射的横向的波长分布。

此外，在构成为发光二极管芯片的半导体芯片中，在至少部分地构成为焊盘的接触层下方能够建立在第一半导体层中的材料组成的横向变化，使得在焊盘下方提高在第一半导体层的材料中的带距。在材料体系inalgan中，这优选能够通过在焊盘下方减小在能够优选构成为有源层的第一半导体层中的in含量来实现。在这种情况下，尤其能够涉及第一半导体层的不通电的区域。由此，能够减小或甚至防止在有源层的这种不通电的区域中的吸收。此外，接触层除了焊盘以外能够具有用于电流分布的载流片。在载流片下方能够相应地改变第一半导体层的材料组成。

此外，在构成为发光二极管芯片的半导体芯片中，在优选构成为有源层的第一半导体层中的材料组成朝向半导体芯片的横向边缘变化为，使得第一半导体层的量子阱的带边进而带距朝向边缘增大。尤其，第一半导体层在此情况下能够具有第二区域，所述第二区域沿横向反向包围第一区域，并且所述第二区域环绕地邻接于半导体芯片的边缘，并且所述第二区域具有与第一区域相比相应地不同的材料组成。通过在边缘侧增加带距，能够减小在半导体芯片的由边缘形成的棱边上的泄漏电流，由此能够提高半导体芯片的功率和老化稳定性。

根据另一实施方式，在第一半导体层的生长期间通过局部地热学影响预定的且有针对性选择的区域，有针对性地产生不均匀的横向温度分布。尤其，能够至少部分地通过温度分布结构和/或通过局部变化的光辐照产生不均匀的横向温度分布。尤其除了常见的、局部不可控的外延加热系统以外，使用此处所描述的用于产生不均匀的横向温度分布的措施。

局部变化的光辐照例如能够包括用激光器辐照，所述激光器将光在预定的且有针对性地选择的区域中射入到生长的第一半导体层上，所述光通过在生长的第一半导体层中的或在位于其下方的例如已经生长的层和/或生长衬底中的吸收造成在这些区域中的局部的且不均匀的加热，使得在不同的区域中存在用于生长的第一半导体层的不同的有效的生长温度。因此，光辐照尤其具有至少一个光谱分量，所述光谱分量在第一半导体层中和/或在沿生长方向设置在其下方的层或结构、例如温度分布结构中能够被吸收。局部变化的光辐照尤其能够构成为，使得一个或多个区域能够同时或依次在生长衬底上被辐照，所述区域的面扩展小于半导体芯片的面扩展。

此外，光入射能够以脉冲的方式进行。尤其结合移动的、例如旋转的生长衬底，能够通过脉冲的辐照来辐照预定的分开的区域，所述区域在光束下移动穿过。此外，能够将光通过光转向装置、例如从镜中或借助镜有针对性地转向到预定的区域上。通过所述措施，对下述面的扫描能够是可行：在所述面上生长第一半导体层。在此能够可行的是，使用单独的光束、尤其单独的激光束。替选地或附加地，多个可同步地或彼此独立地操控的光源、尤其多个可同步地或彼此独立地操控的激光源能够用于产生局部变化的光辐照，所述光辐照能够根据操控例如照亮多个区域进而局部地加热。

用于控制温度分布的所描述的、基于光辐照的局部的加热装置还能够与在生长反应器中通常存在的现场测量设备、即温度测量设备和/或用于测量晶片曲率的测量设备耦合，使得为每个生长衬底例如根据基于曲率测量和/或位置分辨的温度测量的瞬时曲率数据，能够局部地调整射入到生长衬底上的光功率，使得在第一步骤中，能够将在生长阶段期间、尤其每个生长阶段期间的温度曲线均匀化。在此，均匀化能够补偿在生长衬底上以及在多个在反应器中同时设置用于覆层的生长衬底之间的温度差。在第二步骤中，能够针对均匀化的温度曲线有针对性地施加调制，使得能够在生长衬底上产生期望的横向的不均匀的温度分布，由此能够引起第一半导体层的具有不同的材料组成的期望的区域。第二步骤还能够附加地通过下述方式改进：在生长衬底上、尤其在所述方法之前安置呈校准或触发标记的形式的特殊的标记。在光辐照的范围中，在生长工艺期间能够探测所述标记，使得能够将温度曲线校准于所述标记。由此，在制造法的进一步过程中，具有不同的材料组成进而不同的波长范围的区域与芯片结构的准确的关联能够是可行的。

温度分布结构能够具有至少一个温度分布结构元件，所述温度分布结构元件引起生长的第一半导体层的温度的局部升高或降低。温度分布结构元件能够至少沿着一个延伸方向具有横向扩展，所述横向扩展小于半导体芯片的横向扩展，使得在半导体芯片的子区域中能够引起局部的温度变化。尤其，温度分布结构能够具有多个温度分布结构元件，所述温度分布结构元件沿横向方向规则地和/或周期性地根据有意的不均匀的横向温度分布曲线设置。一个或多个温度分布结构元件例如能够以彼此分开的岛和/或线形结构的形式构成。

在下面的描述中提到的温度分布结构能够代表一个或多个温度分布结构元件。尤其，下面的涉及温度分布结构的实施方式和特征能够是可彼此组合的，以至于也能够存在彼此不同的温度分布结构元件，所述温度分布结构元件能够以组合形式引起期望的温度分布。

根据温度分布结构的期望的改变温度的作用，所述温度分布结构能够具有介电材料、半导体材料、金属或具有其的多种材料或者组合，或者由它们构成。介电材料例如能够引起对热导率的局部的影响进而通过改进的或减小的热导入或热导出引起在生长的第一半导体层中的温度的局部的升高或降低。半导体材料和金属材料同样能够影响热导率，和/或通过光的或其他适合的电磁辐射、例如微波辐射的入射，有针对性地加热。电磁辐射例如能够均匀地且大面积地或局部变化地射入。

温度分布结构例如能够具有与生长衬底不同的材料或由其构成。此外，也能够可行的是：温度分布结构具有与生长衬底相同的材料。尤其，在此情况下，温度分布结构和生长衬底能够一件式地构成。

根据一个实施方式，温度分布结构设置在生长衬底的背离第一半导体层的一侧上。换言之，生长衬底具有后侧，在所述后侧上设置有温度分布结构；并且具有前侧，在所述前侧上生长第一半导体层。替选地或附加地，也能够可行的是：温度分布结构设置在生长衬底的朝向半导体层的一侧上。在此情况下，温度分布结构能够沿生长方向设置在生长的第一半导体层下方，进而设置在生长衬底和第一半导体层之间。替选地或附加地，还能够可行的是：温度分布结构嵌入生长衬底中和/或嵌入生长衬底上的半导体层中。

特别有利的能够是，温度分布结构与生长衬底直接接触地设置。这尤其能够表示：温度分布结构直接在生长衬底的后侧和/或前侧上、或者也以嵌入生长衬底的方式设置。

根据另一实施方式，温度分布结构至少部分地借助保护层覆盖。这能够表示：温度分布结构从生长衬底观察由保护层覆盖，和/或在温度分布结构和生长衬底之间设置有保护层。如果温度分布结构由保护层全方位地覆盖，那么所述温度分布结构尤其能够嵌入到保护层中。保护层尤其能够设置和构成为用于：在第一半导体层和尤其具有第一半导体层的半导体层序列的生长期间，使生长工艺不会负面地受到温度分布结构影响。例如，能够通过保护层防止温度分布结构的材料的放气或蒸发。

根据另一实施方式，温度分布结构和/或保护层至少部分地或也完全地保留在制成的半导体芯片中。这例如能够是如下情况：温度分布结构设置在生长衬底的朝向第一半导体层的一侧上或者嵌入生长衬底中并且生长衬底至少部分地保留在半导体芯片中。此外，也能够可行的是：温度分布结构设置在生长衬底的背离第一半导体层的后侧上，并且生长衬底与温度分布结构共同地保留在半导体芯片中。对此替选地，也能够是：温度分布结构不保留或仅部分地保留在半导体芯片中并且在制成半导体芯片之前至少部分地或完全地被移除。例如，至少部分地或完全地移除温度分布结构能够在至少部分地移除、即打薄或完全地移除生长衬底期间进行。

根据另一实施方式，温度分布结构构成为用于有针对性地局部地加热生长的第一半导体层的区域。在此情况下，一个或多个温度分布结构元件能够构成为加热元件。例如，构成为加热元件的温度分布结构元件能够具有吸收电磁辐射的材料，尤其半导体或金属。此外，一个或多个温度分布结构元件能够构成为温度传导元件，所述温度传导元件与横向相邻的材料、即生长衬底或半导体层相比能够将由承载生长衬底的载体提供的热量更好地导向生长的第一半导体层。

根据另一实施方式，温度分布结构构成为用于有针对性地局部地减小生长的第一半导体层的区域的温度。在此情况下，一个或多个温度分布结构元件能够构成为热障元件，所述热障元件与横向相邻的材料、即生长衬底或半导体层相比能够将由承载生长衬底的载体提供的热量更差地导向生长的第一半导体层。

根据另一实施方式，一个或多个温度分布结构元件分别具有在生长衬底中的凸出部和/或凹陷部。替选地，一个或多个温度分布结构元件能够施加在生长衬底上并且与所述生长衬底一起分别形成凸出部和/或凹陷部。例如，温度分布结构元件能够具有或形成在生长衬底中或在生长衬底上的凹陷部，在所述凹陷部中设置有具有比生长衬底更小的热导率的热障材料。替选地或附加地，也能够可行的是：温度分布结构元件具有或形成在生长衬底中的凸出部。通过这种拓扑方式构成的温度分布结构元件，例如能够引起到载体上的有针对性局部变化的热耦合，在所述载体上设置有生长衬底。

根据另一实施方式，保护层具有介电材料。例如，保护层能够通过具有金属和/或半金属的氧化物和/或氮化物和/或氮氧化物，例如氧化硅、氧化钛、氮化铝和/或氧化铝形成。为了实现尽可能好的保护作用，有利的能够是，借助于如下方法施加保护层，使得允许尽可能紧密的层形成。为此，例如原子层沉积法能够是有利的。

附图说明

其他优点、有利的实施方式和改进方案从下面结合附图描述的实施例中得出。

附图示出：

图1示出根据一个实施例的用于制造半导体芯片的方法的示意图；

图2a至2j示出根据另外的实施例的半导体芯片的示意图；

图3至5c示出根据另外的实施例的半导体芯片的示意图；

图6a至6d示出根据另外的实施例的第一半导体层的材料组成的变化的示意图；以及

图7a至10f示出根据另外的实施例的用于制造半导体芯片的方法的特征的示意图。

在实施例和附图中，相同的、同类的或起相同作用的元件能够分别设有相同的附图标记。示出的元件和其相互间的大小关系不视为是符合比例的，更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解，夸大地示出个别元件，例如层、构件、器件和区域。

具体实施方式

在图1中示出根据一个实施例的用于制造半导体芯片的方法，其中制造具有第一半导体层的半导体芯片，所述第一半导体层具有材料组成的横向变化。为此，在第一方法步骤1000中，提供表面，在所述表面上生长第一半导体层。第一半导体层优选能够是半导体层序列的一部分，所述半导体层序列除了第一半导体层以外具有多个另外的半导体层。提供用于第一半导体层的生长的表面能够通过生长衬底或在生长衬底上生长的半导体层形成，所述半导体层也能够是半导体层序列的已经生长的子层堆的一部分。

在另一方法步骤2000中，在提供的表面上生长第一半导体层序列。这也能够表示：在生长第一半导体层之前，能够在表面上生长半导体层序列的一个或多个另外的半导体层。在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，沿着生长的第一半导体层的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布。通过在生长工艺期间的不均匀的横向温度分布，引起第一半导体层的材料组成的横向变化。换言之这表示，提供和输送用于生长第一半导体层的材料在生长工艺的范围中在所提供的具有不同温度的表面的至少两个或更多个表面区域上堆积。生长的材料的组成与相应的表面区域的局部温度相关，使得至少两个或更多个表面区域中的不同的温度引起不同的材料组成。相应地，第一半导体层具有至少两个或更多个具有不同的材料组成的区域，所述区域沿着第一半导体层的至少一个延伸方向横向并排地设置。在提供的表面的表面区域之间的温度差能够大于或等于1k或者大于或等于2k或者大于或等于5k或者甚至大于或等于10k。在具有不同温度的两个相邻的表面区域之间，表面温度能够突然地变化，即在技术方面可行的范围中基本上阶梯状地或连续地以期望的温度曲线变化。

在另一方法步骤3000中，在生长具有材料组成的横向变化的第一半导体层之后，制成半导体芯片。这例如能够表示，此外施加半导体层序列的一个或多个另外的半导体层和/或一个或多个钝化层和/或一个或多个接触层。替选地或附加地，也能够执行其他工艺步骤、例如刻蚀法、和其他结构化法以及用于将晶片复合件分割为各个半导体芯片的分割步骤。

用于制造半导体芯片的方法的其他特征以及这样制造的半导体芯片的其他特征在下面的附图中描述。然而下面描述的实施例不理解为：所述实施例将可能的方法特征和可借助该方法制造的半导体芯片的特征仅限制在下面具体描述的特征上。更确切地说，下面的实施例理解为对于可能的方法特征和对于可借助该方法制造的半导体芯片的特征是纯示例性的。

结合图2a至5c，描述用于半导体芯片100的实施例。半导体芯片100尤其能够借助根据图1的实施例的方法制造，即如下方法：在所述方法中，在用于生长第一半导体层1的生长工艺期间，沿着生长的第一半导体层1的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立第一半导体层1的材料组成的横向变化。因此，示出的半导体芯片100具有第一半导体层1，所述第一半导体层沿着至少一个延伸方向具有材料组成的通过在生长工艺期间的横向变化的温度分布引起的横向变化。

在示出的实施例中，第一半导体层1纯示例性地是半导体层序列的一部分，所述半导体层序列除了第一半导体层1以外例如具有第二半导体层2和第三层3，在所述第二半导体层和所述第三层之间设置有第一半导体层1。半导体层序列的每个层1、2、3能够具有一个或多个层或由一个或多个层构成。半导体层序列的层沿着生长方向依次设置。生长方向也能够称作竖直方向。垂直于生长方向，半导体层序列的层具有沿着在横向方向上的延伸方向的扩展，其中横向扩展优选大于层的沿竖直方向的厚度。半导体层序列尤其能够在晶片复合件中生长，随后所述晶片复合件能够分割为多个半导体芯片100。

例如，第三层3能够具有衬底，所述衬底能够是导电的或电绝缘的，并且在所述衬底上能够施加有半导体层序列的另外的层。衬底能够是上面在概述部分中描述的生长衬底，在所述生长衬底上借助于外延生长法、例如movpe或mbe生长半导体层序列的半导体层。对此替选地，衬底能够是所谓的载体衬底，在生长衬底上生长之后，将半导体层序列的半导体层转移到所述载体衬底上。能够将生长衬底在生长工艺之后打薄或完全移除，使得也能够可行的是：层3在制成的半导体芯片100中不具有衬底。

在图2a至4e的实施例中，半导体芯片100纯示例性地构成为边缘发射的激光二极管芯片，所述激光二极管芯片具有用于产生光、尤其激光的有源层。在此，第一半导体层1尤其能够通过波导层的和/或有源层的至少一部分形成。换言之，第一半导体层1能够是或具有波导层的一部分和/或有源层的一部分和/或波导层，或者是或具有有源层。此外，第一半导体层1也能够由多个层形成，这些层共同地形成波导层的至少一部分和/或有源层的至少一部分和/或波导层和/或有源层。

除了第一半导体层1以外，半导体芯片100的半导体层序列能够具有其他功能性的半导体层，例如一个或多个选自波导层、包覆层、缓冲层和半导体接触层中的层，所述其他功能性的半导体层能够是第二半导体层2的和第三层3的一部分，或者所述其他功能性的半导体层能够单独地或以组合形式形成半导体层序列的第二半导体层2和第三层3。此外，第一半导体层1也能够具有这种层。

为了电接触半导体芯片100，在半导体层序列上施加有接触层4，所述接触层具有可键合的和/或可焊接的金属。接触层4也能够具有由多个金属层构成的相应的层序列。术语“金属”除了纯金属以外也能够表示具有多种金属或由多种金属构成的混合物、合金和化合物，所述金属具有适合于电接触和电连接的特性。适合于接触层4的金属能够是选自金、铝、银、钛、铂、镍、钯、铑和钨中的一种或多种金属的组合或单独金属。

半导体芯片100具有至少一个另外的接触层，所述接触层在附图中为了概览性没有示出，并且能够与接触层4共同地实现半导体芯片100的电连接。例如，第三层3能够是导电的并且另外的接触层施加在第三层3的背离第一半导体层1的一侧上。替选地，另外的接触层能够在示出的接触层4旁边设置在半导体芯片100的上侧的相应露出的部分上。

在至少一些实施例中，半导体芯片100局部地、即在接触层4和半导体层序列之间的子区域中具有钝化层5，所述钝化层将半导体层序列的上侧的一部分相对于接触层4电绝缘。钝化层5例如能够具有电绝缘的氧化物、氮化物或氮氧化物或多种这种材料的组合或者由其构成。例如，钝化层能够具有一种或多种下述材料：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钛。通过钝化层5能够可行的是，提供具有大的接触面的接触层4，所述接触面对于半导体芯片100的例如借助于焊接连接或键合线的外部的电接触是足够大的，而半导体层序列在较小的区域中通过电接触层4电连接。在接触层4和半导体层序列之间的接触区域尤其能够限定有源层的下述区域：在所述区域中期望光产生，并且所述接触区域能够相应地例如条形地构成。在激光二极管芯片的情况下，条形的接触区域能够优选从半导体层序列的前部侧面延伸至半导体层序列的相对置的后部侧面，所述前部侧面形成用于光放射的耦合输出棱面，所述后部侧面形成进行反射的后侧棱面。在棱面上能够根据期望的功能性施加有适合的层，例如部分或完全反射的层和层组合。

纯示例性地，半导体芯片100的第一半导体层1和优选半导体层序列基于上面在概述部分中描述的iii-v族化合物半导体材料体系inalgan。因此，在示出的实施例中，第一半导体层1的材料组成在此能够关于inalgan的晶体组成部分中的至少一个沿横向方向变化。特别优选地，材料组成关于铟含量变化，所述铟含量尤其与生长温度相关。因此，嵌入的铟含量在常规的生长温度下能够随着生长温度增加而变小，使得在生长的第一半导体层1的下述区域中能够引起更强的铟嵌入进而引起由此得到的更高的铟含量：在所述区域中，与其他区域相比存在更小的生长温度。

与材料组成沿着至少一个延伸方向的横向变化相关地，第一半导体层1的特性能够沿着所述延伸方向变化。在材料体系inalgan中，更高的铟含量例如能够造成更高的折射率、带隙的减小和光学吸收的提高。相应地，较低的铟含量能够造成折射率的减小、带隙的提高和光学吸收的减小。

在示出的实施例中，特别优选地，第一半导体层1的层厚度能够如在图中示出的那样保持不变。尤其，第一半导体层1的层厚度能够与不同区域的材料组成无关地变化不大于10％或不大于5％或特别优选不大于1％，如其在下面所描述那样。

在图2a中示出的半导体芯片100构成为所谓的单发射器-氧化条激光器并且具有半导体层1，所述半导体层具有横向并排设置的区域11、12，所述区域具有不同的材料组成。区域11条形地与其上设置的在半导体层序列和接触层4之间的接触区域相符地构成并且沿横向于条的延伸方向的横向方向邻接于区域12。因此，在观察半导体芯片100的后侧面或耦合输出棱面时，区域12在区域11旁边在两侧、即在左侧和右侧设置。在观察耦合输出棱面时能够具有在数微米至数10μm的范围中的宽度的区域11优选形成激光器条，所述激光器条对应于设置用于产生光的区域。这意味着，区域11的宽度优选对应于激光器条的、即产生光的区域的宽度，其中后者的宽度基本上通过在接触层4和半导体层序列之间的接触区域的宽度预设。但是，区域11的宽度也能够大于或小于激光器条的宽度，例如比激光器条的宽度大或小50％或25％或10％或给出的数值之间的数值。

区域11与横向相邻的区域12相比具有更高的铟含量，使得区域12与区域11相比具有更低的折射率和更大的带隙。因此，形成激光器条的区域11由于较小的带隙具有与两侧相邻的区域12相比更大的相应的波长。由于折射率和带隙的差异，在半导体芯片100运行时能够实现对在有源层中在激光器条中产生的光的折射率导引，所述激光器条在外延生长之后已经“嵌入”半导体芯片100中。由此，能够可行的是，无需在现有技术中常见的脊形波导结构就能够实现折射率导引，使得不需要与所述脊形波导结构相关联的刻蚀工艺。

附加地，通过与区域11相比增大的带隙和在激光器条旁的减小的相应的波长，降低在区域12中的吸收损耗。此外，尤其在量子阱的情况下，减小在有源层中的电流扩展。两种效果能够有利地作用于激光器阈值和特征曲线斜度。

在常见的脊形波导结构中，刻蚀深度必须准确地保持为数纳米，因为过扁平的刻蚀能够造成电流扩展进而差的导引，这能够表现为变差的性能、更差的特征曲线线性和变小的产量，而过深的刻蚀能够造成稳定性问题和在与工作电流的光功率相关性中的非线性，所谓的“弯折”。相应地，用于制造传统的脊形波导结构的刻蚀工艺是耗费的制造工艺。此外，用金属接触层覆盖传统的脊形波导结构能够是不利的并且提高所谓的烧损的风险。由于由传统的脊形波导结构形成的表面结构，在以脊部侧向下安装激光二极管芯片时，还能够出现散热问题。

通过在生长期间实现将折射率导引嵌入呈平坦结构的形式的第一半导体层1中，关于脊部刻蚀的所描述的问题，能够为这样制成的半导体芯片100得到改进的产量、更好的激光器性能、改进的特征曲线线性和更高的构件稳定性。此外，与具有脊形波导结构的传统的激光二极管相比，制造工艺能够是更简单的。此外，接触层4的施加进而半导体层序列借助金属层覆盖是更简单且更少缺陷的，这能够表现为提高的稳定性。此外，在第一半导体层1中制造的设置用于折射率导引的平坦的结构能够引起在以接触层4向下安装半导体芯片100时的改进的散热，其中所述结构引起也用于接触层4的相应平坦的结构。

在图2b中示出的半导体芯片100构成为所谓的单发射器-宽条激光器并且具有与图2a的实施例相比更宽的区域11，该区域与横向地在左侧和右侧邻接的区域12相比具有更高的铟含量。更宽的区域11基本上对应于与图2a的实施例相比现在同样更宽的有源区域，所述有源区域形成激光器条并且设置用于产生光。由于设置用于产生光的区域的更大的宽度，能够将对于外部的接触也足够宽的接触层4施加在半导体层序列上，而无需设置在所述接触层和半导体层序列之间的钝化层5。在图2b中示出的半导体芯片100的特征相应地在于非常简单的工艺和同时与现有技术相比通过结合图2a已经描述的集成的波引导装置而改进的激光器性能。

在图2c至2e中示出半导体芯片100，所述半导体芯片与之前的实施例相比并且尤其与图2a的实施例相比，在第一半导体层1上具有第二半导体层2，所述第二半导体层在具有提高的铟含量的区域11上附加地具有肋形波导结构21。通过所述肋形波导结构，以与通过所描述的生长工艺已经嵌入第一半导体层1的波引导装置组合的方式，能够实现非常强的折射率导引、改进的产量、更高的激光器性能和改进的远场特性。与传统的仅具有脊形波导结构的激光二极管相比，在图2c至2e的实施例的半导体芯片100中，此外在制造脊部时需要更小的刻蚀深度，这能够造成在制造工艺中的更好的老化稳定性和更小的易发生故障性。

通过在用于制造第一半导体层1的生长工艺期间的生长温度的不同扩展的横向变化，区域11的宽度能够与肋形波导结构21的宽度相比变化，由此能够借助相同的制造工艺制造不同的构件特性。如在图2c中所示出，区域11和肋形波导结构21能够具有相同的或至少基本上相同的宽度。如在图2d和2e中所示出，区域11的宽度也能够大于或小于肋形波导结构21的宽度。

如结合图2a至2e的实施例所描述的，能够弃用肋形波导结构或能够显著地减少脊部刻蚀的深度，因为电流限制以及折射率导引能够嵌入到半导体芯片100中。此外，可能的是，必要时可能必须将接触层4部分地移除，如在图2b中所示出的那样。

在图2f中表明衬底6，在所述衬底的表面61上能够生长第一半导体层。衬底6构成为呈晶片的形式的生长衬底，所述晶片具有例如大于或等于2寸并且小于等于12寸的直径。尤其，晶片能够具有2寸或4寸或6寸或8寸或12寸的直径。借助这种衬底6，通过在晶片复合件中施加半导体层序列和半导体芯片的其他层并且随后分割能够制造多个半导体芯片。衬底6能够使用在传统的覆层工艺中，其中一个或多个这种衬底在覆层室中设置在适合的衬底载体上。

纯示例地且不符合比例地，在衬底6上表明之前描述的区域11和12的以及一些之后制成的半导体芯片100的位置。图2g示出具有仅一个表明的半导体芯片100的相应的局部。同样表明接触层4在半导体芯片100上的位置。所述位置如在之前的附图中所示出的那样与第一区域11对称，或者也如在图2f至2g中示出的那样与第一区域侧向错开地设置。后一种设置方式能够实现接触层4在激光器条旁的可键合性。与衬底尺寸以及半导体芯片100的尺寸相关地，区域11和12和半导体芯片100的数量与在图2f中示出的数量不同。

结合图2h至2j示出半导体芯片100的其他实施例，所述实施例与之前的实施例相比形成呈激光器棒或激光器阵列的形式的多重发射的激光二极管芯片。

在图2h中示出半导体芯片100的一个实施例，所述半导体芯片构成为多重发射的激光器棒，所述激光器棒具有第一半导体层1，所述第一半导体层具有多个横向并排设置的条形的区域11，所述区域具有较低的铟含量，所述区域对应于多个激光器条进而对应于多个用于产生光的区域并且所述区域通过具有较高的铟含量的区域12彼此分开。多个区域11的接触经由共同的接触层4进行。尤其在宽条激光器中能够有利的是：激光器条位于具有较大的带隙进而相应减小的相符的波长的区域11中，所述区域11由具有较小的带隙进而相应提高的相符的波长的区域12彼此分开。相应地具有提高的光学吸收的区域12用作光学吸收器，所述光学吸收器能够减少或抑制在相邻的激光器条上的激光器条的串扰和/或环模的扩展。所述构思也能够相应地应用于单个二极管，如在之前的附图中示出的半导体芯片，并且能够应用于激光器阵列，其中能够单独地、成组地或共同地操控激光器条。

在图2i和2j中，如上文结合图2f和2g所描述的那样，示出根据图2h的实施例的衬底6，其中示出区域11和12和半导体芯片100的不符合比例的且纯示例性的位置和数量。

在图3中示出另一实施例。尤其，在图3中还示出衬底6，其中示出区域11和12和半导体芯片100的不符合比例且纯示例性的位置和数量。对第一半导体层的具有不同的材料组成的横向相邻的区域11、12沿激光器脊部的设置替选地，这些区域也能够如在图3中表明的那样以横向于激光器脊部伸展的方式设置。

根据图3的实施例的半导体芯片100尤其具有在棱面区域中、即在第一半导体层的邻接于棱面的区域中在第一半导体层中的材料组成的横向变化。换言之，在衬底6上要制造的半导体芯片100关于第一半导体层主要位于第一区域11中，而半导体芯片100的棱面位于第二区域12中，所述第二区域与第一区域11相比具有不同的材料组成。尤其，构成为棱面区域的第二区域12与第一半导体层的第一区域11相比具有更大的带距进而具有更小的吸收，其中从棱面起观察所述第一区域11与第二区域相比距棱面更远。

在材料体系inalgan中，优选通过尤其在构成为有源层的第一半导体层中减小in含量，能够在第二区域12中产生带距增大。由此，第一半导体层在第二区域中具有与带隙相符的波长，所述波长小于在第一区域11中的相符的波长。尽管在图3中表明单-发射器-激光二极管，也能够将第一半导体层的材料组成的示出的横向变化应用于多-发射器-激光二极管，如激光器棒或激光器阵列。

通过增大在棱面区域中的带隙，能够提高棱面负荷极限，使得在棱面处的cod(灾变性光学损伤，“catastrophicopticaldamage”)的风险降低，因为能够减少在运行中在棱面处的吸收损耗进而减小棱面温度。因为所述不吸收的棱面技术无需附加的掺杂物并且无需事后的淬火工艺就足够，所以既不产生不吸收的复合中心，也不会不利地影响接触层4。由于改进的棱面负荷极限，经由更高的通电能够实现更高的光学输出功率。例如结合图2h至2j所描述的具有多-发射器-激光二极管的构型能够相应地适应少量激光器条，这能够提供成本方面的优势。

在上下文中特别有利的能够是：如在图3中以及在之前的图2f、2g、2i和2j中所示出的那样，接触层4与在图2a至2e和2h中所示出的不同地，不完全伸展至棱面，使得半导体芯片100在运行中不在棱面区域中通电。由此能够进一步提高cod稳定性。

在图4a至4e中示出半导体芯片100的实施例，局部地对应于在衬底上制造期间的在图2g和2j中的视图，所述半导体芯片具有第一半导体层的材料组成的之前描述的横向变化的组合。此外，结合图4a至4e所描述的半导体芯片100纯示例性地具有肋形波导结构21，如其结合图2c至2e所描述的那样。对此替选地，结合下面所描述的实施例，如图2a、2b和2h中的实施例那样不具有肋形波导结构和/或多个激光器条的实施例也是可能的。

图4a的实施例具有结合图2c和图3所描述的特征的组合，即在激光器脊部旁边两侧上和在棱面区域中通过相应地构成的第一和第二区域11、12的增大的带隙进而相应减小的相符的波长。尤其，激光器条位于第一区域11中，所述第一区域在棱面处通过第二区域中断。由此能够实现小的吸收损耗和高的cod保护。

图4b的实施例具有结合图2b、2h和图3所描述的特征的组合，即在激光器脊部的区域中和在棱面区域中的增大的带隙进而相应减小的相符的波长，以及在激光器脊部旁边两侧通过相应构成的第一和第二区域11、12的减小的带隙进而相应提高的相符的波长和提高的吸收。由此，能够防止形成环模和光学串扰并且实现高的cod保护。

图4c的实施例具有结合图4a和4b所描述的特征的组合，即在激光器脊部旁边两侧通过相应构成的第一和第二区域11、12的增大的带隙进而相应减小的相符的波长，以及在激光器脊部旁边两侧通过第一半导体层的在第二区域12旁边两侧附加地构成的第三区域13的减小的带隙进而相应提高的相符的波长和提高的吸收。在此，第一和第三区域11和13能够在其材料组成方面相同地或至少类似地构成。附加地，在棱面区域中也能够存在第一半导体层的材料组成的横向变化。由此，能够实现之前结合图4a和4b提出的优点。尤其，具有不同的横向变化的材料组成的第一半导体层的区域的在图4c中示出的组合的特征在于由于较小的散射光份额引起的小的吸收损耗和改进的放射特性。

如图4b的实施例那样，图4d的实施例具有在激光器脊部的区域中的增大的带隙进而相应减小的相符的波长，以及在激光器脊部旁边两侧通过相应构成的第一和第二区域11、12的减小的带隙进而相应提高的相符的波长和提高的吸收。附加地，第一半导体层在激光器脊部的两侧在第一区域11之内具有第三区域13，在所述第三区域中材料组成与第一和第二区域11、12相比选择成，使得带隙与第一和第二区域11、12相比更大。由此，小的吸收损耗和改进的放射特性能够通过更小的散射光份额实现。第三区域13也能够例如仅设置在激光器脊部的一侧上。

但是，如图4b的实施例构成的那样，图4e的实施例附加地在棱面区域中分别具有第三区域13，在所述第三区域中材料组成与第一和第二区域11、12相比选择成，使得带隙与第一和第二区域11、12相比更大，由此除了结合图4b所描述的优点以外能够再进一步降低在棱面区域中的吸收损耗。

在图5a至5c中示出构成为发光二极管芯片的半导体芯片100的实施例。所述半导体芯片在具有第一半导体层1的半导体层序列上具有接触层4，所述接触层至少部分地构成为焊盘，在示出的实施例中在芯片上侧的角部中构成。在焊盘下方，优选能够是有源层的第一半导体层1具有材料组成的呈第一区域和与其横向相邻的第二区域12的形式的横向变化。材料组成的横向变化构成为，使得在焊盘下方的第二区域12中，与对应于第一半导体层1的不由焊盘覆盖的区域的第一区域相比，在第一半导体层1的材料中的带距增大。第二区域12尤其能够是第一半导体层1的不通电的区域，所述区域不设置用于产生光。由此，能够减少或甚至防止在第一半导体层1的不通电的区域中的吸收。例如，在焊盘和半导体层序列之间能够设置有电绝缘层，如在上文中结合激光二极管所描述的钝化层。

与图5a的实施例相比，根据图5b的实施例的半导体芯片100的接触层4除了焊盘以外还具有用于电流分布的载流片。在载流片下方，第一半导体层1在第二区域12中的材料组成与第一区域11相比能够相应地变化，其中所述第一区域对应于第一半导体层1的未由接触层4覆盖的区域。由此，能够防止在载流片下方的吸收损耗。

在图5c的实施例中，优选构成为有源层的第一半导体层1的材料组成朝向半导体芯片的横向边缘变化，使得第一半导体层1的量子壁的带边进而带距朝向边缘提高。第一半导体层1为此具有第二区域12，所述第二区域沿横向方向包围第一区域11。第二区域12环绕地邻接于半导体芯片100的边缘并且具有相应地与第一区域11不同的材料组成。通过带距的边缘侧的提高，能够减小在半导体芯片100的由边缘形成的棱边处的泄漏电流，由此能够提高半导体芯片100的老化稳定性和功率。

在图6a至6d中，根据横向变化的材料组成示出第一半导体层的不同区域的带隙的示例性的变化曲线。示出的变化曲线能够在之前示出的实施例中单独地或以组合的形式存在。水平轴线对应于沿着第一半导体层沿横向方向的延伸方向x的变化，而竖直轴线表示带隙bg进而表示材料组成变化。

如在图6a中所示出的，在具有不同的材料组成的区域之间的过渡部能够被清晰地限界，并且在此例如是阶梯状的。此外，过渡部也能够是连续的、例如斜坡形的，如在图6b中所示出的那样。在图6c中示出流畅的过渡部，而在图6d中示出多阶梯的过渡部。

在不同的区域中的带隙的变化能够除了变化的材料组成以外附加地或替选地也通过将异质边界面混合、所谓的量子阱混匀(量子阱混杂，“quantumwellintermixing”)来实现。

结合随后的附图描述产生用于生长第一半导体层的不均匀的横向温度分布的可能性。有针对性地在第一半导体层生长期间，通过局部地热学影响预定的和有针对性地选择的区域，产生不均匀的横向温度分布。尤其，能够至少部分地通过温度分布结构和/或通过局部变化的光辐照来产生不均匀的横向温度分布，如下面所描述的那样。如果使用温度分布结构，那么所述温度分布结构能够根据设置方式保留在半导体芯片中。相应地，之前所描述的半导体芯片能够附加地还具有根据随后的实施例的温度分布结构。

在图7a至7d中示出衬底6的实施例，在所述衬底的表面61上能够生长第一半导体层。衬底6构成为生长衬底，所述生长衬底呈晶片的形式，所述晶片具有例如大于或等于2寸且小于等于12寸的直径。尤其，晶片能够具有2寸或4寸或6寸或8寸或12寸的直径。借助这种衬底6，能够通过在晶片复合件中施加半导体层序列和半导体芯片的其他层并且随后分割来制造多个半导体芯片。衬底6能够在传统的覆层工艺中使用，其中一个或多个这种衬底在覆层室中设置在适合的衬底载体上。

例如在图7a和7c中可见的，衬底6具有温度分布结构7，所述温度分布结构能够有针对性地产生沿着要生长的第一半导体层的至少一个延伸方向的不均匀的横向温度分布。温度分布结构7具有温度分布结构元件70，所述温度分布结构元件适合于且设置用于：在生长工艺期间影响在表面61上的局部的温度分布。在此，能够为导热元件、加热元件和/或热障元件，如下面结合图8a至8k所描述的那样。根据温度分布结构7的期望的改变温度的作用，所述温度分布结构能够具有介电材料、半导体材料、金属或这些材料中的多种或组合，或者由其构成。介电材料例如能够在表面61上进而在生长的第一半导体层中引起对热导率的局部影响进而通过改进的或减少的导热引起温度的局部升高或降低。半导体材料和金属材料同样能够影响热导率和/或通过光的或其他适合的电磁辐射、例如微波辐射的射入有针对性地加热，使得在温度分布结构元件70的区域中与相邻区域相比产生更多热量进而能够产生更高的温度。如上文所描述的那样，由此例如能够在inalgan的情况下调节和改变第一半导体层的铟含量，所述铟含量很大程度上与生长温度相关。相应地，第一半导体层的特性、例如折射率、带隙进而必要时发射波长以及吸收性能能够横向地变化。

尤其，温度分布结构7具有多个温度分布结构元件70，所述温度分布结构元件沿横向方向规则地和/或周期性地根据有意的不均匀的横向温度分布曲线设置。温度分布结构元件能够如所示出的那样例如以彼此分开的岛和/或线形结构的方式构成。

在示出的实施例中，温度分布结构元件70沿着设置方向、在示出的实施例中即沿垂直于线形结构的主延伸方向的横向方向具有横向扩展，所述横向扩展小于要制造的半导体芯片的相应的横向扩展，使得能够由每个温度分布结构元件70分别在之后的半导体芯片的子区域中产生局部的温度变化。通过温度分布结构元件70，例如能够产生第一半导体层的结合图2a至2h所描述的区域，其中所述温度分布结构元件的宽度沿着设置方向小于半导体芯片的相应的尺寸。

纯示例性地，在图7a至7d中，为了概览，仅示出三个条形的温度分布结构元件70，所述温度分布结构元件位于衬底6的背离表面61的后侧上。由此产生的横向的不均匀的温度分布在图7b中示出，所述温度分布在inalgan的情况下也对应于在衬底6上的铟分布。与衬底6的尺寸和要制造的半导体芯片的尺寸相关地，在晶片复合件中制造的半导体芯片的数量进而温度分布结构元件70的尺寸和数量能够显著地变化，所述半导体芯片例如在激光二极管芯片的情况下对于单-发射器-芯片的情况能够具有小于100μm直至几百μm的横向尺寸和对于激光器棒和激光器阵列能够具有直至一厘米或数厘米的横向尺寸。

由于良好可见的温度分布结构元件70，芯片制造工艺能够非常准确地针对具有不同的材料组成的区域校准。温度分布结构元件70例如能够借助光刻法以任意形式和设置方式制造，这能够实现为之后的半导体芯片定制的材料组成进而实现在衬底6上的期望的特性的相应的变化。

如之前所描述的，温度分布结构7优选能够设置在衬底6的后侧上，所述后侧与提供用于生长工艺的表面61相对置，使得生长工艺能够在表面61上不受温度分布结构7干扰地进行。如在图7a和7c中所示出的那样，温度分布结构7能够直接设置在衬底后侧上。对此替选地，也可行的是：温度分布结构7通过至少一个保护层覆盖，所述保护层例如由介电材料构成；或者如在图7d中所示出的那样，所述温度分布结构嵌入两个这种保护层8、9之间，以便防止通过温度分布结构7中的材料的放气和/或蒸发而影响生长工艺。在图7d的实施例中，第一保护层8设置在温度分布结构7和衬底6之间，而第二保护层9覆盖温度分布结构7。保护层8、9能够具有相同的或不同的材料。

温度分布结构7的其他特征和实施例在图8a至8k中描述，其中在此分别始终仅示出衬底6的和在所述衬底上生长的半导体材料10的进而还有温度分布结构7的和温度分布结构元件70的局部。尤其，温度分布结构7能够具有多个下面描述的温度分布结构元件70和/或这些温度分布结构单元的组合。温度分布结构元件70尤其能够具有沿横向方向的宽度，所述横向方向在绘图平面中对应于水平方向，所述宽度小于要在所述温度分布结构元件上制造的半导体芯片的宽度。此外，也能够可行的是：在半导体芯片的区域中存在多个温度分布结构元件70，以便在第一半导体层中制造更多数量的具有不同的材料组成的区域。半导体材料10例如能够具有一个或多个在衬底6上生长的半导体层。

在图8a中示出具有温度分布结构元件70的温度分布结构7，所述温度分布结构元件直接设置在衬底6的背离表面61的后侧上。尤其，在示出的实施例中，温度分布结构元件70能够具有与衬底6不同的材料并且构成为加热元件，所述加热元件能够通过射入适合的电磁辐射来加热，使得衬底6进而还有在所述衬底上生长的半导体材料10能够在温度分布结构元件70上方的区域中被加热至与在相邻的区域中相比更高的温度，所述相邻的区域不设置在温度分布结构元件70上方。例如，示出的温度分布结构元件70能够具有半导体材料，例如硅，所述半导体材料例如能够通过射入具有位于半导体材料的吸收光谱中的波长的光被加热。对此替选地，温度分布结构元件70例如也能够具有金属，所述金属能够通过射入适合的电磁辐射、例如微波辐射被加热。

衬底6能够在生长半导体层序列期间借助温度分布结构7安放在衬底载体上，使得通过温度分布结构7也能够同时影响在衬底载体和衬底6之间的导热。

衬底6例如能够具有在100μm直至几百μm的范围内的、例如300μm的典型的厚度，使得能够将在衬底6中的沿横向方向的热消散保持得小，并且能够在表面61上产生期望的温度曲线。由于温度分布结构7设置在衬底6的后侧上，在半导体材料10的生长期间出现通过温度分布结构7造成的低的化学影响。根据在生长半导体材料10之后是否将衬底6保留、打薄或完全移除，温度分布结构7也能够在之后制成的半导体芯片中保留或移除。尤其，例如在发光二极管芯片的情况下，能够可行的是：温度分布结构7保留在芯片中。

在图8b中示出一个实施例，在所述实施例中，与之前的实施例相比，温度分布结构7直接设置在衬底6的提供用于半导体材料10的生长工艺的表面61上。例如能够如在之前的实施例中那样构成的温度分布结构7在生长时通过半导体材料10过生长，例如借助于所谓的elog工艺(elog：“epitaxiallateralovergrowth”，横向外延过生长)。为此，温度分布结构7优选具有大于或等于10nm且小于等于500nm或者小于或等于300nm或者小于或等于200nm或者特别优选小于或等于100nm的沿生长方向的厚度。通过将温度分布结构7设置在衬底6的设为用于生长的表面61上进而设置在朝向半导体材料10的一侧上，能够避免在衬底6中的热消散，由此能够实现更清晰的温度曲线。如果在生长半导体层序列之后不将衬底6移除或仅打薄，那么温度分布结构7能够保留在之后制成的半导体芯片中。

为了保护半导体材料10防止通过温度分布结构7引起的可能的化学损害并且尽管如此仍避免在衬底中的温度消散，能够如在图8c中所示出的那样，在温度分布结构7上方施加保护层8，所述保护层由优选介电材料、例如上面在概述部分中描述的氧化物、氮化物或氮氧化物构成，所述介电材料与衬底6共同地封装温度分布结构元件70。例如，能够借助于施加方法、例如原子层沉积来施加保护层8，所述施加方法在层厚度尽可能小的同时允许尽可能严密密封的层形成。保护层8在此优选不在衬底6的整个表面61上延伸，而是尽可能仅包覆温度分布结构7的元件。

在图8d中示出另一实施例，其中设置在衬底6的后侧上的、能够如在图8a中那样构成的温度分布结构7同样由如结合图8c所描述的保护层8覆盖。在此，保护层8能够覆盖衬底6的整个后侧，或者对示出的实施例替选地，也能够仅覆盖温度分布结构元件70。除了避免生长工艺的化学影响以外，通过适合的保护层8例如也能够避免在衬底载体上的不期望的可能的附着和粘住。

如在图8e中所示出的那样，温度分布结构元件70也能够由保护层8全方位地包围，进而嵌入所述保护层中。在此情况下，温度分布结构7不直接设置在衬底6上。代替嵌入的保护层8的示出的构成方案，对此替选地，如结合图7d所描述的那样，也能够使用两个保护层，在所述保护层之间设置有温度分布结构元件70。

如结合图8f和8g所示出的那样，温度分布结构7也能够嵌入半导体材料10或衬底6中。为此，具有小的带隙的半导体材料能够尤其优选用于制造相应的构成为加热元件的温度分布结构元件70。对此替选地，温度分布结构7也能够具有与包围的衬底材料6或半导体材料10不同的热导率，使得温度分布结构元件70能够构成为集成到衬底6或半导体材料10中的导热元件或热障元件。在图8f和8g中示出的温度分布结构7例如能够通过植入制造。此外，也可行的是：衬底6或者半导体材料10与衬底6共同地形成准衬底，所述准衬底具有过生长的温度分布结构7和紧接着平坦化的表面。

结合图8h至8k示出具有温度分布结构元件70的温度分布结构7，所述温度分布结构元件具有一个或多个凸出部和/或凹陷部或由一个或多个凸出部和/或凹陷部构成。例如，在衬底6的背离表面61的后侧中能够构成具有凸出部和凹陷部的表面结构，所述凸出部和凹陷部形成温度分布结构元件70。由于衬底6仅借助凸出部安放在衬底载体上，在那里温度耦合更好进而局部地在凸出部上方的区域中的温度与在相邻设置的凹陷部上方的区域中相比更高。因此，能够实现衬底6到衬底载体上的不同的热耦合。在此情况下，构成为凸出部的温度分布结构元件70能够具有与衬底6相同的材料并且特别优选与衬底6一体地构成。

如在图8i中所示出的那样，由温度分布结构7形成的凸出部和凹陷部也能够由与衬底6不同的材料形成。

在图8j中示出温度分布结构7，所述温度分布结构是结合图8a和8h所描述的温度分布结构7的组合。一方面，构成为加热元件的温度分布结构元件70设置在衬底后侧上。附加地，构成为凹陷部的温度分布结构元件70设置在衬底后侧中，所述温度分布结构元件形成用作为热障的分离沟槽，由此减少在衬底6中的散热进而能够产生更清晰的温度曲线。

如在图8k中所示出的，在衬底后侧上的凹陷部中能够附加地设置有具有比衬底6更小的热导率的材料，以便增大这样形成的温度分布结构元件70的热障功能。

在图9a中示意地表明在传统的衬底载体中的可用作为用于此处所描述的方法的衬底6的晶片的表面61上的典型的温度曲线。可见的是，在衬底表面61上的温度分布不是均匀的，而是在长度标度上和在横向方向上变化，所述温度分布与要在晶片复合件中制造的半导体芯片的设置无关。相应的温度分布例如也能够在第一半导体层生长时存在。所述温度曲线如之前所描述的那样作用于半导体芯片的半导体层的材料组成，使得在晶片复合件中制成的半导体芯片能够具有彼此不同的特性。为了避免这种情况，能够在附加的方法步骤中，如在图9b中所示出的那样，使设置用于生长工艺的表面61上的温度曲线均匀化并且基于此，如在图9c中所示出的那样，根据期望的不均匀的横向温度分布来设定所述温度曲线。

如在根据随后的图10a至10f的实施例中所示出的那样，在常规的覆层设备中，在衬底载体200上通常设置有多个衬底6，以便能够对所述衬底同时覆层。为了实现尽可能均匀的覆层，衬底载体200旋转，如借助表明转动方向201的箭头所示出的那样。经由衬底载体200将衬底6加热到期望的生长温度上，其中在表面61上能够存在不均匀的温度分布，如示例性地在图9a中所示出的那样。为了使衬底6的表面61上的相应的温度曲线均匀化，能够首先测量所述温度曲线，例如借助于红外探测器测量，其中所述温度曲线对于每个衬底6能够是不同的。

此外，将每个衬底6有针对性地在子区域中加热，以便在所述衬底的相应的表面61上产生尽可能均匀的温度曲线。这种加热例如能够如在图10a中所示出的那样借助于局部变化的光辐照、即借助于射入可适当地变化的光束300来进行，所述光束例如能够在衬底材料中或在施加在衬底6上的半导体材料中被吸收。光束例如能够是一个或多个激光源的单束或多束，并且借助于适合的光转向装置400、例如借助镜或其他适合的设备有针对性地转向到衬底6的表面61的选出的子区域上。对此替选地，如在图10b中所示出的那样，例如也能够使用多个光源301，例如激光器阵列中的多个激光源，所述光源优选能够彼此独立地将光射入到衬底6的表面61上。由此，优选能够分别将衬底6的整个表面61盖住，其中在考虑衬底载体200的转动运动和衬底6的所确定的个体的温度曲线的情况下进行光射入。

借助于之前所描述的附加存在的温度分布结构能够产生期望用于第一半导体层的生长的不均匀的横向的温度曲线。对此替选地，也能够可行的是：同样借助于所描述的光射入产生所述温度曲线，其中与温度曲线的纯均匀化相比，相应地调整通过光加热实现的加热曲线。此外，也能够可行的是：通过局部变化的光辐照形成的光加热在没有附加的均匀化步骤的情况下仅用于产生期望的不均匀的温度曲线。

在第一半导体层生长期间局部变化的层辐照能够如之前所描述的那样包括用激光器辐照，所述激光器将一个或多个光束300在预定的且有针对性地选择的区域中射入到生长的第一半导体层上，所述光束通过在生长的第一半导体层或在位于其下方的层、例如已经生长的层和/或衬底6中的吸收引起在这些区域中的局部的且不均匀的加热，使得在不同的区域中存在对于生长的第一半导体层不同的有效生长温度。局部变化的光辐照尤其能够构成为，使得能够同时或依次在衬底6上辐照一个或多个区域，所述区域的面扩展小于半导体芯片的面扩展。在此，也能够脉冲地进行光射入。通过所描述的光转向装置400和/或通过使用多个光源301，对下述面的扫描能够是可行的：在所述面上生长第一半导体层。

如在图10a至10f中所示出的，衬底6或替选地还有衬底载体200能够构成为具有至少两个标记62，所述标记用作为反射器或校准标志，以便能够使光束300同步。如在图10c和10d中示例性示出的那样，例如在时间点t1，用a表示的光束300能够射到标记62上，并且由所述标记反射(图10c)；而在相同的或之后的时间点t2，用b表示的光束300射到标记62上并且由所述标记反射(图10d)。能够使用由标记62反射的信号，以便一方面能够实现光束300到衬底6上的精确的同步。附加地，能够可行的是：根据至少两个标记62的可能时间错开的信号，计算衬底6在衬底载体200中的转动，进而将期望的温度曲线与标记62匹配地定向。标记62能够与温度曲线匹配地在将温度曲线均匀化时以及之后在芯片工艺中用于校准芯片结构。

呈多个单独光源的形式或者如在图10b中示出的那样呈复数个多个光源301的形式的多个光源也能够用于多个衬底6的同时加热。由此能够可行的是：在衬底载体200旋转期间实现更均匀的温度分布。此外，能够局部地引入更多功率，因为多个光源能够照亮在衬底6上的相同的区域，使得较大的温度梯度是可行的。通过例如多个通过多个光源301构成的激光器阵列的错开的设置，也还能够改进位置分辨率。

如在图10f中所示出的那样，多个光源301也能够仅照亮衬底6的子区域。由此，例如能够简化反射的信号与标记62的关联。此外，探测器500能够设置在衬底载体200上或在所述衬底载体附近设置，以便能够直接探测由标记62反射的信号。

结合附图所描述的实施例和其特征能够根据其他实施例彼此组合，即使这些组合并未详尽地描述时也如此。此外，结合附图所描述的实施例能够具有根据在概述部分中的描述的替选的和附加的特征。

本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括每个新的特征以及特征的任意组合，这尤其包含实施例中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合本身未详尽地在实施例中说明时也如此。

附图标记列表

1第一半导体层

2第二半导体层

3第三层

4接触层

5钝化层

6衬底

7温度分布结构

8，9保护层

10半导体材料

11，12，13区域

21肋形波导结构

61表面

62标记

70温度分布结构元件

100半导体芯片

200载体

201转动方向

300光束

301多个光源

400光转向装置

500探测器

1000，2000，3000方法步骤