用ald层封装的光电子半导体芯片和相应的制造方法_2

文档序号:9240186阅读:来源:国知局
Α1203或Si02,封装层对于在半导体本体中产生的电磁辐射而言是尤其好可穿透的。第二镜层如第一镜层那样设立为用于反射在半导体本体中产生的电磁辐射。由于第一封装层的良好的可穿透性,电磁辐射的特别大的份额能够射到第二镜层上。
[0033]根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括第三镜层,所述第三镜层沿横向方向伸出半导体本体的侧面,其中第一封装层至少局部地在第三镜层的背离载体的一侧上伸展。在此,第三镜层同样设为用于反射在半导体本体中在运行时产生的电磁辐射。第三镜层能够由与第一或第二镜层相同的材料形成。也就是说,尤其可能的是,第三镜层由趋于扩散和/或电子迀移的金属、如银或铝形成或者由这些材料中的一种材料构成。
[0034]第三镜层沿横向方向伸出半导体本体。在此,横向方向是平行于载体的主延伸平面伸展的方向。也就是说,第三镜层侧向地伸出半导体本体。以这种方式,第三镜层也能够反射从半导体本体的侧面射出并且紧接着射到载体上的电磁辐射。第一封装层设置在第三镜层的背离载体的一侧上进而至少间接地设置在第三镜层和半导体本体之间。由于第一封装层对于在运行时在半导体本体中产生的电磁辐射的良好的可穿透性,特别大份额的穿过第一封装层的电磁辐射射到第三镜层上并且能够以这种方式从光电子半导体芯片中反射。
[0035]在此,也可能的是,第二镜层和第三镜层连接并且以这种方式构成共同的另外的镜层。此外,所述另外的镜层不与第一镜层连接并且尤其在光电子半导体芯片的不同于第一镜层的平面中构成。也就是说,第一镜层和另外的(一个或多个)镜层至少局部地在竖直方向上彼此间隔开。在此,竖直方向平行于半导体本体的生长方向和/或垂直于横向方向伸展。
[0036]根据至少一个实施方式,第一镜层的侧面不具有第一封装层。尤其可能的是,第一镜层的所有侧面不具有第一封装层。也就是说,在此情况下,第一封装层与第一镜层的侧面不直接接触。在此,尤其可能的是,第一封装层不在任何部位上与第一镜层直接接触。此外,可能的是,第一封装层不与光电子半导体芯片的任一镜层直接接触。
[0037]还可能的是,在镜层和第一封装层之间设置有至少一个另外的封装层,其同样是相对于湿气和/或大气气体的阻挡。与第一封装层一起,能够以这种方式实现镜层的特别密封的封装。
[0038]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式,第一封装层由电绝缘材料形成并且具有在至少0.05nm和最高500nm之间、尤其在至少30nm和最高50nm之间、例如为40nm的厚度。在此,第一封装层能够包括多个相叠设置的子层。第一封装层包含或例如由下述材料中的一种材料构成:Al203、Si02、SiN。在此,尤其也可能的是,第一封装层包含所述材料的组合。例如,第一封装层能够构成为交替地由材料Al2O3和S12构成的子层的序列。
[0039]根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括第二封装层,所述第二封装层设置在载体和第一封装层之间,其中第二封装层是电绝缘的,第二封装层与第一封装层直接接触并且第二封装层覆盖第一封装层的朝向其的外面的至少90%。
[0040]第二封装层例如能够是用CVD法或用旋涂法制成的层。第二封装层能够至少局部地设置在第一封装层和第二镜层和/或第三镜层之间。在此可能的是,第二封装层直接邻接于第二镜层和/或第三镜层。在此情况下,第二封装层在第二镜层的和/或第三镜层的背离载体的上侧上设置。
[0041]第二封装层具有的优点是,其在沉积第一封装层时对于第二镜层和/或第三镜层形成保护。此外,在沉积第一封装层时,能够应用否则可能损坏镜层的材料的材料、例如前驱体材料。如果第二镜层和第三镜层例如由银形成,那么在制造第一封装层时,能够将臭氧用作为前驱体材料,而不发生一个银镜或多个银镜的损坏,因为第二封装层为镜层形成保护。
[0042]根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括设置在第一封装层和半导体本体之间的第三封装层,其中第三封装层是电绝缘的,第三封装层与第一封装层直接接触并且第三封装层覆盖第一封装层的朝向其的外面的至少90%。
[0043]在此,第三封装层能够与第二封装层相同地构成。此外,可能的是,第三封装层直接邻接于第一镜层。此外,可能的是,在第三封装层和第一封装层之间设置有另外的层、例如由金属构成的连接层。第三封装层同样能够如第二封装层那样在借助于ALD法制造第一封装层时相对于在方法中使用的材料保护邻接的、尤其金属的层。
[0044]不仅第二封装层、还有第三封装层能够将第一封装层的分别朝向其的外面覆盖至少90%,尤其完全地覆盖。也就是说,第一封装层能够在其主面上完全地由第二和第三封装层覆盖。以这种方式,第一封装层由两个另外的封装层围住。
[0045]根据至少一个实施方式,第二封装层的厚度和/或第三封装层的厚度至少为第一封装层的厚度的六倍。也就是说,第二和第三封装层分别具有比第一封装层明显更大的厚度。在此,第二和第三封装层能够具有300nm和更大的层厚度。
[0046]根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括第四封装层,所述第四封装层完全地覆盖半导体本体的外面的没有由载体覆盖的区域,其中第四封装层至少局部地与第一封装层直接接触,并且其中第四封装层是ALD层。换言之,半导体本体能够在其未被覆盖的区域中、例如在其背离载体的主面上和在其侧面上由第四封装层包住,所述第四封装层同样是ALD层。在此,第四封装层例如能够与第一封装层相同地构成。在露出第一封装层、即不由其他层覆盖的部位上,第一封装层与第四封装层直接接触。以这种方式,构成ALD层直接相互邻接的部位(在下文中也称作:三重点)。借助这种第四封装层,尤其可能的是,半导体本体完全地由借助ALD法制造的封装层包围。
[0047]根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括第五封装层,所述第五封装层是电绝缘的并且与第四封装层直接接触。第五封装层例如能够与第二和/或第三封装层相同地构成。第五封装层是第四封装层和第一封装层的保护。在此,可能的是,第五封装层局部地也与第一封装层直接接触。在此,第五封装层又比第一封装层和第四封装层明显更厚地构成。尤其可能的是,第五封装层的层厚度至少对应于第一封装层的和/或第四封装层的层厚度的六倍。
[0048]根据至少一个实施方式,至少一个下述封装层包括至少两个由彼此不同的材料形成的子层:第二封装层、第三封装层、第五封装层。例如,至少一个所述层、尤其所有所述层是借助于CVD法制造的层。层例如能够包括子层。例如,层能够分别包括由Si02形成的第一子层、由SiN形成的第二子层、由Si02形成的第三子层和由SiN形成的第四子层。在此,子层在竖直方向上、垂直于横向方向相叠设置。
[0049]例如,由Si02形成的子层具有在130nm和170nm之间、尤其150nm的厚度。由SiN形成的子层能够具有在1nm和14nm之间、尤其12nm的厚度。尤其,以这种方式形成封装层:所述封装层也相对于在制造ALD层、也就是说第一封装层和第四封装层时应用的材料特别不可穿透地构成。
[0050]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括连接区域,所述连接区域与半导体本体横向间隔开地设置,其中电连接区域侧向地完全由第一封装层和/或第四封装层包围。第一连接层例如是设为用于金属线接触的连接区域。也就是说,经由所谓的“Wireb0nding(引线键合)”能够将电连接区域借助于金属线接触来电接触。第一连接区域例如经由第一镜层导电地与半导体本体连接。此外,第一连接区域例如能够用于半导体本体的P型侧的接触。
[0051]根据半导体芯片的至少一个实施方式,载体导电地构成,其中载体与至少一个贯通接触部导电地连接。在此情况下,经由载体穿过贯通接触部例如从半导体本体的η型导电侧进行电接触。
[0052]根据至少一个实施方式,是ALD层的第一封装层借助于ALD法产生,其中第一封装层至少局部地利用臭氧作为前驱体来沉积。在此,可能的是,整个封装层利用臭氧作为前驱体来沉积。还可能的是,封装层具有至少两个例如相叠堆叠地设置的子层,其中至少一个子层借助于ALD法产生,其中臭氧用作为前驱体。
[0053]在此证明的是,臭氧用作为前驱体的ALD层具有相对于湿气的特别高的密封性。用臭氧作为前驱体沉积的层或子层例如是Al2O3层或S1 2层。
[0054]根据至少一个实施方式,第一封装层包括第一子层,所述第一子层利用前躯体来沉积,所述前驱体不具有臭氧,其中第一子层直接沉积到镜层中的一个镜层上。也就是说,第一封装层包括直接邻接于镜层中的一个镜层、例如第一镜层的子层。在此,镜层例如由银形成。因为在将臭氧用作为前驱体材料时能够损坏含银的层,证实为特别有利的是,在此情况下第一封装层具有不用臭氧作为前驱体沉积的第一子层。例如,在此情况下,水或氧气能够用作为前驱体材料。
[0055]第一封装层还具有第二子层,所述第二子层利用包括臭氧的前驱体来沉积,其中第二子层直接沉积到第一子层上。也就是说,第二子层在背离镜层的一侧上直接邻接于第一子层。第二子层利用臭氧作为前驱体材料来沉积进而具有相对于湿气特别高的密度。第一子层相对于在第二子层沉积时所应用的臭氧保护其上构
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