光电子器件以及用于制造光电子器件的方法

文档序号:9476390
光电子器件以及用于制造光电子器件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据专利权利要求1的用于制造光电子器件的方法以及根据专利权利要求5的光电子器件。
【背景技术】
[0002]在具有半导体晶体的光电子器件的情况下需要可再现地构造具有最优的接触大小的用于电接触的接触面。例如在发光二极管器件的情况下需要可再现地制造被最优地确定尺寸的接触面,以便实现低的正向电压和高的光输出。
[0003]为了以薄膜技术制造发光二极管芯片(LED芯片),在现有技术中已知以下方法,在该方法中在第一光刻方法步骤中安置由金属构成的接触面。在第二方法步骤中施加反射电介质的覆盖接触面的层。借助于光刻方法,紧接着该反射电介质在接触面的区域中被打开。之后沉积反射金属,所述反射金属同时用于电接触该接触面。由于在光刻过程步骤期间的校准容差在该方法中发生接触面的有效大小的散射。

【发明内容】

[0004]本发明的任务在于说明一种用于制造光电子器件的方法。该任务通过具有权利要求I的特征的方法来解决。本发明的另一任务在于提供一种光电子器件。该任务通过具有权利要求5的特征的光电子器件来解决。在从属权利要求中说明了不同的改进方案。
[0005]用于制造光电子器件的方法包括以下步骤:提供具有表面的半导体晶体;将具有电介质的第一层施加到表面上;在第一层上施加并结构化光刻胶层,其中光刻胶层被结构化,使得光刻胶层具有开口 ;部分地溶解掉第一层,以便暴露表面的横向区域;在表面的横向区域中施加具有第一金属的接触面;移除光刻胶层;施加第二层,所述第二层具有光学透明的、导电的材料;以及施加具有第二金属的第三层。有利地,通过该方法利用具有接触面的半导体晶体来制造光电子器件,该接触面的大小可以通过光刻胶层中的开口的大小来确定。这有利地使得能够以高的精度和可再现性来确定接触面的大小。接触面有利地以接触面的整个大小用于电接触半导体晶体,由此不需要比所需的更大地构造用于补偿容差的接触面。由此可以有利地最小化在半导体晶体中产生的光在接触面处的吸收,由此根据该方法制造的光电子器件可以具有更高的光输出。该方法的另一优点在于仅需要一个光刻过程步骤,由此能够低成本地执行该方法。
[0006]在该方法的一种实施方式中,光刻胶层具有正性抗蚀剂。有利地,为了结构化光刻胶层,于是仅如下区域必须被曝光,在该区域中应当产生开口。
[0007]在该方法的一种实施方式中,部分地溶解掉第一层通过湿化学蚀刻来进行。有利地,所述方法由此能够简单地以及低成本地执行。
[0008]在该方法的一种实施方式中,光刻胶层在溶解掉第一层期间部分地被欠蚀刻。通过部分地欠蚀刻有利地确保:所产生的接触面的大小以高精度与结构化的光刻胶层中的开口的大小相对应。
[0009]光电子器件包括具有表面的半导体晶体,该表面具有第一横向区域、第二横向区域和第三横向区域。在此,在第一横向区域中在表面上布置有具有第一金属的接触面。在第三横向区域中在表面上布置有具有电介质的第一层。在接触面、第一层和表面的第二横向区域上布置有第二层,该第二层具有光学透明的、导电的材料。在此,在第二层上布置有具有第二金属的第三层。有利地,在该光电子器件中接触面的整个面用于电接触半导体晶体,由此可以构造具有小的尺寸的接触面。由此,接触面处的光吸收有利地被减少,由此可以提高光电子器件的光输出。优点在于:第二横向区域中的光吸收比第一横向区域中接触面处的光吸收显著更少。由此,不仅光电子器件的正向电压而且光电子器件的光输出几乎与第二横向区域的大小无关。这使得能够简单地以及低成本地制造光电子器件。另一优点可能在于:第二层用作第一层和第三层之间的增附剂。
[0010]在光电子器件的一种实施方式中,第二层和半导体晶体之间的比接触电阻比接触面和半导体晶体之间的比接触电阻大至少一个数量级。有利地,第二层由此以比接触面显著更小的程度电连接到半导体晶体上。这导致光电子器件的正向电压仅由接触面决定。有利地由此得出正向电压的高的可再现性。
[0011 ] 在光电子器件的一种实施方式中,第二横向区域至少逐段环形地包围第一横向区域。有利地,第二横向区域由此形成光电子器件的接触面和第一层之间的安全距离。这使得能够制造具有可再现的大小的接触面。
[0012]在光电子器件的一种实施方式中,第三横向区域至少逐段环形地包围第二横向区域。有利地,接触面由此布置在第一层的开口中并且与第一层相间隔,由此能够制造具有可良好再现的大小的接触面。
[0013]在光电子器件的一种实施方式中,光学透明、导电的材料是透明的导电的氧化物。有利地,透明的、导电的氧化物具有低的光学吸收能力并且以高的接触电阻电连接到半导体晶体上。尽管如此,在此透明的、导电的氧化物有利地适用于电接触接触面。
[0014]在光电子器件的一种实施方式中,第一金属和/或第二金属是金或银。有利地,这些金属具有有益的光学以及电学特性。
[0015]在光电子器件的一种实施方式中,电介质具有Si02。由此有利地提高第三层的反射能力。
【附图说明】
[0016]本发明的上面所描述的特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下面的对实施例的描述变得更清楚以及更明显地易懂,所述实施例结合附图来更详细地阐述。在此分别以示意图:
图1示出用于制造光电子器件的半导体晶体;
图2示出具有所施加的第一层的半导体晶体;
图3示出第一层,该第一层具有布置在其上的、结构化的光刻胶层;
图4示出在第一层部分地溶解掉之后的第一层;
图5示出在施加金属层之后的半导体晶体、第一层和光刻胶层;
图6示出在分离光刻胶层之后的半导体晶体、第一层和接触面;
图7不出在施加第二层之后的未完成的光电子器件; 图8示出在施加第三层之后的未完成的光电子器件;以及图9示出在施加第四层之后的光电子器件。
【具体实施方式】
[0017]图1示出半导体晶体100的强烈示意化的剖面图。半导体晶体100例如可以通过外延生长来制造。该半导体晶体具有表面110。
[0018]半导体晶体100被设置用于制造光电子器件,为此需要另外的随后阐述的处理步骤。所述光电子器件例如可以是发光二极管器件。
[0019]图2以示意性剖面图示出在时间上跟随在图1的图示之后的处理状态中的半导体晶体100。在半导体晶体100的表面110上布置有平面地构造的第一层200。第一层200具有用作反射电介质的电介质。第一层200例如可以具有二氧化硅(S12)。第一层200例如可以已经通过化学气相沉积施加到半导体晶体100的表面110上。
[0020]图3示出在时间上跟随在图2的图示之后的处理状态中的半导体晶体100的示意性剖面图。在第一层200的背向半导体晶体100的一侧上布置有光刻胶层300。光刻胶层300此外已被结构化,以便在光刻胶层300中产生开口 310,通过该开口能到达第一层200。光刻胶层300中的开口 310优选地具有圆盘形的横截面面积。但是开口 310也可以具有另外的横截面形状。开口 310在横向方向上具有开口直径311。
[0021]光刻胶层300可以具有正性抗蚀剂。在此情况下光刻胶层300的光刻胶在开口310的区域中被曝光。紧接着光刻胶层300的所曝光的部分被溶解掉。
[0022]图4以示意性剖面图示出在时间上跟随在图3的图示之后的处理状态中的半导体晶体100。布置在半导体晶体100的表面110上的第一层200已部分地被移除。优选地,第一层200的部分的移除通过湿化学蚀刻来进行。湿化学蚀刻介质在此已通过光刻胶层300中的开口 310攻击第一层200。
[0023]通过部分地溶解掉第一层200,在第一层200中形成了通过光刻胶层300中的开口 310能到达的开口 210,该开口 210在所暴露的横向区域120中暴露半导体晶体100的表面110。在覆盖区域111中半导体晶体100的表面110也在溶解掉第一层200的部分之后继续被第一层200覆盖。半导体晶体100的表面110的通过第一层200中的开口 210所暴露的横向区域120具有所暴露的直径123。所暴露的直径123优选地比光刻胶层300中的开口 310的开口直径311大。在垂直于半导体晶体100的表面110的投影中,光刻胶层300中的开口 310的中点和半导体晶体100的表面110的具有所暴露的直径123的所暴露的横向区域120的中点优选地大致彼此重叠。
[0024]因为第一层200中的开口 210的直径在横向方向上大于光刻胶层300中的开口310的开口直径311,所以在光刻胶层300下形成了欠蚀刻部(Untedtzung) 220。光刻胶层300在部分地溶解掉第一层200期间因此已部分地被欠蚀刻。
[0025]图5以示意性剖面图示出在时间上跟随在图4的图示之后的处理状态中的半导体晶体100。从光刻胶层300的一侧已沉积了金属层400。金属层400已被布置在光刻胶层300的背向第一层200的一侧上。通过光刻胶层300中的开口 310,金属层400的材料此外到达了半导体晶体100的表面110的所暴露的横向区域120并且在那里已形成接触面410。接触面410在接触区域121中覆盖半导体晶体100的表面110的所暴露的横向区域120。接触区域121大致居中地布置在半导体晶体100的表面110的所暴露的横向区域中120中并且在外部被所暴露的横向区域120的环形的或者至少逐段环形的容差区域122围绕。所暴露的横向区域120的容差区域122在外部环形地或至少逐段环
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