利用ald层封装的光电子半导体芯片和相应的制造方法
【技术领域】
[0001]说明光电子半导体芯片。此外说明用于制造光电子半导体芯片的方法。
【背景技术】
[0002]出版物W0 2012/171817描述光电子半导体芯片。
【发明内容】
[0003]要解决的任务在于，说明光电子半导体芯片，其具有改善的小电流特性以及延长的寿命。
[0004]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，所述光电子半导体芯片包括半导体主体。所述半导体主体尤其是外延生长的半导体主体。所述半导体主体包括η导电区域、用于产生电磁辐射所设置的有源区域和Ρ导电区域。
[0005]在半导体主体的有源区域中，例如在运行中产生在UV辐射和红外辐射之间的光谱范围中、尤其在可见光的光谱范围中的电磁辐射。所述半导体主体为此例如基于II1-V-半导体材料，例如基于氮化物化合物半导体材料。
[0006]在有源区域中产生的电磁辐射通过使有源区域通电产生。这样产生的电磁辐射通过其外表面至少部分地离开半导体主体。
[0007]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，所述光电子半导体芯片包括第一反射层，其被设置用于反射在有源区域中产生的电磁辐射。所述第一反射层例如被布置在半导体主体的第一主面处。在运行中在有源区域中产生的电磁辐射的大部分于是通过与第一主面相对的第二主面离开光电子半导体芯片。在此，在半导体主体的有源区域中产生的电磁辐射部分地射到第一反射层上，并且被该第一反射层在半导体主体的外表面方向上、尤其在第二主面的方向上反射，在那里所述电磁辐射于是部分地射出。
[0008]所述反射层尤其金属地被构造。例如所述反射层包含以下金属之一或者由以下金属之一组成:银、铝。这些金属对于可见光具有好的至非常好的反射性，然而可能具有以下缺点，即尤其当如在光电子半导体芯片的运行中情况那样，存在电磁场时，所述金属易于扩散或者电子迀移。此外，这些金属尤其在潮湿的环境中可能氧化，这随着运行持续时间生长越来越强地降低反射性和因此降低半导体主体的效率。
[0009]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，所述光电子半导体芯片包括封装层序列(Verkapselungsschichtenfolge)。所述封装层序列利用至少一种电绝缘材料构成并且尤其以电绝缘的方式来构造。所述封装层序列包括至少一个封装层、尤其多个封装层。所述封装层序列的各个封装层在此可以利用不同的制造方法产生。所述封装层序列尤其被设置，用于阻止材料从第一反射层到光电子半导体芯片的其他区域中的扩散和/或妨碍或防止大气气体或者湿气到第一反射层的侵入。
[0010]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，第一反射层被布置在ρ导电区域的下侧处。P导电区域的下侧例如是半导体主体的背离η导电区域的侧。所述反射层在此可以与P导电区域直接接触。所述第一反射层于是尤其也用于，在光电子半导体芯片的运行中将电流注入(einprjigen) ρ导电区域中。
[0011]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，有源区域被布置在P导电区域的与P导电区域的背离第一反射层的侧背离的侧处，并且所述η导电区域被布置在有源区域的背离Ρ导电区域的侧处。也即，所述有源区域被布置在Ρ导电区域和η导电区域之间，其中第一反射层被布置在Ρ导电区域的与η导电区域背离的侧处。
[0012]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，所述封装层序列在其外表面处部分地覆盖半导体主体。也即，所述封装层序列部分地沿着半导体主体的外表面延伸并且可以至少局部地与半导体主体直接接触。也即，所述封装层序列于是部分地直接地被施加到半导体主体上。
[0013]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，所述封装层序列在半导体主体的外表面处从有源区域沿着Ρ导电区域延伸直到第一反射层之下。所述封装层序列在该情况下尤其布置在半导体主体的ρ/η结处、也就是说在有源区域的范围内、在半导体主体的外表面处。在此可能的是，所述封装层序列在半导体主体的外表面处完全地覆盖有源区域。也即，半导体主体的整个ρ/η结由封装层序列覆盖。所述封装层序列于是至少在有源区域处完全地按照框架或者环的方式围绕半导体主体。在此，所述封装层序列也可以部分地在η导电区域中处于半导体主体的外表面处。所述封装层序列沿着Ρ导电区域从有源区域延伸到直至第一反射层之下的水平上。由此例如可能的是，所述半导体主体在ρ导电区域中在其侧面处完全地由所述封装层序列覆盖。所述侧面在此是半导体主体的垂直于或者横向于主面伸展的面，其中主面之一由ρ导电区域的下侧构成，第一反射层处于该下侧处。
[0014]所述封装层序列于是可以延伸直到第一反射层之下和在此也延伸直到反射层的侧面，所述侧面与半导体主体的侧面、尤其半导体主体的Ρ导电区域的侧面邻接。所述封装层序列在此不必延伸直到所述第一反射层之下，如果所述封装层序列延伸到如此程度，使得所述封装层序列部分地在竖直方向上与反射层相间隔地布置、也即延伸到直至第一反射层之下的水平上，则是足够的。所述竖直方向在此是与半导体主体的主延伸方向横向地或者垂直地伸展的方向。
[0015]根据光电子半导体的至少一个实施方式，所述封装层序列包括至少一个封装层，其是ALD (Atomic Layer Deposit1n,原子层沉积)层或者由ALD层组成。也即，封装层序列的至少该封装层借助于ALD方法构成。借助于ALD方法可以产生非常薄的层，其具有多晶或者非晶结构。因为借助于ALD制造的层与制造层所利用的反应周期的数量成比例地生长，所以层厚度的精确控制是可能的。借助于ALD方法能够制造特别均匀的层，也即特别均勾的厚度的层。此外，通过单层生长(Monolagen-Wachstum)利用ALD方法获得非常紧密的和晶体结构缺陷少的层。
[0016]换句话说，封装层序列的至少一个封装层借助于ALD过程、如闪速(Flash)ALD、光诱导ALD或者其他ALD方法来沉积。在此尤其也可以使用高温ALD方法，其中所述封装层在100°C或者更高的温度下被沉积。
[0017]借助于ALD方法制造的封装层通过电子显微镜研究和其他半导体技术的分析方法能明确地与通过可替代的方法、如例如传统的CVD (Chemical Vapor Deposit1n,化学气相沉积)制造的层相区别。据此所述封装层是ALD层的这种特征因此是在制成的光电子半导体芯片处可探测的具体特征。
[0018]是ALD层的封装层利用电绝缘材料构成并且例如具有在0.05nm和至多500nm之间、尤其在至少30nm和至多50nm之间的厚度、例如40nm的厚度。所述封装层在此可以包括大量的子层，其彼此重叠地布置。所述封装层例如包含以下材料之一或者由以下材料之一组成:A1203、Si02、SiNo在此，尤其也可能的是，是ALD层的封装层包含这些材料的组合。
[0019]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，所述半导体芯片包括半导体主体，其包括η导电区域、用于产生电磁辐射所设置的有源区域和ρ导电区域。所述半导体芯片此外具有被设置用于反射电磁辐射的第一反射层和利用电绝缘材料构成的封装层序列。在此，第一反射层被布置在Ρ导电区域的下侧处，所述有源区域被布置在Ρ导电区域的背离第一反射层的侧处并且所述η导电区域被布置在有源区域的背离ρ导电区域的侧处。所述封装层序列在其外表面处部分地覆盖所述半导体主体。所述封装层序列在半导体主体的外表面处从有源区域沿着Ρ导电区域延伸直到第一反射层之下，并且所述封装层序列包括至少一个封装层，所述封装层是ALD层或者由ALD层组成。
[0020]这里描述的光电子半导体芯片在此尤其基于以下想法。为了长的耐久性和从而长的寿命，光电子半导体芯片、尤其发光二级管芯片必须可靠地被保护免受来自环境的湿气的影响。所述光电子半导体芯片通常由不同的材料组成。尤其为了构成第一反射层使用材料、如银或者铝，所述材料对湿气具有低的抵抗性。用于保护第一反射层的可能性可能在于，金属地、也即例如利用金属层封装所述反射层。然而，对此可以考虑的材料以高份额吸收在运行中产生的电磁辐射并且因此导致光电子半导体芯片的降低的效率。
[0021]在这里描述的光电子半导体芯片中，封装层序列被使用用于封装第一反射层，所述封装层序列利用电绝缘材料构成并且包括至少一个利用ALD方法制造的封装层。这