光电子半导体芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]提出一种光电子半导体芯片。
【背景技术】
[0002]文献W0 2012/171817描述了一种光电子半导体芯片。
【发明内容】
[0003]待实现的目的在于:提出一种光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片具有改进的效率以及改进的小电流特性。
[0004]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半导体本体。半导体本体例如通过II1-1V半导体材料、例如通过氮化物-化合物半导体材料形成。半导体本体包括η型传导的区域、ρ型传导的区域和位于其间的有源区域，所述有源区域设置用于产生电磁辐射。η型传导的区域和ρ型传导的区域例如通过相应地掺杂半导体本体的半导体材料产生。
[0005]在半导体本体的有源区域中产生的电磁辐射例如是UV辐射、红外辐射和/或可见光。电磁辐射例如通过给有源区域通电产生。电磁辐射至少部分地穿过半导体本体的外面离开半导体本体。
[0006]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第一镜层，所述第一镜层设置用于反射在有源区域中产生的电磁辐射。第一镜层例如设置在半导体本体的第一主面上。在运行时在有源区域中产生的电磁辐射的大部分随后穿过与第一主面相对置的第二主面离开光电子半导体芯片。在此，在半导体本体的有源区域中产生的电磁辐射部分地射到第一镜层上并且从该镜层处沿着朝向半导体本体的外面的方向、尤其沿着朝向第二主面的方向反射，在该处所述电磁辐射随后部分地射出。
[0007]镜层尤其以金属构成。镜层例如包含下述金属中的一种或由其构成:银、铝。这些金属对于可见光具有良好至非常好的反射率，然而具有下述缺点:尤其当存在电磁场时，如在光电子半导体芯片运行时是这种情况，所述金属倾向于扩散或者电子迀移。此外，这些金属尤其会在潮湿的环境中氧化，这随着运行时间增长越来越减小反射率从而越来越减小半导体本体的效率。
[0008]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至少三个封装层。光电子半导体芯片能够包括第一封装层、第二封装层以及第三封装层。所述至少三个封装层分别电绝缘地构成并且为此通过电绝缘的材料形成。封装层能够分别包括一个或多个层。不同的封装层彼此间的区别在于其不同的制造方法和/或不同的材料组成和/或在光电子半导体芯片中的不同的设置。
[0009]封装层尤其设置用于:禁止材料从第一镜层扩散到光电子半导体芯片的其它区域中，和/或阻碍或防止大气气体和/或湿气渗透至第一镜层，和/或使光电子半导体芯片的一些区域与光电子半导体芯片的其它区域电绝缘。
[0010]根据光电子半导体芯片的至少一个设施方式，第一镜层设置在ρ型传导的区域的下侧上。Ρ型传导的区域的下侧例如是半导体本体的背离η型传导的区域的侧。镜层能够与Ρ型传导的区域直接接触。第一镜层因此尤其也用于将电流在光电子半导体芯片运行时馈入到Ρ型传导的区域中。
[0011]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，有源区域设置在Ρ型传导的区域的背离第一镜层的侧上，并且η型传导的区域设置在有源区域的背离ρ型传导的区域的侧上。这是指:有源区设置在Ρ型传导的区域和η型传导的区域之间，其中在ρ型传导的区域的背离η型传导的区域的下侧上设置第一镜层。
[0012]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，第一、第二和第三封装层局部地覆盖半导体本体的外面。封装层局部地沿着半导体本体的外面延伸并且封装层中的至少一个能够与半导体本体直接接触。例如，第一封装层与半导体本体局部地直接接触。
[0013]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，第三封装层完全地遮盖第一镜层的背离η型传导的区域的侧并且局部地与第一镜层直接接触。在此可行的是，局部地在第三封装层和第一镜层之间设置至少一个其它的层、例如金属层。然而存在至少一个如下区域，在所述区域中，第三封装层与第一镜层直接接触。在该处，第三封装层例如能够直接施加到镜层上。第三封装层无间隙地遮盖镜层的背离Ρ型传导的区域的侧，其中镜层例如在其朝向Ρ型传导的区域的下侧上直接邻接于Ρ型传导的区域并且第一镜层的其余露出的外面由第三封装层包围。
[0014]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，第二封装层和第三封装层在第一镜层的侧向的区域中局部地彼此直接接触。在第一镜层的侧向的区域例如是如下区域，所述区域沿着横向方向与第一镜层间隔开地设置。横向方向是如下方向，所述方向平行于第一镜层的主延伸平面伸展。以在镜层的侧向、尤其以与第三封装层和第一镜层彼此直接接触的区域间隔开的方式，第二封装层和第三封装层彼此直接接触。
[0015]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，第三封装层和第二封装层是ALD层。这是指:至少这两个封装层，必要时还有其它的封装层、例如第一封装层是如下层，所述层通过ALD(原子层沉积，Atomic Layer Deposit1n)法制造。借助于ALD法能够产生非常薄的层，所述层具有多晶或者非晶结构。因为借助于ALD制造的层与反应周期的数量成比例地增长，所以对这种ALD层的层厚度的精确控制是可行的，其中借助于所述反应周期制造层。借助于ALD法能够制造尤其均匀的层，这是指:制造厚度尤其均匀的和/或材料组成尤其均匀的层。此外，ALD法允许通过单层生长制造非常厚的并且晶形缺陷少的层。
[0016]也就是说，至少第二和第三封装层借助于ALD法例如Flash-ALD、光诱导的ALD或者另一种ALD法来制造。在此，尤其也能够使用高温ALD法，其中封装层在100°C的或者更高的温度下沉积。
[0017]借助于ALD法制造的封装层经由电子显微镜的研究和其它半导体技术的分析方法明确地区分于如下层，所述层经由替选的方法例如传统的CVD(化学气相沉积，ChemicalVapor Deposit1n)制造。封装层是ALD层的特征因此是表征特征，所述表征特征在已制成的光电子半导体芯片上是可证明的。
[0018]封装层通过电绝缘的材料形成，所述封装层是ALD层，并且所述封装层例如具有在0.05nm和至多500nm之间的厚度、尤其在至少30nm和至多50nm之间、例如40nm的厚度。封装层能够包括多个子层，所述子层相叠地设置。封装层例如包含下述材料中的一种或者由其构成:Ta205、Al203、AlN、Si02。尤其也可行的是，封装层包含这些材料的组合，所述封装层是ALD层。ALD层在此优选不具有二氧化硅和/或氮化硅。
[0019]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半导体本体，所述半导体本体具有η型传导的区域、设置用于产生电磁辐射的有源区域和ρ型传导的区域。此外，光电子半导体芯片包括第一镜层，所述第一镜层设置用于反射电磁辐射。光电子半导体芯片此外包括第一、第二和第三封装层，其中封装层分别通过电绝缘材料形成。第一镜层设置在Ρ型传导的区域的下侧上，有源区域设置在Ρ型传导的区域的背离第一镜层的侧上并且η型传导的区域设置在有源区域的背离ρ型传导的区域的侧上。根据光电子半导体芯片的该实施方式，第一、第二和第三封装层覆盖半导体本体的外面，并且第三封装层完全地遮盖第一镜层的背离ρ型传导的区域的侧，其中所述第三封装层局部地与第一镜层直接接触。第二封装层和第三封装层在第一镜层的侧向的至少一个区域中局部地彼此直接接触并且第二和第三封装层是ALD层。
[0020]在此所描述的光电子半导体芯片此外基于下述考虑:光电子半导体芯片、尤其发光二极管芯片为了确保其耐久性必须被可靠地防护抵御出自周围环境的湿气的影响。特别地，光电子半导体芯片中的镜层例如能够通过金属的封装部来防护免于湿气侵入或者其它大气气体侵入，其中所述镜层通过倾向于在电场中迀移并且倾向于氧化的材料如银形成。然而，这种金属封装部通常是吸收辐射的从而能够减少光电子半导体芯片的效率。
[0021]当前，第一镜层尤其由是ALD层的第三封装层完全地遮盖。这是对第一镜层的尤其有效的保护以防止湿气和大气气体侵入。第一镜层能够由于通过ALD层所确保的尤其良好的保护而尤其靠近半导体本体的外侧面引导，而可能不会在制造光电子半导体芯片期间损伤第一镜层。由于由此而可行的第一镜层的反射面的增大，能够提高光电子半导体芯片的效率。效率的进一步提高通过如下方式提供:封装层能够尤其薄的并且由可透过辐射的材料构成，所述封装层是ALD层。因此减小了电磁辐射在光电子半导体芯片中的所不期望的吸收。
[0022]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式，半导体芯片包括第二镜层，所述第二镜层设置在第三封装层的背离半导体本体的下侧上，其中第二镜层沿着横向方向伸出半导体本体的外面。
[0023]第二镜层能够通过与第一镜层相同的材料形成。第二镜层用于除了光电子半导体芯片的吸收光的区域外反射性地设计从而进一步提高光电子半导体芯片的效率。第二镜层能够导电地构成。第二镜层例如能够以这种方式与半导体本体的η型传导的区域导电连接并且除了其光学特性外也用于将电流馈入到半导体本体的η型传导的区域中。
[0024]封装层中的至少一些封装层能够至少间接地位于第一镜层和第二镜层之间。以