光电子半导体芯片的制作方法_3

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,第二镜层由此尤其好地被封装以抵御外部影响并且能够尤其近地引向半导体本体的外面、即η型传导的区域的侧面。由此实现了效率提高、例如大约1.5%的光增益。能够以这种方式防止例如因进行封装的Ρ型传导的附加材料引起的边缘吸收。同时减小了尤其关于芯片的小电流特性的潜在的老化问题。
[0047]根据光电子半导体芯片的至少一个实施方式,ρ型传导的区域和第一镜层在其侧面上局部地由金属封装层遮盖,其中封装层中的至少一些封装层至少部分地在金属的封装层和侧面之间延伸。这是指:半导体本体的Ρ型传导的区域局部地伸入到金属封装层中,所述金属封装层例如朝向光电子半导体芯片的背离半导体本体的载体作用为平坦化层。也就是说,金属封装层例如能够包覆形成半导体本体的朝向载体的侧上的表面形状并且将该表面形状平坦化。金属化的封装层例如是如下封装层,所述封装层禁止出自镜层的材料扩散。金属化的封装层为此能够由或者通过金属如铂、金、钨和钛形成。这是指:金属的封装层因此包括这些金属中的至少一种或者通过这些金属的组合形成。
【附图说明】
[0048]在下文中,根据实施例和相应的附图来详细阐述在此所描述的光电子半导体芯片及其制造方法。
[0049]图1Α至1Q示出用于制造在此所描述的光电子半导体芯片的方法的方法步骤。
[0050]图1Q示出在此所描述的光电子半导体芯片的示意性的剖视图。
[0051]相同的、同类的或者起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和在附图中所示出的元件彼此间的大小关系不视为是按比例的。更确切地说,个别元件为了更好的可视性和/或为了更好的理解能够夸张大地示出。
【具体实施方式】
[0052]图1A示出,如首先是例如由蓝宝石制备的生长衬底1,半导体本体10尤其外延地沉积到所述生长衬底上。半导体本体10包括η型传导的区域2、ρ型传导的区域3和位于其间的有源区域4。生长衬底1例如制备为晶片,其中虚线Α、Α’预设待制造的光电子半导体芯片的芯片栅格。沿着虚线Β,在制造方法期间产生穿通接触部。虚线C、C’描绘接触区域的位置,在所述接触区域中,在制造方法期间例如构成用于接触光电子半导体芯片的焊盘。
[0053]半导体本体10当前例如基于氮化物-化合物半导体材料。
[0054]在后续的方法步骤中,图1B,例如通过刻蚀半导体本体10的外延沉积的层来实现P型传导的区域3、有源区域4和η型传导的区域2的结构化以形成穿通接触部和半导体本体10的外面。在此,半导体本体的η型传导的区域局部地露出。
[0055]在后续的方法步骤1C中,用第一封装层对半导体本体10的背离生长衬底1的外面进行整面的覆层,所述第一封装层是电绝缘的层,例如是借助于CVD法制造的层。第一封装层11能够构成为封装层序列并且例如包括通过S1jP SiN形成的子层。子层沿着竖直方向、即垂直于横向方向相叠地设置。横向方向平行于例如生长衬底1的主延伸方向的平面。
[0056]通过Si02B成的子层例如具有在130nm和170nm之间的、尤其150nm的厚度。通过SiN形成的子层能够具有在10nm和14nm之间的、尤其12nm的厚度。特别地,以这种方式形成封装层,所述封装层相对于在制造ALD层时所使用的材料尤其也构成为是不可透过的。
[0057]第一封装层11完全地覆盖ρ型传导的区域3以及有源区域4的露出的侧面,使得尤其半导体本体的p/n结从而有源区域4通过第一封装层11保护。
[0058]在下一个方法步骤中,图1D,将第二封装层12施加到第一封装层11的背离生长衬底1的上侧上。第二封装层12是ALD层。
[0059]第二封装层12借助于ALD法产生,第二封装层是ALD层,其中第二封装层12至少局部地例如能够在使用臭氧作为前体的条件下沉积。在此可能的是,整个第二封装层12在使用臭氧作为前体的条件下沉积。此外可能的是,第二封装层12具有至少两个子层,所述子层例如对此堆叠地设置,其中所述子层中的至少一个借助于ALD法产生,其中臭氧用作为前体。
[0060]已证实:臭氧用作为前体的ALD层相对于湿气具有尤其高的密度。以臭氧作为前体来沉积的层或子层例如是A1203层、S1 2层或者Ta 205层。
[0061]此外可能的是,第二封装层12包括如下子层或由如下子层构成,所述子层在使用前体的条件下沉积,所述前体不具有臭氧。在这种情况下,水或氧能够用作为前体材料。
[0062]第二封装层12此外具有另一个子层,所述另一个子层例如在使用前体的条件下沉积,所述前体包括臭氧,其中第二子层直接沉积到子层上。第一子层例如能够具有在5nm和10nm之间的厚度。第二子层因此例如能够具有在25nm和45nm之间的厚度。
[0063]第二封装层12也至少间接地覆盖半导体本体的ρ型传导的区域3以及有源区域4的外面。第一封装层和第二封装层共同形成封装层序列,所述封装层序列在半导体本体10的外面上从有源区域4沿着ρ型传导的区域3延伸。
[0064]在下一个方法步骤中,图1E,在使用照相技术以及剥离技术的条件下将封装层序列打开并且沉积第一镜层21,所述第一镜层例如通过银形成。
[0065]在后续的方法步骤中,图1F,在使用另一种摄影技术的条件下将ρ型连接层31沉积到第一镜层21上,所述第一镜层延伸直至光电子半导体芯片的区域C、C’中,在所述区域中,稍后构成接触区域43以接触光电子半导体芯片的ρ型传导的区域3。P型连接层31在此不完全地覆盖第一镜层21,而是第一镜层21的边缘处的区域保持没有ρ型连接层31。ρ型连接层31例如能够通过Pt/Au/Ti层堆形成,其中铂层在层堆的朝向第一镜层21的侧上构成。
[0066]结合图1G描述另一个方法步骤,其中将第三封装层13施加到第二封装层12的、第一镜层21的和ρ型连接层31的露出的外面上。第二封装层12和第三封装层13部分地在第一镜层21的侧向的区域中局部地彼此直接接触。在这种情况下,第三封装层也是ALD层,所述ALD层例如能够与第二封装层12相同地构造。第三封装层13在半导体本体10的背离生长衬底1的整个上侧上延伸。
[0067]结合图1H描述如下方法步骤,其中进行第四封装层14的施加。第四封装层14例如不是ALD层并且所述第四封装层能够与第一封装层11相同地构成。第四封装层完全地覆盖第三封装层13的背离生长衬底1的上侧并且例如共形地包覆该上侧。
[0068]在后续的方法步骤中,图1I,通过打开封装层11、12、13、14在区域B中产生穿通接触部。在穿通接触部40中,η型传导的区域2露出。为了去除封装层能够使用照相技术,所述照相技术在下文中也在将η型接触材料41引入到穿通接触部40时使用。
[0069]在穿通接触部40的区域中、即在区域Β中,分别是ALD层的第二封装层12和第三封装层13直接彼此邻接。特别地,它们不通过例如包含二氧化硅或者由二氧化硅构成的层彼此分开,此外,它们不通过非ALD层的层彼此分开。如果第二封装层12和第三封装层13可能通过这种层彼此分开,那么对于去除封装层必要的刻蚀过程可能是明显更耗费的。这是指:由于这两个ALD层,第二封装层12和第三封装层13直接彼此邻接,能够以尤其简单的方式产生穿通接触部40。
[0070]在下一个方法步骤中,图1J,η型接触材料41在区域Β中引入到穿通接触部40中。η型接触材料41例如通过金属形成并且能够包括如钛和/或金的材料。
[0071]在下一个方法步骤中,图1Κ,施加第二镜层22,所述第二镜层例如能够与第一镜层21相同地构成。第二镜层22设置在η型接触材料41的背离η型传导的区域2的下侧上,其中封装层局部地设置在第一镜层21和第二镜层22之间。例如,第三封装层13和第四封装层14直接地设置在第一镜层21和第二镜层22之间。第二镜层22能够局部地直接邻接于第四封装层14。第二封装层22的侧面的区域沿着横向方向伸出,穿通接触部40以及半导体本体10的、尤其ρ型传导的区域3的外面。
[0072]在下一个方法步骤中,图1L,首先施加金属的封装层42,所述金属的封装层包覆形成背离生长衬底1的表面形状并且作用为平坦化层。金属的封装层42例如包含Pt/Au/Ti层序列并且用作为用于出自第二镜层22的材料的扩散阻挡。金属的封装层42对于后续以电镀的方式施加载体50而言能够用作为种子层。载体50在这种情况下例如能够由铜形成。此外可能的是,载体50由硅或者锗或者另一种半导体材料形成。在载体50的背离生长衬底1的侧上能够设置背侧金属化部51,所述背侧金属化部实现稍后的光电子半导体芯片的可焊接性。
[0073]在下一个方法步骤中,图1M,剥离生长衬底1并且将η型传导的区域2的原本朝向生长衬底的上侧粗糙化。剥离生长衬底1例如能够经由激光剥离法进行,粗糙化例如通过借助于Κ0Η的光刻刻蚀进行。
[0074]在后续的方法步骤中进行台面刻蚀。该刻蚀在第一封装层11上停止。随后将硬质掩膜60、例如由二氧化硅构成的硬质掩膜施加到η型传导的区域2上。
[0075]在图10中示出,硬质掩膜60通过对掩膜层60和第一封装层1
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