光电子半导体芯片的制作方法

文档序号:6886965阅读:176来源:国知局
专利名称:光电子半导体芯片的制作方法
光电子半导体芯片
本发明涉及光电子半导体芯片。
本发明的一个目的是提供一种具有高输出效率并且可以更容易生产
的辐射发射(radiation-emitting)半导体芯片。 一个具体的目标是提供一种 表面辐射的半导体芯片,该半导体芯片经由芯片的顶面发射从芯片输出的 整个辐射功率中的大部分。进一步的目标是提供一种用于生产适合于辐射 产生并且具有高输出效率的光电子半导体芯片的接触结构的简化方法。
在这种情况下,表述"顶面"应当优选地被理解为指的是背向半导体 芯片的安装侧的半导体芯片的一侧,所述半导体芯片的安装侧用于将芯片 安装在外部连接导体上。
这个目的通过具有专利权利要求1的特征的半导体芯片并且通过如 专利权利要求16所要求保护的方法来实现。本发明的有益改进和i^! 从属专利权利要求的主题。
根据本发明的光电子半导体芯片具有半导体主体,该半导体主体包括 半导体层序列和适合于辐射产生的活性区。半导体芯片进而具有辐射可透 过并且导电的接触层,该接触层布置在半导体主体上并且导电地连接到活 性区。这个接触层在半导体层序列中的阻挡层之上和半导体层序列中的连 接层之上延伸。在这种情况下,接触层经由连接层的连接区导电地连接到 活性区。
与例如厚金属层的高度吸收的接触层相比,辐射可透过的接触层对于 在活性区中产生的辐射具有较高的透射系数,优选地具有较高的透射。可 以从半导体芯片输出的并且辐射通过接触层的辐射功率因此增加。
进而,与金属接触层相比,辐射可透过并且导电的接触层可以更加容 易地用于电流散布。由于不需要在接触层中提供开口以便辐射穿过,所以 电流可以在半导体主体的横向主要范围方向之上均匀地分布在接触层中, 并且可以特别均匀地施加到半导体主体。具体地,接触层可以是没有任何 切口的层,换言之可以是没有任何中断的连续层。
虽然可以经由连接层的连接区朝向活性区注入电荷载流子,但是阻挡 层优选地被设计,使得与借助于接触层经由连接层注入电荷载流子相比,借助于接触层经由阻挡层向活性区的电荷载流子注入减少。
接触层优选地在阻挡区中邻接阻挡层,并且/或者在连接区中邻接连 接层。具体地,阻挡层和连接层可以在面向接触层的一侧限制半导体主体。 阻挡区优选地通过接触层和阻挡层的直揍接触区来形成。连接区优选地通 过接触层和连接层的直接接触区来形成。
在根据本发明的半导体芯片中,电流因此可以经由连接区适当地注入 到半导体主体中,同时与经由连接区注入相比,经由阻挡层的电荷载流子 注入大大减少。
因此可以借助于包括接触层、连接层和阻挡层的接触结构在预定区域 中实现电荷载流子到半导体主体中的故意注入。借助于方便地具有到接触 层的不同电接触特性的阻挡层的阻挡区和连接层的连接区,可以单独地限 定这些区域。有益的是不需要用于限定接触区的额外设施,诸如电绝缘层 之类,例如氮化硅层,这因此不是半导体主体的一部分而布置在半导体主 体和接触层之间并且在某些部位开口以便形成到达半导体主体的电接触。
应当注意的是,具有还凭借它自己形成到达半导体主体的阻挡区和连 接区两者的接触层的接触结构表示了独立的发明。
在优选的改进中,阻挡层和连接层被设计,使得对于经由阻挡层借助 于接触层将电荷载流子注入到半导体主体中的阻挡,大于对于经由连接层 借助于接触层将电荷载流子注入到半导体主体中的阻挡。特别地,阻挡层 和连接层由预定材料或者由预定复合材料以相对于一个接触层的这种方 式方便地形成。
作为例子,在这种情况下,接触层到连接层的电接触电阻小于接触层 到阻挡层的电接触电阻。电荷载流子经由阻挡层注入到半导体主体中这样 一来就可以特别有效地减少,而电荷栽流子经由连接层注入与此同时相应 地增加。
在进一步优选的改进中,连接层和阻挡层不同地形成,并且特别地形 成为半导体层序列中的分开的层。连接层和阻挡层到接触层的不同电接触 特性这样一来就可以更加容易地实现。连接层和阻挡层可以具有不同的成
分。连接层和阻挡层优选地包含不同的半导体材料,特别是不同的III-V
族半导体材料,或者是基于不同的材料。连接层和阻挡层特别优选地包含
来自不同半导体材料体系、特别是不同III-V族半导体材料体系的半导体
材料,或者A^于不同的材料体系。诸如氮化合物半导体、磷化合物半导体或砷化合物半导体之类的
III-V族化合物半导体材料特别适合于形成用于有效半导体芯片的半导体
主体的半导体层序列,尤其是适合于形成具有高量子效率的活性区。
如果连接层和阻挡层是基于上面提到的III-V族半导体材料体系中的
不同材料体系,那么连接层优选地基于磷化合物半导体材料而阻挡层则优 选地基于砷化合物半导体材料,或反之。基于来自这些材料体系的材料的 半导体层可以在共同的生长基片上生长,特别地可以在彼此之上生长。
如果发生疑问,"基于氮化合物半导体材料"指的是至少一部分的半
导体层序列包括氮化物/v族化合物半导体材料,优选地为 AlnGamInln.mN,其中0<11<1, 0<m<l,并且n+m《1,特别地其中m *0并iL/或者n#0。在这种情况下,这种材料不一定需要具有基于上述 公式的数学上严格的成分。事实上,它可以具有一种或多种摻杂剂以及额
外的成分,它们并不显著改变AlnGamllh-n-JV材料的特定物理性质。为了
简化起见,上述公式仅包括晶格的主要成分(Al、 Ga、 In、 N),即使在 某些情况下这些可以由少量的其它物质取代。
以相应的方式,在当前情况下,如果发生疑问,"基于磷化合物半导 体材料"指的是至少一部分的半导体层序列包括磷化物/V族化合物半导
体材料,优选地为AlnGamlllLn-mP,其中0<11<1, 0<m<l,并且Il+Hl
<1,特别地其中m^0并且/或者n一0。同样在这种情况下,这种材料不 一定需要具有根据上述公式的数学上严格的成分。事实上,它可以具有一
种或多种掺杂剂以及额外的成分,它们并不显著改变AlnGanJlh-n-mP材料 的特定物理性质。然而,为了简化起见,上述公式仅包括晶格的主要成分
(Al、 Ga、 In、 P),即使^在某些情况下这些可以由少量的其它物质取>(义。
以同样相应的方式,在当前情况下,如果发生疑问,"基于砷化合物 半导体材料"指的是至少一部分的半导体层序列包括砷化物/V族化合物
半导体材料,优选地为AlnGamllh-n-mAs,其中0<11<1, 0<H1<1,并且
n+m<l,特别地其中m-0并且/或者n-0。同样在这种情况下,这种材 料不一定需要具有根据上述公式的数学上严格的成分。事实上,它可以具
有一种或多种掺杂剂以及额外的成分,它们并不显著改变AlnGaJlh-n-mAs
材料的特定物理性质。然而,为了简化起见,上述公式仅包括晶格的主要
成分(A1、 Ga、 In、 As ),即使在某些情况下这些可以由少量的其它物质 取代。
氮化合物半导体材料特别适合于用于产生紫外到蓝光辐射的活性区,磷化合物半导体材料特别适合于用于产生黄光到红光辐射的活性区,而砷 化合物半导体材料则特别适合于产生红外辐射。半导体芯片优选地被设计 成产生可见光。
连接层例如基于砷化合物半导体材料,并且阻挡层例如基于磷化合物 半导体材料。这些化合物半导体材料可以在共同的半导体层序列中更加容 易地整体集成。
连接层和阻挡层不仅可以由不同成分形成,而且可替选地或另外地还 可以通过具有到接触层的不同电接触特性的其它设施来形成。具体地,连 接层和阻挡层可以基于相同的材料体系,或者甚至可以具有相同的材料成 分。下面将会进一步更加详细地说明用于形成不同接触特性的适当设施。
在进一步优选的改进中,连接层布置在活性区和阻挡层之间,特别地 布置在阻挡区和活性区之间。阻挡层在这种情况下方《更地具有切口,该切 口优选地完全穿过这个层。接触层可以通过切口延伸。通过切口可以产生
接触层到连接层的电接触、特别是直揍接触。连接区可以FIL界阻挡层的切 o 。
在进一步优选的改进中,阻挡层布置在活性区和连接层之间,特别地 布置在连接区和活性区之间。连接层在这种情况下方便地具有切口,接触 层通过该切口延伸。这使得更加容易在接触层和阻挡层之间形成阻挡区。 阻挡区可以PfL^连接层中的切口 。
在每种情况下都没有被切割的层一一连接层或阻挡层一一可以是连 续层,换言之可以是没有任何切口的层。
进而,阻挡层可以布置在接触层和连接层之间,或者连接层可以布置 在接触层和阻挡层之间。
在进一步优选的改进中,接触层是没有任何切口的层。接触层可以在 整个区域之上邻接于半导体主体。接触层优选地在整个区域之上邻接阻挡 层和连接层。
在进一步优选的改进中,连接层和阻挡层在半导体层序列中整体地集 成。这样一来就可以在连续的过程中制造具有活性区、连接层和阻挡层的 半导体层序列。例如,可以在生长基片上外延生长具有连接层和阻挡层的 半导体层序列。连接层和阻挡层因此可以特别地外延生长。
连接层和阻挡层也可以彼此邻接。接触层优选地被施加到预制的半导体主体。为此目的,特别优选的是 使用与用于半导体层序列的产生方法不同的方法。沉积方法特别适合于施 加接触层。
在进一步优选的改进中,阻挡层和连接层具有不同的导电类型(分别
为n型导电或p型导电)。不同导电类型的层可以在到接触层的电接触特 性方面显著不同,这样一来就使得更加容易以这种方式形成阻挡层和连接 层。
作为例子,阻挡层和半导体层序列中的半导体层,所述半导体层布置 在活性区的背向阻挡层的一侧,可以具有相同的导电类型如n型导电。
在诸如这个具有不同导电类型的实施例中,阻挡层优选地布置在连接 层的面向接触层的一侧。否则,经由连接层注入的电荷载流子可能会不得 不克服借助于半导体主体中的阻挡层形成的pn结以便能够到达活性区。 通过将阻挡层布置在连接层的背向活性区的一侧,可以避免诸如这样的对 于连接层和活性区之间的半导体主体中的电荷载流子的阻挡。
在进一步优选的改进中,连接层被掺杂,而阻挡层不被掺杂。同样在 这种情况下,可以实现到接触层的连接层和阻挡层的不同接触特性。在这 种情况下,连接层可以布置在接触层和阻挡层之间,或者阻挡层可以布置 在连接层和接触层之间。由于未掺杂的层一般具有比较低的电导率,所以 特别方便的是将阻挡层布置在接触层和连接层之间,因为电荷栽流子在半 导体主体中被较好地运送到活性区。由于甚至对半导体主体中的电阻具有 比较小的电阻分担的比较薄的层也可以足以形成阻挡,所以后者的布置另 一方面并不是绝对必要的。
在进一步优选的改进中,连接层和阻挡层具有相同的导电类型。连接 层的掺杂浓度在这种情况下优选地特别是在连接区中大于阻挡层中的掺 杂浓度。这同样使得可以与接触层到连接层的接触电阻相比增加接触层到 阻挡层的接触电阻。由于与对半导体主体的体积中电阻的影响相比,掺杂 浓度可以对接触层和半导体主体之间形成的电接触具有显著更大的影响, 所以在这种情况下不仅可以将连接层布置在阻挡层和接触层之间,而且还 可以将阻挡层布置在连接层和接触层之间。然而,同样在这种情况下特别 方《更的是将阻挡层布置在连接层和接触层之间。
在进一步优选的改进中,连接层的掺杂浓度为5 x 10151/(咖3)或更大。 已发现l x 10161/( 113)特别是1 x 10171/( 113)或更大的掺杂浓度对于连接层特别有利。这对于在接触层和连接层之间形成欧姆接触是特别有利的,因 为用较高的掺杂浓度可以更加容易地实现具有低阻挡的欧姆接触的形成。
在进一步优选的改进中,连接层是p型导电的。
在进一步优选的改进中,连接层和阻挡层没有影响电导率或者这些层 到接触层的接触特性的修改。具体地,除了各个层的掺杂或本征形式和/ 或层的不同成分之外,这些层优选地免于修改,这些层因此可以产生例如 生长并且已经具有了各自的接触特性。有利地不需要随后的设施如氧化或 ^t/v如质子植入来限定用于电荷载流子注入的具有高阻挡的区域。
这些层一一连接层和/或阻挡层一一每个可以在它们的整个横向轮廓 之上的横向方向上具有基本上恒定的电导率。
在进一步优选的改进中,半导体主体被形成为薄膜半导体主体。
为了本申请的目的,薄膜半导体主体可以被认为是这样的半导体主 体,在该半导体主体中,在其上产生半导体主体的半导体层序列的产生基 片是薄的,被从半导体层序列适当地去除,或者被从半导体层序列完全去 除。该产生基片可以借助于在其上沉积半导体层序列的基片来形成。例如, 该产生基片可以通过在其上外延生长半导体层序列的生长基片的形成。
在一个优选的改进中,半导体芯片包括底座,在该底座上布置半导体 层序列,并且接触层布置在半导体层序列和底座之间。底座优选地不同于
用于半导体层序列的产生基片。底座可以用于;Ml地稳定半导体层序列。 特别有利的是当半导体芯片用薄膜半导体主体形成时使用诸如这样的底 座,因为在薄膜半导体主体的情况下,产生基片的稳定效果至少是下降的, 或者完M失。
由于薄膜半导体主体的底座不同于产生基片,所以它可以比较自由地 选择,而不必具有例如关于晶体结构的例如晶格常数的产生半导体层序列 所需的性质。作为例子,底座可以选择成对于热导率或电导率最优化。这 样一来就可以增加半导体芯片的效率。
具有连接层、阻挡层和接触层的接触结构可以特别地呈埋入接触结构 的形式,经由该埋入接触结构可以用半导体主体的底座侧进行电接触。
用于薄膜半导体主体的半导体层序列优选地在变薄过程(基片被适当 地或完全去除)之前布置在底座上,使得底座机械地稳定半导体层序列。 这样一来就减少了当处理基片时导致机械稳定性不足的对半导体层序列 造成破坏的风险。底座特别优选地布置在半导体层序列的背向产生基片的一侧。进而, 中间底座也可以用这样的方式布置,并且在去除产生基片之后,可以将底 座施加到半导体层序列的背向中间底座的一侧,换言之即产生基片所布置 的一侧。然后可以去除中间底座。
在进一步优选的改进中,在接触层的背向活性区的一侧布置镜层。镜 层优选地是导电的,并且镜层特别优选地导电地连接到接触层。
镜层方便地设计成对在活性区中产生的辐射进行反射。镜层允许穿过 辐射可透过的接触层并且撞击镜层的辐射被再次反射回到半导体主体中。 这样一来就可以增加从半导体主体的背向镜层的 一侧的从半导体芯片发 射的辐射功率。
半导体主体的背向镜层的一侧优选地形成表面辐射的半导体芯片的
顶面。镜层优选地布置在半导体主体的面向安装侧的一侧,该安装侧用于 将半导体芯片安装在外部连接导体上。
进而,镜层优选地是没有任何切口的层。
另外,镜层优选^M目邻于接触层。镜层可以在整个区域之上相邻于接 触层。
导电的镜层和接触层使得可以用特别筒单的方式形成具有到半导体 主体的适当电连接的反射接触结构。
在优选的改进中,镜层包含金属。通过有利》M艮少有赖于辐射在镜层 上的入射角的反射率来表征包含金属的镜层。特别地,这样一来就可以可 靠地反射相对于镜层表面的法线以比较大的角度撞击镜层的辐射。
镜层优选地是金属的,或者包含^r,该合金包含至少一种金属。适 当的金属例如为金、铝或银,而上面提到的优选地包含至少一种金属的适 当的合金例如为金锗或会絝。包含金属的镜层例如可以借助于汽相沉积而 施加到薄膜半导体主体。
进而,借助于在整个区域之上布置在镜层和半导体主体之间的接触 层,可以避免半导体主体和镜层之间的直楱接触。在镜层和半导体主体之 间的诸如这样的接触区中可以形成较低反射率的区域,因为合金可以在接 触区中用镜层的金属材料形成。与镜层的其余区域相比,这种合金可以具 有较低的反射率。这可以在本发明的环境中避免。
薄膜半导体芯片、换言之即具有薄膜半导体主体和底座的半导体芯片也可以通过以下特征中的至少一个来表征
一 一反射层被施加到或形成在产生辐射的外延层序列的面向底座的 主表面上,并且将外延层序列中产生的电磁辐射中的至少一部分^Jt回到 它之中;
—一外延层序列具有大约20 p m或更小的厚度,特别地具有大约10 pm的厚度;和/或
—一外延层序列包含具有至少一个表面的至少一个半导体层,它具有 充分混合的结构,该结构在理想情况下导致光在外延层序列中的近似遍历 的分布,换言之它具有尽可能遍历随机的散射行为。
例如在I. Schnitzer等人的Appl. Phys. Lett. 63 (16), October 18, 1993, 2174-2176中描述了薄膜发光二极管芯片的基本原理,其公开内容以这种 程度通过背后引用包括在此。
连接层可以布置和/或形成在接触层和底座之间以便将半导体主体附 着到用于薄膜半导体芯片的底座。镜层优选地布置在连接层和接触层之 间。
在进一步优选的改进中,阻挡区遮盖半导体芯片的电极,所述电极布 置在半导体主体的背向阻挡区的一侧。特别地,电极可以形成为金属化电 极。进而,电极可以设置用于引线掩^。诸如这样的电极对于活性区中产 生的辐射一fcl能吸收的。由于电荷载流子没有或者仅以非常缩减的程度 经由阻挡区被注入到半导体主体中,所以在由电极在横向方向上遮盖的活 性区的区域中仅产生比较少量的辐射功率。这使得可以减少能够在电极中 吸收的辐射功率,因为在电极下面产生的辐射功率由于阻挡区的布置而减 少。半导体芯片的效率、尤其是可以从芯片中去耦的辐射功率因此增加。
在进一步优选的改进中,阻挡区布置在半导体芯片的边缘区、尤其是 半导体主体的边缘区中。电荷载流子复合而不A^C射辐射的比例在活性区 的边缘区中常常特别高,阻挡区在这种情况下优选地遮盖该边缘区。通过 布置诸如这样的阻挡区可以增加半导体芯片的量子效率。
在进一步优选的改进中,半导体芯片具有多个阻挡区,其中这些阻挡 区中的一个遮盖半导体芯片的电极,该电极布置在半导体主体的背向阻挡 区的一侧,并且其中另一个阻挡区布置在芯片的边缘区中。阻挡区可以呈 连续区域或分开区域的形式。在第一种情况下,与第二种情况形成对照, 阻挡区中的任何两点可以在不必离开阻挡区的情况下彼此连接。在进一步优选的改进中,半导体芯片包括多个连接区。连接区可以呈 连续区域或分开区域的形式。辐射的产生可以经由活性区的特别有利于从 半导体芯片输出辐射的区带上的多个连接区而集中。在这种情况下,作为 例子,适当的区带是那些没有被半导体主体的背向接触层的一侧的电极或 电极结构所遮盖的区带。
在进一步优选的改进中,接触层包含辐射可透过并且导电的氧化物
(TCO:可透射导电氧化物),特别是金属氧化物,例如氧化锌如ZnO、 氧化铟锡(ITO)或氧化锡如Sn02。辐射可透过并且导电的氧化物通过 同时尤其是在横向方向上具有高电导率的高辐射透过率来表征。ZnO或 ITO特别适合于制作具有p型导电半导体材料的电接触。Sn02特别适合 于制作具有n型导电半导体材料的接触。
包含TCO的接触层可以被掺杂,这样一来就使得可以增加电导率。 作为例子,为此目的,Al适合于ZnO,或者Sb适合于Sn02。
辐射可透过并且导电的氧化物还可以通过有利地高的热导率来表征。 为了形成接触层和半导体主体之间的接触而切割的例如由SiN构成的介 电层的热导率相比之下一般较小。这样一来就可以减少对将要从半导体主 体fct的热的热阻。因此,可以减少对半导体芯片的热引起的破坏的风险。
比较薄的辐射可透过的接触层凭借它自己正好足以进行与半导体主 体的电接触。例如,接触层可以具有200nm或更小的厚度。如果接触层 在它的横向轮廓之上具有变化的厚度,则必要时最小厚度可以用于接触层 的厚度。
辐射可透过的接触层优选地具有这样的厚度,该厚度大于或等于接触 层中的活性区中产生的辐射的波长的四分之一。在数学术语中,接触层的 厚度D、尤其是最小厚度优选地满足以下关系
4"t 2wt
其中,入是活性区中产生的辐射的发射频镨中的特征发射波长如峰值
波长、主导波长或主要波长,iik是接触层的折射率,并且m = 0, 1, 2,……。
进而,厚度D优选地实际上大于不等式的右侧,换言之它不等于该 右侧。考虑到倾斜辐射入射,这有利地使得可以增加具有镜层和接触层的反射接触结构的总体反射率。丄的整数倍的厚度变化并没有显著改变接
触结构的>^射特性。因此,优选地m-O。接触层因此可以用特别节省材 料的方式形成。
在进一步优选的改进中,连接层包含优选地具有低Al含量的GaAs 或AlGaAs。特别地具有例如40%或更小的低Al含量的GaAs或AlGaAs 特别适合于进行与TCO材料、尤其是与ZnO的电接触。
借助于包含ZnO的接触层和包含Au的镜层,可以形成特别地具有 包含磷化合物半导体材料的活性区的半导体芯片,该半导体芯片可以容易 地生产并且更加有效。
在进一步优选的改进中,半导体芯片呈发光二极管芯片的形式,例如 用于产生非相干辐射的LED芯片,例如没有共振器的LED芯片或具有共 振器的RCLED芯片(共振腔发光二极管),或者用于产生相干辐射的激 光二极管芯片,例如用于边缘发射激光器、具有内部共振器的垂直发射激 光器(VCSEL:垂直空腔表面发射激光器)或具有外部共振器的垂直发 射激光器(VECSEL:垂直外部空腔表面发射激光器)。
在才艮据本发明的用于产生用于光电子半导体芯片(所述芯片适合于产 生辐射)的接触结构的方法中,首先产生具有连接层和阻挡层的半导体层 序列,其中阻挡层布置在连接层上。
随即,在第一变体中,可以在某些部位去除连接层,由此暴露阻挡层。 用与此互补的方式,在第二变体中,可以在某些部位去除阻挡层,由此暴 露连接层。对于第一变体,半导体层序列被方便地提供,其中阻挡层布置 在连接层和半导体层序列的活性区之间。对于第二变体,连接层方便地布 置在阻挡层和活性区之间。
辐射可透过并且导电的接触层然后被施加到半导体层序列,其中接触 层既尤其是直接布置在连接层上又尤其是直接布置在阻挡层上。阻挡层到 接触层的电接触电阻优选地大于接触层到连接层的电接触电阻。
特别地借助于真空沉积,接触层可以沉积在半导体层序列上。作为例 子,接触层可以借助于PVD (物理汽相沉积)方法如溅射或汽相沉积或 CVD (化学汽相沉积)方法如PECVD (等离子体增强化学汽相沉积)来 沉积。为了促进接触层和连接层之间的电接触的形成,可以在已施加接触层 之后执行温度过程如烧结过程。
进而,可以在全部区域之上向半导体层序列施加接触层。另外,接触 层可以呈无结构化的层的形式,换言之例如呈施加之后在整个区域之上的 层(该层不再被进一步结构化)的形式。因为具有到接触层的不同电接触 特性的连接层和阻挡层的形成,所以不需要提供电绝缘的结构化的层如氮 化珪层。因此可以节省绝缘层的施加和用于绝缘层的结构化步骤例如光刻 步骤。
在该方法的一个优选的改进中,镜层、尤其是导电的镜层被施加到接 触层的背向半导体层序列的 一侧。镜层优选地例如通过汽相沉积或溅射来 沉积。进而,镜层优选地尤其是在整个区域之上被施加为连续层。可以使 用真空过程来施加镜层。
具有接触层、连接层和阻挡层以及适当的话还有镜层的层集合然后可 以布置在用于半导体芯片的底座上。在这种情况下,接触层方^更地布置在 底座和半导体层序列之间。底座优选地^1接触结构所针对的半导体芯片的 一部分。
半导体层序列优选地在被产生的同时布置在其上的基片、例如半导体 层序列的产生基片可以在层集合已布置在底座上之后变薄、在某些部位去
除或者完全去除。在这种情况下,接触层方〗更地^:施加到半导体主体的背 向基片的一侧。
该方法被优选地执行以^(更产生根据本发明的半导体芯片。在上面更加 详细地描述的并且在用于半导体芯片的以下正文中描述的特征因此也可 以相关于用于产生接触结构的方法或用于产生具有相应接触结构的半导 体芯片的方法,并JL^之亦然。
结合附图,可以在示范性实施例的以下描述中发现本发明的有益改进 和狄。
图l示出了根据本发明的光电子半导体芯片的第一示范性实施例的 示意剖面图2示出了根据本发明的半导体芯片的进一步的示范性实施例的示 意剖面图3示出了光电子半导体芯片的进一步的示范性实施例的示意剖面
图;图4在图4A和4B的示意图中分别示出了才艮据本发明的半导体芯片 的半导体主体的顶面和底面;
图5使用图5A至5D中的示意剖面图来示出用于形成用于光电子半 导体芯片的接触结构的根据本发明的方法的第一示范性实施例中的中间 步骤;以及
图6使用图6A至6D中的示意剖面图来示出用于形成用于光电子半 导体芯片的接触结构的根据本发明的方法的进一步的示范性实施例中的 中间步骤。
相同要素、相同类型的要素和具有相同效果的要素在附图中设置有相 同的标号。


图1和2每个示出了例如LED芯片的根据本发明的光电子半导体芯 片1的一个示范性实施例的示意剖面图。
每种情况下的半导体芯片l具有半导体主体2,该半导体主体2包括 具有活性区3的半导体层序列,该活性区3适合于产生辐射。连接层4 和阻挡层5集成在半导体层序列中,该半导体层序列例如借助于MOVPE (金属有机汽相外延)优选地外延生长在生长基片(未图示)上。
辐射可透过并且导电的接触层6布置在半导体主体2上,并且相邻于 连接层4和阻挡层5。连接区7 (接触层6经由该连接区7导电地连接到 活性区)形成在接触层到连接层的直接接触区中。阻挡区8形成在接触层 到阻挡层5的直接接触区中。
与电荷载流子经由连接区7注入到半导体主体中相比,电荷载流子经 由阻挡区8注入到半导体主体2中更加困难。因此,借助于连续和无中断 的接触层6,通过连接区和阻挡区的形成,可以更加容易地实现电流适当 地注入到半导体主体中。不需要在半导体主体2和接触层6之间有介电层, 该介电层被适当地切割以便形成接触层和半导体主体之间的电接触。
在一个有利的改进中,连接层的厚度和/或阻挡层的厚度大于10nm, 优选地大于或等于30nm,并且特别优选地大于或等于50nm。可替选地 或者另外地,阻挡层的厚度和/或连接层的厚度有利地小于1000nm,优选 地小于或等于500nm,并且特别优选地小于或等于300nm。诸如这样的 厚度特别适合于连接层,以便一方面进行与接触层的电接触,另一方面以 便借助于阻挡层形成到接触层的阻挡。
导电的镜层9布置在接触层6的背向半导体主体2的一侧。镜层优选地为连续的无中断的层。进而,镜层9尤其是在整个区域之上优选地邻接 接触层6。
接触层6有利地连续布置在镜层9和半导体主体2之间。这使得可以 避免半导体主体2的半导体材料和镜层9的半导体材料之间的直捲接触。 这样一来就可以减少来自镜层的材料和半导体材料的合金的反射率下降 形成的风险。镜层因此可以用简化的方式在它的整个横向轮廓之上具有一 致高反射率。
半导体主体2同样呈薄膜半导体主体的形式,其中用于半导体层序列 的生长基片^:从半导体层序列适当地(未图示)或者完全去除。
为了给薄膜半导体主体2提供 稳定性,薄膜半导体主体2布置在 底座10上,该底座10不同于半导体层序列的生长基片。半导体芯片1 因此成为薄膜半导体芯片。
连接层11布置在镜层9和底座之间,以便将薄膜半导体主体2附着 到底座IO。连接层11和/或底座10优选地是导电的,结果可以通过底座 10、连接层11和接触层6进行半导体芯片1的电接触连接。
安装电极12布置在镜层9的背向接触层6的一侧,特别地布置在底 座10的背向接触层6的一侧。借助于安装电极12,半导体芯片l可以布 置在外部连接导体上,例如可以布置在表面可安装器件的连接导体或电路 板的连接导体上,可以与其导电地连接,特别地可以与其相附着。
电极14布置在背向接触层6的半导体芯片1的顶面13上。电极14 优选地为M电极,并且旨在进行到M引线的导电连接,半导体芯片1 经由所述接合引线可以导电地连接到进一步的外部连接导体。电极14和 安装电极12每个可以形成为金属化。
在芯片的运行期间,电荷载流子经由电极12和14注入到活性区3 中,并且可以在辐射发射之下在那里复合。用适当的箭头来指示经由电极 14和接触层6注入到半导体主体2中的电荷载流子。
连接区7的配置和布置允许辐射在活性区3中的产生集中到特别适合 于这个目的的区域上。电极14在垂直方向上所遮盖的活性区3的区带中 产生的辐射,如从活性区中看到的那样,在电极14中以增加的概率被吸 收。连接区7因此优选地在横向方向上与电极14隔开一粉巨离。阻挡区 8方便地尤其是完全地遮盖电极14。作为更深远地防范辐射在电极14下 面产生,阻挡区8在被电极14相互遮盖的(子)区域中相对于电极14的横向范围被横向拓宽。作为电流在半导体主体中散布的结果,这极大地
防止了辐射在电极14下面产生。
在半导体芯片1的运行期间,辐射产生集中在活性区3的没有被电极 14遮盖的区域上;参看图l和2中具有边界的区域,其中经由电极14和 连接区7注入到半导体主体中的电荷载流子在辐射被产生的情况下复合。 这些区域方便地与电极14横向分开。
从活性区3开始在接触层6的方向上行进的辐射可以穿过辐射可透过 的接触层并且可以撞击镜层9。这种辐射可以借助于镜层9 ^L^射回到半 导体主体2中,并且可以经由背向镜层的半导体主体2的顶面13从半导 体芯片1发射。这用射束15以例子的形式来指示。
镜层9使得可以减少布置在镜层的背向活性区3的 一侧的元件例如连 接层11或底座10中辐射的吸收,而与此同时增加了经由顶面13从半导 体主体发出的辐射功率。
电荷载流子的非辐射复合的风险在半导体主体的尤其是活性区3的 横向边缘区中特别高。阻挡区8因此遮盖活性区的边缘区,这样一来就减 少了电荷载流子经由接触层6注入到半导体主体2中到达活性区的边缘 区。阻挡层特别地可以横向限制半导体主体2。
活性区3布置或形成在具有不同导电类型(分别为n型导电和p型 导电)的第一半导体层16和第二半导体层17之间。半导体层16和17优 选地为覆层。覆层可以增加电荷载流子在活性区中的封入,并因此可以增 加半导体芯片的电功率和辐射功率的转换效率。
必要时可以省掉分开的连接层,并且半导体层16可以用作连接层。
总体上,本发明允许提供一种表面辐射的薄膜半导体芯片,如上面已 经进一步说明的那样,该薄膜半导体芯片具有接触结构,该接触结构可以 更加容易地产生以便电流适当地注入到半导体主体中,并且该薄膜半导体 芯片具有高输出效率。
在一个优选的改进中,半导体主体,尤其是活性区3、连接层4、阻 挡层5、第一半导体层16和/或第二半导体层17,包含III-V族半导体材 料。可以借助于这样的半导体材料形成具有特别高的内部量子效率的半导 体芯片。进而,半导体芯片被优选地设计成产生可见辐射。
接触层6优选地为TCO接触层。除了具有高辐射透过率之外,TCO 材料还通过高电导率来表征。图1中图示的和图2中图示的示范性实施例之间的一个不同是连接层 和阻挡层的布置和配置。
在图1中示出的示范性实施例中,阻挡层5被形成为连续层并且布置 在连接层4和活性区之间。连接层4被适当地切割,这样一来就允许接触 层穿过连接层4并通过与阻挡层5的直捲接触而形成阻挡区8。与此形成 对照,在图2中示出的示范性实施例中,连接层4被形成为连续层并且布 置在阻挡层5和活性区之间。在这种情况下,阻挡层5被适当地切割,以 便通过接触层到连接层的直捲接触而形成连接区7。
与接触层6到连接层4的接触电阻相比,接触层6到阻挡层5的电接 触电阻在两个示范性实施例中都故意增加。连接区7和阻挡区8与接触层 6并联连接,作为其结果,因为增加的接触电阻,所以与经由连接层相比, 显著更少的电荷载流子经由阻挡层被注入到半导体主体中。为此目的,连 接层4和阻挡层5优选地^L设计成彼此不同。
连接层优选地具有与布置在活性区和连接层之间的第一半导体层16 相同的导电类型,例如p型导电。
在用于半导体芯片1的以下正文中,规定了用于半导体芯片的某些元 件的特别适合的改进,所述半导体芯片1的活性区包含磷化合物半导体材 料,尤其是InGaAlP。
接触层6优选地为ZnO层。必要时,接触层可以被掺杂以便增加电 导率。在这种情况下,作为例子,Al适合于ZnO。
具有大于或等于5 x 1015l/(cm3)、优选地为1 x 10161/( 113)或更大、特 别优选地为1 x 10171/( 113)或更大的掺杂浓度的p型导电的例如Mg掺杂 的(Al) GaAs层特别适合于用作用于半导体主体的ZnO接触层的连接 层4。由于GaAs在可见光镨范围内吸收,所以AlGaAs层作为用于产生 可见辐射的活性区的连接层特别方便。AlGaAs层的带隙可以经由Al含 量来1务改,使得连接层中辐射的吸收被减少或完全避免。Al含量优选地 为40%或更小。
Au或AuZn镜层通过对辐射的特别高的反射率来表征,所述辐射尤 其是在从黄光到红光光镨的范围内,可以通过磷化合物半导体材料产生。
底座10可以包含锗或GaAs或者由它们构成。
进而,通过省掉用于限定接触结构的介电材料,可以减少镜层和半导 体主体之间的热阻。作为例子,ZnO具有比氮化硅(SiNx:典型地为0.1W/(Kcm)到0.2W/(Kcm))更高的热导率(0.54W/(Kcm))。因此,可以减 少由热积fit成的对半导体芯片的效率下降和破坏的风险。在其中没有底 座10或者其中底座严重变薄的半导体芯片中,这可以特别严重地观察到。
与具有用于限定局部电接触点的介电材料的半导体芯片l相比,芯片 的热阻可以减少高达50%。
连接层11可以是焊接层例如包含AuSn的层、导电的粘结层或借助 于晶片掩^工艺形成的层。
阻挡层5和连接层4可以具有不同的材料,其中与到阻挡层5的材料 相比,接触层6的材料更好地电连接到连接层4的材料。例如,在诸如(Al) GaAs连接层之类的基于砷化物的连接层的情况下,阻挡层可以包含磷化 合物半导体材料,例如InAlP或InGaAlP。
进而,通it^目互配合连接层和阻挡层中的掺杂水平,与阻挡层5的接 触电阻相比,可以故意减少连接层4的接触电阻。在这种情况下,连接层 和阻挡层特别地可以除了掺杂之外具有相同的材料成分。然而,可以借助 于不同的材料成分以简化的方式增加接触电阻的任何不同。
为了与接触层6到连接层4的接触电阻相比增加阻挡层5到接触层6 的接触电阻,阻挡层可以被掺杂成不同于连接层的导电类型,例如p型导 电。
通过将阻挡层掺杂成与连接层相同的导电类型但是以较轻的掺杂浓 度掺杂,同样可以实现经由连接区1到半导体主体2中的主导电荷注入 到半导体主体中。阻挡层优选地具有小于5xl(pl/(cm"的掺杂浓度。必 要时,可以使用相同的掺杂剂,或者不同的掺杂剂可以用于连接层和阻挡 层。
作为对经由掺杂浓度或导电类型来影响接触电阻的替选,阻挡层可以 被设计成不掺杂,由此意味着,如果连接层被掺杂,则阻挡层到接触层的 接触电阻同样可以增加。同样在这种情况下,连接层和阻挡层必要时可以 除了掺杂之外具有相同的材料成分。然而,可以借助于不同的材料成分以 简化的方式增加接触电阻的任何不同。
由于电荷载流子在如图1所示的示范性实施例中被注入到半导体主 体2中之后,仍然不得不穿过连续的阻挡层以^t到达活性区,所以如图l 所示的示范性实施例中的阻挡层5优选地不掺杂并且相应地薄,或者具有 与连接层4相同的导电类型但是具有较小的掺杂浓度。较低的掺杂浓度一^A以使低阻电荷载流子在半导体主体之内迁移,并且足以使有效的低阻 挡电荷载流子注入到半导体主体中。
为了优化具有接触层和镜层的反射接触结构的反射率,接触层优选地
具有大于入/(4nk)的厚度,其中,人是活性区中产生的辐射的、尤其是从 半导体芯片中输出的辐射的特征发射波长,例如为上面进一步提到的波长 中之一。nk指示接触层的材料的折射率。作为例子,接触层的厚度大于 400nm。优选地,以这种方式形成接触层的最小厚度。
除了连接区7中到半导体主体的良好电连接之外,反射接触结构还可 以用这种方式具有在入射角的宽范围之上被优化的反射率。然而,甚至具 有小于入/(4nk)例如200iim或更小的厚度的接触层也可以足以凭借它自己 形成接触。
在进一步优选的改进中,活性区具有双异质结构或者单个或多个量子 阱结构.诸如这样的结构允许活性区的量子效率有利地增加。
为了本申请的目的,表述量子阱结构遮盖了其中电荷载流子使或者可 以使它们的能态被限制量子化的任何结构。特别地,表述量子阱结构并不 包括量子化的维数的任何指示。它因此除了别的以外特别遮盖量子槽、量 子线和量子点以及这些结构的任何组合。
图4示出了例如如图1或图2所示的芯片的根据本发明的半导体芯片 的示意图。在这种情况下,图4A示出了半导体主体2的顶面13的视图, 而图4B则示出了半导体主体2上的连接层4和阻挡层5的视图。
电极14具有旨在连接到接合引线的电极区140。用于电流散布的辐 板(web)141导电地连接到区域140。区域140借助于辐板141导电地连接 到电极框架142。电极框架142布置在顶面13的边缘区中。在图1和2 中示出的截面图中没有明确地图示电极框架和电极辐板。
诸如这样的电极结构允许实现源自电极区140的横向电流散布。
如可以从图4B中看到的那样,阻挡区8的形状优选地匹配图4A中 示出的电极结构的形状。为此目的,阻挡区可以具有对应于电极结构的基 本几何形状。
根据图4,半导体芯片1具有多个分开的连接区7和被成形为对应于 电极结构的一个连续的阻挡区8。阻挡区8因此具有区域80,源自该区域 80的辐板81将区域80连接到阻挡框架82。阻挡区的相应区域优选地每 个具有比电极结构大的横向范围。阻挡区优选地被设计成使得在电极结构下面的活性区中避免辐射产生,而不管半导体主体中的电流散布。
进而,必要时,半导体芯片可以具有多个分开的阻挡区(未图示)。
当目的是要抑制电荷载流子在半导体主体的边缘区中复合并且电极14仅 具有电极区140时,这特别方便。于是第一阻挡区优选地布置在电极区 140下面,而与第一阻挡区空间隔开的第二阻挡区则布置在半导体主体2 的边缘区中。
进而,特别地当使用分开的阻挡区时,连接区可以是连贯的区域(未 图示)。
图3示出了根据本发明的光电子半导体芯片1的进一步的示范性实施 例。半导体芯片l基本上对应于图l和2中图示的示范性实施例。与它们 形成对照,半导体主体2具有一个或多个凹部20,该凹部20在活性区3 的方向上延伸,从半导体主体2的面向接触层6的一侧开始。特别地,凹 部20可以在活性区3的方向上渐缩。
进而,凹部20优选地穿过连接层4、阻挡层5且可能穿过半导体层 16。接触层6延伸到凹部中并且优选地顺其排列。镜层9优选地也延伸到 凹部中。
接触层6在另外的阻挡区19中邻接的另外的阻挡层18布置在活性区 3和接触层之间。该另外的阻挡层优选地为p型导电,并且/或者与上面的 说明相对应,具有比连接层小的摻杂浓度。
经由凹部特别是经由布置在其中的镜层,与连续平坦的镜层上的反射 相比,在镜层上被反射回到半导体主体中的辐射相对于顶面13的角度分 布可以更加广泛地M。辐射以小于用于全内反射的截止角的角度撞击半 导体主体2的顶面13并从而能够从半导体主体发出的概率从而增加。以 相应的方式,可以借助于凹部20来减少在半导体主体中传播的全内Jl射 辐射的比例。这在总体上增加了半导体芯片的输出效率。
作为例子,可以借助于微棱镜结构形成凹部20。凹部20例如可以借 助于蚀刻产生。
可以提供多个分开的凹部,或者可以提供一个连续的凹部。
图5和6每个在图5A至5D和6A至6D中分别示出了用于产生用于 适合于产生辐射的光电子半导体芯片的接触结构的根据本发明的方法的 一个示范性实施例。用于形成接触结构的方法在这种情况下结合根据本发 明的半导体芯片的产生来描述,在所述情况下,如图5所示的方法适合于如图1所示的半导体芯片,而如图6所示的方法则适合于如图2所示的半 导体芯片。
首先,在两种方法中,提供半导体层序列21,其包括连接层4和阻 挡层5,如图5A和6A所示。进而,半导体层序列具有适合于产生辐射 的活性区3。半导体层序列21布置在基片22上。基片22优选地为生长 基片,在该生长基片上,半导体层序列21已例如借助于MOVPE外延生 长,其中连接层整体地集成在半导体层序列中,并且其中阻挡层整体地集 成。连接层4和阻挡层5优选地布置在活性区的背向基片22的一侧。
作为例子,GaAs作为生长基片适合于具有基于磷化合物半导体材料 的活性区的半导体层序列。半导体层序列21特别地旨在形成用于光电子 半导体芯片的半导体主体。
连接层4和阻挡层5被设计成使得与将要应用于预制的半导体层序列 的预定材料或用于接触层的预定材料成分相比,它们具有不同的接触电 阻,优选地具有预定的接触电阻。从接触层到阻挡层的接触电阻在这种情 况下方便地大于从连接层到预定接触层的接触电阻。
才艮据图5A,阻挡层5布置在活性区3和连接层之间,而形成对照, 根据图6A,连接层布置在活性区和阻挡层之间。
连接层4然后被适当地去除,从而暴露P且挡层5,以便形成到接触层 的阻挡区,如图5B所示;或者阻挡层5被适当地去除,使得连接层4被 暴露,以便形成到接触层的连接区,如图6B所示。作为例子,使用适当 结构化4^模的蚀刻过程适合于适当地去除。
在这种情况下,连接层或阻挡层的各自预定区域被去除。在如图5 所示的示范性实施例中,连接层4的区域被去除,其中在完成的半导体芯 片中不希望电流注入到芯片的半导体主体中。形成对照的是,在如图6 所示的方法中,连接区的区域收暴露,其中在完成的半导体芯片中希望电 流注入。特别地,仅^Sl借助于半导体层序列的这种结构来限定用于半导体 芯片的阻挡区和连接区。
接触层6然后被施加到半导体层序列21的背向基片22的一侧,所述 接触层6相邻于阻挡区8中的阻挡层5并相邻于连接区7中的连接层4。 接触层6经由连接区7导电地连接到活性区,并且在活性区中产生的辐射 可以穿过它。TCO接触层6尤其是ZnO接触层在这种情况下特别合适。 接触层6可以借助于'减射或PECVD并且特别地使用真空过程来沉积在半导体层序列21上。
一旦接触层6已被施加,还可以烧结层集合,这优选地改善了接触层 到连接层4的电接触特性。具有半导体层序列和向其施加的接触层的层集 合例如可以在450"C的温度下烧结5分钟或更长,例如7分钟。
由于接触层6基本上没有电连接到阻挡层而只是电连接到连接层4, 所以接触层可以在整个区域之上施加到半导体层序列。于是可以省棒接触 层的随后的结构化或被结构化的施加,并且仍然可以实现局部电流注入。 还可以省掉接触层和阻挡区之间的结构化的介电层,该介电层具有开口以 便电流穿过,用于局部电流注入到半导体层序列中。
镜层9然后被施加到接触层6的背向半导体层序列21的一侧。镜层 优选地是金属的或者呈包含金属的合金的形式。镜层例如可以借助于汽相 沉积或溅射特别地使用真空过程来沉积到层集合上。作为例子,镜层包含 Au或AuZn或者由它们构成。镜层可以在整个区域之上沉积到层集合上。
由此导致的结构分别示意性地图示在图5C和6C中。由于接触层6 是连续的,所以镜层9和半导体层序列的半导体材料之间的直楱接触被防 止,这样一来就减少了镜层和半导体材料之间的使反射率下降的合金形 成。
然后,借助于镜层的背向基片的一侧的连接层11,将层结构附着到 底座10。作为例子,底座可以包含Ge或GaAs。连接层11优选地是导电 的。连接层ll可以呈焊接层、导电的粘结层或使用晶片掩^工艺形成的 层的形式。
然后,例如借助于蚀刻或激光去除过程,从半导体层序列21至少适 当地(未图示)或者完全去除基片。在该过程中,至少背向接触层6的半 导体层序列21的顶面13的区域优选地故暴露,电极14可以被施加到尤 其是被沉积到该顶面13。然而基片22优选地被完全去除。这样一来就可 以减少芯片的实际高度。
用于将半导体芯片安装在外部电连接导体上的例如金属化的安装电 极12在合适的时间被施加到接触层6的背向半导体层序列21的一侧,特 别地被施加到底座10的背向半导体层序列21的一侧。其中半导体主体由 半导体层序列21形成的借助于各种方法产生的半导体芯片1分别示意性 地图示在图5D和6D中。
该方法当然还可以用于在晶片装配中同时产生多个半导体芯片,在所述情况下,具有用于局部电流注入的接触结构的芯片可以特别容易地并且 以低成本生产。接触层在这种情况下可以在整个区域之上沉积在全部晶片 上,其中经由限定在半导体层序列中的连接区进行电连接。
本专利申请要求2006年4月27日提交的德国专利申请DE 10 2006 019725.9和2006年7月27日提交的DE 10 2006 034847.8的优先权,这 两者的全部公开内^ii过引用明确地包括在本申请中。
本发明不限于基于示范性实施例的描述。事实上,本发明覆盖任何新 颖特征和特征的任何组合,尤其是包括专利权利要求中的特征的任何组
合,即使这种特征或这种组合自身并没有明确地在专利权利要求或示范性 实施例中表述。
权利要求
1. 一种光电子半导体芯片(1),其具有半导体主体(2),所述半导体主体(2)包括半导体层序列和适合于产生辐射的活性区(3),并且所述光电子半导体芯片(1)具有辐射可透过并且导电的接触层(6),所述接触层(6)布置在所述半导体主体上并且导电地连接到所述活性区,其中所述接触层在所述半导体层序列中的阻挡层(5)之上和所述半导体层序列中的连接层(4)之上延伸,并且其中所述接触层经由所述连接层的连接区(7)导电地连接到所述活性区。
2. 如权利要求l所述的半导体芯片,其中所述接触层(6)在阻挡区(8)中邻接所述阻挡层(5),并且/或者其中所述接触层在所述连接区(7)中邻接所述连接层(4)。
3. 如权利要求1或2所述的半导体芯片,其中所述接触层(6)到所述连接层(4)的电接触电阻小于所述接触层到 所述阻挡层(5)的电接触电阻。
4. 如前述权利要求中之一所述的半导体芯片,其中所述接触层(6)包含辐射可透过并且导电的氧化物,特别是金属氧 化物,例如氧化锌、氧化锡或氧化铟锡。
5. 如前述权利要求中之一所述的半导体芯片,其中镜层(9)布置在所述接触层(6)的背向所述活性区(3)的一侧。
6. 如权利要求5所述的半导体芯片,其中 所述镜层(9)包含金属。
7. 如权利要求4和6所述的半导体芯片,其中 所述镜层(9 )包含金,并且所述接触层(6)包含氧化锌。
8. 如权利要求1至7中之一所述的半导体芯片,其中 所述阻挡层(5)和所述连接层(4)具有不同的导电类型。
9. 如权利要求8所述的半导体芯片,其中所述半导体层序列中的布置在所述活性区(3 )的背向所述阻挡层(5 ) 的一侧的半导体层和所述阻挡层具有相同的导电类型。
10. 如权利要求1至7中之一所述的半导体芯片,其中 所述连接层(4)被掺杂,并且所述阻挡层(5)不被掺杂。
11. 如权利要求1至7中之一所述的半导体芯片,其中所述连接层(4)和所述阻挡层(5)具有相同的导电类型,其中所述 连接层的掺杂浓度大于所述阻挡层的掺杂浓度。
12. 如前a利要求中之一所述的半导体芯片,其中 所述连接层(4)是p型导电的。
13. 如权利要求1至12中之一所述的半导体芯片,其中 所述连接层(4)布置在所述活性区(3)和所述阻挡层(5)之间。
14. 如前述权利要求中之一所述的半导体芯片,其中 所述阻挡层(5)具有切口,所述接触层(6)通过所述切口延伸。
15. 如权利要求1至12或14中之一所述的半导体芯片,其中 所述阻挡层(5)布置在所述活性区(3)和所述连接层(4)之间。
16. 如前述权利要求中之一所述的半导体芯片,其中 所述连接层(4 )具有切口 ,所述接触层(6)通过所述切口延伸。
17. 如前a利要求中之一所述的半导体芯片,其中 所述接触层(6)是没有任何切口的层。
18. 如前述权利要求中之一所述的半导体芯片,其中 所述连接层(4)和所述阻挡层(5 )整体地集成在所述半导体主体(2 )中。
19. 如前述权利要求中之一所述的半导体芯片,其中 所述半导体主体(2 )是薄膜半导体主体。
20. 如权利要求19所述的半导体芯片,其中所述半导体芯片包括底座(10),所述半导体层序列布置在所述底座 (10)上,并且所述接触层(6)布置在所述半导体层序列和所述底座之 间。
21. 如权利要求20所述的半导体芯片,其中所述底座(10)不同于所述半导体层序列的生长基片(22)。
22. 如权利要求2至21中之一所述的半导体芯片,其中所述阻挡区(8 )遮盖所述半导体芯片的电极(14 ),所述电极布置在 所述半导体主体的背向所述阻挡区的 一侧。
23. 如权利要求2至21中之一所述的半导体芯片,其中 所述阻挡区(8)布置在所述半导体芯片的边缘区中。
24. 如权利要求22和23所述的半导体芯片,该半导体芯片具有多个阻挡区(80, 81, 82),其中这些阻挡区中的 一个(80 )遮盖所述半导体芯片的布置在所述半导体主体的背向所述阻挡 区的一侧的所述电极(14),并且其中另一个阻挡区(82)布置在所述半 导体芯片的边缘区中。
25. 如权利要求24所述的半导体芯片,其中 所述阻挡区(80, 81, 82)是连续的。
26. —种用于生产光电子半导体芯片的接触结构的方法,所述芯片适 合于产生辐射,所述方法包括以下步骤——提供具有连接层(4)和阻挡层(5)的半导体层序列(21),其 中所述阻挡层布置在所述连接层上;一一去除所述半导体层序列中的所述连接层的某些部位,从而暴露所 述阻挡层,或者去除所述半导体层序列中的所述阻挡层的某些部位,从而 暴露所述连接层;以及一一将辐射可透过并且导电的接触层(6)施加到所述半导体层序列 上,其中所述接触层既直接布置在所述连接层上又直接布置在所述阻挡层 上。
27. 如权利要求26所述的方法,其中 所述接触层(6)被沉积在所述半导体层序列上。
28. 如权利要求26或27所述的方法,其中 在已施加所述接触层(6)之后执行烧结过程。
29. 如权利要求26至28中之一所述的方法,其中将镜层(9)施加到所述接触层(6)的背向所述连接层(4)的一侧。
30. 如权利要求26至29中之一所述的方法,其中在生产如权利要求1至25中之一所述的半导体芯片(1)期间执行所 述方法。
全文摘要
提供了一种光电子半导体芯片(1),该光电子半导体芯片(1)具有半导体主体(2),该半导体主体(2)包括半导体层序列和适合于产生辐射的活性区,并且该光电子半导体芯片(1)具有辐射可透过并且导电的接触层(6),该接触层(6)布置在半导体主体上并且导电地连接到活性区,其中接触层在半导体层序列中的阻挡层(5)之上和半导体层序列中的连接层(4)之上延伸,并且其中接触层经由连接层的连接区(7)导电地连接到活性区。还提供了一种用于产生适合于产生辐射的光电子半导体芯片的接触结构的方法。
文档编号H01S5/183GK101427392SQ200780014639
公开日2009年5月6日 申请日期2007年3月26日 优先权日2006年4月27日
发明者斯特凡·伊莱克 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司
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