光电子半导体本体及其制造方法

专利名称：光电子半导体本体及其制造方法
光电子半导体本体及其制造方法
本专利申请要求德国专利申请102007019773.1和102007022947.1 的优先权，它们的公开内容通过引用结合于此.
本发明涉及一种光电子半导体本体和一种用于制造光电子半导体 本体的方法。
本发明的任务是，说明一种具有改进的效率和/或改进的电特性的 光电子半导体本体。
这些任务通过根据独立权利要求的光电子半导体本体以及用于制 造光电子半导体本体的方法来解决.
本发明的扩展方案和改进方案分别在从属权利要求中说明，它们 的公开内容特此被明确地结合于说明书中.
根据本发明的光电子半导体本体具有半导体层序列，该半导体层 序列包含适于产生电磁辐射的有源层。
有源层具有pn结、双异质结构、单量子阱(SQW， single quantum well)或者多量子阱结构(MQW)用于产生辐射.名称量子阱结构在 此并未阐明量子化的维度方面的含义.由此，其尤其是包括量子槽、 量子线和量子点以及这些结构的任意组合。MQW结构的例子在出版物 WO 01/39282、 US5，831，277、 US6，172，382 Bl和US5，684，309中进行了 描述，它们的公开内容就此而言通过引用结合于此.
半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射，在与正面对置的背
面上布置有第一和第二电连接层。第一和第二电连接层借助分离层来 彼此电绝缘，
在此，"在与正面对置的背面上布置"表示半导体层序列的第一 或笫二电连接层的至少一部分在从正面向背面的方向上跟随.然而并 不需要将整个第一或第二电连接层布置在背面上。而是第二电连接层 的部分区域从背面穿过有源层的贯通部朝着正面的方向延伸.然而第 一电连接层、第二电连接层和分离层被构建为使得它们特别是在背面 上横向地重叠.
在半导体本体的一个扩展方案中，笫一和/或第二电连接层将从有 源区朝着背面的方向发射的电磁辐射的部分向正面的方向反射，有利的是，半导体层序列的发射光的正面没有电接触部、如接合 焊盘。以这种方式来降低由于电接触部而遮挡和/或吸收由有源区在工 作中发射的电磁辐射的一部分的风险。例如可以有利地省去与在半导 体层序列的正面上制造这种接触部关联的费事的方法步骤，譬如将半 导体层序列的正面侧的表面抛光，和/或制造具有大的厚度但是具有小 的横向延伸的金属接片用于扩展电流，和/或可以有利地省去限制或者 防止电流注入电接触部之下的半导体层序列的区域中的措施，譬如在 接触部之下构建电绝缘层、肖特基势垒和/或离子注入区域。
在另一扩展方案中，半导体本体是薄膜发光二极管芯片.特別地， 其在其背面上具有支承衬底.在一个扩展方案中，第一和第二连接层 至少部分地被布置在半导体层序列和支承衬底之间。
薄膜发光二极管芯片的特征在于以下表征特征中的至少一个
-在产生辐射的半导体层序列的朝向支承元件、特别是支承衬底 的主面上施加或者构建有反射层，该反射层将在半导体层序列中产生 的电磁辐射的至少一部分反射回该半导体层序列中，其中产生辐射的 半导体层序列特别是产生辐射的外延层序列；
-薄膜发光二极管芯片具有支承元件，该支承元件并不是其上外 延生长了半导体层序列的生长衬底，而是独立的支承元件，该支承元 件事后被固定在半导体层序列上；
-半导体层序列具有在20nm或更小的范围内的厚度，尤其是在 10nm或更小的范围内的厚度；
-半导体层序列没有生长衬底。在此，"没有生长衬底"表示必
要时为了生长而使用的生长衬底被从半导体层序列去除或者至少被大 大薄化。特别地，该生长衬底被薄化为使得其本身或者仅仅与外延层 序列一同不是自支承的，被大大薄化的生长衬底的残留部分特別不适 合作为这种用于生长衬底功能的衬底；以及
—半导体层序列包含具有至少一个如下的面的至少一个半导体 层该面具有混匀结构，该结构在理想情况下导致光在半导体层序列 中的近似各态历经的分布，也就是说，其具有尽可能各态历经随机的 散射特性。
薄膜发光二极管芯片的基本原理例如在I. Schnitzer等人于1993 年10月18日在Appl. Phys. Lett. 63 (16)的第2174 - 2176页中进行了描述，其就此而言的公开内容通过引用结合于此.在出版物EP 0905797 A2和WO 02/13281 Al中描述了薄膜发光二极管芯片的例子， 它们就此而言的公开内容同样通过引用结合于此.
薄膜发光二极管芯片良好地近似于郎伯表面辐射器并且因此例如 良好地适于应用在前大灯，譬如机动车前大灯中.
在另一扩展方案中，半导体本体在半导体层序列和笫一和/或第二 电连接层之间至少部分地具有半导电的或者电绝缘的镜面层 (Spiegelschicht).镜面层的折射率例如与半导体层序列的如下层的 折射率偏差l或者更多该层在朝着正面的方向上跟随在镜面层之后， 并且特别是与该镜面层邻接。在一个扩展方案中，镜面层包含电介质、 如SK)2。在另一扩展方案中，分离层至少部分地被构建为电绝缘的镜 面层，
在一个改进方案中，半导电的或者电绝缘的镜面层包含分布式布 拉格反射器(DBR， Distributed Bragg Reflector )，其包含交替地具有 高折射率和低折射率的层对。
在一个扩展方案中，半导电的或者电绝缘的镜面层覆盖半导体层 堆叠的背面主面的50%或者更多.在另一扩展方案中，镜面层具有多 个开口，第一和/或第二电连接层的部分区域通过这些开口向半导体层 序列延伸.
半导电的或者电绝缘的镜面层例如由于折射率的变化而具有特别 高的反射系数，使得其特别有效地将由有源区朝着背面的方向发射的 电磁辐射朝着正面的方向反射。借助如下镜面层将工作电流特别均匀 地注入到半导体层序列中该镜面层具有多个开口，第一和/或第二电 连接层的部分区域延伸穿过这些开口。
在另一扩展方案中，半导体层序列具有与背面相邻的电流扩展层. 电流扩展层例如包含透明导电氧化物(TCO, transparent conducting oxide).借助电流扩展层，进一步改进电流注入的均匀性。
在另一扩展方案中，第一和/或第二电连接层具有多层结构。例如， 第一和/或第二电连接层具有增附层、反射层和/或电流分布层，
增附层合乎目的地朝向半导体层序列。优选地，增附层具有lnm 或者更小的厚度，特别是0.5nm或者更小的厚度。增附层例如可以是 原子和/或分子的单层和/或不封闭的层，反射层特別是被布置在增附层的背离半导体层序列的側面之后，并且特别是与其邻接.
增附层改进反射层在第一或笫二电连接层之前的层(特别是半导 体层序列的半导体层、譬如电流扩展层或者分离层)上的附着.根据 反射层的特性，也可以省去增附层。
增附层例如具有铂和/或钛，反射层具有反射系数高的导电材料， 特别是金属，例如银，或者由其构成.
附加地，在一个改进方案中，第一和/或笫二电连接层具有电流分 布层，其特别是包含具有特別好的导电能力的材料，譬如金.
在光电子半导体本体的另一扩展方案中，第一电连接层具有电接 触区(譬如接合焊盘)，其适于从半导体本体的正面电接触半导体本
体。附加地或者替代地，其可以具有如下电接触区该电接触区适于 从半导体本体的背面电接触半导体本体。类似地，第二电连接层可以
具有适于从半导体本体的正面电接触半导体本体的接触区和/或适于在 半导体本体的背面电接触半导体本体的电接触区.
适于从半导体本体的正面电接触半导体本体的电接触区合乎目的 地被布置在半导体层序列的側面.这些电接触区可以有利地大面积地 实施，因为它们并不影响来自半导体本体的电磁辐射的发射.因此， 半导体本体特别好地适合于具有大的工作电流的应用。换言之，其有
利地具有高的栽流能力。
接触区的布置有利地可以自由选择.半导体本体可以被设置用于 从其正面来p侧接触和n側接触半导体层序列，用于从其背面来p側 接触和ii侧接触半导体层序列，用于从其正面来p侧接触而从其背面 来n側接触半导体层序列，用于从其正面来n側接触而从其背面来p 側接触半导体层序列，以及用于从正面和背面来n和/或p側接触半导 体层序列.在此，p側接触借助第一电连接层来建立而n側接触借助第 二电连接层来建立，或者相反.
在另一扩展方案中，半导体层序列具有与正面相邻的緩冲层，其 特别是具有低的导电能力.例如，緩冲层未被掺杂或者被弱地n掺杂. 在一个改进方案中，緩冲层是ESD保护层(ESD:静电放电)，其降 低由于静电放电而损毁半导体本体的危险，
在此，具有低的导电能力的緩冲层被理解为如下的緩冲层其不 适于将工作电流引导至有源区，并且其导电能力例如小于或等于20(Qcm)'.在一个改进方案中，也称为电导率的导电能力小于或等于 l(ncm)".在此，弱的n掺杂被理解为2xlO"原子/ci^或者更小的n 掺杂.
根据本发明的用于制造光电子半导体本体的方法具有以下步骤
-在生长村底上外延生长半导体层序列，该半导体层序列具有适 于产生电磁辐射的有源层，并且被设置用于从正面发射电磁辐射；
-将第一电连接层施加在半导体层序列的与正面对置的背面上；
-在有源层中构建贯穿部(Durchbruch);
-在半导体层序列的背面上构建分离层；以及
-在半导体层序列的背面上施加第二电连接层，
其中第一电连接层、第二电连接层和分离层橫向重叠地构建，第 二电连接层的部分区域被构建在贯穿部中，并且笫二电连接层借助分 离层与第一电连接层隔离。
在该方法的一个扩展方案中，第一和/或笫二电连接层反射性地实
在该方法的另一扩展方案中，在生长半导体层序列之后将生长衬 底的至少一部分去除.生长衬底的去除可以在施加第一或者第二连接 层之前或之后进行.例如，生长衬底的部分譬如借助激光剥离方法而
脱落(abgesprengt)。
在另一扩展方案中，在半导体本体的背面上布置或者构建支承衬 底.支承衬底可以是独立的支承元件，其例如借助焊接或者粘合步骤 借助焊接层或者粘合剂层与半导体层序列连接.替代地，第一和/或第 二电连接层可以是支承村底，为此，第一和/或第二电连接层例如以电 镀的方式被增强。
在该方法的一个扩展方案中，在半导体层序列的背面上部分地构 建半导电的或者电绝缘的镜面层.在该扩展方案的一个改进方案中， 在半导电的或者电绝缘的镜面层中构建开口.这例如可以借助掩模在 施加镜面层时已经进行。替代地，开口例如可以借助光刻工艺在施加 镜面层之后在该镜面层中产生.第一和/或第二电连接层合乎目的地被 施加，使得第一和/或第二电连接层的部分区域延伸穿过镜面层的开口.
在该方法的另一扩展方案中，在半导体层序列的背面上施加电流 扩展层，其特别是包含透明导电氧化物。緩冲层的生长。緩冲层特別是被布置在有源区和生长衬底之间.其例
如具有低的导电能力，并且优选地未被掺杂或者被弱地n掺杂，在该方法的一个改进方案中，緩冲层在去除生长衬底时被暴露.
其他的优点和有利的扩展方案由以下结合

图1至8描述的实施例中得出.
图1A至1G示出根据第一实施例的在制造光电子半导体本体的方法的不同阶段中光电子半导体本体的示意性横截面；
图2示出根据第二实施例的光电子半导体本体的示意性橫截面；图3示出根据第三实施例的光电子半导体本体的示意性橫截面；图4示出根据第四实施例的光电子半导体本体的示意性橫截面；图5A、 5B和6示出电连接层的不同扩展方案的示意性俯视图；以
及
图7和8示出根据第三实施例的光电子半导体本体的部分区域的示意性横截面.
在实施例和附图中，相同的或者作用相同的组成部分配备有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件的大小关系原则上不能视为按正确比例的.更确切地说，各元件、譬如层可以为了更好的理解和/或为了更好的可呈现性而被过大地或者过厚地示出.
图1A至1G以在方法的不同阶段的示意性截面图示出根据第一实施例的用于制造光电子半导体本体的方法，
首先，使半导体层序列2外延生长在生长衬底1上(参见图1A).半导体层序列2例如基于HI/V化合物半导体材料或者基于II/VI化合物半导体材料。半导体层序列2在此具有5pm到7nm之间的厚度.
HI/V化合物半导体材料至少具有来自笫三主族的元素，例如A1、Ga、 1n，以及来自第五主族的元素，例如B、 N、 P、 As.特别地，术语"IH/V化合物半导体材料"包括二元、三元或者四元化合物的族，这些化合物包含来自第三主族的至少一种元素和来自第五主族的至少一种元素，特别是氮化物化合物半导体和磷化物化合物半导体.这种二元、三元或四元化合物此外例如可以具有一种或者多种掺杂刑以及附加的组成部分.属于IH/V化合物半导体材料的例如有第IH族氮化物化合物半导体材料和第IH族磷化物化合物半导体材料，譬如GaN、GaAs和InGaAlP.
相应地，化合物半导体材料至少具有来自第二主族的元素，例如Be、 Mg、 Ca、 Sr，以及来自第六主族的元素，例如O、 S、 Se.特别地，n/vi化合物半导体材料包括二元、三元或者四元化合物，这些化合物包括来自笫二主族的至少一种元素和来自第六主族的至少一种元素.这种二元、三元或者四元化合物此外例如可以具有一种或者多种掺杂剂以及附加的组成部分.属于H/VI化合物半导体材料的例如有ZnO、 ZnMgO、 CdS、 CnCdS、 MgBeO。
半导体层序列2具有n掺杂层21 (其在此与生长村底1相邻)以及p掺杂层22, p掺杂层22在此被布置在半导体层序列2的背离生长衬底l的一侧上。在n掺杂层21和p掺杂层22之间布置有有源区23.
在一个扩展方案中，半导体层序列2被构建为叩n层序列，其中在p掺杂层22的背离n掺杂层21的一侧上构建有另一 n掺杂层.在另一扩展方案中，p掺杂层22与生长村底l相邻，并且n掺杂层21背离生长衬底1。
在该方法的一个变型方案中，在生长衬底1上在生长半导体层序列2之前施加(特别是外延生长)緩冲层(在图中未示出)。緩冲层例如导致在生长衬底1和随后生长到緩沖层上的半导体层序列2的层之间的晶格常数的匹配.在一个合乎目的的扩展方案中，緩冲层未被掺杂或者被弱地n掺杂。例如，緩冲层的一种或多种n掺杂刑的浓度为2xl(^原子/cm3或者更小.
未被掺杂的或者被弱地n掺杂的緩冲层并不适于被半导体本体的工作电流所流过。然而这并不会不利地起作用，因为半导体本体并不被设置用于通过生长衬底1或者从半导体层堆叠2的朝向生长村底1的一侧被提供工作电流.更确切地说，緩冲层在完成的半导体本体的情况下降低该半导体本体由于静电放电而被损伤或者损毁的危险.
随后，在有源区23中构建至少一个贯穿部(参见图1B).为此，例如借助穿过掩模的蚀刻从半导体层序列2的第二主面202出发在半导体层序列2中产生凹处3,优选地，构建多个独立的贯穿部3，由此有利地实现特别均匀的橫向电流分布。
凹处3从第二主面202朝着半导体层序列2的与第二主面202对置的笫一主面201延伸，凹处3例如具有圆柱或者椭圆柱、直角平行六面体、锥形或者截锥、棱锥或者截棱锥的形状。替代地，凹处3也可 以被构建为槽.优选地，槽具有基本上平坦的底面。在一个扩展方案 中，槽的横截面从底面朝向第二主面202扩大.
在构建凹处3之前或者之后，在第二主面202上施加第一接触层4， 例如蒸镀笫一接触层4.第一接触层4优选地具有反射系数高的材料， 特別是金属，譬如银。第一接触层4可以具有第一和第二部分区域， 它们的层厚度彼此不同.例如，第一部分区域具有比笫二部分区域更 小的层厚度。
随后，将分离层5构建在凹处3的表面的一部分上以及电连接层4 的表面的一部分上(参见图1C),例如，分离层5至少部分地、然而 优选地完全地覆盖凹处3的环绕的側壁.合乎目的地，分离层5在凹 处3中从第二主面202至少延伸直到有源区23并且优选地直到凹处3 的底面。
分离层5此外合乎目的地覆盖第一电连接层4的与凹处3相邻的 并且特别是与凹处3邻接的侧面403.此外，分离层5在此部分地覆盖 第一电连接层4的与半导体层序列2背离的主面402.例如，分离层5 復盖笫一电连接层4的较薄的第一部分区域的、与半导体层序列2背 离的主面。分离层被构建为电绝缘，并且例如具有电介质、例如Si02、 SiNx或者SiON，或者由该电介质构成。
随后，如在图1D中所示的那样，制造第二电接触层6.第二电接 触层6的部分区域被布置在凹处3中，并且优选地完全填满该凹处. 由于用分离层5覆盖凹处3的側壁，所以不会由于被布置在凹处3中 的第二电接触层6的部分区域而出现有源区23的短路.
第二电连接层6在半导体层序列2的第二主面202的俯视图中部分 地覆盖第一电接触层4。例如，第二电接触层从凹处3出发在第一电连 接层4的第一部分区域上在横向方向上向半导体层序列2的边缘区域 延伸.在第一和笫二电连接层4、 6之间在此布置有分离层5，使得在 第一和第二电连接层4、 6之间不出现电短路.
如在图1E中所示，随后在半导体层序列2的背离生长衬底1的背 面上借助焊接层或者粘合刑层8将支承衬底7固定在第一和笫二电连 接层4、 6上。在此，粘合剂层8具有低的导电能力，特别地，其为电 绝缘的，支承衬底例如具有氮化铝或者由氮化铝构成。其他的特別是绝缘的支承村底7、譬如玻璃支承衬底也是可设想的.
也可设想的是，替代利用粘合剂层而借助导电的焊接层来建立连 接.合乎目的地，在该变型方案中，分离层5也被构建在笫一和/或第 二电连接层4、 6的朝向支承村底7的面上。
在随后的方法步骤中(参见图1F)，将生长衬底薄化或者完全去 除.这例如可以借助对于本领域技术人员而言原则上已知的激光剥离 方法来进行。为此，生长衬底1或者半导体层序列2优选地具有牺牲 层，其在利用激光辐射照射时被分解，使得生长衬底1脱落.利用激 光辐射的照射例如穿过生长衬底1进行，
最后，半导体层序列2被部分地去除，以便将第一或笫二电连接 层4、 6的电接触部41、 61暴露，该去除例如借助蚀刻工艺来进行， 其中干蚀刻工艺以及湿化学蚀刻工艺都是合适的.
在该方法的一个改进方案中，半导体层序列2的側边、第一电连 接层4的侧边和/或第二电接触层6的側边同样用电绝缘层5至少部分 地、然而优选地完全地覆盖(参见图1G)。
在图1G中示出的根据第一实施例的光电子半导体本体被设置用 于使由有源区23在工作中所产生的电磁辐射通过半导体层序列2的第 一主面201朝着其背离支承衬底7的正面发射，由有源区23朝着背面 的方向、即朝着第二主面202的方向发射的电磁辐射被第一电连接层4、 第二电连接层6和/或分离层5朝着正面的方向反射回去.
用于使光电子半导体本体工作的工作电流通过第一电接触部41和 第二电接触部61从正面被注入到半导体层序列中，电接触部41、 61 在此被布置在半导体层序列2側面。
有利地，电接触部41、 61并不位于朝着正面的方向发射的电磁辐 射的光路中.同时，借助电连接层4、 6实现与支承衬底7的特别好的 热耦合，使得在半导体本体的工作中所产生的损耗热被特别有效地从 半导体层序列导散.
借助第一电接触部41和第一电连接层4，半导体层序列2在此在p 側被接触。n側接触在此借助笫二电接触部61和第二电连接层6来进 行。但是，半导体层序列2的n侧和p侧、即特别是n掺杂层21和p 掺杂层22也可以被交换.
图5A和5B以根据图1G的光电子半导体本体的正面的示意性俯视图示出通过有源区23的贯穿部3的形状的不同变型方案。半导体层 序列2在此为了简化的图示而被省略，
在闺5A中所示的变型方案中，凹处3具有槽的形状，其中在困1G 中为了简化的图示而仅仅示出了这些槽中的一个，第二电连接层6的 穿过有源层23的贯穿部3而延伸的部分区域在该变型方案中是带状 的，第一接触层4在不考虑贯穿部3的情况下建立与半导体层序列2 的全面接触。
在图5B中所示的变型方案中，贯穿部3不是槽状的，而是具有圃 柱或者截锥的形状。与此相应地，通过有源层23的贯穿部3延伸的笫 二电连接层6的部分区域具有圃形的横截面。
在图5A的实施例中以及在图5B的实施例中，电接触部41、 61都 带状地实施，并且基本上在半导体本体的整个側面长度上延伸.
在图2中所示的光电子半导体本体的第二实施例与第一实施例的 区别在于，半导体层序列2在其正面上具有粗化或者结构化。例如， 第一主面201例如借助棱锥式的、圆锥式的、截棱锥式的和/或截圃锥 式的凸起和/或凹处来结构化，该粗化或者结构化优选地作为针对由有 源区23所发射的电磁辐射的漫射体起作用。这种粗化也适于其中没有 示出粗化的其他实施例。
与第一实施例的另一区别在于，半导体层序列2在此在其背面上 具有电流分布层9。电流扩展层9优选地具有透明导电氧化物，例如铟 锡氧化物(1TO， Indium-Tin-Oxide)或者铟锌氧化物(IZO ， Indium-Zinn-Oxide)。例如，电流扩展层被蒸镀到外延生长的半导体 层上.
有利地，借助也又适于其他实施例的电流扩展层9来进一步提高 借助第一电连接层4在工作中被注入到半导体层序列2中的工作电流 的均匀性.这例如当p掺杂层22没有足够的横向导电能力时可以是合 乎目的的。通常，n掺杂层21的横向导电能力比p掺杂层22的横向导 电能力更高。因此，在该第二实施例中省去了与第二电连接层6邻接 的电流扩展层。
此外，与第一实施例不同，在根据图2的第二实施例中，第二电 连接层6部分地在第一电连接层4的内部延伸。换言之，在从光电子 半导体本体的正面朝向背面的方向上相继地首先是笫一电连接层4的第一部分区域，随后是第二电连接层6的部分区域，而最后是笫一电 连接层4的另一部分区域。
为了制造，例如首先将第一电连接层4的第一部分区域施加到半 导体层序列上，并且配备分离层5,随后构建第二电连接层.这特别是 类似于第一实施例来进行(参见图1C和1D).随后，在通过构建跟 在第二电连接层6之后的部分区域来完成第一电连接层4之前，也将 分离层5施加到第二电连接层6上。
在这种扩展方案中，有利地也将通过分离层5朝着背面的方向从 半导体层序列2出射的电磁辐射至少部分地反射回半导体层序列2中 (并且由此朝着正面的方向反射回去)。以这种方式，进一步提高了 半导体本体的效率。
最后，在图2的实施例中，第一电连接部41并不被设置用于从半 导体本体的正面接触半导体本体。更确切地说，根据第二实施例的光 电子半导体本体具有导电的支承衬底7，其在此利用具有如AuZn那样 的焊接金属的焊接层8被机械地并且导电地固定在第 一 电连接层4上. 导电的粘合剂、如用银填充的环氧树脂粘合剂也适于作为固定层8的 材料。借助支承衬底，半导体本体可以(在此在p侧)通过第一电连 接层4从其背面接触。第二电接触部61如在第一实施例中那样被设置 用于从正面接触。
在图3中所示的第三实施例中，替代第一电接触层，第二电接触 层6与支承衬底7导电连接。第一电接触层4借助分离层5与导电支承 衬底7电绝缘。
根据第三实施例，第一和第二电接触层4、 6具有反射层410或 610,该反射层与半导体层序列2相邻并且包含反射系数高的金属，例 如银；以及电路传输层420或者620，该电路传输层例如具有金.
借助反射层410、 610来实现电磁辐射的特别有效的反射.利用电 流分布层420、 620来实现工作电流至半导体层序列2的特别是低损耗 的引导.
反射层优选地具有在50nm到200nm之间的厚度，特别优选地具 有在100nm到140nm之间的厚度，其中分别包括边界值.第一和/或第 二电连接层4、 6可以附加地具有增附层(在图中未示出)，增附层例 如具有铂或者钛，并且例如具有O.lnm的厚度。合乎目的的是，在从跟随 在增附层之后.
在该实施例中，独立的支承衬底7借助导电的焊接层或者粘合剂 层8被固定到分离层5的部分区域上以及被固定到第二电连接层6上. 然而，替代地，也可以将第二电连接层6构建为支承衬底7,可以省去 固定层8。例如，第二电连接层6借助电镀沉积来增强，使得其是机械 稳定的并且特别是自支承的支承衬底7。在该扩展方案中，光电子半导 体本体优选地并不具有其他的支承村底7，类似地，在该实施例或者另 外的实施例之一中也可以将第一电连接层4增强用于形成支承衬底7.
在带有增强的第一和/或第二电连接层4、 6的半导体本体的一个变 型方案中，两个连接层都不在侧面超出半导体层序列，以便提供正面 的连接面。半导体本体于是合乎目的地在其背面上具有第一和第二接 触部41、 61.半导体本体可以在该扩展方案中替代或者除了强化笫一 和/或第二电连接层也在其背面上具有支承衬底7，该支承衬底在背面 具有第一和第二电接触部41、 61。
在根据第三实施例的光电子半导体本体和根据前两个实施例的半 导体本体之间的另一区别在于，半导体层序列2在其背面上具有半导 电的或者电绝缘的镜面层10,镜面层IO特别是与第二主面202邻接或 者至少与笫二主面202相邻，
镜面层可以包含电介质、如Si02。镜面层的折射率和与第二主面 202邻接的或者至少与笫二主面202相邻的半导体层序列的层的折射率 特別是相差1或者更大，在此，镜面层10包含分布式布拉格反射器 (DBR, Distributed Bragg-Reflector),分布式布拉格反射器具有折 射率交替地高和低的至少一个层对。由介电层构成的布拉格反射器对 于本领域技术人员而言原则上是已知的，并且因此在此不更详细地阐 述.替代由介电层构成的层对，布拉格反射器也可以具有由透明导电 氧化物、如ITO构成的层对.包含具有由透明导电氧化物构成的层对 的布拉格反射器的镜面层IO可以是半导电的或者甚至是导电的.借助 镜面层IO来实现特别高的反射率。
例如，第一电连接层4、第二电连接层6和必要时镜面层IO将由有 源层23朝着背面的方向发射的电磁辐射朝着正面的方向反射回去80%或 者更多，优选地90%或者更多，并且特別优选地95%或者更多.镜面层IO优选地覆盖半导体层序列2的第二主面202的50%或者 更多。其具有一个或多个开口 110，第一电连接层4通过这些开口而延 伸.在开口110的区域中，第一电连接层4与半导体层序列2导电连 接.优选地，镜面层10具有多个开口 110，它们可以无规则地或者规 则地、例如在所设想的格栅的格栅点上被布置。开口的尺寸优选地相 对小，于是它们是借助第一电连接层4的电接触的所谓的联接接触 (Knuepfelkontakte),
在图6中以半导体本体的正面的俯视图示出了这种扩展方案，其 中省去了带有电流分布层9的半导体层序列2。不同于图3，图6中的 第二电接触区61并不被布置在半导体本体的背面，而是类似于第一实 施例被设置用于从半导体本体的正面接触半导体本体。电接触区41、 61在此基本上在半导体本体的整个側面长度上延伸.
镜面层10具有多个开口 110，它们在此具有圓形的横截面.开口 IIO被布置在所设想的矩形或者方形格栅的格栅点上.在第一开口 110 中布置有第一电连接层4的部分，第二电连接层6的部分区域延伸穿 过第二开口 110。第一和第二开口 IIO在此分别被成列地布置.其他的 布置同样是可设置的.
在该实施例的也适于其他实施方式的一个改进方案中，分离层5 至少部分地被构建为电绝缘的镜面层，其特别是具有分布式布拉格反 射器(DBR)。例如，分离层5的至少一个被布置在凹处3中的和/或 与凹处3邻接的部分被如此构建。
在图7和8中示意性示出了图3的光电子半导体本体的部分，其 中电流扩展层9和镜面层IO为了简化图示而被省去。
图7示出带有第一电接触部41的半导体本体的边缘区域.该截面 闺相对于图3被旋转180度，使得笫一接触部41被布置在图7的右側. 笫一电接触部41被构建为接合焊盘。在制造半导体本体时，为此例如 在去除半导体层序列的边缘区域之后在分离层5中产生开口，并且随 后将接合焊盘41沉积在该开口中。
图8示出槽形的凹处3的示意性横截面，该凹处的側壁被分离层5 覆盖，
图4示出光电子半导体本体的第四实施例，与前面的实施例不同， 在该实施例中，穿过有源区23的贯穿部3作为在半导体层序列2的整个厚度上延伸的贯穿部来实施.贯穿部3于是在此从笫一主面201延 伸直到第二主面202。贯穿部由此是半导体层序列2中的孔或者狹孔.
在在此被粗化的第一主面201上，在此除了布置在半导体层序列2 的背面上的电流扩展层9，还布置有另一电流扩展层9，。该另一电流扩 展层9，例如同样具有透明导电氧化物、如ITO。利用该另一电流扩展 层9，，实现借助第二电连接层6将工作电流特别均匀地输送给有源区 23。
如在第三实施例中那样，根据第四实施例的半导体本体也具有镜 面层IO。在此，替代或者除了分离层5，镜面层IO被布置在半导体层 序列2的笫二主面202和笫二电连接层6之间。
在前三个实施例中第二电连接层6在从背面朝向正面的方向上至 少通过第一电连接层4的部分区域延伸，而在第四实施例中情况并非 如此.在第四实施例中，第一连接层4在半导体本体的背面的俯视图 中至少部分地覆盖第二连接层6.
本发明并不由于借助实施例的描述而局限于这些实施例，而是包 括任意新的特征和特征的任意组合，这特别是包含权利要求中的特征
的任意组合，即使该特征或者该组合本身没有明确地在权利要求或实 施例中被说明。
权利要求
1.一种光电子半导体本体，具有半导体层序列，该半导体层序列具有适于产生电磁辐射的有源层；以及第一和第二电连接层，其中-半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射，-第一和第二电连接层被布置在与正面对置的背面上，并且借助分离层彼此电绝缘，-第一电连接层、第二电连接层和分离层横向重叠，并且-第二电连接层的部分区域从背面穿过有源层的贯穿部朝着正面的方向延伸。
2. 根据权利要求l所述的光电子半导体本体，其中第一和/或笫二 电连接层将由有源区朝着背面的方向发射的电磁辐射的部分朝着正面 的方向反射。
3. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中半导体 层序列没有生长衬底。
4. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，该光电子半 导体本体在其背面上具有支承衬底.
5. 根据上迷权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中在半导 体层序列和第一和/或第二电连接层之间至少部分地布置有半导电的或 者电绝缘的镜面层，该镜面层具有多个开口，并且第一和/或第二电连 接层通过开口向半导体层序列延伸.
6. 根据上迷权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中半导体 层序列具有与背面相邻的电流扩展层，该电流扩展层包含透明导电氧 化物。
7. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中第一和 /或第二电连接层具有多层结构，该多层结构具有增附层、反射层和/ 或电流分布层。
8. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中第一电 连接层具有电接触区，该电接触区适于从半导体本体的正面电接触半 导体本体。
9. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中第二电 连接层具有电接触区，该电接触区适于从半导体本体的正面电接触半导体本体.
10. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中笫一和/或第二电连接层具有电接触区，该电接触区适于从半导体本体的背 面电接触半导体本体。
11. 根据上述权利要求之一所述的光电子半导体本体，其中半导 体层序列具有布置在正面上的緩冲层，该緩冲层具有低的导电能力并且未被掺杂或者被弱地n掺杂，
12. —种用于制造光电子半导体本体的方法，包括以下步骤 -在生长衬底上外延生长半导体层序列，该半导体层序列具有适于产生电磁辐射的有源层，并且被设置用于从正面发射电磁辐射； -将第一电连接层施加在半导体层序列的背面上； -在有源层中构建贯穿部；-在半导体层序列的背面上构建分离层；以及 -在半导体层序列的背面上施加第二电连接层，其中-第一电连接层、分离层和第二电连接层橫向重叠地构建， -第二电连接层的部分区域被构建在贯穿部中，并且 -第二电连接层借助分离层与第一电连接层电绝缘.
13. 根据权利要求12所述的方法，其中去除生长衬底的至少一部 分，并且在背面上布置或者构建支承衬底.
14. 根据权利要求12至13之一所述的方法，其中 一在半导体层序列的背面上部分地构建半导电的或者电绝缘的镜面层，-在半导电的或者电绝缘的镜面层中构建多个开口，并且 -施加第一和/或第二电连接层，使得它们延伸穿过开口.
15. 根据权利要求12至14之一所述的方法，其中外延生长半导 体层序列包括生长具有低的导电能力的緩冲层，去除生长衬底的至少 一部分，并且在去除生长衬底时暴露緩冲层.
全文摘要
说明了一种光电子半导体本体，该光电子半导体本体具有半导体层序列(2)，该半导体层序列具有适于产生电磁辐射的有源层(23)；以及第一和第二电连接层(4，6)，其中该半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射，第一和第二电连接层被布置在与正面对置的背面上，并且借助分离层(5)彼此电绝缘，第一电连接层(4)、第二电连接层(6)和分离层(5)横向重叠，并且第二电连接层(6)的部分区域从背面穿过有源层(23)的贯穿部(3)朝着正面的方向延伸。此外说明了一种用于制造这种光电子半导体本体的方法。
文档编号H01L33/00GK101681958SQ200880013521
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月24日 优先权日2007年4月26日
发明者K·英格尔, L·霍佩尔, M·萨巴蒂尔, P·罗德 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司