具有集成的ESD保护装置的光电子半导体芯片的制作方法

文档序号:13767301阅读:136来源:国知局

提出一种光电子半导体芯片,所述光电子半导体芯片尤其设置用于发射辐射。



背景技术:

为了实现光电子器件的稳定运行并且也在静电放电或电过载的情况下尽可能避免器件的持久损坏,保护措施是有利的。

例如,在印刷文献WO2012/146668中作为保护措施描述了:在半导体芯片的半导体层序列中设有外延的保护层,所述保护层具有有针对性引入的晶体缺陷,其中在半导体芯片运行中半导体层序列在截止方向上的击穿性能在具有晶体缺陷的区域中与在没有晶体缺陷的区域中不同,并且其中在静电放电脉冲的情况下电荷均匀分布地经由具有晶体缺陷的区域导出。此外,在印刷文献WO2011/080219中提出具有半导体层序列的光电子半导体芯片,所述半导体层序列包括多个微二极管,其中微二极管形成ESD(静电放电)保护装置。当然,借助这种保护措施在半导体层序列中随之产生半导体芯片的光学效率的损失。

此外,例如从印刷文献DE10329082中已知:应用单独的保护元件、例如保护二极管并且与半导体芯片互联。当然,这需要附加的空间和成本。



技术实现要素:

要实现的目的当前在于:提出一种具有集成的ESD保护装置的改进的光电子半导体芯片。

根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括半导体层序列,所述半导体层序列包含半导体材料和第一传导类型的第一半导体区域和第二传导类型的第二半导体区域和带有pn结的有源区,所述有源区构成在第一半导体区域和第二半导体区域之间。尤其是,有源区可以设置用于产生辐射。

此外,第一传导性可以表示p传导性并且第二传导性可以表示n传导性。例如,第一半导体区域可以设置在有源区的朝向载体的一侧上。并且,第二半导体区域可以设置在有源区的背离载体的一侧上。优选地,第一半导体区域包括至少一个半导体层,所述半导体层具有第一传导类型的掺杂。相应地,第二半导体区域尤其包括至少一个半导体层,所述半导体层具有第二传导类型的掺杂。

适合于半导体层的材料例如基于氮化物化合物半导体的材料。“基于氮化物化合物半导体”在本文中表示:半导体层序列或者其至少一个层包括氮化物-III/V族化合物半导体材料,优选包括AlnGamIn1-n-mN,其中0≤n≤1,0≤m≤1并且n+m≤1。在此,所述材料不必强制性地具有根据上式的数学上精确的组成。更确切地说,所述材料可以具有一种或多种掺杂材料以及附加的组成部分,其基本上不改变AlnGamIn1-n-mN材料的特征性的物理特性。然而为了简洁,上式仅包换晶格的主要组成部分(Al,Ga,In,N),即使其可以部分地通过少量其他材料取代时也如如此。

在一个有利的实施方式中,光电子半导体芯片包括载体,在所述载体上设置有半导体层序列。例如,半导体芯片可以为薄膜半导体芯片,其中至少部分地剥离生长衬底,在所述生长衬底上生长半导体层序列。例如,生长衬底可以通过载体取代。

此外,光电子半导体芯片可以包括:第一接触部,所述第一接触部设置用于电连接第一半导体区域;和与第一接触部不同的第二接触部,所述第二接触部设置用于电连接第二半导体区域。尤其是,第一接触部是p接触部并且第二接触部是n接触部。

根据至少一个实施方式,光电子半导体芯片包括跨接元件。尤其是,跨接元件与半导体层序列并联或反并联地连接。例如,跨接元件可以具有二极管的电流/电压特性。在该情况下,跨接元件优选与半导体层序列反并联连接。此外,跨接元件可以具有变阻器的电流/电压特性。在该情况下,跨接元件可以与半导体层序列并联或反并联地连接。变阻器的电流/电压特性可以在正向方向和截止方向上几乎相同。由此可以在截止方向和正向方向上限制过压。

有利地,跨接元件具有非线性的电阻,所述非线性的电阻在正向方向上有光电子半导体芯片的运行电压的情况下高于半导体层序列的电阻,而在截止方向上有过压的情况下小于半导体层序列的电阻,使得在过压的情况下电荷经由跨接元件导出。由此可以保护半导体层序列免受静电放电脉冲影响并进而尽可能防止半导体芯片的损坏。

根据至少一个实施方式,跨接元件包含多晶的电子陶瓷材料。适当的电子陶瓷材料例如是烧结的半导体材料。尤其是,对于跨接元件考虑如氧化锌、氧化锶、钛酸锶、氧化钛和碳化硅的材料。尤其是,电阻可以通过所应用的材料的颗粒大小来影响。在应用这种材料时,跨接元件尤其具有变阻器的特征。

此外,跨接元件可以具有下述材料添加物:例如氧化物,如氧化铋、氧化锑、氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化铬或氧化硅。有利地,借助于所述材料添加物的一种或多种可以有针对性地调节跨接元件的非线性的电阻特性。

在一个优选的设计方案中,跨接元件具有两个跨接层,所述跨接层通过边界面彼此分开。例如,材料添加物在边界面处的浓度可以高于在这两个跨接层中的浓度。在达到击穿电压的情况下,尤其横向于、优选垂直于边界面进行击穿。击穿可以在竖直或水平方向上进行。竖直方向可以垂直于载体延伸的平面伸展。相应地,水平方向可以平行于载体延伸的平面伸展。

尤其是,跨接元件具有多于两个跨接层,所述跨接层分别通过边界面彼此分开。边界面的主延伸平面在此可以在制造公差的范围内平行于跨接层的主延伸平面伸展。

此外,跨接元件可以包含一种或多种掺杂材料。

根据另一实施方式,跨接元件可以包含金属或金属化合物或者由其构成。合适的材料例如是Ti、Ag、Pt、Au或Cu。在应用这种材料的情况下,跨接元件尤其具有二极管的特征。

根据至少一个实施方式,跨接元件具有至少一个跨接层。尤其是,跨接元件由至少一个跨接层构成。此外,跨接层优选设置在半导体层序列的半导体材料之外。这尤其表示:跨接层不是外延层。由此可以降低半导体层序列中的光学损失。替选地或附加地,“在半导体层序列的半导体材料之外”可以表示:跨接层在其外面上不完全地由半导体层序列的半导体材料覆盖。跨接层例如可以施加在半导体层序列的外面处和/或其上。跨接层例如可以包含多晶的电子陶瓷材料或由其构成。

在一个有利的设计方案中,跨接层以结构化的方式构成并且具有多个跨接区域,所述跨接区域通过中间空间彼此分开,在所述中间空间中中断跨接层。

根据至少一个实施方式,跨接元件设置在半导体层序列上。“设置在半导体层序列上”在此和在下文中可以表示:跨接元件与半导体层序列处于直接物理接触中。尤其是,跨接元件可以直接地邻接于第一半导体区域、有源区和/或第二半导体区域。

在一个优选的设计方案中,跨接元件将第一半导体区域和第二半导体区域彼此连接和/或将半导体区域与相应的接触部连接。尤其是,跨接元件可以将第一接触部和第二接触部直接彼此连接。在此可行的是:跨接元件与这两个半导体区域中的至少一个半导体区域直接接触。尤其是,跨接元件可以覆盖pn结。此外,跨接元件可以将第一和第二接触部彼此连接。“覆盖”在此和在下文中表示:跨接元件在pn结的侧向俯视图中至少部分地遮盖pn结。在此尤其可行的是:跨接元件侧向地由第一半导体区域超过有源区延伸至第二半导体区域。“侧向俯视图”在此和在下文中尤其可以是垂直于半导体层序列的主延伸平面的俯视图。

在一个优选的设计方案中,跨接元件具有跨接层,跨接层施加到半导体层序列上。优选地,跨接层与半导体层序列直接接触。跨接层可以从第一接触部延伸至第二接触部并且侧向地覆盖pn结。跨接元件的电流电压特性在此尤其通过半导体层序列和跨接层的共同作用确定。例如,跨接层与第二传导类型的第二半导体区域形成具有欧姆电阻的接触部并且与第一传导类型的半导体区域形成具有非线性电阻的接触部。在此,跨接元件的电流电压特性可以具有肖特基二极管的特征。尤其是,跨接元件具有在正向方向上位于半导体层序列的运行电压之上的且在截止方向上位于半导体层序列的击穿电压之下的击穿电压。在截止方向上有放电脉冲的情况下,所述放电脉冲于是有利地经由跨接元件而不经由有源区导出。此外,跨接元件的电流电压特性可以具有变阻器的特征。有利地,变阻器的击穿电压在正向方向上还有在截止方向上都位于有源区的击穿电压之下。

根据至少一个实施方式,半导体层序列具有朝向载体的第一主面和背离载体的第二主面以及至少一个侧面,所述侧面倾斜于、即非平行于第一主面和第二主面伸展。第一和第二主面在此可以沿着半导体层序列的主延伸平面伸展。

在一个优选的设计方案中,跨接层或跨接元件设置在半导体层序列的侧面上。尤其是,跨接元件或跨接层与第一和第二半导体区域直接接触。此外,跨接层或跨接元件有利地从第一接触部经由第一和第二半导体区域的侧面延伸至第二接触部。例如,第一接触部可以设置在第二主面上。第二接触部可以设置在第二半导体区域的伸出第一半导体区域的部分上。在此,这两个接触部之间的间距小于在第二接触部设置在第一主面上的情况下的间距,使得从第一接触部分延伸至第二接触部的跨接元件的长度更小。有利地,跨接元件的电阻还可以通过其长度来影响。

在一个优选的实施方式中,pn结由电绝缘覆层覆盖,所述覆层设置在半导体层序列和跨接层或跨接元件之间,使得有源区与跨接层或跨接元件电绝缘。

在另一设计方案中,跨接元件可以设置在半导体层序列的内面上。例如,半导体层序列可以具有凹部,所述凹部通过内面限界。优选地,凹部始于第一主面穿过第一半导体区域和有源区沿朝第二主面的方向延伸至第二半导体区域。尤其是,跨接层设置在内面上。此外,跨接层可以与第一和第二半导体区域直接接触。此外,跨接层有利地可以从尤其设置在第一主面上的第一接触部经由内面延伸至第二接触部,所述第二接触部优选设置在凹部之内。

根据至少一个实施方式,产生的辐射的大部分穿过第二主面从半导体芯片中耦合输出。优选地,第二主面未被第一和第二接触部覆盖。换而言之,第二主面在俯视图中可以没有第一和第二接触部。有利地,由此可以降低吸收损失,所述吸收损失通过接触部引起。

在一个优选的设计方案中,在载体侧对半导体层序列通电。这表示:这两个接触部设置在载体上。

根据至少一个实施方式,两个接触部中的至少一个具有接触元件。例如,第二接触部具有接触元件,所述接触元件设置在半导体层序列的凹部中。尤其是,接触元件在环周侧由跨接元件包围。跨接元件可以以覆层的形式施加到半导体层序列的对凹处限界的内面上。跨接元件可以在正常运行中取代绝缘层。

在一个优选的设计方案中,第一接触部具有接触层,所述接触层通过开口中断。优选地,第二接触部的接触元件延伸穿过第一接触部的接触层的开口。特别优选地,接触层和接触元件通过跨接元件彼此连接。

在一个优选的设计方案中,第一接触部和第二接触部分别具有接触层,所述接触层通过跨接元件彼此连接。尤其是,第一接触部的接触层设置在载体和第一半导体区域之间。此外,第二接触部的接触层也可以设置在载体和第一半导体区域之间。

在半导体芯片正常运行中、即在击穿电压之下,跨接元件是不导电的,使得所述跨接元件起绝缘体的作用并且有利地可以取代绝缘层。在达到击穿电压的情况下,跨接元件有利地变得导电并且将电荷可以给经由跨接元件导出。由此可以保护pn结免于有害的放电脉冲。

在一个有利的设计方案中,对半导体层序的表面在要构成跨接元件的部位处进行预处理。例如,可以对半导体层序列进行局部钝化、等离子处理或者局部刻蚀,以便尤其影响半导体层序和跨接元件之间的过渡部处的导电性。

整体上,可以通过适于跨接元件的材料选择和/或半导体层序列的适当的预处理和/或适当的几何形状以期望的方式调节跨接元件的电流电压特性。

根据至少一个实施方式,跨接元件设置在载体上。

在一个优选的设计方案中,载体包括基本体。此外,载体优选包括至少一个连接元件,所述连接元件与第一接触部或第二接触部电连接。换而言之,尤其接触部中的至少一个借助于载体或连接元件电连接。连接元件可以至少部分地嵌入基本体中和/或设置在基本体上。

在一个有利的设计方案中,载体可以具有第一和第二连接元件,所述连接元件通过跨接元件彼此连接。连接在此尤其可以是机械连接。此外可行的是,第一和第二连接元件分别直接邻接于跨接元件。尤其是,第一连接元件与第一接触部电连接并且第二连接元件与第二接触部电连接。优选地,当半导体芯片在正向方向上运行时,第一连接元件和第二连接元件借助于跨接元件彼此电绝缘。在此可行的是:跨接元件设置在第一和第二连接元件之间并且第一和/或第二连接元件的分别朝向相应另一连接元件的全部外面被覆盖。此外,在达到截至方向上的击穿电压时跨接元件有利地变得导电,使得电荷可以经由载体从半导体芯片中导出。

根据至少一个实施方式,第一连接元件具有第一穿通接触部,所述第一穿通接触部从基本体的前侧的表面延伸至后侧的表面并且与第一接触部电连接。此外,第二连接元件可以具有第二穿通接触部,所述第二穿通接触部从前侧的表面延伸至后侧的表面并且与第二接触部电连接。

此外,第一连接元件具有设置在基本体上的第一连接层,所述第一连接层与第一接触部电连接。第二连接元件可以具有设置在基本体上的第二连接层,所述第二连接层与第二接触部电连接。

根据至少一个实施方式,基本体通过跨接元件形成。替选地,跨接元件可以设置在基本体的前侧或后侧的表面上。

在全部所描述的设置可行性中,跨接元件,与其是否设置在半导体层序列或载体上无关,而集成到半导体芯片中,使得半导体芯片有利地以节约空间的方式构成。

此外,在此处描述的光电子半导体芯片中可行的是:跨接元件经受住多个过压脉冲而其电学特性没有显著改变。由此可以提高半导体芯片对静电放电和/或电过载的稳定性。此外,可以通过弃用外部的保护元件而降低制造成本。

附图说明

从下面结合图1至18描述的实施例中得出另外的特征、有利的实施方式和改进形式。

其示出:

图1、2和6至14示出在此描述的光电子半导体芯片的不同的实施例的示意横截面图,

图3和15示出在此描述的光电子半导体芯片的不同的实施例的一部分的示意横截面图,

图4示出根据一个实施例的在此描述的光电子半导体芯片的一部分的示意横截面图,和图5A示出其可行的等效电路图,并且图5B示出另一可行的等效电路图,

图16和17示出多层的跨接元件的不同的实施例的一部分的示意横截面图,

图18示出具有多个半导体层堆叠的布置的示意横截面图。

具体实施方式

在图1中示出光电子半导体芯片1的一个实施例,所述光电子半导体芯片具有带有第一传导类型的第一半导体区域3和第二传导类型的第二半导体区域4的半导体层序列2。尤其是,第一半导体区域3是p传导区域并且第二半导体区域4是n传导区域。在第一半导体区域3和第二半导体区域4之间构成具有pn结的有源区5。尤其是,有源区5设置用于产生辐射。半导体层序列2优选由氮化物化合物半导体制成。

此外,光电子半导体芯片1包括载体6,在所述载体上设置有半导体层序列2。例如,载体6可以包含蓝宝石或由蓝宝石构成。这种载体6特别适合于生长半导体层序列2,所述半导体层序列由氮化物化合物半导体制成。此外,这种载体6有利地对于由有源区5产生的辐射是可透射的,使得辐射可以穿过载体6从半导体芯片1中耦合输出。

半导体层序列2具有第一主面2A,所述第一主面设置在有源区5的背离载体6的一侧上。此外,半导体层序列2具有第二主面2B,所述第二主面设置在有源区5的背离载体6的一侧上。此外,半导体层序列2具有多个侧面2C,所述侧面横向于主面2A、2B设置。

光电子半导体芯片1包括设置用于电连接第一半导体区域3的且尤其为p接触部的第一接触部7和设置用于电连接第二半导体区域4的且尤其为n接触部的第二接触部8。第一接触部7设置在第二主面2B上。第二接触部8设置在第二半导体区域4的突出于第一半导体区域3的子区域4A上。

光电子半导体芯片1包括设置在半导体层序列2的侧面2C上的跨接元件9。跨接元件9具有设置在半导体层序列2之外的跨接层9A。跨接层9A覆盖有源区5的pn结。此外,跨接层9a从第一接触部7延伸至第二接触部8。

跨接元件9的电流电压特性尤其可以通过半导体层序列2和跨接层9A的共同作用来确定。在此,跨接层9A例如可以与第二半导体区域4形成具有欧姆电阻的接触部并且与第一半导体区域3形成具有非线性的电阻的接触部。跨接元件9尤其具有肖特基二极管的特征。例如,跨接层9A可以包含金属或金属化合物或由其构成。合适的材料例如是Ti、Ag、Pt、Au或Cu。尤其是,跨接元件9具有击穿电压,所述击穿电压在正向方向上位于半导体层序列2的运行电压之上并且在截止方向上位于半导体层序列2的击穿电压之下。在达到截至方向上的击穿电压时,电荷有利地经由跨接元件9导出而不经由有源区5导出。

此外,跨接元件9可以具有变阻器的特征。有利地,变阻器的击穿电压在正向方向上还有在截止方向上都位于半导体层序列2的击穿电压之下,使得在达到击穿电压的情况下电荷有利地经由跨接元件9导出而不经由有源区5导出。

跨接元件9或跨接层9A尤其包含多晶的电子陶瓷材料。合适的电子陶瓷材料例如是烧结的半导体材料。尤其是,对于跨接元件9而言考虑如氧化锌、氧化锶、钛酸锶、氧化钛和碳化硅的材料。此外,跨接元件可以具有材料添加物,例如氧化物,如氧化铋、氧化锑、氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化铬或氧化硅。有利地,可以借助所述材料添加物中的一种或多种有针对性地调节跨接元件9的非线性的电阻特性。

在施加跨接层9A之前半导体层序列2的侧面2C可以被预处理。例如,可以对半导体层序列进行钝化、等离子处理或者刻蚀,以便有针对性地调节跨接元件9的电阻。此外,通过跨接层9A的长度L可以有针对性地影响跨接元件9的电阻。

图2中示出的根据另一实施例的光电子半导体芯片1具有带有凹处10的半导体层序列2。凹处10在环周侧通过半导体层序列2的内面2D限界并且还通过半导体层序列2的底面2E限界。凹处10从第一主面2A穿过第一半导体区域3和有源区5延伸至第二半导体区域4。尤其是,凹部10居中地设置。此外,凹部10构成为是截锥形的。在内面2D上设置有跨接元件9。跨接元件9具有跨接层9A,所述跨接层覆盖有源区5。

在第一主面2A上设置有第一接触部7。第一接触部7作为覆层施加到第一主面2A上。此外,第二接触部8设置在半导体层序列2的底面2E上并且尤其作为覆层施加到其上。跨接层9A从第一接触部7经由内面2D延伸至第二接触部8。跨接层9A可以有利地具有已经结合图1的实施例阐述的材料和所描述的电流电压特性。在正常运行中,因此,电流主要流动经过有源区5,而在过压的情况下电流经由跨接元件9导出并且由此保护有源区5。

半导体层序列2设置在载体6上,所述载体尤其与用于半导体层序列2的生长的生长衬底不同。优选地,载体6由金属或金属化合物形成。例如,载体6可以通过金属初始层的电镀增强来制成。载体6有利地是导电的并且用于电接触第二接触部8。载体6可以伸展至凹部10中。

半导体芯片1具有绝缘层11,所述绝缘层在表面上覆盖载体6,所述表面朝向第一主面7和内面2D。绝缘层11妨碍第一接触部7和载体6之间的电连接。

在该实施例中,在有源区5中产生的辐射大部分穿过第二主面2B从半导体芯片1中耦合输出。有利地,半导体层序列2在第二主面2B上具有结构化部、尤其粗化部。由此可以改进耦合输出效率。

在图1和2中示出的实施例中,跨接元件9或跨接层9A分别设置在半导体层序列2上。

在图3中示出图1和2中示出的实施例的可能的变型形式。在此,有源区5可以侧向地借助电绝缘覆层12覆盖,所述覆层12设置在半导体层序列2和跨接元件9之间,使得有源区5与跨接元件9电绝缘。

图4示出半导体芯片在有源区5的区域中的一部分,例如根据图1和2示出的实施例的半导体芯片。跨接元件9通过跨接层9A和半导体层序列2的共同作用可以具有非线性的电阻和欧姆电阻。例如,非线性的电阻可以具有肖特基二极管的特征。在等效电路图中,跨接元件9的电流电压特性可以通过欧姆电阻和与欧姆电阻串联的二极管来示出。此外,有源区5的电流电压特性可以通过二极管示出。对于半导体芯片1,从中得到电路方面的布置,其中二极管与肖特基二极管反并联并且与欧姆电阻并联连接(参见图5A)。

此外,跨接元件9可以具有变阻器的特征,使得得到电路方面的布置,其中二极管与变阻器并联连接(参见图5B)。

在图6中示出光电子半导体芯片1的另一实施例。在此,半导体层序列2在载体侧通电。尤其是,载体6是导电的并且用于电接触这两个半导体区域3、4中的一个、优选用于电接触第二半导体区域4。对此,载体6与第二接触部8电连接。第二接触部8包括接触层8A,所述接触层与载体6电和机械连接并且在朝向半导体层序列2的前侧的表面上覆盖所述载体。此外,第二接触部8包括多个接触元件8B,所述接触元件与接触层8A连接并且横向于、尤其垂直于所述接触层设置。

半导体层序列2具有多个凹部10,所述凹部从第一主面2A穿过第一半导体区域3和有源区5延伸至第二半导体区域4中。优选地,在每个凹部10中设置有接触元件8B。

此外,半导体芯片1具有第一接触部7,所述第一接触部包括接触层7A和接触盘7B。接触层7A设置在第二接触部8的接触层8A和半导体层序列2之间。尤其是,第一接触部7的接触层7A与第一半导体区域3直接接触。有利地,接触层7A用于电接触第一半导体区域3。

接触层7A具有多个开口13,其中尤其各一个开口13设置在凹部10的区域中。优选地,第二接触部8的各一个接触元件8B延伸穿过接触层7A的开口13。

半导体芯片1具有跨接元件9,所述跨接元件包括跨接层9A,所述跨接层设置在第一接触部7的接触层7A和第二接触部8的接触层8A之间。跨接元件9和/或跨接层9A可以借助电子陶瓷材料和/或金属氧化物形成。因此,在正常运行中,这两个接触层7A、8A通过跨接层9A彼此电绝缘。

跨接元件9包括另外的跨接层9A,所述跨接层设置在凹部10和开口13中。尤其是,每个接触元件8B在环周侧由跨接层9A包围。由此,每个接触元件8B在环周侧在正常运行中与接触层7A和半导体层序列2电绝缘。

接触盘7B设置在接触层7A的子区域上,所述子区域突出于半导体层序列2。接触盘7B可以与电导体14连接。

在图7中示出光电子半导体芯片1的另一实施例。在此,半导体层序列2如在图6中示出的实施例那样在载体侧通电。当然,载体6电绝缘地构成。第一和第二接触部7、8分别具有接触层7A、8A,所述接触层设置在载体6上并且突出于半导体层序列2。在接触层7A、8A的未被半导体层序列2覆盖的自由区域上,所述接触层可以分别与电导体14连接。

在该实施例中,跨接元件9形成用于第二接触部8的几乎完整的封装件。仅接触层8A的与电导体14连接的自由区域以及接触元件8B的端部未被跨接元件9覆盖,使得在正常运行中电流经由电导体14和第二接触部8可以馈入到第二半导体区域4中。

光电子半导体芯片1的其中在载体侧对半导体层序列2通电的另一实施例在图8中示出。在此,载体6包括基本体15以及用于电接触第一接触部7的第一连接元件16和用于电接触第二接触部8的第二连接元件17。这两个连接元件16、17分别包括联接层16A、17A和多个穿通接触部16B、17B。连接层16A、17A设置在基本体15的背离半导体层序列2的后侧的表面上。穿通接触部16B、17B从基本体15的朝向半导体层序列2的前侧的表面延伸至基本体15的后侧的表面。经由连接元件16、17可以对半导体层序列2通电。优选地,基本体15包含电绝缘材料。

跨接元件9设置在第一接触部7和第二接触部8之间以及第二接触部8和半导体层序列2之间并且在正常运行中起绝缘体作用。在过压的情况下,跨接元件9变得导电,使得电荷可以经由跨接元件9和载体6从半导体芯片1导出。

在图9中示出的光电子半导体芯片1的实施例示出跨接元件9的变型形式,所述变型形式也图6至8中示出的实施例中可以考虑。

在此,在环周侧包围接触元件8B的跨接层9A通过钝化层18取代。尤其是,钝化层18在正常运行中而且在过压的情况下不导电,使得在过压时电荷仅可以经由设置在这两个接触层7、8之间的跨接元件9导出。

替选地,设置在这两个接触层7A、8A之间的跨接层9A可以通过钝化层18取代,如这在图10中示出的光电子半导体芯片1的实施例中示出。

在图11至13中示出光电子半导体芯片1的另外的实施例,所述光电子半导体芯片在载体侧被通电。此外,根据图11至13中示出的实施例的跨接元件9以结构化的方式构成。尤其是,跨接元件9具有多个跨接区域9B,所述跨接区域通过中间空间19彼此分开。跨接区域9B在所示出的实施例中设置在第一主面2A上,使得第一主面2A部分地由跨接区域9B覆盖。例如,这两个接触部7、8中的一个、优选地第一接触部7延伸至中间空间19中。为了减小接触电阻,可以将导电层20设置在半导体层序列2和设置在中间空间19中的接触部7、8之间。优选地,导电层20由透明导电氧化物形成。在正常运行中,经由中间空间19将电流注入到半导体层序列2中。在达到击穿电压时,还经由跨接区域9B导出放电脉冲,使得可以保护有源区5。

在图11中示出的实施例中,在中央部位处将凹部10设置在半导体层序列2中,在所述半导体层序列中设有第二接触部8的一部分。此外,第一接触部7具有带有开口13的接触层7A,在所述开口中设置有第二接触部8的另一部分。第二接触部8延伸至设置在载体6上的连接层17A并且与所述联接层机械和电连接。尤其是,连接层17A同时用于将半导体层序列2固定在载体6上。尤其是,载体6是导电的。

在第一接触部7和载体6之间设置有跨接元件9的跨接层9A,使得第一接触部7在正常运行中与载体6电绝缘。接触区域7B设置在接触层7A的未被半导体层序列2覆盖的区域上。在该实施例中,第一接触部除了接触层7A外还具有另外的层22,所述另外的层尤其是反射性的。也在第二接触部8和包围第二接触部8的跨接层9A之间可以设置有反射层22。整体上,可以通过反射层22改进经由第二主面2B发射的辐射的耦合输出效率。

在图12中示出的实施例中,这两个接触部的接触区域7B、8C在半导体层序列2的侧向设置在相对置的侧上。在此,载体6尤其可以构成为是电绝缘的。

在图13中示出的实施例中,第一接触部7与载体6导电连接。此外,载体6尤其是导电的,使得半导体层序列2可以经由载体6和第一接触部7电连接。

在图14中示出光电子半导体芯片1的另一实施例,其中跨接元件9设置在载体侧。尤其是,跨接元件9具有跨接层9A,所述跨接层形成载体6的基本体15。连接元件16、17的穿通接触部嵌入基本体15中。

在图15中示出的载体6的实施例中,跨接元件9设置在载体侧。跨接元件9是载体6的一部分并且设置在基本体15的前侧表面上。在跨接元件9上可以设置有半导体层序列。替选地,跨接元件9可以设置在基本体15的后侧表面上,所述后侧表面在制成的半导体芯片中背离半导体层序列。连接元件的穿通接触部16B、17B嵌入跨接元件9中。例如,载体6由半导体材料、优选硅构成。

在图16中示出跨接元件9的一个实施例,所述跨接元件将第一接触部的接触区域7B与第二接触部的接触元件8B连接或将两个穿通接触部16B、17B彼此连接。跨接元件9具有多个跨接层9A,所述跨接层分别通过边界面9C彼此分开。尤其是,材料添加物在边界面9C处的浓度高于在邻接的跨接层9A中的浓度。在达到击穿电压时,尤其横向于、优选垂直于边界面9C(参见箭头)进行击穿。在该实施例中,击穿沿水平方向进行。水平方向优选平行于载体延伸的平面伸展。

在图17中示出跨接元件9的实施例,其中在竖直方向上进行击穿(参见箭头)。竖直方向尤其垂直于载体延伸的平面伸展。跨接元件9将第一接触部的接触层7A与第二接触部的接触层8A连接或将第一连接元件的连接层16A与第二连接元件的连接层17A连接。跨接元件9具有多个跨接层9A,所述跨接层分别通过边界面9C彼此分开。尤其是,材料添加物在边界面9C处的浓度高于在邻接的跨接层9A中的浓度。

在图18中示出具有多个半导体层堆叠200的布置的实施例,所述半导体层堆叠设置在共同的载体6上。各个半导体层堆叠200具有与已经描述的半导体芯片类似的结构。在半导体层堆叠200和载体6之间设置有导电的联接层21。所述连接层将一个半导体层堆叠200的第一接触部7与相邻的半导体层堆叠200的第二接触部8连接。由此,半导体层堆叠200串联连接。尤其是,跨接元件9设置在联接层21和各接触部7、8之间,所述接触部邻接于联接层21。

本申请要求德国专利申请102013112881.5的优先权,其公开内容通过参考并入本文。

本发明不受限于根据所述实施例进行的描述。相反,本发明包括各个新的特征以及特征的各个组合,这尤其包含权利要求中的特征的各个组合,即使所述特征或所述组合本身没有在权利要求或实施例中明确地说明时也是如此。

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