光电子半导体芯片和用于其制造的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光电子半导体芯片以及一种用于制造光电子半导体芯片的方法。
【背景技术】
[0002]在发射辐射的半导体芯片中，接触指结构能够设为用于均匀的电流注入。然而这种设置在辐射出射面上的金属的接触结构妨碍从器件中辐射耦合输出。
【发明内容】
[0003]目的是，提出一种半导体芯片，所述半导体芯片的特征在于均匀的电流注入和同时良好的辐射耦合输出特性。此外，应提出一种方法，借助所述方法能够可靠地制造这种半导体芯片。
[0004]根据一个实施方式，光电子半导体芯片具有半导体本体和载体，在所述载体上设置半导体本体。半导体本体具有半导体层序列，所述半导体层序列具有设为用于产生或接收辐射的有源区域、第一半导体层和第二半导体层。有源区域设置在第一半导体层和第二半导体层之间。第一半导体层设置在有源区域的背离载体的一侧上。在半导体本体中构成沟槽结构，所述沟槽结构穿过第二半导体层和有源区域延伸进入到第一半导体层中。在载体和半导体本体之间构成具有多个接触接片的电接触结构。接触接片在沟槽结构中与第一半导体层导电连接。
[0005]半导体本体沿垂直于半导体层序列的半导体层的主延伸平面伸展的竖直方向优选在背离载体的第一主面和朝向载体的第二主面之间延伸。第一半导体层和第二半导体层关于其导电类型适当地彼此不同。例如，第一半导体层能够构成为是η型导电的并且第二半导体层能够构成为是P型导电的或者相反。第一半导体层、第二半导体层和/或有源区域能够多层地构成。
[0006]借助于在半导体本体的第二主面中构成的沟槽结构能够在后侧接触第一半导体层。沟槽结构沿竖直方向终止于第一半导体层。在半导体芯片的俯视图中，半导体本体、尤其是第一半导体层遮盖沟槽结构和接触接片。半导体本体的用作为辐射穿透面的第一主面能够构成为不具有外部接触部。因此，能够避免通过接触结构造成遮暗的风险。
[0007]通常，将沟槽结构理解成下述结构，所述结构至少局部地沟槽形地构成。沟槽形表示:结构至少局部地沿着纵向方向与垂直于纵向方向伸展的横向方向相比具有更大的扩展。优选地，沿沟槽结构的至少一个沟槽的纵向方向的扩展至少局部地是沿横向方向的相关的扩展的至少两倍大，尤其优选至少为十倍大。
[0008]在一个优选的设计方案中，接合层邻接于第二主面。借助于接合层能够电接触第二半导体层。优选地，接触结构和接合层在半导体芯片的俯视图中彼此无叠加地设置。这就是说，在半导体芯片的任何位置上都不存在接合层和接触结构。换言之，第二主面分成用于接触第一半导体层的区域和用于接触第二半导体层的区域。
[0009]接触结构适当地连续地构成。因此，简化经由接触结构进行外部接触。此外，优选地，接合层也连续地构成。替选地，接合层尤其能够借助于沟槽结构分成彼此间隔开的区域，所述区域经由其他的层彼此导电连接。
[0010]接触接片优选包含下述材料，所述材料对于在有源区域中在运行中产生的或要检测的辐射具有高的反射率。在紫外和可见光谱范围中，例如银、铑和铱的特征能够在与高的反射率。替选地或补充地，但是也能够使用其他的材料，例如铝、钯、镍或铬或具有至少一种上述金属的金属合金。在红外光谱范围中，例如金的特征在与高的反射率。
[0011]在另一优选的设计方案中，接触结构具有接触区域，所述接触区域与接触接片导电连接。接触区域沿横向方向设置在半导体本体旁边。换言之，接触区域不由半导体本体遮盖。接触接片的横向扩展优选至少局部地随着距接触面的间距增大而减小。优选地，接触接片的横截面面积匹配于在相应的部位上出现的电流密度。典型地，电流密度靠近接触区域是最高的并且随着距接触区域的间距增大而减小。在接触区域上能够构成接触面，以用于例如借助于接合线连接在外部电接触半导体芯片。
[0012]对于接触结构的设计方案，不同的几何形状能够是适当的。在接触区域定位在半导体芯片的角区域中时，接触接片例如能够放射状地设置，其中相互相邻的接触接片分别彼此围成锐角，例如在10°和50°之间的角度，其中包括边界值。
[0013]在另一设计方案变型形式中，接触接片中的一个接触接片是主接片，其他的接触接片从所述主接片分支。主接片在半导体芯片的俯视图中能够尤其沿着半导体芯片的对角线伸展。优选地，在半导体芯片的俯视图中，其他的接触接片分别在主接片的两侧上分支。
[0014]其他的接触接片能够至少局部地或沿着其整个长度倾斜于主接片伸展。例如，其他的接触接片能够相对于主接片以在10°和60°之间、例如45°的角度设置，其中包括边界值。此外，其他的接触接片中的至少两个接触接片或所有其他的接触接片能够彼此平行地伸展。其他的接触接片能够直线地、即不弯曲或弯折地伸展。替选地，其他的接触接片也能够具有子区域，所述子区域相对于主接片以不同的角度伸展。例如，两个直的子区域能够经由弯折部或弯曲区域彼此连接。
[0015]在一个优选的设计方案中，第二半导体层直接邻接于接触结构。在第二半导体层中优选构成与其余的第二半导体层相比具有减小电导率的区域。
[0016]借助于所述区域，能够避免接合层和接触结构之间的电短路。换言之，所述区域将与第二半导体层的与接合层连接的部分与半导体层的邻接于接触结构的区域尤其在沟槽结构的区域中分开。
[0017]替选地或附加地，在第二半导体层和接触结构之间能够设置有绝缘层，所述绝缘层将接触结构与第二半导体层电绝缘。在该情况下能够放弃第二半导体层的减小电导率的区域。
[0018]沿横向方向、即在半导体层序列的半导体层的主延伸平面伸展的方向上，半导体本体优选通过侧面限界。侧面能够相对于横向方向垂直地或倾斜地构成。
[0019]在一个优选的改进方案中，半导体本体的邻接于侧面的边缘区域是电去激活的。这就是说，在该区域中对半导体本体的材料进行处理，使得所述材料仅具有相对小的电导率。优选地，半导体本体的全部邻接于侧面的材料至少在有源区域的高度上是电去激活的。因此，能够避免电短路的风险。在该情况下能够弃用覆盖侧面的钝化层。
[0020]但是对邻接于侧面的材料的电去激活替选地或补充地，也能够设有这种钝化层。
[0021]在用于制造多个光电子半导体芯片的方法中，根据一个实施方式，提供具有第一半导体层、有源区域和第二半导体层的半导体层序列。半导体层序列例如能够在用于半导体层序列的外延沉积的生长衬底上或在辅助载体上提供。构成沟槽结构，所述沟槽结构穿过第二半导体层和有源区域延伸进入到第一半导体层中。构成具有多个接触接片的接触结构，其中接触接片在沟槽结构中与第一半导体层导电连接。半导体层序列固定在载体上。将载体连同在载体上固定的半导体层序列分割成多个半导体芯片。
[0022]因此，在将半导体层序列固定在载体上之前，能够构成接触结构。载体与用于半导体层序列的生长衬底不同进而能够与其作为外延生长衬底的能力无关地进行关于其他标准选择，例如关于高的电导率和/或热导率。
[0023]在一个优选的设计方案中，将半导体层序列在分割成多个半导体本体之前结构化。半