光電子半導體芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]提出一種光電子半導體芯片。
【背景技術】
[0002]文獻W0 2012/171817描述了一種光電子半導體芯片。

【發明內容】

[0003]待實現的目的在于:提出一種光電子半導體芯片，所述光電子半導體芯片具有改進的效率以及改進的小電流特性。
[0004]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，光電子半導體芯片包括半導體本體。半導體本體例如通過II1-1V半導體材料、例如通過氮化物-化合物半導體材料形成。半導體本體包括η型傳導的區域、ρ型傳導的區域和位于其間的有源區域，所述有源區域設置用于產生電磁輻射。η型傳導的區域和ρ型傳導的區域例如通過相應地摻雜半導體本體的半導體材料產生。
[0005]在半導體本體的有源區域中產生的電磁輻射例如是UV輻射、紅外輻射和/或可見光。電磁輻射例如通過給有源區域通電產生。電磁輻射至少部分地穿過半導體本體的外面離開半導體本體。
[0006]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，光電子半導體芯片包括第一鏡層，所述第一鏡層設置用于反射在有源區域中產生的電磁輻射。第一鏡層例如設置在半導體本體的第一主面上。在運行時在有源區域中產生的電磁輻射的大部分隨后穿過與第一主面相對置的第二主面離開光電子半導體芯片。在此，在半導體本體的有源區域中產生的電磁輻射部分地射到第一鏡層上并且從該鏡層處沿著朝向半導體本體的外面的方向、尤其沿著朝向第二主面的方向反射，在該處所述電磁輻射隨后部分地射出。
[0007]鏡層尤其以金屬構成。鏡層例如包含下述金屬中的一種或由其構成:銀、鋁。這些金屬對于可見光具有良好至非常好的反射率，然而具有下述缺點:尤其當存在電磁場時，如在光電子半導體芯片運行時是這種情況，所述金屬傾向于擴散或者電子迀移。此外，這些金屬尤其會在潮濕的環境中氧化，這隨著運行時間增長越來越減小反射率從而越來越減小半導體本體的效率。
[0008]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，光電子半導體芯片包括至少三個封裝層。光電子半導體芯片能夠包括第一封裝層、第二封裝層以及第三封裝層。所述至少三個封裝層分別電絕緣地構成并且為此通過電絕緣的材料形成。封裝層能夠分別包括一個或多個層。不同的封裝層彼此間的區別在于其不同的制造方法和/或不同的材料組成和/或在光電子半導體芯片中的不同的設置。
[0009]封裝層尤其設置用于:禁止材料從第一鏡層擴散到光電子半導體芯片的其它區域中，和/或阻礙或防止大氣氣體和/或濕氣滲透至第一鏡層，和/或使光電子半導體芯片的一些區域與光電子半導體芯片的其它區域電絕緣。
[0010]根據光電子半導體芯片的至少一個設施方式，第一鏡層設置在ρ型傳導的區域的下側上。Ρ型傳導的區域的下側例如是半導體本體的背離η型傳導的區域的側。鏡層能夠與Ρ型傳導的區域直接接觸。第一鏡層因此尤其也用于將電流在光電子半導體芯片運行時饋入到Ρ型傳導的區域中。
[0011]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，有源區域設置在Ρ型傳導的區域的背離第一鏡層的側上，并且η型傳導的區域設置在有源區域的背離ρ型傳導的區域的側上。這是指:有源區設置在Ρ型傳導的區域和η型傳導的區域之間，其中在ρ型傳導的區域的背離η型傳導的區域的下側上設置第一鏡層。
[0012]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，第一、第二和第三封裝層局部地覆蓋半導體本體的外面。封裝層局部地沿著半導體本體的外面延伸并且封裝層中的至少一個能夠與半導體本體直接接觸。例如，第一封裝層與半導體本體局部地直接接觸。
[0013]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，第三封裝層完全地遮蓋第一鏡層的背離η型傳導的區域的側并且局部地與第一鏡層直接接觸。在此可行的是，局部地在第三封裝層和第一鏡層之間設置至少一個其它的層、例如金屬層。然而存在至少一個如下區域，在所述區域中，第三封裝層與第一鏡層直接接觸。在該處，第三封裝層例如能夠直接施加到鏡層上。第三封裝層無間隙地遮蓋鏡層的背離Ρ型傳導的區域的側，其中鏡層例如在其朝向Ρ型傳導的區域的下側上直接鄰接于Ρ型傳導的區域并且第一鏡層的其余露出的外面由第三封裝層包圍。
[0014]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，第二封裝層和第三封裝層在第一鏡層的側向的區域中局部地彼此直接接觸。在第一鏡層的側向的區域例如是如下區域，所述區域沿著橫向方向與第一鏡層間隔開地設置。橫向方向是如下方向，所述方向平行于第一鏡層的主延伸平面伸展。以在鏡層的側向、尤其以與第三封裝層和第一鏡層彼此直接接觸的區域間隔開的方式，第二封裝層和第三封裝層彼此直接接觸。
[0015]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，第三封裝層和第二封裝層是ALD層。這是指:至少這兩個封裝層，必要時還有其它的封裝層、例如第一封裝層是如下層，所述層通過ALD(原子層沉積，Atomic Layer Deposit1n)法制造。借助于ALD法能夠產生非常薄的層，所述層具有多晶或者非晶結構。因為借助于ALD制造的層與反應周期的數量成比例地增長，所以對這種ALD層的層厚度的精確控制是可行的，其中借助于所述反應周期制造層。借助于ALD法能夠制造尤其均勻的層，這是指:制造厚度尤其均勻的和/或材料組成尤其均勻的層。此外，ALD法允許通過單層生長制造非常厚的并且晶形缺陷少的層。
[0016]也就是說，至少第二和第三封裝層借助于ALD法例如Flash-ALD、光誘導的ALD或者另一種ALD法來制造。在此，尤其也能夠使用高溫ALD法，其中封裝層在100°C的或者更高的溫度下沉積。
[0017]借助于ALD法制造的封裝層經由電子顯微鏡的研究和其它半導體技術的分析方法明確地區分于如下層，所述層經由替選的方法例如傳統的CVD(化學氣相沉積，ChemicalVapor Deposit1n)制造。封裝層是ALD層的特征因此是表征特征，所述表征特征在已制成的光電子半導體芯片上是可證明的。
[0018]封裝層通過電絕緣的材料形成，所述封裝層是ALD層，并且所述封裝層例如具有在0.05nm和至多500nm之間的厚度、尤其在至少30nm和至多50nm之間、例如40nm的厚度。封裝層能夠包括多個子層，所述子層相疊地設置。封裝層例如包含下述材料中的一種或者由其構成:Ta205、Al203、AlN、Si02。尤其也可行的是，封裝層包含這些材料的組合，所述封裝層是ALD層。ALD層在此優選不具有二氧化硅和/或氮化硅。
[0019]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，光電子半導體芯片包括半導體本體，所述半導體本體具有η型傳導的區域、設置用于產生電磁輻射的有源區域和ρ型傳導的區域。此外，光電子半導體芯片包括第一鏡層，所述第一鏡層設置用于反射電磁輻射。光電子半導體芯片此外包括第一、第二和第三封裝層，其中封裝層分別通過電絕緣材料形成。第一鏡層設置在Ρ型傳導的區域的下側上，有源區域設置在Ρ型傳導的區域的背離第一鏡層的側上并且η型傳導的區域設置在有源區域的背離ρ型傳導的區域的側上。根據光電子半導體芯片的該實施方式，第一、第二和第三封裝層覆蓋半導體本體的外面，并且第三封裝層完全地遮蓋第一鏡層的背離ρ型傳導的區域的側，其中所述第三封裝層局部地與第一鏡層直接接觸。第二封裝層和第三封裝層在第一鏡層的側向的至少一個區域中局部地彼此直接接觸并且第二和第三封裝層是ALD層。
[0020]在此所描述的光電子半導體芯片此外基于下述考慮:光電子半導體芯片、尤其發光二極管芯片為了確保其耐久性必須被可靠地防護抵御出自周圍環境的濕氣的影響。特別地，光電子半導體芯片中的鏡層例如能夠通過金屬的封裝部來防護免于濕氣侵入或者其它大氣氣體侵入，其中所述鏡層通過傾向于在電場中迀移并且傾向于氧化的材料如銀形成。然而，這種金屬封裝部通常是吸收輻射的從而能夠減少光電子半導體芯片的效率。
[0021]當前，第一鏡層尤其由是ALD層的第三封裝層完全地遮蓋。這是對第一鏡層的尤其有效的保護以防止濕氣和大氣氣體侵入。第一鏡層能夠由于通過ALD層所確保的尤其良好的保護而尤其靠近半導體本體的外側面引導，而可能不會在制造光電子半導體芯片期間損傷第一鏡層。由于由此而可行的第一鏡層的反射面的增大，能夠提高光電子半導體芯片的效率。效率的進一步提高通過如下方式提供:封裝層能夠尤其薄的并且由可透過輻射的材料構成，所述封裝層是ALD層。因此減小了電磁輻射在光電子半導體芯片中的所不期望的吸收。
[0022]根據光電子半導體芯片的至少一個實施方式，半導體芯片包括第二鏡層，所述第二鏡層設置在第三封裝層的背離半導體本體的下側上，其中第二鏡層沿著橫向方向伸出半導體本體的外面。
[0023]第二鏡層能夠通過與第一鏡層相同的材料形成。第二鏡層用于除了光電子半導體芯片的吸收光的區域外反射性地設計從而進一步提高光電子半導體芯片的效率。第二鏡層能夠導電地構成。第二鏡層例如能夠以這種方式與半導體本體的η型傳導的區域導電連接并且除了其光學特性外也用于將電流饋入到半導體本體的η型傳導的區域中。
[0024]封裝層中的至少一些封裝層能夠至少間接地位于第一鏡層和第二鏡層之間。以