[發(fā)明專利]光電子半導(dǎo)體芯片以及基于AlGaN的中間層的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080060178.5
• 申請(qǐng)日: 2010-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102687289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬蒂亞斯·彼得;托比亞斯·邁耶;尼古勞斯·格邁因維澤;瀧哲也;漢斯-于爾根·盧高爾;亞歷山大·沃爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/32;H01L33/02;H01L33/22;H01L33/16;H01L33/12
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

1.光電子半導(dǎo)體芯片(100)，具有基于GaN、InGaN、AlGaN和/或InAlGaN的、外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層序列(1)，

所述半導(dǎo)體層序列包含：

-p摻雜的層序列(2)，

-n摻雜的層序列(4)，

-有源區(qū)(3)，所述有源區(qū)設(shè)置用于產(chǎn)生電磁輻射并位于所述p摻雜的層序列(2)與所述n摻雜的層序列(4)之間，和

-至少一個(gè)基于Al_xGa_1-xN的中間層(5)，其中0<x≤1，所述中間層與所述n摻雜的層序列(4)位于有源區(qū)(3)的同一側(cè)，

其中適用下述情況中的至少一種：

-所述中間層(5)具有突出部(50)，所述突出部延伸到所述半導(dǎo)體層序列(1)的與所述中間層(5)鄰接的層(4,7,15,17)中的裂縫和/或孔(14)中，其中所述突出部(50)至少部分地與所述裂縫和/或孔(14)的邊界面直接接觸，并且至少一部分或全部所述裂縫和/或孔(14)被所述中間層(5)完全覆蓋，和/或

-通過(guò)所述中間層(5)，沿著所述半導(dǎo)體層序列(1)的生長(zhǎng)方向減小所述裂縫和/或孔(14)的尺寸，其中至少一部分所述裂縫和/或孔(14)在所述中間層(5)的兩側(cè)延伸。

2.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中尤其對(duì)于流體而言，所述中間層(5)的化學(xué)品比透過(guò)率低于所述半導(dǎo)體層序列(1)的與所述中間層(5)鄰接的層(4,7,15,17)的化學(xué)品比透過(guò)率，和/或，其中所述中間層(5)對(duì)流體化學(xué)品是不可透過(guò)的。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述中間層(5)或多個(gè)所述中間層(5)之一的摻雜物濃度在4×10¹⁸/cm³和5×10¹⁹/cm³之間，其中包括邊界值，且所述摻雜物是Si。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述中間層(5)或多個(gè)所述中間層(5)之一未摻雜。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中0.03<x<0.5，且所述光電子半導(dǎo)體芯片包含所述中間層(5)中的剛好一個(gè)或剛好兩個(gè)。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述中間層(5)的厚度(T)在15nm和250nm之間，其中包括邊界值。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述中間層(5)或多個(gè)所述中間層(5)中的至少一個(gè)是未中斷的、連續(xù)的層。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中在多個(gè)所述中間層(5)中的兩個(gè)之間存在并且直接與其鄰接有所述n摻雜的層序列(4)的基于GaN、摻雜物濃度至少為5×10¹⁸/cm³的n摻雜的電流擴(kuò)展層(7)。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述半導(dǎo)體層序列(1)的背離所述有源區(qū)(3)的、與所述n摻雜的層序列（4）位于所述有源區(qū)（3）的同一側(cè)上的側(cè)(40)具有平均粗糙度在0.4μm和4.0μm之間的粗化部(8)，其中包括邊界值。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述有源區(qū)(3)被電穿通接觸部(10)穿透。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中電穿通接觸部(10)穿透多個(gè)所述中間層(5)之一，而多個(gè)所述中間層(5)中的另一個(gè)是未中斷和連續(xù)的。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所述半導(dǎo)體層序列(1)的總厚度(G)在1.0μm和10.0μm之間，其中包括邊界值。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體芯片(100)，其中所有為所述半導(dǎo)體芯片(100)供電的電接觸部(12)均位于所述p摻雜的層序列(2)的背離所述有源區(qū)(3)的側(cè)(20)處。

14.基于Al_xGa_1-xN的中間層(5)的應(yīng)用，其中0.03<x<1，所述中間層在基于GaN、InGaN、AlGaN和/或InAlGaN的、外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層序列(1)中用作所述半導(dǎo)體層序列(1)的與所述中間層(5)鄰接的層(4,7,15,17)中的孔和/或裂縫(14)的封閉層，其中所述孔和/或裂縫(14)的橫向伸展最大為0.40μm，

其中適用下述情況中的至少一種：

-所述中間層(5)的突出部(50)延伸到鄰接的所述層(4,7,15,17)的所述裂縫和/或孔(14)中，并且所述突出部(50)至少部分地與所述裂縫和/或孔(14)的橫向邊界面直接接觸，并且至少一部分或全部所述裂縫和/或孔(14)被所述中間層(5)完全覆蓋，和/或

-通過(guò)所述中間層(5)，沿著所述半導(dǎo)體層序列(1)的生長(zhǎng)方向減小所述裂縫和/或孔(14)的尺寸，其中至少一部分所述裂縫和/或孔(14)在所述中間層(5)的兩側(cè)延伸。