[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?zhí)枺?/td>: 201080060178.5
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102687289A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）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（專利權(quán)）人: 歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/32;H01L33/02;H01L33/22;H01L33/16;H01L33/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

提出了一種具有基于AlGaN的中間層的光電子半導(dǎo)體芯片。還提出了基于AlGaN的中間層的一種應(yīng)用。

待解決的問題是，提出一種對流體化學(xué)品具有高的不可透過性的光電子半導(dǎo)體芯片。

根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，該光電子半導(dǎo)體芯片包含基于GaN、InGaN、AlGaN和/或InAlGaN的、特別是外延生長的半導(dǎo)體層序列?！盎凇北硎舅霭雽?dǎo)體層序列主要包含至少一種所述材料或由其制成。但不排除，半導(dǎo)體層序列可以包含較少量的其他材料、特別是摻雜物。

根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，半導(dǎo)體層序列包含p摻雜的層序列、n摻雜的層序列以及位于p摻雜的層序列和n摻雜的層序列之間的有源區(qū)。術(shù)語“層序列”在此不排除，所述層序列只包含單個的、在物理特性上均勻的層。

“層”尤其應(yīng)理解為如下區(qū)域，該區(qū)域沿與半導(dǎo)體層序列的生長方向垂直的方向在整個半導(dǎo)體層序列上或者在半導(dǎo)體層序列的大部分、例如超過80%上延伸。層可以是半導(dǎo)體層序列的平面狀一體式成形的、垂直于生長方向定向的、具有特定物理特性（例如特定的材料組成）的區(qū)域。不同的層或區(qū)域可以通過清晰的過渡部在平行于生長方向的方向上互相分離。清晰的過渡部尤其表示，層或區(qū)域之間的過渡區(qū)域在其物理特性（例如材料組成）方面在制造公差范圍內(nèi)和/或為晶體結(jié)構(gòu)的最多五個單層、尤其最多兩個單層。

根據(jù)所述光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，有源區(qū)構(gòu)建為在半導(dǎo)體芯片工作中產(chǎn)生紫外、可見和/或近紅外光譜范圍內(nèi)的電磁輻射。在半導(dǎo)體芯片工作期間由有源區(qū)產(chǎn)生的輻射的主波長尤其在380nm和550nm之間（包括邊界值）。主波長是如下波長，在該波長處，在有源區(qū)產(chǎn)生的輻射具有每納米光譜寬度的最大強度。由半導(dǎo)體芯片發(fā)出的，在有源區(qū)產(chǎn)生的輻射另外優(yōu)選是非相干輻射。換句話說，半導(dǎo)體芯片于是構(gòu)造成發(fā)光二極管，而不構(gòu)造成激光二極管或超發(fā)光二極管。

根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，半導(dǎo)體層序列包含基于Al_xGa_1-xN的中間層。x在此大于0并小于1。換句話說，中間層是基于GaN的層，其中由Al原子占據(jù)了一定份額的Ga格點。中間層與n摻雜的層序列位于有源區(qū)的同一側(cè)。

根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，中間層或中間層之一未摻雜?！拔磽诫s”尤其表示，摻雜物濃度小于5×10¹⁶/cm³。中間層可以與n摻雜的層序列直接鄰接。換句話說，中間層的材料于是與n摻雜的層序列的n摻雜材料直接接觸。中間層優(yōu)選位于半導(dǎo)體層序列內(nèi)部，從而中間層未在平行于生長方向的方向上形成半導(dǎo)體層序列的邊界面。

根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，中間層或中間層的至少一個位于n摻雜的層序列內(nèi)部并且本身是n摻雜的?！爸虚g層位于n摻雜的層序列內(nèi)部”表示，所述中間層在兩側(cè)均鄰接n摻雜的層序列的其它n摻雜區(qū)域。于是未通過中間層來在平行于生長方向的方向上形成n摻雜的層序列的邊界面。

根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，中間層的化學(xué)品比透過率低于半導(dǎo)體層序列的與中間層鄰接的區(qū)域或?qū)拥幕瘜W(xué)品比透過率。該至少一個中間層尤其具與整個半導(dǎo)體層序列或整個n摻雜的層序列的最小化學(xué)品比透過率對應(yīng)的化學(xué)品比透過率?！盎瘜W(xué)品比透過率”尤其表示在特定的層厚度和特定的時間間隔下對粘度特別低的流體的透過率?！暗驼扯取笨梢员硎玖黧w的粘度最高為2.5mPas。在此所指的尤其是不分解中間層的流體或化學(xué)品。例如，特別是與剩余的半導(dǎo)體層序列相比，中間層對流體化學(xué)品、例如硝酸是不可透過的。中間層優(yōu)選同樣對蒸汽是不可透過的。另外，中間層優(yōu)選阻止金屬例如銀的擴散，或者，中間層不被擴散的金屬穿透或與半導(dǎo)體層序列的其它層相比被減少地穿透。

在光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式中，它包含基于GaN、InGaN、AlGaN和/或InAlGaN的、優(yōu)選外延生長的半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列包含p摻雜的層序列、n摻雜的層序列和有源區(qū)，有源區(qū)設(shè)置用于產(chǎn)生電磁輻射并位于p摻雜的層序列和n摻雜的層序列之間。另外，此外，半導(dǎo)體層序列包含至少一個基于Al_xGa_1-xN的、未摻雜或n摻雜的中間層，其中0<x<1。中間層優(yōu)選位于半導(dǎo)體層序列的內(nèi)部，并且特別是對于粘度較低的流體尤其具有比半導(dǎo)體層序列的與中間層鄰接的區(qū)域或?qū)拥幕瘜W(xué)品比透過率低的化學(xué)品比透過率。