[發明專利]光電半導體芯片和用于制造光電半導體芯片的方法

有效

• 申請號: 201080060293.2
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102687291A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 賴納·布滕戴奇;亞歷山大·沃爾特;馬蒂亞斯·彼得;托比亞斯·邁耶;瀧哲也;胡貝特·邁瓦爾德
• 申請（專利權）人: 歐司朗光電半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/24
• 分類號: H01L33/24;H01L33/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

1.光電半導體芯片（100），具有：

-第一半導體層序列（1），所述第一半導體層序列包括多個微型二極管（11）；和

-第二半導體層序列（2），所述第二半導體層序列包括有源區（12），其中

-所述第一半導體層序列（1）和所述第二半導體層序列（2）基于氮化物-化合物半導體材料，

-所述第一半導體層序列（1）在生長方向上位于所述第二半導體層序列（2）之前，

-所述微型二極管（11）形成對所述有源區（12）的靜電放電保護，并且

-所述微型二極管（11）中的大部分具有同種的電學性質，尤其同種的擊穿特性。

2.根據前一項權利要求所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述微型二極管（11）分別通過V形缺陷形成，其中，所述V形缺陷中的大部分具有相似的尺寸。

3.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述微型二極管（11）中的至少一個包括pn結，

-所述有源區（12）包括至少一個pn結，其中

-所述微型二極管（11）的pn結和所述有源區（12）的pn結被整流，并且

-所述微型二極管（11）的pn結在截止方向上具有比所述有源區（12）的pn結更低的擊穿電壓（UBR）。

4.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述微型二極管（11）中的至少一個包括pn結，

-所述有源區（12）包括至少一個pn結，其中

-所述微型二極管（11）的pn結和所述有源區（12）的pn結被整流，并且

-所述微型二極管（11）的pn結在導通方向上具有比所述有源區（12）的pn結更高的啟動電壓（UF）。

5.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述微型二極管（11）的密度為至少5*10⁷/cm²。

6.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述微型二極管（11）中的至少75%設置在靜電放電層（9）內，所述靜電放電層具有為所述有源區（11）的厚度的至少一半且至多三倍的厚度（d9）。

7.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-在所述微型二極管（11）的截止方向上的靜電放電電壓脈沖（4）至少通過所述微型二極管（11）的50%流出。

8.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述微型二極管（11）中的至少75%分別設置在線性位錯（3）的區域中。

9.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），其中

-所述第二半導體層序列（2）緊接所述第一半導體層序列（1）。

10.根據上述權利要求之一所述的光電半導體芯片（100），所述光電半導體芯片在工作時發射藍光和/或綠光。

11.用于制造光電半導體芯片（100）的方法，具有下述步驟：

-提供生長襯底（7）；

-使第一半導體層序列（1）外延沉積；

-將第二半導體層序列（2）外延沉積到所述第一半導體層序列（1）上；其中

-所述第一半導體層序列（1）包括靜電放電層（9），所述靜電放電層在生長溫度下沉積，在所述生長溫度下，V形缺陷以高密度出現在所述靜電放電層（9）中；并且

-所述第二半導體層序列（2）包括有源區（12）。

12.根據前一項權利要求所述的方法，其中，所述生長襯底包含藍寶石或由藍寶石制成。

13.根據權利要求11或12所述的方法，其中，所述靜電放電層（9）基于GaN，其中，所述靜電放電層在低于900℃的生長溫度下利用具有氮氣載氣的三乙基鎵前驅體生長。

14.根據權利要求11至13所述的方法，其中，制造根據權利要求1至10之一所述的光電半導體芯片（100）。

15.多個V形缺陷用于在光電半導體芯片（100）中形成微型二極管（11）的應用，其中，所述微型二極管（11）相對于具有較少微型二極管（11）的光電半導體芯片（100）提高所述光電半導體芯片（100）的靜電放電強度。