[發(fā)明專利]光電子半導(dǎo)體本體及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110105907.0
• 申請日: 2008-04-24
• 公開（公告）號: CN102176502A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·英格爾;P·羅德;L·霍佩爾;M·薩巴蒂爾
• 申請（專利權(quán)）人: 奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/46;H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江

本申請是申請人奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司于2009年10月23日提交的、發(fā)明名稱為“光電子半導(dǎo)體本體及其制造方法”的中國專利申請No.200880013521.3的分案申請。

本專利申請要求德國專利申請102007019773.1和102007022947.1的優(yōu)先權(quán)，它們的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

本發(fā)明涉及一種光電子半導(dǎo)體本體和一種用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法。

本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種具有改進(jìn)的效率和/或改進(jìn)的電特性的光電子半導(dǎo)體本體。

這些任務(wù)通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的光電子半導(dǎo)體本體以及用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法來解決。

本發(fā)明的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案分別在從屬權(quán)利要求中說明，它們的公開內(nèi)容特此被明確地結(jié)合于說明書中。

根據(jù)本發(fā)明的光電子半導(dǎo)體本體具有半導(dǎo)體層序列，該半導(dǎo)體層序列包含適于產(chǎn)生電磁輻射的有源層。

有源層具有pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱(SQW，single?quantum?well)或者多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)用于產(chǎn)生輻射。名稱量子阱結(jié)構(gòu)在此并未闡明量子化的維度方面的含義。由此，其尤其是包括量子槽、量子線和量子點(diǎn)以及這些結(jié)構(gòu)的任意組合。MQW結(jié)構(gòu)的例子在出版物WO?01/39282、US5,831,277、US6,172,382?B1和US5,684,309中進(jìn)行了描述，它們的公開內(nèi)容就此而言通過引用結(jié)合于此。

半導(dǎo)體本體被設(shè)置用于從正面發(fā)射電磁輻射。在與正面對置的背面上布置有第一和第二電連接層。第一和第二電連接層借助分離層來彼此電絕緣。

在此，“在與正面對置的背面上布置”表示半導(dǎo)體層序列的第一或第二電連接層的至少一部分在從正面向背面的方向上跟隨。然而并不需要將整個(gè)第一或第二電連接層布置在背面上。而是第二電連接層的部分區(qū)域從背面穿過有源層的貫通部朝著正面的方向延伸。然而第一電連接層、第二電連接層和分離層被構(gòu)建為使得它們特別是在背面上橫向地重疊。

在半導(dǎo)體本體的一個(gè)擴(kuò)展方案中，第一和/或第二電連接層將從有源區(qū)朝著背面的方向發(fā)射的電磁輻射的部分向正面的方向反射。

有利的是，半導(dǎo)體層序列的發(fā)射光的正面沒有電接觸部、如接合焊盤。以這種方式來降低由于電接觸部而遮擋和/或吸收由有源區(qū)在工作中發(fā)射的電磁輻射的一部分的風(fēng)險(xiǎn)。例如可以有利地省去與在半導(dǎo)體層序列的正面上制造這種接觸部關(guān)聯(lián)的費(fèi)事的方法步驟，譬如將半導(dǎo)體層序列的正面?zhèn)鹊谋砻鎾伖猓?或制造具有大的厚度但是具有小的橫向延伸的金屬接片用于擴(kuò)展電流，和/或可以有利地省去限制或者防止電流注入電接觸部之下的半導(dǎo)體層序列的區(qū)域中的措施，譬如在接觸部之下構(gòu)建電絕緣層、肖特基勢壘和/或離子注入?yún)^(qū)域。

在另一擴(kuò)展方案中，半導(dǎo)體本體是薄膜發(fā)光二極管芯片。特別地，其在其背面上具有支承襯底。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，第一和第二連接層至少部分地被布置在半導(dǎo)體層序列和支承襯底之間。

薄膜發(fā)光二極管芯片的特征在于以下表征特征中的至少一個(gè)：

-在產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體層序列的朝向支承元件、特別是支承襯底的主面上施加或者構(gòu)建有反射層，該反射層將在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分反射回該半導(dǎo)體層序列中，其中產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體層序列特別是產(chǎn)生輻射的外延層序列；

-薄膜發(fā)光二極管芯片具有支承元件，該支承元件并不是其上外延生長了半導(dǎo)體層序列的生長襯底，而是獨(dú)立的支承元件，該支承元件事后被固定在半導(dǎo)體層序列上；

-半導(dǎo)體層序列具有在20μm或更小的范圍內(nèi)的厚度，尤其是在10μm或更小的范圍內(nèi)的厚度；

-半導(dǎo)體層序列沒有生長襯底。在此，“沒有生長襯底”表示必要時(shí)為了生長而使用的生長襯底被從半導(dǎo)體層序列去除或者至少被大大薄化。特別地，該生長襯底被薄化為使得其本身或者僅僅與外延層序列一同不是自支承的。被大大薄化的生長襯底的殘留部分特別不適合作為這種用于生長襯底功能的襯底；以及

-半導(dǎo)體層序列包含具有至少一個(gè)如下的面的至少一個(gè)半導(dǎo)體層：該面具有混勻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在理想情況下導(dǎo)致光在半導(dǎo)體層序列中的近似各態(tài)歷經(jīng)的分布，也就是說，其具有盡可能各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)的散射特性。

薄膜發(fā)光二極管芯片的基本原理例如在I.Schnitzer等人于1993年10月18日在Appl.Phys.Lett.63(16)的第2174-2176頁中進(jìn)行了描述，其就此而言的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。在出版物EP0905797?A2和WO?02/13281?A1中描述了薄膜發(fā)光二極管芯片的例子，它們就此而言的公開內(nèi)容同樣通過引用結(jié)合于此。