[發(fā)明專利]半導(dǎo)體芯片和用于制造半導(dǎo)體芯片的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210270367.6
• 申請(qǐng)日: 2008-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN102779917A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡爾·恩格爾;盧茨·赫佩爾;克里斯托夫·艾克勒;馬蒂亞斯·扎巴蒂爾;安德烈亞斯·魏瑪
• 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): H01L33/40
• 分類號(hào): H01L33/40;H01L33/38;H01S5/00
• 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: 王萍;陳煒

本發(fā)明申請(qǐng)是申請(qǐng)日期為2008年4月24日、申請(qǐng)?zhí)枮椤?00880014836.X”、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體芯片和用于制造半導(dǎo)體芯片的方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片以及一種用于制造半導(dǎo)體芯片的方法。

背景技術(shù)

LED半導(dǎo)體芯片通常具有高的內(nèi)部量子效率。這說明在有源區(qū)中的電子－空穴對(duì)的哪個(gè)部分在發(fā)射輻射的情況下以光子的形式復(fù)合。然而，所產(chǎn)生的輻射通常并不完全從半導(dǎo)體芯片出射，而是部分地例如由于全反射而在半導(dǎo)體芯片的邊界面上向回反射到半導(dǎo)體芯片中并且在其中被吸收。對(duì)于從半導(dǎo)體芯片出射的可用的輻射而言，所產(chǎn)生的光子在半導(dǎo)體芯片中由于吸收損失越多，則半導(dǎo)體芯片的耦合輸出效率越低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種半導(dǎo)體芯片，其中在半導(dǎo)體芯片的工作中耦合輸出效率升高。此外，要提出一種方法，借助該方法可以簡(jiǎn)化地制造具有提高的耦合輸出效率的半導(dǎo)體芯片。

這些任務(wù)通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片或者通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體芯片的方法來解決。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體本體，該半導(dǎo)體本體包括帶有設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)的半導(dǎo)體層序列。在半導(dǎo)體本體上設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)。反射結(jié)構(gòu)具有反射層以及至少局部地設(shè)置在反射層和半導(dǎo)體本體之間的介電層結(jié)構(gòu)。介電層結(jié)構(gòu)具有多個(gè)介電層，借助介電層形成介電反射結(jié)構(gòu)。介電層結(jié)構(gòu)具有凹處。在半導(dǎo)體本體上設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)，該接觸結(jié)構(gòu)設(shè)置在介電層結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)凹處中。

在半導(dǎo)體芯片的工作中在有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射可以被反射結(jié)構(gòu)向回反射到半導(dǎo)體本體中。這樣可以避免在從有源區(qū)出發(fā)來看設(shè)置在反射結(jié)構(gòu)之后的半導(dǎo)體芯片的區(qū)域中的輻射吸收。隨后，輻射可以從半導(dǎo)體芯片中出射。由此，可以提高半導(dǎo)體芯片的耦合輸出效率。

反射層優(yōu)選包括金屬或者金屬合金。例如，反射層可以包含金、銀、鋁、銠、鉑、鈦或者鈀，或者由這種材料構(gòu)成。也可以使用具有所述金屬中的至少之一的金屬合金。

在一個(gè)擴(kuò)展變形方案中，介電層結(jié)構(gòu)恰好包括一個(gè)介電層。這種介電層結(jié)構(gòu)的特征特別在于簡(jiǎn)單的可制造性。

在一個(gè)可替選的擴(kuò)展變形方案中，介電層結(jié)構(gòu)具有多個(gè)介電層。借助介電層可以形成介電反射結(jié)構(gòu)。特別地，介電反射結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建為布拉格反射器。借助這種介電反射結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的高反射率。

以某個(gè)角度（在該角度中介電層結(jié)構(gòu)的反射率比較低）入射到介電層結(jié)構(gòu)上的輻射可以穿過介電層結(jié)構(gòu)并且隨后在反射層上被反射。特別是與介電反射結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)選金屬的或者基于金屬合金的反射層的反射率具有與輻射的入射角比較小的相關(guān)性。通過將介電層結(jié)構(gòu)和反射層結(jié)合，由此可以將入射到反射結(jié)構(gòu)上的輻射的特別大的部分在該反射結(jié)構(gòu)上反射。反射結(jié)構(gòu)對(duì)于有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的反射率可以為80％或者更高，優(yōu)選為90％或者更高，特別優(yōu)選為95％或者更高。

介電層結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)層優(yōu)選包含氧化物譬如SiO₂、氮化物譬如Si₃N₄或者氮氧化物譬如SiON。

半導(dǎo)體本體可以具有側(cè)面，該側(cè)面在橫向方向上形成半導(dǎo)體的邊界、特別是有源區(qū)的邊界。在此，橫向方向理解為如下方向：其沿著半導(dǎo)體層序列的層的主延伸方向。側(cè)面優(yōu)選垂直于或者傾斜于半導(dǎo)體層序列的層的主延伸方向來延伸。

在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，反射結(jié)構(gòu)、特別是介電層結(jié)構(gòu)至少局部地延伸直到半導(dǎo)體本體的形成半導(dǎo)體本體邊界的側(cè)面。特別地，反射結(jié)構(gòu)可以在橫向方向上在半導(dǎo)體本體的整個(gè)環(huán)周上延伸直到側(cè)面，或者必要時(shí)延伸直到其他的分別形成半導(dǎo)體本體邊界的半導(dǎo)體本體的側(cè)面。

此外，反射結(jié)構(gòu)、特別是介電層結(jié)構(gòu)可以在橫向方向上至少局部地尤其是平坦地伸出形成半導(dǎo)體本體邊界的側(cè)面。此外優(yōu)選的是，形成半導(dǎo)體本體的邊界的側(cè)面沒有用于介電層結(jié)構(gòu)的材料。

反射層也可以在橫向方向上至少局部地尤其是平坦地伸出形成半導(dǎo)體邊界的側(cè)面。

在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，在半導(dǎo)體本體上設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)。該接觸結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在半導(dǎo)體本體的與介電層結(jié)構(gòu)相同的側(cè)上。接觸結(jié)構(gòu)用于半導(dǎo)體芯片的外部電接觸。

此外優(yōu)選的是，半導(dǎo)體芯片具有另外的接觸結(jié)構(gòu)。特別地，該另外的接觸結(jié)構(gòu)可以在有源區(qū)的背離接觸結(jié)構(gòu)的側(cè)上設(shè)置在半導(dǎo)體本體上。借助這種接觸結(jié)構(gòu)，可以在半導(dǎo)體芯片的工作中將載流子注入到半導(dǎo)體本體中。