CN106252482A - 光电子半导体芯片 - Google Patents

光电子半导体芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN106252482A
CN106252482A CN201610650009.6A CN201610650009A CN106252482A CN 106252482 A CN106252482 A CN 106252482A CN 201610650009 A CN201610650009 A CN 201610650009A CN 106252482 A CN106252482 A CN 106252482A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
contact layer
semiconductor body
opto
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610650009.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106252482B (zh
Inventor
马库斯·毛特
卡尔·恩格尔
塞巴斯蒂安·特格尔
罗伯特·沃尔特
约翰内斯·施托克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201110102376 external-priority patent/DE102011102376A1/de
Priority claimed from DE201110109942 external-priority patent/DE102011109942A1/de
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN106252482A publication Critical patent/CN106252482A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106252482B publication Critical patent/CN106252482B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/385—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending at least partially onto a side surface of the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提出一种光电子半导体芯片(10)，所述光电子半导体芯片包括由半导体材料制成的半导体本体(1)、p型接触层(21a)和n型接触层(2)。半导体本体(1)具有设为用于产生辐射的有源层(1a)。半导体本体具有p型侧(1c)和n型侧(1b)，在所述p型侧和n型侧之间设置有有源层(1a)。p型接触层(21a)设为用于电接触p型侧(1c)。n型接触层(2)设为用于电接触n型侧(1b)。n型接触层(2)包含TCO层(2a)和镜面层(2b)，其中TCO层(2a)设置在半导体本体(1)的n型侧(1b)和镜面层(2b)之间。

Description

光电子半导体芯片
本发明申请是于申请日为2012年4月26日提交的、申请号为201280025428.0(国际申请号为PCT/DE2012/100118)以及发明名称为“光电子半导体芯片”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及一种光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片包括半导体本体、p型接触层和n型接触层。
背景技术
作为例如用于基于GaN的半导体本体的n型接触层通常使用钛层和施加到其上的银层。借助这种n型接触层能够实现良好的电学特性和光学特性。然而，在这种n型接触层中，对于良好的光学特性而言需要厚度小于0.5nm的非常薄的钛层，所述钛层是难于制造的并且经受不同的工艺波动。
此外，虽然钛具有相对于n-GaN的好的电接触。然而，钛具有相对差的反射性，以至于由半导体本体发射的光被n型接触层的钛层不利地吸收。与此相反，银对于可见光谱范围中的辐射而言是良好的反射体。然而，银不利地具有相对于n型掺杂的GaN不适宜高的接触电阻。附加地，钛以及钛和银的组合具有不同的能够对半导体芯片不利的特性。例如，钛是非常活性的并且能够容易地氧化，这由于接触电阻的增大能够导致传导性差的电势垒。
发明内容
本申请的目的是，提出一种光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片避免上述缺点，由此有利地得出具有n型接触层的半导体芯片，所述n型接触层具有改进的电学特性并且同时具有改进的光学特性。
所述目的通过具有根据本发明的实施例所述的特征的光电子半导体芯片来实现。半导体芯片的有利的改进形式是如下的描述的主题。
在一个实施形式中，光电子半导体芯片具有由半导体材料制成的半导体本体、p型接触层和n型接触层。半导体本体具有设为用于产生辐射的有源层。半导体本体还具有p型侧和n型侧，在所述p型侧和n型侧之间设有有源层。p型接触层设为用于电接触半导体本体的p型侧。n型接触层设为用于电接触半导体本体的n型侧。n型接触层包括TCO(透明导电氧化物)层和镜面层，其中TCO层设置在半导体本体的n型侧和镜面层之间。
透明导电氧化物是透明的、导电的材料，通常是金属氧化物，例如是氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟、氧化锡铟(ITO)、氧化锌铝(AZO)、氧化锌铟铝(ATO)、氧化锌铟(IZO)、氧化锌镓(GZO)或氧化锡镓(GTO)。除了例如为ZnO、SnO2或In2O3的二元的金属氧化物之外，三元的金属氧化物例如Zn2SnO4、CdSnO3、ZnSnO3、MgIn2O4、GaInO3、Zn2In2O5或In4Sn3O12或不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO族。此外，TCO非强制性地相应于化学计量的组成成分并且也能够是p型掺杂的或n型掺杂的。
将n型侧尤其理解成半导体本体的层的n型掺杂的侧。同样将p型侧理解成半导体本体的层的p型掺杂的侧。
在本发明的半导体芯片中，将通常使用的钛层通过由透明的能导电的氧化物制成的层来替代。在此，TCO层能够具有比迄今应用的钛层显著更大的厚度。这种TCO层与通常使用的钛层相比能够明显更好地受到控制、良好地附着并且实现与由半导体材料制成的半导体本体的良好的电接触。此外，这种TCO层是明显不那么活性的从而更不易受氧化的影响。
借助于具有TCO层的n型接触层，尤其结合接触层的设置在TCO层的背离半导体本体的侧上的高反射率的镜面层、例如银层，能够实现n型接触层与半导体本体的高反射率的欧姆接触。这种n型接触层是可良好复制的，在制造时可良好控制，且具有较小的接触电阻，是不太活性的并且由于稳定的接触电阻能够实现高的产量。由于TCO层对在可见光谱范围中的辐射的透明性，有利地，由半导体芯片发射的辐射没有被n型接触层吸收，使得能够实现改进的辐射效率。
镜面层在材料方面适宜地构成为，使得所述镜面层对于在半导体芯片运行时在有源层中发射的或能够由有源层检测到的辐射而言具有高的反射率、尤其是至少为60％的反射率、优选是至少为80％的反射率。尤其地，金属的镜面层是尤其适合的。
在一个优选的设计方案中，镜面层包含银。镜面层尤其能够由银或包含银的合金制成。银在可见光谱范围和紫外光谱范围中具有高的反射率。与此不同，也能够使用其他的材料，例如铝、铑、钯、镍或铬。对于红外光谱范围而言适合的例如是金。
半导体芯片优选为光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片能够实现将电功率转化成例如恒定的或脉冲的光发射，例如以用于数据传输，或者反之亦然。
例如，光电子半导体芯片是发射辐射的半导体芯片。优选的是，半导体芯片是LED，尤其优选是薄膜LED。在本申请的范围中，将下述LED视作薄膜LED，在所述LED的制造期间将外延生长有半导体本体的生长衬底优选完全剥离。
半导体本体的有源层优选包含pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW，singlequantum well)或多量子阱结构(MQW，multi quantum well)，以用于产生辐射。在此，术语量子阱结构不显示出任何关于量子化的维数的含义。量子阱结构此外包括量子槽、量子线和量子点以及所述结构的任意组合。
半导体本体、尤其是有源层优选包含III/V族半导体材料。III/V族半导体材料尤其适合于在紫外的、经过可见的直至红外的光谱范围中产生辐射。半导体本体具有多个彼此叠加地外延沉积的半导体层，在所述半导体层中设置有有源层。例如，半导体本体的层生长在生长衬底上。在此，有源层将半导体本体的p型掺杂的侧与半导体本体的n型掺杂的侧分离。
在一个改进形式中，p型接触层和n型接触层设置在半导体本体的同一侧上。例如，p型接触层和n型接触层设置在半导体本体的p型侧上。在此，半导体芯片的与接触层相对置的侧优选用作为用于在半导体芯片中所产生的辐射的辐射出射侧。从辐射出射侧中，优选由有源层所产生的辐射的大部分从半导体芯片耦合输出。
因此，半导体芯片优选具有单侧的接触部，使得辐射出射侧不具有接触结构和接触层。由此，有利地，避免半导体芯片的辐射出射侧上的吸收过程，使得能够有利地将遮蔽效应和效率损耗最小化。
在一个改进形式中，p型接触层直接邻接于半导体本体的p型侧，其中n型接触层设置在p型接触层的背离半导体本体的侧上。在p型接触层和n型接触层之间设置有电绝缘层。因此，n型接触层和p型接触层是彼此电绝缘的，使得防止在接触层之间的短路。
因此，在该情况下，布置如下进行：n型接触层、电绝缘层、p型接触层和半导体本体。在此，层竖直地彼此叠置。
电绝缘层例如是钝化层，所述钝化层将p型接触层和n型接触层在空间上和电学上完全彼此分离。p型接触层和n型接触层因此不在任何部位上直接接触。
在一个改进形式中，n型接触层借助于穿通部穿过p型接触层并且穿过半导体本体的p型侧引导到n型侧。与之相应地，p型接触层和p型侧具有穿通部，n型接触层伸入到所述穿通部中。在此，穿通部穿透有源层，使得n型接触层引导直至半导体本体的n型侧。因此，穿通部穿过p型侧和有源层引导到n型侧，其中穿通部附加地伸入到n型侧中并且优选在那里终止。
穿通部在侧向区域上具有电绝缘层，所述电绝缘层将n型接触层与p型接触层和半导体本体的p型侧电绝缘。
因此，p型接触层直接设置在半导体本体的p型侧上并且设为用于直接电接触p型侧。n型接触层与半导体本体以一定间距设置。所述间距通过p型接触层和电绝缘层形成。通过穿通部，半导体本体的n型侧能够借助于n型接触层电接触。
半导体芯片也能够具有多个穿通部，n型接触层分别被引导穿过所述多个穿通部。在此，穿通部彼此间隔开地设置。将穿通部的设置构成为，使得实现半导体本体的n型侧的尽可能均匀的通电，以便确保在有源层中均匀地产生辐射。
在一个改进形式中，n型接触层包含银层，其中n型接触层的TCO层设置在半导体本体的n型侧和n型接触层的银层之间。因此，n型接触层由两个层组成，银层和TCO层。在此，银层形成镜面层，所述镜面层对可见光谱范围中的辐射而言是良好的反射体。银层相对于半导体本体的半导体材料的高的接触电阻能够借助于TCO层来改进，使得实现n型接触层的高反射的欧姆接触。
例如，镜面层设置在电绝缘层的背离半导体本体的侧上以及设置在穿通部中。在此，TCO层将镜面层、尤其是银层与半导体本体分离，即将TCO层设置在镜面层、尤其是银层和半导体本体之间。尤其地，TCO层直接邻接于半导体材料和镜面层，尤其是银层。
在一个改进形式中，镜面层、尤其是银层被引导穿过穿通部并且TCO层被设置在穿通部上。因此，在镜面层、尤其是银层和半导体材料之间不构成直接接触，因为在此之间设置有TCO层。TCO层在此将穿通部封闭。
在一个改进形式中，TCO层包含ZnO(氧化锌)或SnO(氧化锡)。TCO层能够附加地掺入另外的金属或具有另外的金属的混合物，例如掺入铝、镓和/或铟。例如，能够使用氧化锌铝、氧化锡铝、氧化锡镓、氧化锌镓、氧化锡铟或氧化锌铟。所述材料的特征在于在可见光谱范围中的低的吸收从而其特征在于对可见光谱范围中的辐射的高的透明度。此外，所述材料具有相对于半导体材料的小的接触电阻，使得实现好的欧姆接触。
在一个改进形式中，TCO层具有大于0.5nm的厚度。优选地，TCO层具有位于15nm和25nm之间(其中包括边界值)的范围中的厚度。这种厚度范围中的接触层在制造时有利地经受小的工艺波动。此外，这种厚度的层由于可控制的制造是可良好复制的。
在一个改进形式中，半导体本体具有倾斜的侧面。例如，半导体本体设置在载体上，其中半导体本体的横向延展随着距载体的间距而渐缩。载体的在横向延展和倾斜的侧面之间的角度例如为45°。
有利地，通过倾斜的侧面，能够减少由有源层所发射的辐射在侧面上的全反射效应，使得半导体芯片的耦合输出效率有利地提高。
在一个改进形式中，半导体本体基于GaN。N型掺杂的GaN相对于TCO具有良好的电接触，其中借助由TCO和银的组合制成的n型接触层，能够实现相对于由GaN制成的半导体本体的高反射的欧姆接触。
附图说明
其他的优点和有利的改进形式从下面结合图1至图3描述的实施例中得出。附图示出：
图1示出半导体芯片的一个实施例的示意横截面图，
图2示出根据图1的实施例的半导体芯片的示意局部图，以及
图3示出根据现有技术的n型接触层的示意局部图。
具体实施方式
在图中，相同的或起相同作用的组成部分能够相应地设有相同的附图标记。所示出的组成部分和其相互间的尺寸关系不能够视作是按照比例的。更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解能够以夸张厚的或夸张大的尺寸示出个别组成部分，例如层、结构、部件以及区域。
在图3中示出根据现有技术的半导体芯片的部分的横截面图。所述部分尤其示出半导体芯片的n型接触。半导体芯片具有n型侧1b，所述n型侧由半导体层形成。为了接触半导体芯片的n型侧而使用n型接触层2b、2c。n型接触层由银层2b和钛层2c组成，其中钛层2c设置在半导体芯片的n型侧1b和银层2b之间。
因此，银层2b不与半导体芯片的n型侧直接接触。钛层2c产生与半导体芯片的n型侧1b的良好的电接触。然而，这种钛层2c具有对在可见光谱范围中的辐射的差的反射率，使得辐射至少部分地由钛层吸收，这不利地引起辐射效率损耗。此外，钛层2c不利地是非常活性的并且是易于氧化的。
银层2b对可见光谱范围中的辐射而言是良好的反射体，但是具有对半导体芯片的n型侧1b的不利地高的接触电阻。
钛层2c由于能吸收的特性通常构成为非常薄的。例如，这种钛层2c具有至多为0.5nm的厚度。
这种通常所应用的包括钛层2c和银层2b的n型接触层因此具有多个缺点，例如吸收效应、不利的易氧化性以及不利的接触电阻。
为了实现避免了所述缺点的n型接触层，通常应用的钛层由TCO层来替换。后面设置有银层的TCO层在对可见光谱范围中的辐射的反射率良好的同时具有低的吸收。这种TCO层此外与通常的钛层相比能够明显更好地受到控制、良好地附着、得出良好的电接触并且是明显不太活性的。
在图1中示出半导体芯片10的示意横截面图，所述半导体芯片具有半导体本体1。半导体本体1具有n型侧1b、p型侧1c和有源层1a，所述有源层设置在n型侧1b和p型侧1c之间。半导体本体优选基于GaN。例如，半导体本体1是发射辐射的半导体芯片，优选为LED，尤其优选为薄膜LED。
半导体本体1具有倾斜的侧面11。尤其将倾斜的侧面理解成，侧面以位于0°和90°之间的角度相对于半导体本体的层的横向延展构成。优选地，角度位于45°和90°之间。通过倾斜的侧面11，能够有利地改进由有源层所发射的辐射的耦合输出效率，因为减少了全反射效应。
半导体本体1为了p型接触而具有p型接触层21a并且为了n型接触而具有n型接触层2。p型接触层21a设为用于电接触半导体本体1的p型侧1c。n型接触层2设为用于电接触半导体本体1的n型侧1b。
在本实施例中，将p型接触层21a和n型接触层2设置在半导体本体1的同一侧上。尤其地，将接触层21a、2设置在半导体本体1的p型侧1c上。在此，p型接触层21a直接邻接于半导体本体1的p型侧1c。在p型接触层21a的背离半导体本体1的侧上能够设置有电流扩展层21b，所述电流扩展层能够实现半导体本体1的p型侧1c上的均匀的电流引导和电流扩展。
在p型接触层21a的背离半导体本体1的侧和电流扩展层21b上设置有电绝缘层3。电绝缘层例如是钝化层。在电绝缘层3的背离p型接触层21a的侧上设置有n型接触层2。电绝缘层3在此将p型接触层21a与n型接触层2完全分离。电绝缘层3因此设置在p型接触层21a和n型接触层2之间。
n型接触层2借助于穿通部22穿过p型接触层21a并且穿过半导体本体1的p型侧1c被引导到半导体芯片的n型侧1b。穿通部22在此延伸穿过p型接触层21a、p型侧1c和有源层1a并且在半导体本体1的n型侧1b中终止。在此，n型接触层21a、p型侧1c和有源层1a完全被穿通部22穿透。
半导体芯片10也能够具有多个穿通部22，所述穿通部根据所期望的电流输入设置在半导体本体1的n型侧1b中。
n型接触层2包含实施成银层的镜面层和TCO层，其中银层设置在电绝缘层3的背离p型接触层21a的侧上以及设置在穿通部22或多个穿通部中。n型接触层2的TCO层设置在银层和半导体本体1的n型侧1b的半导体材料之间。尤其地，TCO层设置在穿通部22上。
TCO层在图1中由于概览性没有示出。然而，n型接触层2与半导体本体1的n型侧1b的n型接触在图2中详细示出并阐明。
为了电绝缘，穿通部22或多个穿通部由电绝缘层3覆层，使得n型接触层2和p型接触层21a以及p型侧1c不能够在任何部位上直接接触或者相互间形成电接触。
因此，半导体芯片1的电接触在半导体本体1的p型侧上单侧地进行。在半导体本体1的与p型侧1c相对置的侧上形成辐射出射侧，由有源层所发射的辐射的大部分穿过所述辐射出射侧从半导体芯片10耦合输出。在n型接触层2的背离半导体本体1的侧上设置有阻挡层4，所述阻挡层阻止半导体芯片10的各个层之间的离子扩散。
在阻挡层4的背离n型接触层2的侧上设置有焊料层5，借助于所述焊料层将半导体芯片10施加并且固定在载体6上。载体6在背离半导体本体1的侧上具有电连接层7，通过所述电连接层能够建立对n型接触层2的电连接。
在图1的实施例中指出的部分A在图2中放大示出。图2尤其示出在半导体本体1的n型侧1b和n型接触层2之间的电连接。所述部分位于穿通部22的区域中。
半导体本体1的在n型侧1b和n型接触层2之间的n型接触经由TCO层2a来形成。因此，n型接触层2由银层2b和TCO层2a组成，其中银层2b没有与半导体材料直接接触。在银层2b和n型侧1b的半导体材料之间设置有TCO层2a。
TCO层2a例如具有ZnO和ITO。替选地或补充地，例如能够使用氧化锡、氧化锌铝、氧化锡铝、氧化锡镓、氧化锌镓或氧化锌铟。在此，TCO层2a的厚度D大于0.5nm。优选地，TCO层2a的厚度D位于15nm和25nm(其中包括边界值)之间的范围中，例如为20nm。
通常所应用的厚度至多为0.5nm的薄的钛层因此由透明的能导电的氧化物的明显更厚的层所替代，所述层连同设置在其后的银层共同实现改进的反射率和改进的欧姆接触。这种厚的TCO层与通常应用的薄的钛层相比能够明显更好地受到控制。此外，TCO层有利地良好地附着，得出良好的电接触并且与通常的钛层相比是明显不那么活性的。
借助于如所描述的那样构成的由银层和TCO层制成的n型接触层，能够有利地在半导体芯片的n型侧上确保高反射的欧姆接触。
与所描述的实施例不同，替代银层3b也能够使用具有其他的材料组成成分的镜面层。尤其地，优选为金属的镜面层能够包含在概论部分中结合镜面层提出的材料中的一种材料或者由一种这种材料制成。
此外，所描述的n型接触层也适合于接触其他的几何结构的半导体芯片的n型侧。例如，半导体芯片能够构成为下述半导体芯片，在所述半导体芯片中，p型接触层和n型接触层设置在有源层的相对置的侧上。这种半导体芯片尤其能够构成为薄膜半导体芯片或构成为具有生长衬底的半导体芯片。
所述申请要求德国专利申请10 2011 102 376.7和10 2011 109 942.9的优先权，其公开内容通过参引的方式并入本文。
本发明不局限于根据实施例进行的描述。而是本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在权利要求中的特征的任意的组合，即使所述特征或所述组合自身在权利要求中或实施例中没有直接说明时也如此。
根据上述描述可知，本发明的实施例涵盖但不限于以下技术方案：
方案1.一种光电子半导体芯片，包括由半导体材料制成的半导体本体、p型接触层和n型接触层，其中
-所述半导体本体具有设为用于产生辐射的有源层，
-所述半导体本体具有p型侧和n型侧，在所述p型侧和所述n型侧之间设置有所述有源层，
-所述p型接触层设为用于电接触所述半导体本体的所述p型侧，
-所述n型接触层设为用于电接触所述半导体本体的所述n型侧，以及
-所述n型接触层包含TCO层和镜面层，其中所述TCO层设置在所述半导体本体的所述n型侧和所述镜面层之间。
方案2.根据方案1所述的光电子半导体芯片，其中
所述镜面层包含银。
方案3.根据方案1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述p型接触层和所述n型接触层设置在所述半导体本体的同一侧上。
方案4.根据方案3所述的光电子半导体芯片，其中
-所述p型接触层直接邻接于所述半导体本体的所述p型侧，
-所述n型接触层设置在所述p型接触层的背离所述半导体本体的侧上，以及
-在所述p型接触层和所述n型接触层之间设置有电绝缘层。
方案5.根据方案3或4所述的光电子半导体芯片，其中
所述n型接触层借助于穿通部穿过所述p型接触层并且穿过所述半导体本体的所述p型侧被引导到所述n型侧。
方案6.根据方案5所述的光电子半导体芯片，其中
-所述镜面层被引导穿过所述穿通部，以及
-所述TCO层设置在所述穿通部上。
方案7.根据上述方案中的任一项所述的光电子半导体芯片，其中
所述TCO层包含ZnO或ITO。
方案8.根据上述方案中的任一项所述的光电子半导体芯片，其中
所述TCO层具有大于0.5nm的厚度。
方案9.根据方案8所述的光电子半导体芯片，其中
所述TCO层具有位于15nm和25nm之间的范围中的厚度，其中包括边界值。
方案10.根据上述方案中的任一项所述的光电子半导体芯片，其中
所述半导体本体具有倾斜的侧面。
方案11.根据上述方案中的任一项所述的光电子半导体芯片，其中
所述半导体本体基于GaN。
方案12.根据方案1所述的光电子半导体芯片，其中
-所述n型接触层借助于穿通部被引导穿过所述p型侧并且在所述半导体本体的所述n型侧中终止，并且
-所述TCO层在所述穿通部中设置在所述半导体本体的所述n型侧和所述镜面层之间。

Claims (15)

1.一种光电子半导体芯片(10)，包括由半导体材料制成的半导体本体(1)、p型接触层(21a)和n型接触层(2)，其中
-所述半导体本体(1)具有设为用于产生辐射的有源层(1a)，
-所述半导体本体(1)具有p型侧(1c)和n型侧(1b)，在所述p型侧和所述n型侧之间设置有所述有源层(1a)，
-所述p型接触层(21a)设为用于电接触所述半导体本体(1)的所述p型侧(1c)，
-所述n型接触层(2)设为用于电接触所述半导体本体(1)的所述n型侧(1b)，
-所述n型接触层(2)包含TCO层(2a)和镜面层(2b)，其中所述TCO层(2a)设置在所述半导体本体(1)的所述n型侧(1b)和所述镜面层(2b)之间，
-所述n型接触层(2)借助于穿通部(22)穿过所述p型接触层(21a)并且穿过所述半导体本体(1)的所述p型侧(1c)被引导到所述n型侧(1b)，并且
-所述TCO层(2a)在所述穿通部(22)中设置在所述半导体本体(1)的所述n型侧(1b)和所述镜面层(2b)之间。
2.一种光电子半导体芯片(10)，包括由半导体材料制成的半导体本体(1)、p型接触层(21a)和n型接触层(2)，其中
-所述半导体本体(1)具有设为用于产生辐射的有源层(1a)，
-所述半导体本体(1)具有p型侧(1c)和n型侧(1b)，在所述p型侧和所述n型侧之间设置有所述有源层(1a)，
-所述p型接触层(21a)设为用于电接触所述半导体本体(1)的所述p型侧(1c)，
-所述n型接触层(2)设为用于电接触所述半导体本体(1)的所述n型侧(1b)，以及
-所述n型接触层(2)包含TCO层(2a)和镜面层(2b)，其中所述TCO层(2a)设置在所述半导体本体(1)的所述n型侧(1b)和所述镜面层(2b)之间，以及
-所述镜面层(2b)包含银。
3.根据权利要求1所述的光电子半导体芯片，其中
所述镜面层(2b)包含银。
4.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述p型接触层(21a)和所述n型接触层(2)设置在所述半导体本体(1)的同一侧上。
5.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
-所述p型接触层(21a)直接邻接于所述半导体本体(1)的所述p型侧(1c)，
-所述n型接触层(2)设置在所述p型接触层(21a)的背离所述半导体本体(1)的侧上，以及
-在所述p型接触层(21a)和所述n型接触层(2)之间设置有电绝缘层(3)。
6.根据权利要求2所述的光电子半导体芯片，其中
所述n型接触层(2)借助于穿通部(22)穿过所述p型接触层(21a)并且穿过所述半导体本体(1)的所述p型侧(1c)被引导到所述n型侧(1b)。
7.根据权利要求1或6所述的光电子半导体芯片，其中
-所述镜面层(2b)被引导穿过所述穿通部(22)，以及
-所述TCO层(2a)设置在所述穿通部(22)上。
8.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述TCO层(2a)包含ZnO或ITO。
9.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述TCO层(2a)具有大于0.5nm的厚度。
10.根据权利要求9所述的光电子半导体芯片，其中
所述TCO层(2a)具有位于15nm和25nm之间的范围中的厚度，其中包括边界值。
11.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述半导体本体(1)具有倾斜的侧面(11)。
12.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述半导体本体(1)基于GaN。
13.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述有源层具有用于在紫外、可见光或红外光谱范围中产生辐射的III/V半导体材料。
14.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
所述半导体芯片具有多个穿通部，所述n型接触层被引导穿过所述穿通部。
15.根据权利要求1或2所述的光电子半导体芯片，其中
在所述镜面层与所述半导体本体之间不构成直接接触。
CN201610650009.6A 2011-05-25 2012-04-26 光电子半导体芯片 Active CN106252482B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110102376 DE102011102376A1 (de) 2011-05-25 2011-05-25 Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102011102376.7 2011-05-25
DE102011109942.9 2011-08-10
DE201110109942 DE102011109942A1 (de) 2011-08-10 2011-08-10 Optoelektronischer Halbleiterchip
CN201280025428.0A CN103563104B (zh) 2011-05-25 2012-04-26 光电子半导体芯片

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280025428.0A Division CN103563104B (zh) 2011-05-25 2012-04-26 光电子半导体芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106252482A true CN106252482A (zh) 2016-12-21
CN106252482B CN106252482B (zh) 2019-08-23

Family

ID=46196972

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280025428.0A Active CN103563104B (zh) 2011-05-25 2012-04-26 光电子半导体芯片
CN201610650009.6A Active CN106252482B (zh) 2011-05-25 2012-04-26 光电子半导体芯片

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280025428.0A Active CN103563104B (zh) 2011-05-25 2012-04-26 光电子半导体芯片

Country Status (7)

Country Link
US (4) US9373765B2 (zh)
EP (1) EP2715809B1 (zh)
JP (1) JP5830166B2 (zh)
KR (2) KR101860973B1 (zh)
CN (2) CN103563104B (zh)
TW (1) TWI601312B (zh)
WO (1) WO2012159615A2 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008051048A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper
KR101827975B1 (ko) * 2011-10-10 2018-03-29 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR20160037060A (ko) * 2014-09-26 2016-04-05 서울바이오시스 주식회사 발광소자 및 그 제조 방법
DE112015005634T5 (de) * 2014-12-19 2017-09-07 Seoul Viosys Co., Ltd. Halbleiter-lichtemissionseinrichtung und verfahren zur herstellung von dieser
JP6624930B2 (ja) * 2015-12-26 2019-12-25 日亜化学工業株式会社 発光素子及びその製造方法
DE102016101612A1 (de) * 2016-01-29 2017-08-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
TWI646680B (zh) * 2017-01-10 2019-01-01 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 微型發光二極體晶片以及顯示面板
US20210280741A1 (en) * 2017-01-10 2021-09-09 PlayNitride Inc. Micro light emitting diode display panel
US20190296188A1 (en) * 2017-01-10 2019-09-26 PlayNitride Display Co., Ltd. Micro light-emitting diode chip
WO2020073294A1 (zh) * 2018-10-11 2020-04-16 厦门市三安光电科技有限公司 一种发光二极管芯片及其制作方法
DE102021202026A1 (de) * 2021-03-03 2022-09-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauelements

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007022947A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
US20090283787A1 (en) * 2007-11-14 2009-11-19 Matthew Donofrio Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
CN101675539A (zh) * 2007-05-04 2010-03-17 欧司朗光电半导体有限公司 半导体芯片和用于制造半导体芯片的方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8023A (en) * 1851-04-08 Fastening down table-leaves
KR20070095430A (ko) * 2005-01-21 2007-09-28 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 고분자 발광 다이오드 및 그 형성 방법
JP2008532003A (ja) * 2005-02-25 2008-08-14 コミツサリア タ レネルジー アトミーク 複合混合物中の分子標的を分離するための方法及びデバイス
KR100631976B1 (ko) * 2005-03-30 2006-10-11 삼성전기주식회사 ３족 질화물 발광 소자
JP2007134388A (ja) 2005-11-08 2007-05-31 Sharp Corp 窒化物系半導体素子とその製造方法
US8080828B2 (en) * 2006-06-09 2011-12-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Low profile side emitting LED with window layer and phosphor layer
JP5250856B2 (ja) 2006-06-13 2013-07-31 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法
JP5130730B2 (ja) 2007-02-01 2013-01-30 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
KR100849826B1 (ko) 2007-03-29 2008-07-31 삼성전기주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 패키지
JP2009094107A (ja) 2007-10-03 2009-04-30 Mitsubishi Chemicals Corp ＧａＮ系ＬＥＤ素子用の電極、および、それを用いたＧａＮ系ＬＥＤ素子
KR100891761B1 (ko) * 2007-10-19 2009-04-07 삼성전기주식회사 반도체 발광소자, 그의 제조방법 및 이를 이용한 반도체발광소자 패키지
DE102008027045A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterleuchtdiode und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterleuchtdiode
DE102008011848A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008032318A1 (de) * 2008-03-31 2009-10-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen
CN102124574B (zh) * 2008-06-16 2013-07-17 丰田合成株式会社 半导体发光元件、其电极及制造方法以及灯
JP5161720B2 (ja) * 2008-09-30 2013-03-13 パナソニック株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
US8008683B2 (en) 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
US8809893B2 (en) 2008-11-14 2014-08-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
DE102009006177A1 (de) 2008-11-28 2010-06-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Halbleiterchip
JP5139519B2 (ja) * 2009-09-01 2013-02-06 株式会社東芝 半導体発光素子及び半導体発光装置
JP5152133B2 (ja) * 2009-09-18 2013-02-27 豊田合成株式会社 発光素子
JP4509217B2 (ja) * 2010-02-01 2010-07-21 三洋電機株式会社 発光素子の製造方法
JP5633477B2 (ja) * 2010-08-27 2014-12-03 豊田合成株式会社 発光素子
US10230030B2 (en) * 2016-01-28 2019-03-12 Maven Optronics Co., Ltd. Light emitting device with asymmetrical radiation pattern and manufacturing method of the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007022947A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
CN101675539A (zh) * 2007-05-04 2010-03-17 欧司朗光电半导体有限公司 半导体芯片和用于制造半导体芯片的方法
US20090283787A1 (en) * 2007-11-14 2009-11-19 Matthew Donofrio Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same

Also Published As

Publication number Publication date
EP2715809A2 (de) 2014-04-09
US10115867B2 (en) 2018-10-30
WO2012159615A2 (de) 2012-11-29
CN106252482B (zh) 2019-08-23
US20170317240A1 (en) 2017-11-02
WO2012159615A3 (de) 2013-05-23
US20140197435A1 (en) 2014-07-17
US20160260870A1 (en) 2016-09-08
KR20180055922A (ko) 2018-05-25
US9373765B2 (en) 2016-06-21
KR20140029490A (ko) 2014-03-10
TWI601312B (zh) 2017-10-01
CN103563104B (zh) 2016-08-31
US20190044031A1 (en) 2019-02-07
US9741902B2 (en) 2017-08-22
EP2715809B1 (de) 2019-06-05
JP2014515555A (ja) 2014-06-30
KR101860973B1 (ko) 2018-05-24
TW201251120A (en) 2012-12-16
JP5830166B2 (ja) 2015-12-09
CN103563104A (zh) 2014-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106252482A (zh) 光电子半导体芯片
CN105280772B (zh) 发光二极管及其制造方法
CN100380697C (zh) 第ⅲ族氮化物发光器件
TWI681571B (zh) 發光二極體結構
US20080185609A1 (en) Electrode and group III nitride-based compound semiconductor light-emitting device having the electrode
US9978911B2 (en) Light-emitting diode device for enhancing light extraction efficiency and current injection efficiency
CN105355748A (zh) 发光二极管
JP2006324511A (ja) 窒化物半導体素子
US10038117B2 (en) Semiconductor light-emitting device
CN102339920B (zh) 发光元件
CN108389945A (zh) 发光元件
US9490394B2 (en) Semiconductor light-emitting device
US7994515B2 (en) Light emitting device with high light extraction efficiency
CN104064652B (zh) 发光元件
US10700240B2 (en) Light emitting device
CN1158714C (zh) 具有分布式接触层的高亮度发光二极管
CN216054754U (zh) Micro LED芯片
US20240145632A1 (en) Micro light emitting device and micro light emitting apparatus using the same
JP6558655B2 (ja) オプトエレクトロニクス半導体チップ
CN100499185C (zh) 高亮度发光二极管元件及其制造方法
TW201228029A (en) Nitride semiconductor structure
CN105870285A (zh) 半导体发光元件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant