CN109478585B - 发射辐射的半导体芯片 - Google Patents

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Abstract

提出一种发射辐射的半导体芯片(1)，所述半导体芯片包括：‑半导体本体(2)，所述半导体本体具有设置用于产生辐射的有源区域(20)；‑第一接触层(3)，所述第一接触层具有用于外部电接触半导体芯片的第一接触面(31)和与第一接触面连接的第一接触指结构(35)；‑第二接触层(4)，所述第二接触层具有用于外部电接触半导体芯片的第二接触面(41)和与第二接触面连接的第二接触指结构(45)，其中第一接触指结构和第二接触指结构在半导体芯片的俯视图中局部地重叠；‑电流分配层(51)，所述电流分配层与第一接触层导电地连接；‑端子层(52)，所述端子层经由电流分配层与第一接触层导电地连接；和‑绝缘层(6)，所述绝缘层包含介电材料，其中绝缘层局部地设置在端子层和电流分配层之间。

Description

发射辐射的半导体芯片
技术领域
本发明涉及一种发射辐射的半导体芯片。
背景技术
为了有效地运行发射辐射的半导体器件，即例如发光二极管半导体芯片，期望在横向方向上的有效的电流分配。对此，例如能够使用金属的接触结构或透明导电层。然而这能够导致吸收损失，由此半导体芯片的效率减小。
发明内容
目的是：提供一种发射辐射的半导体芯片，所述半导体芯片的特征在于高的效率和小的吸收损失。
所述目的还通过一种发射辐射的半导体芯片来实现。其他的设计方案和适宜方案是下面描述的主题。
提出一种发射辐射的半导体芯片，所述半导体芯片包括半导体本体。半导体本体具有设置用于产生辐射的有源区域。例如，有源区域设置用于产生紫外的、可见的或红外的光谱范围中的辐射。有源区域尤其设置在第一半导体层和第二半导体层之间，其中第一半导体层和第二半导体层至少局部地关于其传导类型彼此不同，使得有源区域处于pn结中。第一半导体层、第二半导体层和有源区域能够分别单层地或多层地构成。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，半导体芯片具有第一接触层。特别地，第一接触层具有用于外部电接触半导体芯片的第一接触面。例如，第一接触面设置用于电接触第一半导体层。此外，第一接触层能够具有与第一接触面连接的第一接触指结构。第一接触指结构设置用于横向分配载流子，所述载流子在发射辐射的半导体芯片运行时经由第一接触面馈入。
将横向方向理解为如下方向，所述方向平行于有源区域的主延伸平面伸展。相应地，竖直方向垂直于有源区域的主延伸平面伸展。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，半导体芯片具有第二接触层，所述第二接触层具有用于外部电接触半导体芯片的第二接触面。特别地，第二接触层设置用于电接触第二半导体层。例如，第二接触层具有与第二接触层连接的第二接触指结构。
适当地，在第一接触层和第二接触层之间不存在直接的电接触。特别地，在第一接触层和第二接触层之间的电流路径伸展经过半导体本体、尤其经过有源区域。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，第一接触指结构和第二接触指结构在半导体芯片的俯视图中至少局部地重叠。第一接触指结构和第二接触指结构重叠的区域能够用于供接触第一半导体层用的横向电流分配和用于供接触第二半导体层用的横向电流分配。例如，在半导体芯片的俯视图中，第一接触指结构的至少10％、至少30％或至少90％处于第二接触指结构之内。该百分比份额越大，半导体芯片的由于第二接触指结构总归不可用于产生辐射的更多面积就能够附加地用于经由第一接触指结构的载流子分配。相对于第一接触层和第二接触层无重叠地彼此并排设置的发射辐射的半导体芯片，能够减小有源区域的由接触层覆盖的面积。然而，接触层之一、例如第一接触层也能够具有至少一个接触指，所述接触指与另外的、例如第二接触层无重叠地构成。第一接触面和第二接触面与其不同地适当地彼此无重叠地设置，使得两个接触面对于外部电接触是可触及的。
特别地，第一接触指结构能够具有如下数量的接触指，所述数量大于或等于第二接触指结构的接触指的数量。
通常，将接触层的如下区域理解为接触指结构，所述区域与设置用于电接触的接触面相比至少在横向方向上具有相对小的扩展。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，半导体芯片具有电流分配层。电流分配层与第一接触层导电地连接。例如，电流分配层直接地邻接于第一接触层。例如，第一接触层在半导体芯片的俯视图中完全地设置在电流分配层之内。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，半导体芯片具有端子层。端子层例如经由电流分配层与第一接触层导电地连接。特别地，端子层直接地邻接于半导体本体、尤其邻接于第一半导体层。例如，端子层在任何部位处都不直接地邻接于第一接触层。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，半导体芯片具有绝缘层。绝缘层例如包含介电材料。绝缘材料为弱导电的或不导电的、非金属的材料，所述材料的载流子通常——即例如在常见的工作电流下——不可自由运动。绝缘层例如包含如下材料中的至少一种：氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钽、氧化铌。
绝缘层例如在俯视图中覆盖半导体芯片的整个基本面的例如至少30％、大致至少50％、至少70％或至少90％。例如，绝缘层在俯视图中覆盖半导体芯片的整个基本面的最高99％。
例如，尤其沿竖直方向观察，绝缘层局部地设置在端子层和电流分配层之间。因此，借助于绝缘层至少部分地禁止在端子层和电流分配层之间的直接的竖直的电流路径。
例如，绝缘层在竖直方向上设置在第一接触层和第二接触层之间。
在发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式中，发射辐射的半导体芯片包括半导体本体，所述半导体本体具有设置用于产生辐射的有源区域。半导体芯片包括第一接触层，所述第一接触层具有用于电接触半导体芯片的第一接触面和与第一接触面连接的第一接触指结构。半导体芯片包括第二接触层，所述第二接触层具有用于外部电接触半导体芯片的第二接触面和与第二接触面连接的第二接触指结构，其中第一接触指结构和第二接触指结构在半导体芯片的俯视图中局部地重叠。半导体芯片包括电流分配层，所述电流分配层与第一接触层导电地连接。半导体芯片包括端子层，所述端子层经由电流分配层与第一接触层导电地连接。半导体芯片包括绝缘层，所述绝缘层包含介电材料，其中绝缘层局部地设置在端子层和电流分配层之间。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，绝缘层以端子层的面积的至少30％覆盖端子层。例如，绝缘层覆盖端子层的至少50％，至少70％或至少90％。绝缘层因此能够大面积地覆盖端子层。例如，绝缘层覆盖端子层的最多95％或最多99％。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，绝缘层具有至少一个开口。例如，端子层和电流分配层在开口中彼此邻接。换言之，端子层和电流分配层在开口的区域中彼此电连接。特别地，端子层和电流分配层仅在至少一个开口中彼此邻接。例如，开口沿着其整个环周由绝缘层的材料包围。例如，开口至少局部地由电流分配层的材料填充。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，绝缘层具有多个开口。经由开口的位置在制造半导体芯片时能够设定：电流分配层在哪个部位处邻接于端子层。例如，开口关于其分配密度和/或其大小构成为，使得促进在横向方向上均匀地将电流馈入到半导体芯片中。两个相邻的开口之间的间距例如在5μm和60μm之间，例如在20μm和50μm之间，其中包括边界值。开口的直径尤其在0.5μm和20μm之间，例如在2μm和6μm之间，其中包括边界值。在非圆形的开口的情况下，将直径理解为最长的横向扩展。开口关于其形状和/或其大小也能够彼此偏差。例如，在半导体芯片的边缘处也能够设有一个或多个开口，所述开口大于半导体芯片的中间区域中的开口。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，绝缘层构成为滤波层，所述滤波层主要透射在第一角度范围内射入的辐射并且主要反射在第二角度范围之内射入的辐射。“主要”尤其表示：透射或反射辐射的至少60％。
特别地，相对于竖直方向的第一角度范围的角度小于第二角度范围的角度。以相对陡的角度射到绝缘层上的辐射因此主要透射，而相对平地射入的辐射主要反射。由于相对平的伸展总归无法从半导体芯片中耦合输出的辐射份额因此已经在绝缘层处拦住。在绝缘层下游设置的层中、例如在电流分配层中的辐射吸收损失因此能够降低。
例如，第一角度范围和第二角度范围之间的边界通过全反射的边界角来确定，所述边界角能够从半导体本体的折射率和周围介质的折射率中推导出。在此，第一角度范围包括小于该边界的角度。而第二角度范围包括大于该边界的角度。
尤其构成为滤波层的绝缘层能够由唯一的层构成。这尤其表示：绝缘层均匀地构成并且例如由唯一的介电材料形成。介电材料有利地具有匹配的折射率，其中“匹配的”表示：介电材料的折射率大于或等于包围绝缘层的介质的折射率。包围的介质从半导体本体开始设置在绝缘层下游。包围的介质包括如下元件，所述元件包覆半导体本体并且尤其具有保护功能。例如，半导体本体能够具有钝化层和/或封装件作为包围的介质。
在一个替选的设计方案中，尤其构成为滤波层的绝缘层多层地构成并且具有至少两个子区域，所述子区域的折射率彼此不同。优选地，滤波层包括由具有较高折射率和较低折射率的交替的子层构成的层序列。特别地，具有较高折射率的子层具有比具有较低折射率的子层更小的厚度。
优选地，尤其构成为滤波层的绝缘层具有在400nm和800nm之间的厚度，其中包括边界值。在确定绝缘层的厚度的尺寸时，一方面需要注意：将在绝缘层的多层结构的情况下比在单层结构的情况下更大的制造耗费保持在极限内，并且另一方面尽管如此可能实现期望的滤波特性，所述滤波特性当前能够通过多层结构比通过单层结构更好地实现。借助在400nm和800nm之间的厚度，其中包括边界值，能够实现在制造耗费和滤波特性之间的适当的妥协。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，绝缘层邻接于端子层和邻接于电流分配层。在端子层和电流分配层之间因此在竖直方向上至少局部地除绝缘层之外不存在任何其他层。换言之，绝缘层至少局部地是唯一的层，所述层设置在端子层和电流分配层之间。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，端子层具有比电流分配层更小的厚度。例如，电流分配层是端子层的至少两倍厚。例如，端子层的厚度在3nm和30nm之间，例如在5nm和25nm之间，其中包括边界值。电流分配层的厚度例如在30nm和200nm之间，例如在50nm和150nm之间。特别地，由于较大的厚度，电流分配层的特征在于比端子层更大的横向电导率。相反，端子层由于较小的厚度也对于穿过端子层的辐射具有较小的吸收损失。
电流分配层中的辐射吸收损失能够借助于尤其起滤波层作用的绝缘层来减小。换言之，借助于端子层和电流分配层和尤其局部地沿竖直方向设置在其之间的绝缘层的组合，能够在吸收损失小的同时实现高的横向电导率。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，第二接触指结构的总面积的至少50％与第一接触指结构重叠。换言之，由第二接触指结构覆盖的面积的至少一半也用于借助于第一接触指结构的电流分配。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，半导体本体具有至少一个凹部，所述凹部从辐射出射面延伸穿过有源区域。尤其地，第二接触层在凹部中与半导体本体导电地连接。例如，第二接触层直接邻接于半导体本体，尤其邻接于第二半导体层。例如，在凹部中至少局部地设置有绝缘层的材料和/或电流分配层的材料。
然而，凹部也能够完全地用第二接触层的材料填充。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，绝缘层设置在第一接触层和第二接触层之间。绝缘层因此也用于第一和第二接触层之间的电分离，使得尤其在所述接触层之间不存在直接的电流路径。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，在半导体芯片的任何部位处都不存在第一接触层和半导体本体之间的直接的竖直的电流路径。因此，不直接在第一接触层下方，而是沿横向方向与其间隔开地进行从第一接触层到半导体本体中的载流子注入。由此，减小辐射的份额，所述辐射直接在第一接触层下方在有源区域中产生，并且由第一接触层防止辐射射出。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，局部地将介电镜层设置在半导体本体和电流分配层之间。例如，介电镜层包括多个层对，其中层对的层关于其折射率分别彼此不同。例如，介电镜层具有在三个和十个之间的子层，其中包括边界值，其中彼此邻接的子层的折射率彼此不同。优选地，介电镜层包括由具有较高折射率和较低折射率的交替的子层构成的层序列。特别地，具有较高折射率的子层具有比具有较低折射率的子层更小的厚度。
特别地，介电镜层设置用于避免在第一和/或第二接触层处的吸收损失。
介电镜层尤其局部地覆盖凹部的侧面。例如，介电镜层在竖直方向上局部地设置在端子层和电流分配层之间，尤其设置在端子层和绝缘层之间。由此避免：辐射在凹部的侧面处从半导体本体射出并且随后在第一接触层和/或第二接触层处出现吸收损失。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，介电镜层在半导体芯片的俯视图中局部地与第一接触层和与第二接触层重叠。因此，在第一接触层处和在第二接触层处能够避免或至少减小辐射吸收。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，端子层和/或电流分配层包含TCO材料。
透明导电氧化物(transparent conductive oxides，简称“TCO”)是透明的、导电的材料，通常为金属氧化物，即例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或氧化铟锡(ITO)。除了二元的金属氧化物例如ZnO、SnO2或In2O3以外，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不强制符合化学计量的组分并且还能够是p型掺杂的或n型掺杂的。
端子层和电流分配层能够由相同的材料形成。替选地，端子层和电流分配层也能够具有彼此不同的材料组分。例如，接触层在与半导体本体的良好的接触电阻方面选择和/或电流分配层在对于在有源区域中产生的辐射的高的透射方面选择。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，介电镜层局部地设置在半导体本体和第二接触层之间。例如，介电镜层具有凹陷部，第二接触层在所述凹陷部中直接邻接于半导体本体。借助于介电镜层能够至少局部地避免：在有源区域中产生的辐射由第二接触层吸收。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，第二接触层具有镜层。例如，银或铝适合于镜层。借助银能够实现可见光谱范围中的尤其高的反射率。例如，镜层具有在300nm和2μm之间的厚度，其中包括边界值。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，第二接触层具有提供接触的层。提供接触的层设置用于：建立与半导体本体、尤其与第二半导体层的良好的欧姆接触。例如，提供接触的层具有在3nm和100nm之间的厚度，其中包括边界值。提供接触的层尤其设置在镜层和第二半导体层之间。因此，适合于镜层的也有如下材料，所述材料本身与半导体本体形成相对差的接触，例如银与n型传导的氮化物化合物半导体材料。例如，提供接触的层包含TCO材料，例如ITO或ZnO。尤其借助用于提供接触的层的TCO材料和用于镜层的银，能够实现接触层，所述接触层的特征在于高的反射率和同时与第二半导体层的良好的电接触。
根据发射辐射的半导体芯片的至少一个实施方式，第二接触层具有阻挡层。特别地，镜层设置在提供接触的层和阻挡层之间。例如金属、如Ti、Pt、Cu或Au或TCO材料、例如ITO或ZnO适合作为阻挡层。例如，阻挡层具有在30nm和400nm之间的厚度，其中包括边界值。借助于阻挡层能够封装镜层。因此，存在例如由于湿气引起的迁移危险的材料也适合于镜层。
上述材料和/或至少一个或还有全部层也能够用于第一接触层。
借助所描述的发射辐射的半导体芯片尤其能够实现如下效果。
减小如下区域，在所述区域中金属层、例如第一接触层或第二接触层直接邻接于半导体芯片。由此，在工作电流相同的情况下提高发射辐射的半导体芯片的亮度。
借助于绝缘层减小吸收损失，尤其在电流分配层中的吸收损失。在使用在横向电导率高的方面相对厚的电流分配层时，借助于绝缘层减小吸收损失。特别地，绝缘层能够满足角度选择的滤波层的功能。
在半导体芯片运行时最高电流密度出现的区域能够借助于绝缘层的至少一个开口来设定。特别地，所述区域能够与第一接触层横向间隔开。例如，最高电流密度出现的区域也能够与第一接触指结构横向间隔开。
下面，在工作电流高的情况下在有源区域中产生的光量和效率损失(也称作为“droop”)减小。更高的电流密度分配和在半导体芯片的辐射出射面上的伴随于此的均匀的光分布也提高设置在下游的辐射转换材料的效率，由此进一步提高具有这种发射辐射的半导体芯片的器件的亮度。
此外，也能够避免在第二接触层处的吸收损失，例如借助于介电镜层来实现。借助于将介电镜层设置在半导体芯片的侧面处、例如设置在凹部的侧面处，能够进一步地避免或至少减小第二接触层处的吸收损失。
第二接触层本身的特征能够在于尤其小的吸收损失，尤其在于具有提供接触的层和镜层的多层结构。迁移效应能够借助于阻挡层来抑制，使得提高用于镜层的材料的选择的自由度。
附图说明
从下面结合附图对实施例的描述中得到其他的设计方案和适宜方案。
附图示出：
图1A、1B和1C示出发射辐射的半导体芯片的第一实施例的示意剖面图(图1A)，示意剖面图的局部的示意图(图1B)和图1B中的剖面图的局部的放大图(图1C)；
图2A至2C示出用于根据本发明的发射辐射的半导体芯片(图2A)和用于对比结构(图2B和2C)的电流密度分配的模拟结果；
图3示出发射辐射的半导体芯片的第二实施例的示意剖面图；和
图4示出发射辐射的半导体芯片的第三实施例的示意剖面图。
相同的、同类的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。
附图分别是示意图进而不一定是合乎比例的。更确切地说，为了说明能够夸大地示出相对小的元件和尤其层厚度。
具体实施方式
在图1A中示出发射辐射的半导体芯片1的第一实施例，其中图1B示出所述半导体芯片的局部的剖面图。在俯视图中，发射辐射的半导体芯片例如如在图2A中示出的那样构成。
发射辐射的半导体芯片1具有半导体本体2，所述半导体本体具有半导体层序列。半导体本体2尤其包括设置用于产生辐射的有源区域20，所述有源区域设置在第一传导类型(例如p型传导)的第一半导体层21和与第一传导类型不同的第二传导类型(例如n型传导)的第二半导体层22之间。半导体本体2、尤其有源区域20优选基于III-V族化合物半导体材料，尤其基于氮化物化合物半导体材料。
“基于氮化物化合物半导体材料”在本文中表示：半导体区域的至少一个层包括氮化物-III/V族化合物半导体材料，优选包括AlnGamIn1-n-mN，其中0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，所述材料不必强制性地具有根据上式的数学上精确的组成。更确切地说，所述材料能够具有一种或多种掺杂材料以及附加的组成部分，所述附加的组成部分基本上不改变AlnGamIn1-n-mN材料的特征性的物理特性。然而为了简单性，上式仅包含晶格的主要组成部分(Al，Ga，In，N)，即使所述主要组成部分能够部分地通过少量其他材料取代时也如此。
半导体本体2设置在载体29上。特别地，载体是用于半导体本体的半导体层序列的生长衬底。例如蓝宝石、碳化硅或氮化镓作为生长衬底适合于基于氮化物化合物半导体材料的半导体本体。
在背离载体29的辐射出射面28上设置有第一接触层3和第二接触层4。第一接触层3具有用于外部电接触第一半导体层21的第一接触面31。第二接触层4具有设置用于外部电接触第二半导体层的第二接触面41。
第一接触层3还具有第一接触指结构35，所述第一接触指结构与第一接触面31连接。相应地，第二接触层4具有第二接触指结构45，所述第二接触指结构与第二接触面41导电地连接。
在图2A中示出的实施例中，接触指结构35、45分别包括两个接触指，所述接触指从相应的接触面31、41开始。接触指分别具有折弯，使得这两个接触指共同地形成框架形的结构。然而与其不同地，也能够考虑其他的结构，例如局部弯曲伸展的接触指，梳形的设计方案或接触指结构的类似于树叶纹理的设计方案。接触指的数量也能够在宽的范围中变化。第一接触指结构35和第二接触指结构45的接触指的数量也能够彼此不同。例如，第一接触指结构的接触指的数量大于第二接触指结构的接触指的数量。
第一接触指结构35和第二接触指结构45在发射辐射的半导体芯片的俯视图中重叠。以该方式，半导体芯片的如下区域也能够用于供电接触第一半导体层21用的电流分配，在所述区域中，有源区域20总归为了构成第二接触指结构45而移除。
与所描述的实施例不同，第一接触指结构35和第二接触指结构45也能够以较小的百分比份额重叠。例如，第一接触指结构35能够具有至少一个接触指，所述接触指至少在其主延伸轴线的一半之上不与第二接触指结构45重叠。
第二接触层4、尤其第二接触指结构45在半导体本体的凹部25中邻接于第二半导体层22。因此，借助于凹部，由第一半导体层21遮盖的第二半导体层22局部地为了与第二接触层4接触而露出。
在第一接触层3和第二接触层4之间沿竖直方向观察设置有绝缘层6。绝缘层6局部地覆盖半导体本体2的辐射出射面28。在所示出的实施例中，绝缘层6也还覆盖凹部25的侧面250。
半导体芯片1还包括电流分配层51，所述电流分配层与第一接触层3导电地连接。此外，发射辐射的半导体芯片1包括端子层52。端子层52经由电流分配层51导电地与第一接触层连接。尤其沿竖直方向观察，在电流分配层51和端子层52之间局部地设置有绝缘层6。
绝缘层6具有多个开口60，在所述开口中电流分配层51和端子层52彼此邻接。在发射辐射的半导体芯片运行时，馈入到半导体芯片中的电流密度在竖直地位于开口60下方的区域中最高。因此，经由绝缘层6中的开口能够限定如下区域，在所述区域中电流密度最高。相反，在电流分配层51和端子层52之间没有绝缘层的情况下，在围绕第一接触层3的区域中的电流密度最高。在进一步远离接触层3的横向区域中，相反仅进行相对少的载流子注入。
开口60在横向方向上适当地设置成，使得在横向方向上得到尽可能均匀的电流密度分配。特别地，开口在辐射出射面28上的设置也基于电流分配层51和端子层52的相应的材料参数选择成，使得出现尽可能均匀的电流密度分配。
例如，辐射出射面28的边缘区域能够设有比辐射出射面的中央区域更多的开口。开口之间的间距能够在20μm和50μm之间，其中包括边界值。开口的适合的直径尤其在1μm和15μm之间，例如在2μm和6μm之前，其中包括边界值。
尽管存在开口60，绝缘层6能够大面积地覆盖端子层，例如在半导体芯片的俯视图中覆盖端子层的面积的至少30％、至少50％或至少70％。例如，绝缘层覆盖端子层52的最多90％或最多95％。
端子层52具有比电流分配层51更小的厚度。与电流分配层51不同，端子层52不必具有高的横向电导率。通过端子层52的相对小的厚度，能够减小在端子层中的吸收损失。
从有源区域20起观察，电流分配层51至少局部地设置在绝缘层6上游。绝缘层6尤其能够满足滤波层的功能，其中滤波层对于相对于有源区域20的主延伸平面的法线以相对大的角度伸展的辐射与对于相对于法线以相对小的角度射入的辐射相比具有更高的反射率。由此，由于全反射总归不能够从半导体芯片1中射出的辐射份额在绝缘层6处已经能够尽可能无损失地反射。因此能够减小在电流分配层51中的吸收损失。绝缘层例如能够在俯视图中覆盖半导体芯片的整个基本面的至少50％、例如至少70％或至少90％。吸收损失因此能够借助于绝缘层6尤其有效地避免。
尤其对于第一角度范围中的辐射与常规的半导体芯片相比能够提高透射。在此，第一角度范围表示角α，其中0°≤α≤αtot，其中αtot说明全反射的边界角。在大于边界角αtot的角度α的情况下，即在具有αtot≤α≤90°的第二角度范围中，在所描述的半导体芯片中的吸收相对于常规的半导体芯片显著减小。第一角度范围为具有平行于竖直方向的主轴线的锥形区域。全反射的边界角αtot从半导体本体2的折射率和包围的介质的折射率中确定，其中例如对于由GaN形成的折射率为n＝2.5的半导体本体2和折射率为1.55的包围的介质，得到边界角αtot＝arcsin(1.55/2.5)＝38.3°。
通过绝缘层与具有较低和较高折射率的层的交替的设置的多层的设计方案，能够得到尤其有效的滤波作用。然而借助单层的绝缘层也已经能够实现滤波作用。
在背离载体29的一侧上能够局部地通过钝化层7封闭发射辐射的半导体芯片1。钝化层尤其用于保护半导体本体免受外部负荷，例如湿气、灰尘或机械负荷。
电流分配层51和端子层52能够分别具有相同的材料或彼此不同的材料。优选地，电流分配层和端子层优选包含TCO材料，例如ITO。
第一接触层3和第二接触层4或其至少一个子层能够分别金属地构成。由此简化半导体芯片1的外部电接触。
第二接触层4的可行的多层的设计方案在图1C中示意地示出。
第二接触层具有提供接触的层42、镜层43和阻挡层44。
例如，银或铝适合于镜层。借助银能够在可见光谱范围中实现尤其高的反射率。例如，镜层具有在300nm和2μm之间的厚度，其中包括边界值。
借助于提供接触的层42，能够形成与半导体本体的良好的欧姆接触，尤其在将如下材料用于镜层43时也如此，所述材料本身会与半导体本体形成相对差的接触，例如银与n型传导的氮化物化合物半导体材料。例如，提供接触的层能够具有在3nm和100nm之间的厚度，其中包括边界值。提供接触的层尤其设置在镜层和第二半导体层之间。例如，提供接触的层包含TCO材料，例如ITO或ZnO。特别地，借助用于提供接触的层的TCO材料和用于镜层的银，第二接触层4的特征能够在于高的反射率和同时与第二半导体层的良好的电接触。
对于阻挡层44例如适合的是金属，如Ti、Pt、Cu或Au或TCO材料、例如ITO或ZnO。例如，阻挡层具有在30nm和400nm之间的厚度，其中包括边界值。借助于阻挡层能够封装镜层43。因此，对于镜层也适合的是如下材料：在所述材料中存在例如由于湿气引起的迁移的风险，尤其是银。
第一接触层3也能够多层地构成并且具有结合第二接触层描述的材料中的至少一种。
用于上面描述的发射辐射的半导体芯片1的横向的电流密度分配的模拟结果在图2A中示出，其中半导体本体的具有高电流密度的区域亮地示出，并且具有低电流密度的区域暗地示出。借助于经由端子层52到半导体本体2中的直接的载流子注入与接触指结构35的位置的横向分离，能够显著地提高在横向方向上的载流子密度的均匀性。
这根据用于对比结构的模拟结构变得清楚，所述对比结构在图2B和2C中示出。在图2C中示出的半导体芯片中，第一接触结构91和第二接触结构92无重叠地彼此并排地设置。由此，由于接触结构91、92的大的总面积，半导体芯片1的用于产生辐射的相对大的面积份额丧失。
在图2B中示出的实施例中，第一接触结构91和第二接触结构92在半导体芯片的俯视图中重叠。由于用金属占据更小的面积，吸收损失也降低。当然，得到上下相邻设置的接触接片直接附近的显著过高的电流密度，因为载流子选择接触接片之间的最短的电流路径，并且与本发明不同地，半导体芯片的结构对此设有任何对策。因此不实现横向均匀的电流馈入。
相反，借助于所描述的发射辐射的半导体芯片，与现有技术相比，吸收损失能够显著最小化，并且也还提高沿横向方向的电流密度分布的均匀性。
在图3中示出的第二实施例基本上对应于结合图1A、1B和1C描述的第一实施例。
与其不同，发射辐射的半导体芯片1附加地具有介电镜层65。介电镜层65局部地设置在半导体本体2和第一接触层3之间。特别地，介电镜层65与第一接触层3和第二接触层4重叠。介电镜层65具有凹陷部650，在所述留空部中第二接触层4邻接于半导体本体2、尤其邻接于第二半导体层22。介电镜层65例如具有多个层对，其中层对的层分别具有彼此不同的折射率。
尤其针对绝缘层在说明书的概述部分中提出的材料适合于介电镜层。介电镜层的各个子层在附图中为了简化视图未明确示出。
借助于介电镜层65，能够避免在第二接触层4处的辐射吸收。这借助于箭头8说明，所述箭头表明在介电镜层65处反射的辐射。此外，介电镜层65也覆盖凹部25的侧面250。由此能够避免：通过该侧面射出的辐射在第一接触层3处或在第二接触层4处吸收。
介电镜层尤其局部地设置在绝缘层6和半导体本体2之间。此外，介电镜层65沿竖直方向观察局部地在电流分配层51和端子层52之间伸展。与其不同，介电镜层65和端子层52也能够彼此无重叠地设置。电流分配层51在半导体芯片的俯视图中能够完全地遮盖介电镜层65。
在图4中示出的第三实施例基本上对应于结合图3描述的第二实施例。
与其不同，凹部25完全地或至少几乎完全地用介电镜层65和第二接触层4的材料填充。在该实施例中，经由介电镜层65的彼此并排设置的留空部650进行第二半导体层22的电接触。
优选地，留空部650沿着第二接触指结构45的所属的接触指的横向的主延伸方向的横向扩展也受限。因此，留空部沿着其整个环周由介电镜层的材料包围。换言之，第二接触指结构45至少在沿着所属的接触指的主延伸方向的一些部位处在横向于接触指的主延伸方向的横向方向上在下方完全地用介电镜层的材料加衬。因此能够进一步减小在第二接触层4处的辐射吸收损失。
此外，在图4中在半导体本体2的背离载体29的一侧上构成钝化层7。该钝化层也能够在图3中示出的实施例中使用。
在横向方向上，第一接触指结构35的与凹部25重叠的接触指具有比第二接触指结构45的相关联的接触指更小的横向扩展。
因此能够进一步减小在第二接触指结构处的吸收损失。
本申请要求德国专利申请10 2016 112 587.3的优先权，其公开内容通过参考并入本文。
本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括任意新特征以及特征的任意组合，这尤其包含实施例中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在实施例中说明时也如此。
附图标记列表
1 发射辐射的半导体芯片
2 半导体本体
20 有源区域
21 第一半导体层
22 第二半导体层
25 凹部
250 侧面
28 辐射出射面
29 载体
3 第一接触层
31 第一接触面
35 第一接触指结构
4 第二接触层
41 第二接触面
42 提供接触的层
43 镜层
44 阻挡层
45 第二接触指结构
51 电流分配层
52 端子层
6 绝缘层
60 开口
65 介电镜层
650 凹陷部
7 钝化部
8 箭头
91 第一接触结构
92 第二接触结构

Claims (18)

1.一种发射辐射的半导体芯片(1)，所述半导体芯片包括：
-半导体本体(2)，所述半导体本体具有设置用于产生辐射的有源区域(20)；
-第一接触层(3)，所述第一接触层具有用于外部电接触所述半导体芯片的第一接触面(31)和与所述第一接触面连接的第一接触指结构(35)；
-第二接触层(4)，所述第二接触层具有用于外部电接触所述半导体芯片的第二接触面(41)和与所述第二接触面连接的第二接触指结构(45)，其中在所述半导体芯片的俯视图中，所述第一接触指结构和所述第二接触指结构局部地重叠；
-电流分配层(51)，所述电流分配层与所述第一接触层导电地连接；
-端子层(52)，所述端子层经由所述电流分配层与所述第一接触层导电地连接；
-绝缘层(6)，所述绝缘层包含介电材料，其中所述绝缘层局部地设置在所述端子层和所述电流分配层之间；
-所述绝缘层具有至少一个开口(60)，所述端子层和所述电流分配层在所述开口中彼此邻接；和
-所述开口的直径在2μm和6μm之间，其中包括边界值。
2.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述绝缘层以所述端子层的面积的至少30％覆盖所述端子层。
3.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述开口的直径在1μm和20μm之间，其中包括边界值。
4.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述绝缘层构成为滤波层，所述滤波层主要透射射入第一角度范围内的辐射，并且主要反射射入第二角度范围内的辐射。
5.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述绝缘层邻接于所述端子层和所述电流分配层。
6.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述端子层具有比所述电流分配层更小的厚度。
7.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述第一接触面和所述第二接触面从所述半导体本体的辐射出射面(28)起对于外部电接触是能触及的。
8.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述第二接触指结构的总面积的至少50％与所述第一接触指结构重叠。
9.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述半导体本体具有至少一个凹部(25)，所述凹部从所述辐射出射面延伸穿过所述有源区域，并且其中所述第二接触层在所述凹部中与所述半导体本体导电地连接。
10.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述绝缘层设置在所述第一接触层和所述第二接触层之间。
11.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中在所述半导体芯片的任何部位处都不存在所述第一接触层和所述半导体本体之间的直接的竖直的电流路径。
12.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中局部地在所述半导体本体和所述电流分配层之间设置有介电镜层(65)。
13.根据权利要求12所述的发射辐射的半导体芯片，
其中在所述半导体芯片的俯视图中，所述介电镜层局部地与所述第一接触层和所述第二接触层重叠。
14.根据权利要求12所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述介电镜层局部地设置在所述半导体本体和所述第二接触层之间。
15.根据权利要求12所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述介电镜层包括由具有较高折射率和较低折射率的交替的子层构成的层序列。
16.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述端子层和/或所述电流分配层包含TCO材料。
17.根据权利要求1所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述第二接触层具有提供接触的层(42)、镜层(43)和阻挡层(44)，其中所述镜层设置在所述提供接触的层和所述阻挡层之间。
18.根据权利要求17所述的发射辐射的半导体芯片，
其中所述提供接触的层包含TCO材料而所述镜层包含银。
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