DE102008021620A1

DE102008021620A1 - Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips

Info

Publication number: DE102008021620A1
Application number: DE102008021620A
Authority: DE
Inventors: Ralph Dr. Wirth
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-11-05
Also published as: JP2011519171A; US20110121322A1; US8624269B2; CN101971373A; WO2009132614A1; KR101601995B1; CN101971373B; EP2283527A1; KR20110007100A

Abstract

Vorliegend wird eine Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip beschrieben aufweisend einen ersten Bereich mit einer ersten aktiven Zone, einen durch einen Zwischenraum von dem ersten Bereich lateral getrennten zweiten Bereich mit einer zweiten aktiven Zone, die sich parallel zu der ersten aktiven Zone in einer unterschiedlichen Ebene erstreckt, und eine Ausgleichsschicht, die sich im zweiten Bereich auf Höhe der ersten aktiven Zone befindet, wobei die Ausgleichsschicht kein Halbleitermaterial enthält.

Description

Vorliegend werden ein Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip und ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips angegeben.
In der Offenlegungsschrift WO 2005/055379 ist ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement beschrieben, das eine Halbleiterschichtenfolge mit einem Bereich p-dotierter Halbleiterschichten und n-dotierter Halbleiterschichten enthält, zwischen denen ein erster pn-Übergang ausgebildet ist. Der pn-Übergang ist in lateraler Richtung von einem isolierenden Abschnitt in einen lichtemittierenden Abschnitt und einen Schutzdiodenabschnitt unterteilt. Im Bereich des Schutzdiodenabschnitts ist auf dem p-dotierten Bereich eine n-dotierte Schicht aufgebracht, die mit dem p-dotierten Bereich einen als Schutzdiode fungierenden zweiten pn-Übergang ausbildet. Bei diesem Halbleiterbauelement sind also im Schutzdiodenabschnitt zwei pn-Übergänge erforderlich. Außerdem muss der erste pn-Übergang im Schutzdiodenabschnitt eine größere Fläche als der erste pn-Übergang im lichtemittierenden Abschnitt aufweisen.
Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, einen strukturell einfach gestalteten Dünnfilm-Halbleiterchip mit verschiedenen funktionellen Bereichen anzugeben. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, wodurch ein Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip mit verschiedenen funktionellen Bereichen auf einfache Weise hergestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden durch einen Dünnfilm-Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 1 beziehungsweise durch ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterchips gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Dünnfilm-Halbleiterchips oder des Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterchips sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Strahlung emittierende Dünnfilm-Halbleiterchip einen ersten Bereich mit einer ersten aktiven Zone, einen durch einen Zwischenraum von dem ersten Bereich lateral getrennten zweiten Bereich mit einer zweiten aktiven Zone, die sich parallel zu der ersten aktiven Zone in einer unterschiedlichen Ebene erstreckt, und eine Ausgleichsschicht, die sich im zweiten Bereich auf Höhe der ersten aktiven Zone befindet, wobei die Ausgleichsschicht kein Halbleitermaterial enthält.
Lateral meint hierbei eine Richtung, die parallel zu den Ebenen verläuft, in welchen sich die aktiven Zonen erstrecken.
Mittels der Ausgleichsschicht kann die Höhendifferenz zwischen der Oberseite des zweiten Bereichs und der Oberseite des ersten Bereichs in geeigneter Weise eingestellt werden. Insbesondere kann die Höhendifferenz ausgeglichen werden. Hierzu ist kein aufwändiges Wachstum einer Halbleiterschicht erforderlich. Vielmehr kann die Ausgleichsschicht durch die Verwendung eines von einem Halbleitermaterial verschiedenen Materials beispielsweise aufgedampft oder aufgesputtert werden. Vorzugsweise grenzen die zweite aktive Zone und die Ausgleichsschicht unmittelbar aneinander.
Die beiden lateral getrennten Bereiche können sich mit Vorteil hinsichtlich ihrer technischen Funktionen voneinander unterscheiden, so dass vorteilhafterweise die Integrationsdichte – mehr Funktionen auf weniger Fläche – im Bauelement erhöht werden kann. Denn im Gegensatz zu einem herkömmlichen Bauelement, das für verschiedene Funktionen mehrere Chips aufweist, kann vorliegend ein einzelner Chip für mehrere Funktionen verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Dicke der Ausgleichsschicht der Dicke der ersten aktiven Zone. Durch die Ausgleichsschicht befinden sich die beiden Bereiche auf einer ersten Seite des Dünnfilm-Halbleiterchips auf demselben Niveau. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Bereiche in einfacher Weise auf einen gemeinsamen ebenen Träger angeordnet werden können.
Bei einer vorteilhaften Variante des Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips ist der erste Bereich ein Strahlung erzeugender Bereich, wobei die erste aktive Zone zur Erzeugung von Strahlung einer ersten Wellenlänge vorgesehen ist. Vorzugsweise liegt die erste Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums.
Die aktive Zone weist einen pn-Übergang auf, der im einfachsten Falle aus einer p-leitenden und einer n-leitenden Halbleiterschicht gebildet ist, die unmittelbar aneinandergrenzen. Bevorzugt ist zwischen der p-leitenden und der n-leitenden Halbleiterschicht die eigentliche Strahlung erzeugende Schicht, etwa in Form einer dotierten oder undotierten Quantenschicht, ausgebildet. Die Quantenschicht kann als Einfachquantentopfstruktur (SQW, Single Quantum Well) oder Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, Multiple Quantum Well) oder auch als Quantendraht oder Quantenpunktstruktur ausgeformt sein.
Ferner kann auch der zweite Bereich ein Strahlung erzeugender Bereich sein, wobei die zweite aktive Zone zur Erzeugung von Strahlung einer zweiten Wellenlänge vorgesehen sein kann. Vorzugsweise liegt auch die zweite Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums.
Mit Vorteil kann durch einen Dünnfilm-Halbleiterchip mit zwei Bereichen, die verschieden farbige Strahlung erzeugen, eine Fläche entsprechend verschieden farbig beleuchtet werden, wenn die beiden Bereiche gleichzeitig betrieben werden. Der hierbei auftretende Farbkontrast kann beispielsweise zur Anzeige von Symbolen genutzt werden.
Alternativ können die Bereiche nacheinander betrieben werden, so dass bei Betreiben des ersten Bereichs eine erste Leuchtfarbe und bei Betreiben des zweiten Bereichs eine zweite Leuchtfarbe ausgestrahlt wird. Ein derartiger Halbleiterchip kann beispielsweise in einer Blinklichtanzeige im Innenraum eines Fahrzeugs verwendet werden, so dass bei Betätigung des Blinklichts die erste Leuchtfarbe und bei Betätigung der Warnblinkanlage die zweite Leuchtfarbe ausgestrahlt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der zweite Bereich ein Schutzbereich zum Schutz des ersten Bereichs vor Überspannungen oder unerlaubten Spannungen sein. Insbesondere kann die zweite aktive Zone einen pn-Übergang aufweisen, bei welchem die Reihenfolge der p-leitenden und der n-leitenden Halbleiterschicht gegenüber der Reihenfolge in der ersten aktiven Zone vertauscht ist.
Eine andere Variante sieht vor, den zweiten Bereich als einen Strahlung empfangenden Bereich zur Detektion von Strahlung auszubilden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Strahlungsleistung des ersten Bereichs zu überwachen und gegebenenfalls entsprechend zu regulieren.
Die auf Höhe der ersten aktiven Zone angeordnete Ausgleichsschicht enthält bevorzugter Weise ein elektrisch leitendes Material, so dass die zweite aktive Zone mittels der Ausgleichsschicht elektrisch kontaktierbar ist.
Insbesondere kann die Ausgleichsschicht ein Metall oder ein TCO (transparent conductive Oxide) enthalten. Das TCO ist ein transparentes, leitendes Material, insbesondere ein Metalloxid wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein.
Die auf Höhe der ersten aktiven Zone angeordnete Ausgleichsschicht kann durch eine Kontaktschicht mit der ersten aktiven Zone verbunden werden, so dass die beiden Bereiche auf einer Seite des Dünnfilm-Halbleiterchips gemeinsam elektrisch kontaktiert werden können.
Der zweite Bereich kann auf einer der Ausgleichsschicht zugewandten Seite der zweiten aktiven Zone eine Ätzstoppschicht aufweisen. Die Ätzstoppschicht verhindert bei der Strukturierung der zweiten aktiven Zone, dass die erste aktive Zone angegriffen wird. Vorteilhafterweise ist die Ätzstoppschicht elektrisch leitend ausgebildet, so dass sie nach der Strukturierung nicht entfernt werden muss, sondern im fertigen Halbleiterchip verbleiben kann.
Der Zwischenraum zwischen den beiden Bereichen kann mit einem dielektrischen Material versehen sein, so dass die erste aktive Zone von der zweiten aktiven Zone elektrisch isoliert ist. Somit können Fehlströme zwischen den beiden aktiven Zonen verhindert werden. Geeignete dielektrische Materialien sind beispielsweise Siliziumnitride, Siliziumoxinitride und Siliziumoxide.
Bei einer bevorzugten Variante eines Verfahrens zur Herstellung eines Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips wird zunächst die zweite aktive Zone auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen. Dann wird die erste aktive Zone auf der zweiten aktiven Zone aufgewachsen. Es folgen das Entfernen der ersten aktiven Zone in dem zweiten Bereich und das Ablösen des Aufwachssubstrats. Schließlich wird die zweite aktive Zone in dem ersten Bereich derart entfernt, dass die beiden Bereiche durch einen Zwischenraum lateral voneinander getrennt sind.
Zur Herstellung der beiden aktiven Zonen sind also keine separat geführten Wachstumsprozesse erforderlich. Die beiden aktiven Zonen können in einem gemeinsamen Wachstumsprozess übereinander aufgewachsen und anschließend derart strukturiert werden, dass zwei getrennte funktionelle Bereiche mit jeweils einer aktiven Zone entstehen.
Vorzugsweise wird die zweite aktive Zone in dem ersten Bereich durch Ätzen selektiv entfernt. Entsprechend kann die erste aktive Zone in dem zweiten Bereich durch Ätzen selektiv entfernt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, zwischen der ersten und der zweiten aktiven Zone eine Ätzstoppschicht anzuordnen, bis zu welcher die erste aktive Zone im zweiten Bereich und die zweite aktive Zone im ersten Bereich weggeätzt werden. Somit kann verhindert werden, dass der Ätzvorgang bis in Schichten fortgesetzt wird, die nicht geätzt werden sollen.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird nach dem Entfernen der ersten aktiven Zone im zweiten Bereich eine Ausgleichsschicht auf der zweiten aktiven Zone angeordnet. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann mittels der Ausgleichsschicht die Höhendifferenz zwischen der Oberseite des zweiten Bereichs und der Oberseite des ersten Bereichs in geeigneter Weise eingestellt werden. Insbesondere kann die Höhendifferenz ausgeglichen werden.
Mit Vorteil wird vor dem Ablösen des Aufwachssubstrats auf einer dem Aufwachssubstrat gegenüber liegenden Seite des Dünnfilm-Halbleiterchips ein Träger angeordnet. Dadurch können der erste und zweite Bereich bei fehlendem Aufwachssubstrat stabilisiert werden.
Im folgenden werden anhand der 1 bis 6 verschiedene vorteilhafte Varianten eines Dünnfilm-Halbleiterchips und eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterchips näher erläutert.
Es zeigen:
1A bis 1F eine schematische Darstellung verschiedener Verfahrensschritte einer ersten Variante eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterchips,
2A bis 2I eine schematische Darstellung verschiedener Verfahrensschritte einer zweiten Variante eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterchips,
3 bis 6 schematische Draufsichten verschiedener Ausführungsbeispiele eines Dünnfilm-Halbleiterchips.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1A zeigt einen ersten Verfahrensschritt einer bevorzugten Variante eines Verfahrens zur Herstellung eines Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips.
Auf ein Aufwachssubstrat 3 wird eine zweite aktive Zone 2 epitaktisch aufgewachsen. Die zweite aktive Zone 2 weist einen pn-Übergang auf, der im einfachsten Fall durch eine gleitende und eine n-leitende Halbleiterschicht gebildet ist, die aneinandergrenzen. Auf die zweite aktive Zone 2 wird eine erste aktive Zone 1 epitaktisch aufgewachsen, die wie die zweite aktive Zone 2 einen pn-Übergang aufweist, der im einfachsten Fall durch eine p-leitende und eine n-leitende Halbleiterschicht gebildet ist, die aneinandergrenzen.
Vorzugsweise werden die erste aktive Zone 1 und die zweite aktive Zone 2 aus einem auf einem Phosphid-Verbindungshalbleiter basierenden Material hergestellt, was in diesem Zusammenhang bedeutet, dass die aktiven Zonen 1 und 2 vorzugsweise Al_nGa_mIn_1-n-mP umfassen, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Eigenschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, P), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Beosnders bevorzugt enthalten die erste aktive Zone 1 und die zweite aktive Zone 2 InGaAlP.
Bei Verwendung eines auf einem Phosphid-Verbindungshalbleiter basierenden Materials für die beiden aktiven Zonen 1 und 2 kann für das Aufwachssubstrat 3 mit Vorteil ein auf einem Arsenid-Verbindungshalbleiter basierendes Material wie GaAs verwendet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die erste aktive Zone 1 strukturiert. Insbesondere wird die erste aktive Zone 1 in einem zweiten Bereich II entfernt, so dass nur noch der erste Bereich I die erste aktive Zone 1 aufweist (1B).
Beispielsweise kann die erste aktive Zone 1 im zweiten Bereich II weggeätzt werden. Hierbei ist vorteilhafterweise zwischen der ersten aktiven Zone 1 und der zweiten aktiven Zone 2 eine Ätzstoppschicht 4 vorgesehen, die verhindert, dass beim Ätzen der ersten aktiven Zone 1 die zweite aktive Zone 2 mitgeätzt wird. Bei Verwendung eines auf einem Phosphid-Verbindungshalbleiter basierenden Materials für die beiden aktiven Zonen 1 und 2 ist für die Ätzstoppschicht 4 ein auf einem Arsenid-Verbindungshalbleiter basierendes Material wie AlGaAs geeignet.
Die freigelegte Fläche, die durch Entfernen der ersten aktiven Zone 1 im zweiten Bereich II entsteht, kann von einer Ausgleichsschicht 5 bedeckt werden (1C). Die Ausgleichsschicht 5 ist im zweiten Bereich II auf Höhe der ersten aktiven Zone 1 angeordnet. Vorzugsweise entspricht die Dicke der Ausgleichsschicht 5 der Dicke der ersten aktiven Zone 1, so dass sich der erste Bereich I und der zweite Bereich II auf einer dem Aufwachssubstrat 3 gegenüber liegenden Seite auf demselben Niveau befinden.
Vorzugsweise ist die Ausgleichsschicht 5 elektrisch leitend, so dass die zweite aktive Zone 2 mittels der Ausgleichsschicht 5 elektrisch kontaktiert werden kann. Die Ausgleichsschicht 5 kann ein Metall wie Au oder Al enthalten oder eine Metalllegierung wie AuZn oder AuSn. Beispielsweise kann die Ausgleichsschicht 5 auf die zweite aktive Zone 2 aufgedampft oder aufgesputtert werden.
Damit auch die zweite aktive Zone 2 strukturiert werden kann, werden der Verbund aus Aufwachssubstrat 3, zweiter aktiver Zone 2, strukturierter erster aktiver Zone 1 und Ausgleichsschicht 5 auf der dem Aufwachssubstrat 3 gegenüber liegenden Seite auf einem Träger 7 angeordnet und das Aufwachssubstrat 3 entfernt (1D).
Der Verbund kann mittels einer Kontaktschicht 6 auf den Träger 7 gebondet werden. Die Kontaktschicht 6 kann beispielsweise eine Metalllegierung wie AuZn enthalten, die nicht nur zum Bonden geeignet ist, sondern auch hinsichtlich Reflektivität und elektrischer Leitfähigkeit vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
1E zeigt einen nächsten Verfahrensschritt, bei dem die zweite aktive Zone 2 strukturiert wird. Insbesondere wird die zweite aktive Zone 2 im ersten Bereich I entfernt, so dass nur noch der zweite Bereich II die zweite aktive Zone aufweist. Die zweite aktive Zone 2 wird vorzugsweise im ersten Bereich I weggeätzt. Die Ätzstoppschicht 4 kann hierbei verhinderen, dass die erste aktive Zone 1 mitgeätzt wird.
Für die Ätzstoppschicht 4 wird vorteilhafterweise ein elektrisch leitendes Material verwendet, so dass die Ätzstoppschicht 4 im fertigen Dünnfilm-Halbleiterchip 10 verbleiben kann (1F). Abschließend werden auf die erste aktive Zone 1 eine Kontaktmetallisierung 9 und auf die zweite aktive Zone 2 eine Kontaktmetallisierung 8 aufgebracht, wodurch der erste Bereich I und der zweite Bereich II auf einer dem Träger 7 gegenüber liegenden Seite separat voneinander elektrisch kontaktierbar sind.
Die beiden Bereiche I und II sind durch einen Zwischenraum 11 lateral voneinander getrennt, so dass Fehlströme zwischen den beiden Bereichen I und II verhindert werden können.
Vorteilhafterweise können bei dem wie in den 1A bis 1F beschriebenen Verfahren durch Anwendung der Dünnfilmtechnik, das heißt Ablösen des Aufwachssubstrats 3 und Übertragen des Verbunds auf den Träger 7, beide aktiven Zonen 1 und 2 strukturiert werden, so dass am Ende zwei separate Bereiche I und II mit separaten aktiven Zonen 1 und 2 vorliegen.
Durch das in den 1A bis 1F dargestellte Verfahren kann ein wie in 1F dargestellter Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip 10 hergestellt werden aufweisend einen ersten Bereich I mit einer ersten aktiven Zone 1, einen durch einen Zwischenraum 11 von dem ersten Bereich I lateral getrennten zweiten Bereich II mit einer zweiten aktiven Zone 2, die sich parallel zu der ersten aktiven Zone 1 in einer unterschiedlichen Ebene erstreckt, und eine Ausgleichsschicht 5, die sich im zweiten Bereich II auf Höhe der ersten aktiven Zone 1 befindet, wobei die Ausgleichsschicht 5 kein Halbleitermaterial enthält.
Die beiden Bereiche I und II können insbesondere derart ausgebildet werden, dass die aktiven Zonen 1 und 2 Strahlung verschiedener Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums emittieren. Der Dünnfilm-Halbleiterchip 10 emittiert dann verschieden farbiges Licht, wodurch eine Fläche verschieden farbig beleuchtet werden kann (vgl. auch 3 bis 5). Vorzugsweise ist die dem Träger 7 gegenüber liegende Seite die Strahlungsauskoppelseite.
Es ist ferner möglich, dass der erste Bereich I als ein Strahlung emittierender Bereich und der zweite Bereich II als ein Schutzbereich zum Schutz des ersten Bereichs I vor Überspannungen oder unerlaubten Spannungen ausgebildet werden (vgl. auch 6).
Bei einer weiteren Variante ist der erste Bereich I ein Strahlung emittierender Bereich und der zweite Bereich II ein Strahlung empfangender Bereich zur Detektion von Strahlung.
In den 2A bis 2I ist eine weitere Variante eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung dargestellt.
Zunächst wird auf ein Aufwachssubstrat 3 eine zweite aktive Zone 2 aufgewachsen, auf die wiederum eine erste aktive Zone 1 aufgewachsen wird (2A).
Anschließend wird die erste aktive Zone 1 auf der dem Aufwachssubstrat 3 gegenüber liegenden Seite strukturiert. Dies kann wie im Zusammenhang mit 1B bereits beschrieben erfolgen.
Nach dem Entfernen der ersten aktiven Zone 1 im zweiten Bereich II (2B) kann auf der dem Aufwachssubstrat 3 gegenüber liegenden Seite ganzflächig eine Ausgleichsschicht 5 aufgebracht werden, so dass auf dieser Seite sowohl die erste aktive Zone 1 als auch die zweite aktive Zone 2 von der Ausgleichsschicht 5 bedeckt sind (2C). Vorzugsweise enthält oder besteht die Ausgleichsschicht 5 aus einem TCO. Beispielsweise kann die Ausgleichsschicht 5 aufgesputtert werden.
Die Ausgleichsschicht 5 kann in einem nächsten Schritt strukturiert werden (2D), so dass bei Verwendung eines TCOs keine elektrische Verbindung zwischen der ersten aktiven Zone 1 und der zweiten aktiven Zone 2 besteht. Die Ausgleichsschicht 5 kann im ersten Bereich I mit Vorteil als Stromaufweitungsschicht verwendet werden. Ebenso kann die Ausgleichsschicht 5, die sich im zweiten Bereich II auf Höhe der ersten aktiven Zone 1 befindet, als Stromaufweitungsschicht dienen.
Als weitere Maßnahme zur elektrischen Isolierung des ersten Bereichs I vom zweiten Bereich II kann der Zwischenraum 11 zwischen dem ersten Bereich I und dem zweiten Bereich II mit einem dielektrischen Material 12 wie einem Siliziumnitrid, einem Siliziumoxid oder einem Siliziumoxinitrid versehen werden. Weiterhin kann das dielektrische Material 12 derart aufgebracht werden, dass die Ausgleichsschicht 5 im ersten Bereich I und im zweiten Bereich II an den Seitenflanken von dem dielektrischen Material (12) bedeckt ist (2E).
Um ein Übertragen des in der 2E dargestellten Verbunds auf einen Träger 7 zu erleichtern, wird auf der dem Aufwachssubstrat gegenüber liegenden Seite eine einebnende Kontaktschicht 6 aufgebracht. Diese kann zugleich als Lotschicht zur Befestigung des Verbunds auf dem Träger 7 dienen. Sobald der Verbund auf dem Träger 7 befestigt ist, kann das Aufwachssubstrat 3 abgelöst werden (2F).
Auf der Seite des abgelösten Aufwachssubstrats 3 ist die zweite aktive Zone 2 nun unbedeckt und kann daher von der Seite des ursprünglichen Aufwachssubstrats aus problemlos strukturiert werden (2G). Die zweite aktive Zone 2 und die erste aktive Zone 1 werden also auf zwei einander gegenüber liegenden Seiten strukturiert.
Wie in 2H dargestellt ist, können auch die beiden aktiven Zonen 1 und 2 auf der dem Träger 7 gegenüberliegenden Seite an den Seitenflanken in das dielektrische Material 12 eingebettet werden, so dass diese an den Seitenflächen und teilweise auf den dem Träger 7 gegenüber liegenden Hauptflächen 13 von dem dielektrischen Material 12 bedeckt sind.
Schließlich können auf den unbedeckten Hauptflächen 13 der beiden aktiven Zonen 1 und 2 Stromaufweitungsschichten 14 aufgebracht werden, die für eine homogene Stromverteilung über die beiden aktiven Zonen 1 und 2 hinweg sorgen. Vorzugsweise enthalten oder bestehen die beiden Stromaufweitungsschichten 14 aus einem TCO. Mittels Kontaktmetallisierungen 8 und 9 sind die beiden Stromaufweitungsschichten 14 und damit die beiden aktiven Zonen 1 und 2 auf einer dem Träger gegenüber liegenden Seite jeweils elektrisch kontaktierbar (2I). Ein gemeinsamer elektrischer Kontakt ist auf der Trägerseite durch die Kontaktschicht 6 ausgebildet.
Der durch das Verfahren gemäß den 2A bis 2I hergestellte Strahlung emittierende Dünnfilm-Halbleiterchip 10 umfasst somit einen ersten Bereich I mit einer ersten aktiven Zone 1, einen durch einen Zwischenraum 11 von dem ersten Bereich I lateral getrennten zweiten Bereich II mit einer zweiten aktiven Zone 2, die sich parallel zu der ersten aktiven Zone 1 in einer unterschiedlichen Ebene erstreckt, und eine Ausgleichsschicht 5, die sich im zweiten Bereich II auf Höhe der ersten aktiven Zone 1 befindet, wobei die Ausgleichsschicht 5 kein Halbleitermaterial enthält.
Die Bereiche I und II sind verschiendene funktionelle Bereiche und können die im Zusammenhang mit 1F erläuterten Eigenschaften aufweisen. Ferner können die im Zusammenhang mit den 1A bis 1F erwähnten Materialien auch bei dem Verfahren gemäß den 2A bis 2I verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Strahlung emittierende Dünnfilm-Halbleiterchip vorliegend auch mehr als zwei Bereiche beziehungsweise mehr als zwei aktive Zonen aufweisen kann. Es werden dann entsprechend viele aktive Zonen übereinander aufgewachsen und derart strukturiert, dass jeweils ein Bereich eine aktive Zone aufweist, die von den anderen aktiven Zonen getrennt ist. Mit Vorteil werden jeweils zwei aufeinander folgende aktive Zonen ausgehend von zwei verschiedenen Seiten strukturiert.
3 zeigt in Draufsicht eine vorteilhafte Ausführungsform eines Dünnfilm-Halbleiterchips 10, der vorzugsweise gemäß einem der vorausgehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Der Dünnfilm-Halbleiterchip 10 weist einen ersten Bereich I und einen zweiten Bereich II auf, die durch einen Zwischenraum 11 lateral voneinander getrennt sind. Der erste Bereich I ist insbesondere dafür vorgesehen, Strahlung einer ersten Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums zu emittieren, während der zweite Bereich II dafür vorgesehen sein kann, Strahlung einer zweiten Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums zu emittieren. So werden durch die beiden Bereiche I und II im Betrieb des Dünnfilm-Halbleiterchips 10 zwei verschiedene Leuchtflächen erzeugt. Diese können durch eine dem Halbleiterchip 10 nachgeordnete Optik in geeigneter Weise abgebildet werden. Ein derartiger Dünnfilm-Halbleiterchip 10 kann beispielsweise als Blinklichtanzeige Im Innenraum eines Fahrzeugs verwendet werden.
Die 4 und 5 zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Dünnfilm-Halbleiterchips 10, der gemäß einem der vorausgehend beschriebenen Verfahren hergestellt sein kann. Bei diesen Ausführungsformen sind die ersten Bereiche I als Symbole in Form einer kreisförmigen Fläche (4) oder eines Pfeils (5) ausgebildet. Durch den Farbkontrast zwischen dem ersten Bereich I und dem zweiten Bereich II treten die Symbole bei entsprechender Abbildung für einen Beobachter sichtbar hervor und können beispielsweise als Orientierungshilfen in Gebäuden Verwendung finden.
Bei dem in 6 dargestellten Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchip 10 ist der erste Bereich I ein Strahlung erzeugender Bereich und der zweite Bereich II ein Schutzbereich. Die beiden Bereiche I und II weisen keine separaten Kontaktmetallisierungen auf, sondern sind mittels einer die beiden Bereiche I und II elektrisch verbindenden Kontaktstruktur 15 auf einer dem Träger gegenüber liegenden Seite gemeinsam elektrisch kontaktierbar. Da vorzugsweise eine Kontaktschicht (nicht dargestellt) die beiden Bereiche I und II auf der Trägerseite elektrisch verbindet, sind die beiden Bereiche I und II parallel geschaltet.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2005/055379 [0002]

Claims

Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) aufweisend – einen ersten Bereich (I) mit einer ersten aktiven Zone (1), – einen durch einen Zwischenraum (11) von dem ersten Bereich (I) lateral getrennten zweiten Bereich (II) mit einer zweiten aktiven Zone (2), die sich parallel zu der ersten aktiven Zone (1) in einer unterschiedlichen Ebene erstreckt, und – eine Ausgleichsschicht (5), die sich im zweiten Bereich (II) auf Höhe der ersten aktiven Zone (1) befindet, wobei die Ausgleichsschicht (5) kein Halbleitermaterial enthält.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich (I) ein Strahlung erzeugender Bereich ist und die erste aktive Zone (1) zur Erzeugung von Strahlung einer ersten Wellenlänge vorgesehen ist.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach Anspruch 2, wobei der zweite Bereich (II) ein Strahlung erzeugender Bereich ist und die zweite aktive Zone (2) zur Erzeugung von Strahlung einer zweiten Wellenlänge vorgesehen ist.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach Anspruch 2, wobei der zweite Bereich (II) ein Schutzbereich zum Schutz des ersten Bereichs (I) vor Überspannungen oder unerlaubten Spannungen ist.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach Anspruch 2, wobei der zweite Bereich (II) ein Strahlung empfangender Bereich zur Detektion von Strahlung ist.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgleichsschicht (5) ein Metall oder ein TCO enthält.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Ausgleichsschicht (5) der Dicke der ersten aktiven Zone (1) entspricht.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich (II) auf einer der Ausgleichsschicht (5) zugewandten Seite der zweiten aktiven Zone (2) eine Ätzstoppschicht (4) aufweist.
Strahlung emittierender Dünnfilm-Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zwischenraum (11) mit einem dielektrischen Material (12) versehen ist, so dass die erste aktive Zone (1) von der zweiten aktiven Zone (2) elektrisch isoliert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlung emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips (10) mit folgenden Schritten: – Aufwachsen einer zweiten aktiven Zone (2) auf einem Aufwachssubstrat (3), – Aufwachsen einer ersten aktiven Zone (1) auf der zweiten aktiven Zone (2), – Entfernen der ersten aktiven Zone (1) in einem zweiten Bereich (II), – Ablösen des Aufwachssubstrats (3), – Entfernen der zweiten aktiven Zone (2) in einem ersten Bereich (I) derart, dass die beiden Bereiche (I, II) durch einen Zwischenraum (11) lateral voneinander getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste und die zweite aktive Zone (1, 2) durch Ätzen entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei zwischen der ersten und der zweiten aktiven Zone (1, 2) eine Ätzstoppschicht (4) angeordnet ist, bis zu welcher die erste aktive Zone (1) im zweiten Bereich (II) und die zweite aktive Zone (2) im ersten Bereich (I) weggeätzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei nach dem Entfernen der ersten aktiven Zone (1) in dem zweiten Bereich (II) eine Ausgleichsschicht (5) auf der zweiten aktiven Zone (2) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei vor dem Ablösen des Aufwachssubstrats (3) auf einer dem Aufwachssubstrat (3) gegenüber liegenden Seite des Dünnfilm-Halbleiterchips (10) ein Träger (7) angeordnet wird.