DE102012111573A1 - Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device - Google Patents

Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device Download PDF

Info

Publication number
DE102012111573A1
DE102012111573A1 DE201210111573 DE102012111573A DE102012111573A1 DE 102012111573 A1 DE102012111573 A1 DE 102012111573A1 DE 201210111573 DE201210111573 DE 201210111573 DE 102012111573 A DE102012111573 A DE 102012111573A DE 102012111573 A1 DE102012111573 A1 DE 102012111573A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
intermediate layer
refractive index
semiconductor
radiation
semiconductor body
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.)
Withdrawn
Application number
DE201210111573
Other languages
German (de)
Inventor
Kai Gehrke
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
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE201210111573 priority Critical patent/DE102012111573A1/en
Publication of DE102012111573A1 publication Critical patent/DE102012111573A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • 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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth 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
    • H01L33/36—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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

The optoelectronic semiconductor device (1) comprises a semiconductor structure (2) having an active region (20) for generating and/or receiving intended radiation, and a mirror layer (4) arranged partially on the active region. An intermediate layer (3) arranged in some areas between semiconductor structure and mirror layer, is made of transparent conducting oxide (TCO) material and produces/receives a radiation having a refractive index of almost 1.70, during the operation of semiconductor device. An independent claim is included for a method for manufacturing optoelectronic semiconductor device.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauelement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements. The present application relates to an optoelectronic semiconductor component and to a method for producing an optoelectronic semiconductor component.

Bei optoelektronischen Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Lumineszenzdioden finden oftmals Metallschichten Anwendung, die die im Betrieb emittierte Strahlung reflektieren. Auch bei der Verwendung von Metall mit einer vergleichsweise hohen Reflektivität wird jedoch ein nicht unerheblicher Strahlungsanteil absorbiert und geht somit verloren.In the case of optoelectronic semiconductor components such as, for example, light-emitting diodes, metal layers are often used which reflect the radiation emitted during operation. Even when using metal with a comparatively high reflectivity, however, a not insignificant proportion of radiation is absorbed and is thus lost.

Eine Aufgabe ist es, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, bei dem Absorptionsverluste vermindert sind. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein solches Halbleiterbauelement einfach und zuverlässig erstellbar ist.An object is to provide an optoelectronic semiconductor device in which absorption losses are reduced. Furthermore, a method is to be specified, with which such a semiconductor device can be created simply and reliably.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved inter alia by an optoelectronic semiconductor component or a method for producing an optoelectronic semiconductor component according to the independent patent claims. Further embodiments and expediencies are the subject of the dependent claims.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper auf, der einen zum Erzeugen und/oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist. Die zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung liegt beispielsweise im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the semiconductor component has a semiconductor body which has an active region provided for generating and / or receiving radiation. The radiation to be generated and / or to be received is, for example, in the infrared, visible or ultraviolet spectral range.

Beispielsweise ist der aktive Bereich zwischen einer ersten Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps angeordnet. Der Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich, weist bevorzugt ein III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial auf.For example, the active region is arranged between a first semiconductor layer of a first conductivity type and a second semiconductor layer of a second conductivity type different from the first conductivity type. The semiconductor body, in particular the active region, preferably has a III-V compound semiconductor material.

III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (AlxInyGa1-x-yN) über den sichtbaren (AlxInyGa1-x-yN, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder AlxInyGa1-x-yP, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (AlxInyGa1-x-yAs) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, insbesondere mit x ≠ 1, y ≠ 1, x ≠ 0 und/oder y ≠ 0. Mit III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.III-V compound semiconductor materials are capable of generating radiation in the ultraviolet (Al x In y Ga 1-xy N) over the visible (Al x In y Ga 1-xy N, especially for blue to green radiation, or Al x In y Ga 1-xy P, in particular for yellow to red radiation) up to the infrared (Al x In y Ga 1-xy As) spectral range is particularly suitable. In each case, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1 and x + y ≦ 1, in particular with x ≠ 1, y ≠ 1, x ≠ 0 and / or y ≠ 0. With III-V compound semiconductor materials, In particular, from the said material systems, high internal quantum efficiencies can continue to be achieved in the generation of radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Spiegelschicht auf. Die Spiegelschicht ist vorzugsweise als eine metallische Spiegelschicht ausgebildet. Eine metallische Spiegelschicht zeichnet sich durch eine Reflektivität aus, die weitgehend unabhängig vom Auftreffwinkel der Strahlung ist. Die Spiegelschicht weist zweckmäßigerweise für die im Betrieb des Halbleiterbauelements zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung eine hohe Reflektivität, beispielsweise eine Reflektivität von mindestens 60 %, auf. In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the semiconductor component has a mirror layer. The mirror layer is preferably formed as a metallic mirror layer. A metallic mirror layer is characterized by a reflectivity which is largely independent of the angle of incidence of the radiation. The mirror layer expediently has a high reflectivity, for example a reflectivity of at least 60%, for the radiation to be generated and / or to be received during operation of the semiconductor component.

Beispielsweise enthält die Spiegelschicht Silber, Rhodium, Palladium, Nickel, Chrom oder Aluminium oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Materialien. Diese Materialien zeichnen sich insbesondere im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich durch eine hohe Reflektivität aus. Für den infraroten Spektralbereich eignet sich beispielsweise Gold.By way of example, the mirror layer contains silver, rhodium, palladium, nickel, chromium or aluminum or a metallic alloy with at least one of the materials mentioned. These materials are characterized in particular in the visible and ultraviolet spectral range by a high reflectivity. For the infrared spectral range, for example, gold is suitable.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Zwischenschicht auf. Die Zwischenschicht ist insbesondere zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und der Spiegelschicht angeordnet. Insbesondere grenzt die Zwischenschicht an den Halbleiterkörper an. Weiterhin grenzt die Zwischenschicht an der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite an die Spiegelschicht an. Zwischen der Spiegelschicht und dem Halbleiterkörper ist also nur die Zwischenschicht angeordnet. Vorzugsweise ist die Zwischenschicht durchgängig zwischen dem Halbleiterkörper und der Spiegelschicht angeordnet. Das heißt, die Spiegelschicht grenzt an keiner Stelle direkt an den Halbleiterkörper an. Eine Strahlungsabsorption an einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterkörper und der Spiegelschicht kann so vermieden werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the semiconductor component has an intermediate layer. The intermediate layer is in particular at least partially disposed between the semiconductor body and the mirror layer. In particular, the intermediate layer adjoins the semiconductor body. Furthermore, the intermediate layer adjoins the mirror layer on the side facing away from the semiconductor body. Between the mirror layer and the semiconductor body so only the intermediate layer is arranged. Preferably, the intermediate layer is arranged continuously between the semiconductor body and the mirror layer. That is, the mirror layer does not directly adjoin the semiconductor body at any point. A radiation absorption at an interface between the semiconductor body and the mirror layer can thus be avoided.

Die Zwischenschicht ist beispielsweise auf einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers angeordnet. Beispielsweise verläuft die Hauptfläche parallel zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs. The intermediate layer is arranged, for example, on a main surface of the semiconductor body. For example, the main surface is parallel to a main extension plane of the active region.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements enthält die Zwischenschicht ein TCO-Material.In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the intermediate layer contains a TCO material.

TCO-Materialien sind transparente, leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO“), in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid (ZnO), Zinnoxid (SnO), 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.TCO materials are transparent, conductive oxides ("TCO" for short), usually metal oxides such as zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO), cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO). In addition to binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 also include ternary metal oxygen compounds such as Zn 2 SnO 4 , CdSnO 3 , ZnSnO 3 , MgIn 2 O 4 , GaInO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures different transparent conductive oxides to the group of TCOs. Furthermore, the TCOs do not necessarily correspond to a stoichiometric composition and may also be p- or n-doped.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist die Zwischenschicht für die im Betrieb des Halbleiterbauelements zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung einen Brechungsindex von höchstens 1,70 auf. Im Zweifel bezieht sich der Brechungsindex auf eine Peak-Wellenlänge der zu erzeugenden oder zu empfangenden Strahlung. Bevorzugt ist der Brechungsindex kleiner als oder gleich 1,60. Beispielsweise beträgt der Brechungsindex zwischen einschließlich 1,30 und einschließlich 1,60. In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the intermediate layer has a refractive index of at most 1.70 for the radiation to be generated and / or to be received during operation of the semiconductor component. In doubt, the refractive index refers to a peak wavelength of the radiation to be generated or received. Preferably, the refractive index is less than or equal to 1.60. For example, the refractive index is between 1.30 and 1.60 inclusive.

Je kleiner der Brechungsindex der Zwischenschicht ist, desto größer kann der Brechungsindex-Unterschied zwischen dem an die Zwischenschicht angrenzenden Material des Halbleiterkörpers und der Zwischenschicht sein. Je größer der Brechungsindex-Unterschied ist, desto kleiner ist der Grenzwinkel für Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterkörper und der Zwischenschicht. Strahlung, die in einem Winkel zur Normalen auf die Hauptfläche auftrifft, der größer ist als der Grenzwinkel für Totalreflexion, wird verlustfrei an der Zwischenschicht totalreflektiert. Für diesen Strahlungsanteil ist somit die Gefahr einer Strahlungsabsorption an der vom Halbleiterkörper aus gesehen der Zwischenschicht nachgeordneten Spiegelschicht vermieden. Strahlung, die in einem kleineren Winkel zur Normalen auf die Hauptfläche auftrifft, tritt dagegen durch die Zwischenschicht hindurch und kann an der Spiegelschicht reflektiert werden.The smaller the refractive index of the intermediate layer, the greater the refractive index difference between the material of the semiconductor body adjacent to the intermediate layer and the intermediate layer. The larger the difference in refractive index, the smaller the critical angle for total reflection at the interface between the semiconductor body and the intermediate layer. Radiation incident on the major surface at an angle to the normal larger than the critical angle for total reflection is totally reflected lossless at the intermediate layer. For this proportion of radiation, the risk of radiation absorption at the mirror layer downstream of the intermediate layer, as seen from the semiconductor body, is thus avoided. Radiation incident on the major surface at a smaller angle to the normal, on the other hand, passes through the intermediate layer and may be reflected at the mirror layer.

In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einem zum Erzeugen und/oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Auf dem Halbleiterkörper ist zumindest bereichsweise eine Spiegelschicht angeordnet, wobei zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und der Spiegelschicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, die ein TCO-Material enthält und für die im Betrieb des Halbleiterbauelements zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung einen Brechungsindex von höchstens 1,70 aufweist.In at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the semiconductor component has a semiconductor body with an active region provided for generating and / or receiving radiation. At least in regions, a mirror layer is arranged on the semiconductor body, wherein an intermediate layer which contains a TCO material is arranged at least in regions between the semiconductor body and the mirror layer and has a refractive index of at most 1 for the radiation to be generated and / or received during operation of the semiconductor component , 70.

Mittels der Spiegelschicht in Verbindung mit der Zwischenschicht ist vereinfacht ein omnidirektionaler Spiegel realisiert, der sich durch besonders geringe Absorptionsverluste auszeichnet. Omnidirektional bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass sowohl Strahlungsanteile mit einem kleinen Auftreffwinkel, beispielsweise von 10 Grad oder weniger zur Normalen, als auch mit einem großen Auftreffwinkel, beispielsweise von 45 Grad oder mehr, reflektiert werden. By means of the mirror layer in conjunction with the intermediate layer, an omnidirectional mirror is realized in a simplified manner, which is characterized by particularly low absorption losses. In this context, omnidirectional means, in particular, that both radiation components with a small incidence angle, for example of 10 degrees or less to the normal, and with a large incidence angle, for example of 45 degrees or more, are reflected.

Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit der Zwischenschicht können zudem im Betrieb des Halbleiterbauelements Ladungsträger durch die Zwischenschicht hindurch in den Halbleiterkörper injiziert oder im Fall eines Strahlungsempfängers durch die Zwischenschicht hindurch aus dem Halbleiterkörper abgeführt werden. Due to the electrical conductivity of the intermediate layer, charge carriers can also be injected into the semiconductor body through the intermediate layer during operation of the semiconductor component or, in the case of a radiation receiver, can be removed from the semiconductor body through the intermediate layer.

Das Ausbilden von Aussparungen in der Zwischenschicht für die elektrische Kontaktierung ist somit nicht erforderlich. The formation of recesses in the intermediate layer for electrical contacting is therefore not required.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist die Zwischenschicht eine poröse Struktur auf. Die poröse Struktur ist insbesondere dafür vorgesehen, den Brechungsindex der Zwischenschicht zu verringern. Als Maß für die Porosität kann das Verhältnis zwischen dem Brechungsindex der Zwischenschicht und dem Brechungsindex des TCO-Materials der Zwischenschicht herangezogen werden. In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the intermediate layer has a porous structure. The porous structure is particularly intended to reduce the refractive index of the intermediate layer. As a measure of the porosity, the ratio between the refractive index of the intermediate layer and the refractive index of the TCO material of the intermediate layer can be used.

Es hat sich gezeigt, dass durch das Vorsehen einer Zwischenschicht mit einer porösen Struktur – entgegen dem üblichen Bestreben nach einem möglichst homogenen Schichtaufbau frei von Poren oder Einschlüssen – insgesamt verbesserte optoelektronische Eigenschaften des Halbleiterbauelements erzielt werden können. It has been found that by providing an intermediate layer with a porous structure-contrary to the usual desire for a homogeneous layer structure free of pores or inclusions-overall improved optoelectronic properties of the semiconductor device can be achieved.

Vorzugsweise weist der Brechungsindex der Zwischenschicht aufgrund der porösen Struktur höchstens 90 % des Brechungsindices des TCO-Materials auf. Mittels der porösen Struktur kann ein vergleichsweise niedriger Brechungsindex, insbesondere ein Brechungsindex von höchstens 1,70 auch mit einem Ausgangsmaterial für die Zwischenschicht erzielt werden, das ohne die poröse Struktur einen höheren Brechungsindex aufweisen würde. Preferably, the refractive index of the intermediate layer due to the porous structure at most 90% of the refractive index of the TCO material. By means of the porous structure, a comparatively low refractive index, in particular a refractive index of at most 1.70, can also be achieved with a starting material for the intermediate layer, which without the porous structure would have a higher refractive index.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die Zwischenschicht eine Mehrzahl von Zwischenräumen auf, die frei von TCO-Material sind. Die Zwischenräume sind vorzugsweise mit einem Gas, beispielsweise Luft gefüllt. Gase eignen sich aufgrund des besonders niedrigen Brechungsindices, beispielsweise eines Brechungsindices von 1 für Luft, besonders für die Zwischenräume. Der über die Zwischenräume und das TCO-Material der Zwischenschicht gemittelte Brechungsindex kann so besonders einfach reduziert werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the intermediate layer has a plurality of interspaces which are free of TCO material. The intermediate spaces are preferably filled with a gas, for example air. Gases are suitable because of the particularly low refractive indices, for example a refractive index of 1 for air, especially for the interstices. The refractive index averaged over the intermediate spaces and the TCO material of the intermediate layer can thus be reduced particularly easily.

Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Zwischenräume zumindest teilweise mit einem Material befüllt sind, das einen niedrigeren Brechungsindex als das TCO-Material aufweist.In principle, however, it is also conceivable that the intermediate spaces are at least partially filled with a material which has a lower refractive index than the TCO material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements sind die Zwischenräume zumindest teilweise als Poren ausgebildet, die vollständig von dem TCO-Material umschlossen sind. Die Poren können einen mittleren Durchmesser zwischen einschließlich 1 nm und einschließlich 5 µm aufweisen. In accordance with at least one embodiment of the semiconductor component, the intermediate spaces are formed at least partially as pores, which are completely enclosed by the TCO material. The pores may have an average diameter of between 1 nm and 5 μm inclusive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements bildet das TCO-Material säulenförmige Strukturelemente. Insbesondere sind die Zwischenräume zwischen den Strukturelementen ausgebildet. Die säulenförmigen Strukturelemente sind beispielsweise in lateraler Richtung, also in einer entlang der Hauptfläche verlaufenden Richtung nebeneinander angeordnet. In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the TCO material forms columnar structural elements. In particular, the spaces between the structural elements are formed. The columnar structural elements are arranged side by side, for example, in the lateral direction, that is to say in a direction running along the main surface.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist das optoelektronische Halbleiterbauelement als ein Halbleiterchip ausgebildet. Insbesondere ist das optoelektronische Halbleiterbauelement als ein Dünnfilm-Halbleiterchip ausgebildet, der einen Träger aufweist, an dem der Halbleiterkörper befestigt ist. Der Träger ist also Teil des Halbleiterchips. Die Spiegelschicht ist zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordnet. Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Halbleiterkörper in vertikaler Richtung zwischen einer dem Träger zugewandten Hauptfläche und einer vom Träger abgewandten Strahlungsdurchtrittsfläche. Im Falle eines Strahlungsemitters, beispielsweise eines Lumineszenzdiodenchips, etwa eines Leuchtdioden-Halbleiterchips, kann im aktiven Bereich erzeugte und in Richtung des Trägers abgestrahlte Strahlung besonders effizient an der Zwischenschicht und der Spiegelschicht reflektiert werden und durch die Strahlungsdurchtrittsfläche austreten. Im Falle eines Strahlungsempfängers, beispielsweise eines als Photodiode ausgeführten Halbleiterchips kann die durch die Strahlungsdurchtrittsfläche eintretende Strahlung, die bei einem ersten Durchgang durch den aktiven Bereich noch nicht absorbiert wird, an der Zwischenschicht und der Spiegelschicht reflektiert werden und nachfolgend vom aktiven Bereich absorbiert werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the optoelectronic semiconductor component is designed as a semiconductor chip. In particular, the optoelectronic semiconductor component is designed as a thin-film semiconductor chip which has a carrier to which the semiconductor body is attached. The carrier is thus part of the semiconductor chip. The mirror layer is arranged between the semiconductor body and the carrier. Expediently, the semiconductor body extends in the vertical direction between a main surface facing the carrier and a radiation passage surface facing away from the carrier. In the case of a radiation emitter, for example a luminescence diode chip, for example a light-emitting diode semiconductor chip, radiation generated in the active region and emitted in the direction of the carrier can be reflected particularly efficiently at the intermediate layer and the mirror layer and exit through the radiation passage area. In the case of a radiation receiver, for example a semiconductor chip embodied as a photodiode, the radiation entering through the radiation passage area, which is not yet absorbed in a first passage through the active region, can be reflected at the intermediate layer and the mirror layer and subsequently absorbed by the active region.

Die beschriebene Zwischenschicht eignet sich jedoch grundsätzlich für alle Arten von Halbleiterbauelementen, bei denen für eine auf den Halbleiterkörper aufgebrachte Schicht eine hohe elektrische Leitfähigkeit und gleichzeitig ein geringer Brechungsindex gewünscht ist.However, the intermediate layer described is basically suitable for all types of semiconductor components in which a high electrical conductivity and at the same time a low refractive index is desired for a layer applied to the semiconductor body.

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements wird gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Halbleiterkörper bereitgestellt, der einen zum Erzeugen und/oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist.In a method for producing an optoelectronic semiconductor component, according to at least one embodiment, a semiconductor body is provided, which has an active region provided for generating and / or receiving radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest bereichsweise eine Zwischenschicht auf den Halbleiterkörper aufgebracht, wobei die Zwischenschicht ein TCO-Material enthält und für die im Betrieb des Halbleiterbauelements zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung einen Brechungsindex von höchstens 1,70 aufweist. In accordance with at least one embodiment of the method, an intermediate layer is applied to the semiconductor body at least in regions, wherein the intermediate layer contains a TCO material and has a refractive index of at most 1.70 for the radiation to be generated and / or to be received during operation of the semiconductor component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf der Zwischenschicht eine Spiegelschicht aufgebracht, beispielsweise mittels Sputterns oder Aufdampfens. Insbesondere ist die Zwischenschicht beim Aufbringen der Spiegelschicht in lateraler Richtung völlig unstrukturiert.In accordance with at least one embodiment of the method, a mirror layer is applied to the intermediate layer, for example by sputtering or vapor deposition. In particular, the intermediate layer during application of the mirror layer in the lateral direction is completely unstructured.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Zwischenschicht derart aufgebracht, dass sie eine poröse Struktur aufweist. Anstatt der Abscheidung einer möglichst homogenen Struktur wird also gezielt eine Zwischenschicht mit einer porösen Struktur vorgesehen.In accordance with at least one embodiment of the method, the intermediate layer is applied in such a way that it has a porous structure. Instead of depositing a structure that is as homogeneous as possible, an intermediate layer with a porous structure is thus deliberately provided.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Material für die Zwischenschicht in einer Lösung auf den Halbleiterkörper aufgebracht. Durch das Verdunsten eines Lösungsmittels während einer Pyrolyse wird eine poröse Struktur der Zwischenschicht gebildet. Zwischenräume in Form von Poren in der Zwischenschicht können so auf einfache Weise hergestellt werden.In accordance with at least one embodiment of the method, a material for the intermediate layer is applied in a solution to the semiconductor body. The evaporation of a solvent during pyrolysis forms a porous structure of the intermediate layer. Interstices in the form of pores in the intermediate layer can thus be produced in a simple manner.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Material für die Zwischenschicht mittels Tauchbeschichtens (Dip Coating) oder Rotationsbeschichtens (Spin Coating) aufgebracht. According to at least one embodiment of the method, a material for the intermediate layer is applied by means of dip coating or spin coating.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Zwischenschicht auf dem Halbleiterkörper abgeschieden, beispielsweise aufgedampft oder aufgesputtert. Insbesondere erfolgt die Abscheidung in einem Winkel von höchstens 45 Grad, bevorzugt von höchstens 25 Grad, zu einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers, auf der die Zwischenschicht abgeschieden wird.In accordance with at least one embodiment of the method, the intermediate layer is deposited on the semiconductor body, for example vapor-deposited or sputtered on. In particular, the deposition takes place at an angle of at most 45 degrees, preferably of at most 25 degrees, to a main surface of the semiconductor body on which the intermediate layer is deposited.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer Abscheidung unter einem derart flachen Winkel Abschattungseffekte dazu führen, dass säulenartige Strukturelemente ausgebildet werden, wobei zwischen den säulenartigen Strukturelementen Zwischenräume entstehen. Eine Haupterstreckungsrichtung der säulenartigen Strukturelemente kann schräg oder senkrecht zur Hauptfläche des Halbleiterkörpers stehen.It has been found that, when deposited at such a shallow angle, shadowing effects result in the formation of columnar structural elements, with gaps being created between the columnar structural elements. A main extension direction of the columnar structure elements may be inclined or perpendicular to the main surface of the semiconductor body.

Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement angeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt. The method described is particularly suitable for producing an optoelectronic semiconductor component described above. In connection with the semiconductor device cited features can therefore also be used for the procedure and vice versa.

Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren.Further embodiments, developments and expediencies will become apparent from the description of the embodiments in conjunction with the figures.

Es zeigen: Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht; 1 an embodiment of an optoelectronic semiconductor device in a schematic sectional view;

die 2A und 2B jeweils ein Ausführungsbeispiel für die Zwischenschicht anhand eines Ausschnitts der Zwischenschicht in Schnittansicht; undthe 2A and 2 B in each case an embodiment of the intermediate layer on the basis of a section of the intermediate layer in sectional view; and

die 3A bis 3D ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips.the 3A to 3D an embodiment of a method for producing an optoelectronic semiconductor chip.

Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. The same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals.

Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.The figures are each schematic representations and therefore not necessarily to scale. Rather, comparatively small elements and in particular layer thicknesses may be exaggerated for clarity.

In 1 ist exemplarisch ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Halbleiterbauelement als eine Lumineszenzdiode, insbesondere als ein Dünnfilm-Halbleiterchip ausgebildet ist. Selbstverständlich kann das Halbleiterbauelement jedoch auch als ein Strahlungsempfänger, beispielsweise als eine Photodiode ausgebildet sein.In 1 an exemplary embodiment is shown by way of example, in which the semiconductor component is designed as a light-emitting diode, in particular as a thin-film semiconductor chip. Of course, however, the semiconductor component can also be designed as a radiation receiver, for example as a photodiode.

Das Halbleiterbauelement 1 weist einen Halbleiterkörper 2 auf. Der Halbleiterkörper 2 erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen einer Hauptfläche 200 und einer Strahlungsdurchtrittsfläche 201. Der Halbleiterkörper 2 weist eine Halbleiterschichtenfolge mit einem aktiven Bereich 20 auf, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht 22 eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps angeordnet ist. Die erste Halbleiterschicht, die zweite Halbleiterschicht und der aktive Bereich können jeweils mehrschichtig ausgebildet sein. Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht p-leitend und die zweite Halbleiterschicht n-leitend oder umgekehrt.The semiconductor device 1 has a semiconductor body 2 on. The semiconductor body 2 extends in a vertical direction between a main surface 200 and a radiation passage area 201 , The semiconductor body 2 has a semiconductor layer sequence with an active region 20 on, between a first semiconductor layer 21 a first conductivity type and a second semiconductor layer 22 a second conductivity type different from the first conductivity type is arranged. The first semiconductor layer, the second semiconductor layer and the active region may each have a multilayer structure. For example, the first semiconductor layer is p-type and the second semiconductor layer is n-type or vice versa.

Der Halbleiterkörper 2, insbesondere der aktive Bereich 20, enthält vorzugsweise ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere eines der vorstehend genannten Materialien zur Erzeugung von Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich.The semiconductor body 2 , especially the active area 20 , preferably contains a III-V compound semiconductor material, in particular one of the aforementioned materials for generating radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range.

Auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche 201 abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 2 ist der Halbleiterkörper mittels einer Verbindungsschicht 6, etwa einer Lotschicht oder einer elektrisch leitfähigen Klebeschicht an einem Träger 5 befestigt. On the radiation passage surface 201 opposite side of the semiconductor body 2 is the semiconductor body by means of a connection layer 6 , such as a solder layer or an electrically conductive adhesive layer on a support 5 attached.

Auf der Hauptfläche 200 ist eine Zwischenschicht 3 ausgebildet, die unmittelbar an den Halbleiterkörper 2 angrenzt. Die Zwischenschicht 3 enthält ein TCO-Material, beispielsweise ITO oder ZnO. Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit ist das TCO-Material vorzugsweise dotiert.On the main surface 200 is an intermediate layer 3 formed, which directly to the semiconductor body 2 borders. The intermediate layer 3 contains a TCO material, such as ITO or ZnO. To increase the electrical conductivity, the TCO material is preferably doped.

Die Zwischenschicht 3 weist einen Brechungsindex von höchstens 1,70, bevorzugt von höchstens 1,60 auf. Vorzugsweise beträgt der Brechungsindex der Zwischenschicht 3 höchstens 90 % des Brechungsindices des TCO-Materials. The intermediate layer 3 has a refractive index of at most 1.70, preferably at most 1.60. The refractive index of the intermediate layer is preferably 3 at most 90% of the refractive index of the TCO material.

Beispielsweise wurde durch eine poröse Schicht aus mit Aluminium dotierten Zinkoxid ein Brechungsindex von 1,57 bei einer Vakuum-Wellenlänge von 450 nm realisiert. Der Brechungsindex einer homogenen Schicht aus diesem Material hätte dagegen einen Brechungsindex von über 1,75.For example, a refractive index of 1.57 was realized at a vacuum wavelength of 450 nm through a porous layer of aluminum-doped zinc oxide. On the other hand, the refractive index of a homogeneous layer of this material would have a refractive index greater than 1.75.

Auf der dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Seite der Zwischenschicht ist eine Spiegelschicht 4 angeordnet. On the the semiconductor body 2 opposite side of the intermediate layer is a mirror layer 4 arranged.

Für einen Halbleiterkörper auf der Basis von Galliumnitrid zur Erzeugung von Strahlung im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich eignet sich beispielsweise eine Spiegelschicht, die Silber enthält oder aus Silber besteht. Alternativ kann die Spiegelschicht aber auch eines der vorstehend genannten Materialien aufweisen oder aus einem solchen Material bestehen. For a gallium nitride-based semiconductor body for generating radiation in the visible or ultraviolet spectral range, for example, a mirror layer containing silver or made of silver is suitable. Alternatively, however, the mirror layer may also comprise or consist of one of the aforementioned materials.

Aufgrund des vergleichsweise kleinen Brechungsindices der Zwischenschicht 3 im Vergleich zum an die Zwischenschicht angrenzenden Material des Halbleiterkörpers 2 tritt für Strahlung, die unter einem Winkel zur Normalen auf die Hauptfläche 200 auftrifft, der größer ist als der Grenzwinkel für Totalreflexion, eine verlustfreie Totalreflexion auf (dargestellt durch Pfeil 81). Due to the comparatively small refractive indices of the intermediate layer 3 in comparison to the adjacent to the intermediate layer material of the semiconductor body 2 occurs for radiation that is at an angle to the normal to the main surface 200 greater than the limit angle for total reflection, a lossless total reflection (represented by arrow 81 ).

Strahlung, die unter einem Winkel zur Normalen auf die Hauptfläche auftrifft, der kleiner ist als der Grenzwinkel für Totalreflexion, tritt dagegen durch die Zwischenschicht 3 hindurch und wird an der Spiegelschicht 4 reflektiert (dargestellt durch Pfeil 82). Aufgrund des kleinen Brechungsindices der Zwischenschicht 3 und des damit verbundenen großen Brechungsindexsprungs an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der Zwischenschicht 3, ist der Grenzwinkel für Totalreflexion vergleichsweise klein, so dass für einen vergleichsweise großen Anteil der in Richtung des Trägers abgestrahlten Strahlung Totalreflexion auftritt und somit eine Absorption an der Spiegelschicht 4 vermieden werden kann. Radiation incident on the major surface at an angle to the normal smaller than the critical angle for total reflection, on the other hand, passes through the intermediate layer 3 through and gets to the mirror layer 4 reflected (represented by arrow 82 ). Due to the small refractive index of the intermediate layer 3 and the associated large refractive index jump at the interface between the semiconductor body 2 and the intermediate layer 3 , the critical angle for total reflection is comparatively small, so that for a comparatively large proportion of the radiation emitted in the direction of the carrier, total reflection occurs and thus absorption at the mirror layer 4 can be avoided.

Gleichzeitig ist die Zwischenschicht 3 elektrisch leitend, so dass bei Anliegen einer externen elektrischen Spannung zwischen einem ersten Kontakt 71 und einem zweiten Kontakt 72 des Halbleiterbauelements 1 Ladungsträger durch die Zwischenschicht 3 hindurch in den aktiven Bereich injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren können. Die Zwischenschicht 3 kann aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit durchgängig zwischen der Spiegelschicht 4 und dem Halbleiterkörper 2 angeordnet sein.At the same time, the intermediate layer 3 electrically conductive, so that when applying an external electrical voltage between a first contact 71 and a second contact 72 of the semiconductor device 1 Charge carrier through the intermediate layer 3 can be injected into the active region and recombine there by emitting radiation. The intermediate layer 3 Due to its electrical conductivity, it can be continuous between the mirror layer 4 and the semiconductor body 2 be arranged.

Insbesondere kann die Zwischenschicht 3 in lateraler Richtung unstrukturiert ausgebildet sein. Das heißt, das Ausbilden von Aussparungen in der Zwischenschicht zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 ist nicht erforderlich. Grundsätzlich ist jedoch denkbar, solche Aussparungen in der Zwischenschicht 3 vorzusehen. In particular, the intermediate layer 3 be formed unstructured in the lateral direction. That is, the formation of recesses in the intermediate layer for electrically contacting the semiconductor body 2 not necessary. In principle, however, it is conceivable such recesses in the intermediate layer 3 provided.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Kontakt 71 auf der dem Halbleiterkörper 20 abgewandten Seite des Trägers 5 und der zweite Kontakt 72 auf der Strahlungsdurchtrittsfläche 201 des Halbleiterkörpers 2 angeordnet. Die Anordnung der Kontakte ist davon abweichend jedoch in weiten Grenzen variierbar, solange in den aktiven Bereich 20 Ladungsträger von entgegengesetzten Seiten in den aktiven Bereich injiziert werden können. Beispielsweise kann der Halbleiterkörper 2 eine Ausnehmung aufweisen, die sich von der Hauptfläche 200 durch die erste Halbleiterschicht 21 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die zweite Halbleiterschicht 22 hinein erstreckt. In diesem Fall kann die Strahlungsdurchtrittsfläche 201 frei von einem Kontakt ausgebildet sein.In the embodiment shown, the first contact 71 on the semiconductor body 20 opposite side of the carrier 5 and the second contact 72 on the radiation passage area 201 of the semiconductor body 2 arranged. However, the arrangement of the contacts is deviating but variable within wide limits, as long as in the active area 20 Charge carriers can be injected from opposite sides into the active area. For example, the semiconductor body 2 have a recess extending from the main surface 200 through the first semiconductor layer 21 and the active area 20 through into the second semiconductor layer 22 extends into it. In this case, the radiation passage area 201 be formed freely from a contact.

Bei einem Halbleiterchip in Flip-Chip-Geometrie, bei dem das Aufwachssubstrat zumindest zum Teil im Halbleiterchip verbleibt, können die Spiegelschicht und die Zwischenschicht auf der dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite des Halbleiterkörpers angeordnet sein.In the case of a semiconductor chip in flip-chip geometry, in which the growth substrate remains at least partially in the semiconductor chip, the mirror layer and the intermediate layer can be arranged on the side of the semiconductor body facing away from the growth substrate.

In den 2A und 2B ist anhand eines Ausschnitts 30 der in 1 gezeigten Zwischenschicht 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel für die Zwischenschicht schematisch dargestellt. Die Zwischenschicht 3 weist jeweils eine poröse Struktur auf. In the 2A and 2 B is based on a section 30 the in 1 shown intermediate layer 3 in each case an embodiment for the intermediate layer shown schematically. The intermediate layer 3 each has a porous structure.

Bei dem in 2A dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Zwischenschicht 3 Zwischenräume 31 in Form von Poren auf, die zumindest teilweise vollständig von dem TCO-Material der Zwischenschicht 3 umgeben sind. Je größer der Volumenanteil der Poren an dem Gesamtvolumen der Zwischenschicht 3 ist, desto stärker ist der Brechungsindex der Zwischenschicht 3 gegenüber dem Brechungsindex des TCO-Materials der Zwischenschicht reduziert. Die Zwischenräume enthalten vorzugsweise ein Gas, insbesondere Luft. At the in 2A illustrated embodiment, the intermediate layer 3 interspaces 31 in the form of pores, at least partially completely of the TCO material of the intermediate layer 3 are surrounded. The larger the volume fraction of the pores on the total volume of the intermediate layer 3 is, the stronger the refractive index of the intermediate layer 3 reduced compared to the refractive index of the TCO material of the intermediate layer. The intermediate spaces preferably contain a gas, in particular air.

Bei dem in 2B dargestellten Ausführungsbeispiel weist die poröse Struktur der Zwischenschicht 3 säulenförmige Strukturelemente 32 auf, die in lateraler Richtung nebeneinander auf der Hauptfläche 200 ausgebildet sind. Zwischen den säulenförmigen Strukturelementen sind Zwischenräume 31 ausgebildet. At the in 2 B illustrated embodiment, the porous structure of the intermediate layer 3 columnar structural elements 32 on, in the lateral direction next to each other on the main surface 200 are formed. Between the columnar structural elements are gaps 31 educated.

Mittels der porösen Struktur ist also auch bei Verwendung eines TCO-Materials mit einem Brechungsindex von 1,8 oder mehr eine Zwischenschicht mit einem Brechungsindex von 1,7 oder weniger erzielbar. Thus, even with the use of a TCO material having a refractive index of 1.8 or more, an intermediate layer having a refractive index of 1.7 or less can be obtained by the porous structure.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements ist in den 3A bis 3D schematisch in Schnittansicht dargestellt, wobei exemplarisch ein Halbleiterchip hergestellt wird, der wie in Zusammenhang mit 1 beschrieben ausgebildet ist. Bei der Herstellung des Halbleiterbauelements kann eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen gleichzeitig in einem Waferverbund hergestellt werden, wobei die einzelnen Halbleiterbauelemente durch einen Vereinzelungsprozess des Waferverbunds hervorgehen. Zur vereinfachten Darstellung ist in den 3A bis 3D lediglich ein Ausschnitt gezeigt, aus dem bei der Herstellung ein Halbleiterbauelement 1 gebildet wird.An exemplary embodiment of a method for producing an optoelectronic semiconductor component is shown in FIGS 3A to 3D schematically illustrated in sectional view, wherein a semiconductor chip is produced by way of example, as in connection with 1 is formed described. In the production of the semiconductor component, a multiplicity of semiconductor components can be produced simultaneously in a wafer composite, the individual semiconductor components resulting from a singulation process of the wafer composite. For simplified representation is in the 3A to 3D only a section shown, from which in the manufacture of a semiconductor device 1 is formed.

Wie in 3A dargestellt, wird ein Halbleiterkörper 2 bereitgestellt, beispielsweise auf einem Aufwachssubstrat 25 für die epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers 2, etwa mittels MOCVD. As in 3A is shown, a semiconductor body 2 provided, for example on a growth substrate 25 for the epitaxial deposition of the semiconductor layers of the semiconductor body 2 , for example using MOCVD.

Auf die vom Aufwachssubstrat 25 abgewandte Hauptfläche 200 des Halbleiterkörpers 2 wird eine Zwischenschicht 3 aufgebracht (3B). Das Aufbringen der TCO-Material enthaltenden Zwischenschicht erfolgt vorzugsweise derart, dass eine poröse Struktur entsteht. On top of the growth substrate 25 opposite main surface 200 of the semiconductor body 2 becomes an intermediate layer 3 applied ( 3B ). The application of the TCO-containing intermediate layer is preferably carried out such that a porous structure is formed.

Beispielsweise kann ein Material für die Zwischenschicht in einer Lösung auf den Halbleiterkörper 2 aufgebracht werden. Das Aufbringen des TCO-Materials kann beispielsweise mittels Tauchbeschichtens oder Rotationsbeschichtens erfolgen. Es eignen sich aber auch andere Aufbringverfahren, beispielsweise Aufsprühen.For example, a material for the intermediate layer in a solution to the semiconductor body 2 be applied. The application of the TCO material can be done, for example, by dip coating or spin coating. But there are also other application methods, such as spraying.

In einem Pyrolyse-Schritt kann aus diesem Material eine TCO-Schicht ausgebildet werden. Hierbei wird die Pyrolyse gezielt so durchgeführt, dass durch das Verdunsten des Lösungsmittels eine poröse Struktur in der Zwischenschicht 3 entsteht.In a pyrolysis step, a TCO layer can be formed from this material. Here, the pyrolysis is specifically carried out so that by the evaporation of the solvent, a porous structure in the intermediate layer 3 arises.

Dadurch ergibt sich eine Porenstruktur, wie sie in 2A schematisch dargestellt ist.This results in a pore structure, as in 2A is shown schematically.

Alternativ kann das Aufbringen der Zwischenschicht mittels eines CVD(chemical vapor deposition)- oder eines PVD(physical vapor deposition)-Abscheideverfahrens, beispielsweise Aufdampfens oder Aufsputterns, erfolgen. Hierbei wird die Abscheidung in einem flachen Winkel, insbesondere in einem Winkel von höchstens 45 Grad, bevorzugt von höchstens 30° zur Hauptfläche des Halbleiterkörpers, durchgeführt. Durch einen derart flachen Winkel bewirken Abschattungseffekte eine Ausbildung von säulenförmigen Strukturelementen 32, zwischen denen Zwischenräume 31 ausgebildet sind (vgl. 2B).Alternatively, the application of the intermediate layer can take place by means of a CVD (chemical vapor deposition) or a PVD (physical vapor deposition) deposition method, for example vapor deposition or sputtering. In this case, the deposition is carried out at a shallow angle, in particular at an angle of at most 45 degrees, preferably at most 30 ° to the main surface of the semiconductor body. By such a shallow angle shading effects cause a formation of columnar structural elements 32 between which spaces 31 are formed (see. 2 B ).

Nachfolgend wird auf der Zwischenschicht 3 eine Spiegelschicht 4 aufgebracht, beispielsweise mittels Aufdampfens oder Aufsputterns (3C). Below is on the interlayer 3 a mirror layer 4 applied, for example by means of vapor deposition or sputtering ( 3C ).

Nachfolgend wird der Halbleiterkörper 2 mittels einer Verbindungsschicht 6 an einem Träger 5 befestigt. Der Träger dient der mechanischen Stabilisierung des Halbleiterkörpers, so dass das Aufwachssubstrat 25 hierfür nicht mehr erforderlich ist und entfernt werden kann, etwa mechanisch und/oder chemisch oder mittels eines Laserablöseverfahrens (laser lift off, LLO). Subsequently, the semiconductor body 2 by means of a bonding layer 6 on a carrier 5 attached. The carrier is used for the mechanical stabilization of the semiconductor body, so that the growth substrate 25 this is no longer necessary and can be removed, such as mechanically and / or chemically or by means of a laser stripping process (laser lift off, LLO).

Für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements werden ein erster Kontakt 71 und ein zweiter Kontakt 72 abgeschieden, beispielsweise mittels Aufdampfens oder Aufsputterns. Ein fertig gestellter, aus dem Waferverbund vereinzelter, Halbleiterchip ist in 3D dargestellt.For the electrical contacting of the semiconductor device, a first contact 71 and a second contact 72 deposited, for example by means of vapor deposition or sputtering. A finished, isolated from the wafer composite, semiconductor chip is in 3D shown.

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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist. The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or the exemplary embodiments.

Claims (15)

Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) mit einem Halbleiterkörper (2), der einen zum Erzeugen und/oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist und auf dem zumindest bereichsweise eine Spiegelschicht (4) angeordnet ist, wobei zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und der Spiegelschicht eine Zwischenschicht (3) angeordnet ist, die ein TCO-Material enthält und für die im Betrieb des Halbleiterbauelements zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung einen Brechungsindex von höchstens 1,70 aufweist.Optoelectronic semiconductor device ( 1 ) with a semiconductor body ( 2 ) having an active area (s) for generating and / or receiving radiation ( 20 ) and on the at least partially a mirror layer ( 4 ) is arranged, wherein at least partially between the semiconductor body and the mirror layer, an intermediate layer ( 3 ), which contains a TCO material and for which the radiation to be generated and / or to be received during operation of the semiconductor component has a refractive index of at most 1.70. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die Zwischenschicht eine poröse Struktur aufweist. An optoelectronic semiconductor device according to claim 1, wherein the intermediate layer has a porous structure. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, bei dem der Brechungsindex der Zwischenschicht aufgrund der porösen Struktur höchstens 90% des Brechungsindizes des TCO-Materials aufweist. A semiconductor device according to claim 2, wherein the refractive index of the intermediate layer due to the porous structure is at most 90% of the refractive index of the TCO material. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zwischenschicht eine Mehrzahl von Zwischenräumen (31) aufweist, die frei von TCO-Material sind.Optoelectronic semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the intermediate layer has a plurality of intermediate spaces ( 31 ), which are free of TCO material. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, bei dem die Zwischenräume zumindest teilweise als Poren ausgebildet sind, die vollständig von dem TCO-Material umschlossen sind.  An optoelectronic semiconductor device according to claim 4, wherein the gaps are at least partially formed as pores which are completely enclosed by the TCO material. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, bei dem das TCO-Material säulenförmige Strukturelemente (32) bildet, zwischen denen die Zwischenräume ausgebildet sind.Optoelectronic semiconductor component according to Claim 4, in which the TCO material has columnar structural elements ( 32 ) forms, between which the spaces are formed. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem die Zwischenräume einen kleineren Brechungsindex aufweisen als das TCO-Material der Zwischenschicht. Optoelectronic semiconductor component according to one of claims 3 to 6, wherein the gaps have a smaller refractive index than the TCO material of the intermediate layer. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spiegelschicht metallisch ist. Optoelectronic semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the mirror layer is metallic. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement als ein Dünnfilm-Halbleiterchip ausgebildet ist, der einen Träger (5) aufweist, an dem der Halbleiterkörper befestigt ist, wobei die Spiegelschicht zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordnet ist.Optoelectronic semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the optoelectronic semiconductor component is formed as a thin-film semiconductor chip, the carrier ( 5 ), to which the semiconductor body is attached, wherein the mirror layer is arranged between the semiconductor body and the carrier. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (2), der einen zum Erzeugen und/oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist; b) Zumindest bereichsweises Aufbringen einer Zwischenschicht (3) auf den Halbleiterkörper, wobei die Zwischenschicht ein TCO-Material enthält und für die im Betrieb des Halbleiterbauelements zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung einen Brechungsindex von höchstens 1,70 aufweist; und c) Aufbringen einer Spiegelschicht (4) auf der Zwischenschicht.Method for producing an optoelectronic semiconductor component ( 1 ) comprising the steps of: a) providing a semiconductor body ( 2 ) having an active area (s) for generating and / or receiving radiation ( 20 ) having; b) at least partially applying an intermediate layer ( 3 ) to the semiconductor body, wherein the intermediate layer contains a TCO material and for the radiation to be generated and / or to be received during operation of the semiconductor device has a refractive index of at most 1.70; and c) applying a mirror layer ( 4 ) on the intermediate layer. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Zwischenschicht derart aufgebracht wird, dass sie eine poröse Struktur aufweist. The method of claim 10, wherein the intermediate layer is applied so as to have a porous structure. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem ein Material für die Zwischenschicht in einer Lösung auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird und durch das Verdunsten eines Lösungsmittels während einer Pyrolyse eine poröse Struktur der Zwischenschicht gebildet wird. A method according to claim 10 or 11, wherein a material for the intermediate layer is applied in a solution to the semiconductor body and formed by the evaporation of a solvent during pyrolysis, a porous structure of the intermediate layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem ein Material für die Zwischenschicht mittels Tauchbeschichtens oder Rotationsbeschichtens aufgebracht wird. A method according to any one of claims 10 to 12, wherein a material for the intermediate layer is applied by dip coating or spin coating. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die Zwischenschicht in einem Winkel von höchstens 45° zu einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers auf der Hauptfläche des Halbleiterkörpers abgeschieden wird. The method of claim 10 or 11, wherein the intermediate layer is deposited at an angle of at most 45 ° to a main surface of the semiconductor body on the main surface of the semiconductor body. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem ein optoelektronisches Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt wird. Method according to one of Claims 9 to 14, in which an optoelectronic semiconductor component according to one of Claims 1 to 8 is produced.
DE201210111573 2012-11-29 2012-11-29 Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device Withdrawn DE102012111573A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210111573 DE102012111573A1 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210111573 DE102012111573A1 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012111573A1 true DE102012111573A1 (en) 2014-03-13

Family

ID=50153198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210111573 Withdrawn DE102012111573A1 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012111573A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017050392A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 ローム株式会社 Semiconductor light-emitting element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070018184A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 Goldeneye, Inc. Light emitting diodes with high light extraction and high reflectivity
US20090159908A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Philips Lumileds Lighting Company Llc Semiconductor light emitting device with light extraction structures
US20100200881A1 (en) * 2007-06-28 2010-08-12 Kyocera Corporation Light Emitting Element and Illumination Device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070018184A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 Goldeneye, Inc. Light emitting diodes with high light extraction and high reflectivity
US20100200881A1 (en) * 2007-06-28 2010-08-12 Kyocera Corporation Light Emitting Element and Illumination Device
US20090159908A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Philips Lumileds Lighting Company Llc Semiconductor light emitting device with light extraction structures

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017050392A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 ローム株式会社 Semiconductor light-emitting element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007019776A1 (en) Optoelectronic component and method for producing a plurality of optoelectronic components
EP2122697B1 (en) Radiation emitting semi-conductor body having an electrically conductive contact layer permeable to the emitted radiation
DE102011016302A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip
EP2715809B1 (en) Optoelectronic semiconductor chip
WO2018007186A1 (en) Radiation-emitting semiconductor chip
WO2012110364A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing optoelectronic semiconductor chips
EP3381061B1 (en) Light-emitting diode chip with a reflective layer sequence
DE102013100818B4 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
DE102012108879A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip with a plurality of active regions arranged next to one another
DE102010032497A1 (en) A radiation-emitting semiconductor chip and method for producing a radiation-emitting semiconductor chip
WO2012107289A1 (en) Optoelectronic semi-conductor chip with an encapsulated mirror layer
WO2017178627A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip
WO2013045328A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip, and method for fabricating an optoelectronic semiconductor chip
WO2012107290A1 (en) Optoelectronic semi-conductor chip with encapsulated mirror layer
WO2016066477A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip
WO2015176873A1 (en) Method for producing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip
DE102012111573A1 (en) Optoelectronic semiconductor device e.g. LED, has an intermediate layer made of transparent conducting oxide (TCO) material and which produces/receives a radiation having predetermined refractive index, during the operation of device
WO2009149687A1 (en) Semiconductor body and method for producing a semiconductor body
DE102013113106A1 (en) Radiation emitting semiconductor chip
DE102016101612A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
DE102018107470A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP
WO2019020424A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip, high voltage semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
DE102012106998A1 (en) Reflective contact layer system for an optoelectronic component and method for its production
DE102017119881A1 (en) Radiation-emitting semiconductor chip
DE102011102376A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip i.e. thin-film LED, has n-type contact layer comprising transparent conductive oxide layer, where p-type and n-type contact layers are in electrical contact with p-side and n-side of body, respectively

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee