JP5243436B2 - 半導体チップおよび半導体チップの製造方法 - Google Patents
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Description
−半導体ボディの半導体層列の活性領域において生成された放射が、半導体ボディと支持体との間に配置されているミラー層によって少なくとも部分的に半導体層列に向かって反射される;
−半導体層列は20μmまたはそれ以下の範囲、殊に10μmの範囲の厚さを有する;および/または、
−半導体層列は、混合構造を有する少なくとも1つの面を備えた少なくとも1つの半導体層を有し、理想的な場合にはエピタキシャル層列においてほぼエルゴード的な光分布が生じる。すなわち、この光分布は可能な限りエルゴード的な確率分散特性を有する。薄膜発光ダイオードチップの原理は、例えばI. Schnitzer等によるAppl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176に記載されており、その開示内容は参照により本明細書の引用文献とする。
a)半導体ボディを固定するための固定面が設けられている、半導体層列を備えた半導体ボディを準備するステップ;
b)半導体ボディを固定するための実装面が設けられている、支持体を準備するステップ;
c)半導体ボディを支持体に固定するための結合層を固定面と実装面との間に形成するステップ;
d)第2の支持体面と活性領域との間に複数の反射性の素子または散乱性の素子が形成されている半導体チップを完成させるステップ。
Claims (35)
- 放射を生成する活性領域(21)を備えた半導体層列を有する半導体ボディ(2)と支持体(3)とを備えた半導体チップ(1)において、
前記支持体(3)は前記半導体ボディ(2)と対向する側において第1の支持体面(31)を有し、且つ前記半導体ボディ(2)側とは反対側において第2の支持体面(32)を有し、
前記半導体ボディ(2)は結合層(4)を用いて材料結合により前記支持体(3)に固定されており、
前記第2の支持体面(32)と前記活性領域(21)との間に複数の反射性または散乱性の素子(40,7)が形成されており、
前記複数の反射性または散乱性の素子は、少なくとも部分的に表面構造を有する境界面(7)によって形成されており、
前記境界面(7)の前記表面構造は構造化された表面(8)によって形成されており、
前記構造化された表面(8)は光格子用に構成されていることを特徴とする、半導体チップ(1)。 - 前記複数の反射性または散乱性の素子(40,7)は前記第2の支持体面(32)と前記半導体ボディ(2)との間に形成されている、請求項1記載の半導体チップ。
- 前記半導体ボディ(2)と前記結合層(4)との間に、前記活性領域において生成された放射に対して透過性であるコンタクト層(61)が形成されている、請求項1または2記載の半導体チップ。
- 前記コンタクト層(61)はTCO材料を含有する、請求項3記載の半導体チップ。
- 前記コンタクト層(61)の屈折率は前記半導体ボディ(2)の屈折率に適合されている、請求項3または4記載の半導体チップ。
- 前記半導体ボディ(2)と前記支持体(3)との間にミラー層(5)が配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記結合層は前記表面構造を備えた前記境界面(7)上に付着成形されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記表面構造を備えた前記境界面(7)は前記ミラー層(5)の前記活性領域側の面(50)であり、前記境界面(7)の前記表面構造は前記構造化された表面(8)の構造に従う、請求項6記載の半導体チップ。
- 前記構造化された表面は、凸部または凹部の形態の構造的要素(80)を有し、該構造的要素(80)は不規則に配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記構造化された表面は、凸部または凹部の形態の構造的要素(80)を有し、該構造的要素(80)は周期的に配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記構造的要素(80)は角錐状、角錐断端状、マイクロプリズム状または溝状に形成されている、請求項9または10記載の半導体チップ。
- 前記構造的要素(80)は、前記半導体層列の半導体層の主延在方向に沿った方向において、前記活性領域の側において前記表面構造を備えた前記境界面(7)と接している媒体内での、前記活性領域において生成された放射のピーク波長の0.5倍以上100倍以下の範囲の寸法を有する、請求項9から11までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記構造化された表面(8)は前記活性領域(21)と前記結合層(4)との間に配置されている、請求項9から12までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記構造化された表面(8)は前記コンタクト層の前記支持体(3)側の面(63)である、請求項3記載の半導体チップ。
- 前記構造化された表面(8)は前記結合層(4)と前記第2の支持体面(32)との間に配置されている、請求項1から14までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記構造化された表面(8)は前記支持体(3)の前記第1の支持体面(31)である、請求項1から15までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記結合層(4)は接着層である、請求項1から16までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記結合層(4)は前記活性領域(21)において生成された放射に対して透過性に形成されている、請求項1から17までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記結合層(4)は、半導体チップ(1)の動作時に前記活性領域(21)において生成された放射の前記結合層(4)内での導波を妨げるように形成されている、請求項1から18までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記複数の反射性または散乱性の素子は結合層(4)内に構成されている粒子(40)によって形成されている、請求項1から19までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記結合層(4)は電気的に絶縁性に形成されている、請求項1から20までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記半導体チップ(1)における前記活性領域(21)の前記支持体(3)側とは反対側の面上に配置されている放射放出面(10)は構造化されて形成されている、請求項1から21までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記半導体ボディ(2)の前記支持体(3)側とは反対側の面上に、前記活性領域において生成された放射に対して透過性の別のコンタクト層(62)が配置されている、請求項3記載の半導体チップ。
- 薄膜半導体チップとして構成されている、請求項1から23までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記半導体ボディ(2)の前記半導体層列のための成長基板(25)が少なくとも部分的に除去されている、または薄くされている、請求項1から24までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 前記結合層(4)の屈折率は前記半導体ボディ(2)の屈折率に適合されている、請求項1から25までのいずれか1項記載の半導体チップ。
- 放射を生成する活性領域(21)を備えた半導体層列を有する半導体ボディ(2)と支持体(3)とを備えた半導体チップ(1)の製造方法において、
a)前記半導体ボディ(2)を固定するための固定面(29)が設けられている、前記半導体層列を備えた前記半導体ボディ(2)を準備するステップと、
b)前記半導体ボディ(2)を固定するための実装面(39)が設けられている前記支持体(3)を準備するステップと、
c)前記半導体ボディ(2)を前記支持体(3)に固定するための結合層(4)を前記固定面(29)と前記実装面(39)との間に形成するステップと、
d)第2の支持体面(32)と前記活性領域(21)との間に、光格子用に構成されている構造化された表面(8)によって形成されている表面構造を少なくとも部分的に有する境界面(7)によって、複数の反射性または散乱性の素子(40,7)を形成し、半導体チップ(1)を完成させるステップとを有することを特徴とする、半導体チップ(1)の製造方法。 - 前記ステップc)の前に前記固定面(29)を、表面構造を有する境界面(7)として形成する、請求項27記載の方法。
- 前記ステップc)の前に前記実装面(39)を、表面構造を有する境界面(7)として形成する、請求項27記載の方法。
- 前記境界面(7)の前記表面構造を構造化された表面(8)によって形成する、請求項28または29記載の方法。
- 前記表面(8)を湿式化学的または乾式化学的なエッチングにより構造化する、請求項30記載の方法。
- 前記表面構造を備えた前記境界面(7)を前記構造化された表面上に析出されたミラー層(5)によって形成し、前記境界面(7)の表面構造を前記構造化された表面(8)の構造に対応させる、請求項27から31までのいずれか1項記載の方法。
- 前記結合層(4)を内部に粒子(40)が構成されている結合材料によって形成する、請求項27から32までのいずれか1項記載の方法。
- 前記ステップa)において前記半導体層列が設けられる成長基板(25)を前記ステップc)の後に少なくとも部分的に除去する、または薄くする、請求項27から33までのいずれか1項記載の方法。
- 請求項1から26までのいずれか1項記載の半導体チップ(1)を製造する、請求項27から34までのいずれか1項記載の方法。
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