JP5358680B2 - 反射層を備えているオプトエレクトロニクス半導体チップ - Google Patents

Description

本発明は、反射層を備えているオプトエレクトロニクス半導体チップに関する。

特許文献１には、銀を含んでいる反射層を備えているオプトエレクトロニクス半導体チップが記載されている。

米国特許第７，２６５，３９２号明細書

達成すべき１つの目的は、特に長い寿命を有するオプトエレクトロニクス半導体チップを提供することである。達成すべきさらなる目的は、特に簡単な方法で製造することのできるオプトエレクトロニクス半導体チップを提供することである。達成すべきさらなる目的は、特に効率的であるオプトエレクトロニクス半導体チップを提供することである。

オプトエレクトロニクス半導体チップを提供する。本オプトエレクトロニクス半導体チップは、例えば、ルミネセンスダイオードチップである。このルミネセンスダイオードチップは、レーザダイオードチップ、好ましくは発光ダイオードチップとすることができる。さらには、本オプトエレクトロニクス半導体チップは、検出器チップ（例えば、フォトダイオードチップなど）とすることが可能である。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体チップは、第１のコンタクト領域および第２のコンタクト領域を有する。本オプトエレクトロニクス半導体チップを動作させるための電流は、これらのコンタクト領域を介してオプトエレクトロニクス半導体チップに印加することができる。第１のコンタクト領域は、例えば、半導体チップのｎ型コンタクトである。その場合、第２のコンタクト領域は、例えば、半導体チップのｐ型コンタクトである。第１のコンタクト領域は、例えば、ボンディングパッドによって形成することができる。第２のコンタクト領域は、はんだ金属層（solder metallization）によって形成することができる。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体チップは、反射層を備えている。この反射層は、オプトエレクトロニクス半導体チップにおいて発生する電磁放射、またはオプトエレクトロニクス半導体チップにおいて検出する電磁放射を、反射する目的で設けられている。

この場合、反射層は、第２のコンタクト領域に直接的かつ導電的に接続されていることが好ましい。この場合、「直接的かつ導電的に」とは、例えば、第２のコンタクト領域と反射層との間に半導体材料が配置されておらず、反射層と第２のコンタクト領域とが互いに直接接触している、または良好な導電率を有する材料（例えば金属）によって互いに結合されていることを意味する。

反射層は、ミラーとすることができる。この反射層は、本半導体チップにおいて発生させる、または検出する電磁放射に対する少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％の反射率を有することが好ましい。

反射層は、マイグレーションを生じる傾向にある金属（metal that tends toward migration）を含んでいる。「マイグレーションを生じる傾向にある金属」とは、その金属が、外部電界中で、その外部電界に起因して移動または拡散する傾向にあることを意味する。言い換えれば、電界に起因して反射層の金属に力が作用し、これによって反射層から金属が抜け出す（extraction）ことがある。

一例として、金属のイオンが電界線に沿って移動し、このマイグレーションによってオプトエレクトロニクス半導体チップの領域内に入り込むことがあり、その領域にダメージを引き起こす。さらには、マイグレーションを生じる傾向にある金属が、電界中の移動に起因して、オプトエレクトロニクス半導体チップから例えば半導体チップのハウジングの中に入り込むこともあり、同様にハウジングにダメージが生じうる。

発生しうるダメージは、例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップの短絡である。さらには、電界中での反射層からのマイグレーション（すなわちエレクトロマイグレーション）の結果として、反射層が損傷し、したがって、その電気特性および光学特性が悪影響を受ける。この場合、電界中でマイグレーションを生じる傾向にある問題は、特に、湿潤環境においても発生する。反射層からの金属のマイグレーションによって、全体としてオプトエレクトロニクス半導体チップの寿命が減少する。

マイグレーションを生じる傾向にある金属は、例えば銀である。この場合、銀イオンは、オプトエレクトロニクス半導体チップの中で電界線に沿ってマイグレーションを生じる傾向にある。さらには、マイグレーションを生じる傾向にある金属は、場合によっては別の金属（例えば、銅またはニッケル）である。

少なくとも一実施形態によると、マイグレーションを生じる傾向にある金属のマイグレーション経路が第２のコンタクト領域と第１のコンタクト領域との間に形成されるように、オプトエレクトロニクス半導体チップの中に反射層が配置されている。一例として、反射層は、オプトエレクトロニクス半導体チップの半導体ボディに直接隣接している。第１のコンタクト領域および第２のコンタクト領域は、半導体ボディに導電接続されている。第２のコンタクト領域と反射層との間の導電接続によって、マイグレーション経路が、半導体ボディの中、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域の間に、形成され得る。

したがって、マイグレーション経路が存在していることは、特に、反射層からマイグレーションを生じる傾向にある金属によるオプトエレクトロニクス半導体チップの中でのマイグレーションを防止できるマイグレーション遮断部（migration blocker）またはマイグレーションバリア（migration barrier）を、オプトエレクトロニクス半導体チップが含んでいないことを意味する。したがって、本オプトエレクトロニクス半導体チップには、反射層からマイグレーションを生じる傾向にある金属のマイグレーションに対するマイグレーションバリアが存在しない。このようなマイグレーションバリアを省く結果として、オプトエレクトロニクス半導体チップを特に単純に、したがって高い費用効果で製造することができる。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、半導体チップの動作時に、金属のマイグレーションを抑制する電界を形成する手段が、半導体チップに設けられている。すなわち、半導体チップの動作時、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間には最初から電界が存在しており、この電界は、オプトエレクトロニクス半導体チップの中での反射層からの金属のエレクトロマイグレーションを促進する。半導体チップにおける手段は、この電界に対抗し、金属のマイグレーションを抑制する電界を形成する。

言い換えれば、特に、金属のマイグレーションが発生するであろう半導体チップの重要な位置が、電界によって大幅に遮蔽されていることによって、反射層からの金属の抜け出しと、オプトエレクトロニクス半導体チップの中での金属のマイグレーションとが防止される、または少なくとも抑制される。すなわち、本オプトエレクトロニクス半導体チップの場合には、マイグレーションバリアとしての例えば誘電体または金属性遮断部によって反射層が封止されるのではなく、半導体チップ中に存在する電界を遮蔽することによって、すなわち対抗する電界によって、マイグレーションが防止される。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体チップは、第１のコンタクト領域および第２のコンタクト領域と、第２のコンタクト領域に直接的に導電接続されている反射層とを備えており、反射層は、マイグレーションを生じる傾向にある金属を含んでおり、反射層は、金属のマイグレーション経路が第２のコンタクト領域と第１のコンタクト領域との間に形成されるように、配置されている。この場合、半導体チップの動作時に、金属のマイグレーションを抑制する電界を形成する手段が、半導体チップに設けられている。この手段は、例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップの縁部に配置することができる。さらには、この手段は、半導体チップ内の少なくとも一部分に配置することも可能である。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、電界形成手段は、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間に延在する導電性材料によって形成されている。この場合、この導電性材料は、第２のコンタクト領域に直接的に導電接続されている。すなわち、導電性材料と第２のコンタクト領域との間の直接的な電気的結合が存在する。導電性材料と第２のコンタクト領域は、例えば互いに接触している、または、良好な電気的結合（例えば金属性結合）によって互いに結合されている。この場合、導電性材料は、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間に延在しているように、半導体チップに配置されている。すなわち、導電性材料は、反射層からマイグレーションを生じる傾向にある金属のマイグレーション経路の方向に少なくとも部分的に延在している。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体チップは、半導体ボディを備えており、半導体ボディの上面に第１のコンタクト領域が配置されており、半導体ボディの下面に第２のコンタクト領域が配置されている。本オプトエレクトロニクス半導体チップは、半導体ボディに直接接触した状態に配置されている反射層をさらに備えている。一例として、反射層は、半導体ボディの下面に堆積されており、下面において半導体ボディに直接隣接している。この場合、反射層は、半導体ボディの下部領域を完全に覆っていることが可能である。さらには、半導体ボディの下部領域に、構造化された状態に反射層を堆積させることが可能である。反射層は、第２のコンタクト領域に電気的に直接接触した状態に配置されている、すなわち、第２のコンタクト領域に直接的に導電接続されている。

一例として、第２のコンタクト領域は反射層に直接隣接している。この場合、反射層は、第２のコンタクト領域と半導体ボディとの間に配置されている。反射層が第２のコンタクト領域と半導体ボディとの間に配置されており、反射層と半導体ボディとが直接接触している結果として、反射層からマイグレーションを生じる傾向にある金属のマイグレーション経路が、半導体ボディの中への経路、または半導体ボディの縁部領域における経路となる。マイグレーション経路は、例えば、第２のコンタクト領域と第１のコンタクト領域（半導体ボディの上面に配置されている）との間を走っている。

本オプトエレクトロニクス半導体チップは、少なくとも１つのチップ側壁をさらに備えており、このチップ側壁は、半導体ボディの側面領域によって形成することができる。この場合、チップ側壁は、半導体ボディの上面と下面との間に延在している。チップ側壁は、半導体チップの縁部領域を形成することができる。チップ側壁には導電性材料が配置されており、この材料は、第２のコンタクト領域に直接的に導電接続されている。すなわち、半導体チップの動作時に電界を形成する手段が、チップ側壁に配置されている導電性材料によって形成されている。チップ側壁が半導体ボディの上面と下面との間に配置されており、第１のコンタクト領域が半導体ボディの上面に配置されており、第２のコンタクト領域が半導体ボディの下面に配置されているため、導電性材料はチップ側壁に、すなわち、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間に延在している。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、この場合、導電性材料はチップ側壁に直接的には堆積されておらず、チップ側壁と導電性材料との間に電気絶縁材料が配置されており、この電気絶縁材料は、導電性材料による半導体ボディとの接触が形成されることを防止する。この場合、半導体チップの動作時に電界を形成する手段は、電気絶縁材料と導電性材料とから形成されており、導電性材料は、電気絶縁材料の上に配置されており、第２のコンタクト領域に直接的に導電接続されている。この場合、電気絶縁材料は、放射を発生させる、または放射を検出する目的で設けられているオプトエレクトロニクス半導体チップの活性ゾーンが、特に、導電性材料によって短絡することがないようにしている。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、半導体チップの動作時、第１のコンタクト領域は第１の電位にある。このことは、例えば、第１の電気コンタクト領域が半導体ボディのｎ側コンタクトを形成していることによって達成することができる。その場合、第１のコンタクト領域は、電圧源の負極に接続されている。

さらには、第２のコンタクト領域と、反射層と、導電性材料は、共通の第２の電位にある。このことは、反射層および導電性材料の両方が第２のコンタクト領域に直接的に導電接続されていることによって達成されている。この場合、第２のコンタクト領域は、例えば電圧源の正極に接続することができる。

このようにすることで、第１の電気コンタクト領域と、その一方で、第２のコンタクト領域、反射層、および導電性材料が、２つの互いに異なる第１および第２の電位にある。導電性材料は、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間に配置されており、反射層および第２のコンタクト領域と共通の電位にあることに起因して、半導体ボディの動作時に、反射層からの金属のマイグレーション（すなわち、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間に形成されている電界）を抑制する電界を形成する手段として機能する。

したがって、導電性材料は、反射層と第１のコンタクトとの間に位置しており、反射層の領域における電界を遮蔽し、したがって、一例として、反射層からの金属イオンが第１のコンタクト領域の方に引かれない。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、この場合、反射層は、銀を含んでいる、または銀から成る。銀は、可視光のスペクトルの広い範囲にわたり高い反射率を有することを特徴とする。さらには、銀は、極めて良好な導電性を特徴とし、したがって、電気コンタクトとして使用することができる。しかしながら、銀は、特に銀イオンの形において、電界中でのマイグレーションの高い傾向を有し、これにより、オプトエレクトロニクス半導体チップにおける反射層として銀を使用することは、通常では難しい、または不可能である。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、この下面の上への第１のコンタクト領域の突出部の領域では、半導体ボディの下面に反射層が存在しないように、反射層が構造化されている。この領域には、一例として、第２のコンタクト領域と半導体ボディとの間に電気絶縁材料を配置することができ、この電気絶縁材料は、この領域における半導体ボディへの電流注入を防止する。この配置の利点として、第１のコンタクト領域の範囲内では、放射の発生または検出を目的として設けられている半導体ボディの活性ゾーンに電流が流れ込むことができず、したがって、第１のコンタクト領域の下では放射が発生しない。このように配置する理由は、この範囲内の放射は第１のコンタクト領域において吸収されてしまい、したがって光の生成または光の検出に寄与し得ないためである。すなわち、第１のコンタクト領域が配置されている範囲については、活性ゾーンにおいて電磁放射が発生しない。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、第１のコンタクト領域の周囲、半導体ボディの上面から半導体ボディの中に、溝が構造化されている。この溝は、例えばエッチングによって構造化することができる。この溝は、例えば半導体ボディの上面に中央に配置されている第１のコンタクト領域を、完全に囲んでいることが好ましい。言い換えれば、この溝は、第１のコンタクト領域の周囲を例えば環状に延在している。この場合、溝は活性ゾーンを分断していることが好ましい。溝は、反射層まで延びていることが特に好ましく、すなわち、溝は、半導体ボディをその上面からその下面まで完全に分断するような深さとして、形成することができる。このような深さの溝は、第１のコンタクト領域の下方の活性ゾーンへの電流注入を防止するための特に効果的な可能な方策である。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体チップは、薄膜設計で構成されており、すなわち、本オプトエレクトロニクス半導体チップは、成長基板上に好ましくはエピタキシャル成長させた半導体ボディを備えている。半導体ボディをエピタキシャル成長させた後、成長基板を薄くする、すなわちその厚さを減らす、または半導体ボディから完全に除去することが好ましい。半導体ボディは、元の成長基板とは反対側の面によってキャリアに固定することができる。

反射層は、キャリアと半導体ボディとの間に配置されていることが好ましい。

一連の層は、例えば以下のようにすることができる。キャリアの取付け面に第２のコンタクト領域が続いており、この第２のコンタクト領域は、例えばはんだ金属層によって形成することができる。この第２のコンタクト領域のすぐ上には反射層が続いており、すなわち、反射層は第２のコンタクト領域に直接接触した状態に配置されている。第２のコンタクト領域とは反対側の反射層の面には、半導体ボディが配置されていることが好ましい。半導体ボディと反射層は互いに直接接触した状態に配置されていることが好ましい。第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間の電界を遮蔽する手段によって、キャリア、第２のコンタクト領域、反射層のうちの少なくとも１つからの金属または金属イオンのマイグレーションを防止するマイグレーション遮断部またはマイグレーションバリアを、省くことができる。

以下では、上に記載した半導体チップについて、例示的な実施形態および関連する図面に基づいてさらに詳しく説明する。

本文書に記載されている、反射層を備えているオプトエレクトロニクス半導体チップの第１の例示的な実施形態を、概略的な断面図として示している。 本文書に記載されている、反射層を備えているオプトエレクトロニクス半導体チップの第２の例示的な実施形態を、概略的な断面図として示している。

図面において、同じ要素、タイプが同じ要素、または機能が同じ要素には、同じ参照数字を付してある。これらの図と、図に示してある要素の互いのサイズの関係は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してある。

図１に関連して説明するオプトエレクトロニクス半導体チップは、例えば、動作時に可視波長範囲の電磁放射を発生させる発光ダイオードチップである。このオプトエレクトロニクス半導体チップは、半導体ボディ１０を備えている。半導体ボディ１０は、エピタキシャル形成されていることが好ましい。一例として、成長基板（図１には示していない）は、半導体ボディ１０の上面１０ａから除去されている。半導体ボディ１０は、上面１０ａとは反対側の下面１０ｂにおいて、キャリア１４に貼り付けられている。半導体ボディ１０は、例えば、窒化物化合物半導体材料をベースとしている。キャリア１４は、ゲルマニウムを含んでいる、またはゲルマニウムから成る。

本文書においては、「窒化物化合物半導体材料をベースとしている」とは、半導体積層体または少なくともその一部分、特に好ましくは少なくとも活性ゾーンが、窒化物化合物半導体材料、好ましくはＡｌ_ｎＧａ_ｍＩｎ_{１−ｎ−ｍ}Ｎ（０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、ｎ＋ｍ≦１）を備えている、またはこのような材料から成ることを意味する。この場合、この材料は、上の化学式に従った数学的に正確な組成を有する必要はない。そうではなく、この材料は、１つまたは複数のドーパントと追加の構成成分とを備えていることができる。しかしながら、説明を簡潔にする目的で、上の化学式は、結晶格子の本質的な構成成分（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ）のみを含んでおり、これらの構成成分は、その一部分をわずかな量のさらなる物質によって置き換える、またはさらなる物質によって補う、またはその両方であるようにすることができる。

半導体ボディ１０は活性ゾーン９を備えており、この活性ゾーン９は、この実施形態のオプトエレクトロニクス半導体チップの場合には電磁放射を発生させるのに適している。活性ゾーン９は、放射を発生させるためのｐｎ接合、ダブルへテロ構造、単一量子井戸、多重量子井戸のうちの少なくとも１つを備えている。この場合、量子井戸構造という表現は、量子化の次元について何らかの指定を行うものではない。したがって、量子井戸構造は、特に、量子井戸、量子細線、量子ドットと、これらの構造の任意の組合せを包含する。

このオプトエレクトロニクス半導体チップは、その上面１０ａに第１の電気コンタクト領域１を備えている。第１の電気コンタクト領域１は、例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップのｎ側コンタクト接続のためのボンディングパッドである。第１のコンタクト領域は、例えば、金もしくはアルミニウムまたはその両方を含んでいる、またはこれらの材料の一方から成る。さらには、第１のコンタクト領域は、金属として、チタン、白金、クロム、ニッケルの少なくとも１つから成る、またはこれら金属の少なくとも１つを含んでいることも可能である。第１のコンタクト領域は、材料の組合せとして、例えば、ＴｉＰｔＡｕ、ＣｒＰｔＡｕ、ＮｉＡｕから構成することもできる。この場合、複数の異なる金属を層として重ねて配置することが可能である。

半導体ボディの下面１０ｂには、ミラー層３が半導体ボディ１０に直接接触した状態に配置されている。反射層３は、マイグレーションを生じる傾向にある金属を含んでいる。この場合、反射層３は、金属として、アルミニウム、白金、銀のうちの１つを含んでいる、またはその金属から成ることができる。特に好ましくは、反射層３は銀から成る。反射層３は、半導体ボディ１０に直接隣接している。すなわち、反射層３と半導体ボディ１０との間には、一例として、マイグレーションバリアが配置されていない、すなわち、例えばＴｉＷＮから成る層がここに配置されていない。

オプトエレクトロニクス半導体チップの第２のコンタクト領域２は、半導体ボディ１０とは反対側の反射層３の面に配置されている。オプトエレクトロニクス半導体チップの第２のコンタクト領域２は、例えばはんだ金属層によって形成されている。第２のコンタクト領域２の材料は、例えば、スズまたはインジウムによって形成されているはんだ接続部とすることができる。一例として、第２のコンタクト領域２は、ＡｕＳｎはんだ接続部である。

第２のコンタクト領域２は、反射層３に直接接触した状態に配置されている。反射層３は、半導体ボディ１０の下面１０ｂの上への第１のコンタクト領域１の突出部１３において途切れている。すなわち、反射層３は構造化されている。反射層３は、下面１０ｂにおいて半導体ボディ１０を完全には覆っていない。半導体ボディ１０の下面１０ｂの上への第１のコンタクト領域１の突出部１３の領域には、電気絶縁層７が配置されている。

電気絶縁層を形成する目的には、誘電体が使用されていることが好ましい。一例として、絶縁層は、材料として、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３のうちの少なくとも１つを含んでいることができる。

活性ゾーン９の上への突出部１３の領域においては、第１のコンタクト領域１の下の絶縁層７に起因して、電磁放射が発生しない。これによってオプトエレクトロニクス半導体チップの効率が高まり、このように配置する理由は、この領域において発生する電磁放射は第１のコンタクト領域１によって吸収され、上面において半導体ボディから放出され得ないためである。

本オプトエレクトロニクス半導体チップの動作時、第１のコンタクト領域１は第１の電位Ｕ１にあり、電圧源の例えば負極に接続されている。第２のコンタクト領域２は異なる電位Ｕ２にあり、電圧源の例えば正極に接続されている。第２のコンタクト領域２は、導電性材料から成る反射層３に電気的に直接接触した状態に配置されている。したがって、反射層３は同様に電位Ｕ２にある。Ｕ１とＵ２との間の電位差によって電界が生じ、この電界により、半導体ボディ１０の下面１０ｂから上面１０ａに向かう力が、反射層３からの正に帯電した金属イオン（好ましくは銀イオン）にかかる。このようにして形成される電界中では、金属イオンはマイグレーション経路４に沿ってマイグレーションを生じる傾向を有する。

マイグレーションは、例えば半導体ボディ１０の中で（例えば半導体ボディ１０内の転位に沿って）発生することがある。

しかしながら、マイグレーションの大部分は、（対策を講じなければ）チップ側壁１１に沿って延びるマイグレーション経路４に沿って発生する。すなわち、マイグレーションを生じる傾向にある金属（例えば銀）は、チップ側壁１１まで、またはチップ側壁１１を通ってマイグレーションする。側壁において、金属は、上述した電界線に沿って移動する。この電界線は、（平板コンデンサの場合と同様に）チップ側壁において半円形状に形成することもできる。この実施形態の場合、主としてチップ側壁に沿ったマイグレーションが特に効果的に防止される。

このマイグレーション（主として湿潤環境において活発に発生する）に対する対策がない場合、オプトエレクトロニクス半導体チップの比較的短時間の動作の後、反射層３の電気特性および光学特性が破壊される。

したがって、マイグレーションに対する対策として、上述した電界に対して反射層３の遮蔽をもたらす手段６が設けられている。したがって、反射層３からの金属の抜け出しが抑制される、もしくは防止される。この実施形態の場合、手段６は、半導体ボディ１０のチップ側壁１１に堆積されている電気絶縁層７を備えている。この絶縁層７の、半導体ボディ１０とは反対側の面には、導電性材料５が堆積されており、この材料５は第２のコンタクト領域２に電気的に直接接続されている。すなわち、導電性材料５も、第２のコンタクト領域２および反射層３と同様に第２の電位Ｕ２にある。導電性材料は、半導体ボディ１０の下面１０ｂと上面１０ａとの間に、チップ側壁１１の全体に沿って延在していることが好ましい。

すなわち、チップ側壁１１は導電性材料５によって完全に覆われている。

導電性材料５は、例えば、放射に対して透過性の導電性酸化物である。

透明導電性酸化物（略して「ＴＣＯ」）は、透明な導電性材料であり、一般には金属酸化物、例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などである。二元の金属−酸素化合物（例えば、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、またはＩｎ_２Ｏ_３）のみならず、三元の金属−酸素化合物（例えば、Ｚｎ_２ＳｎＯ_４、ＣｄＳｎＯ_３、ＺｎＳｎＯ_３、ＭｇＩｎ_２Ｏ_４、ＧａＩｎＯ_３、Ｚｎ_２Ｉｎ_２Ｏ_５、またはＩｎ_４Ｓｎ_３Ｏ_１２）、または複数の異なる透明導電性酸化物の混合物も、透明導電性酸化物の群に属する。さらには、透明導電性酸化物は、必ずしも化学量論的な組成に対応していなくてもよく、ｐ型あるいはｎ型にドープすることもできる。

それ以外の導電性材料（例えば金属）も、導電性材料５を形成する目的に適している。しかしながら、透明導電性酸化物は、チップ側壁１１に達する光が吸収されない、あるいはわずかに吸収されるのみであるという利点を有する。

電気絶縁層７も、導電性材料５と同じように、活性ゾーン９において発生する電磁放射に対して透過性とすることができる。したがって、このようにすることで、手段６を放射に対して透過性とすることができる。

導電性材料５は、半導体ボディ１０の中での反射層３からの金属のマイグレーションが、手段６を備えていないオプトエレクトロニクス半導体チップと比較して減少するように、第１のコンタクト領域１と反射層３との間の電界を遮蔽する。すなわち、第１の電位Ｕ１と第２の電位Ｕ２との間の電位差に起因する電界中のマイグレーションが、抑制される、もしくは防止される。すなわち、半導体チップの重要な位置の周囲において電界が遮蔽されることによって、電界中のイオンマイグレーションのメカニズムが阻止される。このことは、特に費用効果の高い半導体ボディにつながり、なぜなら、反射層からの金属のマイグレーションに対する、反射層の複雑な封止を省くことができるためである。さらには、従来のオプトエレクトロニクス半導体チップと比較して発光領域が大きくなり、なぜなら、順守しなければならない安全距離および位置合わせ公差が少ないためである。

マイグレーションを生じる傾向にある金属を含んでいるミラーを有する従来のオプトエレクトロニクス半導体チップの場合、ミラー３は、チップ側壁１１に対する安全距離を有するように構造化されている。この安全距離は、例えばチップ側壁の（例えばメサエッチングによる）形成時に金属を囲まれた状態に維持し、例えば、露出しないように確保する。この安全距離の大きさは、工程時に要求される公差によって決定される。すなわち、例えば、チップ側壁１１を形成するためのフォトリソグラフィにおける位置合わせ公差（alignment tolerance）、もしくはチップ側壁１１を構造化するときの公差、またはその両方によって、安全距離の大きさが決まる。したがって、チップ側壁それぞれにおいて、一般には約１０μｍの安全距離を確保しなければならない。これによって、コンタクトを実際に形成している領域、したがってチップの発光領域が減少する。したがって、本文書に記載した半導体チップの場合、従来のオプトエレクトロニクス半導体チップと比較して発光領域が大きい。

発光領域が増大することによって、電流密度が低下し、それと同時に、オプトエレクトロニクス半導体チップの効率が高まる。

手段６、すなわち電気絶縁層７および導電性材料５は、反射層３と第１のコンタクト領域１との間の電界を遮蔽する。

本文書に記載したオプトエレクトロニクス半導体チップの第２の例示的な実施形態（図２に関連してさらに詳しく説明する）は、図１に関連して説明した半導体チップと異なる点として、反射層３が構造化されていない。したがって、この場合、半導体ボディ１０の下面１０ｂに、全域にわたって反射層３が堆積されている。これにより、製造時にオプトエレクトロニクス半導体チップをその上面１０ａから構造化するのみでよい製造手順が可能となる。したがって、上面１０ａにおける構造（例えばコンタクト領域の位置）と、半導体ボディ１０の下面１０ｂにおける構造との位置合わせを、不要にすることができる。具体的には、一例として、半導体ボディ１０の下面１０ｂの上への第１のコンタクト領域１の突出部１３を不要にすることができる。

図２に関連して説明する例示的な実施形態においては、上面１０ａから半導体ボディ１０の中に溝８が形成されている。この溝８は、上面１０ａから下面１０ｂまで延在しており、活性ゾーン９を貫いている。さらには、この実施形態の場合、溝は半導体ボディを完全に分断している。すなわち、半導体ボディ１０には例えば環状の溝が第１のコンタクト領域１の周囲に形成されており、この溝は半導体ボディ１０を貫いている。半導体ボディ１０には、溝８の領域に、すなわち、溝８によって形成されているチップ側壁と半導体ボディ１０の上面１０ａとに、電気絶縁材料７が設けられている。このようにすることで、コンタクト領域１の下の領域には、電磁放射がまったく、またはほとんど発生しないようにされている。

第１のコンタクト領域１から半導体ボディ１０の上面１０ａを介しての電流拡散は、例えば透明導電性酸化物（ＴＣＯ）によって発生させることができる。このようなＴＣＯ材料は、図１における例示的な実施形態においても、コンタクト領域１から半導体ボディ１０の上面１０ａを介しての電流拡散のために使用することができる。

ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、特許請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が特許請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。

本特許出願は、独国特許出願第１０２００８０２４３２７．２号の優先権を主張し、これらの文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。

Claims (11)

1. オプトエレクトロニクス半導体チップであって、
   − 上面（１０ａ）に第１のコンタクト領域（１）が配置されており、下面（１０ｂ）に第２のコンタクト領域（２）が配置されている、半導体ボディ（１０）と、
   − 前記半導体ボディ（１０）に直接接触した状態に配置され、かつ前記第２のコンタクト領域（２）に直接的に導電接続されており、マイグレーションを生じる傾向にある金属を含んでいる、反射層（３）と、
   − 前記第２のコンタクト領域（２）に直接的に導電接続されている導電性材料（５）が配置されており、前記半導体ボディ（１０）の前記上面（１０ａ）と前記下面（１０ｂ）との間に延在している、チップ側壁（１１）と、
   を備えており、
   前記導電性材料（５）は、放射に対して透過性を有する導電性酸化物である、
   オプトエレクトロニクス半導体チップ。
2. 前記第１のコンタクト領域（１）の周囲、前記半導体ボディ（１０）の前記上面（１０ａ）から前記半導体ボディ（１０）の中に、溝（８）が構造化されている、
   請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
3. 前記溝（８）が前記半導体チップの活性ゾーン（９）を分断している、
   請求項２に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
4. 前記溝（８）が前記反射層（３）まで延在している、
   請求項３に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
5. 前記チップ側壁（１１）と前記導電性材料（５）との間に電気絶縁材料（７）が配置されており、前記電気絶縁材料が、前記導電性材料（５）によって前記半導体ボディ（１０）との接触が形成されることを防止する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
6. − 前記半導体チップの動作時、前記第１のコンタクト領域（１）が第１の電位（Ｕ１）にあり、
   − 前記第２のコンタクト領域（２）と、前記反射層（３）と、前記導電性材料（５）とが、共通の第２の電位（Ｕ２）にあり、
   − 前記第１の電位（Ｕ１）が前記第２の電位（Ｕ２）とは異なる、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
7. 前記反射層（３）が銀を含んでいる、または銀から成る、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
8. 前記下面（１０ｂ）の上への前記第１のコンタクト領域（１）の突出部（１３）の領域では、前記半導体ボディ（１０）の前記下面（１０ｂ）に前記反射層（３）が存在しないように、前記反射層（３）が構造化されている、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
9. 薄膜設計で構成されている、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
10. エピタキシャル成長させた前記半導体ボディから成長基板が除去されており、前記半導体ボディが前記第２のコンタクト領域（２）によってキャリア（１４）に固定されている、
    請求項９に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
11. − 前記半導体チップの動作時、前記金属の前記マイグレーションを抑制する電界を形成する手段（６）が、前記半導体チップに設けられており、
    前記手段（６）が、前記チップ側壁（１１）に配置された前記導電性材料（５）で形成されている、
    請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
    

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