TWI385827B - 發出輻射的半導體晶片 - Google Patents

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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Description

發出輻射的半導體晶片
本發明涉及一種發出輻射的半導體晶片及其製造方法。
本專利申請案主張德國專利申請案DE 10 2007 046 497.7和DE 10 2007 060 204.0之優先權，其已揭示的整個內容在此一併作為參考。
發出輻射的半導體晶片典型上含有多種半導體材料，其折射率較周圍的介質(例如，空氣)還大。這樣所造成的結果是，在發出輻射時只會在半導體晶片和周圍的介質之間的界面上發生全反射，使發光效益減少。
本發明的目的是提供一種發光效益較佳的發出輻射的半導體晶片。此目的藉由申請專利範圍第1項之發出輻射的半導體晶片來達成。
此外，本發明的目的是提供一種發出輻射的半導體晶片之製造方法。此目的藉由申請專利範圍第15或16項之製造方法來達成。
發出輻射的半導體晶片之有利的其它形式描述在申請專利範圍各附屬項中。
本發明的其它構想在於，以所期望的方式藉由多個結構元件之形式、大小及/或密度來調整一種折射率過渡區，其發生在具有第一折射率之第一介質和具有第二折射率之第 二介質之間。藉由適當的調整，則可產生一種較大或較小折射率過渡區、或逐步式或連續式之折射率過渡區。
依據本發明之一較佳的變形例，該發出輻射的半導體晶片包括一活性區，用來產生波長λ之輻射；以及一結構區，其具有不規則配置的多個結構元件，各結構元件具有第一折射率n1 之第一材料且由一種介質所圍繞著，該介質具有第二折射率n2 之第二材料。波長目前是指輻射傳送時所經過的個別介質中的波長。
在另一有利的形式中，各結構元件個別所具有的寬度b≦4 μm，且相互間的距離a≦4 μm。特別是各結構元件個別所具有的寬度b≦λ，且相互間的距離a≦λ。
在區域結構化時，可有利地不須注意各結構元件之規則的配置。例如，一結構元件對每一直接相鄰的結構元件具有一種不同的距離a，但此距離a最多是4 μm。此外，個別的結構元件可具有不同的寬度b，但此寬度較佳是不大於4 μm。寬度b是個別的結構元件在具有半高度h/2時之橫切面之最長的尺寸。在圓形的橫切面時，橫切面之最長的尺寸等於直徑。橫切面平行於結構元件之基面。高度h是該結構元件由基面開始之最長的尺寸且垂直於基面。
本發明的範圍中該寬度b有二個較佳的值範圍，即b≦λ以及λ<b≦4 μm。若b≦λ，則各結構元件對光波變成模糊。若λ<b≦4 μm，則各結構元件成為光波之散射中心。
依據一有利的佈置，各結構元件之間的中間區完全以介 質來填入。然而，該介質亦可具有雜質(例如，空氣雜質)，藉此可使有效折射率neff 下降。
在另一種變形例中，各結構元件由第一層的平坦的表面中突出。第一層例如屬於一種磊晶生長而成之半導體層之堆疊，由此堆疊可形成半導體晶片，但第一層亦可以是一種個別地配置在該堆疊上的層。各結構元件可具有一種與第一層相同大小的折射率。
較佳是在第一層上配置一第二層，其含有第二材料且填入至各結構元件之間的中空區中。在此種情況下該第二層對應於上述的介質。
就以下的考慮而言，須形成一種中間層，其具有多個結構元件和介質且因此含有第一和第二材料。該中間層含有一種混合材料，即，一種由第一材料和第二材料所構成的混合物。中間層的厚度等於最長的結構元件之高度。各結構元件具有一種寬度b≦λ，在波長較長時b≦λ/4。在此種大小的結構元件中，一入射至該中間層上的光波不再查覺各結構元件和該介質之間的界面(即，第一和第二材料之間的界面)的存在，此時該光波將該中間層視為一種有效折射率是neff 之均勻的層。由於該中間層含有一種由第一和第二材料構成的混合物，則該混合材料之有效折射率neff 介於第一折射率n1 和第二折射率n2 之間。就中間層而言，特別是滿足n2 <neff <n1 ，但亦可n1 <neff <n2 。
有效折射率neff 可藉由中間層中第一材料之濃度相對於 第二材料之濃度來調整。若第一材料的濃度佔大多數，則所形成的有效折射率neff 更靠近第一折射率n1 而離第二折射率n2 較遠。反之，若第二材料的濃度佔大多數，則所形成的有效折射率neff 更靠近第二折射率n2 而離第一折射率n1 較遠。
為了達成該有效折射率neff ，則有利的方式是使個別的結構元件之基面寬度g小於個別的結構元件之高度h。所謂基面寬度g是指各結構元件之基面之最長的尺寸。在圓形的基面中，基面寬度g等於直徑。特別是此比值g：h≦1：10。
然後，將描述本發明之半導體晶片之不同的實施形式，此時各不同的實施形式顯示出結構區之不同的功能。
在一有利的實施形式中，發出輻射的半導體晶片是雷射二極體晶片。可有利地藉由配置在適當位置的該結構區來達成較傳統的半導體雷射還高的扭曲(Kink)－位準(level)，即，達成較高的輻射功率而不會發生橫向的模式跳躍。
雷射二極體晶片特別是一種條形雷射。條形雷射可具有一種條片，此時該結構區較佳是配置在該條片之側邊上。在側邊上可有利地使用該結構區以使模式衰減。
條形雷射在一實施例中具有一種條片，其可到達活性區或甚至經由該活性區而延伸。這樣所具有的優點在於，可達成一種較小的電流擴散且因此可達成一種較小的臨限(threshold)電流。傳統的雷射中在側邊上未具有結構區，但會在條片和周圍的介質(典型上是介電質)之間發生較大的 折射率跳躍現象。於是會導入橫向的模式，其會使輻射品質劣化。反之，本實施例中藉由該結構區可使折射率跳躍現象減弱。特別是各結構元件上形成一種具有第二折射率n2之鈍化層。例如，該鈍化層可含有一種氧化矽。各結構元件較佳是由半導體晶片之半導體層來構成。折射率跳躍現象之減弱所造成的結果是，只會導入一種橫向模式。雷射二極體晶片之遠場(far field)因此可獲得改良且可保持小的臨限電流。此外，該鈍化層可藉由各結構元件而與半導體層相密接，使鈍化層可較佳地黏附在半導體層上。
依據條形雷射之另一實施例，各結構元件由吸收層來形成。於是，半導體層和該吸收層之間的折射率跳躍現象又可減弱。光波的入侵深度因此可提高且光波與該吸收層之交互作用可獲得改良。這樣可使較高的橫向模式之衰減獲得改良。
該吸收層較佳是含有由Si,Ti,Al,Ga,Nb,Zr,Ta,Hf,Zn,Mg,Rh,In所形成的氧化物或氮化物。
在另一實施形式中，可在該鈍化層上配置一吸收層。
上述全部的實施例之共同點在於，光波由於已減弱的折射率跳躍現象而可較深地侵入至該鈍化層或該吸收層中。這樣可使較高模式的衰減獲得改善。
在上述半導體晶片之一有利的佈置中，該半導體晶片具有一種雷射－陣列，其包含多個條形雷射和多個結構區。較佳是個別地將一結構區配置在二個條形雷射之間。藉由各 結構元件，則在b≦λ時或在波長較長而使b≦λ/4時，可使一層(各結構元件由此層中突出)和周圍的介質之間的折射率跳躍現象減弱，且因此使輻射的發射獲得改良。然而，當λ<b≦4 μm時，由於各結構元件上的散射而使散射光可較佳地發出。這樣所具有的優點在於，散射光可較佳地受到抑制，該散射光在相鄰的條形雷射上造成串音(cross talk)或亦可造成環形模式。
在另一實施形式中，發出輻射的半導體晶片具有一介電質鏡面。特別是各結構元件由該介電質鏡面之第一層所形成且由該介電質鏡面之第二層所圍繞著。第一層較佳是含有第一折射率n1 之第一材料，且第二層含有第二折射率n2 之第二材料。藉由所形成的各結構元件，則光波由於折射率跳躍現象已減弱而可較佳地侵入至第二層中且與第二層交互作用。第二層較佳是具有雜質，特別是空氣雜質，其折射率小於第二折射率n2 。於是，第二折射率n2 和該有效折射率neff 都可下降。這樣所造成的優點是，全反射所需的臨界角較小，使較多的輻射成份可藉由在介電質鏡面上所發生的全反射而在發出輻射的半導體晶片之發射側的方向中反射。第一和第二層可分別含有由Si,Ti,Al,Ga,Nb,Zr,Ta,Hf,Zn,Mg,Rh,In所形成的氧化物或氮化物。
在本發明之上述發出輻射的半導體晶片之另一實施形式中，該結構區配置在活性區中。特別是該結構區形成一量子井結構。此名稱量子井結構在本發明中特別是包含以下 每一種結構，該種結構中電荷載體受到局限(confinement)而可使其能量狀態經歷一種量子化。此名稱量子井結構此處未指出量子化的維度。因此，量子井結構可另外包含量子槽，量子線和量子點以及這些結構的每一種組合。藉由該結構區，則可使電荷載體受到較佳的局限。
在上述半導體晶片之另一種佈置中，個別的結構元件之基面寬度g大於個別的結構元件之高度h。特別是g：h≧10：1。各結構元件之寬度b特別是λ<b≦4 μm。
在此種佈置中，該結構區特別是可用作為發射層。
在一種發光二極體中，該結構區較佳是在主發射方向中配置在活性區之後。藉由該結構區，則可使輻射的發射和輸出功率獲得改善。
此外，在一種雷射二極體晶片(特別是具有條片之條形雷射)中，該結構區作為發射層以發出散射光。此處，該結構區較佳是配置在條片之旁。該散射光在此種情況下垂直於雷射光而傳送且入射至該結構區而發出。於是，雷射面上的發射特性獲得改良且可抑制過多的電致發光現象。
在上述半導體晶片之全部的變形例中，各結構元件可以是錐體或多面體，特別是棱錐體或圓柱體。
為了製造上述結構區，可使用不同的方法。全部的方法之共通處在於，使用一種遮罩，其用來隨機地(randomly)配置各結構元件。
依據本發明之半導體晶片之一較佳的製造方法，在待結 構化的區域之部份區域上施加一遮罩層。此遮罩層未完全覆蓋該待結構化的區域。
該遮罩層例如可藉由蒸鍍或濺渡而較薄地施加在該待結構化的區域上，以形成未閉合的層。於此，該遮罩層的厚度小於50nm，特別是小於20nm。多種金屬、介電質材料或聚合物(例如，光阻)適合作為遮罩層的材料，這些金屬例如可為鎳，鈦或鉑，介電質材料例如可為矽，鈦或鋯之氧化物或氮化物。然而，亦可使用較厚的層作為遮罩層，其在施加在該待結構化的區域上之後退火。於是，可形成中空區或中斷區。
形成該遮罩層的另一種可能方式在於，藉由微影術使閉合的遮罩層結構化且因此產生多個中斷區。
此外，該遮罩層可含有一不均勻的材料，藉此以濕式化學方式使材料成份溶解或在隨後的乾式化學蝕刻中使材料成份以不同的厚度被剝離，使所形成的遮罩層具有不規則配置的中斷區。
只要設定該遮罩層，則可使該待結構化的區域，例如，半導體晶片的半導體層或介電質鏡面之介電質層，被結構化，此時在該區域中對該遮罩層的中斷區進行蝕刻。各結構元件因此仍保留著。特別是可使用一種異向性的蝕刻方法，例如，乾式化學蝕刻方法。該遮罩層較佳是在蝕刻過程之後被剝離。該結構區因此具有多個結構元件。
在本發明之半導體晶片之製造方法的另一變形例中，遠 離該待結構化的區域而配置一種遮罩材料。在蝕刻過程中將該遮罩材料的至少一部份剝離且沈積於該待結構化的區域上，其中該待結構化的區域同時被蝕刻，以形成多個結構元件。
例如，半導體晶片可配置在一載體上，在該載體上該遮罩材料配置在半導體晶片之旁或圍繞該半導體晶片。該遮罩材料用作標的物(target)。蝕刻過程例如用來使半導體晶片形成所期望的形式，蝕刻過程中該遮罩材料至少一部份被剝離，特別是被蝕刻而去除。已剝離的遮罩材料可沈積在該待結構化的區域上，以產生一種具有中斷區之遮罩層。此遮罩層可很緊密地配置著且具有微細的結構。由於蝕刻過程較佳是在該遮罩材料沈積時繼續進行，則該待結構化的區域可同時被蝕刻，以形成多個結構元件。本方法中可有利地在一步驟中產生－且蝕刻該遮罩層。
另一種方式是亦可在一步驟中產生－且蝕刻該遮罩層，此時須在該半導體晶片之一造型區域上施加該遮罩材料。此造型區域在條形雷射中例如可以是一種形成有該條片的區域。該遮罩材料可以是一種閉合的層或有中斷的層。在特別是藉由蝕刻來處理該造型區域時，該遮罩材料的至少一部份被剝離，特別是被蝕刻而去除。已剝離的遮罩材料的至少一部份可沈積在該待結構化的區域上。本方法中在該遮罩材料之沈積期間該蝕刻過程較佳是繼續進行，可對該待結構化的區域進行蝕刻且因此形成多個結構元件。
藉由適當地選取該遮罩層、蝕刻參數和蝕刻方法，則可使各結構元件之形式和大小受到影響。
本發明之其它特徵、優點和形式以下將依據第1至10圖之實施例來描述。
第1圖中顯示一發出輻射的半導體晶片1，其是雷射二極體晶片。此雷射二極體晶片特別是一種條形雷射且具有一個條片10。此條片10延伸至第一波導層5，其與活性區2直接相鄰。此條片10因此具有一種蝕刻深度，其中可達成一種較小的臨限電流，但不需一結構區3即可產生較高的模式。無結構區的傳統式半導體晶片顯示在第2圖中。相較之下，第1圖之半導體晶片1中在該條片10之二個相對的側邊上可有利地配置著該結構區3。
該結構區3具有多個不規則地配置著的結構元件(未顯示)，其具有寬度b≦λ且相互間的距離a≦λ。
在波長較長時，即，在光譜之長波長的末端處，各結構元件特別是可具有一種寬度b≦λ/4且相互間的距離a≦λ/4。此外，比值g：h≦1：10時較佳，特別是g：h＝1：10。
本實施例中，各結構元件由第一波導層5蝕刻而成且含有與第一波導層5相同的材料。此材料特別是半導體材料。
一鈍化層4例如含有氧化矽、形成在結構區3上且填入至個別的結構元件之間的中間區中。藉由多個由第一波導層5突出的結構元件之間與該鈍化層4形成密接，則該鈍化層4 可特別良好地黏合在該波導層5上。此外，藉由各結構元件或藉由該結構區3，則波導層5和鈍化層4之間的折射率可下降。一種中間層包括各結構元件和由鈍化層4所填滿的中間區且因此配置在波導層5和鈍化層4之間，此中間層具有一種有效的折射率neff ，其值介於各結構元件之材料的第一折射率n1 和該鈍化層4之第二折射率n2 之間。
與波導層5相鄰的活性區2在最簡單的情況下可具有一種p－導電－和n－導電之半導體層，其間配置著一種產生輻射的pn－接面。然而，活性區2亦可具有一種雙異質結構、一種單一量子井結構或雙重式量子井結構(MQW)。活性區2中所產生的輻射經由半導體晶片1之邊緣而發出。主發射方向平行於該條片10。
活性區2配置在第二波導層8上。第一波導層5和第二波導層8具有不同的導電型。例如，第一波導層5是p－導電者，第二波導層8則為n－導電者。此二個波導層5和8分別在一遠離該活性區2之此側上以一外罩層作為邊界。第一外罩層6施加在第一波導層5上且具有和第一波導層5相同的導電型。第二外罩層9具有和第二波導層8相同的導電型，第二波導層8施加在第二外罩層9上。
全部的層除了鈍化層4和配置在該條片10上的接觸層7以外較佳是都以磊晶形式上下重疊地生長而成且形成一種由半導體層構成的層堆疊。半導體層的半導體材料可以是以氮化物－，磷化物－或砷化物化合物半導體為主之材料。
第3圖中顯示一種發出輻射的半導體晶片1，其所具有的構造是與第1圖所示的半導體晶片1相同且另外具有一吸收層11。此吸收層11直接施加於該鈍化層4上。鈍化層4形成電性上的絕緣且此吸收層11使較高的模式衰減，藉由此二種層可使電性絕緣特性受到影響而與吸收度無關。反之，在如第4圖所示的半導體晶片1中，唯一的層用來形成電性絕緣且使模式衰減，即，該吸收用的鈍化層4含有一種由電性絕緣材料和吸收性的材料所構成的混合物。在第4圖的實施例中，此種解法必須予以追蹤。此乃因典型上該波導層5和該鈍化層4之間較大的折射率跳躍現象會使光波未全部深入至該鈍化層4中。若使用一種個別分離的吸收層，則光波幾乎不會到達該鈍化層4中，這樣會使模式的衰減現象變弱。
藉由該結構區3，則第3圖之實施例中的折射率跳躍現象可減弱。於是，光波可較深地到達各層中直至該吸收層11為止。
該吸收層11較佳是含有氧化物或氮化物，特別是ITO或由Si,Ti,Al,Ga,Nb,Zr,Ta,Hf,Zn,Mg,Rh,In所形成的氧化物或氮化物。這些材料特別適合用於一種以氮化物－化合物半導體為主的半導體晶片中。就鈍化層4而言例如可使用一種氧化矽。
第5圖顯示一發出輻射的半導體晶片1之另一實施例。此處之半導體晶片1是一種雷射陣列，其具有多個條形雷射 12和多個結構區3，其中結構區3分別配置在二個相鄰的條形雷射12之間。藉由各結構區3，則由一條形雷射至另一條形雷射之散射光所造成的串音可較佳地受到抑制。
條形雷射12不是個別的組件。反之，半導體晶片1具有一種連續的活性區2。條形雷射12中只有前側的接觸是藉由第一接觸層來個別地達成。
第5圖所示的實施例中，條形雷射12就像第1圖所示的半導體晶片1一樣地構成。然而，條形雷射12亦可像第3圖所示的半導體晶片1一樣地構成。
若選擇一種不具吸收層的構造，則可藉由該結構區3來使該層堆疊和周圍之間的折射率跳躍現象減弱，且因此使全反射的機率下降。於是，散射光可較佳地由半導體晶片1中發出，這樣可使一條形雷射至另一條形雷射的串音受到抑制。在使用該鈍化層4上的吸收層時，散射光可有利地被吸收。
各結構元件可具有一種寬度λ<b≦4 μm。此時，各結構元件作為散射中心。然而，各結構元件亦可具有一種寬度b≦λ，在波長較大時亦可b≦λ/4，使由鈍化層4所圍繞的各結構元件成為一種有效折射率是neff 的中間層。
第6至8圖顯示多個發出輻射的半導體晶片1。這些發出輻射的半導體晶片1較佳是發光二極體，其在與第1至5圖所示的雷射二極體相比較下未發出相參的輻射。
第6至8圖之半導體晶片1共同之處在於，其具有一具有 第一介電質層(未顯示)和第二介電質層(未顯示)之介電質鏡面17。該結構區(未顯示)位於第一和第二介電質層之間的接面上。
第6圖顯示一種半導體晶片1，其是薄膜－半導體晶片。所示的薄膜－半導體晶片1具有一種層堆疊，其包括磊晶生長的半導體層15，2，14，生長基板由其中一層剝離。此層14是具有第一導電型的第一層，其較佳是p－導電者，且此層15是具有第二導電型的第二層，其較佳是n－導電者。
該層堆疊配置在該載體16上，在該載體16和該層堆疊之間存在著介電質鏡面17。此介電質鏡面17不是在該層堆疊之整個面上延伸而是由第二接觸層13所包圍著，藉此使活性區2可與導電的載體16形成電性連接。另一電性接觸層，即，第一接觸層7，配置在活性區2之遠離該介電質鏡面17之此側上。此側是該半導體晶片1之發射側。
藉由介電質鏡面17，則由介電質鏡面17之方向中由活性區2所發出的輻射可有效地反射至該發射側的方向中，如以下所述。
寬度b≦λ之各結構元件較佳是由該介電質鏡面17之第一層所形成且由該介電質鏡面17之第二層所包圍著。藉由已形成的各結構元件及其所形成的中間層，則光波可較佳地深入至第二層中且與第二層交互作用。第一層含有第一折射率n1 之第一材料且第二層含有第二折射率n2 之第二材料。第二層較佳是具有雜質，特別是空氣雜質，其折射率小於第二折射率n2 。於是，第二折射率n2 以及該有效折射 率neff 都可下降。這樣所具有的優點在於，全反射所需的臨界角可較小，使較多的輻射成份可藉由發生在該介電質鏡面17上的全反射而反射至該發出輻射的半導體晶片1之發射側之方向中。第一和第二層可個別地含有由Si,Ti,Al,Ga,Nb,Zr,Ta,Hf,Zn,Mg,Rh,In所形成的氧化物或氮化物。
一種適當的作用方式可以第7，8圖所示的發出輻射之半導體晶片1作為基準來說明。此二個半導體晶片1具有一透明的基板16。因此，可經由基板16而發出輻射。該介電質鏡面17配置在半導體晶片1之與該基板16相對向且因此亦與該發射側相對向的此側上。該介電質鏡面17覆蓋該層堆疊之一外部區域，內部區域中配置著第一接觸層7。
第7圖之半導體晶片1中，第二接觸層13施加在基板16上。反之，第8圖之半導體晶片1具有位於第二層15上的第二接觸層13。
第一層14和第二層15以及活性區2分別由多個部份層所構成。這適用於上述全部的實施例。
第9圖顯示一發出輻射的半導體晶片1，其是雷射二極體且構造上廣泛地與第1至4圖之條形雷射相同。
在所示的實施形式中，該結構區(未顯示)及寬度b≦λ之各結構元件配置在活性區2中。特別是該結構區形成一種量子井結構。藉由該結構區，則可將電荷載較佳地局限在活性區2中。
現在，就第10A至10C圖來說明本發明的製造方法的一實施例。
於此，在該半導體晶片1之一具有多個層7，6，5，2，8和9之層堆疊上施加一種造型遮罩18(請比較第10A圖)。例如，此造型遮罩18可以是一種製造一條片10用的蝕刻遮罩(請參閱第10B圖)。
在該造型遮罩18上施加一種遮罩材料19，其用來製造該結構區3(請參閱第10C圖)。該遮罩材料19遠離待結構化的區域30而配置著。該遮罩材料19可含有一種金屬(例如，鎳，鈦或鉑)、一種介電質材料(例如，由矽、鈦或鋯構成的氧化物或氮化物)或一種聚合物，例如，光阻。最後，在該遮罩材料19上施加一種保護層20。
為了製造該條片10，須進行一種蝕刻過程(請比較第10B圖)。此處，第一接觸層7和第一波導層6須被結構化，以形成該條片10。此過程中該保護層20完全被蝕刻而去除。該條片10之蝕刻深度可藉由其它的蝕刻過程而增大。於是，用來製成各結構元件之該遮罩材料19至少一部份被剝離且可沈積在待結構化的區域30上(請比較第10B圖)。
由於繼續進行該蝕刻過程，則區域30亦被結構化，使該結構區3可與各結構元件一起形成(請參閱第10C圖)。各結構元件亦可在蝕刻過程之後在其尖端上仍具有遮罩材料，其不必被剝離。
第10A至10C圖所示的製造方法會造成一種以自身有機(self－organic)方式來製造各結構元件的樣態，此乃因在蝕刻期間在未適當地產生一種遮罩層的情況下形成各結構元件。
本發明當然不限於依據各實施例中所作的描述。反之，本發明包含每一新的特徵和各特徵的每一種組合，特別是包含各申請專利範圍－或不同實施例之個別特徵之每一種組合，當相關的特徵或相關的組合本身未明顯地顯示在各申請專利範圍中或各實施例中時亦屬本發明。
1‧‧‧發出輻射的半導體晶片
2‧‧‧活性區
3‧‧‧結構區
4‧‧‧鈍化層
5‧‧‧第一波導層
6‧‧‧第一外罩層
7‧‧‧第一接觸層
8‧‧‧第二波導層
9‧‧‧第二接觸層
10‧‧‧條片
11‧‧‧吸收層
12‧‧‧雷射條
13‧‧‧第二接觸層
14‧‧‧具有第一導電型的第一層
15‧‧‧具有第二導電型的第二層
16‧‧‧載體
17‧‧‧介電質鏡面
18‧‧‧造型遮罩
19‧‧‧遮罩材料
20‧‧‧保護層
30‧‧‧待結構化的區域
第1圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第一實施例之橫切面。
第2圖 傳統式發出輻射的半導體晶片之橫切面。
第3圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第二實施例之橫切面。
第4圖 傳統式發出輻射的半導體晶片之橫切面。
第5圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第三實施例之橫切面。
第6圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第四實施例之橫切面。
第7圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第五實施例之橫切面。
第8圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第六實施例之橫切面。
第9圖 本發明之發出輻射的半導體晶片之第七實施例之橫切面。
第10A,10B,10C圖 本發明之製造方法之一實施例的不同的步驟。
1‧‧‧發出輻射的半導體晶片
2‧‧‧活性區
3‧‧‧結構區
4‧‧‧鈍化層
5‧‧‧第一波導層
6‧‧‧第一外罩層
7‧‧‧第一接觸層
8‧‧‧第二波導層
9‧‧‧第二接觸層
10‧‧‧條片

Claims (10)

  1. 一種發出輻射的半導體晶片(1)，包括：-活性區(2)，用來產生波長λ之輻射，-結構區(3)，其具有不規則地配置的多個結構元件，各結構元件包含第一折射率n1 之第一材料且由介質所包圍，該介質具有第二折射率n2 之第二材料，其中具有結構元件和介質的中間層的厚度對應於結構元件之最大高度，且中間層之有效折射率neff 滿足n2 <neff <n1 ，其中個別的結構元件之基面寬度g小於個別的結構元件之高度h。
  2. 如申請專利範圍第1項之發出輻射的半導體晶片(1)，其中結構元件分別具有寬度b≦4μm且相互間的距離a≦4μm。
  3. 如申請專利範圍第1項之發出輻射的半導體晶片(1)，其中結構元件分別具有寬度b≦λ且相互間的距離a≦λ。
  4. 如申請專利範圍第1項之發出輻射的半導體晶片(1)，其中該有效折射率neff 藉由中間層中第一材料之濃度相對於第二材料之濃度來調整。
  5. 如申請專利範圍第1項之發出輻射的半導體晶片(1)，其是具有條片(10)之條形雷射，其中該結構區(3)被配置在該條片(10)之側邊。
  6. 如申請專利範圍第5項之發出輻射的半導體晶片(1)，其中結構元件由半導體晶片(1)之半導體層所形成且該介質是覆蓋結構元件之鈍化層(4)或吸收層(11)。
  7. 如申請專利範圍第1項之發出輻射的半導體晶片(1)，其具有介電質鏡面(17)，其中結構元件由該介電質鏡面(17)之第一層所形成且由該介電質鏡面(17)之第二層所包圍著。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體晶片(1)，其中該活性區(2)具有該結構區(3)，該結構區(3)形成量子井結構。
  9. 一種用於製造如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之半導體晶片(1)之方法，其中具有中斷區之遮罩層被施加在待結構化的區域(30)上，且該區域(30)在中斷區中被蝕刻，以便在該遮罩層剝離之後形成具有結構元件之結構區(3)，其中個別的結構元件之基面寬度g小於個別的結構元件之高度h。
  10. 一種用於製造如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之半導體晶片(1)之方法，其中遮罩材料(19)被配置成遠離待結構化的區域(30)，在蝕刻過程期間該遮罩材料(19)至少部份地被剝離且被沈積在該待結構化的區域(30)上，其中該待結構化的區域(30)同時被蝕刻，以形成結構元件，其中個別的結構元件之基面寬度g小於個別的結構元件之高度h。
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