TWI518938B - 光電半導體晶片及其製造方法 - Google Patents

光電半導體晶片及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI518938B
TWI518938B TW098110038A TW98110038A TWI518938B TW I518938 B TWI518938 B TW I518938B TW 098110038 A TW098110038 A TW 098110038A TW 98110038 A TW98110038 A TW 98110038A TW I518938 B TWI518938 B TW I518938B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
sequence
semiconductor
electrical termination
conductivity type
Prior art date
Application number
TW098110038A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200950161A (en
Inventor
卡羅 英格
魯茲 何佩
派翠克 羅德
馬提亞 薩巴席
Original Assignee
歐斯朗奧托半導體股份有限公司
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 歐斯朗奧托半導體股份有限公司 filed Critical 歐斯朗奧托半導體股份有限公司
Publication of TW200950161A publication Critical patent/TW200950161A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI518938B publication Critical patent/TWI518938B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/24—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45—Ohmic electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Description

光電半導體晶片及其製造方法
本發明涉及一種光電半導體晶片及其製造方法。
WO 01/39282，US 5831277，US 6172381B1及US 5684309已描述多量子井結構。
本發明的目的是提供一種光電半導體晶片及其製造方法。
上述目的藉由附加的申請專利範圍中所述的光電半導體晶片及其製造方法來達成。光電半導體晶片及其製造方法之佈置和其它形式分別描述在申請專利範圍各附屬項中。申請專利範圍所揭示的內容此處藉由參考而收納於本說明書中。
本發明提供一種具有半導體層序列的光電半導體晶片，該半導體層序列具有一設置在第一導電型之層和第二導電型之層之間以產生輻射的活性層。
第一導電型之層例如是一種n-導電層。第二導電型之層例如是p-導電層。另一方式是，第一導電型之層亦可以是p-導電層且第二導電型之層可以是n-導電層。
該活性層較佳是包含一種pn-接面，一種雙異質結構，一種單一量子井結構(SQW-結構)或一種多量子井結構(MQW-結構)以產生輻射。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。這些結構已為此行的專家所知悉，此處因此不再詳述。例如，MQW-結構已描述在WO 01/39282,US 5831277,US 6172382 B1和US 5684309中，其己揭示的內容藉由參考而合併於此處。
第一導電型之層是與半導體層序列之前側相鄰。第二導電型之層特別是與半導體層序列之背面相鄰。半導體層序列之背面配置成與前側相面對。半導體晶片特別是用來由前側發出該活性層中所產生的電磁輻射。
依據至少一實施形式，該半導體層序列包含至少一凹口，其由半導體層序列之背面經由該活性層而延伸至第一導電型之層。
該凹口因此是一種凹入區，其由背面朝向前側的方向而向該半導體層序列之內部延伸。在一種佈置中，該凹口具有袋孔之形式。該凹口例如具有一中央軸，其垂直於或傾斜於半導體層序列之主延伸面而延伸。該凹口適當的方式是經由第二導電型之層和該活性層而延伸。該凹口特別是由背面朝向第一導電型之層的內部而延伸且較佳是終止於第一導電型之層之中央區中。
第一導電型之層在本實施形式中藉由第一電性終端層以經由該凹口而達成電性上的連接。適當的方式是，該第一電性終端層在該凹口中藉由電性隔離層以相對於該活性層和該第二導電型之層來達成電性上的隔離。
第一電性終端層至少以位置方式而覆蓋該半導體層序列之背面，這在意義上表示：該第一電性終端層之至少一部份在由前側至背面的方向中位於該半導體層序列之後。然而，不必將整個第一電性終端層配置在背面上。反之，第一電性終端層之一部份區域由背面朝向該凹口而延伸至第一導電型之層。特別是該第一電性終端層在該凹口之區域中是與該半導體層序列相鄰接。第一電性終端層例如是一種金屬層，即，其具有一種金屬或多種金屬或由其所構成。第一電性終端層用來將一種操作電流導引至該半導體層序列。
若該第一導電型之層具有一中央區，則該中央區例如是一種電流分配層，其例如具有高的摻雜物質濃度。例如，中央區中第一導電型之摻雜物質濃度是第一導電型之層之在前側方向中及/或後側方向中與該中央區相鄰之一部份區域中的摻雜物質濃度之五倍，特別是十倍。另一方式是，該中央區可具有一種交替的多個層所形成的超晶格(super-lattice)，其中該多個層例如具有交替的GaN和AlGaN層，此種佈置中一層的厚度小於或等於10奈米，較佳是小於或等於5奈米，更佳是小於或等於2奈米。交替的各層之一層分別以第一導電型的摻雜物質來摻雜且另一層通常未摻雜。
本實施形式中該半導體晶片在該凹口之區域中含有一接面層，其材料成份包括第一導電型之層之材料和第一電性終端層的材料。特別是該凹口和該接面層在橫向中重疊。
由於該接面層的材料成份包括第一導電型之層之材料和第一電性終端層的材料，則可理解的是：第一導電型之層之材料和第一電性終端層的材料互相混合。該接面層較佳是在第一導電型之層之材料和第一電性終端層的材料之間具有一致的材料成份，例如，此材料成份是合金的形式。因此，第一電性終端層之材料成份在該接面層的層厚度上是由背面向前側之方向中連續地或步級式地減少。例如，第一電性終端層之材料擴散至第一導電型之層之材料中。
藉由該接面層，則在第一電性終端層和第一導電型之層之間可形成一種特別小的接觸電阻。此接觸電阻較佳是小於或等於2×10-5 Ohm/cm2 ，例如大約是2×10-6 Ohm/cm2 。特別是在該半導體晶片以大的操作電流(大約是1A或更大，例如，1.4A)來操作時一種小的接觸電阻是有利的。在大的操作電流時，該接觸電阻是該半導體晶片之主要特徵。
在本實施形式的一種佈置中，該凹口之最大的橫向尺寸大於或等於10微米。在另一佈置中，該凹口之最大的橫向尺寸小於或等於30微米。
在另一佈置中，該半導體晶片具有多個凹口，其互相之間的橫向距離是大於或等於75微米。在另一佈置中，該橫向距離小於或等於125微米，此橫向距離較佳是介於75微米(含)和125微米(含)之間。各凹口之間的橫向距離因此是每二個在側向中前後排列的凹口之距離。
在一種佈置中，背面的俯視圖上各凹口的總面積小於或等於該半導體層序列之背面的主面之5%，特別是小於或等於2%。背面的主面是指該半導體層序列之表面之面向該背面的此部份。
於此，各凹口之小的總面積對該半導體晶片之光學效率是有利的。傳統的半導體晶片通常具有一種電性終端面，其覆蓋該半導體層序列之主面的10%或更多。目前該第一導電型之層之電性終端面是由各凹口之面來預設。以此種方式，則活性面之由於第一導電型之層之電性終端所造成的損耗特別小。藉由該接面層，則雖然存在小的電性終端面仍可在半導體層序列和第一電性終端層之間達成一種較小的電性接觸電阻。
在另一實施形式中，該光電半導體晶片具有第一電性終端層，藉此可經由凹口來連接該第一導電型之層，除了該第一電性終端層以外該半導體晶片另具有第二電性終端層，其至少一部份覆蓋該半導體層序列之背面。藉由該第二電性終端層，則可在電性上將該第一導電型之層予以連接。
該第一電性終端層和第二電性終端層特別是藉由一電性隔離層而在電性上互相隔離。在一較佳的佈置中，第一電性終端層在該半導體晶片之背面上橫向地重疊著該第二電性終端層和該電性隔離層。
在上述的佈置中，該半導體晶片之發光的前側例如未具備電性接觸位置(例如，連接墊)。以此種方式，則由該活性層在操作時所發出的電磁輻射之一部份被電性接觸位置所遮蔽及/或吸收的危險性可下降。
在本實施形式的另一形式中，該半導體晶片在該半導體層序列之背面上具有電性隔離用的鏡面層。此鏡面層具有多個開口，經由這些開口以藉由第二電性終端層則可將該第二導電型之層予以電性連接。特別是該電性隔離用的鏡面層至少依據位置而配置在該半導體層序列以及第一及/或第二電性終端層之間。若不設置該鏡面層，則亦可設置一種半導電性的鏡面層。
該鏡面層之折射率例如與該半導體層序列中之一層之折射率之差是1或更多，此一層在至前側的方向中位於該鏡面層之後且特別是與該鏡面層相鄰。在一種佈置中，該鏡面層含有一種介電質，例如，SiO2 或氮化矽(SiNx)。在另一種形式中，該鏡面層含有一種分散式佈拉格-反射器(DBR,distributed Bragg Reflector)，其包含至少一個由高折射率和低折射率構成的層對(pair)。該佈拉格-反射器之各層例如包括氧化矽、二氧化鉭及/或二氧化鈦。
該鏡面層例如由於折射率的變化而具有一特別高的反射係數，使其可特別有效地將一由活性層在背面的方向中所發出的電磁輻射反射回到前側的方向中。
在一種佈置中，該電性隔離用的鏡面層包括至少一種低折射率的材料。所謂低折射率的材料，此處是指一種折射率小於或等於1.38之材料，其折射率較佳是小於或等於1.25。
此種低折射率的材料例如具有一種基質材料(matrix material)，其中含有通孔。此種基質材料例如可以是二氧化矽。各通孔中特別是以氣體(大致上是空氣)來填入。該基質材料所具有的折射率例如大於該氣體的折射率。藉由各通孔，則該低折射率的材料之有效的折射率可下降至小於該基質材料之折射率。各通孔特別是具有奈米範圍的大小，例如，此大小可小於或等於8奈米，較佳是小於或等於3奈米。
利用該低折射率的材料，則可使全反射時有利地達成一種特別大的臨界角。較佳是陡峭地入射至該鏡面層上的光束因此可藉由該低折射率的材料而全部被反射。
在另一形式中，該低折射率的材料所具有的介電常數是小於或等於3.9，較佳是小於或等於2.7。例如，該介電常數小於或等於3.9，較佳是小於或等於2.7的該低折射率的材料在層厚度至數百奈米之範圍時只吸收少量的電磁輻射。該鏡面層之吸收係數較佳是小於或等於10-3 。
若不設置上述的通孔或除了設置通孔以外，則該低折射率的材料亦可包括一種或多種添加材料，其例如包括二氧化矽、氟、氯或C-H特有之添加材料。特別是這些材料佔有矽的結合位置且因此會防礙二氧化矽形成一種全結晶網狀組識。
例如，可製成一種具有通孔之低折射率的材料，此時上述的添加材料藉由一適當的過程(例如，加熱)而又由該基質材料中排出。在二氧化矽的情況下，所製成的低折射率的材料例如具有大約1.14之折射率。
在一種佈置中，該電性隔離用的鏡面層覆蓋該半導體層序列之背面的主面之至少50%。該鏡面層較佳是將入射至其上的光之至少96%反射回到前側的方向中。
該鏡面層所具有的折射率亦可小於1或在可預設的頻率範圍時甚至可小於0。此種鏡面層例如可藉由光子晶體來作成。藉由三維的光子晶體，則由該活性層所發出的電磁輻射可發生全反射而與入射至該鏡面層時的入射角無關。三維之光子晶體之周期例如是該活性層之發射最大值之波長之四分之一。
在一有利的佈置中，該鏡面層在由前側至背面之方向中首先具有一種低折射率的材料構成的層，然後是一種佈拉格-反射器。藉由具有低折射率的材料之該層，則由該活性層所發出的電磁輻射在一種較平坦的角度下入射至該鏡面層上以藉由全反射而反射回到前側。由該活性層所發出的電磁輻射在一種陡峭的角度(例如垂直)下入射至該鏡面層，此電磁輻射經由具有低折射率的材料之層且由佈拉格-反射器反射回到前側，該佈拉格-反射器特別是對陡峭地入射的電磁輻射而言具有一種高的反射係數。
在另一有利的佈置中，該光電半導體晶片在第二電性終端層和該第二導電型之層之間包括另一接面層，其材料成份是由第二導電型之層之材料和第二電性終端層之材料所組成。
在該半導體晶片之另一形式中，第二導電型之層間接地藉由第二電性終端層而形成電性連接。在此種形式中，特別是該第二導電型之層、可能存在的另一接面層和該第二電性終端層不是直接地前後排列著。在此種形式的另一形式中，該半導體層序列包括一種穿隧接面和第一導電型之另一層，其在朝後面之順序中位於該第二導電型之層之後。就此種半導體層序列而言，其大致上是一種npn-半導體層序列且已揭示在文件WO 2007/012327 A1中，其已公開的內容藉由參考而收納於此處。此種形式的具有另一接面層的半導體晶片中，該另一接面層包括第一導電型之另一層之材料以取代第二導電型之層之材料。
在該半導體晶片之另一種佈置中，該電性隔離用的鏡面層之開口所具有的最大橫向尺寸(圓形孔是指直徑，長方形孔是指對角線)是小於或等於1微米。側面中依序排列的各開口之間所具有的橫向距離例如小於或等於5微米。
特別是在第二電性終端層和第二導電型之層(其是p-導電層)之間的另一接面層中可以上述方式將一操作電流特別均勻地施加至該p-導電層中。當二個相鄰的開口之距離和多個開口或至少一開口之最大橫向尺寸之間的比值小於或等於10時特別有利。
在一種佈置中，該接面層及/或該另一接面層所具有的層厚度(其特別是指由背面向前面之方向中的尺寸)是大於或等於5奈米，例如，大於或等於10奈米。
第一及/或第二電性終端層例如具有以下材料中的至少一種材料：Au,Ag,Al,Cr,Cu,Ti,Pt,Ru,NiAu。
在一種佈置中，第一及/或第二電性終端層具有一種多層結構。在另一種形式中，此多層結構包括一個面向該半導體層序列的層，其含有Cr,Ti,Pt,Ru及/或NiAu。該多層結構之遠離該半導體層序列的層例如可具有Au,Ag,Al及/或Cu。
藉由面向該半導體層序列的層，則例如可使第一或第二電性終端層特別良好地黏合在該半導體層序列上及/或該電性隔離用的鏡面層上。遠離該半導體層序列的層例如具有一特別良好的導電性及/或一特別高的反射係數。
在一有利的佈置中，該多層結構之面向該半導體層序列的層是可透光的。例如，該層具有NiAu。NiAu特別是可藉由在含氧的大氣中加熱而使光透過。另一方式是，該多層結構之面向該半導體層序列的層亦可由於其本身的層厚度而可使光透過。當該多層結構之遠離該半導體層序列的層具有特別高的反射係數時，該多層結構之可透光之朝向該半導體層序列的層特別有利。
在一種佈置中，該接面層包含朝向該半導體層序列的層之材料，即，Ti,Pt及/或NiAu。另一方式是，該接面層亦可具有遠離該半導體層序列的層之材料，例如，Al,Ag及/或Au。該多層結構之遠離該半導體層序列的層之材料在製造該光電半導體晶片時例如可經由朝向該半導體層序列的層而到達該接面層中。
在另一佈置中，該光電半導體晶片是一種薄膜-發光二極體晶片，其背面上特別是具有一載體基板。在一種佈置中，第一及/或第二電性終端層至少依據位置而配置在該半導體層序列和該載體基板之間。
薄膜-發光二極體晶片之特徵是至少以下各特徵的至少一種：
-在輻射產生用的半導體層序列(其特別是磊晶層序列)之面向該載體元件(特別是載體基板)之主面上施加或形成一種反射層或層序列，其使半導體層序列中所產生的電磁輻射之至少一部份反射回到半導體層序列中。此反射層之至少一部份區域例如藉由電性隔離用的鏡面層及/或藉由第一及/或第二電性終端層來形成。
-此薄膜-發光二極體晶片具有一載體元件，其不是一生長基板(其上磊晶生長著半導體層序列)而是一各別的載體元件，其事後固定在該半導體層序列上。
-該半導體層序列具有一種20微米或更小的厚度，特別是10微米或更小。
-該半導體層序列未具有一種生長基板。所謂”未具有一種生長基板”之意義是：可用來生長的一種生長基板由該半導體層序列中去除或至少大大地被薄化。特別是須被薄化，使此生長基板與磊晶之半導體層序列仍具有承載作用。己大大地薄化的生長基板之剩餘的部份特別是不適合作為一種生長基板的功能。
-此外，該半導體層序列較佳是包含至少一種半導體層，其至少一面有一混合結構。在理想狀況下，此混合結構可使半導體層序列中的光達成一種近似遍壢(ergodic)之分佈，即，該光具有一種儘可能遍壢之隨機雜散特性。
薄膜-發光二極體晶片之基本原理例如己描述在文件I. Schnitzer et al.,Appl. Phys. Lett. 63(16),18. October 1993,page 2174-2176中，其已揭示的內容藉由參考而併入此處。例如，薄膜-發光二極體晶片已描述在EP 0905797 A2和WO 02/13281 A1中，其已揭示的內容藉由參考而併入此處。
薄膜-發光二極體晶片很類似於一種藍伯(Lambertian)表面輻射器，且因此適合用於車頭燈中，其大致上是機動車的車頭燈。
在一種光電半導體晶片的製造方法中，該半導體層序列設有凹口。然後，將第一電性終端層沈積在該凹口之表面的至少一部份區域上。另一方式是，首先，在該凹口之表面之至少一個部份區域上只沈積該第一電性終端層之一部份。例如，在具有多層結構之第一電性終端層中，可只沈積半導體晶片中面向該半導體層序列的層。此種沈積例如可藉由一種蒸發方法來達成。
與第一電性終端層或其一部份之沈積同時或在此沈積之後對該半導體層序列和該第一電性終端層或其一部份進行加熱，使第一電性終端層的材料經由該凹口的表面而進入至該半導體層序列中以形成該接面層。例如，該加熱是一種燒結過程。第一電性終端層之材料例如可藉由擴散而進入至該半導體層序列中。
在一種佈置中，第一電性終端層之材料是一種共晶(Eutectic)。共晶可有利地具有一特別低的熔點。在本方法的一種佈置中，在加熱時第一電性終端層之材料至少依據位置而熔化。
在一佈置中，該半導體層序列、第一電性終端層或其一部份之加熱是在溫度大於或等於350℃，特別是大於或等於400℃時進行。此溫度較佳是小於或等於800℃，特別是小於或等於500℃。在一種佈置中，第一電性終端層或其一部份是在氧氣中或含氧的氣體混合物中加熱。
在本方法的另一佈置中，第二電性終端層或其一部份沈積在該半導體層序列上。此沈積可同時與第一電性終端層之沈積一起進行、或在第一電性終端層之沈積之前或之後進行。
在此種佈置之另一形式中，在第二電性終端層之沈積之前在該半導體層序列之背面上施加一設有開口的電性隔離用的鏡面層。第二電性終端層或其一部份適當地至少沈積在該半導體層序列上之各開口之區域中。
然後，對該半導體層序列及第二電性終端層或其一部份進行加熱，使該第二電性終端層之材料特別是在該鏡面層之開口的區域中進入至該半導體層序列中以形成該接面層。
第二電性終端層之加熱可同時與第一電性終端層之加熱一起進行，或在第一電性終端層之加熱之後或之前進行。溫度較佳是大於或等於350℃，特別是大於或等於400℃及/或小於或等於800℃，特別是小於或等於600℃。此加熱可在氧氣中或含氧的氣體混合物中進行。
在本方法的一種佈置中，須沈積該第一電性終端層或其一部份且加熱至第一溫度。第二電性終端層或其一部份之沈積可在第一電性終端層之沈積之後或之前進行且加熱至第二溫度。此第二溫度不同於第一溫度。在此種佈置中，進行本方法，以沈積上述之電性終端層且予以加熱，以加熱至該二種溫度之較高的溫度。
在本方法的另一佈置中，已製成的半導體層序列具有一種生長基板，其在該半導體層序列被加熱之後的步驟中被去除。在此種佈置中，在該生長基板被去除之前或之後該半導體層序列可固定在一載體基板上，這是藉由一種共晶的結合步驟、一種焊接-及/或黏合接合來進行。
在此種佈置中，第一電性終端層及/或第二電性終端層在該半導體層序列與該載體基板相連接之前被製成。以此種方式，則在製造各電性終端層時可對該半導體晶片加熱至一種溫度，其高於該半導體層序列和該載體基板之間的連接須保持穩定時的溫度。該一種溫度對上述接面層的形成是必要的。
本發明之其它優點、有利的佈置和其它形式以下將依據圖式中的實施例來詳述。
各圖式和實施例中相同-或作用相同的各組件分別設有相同的參考符號。所示的各元件和各元件之間的比例未必依比例繪出。反之，為了清楚及/或更容易顯示之故，各圖式的一些元件(例如，層)已予放大地顯示出。
第1圖顯示一實施例之光電半導體晶片之橫切面。半導體晶片具有半導體層序列2，其例如以III-V-化合物-半導體材料或II-VI-化合物-半導體材料為主。該半導體層序列2目前未具備一種生長基板且厚度是在5(含)和7微米(含)之間。
III/V-化合物半導體材料具有至少一種來自第三族的元素(例如，硼，鋁，鎵，銦)以及一種來自第五族的元素(例如，氮，磷，砷)。此概念”III-V-化合物半導體材料”特別是包括二元，三元或四元化合物之基團(group)，其含有來自第三族之至少一元素和來自第五族之至少一元素，例如，氮化物-和磷化物-化合物半導體。此種二元，三元或四元化合物可另外具有一種或多種摻雜物質以及其它的成份。
相對應地，II/VI-化合物半導體材料具有至少一來自第二族的元素，例如，Be,Mg,Ca,Sr，以及一來自第六族的元素，例如，O,S,Se。II/VI-化合物半導體材料特別是含有一種二元，三元或四元化合物，其含有至少一來自第二族的元素和至少一來自第六族的元素。此種二元，三元或四元化合物可另外具有一種或多種摻雜物質以及其它的成份。例如，ZnO,ZnMgO,CdS,ZnCdS,MgBeO屬於II/VI-化合物-半導體材料。
該半導體層序列2具有第一導電型之層21，其是一種n-導電層21。在此n-導電層21上在由該半導體晶片之前側110至背面120之方向中首先跟隨著一活性層23且隨後有一第二導電型之層，其目前是p-導電層22。該活性層23例如包括一用來產生輻射之多重式量子井結構。
該半導體層序列亦能以npn-層序列來形成，其中該p-導電層22在至背面120之方向中隨後有另一n-導電層(第1圖中未顯示)跟隨著。
該半導體層序列2中形成一凹口3，其由該半導體層序列2之背面的主面202經由該p-導電層22和該活性層23而在前側110的方向中延伸。該凹口3亦向該n-導電層21的內部中延伸且以其底面301終止於該n-導電層21之中央區210中。
該半導體層序列2之前側的主面201目前具有一結構及/或粗糙度，其特別是用來使光由該半導體層序列2射出時之射出性獲得改良。該結構及/或粗糙度較佳是可使該半導體層序列2中的電磁輻射造成一種近似遍歷(ergodic)的分佈。
該凹口3例如具有圓柱形或橢圓之圓柱形、長方六面體、角錐體或截錐體、稜錐體或平截頭稜錐體的形式。另一方式是，該凹口3亦能以溝渠來形成。此情況下此溝渠較佳是具有一平坦的底面。在另一形式中，該溝渠在前側110至背面120的方向中的橫切面己擴大。此種形式的凹口3適合於半導體晶片之所有的佈置形式。
在該凹口3之表面之一部份上形成一電性隔離層4，其在目前覆蓋該凹口3之側壁或環形的側壁302。該電性隔離層4以電性絕緣的形式而形成且具有一種介電質，例如，SiO2 ,SiNx或氮氧化矽或由其構成。
該凹口中配置著第一電性終端層5之一部份區域，且此一部份區域特別是完全填入該凹口3中。該n-導電層21藉由金屬之第一電性終端層5而可形成電性連接。該電性隔離層4將該第一電性終端層來與該活性層23和該p-導電層22相隔開。
該n-導電層21之中央區210例如是一種電流擴散層。該中央區210中的n-摻雜物質濃度特別是大於該n-導電層21之朝向前側110之方向以及朝向背面120之方向中與該中央區210相鄰的區域中的n-摻雜物質濃度，特別是大於或等於5倍，更佳是大於或等於10倍。
另一方式是，該中央區210可以是一種電流擴散層，其以交替之層之超晶格來形成(圖中未顯示)。例如，該超晶格包含交替的GaN-和AlGaN-層。該超晶格的層所具有的層厚度例如是小於或等於10奈米，較佳是小於或等於5奈米，特別佳時是小於或等於2奈米。例如，一個層對中之一層(例如，AlGaN-層)被n-摻雜且該層對的第二層未摻雜或至少以較低的摻雜物質濃度而被n-摻雜。
一種電性隔離用的鏡面層6目前是與該半導體層序列2之背面之主面202相鄰。該鏡面層6具有多個開口60。第二電性終端層7至少依據位置而覆蓋該鏡面層6且經由該鏡面層6之開口60而延伸至該半導體層序列2。該鏡面層6目前是與該p-導電層22相鄰。
藉由第二電性終端層7，則可對該p-導電層22形成電性連接。以此種方式，則藉由該第一電性終端層5和該第二電性終端層7可將一種操作電流注入至該半導體層序列2中。
該電性隔離層4目前除了覆蓋該凹口3之側面302以外亦覆蓋第二電性終端層7之表面之一部份區域。該電性隔離層4特別是覆蓋該第二電性終端層7之表面的面向第一電性終端層5之部份區域。以此種方式，則第一和第二電性終端層5，7在電性上可互相隔開。第一電性終端層5、第二電性終端層7和該電性隔離層4在橫向中於該半導體晶片之背面120上重疊著。
具有電性終端層5，7之該半導體層序列2藉由焊接層或黏合層8而固定至一載體基板9上。此種固定不需該焊接層或黏合層8即可達成，此時藉由一種共晶之結合過程來達成。
該半導體晶片目前藉由第一電性終端層來使其背面120達成電性連接。該焊接層或黏合層8以及該載體基板9可導電且可導電地與第一電性終端層相連接。
第二電性終端層7目前以其前側來使該半導體晶片達成電性連接。於此，該第二電性終端層7在該半導體層序列2之二面上具有一電性終端區70。
另一方式是，該第二電性終端層7以背面120來達成電性連接及/或該第一電性終端層5例如可藉由一種在側面上配置在該該半導體層序列2旁之接觸區以便由前側110來使該半導體晶片達成電性連接。
在該凹口3之區域中，該半導體層序列2具有一與第一電性終端層相鄰的接面層20。目前該半導體層序列2亦可在該電性隔離用的鏡面層6之開口60之區域中具有與該第二電性終端層7相鄰的接面層20’。
該接面層20和另一接面層20’分別包括該半導體層序列2之材料和各別的電性終端層(其鄰接於該接面層20或20’)之材料。目前該接面層20包含該n-導電層21之中央區210之材料和該第一電性終端層之材料。另一接面層20’包含該p-導電層22之材料和第二電性終端層7之材料。
第一和第二電性終端層5，7目前具有一種多層結構。第一電性終端層5具有一與該半導體層序列2和該電性隔離層4相鄰的黏合促進層51，且第二電性終端層7具有一與該半導體層序列2和該鏡面層6相鄰的黏合促進層71。
各黏合促進層51，71例如具有一種小於或等於2奈米之厚度，較佳是具有小於或等於1奈米之厚度。第一或第二電性終端層5，7之各別的黏合促進層51，71分別具有一種大約1奈米的層厚度。一反射層52或72分別施加在黏合促進層51，71上。
第一及/或第二電性終端層5，7之多層結構可另外具有一分開的電流分配層，其在朝向該背面120之方向中至少依據位置而位於反射層52，72之後。
例如，金屬鈦、鉑及/或NiAu適用於黏合促進層51，71中。黏合促進層51，71目前具有鈦。各反射層目前具有鋁。接面層20，20’可包括該黏合促進層51或71之材料及/或該反射層52或72之材料。
本發明人之研究已指出：藉由與接面層20,20’相連接的電性終端層5，7，則可達成一種特別低的接觸電阻。例如，目前的半導體晶片中第一電性終端層5相對於該半導體層序列之比(specific)接觸電阻小於或等於1×10-4 Ohm/cm2 ，其例如具有一種2×10-5 Ohm/cm2 之值。例如，於此，該接觸電阻由於該接面層20而特別低。在具有相同的電性終端層5但未具備該接面層20之半導體晶片中，該接觸電阻例如較具有該接面電阻20者多出5倍或更多。
在該接面層20或該另一接面層20’之區域中，該半導體晶片之反射率在其與未具備接面層20,20’之半導體層序列相面對的背面上變小。因此，由於較小的接觸電阻而使該半導體晶片之電性上的效率提高。然而，由於該凹口3及/或開口60之區域中反射率的下降而使光學效率下降。例如，凹口3之區域中的反射率較由該隔離用的鏡面層6所覆蓋的區域中的反射率還小大約20%。
在一種良好的反射率下，該電性隔離用的鏡面層6之一種儘可能大的面積是有利的。在一種儘可能小的接觸電阻時，該凹口3和各開口60都具有儘可能大的面積時是有利的。為了達成一儘可能大的電-光總效率(即，一般稱為”wall plug效率”)，則有利的方式是將該凹口3之總面積最佳化，以達成一特別高的電-光總效率。
第3圖顯示由本發明人所進行的模擬之結果。
該半導體晶片具有一種半導體層序列2，其包括多個凹口3。這在第4A圖中以經由平面A-A之切面圖來表示。各凹口具有一種介於10(含)和30微米(含)之間的直徑。各凹口目前配置成均勻的網目形式。此網目的列或行中依序排列的各凹口3相互之間的距離是D5，此距離是由凹口3之中央至相鄰的凹口3的中央而測得。
第3圖顯示相對的電-光總效率WP對該距離D5和凹口3之總面積F之關係。凹口3之總面積大約等於總接觸面積(即，電性總-終端面積)且在第3圖中以F來表示。
第3圖所示的結果涉及第一電性終端層5，其具有由鈦構成的黏合促進層51(層厚度是1奈米)和由鋁構成的反射層，其操作電流為1.4A。
已顯示特別有利的情況是，總接觸面積F小於或等於5%，特別是小於或等於3%且大於或等於1%，例如，總接觸面積F是2%。在凹口3之距離D5介於75和125微米之間時可得到特別高的電-光總效率WP。
第4B圖顯示該半導體晶片在平面B-B中的切面圖(請參閱第1圖)，該平面B-B經由該電性隔離用的鏡面層6之開口60而延伸。
開口60中以第二電性終端層7之一部份區域來填入，這些開口60目前就像凹口3一樣配置成網目的形式。
該網目的列或行中分別相鄰的開口60相互之間的距離是D7。此距離D7之值小於或等於5微米時是有利的。開口60之直徑較佳是小於或等於1微米，例如，小於或等於500奈米。各開口目前之直徑大約是200奈米。二個相鄰之開口60之間的距離D7較佳是小於或等於開口60之最大橫向尺寸的十倍，其中最大橫向尺寸例如是指開口60之直徑或對角線。以此種方式，則下述的危險性可下降，即：由於p-導電層22之較小的橫向導電性而使電流注入至該活性層23時的均勻性受到影響。
第2圖顯示該光電半導體晶片之鏡面層6之有利的實施例。此實施例中該鏡面層6具有：一個面向前側110之層，其由低折射率的材料61構成；以及一個面向背面120之佈拉格-反射器62。
由低折射率的材料61構成之層例如是一種二氧化矽層，其包括以空氣來填入的通孔，通孔的直徑小於或等於8奈米，例如，3奈米。此直徑在以不規則方式而形成的通孔中特別是指完全包含通孔的最小錐體之直徑。
低折射率之層61所具有的折射率小於該半導體層序列2之與該層61相鄰之層(目前是p-導電層22)的折射率。以較平坦的方式入射至該低折射率之層61上的光束10在該層61上藉由全反射而反射回到前側110。藉由該低折射率的材料，則在全反射時可使臨界角特別大。
另一光束10’陡峭地入射至該鏡面層6上，使光束10’在該低折射率的材料61上不發生全反射。此光束10’經由該層61而由佈拉格-反射器62所反射。佈拉格-反射器62以有利的方式對該活性層23所發出的電磁輻射作調整。
藉由包括低折射率的層61和佈拉格-反射器62之上述電性隔離用的鏡面層6，則對平坦地入射至該鏡面層6之輻射10和陡峭地入射至該鏡面層6之輻射10’都可達成高的反射率。由於反射可藉由全反射或干涉來達成，則所入射的電磁輻射被吸收的成份將特別少，使該鏡面層6之效率特別高。
在製造第1圖之實施例中之半導體晶片時，首先例如可在該半導體層序列2和該鏡面層6上沈積第二電性終端層7，這大致上是以蒸發法來進行，例如，藉由物理氣相法(PVD)或化學氣相法(CVD)來進行。
然後，該具有第二電性終端層7之半導體層序列2在一爐中(較佳是在一種保護氣體大氣下)加熱至600℃之溫度。於是，第二電性終端層之材料進入至p-導電層22中且形成另一接面層20’。
在另一種形式中，在加熱之前只沈積該第二電性終端層7之一部份，例如，只沈積該黏合促進層71。第二電性終端層7隨後在加熱器上加熱而製成。
在另一種形式中，藉由微影遮罩而在該鏡面層6中製造各開口60。然後，第二電性終端層7之該一部份可沈積在開口60中及該微影遮罩上。隨後在加熱之前將該微影遮罩去除。於是，同時可將該第二電性終端層7之沈積在該微影遮罩上的材料去除。
然後，由該該半導體晶片之背面120而將第一電性終端層5沈積在第二電性終端層7上的隔離層4上且沈積在該凹口3中。此沈積例如同樣可藉由蒸發方法來進行。
然後，又對該具有第一和第二電性終端層5，7之該半導體層序列2進行加熱且例如加熱至溫度500℃。於是，第二電性終端層5之材料進入至n-導電層21之中央區210中以形成該接面層20。
在本方法的另一形式中，對該第一和第二電性終端層5，7進行加熱以便在同一步驟中形成接面層20,20’。第一電性終端層5可在第二電性終端層7之前製成。在二個各別的加熱步驟中，當該加熱步驟首先以高溫來進行且隨後以較低溫來進行時是有利的。
在對具有多個層結構51，52或71，72之終端層5，7加熱時，例如亦可使反射層52，72之材料通過該黏合促進層51或71且進入至該半導體層序列2中。
這樣所製成的接面層20,20’所具有的層厚度例如大於或等於5奈米，該層厚度在一種佈置中大於或等於10奈米。
在本方法之一較佳的另一方式中，該半導體層序列2在加熱步驟中在前側110上具有一個生長基板，其上以磊晶形式生長該半導體層序列2。此生長基板在第一和第二電性終端層5，7加熱之後由該半導體層序列2中去除。所剩餘的半導體層序列較佳是具有一種小於或等於10微米的厚度。
在該生長基板被去除之前或之後依據第1圖之實施例將該半導體層序列2與該載體基板9相連接以製成該半導體晶片。
該半導體層序列2與載體基板9之連接例如可藉由黏合材料層或焊接層8來達成，在典型的佈置中此種連接直至溫度小於或等於300℃時都是穩定的。因此，重要的是，在將該半導體層序列2和電性終端層5，7加熱之後才將該半導體層序列2和該載體基板9相連接以形成各接面層20,20’。在製程中為了確保該半導體晶片之穩定，則在加熱期間將該半導體層序列2與該生長基板相連接以製成各接面20,20’時是有利的。這樣可有利地由該半導體晶片之背面120來達成n-側接觸和p-側接觸。
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-或不同實施例之各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。
本專利申請案主張德國專利申請案10 2008 016 524.7和10 2008 032 318.7之優先權，其已揭示的整個內容藉由參照合併於此。
2．．．半導體層序列
3．．．凹口
4．．．電性隔離層
5．．．第一電性終端層
6．．．電性隔離用的鏡面層
7．．．第二電性終端層
8．．．焊接層或黏合材料層
9．．．載體基板
10,10’．．．光束
20．．．接面層
20’．．．另一接面層
21．．．第一導電型之層
22．．．第二導電型之層
23．．．活性層
51．．．黏合促進層
52．．．反射層
60．．．開口
70．．．接觸位置
71．．．黏合促進層
72．．．反射層
110．．．前側
120．．．背面
201．．．前側的主面
202．．．背面的主面
210．．．中央區
301．．．底面
302．．．側面
A-A．．．切面
B-B．．．切面
D5．．．距離
D7．．．距離
F．．．電性總終端面積
WP．．．電-光總效率
第1圖　一實施例之光電半導體晶片之橫切面。
第2圖　一實施例之電性隔離用的鏡面層之橫切面。
第3圖　具有多個凹口之光電半導體晶片之電-光總效率相對於凹口之總面積和距離的關係圖。
第4A圖　第1圖之半導體晶片沿著平面A-A之切面圖。
第4B圖　第1圖之半導體晶片沿著平面B-B之切面圖。
2．．．半導體層序列
3．．．凹口
4．．．電性隔離層
5．．．第一電性終端層
6．．．電性隔離用的鏡面層
7．．．第二電性終端層
8．．．焊接層或黏合材料層
9．．．載體基板
20．．．接面層
20’．．．另一接面層
21．．．第一導電型之層
22．．．第二導電型之層
23．．．活性層
51．．．黏合促進層
52．．．反射層
60．．．開口
70．．．接觸位置
71．．．黏合促進層
72．．．反射層
110．．．前側
120．．．背面
202．．．背面的主面
210．．．中央區
301．．．底面
302．．．側面

Claims (10)

  1. 一種光電半導體晶片，包括半導體層序列(2)，其在第一導電型之層(21)和第二導電型之層(22)之間具有一用來產生輻射之活性層(23)，其特徵為：該第一導電型之層(21)是與該半導體層序列(2)之前側(110)相鄰，該半導體層序列(2)包括至少一凹口(3)，其由該半導體層序列(2)之與該前側(110)相面對的背面(120)經由該活性層(23)而延伸至該第一導電型之層(21)，該第一導電型之層(21)藉由第一電性終端層(5)以經由該凹口(3)來形成電性連接，該第一電性終端層(5)至少依據位置來覆蓋該半導體層序列(2)之背面(120)，該半導體層晶片在該凹口(3)之區域中包括一接面層(20)，其所具有的材料成份包括該第一導電型之層(21)之材料和該第一電性終端層(5)之材料，該光電半導體晶片未具備生長基板而是具有一與生長基板不同的載體基板(9)，以及其中該光電半導體晶片更包含以下(i)至(iv)中一者的特徵，亦即：(i)該半導體晶片具有多個凹口(3)，各凹口(3)相互之間的橫向距離(D5)大於或等於75微米且小於或等於125微米；(ii)該多個凹口(3)之總面積(F)小於或等於該背面(120)上 的俯視圖中該半導體層序列(2)之面積之5%(iii)該多個凹口(3)之總面積(F)小於或等於該背面(120)上的俯視圖中該半導體層序列(2)之面積之2%；以及(iv)該接面層(20)的層厚度大於或等於5奈米。
  2. 一種光電半導體晶片，包括半導體層序列(2)，其在第一導電型之層(21)和第二導電型之層(22)之間具有一用來產生輻射之活性層(23)，其特徵為：該第一導電型之層(21)是與該半導體層序列(2)之前側(110)相鄰，該半導體層序列(2)包括至少一凹口(3)，其由該半導體層序列(2)之與該前側(110)相面對的背面(120)經由該活性層(23)而延伸至該第一導電型之層(21)，該第一導電型之層(21)藉由第一電性終端層(5)以經由該凹口(3)來形成電性連接，該第一電性終端層(5)至少依據位置來覆蓋該半導體層序列(2)之背面(120)，該半導體層晶片在該凹口(3)之區域中包括一接面層(20)，其所具有的材料成份包括該第一導電型之層(21)之材料和該第一電性終端層(5)之材料，該光電半導體晶片未具備生長基板而是具有一與生長基板不同的載體基板(9)，該光電半導體晶片具有第二電性終端層(7)且在該半導體層序列(2)之背面(120)上具有電性隔離用的鏡面層(6)，其中 該第二電性終端層(7)至少依據位置而覆蓋該半導體層序列(2)之背面(120)且藉由電性隔離層(4)而與該第一電性終端層(5)在電性上相隔離，該第一電性終端層(5)、該第二電性終端層(7)和該電性隔離層(4)在橫向中重疊，該隔離用的鏡面層(6)具有多個開口(60)，第二導電型之層(22)經由各開口(60)以藉由該第二電性終端層(7)來形成電性連接，以及以及其中該光電半導體晶片更包含以下(i)至(v)中一者的特徵，亦即：(i)該光電半導體晶片在該第二電性終端層(7)和該第二導電型之層(22)之間包含另一接面層(20’)，其材料成份具有該第二導電型之層(22)之材料和該第二電性終端層(7)之材料；其中該另一接面層(20’)的層厚度大於或等於5奈米；(ii)各開口(60)之間的橫向距離(D7)小於或等於5微米；(iii)該第二電性終端層(7)具有以下的材料中的至少一種：Au,Ag,Al,Cr,Cu,Ti,Pt,Ru,NiAu；(iv)該第二電性終端層(7)具有一種多層結構，其包括一朝向該半導體層序列之層(71)，具有Cr,Ti,Pt,Ru及/或NiAu；以及一遠離該半導體層序列之層(72)，具有Au,Ag,Al及/或Cu；以及(v)二個相鄰的開口(60)的距離(D7)和一開口(60)之最大 橫向尺寸之間的比值小於或等於10。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光電半導體晶片，其中該第一電性終端層(5)具有以下的材料中的至少一種：Au,Ag,Al,Cr,Cu,Ti,Pt,Ru,NiAu。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之光電半導體晶片，其中該第一電性終端層(5)具有一種多層結構，其包括：一朝向該半導體層序列之層(71)，具有Cr,Ti,Pt,Ru及/或NiAu；以及一遠離該半導體層序列之層(72)，具有Au,Ag,Al及/或Cu。
  5. 一種製造如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之光電半導體晶片的方法，包括以下各步驟：製備一具有凹口(3)之半導體層序列(2)，在該凹口(3)之表面之至少一部份區域上沈積第一電性終端層(5)之一部份，對該半導體層序列(2)和該第一電性終端層(5)或其一部份進行加熱，使該第一電性終端層(5)之材料經由該凹口(3)之表面而進入至該半導體層序列(2)中以形成該接面層(20)。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該電性終端層(5)或其一部份加熱至大於或等於350℃。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該電性終端層(5)或其一部份加熱至350℃與800℃之間。
  8. 如申請專利範圍第5項之方法，用於製造如申請專利範 圍第2項所述之光電半導體晶片，該方法更包括以下步驟：在該半導體層序列(2)之背面(120)上施加一設有開口(60)之電性隔離用的鏡面層(6)，至少在該開口(60)之區域中將該第二電性終端層(7)或其一部份沈積在該半導體層序列(2)上，對該半導體層序列(2)及第二電性終端層(7)或其一部份進行加熱，使該第二電性終端層(7)之材料進入至各開口(60)之區域中以便在該半導體層序列(2)中形成另一接面層(20’)。
  9. 如申請專利範圍第5至8項中任一項之方法，其中已製成的該半導體層序列具有生長基板，其在隨後的步驟中被去除且在該生長基板被去除之前或之後將該半導體層序列(2)固定在載體基板(9)上。
  10. 一種光電半導體晶片，包括半導體層序列(2)，其在第一導電型之層(21)和第二導電型之層(22)之間具有一用來產生輻射之單一的活性層(23)，其特徵為：該第一導電型之層(21)是與該半導體層序列(2)之前側(110)相鄰，該半導體層序列(2)包括至少一凹口(3)，其由該半導體層序列(2)之與該前側(110)相面對的背面(120)經由該活性層(23)而延伸至該第一導電型之層(21)，該凹口(3)係終止於該第一導電型之層(21)的一中心區 域，該第一導電型之層(21)藉由第一電性終端層(5)以經由該凹口(3)來形成電性連接，該第一電性終端層(5)至少依據位置來覆蓋該半導體層序列(2)之背面(120)，該半導體層晶片在該凹口(3)之區域中包括一接面層(20)，其所具有的材料成份包括該第一導電型之層(21)之材料和該第一電性終端層(5)之材料。
TW098110038A 2008-03-31 2009-03-27 光電半導體晶片及其製造方法 TWI518938B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008016524 2008-03-31
DE102008032318A DE102008032318A1 (de) 2008-03-31 2008-07-09 Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200950161A TW200950161A (en) 2009-12-01
TWI518938B true TWI518938B (zh) 2016-01-21

Family

ID=41011271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098110038A TWI518938B (zh) 2008-03-31 2009-03-27 光電半導體晶片及其製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8928052B2 (zh)
EP (1) EP2260516B1 (zh)
JP (1) JP5715943B2 (zh)
KR (1) KR101677300B1 (zh)
CN (1) CN101971371B (zh)
DE (1) DE102008032318A1 (zh)
TW (1) TWI518938B (zh)
WO (1) WO2009121319A1 (zh)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8008683B2 (en) * 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JP5246199B2 (ja) * 2010-03-31 2013-07-24 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
US8471288B2 (en) * 2009-09-15 2013-06-25 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride semiconductor light-emitting device including an auxiliary electrode in contact with a back surface of an n-type layer
DE102009060749B4 (de) * 2009-12-30 2021-12-30 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
KR101106151B1 (ko) 2009-12-31 2012-01-20 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR100986560B1 (ko) * 2010-02-11 2010-10-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR101150861B1 (ko) * 2010-08-16 2012-06-13 한국광기술원 멀티셀 구조를 갖는 발광다이오드 및 그 제조방법
US8410515B2 (en) * 2010-08-31 2013-04-02 Micron Technology, Inc. Solid state lighting devices with point contacts and associated methods of manufacturing
DE102010045784B4 (de) * 2010-09-17 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
US9070851B2 (en) 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
DE102010046792A1 (de) 2010-09-28 2012-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
KR101761386B1 (ko) * 2010-10-06 2017-07-25 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR101730152B1 (ko) * 2010-10-06 2017-04-25 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
DE102010048162A1 (de) * 2010-10-11 2012-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konversionsbauteil
KR101622309B1 (ko) * 2010-12-16 2016-05-18 삼성전자주식회사 나노구조의 발광소자
DE102010054898A1 (de) * 2010-12-17 2012-06-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Träger für einen optoelektronischen Halbleiterchip und Halbleiterchip
DE102011003684A1 (de) * 2011-02-07 2012-08-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchip
DE102011011140A1 (de) * 2011-02-14 2012-08-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
JP5050109B2 (ja) 2011-03-14 2012-10-17 株式会社東芝 半導体発光素子
JP2012208449A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Sony Corp 液晶表示装置、及び液晶表示装置の製造方法
DE102011016302A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
CN102751431A (zh) * 2011-04-18 2012-10-24 北京地调科技发展有限公司 Led芯片及其制备方法
TWI411136B (zh) * 2011-05-10 2013-10-01 Lextar Electronics Corp 半導體發光結構
EP2715809B1 (de) 2011-05-25 2019-06-05 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Optoelektronischer halbleiterchip
DE102011112000B4 (de) * 2011-08-31 2023-11-30 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtdiodenchip
KR101868537B1 (ko) * 2011-11-07 2018-06-19 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지
JP5806608B2 (ja) * 2011-12-12 2015-11-10 株式会社東芝 半導体発光装置
US9450152B2 (en) * 2012-05-29 2016-09-20 Micron Technology, Inc. Solid state transducer dies having reflective features over contacts and associated systems and methods
JP5740350B2 (ja) * 2012-05-31 2015-06-24 株式会社東芝 半導体発光素子
DE102012106364B4 (de) * 2012-07-16 2021-09-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102013100818B4 (de) * 2013-01-28 2023-07-27 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
KR102056618B1 (ko) * 2013-02-01 2019-12-17 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
JP6287317B2 (ja) 2013-02-28 2018-03-07 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
JP6023660B2 (ja) * 2013-05-30 2016-11-09 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
JP5788046B2 (ja) * 2014-04-03 2015-09-30 株式会社東芝 半導体発光素子
WO2015156588A1 (ko) * 2014-04-07 2015-10-15 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
KR102164098B1 (ko) * 2014-09-22 2020-10-12 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
DE102014114194B4 (de) * 2014-09-30 2023-10-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
KR102189133B1 (ko) 2014-10-17 2020-12-09 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
DE102014115740A1 (de) 2014-10-29 2016-05-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
JP2016174062A (ja) * 2015-03-17 2016-09-29 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
JP6010169B2 (ja) * 2015-03-31 2016-10-19 株式会社東芝 半導体発光素子
JP6728949B2 (ja) * 2015-05-28 2020-07-22 日亜化学工業株式会社 発光素子及びその製造方法
DE102015111130B9 (de) * 2015-07-09 2022-09-29 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement
DE102015112538B4 (de) * 2015-07-30 2023-08-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
KR102425318B1 (ko) * 2015-08-19 2022-07-26 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR102373677B1 (ko) 2015-08-24 2022-03-14 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자
WO2017090903A1 (ko) * 2015-11-27 2017-06-01 주식회사 썬다이오드코리아 매립된 p형 컨택층을 포함하는 발광다이오드
JP6692155B2 (ja) * 2015-12-15 2020-05-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子アレイおよび車両用灯具
CN205944139U (zh) 2016-03-30 2017-02-08 首尔伟傲世有限公司 紫外线发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块
DE102016106831A1 (de) * 2016-04-13 2017-10-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
WO2017222341A1 (ko) * 2016-06-24 2017-12-28 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지
KR102552889B1 (ko) * 2016-08-31 2023-07-10 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자, 반도체 소자 패키지, 및 반도체 소자 제조방법
US11348908B2 (en) * 2016-08-17 2022-05-31 The Regents Of The University Of California Contact architectures for tunnel junction devices
DE102016118241A1 (de) * 2016-09-27 2018-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Kontaktierung einer Halbleiterschicht und Halbleiterbauelement mit elektrischer Kontaktierung
KR102588170B1 (ko) 2016-11-16 2023-10-13 삼성전자주식회사 다층 구조의 반사막을 구비한 반도체 발광 소자
US9985072B1 (en) 2016-11-29 2018-05-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CMOS image sensor with dual damascene grid design having absorption enhancement structure
DE102017107918A1 (de) * 2017-04-12 2018-10-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip
DE102017115794A1 (de) * 2017-07-13 2019-01-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
FR3077160B1 (fr) * 2018-01-19 2022-01-21 Commissariat Energie Atomique Dispositif optoelectronique comportant une grille et une cathode couplees l'une a l'autre
CN108630793B (zh) * 2018-04-26 2020-02-07 厦门市三安光电科技有限公司 一种发光二极管
DE102018119622A1 (de) * 2018-08-13 2020-02-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102018120073B4 (de) 2018-08-17 2022-06-15 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches halbleiterbauteil und blitzlicht
JP6909983B2 (ja) * 2018-11-29 2021-07-28 日亜化学工業株式会社 発光素子
CN113257966B (zh) * 2021-04-13 2022-05-31 深圳市思坦科技有限公司 Led芯片结构、其制备方法以及显示模组

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59124126A (ja) 1982-12-29 1984-07-18 Fujitsu Ltd オ−ミツク接触の形成方法
JP3358901B2 (ja) 1995-01-09 2002-12-24 株式会社日立製作所 化合物半導体装置の製造方法
DE69637304T2 (de) * 1995-03-17 2008-08-07 Toyoda Gosei Co., Ltd. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung bestehend aus einer III-V Nitridverbindung
US5684309A (en) 1996-07-11 1997-11-04 North Carolina State University Stacked quantum well aluminum indium gallium nitride light emitting diodes
JP3499385B2 (ja) 1996-11-02 2004-02-23 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体の電極形成方法
US6291840B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-18 Toyoda Gosei Co., Ltd. GaN related compound semiconductor light-emitting device
CA2276335C (en) 1997-01-09 2006-04-11 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor device
US5831277A (en) 1997-03-19 1998-11-03 Northwestern University III-nitride superlattice structures
DE59814431D1 (de) * 1997-09-29 2010-03-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlichtquelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19955747A1 (de) * 1999-11-19 2001-05-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optische Halbleitervorrichtung mit Mehrfach-Quantentopf-Struktur
US20020017652A1 (en) * 2000-08-08 2002-02-14 Stefan Illek Semiconductor chip for optoelectronics
DE10147886B4 (de) * 2001-09-28 2006-07-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzdiode mit vergrabenem Kontakt und Herstellungsverfahren
US6828596B2 (en) * 2002-06-13 2004-12-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Contacting scheme for large and small area semiconductor light emitting flip chip devices
TWI220578B (en) * 2003-09-16 2004-08-21 Opto Tech Corp Light-emitting device capable of increasing light-emitting active region
TWI223460B (en) * 2003-09-23 2004-11-01 United Epitaxy Co Ltd Light emitting diodes in series connection and method of making the same
KR100585919B1 (ko) 2004-01-15 2006-06-01 학교법인 포항공과대학교 질화갈륨계 ⅲ­ⅴ족 화합물 반도체 소자 및 그 제조방법
EP1733439B1 (en) 2004-03-18 2013-05-15 Panasonic Corporation Nitride based led with a p-type injection region
KR100576870B1 (ko) * 2004-08-11 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
US7736945B2 (en) * 2005-06-09 2010-06-15 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED assembly having maximum metal support for laser lift-off of growth substrate
US7754507B2 (en) 2005-06-09 2010-07-13 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Method of removing the growth substrate of a semiconductor light emitting device
JP2007005591A (ja) 2005-06-24 2007-01-11 Toshiba Corp 半導体発光素子
WO2007007634A1 (ja) 2005-07-08 2007-01-18 Nec Corporation 電極構造、半導体素子、およびそれらの製造方法
DE102005035722B9 (de) * 2005-07-29 2021-11-18 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
JP4752394B2 (ja) 2005-08-23 2011-08-17 日本電気株式会社 ｎ型窒化物半導体の電極及びｎ型窒化物半導体の電極の形成方法
DE102006023685A1 (de) * 2005-09-29 2007-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
US7994514B2 (en) * 2006-04-21 2011-08-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Semiconductor light emitting device with integrated electronic components
DE102007003282B4 (de) 2007-01-23 2023-12-21 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtdiodenchip
DE102007019775A1 (de) 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102007019776A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente
DE102007022947B4 (de) 2007-04-26 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008021403A1 (de) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008005332A1 (de) 2007-11-30 2009-06-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip mit einer dielektrischen Schichtstruktur
DE102009007625A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verbundsubstrat für einen Halbleiterchip

Also Published As

Publication number Publication date
KR101677300B1 (ko) 2016-11-17
KR20100134593A (ko) 2010-12-23
DE102008032318A1 (de) 2009-10-01
CN101971371A (zh) 2011-02-09
EP2260516A1 (de) 2010-12-15
JP2011517064A (ja) 2011-05-26
WO2009121319A1 (de) 2009-10-08
EP2260516B1 (de) 2016-05-11
JP5715943B2 (ja) 2015-05-13
US8928052B2 (en) 2015-01-06
TW200950161A (en) 2009-12-01
CN101971371B (zh) 2013-12-04
US20110049555A1 (en) 2011-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI518938B (zh) 光電半導體晶片及其製造方法
TWI616001B (zh) 具溝槽及一頂部接點之發光裝置
TWI438928B (zh) 半導體晶片及製造半導體晶片的方法
TWI482262B (zh) 發光裝置及其製造方法
TWI381548B (zh) 光電半導體主體及製造該光電半導體主體之方法
US6495862B1 (en) Nitride semiconductor LED with embossed lead-out surface
CN100403560C (zh) 倒装芯片氮化物半导体发光二极管
TWI381545B (zh) 光電半導體晶片
US8575627B2 (en) Semiconductor light emitting element having barriers which prevent forward current in a semiconductor film thereof
EP2443675A2 (en) Light emitting diodes
TW202339302A (zh) 用於電流注入之led晶片的接觸結構
JP4718110B2 (ja) ビーム放射型半導体素子
JP2010278112A (ja) 半導体発光素子
CN110537303A (zh) 半导体激光二极管和用于制造半导体激光二极管的方法
US20130328055A1 (en) Semiconductor light emitting device
WO2022079971A1 (ja) 赤外ｌｅｄ素子
TW201817033A (zh) 具有超晶格之iii-p發光器件
US9306120B2 (en) High efficiency light emitting diode
JP2009277898A (ja) 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法
KR100650990B1 (ko) 질화물 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법
JP2010192709A (ja) 発光素子
TWI594455B (zh) Photoelectric semiconductor chip and its manufacturing method
KR20160025328A (ko) 미세 입자를 포함하는 절연층을 포함하는 발광 다이오드 및 그 제조 방법
US20120119242A1 (en) Light-emitting device
TWI356504B (en) Semiconductor light emitting devices

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees