TWI636586B - Photoelectric component and method for manufacturing photovoltaic module - Google Patents

Photoelectric component and method for manufacturing photovoltaic module Download PDF

Info

Publication number
TWI636586B
TWI636586B TW105143350A TW105143350A TWI636586B TW I636586 B TWI636586 B TW I636586B TW 105143350 A TW105143350 A TW 105143350A TW 105143350 A TW105143350 A TW 105143350A TW I636586 B TWI636586 B TW I636586B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
contact
region
upper side
Prior art date
Application number
TW105143350A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201801348A (zh
Inventor
路茲 哈派
多明尼克 休茲
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 TW201801348A publication Critical patent/TW201801348A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI636586B publication Critical patent/TWI636586B/zh

Links

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
    • H01L33/44—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 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
    • 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
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • 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
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
    • H01L31/03048—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP comprising a nitride compounds, e.g. InGaN
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035236—Superlattices; Multiple quantum well structures
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
    • H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P
    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
    • H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P
    • H01L31/1848—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P comprising nitride compounds, e.g. InGaN, InGaAlN
    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
    • H01L31/1852—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising a growth substrate not being an AIIIBV compound
    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • 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
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • 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
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • 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
    • H01L33/02—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 semiconductor bodies
    • H01L33/04—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 semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—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 semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • 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
    • H01L33/02—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 semiconductor bodies
    • H01L33/20—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 semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/24—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 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 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
    • H01L33/02—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 semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • 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
    • H01L33/02—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 semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • 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
    • H01L33/38—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 with a particular shape
    • H01L33/382—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 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0025—Processes relating to coatings
    • 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
    • H01L33/02—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 semiconductor bodies
    • H01L33/20—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 semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated 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
    • H01L33/48—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 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

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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本發明的光電組件(100)包括一半導體層序列(1)，其具有一第一半導體層(11)、一活性層(13)、一第二半導體層(12)和一上側(14)。在第一半導體層(11)上施加第一接觸層(31)，藉此可在規定的操作時對第一半導體層(11)作電性接觸。在該上側(14)上配置鏡面層(4)，經由此鏡面層(4)可在操作時對第二半導體層(12)作電性接觸。此組件(100)另外包括一位於半導體層序列(1)中的凹入區(2)，其由該上側(14)開始經由整個第二半導體層(12)和活性層(13)而延伸且通向第一半導體層(11)。該凹入區(2)在第一半導體層(11)之區域中具有一底面(20)，其在平行於活性層(13)的橫向中以至少一與活性層(13)成橫向而延伸的側壁(21)作為邊界。該底面(20)和側壁(21)是由半導體層序列(1)形成。第一接觸層(31)直接施加在該凹入區(2)之底面(20)上。在該上側(14)的俯視圖中觀看時該凹入區(2)的一部份由鏡面層(4)覆蓋著。

Description

光電組件及用於製造光電組件之方法
本發明提供一種光電組件。此外，本發明提供一種用於製造光電組件之方法。
本專利申請案主張德國專利申請案DE 10 2016 100 317.4之優先權，其已揭示的內容係以參照的方式併入於此。
本發明的目的是提供一種光電組件，其中使用活性層之儘可能大的區域以產生輻射。本發明的另一目的是提供一種用於製造上述組件之方法。
上述目的另外藉由獨立的專利請求項之主題和方法來達成。有利的構成和其它形式是專利請求項各附屬項之主題。
依據至少一實施形式，光電組件包括半導體層序列。此半導體層序列包括一第一層、一在規定的操作中發出或吸收輻射的活性層、一第二半導體層和一上側。該些層以設定的順序上下配置著。第二半導體層和活性層因此配置在上側和第一半導體層之間。活性層配置在第一半導體層和第二半導體層之間。
第一半導體層和第二半導體層例如可以是單一層。然而，另一方式是，第一及/或第二半導體層可包括多個上下堆疊的單一層。特別是，第二半導體層鄰接於上側且亦鄰接於活性層。第一半導體層較佳為鄰接於該活性層和一與該上側相對向的下側。該上側以及該半導體層序列之下側例如都是該半導體層序列之邊界面。較佳的是，上側和下側都是主側，即，其具有該半導體層序列之最大橫向範圍。活性層較佳為基本上平行於上側及/或下側而延伸。
第一半導體層例如可以是n-導電者，第二半導體層可以是p-導電者。然而，相反的摻雜亦是可行的。
半導體層序列例如以III-V-化合物半導體材料為主。此半導體材料例如是AlnIn1-n-mGamN之類的氮化物-化合物半導體材料或AlnIn1-n-mGamP之類的磷化物-化合物半導體材料或AlnIn1-n-mGamAs之類的砷化物-化合物半導體材料，其中0n1,0m1且m+n1。於此，此半導體層序列可具有摻雜物質以及其它成份。然而，為了簡化之故，只提供該半導體層序列之晶格的主要成份，即，Al、As、Ga、In、N或P，這些主要成份之一部份亦可由少量的其它物質來取代及/或補充。該半導體層序列優先以AlInGaN為主。
活性層例如具有至少一pn-接面(junction)及/或一單一量子井形式的量子井結構(簡稱SQW)、或一多重式量子井結構形式的量子井結構(簡稱MQW)。活性區較佳為在規定的操作時在靠近紫外線(UV)範圍及/或可見光範圍及/或紅外線範圍中發出電磁輻射。
光電組件例如是一種半導體晶片，例如，薄膜-半導體晶片或覆晶(Flip-Chip)。於此，半導體晶片可理解成藉由晶圓之切割而產生的組件。特別是，半導體晶片之尺寸因此係藉由晶圓中的切割線來界定。來自晶圓切割過程的痕跡亦可在組件的側面上被看到。
依據至少一實施形式，該組件包括一配置在第一半導體層上的第一接觸層，藉此可在規定的操作時對第一半導體層作電性接觸。即，在規定的操作時第一電荷載體，例如，電子，經由第一接觸層而注入至第一半導體層中。
第一接觸層優先以另一材料為主或由與半導體層序列不同的材料構成。特別是，第一接觸層不是由半導體材料形成。例如，第一接觸層具有：金屬，例如鋁(Al)或銀(Ag)；或透明的導電氧化物(簡稱TCO)，例如，銦-錫-氧化物(簡稱ITO)；或氧化鋅，例如ZnO；或由上述材料構成。第一接觸層本身可包括多個上下配置的單一層。例如，第一接觸層包括一由TCO構成的單一層和一由銀構成的單一層或由該些單一層構成。
依據至少一實施形式，該組件包括一配置在該上側上的鏡面層。經由此鏡面層可在規定的操作時對第二半導體層作電性接觸。特別是，經由此鏡面層使第二電荷載體，例如，電洞，注入至第二半導體層中。此鏡面層例如可以是金屬層且例如具有鋁(Al)或銀(Ag)或銠(Rh)或由該些金屬構成。第一鏡面層例如具有一種在製程容許誤差之範圍中固定的厚度，其介於100奈米(含)和1微米之間或介於200奈米和600奈米之間。
第一鏡面層可直接施加在該上側上，特別是直接施加在第二半導體層上。而另一方式為，該鏡面層亦可藉由一中介層而與該上側隔開，特別是與第二半導體層隔開。
依據至少一實施形式，該光電組件包括一位於半導體層序列中的凹入區。該凹入區可以是半導體層序列中的孔或溝槽。特別是，該凹入區在該半導體層序列中形成一區域，此區域中配置一貫通接觸區。第一接觸層特別是此貫通接觸區的一部份。
該凹入區由該上側開始經由整個第二半導體層和整個活性層而延伸，直至第一半導體層內部為止。該凹入區通向第一半導體層中且未完全穿過第一半導體層。
依據至少一實施形式，該凹入區在第一半導體層之區域中具有一底面，其在平行於活性層的橫向中以至少一與活性層成橫向而延伸的側壁作為邊界。該底面例如基本上平行於活性層而延伸。該側壁垂直於活性層或以一種對該活性層成45度(含)和90度之間的角度而延伸。例如，該凹入區在半導體層序列中設置成圓柱形的孔。於是，該凹入區之底面是由圓柱之底面形成。該凹入區之側壁是由圓柱之外罩面形成。
然而，另一方式是，該凹入區可包括多個側壁。例如，該底面在橫向中周圍完全由側壁包圍著。在此種情況下，該凹入區在半導體層序列中例如形成為具有長方形橫剖面形式的孔。另一方面，若該凹入區形成為溝槽，則該凹入區例如包括二個相對向的側壁。
以下達成的實施形式通常涉及只有一側壁的情況。若該凹入區包括多個側壁，則所揭示之適用於其中一側壁之全部特徵亦可適用於所揭示之其它側壁。
依據至少一實施形式，該凹入區之底面和側壁是由半導體層序列形成。該側壁和該底面因此由半導體層序列的材料構成。換言之，在橫向中和在離開該上側的方向中該凹入區是以半導體層序列為邊界。
依據至少一實施形式，第一接觸層直接施加在該凹入區之底面上。特別是，第一接觸層在該底面之區域中直接施加在第一半導體層上。第一接觸層部份地或完全地覆蓋該底面。第一接觸層在該凹入區之區域中優先以單純相連方式形成。例如，第一接觸層包括一種由上述TCO構成的層，其與第一半導體層直接相接觸。
依據至少一實施形式，在該上側的俯視圖中觀看時該凹入區的一部份由鏡面層覆蓋著。特別是，第一鏡面層在橫向中有一部份超越該凹入區而突出。換言之，該鏡面層形成一凸起，其突出於該凹入區。該鏡面層之突出於該凹入區的部份例如藉由該凹入區中的介電質材料而達成穩定且因此受到保護而不會折彎。
換言之，該上側具有一由該凹入區形成的開口，該凹入區由此開口開始向內延伸至半導體層序列中。該上側中由該凹入區形成的開口在該上側的俯視圖中觀看時部份地，例如，至少2%或至少4%或至少10%或至少14%，由該鏡面層覆蓋著。
該鏡面層較佳為相連地形成且具有一孔。鏡面層之此孔的橫向範圍可小於該凹入區或該孔的橫向範圍。在該上側的俯視圖中觀看時，鏡面層之此孔例如完全配置在該凹入區的區域中。特別是，鏡面層中之此孔和上側中由該凹入區形成的開口在俯視圖中可顯示出同心配置的圓。
若該凹入區在半導體層序列中例如形成為溝槽，則該鏡面層可具有一間隙，其在俯視圖中例如完全配置在溝槽的區域中。間隙寬度較佳為小於上側中由該溝槽形成的開口之寬度。
在至少一實施形式中，光電組件包括一半導體層序列，其具有：一第一半導體層；一在操作時發出或吸收電磁輻射的活性層；一第二半導體層；以及一上側，上述各成份以所示順序上下配置著。在第一半導體層上施加第一接觸層，藉此可在規定的操作時對第一半導體層作電性接觸。在該上側上配置一鏡面層，藉此可在操作時對第二半導體層作電性接觸。此組件另外包括一在半導體層序列中的凹入區，其由該上側開始經由整個第二半導體層和活性層而延伸且通向第一半導體層中。該凹入區在第一半導體層之區域中具有一底面，其在平行於活性層的橫向中以至少一與該活性層成橫向而延伸的側壁作為邊界。於此，該凹入區之底面和側壁是由半導體層序列形成。第一接觸層直接施加在該凹入區之底面上。在該上側的俯視圖中觀看時，該鏡面層覆蓋該凹入區之一部份。
此處所述的本發明另外基於以下的認知：具有貫通接觸區之光電組件在該貫通接觸區本身之區域中未發出輻射。然而，額外地，直接環繞在該貫通接觸區周圍的區域亦不是用來發出輻射。這原因例如在於：該上側上的鏡面層依製造條件而由該凹入區形成的開口橫向地拉回至該上側中。在該貫通接觸區和該鏡面層之間因此存在一種距離，在此距離的範圍中活性層未發出電磁輻射。
反之，此處所述的發明中，鏡面層至少一部份向內拉延至開口中或該凹入區中，於是該活性層之未發出輻射的區域減少。將鏡面層拉進至開口中或凹入區中例如可藉由以下所述的用於製造光電組件之方法來達成。
依據至少一實施形式，鏡面層相連地且較佳為單件地形成。例如，鏡面層於橫向靠近凹入區的區域中具有一在橫向中的主延伸區。
依據至少一實施形式，鏡面層在凹入區的區域中在底面的方向中拉延且至少一部份係與活性層成橫向而延伸。在側壁的俯視圖中，側壁的一部份於此係由鏡面層覆蓋著。在凹入區的區域中，鏡面層因此至少一部份平行於或幾乎平行於側壁而延伸。
換言之，鏡面層在凹入區的區域中具有一彎曲處，鏡面層之橫向的主延伸區在該彎曲處轉向成一與活性層成橫向而延伸的主延伸區。
依據至少一實施形式，鏡面層在凹入區之區域中在底面的方向中至少拉延至一寬度，以便在側壁之俯視圖中使側壁在活性層之高度處被鏡面層覆蓋著。換言之，第一鏡面層因此向內至少到達凹入區中的活性層。以此方式，第一鏡面層可用作凹入區之側向反射面，使靠近凹入區的區域中由活性層產生的電磁輻射發生反射而由凹入區離開。這樣可使該組件之效率提高。
依據至少一實施形式，在側壁之俯視圖中觀看時鏡面層覆蓋該側壁的至少25%或至少35%或至少45%。
依據至少一實施形式，在該上側之俯視圖中觀看時第一接觸層和鏡面層部份地互相重疊。在該上側之俯視圖中觀看時，鏡面層中的孔例如完全配置在底面之由第一接觸層覆蓋的區域中。
依據至少一實施形式，對由活性層在規定的操作時發出的輻射而言鏡面層具有的反射率是至少80%或至少90%或至少95%。反射率於此例如是在發出的輻射具有強度最大值時測得。特別是，第一鏡面層在可見光譜區中具有至少80%之反射率。
依據至少一實施形式，凹入區的深度由上側測量至底面時是至少200奈米或至少500奈米或至少700奈米。另一方式或額外地，此深度是最多1000奈米或800奈米或500奈米。
依據至少一實施形式，活性層和該上側之間的距離，特別是第二半導體層的厚度，是至少50奈米或 至少80奈米或至少120奈米。另一方式或額外地，此距離是最多180奈米或最多150奈米或最多120奈米。
依據至少一實施形式，第一接觸層的厚度是最多300奈米或最多200奈米或最多150奈米。另一方式或額外地，第一接觸層的厚度是至少50奈米或至少100奈米或至少150奈米。
依據至少一實施形式，在鏡面層和半導體層序列之間配置第一中介層。第一中介層於此可完全配置在鏡面層和半導體層序列之間，特別是配置在該上側的區域中。若鏡面層例如向內拉延至凹入區中且覆蓋該側壁的一部份，則第一中介層亦可配置在該側壁和該鏡面層之間。
第一中介層特別包括一種可使活性層發出的輻射透過的材料。例如，第一中介層包括氧化矽(例如，SiO2)、或氮化矽(例如，SiN)、或氧化鋁(例如，Al2O3)或氧化鈦(例如，TiO2)、或氧化鈮(例如，Nb2O5)。由上述材料構成的多層構造亦可用於該中介層。第一中介層例如具有一種介於50奈米(含)和1000奈米之間的厚度，較佳為介於50奈米(含)和300奈米之間。
第一中介層至少對第二半導體層達成電性絕緣。即，第一中介層在規定的操作時未將大量電流由鏡面層導引至第二半導體層。相對於第一半導體層而言，第一中介層同樣可達成電性絕緣。
依據至少一實施形式，第一中介層覆蓋該凹入區中的側壁且依形式仿造該側壁。優先的是，第一中 介層覆蓋整個側壁直至底面為止。特別是，第一中介層在凹入區之區域中直接與側壁和鏡面層形成機械接觸。第一中介層例如相連地形成。
依據至少一實施形式，在第一中介層和該上側之間，於此，特別是在第一中介層和第二半導體層之間，配置一第二接觸層。此第二接觸層可具有金屬或較佳為具有TCO(例如，ITO)或由上述材料構成。特別是，第二接觸層係與第一中介層和半導體層序列達成直接的電性接觸和機械接觸，優先與第二半導體層接觸。第二接觸層較佳為到達該上側中由凹入區形成的開口且在橫向中與該凹入區之側壁齊平。
依據至少一實施形式，第二接觸層和鏡面層經由第一中介層中的貫通接觸區而可導電地互相連接。所述貫通接觸區例如可以是第一中介層中的孔，其以鏡面層的材料及/或第二接觸層的材料來填充。因此，在所述貫通接觸區的區域中第二接觸層和鏡面層直接互相達成機械接觸。
依據至少一實施形式，凹入區的整個底面由第一接觸層覆蓋著。第一接觸層在側壁的區域中直接鄰接於半導體層序列。於是，在半導體層序列和第一接觸層之間於側壁的區域中未配置其它材料或未配置其它層。即，第一接觸層完全填滿該凹入區之下方的、面向第一半導體層的區域。
依據至少一實施形式，須選擇第一接觸層的厚度，使第一接觸層在離開底面的方向中未突出於活性 層上。特別是第一接觸層只在第一半導體層之區域中直接與側壁達成機械接觸。
依據至少一實施形式，第一接觸層直接與一接觸銷釘達成電性接觸和機械接觸。該接觸銷釘較佳為由第一接觸層延伸至半導體層序列之上側且特別較佳的是甚至超過該上側。該接觸銷釘例如具有像Ag,Al,Au,Pt,Pd,Cu,W,Ti,Rh之類的金屬或具有由所述金屬構成的合金。該接觸銷釘在規定的操作時用於將電荷載體由該上側輸送至第一接觸層。該接觸銷釘例如是一貫通接觸區的一部份。該接觸銷釘例如具有圓柱體的幾何形成，此處該圓柱體之底面較佳為第一接觸層之面。
特別是，例如當鏡面層向內拉延至該凹入區時，該接觸銷釘不需針對其光學特性，例如，反射特性，來最佳化。該接觸銷釘相對於第一接觸層可只達成良好的電性，例如，良好的連接接觸，來最佳化。
依據至少一實施形式，該接觸銷釘埋置於一種用於填充該凹入區而達成電性絕緣的填充材料中且例如與該填充材料直接相接觸。第二接觸銷釘藉由該填充材料而至少與第二半導體層和鏡面層達成電性絕緣。該填充材料例如具有矽樹脂或環氧化物或氧化矽(例如，SiO2)、或氮化矽(例如，SiN)、或氧化鋁(例如，Al2O3)、或氧化鈦(例如，TiO2)、或氧化鈮(例如，Nb2O5)、或由上述材料構成。
依據至少一實施形式，該填充材料在該凹入區中直接施加在鏡面層上。此鏡面層例如在側壁的區域中係由該填充材料覆蓋著。
依據至少一實施形式，該填充材料在該上側上直接施加在鏡面層上且在鏡面層上形成一層。由該填充材料在該上側上形成的層之厚度例如介於50奈米(含)和500奈米之間。鏡面層上此層的厚度例如在製程容許誤差的範圍中是定值的。
依據至少一實施形式，該填充材料在凹入區的區域中直接與半導體層序列接觸。鏡面層例如於凹入區的區域中係施加在該填充材料上。第一中介層在此種情況下較佳為未使用。
依據至少一實施形式，鏡面層在凹入區的區域中全部都是基本上平行於該上側之主延伸方向而延伸。特別是，鏡面層在此種情況下在凹入區的區域中未在底面的方向中拉延且未向內突出至凹入區中而是未改變其由靠近凹入區的區域至例如該凹入區中的主延伸方向。換言之，鏡面層全部都在該凹入區形成的位於上側中之開口上方以平行於上側或幾乎平行於上側的方式延伸。鏡面層因此在該凹入區的區域中亦未具有彎曲處，其上使鏡面層的延伸方向改變。
例如，該填充材料在離開半導體層序列的方向中形成一平面，其經由橫向靠近凹入區之區域且經由該凹入區之區域而延伸。在該平面上可施加該鏡面層。
依據至少一實施形式，該凹入區在底面的方向中變細，特別是連續地及/或持續地變細。即，該底面所具有的橫向範圍小於該上側中由該凹入區形成的開口。該上側中的開口例如在該上側的俯視圖中觀看時完 全覆蓋該底面。例如，該底面的橫向範圍是該開口的橫向範圍的最多95%或最多90%或最多80%或最多70%。
然而，另一方式是，該凹入區在底面的方向中亦可特別是連續地及/或持續地變寬。各個側壁例如以區域方式形成或到處都突出地形成。特別是，該上側中的開口在該上側的俯視圖中觀看時完全配置在底面的區域中。例如，該開口的橫向範圍是該底面的橫向範圍的最多95%或最多90%或最多80%或最多70%。
此外，本發明提供一種用於製造光電組件之方法。此方法特別適合用於製造此處所述的光電組件。已揭示於光電組件的全部特徵因此都揭示於此方法中且反之亦同。
依據至少一實施形式，此方法包括：步驟A)，其中製備一施加在基板上的半導體層序列。此半導體層序列例如生長在該基板上。該基板可以是藍寶石基板。此半導體層序列具有一遠離該基板的上側。此外，此半導體層序列具有一面向該基板的第一半導體層、一遠離該基板的第二半導體層以及一配置在該第一和該第二半導體層之間的活性層。
步驟B)中，在該半導體層序列之上側上施加一具有至少一開口的遮罩。此遮罩例如是一種光罩，此遮罩中的開口可藉由微影(lithography)步驟製成。此遮罩例如包括光漆或由光漆形成。在該開口的區域中該半導體層序列之上側或位於其上的第二接觸層首先露出。
步驟C)中，該開口之區域中該半導體層序列一部份被去除，以便在該半導體層序列中形成一凹入區。此凹入區由該上側開始經由整個第二半導體層和該活性層而延伸且通向第一半導體層。於此，第一半導體層之區域中此凹入區具有一底面，其在平行於活性層的橫向中以至少一橫向於該活性層而延伸的側壁作為邊界。
步驟D)中，第一接觸層在底面的區域中直接沉積在第一半導體層上。使用一種方向性的方法，例如蒸鍍或低壓沉積，來沉積第一接觸層。於是，優先使第一接觸層只沉積在底面上，但不沉積或不明顯地沉積在該凹入區之側壁上。特別是使用與該凹入區產生時相同的遮罩來沉積第一接觸層。特別是，無其它的-或無另外的遮罩用於第一接觸層的沉積過程。由於使用相同的遮罩和方向性的沉積方法，因此可能須遵守的調整度容許誤差(tolerance)已不需要，使底面之儘可能大的區域，較佳為整個底面，可由第一接觸層覆蓋著。
步驟E)中，鏡面層沉積在該上側上和該凹入區的區域中，此處該鏡面層可導電地與第二半導體層連接。該鏡面層於此例如施加在該凹入區之側壁和底面上。特別是，該鏡面層施加成單純相連之層。該鏡面層之施加可藉由一般方法，例如，濺鍍，來進行。
步驟F)中，將第一接觸層上方區域，例如，底面區域中的鏡面層去除。於此，該第一接觸層，例如，係露出的。在已製成的組件上該鏡面層在該上側的俯視 圖中觀看時有一部份覆蓋該凹入區。該鏡面層因此特別是未在該凹入區之整個區域中被去除而是只在該上側中較由該凹入區形成的開口更小之區域中被去除。
依據至少一實施形式，步驟A)至步驟F)作為各別的、有次序的步驟而以此已設定的順序來進行。
依據至少一實施形式，在步驟D)之後且在步驟E)之前在該上側、該側壁和該第一接觸層上施加第一中介層。第一中介層例如在製程容許誤差的範圍中具有固定的厚度。特別是，第一中介層依形式仿造該凹口。第一中介層於此優先施加成單一相連之層。
依據至少一實施形式，步驟E)中在第一中介層上依形式施加鏡面層，使該凹入區之區域中第一鏡面層至少一部份橫向於活性層而延伸且在該側壁的俯視圖中觀看時至少該側壁的一部份是由該鏡面層覆蓋著。該鏡面層於是優先仿造第一中介層且因此仿造該凹入區的形式。該鏡面層較佳為直接施加在第一中介層上。此外，該鏡面層在製程容許誤差的範圍中同樣具有固定的厚度。
依據至少一實施形式，在步驟F)之後該凹口中完全以一種填充材料來填入。該填充材料例如在離開該上側的方向中突出於該凹入區上。然後，在該填充材料和第一中介層中形成一孔，使第一接觸層露出。在下一步驟中，在該孔中形成一接觸銷釘，其由第一接觸層開始在上側方向中延伸且突出於該上側。
依據至少一實施形式，在步驟E)之前於該凹入區中填入一種填充材料，其完全填滿該凹入區。該填充材料於此優先與側壁及底面之區域中的半導體層序列直接相接觸。步驟F)之後在該填充材料中形成一孔，使第一接觸層露出。在下一步驟中，在該孔中形成一接觸銷釘，其由第一接觸層開始在上側方向中延伸且突出於該上側。
以下，在參考各圖式下依據各實施例來詳述此處所述的光電組件及此處所述的方法。各別圖式中相同的參考符號於此表示相同的元件。然而，各元件未依比例上的關係繪出，反之，各別元件為了更容易理解可放大地繪出。
1‧‧‧半導體層序列
2‧‧‧凹入區
4‧‧‧鏡面層
6‧‧‧遮罩
11‧‧‧第一半導體層
12‧‧‧第二半導體層
13‧‧‧活性層
14‧‧‧上側
15‧‧‧基板
20‧‧‧凹入區2之底面
21‧‧‧凹入區2之側壁
31‧‧‧第一接觸層
32‧‧‧第二接觸層
33‧‧‧接觸銷釘
43‧‧‧貫通接觸區
51‧‧‧第一中介層
52‧‧‧填充材料
100‧‧‧光電組件
310‧‧‧第一接觸元件
320‧‧‧第二接觸元件
第1A圖至第1D圖係一種用於製造光電組件之方法中不同的階段。
第1E圖、第1F圖和第3圖係光電組件的實施例之側向橫剖面圖以及俯視圖。
第2A圖至第2C圖係製造方法之另一實施例中不同的階段。
第1A圖中顯示一種用於製造光電組件100之方法的一實施例中之一階段。在基板15，例如，藍寶石基板15，上施加半導體層序列1。半導體層序列1可以是GaN-半導體層序列，其生長在基板15上。半導體 層序列1由基板15開始觀看時包括：第一半導體層11、然後是活性層13及第二半導體層12。半導體層序列1由與基板15相對向的上側14來隔開。
活性層13例如用於在規定的操作中發出電磁輻射，特別是發出可見光。第一半導體層11例如是n-導電之GaN-層，第二半導體層12是p-導電之GaN-層。
上側14以第二接觸層32來覆蓋，第二接觸層32直接與第二半導體層12達成電性接觸和機械接觸。第二接觸層32例如是由透明的導電氧化物，例如，ITO，構成的層。
半導體層序列1中另外設置一凹入區2，其由上側14開始經由整個第二半導體層12和活性層13而向內延伸至第一半導體層11且通到第一半導體層11中為止。上側14對應地具有一開口或中斷區，由此開始該凹入區2在第一半導體層11之方向中延伸。在第一半導體層11之區域中該凹入區2具有一底面20，其基本上平行於活性層13而延伸。平行於活性層13之橫向中該底面20以橫向於活性層13而延伸的側壁21為邊界。
該凹入區2目前例如是一種位於半導體層序列1中的孔，其在橫向中完全由側壁21包圍著。
在凹入區2之底面20上施加第一接觸層31，其在底面20之區域中直接與第一半導體層11達成機械和電性接觸。第一接觸層31完全覆蓋底面20且亦在側壁21之區域中直接與第一半導體層11達成機械和電性接觸。
第一接觸層31例如具有一種介於50奈米(含)和500奈米之間的厚度。特別是，第一接觸層31例如包括一個或多個單一層。例如，形成一種直接與第一半導體層11接觸之由透明的導電氧化物，例如，ZnO，構成的單一層。第一接觸層31之下一個單一層例如由銀形成。
在第二接觸層32上另外施加一具有開口60之遮罩6。藉助於該遮罩6和該開口60，例如經由蝕刻過程而產生凹入區2。該遮罩6亦用於施加第一接觸層31。於此，例如經由蒸鍍來沉積第一接觸層31，於是只有橫向延伸之底面20和該遮罩6之遠離上側14之側面由第一接觸層31覆蓋著。側壁21藉由方向性的沉積過程而未被第一接觸層31覆蓋。
第1B圖中顯示此方法的下一階段，其中在上側14上和凹入區2之區域中施加例如由SiO2構成的第一中介層51。在遮罩6脫離之後，第一中介層51之施加例如藉由濺鍍過程來進行。然後，第一中介層51例如被拋光。在拋光步驟之後，第一中介層51之粗糙度例如最多1奈米，反之，未拋光時此粗糙度例如至少5奈米。
第一中介層51在第1B圖中施加成單純相連之層，其依形式仿造該上側14和該凹入區2且在製程容許誤差的範圍中具有固定的厚度。特別是，第一中介層51直接與上側14、側壁21和第一接觸層31接觸。
第1C圖中顯示此方法中的下一階段，其中在上側14上施加鏡面層4，其在製程容許誤差範圍中具有固定的厚度。鏡面層4例如由高反射性的材料(例如，銀和鋁)形成。鏡面層4覆蓋該側壁21且覆蓋半導體層序列1之上側14。在凹入區2外部的區域中，鏡面層4在平行於上側14之橫向中延伸。在凹入區2之區域中，鏡面層4具有一彎曲處且其橫向的主延伸方向改變成橫向於活性層13之主延伸方向。鏡面層4在凹入區2之區域中因此導向底面20之方向中且在側壁21之俯視圖中觀看時覆蓋該側壁21例如達至少25%。特別是，鏡面層4覆蓋該活性層13之區域中的側壁21或覆蓋該活性層13之高度上的側壁21。
鏡面層4直接與第一中介層51接觸。鏡面層4對第二接觸層32之電性接觸且因此對第二半導體層12之電性接觸係經由第一中介層51中的貫通接觸區43來達成。於此，貫通接觸區43是第一中介層51中的孔，其中以鏡面層4之材料來填入。
底面20之區域中，鏡面層4一部份被去除，使得在上側14之俯視圖中觀看時底面20之一部份或第一接觸層31之一部份未由鏡面層4覆蓋。
第1D圖中顯示此方法中的下一階段，其中一種填充材料52設置在鏡面層4上且設置在凹入區2之區域中。該填充材料52例如由SiO2構成。此外，該填充材料52中設置一孔，其中形成一例如由鋁(Al)、銅(Cu)或金(Au)構成的接觸銷釘33。此接觸銷釘33直接與第一 接觸層31接觸且由第一接觸層31開始在上側14的方向中延伸以及突出於：上側14、第一中介層51、鏡面層4和該填充材料52。藉由凹入區2之區域中及上側14上的該填充材料52，使該接觸銷釘33在電性上與鏡面層4、第二半導體層12相隔開。
第1E圖中以側向橫剖面圖顯示光電組件100之一實施例，其例如以前述的方法製成。組件100例如是一種所謂覆晶(Flip-Chip)，即，其是半導體晶片，其中輻射發出面是由基板15形成且配置電性接觸元件310、320以用於將電子和電洞供應至與該輻射發出面相對向的側面上。與第1D圖之製程中存在的組件不同，在第1E圖之已製成的組件100上施加第一接觸元件310，其與該接觸銷釘33電性接觸且因此與第一半導體層11電性接觸。第二接觸元件320係施加成與鏡面層4成電性接觸。該些接觸元件310、320在與生長基板15相對向的側面上露出且例如由金屬構成。
此外，第1D圖中可辨認出：半導體組件100具有唯一的、相連的活性層13，其幾近於經由組件100之整個橫向範圍而延伸。
第1F圖中顯示第1E圖之光電組件100之俯視圖。於此，所顯示的是第1E圖之剖面AA’上的俯視圖，該剖面AA’平行於上側14經由鏡面層4而拉延。第1F圖中可辨認：上側14中由凹入區2形成的開口(由虛線表示)具有圓形的基本形式。鏡面層4相連地形成且同樣包括圓形的孔，其完全配置在該開口的內部中。特別是， 第1F圖中所示的俯視圖中鏡面層4因此部份地覆蓋該凹入區2，目前覆蓋率例如大於14%。
在鏡面層4中的孔中配置該接觸銷釘33，其在底面20上直接與點線所示的第一鏡面層31相接觸。在上側14的俯視圖中，第一接觸層31亦部份地由鏡面層4覆蓋著，這可由第1E圖和第1F圖得知。
第2A圖中顯示用於製造光電組件100之方法的另一實施例中的一階段。第2A圖中所示的階段例如緊接在第1A圖之階段之後。不同於第1B圖，第2A圖中該凹入區2中完全以填充材料52來填入，該填充材料52覆蓋側壁21和第一接觸層31且與其直接相接觸。在上側14之區域中，該填充材料52形成一層。該填充材料52之遠離基板15之此側形成一平面，其在整個上側14上且亦在整個凹入區2上延伸。
在第2B圖之階段中顯示一種步驟，其中在該填充材料52上施加一鏡面層4，其經由貫通接觸區43而與第二接觸層32可導電地連接著。鏡面層4於此首先單純相連地亦施加在凹入區2之整個區域上。然後，藉助於遮罩使鏡面層4的一部份在凹入區2之區域中又露出，以使鏡面層4在上側14之俯視圖中仍只部份地覆蓋該凹入區2。在鏡面層4已被去除的區域中露出該填充材料52。
第2C圖中顯示此方法之一階段，其中在該填充材料52之由於鏡面層4去除而空出的區域中形成一接觸銷釘33，其完全穿過該填充材料52且到達第一接 觸層31。該接觸銷釘31用於與第一半導體層11達成電性接觸。
在第2C圖之階段後例如跟隨著相同的步驟，其亦跟隨著第1D圖之階段且用於組件100之製程。
直至目前為止的各實施例中，凹入區2由上側14開始在底面20之方向中變細。凹入區2之橫向範圍於此連續地、總是在底面20之方向中縮小。然而，在全部的實施例中凹入區2亦可在底面之方向中擴大。這顯示在第3圖之實施例中。側壁21具有傾斜度且底面20所具有的橫向範圍大於上側14中由凹入區2形成的開口。
此外，第3圖中底面20未完全由第一接觸層31覆蓋著而是在由該傾斜度形成的陰影中在底側20上由第一接觸層31露出。這可以是該方向性的方法施加於第一接觸層31後所造成之結果。然而，另一方式是，例如亦可使用一種輕微針對性的方法以第一接觸層31來覆蓋整個底面20，其亦在陰影之區域中。
本發明不限於依據各實施例所作的描述。反之，本發明包含每一新的特徵和各特徵的每一種組合，特別是包含各請求項中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請求項中或各實施例中時亦屬本發明。

Claims (17)

  1. 一種光電組件(100)，包含：一半導體層序列(1)，其具有一第一半導體層(11)、一在操作中發出輻射或吸收輻射的活性層(13)、一第二半導體層(12)和一上側(14)，其等以上列的順序上下配置著，一配置在該第一半導體層(11)上的第一接觸層(31)，藉此可在操作時對該第一半導體層(11)作電性接觸，一配置在該上側(14)上的鏡面層(4)，經由該鏡面層(4)可在操作時對該第二半導體層(12)作電性接觸，一位於該半導體層序列(1)中的凹入區(2)，其由該上側(14)開始經由整個該第二半導體層(12)和該活性層(13)而延伸且通向該第一半導體層(11)內部，此處該凹入區(2)在該第一半導體層(11)之區域中具有一底面(20)，其在平行於該活性層(13)的橫向中以至少與該活性層(13)成橫向而延伸的一側壁(21)作為邊界，該凹入區(2)之該底面(20)和該側壁(21)是由該半導體層序列(1)所形成，該第一接觸層(31)直接施加在該底面(20)上，在該上側(14)的俯視圖中觀看時，該凹入區(2)的一部份由該鏡面層(4)覆蓋著，該第一接觸層(31)直接與一接觸銷釘(33)達成電性接觸和機械接觸， 該接觸銷釘(33)由該第一接觸層(31)延伸至該半導體層序列(1)之該上側(14)。
  2. 如請求項1之光電組件(100)，其中該鏡面層(4)相連地形成，該鏡面層(4)於靠近該凹入區(2)的區域中具有一在橫向中的主延伸區，該鏡面層(4)在該凹入區(2)的區域中在該底面(20)的方向中拉延且至少一部份係與該活性層成橫向而延伸，使得在該側壁(21)的俯視圖中該側壁(21)的至少一部份係由該鏡面層(4)覆蓋著。
  3. 如請求項2之光電組件(100)，其中該鏡面層(4)在該凹入區(2)之區域中在該底面(20)的方向中至少拉延至一寬度，以便在該側壁(21)之俯視圖中使該側壁(21)在該活性層(13)之高度處被該鏡面層(4)覆蓋著，在該側壁(21)之俯視圖中觀看時，該鏡面層(4)覆蓋該側壁(21)的至少50%。
  4. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中在該上側(14)之俯視圖中觀看時，該第一接觸層(31)和該鏡面層(4)部份地互相重疊。
  5. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中該第一接觸層(31)係由以下材料中之至少一種或由其等所構成：金屬、透明的導電氧化物，該鏡面層(4)具有金屬或由金屬構成， 對由該活性層(13)在規定的操作時發出的輻射而言，該鏡面層(4)具有的反射率是至少80%。
  6. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中該凹入區(2)的深度由該上側(14)測量至該底面(20)時是介於200奈米(含)和1000奈米之間，該活性層(13)和該上側(14)之間的距離是介於50奈米(含)和180奈米之間，該第一接觸層(31)之厚度是最多300奈米。
  7. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中在該鏡面層(4)和該半導體層序列(1)之間配置一第一中介層(51)，其至少對該第二半導體層(12)達成電性絕緣，該第一中介層(51)覆蓋該凹入區(2)中的該側壁(21)且依形式仿造該側壁(21)，在該第一中介層(51)和該上側(14)之間配置一第二接觸層(32)，該第二接觸層(32)係直接與該第二半導體層(12)達成電性接觸和機械接觸，該第二接觸層(32)和該鏡面層(4)經由該第一中介層(51)中的貫通接觸區(43)而可導電地互相連接。
  8. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中該凹入區(2)的整個該底面(20)由該第一接觸層(31)覆蓋著，該第一接觸層(31)在該側壁(21)的區域中直接鄰接於該半導體層序列(1)， 在該半導體層序列(1)和該第一接觸層(31)之間於該側壁(21)的區域中未配置其它材料或未配置其它層，須選擇該第一接觸層(31)的厚度，使該第一接觸層(31)在離開該底面(20)的方向中未突出於該活性層(13)上。
  9. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中該接觸銷釘(33)埋置於一種用於填充該凹入區(2)而達成電性絕緣的填充材料(52)中，且藉由該填充材料(52)而至少與該第二半導體層(12)和該鏡面層(4)達成電性絕緣。
  10. 如請求項9之光電組件(100)，其中該填充材料(52)在該凹入區(2)內部中直接施加在該鏡面層(4)上，該填充材料(52)在該上側(14)上直接施加在該鏡面層(4)上且在該鏡面層(4)上形成一層。
  11. 如請求項9之光電組件(100)，其中該填充材料(52)在該凹入區(2)的區域中直接與該半導體層序列(1)接觸，該鏡面層(4)於該凹入區(2)的區域中係施加在該填充材料(52)上，該鏡面層(4)在該凹入區(2)的區域中全部都是基本上平行於該上側(14)之主延伸方向而延伸。
  12. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中該凹入區(2)在該底面(20)的方向中變細。
  13. 如請求項1至3中任一項之光電組件(100)，其中 該凹入區(2)在該底面(20)的方向中擴大。
  14. 一種用於製造光電組件(100)之方法，包含以下步驟：A)製備一施加在基板(15)上的半導體層序列(1)，其具有一遠離該基板(15)的上側(14)，該半導體層序列(1)包括一面向該基板(15)的第一半導體層(11)、一遠離該基板(15)的第二半導體層(12)以及一配置在該第一半導體層(11)和該第二半導體層(12)之間的活性層(13)；B)在該半導體層序列(1)之該上側(14)上施加一具有至少一開口(60)的遮罩(6)；C)該開口(60)之區域中該半導體層序列(1)一部份被去除，以便在該半導體層序列(1)中形成一凹入區(2)，該凹入區(2)由該上側(14)開始經由整個該第二半導體層(12)和該活性層(13)而延伸且通向該第一半導體層(11)，該第一半導體層(11)區域中之該凹入區(2)具有一底面(20)，其在平行於該活性層(13)的橫向中以至少一橫向於該活性層(13)而延伸的側壁(21)作為邊界；D)一第一接觸層(31)在該底面(20)的區域中直接沉積在該第一半導體層(11)上，使用一種方向性的方法和與步驟C)中相同的遮罩(6)來進行此沉積；E)鏡面層(4)沉積在該上側(14)上和該凹入區(2)的區域中，該鏡面層(4)可導電地與該第二半導體層(12)連接； F)將該第一接觸層(31)上方區域中的該鏡面層(4)去除，在已製成的組件(100)上該鏡面層(4)在該上側(14)的俯視圖中觀看時有一部份覆蓋該凹入區(2)。
  15. 如請求項14之方法，其中在步驟D)之後且在步驟E)之前在該上側(14)、該側壁(21)和該第一接觸層(31)上施加第一中介層(51)，其依形式而仿造該凹入區(2)，步驟E)中在該第一中介層(51)上依形式施加該鏡面層(4)，使該凹入區(2)之區域中第一鏡面層(4)至少一部份橫向於該活性層(13)而延伸且在該側壁(21)的俯視圖中觀看時至少該側壁(21)的一部份是由該鏡面層(4)覆蓋著。
  16. 如請求項15之方法，其中在步驟F)之後該凹入區(2)中完全以一種填充材料(52)來填入，然後，在該填充材料(52)和該第一中介層(51)中形成一孔，使該第一接觸層(31)露出，然後，在該孔中形成一接觸銷釘(33)，其由該第一接觸層(31)開始在該上側(14)方向中延伸且突出於該上側(14)。
  17. 如請求項14之方法，其中在步驟E)之前於該凹入區(2)中填入一種填充材料(52)，其完全填滿該凹入區(2)，步驟F)之後在該填充材料(52)中形成一孔，使該第一接觸層(31)露出， 然後，在該孔中形成一接觸銷釘(33)，其由該第一接觸層(31)開始在該上側(14)方向中延伸且突出於該上側(14)。
TW105143350A 2016-01-11 2016-12-27 Photoelectric component and method for manufacturing photovoltaic module TWI636586B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016100317.4A DE102016100317A1 (de) 2016-01-11 2016-01-11 Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
??102016100317.4 2016-01-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201801348A TW201801348A (zh) 2018-01-01
TWI636586B true TWI636586B (zh) 2018-09-21

Family

ID=57868215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105143350A TWI636586B (zh) 2016-01-11 2016-12-27 Photoelectric component and method for manufacturing photovoltaic module

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10381521B2 (zh)
DE (2) DE102016100317A1 (zh)
TW (1) TWI636586B (zh)
WO (1) WO2017121701A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016101612A1 (de) * 2016-01-29 2017-08-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
FR3068514B1 (fr) * 2017-06-30 2019-08-09 Aledia Dispositif optoelectronique
DE102017125105A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
US11799058B2 (en) * 2018-03-15 2023-10-24 Osram Oled Gmbh Optoelectronic semiconductor chip
DE102018107667A1 (de) * 2018-03-15 2019-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer halbleiterchip
CN109638124A (zh) * 2018-12-11 2019-04-16 合肥彩虹蓝光科技有限公司 倒装式发光二极管芯片及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2525420A2 (en) * 2011-05-16 2012-11-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US20160005927A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting element

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8026527B2 (en) 2007-12-06 2011-09-27 Bridgelux, Inc. LED structure
TWI437737B (zh) * 2011-09-14 2014-05-11 Lextar Electronics Corp 發光二極體結構及其製造方法
FR3069106B1 (fr) * 2017-07-17 2019-10-18 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Diode electroluminescente comportant un empilement a partie amincie et procede d'elaboration de la diode electroluminescente

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2525420A2 (en) * 2011-05-16 2012-11-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US20160005927A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting element

Also Published As

Publication number Publication date
DE112017000332B4 (de) 2024-03-28
US20190027654A1 (en) 2019-01-24
DE102016100317A1 (de) 2017-07-13
US10381521B2 (en) 2019-08-13
TW201801348A (zh) 2018-01-01
WO2017121701A1 (de) 2017-07-20
DE112017000332A5 (de) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI636586B (zh) Photoelectric component and method for manufacturing photovoltaic module
TWI524550B (zh) 用於製造光電半導體晶片之方法及光電半導體晶片
TWI438928B (zh) 半導體晶片及製造半導體晶片的方法
TWI502769B (zh) 晶圓級發光二極體結構、發光二極體晶片及其製造方法
US20180309029A1 (en) Light emitting device and method of fabricating the same
US10700249B2 (en) Light emitting device and method of fabricating the same
TWI431809B (zh) 光電半導體晶片
TWI472063B (zh) 發光二極體晶片
US20190103520A1 (en) Method for producing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip
TWI557944B (zh) 光電半導體晶片
TWI466327B (zh) 晶圓級發光二極體結構之製造方法
US20130049015A1 (en) Leds and methods for manufacturing the same
JP7488369B2 (ja) 発光デバイスアレイ
JP5404808B2 (ja) 発光素子
US11916167B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
US11239392B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip, high-voltage semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
KR20210069026A (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법
US10910538B2 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
US20220293815A1 (en) Method for producing a radiation emitting semiconductor chip and radiation emitting semiconductor chip
CN113439344A (zh) 具有传导层的部段的光电半导体构件及其制造方法
US20230047118A1 (en) Radiation-emitting semiconductor chip and method for producing a radiation-emitting semiconductor chip
JP7390258B2 (ja) 半導体発光素子
CN113380932B (zh) 覆晶式发光二极管的结构及其制造方法
US20220278259A1 (en) Radiation emitting semiconductor chip and method for producing a radiation emitting semiconductor chip
JP7428564B2 (ja) 半導体発光素子