WO2010017793A1 - Optoelectronic semiconductor chip - Google Patents

Optoelectronic semiconductor chip Download PDF

Info

Publication number
WO2010017793A1
WO2010017793A1 PCT/DE2009/000989 DE2009000989W WO2010017793A1 WO 2010017793 A1 WO2010017793 A1 WO 2010017793A1 DE 2009000989 W DE2009000989 W DE 2009000989W WO 2010017793 A1 WO2010017793 A1 WO 2010017793A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reflective layer
semiconductor chip
migration
migration barrier
optoelectronic semiconductor
Prior art date
Application number
PCT/DE2009/000989
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Weimar
Helmut Fischer
Tony Albrecht
Anna Kasprzak-Zablocka
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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 Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Publication of WO2010017793A1 publication Critical patent/WO2010017793A1/en

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
    • H01L33/36—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
    • H01L33/405—Reflective materials
    • 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
    • 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

Definitions

  • An optoelectronic semiconductor chip is specified.
  • An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor chip which has a particularly long service life. Another object to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor chip which is particularly easy to manufacture.
  • the semiconductor chip comprises a carrier.
  • the carrier may be, for example, a layer sequence which may contain metals, semiconductor material and / or electrically insulating materials.
  • the carrier may also be a connection carrier.
  • the carrier then comprises, for example, a main body made of an electrically insulating material into which or on the electrical conductor tracks and connection points for electrically contacting the semiconductor body are structured.
  • the carrier is a homogeneous body, which consists of a Semiconductor material, a ceramic material or consists of a metal.
  • the carrier is mechanically firmly connected to the semiconductor body.
  • the carrier may be the optoelectronic
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a reflective layer.
  • the reflective layer forms a mirror of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the reflective layer is provided to reflect electromagnetic radiation generated or to be detected in an active region of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the reflective layer has a metal that tends to migrate.
  • a metal prone to migration is a metal that tends to move or diffuse in an external electric field, which is driven by the external electric field. In other words, due to an external electric field, a force acts on the metal in the reflective layer, which can lead to the release of metal from the reflective layer.
  • ions of the metal can then move along the field lines of the electric field and, as a result of this migration, can move into areas of the optoelectronic
  • the damage caused may consist in a short circuit of the optoelectronic semiconductor chip. Furthermore, due to the migration in the electric field-that is, due to the electromigration-the reflective layer is damaged out of the reflective layer, so that its electrical and optical properties are adversely affected.
  • the reflective layer it is possible for the reflective layer to be in direct electrical contact with a connection location-for example the p-contact-of the optoelectronic semiconductor chip. Current is then impressed in the optoelectronic semiconductor chip via the electrically reflective layer. In this case, the electric field can form between the reflective layer and a second contact layer of the optoelectronic semiconductor chip-for example, an n-contact.
  • the reflective layer is preferably on an upper side of the carrier, that is, for example, on the
  • Carrier arranged.
  • additional layers such as, for example, an electrical contact layer or a diffusion barrier, may form between the substrate and the mirror layer. which prevents penetration of the metal that tends to migrate into the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a semiconductor body, which is arranged on the side of the reflective layer facing away from the carrier, and the reflective layer projects beyond a side surface of the reflective layer.
  • the semiconductor body is preferably an epitaxially produced semiconductor body which comprises at least one active region which is provided for radiation generation or radiation detection. If the optoelectronic semiconductor chip is a luminescence diode chip, that is to say a laser diode chip or a light-emitting diode chip, then the active region is suitable for generating electromagnetic radiation while being energized.
  • the semiconductor body has an overhang in which it projects beyond the reflective layer on a side surface of the reflective layer. In the region of the overhang, the semiconductor body has an undercut.
  • the side surface of the reflective layer extends transversely to the semiconductor body.
  • the side surface of the reflective layer terminates the reflective layer in the lateral direction.
  • the overhang with which the semiconductor body projects beyond the reflective layer on its side surface can be produced by an etching process.
  • the reflective layer which does not extend to the edge of the semiconductor body, - without further action - free.
  • the reflective layer is exposed on its side surface and is laterally surmounted by the semiconductor body. In this way, an area is formed between the semiconductor body and the carrier, which may be filled with air, for example. Because the reflective layer in this area - that is in the area of the mesa edge of the semiconductor body
  • Semiconductor body - is partially open, the migration of the metal prone to migration, especially in humid environment out of this area in particular along chip edges reinforced.
  • the semiconductor chip has a migration barrier which covers the side surface of the reflective layer, wherein the migration barrier contains a metal. That is, to reduce the risk of migration of the metal prone to migration from the exposed side surface of the reflective layer, a migration barrier is provided in the optoelectronic semiconductor chip covering the side surface of the reflective layer.
  • This migration barrier contains a metal or consists of a metal. The migration barrier is preferably in direct contact with the side surface of the reflective layer and covers it completely so that there are no exposed areas of the reflective layer.
  • the optoelectronic semiconductor chip described here makes use, inter alia, of the knowledge that a migration barrier formed with a metal can provide surprisingly good protection against migration of the metal prone to migration.
  • the semiconductor chip comprises a carrier, a reflective layer containing a metal that tends to migrate, wherein the reflective layer is arranged on the carrier, a semiconductor body which is arranged on the side of the reflective layer facing away from the carrier and the reflective layer projects beyond a side surface of the reflective layer, and a migration barrier overlying the side surface of the reflective layer, wherein the migration barrier contains a metal.
  • the migration barrier is in direct contact with the semiconductor body and the carrier. That is, the migration lock extends from
  • the reflective layer itself is directly or indirectly adjacent to semiconductor body and carrier. In this way, the reflective layer is preferably completely of migration barrier,
  • the migration barrier then encapsulates the reflective layer on its side surface in the optoelectronic semiconductor chip.
  • the migration barrier fills a region formed by the side surface of the reflective layer, the semiconductor body and the carrier. That is, the semiconductor body projecting beyond the side surface of the reflective layer forms an open region which is delimited by the semiconductor body, the reflective layer and the carrier. This area is filled according to this embodiment with the material of the migration barrier. It is possible that the migration lock completely fills the area and also extends outside the area.
  • the migration barrier extends along a side surface of the semiconductor body which extends transversely to the carrier. That is, the semiconductor body has a side surface - for example, a mesa edge - which terminates the semiconductor body in the lateral direction and extends in a direction which is transverse to the carrier.
  • the migration barrier is introduced, for example, into the region formed by the side surface of the reflective layer, the semiconductor body and the carrier, and also extends therefrom so that the migration barrier extends along the side surface of the semiconductor body.
  • the migration barrier does not have to extend along the entire side surface, but it is sufficient that it extends along a portion of the side surface of the semiconductor body.
  • the migration barrier need not be arranged directly on the side surface of the semiconductor body, but it is possible that there is more material between the migration barrier and the semiconductor body. About that In addition, it is possible that the migration barrier in this case also extends along the carrier at least in places.
  • a migration barrier which is formed with so much metal, represents a particularly good migration protection.
  • Semiconductor body and the carrier disposed at least in places a passivation layer, wherein the passivation layer between the carrier and the semiconductor body has an opening.
  • a carrier is first provided to make the opening.
  • the semiconductor body with the reflective layer is arranged on the carrier.
  • an etching step is performed, which generates an overhang, in which the semiconductor body the
  • a passivation layer is preferably applied to semiconductor body and carrier by a directional coating method such as physical vapor deposition.
  • the passivation layer is preferably made of an electrically insulating material. Due to the supernatant of the semiconductor body, no closed passivation layer is formed, but between the carrier and the semiconductor body, the passivation layer has an opening. In this opening, the reflective layer would be freely accessible from its side surface if no migration barrier were located on the side surface of the reflective layer covering the side surface of the reflective layer.
  • the opening in the passivation layer leads to cracks in the passivation layer on the carrier not being able to propagate into the passivation layer on the semiconductor body.
  • Passivation layer breached by the migration barrier That is, so much material of the migration barrier between semiconductor body and carrier is introduced that the migration barrier protrudes from the opening in the passivation layer, and thus breaks it.
  • the migration barrier preferably borders directly on the passivation layer on the side surface of the semiconductor body and on the passivation layer on the carrier. The opening in the passivation layer is thus filled with the migration barrier.
  • the migration barrier is electrically conductively connected to the reflective layer sequence and is at the same electrical potential as the reflective layer sequence, wherein the migration barrier extends at least in places along a side surface of the semiconductor body.
  • a material extends along the side surface of the semiconductor body in places - the migration barrier - which is electrically conductive and is at the same electrical potential as the reflective layer sequence. Due to this material, an electric field is electrically shielded between the reflective layer and a pad of the optoelectronic semiconductor chip which is at a different electric potential than the reflective layer.
  • the migration barrier thus inhibits or prevents migration of the metal not only due to the use of a metal which inhibits migration of the prone to migration metal of the reflective layer, but also because of its electrical shielding properties.
  • the reflective layer is electrically conductively connected to the positive p-contact of the optoelectronic semiconductor chip and is at the same electrical potential as this contact.
  • the migration barrier is electrically connected to the reflective layer sequence and is also at this electrical potential. Positively electrically charged ions from the reflective layer are now prevented from migrating along this side surface due to the migration barrier extending along a side surface of the semiconductor body. In this way, the risk of short-circuiting, for example, a pn junction at an active region of the semiconductor body is also reduced by the electrically shielding properties of the migration barrier.
  • the migration barrier is an electroplating.
  • the means the migration barrier is deposited by means of a galvanic deposition method to the electrically conductive, reflective layer.
  • the migration barrier is deposited from a solution.
  • the migration barrier can be deposited, for example, by a reduction process in which a
  • Reducing agent is added to a solution containing the metal of the migration barrier.
  • the reduced metal of the migration barrier deposits uniformly, for example, on the surface of a wafer, on which a plurality of the optoelectronic semiconductor chips is arranged.
  • an optoelectronic semiconductor chip can be produced, in which the side surfaces of the semiconductor chip are covered as extensively as possible by the material of the migration barrier.
  • the reducing agent may then be, for example, hypophosphoric acid.
  • the metal with which the migration barrier is formed is then, for example, nickel.
  • the electroless deposition of the migration barrier from a solution by means of a dipping process is possible.
  • the metal, which tends to migrate, of the reflective layer itself serves as a reducing agent, so that here the metal of the migration barrier located in a solution deposits only on the exposed side surface of the reflective layer.
  • the reflective layer is made, for example Silver.
  • the metal with which the migration barrier is formed is then, for example, nickel.
  • the electroless deposition from a solution by means of a contact method is possible.
  • the contact of a base metal with a contact metal leads to the deposition of the protective metal of the migration barrier at the exposed areas of the reflective layer.
  • the base metal may be silver
  • the contact metal may be aluminum
  • the protective metal may be palladium.
  • an alloy is formed in an overlap region between the reflective layer and the migration barrier, which contains the metal prone to migrate and material of the migration barrier.
  • the migration barrier can be heated after being introduced into areas in which the reflective layer is exposed. This temperature treatment preferably takes place in the boundary region between the side surface of the reflective layer sequence and the migration barrier.
  • the heating can be effected by means of ultrasound or laser radiation.
  • the migration barrier contains at least one of the following materials or consists of one of the following following materials: gold, nickel, chromium, palladium. These metals have been found to be particularly effective in preventing migration of metal from the reflective layer.
  • the reflective layer contains or consists of silver. Due to its high reflectivity, silver is particularly well suited as a metal for forming a mirror layer in an optoelectronic semiconductor chip. However, silver has a particularly high tendency - especially in the form of positively charged silver ions - for migration in the electric field. The migration of silver ions can lead to a deterioration of the reflective layer, since the optical
  • the silver layer are adversely affected by the discharge of material. That is, due to electromigration, the reflectivity of the silver layer decreases. On the other hand, the migrated silver can lead to a short circuit, for example, of a pn junction, in particular on the side surfaces of the semiconductor body.
  • FIG. 1A shows an optoelectronic device described here
  • FIG. 1B shows the optoelectronic semiconductor chip described in connection with FIG. 1A with a migration barrier
  • FIGS. 2A and 2B show diagrammatic sectional views of further exemplary embodiments of an optoelectronic semiconductor chip described here.
  • FIG. 1A a first exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip described here is explained in more detail in a schematic sectional illustration.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a reflective layer 1.
  • the reflective layer 1 is a mirror.
  • the reflective layer 1 contains silver or consists of silver. That is, silver is present in the metal prone to migration. Especially in the form of positively charged silver ions, silver is particularly prone to migration in an external electric field.
  • the reflective layer 1 is arranged between a carrier 3 of the optoelectronic semiconductor chip and a semiconductor body 2 of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the carrier 3 is, for example, a plate or disk of semiconductor material. Between the carrier 3 and the reflective layer 1 can Diffusion barrier layers may be arranged, which prevent diffusion of the silver from the reflective layer 1 in the carrier 3.
  • the semiconductor body 2 comprises an active region 2b, which is suitable for generating radiation.
  • the optoelectronic semiconductor chip is then a
  • the active region 2 b is arranged between an n-conducting region 21 and a p-conducting region 22 of the semiconductor body 2.
  • the semiconductor body 2 is based on gallium nitride.
  • the semiconductor body 2 has an overhang 6, in which it projects beyond a side surface 1a of the reflective layer 1.
  • the overhang 6 is produced for example by an etching process, which is carried out before the application of passivation layers 5a, 5b.
  • a passivation layer 5a, 5b is deposited on the carrier 3 and on the semiconductor body 2 by means of a directed coating method, such as, for example, physical vapor phase epitaxy.
  • the passivation layers 5a, 5b in the present case consist of silicon oxide and is electrically insulating. Due to the use of a directional deposition process, an opening 7 is formed in the area of the overhang 6 in the passivation layer 5a, 5b.
  • the opening 7 in the passivation layer 5a, 5b has the advantage that, when dividing a wafer with a plurality of semiconductor chips into individual semiconductor chips, damage to the passivation layer 5b can not propagate into the passivation layer 5a.
  • the opening 7 has the disadvantage that-in particular in a moist environment-metal prone to migration-in this case silver-can diffuse out of the reflective layer 1 and, for example, along the side surface 2a of FIG
  • Semiconductor body 2 migrated. This migration movement takes place in the operation of the optoelectronic semiconductor chip in the electric field between the p-type region 22 and the n-type region 21.
  • the migrating metal can lead to a short circuit, in particular in the region of the active region 2b of the semiconductor body 2.
  • the optoelectronic semiconductor chip described in conjunction with FIG. 1A is supplemented by a migration barrier 4.
  • the migration barrier 4 consists of a metal, in this case for example made of gold.
  • the migration barrier 4 is introduced by means of a galvanic process in the area 10.
  • the migration barrier 4 extends from the semiconductor body 2 via the side surface 1a of the reflective layer 1 to the carrier 3.
  • Migration barrier 4 can, for example, directly adjoin the semiconductor body 2, the side surface 1a of the reflective layer 1 and the carrier 3. The migration barrier 4 completely covers the side surface 1a of the mirror 1. The migration barrier 4 thus encapsulates the reflective
  • the migration-inhibiting or migration-inhibiting effect of the migration barrier 4 is due, on the one hand, to the metal used.
  • metals such as gold, nickel, chromium or palladium or mixtures of these metals have been found to be particularly suitable for inhibiting or stopping the migration of silver.
  • the migration barrier 4 can - as shown in Figure IB - as extended
  • the migration barrier 4 is not formed in this case as a layer of uniform thickness, but in the manner of a metal lump.
  • Such a trained migration barrier 4 may have a particularly high migration inhibiting or anti-migration effect.
  • the migration barrier 4 breaks through the passivation layer 5a, 5b and completely fills the opening 7 in the passivation layer 5a, 5b. Possible mechanical stresses due to a separation of a wafer into a plurality of individual optoelectronic semiconductor chips can not propagate through the metallic migration barrier 4 into the passivation layer 5 a in the passivation layer 5 b.
  • the reflective layer 1 is, for example, at a potential Ul, since it is electrically conductively connected to a p-contact for the optoelectronic semiconductor chip.
  • the migration barrier 4 is electrically conductive and directly electrically connected to the reflective layer 1. It is therefore at the same electrical potential Ul.
  • the migration barrier 4 extends It may therefore shield a migration of positively charged metal ions in the electric field between the different potentials U1 and U2 along the side surface 2a of the semiconductor body 2.
  • the electrical potential U2 is, for example, the potential of an n-contact.
  • the n-type region 21 of the semiconductor body 2 is therefore at the potential U2.
  • FIG. 2A a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip described here is explained in greater detail on the basis of a schematic sectional representation.
  • the migration barrier 4 does not break through the passivation layer 5a, 5b.
  • the migration barrier 4 is mounted only in a region on the side surface 1a of the reflective layer 1, which is still covered by the semiconductor body 2 - that is, by the overlap 6 thereof.
  • the electrically shielding properties of the migration barrier 4 play no role.
  • the migration barrier 4 prevents migration of the metal prone to migration from the reflective layer 1 only because of its
  • Material properties Since the electrical properties play a reduced role, can be for the migration barrier. 4 also metals are used, which have a lower electrical conductivity.
  • an alloy 8 is formed between the metal prone to migrate from the reflective layer 1 and metal of the migration barrier 4.
  • an optoelectronic semiconductor chip as illustrated in connection with FIG. 2A, can form a starting point: A migration barrier, which is initially introduced only in an area that is covered by the semiconductor body 2, is heated by means of local heating, so that the Alloy 8 can form. Subsequently, as shown in FIG. 2B, further metal can be deposited, for example, galvanically or electrolessly from a solution, so that the migration barrier 4 extends in places along the side surface 2 a of the semiconductor body 2.
  • the migration barrier 4 shown in conjunction with FIG. 2B is now distinguished, in addition to the material properties of the migration barrier 4 and its electrical properties, by the alloy 8. It has been found that alloy formation between metal from the reflective layer 1 and metal from the migration barrier layer 4 brings about an additional improvement of the migration-inhibiting or anti-migration properties of the migration barrier layer.
  • the migration barrier 4 of the in connection with the figure 2B provides a triple protection of migration: First, the metal of the migration barrier 4 is a migration protection, since it inhibits movement of metal from the reflective layer 1. Furthermore, the migration barrier 4 is at the same electrical potential as the reflective layer 1 and therefore provides migration protection against migration along the side surface 2a of the semiconductor body 2 due to its electrostatic shielding properties. Finally, the alloy 8 forms a further, material-related migration protection in the overlap region 11, which is even better than the material-related migration protection of the migration barrier 4.
  • the optoelectronic components described here are characterized by a prolonged service life, since the migration of metal from the reflective layer 1 is inhibited or prevented.

Abstract

An optoelectronic semiconductor chip is disclosed with a carrier (3), a reflecting layer (1) which contains a metal tending toward migration, wherein the reflective layer (1) is arranged on the carrier (3), a semiconductor element (2) which is arranged on the side of the reflective layer (1) facing away from the carrier (3) and the reflective layer (1) protrudes from one side surface (1a) of the reflective layer (1), and a migration barrier (4) which covers the side surface (1a) of the reflective layer (1), wherein the migration barrier (4) contains a metal.

Description

Beschreibung description
Optoelektronischer HalbleiterchipOptoelectronic semiconductor chip
Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.An optoelectronic semiconductor chip is specified.
Die Druckschrift US 7,265,392 beschreibt einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einer silberhaltigen reflektierenden Schicht.The document US Pat. No. 7,265,392 describes an optoelectronic semiconductor chip with a silver-containing reflective layer.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der eine besonders hohe Lebensdauer aufweist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der besonders einfach herstellbar ist.An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor chip which has a particularly long service life. Another object to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor chip which is particularly easy to manufacture.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der Halbleiterchip einen Träger. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um eine Schichtenfolge handeln, welche Metalle, Halbleitermaterial und/oder elektrisch isolierende Materialien enthalten kann.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the semiconductor chip comprises a carrier. The carrier may be, for example, a layer sequence which may contain metals, semiconductor material and / or electrically insulating materials.
Bei dem Träger kann es sich darüber hinaus um einen Anschlussträger handeln. Der Träger umfasst dann beispielsweise einen Grundkörper aus einem elektrisch isolierenden Material, in den oder auf dem elektrische Leiterbahnen und Anschlussstellen zum elektrischen Kontaktieren des Halbleiterkörpers strukturiert sind.The carrier may also be a connection carrier. The carrier then comprises, for example, a main body made of an electrically insulating material into which or on the electrical conductor tracks and connection points for electrically contacting the semiconductor body are structured.
Darüber hinaus ist es möglich, dass es sich bei dem Träger um einen homogenen Körper handelt, der aus einem Halbleitermaterial, einem keramischen Material oder aus einem Metall besteht.Moreover, it is possible that the carrier is a homogeneous body, which consists of a Semiconductor material, a ceramic material or consists of a metal.
Der Träger ist mechanisch fest mit dem Halbleiterkörper verbunden. Der Träger kann dem optoelektronischenThe carrier is mechanically firmly connected to the semiconductor body. The carrier may be the optoelectronic
Halbleiterchip eine mechanische Stabilität verleihen, so dass der optoelektronische Halbleiterschicht mechanisch selbsttragend ist.Give semiconductor chip a mechanical stability, so that the optoelectronic semiconductor layer is mechanically self-supporting.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine reflektierende Schicht. Die reflektierende Schicht bildet einen Spiegel des optoelektronischen Halbleiterchips. Die reflektierende Schicht ist vorgesehen, in einem aktiven Bereich des optoelektronischen Halbleiterchips erzeugte oder zu detektierende elektromagnetische Strahlung zu reflektieren.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the optoelectronic semiconductor chip comprises a reflective layer. The reflective layer forms a mirror of the optoelectronic semiconductor chip. The reflective layer is provided to reflect electromagnetic radiation generated or to be detected in an active region of the optoelectronic semiconductor chip.
Die reflektierende Schicht weist dabei ein Metall auf, das zur Migration neigt. Ein zur Migration neigendes Metall ist ein Metall, das in einem äußeren elektrischen Feld zu einer Bewegung oder einer Diffusion neigt, die durch das äußere elektrische Feld getrieben ist. Mit anderen Worten wirkt aufgrund eines äußeren elektrischen Feldes eine Kraft auf das Metall in der reflektierenden Schicht, die zur Herauslösung von Metall aus der reflektierenden Schicht führen kann.The reflective layer has a metal that tends to migrate. A metal prone to migration is a metal that tends to move or diffuse in an external electric field, which is driven by the external electric field. In other words, due to an external electric field, a force acts on the metal in the reflective layer, which can lead to the release of metal from the reflective layer.
Beispielsweise Ionen des Metalls können sich dann entlang der Feldlinien des elektrischen Feldes bewegen und können durch diese Migration in Bereiche des optoelektronischenFor example, ions of the metal can then move along the field lines of the electric field and, as a result of this migration, can move into areas of the optoelectronic
Halbleiterchips gelangen, wo sie Schaden verursachen können. Ferner ist es möglich, dass das zur Migration neigende Metall aufgrund der Migrationsbewegung im elektrischen Feld aus dem Halbleiterchip hinaus in beispielsweise ein Gehäuse für den optoelektronischen Halbleiterchip gelangt, wo es ebenfalls Schaden verursachen kann.Semiconductor chips get where they can cause damage. Further, it is possible that the metal prone to migration due to the migration movement in the electric field of the Semiconductor chip out, for example, in a housing for the optoelectronic semiconductor chip, where it can also cause damage.
Der verursachte Schaden kann in einem Kurzschluss des optoelektronischen Halbleiterchips bestehen. Ferner wird durch die Migration im elektrischen Feld - das heißt durch die Elektromigration - aus der reflektierenden Schicht hinaus die reflektierende Schicht geschädigt, so dass ihre elektrischen und optischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden.The damage caused may consist in a short circuit of the optoelectronic semiconductor chip. Furthermore, due to the migration in the electric field-that is, due to the electromigration-the reflective layer is damaged out of the reflective layer, so that its electrical and optical properties are adversely affected.
Das Problem der Neigung zur Migration im elektrischen Feld tritt dabei insbesondere bei feuchter Umgebung auf. Insgesamt reduziert die Migration des Metalls aus der reflektierenden Schicht die Lebensdauer des optoelektronischen Halbleiterchips .The problem of the tendency to migrate in the electric field occurs in particular in a humid environment. Overall, the migration of the metal from the reflective layer reduces the life of the optoelectronic semiconductor chip.
Beispielsweise ist es möglich, dass die reflektierende Schicht sich in direktem elektrischen Kontakt mit einer Anschlussstelle - beispielsweise dem p-Kontakt - des optoelektronischen Halbleiterchips befindet. Über die elektrisch reflektierende Schicht wird dann Strom in den optoelektronischen Halbleiterchip eingeprägt. Das elektrische Feld kann sich dabei zwischen der reflektierenden Schicht und einer zweiten Kontaktschicht des optoelektronischen Halbleiterchips - beispielsweise einem n-Kontakt - ausbilden.For example, it is possible for the reflective layer to be in direct electrical contact with a connection location-for example the p-contact-of the optoelectronic semiconductor chip. Current is then impressed in the optoelectronic semiconductor chip via the electrically reflective layer. In this case, the electric field can form between the reflective layer and a second contact layer of the optoelectronic semiconductor chip-for example, an n-contact.
Die reflektierende Schicht ist vorzugsweise an einer Oberseite des Trägers, das heißt beispielsweise auf demThe reflective layer is preferably on an upper side of the carrier, that is, for example, on the
Träger, angeordnet. Zwischen Träger und Spiegelschicht können sich dabei weitere Schichten wie beispielsweise eine elektrische Kontaktschicht oder eine Diffusionsbarriere, welche ein Eindringen des zur Migration neigenden Metalls in den Träger verhindert, befinden.Carrier, arranged. In this case, additional layers, such as, for example, an electrical contact layer or a diffusion barrier, may form between the substrate and the mirror layer. which prevents penetration of the metal that tends to migrate into the carrier.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper, der an der dem Träger abgewandten Seite der reflektierenden Schicht angeordnet ist, und die reflektierende Schicht an einer Seitenfläche der reflektierenden Schicht überragt. Bei dem Halbleiterkörper handelt es sich vorzugsweise um einen epitaktisch hergestellten Halbleiterkörper, der zumindest einen aktiven Bereich umfasst, welcher zur Strahlungserzeugung oder Strahlungsdetektion vorgesehen ist. Handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen Lumineszenzdiodenchip, das heißt um einen Laserdiodenchip oder einen Leuchtdiodenchip, so ist der aktive Bereich unter Bestromung zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung geeignet.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the optoelectronic semiconductor chip comprises a semiconductor body, which is arranged on the side of the reflective layer facing away from the carrier, and the reflective layer projects beyond a side surface of the reflective layer. The semiconductor body is preferably an epitaxially produced semiconductor body which comprises at least one active region which is provided for radiation generation or radiation detection. If the optoelectronic semiconductor chip is a luminescence diode chip, that is to say a laser diode chip or a light-emitting diode chip, then the active region is suitable for generating electromagnetic radiation while being energized.
Der Halbleiterkörper weist einen Überhang auf, in dem er die reflektierende Schicht an einer Seitenfläche der reflektierenden Schicht überragt. Im Bereich des Überhangs weist der Halbleiterkörper eine Unterschneidung auf .The semiconductor body has an overhang in which it projects beyond the reflective layer on a side surface of the reflective layer. In the region of the overhang, the semiconductor body has an undercut.
Die Seitenfläche der reflektierenden Schicht verläuft quer zum Halbleiterkörper. Die Seitenfläche der reflektierenden Schicht schließt die reflektierende Schicht in lateraler Richtung ab .The side surface of the reflective layer extends transversely to the semiconductor body. The side surface of the reflective layer terminates the reflective layer in the lateral direction.
Der Überhang, mit dem der Halbleiterkörper die reflektierende Schicht an ihrer Seitenfläche überragt, kann durch einen Ätzprozess hergestellt werden. Das bedeutet, der Halbleiterkörper kann eine Unterätzung aufweisen. Im Bereich der Unterätzung liegt die reflektierende Schicht, welche sich nicht bis zum Rand des Halbleiterkörpers erstreckt, - ohne weitere Maßnahmen - frei.The overhang with which the semiconductor body projects beyond the reflective layer on its side surface can be produced by an etching process. This means that the semiconductor body may have an undercut. In the area Undercutting is the reflective layer, which does not extend to the edge of the semiconductor body, - without further action - free.
Mit anderen Worten liegt die reflektierende Schicht an ihrer Seitenfläche frei und wird vom Halbleiterkörper seitlich überragt. Auf diese Weise ist zwischen Halbleiterkörper und Träger ein Bereich gebildet, der beispielsweise mit Luft gefüllt sein kann. Da die reflektierende Schicht in diesem Bereich - das heißt im Bereich der Mesakante desIn other words, the reflective layer is exposed on its side surface and is laterally surmounted by the semiconductor body. In this way, an area is formed between the semiconductor body and the carrier, which may be filled with air, for example. Because the reflective layer in this area - that is in the area of the mesa edge of the
Halbleiterkörpers - teilweise offen liegt, ist die Migration des zur Migration neigenden Metalls insbesondere in feuchter Umgebung aus diesem Bereich hinaus insbesondere entlang von Chipflanken verstärkt.Semiconductor body - is partially open, the migration of the metal prone to migration, especially in humid environment out of this area in particular along chip edges reinforced.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der Halbleiterchip eine Migrationssperre auf, welche die Seitenfläche der reflektierenden Schicht überdeckt, wobei die Migrationssperre ein Metall enthält. Das heißt, um der Gefahr einer Migration des zur Migration neigenden Metalls von der freiliegenden Seitenfläche der reflektierenden Schicht zu reduzieren, ist eine Migrationssperre im optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen, welche die Seitenfläche der reflektierenden Schicht überdeckt. Diese Migrationssperre enthält ein Metall oder besteht aus einem Metall. Die Migrationssperre befindet sich vorzugsweise in direktem Kontakt mit der Seitenfläche der reflektierenden Schicht und bedeckt diese vollständig, so dass es keine frei liegenden Bereiche der reflektierenden Schicht gibt.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the semiconductor chip has a migration barrier which covers the side surface of the reflective layer, wherein the migration barrier contains a metal. That is, to reduce the risk of migration of the metal prone to migration from the exposed side surface of the reflective layer, a migration barrier is provided in the optoelectronic semiconductor chip covering the side surface of the reflective layer. This migration barrier contains a metal or consists of a metal. The migration barrier is preferably in direct contact with the side surface of the reflective layer and covers it completely so that there are no exposed areas of the reflective layer.
Der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip macht dabei - unter anderem - von der Erkenntnis Gebrauch, dass eine Migrationssperre, die mit einem Metall gebildet ist, einen überraschend guten Schutz gegen Migration des zur Migration neigenden Metalls bilden kann.The optoelectronic semiconductor chip described here makes use, inter alia, of the knowledge that a migration barrier formed with a metal can provide surprisingly good protection against migration of the metal prone to migration.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips umfasst der Halbleiterchip einen Träger, eine reflektierende Schicht, die ein zur Migration neigendes Metall enthält, wobei die reflektierende Schicht auf dem Träger angeordnet ist, einen Halbleiterkörper, der an der dem Träger abgewandten Seite der reflektierenden Schicht angeordnet ist und die reflektierende Schicht an einer Seitenfläche der reflektierenden Schicht überragt, und eine die Migrationssperre, welche die Seitenfläche der reflektierenden Schicht überdeckt, wobei die Migrationssperre ein Metall enthält.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the semiconductor chip comprises a carrier, a reflective layer containing a metal that tends to migrate, wherein the reflective layer is arranged on the carrier, a semiconductor body which is arranged on the side of the reflective layer facing away from the carrier and the reflective layer projects beyond a side surface of the reflective layer, and a migration barrier overlying the side surface of the reflective layer, wherein the migration barrier contains a metal.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips befindet sich die Migrationssperre mit dem Halbleiterkörper und dem Träger in direktem Kontakt. Das heißt, die Migrationssperre erstreckt sich vomIn accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier is in direct contact with the semiconductor body and the carrier. That is, the migration lock extends from
Halbleiterkörper zum Träger entlang der Seitenfläche der reflektierenden Schicht. Die reflektierende Schicht selbst grenzt mittelbar oder unmittelbar an Halbleiterkörper und Träger. Auf diese Weise ist die reflektierende Schicht vorzugsweise vollständig von Migrationssperre,Semiconductor body to the carrier along the side surface of the reflective layer. The reflective layer itself is directly or indirectly adjacent to semiconductor body and carrier. In this way, the reflective layer is preferably completely of migration barrier,
Halbleiterkörper und Träger eingeschlossen. Das heißt, es gibt vorzugsweise keinen Bereich, in dem die reflektierende Schicht von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterchips frei zugängig ist. Die Migrationssperre verkapselt dann die reflektierende Schicht an ihrer Seitenfläche im optoelektronischen Halbleiterchip . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips füllt die Migrationssperre einen durch die Seitenfläche der reflektierenden Schicht, den Halbleiterkörper und den Träger gebildeten Bereich aus. Das heißt, durch den über die Seitenfläche der reflektierenden Schicht überstehenden Halbleiterkörper ist ein offener Bereich gebildet, welcher durch Halbleiterkörper, reflektierende Schicht sowie Träger begrenzt ist. Dieser Bereich ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit dem Material der Migrationssperre ausgefüllt. Dabei ist es möglich, dass die Migrationssperre den Bereich vollständig ausfüllt und sich auch noch außerhalb des Bereiches erstreckt.Semiconductor body and carrier included. That is, there is preferably no region in which the reflective layer is freely accessible from outside the optoelectronic semiconductor chip. The migration barrier then encapsulates the reflective layer on its side surface in the optoelectronic semiconductor chip. According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier fills a region formed by the side surface of the reflective layer, the semiconductor body and the carrier. That is, the semiconductor body projecting beyond the side surface of the reflective layer forms an open region which is delimited by the semiconductor body, the reflective layer and the carrier. This area is filled according to this embodiment with the material of the migration barrier. It is possible that the migration lock completely fills the area and also extends outside the area.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips erstreckt sich die Migrationssperre entlang einer Seitenfläche des Halbleiterkörpers, welche quer zum Träger verläuft. Das heißt, der Halbleiterkörper weist eine Seitenfläche - beispielsweise eine Mesakante - auf, welche den Halbleiterkörper in lateraler Richtung abschließt und sich in einer Richtung erstreckt, die quer zum Träger verläuft. Die Migrationssperre ist beispielsweise in den durch die Seitenfläche der reflektierenden Schicht, den Halbleiterkörper und den Träger gebildeten Bereich eingebracht und reicht auch aus diesem hinaus, so dass sich die Migrationssperre entlang der Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckt. Dabei muss sich die Migrationssperre nicht entlang der gesamten Seitenfläche erstrecken, sondern es ist ausreichend, dass sie sich entlang eines Teilstücks der Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckt. Die Migrationssperre muss dabei nicht direkt auf der Seitenfläche des Halbleiterkörpers angeordnet sein, sondern es ist möglich, dass sich zwischen Migrationssperre und Halbleiterkörper weiteres Material befindet. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich die Migrationssperre in diesem Fall auch entlang des Trägers zumindest stellenweise erstreckt .In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier extends along a side surface of the semiconductor body which extends transversely to the carrier. That is, the semiconductor body has a side surface - for example, a mesa edge - which terminates the semiconductor body in the lateral direction and extends in a direction which is transverse to the carrier. The migration barrier is introduced, for example, into the region formed by the side surface of the reflective layer, the semiconductor body and the carrier, and also extends therefrom so that the migration barrier extends along the side surface of the semiconductor body. In this case, the migration barrier does not have to extend along the entire side surface, but it is sufficient that it extends along a portion of the side surface of the semiconductor body. The migration barrier need not be arranged directly on the side surface of the semiconductor body, but it is possible that there is more material between the migration barrier and the semiconductor body. About that In addition, it is possible that the migration barrier in this case also extends along the carrier at least in places.
Insgesamt ist in diesem Ausführungsbeispiel derart viel Material der Migrationssperre in den Bereich zwischen Halbleiterkörper, reflektierender Schicht und Träger eingebracht, so dass sich die Migrationssperre aus diesem Bereich hinaus auch noch entlang der Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckt. Eine Migrationssperre, die mit derart viel Metall gebildet ist, stellt einen besonders guten Migrationsschutz dar.Overall, in this exemplary embodiment, so much material of the migration barrier is introduced into the region between semiconductor body, reflective layer and carrier, so that the migration barrier also extends out of this region along the side surface of the semiconductor body. A migration barrier, which is formed with so much metal, represents a particularly good migration protection.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist auf einer Seitenfläche desAccording to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip is on a side surface of the
Halbleiterkörpers und dem Träger zumindest stellenweise eine Passivierungsschicht angeordnet, wobei die Passivierungsschicht zwischen Träger und Halbleiterkörper eine Öffnung aufweist.Semiconductor body and the carrier disposed at least in places a passivation layer, wherein the passivation layer between the carrier and the semiconductor body has an opening.
Beispielsweise wird zur Herstellung der Öffnung zunächst ein Träger bereitgestellt. Der Halbleiterkörper mit der reflektierenden Schicht wird auf dem Träger angeordnet. Nachfolgend wird ein Ätzschritt durchgeführt, der einen Überhang erzeugt, in welchem der Halbleiterkörper dieFor example, a carrier is first provided to make the opening. The semiconductor body with the reflective layer is arranged on the carrier. Subsequently, an etching step is performed, which generates an overhang, in which the semiconductor body the
Spiegelschicht seitlich überragt. Nachfolgend wird eine Passivierungsschicht vorzugsweise mittels eines gerichteten Beschichtungsverfahrens wie physikalischer Dampfphasenabscheidung auf Halbleiterkörper und Träger aufgebracht. Die Passivierungsschicht besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material. Aufgrund des Überstands des Halbleiterkörpers bildet sich keine geschlossene Passivierungsschicht aus, sondern zwischen Träger und Halbleiterkörper weist die Passivierungsschicht eine Öffnung auf. In dieser Öffnung wäre die reflektierende Schicht von ihrer Seitenfläche her frei zugänglich, wenn keine Migrationssperre an der Seitenfläche der reflektierenden Schicht angeordnet wäre, welche die Seitenfläche der reflektierenden Schicht überdeckt.Mirror layer protrudes laterally. Subsequently, a passivation layer is preferably applied to semiconductor body and carrier by a directional coating method such as physical vapor deposition. The passivation layer is preferably made of an electrically insulating material. Due to the supernatant of the semiconductor body, no closed passivation layer is formed, but between the carrier and the semiconductor body, the passivation layer has an opening. In this opening, the reflective layer would be freely accessible from its side surface if no migration barrier were located on the side surface of the reflective layer covering the side surface of the reflective layer.
Die Öffnung in der Passivierungsschicht führt dazu, dass sich Risse in der Passivierungsschicht auf dem Träger nicht in die Passivierungsschicht auf dem Halbleiterkörper fortpflanzen können .The opening in the passivation layer leads to cracks in the passivation layer on the carrier not being able to propagate into the passivation layer on the semiconductor body.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist dieAccording to at least one embodiment, the
Passivierungsschicht von der Migrationssperre durchbrochen. Das heißt, es ist derart viel Material der Migrationssperre zwischen Halbleiterkörper und Träger eingebracht, dass die Migrationssperre aus der Öffnung in der Passivierungsschicht herausragt, und diese damit durchbricht. Die Migrationssperre grenzt dabei vorzugsweise unmittelbar an die Passivierungsschicht an der Seitenfläche des Halbleiterkörpers sowie an die Passivierungsschicht auf dem Träger. Die Öffnung in der Passivierungsschicht ist also mit der Migrationssperre befüllt.Passivation layer breached by the migration barrier. That is, so much material of the migration barrier between semiconductor body and carrier is introduced that the migration barrier protrudes from the opening in the passivation layer, and thus breaks it. The migration barrier preferably borders directly on the passivation layer on the side surface of the semiconductor body and on the passivation layer on the carrier. The opening in the passivation layer is thus filled with the migration barrier.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Migrationssperre elektrisch leitend an die reflektierende Schichtenfolge angeschlossen und befindet sich auf demselben elektrischen Potential wie die reflektierende Schichtenfolge, wobei sich die Migrationssperre zumindest stellenweise entlang einer Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckt. Das heißt, entlang der Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckt sich stellenweise ein Material - die Migrationssperre - das elektrisch leitend ist, und sich auf dem gleichen elektrischen Potential wie die reflektierende Schichtenfolge befindet. Aufgrund dieses Materials ist ein elektrisches Feld zwischen der reflektierenden Schicht und einer Kontaktstelle des optoelektronischen Halbleiterchips, welche sich auf einem anderen elektrischen Potential als die reflektierende Schicht befindet, elektrisch abgeschirmt. Die Migrationssperre hemmt oder verhindert auf diese Weise nicht nur aufgrund der Verwendung eines Metalls, welches die Migration des zur Migration neigenden Metalls der reflektierenden Schicht hemmt oder unterbindet, sondern auch aufgrund ihrer elektrisch abschirmenden Eigenschaften die Migration des Metalls.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier is electrically conductively connected to the reflective layer sequence and is at the same electrical potential as the reflective layer sequence, wherein the migration barrier extends at least in places along a side surface of the semiconductor body. This means, A material extends along the side surface of the semiconductor body in places - the migration barrier - which is electrically conductive and is at the same electrical potential as the reflective layer sequence. Due to this material, an electric field is electrically shielded between the reflective layer and a pad of the optoelectronic semiconductor chip which is at a different electric potential than the reflective layer. The migration barrier thus inhibits or prevents migration of the metal not only due to the use of a metal which inhibits migration of the prone to migration metal of the reflective layer, but also because of its electrical shielding properties.
Beispielsweise ist die reflektierende Schicht mit dem positiven p-Kontakt des optoelektronischen Halbleiterchips elektrisch leitend verbunden und befindet sich auf dem gleichen elektrischen Potential wie dieser Kontakt. Die Migrationssperre ist elektrisch leitend an die reflektierende Schichtenfolge angeschlossen und befindet sich ebenfalls auf diesem elektrischen Potential. Positiv elektrisch geladene Ionen aus der reflektierenden Schicht werden nun aufgrund der sich entlang einer Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckenden Migrationssperre von einer Migration entlang dieser Seitenfläche abgehalten. Auf diese Weise ist auch durch die elektrisch abschirmenden Eigenschaften der Migrationssperre die Gefahr eines Kurzschließens beispielsweise eines pn-Übergangs an einem aktiven Bereich des Halbleiterkörpers reduziert.By way of example, the reflective layer is electrically conductively connected to the positive p-contact of the optoelectronic semiconductor chip and is at the same electrical potential as this contact. The migration barrier is electrically connected to the reflective layer sequence and is also at this electrical potential. Positively electrically charged ions from the reflective layer are now prevented from migrating along this side surface due to the migration barrier extending along a side surface of the semiconductor body. In this way, the risk of short-circuiting, for example, a pn junction at an active region of the semiconductor body is also reduced by the electrically shielding properties of the migration barrier.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Migrationssperre eine Galvanik. Das heißt, die Migrationssperre ist mittels eines galvanischen Abscheide-Verfahrens an die elektrisch leitende, reflektierende Schicht abgeschieden.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier is an electroplating. The means the migration barrier is deposited by means of a galvanic deposition method to the electrically conductive, reflective layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist die Migrationssperre aus einer Lösung abgeschieden.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier is deposited from a solution.
Dabei kann die Migrationssperre beispielsweise durch ein Reduktionsverfahren abgeschieden sein, bei dem einIn this case, the migration barrier can be deposited, for example, by a reduction process in which a
Reduktionsmittel in eine Lösung gegeben wird, welche das Metall der Migrationssperre enthält. Auf diese Weise scheidet sich das reduzierte Metall der Migrationssperre gleichmäßig beispielsweise auf der Oberfläche eines Wafers ab, auf der eine Vielzahl der optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet ist. Dadurch kann ein optoelektronischer Halbleiterchip erzeugt sein, bei dem die Seitenflächen des Halbleiterchips möglichst großflächig vom Material der Migrationssperre bedeckt sind. Bei dem Reduktionsmittel kann es sich dann zum Beispiel um Hypophosphorsäure handeln. Das Metall, mit dem die Migrationssperre gebildet ist, ist dann zum Beispiel Nickel.Reducing agent is added to a solution containing the metal of the migration barrier. In this way, the reduced metal of the migration barrier deposits uniformly, for example, on the surface of a wafer, on which a plurality of the optoelectronic semiconductor chips is arranged. As a result, an optoelectronic semiconductor chip can be produced, in which the side surfaces of the semiconductor chip are covered as extensively as possible by the material of the migration barrier. The reducing agent may then be, for example, hypophosphoric acid. The metal with which the migration barrier is formed is then, for example, nickel.
Ferner ist das stromlose Abscheiden der Migrationssperre aus einer Lösung mittels eines Tauchverfahrens möglich. Hierbei dient das zur Migration neigende Metall der reflektierenden Schicht selbst als ein Reduktionsmittel, so dass sich hier das in einer Lösung befindliche Metall der Migrationssperre nur an der freiliegenden Seitenfläche der reflektierenden Schicht abscheidet. Auf diese Weise ist eine besonders gezielte Abscheidung des Materials der Migrationssperre an den Seitenflächen der reflektierenden Schicht möglich. Hierbei besteht die reflektierende Schicht zum Beispiel aus Silber. Das Metall, mit dem die Migrationssperre gebildet ist, ist dann zum Beispiel Nickel.Furthermore, the electroless deposition of the migration barrier from a solution by means of a dipping process is possible. In this case, the metal, which tends to migrate, of the reflective layer itself serves as a reducing agent, so that here the metal of the migration barrier located in a solution deposits only on the exposed side surface of the reflective layer. In this way, a particularly targeted deposition of the material of the migration barrier on the side surfaces of the reflective layer is possible. Here, the reflective layer is made, for example Silver. The metal with which the migration barrier is formed is then, for example, nickel.
Ferner ist das stromlose Abscheiden aus einer Lösung mittels eines Kontaktverfahrens möglich. Hier führt der Kontakt eines Grundmetalls mit einem Kontaktmetall zur Abscheidung des Schutzmetalls der Migrationssperre an den freiliegenden Bereichen der reflektierenden Schicht. Hierbei handelt es sich beim Grundmetall zum Beispiel um Silber, das Kontaktmetall kann Aluminium sein und das Schutzmetall ist dann Palladium.Furthermore, the electroless deposition from a solution by means of a contact method is possible. Here, the contact of a base metal with a contact metal leads to the deposition of the protective metal of the migration barrier at the exposed areas of the reflective layer. For example, the base metal may be silver, the contact metal may be aluminum, and the protective metal may be palladium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist in einem Überlappbereich zwischen reflektierender Schicht und Migrationssperre eine Legierung ausgebildet, die das zur Migration neigende Metall sowie Material der Migrationssperre enthält. Beispielsweise kann die Migrationssperre nach dem Einbringen in Bereiche, in welchen die reflektierende Schicht frei liegt, erhitzt werden. Diese Temperaturbehandlung findet vorzugsweise im Grenzbereich zwischen der Seitenfläche der reflektierenden Schichtenfolge und der Migrationssperre statt. Beispielsweise kann das Erhitzen mittels Ultraschall oder Laserstrahlung erfolgen. Durch die Temperaturbehandlung wird das zur Migration neigende Metall der reflektierenden Schicht sowie das Metall der Migrationssperre in eine Legierung überführt. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Legierung die Diffusion von weiterem Metall aus der reflektierenden Schicht besonders effizient hemmt oder gar unterbindet.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, an alloy is formed in an overlap region between the reflective layer and the migration barrier, which contains the metal prone to migrate and material of the migration barrier. For example, the migration barrier can be heated after being introduced into areas in which the reflective layer is exposed. This temperature treatment preferably takes place in the boundary region between the side surface of the reflective layer sequence and the migration barrier. For example, the heating can be effected by means of ultrasound or laser radiation. By means of the temperature treatment, the metal of the reflective layer, which tends to migrate, and the metal of the migration barrier are converted into an alloy. It has been found that such an alloy particularly efficiently inhibits or even prevents the diffusion of further metal from the reflective layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips enthält die Migrationssperre zumindest eines der folgenden Materialien oder besteht aus einem der folgenden Materialien: Gold, Nickel, Chrom, Palladium. Diese Metalle haben sich als besonders effektiv in der Unterbindung von Migration von Metall aus der reflektierenden Schicht erwiesen.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the migration barrier contains at least one of the following materials or consists of one of the following following materials: gold, nickel, chromium, palladium. These metals have been found to be particularly effective in preventing migration of metal from the reflective layer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips enthält oder besteht die reflektierende Schicht aus Silber. Silber ist aufgrund seiner hohen Reflektivität als Metall zur Bildung einer Spiegelschicht in einem optoelektronischen Halbleiterchip besonders gut geeignet. Silber weist jedoch eine besonders hohe Neigung - insbesondere in Form von positiv geladenen Silberionen - zur Migration im elektrischen Feld auf. Die Migration von Silberionen kann dabei zum einen zur Verschlechterung der reflektierenden Schicht führen, da die optischenAccording to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor chip, the reflective layer contains or consists of silver. Due to its high reflectivity, silver is particularly well suited as a metal for forming a mirror layer in an optoelectronic semiconductor chip. However, silver has a particularly high tendency - especially in the form of positively charged silver ions - for migration in the electric field. The migration of silver ions can lead to a deterioration of the reflective layer, since the optical
Eigenschaften der Silberschicht durch den Austrag von Material negativ beeinflusst werden. Das heißt, aufgrund der Elektromigration sinkt die Reflektivität der Silberschicht. Andererseits kann das migrierte Silber insbesondere an den Seitenflächen des Halbleiterkörpers zu einem Kurzschluss beispielsweise eines pn-Übergangs führen.Properties of the silver layer are adversely affected by the discharge of material. That is, due to electromigration, the reflectivity of the silver layer decreases. On the other hand, the migrated silver can lead to a short circuit, for example, of a pn junction, in particular on the side surfaces of the semiconductor body.
Im Folgenden wird der hier optoelektronische Halbleiterchip anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.In the following, the here optoelectronic semiconductor chip will be explained in more detail by means of exemplary embodiments and the associated figures.
Figur IA zeigt einen hier beschriebenen optoelektronischenFIG. 1A shows an optoelectronic device described here
Halbleiterchip ohne Migrationssperre in einer schematischen Schnittdarstellung ,Semiconductor chip without migration barrier in a schematic sectional view,
Figur IB zeigt den in Verbindung mit der Figur IA beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip mit einer Migrationssperre, Figuren 2A und 2B zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips in schematischen Schnittdarstellungen.FIG. 1B shows the optoelectronic semiconductor chip described in connection with FIG. 1A with a migration barrier, FIGS. 2A and 2B show diagrammatic sectional views of further exemplary embodiments of an optoelectronic semiconductor chip described here.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.The same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals. The figures and the proportions of the elements shown in the figures with each other are not to be considered to scale. Rather, individual elements may be exaggerated in size for better representability and / or better understanding.
In Figur IA ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips in einer schematischen Schnittdarstellung näher erläutert.In FIG. 1A, a first exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip described here is explained in more detail in a schematic sectional illustration.
Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst eine reflektierende Schicht 1. Bei der reflektierenden Schicht 1 handelt es sich um einen Spiegel. Die reflektierende Schicht 1 enthält Silber oder besteht aus Silber. Das heißt, Silber ist vorliegend das zur Migration neigende Metall. Insbesondere in Form von positiv geladen Silberionen neigt Silber besonders stark zu Migration in einem äußeren elektrischen Feld. Die reflektierende Schicht 1 ist zwischen einem Träger 3 des optoelektronischen Halbleiterchips und einem Halbleiterkörper 2 des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet.The optoelectronic semiconductor chip comprises a reflective layer 1. The reflective layer 1 is a mirror. The reflective layer 1 contains silver or consists of silver. That is, silver is present in the metal prone to migration. Especially in the form of positively charged silver ions, silver is particularly prone to migration in an external electric field. The reflective layer 1 is arranged between a carrier 3 of the optoelectronic semiconductor chip and a semiconductor body 2 of the optoelectronic semiconductor chip.
Beim Träger 3 handelt es sich beispielsweise um eine Platte oder Scheibe aus Halbleitermaterial. Zwischen dem Träger 3 und der reflektierenden Schicht 1 können Diffusionsbarriereschichten angeordnet sein, welche eine Diffusion des Silbers aus der reflektierenden Schicht 1 in den Träger 3 unterbinden.The carrier 3 is, for example, a plate or disk of semiconductor material. Between the carrier 3 and the reflective layer 1 can Diffusion barrier layers may be arranged, which prevent diffusion of the silver from the reflective layer 1 in the carrier 3.
Der Halbleiterkörper 2 umfasst einen aktiven Bereich 2b, der zur Strahlungserzeugung geeignet ist . Beim optoelektronischen Halbleiterchip handelt es sich dann um einenThe semiconductor body 2 comprises an active region 2b, which is suitable for generating radiation. The optoelectronic semiconductor chip is then a
Leuchtdiodenchip. Der aktive Bereich 2b ist zwischen einem n- leitenden Bereich 21 und einem p- leitenden Bereich 22 des Halbleiterkörpers 2 angeordnet. Beispielsweise basiert der Halbleiterkörper 2 auf Galliumnitrid.LED chip. The active region 2 b is arranged between an n-conducting region 21 and a p-conducting region 22 of the semiconductor body 2. For example, the semiconductor body 2 is based on gallium nitride.
Der Halbleiterkörper 2 weist einen Überhang 6 auf, in dem er eine Seitenfläche Ia der reflektierenden Schicht 1 überragt. Der Überhang 6 ist beispielsweise durch einen Ätzprozess erzeugt, welcher vor dem Auftragen von Passivierungsschichten 5a, 5b ausgeführt wird.The semiconductor body 2 has an overhang 6, in which it projects beyond a side surface 1a of the reflective layer 1. The overhang 6 is produced for example by an etching process, which is carried out before the application of passivation layers 5a, 5b.
Nach der Herstellung des Überhangs 6 wird auf den Träger 3 sowie auf den Halbleiterkörper 2 mittels eines gerichteten Beschichtungsverfahrens wie beispielsweise physikalischer Dampfphasenepitaxie eine Passivierungsschicht 5a, 5b abgeschieden. Die Passivierungsschichten 5a, 5b besteht vorliegend aus Siliziumoxid und ist elektrisch isolierend. Aufgrund der Verwendung eines gerichteten Abscheideverfahrens entsteht im Bereich des Überhangs 6 in der Passivierungsschicht 5a, 5b eine Öffnung 7.After the overhang 6 has been produced, a passivation layer 5a, 5b is deposited on the carrier 3 and on the semiconductor body 2 by means of a directed coating method, such as, for example, physical vapor phase epitaxy. The passivation layers 5a, 5b in the present case consist of silicon oxide and is electrically insulating. Due to the use of a directional deposition process, an opening 7 is formed in the area of the overhang 6 in the passivation layer 5a, 5b.
Der Halbleiterkörper 2, die Seitenfläche Ia der Spiegelschicht der reflektierenden Schicht 1, der Träger 3 sowie die Passivierungsschichten 5b, 5a begrenzen einen Bereich 10, in welchem die Seitenfläche Ia der reflektierenden Schicht 1 frei zugänglich ist. Die Öffnung 7 in der Passivierungsschicht 5a, 5b hat den Vorteil, dass beim Zerteilen eines Wafers mit einer Vielzahl von Halbleiterchips in einzelne Halbleiterchips eine Beschädigung der Passivierungsschicht 5b sich nicht in die Passivierungsschicht 5a fortpflanzen kann. Die Öffnung 7 hat jedoch den Nachteil, dass - insbesondere in feuchter Umgebung - zur Migration neigendes Metall - hier Silber - aus der reflektierenden Schicht 1 diffundieren kann und beispielsweise entlang der Seitenfläche 2a desThe semiconductor body 2, the side surface 1a of the mirror layer of the reflective layer 1, the carrier 3 and the passivation layers 5b, 5a delimit a region 10 in which the side surface 1a of the reflective layer 1 is freely accessible. The opening 7 in the passivation layer 5a, 5b has the advantage that, when dividing a wafer with a plurality of semiconductor chips into individual semiconductor chips, damage to the passivation layer 5b can not propagate into the passivation layer 5a. However, the opening 7 has the disadvantage that-in particular in a moist environment-metal prone to migration-in this case silver-can diffuse out of the reflective layer 1 and, for example, along the side surface 2a of FIG
Halbleiterkörpers 2 migriert. Diese Migrationsbewegung findet im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips im elektrischen Feld zwischen dem p- leitenden Bereich 22 und dem n- leitenden Bereich 21 statt. Das migrierende Metall kann dabei zu einem Kurzschluss, insbesondere im Bereich des aktiven Bereichs 2b des Halbleiterkörpers 2 führen.Semiconductor body 2 migrated. This migration movement takes place in the operation of the optoelectronic semiconductor chip in the electric field between the p-type region 22 and the n-type region 21. The migrating metal can lead to a short circuit, in particular in the region of the active region 2b of the semiconductor body 2.
Im Ausführungsbeispiel der Figur IB ist der in Verbindung mit der Figur IA beschriebene, optoelektronische Halbleiterchip um eine Migrationssperre 4 ergänzt. Die Migrationssperre 4 besteht aus einem Metall, vorliegend beispielsweise aus Gold. Die Migrationssperre 4 ist mittels eines galvanischen Verfahrens im Bereich 10 eingebracht. Die Migrationssperre 4 erstreckt sich vom Halbleiterkörper 2 über die Seitenfläche Ia der reflektierenden Schicht 1 zum Träger 3. DieIn the exemplary embodiment of FIG. 1B, the optoelectronic semiconductor chip described in conjunction with FIG. 1A is supplemented by a migration barrier 4. The migration barrier 4 consists of a metal, in this case for example made of gold. The migration barrier 4 is introduced by means of a galvanic process in the area 10. The migration barrier 4 extends from the semiconductor body 2 via the side surface 1a of the reflective layer 1 to the carrier 3. The
Migrationssperre 4 kann beispielsweise direkt an den Halbleiterkörper 2, die Seitenfläche Ia der reflektierenden Schicht 1 sowie den Träger 3 grenzen. Die Migrationssperre 4 überdeckt die Seitenfläche Ia des Spiegels 1 vollständig. Die Migrationssperre 4 verkapselt damit die reflektierendeMigration barrier 4 can, for example, directly adjoin the semiconductor body 2, the side surface 1a of the reflective layer 1 and the carrier 3. The migration barrier 4 completely covers the side surface 1a of the mirror 1. The migration barrier 4 thus encapsulates the reflective
Schicht 1 an ihrer Seitenfläche Ia. Die migrationshemmende oder migrationsverhindernde Wirkung der Migrationssperre 4 ist zum einen auf das verwendete Metall zurückzuführen. Beispielsweise haben sich Metalle, wie Gold, Nickel, Chrom oder Palladium oder Mischungen aus diesen Metallen, als besonders geeignet erwiesen, um die Migration von Silber zu hemmen oder zu stoppen. Die Migrationssperre 4 kann dabei - wie in Figur IB ersichtlich - als ausgedehnteLayer 1 on its side surface Ia. The migration-inhibiting or migration-inhibiting effect of the migration barrier 4 is due, on the one hand, to the metal used. For example, metals such as gold, nickel, chromium or palladium or mixtures of these metals have been found to be particularly suitable for inhibiting or stopping the migration of silver. The migration barrier 4 can - as shown in Figure IB - as extended
Metallansammlung variabler Dicke ausgeführt sein. Das heißt, die Migrationssperre 4 ist in diesem Fall nicht als Schicht gleichmäßiger Dicke, sondern nach Art eines Metallklumpens ausgebildet. Eine derart ausgebildete Migrationssperre 4 kann eine besonders hohe migrationshemmende oder migrationsverhindernde Wirkung aufweisen.Metal collection variable thickness be executed. That is, the migration barrier 4 is not formed in this case as a layer of uniform thickness, but in the manner of a metal lump. Such a trained migration barrier 4 may have a particularly high migration inhibiting or anti-migration effect.
Die Migrationssperre 4 durchbricht die Passivierungsschicht 5a, 5b und füllt die Öffnung 7 in der Passivierungsschicht 5a, 5b vollständig aus. Mögliche mechanische Belastungen durch ein Vereinzeln eines Wafers zu einer Vielzahl von einzelnen optoelektronischen Halbleiterchips können sich in der Passivierungsschicht 5b nicht durch die metallische Migrationssperre 4 in die Passivierungsschicht 5a ausbreiten.The migration barrier 4 breaks through the passivation layer 5a, 5b and completely fills the opening 7 in the passivation layer 5a, 5b. Possible mechanical stresses due to a separation of a wafer into a plurality of individual optoelectronic semiconductor chips can not propagate through the metallic migration barrier 4 into the passivation layer 5 a in the passivation layer 5 b.
Neben der migrationshemmenden oder migrationshindernden Eigenschaft des für die Migrationssperre 4 verwendeten Metalls tritt vorliegend auch ein migrationshemmender oder migrationsverhindernder Effekt aufgrund der elektrischen Eigenschaften der Migrationssperre 4 auf.In addition to the migration-inhibiting or migration-inhibiting property of the metal used for the migration barrier 4, a migration-inhibiting or migration-preventing effect due to the electrical properties of the migration barrier 4 also occurs in the present case.
Die reflektierende Schicht 1 liegt beispielsweise auf einem Potential Ul, da sie elektrisch leitend mit einem p-Kontakt für den optoelektronischen Halbleiterchip verbunden ist. Die Migrationssperre 4 ist elektrisch leitend ausgebildet und direkt elektrisch an die reflektierende Schicht 1 angeschlossen. Sie befindet sich daher auf demselben elektrischen Potential Ul. Die Migrationssperre 4 erstreckt sich stellenweise entlang der Seitenfläche 2a des Halbleiterkörpers 2. Sie kann daher eine Migration von positiv geladenen Metallionen im elektrischen Feld zwischen den unterschiedlichen Potentialen Ul und U2 entlang der Seitenfläche 2a des Halbleiterkörpers 2 abschirmen. Das elektrische Potential U2 ist dabei beispielsweise das Potential eines n-Kontakts. Der n-leitende Bereich 21 des Halbleiterkörpers 2 befindet sich daher auf dem Potential U2.The reflective layer 1 is, for example, at a potential Ul, since it is electrically conductively connected to a p-contact for the optoelectronic semiconductor chip. The migration barrier 4 is electrically conductive and directly electrically connected to the reflective layer 1. It is therefore at the same electrical potential Ul. The migration barrier 4 extends It may therefore shield a migration of positively charged metal ions in the electric field between the different potentials U1 and U2 along the side surface 2a of the semiconductor body 2. The electrical potential U2 is, for example, the potential of an n-contact. The n-type region 21 of the semiconductor body 2 is therefore at the potential U2.
Das heißt, im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist eineThat is, in the embodiment of Figure 1 is a
Migration aus der reflektierenden Schicht 1 von zur Migration neigenden Metall neben den Materialeigenschaften der Migrationssperre 4 auch durch ihre elektrisch abschirmende Wirkung unterbunden.Migration from the reflective layer 1 of prone to migration metal in addition to the material properties of the migration barrier 4 also prevented by their electrical shielding effect.
In Verbindung mit der Figur 2A ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit der Figur IB erläutert wurde, durchbricht in diesem Ausführungsbeispiel die Migrationssperre 4 die Passivierungsschicht 5a, 5b nicht. Die Migrationssperre 4 ist lediglich in einem Bereich an die Seitenfläche Ia der reflektierenden Schicht 1 angebracht, der vom Halbleiterkörper 2 - das heißt von dessen Überlapp 6 - noch überdeckt ist. Bei einer derartigen Migrationssperre 4 spielen die elektrisch abschirmenden Eigenschaften der Migrationssperre 4 keine Rolle. Die Migrationssperre 4 verhindert eine Migration des zur Migration neigenden Metalls aus der reflektierenden Schicht 1 lediglich aufgrund ihrerIn conjunction with FIG. 2A, a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip described here is explained in greater detail on the basis of a schematic sectional representation. In contrast to the exemplary embodiment which was explained in conjunction with FIG. 1B, in this embodiment the migration barrier 4 does not break through the passivation layer 5a, 5b. The migration barrier 4 is mounted only in a region on the side surface 1a of the reflective layer 1, which is still covered by the semiconductor body 2 - that is, by the overlap 6 thereof. In such a migration barrier 4, the electrically shielding properties of the migration barrier 4 play no role. The migration barrier 4 prevents migration of the metal prone to migration from the reflective layer 1 only because of its
Materialeigenschaften. Da die elektrischen Eigenschaften eine verringerte Rolle spielen, können für die Migrationssperre 4 auch Metalle verwendet werden, welche eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweisen.Material properties. Since the electrical properties play a reduced role, can be for the migration barrier. 4 also metals are used, which have a lower electrical conductivity.
In Verbindung mit der Figur 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist in einem Überlappbereich 11 eine Legierung 8 zwischen dem zur Migration neigenden Metall aus der reflektierenden Schicht 1 und Metall der Migrationssperre 4 gebildet.A further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip described here is explained in more detail in conjunction with FIG. 2B. In this embodiment, in an overlap region 11, an alloy 8 is formed between the metal prone to migrate from the reflective layer 1 and metal of the migration barrier 4.
Beispielsweise kann dabei ein optoelektronischer Halbleiterchip, wie er in Verbindung mit der Figur 2A dargestellt ist, einen Ausgangspunkt bilden: Eine Migrationssperre, die zunächst nur in einem Bereich eingebracht wird, der vom Halbleiterkörper 2 überdeckt ist, wird mittels lokalem Erhitzen erwärmt, sodass sich die Legierung 8 bilden kann. Anschließend kann - wie in der Figur 2B gezeigt - weiteres Metall beispielsweise galvanisch oder stromlos aus einer Lösung abgeschieden werden, sodass sich die Migrationssperre 4 stellenweise entlang der Seitenfläche 2a des Halbleiterkörpers 2 erstreckt.For example, an optoelectronic semiconductor chip, as illustrated in connection with FIG. 2A, can form a starting point: A migration barrier, which is initially introduced only in an area that is covered by the semiconductor body 2, is heated by means of local heating, so that the Alloy 8 can form. Subsequently, as shown in FIG. 2B, further metal can be deposited, for example, galvanically or electrolessly from a solution, so that the migration barrier 4 extends in places along the side surface 2 a of the semiconductor body 2.
Die in Verbindung mit der Figur 2B gezeigte Migrationssperre 4 zeichnet sich nun neben den Materialeigenschaften der Migrationssperre 4 und ihren elektrischen Eigenschaften ferner durch die Legierung 8 aus. Dabei hat sich gezeigt, dass eine Legierungsbildung zwischen Metall aus der reflektierenden Schicht 1 und Metall aus der Migrationssperrschicht 4 eine zusätzliche Verbesserung der migrationshemmenden beziehungsweise migrationsverhindernden Eigenschaften der Migrationssperrschicht mit sich bringt. Die Migrationssperre 4 des in Verbindung mit der Figur 2B beschriebenen Ausführungsbeispiels bringt also einen dreifachen Schutz von Migration mit sich: Zum einen stellt das Metall der Migrationssperre 4 einen Migrationsschutz dar, da es Bewegung von Metall aus der reflektierenden Schicht 1 hemmt. Ferner befindet sich die Migrationssperre 4 auf demselben elektrischen Potential wie die reflektierende Schicht 1 und stellt daher aufgrund ihrer elektrostatisch abschirmenden Eigenschaften einen Migrationsschutz vor Migration entlang der Seitenfläche 2a des Halbleiterkörpers 2 dar. Schließlich bildet die Legierung 8 im Überlappbereich 11 einen weiteren, materialbedingten Migrationsschutz, welcher gegenüber dem materialbedingten Migrationsschutz der Migrationssperre 4 noch verbessert ist.The migration barrier 4 shown in conjunction with FIG. 2B is now distinguished, in addition to the material properties of the migration barrier 4 and its electrical properties, by the alloy 8. It has been found that alloy formation between metal from the reflective layer 1 and metal from the migration barrier layer 4 brings about an additional improvement of the migration-inhibiting or anti-migration properties of the migration barrier layer. The migration barrier 4 of the in connection with the figure 2B Thus, the embodiment described provides a triple protection of migration: First, the metal of the migration barrier 4 is a migration protection, since it inhibits movement of metal from the reflective layer 1. Furthermore, the migration barrier 4 is at the same electrical potential as the reflective layer 1 and therefore provides migration protection against migration along the side surface 2a of the semiconductor body 2 due to its electrostatic shielding properties. Finally, the alloy 8 forms a further, material-related migration protection in the overlap region 11, which is even better than the material-related migration protection of the migration barrier 4.
Insgesamt zeichnen sich die hier beschriebenen optoelektronischen Bauelemente durch eine verlängerte Lebensdauer aus, da die Migration von Metall aus der reflektierenden Schicht 1 gehemmt beziehungsweise unterbunden ist.Overall, the optoelectronic components described here are characterized by a prolonged service life, since the migration of metal from the reflective layer 1 is inhibited or prevented.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102008038725.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. This patent application claims the priority of German Patent Application DE 102008038725.8, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Claims

Patentansprüche claims
1. Optoelektronischer Halbleiterchip mit1. Optoelectronic semiconductor chip with
- einem Träger (3) , - einer reflektierenden Schicht (1) , die ein zur Migration neigendes Metall enthält, wobei die reflektierende Schicht (1) auf dem Träger (3) angeordnet ist,a support (3), a reflective layer (1) containing a metal which tends to migrate, the reflective layer (1) being arranged on the support (3),
- einem Halbleiterkörper (2), der an der dem Träger (3) abgewandten Seite der reflektierenden Schicht (1) angeordnet ist und die reflektierende Schicht (1) an einer Seitenfläche (Ia) der reflektierenden Schicht (1) überragt , unda semiconductor body (2) which is arranged on the side of the reflective layer (1) facing away from the carrier (3) and projects beyond the reflective layer (1) on a side surface (Ia) of the reflective layer (1), and
- einer Migrationssperre (4), welche die Seitenfläche (Ia) der reflektierenden Schicht (1) überdeckt, wobei die Migrationssperre (4) ein Metall enthält.- A migration barrier (4), which covers the side surface (Ia) of the reflective layer (1), wherein the migration barrier (4) contains a metal.
2. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem sich die Migrationssperre (4) mit dem2. Optoelectronic semiconductor chip according to the preceding claim, wherein the migration barrier (4) with the
Halbleiterkörper (2) und dem Träger (3) in direktem Kontakt befindet.Semiconductor body (2) and the carrier (3) is in direct contact.
3. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei die Migrationssperre (4) einen durch die Seitenfläche (Ia) der reflektierenden Schicht (1) , den Halbleiterkörper (2) und den Träger (3) gebildeten Bereich (10) ausfüllt.3. Optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, wherein the migration barrier (4) fills a by the side surface (Ia) of the reflective layer (1), the semiconductor body (2) and the carrier (3) formed region (10).
4. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem sich die Migrationssperre (4) entlang einer Seitenfläche (2a) des Halbleiterkörpers (2) erstreckt, welche quer zum Träger (3) verläuft.4. Optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, in which the migration barrier (4) extends along a side surface (2a) of the semiconductor body (2), which extends transversely to the carrier (3).
5. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem auf einer Seitenfläche (2a) des Halbleiterkörpers (2) und dem Träger (3) zumindest stellenweise eine Passivierungsschicht (5a, 5b) angeordnet ist, wobei die Passivierungsschicht (5a, 5b) zwischen Träger (3) und Halbleiterkörper (2) eine Öffnung aufweist.5. Optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, wherein at least in places a passivation layer (5a, 5b) is arranged on a side surface (2a) of the semiconductor body (2) and the carrier (3), wherein the passivation layer (5a, 5b) between Carrier (3) and semiconductor body (2) has an opening.
6. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem die Passierungsschicht (5a, 5b) von der Migrationssperre (4) durchbrochen ist.6. The optoelectronic semiconductor chip according to the preceding claim, wherein the pass layer (5a, 5b) of the migration barrier (4) is broken.
7. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Migrationssperre (4) elektrisch leitend an die reflektierende Schichtenfolge (1) angeschlossen ist und sich auf demselben elektrischen Potential (Ul) wie die reflektierende Schichtenfolge (1) befindet, wobei sich die Migrationssperre zumindest stellenweise entlang einer Seitenfläche des Halbleiterkörpers erstreckt.7. Optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, wherein the migration barrier (4) is electrically conductively connected to the reflective layer sequence (1) and is at the same electrical potential (Ul) as the reflective layer sequence (1), wherein the migration barrier extends at least in places along a side surface of the semiconductor body.
8. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Migrationssperre (4) eine Galvanik ist.8. The optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, wherein the migration barrier (4) is a galvanic.
9. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Migrationssperre (4) stromlos aus einer Lösung abgeschieden ist.9. An optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, in which the migration barrier (4) is de-energized from a solution.
10. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem in einem Überlappbereich (11) zwischen reflektierender Schicht (1) und Migrationssperre (4) eine Legierung (8) ausgebildet ist, die das zur Migration neigende Metall sowie Material der Migrationssperre (4) enthält.10. An optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, in which in an overlap region (11) between reflective layer (1) and migration barrier (4) an alloy (8) is formed, which inclines the migration-prone metal and migration barrier material (4). contains.
11. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß dem vorherigen Anspruch, bei dem die Migrationssperre (4) zumindest eines der folgenden Materialien enthält oder aus einem der folgenden Materialien besteht: Gold, Nickel, Chrom, Palladium.11. The optoelectronic semiconductor chip according to the preceding claim, wherein the migration barrier (4) contains at least one of the following materials or consists of one of the following materials: gold, nickel, chromium, palladium.
12. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die reflektierende Schicht (1) Silber enthält oder aus Silber besteht.12. An optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, wherein the reflective layer (1) contains silver or consists of silver.
13. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Migrationssperre (4) eine räumlich ausgedehnte Metallansammlung variabler Dicke ist. 13. An optoelectronic semiconductor chip according to one of the preceding claims, wherein the migration barrier (4) is a spatially extended metal accumulation of variable thickness.
PCT/DE2009/000989 2008-08-12 2009-07-15 Optoelectronic semiconductor chip WO2010017793A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008038725.8A DE102008038725B4 (en) 2008-08-12 2008-08-12 Optoelectronic semiconductor chip
DE102008038725.8 2008-08-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010017793A1 true WO2010017793A1 (en) 2010-02-18

Family

ID=41259907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2009/000989 WO2010017793A1 (en) 2008-08-12 2009-07-15 Optoelectronic semiconductor chip

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102008038725B4 (en)
TW (1) TWI401822B (en)
WO (1) WO2010017793A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101047721B1 (en) 2010-03-09 2011-07-08 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device, method for fabricating the light emitting device and light emitting device package
DE102016105056A1 (en) 2016-03-18 2017-09-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0926744A2 (en) * 1997-12-15 1999-06-30 Hewlett-Packard Company Light emitting device
JPH11220171A (en) * 1998-02-02 1999-08-10 Toyoda Gosei Co Ltd Gallium nitride compound semiconductor device
US20060065901A1 (en) * 2004-09-29 2006-03-30 Sanken Electric Co., Ltd. Migration-proof light-emitting semiconductor device and method of fabrication
US20070023777A1 (en) * 2004-10-19 2007-02-01 Shinya Sonobe Semiconductor element
US20070057272A1 (en) * 2005-09-12 2007-03-15 Showa Denko K.K. Gallium nitride-based semiconductor light emitting device and process for its production
US20070161137A1 (en) * 2001-07-23 2007-07-12 Cree, Inc. Methods of manufacturing light emitting diodes including barrier layers/sublayers
US20070290215A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-20 Sanken Electric Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device protected against reflector metal migration, and method of fabrication

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI292227B (en) 2000-05-26 2008-01-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-dioed-chip with a light-emitting-epitaxy-layer-series based on gan
JP2003243704A (en) * 2002-02-07 2003-08-29 Lumileds Lighting Us Llc Light emitting semiconductor device and method
US7759690B2 (en) * 2005-07-04 2010-07-20 Showa Denko K.K. Gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device
JP4947954B2 (en) * 2005-10-31 2012-06-06 スタンレー電気株式会社 Light emitting element
US20080042145A1 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Helmut Hagleitner Diffusion barrier for light emitting diodes
JP2008192782A (en) * 2007-02-05 2008-08-21 Toyota Central R&D Labs Inc Electrode and iii nitride compound semiconductor light-emitting element using the electrode

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0926744A2 (en) * 1997-12-15 1999-06-30 Hewlett-Packard Company Light emitting device
JPH11220171A (en) * 1998-02-02 1999-08-10 Toyoda Gosei Co Ltd Gallium nitride compound semiconductor device
US20070161137A1 (en) * 2001-07-23 2007-07-12 Cree, Inc. Methods of manufacturing light emitting diodes including barrier layers/sublayers
US20060065901A1 (en) * 2004-09-29 2006-03-30 Sanken Electric Co., Ltd. Migration-proof light-emitting semiconductor device and method of fabrication
US20070023777A1 (en) * 2004-10-19 2007-02-01 Shinya Sonobe Semiconductor element
US20070057272A1 (en) * 2005-09-12 2007-03-15 Showa Denko K.K. Gallium nitride-based semiconductor light emitting device and process for its production
US20070290215A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-20 Sanken Electric Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device protected against reflector metal migration, and method of fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
TWI401822B (en) 2013-07-11
TW201013990A (en) 2010-04-01
DE102008038725B4 (en) 2022-05-05
DE102008038725A1 (en) 2010-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2543083B1 (en) Light emitting diode chip
EP1709694B1 (en) Thin-film led comprising a current-dispersing structure
EP2281314B1 (en) Optoelectronic semiconductor chip comprising a reflective layer
DE102011112000B4 (en) LED chip
DE102012108879B4 (en) Optoelectronic semiconductor chip with several active areas arranged next to one another
WO2012110364A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing optoelectronic semiconductor chips
EP3381061B1 (en) Light-emitting diode chip with a reflective layer sequence
DE102005013894A1 (en) Electromagnetic radiation generating semiconductor chip and method for its production
DE102013100818B4 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
DE102009060747A1 (en) Semiconductor chip
WO2012107289A1 (en) Optoelectronic semi-conductor chip with an encapsulated mirror layer
EP2286470A1 (en) Radiation-emitting component and method for producing a radiation-emitting component
DE102005003460A1 (en) Thin film light emitting diode with current-dispersing structure has transverse conductivity of current dispersion layer increased by forming two-dimensional electron or hole gas
DE102008038725B4 (en) Optoelectronic semiconductor chip
EP2304816B1 (en) Electroluminescent device and method for producing an electroluminescent device
DE102011010504A1 (en) Optoelectric semiconductor chip
WO2011141383A1 (en) Corrosion-resistant silver reflector layer for an optoelectronic component, corresponding component and production method
DE102012110775A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
DE102013103216A1 (en) Radiation emitting semiconductor chip
DE10261675B4 (en) Optoelectronic component with radiation-permeable electrical contact layer
DE10261676A1 (en) Light emitting diode chip comprises epitaxial semiconductor sequence having protective layer and electromagnetic radiation emitting active zone, used for high efficiency semiconductor light emitting diodes
WO2016023807A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing same
WO2012028513A1 (en) Light‑emitting diode chip
DE112021005518T5 (en) SEMICONDUCTOR LIGHT-emitting device, connection structure for semiconductor light-emitting device, and method for manufacturing semiconductor light-emitting device
DE102017112099A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09775972

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09775972

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1