WO2017215910A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauelement Download PDF

Info

Publication number
WO2017215910A1
WO2017215910A1 PCT/EP2017/063033 EP2017063033W WO2017215910A1 WO 2017215910 A1 WO2017215910 A1 WO 2017215910A1 EP 2017063033 W EP2017063033 W EP 2017063033W WO 2017215910 A1 WO2017215910 A1 WO 2017215910A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
semiconductor
semiconductor component
interruption
component according
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/063033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander F. PFEUFFER
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
Priority to US16/307,054 priority Critical patent/US10566500B2/en
Priority to DE112017002987.2T priority patent/DE112017002987A5/de
Publication of WO2017215910A1 publication Critical patent/WO2017215910A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/405Reflective materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/54Encapsulations having a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape

Definitions

  • Optoelectronic Semiconductor Device The present application relates to an optoelectronic semiconductor device.
  • Moisture-blocking dielectrics can be used to prevent migration. These materials have high quality requirements, in particular with regard to freedom from defects, high transparency, lower
  • Optoelectronic semiconductor devices such as LEDs to
  • An optoelectronic semiconductor component with a semiconductor body is specified.
  • the semiconductor body has a semiconductor layer sequence with a first semiconductor layer, a second semiconductor layer and one between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer
  • the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are with respect to their
  • the active region is in a pn junction.
  • the active region is provided for generating or receiving radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral region.
  • the semiconductor body has a
  • Optoelectronic semiconductor device injected charge carriers for generating radiation or for receiving radiation generated by radiation absorption
  • the semiconductor body may have a further area, for example an edge area, which, unlike the functional area, is not provided for receiving or for generating radiation.
  • the semiconductor layers of the semiconductor layer sequence of the semiconductor body extends.
  • the semiconductor component has a first connection layer, wherein the first semiconductor layer is electrically conductively connected to the first connection layer. Accordingly, the optoelectronic
  • Connection layer is electrically connected.
  • the first connection layer and / or the second connection layer may be formed as a single layer or as a multilayer.
  • the first connection layer can fulfill the function of a mirror layer.
  • the semiconductor body may be electrically conductively connected both to the first connection layer and to the second connection layer in the functional area.
  • the active area is in the edge area
  • the semiconductor component has an insulation layer.
  • the insulating layer is arranged in particular on a side facing away from the semiconductor body side of the first connection layer. For example, the borders
  • Insulation layer at least in places directly to the first connection layer. Furthermore, the
  • Insulation layer at least in places to the Semiconductor body, in particular to the first semiconductor layer and / or adjacent to the second semiconductor layer.
  • the insulating layer may comprise a dielectric material, for example an oxide, such as silicon oxide, or a nitride, such as silicon nitride, or a layer sequence comprising at least two different dielectric materials, for example silicon oxide and silicon nitride. It has been shown that by a multi-layer system of these dielectric materials, for example an oxide, such as silicon oxide, or a nitride, such as silicon nitride, or a layer sequence comprising at least two different dielectric materials, for example silicon oxide and silicon nitride. It has been shown that by a multi-layer system of these dielectric material, for example an oxide, such as silicon oxide, or a nitride, such as silicon nitride, or a layer sequence comprising at least two different dielectric materials, for example silicon oxide and silicon nitride. It has been shown that by a multi-layer system of these dielectric material, for example an oxide, such as silicon oxide, or a nitride, such as silicon
  • the insulation layer may have exactly one partial area or a plurality of partial areas.
  • the interruption is considered to be a
  • the dividing trench has a longitudinal axis of extension, wherein the dividing trench along the longitudinal axis of extension has a greater lateral extent than in a transverse direction perpendicular to the longitudinal axis of extension.
  • the longitudinal extension axis may be curved in places and / or have a kink or a plurality of kinks.
  • the inner subregion is in
  • the interruption which is designed in particular as a separating trench, subdivides the insulating layer, in particular, into at least two mutually separate subregions.
  • the subregions do not adjoin one another directly at any point.
  • the subsections are in particular in
  • an outer partial area circumscribes an inner partial area in the lateral direction, in particular completely.
  • the sub-areas can emerge from a common layer.
  • the subregions therefore have the same material composition and the same thickness apart from process-related fluctuations.
  • the interruption circulates around the
  • the functional area in lateral direction.
  • the functional area is in plan view of the
  • Optoelectronic semiconductor device completely disposed within a space enclosed by the interruption surface.
  • the functional area is essentially determined by an outer border of the first connection layer.
  • Connecting layer is regarded as an outer border, in particular an envelope of the first connecting layer,
  • the semiconductor body is therefore electrically conductively connected at most to the first connection layer or the second connection layer, but not both to the first connection layer and to the second connection layer, so that no radiation is generated or detected in the active region outside the interruption during operation of the semiconductor component becomes.
  • the interruption overlaps into
  • the interruption can be completely covered by the active area.
  • the active area is thus not interrupted at the point of interruption.
  • the semiconductor component has a semiconductor body, wherein the semiconductor body has a semiconductor body
  • a semiconductor layer sequence having a first semiconductor layer, a second semiconductor layer and one between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer
  • the semiconductor body has a functional area in which the first
  • Semiconductor layer having a first connection layer and the second semiconductor layer are electrically conductively connected to a second connection layer.
  • Terminal layer is disposed an insulating layer.
  • An interruption is formed in the insulation layer, which delimits an inner subregion of the insulation layer in the lateral direction at least in places. The interruption circumscribes the functional area in the lateral direction and overlaps in plan view onto the semiconductor component with the active area.
  • Semiconductor device can be increased in a simple and reliable manner.
  • a silver-containing first connection layer is also the risk of
  • Moisture path is interrupted.
  • Metal layer to the first semiconductor layer wherein the metal layer is in operation of the semiconductor device at the same potential as the second connection layer.
  • a p-type first semiconductor layer may adjoin a metal layer that is thereon
  • Second connection layer provided for electrical contacting of the second, n-type semiconductor layer. Migration effects due to a silver-containing first connection layer on p-potential can thereby be completely or at least largely eliminated.
  • the metal layer is thus not in the interruption of the electrical contacting of the semiconductor device.
  • a contact resistance between the metal layer and the first semiconductor layer is so high that no or at least no substantial current flow takes place between the metal layer and the first semiconductor layer during operation of the semiconductor component.
  • Semiconductor layer forms a comparatively good electrical contact, be avoided that a significant charge carrier injection takes place via the metal layer in the first semiconductor layer.
  • the region is treated in such a way that damage occurs to the semiconductor material, in particular to the first semiconductor layer. This can be done, for example, by means of a treatment in a plasma, for example a hydrogen plasma, or by a damage of the semiconductor body in the deposition of the metal layer, for example by a correspondingly selected sputtering deposition,
  • the metal layer is formed by the second connection layer.
  • no further metal layer is formed by the second connection layer.
  • the metal layer is an additional metal layer to the second connection layer.
  • the metal layer and the second connection layer can therefore be selected independently of one another.
  • the Metal layer are selected in view of a high contact resistance to the first semiconductor layer in the interruption, without limiting the second connection layer on the material of the metal layer.
  • the additional metal layer has a greater lateral transverse extent, that is to say a lateral extent transverse to a main extension direction of the additional metal layer, than the interruption, in particular formed as a separation trench, along the latter
  • the insulating layer may at least partially cover the metal layer, in particular on two opposite sides of the interruption. In other words, both the inner portion and the outer portion of the insulating layer to the
  • the metal layer and the second connection layer are electrically conductively connected to one another.
  • the second connection layer can directly adjoin the metal layer, in particular in the
  • Terminal layer at any point directly to the first semiconductor layer.
  • the metal layer has a smaller lateral transverse extent than the interruption along this direction. In this case, both the
  • the semiconductor body has an opening which extends in the vertical direction, that is to say perpendicular to a main extension plane of the semiconductor layers of the semiconductor body
  • Semiconductor body extending through the first semiconductor layer.
  • the opening is located in particular in
  • the interruption completely circumscribes the opening in the lateral direction.
  • the opening preferably runs around the functional area in lateral
  • Insulation layer In the opening, the insulating layer may adjoin the active region or the second semiconductor layer.
  • the opening can be filled at least partially or completely with material of the insulation layer.
  • the functional area has a
  • each segment is as a pixel of a display device or a light source, such as a headlight, in particular an adaptive
  • Headlight of a motor vehicle trained.
  • the second connection layer forms a common connection for the segments.
  • the first connection layer is expediently subdivided into individual subregions, which are each provided for the electrical contacting of a segment.
  • An outer border of the subregions extends in plan view onto the semiconductor component within the area enclosed by the interruption. The interruption thus circulates all subareas of the first connection layer.
  • the semiconductor body is arranged on a carrier.
  • a drive circuit for the segments is integrated in the carrier.
  • the carrier can continue the mechanical stabilization of the
  • Semiconductor body serve so that a growth substrate for the particular epitaxial deposition of
  • Connection layer and the second connection layer extend, for example, between the semiconductor body and the carrier.
  • Semiconductor body may be completely free of metallic layers for the electrical contacting of the semiconductor device. The danger of shading the active area is thus avoided.
  • the active region extends continuously over the entire functional region.
  • the semiconductor device can have exactly one
  • the optoelectronic semiconductor component is an LED semiconductor chip which has exactly one first electrical contact for the electrical contacting of the first
  • FIGS. 1A and 1B show a first exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component in a schematic plan view (FIG. 1A) and with reference to a section in sectional view (FIG. 1B);
  • FIGS. 2A to 2C show a second exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component with reference to a schematic plan view (FIG. 2A), a section in plan view (FIG. 2B) and a section in sectional view (FIG. 2C);
  • FIGS. 3A to 3C show a third exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component based on a schematic top view (FIG. 3A) of FIG Section in plan view ( Figure 3B) and a section in sectional view ( Figure 3C);
  • FIGS. 5A to 5C show a fourth exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component with reference to a schematic plan view (FIG. 4A), a section in plan view (FIG. 4B) and a section in sectional view (FIG. 4C);
  • FIGS. 5A to 5C show a fifth exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component with reference to a schematic plan view (FIG. 5A), a section in plan view (FIG. 5B) and a section in sectional view (FIG. 5C);
  • 6A to 6C a sixth embodiment of an optoelectronic semiconductor device based on a schematic plan view ( Figure 6A), a section in plan view ( Figure 6B) and a section in a sectional view ( Figure 6C).
  • FIGS. 1A and 1B A first exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 1 is shown in FIGS. 1A and 1B
  • the semiconductor component has a semiconductor body 2 with a semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor layer sequence has an active region 20, which is provided for generating and / or for receiving radiation.
  • the active area 20 is between a first one
  • the active region 20 is in a pn junction.
  • the active region is the interface between the first
  • the active area may be one or more layers that are between the first
  • Semiconductor layer 21 and the second semiconductor layer 22 are arranged, for example in the form of a
  • the semiconductor body further has a functional region 24, in which the first semiconductor layer 21 is electrically conductively connected to a first connection layer 31 and the second semiconductor layer 22 is connected to a second connection layer 32.
  • Semiconductor device 1 become charge carriers of
  • Functional range is essentially, in particular apart from a current spreading in the lateral direction in the first Semiconductor layer 21, determined by an outer edge 311 of the first connection layer 31.
  • Terminal layer preferably contains silver or arises from silver. Silver is characterized by a high
  • the first connection layer can fulfill the function of a mirror layer for the radiation generated in the active region 20.
  • An insulation layer 4 is arranged on a side of the first connection layer 31 facing away from the semiconductor body.
  • the insulating layer 4 contains a dielectric material, for example an oxide, for example silicon oxide or a nitride, for example silicon nitride, or a layer sequence with at least two different dielectric materials, for example silicon oxide and silicon nitride.
  • the insulating layer 4 is locally adjacent to the first semiconductor layer 21 and in places to the second semiconductor layer 22. Furthermore, the insulating layer is arranged in regions between the first connection layer 31 and the second connection layer 32, in particular seen in the vertical direction.
  • the first connection layer 31 is electrically conductively connected to a connection layer 310, the first connection layer is completely surrounded by material of the insulation layer.
  • the first connection layer 31 is encapsulated in the functional region 24.
  • the interruption is formed as a separation trench, which divides the insulation layer into the inner portion 41 and an outer portion 42.
  • Partial area and the outer portion are two spaced apart in the lateral direction
  • Partial regions wherein the outer portion 42, the inner portion 41 preferably rotates along the entire circumference of the inner portion.
  • the interruption 45 runs around the functional area 24 in the lateral direction, in particular along the entire length
  • the functional area 24 is circumferential in the lateral direction
  • Edge region 26 of the semiconductor body not provided for the emission of radiation.
  • the edge region 26 is electrically conductively connected at most either to the first connection layer 31 or to the second connection layer 32, but not to the first connection layer 31 and the second connection layer 32.
  • the edge region 26 may also be a part of the second
  • Semiconductor layer 22 have. In particular, the
  • Semiconductor layer 22 have.
  • the interruption 45 overlaps with the active region 20.
  • the plan views shown are also borders of individual elements, for example the
  • the interruption 45 is arranged in a region of the semiconductor body in which the active region 20 is also present. For the formation of the interruption, therefore, the active area 20 need not be removed.
  • a metal layer 35 adjoins the first semiconductor layer 21.
  • the metal layer 35 is at the same electrical potential as the second one provided for electrically contacting the second semiconductor layer 22
  • a region of the first semiconductor layer 21 adjoining the metal layer 35 is connected to the first semiconductor layer 21 of the functional region 24 by means of an opening 29
  • the opening extends in the vertical direction at least through the first semiconductor layer 21 and preferably also through the active region 20.
  • the opening 29 may be wet-chemically or by way of example
  • Photomask are produced. In this way, it can be easily and reliably avoided that charge carriers are transferred via the metal layer 35 or the second connection layer 32 with respect to the forward direction of the active region 20 in FIG Reverse direction are injected into the semiconductor body 2.
  • the opening 29 is filled with material of the insulating layer.
  • the metal layer 35 has a smaller lateral transverse extent than the
  • the metal layer 35 can also have a greater lateral transverse extent than the metal layer 35
  • the semiconductor device 1 further comprises a carrier 6.
  • the carrier is used in particular for the mechanical
  • the carrier 6 has a first carrier layer 610 and a second carrier layer 620, which are connected to the first
  • Terminal layer 32 are electrically connected.
  • the electrical contacting of the first connection layer 31 takes place via the connection layer 310.
  • the electrical contacting of the second semiconductor layer 22 takes place via recesses 25, through which the second connection layer 32 extends through the first semiconductor layer 21 and the active region 20.
  • the side surfaces of the recesses 25 are covered with the insulating layer 4.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 has exactly one functional region 24.
  • the active area 20 is the active area 20
  • Semiconductor component 1 can exactly a first contact 51 for the electrical contacting of the first
  • Semiconductor layer 22 may be provided.
  • Connection layers 31, 32 for example by means of a
  • Remelting process are formed by a solder.
  • Semiconductor body is still another
  • Insulation layer 7 is arranged.
  • the further insulation layer extends, in particular, over the entire surface of the semiconductor body 2 facing away from the support 6.
  • the further insulation layer preferably also completely covers the outer side surface of the semiconductor body.
  • the interruption 45 of the insulating layer 4 forms a
  • the Insulation layer 4 for example, wet-chemical, such as with BOE, or dry chemical, such as with a fluorine-containing
  • Plasma be etched.
  • metal layer 35 is particularly suitable
  • nitride compound semiconductor material in the present context means that
  • a nitride compound semiconductor material preferably Al x In y Gai-x-yN or consists of this, wherein O ⁇ x ⁇ l, O ⁇ y ⁇ l and x + y ⁇ 1. This material does not necessarily have to be mathematically exact
  • composition according to the above formula may, for example, one or more dopants as well
  • the metal layer 35 and the first semiconductor layer 21 may be a thin
  • Bonding agent layer may be provided, for example, the layer may contain titanium, platinum or palladium or consist of such a material.
  • the layer may contain titanium, platinum or palladium or consist of such a material.
  • For good adhesion to the insulating layer 4 is for example titanium,
  • Aluminum or chromium especially for one Insulation layer containing silicon oxide and / or silicon nitride.
  • the metal layer 35 may in particular also serve for improved adhesion between the first semiconductor layer 21 and the second connection layer 32. However, the metal layer 35 can also be dispensed with.
  • the p-conducting first semiconductor layer 21 is in electrical contact with material which is at the same electrical potential as the second connection layer 32 provided for making electrical contact with the second, for example n-conductive, semiconductor layer 22.
  • a migration of silver for the Case of a silver-containing first terminal layer 31 can be reduced as much as possible.
  • Functional region 24 of the semiconductor body 2 on a plurality of segments 27 is
  • the individual segments 27 are electrically conductively connected to a continuous second connection layer 32.
  • the individual segments can be controlled individually via a subregion of the first connection layer 31 assigned to each segment 27. This can be recesses in the be provided second connection layer through which the first connection layer is electrically contacted.
  • Portions of the first connection layer 31 are shown in FIG. 2A as a dashed line. This outer border substantially determines the lateral extent of the
  • FIG. 2B shows a section of the semiconductor component 1.
  • the recesses 25 for electrical contacting of the second semiconductor layer 22 extend between the individual segments 27, so that the active region 20 within the segments for the electrical contacting need not be pierced with the recess. Deviating from but is conceivable that one or more recesses through the first connection layer 31 of a
  • Control circuit 65 about with integrated
  • Circuit elements for individually controlling the individual segments. About the contacts 5, the
  • Semiconductor device 1 required supply of power or voltage.
  • the individual segments are thus supplied directly or indirectly via the drive circuit via the contacts 5 externally.
  • An assignment of exactly two contacts for each segment is not required for the operation of the semiconductor device 1.
  • the drive circuit 65 can in the following
  • Optoelectronic semiconductor component is suitable
  • Semiconductor layer 21 and the second terminal layer 32 may be formed a Schottky diode whose forward direction is anti-parallel with respect to the forward direction of the active region. Other configurations for increasing the contact resistance can also be used.
  • a local damage of the first semiconductor layer 21 in the region of the interruption can take place. This will be explained in more detail in connection with FIGS. 6A to 6C.
  • the semiconductor component 1 has an opening 29, which is designed as described in connection with FIGS. 1A and 1B. Through this opening 29 becomes one compared to the second embodiment described in connection with FIGS. 2A to 2C
  • Interrupt 45 adjacent to the first semiconductor layer 21.
  • the extension of the metal layer 35 in the lateral direction is transverse to one
  • Main extension direction of the interruption is greater than the corresponding lateral extent of the interruption 45.
  • the second connection layer 32 does not directly adjoin the first semiconductor layer 21 at any point.
  • Terminal layer is thus relative to the material independent of a possible contact resistance to the first
  • Semiconductor layer 21 selectable.
  • the contact properties to the first semiconductor layer 21 are in this case
  • FIGS. 5A to 5C essentially corresponds to that in connection with FIGS.
  • Figures 4A to 4C described fourth embodiment.
  • the metal layer 35 in the lateral direction transverse to the main extension direction of the interruption 45 has a smaller lateral extent. In the interruption 45, therefore, both the metal layer 35 and the second connection layer 32 directly adjoin the first semiconductor layer 21.
  • Semiconductor layer 21 is not divided by an opening 29. To avoid a charge carrier injection via the second connection layer 32 into the first semiconductor layer 21 is in the first semiconductor layer 21 in one with the
  • Semiconductor layer 21 by a hydrogen plasma before the deposition of the metal layer 35 or by a deliberately damaging acting sputter deposition of the metal layer 35 done.
  • the damaged portion 23 is the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) mit einem Halbleiterkörper (2) angegeben, wobei • - der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Halbleiterschicht (21), einer zweiten Halbleiterschicht (22) und einem zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordneten, zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist; • - der Halbleiterkörper einen Funktionsbereich (24) aufweist, in dem die erste Halbleiterschicht mit einer ersten Anschlussschicht und die zweite Halbleiterschicht mit einer zweiten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden sind; • - auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht eine Isolationsschicht (4) angeordnet ist; • - in der Isolationsschicht eine Unterbrechung (45) ausgebildet ist, die einen inneren Teilbereich (41) der Isolationsschicht in lateraler Richtung zumindest stellenweise begrenzt; • - die Unterbrechung den Funktionsbereich in lateraler Richtung umläuft; und • - die Unterbrechung in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit dem aktiven Bereich überlappt.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauelement Die vorliegende Anmeldung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauelement .
In Leuchtdioden finden oftmals silberhaltige Elektroden zur elektrischen Kontaktierung der p-Seite des Halbleiterchips Anwendung. Migrationseffekte können jedoch in den
Halbleiterchips zu einer Schädigung durch Kurzschluss oder gar zur Zerstörung führen. Insbesondere für Anwendungen, bei denen besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit gestellt werden, etwa in Automobilen, ist dies von besonderer Bedeutung .
Zum Unterbinden der Migration können feuchteblockierende Dielektrika eingesetzt werden. An diese Materialien sind hohe Qualitätsanforderungen gestellt, insbesondere hinsichtlich Defektfreiheit, hoher Transparenz, niedriger
Feuchtepermeabilität, Homogenität oder guter Haftung. Auch bei Verwendung solcher Dielektrika können jedoch Schädigungen des Bauelements auftreten. Eine Aufgabe ist es, die Zuverlässigkeit von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen wie LEDs zu
erhöhen .
Diese Aufgabe wird unter anderem durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und
Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche . Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper angegeben. Der Halbleiterkörper weist eine Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Halbleiterschicht, einer zweiten Halbleiterschicht und einem zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht
angeordneten, zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht sind bezüglich ihres
Leitungstyps zweckmäßigerweise zumindest stellenweise
voneinander verschieden, sodass sich der aktive Bereich in einem pn-Übergang befindet. Beispielsweise ist der aktive Bereich zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich vorgesehen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist der Halbleiterkörper einen
Funktionsbereich auf. Als Funktionsbereich wird insbesondere ein sich in lateraler Richtung erstreckender Bereich des Halbleiterkörpers angesehen, bei dem im Betrieb des
optoelektronischen Halbleiterbauelements Ladungsträger zur Erzeugung von Strahlung injiziert oder zum Empfangen von Strahlung durch Strahlungsabsorption generierte
Ladungsträgerpaare voneinander getrennt und aus dem
Halbleiterkörper abgeführt werden. Zusätzlich zu dem
Funktionsbereich kann der Halbleiterkörper einen weiteren Bereich, beispielsweise einen Randbereich, aufweisen, der im Unterschied zum Funktionsbereich nicht zum Empfangen oder zum Erzeugen von Strahlung vorgesehen ist.
Als laterale Richtung wird im Zweifel eine Richtung
angesehen, die sich parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers erstreckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine erste Anschlussschicht auf, wobei die erste Halbleiterschicht mit der ersten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden ist. Entsprechend kann das optoelektronische
Halbleiterbauelement eine zweite Anschlussschicht aufweisen, wobei die zweite Halbleiterschicht mit der zweiten
Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden ist. Die erste Anschlussschicht und/oder die zweite Anschlussschicht können einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein.
Insbesondere kann die erste Anschlussschicht die Funktion einer Spiegelschicht erfüllen.
Insbesondere kann der Halbleiterkörper im Funktionsbereich sowohl mit der ersten Anschlussschicht als auch mit der zweiten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden sein. Weiterhin ist der aktive Bereich im Randbereich
zweckmäßigerweise höchstens mit einer der ersten
Anschlussschicht und der zweiten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement eine Isolationsschicht auf. Die Isolationsschicht ist insbesondere auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht angeordnet. Beispielsweise grenzt die
Isolationsschicht zumindest stellenweise unmittelbar an die erste Anschlussschicht an. Weiterhin kann die
Isolationsschicht zumindest stellenweise an den Halbleiterkörper, insbesondere an die erste Halbleiterschicht und/oder an die zweite Halbleiterschicht angrenzen.
Die Isolationsschicht kann ein dielektrisches Material enthalten, beispielsweise ein Oxid, etwa Siliziumoxid, oder ein Nitrid, etwa Siliziumnitrid, oder eine Schichtfolge mit zumindest zwei verschiedenen dielektrischen Materialien, beispielsweise Siliziumoxid und Siliziumnitrid. Es hat sich gezeigt, dass durch ein Mehrlagensystem aus diesen
Materialien die Vorzüge beider Materialien kombiniert werden können, insbesondere die gute konforme Deponierbarkeit von Siliziumnitrid einerseits und die höhere Transparenz im blauen und ultravioletten Spektralbereich von Siliziumdioxid andererseits .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist in der Isolationsschicht eine
Unterbrechung ausgebildet. Beispielsweise begrenzt die
Unterbrechung einen inneren Teilbereich der Isolationsschicht in lateraler Richtung zumindest stellenweise, insbesondere entlang des gesamten Umfangs . Die Isolationsschicht kann genau einen Teilbereich oder eine Mehrzahl von Teilbereichen aufweisen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements werden im Betrieb des
optoelektronischen Halbleiterbauelements im Bereich der
Unterbrechung keine Ladungsträger zur Erzeugung von Strahlung in den Halbleiterkörper injiziert beziehungsweise werden durch Strahlungsabsorption generierte Ladungsträger nicht aus dem Halbleiterkörper abgeführt. Mit anderen Worten erfolgt in einem in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit der Unterbrechung überlappenden Bereich keine direkte vertikale Ladungsträgerinjektion beziehungsweise Ladungsträgerabfuhr.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Unterbrechung als ein
Trenngraben ausgebildet. Beispielsweise weist der Trenngraben eine Längserstreckungsachse auf, wobei der Trenngraben entlang der Längserstreckungsachse eine größere laterale Ausdehnung aufweist als in einer Querrichtung senkrecht zur Längserstreckungsachse. Die Längserstreckungsachse kann stellenweise gekrümmt ausgebildet sein und/oder einen Knick oder eine Mehrzahl von Knicken aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der innere Teilbereich in
Draufsicht auf das Halbleiterbauelement vom Randbereich beabstandet. Mit anderen Worten ist mittels der Unterbrechung ein vom Randbereich lateral beabstandeter innerer Teilbereich der Isolationsschicht gebildet.
Beispielsweise unterteilt die insbesondere als Trenngraben ausgebildete Unterbrechung die Isolationsschicht insbesondere in zumindest zwei voneinander getrennte Teilbereiche. Die Teilbereiche grenzen also an keiner Stelle unmittelbar aneinander an. Die Teilbereiche sind insbesondere in
lateraler Richtung nebeneinander angeordnet. Beispielsweise umläuft ein äußerer Teilbereich einen inneren Teilbereich in lateraler Richtung, insbesondere vollständig. Bei der
Herstellung der Isolationsschicht können die Teilbereiche aus einer gemeinsamen Schicht hervorgehen. Die Teilbereiche weisen daher abgesehen von prozessbedingten Schwankungen dieselbe Materialzusammensetzung und dieselbe Dicke auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umläuft die Unterbrechung den
Funktionsbereich in lateraler Richtung. Mit anderen Worten ist der Funktionsbereich in Draufsicht auf das
optoelektronische Halbleiterbauelement vollständig innerhalb einer von der Unterbrechung umschlossenen Fläche angeordnet. Beispielsweise ist der Funktionsbereich im Wesentlichen durch eine äußere Umrandung der ersten Anschlussschicht bestimmt. Bei einer in lateraler Richtung mehrteiligen ersten
Anschlussschicht wird als äußere Umrandung insbesondere eine Einhüllende der ersten Anschlussschicht angesehen,
beispielsweise in Form eines gedachten, sich um die erste Anschlussschicht gespannten elastischen Bandes. In Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement sind der äußere Teilbereich und der Funktionsbereich
insbesondere überlappungsfrei zueinander angeordnet.
Außerhalb der Unterbrechung ist der Halbleiterkörper also höchstens mit der ersten Anschlussschicht oder der zweiten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden, nicht jedoch sowohl mit der ersten Anschlussschicht als auch mit der zweiten Anschlussschicht, sodass außerhalb der Unterbrechung im Betrieb des Halbleiterbauelements im aktiven Bereich keine Strahlung erzeugt beziehungsweise detektiert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements überlappt die Unterbrechung in
Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit dem aktiven
Bereich. Insbesondere kann die Unterbrechung vollständig vom aktiven Bereich überdeckt sein. Der aktive Bereich ist also an der Stelle der Unterbrechung nicht unterbrochen. In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronisches Halbleiterbauelement weist das Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper auf, wobei der Halbleiterkörper eine
Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Halbleiterschicht, einer zweiten Halbleiterschicht und einem zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht
angeordneten, zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist. Der Halbleiterkörper weist einen Funktionsbereich auf, in dem die erste
Halbleiterschicht mit einer ersten Anschlussschicht und die zweite Halbleiterschicht mit einer zweiten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden sind. Auf einer dem
Halbleiterkörper abgewandten Seite der ersten
Anschlussschicht ist eine Isolationsschicht angeordnet. In der Isolationsschicht ist eine Unterbrechung ausgebildet, die einen inneren Teilbereich der Isolationsschicht in lateraler Richtung zumindest stellenweise begrenzt. Die Unterbrechung umläuft den Funktionsbereich in lateraler Richtung und überlappt in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit dem aktiven Bereich.
Mittels der Unterbrechung in der Isolationsschicht wird ein Pfad des Feuchtetransports innerhalb der Isolationsschicht oder an der Grenzfläche zwischen der Isolationsschicht und dem Halbleiterkörper unterbrochen. Feuchtigkeit kann somit nicht oder zumindest nur stark erschwert vom Rand des
Halbleiterbauelements zur ersten Anschlussschicht gelangen. Die Zuverlässigkeit des optoelektronischen
Halbleiterbauelements kann so auf einfache und zuverlässige Weise gesteigert werden. Bei einer Silber enthaltenden ersten Anschlussschicht ist zudem die Gefahr einer
feuchteinduzierten Silbermigration, ausgehend vom Rand des optoelektronischen Halbleiterbauelements, unterbunden, da mit der Unterbrechung in der Isolationsschicht der primäre
Feuchtepfad unterbrochen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements grenzt in der Unterbrechung eine
Metallschicht an die erste Halbleiterschicht an, wobei sich die Metallschicht im Betrieb des Halbleiterbauelements auf demselben Potential befindet wie die zweite Anschlussschicht. Insbesondere kann eine p-leitende erste Halbleiterschicht an eine Metallschicht angrenzen, die sich auf demselben
Potential befindet wie die zur elektrischen Kontaktierung der zweiten, n-leitenden Halbleiterschicht vorgesehene zweite Anschlussschicht. Migrationseffekte bedingt durch eine silberhaltige erste Anschlussschicht auf p-Potential können dadurch vollständig oder zumindest weitestgehend eliminiert werden .
Zweckmäßigerweise sind die Metallschicht und die erste
Halbleiterschicht so aneinander angepasst, dass im Betrieb des Halbleiterbauelements kein oder zumindest kein
wesentlicher Stromfluss zwischen der Metallschicht und der ersten Halbleiterschicht erfolgt. Die Metallschicht dient in der Unterbrechung also nicht der elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist ein Übergangswiderstand zwischen der Metallschicht und der ersten Halbleiterschicht so hoch, dass im Betrieb des Halbleiterbauelements kein oder zumindest kein wesentlicher Stromfluss zwischen der Metallschicht und der ersten Halbleiterschicht erfolgt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist ein an die Metallschicht
angrenzender Bereich des Halbleiterkörpers ein Bereich, in dem der Halbleiterkörper gezielt geschädigt ist. Auf diese Weise kann auch bei einer Metallschicht, die zur ersten
Halbleiterschicht einen vergleichsweise guten elektrischen Kontakt bildet, vermieden werden, dass eine signifikante Ladungsträgerinjektion über die Metallschicht in die erste Halbleiterschicht erfolgt. Beispielsweise ist der Bereich im Unterschied zu einem anderen Bereich des Halbleiterkörpers so behandelt, dass eine Schädigung des Halbleitermaterials, insbesondere der ersten Halbleiterschicht, eintritt. Dies kann beispielsweise mittels einer Behandlung in einem Plasma, etwa einem Wasserstoffplasma, oder durch eine Schädigung des Halbleiterkörpers bei der Abscheidung der Metallschicht, etwa durch eine entsprechend gewählte Sputter-Abscheidung,
erfolgen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Metallschicht durch die zweite Anschlussschicht gebildet. In diesem Fall ist zusätzlich zur zweiten Anschlussschicht keine weitere Metallschicht
erforderlich, die in der Unterbrechung an die erste
Halbleiterschicht angrenzt. An die erste Halbleiterschicht grenzt also dasselbe Material an, über das auch eine
elektrische Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht erfolgt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Metallschicht eine zusätzliche Metallschicht zur zweiten Anschlussschicht. Die Metallschicht und die zweite Anschlussschicht können also unabhängig voneinander gewählt werden. Beispielsweise kann die Metallschicht im Hinblick auf einen hohen Kontaktwiderstand zur ersten Halbleiterschicht in der Unterbrechung gewählt werden, ohne dass dies die zweite Anschlussschicht auf das Material der Metallschicht einschränkt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die zusätzliche Metallschicht eine größere laterale Querausdehnung, also eine laterale Ausdehnung quer zu einer Haupterstreckungsrichtung der zusätzlichen Metallschicht, auf als die insbesondere als Trenngraben ausgebildete Unterbrechung entlang dieser
Richtung. In diesem Fall kann die Isolationsschicht die Metallschicht zumindest stellenweise bedecken, insbesondere auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Unterbrechung. Mit anderen Worten können sowohl der innere Teilbereich als auch der äußere Teilbereich der Isolationsschicht an die
Metallschicht angrenzen und diese bereichsweise überdecken.
Zweckmäßigerweise sind die Metallschicht und die zweite Anschlussschicht elektrisch leitend miteinander verbunden.
Insbesondere kann die zweite Anschlussschicht unmittelbar an die Metallschicht angrenzen, insbesondere in der
Unterbrechung. Beispielsweise grenzt die zweite
Anschlussschicht an keiner Stelle unmittelbar an die erste Halbleiterschicht an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die Metallschicht eine kleinere laterale Querausdehnung auf als die Unterbrechung entlang dieser Richtung. In diesem Fall können sowohl die
Metallschicht als auch die erste Anschlussschicht in der Unterbrechung an die erste Halbleiterschicht angrenzen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist der Halbleiterkörper eine Öffnung auf, die sich in vertikaler Richtung, also senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten des
Halbleiterkörpers, durch die erste Halbleiterschicht hindurch erstreckt. Die Öffnung befindet sich insbesondere in
lateraler Richtung zwischen der Unterbrechung und dem
Funktionsbereich. Beispielsweise umläuft die Unterbrechung die Öffnung in lateraler Richtung vollständig. Die Öffnung umläuft den Funktionsbereich vorzugsweise in lateraler
Richtung vollständig. Über die Öffnung sind die erste
Halbleiterschicht in der Unterbrechung und die erste
Halbleiterschicht im Funktionsbereich in lateraler Richtung insbesondere vollständig voneinander getrennt, sodass im Betrieb des Halbleiterbauelements unabhängig von dem
Kontaktwiderstand zwischen der Metallschicht und der ersten Halbleiterschicht und unabhängig von der Querleitfähigkeit der ersten Halbleiterschicht in lateraler Richtung außerhalb des von der Öffnung umschlossenen Bereichs keine Strahlung erzeugt oder detektiert wird.
In Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement überlappen die Öffnung und der innere Teilbereich der
Isolationsschicht. In der Öffnung kann die Isolationsschicht an den aktiven Bereich oder die zweite Halbleiterschicht angrenzen .
Insbesondere kann die Öffnung zumindest teilweise oder vollständig mit Material der Isolationsschicht befüllt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist der Funktionsbereich eine
Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Segmenten auf. Beispielsweise ist jedes Segment als ein Bildpunkt einer Anzeigevorrichtung oder einer Lichtquelle, beispielsweise eines Scheinwerfers, insbesondere eines adaptiven
Frontscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements bildet die zweite Anschlussschicht einen gemeinsamen Anschluss für die Segmente. In diesem Fall ist die erste Anschlussschicht zweckmäßigerweise in einzelne Teilbereiche unterteilt, die jeweils für die elektrische Kontaktierung eines Segments vorgesehen sind. Eine äußere Umrandung der Teilbereiche verläuft in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement innerhalb des von der Unterbrechung eingeschlossenen Bereichs. Die Unterbrechung umläuft also alle Teilbereiche der ersten Anschlussschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Halbleiterkörper auf einem Träger angeordnet. Beispielsweise ist in den Träger eine Ansteuerschaltung für die Segmente integriert. Der Träger kann weiterhin der mechanischen Stabilisierung des
Halbleiterkörpers dienen, sodass ein Aufwachssubstrat für die insbesondere epitaktische Abscheidung der
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers hierfür nicht mehr erforderlich ist und entfernt werden kann. Die erste
Anschlussschicht und die zweite Anschlussschicht verlaufen beispielsweise zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger.
Eine dem Träger abgewandte Strahlungsdurchtrittsfläche des
Halbleiterkörpers kann völlig frei von metallischen Schichten für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements sein. Die Gefahr einer Abschattung des aktiven Bereichs wird so vermieden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements erstreckt sich der aktive Bereich durchgängig über den gesamten Funktionsbereich. Mit anderen Worten kann das Halbleiterbauelement genau einen
Funktionsbereich aufweisen, der im Betrieb für die Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist.
Beispielsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauelement ein LED-Halbleiterchip, der genau einen ersten elektrischen Kontakt für die elektrische Kontaktierung der ersten
Halbleiterschicht und genau einen zweiten elektrischen
Kontakt für die externe elektrische Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht aufweist.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen: Die Figuren 1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement in schematischer Draufsicht (Figur 1A) und anhand eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 1B) ; die Figuren 2A bis 2C ein zweites Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anhand einer schematischen Draufsicht (Figur 2A) , eines Ausschnitts in Draufsicht (Figur 2B) und eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 2C) ; die Figuren 3A bis 3C ein drittes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anhand einer schematischen Draufsicht (Figur 3A) , eines Ausschnitts in Draufsicht (Figur 3B) und eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 3C) ; die Figuren 4A bis 4C ein viertes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anhand einer schematischen Draufsicht (Figur 4A) , eines Ausschnitts in Draufsicht (Figur 4B) und eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 4C) ; die Figuren 5A bis 5C ein fünftes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anhand einer schematischen Draufsicht (Figur 5A) , eines Ausschnitts in Draufsicht (Figur 5B) und eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 5C) ; die Figuren 6A bis 6C ein sechstes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anhand einer schematischen Draufsicht (Figur 6A) , eines Ausschnitts in Draufsicht (Figur 6B) und eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 6C) .
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein. Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 ist in den Figuren 1A und 1B
schematisch dargestellt. Das Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper 2 mit einer Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge weist einen aktiven Bereich 20 auf, der zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist. Die nachfolgende Figurenbeschreibung erfolgt zur
Vereinfachung für einen zur Erzeugung von Strahlung
vorgesehenen Halbleiterchip. Diese Beschreibung ist jedoch analog anwendbar auf ein zum Empfangen von Strahlung
vorgesehenes Halbleiterbauelement .
Der aktive Bereich 20 ist zwischen einer ersten
Halbleiterschicht 21 und einer zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet, sodass sich der aktive Bereich 20 in einem pn- Übergang befindet. Zur vereinfachten Darstellung ist der aktive Bereich als Grenzfläche zwischen der ersten
Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 gezeigt. Bei dem aktiven Bereich kann es sich jedoch um eine oder mehrere Schichten handeln, die zwischen der ersten
Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet sind, beispielsweise in Form einer
Mehrfachquantentopfstruktur .
Der Halbleiterkörper weist weiterhin einen Funktionsbereich 24 auf, in dem die erste Halbleiterschicht 21 mit einer ersten Anschlussschicht 31 und die zweite Halbleiterschicht 22 mit einer zweiten Anschlussschicht 32 elektrisch leitend verbunden sind. Im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterbauelements 1 werden Ladungsträger von
entgegengesetzten Seiten in den aktiven Bereich des
Funktionsbereichs 24 injiziert und rekombinieren dort unter Emission von Strahlung. Die laterale Ausdehnung des
Funktionsbereichs ist im Wesentlichen, insbesondere abgesehen von einer Stromaufweitung in lateraler Richtung in der ersten Halbleiterschicht 21, durch eine äußere Umrandung 311 der ersten Anschlussschicht 31 bestimmt. Die erste
Anschlussschicht enthält vorzugsweise Silber oder entsteht aus Silber. Silber zeichnet sich durch eine hohe
Reflektivität im sichtbaren und ultravioletten
Spektralbereich aus, so dass die erste Anschlussschicht die Funktion einer Spiegelschicht für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung erfüllen kann.
Auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht 31 ist eine Isolationsschicht 4 angeordnet. Die Isolationsschicht 4 enthält ein dielektrisches Material, beispielsweise ein Oxid, etwa Siliziumoxid oder ein Nitrid, etwa Siliziumnitrid, oder eine Schichtfolge mit zumindest zwei verschiedenen dielektrischen Materialien, beispielsweise Siliziumoxid und Siliziumnitrid. Die Isolationsschicht 4 grenzt stellenweise an die erste Halbleiterschicht 21 und stellenweise an die zweite Halbleiterschicht 22 an. Weiterhin ist die Isolationsschicht bereichsweise zwischen der ersten Anschlussschicht 31 und der zweiten Anschlussschicht 32 angeordnet, insbesondere in vertikaler Richtung gesehen.
Auf der dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Seite und an den Seitenfläche ist die erste Anschlussschicht abgesehen von den Stellen, an denen die erste Anschlussschicht 31 elektrisch leitend mit einer Verbindungsschicht 310 verbunden ist, vollständig von Material der Isolationsschicht umgeben.
Mittels der Isolationsschicht ist die erste Anschlussschicht 31 im Funktionsbereich 24 verkapselt.
In der Isolationsschicht ist eine Unterbrechung 45
ausgebildet, die einen inneren Teilbereich der
Isolationsschicht in lateraler Richtung zumindest stellenweise begrenzt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Unterbrechung als ein Trenngraben ausgebildet, der die Isolationsschicht in den inneren Teilbereich 41 und einen äußeren Teilbereich 42 unterteilt. Bei dem inneren
Teilbereich und dem äußeren Teilbereich handelt es sich um zwei voneinander in lateraler Richtung beabstandete
Teilbereiche, wobei der äußere Teilbereich 42 den inneren Teilbereich 41 vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs des inneren Teilbereichs umläuft.
Die Unterbrechung 45 umläuft den Funktionsbereich 24 in lateraler Richtung, insbesondere entlang des gesamten
Umfangs. Im Unterschied zum Funktionsbereich 24 ist ein den Funktionsbereich 24 in lateraler Richtung umlaufender
Randbereich 26 des Halbleiterkörpers nicht zur Emission von Strahlung vorgesehen. Insbesondere ist der Randbereich 26 höchstens entweder mit der ersten Anschlussschicht 31 oder mit der zweiten Anschlussschicht 32 elektrisch leitend verbunden, nicht jedoch mit der ersten Anschlussschicht 31 und der zweiten Anschlussschicht 32.
Der Randbereich 26 kann auch einen Teil der zweiten
Halbleiterschicht 22 aufweisen. Insbesondere kann der
Randbereich einen Teil des aktiven Bereichs, einen Teil der ersten Halbleiterschicht 21 und einen Teil der zweiten
Halbleiterschicht 22 aufweisen.
In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 überlappt die Unterbrechung 45 mit dem aktiven Bereich 20. Zur besseren Veranschaulichung sind in den gezeigten Draufsichten auch Umrandungen einzelner Elemente, beispielsweise der
Unterbrechung 45, zu sehen, die in einer tatsächlichen
Draufsicht von darüber liegenden Schichten verdeckt sind. Der aktive Bereich 20 überdeckt die Unterbrechung 45
vollständig. Mit anderen Worten ist die Unterbrechung 45 in einem Bereich des Halbleiterkörpers angeordnet, in dem auch der aktive Bereich 20 vorhanden ist. Für die Ausbildung der Unterbrechung muss der aktive Bereich 20 also nicht entfernt werden .
Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 werden im Bereich der Unterbrechung keine Ladungsträger zur Erzeugung von Strahlung in den Halbleiterkörper injiziert beziehungsweise werden durch Strahlungsabsorption generierte Ladungsträger nicht aus dem Halbleiterkörper abgeführt.
In der Unterbrechung 45 grenzt eine Metallschicht 35 an die erste Halbleiterschicht 21 an. Die Metallschicht 35 befindet sich im Betrieb des Halbleiterbauelements 1 auf demselben elektrischen Potential wie die zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 vorgesehene zweite
Anschlussschicht 32.
Ein an die Metallschicht 35 angrenzender Bereich der ersten Halbleiterschicht 21 ist mittels einer Öffnung 29 von der ersten Halbleiterschicht 21 des Funktionsbereichs 24
elektrisch getrennt. Die Öffnung erstreckt sich in vertikaler Richtung zumindest durch die erste Halbleiterschicht 21 und vorzugsweise auch durch den aktiven Bereich 20 hindurch. Die Öffnung 29 kann beispielsweise nasschemisch oder
trockenchemisch, etwa durch ein Chlorplasma mit einer
Fotomaske hergestellt werden. Auf diese Weise kann einfach und zuverlässig vermieden werden, dass Ladungsträger über die Metallschicht 35 oder die zweite Anschlussschicht 32 bezogen auf die Durchlassrichtung des aktiven Bereichs 20 in Sperrrichtung in den Halbleiterkörper 2 injiziert werden. Die Öffnung 29 ist mit Material der Isolationsschicht befüllt.
Eine derartige Öffnung 29 für die laterale Unterteilung der ersten Halbleiterschicht 21 ist jedoch nicht zwingend
erforderlich. Dies wird im Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 2C näher erläutert.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Metallschicht 35 eine kleinere laterale Querausdehnung auf als die
Unterbrechung 45. In der Unterbrechung grenzt also sowohl die
Metallschicht 35 als auch die zweite Anschlussschicht 32 an die erste Halbleiterschicht 21 des Halbleiterkörpers an.
Davon abweichend kann die Metallschicht 35 jedoch auch eine größere laterale Querausdehnung aufweisen als die
Unterbrechung 45. Dies wird im Zusammenhang mit den Figuren
4A bis 4C näher erläutert.
Das Halbleiterbauelement 1 weist weiterhin einen Träger 6 auf. Der Träger dient insbesondere der mechanischen
Stabilisierung des Halbleiterkörpers 2, sodass ein
Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterkörpers 2 hierfür nicht mehr erforderlich ist und das optoelektronische Halbleiterbauelement frei von dem
Aufwachssubstrat sein kann.
Der Träger 6 weist eine erste Trägerschicht 610 und eine zweite Trägerschicht 620 auf, die mit der ersten
Anschlussschicht 31 beziehungsweise der zweiten
Anschlussschicht 32 elektrisch leitend verbunden sind. Die elektrische Kontaktierung der ersten Anschlussschicht 31 erfolgt über die Verbindungsschicht 310. Die elektrische Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 erfolgt über Ausnehmungen 25, durch welche sich die zweite Anschlussschicht 32 durch die erste Halbleiterschicht 21 und den aktiven Bereich 20 hindurch erstreckt. Die Seitenflächen der Ausnehmungen 25 sind mit der Isolationsschicht 4 bedeckt.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 weist genau einen Funktionsbereich 24 auf. Der aktive Bereich 20
erstreckt sich durchgängig über den Funktionsbereich 24. Für eine externe elektrische Kontaktierung des
Halbleiterbauelements 1 können genau ein erster Kontakt 51 für die elektrische Kontaktierung der ersten
Halbleiterschicht 21 und genau ein zweiter Kontakt 52 für die externe elektrische Kontaktierung der zweiten
Halbleiterschicht 22 vorgesehen sein.
Bei der Herstellung kann die elektrische Kontaktierung der Trägerschichten des Trägers 6 mit den zugehörigen
Anschlussschichten 31, 32 beispielsweise mittels eines
Umschmelzprozesses durch ein Lot gebildet werden.
Auf einer dem Träger 6 abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers ist weiterhin eine weitere
Isolationsschicht 7 angeordnet. Die weitere Isolationsschicht erstreckt sich insbesondere über die gesamte dem Träger 6 abgewandte Oberfläche des Halbleiterkörpers 2. Die weitere Isolationsschicht bedeckt insbesondere auch vorzugsweise vollständig die äußere Seitenfläche des Halbleiterkörpers. Die Unterbrechung 45 der Isolationsschicht 4 bildet einen
Trenngraben, wobei sich die Unterbrechung in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 unterhalb des aktiven Bereichs 20 befindet. Zur Herstellung der Unterbrechung kann die Isolationsschicht 4 beispielsweise nasschemisch, etwa mit BOE, oder trockenchemisch, etwa mit einem fluorhaltigen
Plasma, geätzt werden. Für die Metallschicht 35 eignet sich insbesondere ein
korrosionsbeständiges Metall, das in direktem Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht, beispielsweise p-leitendes
Halbleitermaterial basierend auf Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial, steht .
Auf „Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die
Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest der aktive Bereich und/oder das Aufwachssubstrat , ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlxInyGai-x-yN aufweist oder aus diesem besteht, wobei O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x+y ^ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte
Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie
zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen
Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Zur Verbesserung der Haftung zwischen der Metallschicht 35 und der ersten Halbleiterschicht 21 kann eine dünne
Haftvermittlerschicht vorgesehen sein, beispielsweise kann die Schicht Titan, Platin oder Palladium enthalten oder aus einem solchen Material bestehen. Für eine gute Haftung zu der Isolationsschicht 4 eignet sich beispielsweise Titan,
Aluminium oder Chrom, insbesondere für eine Isolationsschicht, die Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid enthält .
Die Metallschicht 35 kann insbesondere auch der verbesserten Haftung zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Anschlussschicht 32 dienen. Auf die Metallschicht 35 kann jedoch auch verzichtet werden.
Durch die umlaufende Unterbrechung der Isolationsschicht 4 in Form der Unterbrechung 45 wird ein Feuchtepfad innerhalb der Isolationsschicht 4 oder entlang einer Grenzfläche zwischen Isolationsschicht 4 und der ersten Halbleiterschicht 21 unterbunden. Zudem befindet sich die beispielsweise p- leitende erste Halbleiterschicht 21 in elektrischem Kontakt mit Material, das sich auf demselben elektrischen Potential befindet wie die zur elektrischen Kontaktierung der zweiten, beispielsweise n-leitenden, Halbleiterschicht 22 vorgesehene zweite Anschlussschicht 32. Eine Migration von Silber für den Fall einer Silber-haltigen ersten Anschlussschicht 31 kann so weitestgehend reduziert werden.
Das in den Figuren 2A bis 2C gezeigte zweite
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist der
Funktionsbereich 24 des Halbleiterkörpers 2 eine Mehrzahl von Segmenten 27 auf.
Die einzelnen Segmente 27 sind mit einer durchgängigen zweiten Anschlussschicht 32 elektrisch leitend verbunden.
Über einen jeweils einem Segment 27 zugeordneten Teilbereich der ersten Anschlussschicht 31 sind die einzelnen Segmente einzeln ansteuerbar. Hierfür können Aussparungen in der zweiten Anschlussschicht vorgesehen sein, durch die die erste Anschlussschicht hindurch elektrisch kontaktiert ist. Eine äußere Umrandung 311 in Form einer Einhüllenden der
Teilbereiche der ersten Anschlussschicht 31 ist in der Figur 2A als gestrichelte Linie dargestellt. Diese äußere Umrandung bestimmt im Wesentlichen die laterale Ausdehnung des
Funktionsbereichs. Die Unterbrechung 45 umschließt also alle Segmente des Funktionsbereichs 24. In Figur 2B ist ein Ausschnitt des Halbleiterbauelements 1 gezeigt. Die Ausnehmungen 25 zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 verlaufen zwischen den einzelnen Segmenten 27, so dass der aktive Bereich 20 innerhalb der Segmente für die elektrische Kontaktierung nicht mit der Ausnehmung durchstoßen werden muss. Davon abweichend ist aber denkbar, dass sich eine oder mehrere Ausnehmungen durch die erste Anschlussschicht 31 eines
Segments hindurch erstrecken. Beispielsweise weist der Träger Kontakte 5 und eine
Ansteuerschaltung 65, etwa mit integrierten
Schaltkreiselementen, zur individuellen Ansteuerung der einzelnen Segmente auf. Über die Kontakte 5 kann die
elektrische Kontaktierung der für den Betrieb des
Halbleiterbauelements 1 erforderliche Versorgung mit Strom beziehungsweise Spannung erfolgen. Die einzelnen Segmente werden also direkt oder indirekt über die Ansteuerschaltung über die Kontakte 5 extern versorgt. Eine Zuordnung von genau zwei Kontakten für jedes Segment ist für den Betrieb des Halbleiterbauelements 1 nicht erforderlich.
Die Ansteuerschaltung 65 kann in den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen ebenfalls vorhanden sein und ist lediglich zur vereinfachten Darstellung in den entsprechenden Figuren nicht explizit gezeigt. Ein derartiges
optoelektronisches Halbleiterbauelement eignet sich
beispielsweise für eine Anzeigevorrichtung oder für einen adaptiven Frontscheinwerfer mit einzeln ansteuerbaren
Segmenten .
Weiterhin weist das Halbleiterbauelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel keine Öffnung 29 auf, die die erste
Halbleiterschicht 21 durchtrennt. In diesem Fall ist die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Anschlussschicht 32 und der ersten Halbleiterschicht 21 in der Unterbrechung 45 derart ausgebildet, dass im Betrieb des
Halbleiterbauelements kein wesentlicher Stromfluss in die erste Halbleiterschicht 21 im Bereich der Unterbrechung 45 erfolgt. Beispielsweise kann zwischen der ersten
Halbleiterschicht 21 und der zweiten Anschlussschicht 32 eine Schottky-Diode ausgebildet sein, deren Durchlassrichtung bezogen auf die Durchlassrichtung des aktiven Bereichs antiparallel ist. Auch andere Ausgestaltungen zur Erhöhung des Übergangswiderstandes können Anwendung finden.
Alternativ oder ergänzend kann eine lokale Schädigung der ersten Halbleiterschicht 21 im Bereich der Unterbrechung erfolgen. Dies wird im Zusammenhang mit den Figuren 6A bis 6C näher erläutert.
Das in den Figuren 3A bis 3C dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den
Figuren 2A bis 2C beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im
Unterschied hierzu weist das Halbleiterbauelement 1 eine Öffnung 29 auf, die wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ausgebildet ist. Durch diese Öffnung 29 wird im Vergleich zu dem im Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 2C beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel eine
potentielle Kleinstromschwäche behoben. Das in den Figuren 4A bis 4C gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den
Figuren 3A bis 3C beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist das optoelektronische
Halbleiterbauelement 1 wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben eine Metallschicht 35 auf, die in der
Unterbrechung 45 an die erste Halbleiterschicht 21 angrenzt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausdehnung der Metallschicht 35 in lateraler Richtung quer zu einer
Haupterstreckungsrichtung der Unterbrechung größer als die entsprechende laterale Ausdehnung der Unterbrechung 45. Die zweite Anschlussschicht 32 grenzt an keiner Stelle an die erste Halbleiterschicht 21 unmittelbar an. Die zweite
Anschlussschicht ist somit bezüglich des Materials unabhängig von einem möglichen Kontaktwiderstand zur ersten
Halbleiterschicht 21 wählbar. Die Kontakteigenschaften zur ersten Halbleiterschicht 21 sind in diesem
Ausführungsbeispiel unabhängig von der zweiten
Anschlussschicht 32 über die Metallschicht 35 einstellbar. Weiterhin bedeckt die Isolationsschicht 4 bereichsweise die Metallschicht, insbesondere sowohl der innere Teilbereich 41 als auch der äußere Teilbereich 42.
Das in den Figuren 5A bis 5C beschriebene Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den
Figuren 4A bis 4C beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist die Metallschicht 35 in lateraler Richtung quer zur Haupterstreckungsrichtung der Unterbrechung 45 eine kleinere laterale Ausdehnung auf. In der Unterbrechung 45 grenzt somit sowohl die Metallschicht 35 als auch die zweite Anschlussschicht 32 unmittelbar an die erste Halbleiterschicht 21 an.
Das in den Figuren 6A bis 6C gezeigte dritte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 2C beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist die erste
Halbleiterschicht 21 nicht durch eine Öffnung 29 unterteilt. Zur Vermeidung einer Ladungsträgerinjektion über die zweite Anschlussschicht 32 in die erste Halbleiterschicht 21 ist in der ersten Halbleiterschicht 21 in einem mit der
Metallschicht 35 überlappenden Bereich ein Teilbereich 23 ausgebildet, in dem der Halbleiterkörper, insbesondere die erste Halbleiterschicht 21, gezielt geschädigt ist.
Beispielsweise kann die Schädigung einer p-leitenden auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierenden ersten
Halbleiterschicht 21 durch ein Wasserstoffplasma vor der Abscheidung der Metallschicht 35 oder durch eine gezielt schädigend wirkende Sputter-Abscheidung der Metallschicht 35 erfolgen. In dem geschädigten Teilbereich 23 ist die
Leitfähigkeit so gering, dass keine signifikante
Ladungsträgerinjektion über die erste Halbleiterschicht 21 in den aktiven Bereich 20 oberhalb der Unterbrechung 45 erfolgt.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 111 113.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Bezugs zeichenliste
1 Halbleiterbauelement
2 Halbleiterkörper
20 aktiver Bereich
21 erste Halbleiterschicht
22 zweite Halbleiterschicht
23 Teilbereich
24 Funktionsbereich
25 Ausnehmung
26 Randbereich
27 Segment
29 Öffnung
31 erste Anschlussschicht
310 VerbindungsSchicht
311 äußere Umrandung der ersten Anschlussschicht
32 zweite Anschlussschicht
35 Metallschicht
4 IsolationsSchicht
41 innerer Teilbereich
42 äußerer Teilbereich
45 Unterbrechung
5 Kontakt
51 erster Kontakt
52 zweiter Kontakt
6 Träger
610 erste Trägerschicht
620 zweite Trägerschicht
65 AnsteuerSchaltung
7 weitere Isolationsschicht

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) mit einem Halbleiterkörper (2), wobei
- der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Halbleiterschicht (21), einer zweiten
Halbleiterschicht (22) und einem zwischen der ersten
Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht
angeordneten, zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist;
der Halbleiterkörper einen Funktionsbereich (24)
aufweist, in dem die erste Halbleiterschicht mit einer ersten Anschlussschicht und die zweite Halbleiterschicht mit einer zweiten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden sind; - auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der ersten Anschlussschicht eine Isolationsschicht (4) angeordnet ist ;
in der Isolationsschicht eine Unterbrechung (45)
ausgebildet ist, die einen inneren Teilbereich (41) der
Isolationsschicht in lateraler Richtung zumindest
stellenweise begrenzt;
die Unterbrechung den Funktionsbereich in lateraler Richtung umläuft; und
die Unterbrechung in Draufsicht auf das
Halbleiterbauelement mit dem aktiven Bereich überlappt.
2. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements im Bereich der Unterbrechung keine Ladungsträger zur
Erzeugung von Strahlung in den Halbleiterkörper injiziert beziehungsweise werden durch Strahlungsabsorption generierte Ladungsträger nicht aus dem Halbleiterkörper abgeführt.
3. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Isolationsschicht stellenweise an den
Halbleiterkörper angrenzt.
4. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Unterbrechung als ein Trenngraben ausgebildet ist, der die Isolationsschicht in zumindest zwei voneinander getrennte Teilbereiche (41, 42) unterteilt.
5. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Halbleiterkörper einen Randbereich (26) aufweist und wobei der innere Teilbereich (41) in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement vom Randbereich beabstandet ist.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei in der Unterbrechung eine Metallschicht (35) an die erste Halbleiterschicht angrenzt, wobei sich die
Metallschicht im Betrieb des Halbleiterbauelements auf demselben Potential befindet wie die zweite Anschlussschicht.
7. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei die Metallschicht eine zusätzliche Metallschicht zur zweiten Anschlussschicht ist und eine größere laterale
Querausdehnung aufweist als die Unterbrechung.
8. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Metallschicht eine zusätzliche Metallschicht zur zweiten Anschlussschicht ist und eine kleinere laterale
Querausdehnung aufweist als die Unterbrechung.
9. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
wobei die Metallschicht durch die zweite Anschlussschicht gebildet ist.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
wobei ein Übergangswiderstand zwischen der Metallschicht und der ersten Halbleiterschicht so hoch ist, dass im Betrieb des Halbleiterbauelements kein oder zumindest kein wesentlicher Stromfluss zwischen der Metallschicht und der ersten
Halbleiterschicht erfolgt.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
wobei ein an die Metallschicht angrenzender Bereich des
Halbleiterkörpers ein Teilbereich (23) ist, in dem der
Halbleiterkörper gezielt geschädigt ist.
12. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Halbleiterkörper eine Öffnung (29) aufweist, die sich in vertikaler Richtung durch die erste Halbleiterschicht hindurch erstreckt und die sich in lateraler Richtung
zwischen der Unterbrechung und dem Funktionsbereich befindet.
13. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, wobei die Öffnung vollständig mit Material der
Isolationsschicht befüllt ist.
14. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Funktionsbereich eine Mehrzahl von einzeln
ansteuerbaren Segmenten (27) aufweist.
15. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, wobei die zweite Anschlussschicht einen gemeinsamen Anschluss für die Segmente bildet.
16. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 14 oder 15,
wobei der Halbleiterkörper auf einem Träger (6) angeordnet ist, in den eine Ansteuerschaltung (65) für die Segmente integriert ist.
17. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
wobei sich der aktive Bereich durchgängig über den gesamten Funktionsbereich erstreckt.
PCT/EP2017/063033 2016-06-17 2017-05-30 Optoelektronisches halbleiterbauelement WO2017215910A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/307,054 US10566500B2 (en) 2016-06-17 2017-05-30 Optoelectronic semiconductor component
DE112017002987.2T DE112017002987A5 (de) 2016-06-17 2017-05-30 Optoelektronisches halbleiterbauelement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016111113.9A DE102016111113A1 (de) 2016-06-17 2016-06-17 Optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102016111113.9 2016-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017215910A1 true WO2017215910A1 (de) 2017-12-21

Family

ID=59067633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/063033 WO2017215910A1 (de) 2016-06-17 2017-05-30 Optoelektronisches halbleiterbauelement

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10566500B2 (de)
DE (2) DE102016111113A1 (de)
WO (1) WO2017215910A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022525959A (ja) * 2019-03-19 2022-05-20 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 絶縁層を備えるオプトエレクトロニクス半導体構成素子、およびオプトエレクトロニクス半導体構成素子を製造するための方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11355549B2 (en) 2017-12-29 2022-06-07 Lumileds Llc High density interconnect for segmented LEDs
DE102018117018A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer silberhaltigen stromaufweitungsstruktur und optoelektronische vorrichtung
JP6909983B2 (ja) * 2018-11-29 2021-07-28 日亜化学工業株式会社 発光素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110266579A1 (en) * 2009-06-15 2011-11-03 Hideo Nagai Semiconductor light-emitting device, light-emitting module, and illumination device
WO2013092304A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung
US20130341634A1 (en) * 2007-11-14 2013-12-26 Cree, Inc. Light emitting diode dielectric mirror
US20150179873A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Palo Alto Research Center Incorporated Small-sized light-emitting diode chiplets and method of fabrication thereof
US20160149086A1 (en) * 2014-11-25 2016-05-26 Jae In SIM Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus having the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008011848A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102010024079A1 (de) 2010-06-17 2011-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
DE102010025320B4 (de) * 2010-06-28 2021-11-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010045784B4 (de) 2010-09-17 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
TWI479694B (zh) * 2012-01-11 2015-04-01 Formosa Epitaxy Inc Light emitting diode wafers
DE102012217533A1 (de) 2012-09-27 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102015116983A1 (de) 2015-10-06 2017-04-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130341634A1 (en) * 2007-11-14 2013-12-26 Cree, Inc. Light emitting diode dielectric mirror
US20110266579A1 (en) * 2009-06-15 2011-11-03 Hideo Nagai Semiconductor light-emitting device, light-emitting module, and illumination device
WO2013092304A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung
US20150179873A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Palo Alto Research Center Incorporated Small-sized light-emitting diode chiplets and method of fabrication thereof
US20160149086A1 (en) * 2014-11-25 2016-05-26 Jae In SIM Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus having the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022525959A (ja) * 2019-03-19 2022-05-20 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 絶縁層を備えるオプトエレクトロニクス半導体構成素子、およびオプトエレクトロニクス半導体構成素子を製造するための方法
JP7254960B2 (ja) 2019-03-19 2023-04-10 エイエムエス-オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー 絶縁層を備えるオプトエレクトロニクス半導体構成素子、およびオプトエレクトロニクス半導体構成素子を製造するための方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190140143A1 (en) 2019-05-09
DE102016111113A1 (de) 2017-12-21
DE112017002987A5 (de) 2019-02-21
US10566500B2 (en) 2020-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112017003754B4 (de) Halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung
EP2274774B1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterchip
EP2499668B9 (de) Dünnfilm-halbleiterbauelement mit schutzdiodenstruktur und verfahren zur herstellung eines dünnfilm-halbleiterbauelements
DE112018003362T5 (de) Oxid-halbleitereinheit und verfahren zur herstellung einer oxid-halbleitereinheit
DE112009005069B4 (de) Leistungshalbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer leistungshalbleitervorrichtung
WO2017215910A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement
DE102010044986A1 (de) Leuchtdiodenchip und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips
WO2018007186A1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterchip
EP2596532B1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102013114026A1 (de) Organische Leuchtdioden-Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102012108879B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip mit mehreren nebeneinander angeordneten aktiven Bereichen
DE112018002064B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Betriebsverfahren für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102010054898A1 (de) Träger für einen optoelektronischen Halbleiterchip und Halbleiterchip
DE102014209931A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2012159615A2 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
DE112015002379B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips sowie optoelektronischer Halbleiterchip
WO2014154503A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip mit einer ald-schicht verkapselt und entsprechendes verfahren zur herstellung
DE112019004179T5 (de) Oxid-halbleitereinheit und verfahren zur herstellung derselben
EP2223336A1 (de) Leuchtdiodenchip mit überspannungsschutz
DE102013110041B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und optoelektronisches Bauelement
WO2015074900A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip mit integriertem esd-schutz
DE102019215744A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102014114674A1 (de) Strahlungsemittierender Halbleiterchip
WO2015007486A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
DE102015102043A1 (de) Strahlungsemittierender Halbleiterchip

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: 17730411

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112017002987

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17730411

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1