專利名稱：半導(dǎo)體芯片和用于制造半導(dǎo)體芯片的方法
半導(dǎo)體芯片和用于制造半導(dǎo)體芯片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片以及一種用于制造半導(dǎo)體芯片的方法。
LED半導(dǎo)體芯片通常具有高的內(nèi)部量子效率。這i兌明在有源區(qū)中的 電子—空穴對的哪個部分在發(fā)射輻射的情況下以光子的形式復(fù)合。然而， 所產(chǎn)生的輻射通常并不完全從半導(dǎo)體芯片出射，而是部分地例如由于全反 射而在半導(dǎo)體芯片的邊界面上向回反射到半導(dǎo)體芯片中并且在其中被吸 收。對于從半導(dǎo)體芯片出射的可用的輻射而言，所產(chǎn)生的光子在半導(dǎo)體芯 片中由于吸收損失越多，則半導(dǎo)體芯片的耦合輸出效率越低。
本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種半導(dǎo)體芯片，其中在半導(dǎo)體芯片的工作中 耦合輸出效率升高。此外，要提出一種方法，借助該方法可以筒化地制造 具有提高的耦合輸出效率的半導(dǎo)體芯片。
這些任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片或者通過根據(jù)權(quán)利 要求14所述的用于制造半導(dǎo)體芯片的方法來解決。本發(fā)明的有利的擴展 方案和改進方案;l從屬權(quán)利要求的主題。
根據(jù)一個實施形式，半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體本體，該半導(dǎo)體本體包括 帶有設(shè)計用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)的半導(dǎo)體層序列。在半導(dǎo)體本體上設(shè)置有 反射結(jié)構(gòu)。反射結(jié)構(gòu)具有反射層以及至少局部地設(shè)置在^Jt層和半導(dǎo)體本 體之間的介電層結(jié)構(gòu)。
在半導(dǎo)體芯片的工作中在有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射可以被反射結(jié)構(gòu)向回 ^Jt到半導(dǎo)體本體中。這樣可以避免在從有源區(qū)出發(fā)來看i殳置在^^射結(jié)構(gòu) 之后的半導(dǎo)體芯片的區(qū)域中的輻射吸收。NL^，輻射可以從半導(dǎo)體芯片中 出射。由此，可以提高半導(dǎo)體芯片的耦合輸出效率。
反射層優(yōu)選包括金屬或者金屬合金。例如，^Jtt層可以包含金、銀、 鋁、銠、鉑、鈦或者鈀，或者由這種材料構(gòu)成。也可以使用具有所述金屬 中的至少之一的金屬合金。
在一個擴展變形方案中，介電層結(jié)構(gòu)恰好包括一個介電層。這種介電 層結(jié)構(gòu)的特征特別在于簡單的可制造性。
在一個可替選的擴展變形方案中，介電奉結(jié)構(gòu)具有多個介電層。借助介電層可以形成介電>!1射結(jié)構(gòu)。特別地，介電反射結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建為布M 反射器。借助這種介電^^射結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)針對有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的高 反射率。
以某個角度(在該角度中介電層結(jié)構(gòu)的反射率比較低)入射到介電層 結(jié)構(gòu)上的輻射可以穿過介電層結(jié)構(gòu)并且隨后在反射層上:R^射。特別是與 介電反射結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)選金屬的或者基于金屬合金的反射層的反射率具有 與輻射的入射角比較小的相關(guān)性。通過將介電層結(jié)構(gòu)和反射層結(jié)合，由此 可以將入射到反射結(jié)構(gòu)上的輻射的特別大的部分在該反射結(jié)構(gòu)上反射。反
射結(jié)構(gòu)對于有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的反射率可以為80%或者更高，優(yōu)選為 90%或者更高，特別優(yōu)選為95%或者更高。
介電層結(jié)構(gòu)的至少一個層優(yōu)選包含氧化物譬如Si02、氮化物譬如 Si3N4或者氮氧化物譬如SiON。
半導(dǎo)體本體可以具有側(cè)面，該側(cè)面在橫向方向上形成半導(dǎo)體的邊界、 特別是有源區(qū)的邊界。在此，橫向方向理解為如下方向其沿著半導(dǎo)體層 序列的層的主延伸方向。側(cè)面優(yōu)選垂直于或者傾斜于半導(dǎo)體層序列的層的 主延伸方向來^/f申。
在一個優(yōu)選的擴展方案中，反射結(jié)構(gòu)、特別是介電層結(jié)構(gòu)至少局部地 延伸直到半導(dǎo)體本體的形成半導(dǎo)體本體邊界的側(cè)面。特別地，>^射結(jié)構(gòu)可 以在橫向方向上在半導(dǎo)體本體的整個環(huán)周上延伸直到側(cè)面，或者必要時延 伸直到其他的分別形成半導(dǎo)體本體邊界的半導(dǎo)體本體的側(cè)面。
此夕卜，反射結(jié)構(gòu)、特別是介電層結(jié)構(gòu)可以在橫向方向上至少局部地尤 其是平坦地伸出形成半導(dǎo)體本體邊界的側(cè)面。此外優(yōu)選的是，形成半導(dǎo)體 本體的邊界的側(cè)面沒有用于介電層結(jié)構(gòu)的材料。
反射層也可以在橫向方向上至少局部地尤其是平坦地伸出形成半導(dǎo) 體邊界的側(cè)面。
在一個優(yōu)選的擴展方案中，在半導(dǎo)體本體上設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)。該接觸 結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在半導(dǎo)體本體的與介電層結(jié)構(gòu)相同的側(cè)上。接觸結(jié)構(gòu)用于半 導(dǎo)體芯片的外部電接觸。
此外優(yōu)選的是，半導(dǎo)體芯片具有另外的接觸結(jié)構(gòu)。特別地，該另外的 接觸結(jié)構(gòu)可以在有源區(qū)的背離接觸結(jié)構(gòu)的側(cè)上設(shè)置在半導(dǎo)體本體上。借助 這種接觸結(jié)構(gòu)，可以在半導(dǎo)體芯片的工作中將載流子注入到半導(dǎo)體本體 中。半導(dǎo)體芯片優(yōu)選具有在橫向方向上延伸的輻射出射面。^_射結(jié)構(gòu)、特 別是介電層結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在有源區(qū)的背離輻射出射面的側(cè)上。在有源區(qū)中 產(chǎn)生的并且朝著反射層的方向發(fā)射的輻射可以借助介電層結(jié)構(gòu)朝向輻射 出射面的方向反射，并且最后通過該輻射出射面出射。
在另一個優(yōu)選的擴展方案中，半導(dǎo)體芯片具有支承體，半導(dǎo)體本體設(shè) 置在該支承體上。于是，支承體是半導(dǎo)體芯片的一部分并且特別是用于使 半導(dǎo)體本體,穩(wěn)定。此外，支承體可以與半導(dǎo)體層序列的生長襯底不同。
因此，支承體不必滿足對生長襯底的結(jié)晶度的高要求，而是可以關(guān)于其他 物理特性、譬如高的導(dǎo)熱性或者高的機械穩(wěn)定性來進行選擇。例如，支承 體可以包含硅、碳化硅、鍺、砷化鎵、氮化鎵、磷化鎵或者其他半導(dǎo)體材 料，或者由這種材料構(gòu)成。這種支承體的導(dǎo)電性例如可以借助摻雜來提高。 也可以使用電絕緣的支承體、譬如包含氮化鋁或者藍寶石的支承體或者這 種材料構(gòu)成的支承體。支承體可以借助連接層固定在半導(dǎo)體本體上。例如， 連接層可以包含焊料或者粘合劑。
可替選地，支承體可以借助沉積在半導(dǎo)體本體上的層來形成。在此，
該層足夠厚，以便使半導(dǎo)體本體;N^穩(wěn)定。支承體例如可以借助金屬的或 者基于金屬合金的層來形成。
支承體優(yōu)選設(shè)置在半導(dǎo)體本體的背離輻射出射面的側(cè)上。此外，反射 結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在支承體和半導(dǎo)體本體之間。在有源區(qū)中產(chǎn)生的并且朝向支 承體的方向發(fā)射的輻射于是可以在反射結(jié)構(gòu)上朝向輻射出射面的方向反 射并且最后通過該輻射出射面來出射。
在一個優(yōu)選的改進方案中，支承體在半導(dǎo)體芯片的俯視圖中至少局部 地伸出半導(dǎo)體本體。在這種情況中，反射結(jié)構(gòu)、特別是介電層結(jié)構(gòu)可以伸 出半導(dǎo)體本體的側(cè)面直到支承體的形成該支承體邊界的側(cè)面。>^射結(jié)構(gòu)、 特別是介電層結(jié)構(gòu)于是可以與支承體平行地延伸超出半導(dǎo)體芯片的側(cè)面。
反射。于是可以特別有效地減少在有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射在支承體中的吸 收。
在一個優(yōu)選的擴展方案中，接觸結(jié)構(gòu)借助反射層來形成。反射層于是
可以用于半導(dǎo)體本體的電接觸以及介電層結(jié)構(gòu)的鏡面化(Verspiegelung )。 在此，反射層可以完全地或者僅僅局部地在半導(dǎo)體本體的優(yōu)選朝向支承體 的表面上延伸。在一個優(yōu)選的改進方案中，介電層結(jié)構(gòu)具有凹處。接觸結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建 在介電層結(jié)構(gòu)的至少一個凹處中。在很大程度上，介電層結(jié)構(gòu)可以借助該 凹處劃分為至少兩個獨立的部分區(qū)域。于是，凹處可以構(gòu)建在獨立的部分 區(qū)域之間。例如，介電層結(jié)構(gòu)可以具有內(nèi)部的部分區(qū)域和外部的部分區(qū)域， 其中外部的部分區(qū)域可以在橫向方向上完全包圍內(nèi)部的部分區(qū)域。在這種 情況中，外部的部分區(qū)域可以框架狀地構(gòu)建。
在另一優(yōu)選的擴展方案中，介電層結(jié)構(gòu)和接觸結(jié)構(gòu)至少局部地并排設(shè) 置。在半導(dǎo)體芯片的工作中，載流子在半導(dǎo)體本體的與接觸結(jié)構(gòu)鄰接的區(qū) 域中被注入到半導(dǎo)體本體中。而在與介電層結(jié)構(gòu)鄰接的半導(dǎo)體本體的部位 上沒有注入載流子。借助介電層結(jié)構(gòu)于是可以在橫向方向上限定半導(dǎo)體本 體的表面的至少一個區(qū)域，在半導(dǎo)體芯片的工作中沒有載流子通過該區(qū)域 注入到半導(dǎo)體本體中。
例如，介電層結(jié)構(gòu)、特別是介電層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的部分區(qū)域可以在半導(dǎo) 體芯片的俯視圖中與輻射出射面的例如通過另外的接觸結(jié)構(gòu)遮蔽的區(qū)域 交迭。該另外的接觸結(jié)構(gòu)和介電層結(jié)構(gòu)于是可以在半導(dǎo)體芯片的俯視圖中 交迭。介電層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的部分區(qū)域在此可以在其橫向造型中與該另外的 接觸結(jié)構(gòu)的形狀匹配。這樣可以減少在該另外的接觸結(jié)構(gòu)之下產(chǎn)生的并且 被該另外的接觸結(jié)構(gòu)吸收的輻射的部分。
此夕卜，介電層結(jié)構(gòu)可以在橫向方向上譬如通過框架狀地構(gòu)建介電層結(jié) 構(gòu)或者介電層結(jié)構(gòu)的外部的部分區(qū)域被構(gòu)建為使得減少在半導(dǎo)體本體的 邊緣區(qū)域中、即在半導(dǎo)體本體的側(cè)面附近的載流子注入。通過這種方式， 可以減少載流子在半導(dǎo)體本體中的不發(fā)射輻射的復(fù)合。
在另 一優(yōu)選的擴展方案中，在反射層和半導(dǎo)體本體之間連續(xù)地設(shè)置有 介電層結(jié)構(gòu)。
此外優(yōu)選的是，反射層具有凹處，其中反射層的凹處與介電層結(jié)構(gòu)的 凹處交迭。在這種情況中，接觸結(jié)構(gòu)和>^射層可以彼此間隔地構(gòu)建。
接觸結(jié)構(gòu)和/或另外的接觸結(jié)構(gòu)可以多層地構(gòu)建。特別地，接觸結(jié)構(gòu)
或者另外的接觸結(jié)構(gòu)的至少一層可以包含TCO材料(透明導(dǎo)電氧化物， 縮寫為"TCO")。優(yōu)選的是，包含TCO材料的層與半導(dǎo)體本體鄰接。
TCO材料是透明的導(dǎo)電材料，通常是金屬氧化物，例如氧化鋅、氧 化錫、氧化鎘、氧化鈦、氧化銦或者銦錫氧化物(ITO)。除了二元的金 屬氧化合物例如ZnO、 Sn02或者111203之外，三元的金屬氧化合物例如Zn2Sn04、 CdSn03、 ZnSn03、 Mgln204、 Galn03、乙112111205或者In4Sn3012 或者不同的透明導(dǎo)電氧化物的混合物屬于TCO族。此外，TCO并不一定 對應(yīng)于化學(xué)計量學(xué)上的組成。TCO也可以是p摻雜或者n摻雜的。
此外，接觸結(jié)構(gòu)可以具有反射器層。反射器層優(yōu)選比反射層更接近半 導(dǎo)體本體地^L置。>^射器層可以與半導(dǎo)體本體鄰接。可替選地，接觸結(jié)構(gòu) 的包含TCO材料的層可以設(shè)置在反射器層和半導(dǎo)體本體之間。
相應(yīng)地，另外的接觸結(jié)構(gòu)可以具有另外的庶—射器層。該另外的反射器 層優(yōu)選設(shè)置在半導(dǎo)體本體和該另外的接觸結(jié)構(gòu)的連接層之間。連接層設(shè)計 用于半導(dǎo)體芯片的例如借助掩^線的外部電接觸。
在反射器層或者在另外的反射器層上可以將半導(dǎo)體芯片的有源區(qū)中 產(chǎn)生的輻射向回反射到半導(dǎo)體本體中。這樣，可以避免或者至少減少在從 有源區(qū)出發(fā)來看設(shè)置在反射器層或者另外的反射器層之后設(shè)置的接觸結(jié) 構(gòu)或者另外的接觸結(jié)構(gòu)的層中的輻射吸收。
特別地，>^射器層和/或另外的^^射器層可以包^^金屬或者金屬合金。 例如，金、銀、鋁、銠、鉑、鈦、鈀或者具有這些材料中的至少之一的合 金是合適的。
特別對于>^射器層或者另外的^Jt器層與半導(dǎo)體本體鄰接的情況，反 射器層或者另外的反射器層優(yōu)選除了對于有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的高反射 率之外也具有至半導(dǎo)體本體的良好的電接觸特性。
如果反射器層或者另外的反射器層與半導(dǎo)體本體間隔，則>^射器層或 者另外的反射器層可以像反射層那樣主要考慮到針對有源區(qū)中產(chǎn)生的輻 射的盡可能高的反射率來構(gòu)建。
在反射器層的背離半導(dǎo)體本體的側(cè)上可以構(gòu)建反射層。在此，反射層 可以完全地或者但^僅局部地在^^射器層上延伸。
在一個優(yōu)選的擴展方案中，半導(dǎo)體本體具有優(yōu)選與接觸結(jié)構(gòu)或者與另 外的接觸結(jié)構(gòu)鄰接的隧道接觸層。該暖道接觸層優(yōu)選被強烈地p導(dǎo)電或者 強烈地ii導(dǎo)電摻雜。此外，隧道接觸層具有與另外的設(shè)置在有源區(qū)和接觸 結(jié)構(gòu)或者另外的接觸結(jié)構(gòu)之間的半導(dǎo)體層不同的導(dǎo)電類型。借助隧道接觸 層，可以在半導(dǎo)體芯片的工作中簡化地將載流子注入到半導(dǎo)體本體中。
在另一優(yōu)選的擴展方案中，半導(dǎo)體本體的其上設(shè)置有另外的接觸結(jié)構(gòu) 的表面在垂直方向與另外的接觸結(jié)構(gòu)鄰接的區(qū)域中是平坦的。在該區(qū)域 中，半導(dǎo)體本體的表面優(yōu)選被平滑。表面的該區(qū)域的粗糙度越小，則該接
9觸結(jié)構(gòu)的反射率可以越高。
此外優(yōu)選的是，該表面在橫向與平坦區(qū)域鄰接的另 一 區(qū)域中具有結(jié)構(gòu) 化部。該結(jié)構(gòu)化部設(shè)計用于提高在有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射從半導(dǎo)體本體耦合 輸出的效率。該結(jié)構(gòu)化部可以規(guī)則地或者不規(guī)則地構(gòu)建。
不規(guī)則的結(jié)構(gòu)化部例如可以借助將表面粗化來制造?？商孢x地，該結(jié)
構(gòu)化部可以規(guī)則地、例如以微棱鏡的形式或者以光柵(photonischen Gitter)的形式來構(gòu)建。在光柵的情況下，在其中構(gòu)建有光柵的材料中， 橫向結(jié)構(gòu)化部的周期長度、即橫向結(jié)構(gòu)化部根據(jù)其而周期重復(fù)的長度在有 源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的波長范圍中，譬如在該波長的0.1倍到10倍之間。
在另一優(yōu)選的擴展方案中，用于半導(dǎo)體層序列的生長襯底至少被局部 地去除或者至少局部地薄化。這種半導(dǎo)體芯片也稱為薄膜半導(dǎo)體芯片。
產(chǎn)生輻射的薄膜半導(dǎo)體芯片的特色尤其可以在于以下特征
-在產(chǎn)生輻射的外延層序列的朝向支承元件的第 一主面上施加或者構(gòu)建 有反射性層，該反射性層至少將外延層序列中產(chǎn)生的電磁輻射的一部分向 回反射到該外延層序列中；
-外延層序列具有20nm或者更小的范圍中、特別是10nm的范圍中的厚 度；和/或
-外延層序列包含至少一個如下的半導(dǎo)體層該半導(dǎo)體層帶有至少一個具 有混勻結(jié)構(gòu)的面，該混勻結(jié)構(gòu)在理想情況下導(dǎo)致光在外延的外延層序列中 的近似各態(tài)歷經(jīng)的分布，即其具有盡可能各態(tài)歷經(jīng)的隨機散射特性。
薄MiL光二極管芯片的基本原理例如在I. Schnitzer等人所著的Appl. Phys. Lett. 63 (16) (1993年10月18日)第2174 - 2176頁進行了描述， 其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本申請中。
薄膜發(fā)光二極管芯片良好近似于朗伯表面輻射器(Lambert，scher Oberflaechenstrahler)并且因此特別良好地適于應(yīng)用在前燈中。
半導(dǎo)體芯片優(yōu)選設(shè)計用于產(chǎn)生主要非相干的輻射。例如，半導(dǎo)體芯片 可以實施為LED芯片或者主要實施為RCLED芯片(諧振腔發(fā)光4管 芯片)。在RCLED的情況下，有源區(qū)設(shè)置在腔內(nèi)?？商孢x地，半導(dǎo)體芯 片可以設(shè)計用 產(chǎn)生相干輻射。在這種情況中，半導(dǎo)體芯片可以實施為激 光半導(dǎo)體芯片，特別是實施為帶有內(nèi)部諧振器的表面發(fā)射的激光半導(dǎo)體芯 片.(垂直腔面發(fā)射激光器，VCSEL)或者實施為用于借助外部諧振器來工作的表面發(fā)射的半導(dǎo)體芯片(垂直外腔面發(fā)射激光器VECSEL )。
半導(dǎo)體本體、特別是有源區(qū)優(yōu)選包含ni-v半導(dǎo)體材料。ni-v半導(dǎo)
體材料特別適于在紫外范圍中(InxGayAlh-yN )經(jīng)過可見光譜范圍(InxGayAl^yN,特別是針對藍色至綠色輻射，或者Ii^GayAl^yP,特別是針對黃色至紅色輻射)直到紅外光譜范圍(InxGayAl^yAs )產(chǎn)生輻射。在此分別適用0Sx《1， 0《y《l并且x+y《1，優(yōu)選有x#0， y*0， x-l和/或y * 1。借助特別是來自所提及的材料系的ni-v半導(dǎo)體材料，此外可以在產(chǎn)生輻射時有利地實現(xiàn)高的內(nèi)部量子效率。
根據(jù)一個實施形式，在分別借助半導(dǎo)體本體來制造半導(dǎo)體芯片的方法中(該半導(dǎo)體本體包括帶有設(shè)計用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)的半導(dǎo)體層序列)，首先提供帶有有源區(qū)的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在該制造方法期間。帶有半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體本體由半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)產(chǎn)生。
在預(yù)制的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上構(gòu)建有反射結(jié)構(gòu)，其中該反射結(jié)構(gòu)包括介電層結(jié)構(gòu)和>^射層。由半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)建帶有半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體本體。該半導(dǎo)體芯片4皮制成。
通過這種方式，可以簡化地制造包括反射結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片。
優(yōu)選的是，在構(gòu)建>^射結(jié)構(gòu)之后從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)建半導(dǎo)體本體。
優(yōu)選在用于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的生長襯底上提供半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。在此，半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的半導(dǎo)體層優(yōu)選外延地、特別是借助MBE或者MOVPE來沉積到生長襯底上。
在一個優(yōu)選的擴展方案中，半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特別是在從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)建半導(dǎo)體本體之前固定在支承體上。該支承體特別是用于使半導(dǎo)體本體^穩(wěn)定。于是，生長襯底對于保持相同的良好的;Wfe穩(wěn)定不再是必需的?？商孢x地，支承體可以沉積在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上。這例如可以電鍍地或者借助其他沉積方法、譬如借助氣相淀積或者濺射(Aufsputtern)來進4亍。
在一個優(yōu)選的改進方案中，用于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的生長襯底至少局部地被去除或者至少局部地被薄化。這例如可以借助機械工藝、譬如借助磨削、平滑或者拋光來進行。也可以使用化學(xué)工藝、特別是刻蝕工藝。為了去除生長襯底，可替選地或者附加地可以4吏用激光剝離方法。生長襯底優(yōu)選在設(shè)置襯底之后被去除或者薄化。在另一優(yōu)選的擴展方案中，在半導(dǎo)體本體上構(gòu)建接觸結(jié)構(gòu)。此外，可 以構(gòu)建另外的接觸結(jié)構(gòu)。接觸結(jié)構(gòu)以及必要時另外的接觸結(jié)構(gòu)可以單層地 或者多層地構(gòu)建。接觸結(jié)構(gòu)的層或者多個層例如可以借助氣相淀積或者'濺 射來沉積。
在一個優(yōu)選的改進方案中，半導(dǎo)體本體的表面至少局部地被平滑，其 中接觸結(jié)構(gòu)和/或另外的接觸結(jié)構(gòu)隨后構(gòu)建在表面的被平滑的區(qū)域上。接 觸結(jié)構(gòu)或者另外的接觸，構(gòu)的反，率于是可以被，高。入射'到接觸結(jié)構(gòu)或
并且隨后從該半導(dǎo)體本體出射。
半導(dǎo)體本體的平滑優(yōu)選以機械方式、特別是借助磨削、研磨或者拋光 來進4亍?？商孢x地或者補充地，平滑也可以以化學(xué)方式、例如以濕化學(xué)工 藝或者干化學(xué)工藝進行。
在另一優(yōu)選的擴展方案中，半導(dǎo)體本體的表面設(shè)置有結(jié)構(gòu)化部。表面 的其上構(gòu)建有接觸結(jié)構(gòu)或者另外的接觸結(jié)構(gòu)的區(qū)域在結(jié)構(gòu)化的情況下優(yōu) 選被空出。結(jié)構(gòu)化部設(shè)計用于提高半導(dǎo)體芯片的耦合輸出效率。結(jié)構(gòu)化可 以在從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中構(gòu)建半導(dǎo)體本體之前或者之后進行。例如，結(jié) 構(gòu)化部可以借助表面的M粗化來制造。特別B則的結(jié)構(gòu)化部、譬如微 棱鏡形式或者光子晶體形式的結(jié)構(gòu)化部例如可以以化學(xué)方式、特別^1借助 濕化學(xué)或者干化學(xué)刻蝕來制造。
所描述的用于制造半導(dǎo)體芯片的方法特別適于制造上面描述的半導(dǎo) 體芯片。因此，結(jié)合半導(dǎo)體芯片所描述的特征也可以用于方法，反之亦然。
本發(fā)明的其他特征、有利的擴展方案和合乎目的性從以下結(jié)合附圖對 實施例的描述中得到。
其中


圖1A和1B在圖1A的示意性截面圖和圖1B的示意性俯視圖中示出 了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第 一實施例，
圖2在示意性截面圖中示出了才艮據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第二實施
例，
圖3在示意性截面圖中示出了^L據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第三實施
例，
圖4在示意性截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第四實施例，
圖5在示意性截面圖中示出了才艮據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的笫五實施
例，
圖6在示意性截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第六實施
例，
圖7A至7D借助在截面圖中示意性地示出的中間步驟示出了才艮據(jù)本 發(fā)明的方法的一個實施例。
相同的、類似的和作用相同的要素在附圖中設(shè)置有相同的附圖標記。
附圖分別是示意性的視圖，并且因此并不一定是M比例的。而為了 清楚起見，比較小的元件和特別是層厚可以被夸大地示出。
在圖1A中在沿著關(guān)聯(lián)的俯視圖(圖1B)中所示的切割線A-A的示 意性截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第一實施例。
半導(dǎo)體芯片l具有半導(dǎo)體層序列，其形成半導(dǎo)體本體2。半導(dǎo)體層序 列優(yōu)選外延地、譬如借助MOVPE或者MBE沉積在生長襯底上。半導(dǎo)體 本體2的半導(dǎo)體層序列包括有源區(qū)25。有源區(qū)設(shè)置在半導(dǎo)體層序列的p 導(dǎo)電層21和n導(dǎo)電層22之間。在半導(dǎo)體本體上構(gòu)建有反射結(jié)構(gòu)3，該結(jié) 構(gòu)具有>^射層4和介電層結(jié)構(gòu)5。p導(dǎo)電層21示例性地構(gòu)建在有源區(qū)的朝 向^Jt結(jié)構(gòu)的側(cè)上。相應(yīng)地，11導(dǎo)電層21構(gòu)建在有源區(qū)25的背離>^射結(jié) 構(gòu)3的側(cè)上。與此不同，其中將n導(dǎo)電層和p導(dǎo)電層交換的設(shè)置也是可能 的。
半導(dǎo)體芯片1包括支承體7，在其上設(shè)置有半導(dǎo)體本體2。支承體特 別是不同于半導(dǎo)體本體2的半導(dǎo)體層序列的生長襯底。因此，該支承體不 必滿足對生長襯底、特別是關(guān)于晶體純度方面的高要求。更確切地說，支 承體可以根據(jù)其他的物理特性、譬如關(guān)于高的M穩(wěn)定性或者高的導(dǎo)熱能 力方面來進行選擇。半導(dǎo)體本體2例如可以借助連接層來固定在支承體上 (未明確示出)。連接層例如可以包含焊料或者優(yōu)選導(dǎo)電的粘合劑。支承 體例如可以包含半導(dǎo)體譬如硅、碳化硅、砷化鎵、氮化鎵或者鍺，或者由 這種材料構(gòu)成。支承體可以導(dǎo)電地實施。在這種情況中，半導(dǎo)體芯片的外 部接觸可以通過支承體材料來進行。也可以使用電絕緣的支承體、譬如包 含藍寶石或者A1N的支承體或者由其構(gòu)成的支承體。
替代將半導(dǎo)體本體2固定在預(yù)制的支承體本體上，支承體7可以沉積 在半導(dǎo)體本體2上。在此，支承體優(yōu)'選足夠厚地沉積，以便使半導(dǎo)體本體2與半導(dǎo)體層序列機械地穩(wěn)定。在這種情況中，可以省去半導(dǎo)體本體2和 支承體7之間的連接層。這種在帶有半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體本體2上構(gòu)建 的支承體例如可以借助電鍍、濺射或者氣相淀積來制造。
在半導(dǎo)體芯片1的俯視圖中，支承體7具有比半導(dǎo)體本體2更大的橫 向延伸。半導(dǎo)體本體2于是僅僅局部地覆蓋支承體。
介電層結(jié)構(gòu)5優(yōu)選包含氧化物譬如Si02、氮化物譬如Si3N4或者氮氧 化物譬如SiON。
反射結(jié)構(gòu)3設(shè)置在支承體7和帶有半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體本體2之 間。介電層結(jié)構(gòu)5和反射層4由此設(shè)置在半導(dǎo)體本體2的朝向支承體7 的側(cè)上。半導(dǎo)體芯片的輻射出射面IO構(gòu)建在半導(dǎo)體本體的與支承體對置 的側(cè)上。介電層結(jié)構(gòu)至少設(shè)置在半導(dǎo)體本體2和反射層4之間的區(qū)域中。
此外，在半導(dǎo)體本體2和支承體7之間設(shè)置了接觸結(jié)構(gòu)6。接觸結(jié)構(gòu) 6和介電層結(jié)構(gòu)5并排設(shè)置。介電層結(jié)構(gòu)具有凹處55，接觸結(jié)構(gòu)6構(gòu)建在 該凹處中。接觸結(jié)構(gòu)6延伸穿過凹處55。
介電層結(jié)構(gòu)5具有內(nèi)部的部分區(qū)域5A和外部的部分區(qū)域5B。外部 的部分區(qū)域在橫向方向上包圍內(nèi)部的部分區(qū)域，其中內(nèi)部的部分區(qū)域和外 部的部分區(qū)域借助凹處55彼此分離。凹處于是在內(nèi)部的部分區(qū)域和外部 的部分區(qū)域之間延伸。外部的部分區(qū)域5B框架狀地構(gòu)建，并且在半導(dǎo)體 芯片的俯視圖中沿著半導(dǎo)體本體2的橫向的邊界延伸。借助介電層結(jié)構(gòu)5 的外部的部分區(qū)域5B，在半導(dǎo)體芯片1的工作中減小了在半導(dǎo)體本體的 橫向邊界附近的載流子注入。于是可以減小在邊緣上、例如在側(cè)面26上 的栽流子的不發(fā)射輻射的復(fù)合。通過這種方式，總體上可以提高由半導(dǎo)體 芯片1出射的輻射功率。
接觸結(jié)構(gòu)6借助反射層4和反射器層61來形成。反射器層61構(gòu)建在 反射層的朝向半導(dǎo)體本體的側(cè)上。反射器層于是比反射層更接近半導(dǎo)體本 體2。此外，^Jt器層與半導(dǎo)體本體鄰接。在有源區(qū)25中產(chǎn)生的輻射可 以在該^^射器層上向回應(yīng)Jt到半導(dǎo)體本體中，并且隨后特別是通過輻射出 射面IO從半導(dǎo)體芯片1出射。此外，朝向支承體7的方向發(fā)射的輻射、 特別是在半導(dǎo)體本體2的邊緣區(qū)域中的輻射可以*1射結(jié)構(gòu)4、特別是被 反射層3反射。于是可以避免或者至少強烈地減小輻射在支承體中的吸 收。
在半導(dǎo)體本體2的背離支承體7的側(cè)上構(gòu)建有另外的接觸結(jié)構(gòu)65。該另外的接觸結(jié)構(gòu)包括另外的反射器層66和連接層67。另外的《、射器層 設(shè)置在連接層67和半導(dǎo)體本體2之間。借助另外的反射器層66，可以預(yù) 防輻射在連接層67中的吸收。另外的接觸結(jié)構(gòu)65、特別是連接層67設(shè) 計用于半導(dǎo)體芯片的外部的電接觸，例如借助掩^線來進行。連接層優(yōu)選 包含金屬或者金屬合金，特別優(yōu)選為金。
在半導(dǎo)體芯片的俯視圖中，另外的接觸結(jié)構(gòu)65和介電層結(jié)構(gòu)5的內(nèi) 部的部分區(qū)域5A彼此覆蓋，特別是相互覆蓋。在橫向造型方面，于是介 電層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的部分區(qū)域與另外的接觸結(jié)構(gòu)65的部分區(qū)域匹配。借助 介電層結(jié)構(gòu)5，于是在半導(dǎo)體芯片的工作中引導(dǎo)載流子饋入到半導(dǎo)體本體 2中，使得在有源區(qū)25中輻射主要在橫向區(qū)域中產(chǎn)生，其中在這些橫向 區(qū)域中輻射出射面10未^皮另外的接觸結(jié)構(gòu)65遮蔽。
反射層優(yōu)選包含金屬或者金屬合金，或者由這種材料構(gòu)成。特別優(yōu)選 的是，反射層包含把、鉑、鎳、金、銀、鋁、銠、鈥或者具有這些材料中 至少之一的合金。金的特征例如在于在紅外中的高反射率。鈀、鋁、銀和 銠以及具有這些材料至少之一的合金特別適于可見的光鐠范圍和紫外光 鐠范圍。反射結(jié)構(gòu)3對于有源區(qū)中產(chǎn)生的輻射的《Jt率優(yōu)選為80%或者 更高，優(yōu)選為90%或者更高，特別優(yōu)選為95%或者更高。
結(jié)合反射層4所提及的材料也適于反射器層并且必要時適于另外的 反射器層。此外，接觸結(jié)構(gòu)6和另外的接觸結(jié)構(gòu)65可以具有至少一個包 含TCO材料譬如ITO或者SnO或者上面提及的TCO材料之一的層。
此夕卜，反射器層61或者另外的J1射器層66優(yōu)選除了對于有源區(qū)中產(chǎn) 生的輻射的高反射率之外還具有至半導(dǎo)體本體2的良好的電接觸特性。
與接觸結(jié)構(gòu)6或者另外的接觸結(jié)構(gòu)65的其他層相比，反射器層61 和/或另外的反射器層66優(yōu)選較薄。此外優(yōu)選的是，與反射層4相比，反 射器層61和/或另外的反射器層66優(yōu)選較薄。反射器層61的厚>^優(yōu)選最 大為200nm，特別優(yōu)選為最大100nm。
很大程度上，反射器層和/或另外的反射器層可以薄地實施，使得厚 度為最大50nm,優(yōu)選最大為20nm。這樣薄地實施的反射器層和/或另外 的^Jt器層可以對于有源區(qū)25中產(chǎn)生的輻射是部分透明的。
反射結(jié)構(gòu)3、特別是介電層結(jié)構(gòu)5在橫向方向上平坦地超出形成半導(dǎo) 體本體2的邊界的側(cè)面26。在此，側(cè)面26沒有或者基本上沒有用于介電 層結(jié)構(gòu)的材料。在半導(dǎo)體芯片的俯視圖中，半導(dǎo)體本體的橫向邊界在介電層結(jié)構(gòu)5內(nèi)、特別是在介電層結(jié)構(gòu)的外部的部分區(qū)域5B內(nèi)延伸。在半導(dǎo)
體芯片的工作中，于是可以避免載流子在半導(dǎo)體本體的邊緣區(qū)域中注入到 半導(dǎo)體本體中。半導(dǎo)體本體的邊緣區(qū)域由此在電學(xué)上并不活躍或者至少比
較不活躍。同時，可以借助>^射結(jié)構(gòu)3將從半導(dǎo)體本體2的邊緣區(qū)域出射 的輻射由反射結(jié)構(gòu)來反射。于是可以避免或者至少減少朝向支承體7的方 向發(fā)射的輻射在支承體中的吸收。
很大程度上，反射結(jié)構(gòu)3、即介電層結(jié)構(gòu)5和反射層4橫向環(huán)繞地延 伸，直到在橫向方向上形成支承體7的邊界的側(cè)面71。通過這種方式， 也可以特別有效地避免在有源區(qū)中產(chǎn)生的如下輻射在支承體7中的吸收 其中該輻射從半導(dǎo)體本體的側(cè)面26出發(fā)朝向半導(dǎo)體本體的支承體7的方 向發(fā)射。
當然，接觸結(jié)構(gòu)6和必要時另外的接觸結(jié)構(gòu)65特別是關(guān)于其幾何構(gòu) 型方面并不局限于明確描述的實施形式。更確切地說，接觸結(jié)構(gòu)和另外的 接觸結(jié)構(gòu)例如可以具有一個或多個接片狀構(gòu)建的部分區(qū)域，它們例如可以 在輻射出射面10上延伸，用于將載流子有效地饋送到半導(dǎo)體本體2中。 可替選地或者附加地，接觸結(jié)構(gòu)和/或另外的接觸結(jié)構(gòu)也可以具有多個獨 立的部分區(qū)域(沒有分別明確地示出)。
介電層結(jié)構(gòu)可以不同于圖1A和1B中所示的實施例也具有多個凹處。 例如，介電層結(jié)構(gòu)特別是對應(yīng)于另外的接觸結(jié)構(gòu)的接片狀構(gòu)建的部分區(qū)域 地具有接片狀的部分區(qū)域。介電層結(jié)構(gòu)在此可以實施為橫向關(guān)聯(lián)的層結(jié) 構(gòu)。
半導(dǎo)體芯片1實施為LED薄膜半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體本體2的半導(dǎo)體 層序列的生長襯底被完全去除。于是可以降低半導(dǎo)體芯片l的結(jié)構(gòu)高度。
有源區(qū)25優(yōu)選設(shè)計用于產(chǎn)生紅外、可見或者紫外光語范圍中的輻射， 并且特別優(yōu)選地包含III-V半導(dǎo)體材料。III-V半導(dǎo)體材料特別適于在紫 外光鐠范圍中(InxGayAlk-yN)經(jīng)過可見光鐠范圍(IiixGayAl^-yN,特別 是針對藍色至綠色輻射，或者InxGayAlk-yP，特別是針對黃色至紅色輻射) 直到紅外光鐠范圍(InxGayAlnyAs )產(chǎn)生輻射。
不同于所示的實施例，半導(dǎo)體芯片1也可以實施為RCLED半導(dǎo)體芯 片或者實施為激光半導(dǎo)體芯片如VCSEL或者VECSEL，如上面所詳細描 述的那樣。
在圖2中示意性地在截面圖中示出了^L據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第二實施例。在此，第二實施例基本上對應(yīng)于結(jié)合圖1A和1B所描述的第 一實施例。不同的是，半導(dǎo)體本體2具有帶有結(jié)構(gòu)化部28的表面27。表 面27是半導(dǎo)體芯片1的輻射出射面10。此外，表面27在垂直方向上與 另外的接觸結(jié)構(gòu)65鄰接的區(qū)域271上優(yōu)選平坦地實施。特別地，表面271 的該區(qū)域可以被平滑。于是可以提高另外的接觸結(jié)構(gòu)65、特別是反射器 層66的反射率。
結(jié)構(gòu)化部28構(gòu)建為表面27的與針對接觸結(jié)構(gòu)設(shè)置的區(qū)域271橫向鄰 接的另外的區(qū)域272。結(jié)構(gòu)化部優(yōu)選實施為使得提高了有源區(qū)25中產(chǎn)生 的輻射從半導(dǎo)體芯片l耦合輸出的效率。
結(jié)構(gòu)化部28可以規(guī)則地或者不規(guī)則地構(gòu)建。不規(guī)則的結(jié)構(gòu)化部例如 可以以機械方式、譬如借助粗化來制造。
表面27的規(guī)則的結(jié)構(gòu)化部28例如可以借助凸起和/或凹陷、譬如以 微棱鏡的形式或以光柵的形式來實施。在光柵的情況下，橫向的結(jié)構(gòu)化部 的周期長度在有源區(qū)中所產(chǎn)生的輻射的波長范圍中，優(yōu)選在構(gòu)建有光柵的 材料中的該波長的0.1倍至10倍之間。
此外，接觸結(jié)構(gòu)60具有層62,其包含TCO材料或者由TCO材料構(gòu) 成。例如，ITO或者SnO是適合的。也可以使用其他的二元或者三元TCO 材料。包含TCO材料的層62設(shè)置在半導(dǎo)體本體2和反射器層61之間。 此外，含有TCO材料的層62與半導(dǎo)體本體2鄰接。
半導(dǎo)體本體2在朝向接觸結(jié)構(gòu)60的側(cè)上具有隧道接觸層23。隧道接 觸層具有高的摻雜濃度，優(yōu)選為至少1018cirT3，特別優(yōu)選為至少1019cm-3。 隧道接觸層是n導(dǎo)電的并且由此是與鄰接于隧道接觸層23的半導(dǎo)體層21 相反的導(dǎo)電類型，其中該半導(dǎo)體層是p導(dǎo)電地摻雜的。相應(yīng)地，對于隧道 接觸層與n導(dǎo)電的半導(dǎo)體層鄰接的情況，該隧道接觸層被p導(dǎo)電地摻雜。
借助隧道接觸層23，載流子可以簡化地注入到半導(dǎo)體本體2中。當 鄰接于半導(dǎo)體本體2的接觸結(jié)構(gòu)60的層、即包含TCO材料的層62建立 至n導(dǎo)電的半導(dǎo)體層的、比至p導(dǎo)電的半導(dǎo)體層更好的電接觸時，隧道接 觸層23特別是用于要電接觸的p導(dǎo)電的半導(dǎo)體層21的示例性描述的情 況。才艮據(jù)接觸結(jié)構(gòu)60的材料，也可以省去隧道接觸層。
在圖3中在示意性的截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第 三實施例。第三實施例基本上對應(yīng)于結(jié)合圖1A和1B描述的第一實施例。
不同于第一實施例，介電層結(jié)構(gòu)5框架式地構(gòu)建于是沒有設(shè)計 外部的部分區(qū)域間隔的內(nèi)部的部分區(qū)域。此夕卜，介電層結(jié)構(gòu)與結(jié)合第一實施
例所描述的一樣具有凹處55。介電層結(jié)構(gòu)5可以構(gòu)建為橫向地關(guān)聯(lián)的層 結(jié)構(gòu)。此外，如結(jié)合圖1A和1B所描述的第一實施例的介電層結(jié)構(gòu)5的 外部的部分區(qū)域5B那樣，介電層結(jié)構(gòu)5在半導(dǎo)體芯片l的俯視圖中主要 沿著半導(dǎo)體本體2的橫向邊界延伸。介電層結(jié)構(gòu)5由此主要用于減少載流 子在邊緣附近注入到半導(dǎo)體本體中，其中在該邊緣附近的區(qū)域中的反射結(jié) 構(gòu)3、即帶有反射層4的介電層結(jié)構(gòu)5同時使得避免或者至少減少了朝著 支承體7的方向發(fā)射的輻射在支承體中的吸收。
如結(jié)合第一實施例所描述的那樣，接觸結(jié)構(gòu)6設(shè)置在介電層結(jié)構(gòu)5 的凹處55中。
在圖4中借助示意性截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第四 實施例。第四實施例基本上對應(yīng)于結(jié)合圖1A和1B所描述的第一實施例。 不同于第一實施例，該介電層結(jié)構(gòu)5多層地構(gòu)建。于是，該介電層結(jié)構(gòu)包 括多個介電層。優(yōu)選的是，借助介電層結(jié)構(gòu)形成了介電反射結(jié)構(gòu)。介電反 射結(jié)構(gòu)包括多個層對，它們分別由第一層51和第二層52構(gòu)成，其中第一 層和第二層具有彼此不同的折射率。介電反射結(jié)構(gòu)優(yōu)選實施為布4i^反射
器并且此外優(yōu)選具有十個或者更多層對，特別優(yōu)選具有二十個或者更多層 對。層對的數(shù)目越大，則介電反射結(jié)構(gòu)的反射率M高。從介電層結(jié)構(gòu)5 透射的輻射、譬如以相對于層51、 52的法線比較大的角"射到層上的 輻射隨后可以在反射層4上向回反射到半導(dǎo)體本體2中。通過介電反射結(jié) 構(gòu)和^Jt層的組合，于是可以以簡單的方式實現(xiàn)具有針對有源區(qū)中產(chǎn)生的 輻射的高反射率的反射結(jié)構(gòu)3。特別地，由于在反射層4之前的介電層結(jié) 構(gòu)5，反射結(jié)構(gòu)3在>^射層的>^射率較小的情況下也可以具有類似地高的 總反射率。
根據(jù)該實施例實施的、帶有多個介電層的介電層結(jié)構(gòu)5當然也可以使 用在才艮據(jù)上面或者下面描述的內(nèi)容來實施的半導(dǎo)體芯片中。
在圖5中示意性地在截面圖中示出了才艮據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第 五實施例。第五實施例基本上對應(yīng)于結(jié)合圖1A和1B所描述的第一實施 例。不同在于，用于半導(dǎo)體本體2的半導(dǎo)體層序列的生長襯底20未被去 除或者至少沒有被完全去除。于是，生長襯底可以被薄化。在這種情況中 可以省去附加的、不同于生長襯底20的支承體。
此夕卜，半導(dǎo)體芯片的輻射出射面10是生長襯底20的背離半導(dǎo)體本體 2的表面。在此，該輻射出射面構(gòu)建在有源區(qū)25的背離>11射結(jié)構(gòu)3的側(cè)上。
另外的接觸結(jié)構(gòu)65設(shè)置在生長襯底20的背離半導(dǎo)體本體2的側(cè)上。 在這種情況中，生長襯底20合乎目的地導(dǎo)電地構(gòu)建。在并不導(dǎo)電的生長 襯底的情況下，可替選地可以將另外的接觸結(jié)構(gòu)65設(shè)置在半導(dǎo)體本體2 的與接觸結(jié)構(gòu)6相同的側(cè)上。這種半導(dǎo)體芯片也稱為倒裝芯片(未明確示 出)。作為另外的可替選方案，特別是電絕緣的生長村底可以初L局部地去 除，使得半導(dǎo)體本體2從生長襯底20側(cè)暴露出來。在該暴露的區(qū)域中， 于是可以設(shè)置另外的接觸結(jié)構(gòu)65。
在圖6中示意性地在截面圖中示出了才艮據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的第 六實施例。第六實施例基本上對應(yīng)于結(jié)合圖3所描述的第三實施例。不同 在于，反射層4具有凹處40。在半導(dǎo)體芯片l的俯視圖中，反射層的凹 處與介電層結(jié)構(gòu)5的凹處55交迭。在反射層4和半導(dǎo)體本體2之間連續(xù) 地設(shè)置有介電層結(jié)構(gòu)5。此外，反射層4與接觸結(jié)構(gòu)6分離地實施。特別 地，反射層4與接觸結(jié)構(gòu)6間隔。在這種情況中，反射層4和接觸結(jié)構(gòu)6 特別是關(guān)于所使用的材料方面很大程度上可以彼此獨立地優(yōu)化。
借助圖7A至7D中示意性地在截面圖中示出的中間步驟示出了用于 制造半導(dǎo)體芯片的方法的一個實施例。該方法在此僅僅示例性地針對制造 根據(jù)第一實施例來實施的半導(dǎo)體芯片進行了描述。該方法當然也適于制造 其他的半導(dǎo)體芯片，特別是用于制造才艮據(jù)第二至第六實施例的半導(dǎo)體芯 片。
如在圖7A中所示的那樣，首先提供了帶有有源區(qū)25的半導(dǎo)體層結(jié) 構(gòu)系統(tǒng)200。在此，在附圖中為了筒化表示僅僅示出了半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 的部分，由該部分產(chǎn)生制成的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體本體。
半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200優(yōu)選借助外延方法譬如MOCVD或者MBE 沉積在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的生長襯底20上。在該生長襯底20上可以提供 半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。與此不同，半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也可以在不同于生長襯 底的輔助支承體上來提供。
在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200的背離生長襯底20的側(cè)上構(gòu)建有^^射結(jié)構(gòu) 3。為此，介電層結(jié)構(gòu)5被沉積在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200上。隨后，>^射 層4被沉積在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200上。反射層4優(yōu)選橫向結(jié)構(gòu)化地構(gòu)建， 使得^Jt層完全或者僅僅局部^A蓋介電層結(jié)構(gòu)5。介電層結(jié)構(gòu)5和反射 層4的沉積優(yōu)選借，氣相淀積或者賊射來進行。此外，在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200的背離生長村底20的側(cè)上構(gòu)建有接 觸結(jié)構(gòu)6。特別地，接觸結(jié)構(gòu)構(gòu)建在介電層結(jié)構(gòu)5的凹處55中。接觸結(jié) 構(gòu)借助>^射器層61和反射層4來形成。^Jt器層在此可以在沉積介電層 結(jié)構(gòu)之前或者之后被沉積在半導(dǎo)體本體2上(參見圖7B )。
如在圖7C中所示的那樣,半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200設(shè)置在支承體7上， 使得反射結(jié)構(gòu)3位于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200和支承體7之間。半導(dǎo)體層結(jié) 構(gòu)系統(tǒng)在支承體上的M穩(wěn)定的固定例如可以借助粘合或者焊接來建立。 這樣形成的、在支承體7和半導(dǎo)體本體2之間的連接層在附圖中并未明確 示出。此外優(yōu)選的是，半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在晶片^過程中固定在支承體 上。
與此不同，支承體7也可以作為優(yōu)選金屬的層沉積在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系 統(tǒng)200上。為此，例如電鍍方法或者其他的沉積方法如氣相淀積或者濺射 是合適的。
隨后，如圖7D中所示的那樣，可以去除生長襯底20。生長襯底的去 除可以完全地或者僅僅局部地進行。與此不同，生長襯底也可以;故完全地 或者僅僅局部地薄化。為了去除或者薄化生長襯底，例如機械工藝譬如磨 削、拋光或者研磨、化學(xué)工藝譬如濕化學(xué)刻蝕或者干化學(xué)刻蝕^1合適的。 可替選地或者補充地，支承體可以借助激光剝離方法來去除。
從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200構(gòu)建了半導(dǎo)體本體2。半導(dǎo)體本體2的構(gòu)建 優(yōu)選借助去除用于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200的材料來進行。這例如可以借助 濕化學(xué)刻蝕或者干化學(xué)刻蝕來進行。優(yōu)選的是，在去除或者薄化生長襯底 之后，從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200構(gòu)建半導(dǎo)體本體2。
從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的背離支承體7的側(cè)來進4亍半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 200的半導(dǎo)體材料的去除。通過去除半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200的外延的半導(dǎo) 體材料，局部地暴露了反射結(jié)構(gòu)3、特別是介電層結(jié)構(gòu)5。與此不同，反 射結(jié)構(gòu)也可以被完全地分開。在這種情況下，可以繼續(xù)進行材料的去除， 直到局部地暴露支承體7。
為了完成半導(dǎo)體芯片1，在半導(dǎo)體本體2的背離^^射結(jié)構(gòu)3的側(cè)上構(gòu) 建另外的接觸結(jié)構(gòu)65。另外的接觸結(jié)構(gòu)的構(gòu)建優(yōu)選在從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系 統(tǒng)200構(gòu)建半導(dǎo)體本體2之后進行。
優(yōu)選的是，在該方法中特別是同時地制造多個半導(dǎo)體芯片1，其中分 別由半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)200的橫向并排設(shè)置的部分區(qū)域產(chǎn)生相應(yīng)的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體本體2。
本發(fā)明并未通過借助實施例的描述而局限于此。本發(fā)明而是包括任意 新的特征以及特征的任意組合，特別是包含權(quán)利要求中的特征的任意組 合，即使該特征或者該組合本身沒有明確地在權(quán)利要求或者實施例中進行 說明。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片(1)，其具有半導(dǎo)體本體(2)，該半導(dǎo)體本體包括帶有設(shè)計用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)(25)的半導(dǎo)體層序列，其中在半導(dǎo)體本體(2)上設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)(3)，該反射結(jié)構(gòu)具有反射層(4)以及至少局部地設(shè)置在反射層(4)和半導(dǎo)體本體(2)之間的介電層結(jié)構(gòu)(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體芯片，其中介電層結(jié)構(gòu)(5)具有多 個介電層(51， 52),借助介電層形成介電反射結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體芯片，其中半導(dǎo)體本體(2 )具 有側(cè)面(26)，該側(cè)面在橫向方向上形成半導(dǎo)體本體(2)的邊界，并且其 中介電層結(jié)構(gòu)(5)在橫向方向上至少局部地伸出形成半導(dǎo)體本體(2)的 邊界的側(cè)面(26)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的半導(dǎo)體芯片，其中介電層結(jié) 構(gòu)(5)具有凹處(55)，并且其中在半導(dǎo)體本體(2)上設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)(6)，該接觸結(jié)構(gòu)i更置在介電層結(jié)構(gòu)(5)的至少一個凹處(55)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片，其中介電層結(jié)構(gòu)(5)借助凹 處(55)劃分為至少兩個獨立的部分區(qū)域(5A， 5B)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導(dǎo)體芯片，其中接觸結(jié)構(gòu)(6)多層 地構(gòu)建。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片，其中接觸結(jié)構(gòu)(6)具有包含 TCO材料的層(62 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片，其中接觸結(jié)構(gòu)(6)具有反射 器層(61 )，該^Jt器層含有金屬或者金屬^T并且比^Jt層(4 )更接近 半導(dǎo)體本體(2 )地設(shè)置，其中接觸結(jié)構(gòu)(6 )的含有TCO材料的層(62 ) 設(shè)置在半導(dǎo)體本體(2 )和反射器層(61)之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8中的任一項所述的半導(dǎo)體芯片，其中另外的 接觸結(jié)構(gòu)(65)在有源區(qū)(25)的背離接觸結(jié)構(gòu)(6)的側(cè)上設(shè)置在半導(dǎo) 體本體(2)的表面(27)上，其中該表面(27)在與所述另外的接觸結(jié) 構(gòu)(65)橫向鄰接的區(qū)域(271)中是平坦的，并且在與該表面(27)的 平坦區(qū)域鄰接的另外的區(qū)域(272)中具有結(jié)構(gòu)化部(28)。
10. 根據(jù)上i^利要求中的任一項所述的半導(dǎo)體芯片，其中半導(dǎo)體芯 片具有支承體(7)，其中介電層結(jié)構(gòu)(5)設(shè)置在半導(dǎo)體本體(2)和支承體(7)之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體芯片，其中半導(dǎo)體芯片(l)具有 支承體(7)，在該支承體上設(shè)置有半導(dǎo)體本體(2)，并且其中介電層結(jié)構(gòu)(5):-具有多個介電層(51， 52)， -設(shè)置在支承體(7)和半導(dǎo)體本體(2)之間，-在橫向方向上至少局部地伸出半導(dǎo)體本體(2)的、在橫向方向上 形成半導(dǎo)體本體(2)的邊界的側(cè)面(26),以及-具有凹處(55)，其中介電層結(jié)構(gòu)(5)借助該凹處(55)劃分為至 少兩個獨立的部分區(qū)域(5A， 5B)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體芯片，其中介電層結(jié)構(gòu)(5)借助 凹處(55 )劃分為內(nèi)部的部分區(qū)域(5A)和外部的部分區(qū)域(5B )，其中-在半導(dǎo)體本體(2)上i更置有接觸結(jié)構(gòu)(6),該接觸結(jié)構(gòu)i更置在介 電層結(jié)構(gòu)(5)的至少一個凹處(55)中，-在有源區(qū)(25)的背離接觸結(jié)構(gòu)(6)的側(cè)上在半導(dǎo)體本體上設(shè)置 另外的接觸結(jié)構(gòu)(65),以及-在半導(dǎo)體芯片的俯視圖中內(nèi)部的部分區(qū)域(5A)與所述另外的接 觸結(jié)構(gòu)(65 )交迭。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的半導(dǎo)體芯片，其實施為LED 芯片、RCLED芯片或者激光半導(dǎo)體芯片。
14. 一種用于制造半導(dǎo)體芯片(l)的方法，該半導(dǎo)體芯片帶有半導(dǎo) 體本體(2),該半導(dǎo)體本體包括帶有設(shè)計用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)(25)的 半導(dǎo)體層序列，所述方法包括以下步驟a) 提供帶有有源區(qū)(25)的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(200)，b) 在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(200)上構(gòu)建^^射結(jié)構(gòu)(3),其中^Jt結(jié)構(gòu) (3)包括介電層結(jié)構(gòu)(5)和反射層(4),c) 從半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(200 )構(gòu)建帶有半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體本體 (2)，以及d) 完成半導(dǎo)體芯片(1)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方'^，其中半導(dǎo)體本體(2 )的表面(27 )至少局部地以化學(xué)方式和/或機械方式平滑，其中接觸結(jié)構(gòu)(6)和/或另外 的接觸結(jié)構(gòu)(65)構(gòu)建在表面(27)的被平滑的區(qū)域(271)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片(1)，其具有半導(dǎo)體本體(2)，該半導(dǎo)體本體包括帶有設(shè)計用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)(25)的半導(dǎo)體層序列。在半導(dǎo)體本體(2)上設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)(3)，反射結(jié)構(gòu)具有反射層(4)以及至少局部地設(shè)置在反射層和半導(dǎo)體本體之間的介電層結(jié)構(gòu)(5)。此外，提出了一種用于制造半導(dǎo)體芯片的方法。
文檔編號H01L33/00GK101675539SQ200880014836
公開日2010年3月17日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
發(fā)明者克里斯托夫·艾克勒, 卡爾·恩格爾, 盧茨·赫佩爾, 安德烈亞斯·魏瑪, 馬蒂亞斯·扎巴蒂爾 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司