專利名稱：光電半導體芯片和用于制造光電半導體芯片的方法
技術領域：
本發(fā)明說明了一種光電半導體芯片。

發(fā)明內容
要解決的任務在于，提出一種光電半導體芯片，所述光電半導體芯片特別穩(wěn)定地防靜電放電，即所謂的ESD (靜電放電)電壓脈沖。另一任務是提出一種用于制造這樣的光電半導體芯片的方法。光電半導體芯片是接收輻射或發(fā)射輻射的光電半導體芯片。光電半導體芯片例如是在工作時發(fā)射綠光和/或藍光的發(fā)光二極管芯片。 根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，所述光電半導體芯片具有包括多個微型二極管的第一半導體層序列。在此，半導體層序列理解為半導體層的順序。在極端情況下，半導體層序列能夠包括唯一的半導體層。半導體層的特征尤其在于，層內的材料組成不改變或幾乎不改變，和/或由層形成的區(qū)域在半導體芯片中執(zhí)行一定的功能。在此，半導體層能夠包括半導體材料的多個單層。微型二極管是半導體層序列中的pn結，所述pn結具有對于半導體二極管而言典型的電流電壓特性曲線。在光電半導體芯片工作時在微型二極管的區(qū)域中優(yōu)選不發(fā)生載流子的輻射復合。也就是說，微型二極管不用于產(chǎn)生電磁輻射，至少不用于在可見區(qū)域中產(chǎn)生電磁輻射。微型二極管在其截止方向上具有擊穿電壓。在此，微型二極管優(yōu)選構成為，使得在超過擊穿電壓時，微型二極管至少在流過微型二極管的電流的電流強度的一定范圍中不被損壞。此外，所述微型二極管在導通方向上具有啟動電壓，從所述啟動電壓起電流能夠流過所述微型二極管。第一半導體層序列包括微型二極管，在此意味著微型二極管中的至少一部分設置在第一半導體層序列中。例如，能夠分別將微型二極管的η側或P側設置在第一半導體層序列中。然后，微型二極管的剩余部分能夠設置在其他層或其他層序列中。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，光電半導體芯片具有包含有源區(qū)的第二半導體層序列。在此，在光電半導體芯片工作時，所述有源區(qū)用于產(chǎn)生或探測電磁輻射。也就是說，在所述有源區(qū)中發(fā)生載流子的輻射復合，在所述輻射復合時能夠產(chǎn)生可見光。為此，所述有源區(qū)例如包括至少一個多量子阱結構。在這種情況下，名稱量子阱結構不表示關于維度量化的含義。因此，此外，所述量子阱結構包括量子槽、量子線、量子點和上述結構的每個組合。在文獻WO 01/39282、US5, 831, 277,US 6，172，382Β1和US5，684，309中說明了用于多量子阱結構的示例，所述文獻的公開內容在此通過參引的方式并入本文。在此，當有源區(qū)的至少一部分，例如η側或P側設置在第二半導體層序列中時，那么有源區(qū)設置在第二半導體層序列中。例如，多量子阱結構完全地設置在第二半導體層序列中。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，第一半導體層序列和第二半導體層序列基于氮化物-化合物半導體材料。在本文中，基于氮化物-化合物半導體材料意味著半導體層序列或半導體層序列中的至少一部分具有氮化物-化合物半導體材料，優(yōu)選為AlnGamIni_n_mN，或由所述材料制成，其中0彡11彡1,0彡1]1彡1以及n+m ( I。在此,所述材料不必強制性具有根據(jù)上述公式的數(shù)學上精確的組成。更確切地說，所述材料例如能夠具有一種或多種摻雜材料以及附加組分。然而，出于簡化原因上述公式僅包含晶格的基本組分(Al、Ga、In、N),即使所述基本組分能夠部分地通過少量其他材料代替和/或補充。第一半導體層序列和第二半導體層序列例如基于InGaN半導體材料和/或GaN半導體材料。 根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式,第一半導體層序列在半導體層序列的生長方向上位于第二半導體層序列之前。也就是說，在制造光電半導體芯片時首先生成第一半導體層序列，隨后生成第二半導體層序列。在此，第二半導體層序列能夠直接設置在第一半導體層序列上。這尤其在形成發(fā)射綠光的發(fā)光二極管的半導體芯片中被證實為是有利的。特別是在發(fā)射藍光的發(fā)光二極管中可能的是，在第一半導體層序列和第二半導體層序列之間設置有中間層。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管形成對光電半導體芯片的有源區(qū)的ESD保護。也就是說，在ESD電壓脈沖的情況下，微型二極管設置為用于導出電流。因此，通過ESD電壓脈沖壓入的電荷通過微型二極管中的至少一部分流出，并且不經(jīng)過有源區(qū)或幾乎不經(jīng)過有源區(qū)，以至于不發(fā)生有源區(qū)的損壞。因此，所述光電半導體芯片具有至少IkV的ESD強度。例如，ESD強度例如達到至少lkV，典型地達到大約2kV。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管中的大部分具有同種的電學性質。也就是說，微型二極管中的至少50%、尤其至少75%、在極端情況下90%或者更多，具有同種的電學性質。表示微型二極管的特征的電學性質例如是微型二極管的擊穿特性。因此尤其可能的是，微型二極管具有同種的擊穿特性。也就是說，在微型二極管的截止方向上的擊穿電壓在微型二極管的大部分中是基本上相等的。例如，至少50%、尤其至少75%、在極端情況下90%和更多的微型二極管的擊穿電壓在微型二極管擊穿電壓的平均值周圍±25%、尤其±10%的范圍中。以這種方式可能的是,在截止方向上的ESD電壓脈沖下,微型二極管中的大部分同時打開。那么，ESD電壓脈沖不僅通過少數(shù)漏電路徑流出，而且分布在微型二極管的總體上，并且從而在理想情況下分布在光電半導體芯片的整個橫截面上。以這種方式達到光電半導體芯片的尤其高的ESD強度。換言之，微型二極管不提高沿著在光電半導體芯片中的可能的擊穿路徑的電阻，而是能夠將ESD電壓脈沖通過多個同種的微型二極管大面積地導出，以至于只有少量電流流過每個微型二極管，所述電流不導致光電半導體芯片的局部損壞。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，光電半導體芯片具有包括多個微型二極管的第一半導體層序列。光電半導體芯片還具有包括有源區(qū)的第二半導體層序列。在此，第一半導體層序列和第二半導體層序列在生長方向上彼此重疊地設置，并且分別基于氮化物-化合物半導體材料。在此，微型半導體形成對有源區(qū)的ESD保護，并且由此提高光電半導體芯片的ESD強度。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管中的至少一個通過V形缺陷(英語=V-Pit)形成。例如，光電半導體芯片的所有微型二極管分別通過V形缺陷形成。在氮化物-化合物半導體材料中，V形缺陷例如具有開放的、在生長方向上顛倒的棱錐的形狀，所述棱錐例如具有六邊形基面。在橫截面中，所述缺陷具有V形形狀。V形缺陷能夠在氮化物-化合物半導體材料中——例如在基于GaN的或由半導體材料組成的層中——通過調節(jié)生長參數(shù)、尤其是生長溫度來產(chǎn)生。因此，V形缺陷的尺寸與產(chǎn)生有V形缺陷的層的厚度有關。V形缺陷例如在線性位錯(英語threading dislocation)的區(qū)域中形成,所述線性位錯例如在半導體材料的異相外延的情況下發(fā)生在生長襯底上，所述生長襯底具有與半導體材料不同的晶格常數(shù)。例如，氮化物-化合物半導體材料目前在由藍寶石制成的生長襯底上生長，對此氮化物-化合物半導體材料具有大約14%的晶格失配。然而，也在異相外延的情況下注意到線性位錯，以至于半導體層序列例如也能夠在基于GaN或由GaN組成的生長襯底上沉積。尤其可能的是，V形缺陷中的大部分具有相似的尺寸。也就是說，V形缺陷中的至 少50%、尤其至少75%或者在極端情況中90%或更多，具有相似的尺寸。在此，當例如V形缺陷的基面在垂直于生長方向的平面中在該平面中的V形缺陷的基面的平均值周圍以最高±25%、尤其最高土 10%波動時，V形缺陷例如具有相似的尺寸。也就是說，V形缺陷中的大部分的特征在于相同的或相似的基面。具有相似的尺寸的V形缺陷形成具有同種的電學性質的微型二極管。也就是說，通過具有相似的尺寸的V形缺陷形成具有同種的電學性質，尤其是具有同種的擊穿特性的微型二極管。V形缺陷例如完全設置在第一半導體層序列中。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管中的至少一個包括pn結。所有微型二極管例如都包括pn結。此外，有源區(qū)也包括至少一個pn結。有源區(qū)例如包括能夠描述為Pn結的多量子阱結構。也就是說，微型二極管和有源區(qū)都能夠描述為具有對于半導體二極管而言典型的電流電壓特性曲線的半導體二極管。在此，微型二極管的Pn結和有源區(qū)的pn結被整流。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管的pn結在截止方向上具有比有源區(qū)的pn結更低的擊穿電壓。在此，微型二極管的擊穿特性優(yōu)選同種地構成。這能夠通過分別由V形缺陷形成微型二極管而實現(xiàn)。那么，在截止方向上的ESD電壓脈沖下，一些微型二極管，例如至少50%、尤其至少75%、在極端情況下至少90%，或全部微型二極管同時打開。由此，通過ESD電壓脈沖壓入的電荷不僅通過具有低擊穿電壓的一個或幾個漏電路徑流出，而且分布在通過微型二極管預先給定的漏電路徑的總體上。由此，沒有在電荷流出的任何電流路徑中達到導致光電半導體芯片損壞的臨界電流密度。因此，在理想情況下導致在光電半導體芯片的整個橫截面上的近似于二維的擊穿。由此ESD電壓脈沖不造成損壞。以這種方式，例如能夠達到至少IkV的ESD強度。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管的pn結在導通方向上具有比有源區(qū)的微型二極管更高的啟動電壓。也就是說，在光電半導體芯片按規(guī)定工作時，當微型二極管的Pn結和有源區(qū)的pn結因此在導通方向上通電時，電流流過有源區(qū)，而微型二極管仍截止。由此，微型二極管例如不干擾在有源區(qū)中的輻射產(chǎn)生。也就是說，微型二極管不影響或幾乎不影響光電半導體芯片的正向特性。這也能夠通過使用上述V形缺陷來形成微型二極管而實現(xiàn)。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，在光電半導體芯片中的微型二極管的密度為至少5X107/cm2。微型二極管的密度例如至少為108/cm2。這例如能夠通過相應的生長溫度實現(xiàn)，設置有微型二極管的ESD層在所述生長溫度下生長。在此，所說明的密度與藍寶石襯底上的外延情況有關。當生長襯底和半導體層序列的材料之間的晶格失配較小時，較小的密度是可能的，并且被證實為對提高ESD強度是有意義的。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管中的至少75%設置在ESD層內。在此足夠的是，微型二極管的P側或η側設置在ESD層中?？赡艿氖牵形⑿投O管設置在ESD層中。也就是說，所有V形缺陷設置在ESD層中。ESD層的厚度優(yōu)選為在生長方向上有源區(qū)的厚度的至少一半，并且優(yōu)選至多為在生長方向上有源區(qū)的厚度的三倍。ESD層例如具有最低為80nm以及最高為150nm的厚度。在此，當微型二極管構成為V形缺陷時，ESD層的厚度也預先規(guī)定各個微型二極管的尺寸。ESD層的厚度例如與ESD層中V形缺陷的基面(即例如形成缺陷的六邊形棱錐的基面)成比例。ESD層的這樣大的厚度以及微型二極管的與此相關聯(lián)的尺寸確保了微型二極管的足夠的ESD強度。例如，所有微型二極管，也就是說例如所有V形缺陷，設置在ESD層內。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式,在截止方向上施加在光電半導體芯片上的ESD電壓脈沖在微型二極管的截止方向上通過微型二極管中的至少50%流出。也就是說，微型二極管中的大部分一至少50%—具有相似的擊穿電壓，使得ESD脈沖通過所述微型二極管中的大部分流出。以這種方式可實現(xiàn)，電壓脈沖幾乎能夠通過光電半導體芯片的整個橫截面流出，以至于在各個微型二極管中的電流密度不高到能夠導致半導體材料的損壞。但是足夠的是，ESD脈沖通過少量微型二極管流出。由此，已經(jīng)達到半導體芯片的一定的ESD強度。根據(jù)光電半導體芯片的至少一個實施方式，微型二極管中的至少75%分別設置在光電半導體芯片的半導體材料中的線性位錯的區(qū)域中。這例如通過將微型二極管構成為V形缺陷而實現(xiàn)。V形缺陷優(yōu)選形成在線性位錯上。因此，通過在半導體材料中的線性位錯的密度也能夠調節(jié)微型二極管的密度。此外，說明了一種用于制造光電半導體芯片的方法。優(yōu)選的是，通過該方法能夠制造在此說明的光電半導體芯片。也就是說，針對所述方法說明的特征也能夠是對半導體芯片公開的，并且反之亦然。所述方法例如包括下述步驟首先提供生長襯底。在下一步驟中，能夠使第一半導體層序列和緊接第一半導體層序列的第二半導體層序列外延沉積。在此，第一半導體層序列包括在生長溫度下沉積的ESD層，其中V形缺陷在ESD層中以高密度產(chǎn)生。通常情況下嘗試避免在外延處出現(xiàn)V形缺陷。然而，目前為了制造微型二極管，ESD層在低的生長溫度下生長，以便以足夠的密度產(chǎn)生V形缺陷。在此，適于產(chǎn)生V形缺陷的實際溫度范圍與所使用的生長設備有關。所述實際溫度范圍能夠通過如下方式測定，使ESD層在不同溫度下生長并且選擇使V形缺陷具有足夠的或者特別高的密度的溫度范圍。目前，選擇低于900°C、特別是最低為790°C且最高為870°C的溫度范圍，ESD層在所述溫度范圍中沉積。該溫度范圍被證實為適于形成在ESD層中形成微型二極管的V形缺陷，ESD電壓脈沖能夠通過所述微型二極管導出。在此，第二半導體層序列優(yōu)選包括設置為用于檢測輻射或產(chǎn)生輻射的有源區(qū)。ESD層尤其在最高為900°C的溫度下特別是利用具有氮氣(N2)載氣的三乙基鎵前驅體生長。所述生長模式被證明為尤其有利于產(chǎn)生具有相似的尺寸的V形缺陷，并且由此尤其有利于制造具有同種的電學性質的、尤其是有同種的擊穿特性的微型二極管。與用于例如η摻雜的GaN層的傳統(tǒng)的生長條件不同，在所述生長條件下以高密度產(chǎn)生幾何形狀非常相似的V形缺陷，其中所述層通過具有氫氣(Η2)載氣的三甲基鎵前驅體生長。換言之，在橫向方向上，即橫向于生長方向，限制所述生長。以這種方式，V形缺陷特別是出現(xiàn)在被明確限定的ESD層中的位錯線上。根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，生長襯底的材料相對于待生長的半導體層序列的材料具有晶格失配。例如，選擇藍寶石作為生長襯底，并且后續(xù)的半導體層序列基于氮化物-化合物半導體材料。在這種情況下以尤其高的密度產(chǎn)生V形缺陷。但是，所述方法甚至在同相外延時也被證實為是有利的，即使V形缺陷的密度在這種情況下能夠減小。根據(jù)至少一個實施方式，在此ESD層基于GaN。也就是說，ESD層例如能夠除少量雜質或摻雜外由GaN組成。


下面借助于實施例和所屬附圖詳細闡述在這里說明的光電半導體芯片和在這里說明的方法。借助于圖1A、1B和IC詳細闡述基于在這里說明的光電半導體芯片的問題。借助于圖2、3A、3B、3C、4A、4B、4C、5、6和7A、7B、7C詳細闡述在這里說明的光電半導體芯片的實施例和在這里說明的方法的實施例。在附圖中，相同的、相似的或起相同作用的元件設有相同的附圖標記。附圖和在附圖中示出的元件彼此間的尺寸比例不視為按照比例的。更確切地說，為了更好的可觀性和/或為了更好的可理解性，各個元件能夠被夸大地示出。
具體實施例方式圖IA示出傳統(tǒng)的光電半導體芯片的示意的剖視圖。所述光電半導體芯片例如包擴第一半導體層序列I和第二半導體層序列2。第一半導體層序列I可以是η摻雜的區(qū)域，所述η摻雜的區(qū)域例如基于氮化物-化合物半導體材料。第二半導體層序列2在生長方向上緊接第一半導體層序列1，并且例如同樣基于氮化物-化合物半導體材料。第二半導體層序列2包括有源區(qū)12。所述有源區(qū)12例如包括至少一個多量子阱結構，所述多量子阱結構用于在光電半導體芯片工作時產(chǎn)生電磁輻射。此外，第二半導體層序列2能夠具有P摻雜的區(qū)域8。因此，在有源區(qū)12上構成pn結。
所述光電半導體芯片100被位錯，例如所謂的線性位錯3貫穿。所述位錯尤其在氮化物-化合物半導體材料的異相外延的情況下在藍寶石上以高密度出現(xiàn)。在此，線性位錯3為用于ESD電壓脈沖4的潛在路徑，所述ESD電壓脈沖的電荷在pn結的截止方向上導出。在此難以解決的是，電荷通過最弱的或略弱的漏電路徑流出，所述漏電路徑沿著線性位錯3中的一個或一些構成。在此，圖IB示出傳統(tǒng)的ESD電壓脈沖4的電流(I)時間(t)特性曲線。通過ESD電壓脈沖4的電荷通過一個或一些線性位錯3流出導致光電半導體芯片100的損壞6，在如圖IC中所示的。在此，圖IC示出光電半導體芯片100的輻射穿透面10的俯視圖，其中，在輻射穿透面10上設置有電接觸部5。此外，在這里說明的光電半導體芯片基于的思想是，將通過線性位錯3形成的漏電流路徑通過微型二極管11封裝在特意為此添加的ESD層9中。用于微型二極管11的基礎是通過一定的生長條件產(chǎn)生的并且優(yōu)選正好在線性位錯3的線上產(chǎn)生的V形缺陷。也就是說，在潛在的電流路徑上目的明確地產(chǎn)生形成微型二極管11的V形缺陷。微型二極管11 優(yōu)選包括至少75%的、尤其優(yōu)選包括全部的線性位錯3。這在圖2中的光電半導體芯片100的示意的剖視圖中示出。形成微型二極管11的V形缺陷優(yōu)選具有相似的尺寸。也就是說，V形缺陷中的大部分例如在ESD層9和有源層12之間的接口位置上具有相似的基面。相似基面的特征例如在于，所述基面位于在邊界面上的所有V形缺陷的基面的平均值周圍±25%、尤其±10%的范圍內。具有相似的尺寸的V形缺陷形成微型二極管11，所述微型二極管具有同種的電學性質，尤其具有同種的擊穿特性。光電半導體芯片100包括襯底7，所述襯底例如包含藍寶石或者由藍寶石制成。緊接著，第一半導體層序列I和第二半導體層序列2沉積在襯底7上。與和圖IA相關聯(lián)地說明的光電半導體芯片100不同的是，現(xiàn)在第一半導體層序列I包括ESD層9，所述ESD層包含形成微型二極管11的V形缺陷。圖3A示出用于圖2的光電半導體芯片100的示意的電路草圖。微型二極管11具有同種的擊穿特性，也就是說，所述微型二極管具有相同的擊穿電壓或基本上具有相同的擊穿電壓。在此，微型二極管11的擊穿電壓小于通過有源區(qū)形成的pn結的擊穿電壓。因此，在截止方向上的ESD電壓脈沖4下(參見圖3B)微型二極管11同時打開。因此，通過ESD電壓脈沖4壓入的電荷不是如在圖IA中所示出沿著位錯線3在最弱的漏電路徑上流動，而是電荷分布在微型二極管4的總體上。因此，不會在任何路徑上達到導致光電半導體芯片100的損壞6的臨界電流密度。在光電半導體芯片100的整個橫截面上發(fā)生近似于二維的擊穿，以至于ESD強度達到至少lkV，例如典型地2kV。也就是說，通過微型二極管保護在光電半導體芯片中最弱的漏電電流路徑，并且通過ESD電壓脈沖產(chǎn)生的載荷分布在所有微型二極管11上，或者分布在微型二極管11中的至少大部分上，以至于出現(xiàn)的電流密度相應地小到不發(fā)生損壞。在此，圖3C示意地示出微型二極管11的和有源區(qū)12的電流(I)電壓(U)特性曲線。微型二極管11的擊穿電壓UBR小于有源區(qū)12的擊穿電壓。反之，有源區(qū)12的啟動電壓UF小于微型二極管11的啟動電壓，以至于光電半導體芯片100的正向特性幾乎或根本不會由于微型二極管11而受到干擾。結合圖4A到4C詳細說明生長條件，在所述生長條件下能夠生成具有微型二極管11的ESD層9。圖4A示出光電半導體芯片的照片，其中ESD層9在820 V和860 V之間的不同溫度下生長。圖4B示出在880°C和1080°C之間的溫度下生長的ESD層9的照片。圖4C示出取決于生長溫度的V形缺陷密度的圖表。如從圖4A至4C看出，V形缺陷的密度很大程度與生長溫度T有關。 在此，ESD層9例如由氮化鎵組成。目前在大約為870°C的臨界溫度TC以下達到V形缺陷上的進而微型二極管11上的足夠的密度，以用于保護光電半導體芯片100。所述溫度能夠與所使用的生長設備和/或在設備中的溫度測量的位置相關。但是如圖4A至4C所示的，測定所述臨界溫度，在臨界溫度以下V形缺陷的密度足夠地大。因此，當微型二極管11的密度能夠通過生長溫度T調節(jié)時，V形缺陷的尺寸也是重要的，以便達到光電半導體芯片100的足夠的ESD強度。在此，圖5中的圖表示出相對于概率W繪出的ESD層9的密度D9 (對此也參見圖2)，使得光電半導體芯片10無損地經(jīng)受住例如圖3B中所示出的ESD電壓脈沖4。如從圖5中看出，至少80nm、優(yōu)選至少IOOnm的ESD層9的厚度目前被證實為是尤其適合的。在此，適合的厚度如上所述與有源區(qū)的厚度有關。圖6的圖表不出相對于以電壓為單位的ESD電壓繪出的、光電半導體芯片100的用于傳統(tǒng)的半導體芯片a和在這里說明的光電半導體芯片b的缺陷率。如從圖6中看出，在ESD電壓脈沖4的情況下的缺陷率極度降低。在此已證實的是，尤其對發(fā)射綠光的發(fā)光二極管芯片或發(fā)射綠光的激光二極管芯片的ESD保護是尤其有利的，因為所述發(fā)光二極管芯片和激光二極管芯片由于在有源區(qū)中高的銦含量在不具有微型二極管11的情況下是尤其容易受ESD影響的。圖7A示出用于第一生長模式(曲線a)和第二生長模式(曲線b)的V形缺陷的基面的圖表。在此，所述基面被分類為所謂的“面積箱”(area bins)(即相同的或相似的基面的類別)，相對于總數(shù)說明在相關聯(lián)的類別中的相應的V形缺陷的數(shù)量。如從圖7A中可見，用于第一生長模式的曲線a具有V形缺陷的尺寸的高分布。所述V形缺陷借助具有氫氣載氣的三甲基鎵前驅體生長。圖7B示出在垂直于生長方向的平面中V形缺陷的基面的相應的照片。反之，曲線b具有顯著的最大值，也就是說，V形缺陷中的大部分具有相似的或相同的基面。所述V形缺陷借助具有氮氣載氣的三乙基鎵前驅體在低于900°C的生長溫度下生長。圖7C示出在垂直于生長方向的平面中V形缺陷的相應的照片。所述V形缺陷形成具有同種的電學性質的微型二極管，所述微型二極管特別良好地適于光電半導體芯片的ESD保護。本發(fā)明不局限于借助于所述實施例的說明。相反，本發(fā)明包含每個新的特征以及特征的每個組合，這尤其是包括在權利要求中的特征的每個組合，即使所述特征或所述組合本身在權利要求中或在實施例中沒有明確地說明。本專利申請要求德國專利申請102009060750. I的優(yōu)先權，其公開內容通過參引的方式并入本文。
權利要求
1.光電半導體芯片(100)，具有 -第一半導體層序列(I )，所述第一半導體層序列包括多個微型ニ極管(11);和-第二半導體層序列(2)，所述第二半導體層序列包括有源區(qū)(12)，其中-所述第一半導體層序列(I)和所述第二半導體層序列(2)基于氮化物-化合物半導體材料， -所述第一半導體層序列(I)在生長方向上位于所述第二半導體層序列(2)之前， -所述微型ニ極管(11)形成對所述有源區(qū)(12 )的靜電放電保護，并且 -所述微型ニ極管(11)中的大部分具有同種的電學性質，尤其同種的擊穿特性。
2.根據(jù)前ー項權利要求所述的光電半導體芯片(100)，其中 -所述微型ニ極管(11)分別通過V形缺陷形成，其中，所述V形缺陷中的大部分具有相似的尺寸。
3.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100)，其中 -所述微型ニ極管(11)中的至少ー個包括PU結， -所述有源區(qū)(12)包括至少ー個pn結，其中 -所述微型ニ極管(11)的pn結和所述有源區(qū)(12)的pn結被整流，并且-所述微型ニ極管(11)的pn結在截止方向上具有比所述有源區(qū)(12 )的pn結更低的擊穿電壓(UBR)。
4.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100)，其中 -所述微型ニ極管(11)中的至少ー個包括PU結， -所述有源區(qū)(12)包括至少ー個pn結，其中 -所述微型ニ極管(11)的pn結和所述有源區(qū)(12)的pn結被整流，并且-所述微型ニ極管(11)的pn結在導通方向上具有比所述有源區(qū)(12)的pn結更高的啟動電壓(UF)。
5.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100),其中 -所述微型ニ極管(11)的密度為至少5*107/cm2。
6.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100),其中 -所述微型ニ極管(11)中的至少75%設置在靜電放電層(9 )內，所述靜電放電層具有為所述有源區(qū)(11)的厚度的至少一半且至多三倍的厚度(d9)。
7.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100),其中 -在所述微型ニ極管(11)的截止方向上的靜電放電電壓脈沖(4)至少通過所述微型ニ極管(11)的50%流出。
8.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100)，其中 -所述微型ニ極管(11)中的至少75%分別設置在線性位錯(3)的區(qū)域中。
9.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100)，其中 -所述第二半導體層序列(2)緊接所述第一半導體層序列(I)。
10.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電半導體芯片(100),所述光電半導體芯片在エ作時發(fā)射藍光和/或綠光。
11.用于制造光電半導體芯片(100)的方法，具有下述步驟 -提供生長襯底(7)；-使第一半導體層序列(I)外延沉積； -將第二半導體層序列(2)外延沉積到所述第一半導體層序列(I)上；其中-所述第一半導體層序列(I)包括靜電放電層(9)，所述靜電放電層在生長溫度下沉積，在所述生長溫度下，V形缺陷以高密度出現(xiàn)在所述靜電放電層(9)中；并且-所述第二半導體層序列(2)包括有源區(qū)(12)。
12.根據(jù)前ー項權利要求所述的方法，其中，所述生長襯底包含藍寶石或由藍寶石制成。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的方法，其中，所述靜電放電層(9)基于GaN，其中，所述靜電放電層在低于900°C的生長溫度下利用具有氮氣載氣的三こ基鎵前驅體生長。
14.根據(jù)權利要求11至13所述的方法，其中，制造根據(jù)權利要求I至10之一所述的光電半導體芯片(100)。
15.多個V形缺陷用于在光電半導體芯片(100)中形成微型ニ極管(11)的應用，其中，所述微型ニ極管(11)相對于具有較少微型ニ極管(11)的光電半導體芯片(100 )提高所述光電半導體芯片(100)的靜電放電強度。
全文摘要
本發(fā)明說明了一種光電半導體芯片(100)，其具有第一半導體層序列(1)和第二半導體層序列(2)，所述第一半導體層序列包括多個微型二極管(11)，所述第二半導體層序列包括有源區(qū)(12)，其中，第一半導體層序列(1)和第二半導體層序列(2)基于氮化物-化合物半導體材料，所述第一半導體層序列(1)在生長方向上位于第二半導體層序列(2)之前，并且所述微型二極管(11)形成對有源區(qū)(12)的ESD(靜電放電)保護。
文檔編號H01L33/24GK102687291SQ201080060293
公開日2012年9月19日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者亞歷山大·沃爾特, 托比亞斯·邁耶, 瀧哲也, 胡貝特·邁瓦爾德, 賴納·布滕戴奇, 馬蒂亞斯·彼得 申請人:歐司朗光電半導體有限公司