用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法和光電子半導(dǎo)體芯片的制作方法
【專(zhuān)利摘要】在方法的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述方法設(shè)立為用于制造光電子半導(dǎo)體芯片（10）、尤其是發(fā)光二極管。所述方法包括下述步驟：提供生長(zhǎng)襯底（1）；借助于濺鍍?cè)谏L(zhǎng)襯底（1）上生成III族氮化物成核層（3）；以及在成核層（3）上或在成核層（3）上方生長(zhǎng)具有有源層（2a）的III族氮化物半導(dǎo)體層序列（2），其中生長(zhǎng)襯底（1）的材料與成核層（3）的和/或半導(dǎo)體層序列（2）的材料不同。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法和光電子半導(dǎo)體芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法以及一種光電子半導(dǎo)體芯片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]待實(shí)現(xiàn)的目的在于，提出一種用于有效地制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。
[0003]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，所述方法包括在生長(zhǎng)襯底上方生成III族氮化物成核層的步驟。借助于濺鍍實(shí)現(xiàn)成核層的生成。因此，成核層不經(jīng)由氣相外延如金屬有機(jī)氣相外延生成，英文是 Metal Organic Chemical Vapor Phase Epitaxy,簡(jiǎn)稱(chēng) MOVPE。
[0004]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在成核層上方生長(zhǎng)具有有源層的III族氮化物半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列的有源層設(shè)立為在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)用于產(chǎn)生電磁輻射、尤其是在紫外的或可見(jiàn)的光譜范圍中的電磁輻射。特別地，所產(chǎn)生的輻射的波長(zhǎng)在430nm和680nm之間，其中包含邊界值。有源層優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)pn結(jié)或者一個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)。
[0005]半導(dǎo)體材料優(yōu)選是氮化物化合物半導(dǎo)體材料如AlJn^Ga具其中O < η≤1，O≤m≤I并且n+m≤I。在此，半導(dǎo)體層序列能夠具有摻雜物以及附加的組成部分。然而，為了簡(jiǎn)單性，僅給出半導(dǎo)體層序列的晶格的主要組成部分，即Al、Ga、In以及N，即使這些主要組成部分能夠部分地由少量的其他物質(zhì)替代和/或補(bǔ)充時(shí)也如此。
[0006]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，適用的是：0 < η < O. 3和/或O. 35 < m < O. 95和/或0〈l-n，m < O. 5。所提及的用于η和m的值域優(yōu)選適用于半導(dǎo)體層序列的所有子層，其中不包括摻雜物。然而在此可能的是，半導(dǎo)體層序列具有一個(gè)或多個(gè)中間層，對(duì)于所述中間層，不同于所提及的用于n、m的值并且替代其適用的是：0. 75≤η≤I或O. 80≤η≤I。
[0007]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，所述方法包含提供生長(zhǎng)襯底的步驟。生長(zhǎng)襯底基于不同于成核層的和/或半導(dǎo)體層序列的材料的材料體系。換言之，生長(zhǎng)襯底是所謂的異質(zhì)襯底。例如，生長(zhǎng)襯底是硅襯底、具有r面或c面作為生長(zhǎng)面的藍(lán)寶石襯底、鍺襯底、砷化鎵襯底、鑰襯底、碳化硅襯底或由金屬合金構(gòu)成的襯底。特別地，生長(zhǎng)襯底的熱膨脹系數(shù)與待生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層序列的熱膨脹系數(shù)相差至多50%或至多20%。
[0008]在方法的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述方法設(shè)立為用于制造光電子半導(dǎo)體芯片、尤其是發(fā)光二極管。所述方法至少包括下述優(yōu)選以給出的順序的步驟，:
[0009]-提供生長(zhǎng)襯底；
[0010]-借助于濺鍍?cè)谏L(zhǎng)襯底上生成III族氮化物成核層；以及
[0011]-在成核層上或其上方生長(zhǎng)具有有源層的III族氮化物半導(dǎo)體層序列。
[0012]在此，生長(zhǎng)襯底的材料不同于成核層的和/或半導(dǎo)體層序列的材料。
[0013]與MOVPE相比，借助于濺鍍能夠相對(duì)成本低地并且以相對(duì)高的生長(zhǎng)速度生成厚的層。因此，在幾分鐘之內(nèi)例如能夠沉積例如由AlN構(gòu)成的直至I μ m的厚的層。
[0014]此外，能夠通過(guò)借助于濺鍍來(lái)生成成核層來(lái)縮短和/或簡(jiǎn)化隨后的MOVPE過(guò)程。尤其可能的是，棄用附加的成核步驟。成核層優(yōu)選直接在生長(zhǎng)襯底上生成。[0015]此外可能的是，通過(guò)濺鍍成核層來(lái)減少鋁在用于生成半導(dǎo)體層序列的MOVPE工藝中的使用。由于MOVPE工藝中高的溫度通常將石墨座用作為襯底座。石墨座在MOVPE中能夠被薄的、近于白色的含鋁的和/或含鎵的層涂蓋，由此石墨座的熱放射特性和加熱特性改變。通過(guò)借助于濺鍍?cè)跉庀嗤庋臃磻?yīng)器外部生成成核層，明顯減少了以鋁和/或鎵來(lái)涂蓋石墨座并且能夠簡(jiǎn)單地設(shè)置用于緊隨其后的MOVPE工藝的參數(shù)。
[0016]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在濺鍍成核層時(shí)添加氧。氧在尤其基于氮化鋁的成核層中的重量份額優(yōu)選為至少O. 1%或至少O. 2%或至少O. 5%。此外，氧在成核層中的重量份額優(yōu)選為至多10%或至多5%或至多I. 5%。也在文獻(xiàn)DE10034263B4中提出將氧引入成核層中，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參引并入本文。
[0017]根據(jù)該方法的一個(gè)實(shí)施形式，成核層中的氧份額沿遠(yuǎn)離生長(zhǎng)襯底的方向單調(diào)地或嚴(yán)格單調(diào)地變小。特別地，在具有在IOnm和30nm之間且包含邊界值的厚度的薄層中，最高的氧濃度直接位于生長(zhǎng)襯底處。沿遠(yuǎn)離生長(zhǎng)襯底的方向，氧含量能夠階梯狀地或線性地減少。
[0018]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式,生長(zhǎng)具有至少I(mǎi)Onm或至少30nm或至少50nm的厚度的成核層。替選地或附加地，成核層的厚度為至多IOOOnm或至多200nm或至多150nm。特別地，成核層的厚度為大約lOOnm。
[0019]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，通過(guò)激光剝離法進(jìn)行生長(zhǎng)襯底的去除。替選地或附加地，可能的是，在去除生長(zhǎng)襯底時(shí)使用濕化學(xué)蝕刻。
[0020]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，生長(zhǎng)襯底和成核層對(duì)于在剝離法中使用的激光輻射是能穿透的。因此，換言之，生長(zhǎng)襯底的和成核層的材料不吸收或不顯著地吸收所使用的激光福射。
[0021]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，通過(guò)激光輻射在成核層和半導(dǎo)體層序列之間的邊界層上或在成核層和生長(zhǎng)層之間的邊界面上發(fā)生材料分解。因此，造成半導(dǎo)體層序列從生長(zhǎng)襯底處剝離的材料分解優(yōu)選不在緊鄰生長(zhǎng)襯底處發(fā)生。
[0022]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在成核層和生長(zhǎng)襯底之間生成犧牲層。犧牲層優(yōu)選不僅與生長(zhǎng)襯底而且與成核層直接接觸。犧牲層能夠例如借助于原子層沉積來(lái)生成，英語(yǔ)是Atomic Layer Deposition或簡(jiǎn)稱(chēng)ALD,或借助于氣相沉積或借助于派鍍來(lái)生成。
[0023]根據(jù)犧牲層的至少一個(gè)實(shí)施形式，所述犧牲層由能夠濕化學(xué)地分解的材料形成，其中在濕化學(xué)的分解中，生長(zhǎng)襯底和半導(dǎo)體層序列和/或生長(zhǎng)層不隨著分解或不顯著地隨著分解。例如，犧牲層包括氧化鋁如Al2O3或由其構(gòu)成。犧牲層的厚度例如位于50nm和200nm之間，其中包含邊界值。
[0024]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)時(shí)形式，生長(zhǎng)襯底、尤其是在朝向半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上不被損壞或不顯著地被損壞。特別地，生長(zhǎng)襯底的這一側(cè)的表面性質(zhì)保持不變或盡量保持不變。因此，在生長(zhǎng)襯底剝離時(shí)，優(yōu)選僅半導(dǎo)體層序列的一部分和/或生長(zhǎng)層的或犧牲層的一部分被損壞。
[0025]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，生長(zhǎng)層直接施加在成核層上。因此，換言之，取消夾層，所述夾層例如由具有沿遠(yuǎn)離生長(zhǎng)襯底的方向下降的鋁含量的AlGaN形成。生長(zhǎng)層優(yōu)選是摻雜的GaN層或者也可以是未摻雜的GaN層。生長(zhǎng)層的厚度尤其位于50nm和300nm之間，其中包含邊界值。生長(zhǎng)層優(yōu)選通過(guò)濺鍍或通過(guò)MOVPE生成。[0026]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，尤其是將掩膜層直接施加到生長(zhǎng)層上。掩膜層例如由氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或由氮化硼或氧化鎂形成。掩膜層的厚度優(yōu)選為至多2nm或至多Inm或至多0.5nm。特別地，生成具有如下厚度的掩膜層，所述厚度平均為一個(gè)或兩個(gè)單層。掩膜層能夠通過(guò)濺鍍或通過(guò)MOVPE生成。
[0027]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，掩膜層以至少20%或至少50%或至少55%的覆蓋度施加到位于其下的層上。優(yōu)選地，覆蓋度為至多90%或至多80%或至多70%。因此，換言之，生長(zhǎng)襯底和/或生長(zhǎng)層在俯視圖中看來(lái)由掩膜層的材料覆蓋至所提到的份額。因此也就是說(shuō)生長(zhǎng)層局部地露出。
[0028]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，與成核層一樣，生長(zhǎng)層以及掩膜層同樣通過(guò)濺鍍來(lái)生成。成核層和生長(zhǎng)層以及掩膜層的生成能夠在相同的濺鍍沉積設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。
[0029]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，尤其是直接在掩膜層上以及在局部露出的生長(zhǎng)層上生長(zhǎng)聚結(jié)層，例如借助于氣相外延。聚結(jié)層優(yōu)選基于未摻雜的或基本上未摻雜的GaN。聚結(jié)層在局部露出的生長(zhǎng)層上進(jìn)而在掩膜層的開(kāi)口中生長(zhǎng)。聚結(jié)層以掩膜層中的所述開(kāi)口為出發(fā)點(diǎn)，共生為封閉的、相對(duì)缺陷少的層。
[0030]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，生長(zhǎng)具有至少300nm或至少400nm的厚度的聚結(jié)層。替選地或附加地，厚度為至多3μπι或至多I. 2μπι。
[0031]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在聚結(jié)層上，尤其以直接的物質(zhì)接觸的方式生長(zhǎng)中間層。中間層優(yōu)選是AlGaN層，所述AlGaN層具有在5%和15%之間、或在75%和100%之間且包含邊界值的鋁含量。中間層的厚度優(yōu)選位于5nm和50nm之間、尤其位于IOnm和20nm之間、或者位于30nm和IOOnm之間、或者位于IOnm和200nm之間，其中包含邊界值。中間層能夠是摻雜的。
[0032]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，生長(zhǎng)多個(gè)中間層，其中中間層分別能夠在制造公差的范圍中相同地構(gòu)成。在兩個(gè)相鄰的中間層之間優(yōu)選存在各一個(gè)GaN層，所述GaN層能夠是摻雜的或未摻雜的。此外，GaN層優(yōu)選與兩個(gè)相鄰的中間層直接接觸。因此，GaN層的厚度優(yōu)選為至少20nm或至少50nm或至少500nm，并且替選地或附加地，能夠?yàn)橹炼?000nm或至多2000nm或至多l(xiāng)OOOnm。
[0033]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在中間層上或在所述中間層的距生長(zhǎng)襯底最遠(yuǎn)的一個(gè)上生長(zhǎng)具有有源層的半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列優(yōu)選與中間層直接接觸并且基于AlInGaN或基于InGaN。半導(dǎo)體層序列的鄰接于中間層的層優(yōu)選是η型摻雜的。η型摻雜例如借助于硅和/或借助于鍺實(shí)現(xiàn)。
[0034]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在濺鍍成核層和/或生長(zhǎng)層和/或掩膜層時(shí)存在位于550°C和900°C之間且包含邊界值的溫度。在濺鍍時(shí)此外存在尤其是在10_3mbar和I X 10_2mbar之間且包含邊界值的壓強(qiáng)。
[0035]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在濺鍍成核層或其他通過(guò)濺鍍生成的層時(shí)，生長(zhǎng)率為至少O. 03nm/s和/或至多O. 5nm/s。優(yōu)選在具有氬氣和氮?dú)獾沫h(huán)境下執(zhí)行濺鍍。氬氣與氮?dú)獾谋壤齼?yōu)選為1:2，具有至多15%或至多10%的公差。
[0036]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體層序列的與生長(zhǎng)襯底相對(duì)置的一側(cè)上安置載體襯底。在半導(dǎo)體層序列和載體襯底之間能夠存在其他層，尤其是鏡面層、電接觸層和/或連接介質(zhì)層如焊料。載體襯底例如是由陶瓷或由半導(dǎo)體材料如鍺或由金屬如鑰構(gòu)成的載體。載體襯底能夠包括電導(dǎo)線。
[0037]根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，成核層在濺鍍沉積設(shè)備中生成并且半導(dǎo)體層序列在與所述濺鍍沉積設(shè)備不同的氣相外延反應(yīng)器中生長(zhǎng)。尤其優(yōu)選濺鍍沉積設(shè)備不具有鎵和/或不具有石墨。
[0038]除此之外提出一種光電子半導(dǎo)體芯片。所述光電子半導(dǎo)體芯片能夠借助于如在一個(gè)或多個(gè)上述實(shí)施形式中給出的方法來(lái)制造。因此，所述方法的特征對(duì)于光電子半導(dǎo)體芯片也是公開(kāi)的并且反之亦然。
[0039]在光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述光電子半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列具有設(shè)置為用于產(chǎn)生輻射的有源層。半導(dǎo)體層序列還包括至少一個(gè)η型摻雜的層和至少一個(gè)P型摻雜的層，其中所述摻雜的層優(yōu)選直接鄰接于有源層。半導(dǎo)體層序列基于AlInGaN或InGaN。
[0040]半導(dǎo)體芯片包括在半導(dǎo)體層序列的P側(cè)上的載體襯底。在半導(dǎo)體層序列的η型摻雜的層的背離載體襯底的一側(cè)上存在中間層，所述中間層基于AlGaN并且具有高的鋁含量以及以在5nm和50nm之間且包含邊界值的厚度生長(zhǎng)。能夠形成多個(gè)中間層，在所述中間層之間存在氮化鎵層。
[0041 ] 在中間層或所述中間層中的一個(gè)的背離載體襯底的一側(cè)上存在由摻雜的或未摻雜的GaN構(gòu)成的聚結(jié)層，所述聚結(jié)層具有在300nm和I. 5 μ m之間且包含邊界值的厚度。此夕卜，半導(dǎo)體芯片設(shè)置有粗糙部，所述粗糙部從聚結(jié)層伸展直至到半導(dǎo)體層序列的η型摻雜的層上或?qū)又?。半?dǎo)體層序列的輻射出射面部分地由聚結(jié)層形成。中間層或所述中間層中的至少一個(gè)通過(guò)粗糙部局部地露出。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]隨后，參照附圖借助于實(shí)施例詳細(xì)地闡述這里描述的方法以及這里描述的半導(dǎo)體芯片。在此，相同的附圖標(biāo)記表示在各個(gè)附圖中的相同的元件。然而，在此不示出合乎比例的關(guān)系，更確切地說(shuō)，為了更好的理解能夠夸大地示出個(gè)別元件。
[0043]附圖示出：
[0044]圖1、2和7示出用于制造在這里所描述的光電子半導(dǎo)體芯片的在這里所描述的方法的實(shí)施例的示意圖，以及
[0045]圖3至6和8示出在這里所描述的光電子半導(dǎo)體芯片的實(shí)施例的示意剖面圖。【具體實(shí)施方式】
[0046]在圖I中示意地圖解說(shuō)明用于制造光電子半導(dǎo)體芯片10的方法。根據(jù)圖IA提供在濺鍍沉積設(shè)備A中的生長(zhǎng)襯底I。生長(zhǎng)襯底I例如是藍(lán)寶石襯底。在根據(jù)圖IB的方法步驟中，在濺鍍沉積設(shè)備A中將成核層3濺鍍到生長(zhǎng)襯底I上。成核層3是AlN層，對(duì)所述AlN層優(yōu)選添加氧。
[0047]在濺鍍成核層3時(shí)溫度例如為大約760°C。濺鍍沉積設(shè)備A中的壓力尤其為大約5X 10_2mbar，其中存在氬氣-氮?dú)猸h(huán)境。在濺鍍成核層3時(shí)沉積率為大約O. 15nm/s。濺鍍功率能夠在O. 5kW和I. 5kW之間，其中包含邊界值，尤其為大約O. 5kW。以大約IOOnm的厚度生成成核層3。濺鍍沉積設(shè)備A不具有鎵。卜。這尤其能夠通過(guò)成核層3的相對(duì)大的厚層3來(lái)實(shí)現(xiàn)。:襯底1去除。所述去除能夠經(jīng)由濕化學(xué)蝕的材料并且不侵蝕或不顯著侵蝕生長(zhǎng)襯底
損，所以能夠避免所謂的回收工藝，在所述I復(fù)。在這樣的磨光中，生長(zhǎng)襯底失去大約？質(zhì)量的且昂貴的生長(zhǎng)襯底1能夠受保護(hù)地藝。
注行。為了簡(jiǎn)化的描述，在附圖中未示出其附加的功能層。
& 1的替選的方法步驟。根據(jù)圖2八，與根據(jù)之間制成有由八1203構(gòu)成的犧牲層31。
七生長(zhǎng)襯底1能夠與半導(dǎo)體層序列2分離，3/或成核層3保持不被破壞或盡量不被破I要耗費(fèi)的修復(fù)步驟。[0060]沿遠(yuǎn)離生長(zhǎng)襯底1的方向掩膜層6直接跟隨著生長(zhǎng)層8。掩膜層6覆蓋生長(zhǎng)層8優(yōu)選至大約60%或大約70%。生長(zhǎng)層8例如由少數(shù)單層氮化硅構(gòu)成。
[0061]在掩膜層6的開(kāi)口中，由摻雜的或未摻雜的構(gòu)成的聚結(jié)層7在生長(zhǎng)層8上生長(zhǎng)。沿遠(yuǎn)離生長(zhǎng)襯底1的方向，聚結(jié)層7共生成連續(xù)的層。聚結(jié)層7的厚度例如在0.500和1.0 9 III之間，其中包含邊界值。
[0062]中間層9直接跟隨著聚結(jié)層7。優(yōu)選地，中間層9是八層，所述八層具有大約10%的鋁含量并且具有大約3011111或大約6011111的厚度?？蛇x地也能夠棄用中間層9。
[0063]半導(dǎo)體層序列2的鄰接于有源層23的型摻雜的層26跟隨著中間層9。在有源層23的背離生長(zhǎng)襯底1的一側(cè)上存在至少一個(gè)]3型摻雜的層2(3。半導(dǎo)體層序列2的層23、21^,20優(yōu)選基于1成抓。II型摻雜的層26的摻雜物濃度能夠在5 X川18/。!!!—3和1 X 1027挪3之間或者在IX川19/^!!!—3或^父川19/^!!!—3之間，其中包含邊界值。II型摻雜的層％的摻雜優(yōu)選借助于鍺和/或硅實(shí)現(xiàn)。？型摻雜的層2。優(yōu)選摻雜有鎂。[0064]II型摻雜的層北的厚度0例如在1.0 9 III和4 9 III之間，尤其在1.59111^2.59111之間，其中包含邊界值。在II型摻雜的層213的距中間層9最近的區(qū)域中，其中所述區(qū)域優(yōu)選具有在10011111和50011111之間且包含邊界值的厚度，摻雜物濃度可選地降低并且在所述區(qū)域中例如在5\1017八111—3和1\1019八111—3之間，其中包含邊界值，尤其為大約1\1018八111—3。所述較低地?fù)诫s的區(qū)域未在附圖中示出。
[0065]在根據(jù)圖4的半導(dǎo)體芯片10的實(shí)施例中，生長(zhǎng)襯底1以及成核層3和夾層4被去除，如這結(jié)合附圖3也是可能的。在半導(dǎo)體層序列2的？型側(cè)上安置有第一接觸層123。經(jīng)由第一接觸層121半導(dǎo)體層序列2與載體襯底11連接。載體襯底11的厚度優(yōu)選在50 ^ 111和1111111之間，其中包含邊界值。
[0066]在半導(dǎo)體層序列2的背離載體襯底11的一側(cè)上產(chǎn)生粗糙部13。粗糙部13伸展直至半導(dǎo)體層序列2的型摻雜的層213上或直至其中。因此，通過(guò)粗糙部，II型摻雜的層26以及中間層9局部地露出。尤其優(yōu)選由于粗糙部13而完全地去除掩膜層6。
[0067]可選地，在背離載體襯底的一側(cè)上安置有其他接觸層121經(jīng)由所述接觸層半導(dǎo)體芯片10是能電接觸的并且是能通電的，例如借助于接合線。其他可選的層如鏡面層或連接介質(zhì)層在附圖中未示出。
[0068]半導(dǎo)體芯片10的另一實(shí)施例在圖5中可見(jiàn)。根據(jù)圖5的半導(dǎo)體芯片10具有兩個(gè)中間層9，在所述中間層之間存在&^層5。不同于在圖5中所示出的，也能夠存在多于兩個(gè)的中間層9，所述中間層分別彼此相同地或彼此不同地構(gòu)造。
[0069]粗糙部13伸展穿過(guò)兩個(gè)中間層5直至!1型摻雜的層26中。不同于所示出的，可能的是，中間層9中的一個(gè)不碰到粗糙部。此外可能的是，距有源層23最近的中間層9構(gòu)成為用于產(chǎn)生粗糙部13的蝕刻阻擋層。
[0070]在圖6中示出半導(dǎo)體芯片10的另一實(shí)施例。半導(dǎo)體層序列2經(jīng)由例如是焊料的連接介質(zhì)18固定在載體襯底11上。半導(dǎo)體層序列2的朝向載體襯底11的一側(cè)經(jīng)由第一電連接層14并且經(jīng)由載體襯底11電接觸。
[0071]此外，半導(dǎo)體層序列2的背離載體襯底11的一側(cè)經(jīng)由第二電連接層16接觸。第二連接層16穿過(guò)有源層并且從載體襯底11來(lái)看，橫向地在半導(dǎo)體層序列2旁引導(dǎo)。例如，第二連接層16能夠橫向地在半導(dǎo)體層序列2旁與接合線連接，所述接合線未示出。[0072]粗糙部13不伸展直至第二連接層16上。此外，連接層16、14通過(guò)例如由氧化硅或氮化硅構(gòu)成的分離層15彼此電絕緣。在圖6中未示出中間層以及聚結(jié)層。因此，半導(dǎo)體芯片10能夠與在文獻(xiàn)…2010/017113541中所給出的類(lèi)似地構(gòu)成，所述文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參引并入本文。
[0073]在圖7中示出用于制造例如在圖3中圖解說(shuō)明的半導(dǎo)體芯片10的第一方法步驟。根據(jù)圖7八，直接在生長(zhǎng)襯底1上生成成核層3。根據(jù)圖78，生長(zhǎng)層8直接生長(zhǎng)到成核層3上。將掩膜層6局部地安置到能夠具有大約所有這些層能夠借助于濺鍍來(lái)施加。
[0074]在生長(zhǎng)層8中，的缺陷密度能夠在大約3父從挪2的范圍中。通過(guò)聚結(jié)層7與掩膜層6相結(jié)合，半導(dǎo)體層序列2中的缺陷密度、尤其是II型摻雜的層213中的缺陷密度能夠降低大約一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0075]在圖70中圖解說(shuō)明，聚結(jié)層7如何以掩膜層6中的開(kāi)口為出發(fā)點(diǎn)。掩膜層6的覆蓋度例如為大約70%。在圖70中示意性地圖解說(shuō)明在還未完全共生的狀態(tài)中的聚結(jié)層7。共生的聚結(jié)層7的厚度能夠?yàn)榇蠹s1.2 ^ I在圖7中未示出其他的方法步驟。
[0076]方法步驟7八至7(:優(yōu)選在相同的濺鍍沉積設(shè)備中進(jìn)行，在圖7中未示出。從根據(jù)圖70的方法步驟起，優(yōu)選 應(yīng)用10乂？2。
[0077]半導(dǎo)體芯片10的另一實(shí)施例在圖8中示出。半導(dǎo)體芯片10優(yōu)選借助于如圖1和7中圖解說(shuō)明的方法來(lái)制造。電接觸結(jié)構(gòu)如導(dǎo)線或接合線未在圖8中示出。
[0078]在載體襯底11上存在具有？型摻雜的層2匕有源層23和II型摻雜的層26的半導(dǎo)體層序列2。優(yōu)選在有源層23和1)型摻雜的層1之間存在電子勢(shì)壘層2山如也在所有其他實(shí)施例中那樣。
[0079]I！型摻雜的層26例如具有在100鹽和300鹽之間、尤其是大約200鹽且包含邊界值的厚度。II型摻雜的層此的摻雜物濃度優(yōu)選低于1\10180！11—3。第二中間層％連接于!1型摻雜的層26，沿遠(yuǎn)離載體襯底11的方向跟隨有第二&^層56、第一中間層如和第一&^
5已。
[0080]第一中間層如優(yōu)選具有在1511111和5011111之間、例如大約3011111的厚度，其中包括邊界層。第二中間層％的厚度更大且尤其位于25=0和100?。。。。≈g且包含邊界值的、例如大約為6011111。兩個(gè)中間層如、％由八形成，所述八具有優(yōu)選5%至15%且包含邊界值的八1含量。這樣的可選的中間層如、％和同樣可選的層5^513也能夠存在于所有其他的實(shí)施例中。
[0081]粗糙部13能夠局部地伸展直至第一中間層如上，但是優(yōu)選不穿過(guò)第二中間層93以及更靠近載體襯底11的層。不同于所示出的，粗糙部13也能夠不伸展直至中間層93上。
[0082]第二層56優(yōu)選具有在0.5 9 III和2 9 III之間、或者在0.8 9 111和1.2 9 III之間且包含邊界值的、例如為大約1 0 III的厚度。第二層紐的摻雜物濃度優(yōu)選為至少I(mǎi)X 1019挪—3。第一 6抓層5已具有尤其是至多4 9 III或至多3 9 III和/或至少1 9 III或至少2 9 III的最大厚度。
[0083]第一層53例如在具有大約1.2 ^ III的厚度的聚結(jié)層7上生長(zhǎng)，參見(jiàn)圖70。根據(jù)圖8，在安置載體襯底11之后，從半導(dǎo)體芯片10去除在圖7中圖解說(shuō)明的層1、3、8、6、7。
[0084]本發(fā)明不受限于借助于實(shí)施例進(jìn)行的描述。更確切地說(shuō)，本發(fā)明包括每個(gè)新的特征以及特征的任意組合，這尤其包含權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使所述特征或所述組合本身并未明確地在權(quán)利要求中或?qū)嵤├薪o出時(shí)也如此。
[0085]本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)102011114671.0的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參引并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片（10)的方法，具有下述步驟： -提供生長(zhǎng)襯底（I)； -借助于濺鍍?cè)谒錾L(zhǎng)襯底（I)上生成III族氮化物成核層（3)，其中所述生長(zhǎng)襯底(O的材料不同于所述成核層（3)的材料；以及 -在所述成核層（3)上生長(zhǎng)具有有源層（2a)的III族氮化物半導(dǎo)體層序列（2)。
2.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其中在所述成核層（3)和所述生長(zhǎng)襯底（I)之間生成犧牲層（31)，其中所述犧牲層(31)包括氧化鋁并且所述犧牲層（31)在所述生長(zhǎng)襯底（I)與所述半導(dǎo)體層序列（2)分離時(shí)至少部分地濕化學(xué)地分解。
3.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其中所述生長(zhǎng)襯底（I)在從所述半導(dǎo)體層序列（2)剝離時(shí)在朝向所述半導(dǎo)體層序列(2)的一側(cè)上沒(méi)有受到損壞。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中所述成核層（3)具有在IOnm和1000nm之間、尤其是在50nm和200nm之間且包含邊界值的厚度，其中所述成核層（3)基于AlN并且直接施加到所述生長(zhǎng)襯底（I)上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中將載體襯底（11)安置到所述半導(dǎo)體層序列（2)的背離所述生長(zhǎng)襯底（I)的一側(cè)上，并且隨后借助于激光剝離法去除所述生長(zhǎng)襯底（I )。
6.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其中所述生長(zhǎng)襯底（I)和所述成核層（3)對(duì)于在所述剝離法中所使用的激光輻射是能穿透的， 其中通過(guò)所述激光輻射在所述成核層（3)和所述半導(dǎo)體層序列（2)和/或生長(zhǎng)層（8)之間的邊界層上進(jìn)行材料分解。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中對(duì)所述成核層（3)添加氧，其中氧的重量份額在O. 1%和10%之間，其中包含邊界值。
8.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其中所述成核層（3)中的氧份額沿遠(yuǎn)離所述生長(zhǎng)襯底（I)的方向單調(diào)地減少。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中借助于濺鍍或借助于氣相外延直接在所述成核層（3)上施加所述生長(zhǎng)層（8)， 其中所述生長(zhǎng)層（8)基于GaN。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中直接彼此相繼地并且以給出的順序在所述生長(zhǎng)層（8)上生成下述層： -掩膜層（6),基于氮化娃、氧化娃或氧化鎂,其中所述掩膜層（6)以在50%和90%之間且包含邊界值的覆蓋度來(lái)覆蓋所述生長(zhǎng)層（8)； -聚結(jié)層（7),基于GaN ； -由AlGaN構(gòu)成的一個(gè)或多個(gè)中間層（9)，其中在多個(gè)中間層（9)的情況下，在兩個(gè)相鄰的中間層（9 )之間各生長(zhǎng)一個(gè)GaN層，以及 -所述半導(dǎo)體層序列（2a，2b，2c)，基于AlInGaN或基于InGaN。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中在550°C和900°C之間的溫度下并且在IX KT3Hibar和IX l(T2mbar之間且包含邊界值的壓強(qiáng)下執(zhí)行濺鍍。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中在濺鍍時(shí)將生長(zhǎng)率設(shè)定為在0.03nm/s和O. 5nm/s之間，其中包含邊界值，其中在具有Ar和N2的環(huán)境下執(zhí)行濺鍍，并且Ar與N2的比例為I比2，具有至多15%的公差。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中在濺鍍沉積設(shè)備（A)中生成所述成核層（3)，并且在與所述濺鍍沉積設(shè)備不同的氣相外延反應(yīng)器（B)中生長(zhǎng)所述半導(dǎo)體層序列（2)， 其中所述濺鍍沉積設(shè)備（A)不具有鎵。
14.一種具有半導(dǎo)體層序列（2)的光電子半導(dǎo)體芯片（10)，所述半導(dǎo)體層序列具有設(shè)置為用于產(chǎn)生輻射的有源層（2a)并且具有至少一個(gè)η型摻雜的層（2b)， 其中 -所述η型摻雜的層（2b)鄰接于所述有源層（2a)； -所述半導(dǎo)體層序列（2)基于AlInGaN或基于InGaN ； -在所述η型摻雜的層（2b)的背離載體襯底（11)的一側(cè)上生長(zhǎng)由AlGaN構(gòu)成的一個(gè)或多個(gè)中間層（9)，所述中間層分別具有在25nm和200nm之間且包含邊界值的厚度； -在所述中間層（9)或所述中間層（9)中的一個(gè)的背離所述載體襯底（11)的一側(cè)上形成由摻雜的或未摻雜的GaN構(gòu)成的聚結(jié)層（7)，所述聚結(jié)層具有在300nm和I. 2 μ m之間且包含邊界值的厚度， -粗糙部（13)從所述聚結(jié)層（7)起伸展直至所述η型摻雜的層（2b)上或所述η型摻雜的層（2b)中， -所述半導(dǎo)體層堆（2)的輻射出射面部分地由所述聚結(jié)層（7)形成， -所述中間層（9)局部地露出，以及 -所述半導(dǎo)體芯片（10)借助于根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法制造。
【文檔編號(hào)】H01L33/22GK103843161SQ201280048248
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】約阿希姆·赫特功, 卡爾·恩格爾, 貝特霍爾德·哈恩, 安德烈亞斯·魏瑪 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司