光電子半導(dǎo)體芯片和用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法
【專利摘要】在光電子半導(dǎo)體芯片(1)的至少一個實施形式中，所述光電子半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體層序列(2)以用于產(chǎn)生電磁輻射。半導(dǎo)體層序列(2)具有光出射側(cè)(25)，將光耦合輸出層(4)安置在所述光出射側(cè)上。光耦合輸出層(4)包括由對于所產(chǎn)生的輻射而言透射的材料制成的輻射不活躍的納米晶體(40)。對于所產(chǎn)生的輻射而言，納米晶體(40)的材料的折射率為至少1.9或至少2.2。
【專利說明】光電子半導(dǎo)體芯片和用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提出一種光電子半導(dǎo)體芯片。此外，提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]要實現(xiàn)的目的在于，提出一種光電子半導(dǎo)體芯片，所述光電子半導(dǎo)體芯片具有高的光耦合輸出效率。
[0003]根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，所述光電子半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列具有用于產(chǎn)生電磁輻射的至少一個有源層。半導(dǎo)體層序列具有光出射側(cè)。光出射側(cè)尤其通過半導(dǎo)體層序列的平面的邊界面形成，所述邊界面位于半導(dǎo)體層序列的背離載體的一側(cè)上并且優(yōu)選垂直于半導(dǎo)體層序列的生長方向定向。
[0004]半導(dǎo)體層序列優(yōu)選基于II1-V族化合物半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料例如是氮化物化合物半導(dǎo)體材料如AlnIn1ImGamN或也是磷化物化合物半導(dǎo)體材料如AlnIni_n_mGamP或者也是砷化物化合物半導(dǎo)體材料如AIJnHiGamAs,其中分別有0≤n≤1,0≤m≤ 1并且n+m；≤ 1。在此，半導(dǎo)體層序列能夠具有摻雜物以及附加的組成成分。然而，為了簡單性僅說明半導(dǎo)體層序列的晶格的主要組成成分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使這些主要組成成分能夠部分地由少量的其他物質(zhì)替代和/或補充時也如此。 [0005]半導(dǎo)體層序列包括設(shè)立為用于產(chǎn)生電磁輻射的至少一個有源層。有源層尤其包含至少一個pn結(jié)和/或至少一個量子阱結(jié)構(gòu)。由有源層在運行中產(chǎn)生的輻射尤其位于400nm和1050nm之間或430nm和650nm之間的光譜范圍中，其中包含邊界值。
[0006]根據(jù)至少一個實施形式,半導(dǎo)體芯片具有光I禹合輸出層。光I禹合輸出層間接地或優(yōu)選直接地安置在半導(dǎo)體層序列的光出射側(cè)上。光耦合輸出層設(shè)立為用于:提高在有源層中在半導(dǎo)體芯片運行時產(chǎn)生的輻射從半導(dǎo)體層序列中以及從半導(dǎo)體芯片中耦合輸出效率。
[0007]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，光耦合輸出層包括納米晶體或由納米晶體構(gòu)成。光耦合輸出層和/或納米晶體由下述材料成形或由這樣的材料構(gòu)成，所述材料對于在有源層中產(chǎn)生的輻射而言具有至少1.5或至少2.0或至少2.5的折射率。換言之，光耦合輸出層和/或納米晶體由光學(xué)高折射的材料形成。
[0008]在參考文獻US2011/0215295A1中說明納米晶體。該參考文獻的公開內(nèi)容通過參考并入本文。
[0009]根據(jù)至少一個實施形式，納米晶體的和/或光耦合輸出層的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列的中位折射率偏差最多1.5或者最多0.5或最多0.25。換言之，因此納米晶體的和/或光耦合輸出層的以及半導(dǎo)體層序列的材料的折射率彼此相似。
[0010]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體是輻射不活躍的。換言之，因此納米晶體不設(shè)立為用于在光電子半導(dǎo)體芯片運行時產(chǎn)生電磁輻射或者將在有源層中產(chǎn)生的輻射轉(zhuǎn)換成不同波長的輻射。特別地，納米晶體不具有用于產(chǎn)生電磁輻射的有源區(qū)域和/或不具有用于波長轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換介質(zhì)。
[0011 ] 在光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式中，所述光電子半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列具有用于產(chǎn)生電磁輻射的有源層。半導(dǎo)體層序列具有光出射側(cè)，所述光耦合輸出層安置在光出射側(cè)上。光耦合輸出層包括由對于所產(chǎn)生的輻射而言透射的材料制成的輻射不活躍的納米晶體或由其制成。對于在有源層中所產(chǎn)生的輻射而言，納米晶體的和/或光耦合輸出層的材料的折射率為至少1.5或至少2.0或至少2.2。
[0012]例如用于發(fā)光二極管的半導(dǎo)體材料、如AlInGaN或InGaAlP優(yōu)選具有相對高的折射率。由此，光在半導(dǎo)體層序列的邊界面上由于全反射大部分地沿進入半導(dǎo)體層序列中的方向向回反射。由此，能夠顯著地降低效率，因為在半導(dǎo)體層序列中和/或在電接觸部上能夠出現(xiàn)吸收損耗。
[0013]提高光耦合輸出效率的可行性在于，將半導(dǎo)體層序列的表面結(jié)構(gòu)化，尤其設(shè)有粗化部。這樣的粗化部能夠以濕化學(xué)方式產(chǎn)生和/或通過掩膜工藝和通過接下來的刻蝕以光刻的方式產(chǎn)生。然而，通過產(chǎn)生粗化部需要更厚的半導(dǎo)體層序列，這提高半導(dǎo)體層序列的生長時間。通過施加光耦合輸出層的納米晶體能夠在要生長的半導(dǎo)體層序列相對薄的同時實現(xiàn)高的光耦合輸出效率。
[0014]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，光耦合輸出層的和/或納米晶體的材料與半導(dǎo)體層序列的材料不同。特別地，光耦合輸出層以及半導(dǎo)體層序列基于不同的材料體系。半導(dǎo)體層序列的和光耦合輸出層的主要材料組成成分能夠彼此不同。例如,納米晶體的材料不是半導(dǎo)體材料GaN。
[0015]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體的至少一部分或者所有的納米晶體構(gòu)成為是針狀的。這能夠表示:納米晶體具有拉長的形狀。納米晶體能夠是類似柱形的外形，然而其中類似柱形不排除納米晶體的橫截面與圓形或圈形不同。
[0016]根據(jù)半導(dǎo)體層序列的至少一個實施形式，以光出射側(cè)的面積計，納米晶體的覆蓋度為至少40 %或至少55 %或至少60 %。替選地或附加地，覆蓋度最高為90 %或最高為80 %或最高為75%。在此，覆蓋度能夠在光耦合輸出層的和/或納米晶體的最靠近光出射側(cè)的區(qū)域處確定。換言之，覆蓋度尤其表示光出射側(cè)的直接長滿納米晶體的面積份額。
[0017]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體的至少一部分或全部納米晶體構(gòu)成為是棱錐形的。在此，棱錐形包括圓錐形。特別地，納米晶體因此具有尖部，在遠離光出射側(cè)的方向上具有所述尖部。可行的是，納米晶體的尖部是原子尖的。優(yōu)選地，尖部上的也能夠被壓平且平行于光出射側(cè)定向的面積最高為400nm2或5000nm2或40000nm2。
[0018]根據(jù)至少一個實施形式，用納米晶體對光出射側(cè)的覆蓋度為至少70 %或至少80%或至少85%。優(yōu)選地，覆蓋度為至少90%或至少95%。尤其優(yōu)選地，整個光出射側(cè)被納米晶體覆蓋。這尤其適用于納米晶體棱錐形生長的情況。
[0019]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式,納米晶體具有至少50nm或至少IOOnm或至少150nm或至少200nm的中位直徑。替選地或附加地，中位直徑最高為I μ m或最高為500nm或最高為300nm。中位直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差優(yōu)選為最高30nm或最高15nm。
[0020]根據(jù)至少一個實施形式,納米晶體具有至少300nm的或至少500nm或至少I μ m的
平均長度。
[0021]替選地或附加地，平均長度最高為4μπι或者最高為2μπι或最高為1.5μπι。平均長度的標(biāo)準(zhǔn)偏差例如最高為IOOnm或最高50nm。
[0022]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體局部地或在整個光出射側(cè)上直接地安置在半導(dǎo)體層序列上。換言之，因此，納米晶體的材料至少局部地與半導(dǎo)體層序列的材料直接地物理接觸。
[0023]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，在光出射側(cè)上局部地或整面地安置結(jié)核層。結(jié)核層設(shè)立為用于:在其上尤其以規(guī)則的、緊密的布置方式生長納米晶體。優(yōu)選地，結(jié)核層直接地位于光出射側(cè)上進而與半導(dǎo)體層序列物理接觸。納米晶體還優(yōu)選直接地位于結(jié)核層的背離半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上并且與其處于物理接觸。
[0024]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式,結(jié)核層具有最高200nm或最高50nm或最高20nm或最高IOnm或最高5nm的厚度。替選地或附加地,結(jié)核層的厚度為至少兩個單層或至少Inm或至少2nm或至少5nm。
[0025]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，結(jié)核層是金屬層。例如，結(jié)核層通過薄的金層或通過由金合金構(gòu)成的薄的層形成。結(jié)核層對于在有源層中產(chǎn)生的輻射而言是可透射的并且優(yōu)選吸收和/或反射所述輻射的最多10%或最多5%。
[0026]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，結(jié)核層通過金屬氧化物、優(yōu)選為ZnO或TiO2的層形成。因此，結(jié)核層尤其具有30nm和200nm之間的厚度，其中包含邊界值。
[0027]根據(jù)至少一個實施形式，結(jié)核層通過彼此分離的、不關(guān)聯(lián)的金屬島形成。島優(yōu)選具有要在其上生長的納米晶體所表明的中位直徑。這樣的島例如能夠由金、ZnO、InGaN或AlGaN構(gòu)成。
[0028]根據(jù)半導(dǎo)體芯 片的至少一個實施形式，納米晶體的縱軸線垂直于或基本上垂直于光出射側(cè)定向。這就是說，納米晶體的至少一部分或基本上全部的納米晶體指向遠離光出射側(cè)的方向。納米晶體的縱軸線的相對于光出射側(cè)關(guān)于垂線的角度的標(biāo)準(zhǔn)偏差優(yōu)選為最高
25。或最高15°或最高5°。換言之，因此幾乎全部的納米晶體基本上垂直于光出射側(cè)定向。縱軸線能夠平行于納米晶體的主生長方向定向。
[0029]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，光出射側(cè)的垂線和縱軸線之間的角度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為至少5°或至少10°或至少20°。替選地或附加地，標(biāo)準(zhǔn)偏差最高為35°或最高為25°或最高為20°。換而言之，納米晶體因此關(guān)于其縱軸線具有大的角度分布。
[0030]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體借助下述材料中的一種或多種形成或者由下述材料中的一種或多種構(gòu)成:ZnO、ZrO2, Ti02、A1203、ZnS, ZnSe, TiOxN1^ Ta2O5,BN、AlN、Sn02。
[0031]用于納米晶體40的和/或光耦合輸出層4的所述材料能夠為純正的材料。同樣可能的是，為材料添加摻雜物。然而優(yōu)選地，納米晶體和/或光耦合輸出層不具有添加物，如慘雜物。
[0032]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體和/或光耦合輸出層由電絕緣材料成形。換言之，納米晶體因此不設(shè)立為用于:既不沿平行于半導(dǎo)體層序列的光出射側(cè)的方向也不沿垂直于其的方向引導(dǎo)電流。
[0033]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式,在光稱合輸出層的背離半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上存在一個或多個鈍化層。鈍化層優(yōu)選由透明的、對于在有源層中產(chǎn)生的輻射透射的材料成形，例如由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅成形。鈍化層尤其為連續(xù)的閉合的層。鈍化層設(shè)立為用于相對于外部影響、如空氣濕氣或空氣氧氣保護光耦合輸出層和/或納米晶體以及半導(dǎo)體層序列。[0034]根據(jù)至少一個實施形式,鈍化層的中位厚度最高為150nm或最高IOOnm或最高50nm。優(yōu)選地，鈍化層的中位厚度相對于鈍化層的幾何厚度和輻射的真空波長以最高10%或最高5%的公差位于在有源層中產(chǎn)生的輻射的波長的l/4n。在此，波長尤其表示在半導(dǎo)體層序列所發(fā)射的福射光譜中存在最高強度的波長，英語也稱作Peak wavelength峰值波長。η表示鈍化層的材料對于所述波長而言的折射率。
[0035]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體在橫截面中觀察具有六邊形的基本形狀或圓形的基本形狀。特別地，納米晶體在橫截面中具有規(guī)則的六邊形的形狀。
[0036]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體規(guī)則地分布和/或規(guī)則地設(shè)置在整個光出射側(cè)上。換言之，因此納米晶體的密度波動關(guān)于面積單位上的納米晶體的數(shù)量在光出射側(cè)上是可忽略的和/或納米晶體在制造公差的范圍內(nèi)全部相同地成形。
[0037]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，納米晶體在光出射側(cè)上設(shè)置在規(guī)則的晶格的晶格點上。所述規(guī)則的布置局部地存在或在整個光出射側(cè)之上存在。晶格優(yōu)選為六邊形晶格。
[0038]根據(jù)半導(dǎo)體芯片的至少一個實施形式，光出射側(cè)的一個或多個子區(qū)域不具有納米晶體。同樣可行的是，與在光出射側(cè)的其余區(qū)域中的情況相比，在一個或多個子區(qū)域中存在更少的和/或更小的納米晶體和/或具有不同角分布的納米晶體。
[0039]根據(jù)至少一個實施形式，光出射側(cè)具有中央?yún)^(qū)域以及邊緣區(qū)域，其中邊緣區(qū)域優(yōu)選形成子區(qū)域。在俯視圖中觀察邊緣區(qū)域能夠從四周包圍中央?yún)^(qū)域。優(yōu)選地，僅在中央?yún)^(qū)域中安置結(jié)核層。例如，在俯視圖中觀察，邊緣區(qū)域具有光出射側(cè)的中位棱邊長度的最高5%或最高10%或最高15%的寬度。邊緣區(qū)域能夠以恒定的或以變化的寬度圍繞中央?yún)^(qū)域延伸，特別地在角區(qū)域中能夠存在中央?yún)^(qū)域的不同的寬度。
[0040]此外，提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。特別地，借助該方式能夠制造半導(dǎo)體芯片，如結(jié)合一個或多個上述實施形式所說明的。該方法的特征因此也針對光電子半導(dǎo)體芯片來公開并且反之亦然。
[0041]根據(jù)方法的至少一個實施形式，納米晶體在遠離半導(dǎo)體層序列的方向上直接地生長在半導(dǎo)體層序列上或直接地生長在結(jié)核層上。可行的是，半導(dǎo)體層序列和納米晶體的生長方向彼此反平行地定向。
[0042]在方法的至少一個實施形式中，半導(dǎo)體芯片自組織地生長。換言之，因此不需要對上面生長有納米晶體的面進行預(yù)結(jié)構(gòu)化。替選地，同樣可行的是，例如經(jīng)由掩膜技術(shù)結(jié)合結(jié)構(gòu)化的結(jié)核層以結(jié)構(gòu)化的方式生長納米晶體。
[0043]在方法的至少一個實施形式中，納米晶體從水溶液中產(chǎn)生。因此，為了生長納米晶體將半導(dǎo)體層序列例如沉入到這種水溶液中。納米晶體的生長優(yōu)選在晶片復(fù)合物中進行，即在將上面生長有半導(dǎo)體層序列的晶片分割成各個半導(dǎo)體芯片之前進行。
[0044]用于這樣的納米晶體的制造方法例如在Ronning等的在Physik UnsererZeit, 1/2006(37),第34至40頁的文章中，并且在文獻DE102009030476A1中描述，其公開內(nèi)容通過參引并入本文。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]下面，在參考附圖的情況下借助實施例詳細闡述在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片。在此，相同的附圖標(biāo)記在各個附圖中表示相同的元件。然而在此，不示出符合比例的關(guān)系，更確切地說為了更好的理解能夠夸大地示出個別元件。
[0046]其示出:
[0047]圖1、2、6、7和8示出在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的實施例的示意剖面圖，和
[0048]圖3至5示出在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的納米晶體的示圖。
【具體實施方式】
[0049]在圖1中示出光電子半導(dǎo)體芯片I的一個實施例。在載體6上安置具有有源層20和背離載體6的光出射側(cè)25的半導(dǎo)體層序列2。載體6優(yōu)選與半導(dǎo)體層序列2的生長襯底不同。半導(dǎo)體層序列2尤其基于InGaAlP。
[0050]直接地在光出射側(cè)25上生長有具有多個納米晶體40的光耦合輸出層4。納米晶體40與半導(dǎo)體層序列2直接地物理接觸。優(yōu)選地，納米晶體40由未摻雜的純的ZnO生長。
[0051]納米晶體40的中位長度L例如為大約400nm。納米晶體40的平均直徑d例如為大約250nm。納米晶體40在長度L和直徑d方面具有相對小的標(biāo)準(zhǔn)偏差。同樣，具有相對小標(biāo)準(zhǔn)偏差的全部納米晶體40垂直于光出射側(cè)25定向。此外，納米晶體40在整個光出射側(cè)25上在制造公差的范圍內(nèi)相同地成形并且均勻地分布。納米晶體40能夠成形為是針狀的。
[0052]半導(dǎo)體芯片I的另一實施例在圖2中可見。與圖1不同,構(gòu)成光稱合輸出層4的納米晶體40以六邊形棱錐的形式在半導(dǎo)體層序列2上生長。納米晶體40的尖部指向背離半導(dǎo)體層序列2的方向。納米晶體40在俯視圖中觀察完全地覆蓋光出射側(cè)25。在制造公差的范圍內(nèi)，全部納米晶體40相同地成形。
[0053]可選地，可行的是，如也在全部其他的實施例中，結(jié)核層3直接地位于光出射側(cè)25上，在所述結(jié)核層上生長有納米晶體30。結(jié)核層3例如為厚度大約為5nm的金層。
[0054]用納米晶體40對光出射側(cè)25的直接在光出射側(cè)25上的覆蓋度例如大約為三分之二。
[0055]在圖3中示意地示出納米晶體40的可能的形狀。根據(jù)圖3A，納米晶體40為實心柱體或?qū)嵭闹w狀的形狀。術(shù)語柱體狀能夠包括多邊形的橫截面，如六邊形。
[0056]在圖3B中示出納米晶體，所述納米晶體具有呈空心柱體40a形式的套和芯區(qū)域40b，其中芯區(qū)域40b由空心柱體40a從四周包圍。與根據(jù)圖3B的視圖不同的是，也能夠在橫截面中存在多邊形的納米晶體。芯區(qū)域40b優(yōu)選用材料填充。芯區(qū)域40b中的材料能夠為與空心柱體40a的材料不同的材料。例如，芯區(qū)域40b中的材料的折射率大于空心柱體40a中的材料的折射率。替選地，芯區(qū)域40b能夠用氣體填充或被抽真空。
[0057]在圖4中示出規(guī)則生長的納米晶體40的照片。納米晶體40均勻地分布、基本上垂直于生長面定向并且在制造公差的范圍內(nèi)相同地成形。例如，根據(jù)圖4的納米晶體40能夠為在圖1中示意地示出的這樣的納米晶體。
[0058]如在圖5中示出的納米晶體40具有與圖4中不同的相對大的角度分布。根據(jù)圖5的納米晶體的布置相對不規(guī)則。
[0059]在根據(jù)圖6的半導(dǎo)體芯片I的實施例中，光出射側(cè)25具有中央?yún)^(qū)域8以及邊緣區(qū)域7。在俯視圖中觀察，邊緣區(qū)域7能夠從四周環(huán)繞中央?yún)^(qū)域8。在中央?yún)^(qū)域8中安置結(jié)核層3，在所述結(jié)核層上規(guī)則地且相對緊密地生長納米晶體40。在邊緣區(qū)域7中沒有結(jié)核層3并且納米晶體40以降低的密度生長和/或相對不規(guī)則地生長。通過光出射側(cè)25在邊緣區(qū)域中和在中央?yún)^(qū)域8中的這種分布能夠調(diào)節(jié)半導(dǎo)體芯片I的放射特性。例如，中央?yún)^(qū)域8相對于半導(dǎo)體層序列2的棱邊長度具有50%和90%之間的或者60%和85%之間的份額，其中包含邊界值。
[0060]在根據(jù)圖7的實施例中，納米晶體40僅安置在中央?yún)^(qū)域8中。例如，納米晶體40在生長之后從邊緣區(qū)域7中移除。換言之，納米晶體40原本已經(jīng)在整個光出射側(cè)25上產(chǎn)生并且隨后局部地被移除。
[0061]可行的是，關(guān)于結(jié)核層3和被納米晶體40的占據(jù)和/或密度方面將中央?yún)^(qū)域8以及邊緣區(qū)域7進行交換。因此，例如僅在邊緣區(qū)域7中安置納米晶體40并且中央?yún)^(qū)域8因此例如不具有納米晶體40。
[0062]在根據(jù)圖8的半導(dǎo)體芯片I的實施例中，在光耦合輸出層4的納米晶體40的背離光出射側(cè)25的一側(cè)上存在鈍化層5。通過鈍化層5保護例如由ZnO生長的納米晶體40免受如濕氣和氧氣的環(huán)境影響。鈍化層5的厚度t例如大約為70nm。鈍化層5是例如由SiO2構(gòu)成的閉合的層。這樣的鈍化層5也能夠存在于全部其他的實施例中。
[0063]鈍化層5能夠由具有相對低的折射率的材料形成。然而由于鈍化層5的厚度小，所述厚度顯著小于在半導(dǎo)體層序列2中所產(chǎn)生的輻射的波長，所以鈍化層5不作用于或不顯著地作用于光耦合輸出效率。
[0064]在這里描述的發(fā)明不局限于根據(jù)實施例進行的描述。更確切地說，本發(fā)明包括每個新特征以及特征的任意的組合，這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合自身沒有明確地在權(quán)利要求中或?qū)嵤├姓f明時也如此。
[0065]本專利申請要求德國專利申請102011117381.5的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過參引并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種光電子半導(dǎo)體芯片(1)，具有 -半導(dǎo)體層序列(2)，所述半導(dǎo)體層序列具有用于產(chǎn)生電磁輻射的有源層(20)和具有光出射側(cè)(25)，以及 -光I禹合輸出層(4),所述光f禹合輸出層安置在所述光出射側(cè)(25)上， 其中 -所述光耦合輸出層(4)包括由對于所產(chǎn)生的所述輻射而言透射的材料制成的輻射不活躍的納米晶體(40)或由其制成，并且 -透射輻射的所述材料的折射率對于所述輻射而言為至少1.9。
2.根據(jù)上一項權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述納米晶體(40)的至少一部分構(gòu)成為是針狀的， 其中用所述納米晶體(40)對所述光出射側(cè)(25)的覆蓋度為55%和80%之間，其中包含邊界值， 其中直接在所述光出射側(cè)(25)上至少局部地安置結(jié)核層(3)并且所述納米晶體(40)直接地位于所述結(jié)核層(3)的背離所述半導(dǎo)體層序列(2)的一側(cè)上，并且 其中所述光出射側(cè)(25)的子區(qū)域(7)沒有所述納米晶體(40);或者與在所述光出射側(cè)(25)的其余區(qū)域⑶中的情況相比，在所述子區(qū)域(7)中安置更少的和/或更小的納米晶體(40)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述納米晶體(40)的至少一部分構(gòu)成為是棱錐體形的， 其中用所述納米晶體(40)對所述光出射側(cè)(25)的覆蓋度為85%和100%之間，其中包含邊界值。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述納米晶體(40)具有包含邊界值的50nm和Iym之間的中位直徑(d)和包含邊界值的300nm和2 μ m之間的平均長度(L)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中將所述納米晶體(40)至少局部直接地安置在所述半導(dǎo)體層序列(2)的所述光出射側(cè)(25)上。
6.根據(jù)至少權(quán)利要求2所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述子區(qū)域(7)是所述光出射側(cè)(25)的邊緣區(qū)域并且在俯視圖中觀察從四周包圍中央?yún)^(qū)域(8)，其中所述結(jié)核層(3)限制于所述中央?yún)^(qū)域(8)。
7.根據(jù)上一項權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述結(jié)核層(3)是金屬的且透光的層或者是由金屬氧化物構(gòu)成的層或具有金屬氧化物的層， 其中所述結(jié)核層(3)的厚度最高為200nm，并且 其中所述結(jié)核層(3)是連續(xù)的層或者由彼此分離的島形成。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述納米晶體(40)的縱軸線以最高5°的標(biāo)準(zhǔn)偏差垂直于所述光出射側(cè)(25)定向。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中所述納米晶體(40)具有下述材料中的一種或多種或者由下述材料中的一種或多種構(gòu)成:ZnO、ZrO2> Ti02、A1203、ZnS> ZnSe> TiOxN1^> Ta2O5> BN、AIN、SnO30
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中在所述光耦合輸出層(4)的背離所述半導(dǎo)體層序列(2)的一側(cè)上安置有鈍化層(5)，其中所述鈍化層(5)的中位厚度(t)以最高10%的公差為λ/4η，并且η表示所述鈍化層的折射率而λ表示在所述半導(dǎo)體層序列(2)中產(chǎn)生的輻射的波長。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述納米晶體(40)在橫截面中觀察具有六邊形的基本形狀。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中所述納米晶體(40)由ZnO構(gòu)成并且以規(guī)則的布置在整個所述光出射側(cè)(25)之上分布。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)， 其中，與在所述光出射側(cè)(25)的其余的區(qū)域(8)中的情況相比，在所述子區(qū)域(7)中安置更少的和/或更小的納米晶體(40)。
14.一種用于制造根 據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的光電子半導(dǎo)體芯片(I)的方法，其中所述納米晶體(40) -具有ΖηΟ， -從水溶液中產(chǎn)生，并且 -自組織地生長。
【文檔編號】H01L33/22GK103907210SQ201280053075
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】馬丁·魯?shù)婪颉へ惲指? 馬庫斯·布勒爾, 克里斯托夫·克倫普 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司