光電子半導(dǎo)體本體和用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法本申請是申請?zhí)枮?01280029480.3、申請日為2012年5月15日的同名稱發(fā)明的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及光電子半導(dǎo)體本體和用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法。

背景技術(shù)：
光電子半導(dǎo)體本體通常具有帶有適于產(chǎn)生電磁輻射的有源層的外延層序列。外延生長的半導(dǎo)體層的整體被稱為外延層序列。這種外延層序列可以借助外延來淀積在襯底上。在此，在外延層序列和襯底之間可能出現(xiàn)機械張力。這種張力可能導(dǎo)致半導(dǎo)體本體的彎曲和/或?qū)е峦庋訉有蛄兄械牧芽p。這可能在非晶格適配的化合物半導(dǎo)體的外延淀積情況下出現(xiàn)。例如，化合物半導(dǎo)體如氮化鋁鎵（AlGaN）或者氮化銦鎵（InGaN）可以被淀積在由氮化鎵制成的襯底上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)是說明一種光電子半導(dǎo)體本體，其中在襯底和外延層序列之間的張力和/或在外延層序列中的裂縫形成被減少。該任務(wù)通過按照獨立權(quán)利要求1的光電子半導(dǎo)體本體并且通過按照獨立權(quán)利要求18的用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法來解決。光電子半導(dǎo)體本體和光電子器件以及用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法的改進方案和有利的擴展方案在從屬權(quán)利要求中被說明。示例性實施方式光電子半導(dǎo)體本體的各種實施方式具有張緊層，該張緊層在第一外延步驟中被施加在襯底上。張緊層具有至少一個垂直形成在張緊層中的凹部。在第二外延步驟中，在張緊層上施加另外的層，該另外的層將所述至少一個凹部填充并且至少局部地覆蓋該張緊層。該裝置保證了，在襯底和外延層序列之間的張力和/或在外延層序列中的裂縫形成被減少。所述張力以如下方式出現(xiàn)，即襯底和張緊層的“自然”晶格常數(shù)彼此不同。在本文獻中，“自然”意味著，晶格常數(shù)的值是分別在被隔離的系統(tǒng)上被確定的。換句話說，晶格常數(shù)的值適于在未張緊狀態(tài)中的層，也就是適于沒有相互接觸的層。下面，“晶格常數(shù)”的概念總是意味著“自然的晶格常數(shù)”。此外，晶格常數(shù)的概念目前表示平行于外延層的生長表面的晶格常數(shù)的值。直接相繼地外延生長的層的晶格常數(shù)的偏差越大，通常在這些層之間的張力越大。此外，襯底和張緊層可以具有彼此不同的熱膨脹系數(shù)。這也可以對在張緊層和襯底之間的張力做貢獻。在優(yōu)選的實施方式中，另外的層的晶格常數(shù)（aw）與襯底的晶格常數(shù)（as）的偏差小于張緊層的晶格常數(shù)（av）與襯底的晶格常數(shù)（as）的偏差。針對晶格常數(shù)的上述條件可以被如下地示出：并且并且按照上述條件，張緊層和所述另外的層利用襯底拉伸地被張緊。該另外的層的晶格結(jié)構(gòu)比張緊層的晶格結(jié)構(gòu)更好地適配于襯底的晶格結(jié)構(gòu)。這是特別有利的，因為由此由襯底、帶有一個或多個凹部的張緊層和填充該一個或多個凹部的另外的層組成的系統(tǒng)的張力小于由襯底和無凹部的張緊層組成的系統(tǒng)的已知張力。如果張緊層是邊緣發(fā)射的半導(dǎo)體激光器的外罩層并且該另外的層是邊緣發(fā)射的半導(dǎo)體激光器的波導(dǎo)體層，那么由于所希望的全反射，張緊層的折射率必須盡可能地小。這通過盡可能高的鋁含量來實現(xiàn)。鋁含量越高。張緊層的晶格常數(shù)（av）越小并且在張緊層和襯底之間的張力越大。在一種代替的優(yōu)選的實施方式中，張緊層拉伸地被張緊，另外的層壓縮地被張緊。換句話說，組合相反的張力。這通過下面的在晶格常數(shù)之間的關(guān)系來實現(xiàn)：并且另外的層的晶格常數(shù)（aw）大于襯底的晶格常數(shù)（as），同時張緊層的晶格常數(shù)（av）小于襯底的晶格常數(shù)（as）。這是特別有利的，因為由此可以減少由襯底、帶有一個或多個凹部的張緊層和另外的層組成的系統(tǒng)的張力。在一種代替的優(yōu)選的實施方式中，張緊層壓縮地被張緊，另外的層拉伸地被張緊。換句話說，組合相反的張力。這通過下面的在晶格常數(shù)之間的關(guān)系來實現(xiàn)：并且另外的層的晶格常數(shù)（aw）小于襯底的晶格常數(shù)（as），同時張緊層的晶格常數(shù)（av）大于襯底的晶格常數(shù)（as）。這是特別有利的，因為由此可以減少由襯底、帶有一個或多個凹部的張緊層和另外的層組成的系統(tǒng)的張力。在襯底上的張緊層的所謂的假晶生長的特殊情況下，張緊層和襯底的平行于襯底和張緊層的界面的晶格常數(shù)大致相同。但是，張緊層和襯底的垂直于襯底和張緊層的界面的晶格常數(shù)不同。在優(yōu)選的實施方式中，張緊層在凹部中被薄化。換句話說，張緊層被結(jié)構(gòu)化。這是有利的，因為由此可以減少在襯底和張緊層之間的張力。張緊層可以在凹部處被放松。所述凹部垂直于襯底延伸。在一種優(yōu)選的實施方式中，張緊層可以在凹部完全中斷。這與張緊層在凹部中僅僅被薄化相比更多地減少了在張緊層中的張力。在優(yōu)選的實施方式中，凹部可以垂直于襯底地橫穿整個張緊層、和襯底的一部分。在優(yōu)選的實施方式中，另外的層可以完全覆蓋張緊層。這是有利的，因為由此構(gòu)成平坦的表面，在該表面上可以生長另外的外延層。在優(yōu)選的實施方式中，張緊層的厚度在0.5μm和5μm之間，優(yōu)選在1μm和3μm之間。該與已知裝置相比大的厚度是有利的，因為由此外延層序列的光學(xué)特性與襯底去耦合。如果例如取邊緣發(fā)射的半導(dǎo)體激光器的外罩層作為張緊層，則可以通過大的厚度來抑制干擾性襯底模式并且改善輻射特性。干擾性襯底模式可能在透明襯底中出現(xiàn)。該襯底在此針對在有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射不是吸收性的。例如具有GaN的襯底對于在藍色光譜范圍中的電磁輻射是透明的。在波導(dǎo)體和外罩層中引導(dǎo)的藍光的一部分可以進入具有GaN的襯底中。該光分量針對激光發(fā)射被失去。但是首先輻射特性受到干擾。在一種優(yōu)選的實施方式中，光電子半導(dǎo)體本體具有第一類型的至少一個凹部和/或第二類型的至少一個凹部。在一種優(yōu)選的實施方式中，所述第一類型的至少一個凹部具有5μm至100μm的寬度。該凹部僅僅用于減少在張緊層中的機械應(yīng)力。5μm或者更多的寬度是有利的，因為由此在凹部處向張緊層給出了足夠的空間來放松而不會形成裂縫。光電子半導(dǎo)體本體可以具有第一類型的多個凹部。尤其是，光電子半導(dǎo)體本體可以僅僅具有第一類型的凹部。在一種優(yōu)選的實施方式中，所述第二類型的至少一個凹部具有0.1μm至5μm的寬度。這是特別有利的，因為通過第二類型的凹部可以進行至布置在張緊層之后的層中的電流注入。通過將寬度限定到最大5μm保證了，傳播到器件中的電磁波不被第二類型的凹部干擾。此外，還通過第二類型的凹部減少在張緊層中的張力。光電子半導(dǎo)體本體可以具有第二類型的多個凹部。尤其是，光電子半導(dǎo)體本體可以僅僅具有第二類型的凹部。在優(yōu)選的實施方式中，襯底可以具有GaN。張緊層可以是由（0≤x≤0.1并且0≤y≤1）制成的外罩層。銦含量x可以處于0%至10%原子百分比之間。因此當在后面出于簡化起見談及AlGaN外罩層時，也包括銦含量沒有消失的情況。鋁含量可以在0.1%至100%、優(yōu)選在4%至30%原子百分比之間變化。外罩層的鋁含量越高，外罩層的折射率越小。外罩層的折射率越小，越多光可以在外罩層至布置在其上的波導(dǎo)的界面上以越高的折射率被全反射。但是，導(dǎo)電性隨著鋁含量上升而下降。當應(yīng)當經(jīng)由AlGaN外罩層對后面的外延層通電時，在AlGaN外罩層中的鋁含量的上限處于大約30%原子百分比。AlGaN外罩層可以具有n導(dǎo)電性。AlGaN外罩層為此被用硅、氧氣或鍺摻雜。AlGaN外罩層中的張力和襯底的彎曲隨著AlGaN外罩層的厚度的上升并且隨著在AlGaN外罩層中的鋁含量的上升而上升。代替地，襯底可以具有硅或藍寶石，其晶格常數(shù)與GaN的晶格常數(shù)強烈不同。為了在襯底上生長AlGaN外罩層，可以首先將薄的GaN層作為晶種層施加到該襯底上。這被稱為準襯底或設(shè)計的襯底。在一種優(yōu)選的實施方式中，在AlGaN外罩層和具有GaN的襯底之間可以施加中間層，尤其是由（0≤x≤0.5）制成的中間層。該中間層可以被壓縮地張緊。拉伸地張緊的AlGaN外罩層和壓縮地張緊的InGaN中間層的結(jié)合減小了襯底的彎曲和在AlGaN外罩層中形成裂縫的風(fēng)險。中間層可以是導(dǎo)電的。中間層可以同時是壓縮地張緊并且導(dǎo)電的。當襯底是不良導(dǎo)電體或者根本就是非導(dǎo)電體如藍寶石時，導(dǎo)電的中間層的布置是特別有利的。在一種優(yōu)選的實施方式中，該另外的層是具有第一導(dǎo)電性、尤其是n導(dǎo)電性的波導(dǎo)體。在生長方向上，跟隨著有源區(qū)、具有第二導(dǎo)電性尤其是具有p導(dǎo)電性的波導(dǎo)體層、和具有第二導(dǎo)電性尤其是具有p導(dǎo)電性的外罩層。上述的外延層可以構(gòu)成邊緣發(fā)射的激光二極管。有源區(qū)可以是pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、多量子阱結(jié)構(gòu)（MQW）或者單量子阱結(jié)構(gòu)（SQW）。量子阱結(jié)構(gòu)意味著：量子阱（3維）、量子線（2維）和量子點（1維）。在一種優(yōu)選的實施方式中，襯底可以具有GaN，張緊層可以是由具有組分（0≤x≤0.2）和（0≤y≤1）的、交替的InGaN層和AlGaN層構(gòu)成的布拉格鏡。布拉格鏡可以是n導(dǎo)電的。有源區(qū)可以跟隨n導(dǎo)電的布拉格鏡，p導(dǎo)電的布拉格鏡可以跟隨該有源區(qū)。這些層的總體形成垂直發(fā)射的激光器（VCSEL）。在一種優(yōu)選的實施方式中，在第二外延步驟中生長的另外的層可以具有第一導(dǎo)電性尤其是n導(dǎo)電性。例如在邊緣發(fā)射的半導(dǎo)體激光器中，另外的層可以具有n導(dǎo)電的波導(dǎo)體的功能。波導(dǎo)體層通過如下方式被定義，即其折射率大于外罩層的折射率。n波導(dǎo)體的組分可以具有（0≤x≤0.1并且0≤y≤0.3）。由制成的n波導(dǎo)體可以通過其垂直于生長表面的延伸而具有一致的銦含量（x）和一致的鋁含量（y）。代替地，通過垂直于生長表面的延伸可以發(fā)生銦含量（x）和鋁含量（y）的改變。在一種優(yōu)選的實施方式中，可以從上面描述的光電子半導(dǎo)體本體中分割出光電子器件。在一種優(yōu)選的實施方式中，張緊的AlGaN外罩層可以在側(cè)向上由導(dǎo)電的、尤其是n導(dǎo)電的層來過生長。這是有利的，以便向接著張緊層的另外的層供給電流。在基于GaN的器件的情況下，在非常厚的張緊層、尤其是厚于1μm的張緊層中，和/或在具有高鋁含量尤其是高于30%原子百分比的張緊層中，這是特別重要的。這樣構(gòu)造的張緊層僅再具有非常小的導(dǎo)電性。張緊層利用n導(dǎo)電性層的側(cè)向的過生長于是是強制需要的。各種實施方式具有用于制造光電子半導(dǎo)體本體的方法。首先提供襯底。在該襯底上外延生長張緊層。張緊層被結(jié)構(gòu)化以便在張緊層中產(chǎn)生至少一個垂直的凹部。緊接著該結(jié)構(gòu)化，外延生長另外的層。該另外的層填充所述至少一個凹部并且至少局部地覆蓋張緊層。從光電子半導(dǎo)體本體中例如可以通過激光鋸割分割出光電子器件。在一種優(yōu)選的實施方式中，在生長由（0≤x≤0.1并且0≤y≤1）制成的張緊層之前將尤其是由（0≤x≤0.5）制成的中間層外延生長到具有GaN的襯底上。InGaN中間層可以是壓縮地張緊和/或?qū)щ姷摹嚎s的張緊是有利的，因為由此在張緊的AlGaN外罩層中的拉伸的張力至少部分地被補償。附圖說明本發(fā)明解決方案的各種實施例在后面借助附圖進一步被闡述。相同的、同類的或作用相同的要素在圖中被設(shè)置有相同的參考標記。這些圖和在圖中所示的要素的相互之間的大小關(guān)系不被看作是按比例的。相反，為了可以更好地示出并且為了更好地理解，各個要素被放大地或者縮小地示出。圖1a以剖視圖示出了具有彎曲的已知光電子半導(dǎo)體本體；圖1b以俯視圖示出了圖1a的已知光電子半導(dǎo)體本體；圖1c以俯視圖示出了在圖1b的已知光電子半導(dǎo)體本體的外延層中的裂縫；圖2a以3維視圖示出了已知光電子半導(dǎo)體本體的局部；圖2b示意性示出了在襯底和張緊層之間的晶格結(jié)構(gòu)的錯誤適配；圖2c以3維視圖示出了在結(jié)構(gòu)化之后光電子半導(dǎo)體本體的局部；圖3示出了用于制造光電子半導(dǎo)體本體的流程圖；圖3a、3a.1，3a.2，3a.3，3b，3c和3d示出了光電子半導(dǎo)體本體的制造方法的中間產(chǎn)品的剖視圖的局部；圖4a，4b，4c和4d以剖視圖示出了半導(dǎo)體本體的局部；圖5a，5b和5c以剖視圖示出了具有中間層的半導(dǎo)體本體的局部；圖6a，6b和6c以剖視圖示出了具有緩沖層的半導(dǎo)體本體的局部；圖7a，7b和7c以剖視圖示出了具有緩沖層和中間層的半導(dǎo)體本體的局部；圖8a，8b和8c以剖視圖示出了具有準襯底和晶種層的半導(dǎo)體本體的局部；圖9以俯視圖示出了在張緊層結(jié)構(gòu)化之后的半導(dǎo)體本體；圖10a和10b以剖視圖示出了在施加另外的層之后半導(dǎo)體本體的局部；圖11示出了光電子器件，尤其是折射率引導(dǎo)（indexgefuehrten）的GaN激光邊緣發(fā)射器；圖12示出了光電子器件，尤其是增益引導(dǎo)（gewinngefuehrten）的GaN激光邊緣發(fā)射器；圖13a示出了光電子器件，尤其是帶有過生長AlGaN外罩層的折射率引導(dǎo)的GaN激光邊緣發(fā)射器；圖13b示出了光電子器件，尤其是帶有過生長AlGaN外罩層的折射率引導(dǎo)的GaN激光邊緣發(fā)射器；圖14a以俯視圖示出了在張緊層結(jié)構(gòu)化之后的半導(dǎo)體本體；圖14b以剖視圖示出了圖14a中的半導(dǎo)體本體；圖15以剖視圖示出了帶有另外的層的、圖14b中的半導(dǎo)體本體的局部；圖16以剖視圖示出了光電子器件，尤其是VCSEL-GaN激光器。具體實施方式圖1a以剖視圖示出了具有彎曲的已知光電子半導(dǎo)體本體100。在襯底102上，生長了張緊層104。在襯底102和張緊層104之間的張力是彎曲的原因。半導(dǎo)體本體100布置在未示出的外延層中的載體400上。基于半導(dǎo)體本體100的彎曲，半導(dǎo)體本體100沒有完全置于載體400上。因此在半導(dǎo)體本體100的平行于載體400的延伸上形成不均勻的溫度分布。半導(dǎo)體本體100在中點具有溫度T0，其高于在邊緣的溫度T1。圖1b以俯視圖示出了已知的光電子半導(dǎo)體本體100。半導(dǎo)體本體具有圓盤形狀。半導(dǎo)體本體是完成處理的，也即全部外延層生長到襯底102上。外延層的整體設(shè)置有參考標記500。在外延層500的生長時不均勻的溫度分布可能導(dǎo)致不均勻厚的層并且因此導(dǎo)致從半導(dǎo)體本體中分割成的、發(fā)射光的光電子器件的波長λ中的不均勻性。例如，來自光電子半導(dǎo)體本體100的中央的光電子器件的波長λ0小于來自光電子半導(dǎo)體本體100的邊緣的光電子器件的波長λ1。圖1c以俯視圖示出了已知的光電子半導(dǎo)體本體100。半導(dǎo)體本體是完成處理的，也即生長了全部外延層。外延層的整體設(shè)置有參考標記500。由于大的張力，可能在外延層500中形成裂縫502。裂縫502優(yōu)選平行于外延層500的晶體軸延伸。裂縫502可能使得光電子半導(dǎo)體本體100不可使用。圖2a示出了已知的半導(dǎo)體本體100。作為襯底102示出了GaN襯底132。張緊層104以由（0≤x≤0.1并且0≤y≤1）制成的外罩層134的形式生長。外罩層134具有小于襯底132的原子間距。因此，外罩層134在生長時拉伸地被張緊。這導(dǎo)致外罩層134關(guān)于襯底132偏移運動。這種偏移運動在圖2a中通過兩個箭頭示出。偏移運動可能在外罩層134中或在跟隨外罩層134的外延層中導(dǎo)致裂縫。圖2b示意性示出了在GaN襯底132和張緊外罩層134之間的晶格結(jié)構(gòu)的錯誤適配。GaN襯底132在平行于GaN襯底132和外罩層134的界面的方向上具有大于在外罩層134中的原子間距。由此尤其在GaN襯底132和外罩層134的界面上導(dǎo)致張力。外罩層134拉伸地被張緊。圖2c以3維視圖示出了按照所建議原理的光電子半導(dǎo)體本體100的局部。光電子半導(dǎo)體本體100是結(jié)構(gòu)化的。在所示結(jié)構(gòu)化中，在外罩層134中產(chǎn)生第一類型的凹部106。在凹部106處...