DE102005008056A1 - Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips - Google Patents
Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005008056A1 DE102005008056A1 DE102005008056A DE102005008056A DE102005008056A1 DE 102005008056 A1 DE102005008056 A1 DE 102005008056A1 DE 102005008056 A DE102005008056 A DE 102005008056A DE 102005008056 A DE102005008056 A DE 102005008056A DE 102005008056 A1 DE102005008056 A1 DE 102005008056A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- semiconductor chip
- layer sequence
- sequence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 205
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 28
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 15
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910008599 TiW Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004382 potting Methods 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 237
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- -1 nitride compound Chemical class 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical class [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Es wird ein Halbleiterchip beschrieben, der geeignet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung durch eine Vorderseite zu emittieren, und folgende Merkmale umfasst: DOLLAR A - eine Halbleiterschichtenfolge (2), die mindestens eine aktive Schicht (9) umfasst, die vorgesehen ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, DOLLAR A - eine TCO-Kontaktschicht (3) mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2) und der Vorderseite und DOLLAR A - eine Helligkeitseinstellschicht (4) zwischen der aktiven Schicht (9) und der Vorderseite des Halbleiterchips, die vorgesehen ist, einen definierten Teil der von der aktiven Schicht (9) erzeugten elektromagnetischen Strahlung gezielt zu absorbieren. DOLLAR A Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips offenbart.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Halbleiterchip, der vorgesehen ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips.
- Die Halbleiterschichten von Halbleiterchips, beispielsweise die strahlungserzeugenden Schichtstrukturen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips, können durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Epitaxie-Verfahren, wie beispielsweise metallorganische Dampfphasenepitaxie (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy, kurz MOVPE), Molekularstrahlepitaxie (Molecular Beam Epitaxy, kurz MBE) und Flüssigphasenepitaxie (Liquid Phase Epitaxy, kurz LPE) definiert hergestellt werden. Alternativ oder ergänzend können solche Schichtstrukturen zumindest teilweise durch Eindiffundieren von Dotierstoffen definiert verändert werden.
- Sowohl Epitaxieprozesse als auch Dotierprozesse unterliegen jedoch gewissen Schwankungen. Bei lichtemittierenden Halbleiterchips führen Fertigungsschwankungen häufig zu Schwankungen der im Betrieb erzeugten Helligkeit von nominal gleichartigen Halbleiterchips. Sowohl die in unterschiedlichen Epitaxieprozessläufen hergestellten Wafer, als auch die gleichzeitig in einem Prozesslauf hergestellten verschiedenen Wafer unterliegen Fertigungsschwankungen, wobei die Schwankungen der innerhalb eines Prozesslaufes hergestellten Wafer in der Regel geringer sind.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiterchip anzugeben, dessen Strahlungsemission während dessen Herstellung auf einen vorgegebenen Helligkeitsbereich einstellbar ist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips anzugeben.
- Diese Aufgaben werden durch einen Halbleiterchip mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Schritten des Anspruches 23 gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des Halbleiterchips bzw. des Verfahrens sind in den jeweils untergeordneten Ansprüchen angegeben.
- Der Offenbarungsgehalt der Ansprüche wird hiermit ausdrücklich in die Beschreibung aufgenommen.
- Ein Halbleiterchip mit einer Vorderseite und einer Rückseite gemäß der Erfindung, der geeignet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlungen durch die Vorderseite zu emittieren, umfasst insbesondere:
- – eine Halbleiterschichtenfolge, die mindestens eine aktive Schicht umfasst, die vorgesehen ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen,
- – eine TCO-Kontaktschicht mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Vorderseite, und
- – eine Helligkeitseinstellschicht zwischen der aktiven Schicht und der Vorderseite, die geeignet ist, einen definierten Teil der von der aktiven Schicht erzeugten elektromagnetischen Strahlung gezielt zu absorbieren.
- Transparente leitfähige Oxide (Englisch: Transparent Conductive Oxide TCO) sind beispielsweise Zink- und Zinnoxide, wie Indium-Zinn-Oxid (ITO) und ZnO. Die TCO-Kontaktschicht dient insbesondere dazu, den Stromfluss im Betrieb des Halbleiterchips möglichst gleichmäßig verteilt in die Halbleiterschichtenfolge zu leiten. Die TCO-Kontaktschicht kann weiterhin Dotierstoffe, wie beispielsweise Al umfassen.
- Bei dem Halbleiterchip kann vorteilhafterweise nach der epitaktischen Herstellung der Halbleiterschichtenfolge die Strahlungsemission der Halbleiterschichtenfolge getestet und die Abweichung der tatsächlichen im Betrieb erzeugten Helligkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert ermittelt werden. In einem weiteren Schritt wird eine Helligkeitseinstellschicht auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht, die beim Betrieb des späteren Chips gezielt einen Teil der emittierten Strahlung absorbiert und so die Helligkeit des Halbleiterchips an den vorgegebenen Soll-Wert anpasst. Es kann beispielsweise die Helligkeit von Testwafern aus verschiedenen Prozessläufen oder aus gleichen Prozessläufen exemplarisch gemessen und die Helligkeit der späteren Halbleiterchips durch eine entsprechende Helligkeitseinstellschicht angepasst werden. In der Regel wird die Dicke der Helligkeitseinstellschicht variiert, um den von ihr absorbierten Anteil an der von der Halbleiterschichtenfolge emittierten Strahlung zu verändern.
- Der erfindungsgemäße Halbleiterchip bietet daher den Vorteil, dass die epitaktischen Prozesse zur Herstellung seiner Halbleiterschichtenfolge nicht verändert werden müssen, um die Helligkeit der Halbleiterchips zu regulieren. Da es in der Regel schwierig ist, epitaktische Prozesse robust einzustellen, bietet die Erfindung wesentliche Zeit- und Kostenersparnis bei der Herstellung von Halbleiterchips.
- Bevorzugt werden Halbleiterschichtfolgen hergestellt, die im Betrieb eine möglichst große Helligkeit ermöglichen und die Helligkeit der Chips nachfolgend mit Hilfe der Helligkeitseinstellschicht so angepasst, dass diese innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
- Durch Variation der Dicke der Helligkeitseinstellschicht kann der Anteil der absorbierten Strahlung je nach Absorptionskoeffizient des verwendeten Materials geändert werden. So wird beispielsweise auf Wafer eines ersten Prozesslaufes, die eine höhere Helligkeit aufweisen als Wafer eines zweiten Prozesslaufes, eine dickere Helligkeitseinstellschicht aufgebracht als auf die Wafer des zweiten Prozesslaufes. Es ist jedoch auch denkbar, dass auf die Wafer des ersten Prozesslaufes eine Helligkeitseinstellschicht mit einem stärker absorbierenden Material aufgebracht wird als auf die Wafer des zweiten Prozesslaufes. Umfasst die Helligkeitseinstellschicht auf den Wafern des ersten Prozesslaufes ein Material mit einem höheren Absorptionskoeffizienten als die Helligkeitseinstellschicht auf den Wafern des zweiten Prozesslaufes, ist es möglich, dass die Dicke der Helligkeitseinstellschicht auf den Wafern des ersten Prozesslaufes dünner ist als auf den Wafern des zweiten Prozesslaufes.
- Bevorzugt umfasst die Helligkeitseinstellschicht ein Metall. Metalle sind gut geeignet, definiert als semi-transparente Schichten auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht zu werden, die einen definierten Anteil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten Strahlung absorbieren und den übrigen Teil transmittieren. Metallische Schichten können beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Helligkeitseinstellschicht zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der TCO-Kontaktschicht angeordnet. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Kombination zwischen metallischer Helligkeitseinstellschicht und TCO-Kontaktschicht eine im wesentlichen homogene Stromeinprägung in den Chip ermöglicht und die Verteilung der Stromdichte im Chip durch die Helligkeitseinstellschicht nicht beeinflusst wird.
- Befindet sich die Helligkeitseinstellschicht zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der TCO-Kontaktschicht, umfasst die Helligkeitseinstellschicht bevorzugt ein Material, das einen elektrischen Kontakt mit im wesentlichen ohmscher Charakteristik sowohl zur TCO-Kontaktschicht als auch zur Halbleiterschichtenfolge herstellt. Abhängig von dem Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge wird bevorzugt mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Al, Au, Zn und Ge für die Helligkeitseinstellschicht verwendet.
- Handelt sich es bei dem Teil der Halbleiterschichtenfolge, die an die Helligkeitseinstellschicht angrenzt, um ein Material, das auf p-dotiertem GaAs basiert, ist beispielsweise Al oder Au als Material für die Helligkeitseinstellschicht geeignet, wohingegen bei einer Helligkeitseinstellschicht auf einer Halbleiterschichtenfolge, deren angrenzender Bereich auf pdotiertem AlGaAs oder InGaAlP basiert, eine Legierung aus Au und Zn mit den Anteilen 97 (Au) und 3 (Zn) bevorzugt verwendet wird. Eine Helligkeitseinstellschicht auf einer Halbleiterschichtenfolge, deren angrenzender Bereich auf ndotiertem AlGaInP basiert, umfasst bevorzugt eine Legierung aus Au und Ge, beispielsweise in den Verhältnissen 99:1 (Au:Ge) oder 88:12 (Au:Ge).
- Die Dicke der Helligkeitseinstellschicht hängt im Einzelnen von dem Absorptionskoeffizienten des jeweiligen Materials der Helligkeitseinstellschicht ab. Bevorzugt weist die Helligkeitseinstellschicht jedoch eine Dicke zwischen 1 nm und 50 nm auf.
- Bei einer weiteren Ausführungsform des Halbleiterchips ist die Helligkeitseinstellschicht auf der TCO-Kontaktschicht angeordnet. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Helligkeitseinstellschicht keinen elektrischen Kontakt mit im wesentlichen ohmscher Charakteristik zu der TCO-Kontaktschicht bzw. der Halbleiterschichtenfolge herstellen muss. Daher kann die Helligkeitseinstellschicht beispielsweise auch ein Material umfassen, das schlecht oder gar nicht elektrisch leitfähig ist, wie Si oder SiNx. Bevorzugt umfasst die Helligkeitseinstellschicht bei dieser Ausführungsform ein Material aus der Gruppe Au, Ag, Al, Ti, TiW(N), Pt, Si oder SiNx. Diese Materialien bieten in der Regel den Vorteil, dass sie eine gute Haftung auf der darunter liegenden TCO-Kontaktschicht aufweisen.
- Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip auf der Helligkeitseinstellschicht eine weitere Schicht mit TCO. Insbesondere, wenn die Helligkeitseinstellschicht nachfolgend auf die TCO-Kontaktschicht aufgebracht ist, bietet dies den Vorteil, dass auf TCO in der Regel typische Chipvergussmaterialien wie Epoxymaterialien oder Silikone gute Haftungseigenschaften aufweisen. Weiterhin ist TCO vorteilhafterweise durchlässig für die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung.
- Weiterhin kann auf der Helligkeitseinstellschicht eine haftvermittelnde Schicht angeordnet sein, die vorgesehen ist, die Haftung zu einem nachfolgend angeordneten Vergussmaterial zu verbessern. Eine solche Schicht umfasst bevorzugt ein Material, das für die von Halbleiterchip emittierte Strahlung sehr gut durchlässig ist, wie z.B. SiNx.
- Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip auf der Helligkeitseinstellschicht mindestens einen elektrischen Anschlussbereich, der vorgesehen ist, den Halbleiterchip elektrisch zu kontaktieren. Die Helligkeitseinstellschicht kann beispielsweise ganzflächig unter dem Anschlussbereich ausgebildet sein.
- Befindet sich ein elektrischer Anschlussbereich, wie beispielsweise ein Bondpad, auf der Helligkeitseinstellschicht, sind bevorzugt Maßnahmen vorgesehen, die die Strominjektion in Bereiche der Halbleiterschichtenfolge unterhalb des Anschlussbereiches einschränken oder verhindern. Ansonsten erfolgt der Stromfluss zu einem Großteil durch Bereiche der Halbleiterschichtenfolge, die unter dem Anschlussbereich liegen. Dies führt dann zu einer erhöhten Strahlungserzeugung in Bereichen der aktiven Schichtenfolge, die unter dem Anschlussbereich liegen und zu einer geringeren Strahlungserzeugung in Bereichen der aktiven Schichtenfolge seitlich des Anschlussbereiches. Strahlung, die unterhalb des Anschlussbereiches erzeugt wird, wird aber zu einem wesentlichen Teil vom Anschlussbereich absorbiert und geht verloren. Daher wird die tatsächlich vom Halbleiterchip ausgesandte Strahlung größtenteils in Bereichen der aktiven Schicht erzeugt, die sich seitlich des Anschlussbereiches befinden. Somit erlauben Maßnahmen, die eine Strominjektion unterhalb des Anschlussbereiches verhindern, den strahlungsemittierenden Halbleiterchip vorteilhafterweise mit geringerem elektrischen Strom zu betreiben, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen, als einen Halbleiterchip ohne solche Maßnahmen.
- Da der Halbleiterchip in der Regel durch den Anschlussbereich gar keine oder nur sehr wenig Strahlung emittiert, ist die Helligkeitseinstellschicht bevorzugt nur seitlich des Anschlussbereiches ausgebildet. Befindet sich die Helligkeitseinstellschicht über der TCO-Kontaktschicht, kann insbesondere ein elektrisch isolierendes oder schlecht leitfähiges Material für die Helligkeitseinstellschicht verwendet werden.
- Maßnahmen, die bevorzugt eingesetzt werden, um eine Strominjektion in Bereiche unterhalb des Anschlussbereiches zu verhindern, sind:
- – Eine elektrisch isolierende Schicht, die zumindest teilweise zwischen dem Anschlussbereich und der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet ist.
- – Eine metallische Schicht zwischen Anschlussbereich und Halbleiterschichtenfolge, die einen elektrischen Kontakt mit im Wesentlichen Schottky-Charakteristik (Schottky-Barriere) zwischen Anschlussbereich und Halbleiterschichtenfolge erzeugt, die bei Betrieb des Halbleiterchips sperrend in Richtung der Halbleiterschichtenfolge wirkt.
- – Ionen-implantierte Bereiche in der Halbleiterschichtenfolge unterhalb des Anschlussbereiches, bevorzugt Protonen-implantierte Bereiche. Anstelle von Protonen ist es auch denkbar, Sauerstoff oder Helium zu implantieren.
- Es können auch mehrere Maßnahmen bei dem Halbleiterchip vorgesehen werden, um die Strominjektion auf Bereiche der Halbleiterschichtenfolge zu beschränken, die seitlich des Anschlussbereiches angeordnet sind. So kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise Ionen-implantierte Bereiche aufweisen und eine Schottky-Barriere zwischen Anschlussbereich und Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein.
- Wird die Strominjektion vom Anschlussbereich in die Halbleiterschichtenfolge in Bereiche unterhalb des Anschlussbereiches eingeschränkt oder verhindert, findet die Strominjektion über die Anschlussstelle seitlich über die TCO-Kontaktschicht statt.
- Die oben beschriebenen Maßnahmen zur Verhinderung der Strominjektion in Bereiche der Halbleiterschichtenfolge, die unterhalb des Anschlussbereiches liegen, können auch eingesetzt werden, um den Stromfluss anderweitig zu steuern, wenn sie innerhalb des Halbleiterchips anders angeordnet werden. Werden sie beispielsweise seitlich des Anschlussbereiches angeordnet, verhindern sie die Strominjektion in die seitlich des Anschlussbereiches angeordneten Bereiche der Halbleiterschichtenfolge und verringern so gezielt die von dem Halbleiterchip erzeugte Helligkeit. Sie können daher, in anderen geometrischen Anordnungen, zusammen mit der Helligkeitseinstellschicht eingesetzt werden, um die Helligkeit der Halbleiterchip gezielt zu verringern.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens die TCO-Kontaktschicht oder die Helligkeitseinstellschicht des Halbleiterchips derart ausgebildet, dass diese den Anschlussbereich zumindest teilweise überlappen. Hierdurch kann der elektrische Kontakt zwischen Anschlussbereich und TCO-Kontaktschicht verbessert werden.
- In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Aufwachssubstrat ein Material auf, das die vom Halbleiterchip im Betrieb ausgesandte Strahlung absorbiert. Außerdem wird die Halbleiterschichtenfolge insgesamt bevorzugt möglichst dünn gehalten. Insbesondere wird auf eine in der Regel dicke Strahlungsauskoppelschicht innerhalb der Halbleiterschichtenfolge bevorzugt verzichtet, die üblicherweise zur Erhöhung der Strahlungsauskopplung über die den Halbleiterchip seitlich begrenzenden Flanken verwendet wird. Diese Maßnahmen führen dazu, dass vorteilhafterweise der Anteil der seitlich emittierten Strahlung möglichst gering gehalten wird. So kann verhindert werden, dass über die Chipflanken Strahlung austreten kann, die nicht durch die Helligkeitseinstellschicht gezielt beeinflusst wird.
- Es sei darauf hingewiesen, dass sich "Helligkeit" vorliegend nicht ausschließlich auf sichtbares Licht emittierende Halbleiterschichtenfolgen bezieht, sondern auch auf Halbleiterchips mit Halbleiterschichtenfolgen, die IR-Strahlung und/oder UV-Strahlung aussenden. Folglich ist die Erfindung nicht auf sichtbares Licht emittierende Halbleiterchips eingeschränkt, sondern bezieht sich auch auf IR-emittierende Halbleiterchips sowie auf UV-emittierende Halbleiterchips.
- Bevorzugt basieren die Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge zumindest teilweise auf III/V-Verbindungshalbleitermaterialien, wie beispielsweise auf Nitrid-, Phosphid- oder Arsenid-Verbindungshalbleitermaterialien.
- „Auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon ein Nitrid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mN umfasst, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften eines des AlnGamIn1-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
- „Auf Phosphid-Verbindungshalbleitermaterialien basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon ein Phosphid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mp umfasst, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften eines des AlnGamIn1-n-mp-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, P), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
- „Auf Arsenid-Verbindungshalbleitermaterialien basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon ein Arsenid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mAs umfasst, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften eines des AlnGamIn1-n-mAs-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, As), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
- Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips um epiktaktische Schichten, die auf einem der Materialsysteme AlGaInP oder AlGaAs basieren. Solche Halbleiterschichtenfolgen werden in der Regel auf Aufwachssubstraten epitaktisch gewachsen, die GaAs oder Ge umfassen.
- Die Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW-Strukur) aufweisen. Solche Strukturen sind dem Fachmann bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
- Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Helligkeitseinstellschicht im Rahmen der Erfindung nicht nur eine Schicht umfasst, sondern es auch denkbar ist, dass die Helligkeitseinstellschicht eine Schichtenabfolge verschiedener Schichten aufweist. Aus prozesstechnischen Gründen ist es jedoch in der Regel vorteilhaft, nur eine einzige Schicht als Helligkeitseinstellschicht einzusetzen.
- Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips, der geeignet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung durch eine Vorderseite zu emittieren, umfasst bevorzugt die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge, die mindestens eine aktive Schicht umfasst, die vorgesehen ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen,
- – Anordnen einer TCO-Kontaktschicht mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Vorderseite, und
- – Anordnen einer Helligkeitseinstellschicht zwischen der aktiven Schicht und der Vorderseite des Halbleiterchips, die vorgesehen ist, einen definierten Teil der von der aktiven Schicht erzeugten elektromagnetischen Strahlung gezielt zu absorbieren.
- Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den
1A bis1C ,2A bis2E und3 bis8 näher erläuterten Ausführungsbeispielen. - Es zeigen:
-
1A bis1C , schematische Schnittansichten verschiedener Ausführungsbeispiele für eine TCO-Kontaktschicht und eine Helligkeitseinstellschicht, -
2A bis2D , ein Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahren anhand schematischer Schnittansichten von Halbleiterchips in verschiedenen Verfahrensstadien, und -
2E und3 bis8 , schematische Schnittansichten verschiedener Ausführungsbeispiele von Halbleiterchips. - In den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Schichtdicken sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Sie können vielmehr zum besseren Verständnis übertrieben dick und nicht mit den tatsächlichen Dickenverhältnissen zueinander dargestellt sein.
- Die in den
1A bis1C gezeigten verschiedene Ausführungsbeispiele einer Kontaktschichtenfolge1 auf einer Halbleiterschichtenfolge2 umfasst jeweils mindestens eine elektrisch leitfähigen TCO-Kontaktschicht3 , die beispielsweise ITO oder ZnO dotiert mit 2% Al aufweist, und eine Helligkeitseinstellschicht4 . Die Kontaktschichtenfolge1 kann, wie beispielsweise anhand der1C gezeigt, auch weitere Schichten beinhalten. - Bei dem Ausführungsbeispiel der Kontaktschichtenfolge
1 gemäß1A ist die Helligkeitseinstellschicht4 zwischen der Halbleiterschichtenfolge2 und der TCO-Kontaktschicht3 angeordnet, wobei die Helligkeitseinstellschicht4 ein Metall umfasst, das geeignet ist, einen ohmschen Kontakt zur angrenzenden Halbleiterschichtenfolge2 herzustellen. Die Halbleiterschichtenfolge2 umfasst in dem an die Helligkeitseinstellschicht4 angrenzenden Bereich ein Material, das auf AlGaInP oder AlGaAs basiert und in der Regel n- oder p-dotiert ist. Handelt es sich bei dem Teil der Halbleiterschichtenfolge2 , der an die Helligkeitseinstellschicht4 angrenzt, um ein Material das auf p-dotiertem GaAs basiert, ist beispielsweise Al oder Au als Material für die Helligkeitseinstellschicht4 geeignet. Für eine Helligkeitseinstellschicht4 auf einer Halbleiterschichtenfolge2 deren angrenzender Bereich auf pdotierten AlGaAs basiert, ist beispielsweise eine Legierung aus Au und Zn mit den Anteilen 97 (Au) und 3 (Zn) geeignet ist. Eine Helligkeitseinstellschicht4 auf einer Halbleiterschichtenfolge2 , deren angrenzender Bereich auf ndotiertem AlGaInP basiert, umfasst weiterhin bevorzugt eine Legierung aus Au und Ge, beispielsweise in den Verhältnissen 99:1 (Au:Ge) oder 88:12 (Au:Ge). Die Dicke der Helligkeitseinstellschicht4 liegt zwischen 1 nm und 50 nm. -
1B zeigt ein Ausführungsbeispiel der Kontaktschichtenfolge1 , bei der sich die TCO-Kontaktschicht3 auf der Halbleiterschichtenfolge2 befindet und die Helligkeitseinstellschicht4 der elektrisch leitfähigen TCO-Kontaktschicht3 von der Halbleiterschichtenfolge2 aus gesehen nachgeordnet ist. In diesem Fall kann die Helligkeitseinstellschicht4 neben dem oben in Zusammenhang mit1A genannten Materialien auch andere Metalle enthalten, die beispielsweise keinen ohmschen Kontakt zu einer darunterliegenden Halbleiterschichtenfolge2 herstellen würden oder sogar ein schlecht leitfähiges bis elektrisch isolierendes Material beinhalten. Die elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge2 findet bei Verwendung schlecht leitender oder isolierender Materialien für die Helligkeitseinstellschicht4 beispielsweise über Bereiche statt, in denen die Helligkeitseinstellschicht4 nicht ausgebildet ist. - Bei dem Ausführungsbeispiel der Kontaktschichtenfolge
1 gemäß1B umfasst die Helligkeitseinstellschicht4 ein Material, das auf der darunter liegenden TCO-Kontaktschicht3 gute Haftungseigenschaften aufweist. Solche Materialien sind beispielsweise Au, Ag, Al, Ti, TiW(N), Pt, Si und SiNx. Bevorzugt wird hinreichend leitfähiges SiNx, also Si reiches-SiNx verwendet. - Weiterhin sollte die Helligkeitseinstellschicht
4 ein Material aufweisen, das gute Haftungseigenschaften zu einem eventuell nachfolgend aufgebrachten Chipvergussmaterial5 aufweist, wie beispielsweise Epoxymaterialien oder Silikon. Für den Fall, dass die Helligkeitseinstellschicht4 keine ausreichend guten Haftungseigenschaften zu dem Chipvergussmaterial5 aufweist, wird, wie in1C dargestellt, beispielsweise eine weitere Haftvermittlungsschicht6 aufgebracht. Die Haftvermittlungsschicht6 ist ausreichend durchlässig für die von dem Halbleiterchip ausgesandte Strahlung. Geeignete Materialien für die Haftvermittlungsschicht6 sind beispielsweise ein TCO oder SiNx. - In
2D ist ein Halbleiterchip gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Zur Herstellung eines Halbleiterchips gemäß des Ausführungsbeispiels von2D werden, wie in1A zu sehen, auf ein n-dotiertes Aufwachssubstrat7 nacheinander eine erste n-dotierte Mantelschicht8 , eine aktive Schicht9 , eine zweite p-dotierte Mantelschicht10 und eine p-dotierte Kontaktschicht11 epitaktisch aufgewachsen. Die Halbleiterschichtenfolge2 , die die epitaktisch gewachsenen Schichten umfasst, basiert im Wesentlichen auf AlGaInP oder AlGaAs. Das Aufwachssubstrat7 auf dem das epitaktische Wachstum der Halbleiterschichtenfolge2 erfolgt, muss eine möglichst ähnliche Gitterkonstante aufweisen, wie die auf ihm gewachsene Halbleiterschichtenfolge2 . Für eine Halbleiterschichtenfolge2 , die auf AlGaInP oder AlGaAs basiert, sind beispielsweise GaAs oder Ge geeignete Materialien für das Aufwachssubstrat7 . - Auf der p-dotierten epitaktischen Kontaktschicht
11 wird in einem nachfolgenden Prozessschritt die metallische Helligkeitseinstellschicht4 , beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen, aufgebracht (vergleiche2B ). Umfasst die p-dotierte epitaktische Kontaktschicht11 GaAs, wird beispielsweise Al oder Au aufgebracht, wohingegen auf pdotiertes AlGaAs beispielsweise eine Legierung aus Au und Zn mit einem Verhältnis 97:3 (Au:Zn) verwendet wird. Anschließend wird, wie in1C gezeigt, eine ITO-Schicht als TCO-Kontaktschicht3 mittels Sputtern auf die Helligkeitseinstellschicht4 aufgebracht. Wie in2D dargestellt, wird auf die TCO-Kontaktschicht3 ein Bondpad12 als Anschlussbereich angeordnet, über die der Halbleiterchip elektrisch kontaktiert werden kann. - Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
2E gezeigt, kann auf der p-dotierten epitaktischen Kontaktschicht11 auch eine andere Kontaktschichtenfolge1 , wie in den Ausführungsbeispielen anhand der1A bis1C beschrieben, aufgebracht werden. Die Kontaktschichtenfolge1 ist durchgehen unterhalb des Bondpads12 und in Bereichen seitlich des Bondpads12 auf der Halbleiterschichtenfolge2 aufgebracht. Daher wird in diesem Fall bei Anlegen einer Spannung an das Bondpad12 Strom auch unterhalb des Bondpads12 in die epitaktische Halbleiterschichtenfolge2 injizierte. - Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den
3 bis8 sind die Halbleiterschichtenfolge2 und das Aufwachssubstrat7 , wie in dem Ausführungsbeispiel von2A angeordnet. Weiterhin befindet sich ebenfalls eine Kontaktschichtenfolge1 auf der Halbleiterschichtenfolge2 und der Halbleiterchip umfasst ein Bondpad12 zur elektrischen Kontaktierung. Die Ausführungsbeispiele gemäß der3 bis8 zeigen unterschiedliche Maßnahmen, um eine Strominjektion in Bereiche unterhalb des Bondpads12 zu verhindern oder zumindest zu verringern. - Der Halbleiterchip, dargestellt in
3 , gemäß eines weiteres Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem Halbleiterchip der2E insbesondere durch die geometrischen Ausformungen der Kontaktschichtenfolge1 und der Anordnung des Bondpads12 . Die Kontaktschichtenfolge1 ist zwischen Bondpad12 und Halbleiterschichtenfolge2 nicht ausgebildet und das Bondpad12 überlappt die Kontaktschichtenfolge1 . Weiterhin ist zwischen dem Bondpad12 und der obersten p-dotierten epitaktischen Kontaktschicht11 eine metallische Schicht aufgebracht, die eine Schottky-Barriere13 zwischen Bondpad12 und p-dotierter epitaktischer Kontaktschicht11 erzeugt, die in Richtung der Halbleiterschichtenfolge2 sperrend wirkt. Hierdurch wird unter Betriebsbedingungen die Strominjektion in Bereiche der Halbleiterschichtenfolge2 unterhalb des Bondpads12 gemindert. Strom wird seitlich über das Bondpad12 in die Kontaktschichtenfolge1 eingespeist, was durch den Überlapp des Bondpad12 und der Kontaktschichtenfolge1 gefördert wird. Es werden vor allem Bereiche der Halbleiterschichtenfolge2 mit Strom versorgt, die unterhalb der Kontaktschichtenfolge1 liegen. Daher wird überwiegend innerhalb dieser Bereiche der aktiven Schicht9 elektromagnetische Strahlung erzeugt. Weiterhin ist es möglich, eine strahlungsabsorbierende metallische Schicht auch zwischen Bondpad12 und Schottky-Barriere13 anzubringen. - Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
4 befindet sich unterhalb des Bondpads12 ein mit Protonen implantierter Bereich14 innerhalb der Halbleiterschichtenfolge2 und zwar im Wesentlichen im n-dotierten Bereich des Halbleiterchips, das heißt der ersten Mantelschicht8 bis hin zum Aufwachssubstrat7 . Die Implantation von Protonen innerhalb der n-dotierten Bereiche verringert dort die Querleitfähigkeit. Da die Querleitfähigkeit der n-dotierten Bereichen in der Regel wesentlich größer ist, als in den pdotierten Bereichen, wie der zweiten Mantelschicht10 und der epitaktischen Kontaktschicht11 , vereinheitlicht der Protonen-implantierte Bereich14 die Querleitfähigkeit innerhalb der Halbleiterschichtenfolge2 und trägt so dazu bei, dass der Strom gleichmäßig durch die seitlich des Bondpads12 angeordneten Bereiche der Halbleiterschichtenfolge2 fließt. - Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
5 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß3 eine Schottky-Barriere13 zwischen Bondpad12 und epitaktischer p-dotierter Kontaktschicht11 angeordnet. Diese Schottky-Barriere13 vermindert eine Strominjektion vom Bondpad12 unmittelbar in die Halbleiterschichtenfolge2 . Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß3 überlappt die Kontaktschichtenfolge1 das Bondpad12 . Hierdurch wird der Stromfluss vom Bondpad12 in die Kontaktschichtenfolge1 verbessert. - Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den
6 ,7 und8 ist in Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß der2E ,3 ,4 und5 eine elektrisch isolierende Schicht15 zwischen Bondpad12 und Halbleiterschichtenfolge2 aufgebracht. Die elektrisch isolierende Schicht15 kann beispielsweise ein undotiertes Halbleitermaterial umfassen. - Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
6 ist die Kontaktschichtenfolge1 außerhalb des Bondpads12 ausgebildet und überlappt das Bondpad12 seitlich. Wie in7 dargestellt, ist es auch möglich, dass die elektrisch isolierende Schicht15 im Bereich des Bondpads12 auf den epitaktischen Halbleiterschichten2 aufgebracht wird und darüber durchgehend die Kontaktschichtenfolge1 angeordnet wird. Entsprechend der isolierenden Schicht15 wird nun angrenzend an die Kontaktschichtenfolge1 das Bondpad12 aufgebracht. - Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
8 ist im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß7 die Kontaktschichtenfolge1 nicht durchgehend zwischen Bondpad12 und isolierender Schicht15 ausgebildet, sondern nur teilweise überlappend über der isolierenden Schicht15 auf der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge2 . - Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal, sowie jede Kombination von Merkmalen, insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Claims (44)
- Halbleiterchip mit einer Vorderseite und einer Rückseite, der geeignet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung durch die Vorderseite zu emittieren mit: – einer Halbleiterschichtenfolge (
2 ), die mindestens eine aktive Schicht (9 ) umfasst, die vorgesehen ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, – einer TCO-Kontaktschicht (3 ) mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2 ) und der Vorderseite, und – einer Helligkeitseinstellschicht (4 ) zwischen der aktiven Schicht (9 ) und der Vorderseite, die geeignet ist, einen definierten Teil der von der aktiven Schicht (9 ) erzeugten elektromagnetischen Strahlung gezielt zu absorbieren. - Halbleiterchip nach Anspruch 1, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) ein Metall umfasst. - Halbleiterchip nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2 ) und der TCO-Kontaktschicht (3 ) angeordnet ist und sowohl zur Halbleiterschichtenfolge (2 ) als auch zur TCO-Kontaktschicht (3 ) einen elektrischen Kontakt mit ohmscher Charakteristik ausbildet. - Halbleiterchip nach Anspruch 3, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) p-dotiertes GaAs und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) Al oder Au umfasst. - Halbleiterchip nach Anspruch 3, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) p-dotiertes AlGaAs und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) AuZn in einem Mischungsverhältnis 97:3 (Au:Zn) umfasst. - Halbleiterchip nach Anspruch 3, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) n-dotiertes AlGaInP und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) AuGe in einem Mischungsverhältnis 99:1 (Au:Ge) umfasst. - Halbleiterchip nach Anspruch 3, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) n-dotiertes AlGaInP und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) AuGe in einem Mischungsverhältnis 88:12 (Au:Ge) umfasst. - Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) der TCO-Kontaktschicht (3 ) von der Halbleiterschichtenfolge aus gesehen nachgeordnet ist. - Halbleiterchip nach Anspruch 8, bei dem auf der Helligkeitseinstellschicht (
4 ) eine weitere Schicht (6 ) angeordnet ist, die TCO umfasst. - Halbleiterchip nach Anspruch 8, bei dem auf der Helligkeitseinstellschicht eine haftvermittelnde Schicht (
6 ) angeordnet ist, die vorgesehen ist, die Haftung zu einem Vergussmaterial (5 ) zu verbessern. - Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 8 bis 10, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Au, Ag, Al, Ti, TiW(N), Pt, Zn, Ge, Si und SiNx umfasst. - Halbleiterchip nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) eine Dicke zwischen 1 nm und 50 nm aufweist. - Halbleiterchip nach einem der obigen Ansprüche, bei dem auf der Helligkeitseinstellschicht (
4 ) mindestens ein Anschlussbereich (12 ) angeordnet ist, der vorgesehen ist, den Halbleiterchip elektrisch zu kontaktieren. - Halbleiterchip nach Anspruch 13, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) ganzflächig auch unter dem Anschlussbereich (12 ) ausgebildet ist. - Halbleiterchip nach Anspruch 13, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) nur seitlich des Anschlussbereiches (12 ) ausgebildet ist. - Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 13 bis 15 , bei dem zumindest zwischen dem Anschlussbereich (
12 ) und der Halbleiterschichtenfolge (2 ) eine metallische Schicht (13 ) angeordnet ist, die einen elektrischen Kontakt zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2 ) und dem Anschlussbereich (12 ) herstellt, der im Wesentlichen Schottky-Charakteristik aufweist und vorgesehen ist, die Strominjektion in die Halbleiterschichtenfolge (2 ) unterhalb des Anschlussbereiches (12 ) zu verhindern. - Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) von der Vorderseite gesehen unterhalb des Anschlussbereiches (12 ) einen Ionenimplantierten Bereich (14 ) aufweist. - Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem entweder die TCO-Kontaktschicht (
3 ) oder die Helligkeitseinstellschicht (4 ) oder beide derart ausgebildet sind, dass sie den Anschlussbereich (12 ) zumindest teilweise überlappen. - Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem zumindest teilweise von der Vorderseite gesehen unterhalb des Anschlussbereiches (
12 ) eine elektrisch isolierende Schicht (15 ) angeordnet ist. - Halbleiterchip nach einem der obigen Ansprüche, – der ein Substrat (
7 ) aufweist, das von der Vorderseite gesehen unterhalb der Halbleiterschichtenfolge (2 ) angeordnet ist, und – das Substrat (7 ) ein Material aufweist, das die von dem Halbleiterchip im Betrieb ausgesandte Strahlung absorbiert. - Halbleiterchip nach einem der obigen Ansprüche, der durch Flanken seitlich begrenzt wird und dessen Halbleiterschichtenfolge (
2 ) keine Strahlungsauskoppelschicht aufweist, die vorgesehen ist, die Auskopplung der in der aktiven Schicht (9 ) im Betrieb erzeugte Strahlung über die Flanken zu erhöhen. - Halbleiterchip nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) mindestens eine Schicht aufweist, die AlGaInP oder AlGaAs umfasst. - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips, der geeignet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung durch eine Vorderseite zu emittieren mit den Schritten: – Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge (
2 ), die mindestens eine aktive Schicht (9 ) umfasst, die vorgesehen ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, – Anordnen einer TCO-Kontaktschicht (3 ) mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2 ) und der Vorderseite, und – Anordnen einer Helligkeitseinstellschicht (4 ) zwischen der aktiven Schicht (9 ) und der Vorderseite des Halbleiterchips, die vorgesehen ist, einen definierten Teil der von der aktiven Schicht (9 ) erzeugten elektromagnetischen Strahlung gezielt zu absorbieren. - Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) ein Metall umfasst. - Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2 ) und der TCO-Kontaktschicht (3 ) angeordnet wird und sowohl zur Halbleiterschichtenfolge (2 ) als auch zur TCO-Kontaktschicht (3 ) einen elektrischen Kontakt mit ohmscher Charakteristik ausbildet. - Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) p-dotiertes GaAs und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) Al oder Au umfasst. - Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) p-dotiertes AlGaAs und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) AuZn in einem Mischungsverhältnis 97:3 (Au:Zn) umfasst. - Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) n-dotiertes AlGaInP und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) AuGe in einem Mischungsverhältnis 99:1 (Au:Ge) umfasst. - Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) n-dotiertes AlGaInP und die Helligkeitseinstellschicht (4 ) AuGe in einem Mischungsverhältnis 88:12 (Au:Ge) umfasst. - Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) der TCO-Kontaktschicht von der Halbleiterschichtenfolge (3 ) aus gesehen nachgeordnet wird. - Verfahren nach Anspruch 30, bei dem auf der Helligkeitseinstellschicht (
4 ) eine weitere Schicht (6 ) angeordnet wird, die TCO umfasst. - Verfahren nach Anspruch 30, bei dem auf der Helligkeitseinstellschicht (
4 ) eine haftvermittelnde Schicht (6 ) angeordnet wird, die vorgesehen ist, die Haftung zu einem Vergussmaterial (5 ) zu verbessern. - Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25 und 30 bis 32, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Au, Ag, Al, Ti, TiW(N), Pt, Zn, Ge, Si und SiNx umfasst. - Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 33, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) eine Dicke zwischen 1 nm und 50 nm aufweist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 34, bei dem auf der Helligkeitseinstellschicht (
4 ) mindestens ein Anschlussbereich (12 ) angeordnet wird, der vorgesehen ist, den Halbleiterchip elektrisch zu kontaktieren. - Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) auch ganzflächig unter dem Anschlussbereich (12 ) ausgebildet wird. - Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Helligkeitseinstellschicht (
4 ) nur seitlich des Anschlussbereiches (12 ) ausgebildet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, bei dem zumindest zwischen dem Anschlussbereich (
12 ) und der Halbleiterschichtenfolge (2 ) eine metallische Schicht (13 ) angeordnet wird, die einen elektrischen Kontakt zwischen der Halbleiterschichtenfolge (2 ) und dem Anschlussbereich (12 ) herstellt, der im Wesentlichen Schottky-Charakteristik aufweist und vorgesehen ist, die Strominjektion in die Halbleiterschichtenfolge (2 ) unterhalb des Anschlussbereiches (12 ) zu verhindern. - Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 38, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) von der Vorderseite gesehen unterhalb des Anschlussbereiches (12 ) einen Ionnenimplantierten Bereich (14 ) aufweist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 39, bei dem entweder die TCO-Kontaktschicht (
3 ) oder die Helligkeitseinstellschicht (4 ) oder beide derart ausgebildet werden, dass sie den Anschlussbereich (12 ) zumindest teilweise überlappen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 40, bei dem zumindest teilweise von der Vorderseite gesehen unterhalb des Anschlussbereiches (
12 ) eine elektrisch isolierende Schicht (15 ) angeordnet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 41, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) auf einem Substrat (7 ) angeordnet wird, das ein Material aufweist, das die von dem Halbleiterchip im Betrieb ausgesandte Strahlung absorbiert. - Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) keine Strahlungsauskoppelschicht aufweist, die vorgesehen ist, die Auskopplung der in der aktiven Schicht (9 ) im Betrieb erzeugte Strahlung über die den Halbleiterchip seitlich begrenzenden Flanken zu erhöhen. - Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Halbleiterschichtenfolge (
2 ) mindestens eine Schicht aufweist, die AlGaInP oder AlGaAs umfasst.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005008056A DE102005008056A1 (de) | 2004-12-30 | 2005-02-22 | Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004063557.9 | 2004-12-30 | ||
DE102004063557 | 2004-12-30 | ||
DE102005008056A DE102005008056A1 (de) | 2004-12-30 | 2005-02-22 | Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005008056A1 true DE102005008056A1 (de) | 2006-07-13 |
Family
ID=36599466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005008056A Withdrawn DE102005008056A1 (de) | 2004-12-30 | 2005-02-22 | Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005008056A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007032555A1 (de) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips |
DE102009015314A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaservorrichtung |
EP2426742A3 (de) * | 2010-09-07 | 2014-10-29 | LG Innotek Co., Ltd. | Elektrodenanordnung für eine Licht emittierende Diode |
EP2315274A3 (de) * | 2009-10-21 | 2015-12-02 | LG Innotek Co., Ltd. | Lichtemittierende Vorrichtung, Verfahren zu deren Herstellung, Verpackung für lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungssystem |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19517697A1 (de) * | 1995-05-13 | 1996-11-14 | Telefunken Microelectron | Strahlungsemittierende Diode |
US6078064A (en) * | 1998-05-04 | 2000-06-20 | Epistar Co. | Indium gallium nitride light emitting diode |
US6121635A (en) * | 1997-04-15 | 2000-09-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element having transparent electrode and current blocking layer, and semiconductor light-emitting including the same |
EP1132977A2 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
US6693352B1 (en) * | 2000-06-05 | 2004-02-17 | Emitronix Inc. | Contact structure for group III-V semiconductor devices and method of producing the same |
DE10261675A1 (de) * | 2002-12-31 | 2004-07-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement mit strahlungsdurchlässiger elektrischer Kontaktschicht |
EP1531499A2 (de) * | 2003-11-14 | 2005-05-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nitrid lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
-
2005
- 2005-02-22 DE DE102005008056A patent/DE102005008056A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19517697A1 (de) * | 1995-05-13 | 1996-11-14 | Telefunken Microelectron | Strahlungsemittierende Diode |
US6121635A (en) * | 1997-04-15 | 2000-09-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element having transparent electrode and current blocking layer, and semiconductor light-emitting including the same |
US6078064A (en) * | 1998-05-04 | 2000-06-20 | Epistar Co. | Indium gallium nitride light emitting diode |
EP1132977A2 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
US6693352B1 (en) * | 2000-06-05 | 2004-02-17 | Emitronix Inc. | Contact structure for group III-V semiconductor devices and method of producing the same |
DE10261675A1 (de) * | 2002-12-31 | 2004-07-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement mit strahlungsdurchlässiger elektrischer Kontaktschicht |
EP1531499A2 (de) * | 2003-11-14 | 2005-05-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nitrid lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007032555A1 (de) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips |
EP2015372A3 (de) * | 2007-07-12 | 2013-02-06 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips |
EP3121858A1 (de) * | 2007-07-12 | 2017-01-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines halbleiterchips |
DE102009015314A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaservorrichtung |
DE102009015314B4 (de) | 2009-03-27 | 2023-04-27 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Halbleiterlaservorrichtung |
EP2315274A3 (de) * | 2009-10-21 | 2015-12-02 | LG Innotek Co., Ltd. | Lichtemittierende Vorrichtung, Verfahren zu deren Herstellung, Verpackung für lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungssystem |
EP2426742A3 (de) * | 2010-09-07 | 2014-10-29 | LG Innotek Co., Ltd. | Elektrodenanordnung für eine Licht emittierende Diode |
US9299892B2 (en) | 2010-09-07 | 2016-03-29 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, light emitting device package and image display device including the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005061797B4 (de) | Lumineszenzdiodenchip mit Stromaufweitungsschicht und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP2212931B1 (de) | Led mit stromaufweitungsschicht | |
DE102006057747B4 (de) | Halbleiterkörper und Halbleiterchip mit einem Halbleiterkörper | |
EP2015372B1 (de) | Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips | |
EP1284026A1 (de) | Lumineszenzdiodenchip mit einer auf gan basierenden strahlungsemittierenden epitaxieschichtenfolge und verfahren zu dessen herstellung | |
EP3206238B1 (de) | Lichtemittierende dünnfilm-diode mit einer spiegelschicht und verfahren zu deren herstellung | |
DE112018000553B4 (de) | Optoelektronischer Halbleiterchip | |
WO2009039830A1 (de) | Optoelektronischer halbleiterchip mit einer mehrfachquantentopfstruktur | |
EP2332183A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements und optoelektronisches halbleiterbauelement | |
DE102011112000A1 (de) | Leuchtdiodenchip | |
DE10203801A1 (de) | Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102007020291A1 (de) | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur für einen derartigen Chip | |
EP1658643B1 (de) | Strahlungemittierendes halbleiterbauelement | |
DE102007019079A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip | |
DE102005008056A1 (de) | Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips | |
WO2003026029A1 (de) | Stahlungsemittierendes halbleiterbauelement und verfahren zu dessen herstellung | |
DE10346605A1 (de) | Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement | |
DE102004026231B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bereichs mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit innerhalb einer Halbleiterschicht und optoelektronisches Halbleiterbauelement | |
DE10056475B4 (de) | Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis mit verbesserter p-Leitfähigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung | |
WO2020182406A1 (de) | Halbleiterlaserdiode und verfahren zur herstellung einer halbleiterlaserdiode | |
DE10329398B4 (de) | Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips | |
DE102014111482A1 (de) | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE10329365B4 (de) | Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterchips | |
WO2014056908A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips auf gan-basis mittels ionenimplantantion und entsprechender optoelektronischer halbleiterchip | |
DE10329515B4 (de) | Elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |