[发明专利]光电子半导体芯片及其制造方法

说明书

本发明涉及一种光电子半导体芯片。

为了将预制的半导体芯片的半导体本体固定在单独的、与半导体本体分开预制的支承体上，在制造芯片时经常需要复杂的工艺步骤来将支承体固定到半导体本体上，例如将支承体接合或者焊接到半导体本体上。

本发明的任务是提供一种尤其是在辐射的耦合输出方面可有效且简化地制造的光电子半导体芯片。

该任务通过一种具有权利要求1所述特征的半导体芯片以及一种具有权利要求16所述特征的方法来解决。本发明的有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的光电子半导体芯片包括薄膜半导体本体，该薄膜半导体本体具有带有适于产生辐射的有源区的半导体层序列；还包括构建在半导体层序列上的、使薄膜半导体本体在机械上稳定的支承层。

构建在半导体层序列上的支承层使薄膜半导体本体在机械上稳定。这样可以省去其上固定(例如接合)有用于薄膜半导体本体的半导体层序列的、单独的、特别预制的支承体。通过在用于薄膜半导体本体的半导体层序列上构建(尤其是形成或者层叠)支承层，可以省去复杂的接合工艺，其中在该接合工艺中单独的支承体与半导体层序列机械上稳定地相连。这样相对于具有固定在单独的支承体上的半导体层序列的半导体芯片，简化了光电子半导体芯片的制造。由于省去了将半导体层序列固定在单独的支承体上，所以相应地可以更低成本地制造半导体芯片。

在本发明的范围内，可以设计以下的半导体本体作为薄膜半导体本体：该半导体本体没有制造衬底(其中在该制造衬底上制造用于薄膜半导体本体的半导体层序列)，或者其中制造衬底被薄化。在这样的情况下，制造衬底优选被薄化或者尤其是完全去除，使得半导体层序列的机械稳定性优选基本上单独地通过支承层来保证。由于具有在半导体层序列上构建的支承层，所以可以有利地省去通过制造衬底来使半导体层序列在机械上稳定。

在借助外延生长制造半导体层序列时，制造衬底例如通过生长衬底来提供。薄膜半导体本体的支承层因此尤其是不同于制造衬底。用于半导体层序列的制造衬底通常具有高的要求，例如对于生长衬底的为生长而提供的晶面的高的要求。由于薄膜半导体本体的支承层不同于制造衬底，所以支承层可以比较自由地选择，而不必具有为制造半导体层序列所需的特性。用于支承层的材料合乎目的地选择为使得支承层可以构建在半导体层序列上，尤其是可形成或者可层叠在半导体层序列上。例如，支承层在优化的导热性方面可以比较自由地选择。由于有源区至外部散热元件的改进的热连接而简化地提高了半导体芯片的效率。

在根据本发明的用于制造光电子半导体芯片的方法中，首先提供用于半导体芯片的半导体本体的、设置在衬底上的半导体层序列，其中半导体层序列具有适于产生辐射的有源区。随后在半导体层序列上构建支承层，接着去除衬底。

衬底可以包括半导体层序列的制造衬底或者与制造衬底不同的衬底。代替例如通过剥离来去除衬底，必要时也可以仅仅使衬底变薄。然而，半导体层序列有利地基本上只通过支承层来支持，使得省去支承层会由于缺少机械支持而强烈地增大对现在所构建的薄膜半导体本体的半导体层序列的损害。

例如刻蚀，激光分离方法或者水射流切割适于去除衬底。刻蚀特别适于衬底的薄化。

优选地，衬底基本上完全被去除。通过这样的方式，使得可以简化地到达半导体层序列的被衬底覆盖的元件，以便进行进一步处理。

优选地，支承层构建在半导体层序列的与衬底背离的侧上。这样简化了衬底的去除或者薄化。

上面和以下所述的特征不仅可以适用于根据本发明的光电子半导体芯片，而且适用于根据本发明的方法，因为该方法优选用于制造根据本发明的半导体芯片。

在一种优选的扩展方案中，支承层自支承地(freitragend)构建。于是，支承层可以支承其自重和半导体层序列，以及必要时支承衬底的重量直至去除或者薄化衬底。

优选地，支承层所具有的厚度大于或者等于10μm，特别优选地为大于或者等于20μm或者大于或者等于50μm。此外，支承层优选具有小于或者等于500μm，特别优选地小于或者等于300μm或者小于或者等于200μm的厚度。在10μm到500μm(包括端点)之间、特别优选是在50μm至200μm(包括端点)之间或者在50μm直到300μm(包括端点)之间的厚度证明为特别适于支承层。