[发明专利]光电子半导体芯片

说明书

技术领域

提出一种光电子半导体芯片。

发明内容

要实现的目的在于：提出一种光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片均有均匀的电流注入。

根据半导体芯片的至少一个实施形式，所述光电子半导体芯片包括具有至少一个有源层的半导体层序列。为此，半导体层序列构建用于在半导体芯片运行时发射紫外辐射、可见辐射和/或红外辐射，尤其是在400nm到1200nm之间的光谱范围中的辐射、尤其优选在550nm到1000nm之间的光谱范围中的辐射，其中包括边界值。可外延生长的半导体层序列的厚度例如为小于50μm或者小于20μm，优选在3μm到15μm之间或者在3.5μm到10μm之间，其中包括边界值。

半导体芯片的半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。该半导体材料例如为氮化物化合物半导体材料，如Al_nIn_1-n-mGa_mN或者为磷化物化合物半导体材料，如Al_nIn_1-n-mGa_mP，其中相应地0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，半导体层序列可以具有掺杂材料以及附加的组成部分。然而出于简洁性原因，仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分、即Al、Ga、In、N或P，即使所述组成部分可部分通过少量其他物质取代和/或补充时也如此。有源层尤其包含pn结和/或至少一个量子阱结构。

根据至少一个实施形式，半导体芯片具有上侧接触结构。上侧接触结构安置在半导体层序列的辐射主侧上。优选地，上侧接触结构的材料与半导体层序列的材料直接地物理接触。上侧接触结构例如由金属或者金属合金成形。替选地或附加地，上侧接触结构包括由透明的、导电氧化物（简称TCO）的组构成的材料，例如ITO。上侧接触结构被结构化，即上侧接触结构不以保持不变的组分在半导体层序列的整个辐射主侧上延伸，而是尤其具有中断和凹部。

半导体层序列的辐射主侧特别优选是半导体层序列的限界面，所述限界面基本上垂直于半导体层序列的生长方向取向。同样地，辐射主侧的主延伸方向垂直于生长方向取向。具体地，辐射主侧背离半导体芯片的承载衬底。

根据半导体芯片的至少一个实施形式，所述半导体芯片包括下侧接触结构。下侧接触结构位于半导体层序列的下侧上，其中下侧与辐射主侧对置。下侧接触结构特别优选地与半导体层序列直接地物理接触并且还优选不覆盖整个下侧。下侧接触结构的材料是金属或者金属合金，并且替选地或者附加地是透明的导电氧化物。优选地，下侧接触结构位于半导体层序列与半导体芯片的承载衬底之间。

根据半导体芯片的至少一个实施形式，所述半导体芯片包括至少一个、优选至少两个沟道、英语也称作“trenches（沟道）”。沟道是半导体层序列中的材料凹部，所述材料凹部从辐射主侧朝着下侧的方向伸展。在俯视图中看，沟道优选在周围由半导体层序列的材料包围。沟道的纵向伸展优选为沟道的宽度的至少五倍。

根据半导体芯片的至少一个实施形式，在辐射主侧的俯视图中看，上侧接触结构和下侧接触结构在至少一个区域中彼此间隔地布置。这就是说，在至平行于辐射主侧的平面的投影中，上侧接触结构和下侧接触结构在所述区域中不相交和/或不接触。特别优选的是，所述区域在整个辐射主侧上和/或在整个半导体芯片上延伸。

根据至少一个实施形式，在下侧接触结构和上侧接触结构彼此隔开的区域中，沟道布置在上侧接触结构与下侧接触结构之间。换言之，在半导体层序列的辐射主侧的俯视图中看，在该区域中从上侧接触结构至下侧接触结构的至少一个直接的连接线被沟道中断。

在光电子半导体芯片的至少一个实施形式中，所述光电子半导体芯片包括具有至少一个有源层的半导体层序列。此外，半导体芯片具有在半导体层序列的辐射主侧上的上侧接触结构和在半导体层序列的与辐射主侧对置的下侧上的下侧接触结构。此外，半导体芯片包含至少一个、优选至少两个沟道，所述沟道从辐射主侧朝着下侧的方向伸展。在辐射主侧的俯视图中看，上侧接触结构和下侧接触结构在辐射主侧的至少一个区域中彼此间隔地布置。同样在辐射主侧的俯视图中看，沟道在所述区域中并且位于上侧接触结构与下侧接触结构之间。

根据光电子半导体芯片的至少一个实施形式，所述光电子半导体芯片构成为发光二级管（简称为LED）。因此优选地，在辐射主侧上放射由半导体芯片总共发射的并且在有源层中产生的辐射的至少50%或至少70%。