[发明专利]用于制造半导体芯片的方法和半导体芯片

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求德国专利申请10 2016 108 893.5的优先权，其公开内容通过参引结合于此。

技术领域

提出一种用于制造半导体芯片的方法和一种半导体芯片。尤其，半导体芯片能够构成为光电子半导体芯片，例如发光半导体芯片，例如发光二极管芯片或激光二极管芯片或探测光的半导体芯片。

背景技术

例如在半导体激光二极管中，性能在很大程度上受光在共振器中的导引影响。例如在所谓的氧化物条形激光器中，光导引通过收益导引(Gewinnführung)实现，然而这尤其对于窄的脊部宽度而言能够引起激光器模式的高的损失。此外，例如脊形波导激光二极管广泛传播，其中通过在半导体中刻蚀阶梯产生称作为脊形或肋形波导(“ridge waveguide”)的波导结构，通过所述波导结构，由于通过脊部引起的折射率突变，通过折射率导引来导引光学模式。然而脊部刻蚀工艺是非常耗费的且是高成本的。

用于在GaAs和InP材料体系中实现折射率导引的一个替选的方案在于通过植入将有源区域的量子膜混匀，然而这例如在InAlGaN材料体系中是非常困难的。此外，通过植入能够出现晶体损坏，所述晶体损坏引起增强的激光器老化。另一方案在于多级的外延，其中在多个外延步骤和位于其之间的芯片处理步骤中产生各个层。该方案也是非常耗费的并且是昂贵的，并且此外在InAlGaN材料体系中迄今为止无法以好的材料质量实现。

发明内容

特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种用于制造半导体芯片的方法。特定的实施方式的至少另一个目的是：提出一种半导体芯片。

所述目的通过一种用于制造半导体芯片的方法来实现，其中在用于生长第一半导体层的生长工艺期间，沿着生长的所述第一半导体层的至少一个延伸方向产生不均匀的横向温度分布，使得建立所述第一半导体层的材料组成的横向变化；所述目的还通过一种借助于根据本发明的方法制造的半导体芯片来实现，所述半导体芯片具有第一半导体层，所述第一半导体层沿着至少一个延伸方向具有材料组成的通过在生长工艺期间横向变化的温度分布引起的横向变化。设备的和方法的有利的实施方式和改进方案的特征在于本文中并且还从下面的描述和附图中得到。

根据至少一个实施方式，在用于制造半导体芯片的方法中，生长至少一个第一半导体层。第一半导体层尤其能够是具有多个半导体层的半导体层序列的一部分。

根据至少一个实施方式，半导体芯片具有至少一个第一半导体层。第一半导体层尤其能够是半导体层序列的一部分。

之前和随后描述的实施方式同样涉及用于制造半导体芯片的方法以及涉及半导体芯片。

半导体芯片例如能够构成为光电子半导体芯片，即构成为发射光的或探测光的半导体芯片，例如构成为发光二极管芯片、激光二极管芯片或光电二极管芯片。此外，对光电子功能替选地或附加地，半导体芯片也能够具有电子功能，并且例如构成为晶体管或构成为其他电子功率器件。即使下面的描述主要涉及光电子半导体芯片并且在此尤其涉及发光半导体芯片，半导体芯片的和用于制造半导体芯片的方法的下面所描述的实施方式也适用于其他的、尤其也非光电子地构成的半导体芯片。

半导体层序列尤其能够构成为外延层序列，即构成为外延生长的半导体层序列。在此，半导体层序列例如能够基于InAlGaN构成。基于InAlGaN的半导体层序列尤其包括如下半导体层序列：在所述半导体层序列中，外延制造的半导体层序列通常具有由不同的单层构成的层序列，所述半导体层序列包含至少一个单层，所述单层具有出自III-V族化合物半导体材料体系In_xAl_yGa_1-x-yN的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。尤其，第一半导体层能够基于这种材料。具有至少一个基于InAlGaN的有源层作为发光半导体芯片的一部分的半导体层序列例如能够优选发射在紫外的至绿色的波长范围中的电磁辐射。

替选地或附加地，半导体层序列也能够基于InAlGaP，也就是说，半导体层序列能够具有不同的单层，其中至少一个单层，例如第一半导体层具有出自III-V族化合物半导体材料体系In_xAl_yGa_1-x-yP的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。具有至少一个基于InAlGaP的有源层作为发光半导体芯片的一部分的半导体层序列例如能够优选发射具有一个或多个在绿色至红色的波长范围中的光谱分量的电磁辐射。