[发明专利]半导体芯片和用于制造半导体芯片的方法

说明书

相关申请的交叉参引

本申请要求德国专利申请10 2016 108 891.9的优先权，其公开内容通过参引结合于此。

技术领域

提出一种半导体芯片和一种用于制造半导体芯片的方法。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

激光二极管越来越多地代替发光二极管使用在新的领域中，例如用于照明和生产应用，其中所述激光二极管能够相对于发光二极管在提高的光密度和景深方面充分发挥其优势。然而，在使用激光二极管时相对于基于发光二极管的竞争性的技术能够不利地引起：激光二极管在超过激光器阈值的、特定的、通常相对非常高的电流值时才显示出激光发射，并且激光器棱面由于高的光密度易受棱面损害影响，这能够引起自发性失效。

由于激光二极管的较高的起动电流，即由于激光器阈值的高度，激光二极管相对于发光二极管尤其在较小电流的范围中丧失效率。为了降低激光器阈值，例如在耦合输出棱面上棱面覆层的更高的反射率是适宜的，然而这同时会减小激光二极管特征曲线的斜度进而这还会对激光二极管的效率产生不利影响。另一可能性能够在于：减小共振器几何形状，例如共振器长度和宽度，然而这相应地限制激光二极管的可实现的光学功率。替选地，通过制造高的称作脊形或肋形波导(“ridge waveguide”)的波导结构，能够实现折射率导引的增强和减小的电流扩展。然而，在此可能不利的是：用于制造波导结构的刻蚀工艺到达有源区附近或穿过所述有源区，这能够引起损坏进而引起在构件稳定性方面的问题。

为了提高棱面负荷极限能够增大共振器几何形状，这当然不利地通过提高的激光器阈值可察觉。对此替选地，在不同的材料体系中存在目标和解决方式：使激光器棱面的区域尽可能不吸收。例如，能够尝试：经由植入或扩散实现量子膜结构靠近棱面的混匀，由此能够相应地提高带距，即带隙。但是在这种情况下可能不利的是：对此所需的掺杂物能够嵌入到填隙位置上，这能够引起附加的吸收中心，所述吸收中心能够不利地影响构件效率。因此，尤其在植入的层的情况下，必须在随后的淬火步骤中尝试：将掺杂物嵌入到晶格位置上。然而，对此所需的温度能够造成量子膜结构的损坏进而造成在激光器阈值和特征曲线斜度方面的损失。此外，在扩散的和植入淬火步骤的高温下，通过释放挥发性的组分、例如III-V族半导体的V族组分、即As、P或N能够引起接触层的分解，这能够造成激光二极管的提高的工作电压。

替选的技术方式基于如下原理：在通过折断产生的激光器棱面上沉积结晶的或部分结晶的层，所述层能够尽可能低缺陷且低应力地引起半导体材料的带距的提高。作为为此的方法，例如借助于MBE(“molecular beam epitaxy，分子束外延”)或IBD(“ion beam deposition，离子束沉积”)的覆层是适合的。对该方式不利的是：尤其在操纵激光器棒时的高的耗费，这相应地提高制造成本。此外，用具有增大的带距的材料的一致的覆层在整个激光器棱面上引起在棱面上的附加的应力，这能够对构件稳定性产生不利影响。

发明内容

特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种半导体芯片。其他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。

所述目的通过一种半导体芯片来实现，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横向变化，其中第一半导体层具有保持不变的厚度。所述目的还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，使得建立第一半导体层的材料组成的横向变化。半导体芯片的和方法的有利的实施方式和改进方案的特征从下面的描述和附图中得到。

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。

根据至少一个另外的实施方式，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。