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WO2011070047A1 - Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen halbleiterchips - Google Patents

Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen halbleiterchips Download PDF

Info

Publication number
WO2011070047A1
WO2011070047A1 PCT/EP2010/069128 EP2010069128W WO2011070047A1 WO 2011070047 A1 WO2011070047 A1 WO 2011070047A1 EP 2010069128 W EP2010069128 W EP 2010069128W WO 2011070047 A1 WO2011070047 A1 WO 2011070047A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
radiation
semiconductor chip
optoelectronic semiconductor
layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/069128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Eberhard
Wolfgang Schmid
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US13/515,261 priority Critical patent/US8829560B2/en
Publication of WO2011070047A1 publication Critical patent/WO2011070047A1/de

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    • 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
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    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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    • H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Definitions

  • the present invention relates to a
  • An optoelectronic semiconductor chip is a layer sequence produced in a semiconductor process on a
  • a semiconductor for example a III-V semiconductor, is provided. It's on a substrate
  • the substrate includes, for example, materials such as SiC, sapphire, Ge, Si, GaAs, GaN or GaP.
  • the epitaxial layers include, for example, quaternary semiconductors such as AlInGaN for a blue or green emission spectrum in the visible region, or AlInGaP for a green to red emission spectrum in the visible region.
  • the semiconductors may also have emission spectra in the invisible range, for example in the UV range.
  • the epitaxial layer can be quinternary
  • Such a semiconductor is
  • AlGalnAsP which can serve to emit radiation in the infrared range.
  • the semiconductor layer sequence contains a suitable active zone for generating electromagnetic radiation.
  • the active zone may be a double heterostructure or a
  • Quantum well structure such as a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation included.
  • SQL single quantum well structure
  • MQW multiple quantum well structure
  • LED light emitting diode
  • Efficiency ie for a high ratio of emitted electromagnetic radiation to supplied power
  • a homogeneous radiation as homogeneous a current density in the active zone, for example.
  • the problem is in particular a power supply from the side at which the light is coupled out (radiation decoupling side).
  • a current injection on the radiation outcoupling side is usually carried out by contact webs, which are applied to the semiconductor.
  • contact webs Through a dense network of contact webs, the electrical properties of an LED can be optimized. For the optical behavior of such a device, however, the webs are disadvantageous because they lead to shading or absorption. Since light in a thin-film LED travels relatively long distances before it is decoupled, light can be absorbed at the contact lands. The efficiency of the LED is reduced.
  • the present invention is the problem
  • Various embodiments of the optoelectronic semiconductor chip have a radiation outcoupling side and a contact connection. On the
  • Radiation decoupling side is a metallic one
  • Semiconductor chip has a metallic conductive compound applied to the contact material and connected to the contact terminal.
  • Radiation isolation side will be a decomposition of the
  • the contact material serves to impress a current in the
  • Semiconductor layer sequence can be limited to places where it is necessary for the function of the optoelectronic
  • Semiconductor chips is advantageous. This can be achieved, for example, by arranging the contact material in such a way that, as far as possible, a homogenous power supply takes place via the radiation-decoupling side.
  • Contact material can be optimized for its contact resistance at the radiation outcoupling side.
  • the conductive connection can be optimized so that it has a good transverse conductivity. She can also
  • the optoelectronic device be optimized in terms of their influence on the optical behavior of the optoelectronic device. For example, it can be achieved that there are fewer optically passive regions on the radiation outcoupling side.
  • Both the contact material and the conductive compound are metallic, i. E. that they comprise a metal or a metal alloy or, for example, consist of a metal or a metal alloy.
  • the electrical contacting for example, in terms of a homogeneous current injection and a low
  • the power supply can be particularly low
  • Radiation decoupling side or a low absorption of the radiation emitted by the semiconductor layer sequence radiation can be optimized.
  • an area of the contact material is smaller than an area of the conductive connection.
  • Both the contact material and the conductive connection are metallic, i. E. that they comprise a metal or a metal alloy or, for example, consist of a metal or a metal alloy.
  • materials for the conductive compound are, for example, metals or metal alloys with a high
  • a layer of TiWN as a diffusion barrier can be applied to the multilayer metallization layers as a conductive compound
  • Diffusion barrier for example, a gold layer may be applied as a line material.
  • the contact material has metals with a high reflection coefficient for the emitted radiation.
  • Suitable materials for the contact material are metals such as Ag, Ti, Pt, Au, alloys such as AuGe or AuZn or transparent conductive oxides (TCO), such as indium tin oxide (ITO).
  • TCO transparent conductive oxides
  • ITO indium tin oxide
  • the materials used for the contact material or the conductive compound are included
  • reflective metals such as platinum aluminum, gold or silver can be used for this purpose. It is also conceivable that in the metal, a reflective material is introduced, or that the metal with a
  • the reflective material is coated.
  • the reflective material may be, for example, titanium dioxide or zinc dioxide
  • Radiation decoupling side are decoupled. Overall, this achieves efficient radiation of a large part of the radiation generated in the active layer. This provides a particularly energy-efficient optoelectronic semiconductor chip.
  • a dielectric is an electrically weak or non-conductive, non-metallic substance whose charge carriers are generally not free to move. When choosing a dielectric also other properties can be
  • the dielectric can be transparent in the wavelength ranges in which the optoelectronic semiconductor emits radiation.
  • the optical refractive index may be relevant to the selection of the dielectric.
  • the dielectric can as
  • dielectric layer For example, in optoelectronic semiconductors, the following materials are used as a dielectric:
  • the conductive connection comprises a wire ridge structure.
  • the transparent conductive layer comprises a transparent conductive oxide (TCO), such as ITO.
  • TCO transparent conductive oxide
  • a dielectric is provided between the conductive connection and the radiation-decoupling side.
  • the conductive connection is spaced from the radiation extraction side.
  • the majority of the radiation is reflected back into the semiconductor layer sequence because of a total reflection at the interface with the dielectric.
  • This radiation can be coupled out via another point on the radiation-extraction side, over which no section of the conductive connection is arranged.
  • the contact material is distributed on the radiation outcoupling side in such a way that the most homogeneous possible current density is achieved over the semiconductor chip.
  • a distribution for example, takes account of a voltage drop in the conductive connection. Due to the distribution, the contact resistance to
  • Radiation decoupling side are regulated.
  • the contact material has a plurality of separate contact areas, in particular contact points. As a result, a suitable distribution of the contact material on the radiation-extraction side can be selected. In one embodiment, the contact points are distributed unevenly across the radiation extraction side. In one embodiment, the contact points
  • the layer applied in each case for example, by a photolithographic process and etching, partially opened and into the opening of the
  • FIG. 1 is a schematic representation of a plan view of a first exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip
  • Fig. 2 is a schematic representation of the
  • Fig. 3 is a schematic representation of the
  • FIG. 4 is a schematic representation of a plan view of a second exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip
  • Fig. 5 is a schematic representation of the
  • Fig. 6 is a schematic representation of the
  • Fig. 7 is a schematic representation of a variant of
  • Fig. 8 is a schematic representation of the variant of
  • Fig. 9 is a schematic representation of a
  • FIG. 10 is a schematic representation of a plan view of the third exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip
  • FIG. 11 is a schematic representation of a plan view of the third exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip with omission of the conductive
  • Fig. 12 is a schematic representation of a sequence of a
  • Fig. 1 shows the schematic representation of a plan view of a first embodiment of a
  • the semiconductor chip 100 has a radiation outcoupling side 102.
  • the semiconductor chip 100 has a radiation outcoupling side 102.
  • Radiation extraction side 102 is a radiation
  • the contact terminal 104 is for example as a Bondpad executed, which can be connected to a bonding wire.
  • the conductive connection 106 is, for example, a wire ridge structure in the form of an applied
  • the conductive connection 106 serves for
  • Semiconductor chips 100 can be embossed.
  • the conductive connection 106 is connected to a semiconductor layer sequence of the optoelectronic semiconductor chip 100.
  • Fig. 2 shows the schematic representation of
  • Optoelectronic semiconductor chip 100 is in the embodiment shown as a thin-film LED chip
  • the semiconductor chip 100 has an electrically conductive contact layer 200. Typically, it comprises a metal, or a layer sequence of conductive materials,
  • a layer sequence comprising one or more metals or a TCO.
  • Contact layer 200 may not be on one in FIG. 2
  • the contact layer 200 is also highly reflective in the wave range of the radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 100, so that the contact layer 200 also serves as a reflector layer. It is also possible that on the contact layer 200 an additional thin, also
  • electrically conductive reflector layer is applied.
  • contact layer 200 As possible materials for the contact layer 200 come
  • a silver layer may be used as the contact layer 200.
  • the separation layer 202 contains a dielectric material such as SiN or SiO 2. It separates the contact layer 200 from a semiconductor layer sequence 204. In this case, the contact layer 200 and the semiconductor layer sequence 204 become electrically conductive from one another through the separation layer 202
  • the semiconductor layer sequence 204 a pn junction, a double heterostructure or a
  • Quantum well structure such as a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation included. 2, a pn junction with a depletion zone 206 is indicated.
  • Passivation layer 208 applied. About the
  • Passivation layer 208 the radiation generated in an active zone of the semiconductor layer sequence 204 is coupled out.
  • the passivation layer 208 covers the
  • Contact connection 104 is from the semiconductor layer sequence 204 electrically insulated by the passivation layer 208.
  • the passivation layer can also serve optical functions, for example an antireflection coating. As a result, no current flow from the contact connection 104 advantageously occurs in the semiconductor layer sequence 204 and it is
  • Contact connection 104 is additionally reduced by a reflection at the passivation layer 208. Overall, the efficiency of the optoelectronic semiconductor chip 100 is thus increased.
  • the conductive connection 106 is also applied. In some places below the conductive connection 106 is the
  • Contact points for example, a contact point 210 arranged. Via the contact point 210, the conductive connection 106 is electrically connected to the semiconductor layer sequence 204. The entire contact points thus serve to supply a
  • Both the conductive connection 106 and the contact points, such as the contact point 210, should include materials having a high electrical conductivity.
  • they may be metals, metallic alloys or doped semiconductor materials.
  • the contact points are by the conductive
  • Compound 106 is completely covered so that it is encapsulated by it and the passivation layer 208. Thus, the contact points are protected against degradation by external influences, for example by oxidation.
  • the distances of the contact points are shown as constant of equal length. You can, however, in others
  • Radiation extraction side 102 vary so as to one Voltage drop along the conductive connection 106 compensate such that over the chip area a homogeneous
  • the sizes of the contact points are not homogeneous, but vary over the area of the radiation-outcoupling side 102
  • the conductive connection 106 forms together with the contact points, including the contact point 210 a first
  • Electrode of the optoelectronic semiconductor chip 100 This electrode may be the anode or the cathode, for example, depending on the arrangement of a pn junction in the
  • Fig. 3 shows the schematic representation of
  • Semiconductor layer structure is substantially identical to the layer sequence of the section along the section axis A-A, as shown in Fig. 2. In contrast to the section along the cutting axis A-A, however, openings B are provided in the separating layer 202 in section B-B, within which a connecting layer 300 is introduced.
  • the connection layer 300 electrically connects the contact layer 200 to the
  • connection layer 300 thus forms the second
  • Electrode of the optoelectronic semiconductor chip 100 Electrode of the optoelectronic semiconductor chip 100.
  • connection layer 300 is provided below the conductive connection 106 and thus also below the contact points, for example the contact point 210; instead, the contact layer 200 is electrically insulated there from the semiconductor layer sequence 204 by the separation layer 202. This is below the conductive connection 106 in the
  • Semiconductor layer sequence 204 generates no radiation. radiation is thus generated in particular in areas in which the radiation can be decoupled readily via the radiation extraction side 102. But even the first electrode is optically optimized. For example, the conductive connection 106 is largely through the
  • Passivation layer 208 underlays, as is apparent from the Fig. 1 to Fig. 3.
  • the radiation generated below the conductive connection 106 or in a surrounding area does not reach the conductive connection by total reflection and can not be absorbed there. This reduces optical losses. Rather, the thus reflected radiation is reflected back into areas from which they are high
  • Probability is decoupled via radiation extraction side 102. This reduces optical losses.
  • the material of the contact points that has a high reflectivity for the radiation generated in the semiconductor layer sequence 204 the overall optical efficiency of the optoelectronic semiconductor chip 100 is increased. A large portion of the generated radiation is coupled out via the radiation-extraction side 102.
  • the semiconductor layer sequence 204 may be completely adjacent to the connection layer 300 or directly to the contact layer 200, without the need for a separation layer 202 or a connection layer 300. In this case, on the whole of the
  • Semiconductor layer sequence 204 impressed a current. Alone by the measures on the radiation extraction side 102 is already greater efficiency than in known
  • Fig. 4 shows the schematic representation of a plan view of a second embodiment of a
  • the optoelectronic semiconductor chip 400 differs substantially from the first exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3 in that a transparent one is provided on the radiation-decoupling side 102 Lead layer is applied as a conductive connection. On the radiation extraction side 102 are also a transparent one.
  • Fig. 5 shows the schematic representation of
  • Fig. 4 along a cutting axis A-A.
  • the construction differs in particular from the radiation-decoupling side 102 in comparison to the first exemplary embodiment.
  • a transparent lead-in layer 500 is applied to the semiconductor layer sequence 204.
  • the transparent lead layer 500 serves to distribute the current and allows the coupling of the electromagnetic generated in the semiconductor layer sequence 204
  • the transparent lead layer 500 is transparent in the region of the generated radiation and a
  • conductive material It can be a non-organic or an organic material.
  • Material is a metal oxide, such as ITO.
  • the lead layer 500 covers the
  • the contact points comprise a very good conductive material and serve, as in the first embodiment for supplying the electric current in the semiconductor layer sequence 204. Because of the low
  • Semiconductor layer sequence can be supplied as a substantial proportion of the electric current.
  • Contact points can be the profile of current injection in the
  • Semiconductor layer sequence 204 can be influenced. In doing so, the aim is to achieve as homogeneous a current impression as possible in order to achieve a to create a homogeneous light image on the radiation extraction side 102. Through the contact points can thus the
  • a dense distribution for example of smaller contact points, can be provided in order to achieve the most homogeneous illumination possible.
  • a substantially lower current distribution is necessary in the upper layer of the semiconductor layer sequence 204, for example in an n-doped layer.
  • a small layer thickness of the semiconductor can be selected, as a result of which the production costs are just at an epitaxial
  • Growing the semiconductor layer sequence can be reduced.
  • FIG. 6 shows the contact connection 104 on the optoelectronic semiconductor chip. 6 shows the schematic representation of the semiconductor layer structure of the optoelectronic semiconductor chip according to the second
  • FIG. 4 Embodiment of FIG. 4 along a section axis B-B. It can be seen that the contact connection 104 is applied to the transparent supply layer 500. Thus, the lead layer 500 separates the contact pad 104 from the semiconductor layer sequence 204
  • Fig. 7 shows the schematic representation of a variant of the semiconductor layer structure of the optoelectronic semiconductor chip of Fig. 4 along the section axis AA.
  • the Variant of FIG. 7 differs from the variant of FIGS. 5 and 6 in that between the lead layer 500 and the semiconductor layer sequence 204 a
  • Passivation layer 208 is provided. In the
  • Passivation layer 208 openings are provided, in each of which a contact point, for example, a contact point 210, is introduced. As a result, the lead layer 500 becomes over the contact points with the semiconductor layer sequence 204
  • the current injection takes place on the radiation outcoupling side 102 via the contact points.
  • Connection layer 300 can be changed. This variation is conceivable in connection with all the exemplary embodiments of the optoelectronic semiconductor chip, even if it is shown in FIG. 8 in conjunction with the second exemplary embodiment. In this variation, the connection layer 300 connects the contact layer 200 to the large area over a large area
  • Lead layer 500 particularly advantageous, since so a homogeneous and bright radiation distribution on the
  • Fig. 9 shows the schematic representation of a cross section through a third embodiment of an optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip 900 contains as active zone in the
  • Semiconductor layer sequence a quantum well structure. This is exemplified by a GaN / InGaN / GaN layer sequence
  • the optoelectronic semiconductor chip 900 contains a contact layer 200, on which a semiconductor layer sequence is arranged.
  • the contact layer 200 serves as an electrode of the optoelectronic semiconductor chip 900. Accordingly, it contains a material having low contact resistance, such as a
  • Metal eg silver (Ag).
  • Ag silver
  • the contact layer 200 is advantageously in the range of in the
  • optoelectronic semiconductor chip 900 generated radiation have a high reflection coefficient.
  • Semiconductor material 902 is, for example, a p-doped gallium nitride (GaN).
  • An active zone 904 is disposed on the first semiconductor material 902.
  • the active zone 904 comprises for example one made of In x Ga (] _- x) N-type semiconductor, with 0 ⁇ x ⁇ 1, and includes a single quantum well.
  • a second semiconductor material 906 is arranged on the active zone 904.
  • the second semiconductor material 906 is doped with a dopant having a different polarity than the dopant of the first semiconductor material.
  • Semiconductor material 906 is, for example, an n-doped GaN.
  • the second semiconductor material 906 has a side facing away from the active zone 904, which has a roughened surface.
  • the electromagnetic radiation generated in the active zone 904 is roughened over the
  • the semiconductor layer sequence comprises the first semiconductor material 902, the active zone 904 and the second semiconductor material 906. Due to the roughened surface, a particularly efficient decoupling of the radiation is possible.
  • the roughened surface and the side surfaces of the semiconductor layer sequence are covered by a passivation layer 908 and are thus protected from environmental influences.
  • the passivation layer 908 may consist of the same or
  • the passivation layer 908 is on a
  • Radiation extraction side 910 opened.
  • a contact material 912 is introduced.
  • a conductive connection 914 is applied.
  • the contact material 912 is completely covered by the conductive connection 914 so that it is encapsulated by it and the passivation layer 908. Thus, the contact material 912 is protected from degradation by external influences, for example by oxidation.
  • the function of the contact material 912 is electrical contact with the semiconductor layer sequence
  • Radiation extraction side 910 is used. Accordingly, both structures can be optimized accordingly. This is illustrated by way of example with reference to FIG. 10 and FIG. 11.
  • FIG. 10 shows the schematic illustration of a plan view of the optoelectronic semiconductor chip 900.
  • the configuration of the conductive connection 914 on the radiation extraction side 910 is illustrated.
  • the conductive connection 914 is electrically connected to a contact terminal 1000.
  • the contact terminal 1000 is used for contacting the optoelectronic semiconductor chip 900 with a
  • the conductive connection 914 extends along the radiation outcoupling side 910, paying attention to the lowest possible shadowing of the radiation. As it is the function of the conductive connection in particular in the
  • Distribution of an electrical current supplied via the contact terminal 1000 is as constant as possible and high conductivity over the entire spatial extent of the conductive compound respected.
  • FIG. 11 shows the schematic illustration of a plan view of the optoelectronic semiconductor chip 900.
  • Radiation extraction side 910 shown.
  • the function of the contact material 912 is, in particular, in a homogeneous current injection over the radiation outcoupling side 910.
  • the contact material 912 has a better one
  • Fig. 12 shows the schematic representation of a method for producing an optoelectronic
  • the procedure can be part of a
  • Manufacturing method comprising known process steps for producing a semiconductor chip.
  • a semiconductor layer sequence which comprises a
  • Semiconductor layer sequence may be generated by epitaxial growth. For example, it may be part of a
  • a transparent intermediate layer is applied to the
  • the application of the Interlayer can be made by a known method, such as sputtering or a CVD method.
  • the intermediate layer may be a dielectric or a conductive material, for example ITO.
  • Step 1204 opened a recess.
  • Recess is introduced in a fourth process step 1206, a contact material.
  • These method steps may include, for example, process steps, such as
  • Embodiment after a Waferbonden and after a possible mesa etching an intermediate layer in the form of a passivation are deposited on the wafer.
  • Photo step the passivation is opened and introduced into the opening a metallic alloy as a contact material.
  • a metallic alloy as a contact material.
  • the contact material can be lifted outside the opening.
  • the conductive compound can be deposited and patterned.
  • a contact terminal for example, a bond pad, on the passivation, so that no direct current flow of the
  • the same material is used for the contact material and for the conductive connection.
  • the photoresist be removed immediately after opening the passivation and with another
  • conductive compound are deposited in a process step.
  • contact points are applied as a contact material on the radiation outcoupling side.
  • a contact connection can already be applied to the radiation extraction side.
  • Radiation outcoupling side opposite carrier side of the semiconductor layer sequence to prevent the carrier side in areas that are immediately under the contact material, electrically isolated.
  • the contact material is patterned directly on the radiation outcoupling side. Likewise, it is conceivable that initially a transparent
  • a passivation layer and / or a conductive layer are applied and then a recess is opened, in which the contact material
  • Optoelectronic semiconductor chip 900 Optoelectronic semiconductor chip 900

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Verschiedene Ausführungsformen des optoelektronischen Halbleiterchips weisen eine Strahlungsauskopplungsseite (102) und einen Kontaktanschluss auf. Auf der Strahlungsauskopplungsseite (102) ist ein metallisches Kontaktmaterial (210) aufgebracht. Der optoelektronische Halbleiterchip weist eine an dem Kontaktmaterial (210) aufgebrachte und mit dem Kontaktanschluss verbundene metallische leitfähige Verbindung (106) auf. Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips angegeben.

Description

OPTOELEKTRONISCHER HAL B L E I T E RC H I P UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERCHIPS
BESCHREIBUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen
optoelektronischen Halbleiterchip sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips.
[0002] Ein optoelektronischer Halbleiterchip ist eine in einem Halbleiterprozess erzeugte Schichtfolge auf einem
Substrat. Dabei ist ein Halbleiter, beispielsweise ein III-V Halbleiter, vorgesehen. Es sind auf einem Substrat
aufgewachsene Epitaxieschichten als Halbleiterschichtfolge möglich. Das Substrat umfasst beispielsweise Materialien wie SiC, Saphir, Ge, Si, GaAs, GaN oder GaP. Die Epitaxieschichten weisen beispielsweise quaternäre Halbleiter, wie AlInGaN für ein blau oder grünes Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich auf, oder AlInGaP für ein grünes bis rotes Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich. Dabei können die Halbleiter ebenso Emissionsspektren im nichtsichtbaren Bereich, bspw. im UV- Bereich aufweisen. Die Epitaxieschicht kann quinternäre
Halbleiter aufweisen. Ein solcher Halbleiter ist
beispielsweise AlGalnAsP, der zur Emission von Strahlung im Infrarotbereich dienen kann.
[0003] Die Halbleiterschichtfolge enthält zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eine geeignete aktive Zone. Die aktive Zone kann eine Doppelheterostruktur oder eine
Quantentopfstruktur wie eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, Single quantum well) oder Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung enthalten.
[0004] In einer Leuchtdiode (LED) ist für eine hohe
Effizienz (d.h. für ein großes Verhältnis von emittierter elektromagnetischer Strahlung zu zugeführter Leistung) , für eine lange Lebensdauer und für eine homogene Abstrahlung eine möglichst homogene Stromdichte in der aktiven Zone, bspw. an dem pn-Übergang, wünschenswert. Problematisch ist dabei insbesondere eine Stromzuführung von der Seite, an der das Licht ausgekoppelt wird (Strahlungsauskopplungsseite) . Eine Stromeinprägung auf der Strahlungsauskopplungsseite erfolgt üblicherweise durch Kontaktstege, welche auf dem Halbleiter aufgebracht sind. Durch ein dichtes Netz von Kontaktstegen können die elektrischen Eigenschaften einer LED optimiert werden. Für das optische Verhalten eines solchen Bauelements sind die Stege aber nachteilig, da sie zu Abschattungen bzw. Absorption führen. Da Licht in einer Dünnfilm-LED relativ lange Strecken zurücklegt, bevor es ausgekoppelt wird, kann Licht an den Kontaktstegen absorbiert werden. Die Effizienz der LED ist vermindert.
[0005] Ein weiteres Problem entsteht dadurch, dass auf Grund der endlichen Leitfähigkeit innerhalb eines Kontaktstegs ein Spannungsabfall auftritt. Eine verbleibende Vorwärtsspannung über die aktive Zone variiert dadurch über die Chipfläche.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem
zugrunde, einen optoelektronisches Halbleiterchip mit einer verbesserten Effizienz bei der Lichtauskopplung
bereitzustellen bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Halbleiterchips anzugeben.
[0007] Dieses Problem wird durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 bzw. 10 gelöst.
[0008] Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des optoelektronischen Halbleiterchips bzw. des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0009] Verschiedene Ausführungsformen des optoelektronischen Halbleiterchips weisen eine Strahlungsauskopplungsseite und einen Kontaktanschluss auf. Auf der
Strahlungsauskopplungsseite ist ein metallisches
Kontaktmaterial aufgebracht. Der optoelektronische
Halbleiterchip weist eine an dem Kontaktmaterial aufgebrachte und mit dem Kontaktanschluss verbundene metallische leitfähige Verbindung auf.
[00010] Durch diesen Aufbau auf der
Strahlungsauskopplungsseite wird eine Zergliederung des
Anschlusses in zwei Strukturen erreicht. Das Kontaktmaterial dient zur Einprägung eines Stroms in die
Halbleiterschichtfolge des optoelektronischen Halbleiterchips. Die leitfähige Verbindung, die den Kontaktanschluss, also beispielsweise ein Bondpad oder eine Zuleitung über eine
Folie, mit dem Kontaktmaterial verbindet, dient zur
Stromverteilung auf der Strahlungsauskopplungsseite.
[00011] Durch die funktionelle Aufteilung kann insbesondere erreicht werden, dass die Kontaktierung der
Halbleiterschichtfolge auf Stellen beschränkt werden kann, an denen es für die Funktion des optoelektronischen
Halbleiterchips vorteilhaft ist. Das kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass das Kontaktmaterial derart angeordnet ist, dass möglichst eine homogene Stromversorgung über die Strahlungsauskopplungsseite erfolgt. Das
Kontaktmaterial kann hinsichtlich ihres Kontaktwiderstands an der Strahlungsauskopplungsseite optimiert werden. Gleichzeitig kann die leitende Verbindung derart optimiert werden, dass sie eine gute Querleitfähigkeit aufweist. Sie kann zudem
hinsichtlich ihres Einflusses auf das optische Verhalten des optoelektronischen Bauelements optimiert werden. Beispielsweise kann so erreicht werden, dass weniger optisch passive Bereiche an der Strahlungsauskopplungsseite vorhanden sind .
[00012] Sowohl das Kontaktmaterial als auch die leitfähige Verbindung sind metallisch, d.h. dass sie ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder bspw. aus einem Metall oder einer Metalllegierung bestehen.
[00013] In anderen Worten ist es ein Grundgedanke der
Erfindung, dass durch eine funktionelle Trennung der
elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips von einer
Verteilung der Stromzufuhr eine größere Flexibilität in der Optimierung unterschiedlicher Anforderungen erlaubt wird. So kann die elektrische Kontaktierung beispielsweise in Hinblick auf eine homogene Stromeinprägung und einen niedrigen
Kontaktwiderstand optimiert werden. Die Stromzufuhr kann insbesondere hinsichtlich eines niedrigen
Zuleitungswiderstands und einer geringen Abschattung der
Strahlungsauskopplungsseite bzw. einer geringen Absorption der von der Halbleiterschichtfolge emittierten Strahlung optimiert werden. In einer Ausführungsform ist in Projektion auf die Strahlungsauskopplungsseite eine Fläche des Kontaktmaterials kleiner als eine Fläche der leitfähigen Verbindung.
[00014] Sowohl das Kontaktmaterial als auch die leitfähige Verbindung sind metallisch, d.h. dass sie ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder bspw. aus einem Metall oder einer Metalllegierung bestehen.
[00015] Als Materialien für die leitfähige Verbindung kommen bspw. Metalle oder Metalllegierungen mit einer hohen
elektrischen Leitfähigkeit in Betracht. Denkbar sind Metalle oder Metalllegierungen mit Materialien wie AI, Ag, Au, Cu, Ti, Pt, etc. Auch Legierungen wie AuGe können verwendet werden. Ebenso ist es denkbar, dass zu Reduzierung von Diffusionsprozessen mehrschichtige Metallisierungslagen als leitfähige Verbindung aufgebracht werden, bspw. kann eine Schicht aus TiWN als Diffusionsbarriere auf die
Strahlungsauskopplungsseite aufgebracht werden. Auf die
Diffusionsbarriere kann beispielsweise eine Goldschicht als Leitungsmaterial aufgebracht sein.
[00016] Das Kontaktmaterial weist Metalle mit einem hohen Reflexionskoeffizienten für die emittierte Strahlung auf.
Wichtig ist auch ein guter Kontaktwiderstand des
Kontaktmaterials mit den in dem optoelektronischen
Halbleiterchip verwendeten Halbleitermaterialien. Geeignete Materialien für das Kontaktmaterial sind Metalle, wie Ag, Ti, Pt, Au, Legierungen, wie AuGe bzw. AuZn oder auch transparente leitfähige Oxide (TCO), wie Indiumzinnoxid (Indium Tin Oxide oder ITO) . Hierbei kann eine gute Haftung des Kontaktmaterials an die Halbleiterschichtfolge angestrebt werden bzw. eine Beeinflussung der Halbleiterschichtfolge durch eine
Reduzierung der Entstehung von Defekten vermieden werden.
Geeignete Maßnahmen und eine Vielzahl weiterer geeigneter Materialien sind dem Fachmann aus seinem Fachwissen bekannt.
[00017] Die für das Kontaktmaterial oder die leitfähige Verbindung verwendeten Materialien sind dabei
vorteilhafterweise im Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung reflektierend, d.h. dass es einen
Reflektionskoeffizienten von mehr als 0,5 aufweist.
Beispielsweise können dafür reflektierende Metalle, wie Platin Aluminium, Gold oder Silber verwendet werden. Es ist ebenso denkbar, dass in dem Metall ein reflektierendes Material eingebracht ist, oder dass das Metall mit einem
reflektierenden Material beschichtet ist. Das reflektierende Material kann dabei bspw. Titandioxid oder Zinkdioxid
enthalten . [00018] Durch die Verwendung eine reflektierenden Materials wird Strahlung, die unterhalb des Kontaktmaterials oder leitfähigen Verbindung erzeugt wird, zurück in die aktive Schicht reflektiert und kann so durch Mehrfach-Reflexion oder Streuung an einer anderen Stelle der
Strahlungsauskopplungsseite ausgekoppelt werden. Insgesamt wird damit eine effiziente Abstrahlung eines Großteils der in der aktiven Schicht erzeugten Strahlung erreicht. So wird ein besonders energieeffizienter optoelektronischer Halbleiterchip bereitgestellt .
[00019] Ein Dielektrikum ist eine elektrisch schwach- oder nichtleitende, nichtmetallische Substanz, deren Ladungsträger im Allgemeinen nicht frei beweglich sind. Bei der Auswahl eines Dielektrikums können auch weitere Eigenschaften
berücksichtigt werden. Beispielsweise ist es vorteilhaft, dass das Dielektrikum in den Wellenlängenbereichen transparent ist, in dem der optoelektronische Halbleiter Strahlung emittiert. Auch kann der optische Brechungsindex für die Auswahl des Dielektrikums relevant sein. Das Dielektrikum kann als
dielektrische Schicht aufgebracht sein. Beispielsweise werden in optoelektronischen Halbleitern die folgenden Materialien als Dielektrikum verwendet:
- Siliziumnitrid
- Siliziumdioxid;
- Siliziumoxinitrid;
- Aluminiumoxid;
[00020] In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige Verbindung eine Leitungsstegstruktur. Dadurch können
verschiedene Geometrien erzeugt werden, die eine bestimmte Verteilung des zugeführten elektrischen Stroms auf der
Strahlungsauskopplungsseite erlauben . [00021] In einer Ausführungsform umfasst die leitfähige
Verbindung eine transparente Leitungsschicht. Dadurch
beeinflusst die leitfähige Verbindung kaum die
Strahlungsauskopplung über die Strahlungsauskopplungsseite. Typischerweise umfasst die transparente Leitungsschicht ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO), wie beispielsweise ITO.
[00022] In einer Ausführungsform ist zwischen der leitfähigen Verbindung und der Strahlungsauskopplungsseite zumindest abschnittsweise ein Dielektrikum vorgesehen. Dadurch ist die leitfähige Verbindung von der Strahlungsauskopplungsseite beabstandet. Es wird der Großteil der Strahlung wird wegen einer Totalreflexion an der Grenzfläche zum Dielektrikum in die Halbleiterschichtfolge zurück reflektiert. Diese Strahlung kann über eine andere Stelle der Strahlungsauskopplungsseite ausgekoppelt werden, über der kein Abschnitt der leitfähigen Verbindung angeordnet ist.
[00023] In einer Ausführungsform ist das Kontaktmaterial derart auf der Strahlungsauskopplungsseite verteilt, dass eine möglichst homogene Stromdichte über dem Halbleiterchip erzielt ist. Eine derartige Verteilung trägt beispielsweise einem Spannungsabfall in der leitfähigen Verbindung Rechnung. Durch die Verteilung kann der Kontaktwiderstand zur
Strahlungsauskopplungsseite geregelt werden. Als
Optimierungsziel kann so eine möglichst gleichmäßige
Einprägung eines Stroms über die Strahlungsauskopplungsseite angestrebt sein.
[00024] In einer Ausführungsform weist das Kontaktmaterial eine Vielzahl von getrennten Kontaktbereichen, insbesondere Kontaktpunkten, auf. Dadurch kann eine geeignete Verteilung des Kontaktmaterials auf der Strahlungsauskopplungsseite gewählt werden. [00025] In einer Ausführungsform sind die Kontaktpunkte über die Strahlungsauskopplungsseite ungleichmäßig verteilt. In einer Ausführungsform weisen die Kontaktpunkte
unterschiedliche Größen auf. Beide Maßnahmen sind geeignet, eine Verteilung der Stromeinprägung auf der
Strahlungsauskopplungsseite gemäß unterschiedlicher
Optimierungsziele anzupassen.
[00026] Verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils weisen die folgenden Schritte auf:
- Bereitstellen einer Halbleiterschichtfolge mit einer Strahlungsauskopplungsseite ;
- Aufbringen eines metallischen Kontaktmaterials auf der Strahlungsauskopplungsseite ;
- Aufbringen einer metallischen leitfähigen Verbindung auf dem Kontaktmaterial.
[00027] In verschiedenen Ausführungsformen wird zunächst eine dielektrische und/oder ein leitfähige Schicht auf die
Strahlungsauskopplungsseite aufgetragen. Beide Schichten sind in vorteilhafter Weise transparent für eine in der
Halbleiterschichtfolge erzeugte Strahlung. In verschiedenen Ausführungsformen wird die jeweils aufgebrachte Schicht beispielsweise durch einen photolithographischen Prozess und ein Ätzen, stellenweise geöffnet und in die Öffnung des
Kontaktmaterials zur Kontaktierung der
Strahlungsauskopplungsseite eingebracht .
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[00028] Verschiedene Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Lösung werden im Folgenden anhand der
Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren geben die erste (n) Ziffer (n) eines Bezugszeichens die Figur an, in denen das Bezugzeichen zuerst verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren verwendet.
[00029] Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips ;
Fig. 2 die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 1 längs einer Schnittachse A-A;
Fig. 3 die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 1 längs einer Schnittachse B-B;
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein zweiten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips ;
Fig. 5 die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 4 längs einer Schnittachse A-A;
Fig. 6 die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 4 längs einer Schnittachse B-B;
Fig. 7 die schematische Darstellung einer Variante des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 4 längs einer Schnittachse A-A;
Fig. 8 die schematische Darstellung der Variante des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 4 längs einer Schnittachse B-B;
Fig. 9 die schematische Darstellung eines
Halbleiterschichtaufbaus eines dritten
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen
Halbleiterchips ;
Fig. 10 die schematische Darstellung einer Aufsicht auf das dritte Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips ;
Fig. 11 die schematische Darstellung einer Aufsicht auf das dritte Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips unter Weglassen der leitenden
Verbindung und des Kontaktanschlusses; und
Fig. 12 die schematische Darstellung eines Ablaufs eines
Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips .
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DES OPTOELEKTRO ISCHE HALBLE I TERCHI PS
[00030] Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterchips 100. Der Halbleiterchip 100 hat eine Strahlungsauskopplungsseite 102. Über die
Strahlungsauskopplungsseite 102 wird eine Strahlung
ausgekoppelt, die in einer aktiven Zone des Halbleiterchips erzeugt wird. Über Strahlungsauskopplungsseite 102 erfolgt ebenfalls eine Zufuhr eines elektrischen Stroms, durch den eine Emission elektromagnetischer Strahlung in der aktiven Zone verursacht wird. Der elektrische Strom wird über einen Kontaktanschluss 104 zugeführt und über eine leitfähige
Verbindung 106 auf der Strahlungsauskopplungsseite 102
verteilt. Der Kontaktanschluss 104 ist beispielsweise als ein Bondpad ausgeführt, das mit einem Bonddraht verbunden werden kann. Die leitfähige Verbindung 106 ist beispielsweise eine Leitungsstegstruktur in Form einer aufgebrachten
Metallisierung. Die leitfähige Verbindung 106 dient zur
Verteilung des elektrischen Stroms, so dass dieser möglichst homogen verteilt über die Strahlungsauskopplungsseite 102 in die Halbleiterschichtfolge des optoelektronischen
Halbleiterchips 100 eingeprägt werden kann. Dazu ist die leitfähige Verbindung 106 mit einer Halbleiterschichtfolge des optoelektronischen Halbleiterchips 100 verbunden. Diese
Verbindung wird anhand der Fig. 2 und der Fig. 3 genauer beschrieben .
[00031] Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen
Halbleiterchips 100 längs einer Schnittachse A-A. Der
optoelektronische Halbleiterchip 100 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Dünnfilm-Leuchtdiodenchip
ausgestaltet. Dabei wird diese Ausgestaltung im Folgenden nur schematisch dargestellt. Ein Grundprinzip eines Dünnfilm- Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift [1] dargestellt, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug mit in die Beschreibung aufgenommen wird. Weitere Beispiele eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips sind aus den
Druckschriften [2] und [3] bekannt, deren Offenbarungsgehalte insofern hiermit ebenfalls durch Rückbezug mit in die
Beschreibung aufgenommen werden.
[00032] Der Halbleiterchip 100 hat eine elektrisch leitfähige Kontaktschicht 200. Typischerweise umfasst sie ein Metall, oder eine Schichtfolge von leitfähigen Materialien,
beispielsweise eine Schichtfolge, die ein oder mehrere Metalle oder ein TCO aufweist. Die elektrisch leitfähige
Kontaktschicht 200 kann auf einem in der Fig. 2 nicht
dargestellten Träger, wie beispielsweise einem Silikatglas, einem Ge-Substrat oder einem Siliziumsubstrat, aufgebracht sein. Sie kann ebenfalls, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, selbsttragend sein. In dem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktschicht 200 zugleich im Wellenbereich der von dem optoelektronischen Halbleiterchip 100 emittierten Strahlung hochreflektierenden, so dass die Kontaktschicht 200 auch als Reflektorschicht dient. Es ist ebenfalls möglich, dass auf der Kontaktschicht 200 eine zusätzliche dünne, ebenfalls
elektrisch leitfähige Reflektorschicht aufgetragen ist. Als mögliche Materialien für die Kontaktschicht 200 kommen
dotierte Halbleiter und metallische Materialien in Betracht. Beispielsweise kann eine Silberschicht als Kontaktschicht 200 verwendet werden.
[00033] Auf der Kontaktschicht 200 ist eine Trennschicht 202 aufgebracht. Die Trennschicht 202 enthält ein dielektrisches Material, wie beispielsweise SiN oder Si02- Sie trennt die Kontaktschicht 200 von einer Halbleiterschichtfolge 204. Dabei werden die Kontaktschicht 200 und die Halbleiterschichtfolge 204 voneinander durch die Trennschicht 202 elektrisch
isoliert. In der Halbleiterschichtfolge 204 wird bei
Einprägung eines elektrischen Stromes elektromagnetische
Strahlung erzeugt. Dazu kann die Halbleiterschichtfolge 204 einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur oder eine
Quantentopfstruktur wie eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, Single quantum well) oder Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung enthalten. In Fig. 2 ist ein pn-Übergang mit einer Verarmungszone 206 angedeutet.
[00034] Auf der Halbleiterschichtfolge 204 ist eine
Passivierungsschicht 208 aufgebracht. Über die
Passivierungsschicht 208 wird die in einer aktiven Zone der Halbleiterschichtfolge 204 erzeugt Strahlung ausgekoppelt. Die Passivierungsschicht 208 bedeckt die
Strahlungsauskopplungsseite 102. Auf der Passivierungsschicht 208 ist der Kontaktanschluss 104 angebracht. Der
Kontaktanschluss 104 ist von der Halbleiterschichtfolge 204 durch die Passivierungsschicht 208 elektrisch isoliert. Zudem kann die Passivierungsschicht auch optischen Funktionen, beispielsweise einer Entspiegelung, dienen. Dadurch tritt in vorteilhafter Weise kein Stromfluss von dem Kontaktanschluss 104 in die Halbleiterschichtfolge 204 auf und es wird
unmittelbar unterhalb des Kontaktanschlusses 104 keine
Strahlung erzeugt. Eine Absorption von Strahlung am
Kontaktanschluss 104 wird zusätzlich durch eine Reflektion an der Passivierungsschicht 208 verringert. Insgesamt wird so die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips 100 erhöht.
[00035] Auf der Passivierungsschicht 208 ist ebenfalls die leitfähige Verbindung 106 aufgebracht. An einigen Stellen unterhalb der leitfähigen Verbindung 106 ist die
Passivierungsschicht geöffnet. In den Öffnungen sind
Kontaktpunkte, beispielsweise ein Kontaktpunkt 210 angeordnet. Über den Kontaktpunkt 210 wird die leitfähige Verbindung 106 mit der Halbleiterschichtfolge 204 elektrisch verbunden. Die gesamten Kontaktpunkte dienen damit einer Zufuhr eines
elektrischen Stroms in die Halbleiterschichtfolge 204. Davon getrennt ist es die Funktion der leitfähigen Verbindung 106, den elektrischen Strom auf der Strahlungsauskopplungsseite 102 zu verteilen.
[00036] Sowohl die leitfähige Verbindung 106, als auch die Kontaktpunkte, wie der Kontaktpunkt 210, sollten Materialien mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit umfassen.
Beispielsweise können sie Metalle, metallische Legierungen oder dotierte Halbleitermaterialien sein.
[00037] Die Kontaktpunkte werden durch die leitende
Verbindung 106 vollständig bedeckt, so dass sie durch diese und die Passivierungsschicht 208 eingekapselt ist. Damit werden die Kontaktpunkte vor einer Degradation durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch Oxidation, geschützt.
[00038] Die Abstände der Kontaktpunkte sind als konstant von gleicher Länge dargestellt. Sie können jedoch in anderen
Ausführungsbeispielen über die Fläche der
Strahlungsauskopplungsseite 102 variieren, um so einem Spannungsabfall entlang der leitfähigen Verbindung 106 derart auszugleichen, dass über die Chipfläche eine homogene
Stromdichte erreicht wird.
[00039] In manchen Ausführungsformen sind die Größen der Kontaktpunkte nicht homogen, sondern variieren über die Fläche der Strahlungsauskopplungsseite 102. Dadurch kann
sichergestellt werden, dass über die Fläche der
Strahlungsauskopplungsseite 102 eine möglichst homogene
Stromdichte in die Halbleiterschichtfolge 204 eingeprägt wird.
[00040] Die leitfähige Verbindung 106 bildet zusammen mit den Kontaktpunkte, also auch dem Kontaktpunkt 210 eine erste
Elektrode des optoelektronischen Halbleiterchips 100. Diese Elektrode kann die Anode oder die Kathode sein, beispielsweise in Abhängigkeit der Anordnung eines pn-Übergangs in der
Halbleiterschichtfolge 204. Die Ausgestaltung der zweiten Elektrode des optoelektronischen Halbleiterchips 100 wird anhand der Darstellung in Fig. 3 deutlich.
[00041] Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen
Halbleiterchips 100 längs einer Schnittachse B-B. Der
Halleiterschichtaufbau ist im wesentlich identisch zu der Schichtfolge des Schnittes entlang der Schnittachse A-A, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Im Unterschied zu dem Schnitt entlang der Schnittachse A-A sind jedoch im Schnitt B-B in der Trennschicht 202 Öffnungen vorgesehen, innerhalb der eine Verbindungsschicht 300 eingebracht ist. Die Verbindungsschicht 300 verbindet die Kontaktschicht 200 elektrisch mit der
Halbleiterschichtfolge 204. Zusammen mit der Kontaktschicht 200 bildet die Verbindungsschicht 300 damit die zweite
Elektrode des optoelektronischen Halbleiterchips 100. An
Stellen unterhalb der leitenden Verbindung 106 und damit auch unterhalb der Kontaktpunkte, beispielsweise dem Kontaktpunkt 210 ist keine Verbindungsschicht 300 vorgesehen, vielmehr wird die die Kontaktschicht 200 dort durch die Trennschicht 202 von der Halbleiterschichtfolge 204 elektrisch isoliert. Dadurch wird unterhalb der leitenden Verbindung 106 in der
Halbleiterschichtfolge 204 keine Strahlung erzeugt. Strahlung wird damit insbesondere in Bereichen erzeugt, bei denen die Strahlung ohne weiteres über die Strahlungsauskopplungsseite 102 ausgekoppelt werden kann. Aber auch die erste Elektrode ist in optischer Hinsicht optimiert. Beispielsweise ist die leitfähige Verbindung 106 zum größten Teil durch die
Passivierungsschicht 208 unterlegt, wie aus der Fig. 1 bis Fig. 3 deutlich wird. Die unterhalb der leitenden Verbindung 106 oder in einem Umgebungsbereich erzeugte Strahlung erreicht durch Totalreflexion nicht die leitfähige Verbindung und kann dort nicht absorbiert werden. Damit werden optische Verluste reduziert. Vielmehr wird die so reflektierte Strahlung in Bereiche zurückreflektiert, aus denen sie mit hoher
Wahrscheinlichkeit über Strahlungsauskopplungsseite 102 ausgekoppelt wird. Damit werden optische Verluste reduziert. Durch eine Wahl des Materials der Kontaktpunkte, dass eine hohe Reflektivität für die in der Halbleiterschichtfolge 204 erzeugte Strahlung aufweist, wird zusätzlich die gesamte optische Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips 100 erhöht. Es wird ein großer Teil der erzeugten Strahlung über die Strahlungsauskopplungsseite 102 ausgekoppelt.
[00042] Dabei ist das Vorsehen einer Trennschicht 202 nicht unbedingt notwendig. Die Halbleiterschichtfolge 204 kann vollständig an die Verbindungsschicht 300 oder unmittelbar an die Kontaktschicht 200 angrenzen, ohne dass eine Trennschicht 202 bzw. eine Verbindungsschicht 300 vorgesehen sein muss. In diesem Fall wird auf der gesamten der
Strahlungsauskopplungsseite 102 abgewandeten Seite der
Halbleiterschichtfolge 204 ein Strom eingeprägt. Allein durch die Maßnahmen auf der Strahlungsauskopplungsseite 102 wird bereits eine größere Effizienz als bei bekannten
optoelektronischen Halbleiterchips erzeugt.
[00043] Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterchips. Der optoelektronische Halbleiterchip 400 unterscheidet sich wesentlich von dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis Fig. 3 dadurch, dass auf der Strahlungsauskopplungsseite 102 eine transparente Zuleitungsschicht als leitfähige Verbindung aufgebracht ist. Auf der Strahlungsauskopplungsseite 102 sind zudem ein
Kontaktanschluss und mehrere Kontaktpunkte, beispielsweise ein Kontaktpunkt 210, aufgebracht. Die Funktionsweise der
Zuleitungsschicht wird in Fig. 5 deutlich.
[00044] Fig. 5 zeigt die schematische Darstellung des
Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen
Halbleiterchips gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
Fig. 4 längs einer Schnittachse A-A. Dabei unterscheidet sich der Aufbau im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel insbesondere auf der Strahlungsauskopplungsseite 102. In dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist auf der Halbleiterschichtfolge 204 eine transparente Zuleitungsschicht 500 aufgebracht. Die transparente Zuleitungsschicht 500 dient der Stromverteilung und erlaubt die Auskopplung der in der Halbleiterschichtfolge 204 erzeugten elektromagnetischen
Strahlung. Die transparente Zuleitungsschicht 500 ist ein im Bereich der erzeugten Strahlung transparentes und ein
leitfähiges Material. Es kann sich um ein nichtorganisches oder um ein organisches Material handeln. Ein typisches
Material ist ein Metalloxid, wie beispielsweise ITO.
[00045] Die Zuleitungsschicht 500 bedeckt die
Halbleiterschichtfolge 204, wobei teilweise ein
Kontaktmaterial zwischen der Zuleitungsschicht 500 und der Halbleiterschichtfolge 204 in Form von Kontaktpunkten, wie dem Kontaktpunkt 210, vorgesehen ist. Die Kontaktpunkte umfassen ein sehr gut leitfähiges Material und dienen, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zur Zufuhr des elektrischen Stroms in die Halbleiterschichtfolge 204. Wegen dem geringen
Kontaktwiderstand zwischen Kontaktpunkten und
Halbleiterschichtfolge kann so ein wesentlicher Anteil des elektrischen Stroms zugeführt werden. Über die Dichte und die Verteilung der Kontaktpunkte auf der
Strahlungsauskopplungsseite 102 sowie über die Größe der
Kontaktpunkte kann das Profil der Stromeinprägung in die
Halbleiterschichtfolge 204 beeinflusst werden. Dabei wird eine möglichst homogene Stromeinprägung angestrebt, um ein homogenes Leuchtbild auf der Strahlungsauskopplungsseite 102 zu erzeugen. Durch die Kontaktpunkte kann damit die
Stromeinprägung optimiert werden, während die Stromverteilung über die transparente Zuleitungsschicht 500 erfolgt.
[00046] Je nach Größe der Kontaktpunkte kann eine Abschattung durch die Kontaktpunkte einen unterschiedlichen Einfluss auf das Leuchtbild haben. Durch die Verwendung einer transparenten Zuleitung kann eine dichte Verteilung, beispielsweise von kleineren Kontaktpunkten, vorgesehen sein, um ein möglichst homogenes Leuchtbild zu erzielen. Ebenfalls ist damit eine wesentlich geringere Stromverteilung in der oberen Schicht der Halbleiterschichtfolge 204, beispielsweise in einer n- dotierten Schicht, notwendig. Damit kann insbesondere eine geringe Schichtdicke des Halbleiters gewählt werden, wodurch die Herstellungskosten gerade bei einem epitaktischen
Aufwachsen der Halbleiterschichtfolge verringert werden können .
[00047] In der Fig. 6 ist der Kontaktanschluss 104 auf dem optoelektronischen Halbleiterchip erkennbar. Fig. 6 zeigt die schematische Darstellung des Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der Fig. 4 längs einer Schnittachse B-B. Dabei ist erkennbar, dass der Kontaktanschluss 104 auf der transparenten Zuleitungsschicht 500 aufgebracht ist. Damit trennt die Zuleitungsschicht 500 den Kontaktanschluss 104 von der Halbleiterschichtfolge 204. Dadurch wird der direkte
Stromfluss von dem Kontaktanschluss 104 in die
Halbleiterschichtfolge 204 verringert. Unterhalb des
Kontaktanschluss ist auf der Seite zur Kontaktschicht 200 die Trennschicht 202 vorgehen. Unterhalb des Kontaktanschlusses 104 wird daher keine Lumineszenz erzeugt. Dadurch wird eine unnötige Absorption am Kontaktanschluss 104 verringert. Die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips ist damit erhöht .
[00048] Die Fig. 7 zeigt die schematische Darstellung einer Variante des Halbleiterschichtaufbaus des optoelektronischen Halbleiterchips der Fig. 4 längs der Schnittachse A-A. Die Variante der Fig. 7 unterscheidet sich von der Variante der Fig. 5 und Fig. 6 dadurch, dass zwischen der Zuleitungsschicht 500 und der Halbleiterschichtfolge 204 eine
Passivierungsschicht 208 vorgesehen ist. In der
Passivierungsschicht 208 sind Öffnungen vorgesehen, in denen jeweils ein Kontaktpunkt, beispielsweise ein Kontaktpunkt 210, eingebracht ist. Dadurch wird die Zuleitungsschicht 500 über die Kontaktpunkte mit der Halbleiterschichtfolge 204
elektrisch verbunden. Die Stromeinprägung erfolgt auf der Strahlungsauskopplungsseite 102 über die Kontaktpunkte.
[00049] Anhand der Fig. 8 wird zudem deutlich, wie die
Verbindungsschicht 300 verändert werden kann. Diese Variation ist in Zusammenhang mit allen Ausführungsbeispielen des optoelektronischen Halbleiterchips denkbar, auch wenn sie in Fig. 8 in Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Die Verbindungsschicht 300 verbindet in dieser Variation großflächig die Kontaktschicht 200 mit der
Halbleiterschichtfolge 204. Diese Kontaktierung ist
insbesondere in Zusammenhang mit einer transparenten
Zuleitungsschicht 500 besonders vorteilhaft, da so eine homogene und helle Strahlungsverteilung auf der
Strahlungsauskopplungsseite 102 erreicht wird.
[00050] Fig. 9 zeigt die schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips. Der optoelektronische Halbleiterchip 900 enthält als aktive Zone in der
Halbleiterschichtfolge eine Quantentopfstruktur . Dies wird beispielhaft anhand einer GaN/InGaN/GaN Schichtfolge
dargestellt .
[00051] Der optoelektronische Halbleiterchip 900 enthält eine Kontaktschicht 200, auf der eine Halbleiterschichtfolge angeordnet ist. Die Kontaktschicht 200 dient als Elektrode des optoelektronischen Halbleiterchips 900. Entsprechend enthält sie ein Material mit geringem Kontaktwiderstand, wie ein
Metall, bspw. Silber (Ag) . Ebenso ist ein dotiertes
Halbleitermaterial denkbar. Weil die Seite des
optoelektronischen Halbleiterchips 900, auf der die Kontaktschicht 200 aufgebracht ist, nicht zur Auskopplung elektromagnetischer Strahlung dient, wird die Kontaktschicht 200 in vorteilhafter Weise im Bereich der im
optoelektronischen Halbleiterchip 900 erzeugten Strahlung einen hohen Reflexionskoeffizienten aufweisen.
[ 00052 ] Auf der Kontaktschicht 200 ist ein erstes
Halbleitermaterial 902 angeordnet. Das erste
Halbleitermaterial 902 ist beispielsweise ein p-dotiertes Galliumnitrid (GaN) . Auf dem ersten Halbleitermaterial 902 ist eine aktive Zone 904 angeordnet. Die aktive Zone 904 besteht beispielsweise aus einem aus InxGa ( ]_-x) N-Halbleiter, mit 0 ^ x < 1, und enthält ein Einfachquantentopf. Auf der aktiven Zone 904 ist ein zweites Halbleitermaterial 906 angeordnet. Das zweite Halbleitermaterial 906 ist mit einem Dotierstoff dotiert, der eine andere Polarität als der Dotierstoff des ersten Halbleitermaterials aufweist. Das zweite
Halbleitermaterial 906 ist beispielsweise ein n-dotiertes GaN.
[ 00053] Das zweite Halbleitermaterial 906 weist eine der aktiven Zone 904 abgewandte Seite auf, die eine aufgeraute Oberfläche aufweist. Die in der aktiven Zone 904 erzeugte elektromagnetische Strahlung wird über die aufgeraute
Oberfläche aus der Halbleiterschichtfolge ausgekoppelt. Die Halbleiterschichtfolge umfasst das erste Halbleitermaterial 902, die aktive Zone 904 und das zweite Halbleitermaterial 906. Durch die aufgeraute Oberfläche ist eine besonders effiziente Auskopplung der Strahlung möglich.
[ 00054 ] Die aufgeraute Oberfläche und die Seitenflächen der Halbleiterschichtfolge sind von einer Passivierungsschicht 908 bedeckt und werden derart von Umwelteinflüssen geschützt. Die Passivierungsschicht 908 kann dabei aus gleichen oder
ähnlichen Materialien bestehen, wie die Passivierungsschicht 208 in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.
[ 00055] Um das zweite Halbleitermaterial 906 elektrisch zu kontaktieren, ist die Passivierungsschicht 908 auf einer
Strahlungsauskopplungsseite 910 geöffnet. In der Öffnung ist ein Kontaktmaterial 912 eingebracht. Auf dem Kontaktmaterial 912 und teilweise auf der Passivierungsschicht 908 ist eine leitfähige Verbindung 914 aufgebracht. Bei der Wahl der
Materialien wird jeweils auf einen geringen Kontaktwiderstand und im Fall des Kontaktmaterials 912 auf eine hohe
Reflektivität geachtet, wobei beispielsweise auf die bereits in Zusammenhang mit den übrigen Ausführungsbeispielen
beschriebenen Materialien zurückgegriffen werden kann.
[00056] Das Kontaktmaterial 912 wird durch die leitende Verbindung 914 vollständig bedeckt, so dass sie durch diese und die Passivierungsschicht 908 eingekapselt ist. Damit wird das Kontaktmaterial 912 vor einer Degradation durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch Oxidation, geschützt.
[00057] Wie bereits in der vorherigen Beschreibung
dargestellt, ist die Funktion des Kontaktmaterials 912, einen elektrischen Kontakt mit der Halbleiterschichtfolge
herzustellen, während die leitfähige Verbindung 914
insbesondere zur Stromverteilung auf der
Strahlungsauskopplungsseite 910 dient. Dementsprechend können beide Strukturen entsprechend optimiert werden. Dies wird beispielhaft anhand der Fig. 10 und der Fig. 11 dargestellt.
[00058] Fig. 10 zeigt die schematische Darstellung einer Aufsicht auf den optoelektronischen Halbleiterchip 900. Dabei ist die Ausgestaltung der leitfähigen Verbindung 914 auf der Strahlungsauskopplungsseite 910 dargestellt. Die leitfähige Verbindung 914 ist elektrisch mit einem Kontaktanschluss 1000 verbunden. Der Kontaktanschluss 1000 dient zur Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips 900 mit einer
Stromversorgung. Er ist beispielsweise als ein Bondpad
ausgeführt, das mit einem Bonddraht verbunden werden kann.
[00059] Die leitfähige Verbindung 914 verläuft entlang der der Strahlungsauskopplungsseite 910, wobei auf eine möglichst geringe Abschattung der Strahlung geachtet wird. Da es die Funktion der leitfähigen Verbindung insbesondere in der
Verteilung eines über den Kontaktanschluss 1000 zugeführten elektrischen Stroms besteht, wird eine möglichst konstante und hohe Leitfähigkeit über die gesamte räumliche Erstreckung der leitfähigen Verbindung geachtet.
[00060] Fig. 11 zeigt die schematische Darstellung einer Aufsicht auf den optoelektronischen Halbleiterchip 900. Dabei ist die Ausgestaltung des Kontaktmaterials 912 auf der
Strahlungsauskopplungsseite 910 dargestellt. Die Funktion des Kontaktmaterials 912 besteht insbesondere in einer homogenen Stromeinprägung über die Strahlungsauskopplungsseite 910.
Entsprechend des Potentialabfalls vom Kontaktanschluss 100 entlang der leitfähigen Verbindung 914 und dem Kontaktmaterial 912 weist das Kontaktmaterial 912 daher einen besseren
Anschluss auf, beispielhaft durch die größere Kontaktfläche, je weiter ein Bereich des Kontaktmaterials 912 von dem
Kontaktanschluss 1000 entfernt liegt. Dies kann beispielsweise wie dargestellt dadurch erreicht werden, dass sich das
Kontaktmaterial 912 vom Kontaktanschluss 1000 weg verbreitet. Dadurch wird eine konstante Stromeinprägung und damit ein homogenes Leuchtbild auf der Strahlungsauskopplungsseite 910 erzielt .
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DES HE R S T E L LVE R FAHRE S
[00061] Fig. 12 zeigt die schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen
Halbleiterchips. Das Verfahren kann Teil eines
Herstellungsverfahrens sein, das bekannte Prozessschritte zum Herstellen eines Halbleiterchips umfasst.
[00062] In einem ersten Verfahrensschritt 1200 wird eine Halbleiterschichtfolge bereitgestellt, die eine
Strahlungsauskopplungsseite aufweist. Die
Halbleiterschichtfolge kann durch ein epitaktisches Aufwachsen erzeugt sein. Beispielsweise kann sie im Rahmen eines
Dünnfilm-Prozesses bereitgestellt worden sein.
[00063] In einem zweiten Verfahrensschritt 1202 wird eine transparente Zwischenschicht auf die
Strahlungsauskopplungsseite aufgebracht. Das Aufbringen der Zwischenschicht kann durch ein bekanntes Verfahren, beispielsweise ein Sputtern oder eine CVD-Verfahren erfolgen. Bei der Zwischenschicht kann es sich um ein Dielektrikum oder um ein leitfähiges Material, beispielsweise ITO, handeln.
[ 00064 ] In die Zwischenschicht wird in einem dritten
Verfahrensschritt 1204 eine Aussparung geöffnet. In die
Aussparung wird in einem vierten Verfahrensschritt 1206 ein Kontaktmaterial eingebracht. Diese Verfahrensschritte können beispielsweise Prozessschritte aufweisen, wie aus
Photolithographie, lokales Öffnen der transparenten
Zwischenschicht, Abscheiden des Kontaktmaterials, etc.
[ 00065] In einem fünften Verfahrensschritt wird eine
leitfähige Verbindung auf das Kontaktmaterial aufgebracht.
[ 00066] Das Verfahren kann im Rahmen bekannter
Verfahrenschritte stattfinden. So kann in einem
Ausführungsbeispiel nach einem Waferbonden und nach einem eventuellen Mesa-Ätzen eine Zwischenschicht in Form einer Passivierung auf dem Wafer abgeschieden werden. In einem
Photoschritt wird die Passivierung geöffnet und in die Öffnung eine metallische Legierung als Kontaktmaterial eingebracht. Durch Ablösen eines zuletzt verwendeten Photolacks kann das Kontaktmaterial außerhalb der Öffnung abgehoben werden. Mit einer weiteren Phototechnik kann die leitfähige Verbindung abgeschieden und strukturiert werden. Vorteilhafterweise liegt ein Kontaktanschluss , beispielsweise ein Bondpad, auf der Passivierung, so dass kein direkter Stromfluss von dem
Kontaktanschluss über die Strahlungsauskopplungsseite in die Halbleiterschichtfolge auftritt. Die Absorption am
Kontaktanschluss wird so gering gehalten.
[ 00067 ] In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels wird für das Kontaktmaterial und für die leitfähige Verbindung dasselbe Material verwendet. In diesem Fall kann in einem ersten Photoschritt der Photolack unmittelbar nach dem Öffnen der Passivierung entfernt werden und mit einem weiteren
Photoschritt sowohl das Kontaktmaterial als auch die
leitfähige Verbindung in einem Verfahrensschritt abgeschieden werden .
[ 00068 ] In einem anderen Ausführungsbeispiel werden auf die Strahlungsauskopplungsseite Kontaktpunkte als Kontaktmaterial aufgebracht. Zusätzlich kann bereits ein Kontaktanschluss auf die Strahlungsauskopplungsseite aufgebracht werden.
Anschließend wird eine transparente leitfähige Schicht
abgeschieden. Sie wird daraufhin, soweit der Kontaktanschluss bereits aufgebracht ist, zumindest im zentralen Bereich des Kontaktanschlusses geöffnet. Andernfalls wird ein
Kontaktanschluss auf die transparente leitfähige Schicht aufgebracht. Um einen unmittelbaren Stromfluss unterhalb des Kontaktanschlusses und der Kontaktpunkte hin zu der der
Strahlungsauskopplungsseite gegenüberliegenden Trägerseite der Halbleiterschichtfolge zu verhindern, ist die Trägerseite in Bereichen, die unmittelbar unter dem Kontaktmaterial liegen, elektrisch isoliert.
[ 00069] Es ist möglich, dass zunächst eine
Passivierungsschicht und anschließend eine transparente leitfähige Schicht auf die Strahlungsauskopplungsseite
aufgebracht werden.
[ 00070 ] Es ist möglich, dass das Kontaktmaterial unmittelbar auf der Strahlungsauskopplungsseite strukturiert wird. Ebenso ist es denkbar, dass zunächst eine transparente
Zwischenschicht, bspw. eine Passivierungsschicht und/oder eine leitfähige Schicht aufgebracht werden und anschließend eine Aussparung geöffnet wird, in die das Kontaktmaterial
eingebracht wird. ABSCHLIESSENDE FESTSTELLUNG
[00071] Der optoelektronische Halbleiterchip und das
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Halbleiterchips wurden zur Veranschaulichung des
zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger
Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte Merkmalskombinationen
beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen
Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte
Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre
realisiert bleibt.
[00072] Auch wenn die Schritte des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, so ist es selbstverständlich, dass jedes der in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren in jeder anderen, sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden kann, wobei auch Verfahrensschritte ausgelassen oder
hinzugefügt werden können, soweit nicht von dem Grundgedanken der beschriebenen technischen Lehre abgewichen wird.
L I TERATUR
[00073] In diesem Dokument sind die folgenden
Veröffentlichungen zitiert:
[1] I. Schnitzer et al . : Appl . Phys . Lett. 63 (16), S.
2174 - 2176. 18. Oktober 1993;
[2] EP 0 905 797 A2 und
[3] WO 02/13281. BEZUGSZEICHENLISTE
Optoelektronische Halbleiterchip 100
Strahlungsauskopplungsseite 102
Kontaktanschluss 104
Leitfähige Verbindung 106
Kontaktschicht 200
Trennschicht 202
Halbleiterschichtfolge 204
Verarmungszone 206
Passivierungsschicht 208
Kontaktpunkt 210
Verbindungsschicht 300
Optoelektronische Halbleiterchip 400
Transparente Leitungsschicht 500
Optoelektronische Halbleiterchip 900
Erstes Halbleitermaterial 902
Aktive Zone 904
Zweites Halbleitermaterial 906
Passivierungsschicht 908
Strahlungsauskopplungsseite 910
Kontaktmaterial 912
Leitfähige Verbindung 914
Kontaktanschluss 1000

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronischer Halbleiterchip mit:
- einer Strahlungsauskopplungsseite (102, 910);
- einem Kontaktanschluss (104, 1000);
- einem auf der Strahlungsauskopplungsseite (102, 910) aufgebrachten, metallischen Kontaktmaterial (210, 912) und
- einer an dem Kontaktmaterial (210, 912) aufgebrachten und mit dem Kontaktanschluss (104, 1000) verbundenen,
metallischen leitfähigen Verbindung (106, 500, 914).
2. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 1, wobei in Projektion auf die Strahlungsauskopplungsseite (102, 910) eine Fläche des Kontaktmaterials (210, 912) kleiner ist als eine Fläche der leitfähigen Verbindung (106, 500, 914) .
3. Optoelektronischer Halbleiterchip einem der vorangehenden Patentansprüche,
wobei die leitfähigen Verbindung (106, 500, 914) eine
Leitungsstegstruktur umfasst.
4. Optoelektronischer Halbleiterchip einem der vorangehenden Patentansprüche,
wobei die leitfähigen Verbindung (106, 500, 914) eine transparente Leitungsschicht umfasst.
5. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der
vorangehenden Patentansprüche,
wobei die Leitungsschicht (106, 500, 914) ein transparentes Metalloxid umfasst.
6. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 5, wobei zwischen der leitfähigen Verbindung (106, 500, 914) und der Strahlungsauskopplungsseite (102, 910) zumindest abschnittsweise ein Dielektrikum vorgesehen ist.
7. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der
vorangehenden Patentansprüche, wobei das Kontaktmaterial (210, 912) derart auf Strahlungsauskopplungsseite (102, 910) verteilt ist, dass eine möglichst homogene Stromdichte über dem Halbleiterchip erzielt ist.
8. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß einem der
vorangehenden Patentansprüche,
wobei das Kontaktmaterial (210, 912) eine Vielzahl von getrennten Kontaktbereichen, insbesondere Kontaktpunkten, aufweist
9. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 8, wobei die Kontaktpunkte über die
Strahlungsauskopplungsseite (102, 910) ungleichmäßig verteilt sind.
10. Optoelektronischer Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 8, wobei die Kontaktpunkte unterschiedliche Größen aufweisen.
11. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Halbleiterchips, umfassend:
- Bereitstellen einer Halbleiterschichtfolge mit einer Strahlungsauskopplungsseite (102, 910);
- Aufbringen eines metallischen Kontaktmaterials (210, 912) auf der Strahlungsauskopplungsseite (102, 910);
- Aufbringen einer metallischen leitfähigen Verbindung (106, 914) auf dem Kontaktmaterial (210, 912) .
12. Verfahren gemäß Patentanspruch 11 wobei das Aufbringen
eines Kontaktmaterials (210, 912) auf der
Strahlungsauskopplungsseite (102, 910) umfasst: - Aufbringen einer transparenten Zwischenschicht (208, 500, 908) auf der Strahlungsauskopplungsseite (102, 910)
- Öffnen einer Aussparung in der Zwischenschicht (208, 500, 908) ;
- Einbringen des Kontaktmaterials (210, 912) in die
Aussparung .
13. Verfahren gemäß Patentanspruch 12, umfassend:
- Aufbringen eines Kontaktanschlusses (104, 1000) auf der Zwischenschicht ;
- Bereitstellen einer leitfähigen Verbindung, die den
Kontaktanschluss (104, 1000) mit dem Kontaktmaterial (104, 1000) verbindet.
14. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 12 oder 13, wobei die Zwischenschicht (208, 500, 908) ein Dielektrikum ist.
15. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 12 oder 13, wobei die Zwischenschicht (208, 500, 908) eine Leitungsschicht ist .
16. Verfahren gemäß Patentanspruch 15, umfassend:
- Aufbringen einer weiteren transparenten leitfähigen
Schicht auf dem Kontaktmaterial (104, 1000) .
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