[发明专利]光电子半导体芯片

说明书

本发明涉及一种光电子半导体芯片。

在文件EP 0 905 797 A2中公开了具有在生长衬底上外延生长的半导体层序列的、发射辐射的半导体芯片。因为生长衬底通常吸收在半导体层序列内所产生的电磁辐射的一部分，所以在文件EP 0 905 797A2中建议，利用单独的连接剂将外延的半导体层序列固定在单独的载体上并将生长衬底去除。作为单独的载体用的材料，在此例如建议的金属、但也建议半绝缘的硅，其吸收半导体芯片的辐射。此外例如建议粘接剂或焊剂作为连接剂。

如果所述单独的载体由吸收半导体芯片的辐射的材料制成，例如由金属或硅，那么可能由于对辐射的吸收而降低半导体芯片的效率。

本发明的任务是，说明一种可简单制造的具有良好辐射效率的光电子半导体芯片。

所述任务通过具有权利要求1的特征的光电子半导体芯片得以解决。对该半导体芯片的有益改进及其实施形式在从属权利要求2至13中予以说明。

从其正面发射电磁辐射的光电子半导体芯片特别是包括：

-具有适用于产生电磁辐射的活性区域的半导体层序列；和

-布置在半导体层序列上的单独制造的TCO支撑衬底，该TCO支撑衬底具有由透明导电氧化物(TCO)组构成的材料并且以机械方式支撑半导体层序列。

透明导电氧化物(“transparent conductive oxide”，简写为TCO)是透明导电材料，通常是金属氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或氧化铟锡(ITO)。除了二元金属氧化物、例如ZnO、SnO₂或In₂O₃之外，三元金属氧化物、例如Zn₂SnO₄、CdSnO₃、ZnSnO₃、MgIn₂O₄、GaInO₃、Zn₂In₂O₅或In₄Sn₃O₁₂或不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO组。此外TCO并非必要地对应于化学定比成分，并且也可以是p或n掺杂的。

具有TCO支撑衬底的光电子半导体芯片具有如下优点：所述光电子半导体芯片一方面由于TCO的导电性可以通过TCO支撑衬底被电接触。

此外TCO支撑衬底有利地不吸收或吸收在工作中在半导体层序列中所产生的辐射的较少部分，因为TCO对于半导体芯片的辐射而言是透明的。相对于具有吸收性衬底(例如外延生长衬底)或者但也具有单独的透辐射的载体的半导体芯片，这有助于提高半导体芯片的辐射效率。

半导体芯片的产生辐射的活性区域优选地包括pn结、双异质结构、单量子阱或者特别优选地用于产生辐射的多量子阱结构。在此，名称“量子阱结构”不包含关于量子阱结构的维数的说明。因此该量子阱结构尤其包括量子槽、量子线、量子点和所述结构的任一组合。MQW结构的例子在文件WO 01/39282、US 5,831,277、US 6,172,382B1和US5,684,309中有所记载，由此其公开内容就这点而言通过引用被纳入。

半导体层序列例如基于III/IV化合物半导体材料，例如氮化物半导体材料、磷化物半导体材料或砷化物半导体材料。

“基于氮化物半导体材料”当前意味着，至少一部分半导体层序列包括氮化物/III化合物半导体材料，优选地Al_nGa_mIn_1-n-mN，其中0≤n≤1、0≤m≤1且n+m≤1。在此，该材料不必必须具有按照上述公式的数学精确的成分。更确切地说，该材料可以具有基本上不改变Al_nGa_mIn_1-n-mN材料的物理特性的一种或多种掺杂物质以及附加组分。但为了简单起见上述公式仅仅含有晶格的主要组分(Al，Ga，In，N)，即使这些组分可部分地用少量其它物质来代替。