[发明专利]光电子半导体本体及其制造方法

说明书

本专利申请要求德国专利申请102007019773.1和102007022947.1的优先权，它们的公开内容通过引用结合于此。

本发明涉及一种光电子半导体本体和一种用于制造光电子半导体本体的方法。

本发明的任务是，说明一种具有改进的效率和/或改进的电特性的光电子半导体本体。

这些任务通过根据独立权利要求的光电子半导体本体以及用于制造光电子半导体本体的方法来解决。

本发明的扩展方案和改进方案分别在从属权利要求中说明，它们的公开内容特此被明确地结合于说明书中。

根据本发明的光电子半导体本体具有半导体层序列，该半导体层序列包含适于产生电磁辐射的有源层。

有源层具有pn结、双异质结构、单量子阱(SQW，single quantumwell)或者多量子阱结构(MQW)用于产生辐射。名称量子阱结构在此并未阐明量子化的维度方面的含义。由此，其尤其是包括量子槽、量子线和量子点以及这些结构的任意组合。MQW结构的例子在出版物WO 01/39282、US5,831,277、US6,172,382B1和US5,684,309中进行了描述，它们的公开内容就此而言通过引用结合于此。

半导体本体被设置用于从正面发射电磁辐射。在与正面对置的背面上布置有第一和第二电连接层。第一和第二电连接层借助分离层来彼此电绝缘。

在此，“在与正面对置的背面上布置”表示半导体层序列的第一或第二电连接层的至少一部分在从正面向背面的方向上跟随。然而并不需要将整个第一或第二电连接层布置在背面上。而是第二电连接层的部分区域从背面穿过有源层的贯通部朝着正面的方向延伸。然而第一电连接层、第二电连接层和分离层被构建为使得它们特别是在背面上横向地重叠。

在半导体本体的一个扩展方案中，第一和/或第二电连接层将从有源区朝着背面的方向发射的电磁辐射的部分向正面的方向反射。

有利的是，半导体层序列的发射光的正面没有电接触部、如接合焊盘。以这种方式来降低由于电接触部而遮挡和/或吸收由有源区在工作中发射的电磁辐射的一部分的风险。例如可以有利地省去与在半导体层序列的正面上制造这种接触部关联的费事的方法步骤，譬如将半导体层序列的正面侧的表面抛光，和/或制造具有大的厚度但是具有小的横向延伸的金属接片用于扩展电流，和/或可以有利地省去限制或者防止电流注入电接触部之下的半导体层序列的区域中的措施，譬如在接触部之下构建电绝缘层、肖特基势垒和/或离子注入区域。

在另一扩展方案中，半导体本体是薄膜发光二极管芯片。特别地，其在其背面上具有支承衬底。在一个扩展方案中，第一和第二连接层至少部分地被布置在半导体层序列和支承衬底之间。

薄膜发光二极管芯片的特征在于以下表征特征中的至少一个：

-在产生辐射的半导体层序列的朝向支承元件、特别是支承衬底的主面上施加或者构建有反射层，该反射层将在半导体层序列中产生的电磁辐射的至少一部分反射回该半导体层序列中，其中产生辐射的半导体层序列特别是产生辐射的外延层序列；

-薄膜发光二极管芯片具有支承元件，该支承元件并不是其上外延生长了半导体层序列的生长衬底，而是独立的支承元件，该支承元件事后被固定在半导体层序列上；

-半导体层序列具有在20μm或更小的范围内的厚度，尤其是在10μm或更小的范围内的厚度；

-半导体层序列没有生长衬底。在此，“没有生长衬底”表示必要时为了生长而使用的生长衬底被从半导体层序列去除或者至少被大大薄化。特别地，该生长衬底被薄化为使得其本身或者仅仅与外延层序列一同不是自支承的。被大大薄化的生长衬底的残留部分特别不适合作为这种用于生长衬底功能的衬底；以及

-半导体层序列包含具有至少一个如下的面的至少一个半导体层：该面具有混匀结构，该结构在理想情况下导致光在半导体层序列中的近似各态历经的分布，也就是说，其具有尽可能各态历经随机的散射特性。

薄膜发光二极管芯片的基本原理例如在I.Schnitzer等人于1993年10月18日在Appl.Phys.Lett.63(16)的第2174-2176页中进行了描述，其就此而言的公开内容通过引用结合于此。在出版物EP0905797A2和WO 02/13281A1中描述了薄膜发光二极管芯片的例子，它们就此而言的公开内容同样通过引用结合于此。

薄膜发光二极管芯片良好地近似于郎伯表面辐射器并且因此例如良好地适于应用在前大灯，譬如机动车前大灯中。