[发明专利]具有气体填充的镜的光电子半导体芯片

说明书

本发明提出了一种光电子半导体芯片。

一个要解决的任务在于提出一种光电子半导体芯片，其具有改进的效率。

根据光电子半导体芯片的至少一个实施形式，该光电子半导体芯片包括半导体本体，该半导体本体具有有源区。半导体本体优选是外延生长的半导体本体。该半导体本体可以与生长衬底相连。然而也可能的是，从半导体本体去除生长衬底或至少将其薄化。半导体本体的有源区优选适于产生或检测电磁辐射。

如果有源区适于产生电磁辐射，则该光电子半导体芯片优选是发光二极管芯片。也就是说，该光电子半导体芯片通过激光二极管芯片或发光二极管芯片形成。如果该有源区适于检测电磁辐射，则该光电子半导体芯片是检测器芯片，例如是光电二极管芯片。例如，光电二极管芯片可以设计用于检测红外辐射。

此外，光电子半导体芯片包括镜层。

例如，镜层是金属镜层。也就是说，镜层由金属构成或包含金属并且其特征在于如良好导电性和高反射率的金属特性。

此外，可能的是，镜层是布拉格反射器，其由交替设置的高折射率的和低折射率的层构成。

此外，镜层可以是布拉格反射器和金属镜的组合。金属镜在此例如朝着有源区并且设置在布拉格反射器上。

镜层在此对于有源区中产生的或待检测的电磁辐射而言优选具有至少90％的反射率。

根据至少一个实施形式，光电子半导体芯片包括接触部位。这些接触部位建立镜层与半导体本体之间的机械连接。也就是说，镜层和半导体本体通过接触部位彼此机械连接。在此，光电子半导体芯片包括接触部位的至少一个，该光电子半导体芯片优选包括这些接触部位中的多个。

接触部位设置在半导体本体与镜层之间。接触部位在此可以直接与半导体本体邻接和/或直接与镜层邻接。也就是说，接触部位例如可以与半导体本体直接接触和/或与镜层直接接触。

接触部位在此引起在半导体本体与镜层之间的间距。也就是说，接触部位例如按照桩或者柱的方式来构建，该接触部位除了实现机械固定之外也在半导体本体和镜层之间引起间距。这意味着，半导体本体和镜层优选彼此不接触。半导体本体和镜层于是彼此并不接触，而是通过接触部位彼此分离。

由于接触部位在半导体本体和镜层之间引起间距，所以在半导体本体和镜层之间形成至少一个空腔。也就是说，半导体本体和镜层彼此间隔地设置，在没有接触部位的地方在半导体本体和镜层之间存在空腔。

根据光电子半导体芯片的至少一个实施形式，空腔包含气体。该空腔在此可以例如以空气填充。然而，也可能的是，空腔以稀有气体譬如氦气填充。此外，空腔也可以以氮气或氢气填充。也就是说，通过接触部位形成的所述至少一个空腔包含气体并且优选以该气体填充。例如由此可能的是，半导体本体、镜层和接触部位与空腔中的气体邻接。至少在半导体本体的区域中，于是在半导体本体与镜层之间存在气体。在此，可能的是，在半导体本体和镜层之间仅存在接触部位和气体。于是在半导体本体和镜层之间并不存在其他材料。

根据光电子半导体芯片的至少一个实施形式，该光电子半导体芯片包括半导体本体，该半导体本体包含有源区。此外，半导体芯片包含镜层和接触部位，它们设置在半导体本体和镜层之间。接触部位在此在半导体本体与镜层之间引起间距，由此在镜层和半导体本体之间形成至少一个空腔。所述至少一个空腔在此包含气体。

根据光电子半导体芯片的至少一个实施形式，接触部位设计用于电接触半导体本体的有源区。也就是说，在光电子半导体芯片工作中通过接触部位将电流注入到半导体本体并且由此注入到有源区中，该电流能够实现在有源区中产生或者检测电磁辐射。接触部位在此情况下优选导电地构建。

在此所描述的光电子半导体芯片尤其是基于如下知识：以气体填充在镜层和半导体本体之间的空腔相对于以电介质的固体譬如氮化硅或氧化硅填充空腔具有优点。

一方面，通过以气体填充空腔，在半导体本体和空腔之间存在特别高的折射率跳跃。高的折射率跳跃导致对于射到半导体本体与空腔之间的边界面上的电磁辐射而言实现全反射的特别小的角度。在半导体本体和空腔之间的边界面因此由于高的折射率差而用作镜。这样形成的“气体镜”因此能够实现对于平的角(flache Winkel)的改进的反射。以陡的角(steile Winkel)入射的电磁辐射通过镜层来反射，该镜层是金属的和/或构建为布拉格反射器。