[发明专利]具有透明电流扩展层的半导体芯片

说明书

提出一种半导体芯片(10)，所述半导体芯片具有辐射可穿透的载体(1)、半导体本体(2)以及透明电流扩展层(3)，其中半导体本体具有n侧半导体层(21)、p侧半导体层(22)以及处于其之间的光学有源区(23)。半导体本体借助于辐射可穿透的连接层(5)与载体固定。电流扩展层基于硒化锌并且邻接于n侧半导体层。此外，提出一种用于制造这种半导体芯片的方法。

技术领域

提出一种具有透明电流扩展层的半导体芯片。此外，提出一种用于制造一个半导体芯片或多个半导体芯片的方法。

背景技术

传统的半导体芯片通常具有n侧半导体层、p侧半导体层以及处于其之间的有源区，其中电流扩展层设置在有源区的两侧来实现均匀的电流密度分布。这种电流扩展层可以分别基于与半导体芯片的所属的半导体层相同的材料，然而具有提高的掺杂或提高的Al含量。电流扩展层中过高的掺杂可能导致载流子迁移率的降低，并且总体上可能导致半导体芯片的导通电压的升高。由于晶格失配，高的Al含量通常导致提高的内部机械应力。

替选地可行的是，在半导体层上构成由透明导电氧化物制成的电流扩展层。然而，在半导体层上构成透明导电氧化物同样导致半导体芯片中的提高的内部机械应力。

发明内容

目的是，提出一种高效的半导体芯片。此外，提出一种用于制造一个或多个这种具有高的材料质量的半导体芯片的简化的方法。

根据半导体芯片的至少一个实施方式，所述半导体芯片具有辐射可穿透的载体和半导体本体。半导体本体具有第一例如n侧的半导体层、第二尤其p侧的半导体层以及在竖直方向上设置在第一半导体层与第二半导体层之间的有源区。n侧半导体层尤其是n型传导的并且可以是n型掺杂的半导体层。p侧半导体层尤其是p型传导的并且可以是p型掺杂的半导体层。有源区例如是pn结。

例如，半导体本体基于III-V族半导体材料，如磷化镓(GaP)或砷化镓(GaAs)。在半导体芯片运行中，光学有源区尤其设立成用于，发射或探测在可见光谱范围内、紫外光谱范围内或红外光谱范围内的电磁辐射。半导体芯片尤其具有二极管结构。例如，半导体芯片是发光二极管(LED)。

竖直方向通常理解为横向于、尤其垂直于半导体本体的主延伸面的方向。竖直方向例如是半导体本体的生长方向。与此相对，横向方向理解为沿着尤其平行于半导体本体的主延伸面延伸的方向。竖直方向和横向方向尤其彼此垂直。

基于III-V族半导体材料的半导体本体具有出自化学元素周期表的第三主族的至少一种元素或多种元素以及出自化学元素周期表的第五主族的至少一种元素或多种元素。在这种情况下，基于III-V族半导体材料的半导体层可以分别具有多个子层并且是n型掺杂、p型掺杂或未掺杂的。

辐射可穿透的载体可以由碳化硅(SiC)、玻璃或由玻璃状的材料形成。载体关于其材料和层厚度尤其构造为，使得载体关于在半导体芯片运行中产生的电磁辐射的峰值波长具有至少60％、70％、80％或至少90％的透射率。在该上下文中，辐射可穿透的层或透明层通常理解为如下层，所述层关于可见波长范围中、例如处于380nm与780nm之间、例如为550nm的光具有至少60％、70％、80％或至少90％的透射率。与辐射可穿透的层相比，透明层可能不确定地具有大约高5％、10％、20％的透射率。

根据半导体芯片的至少一个实施方式，半导体本体借助于辐射可穿透的连接层与载体固定。半导体芯片尤其构造为体积发射器。在体积发射器的情况下，在半导体芯片运行中产生的电磁辐射可以经由半导体芯片的前侧、后侧和侧面耦合输出。例如，载体具有背离半导体本体的前侧，所述前侧形成半导体芯片的前侧。半导体芯片的侧面可以局部地通过载体的侧面形成。

如果载体和连接层以辐射可穿透的方式构成，则在有源区中产生的辐射可以部分地在载体的侧面处和前侧处从半导体芯片耦合输出。半导体芯片尤其构造成，使得在有源区中产生的总辐射的至少30％、40％、50％、60％或至少70％在载体的侧面处和/或在前侧处从半导体芯片耦合输出。