DE102011102376A1 - Optoelectronic semiconductor chip i.e. thin-film LED, has n-type contact layer comprising transparent conductive oxide layer, where p-type and n-type contact layers are in electrical contact with p-side and n-side of body, respectively - Google Patents
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Abstract
Description
Die Anmeldung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip umfassend einen Halbleiterkörper, eine p-Kontaktschicht und eine n-Kontaktschicht.The application relates to an optoelectronic semiconductor chip comprising a semiconductor body, a p-contact layer and an n-contact layer.
Als n-Kontaktschicht für beispielsweise einen auf GaN basierenden Halbleiterkörper finden herkömmlicherweise eine Titanschicht und eine darauf aufgebrachte Silberschicht Verwendung. Mit derartigen n-Kontaktschichten können gute elektrische und optische Eigenschaften realisiert werden. Jedoch sind bei derartigen n-Kontaktschichten für gute optische Eigenschaften sehr dünne Titanschichten mit Dicken von kleiner als 0,5 nm notwendig, die nur schwer herstellbar sind und diversen Prozessschwankungen unterliegen.As the n-type contact layer for, for example, a GaN-based semiconductor body, there has conventionally been used a titanium layer and a silver layer deposited thereon. With such n-contact layers good electrical and optical properties can be realized. However, in such n-contact layers for good optical properties very thin titanium layers with thicknesses of less than 0.5 nm are necessary, which are difficult to produce and subject to various process variations.
Zudem weist Titan zwar zu n-GaN einen guten elektrischen Kontakt auf. Jedoch hat Titan eine vergleichsweise schlechte Reflektivität, sodass vom Halbleiterkörper emittiertes Licht von der Titanschicht der n-Kontaktschicht nachteilig absorbiert wird. Dem entgegen ist Silber ein guter Reflektor für Strahlung im sichtbaren Spektralbereich. Jedoch weist Silber nachteilig einen ungünstig hohen Kontaktwiderstand zu n-dotiertem GaN auf. Zusätzlich weisen Titan und die Kombination von Titan und Silber verschiedene physikalische Eigenschaften auf, die für Halbleiterchips nachteilig sein können. Beispielsweise ist Titan sehr reaktiv und kann leicht oxidieren, was aufgrund des Anstiegs des Kontaktwiderstands zu einer schlecht leitenden elektrischen Barriere führen kann.In addition, although titanium has good electrical contact with n-GaN. However, titanium has a comparatively poor reflectivity, so that light emitted from the semiconductor body is adversely absorbed by the titanium layer of the n-contact layer. In contrast, silver is a good reflector for radiation in the visible spectral range. However, silver disadvantageously has an unfavorably high contact resistance to n-doped GaN. In addition, titanium and the combination of titanium and silver have various physical properties that may be detrimental to semiconductor chips. For example, titanium is very reactive and can easily oxidize, which can lead to a poorly conductive electrical barrier due to the increase in contact resistance.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der die oben genannten Nachteile vermeidet, wodurch sich vorteilhafterweise ein Halbleiterchip mit einer n-Kontaktschicht ergibt, die verbesserte elektrische und gleichzeitig optische Eigenschaften aufweist.It is an object of the present application to provide an optoelectronic semiconductor chip which avoids the above-mentioned disadvantages, which advantageously results in a semiconductor chip having an n-contact layer which has improved electrical and at the same time optical properties.
Diese Aufgabe wird durch einen optoelektronischen Halbleiterchip mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Halbleiterchips sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an optoelectronic semiconductor chip with the features of claim 1. Advantageous developments of the semiconductor chip are the subject of the dependent claims.
In einer Ausführungsform weist der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper aus Halbleitermaterial, eine p-Kontaktschicht und eine n-Kontaktschicht auf. Der Halbleiterkörper weist eine zur Strahlungserzeugung vorgesehene aktive Schicht auf. Der Halbleiterkörper weist weiter eine p-Seite und eine n-Seite auf, zwischen denen die aktive Schicht angeordnet ist. Die p-Kontaktschicht ist zur elektrischen Kontaktierung der p-Seite des Halbleiterkörpers vorgesehen. Die n-Kontaktschicht ist zur elektrischen Kontaktierung der n-Seite des Halbleiterkörpers vorgesehen. Die n-Kontaktschicht umfasst eine TCO(transparent conductive oxide)-Schicht.In one embodiment, the optoelectronic semiconductor chip has a semiconductor body made of semiconductor material, a p-contact layer and an n-contact layer. The semiconductor body has an active layer provided for generating radiation. The semiconductor body further has a p-side and an n-side, between which the active layer is arranged. The p-contact layer is provided for electrically contacting the p-side of the semiconductor body. The n-contact layer is provided for electrical contacting of the n-side of the semiconductor body. The n-contact layer comprises a TCO (transparent conductive oxide) layer.
Transparente leitende Oxide sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, Indiumzinnoxid (ITO), Aluminiumzinkoxid (AZO), Aluminiumindiumzinkoxid (ATO), Indiumzinkoxid (IZO), Galliumzinkoxid (GZO) oder Galliumzinnoxid (GTO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2 oder In2O3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein.Transparent conductive oxides are transparent, conductive materials, usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), aluminum zinc oxide (AZO), aluminum indium zinc oxide (ATO), indium zinc oxide (IZO), gallium zinc oxide (GZO) or gallium tin oxide (GTO). In addition to binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 also include ternary metal oxygen compounds such as Zn 2 SnO 4 , CdSnO 3 , ZnSnO 3 , MgIn 2 O 4 , GaInO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs. Furthermore, the TCOs do not necessarily correspond to a stoichiometric composition and may also be p- or n-doped.
Unter n-Kontaktschicht und n-Seite ist insbesondere eine n-dotierte Kontaktschicht und eine n-dotierte Seite der Schichten des Halbleiterkörpers zu verstehen. Ebenso ist unter einer p-Kontaktschicht und einer p-Seite eine p-dotierte Kontaktschicht und eine p-dotierte Seite der Schichten des Halbleiterkörpers zu verstehen.The term "n-contact layer" and "n-side" should be understood as meaning, in particular, an n-doped contact layer and an n-doped side of the layers of the semiconductor body. Likewise, a p-contact layer and a p-side should be understood to mean a p-doped contact layer and a p-doped side of the layers of the semiconductor body.
Im vorliegenden Halbleiterchip ist die herkömmlicherweise verwendete Titanschicht durch eine Schicht aus einem transparentem leitfähigen Oxid ersetzt. Die TCO-Schicht kann dabei eine wesentlich größere Dicke aufweisen als die bisher verwendete Titanschicht. Solche TCO-Schichten lassen sich im Vergleich zu herkömmlicherweise verwendeten Titanschichten wesentlich besser kontrollieren, haften gut und ergeben einen guten elektrischen Kontakt zum Halbleiterkörper aus Halbleitermaterial. Zudem sind derartige TCO-Schichten deutlich weniger reaktiv und damit weniger anfällig auf Oxidation.In the present semiconductor chip, the conventionally used titanium layer is replaced by a layer of a transparent conductive oxide. The TCO layer may have a substantially greater thickness than the previously used titanium layer. Such TCO layers can be much better controlled compared to conventionally used titanium layers, adhere well and provide a good electrical contact to the semiconductor body of semiconductor material. In addition, such TCO layers are significantly less reactive and thus less susceptible to oxidation.
Mittels einer n-Kontaktschicht aufweisend eine TCO-Schicht kann, insbesondere in Verbindung mit einer auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der TCO-Schicht angeordneten hochreflektiven Schicht der Kontaktschicht, wie einer Silberschicht, ein hochreflektierender ohmscher Kontakt der n-Kontaktschicht zum Halbleiterkörper realisiert werden. Derartige n-Kontaktschichten sind gut reproduzierbar, bei der Herstellung gut kontrollierbar, weisen einen geringeren Kontaktwiderstand auf, sind wenig reaktiv und ermöglichen eine hohe Ausbeute aufgrund eines stabilen Kontaktwiderstands. Aufgrund der Transparenz der TCO-Schicht für Strahlung im sichtbaren Spektralbereich wird vorteilhafterweise vom Halbleiterchip emittierte Strahlung nicht von der n-Kontaktschicht absorbiert, sodass eine verbesserte Strahlungseffizienz ermöglicht wird.By means of an n-contact layer comprising a TCO layer, a highly reflective ohmic contact of the n-contact layer to the semiconductor body can be realized, in particular in conjunction with a highly reflective layer of the contact layer, such as a silver layer, disposed on the side of the TCO layer facing away from the semiconductor body. Such n-contact layers are well reproducible, easy to control in manufacture, have less contact resistance, are less reactive, and enable high yield due to stable contact resistance. Due to the transparency of the TCO layer for radiation in the visible spectral range, radiation emitted by the semiconductor chip is advantageously not absorbed by the n-contact layer, so that an improved radiation efficiency is made possible.
Der Halbleiterchip ist vorzugsweise ein optoelektronischer Halbleiterchip, der die Umwandlung von elektrischer Leistung in beispielsweise konstante oder gepulste Lichtemission, etwa zur Datenübertragung, ermöglicht oder umgekehrt. Beispielsweise ist der optoelektronische Halbleiterchip ein strahlungsemittierender Halbleiterchip. Bevorzugt ist der Halbleiterchip eine LED, besonders bevorzugt eine Dünnfilm-LED. Als Dünnfilm-LED wird im Rahmen der Anmeldung eine LED angesehen, während deren Herstellung das Aufwachssubstrat, auf dem der Halbleiterkörper epitaktisch aufgewachsen wurde, vorzugsweise vollständig abgelöst ist. The semiconductor chip is preferably an optoelectronic semiconductor chip which enables the conversion of electrical power into, for example, constant or pulsed light emission, for example for data transmission, or vice versa. By way of example, the optoelectronic semiconductor chip is a radiation-emitting semiconductor chip. The semiconductor chip is preferably an LED, particularly preferably a thin-film LED. Within the scope of the application, a thin-film LED is considered to be an LED, during the manufacture of which the growth substrate on which the semiconductor body has been epitaxially grown is preferably completely detached.
Die aktive Schicht des Halbleiterkörpers enthält vorzugsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.The active layer of the semiconductor body preferably contains a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or a multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation. The term quantum well structure unfolds no significance with regard to the dimensionality of the quantization. It includes, among other things, quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
Der Halbleiterkörper, insbesondere die aktive Schicht, enthält vorzugsweise ein III/V-Halbleitermaterial. III/V-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten, über den sichtbaren bis in den infraroten Spektralbereich besonders geeignet. Der Halbleiterkörper weist eine Mehrzahl von aufeinander epitaktisch abgeschiedenen Halbleiterschichten auf, in denen die aktive Schicht angeordnet ist. Beispielsweise sind die Schichten des Halbleiterkörpers auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen. Die aktive Schicht trennt dabei die p-dotierte Seite des Halbleiterkörpers von der n-dotierten Seite des Halbleiterkörpers.The semiconductor body, in particular the active layer, preferably contains a III / V semiconductor material. III / V semiconductor materials are particularly suitable for generating radiation in the ultraviolet, over the visible to the infrared spectral range. The semiconductor body has a plurality of semiconductor layers epitaxially deposited on one another, in which the active layer is arranged. For example, the layers of the semiconductor body are grown on a growth substrate. The active layer separates the p-doped side of the semiconductor body from the n-doped side of the semiconductor body.
In einer Weiterbildung sind die p-Kontaktschicht und die n-Kontaktschicht auf derselben Seite des Halbleiterkörpers angeordnet. Beispielsweise sind die p-Kontaktschicht und die n-Kontaktschicht auf der p-Seite des Halbleiterkörpers angeordnet. Die den Kontaktschichten gegenüberliegende Seite des Halbleiterchips dient dabei vorzugsweise als Strahlungsaustrittsseite für die im Halbleiterchip erzeugte Strahlung. Aus der Strahlungsaustrittsseite wird vorzugsweise ein großer Anteil der von der aktiven Schicht erzeugten Strahlung aus dem Halbleiterchip ausgekoppelt.In a development, the p-contact layer and the n-contact layer are arranged on the same side of the semiconductor body. For example, the p-contact layer and the n-contact layer are arranged on the p-side of the semiconductor body. The side of the semiconductor chip opposite the contact layers preferably serves as the radiation exit side for the radiation generated in the semiconductor chip. From the radiation exit side, a large proportion of the radiation generated by the active layer is preferably coupled out of the semiconductor chip.
Der Halbleiterchip weist somit vorzugsweise eine einseitige Kontaktierung auf, sodass die Strahlungsaustrittsseite frei von Kontaktstrukturen und Kontaktschichten ist. Dadurch werden vorteilhafterweise Absorptionsprozesse an der Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips vermieden, sodass mit Vorteil Abschattungseffekte und Effizienzverluste minimiert werden können.The semiconductor chip thus preferably has a one-sided contacting, so that the radiation exit side is free of contact structures and contact layers. As a result, absorption processes at the radiation exit side of the semiconductor chip are advantageously avoided, so that, with advantage, shadowing effects and efficiency losses can be minimized.
In einer Weiterbildung grenzt die p-Kontaktschicht direkt an die p-Seite des Halbleiterkörpers an, wobei die n-Kontaktschicht an der von dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der p-Kontaktschicht angeordnet ist. Zwischen der p-Kontaktschicht und der n-Kontaktschicht ist eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet. Die n-Kontaktschicht und die p-Kontaktschicht sind somit voneinander elektrisch isoliert, sodass ein Kurzschluss zwischen den Kontaktschichten verhindert wird.In a development, the p-contact layer directly adjoins the p-side of the semiconductor body, wherein the n-contact layer is arranged on the side of the p-contact layer facing away from the semiconductor body. Between the p-contact layer and the n-contact layer, an electrically insulating layer is arranged. The n-contact layer and the p-contact layer are thus electrically insulated from each other, so that a short circuit between the contact layers is prevented.
Im vorliegenden Fall ist die Anordnung somit wie folgt: n-Kontaktschicht, elektrisch isolierende Schicht, p-Kontaktschicht und Halbleiterkörper. Die Schichten sind dabei vertikal übereinander angeordnet.In the present case, the arrangement is thus as follows: n-contact layer, electrically insulating layer, p-contact layer and semiconductor body. The layers are arranged vertically one above the other.
Die elektrisch isolierende Schicht ist beispielsweise eine Passivierungsschicht, die die p-Kontaktschicht und die n-Kontaktschicht räumlich und elektrisch vollständig voneinander trennt. Die p-Kontaktschicht und die n-Kontaktschicht stehen somit an keiner Stelle in direktem Kontakt.The electrically insulating layer is, for example, a passivation layer which spatially and electrically completely separates the p-contact layer and the n-contact layer from one another. The p-contact layer and the n-contact layer are thus not in direct contact at any point.
In einer Weiterbildung ist die n-Kontaktschicht mittels eines Durchbruchs durch die p-Kontaktschicht und durch die p-Seite des Halbleiterkörpers zur n-Seite geführt. Die p-Kontaktschicht und die p-Seite weisen demnach einen Durchbruch auf, in die die n-Kontaktschicht hineinreicht. Der Durchbruch durchstößt dabei die aktive Schicht, sodass die n-Kontaktschicht bis zur n-Seite des Halbleiterkörpers geführt ist. Der Durchbruch führt also durch die p-Seite und die aktive Schicht zur n-Seite, wobei der Durchbruch zusätzlich in die n-Seite hineinragt und dort endet.In a development, the n-contact layer is led to the n-side by means of a breakdown through the p-contact layer and through the p-side of the semiconductor body. The p-contact layer and the p-side therefore have an opening into which the n-contact layer extends. The breakthrough pierces the active layer, so that the n-contact layer is led to the n-side of the semiconductor body. The breakthrough leads through the p-side and the active layer to the n-side, wherein the breakthrough additionally protrudes into the n-side and ends there.
Der Durchbruch weist an den Seitenbereichen die elektrisch isolierende Schicht auf, die die n-Kontaktschicht von der p-Kontaktschicht und der p-Seite des Halbleiterkörpers elektrisch isoliert.The breakthrough has on the side regions the electrically insulating layer which electrically insulates the n-contact layer from the p-contact layer and the p-side of the semiconductor body.
Die p-Kontaktschicht ist demnach direkt an der p-Seite des Halbleiterkörpers angeordnet und zur direkten elektrischen Kontaktierung der p-Seite vorgesehen. Die n-Kontaktschicht ist in einem Abstand zum Halbleiterkörper angeordnet. Der Abstand wird durch die p-Kontaktschicht und die elektrisch isolierende Schicht gebildet. Durch den Durchbruch kann die n-Seite des Halbleiterkörpers mittels der n-Kontaktschicht elektrisch kontaktiert werden.The p-contact layer is therefore arranged directly on the p-side of the semiconductor body and provided for the direct electrical contacting of the p-side. The n-contact layer is arranged at a distance from the semiconductor body. The gap is formed by the p-contact layer and the electrically insulating layer. Due to the breakdown, the n-side of the semiconductor body can be electrically contacted by means of the n-contact layer.
Der Halbleiterchip kann auch eine Mehrzahl von Durchbrüchen aufweisen, durch die jeweils die n-Kontaktschicht geführt ist. Die Durchbrüche sind dabei voneinander beabstandet angeordnet. Die Anordnung der Durchbrüche ist so ausgebildet, dass eine möglichst homogene Bestromung der n-Seite des Halbleiterkörpers realisiert wird, sodass eine homogene Strahlungserzeugung in der aktiven Schicht gewährleistet wird.The semiconductor chip can also have a plurality of openings, through which the n-contact layer is guided in each case. The openings are arranged at a distance from each other. The arrangement of the apertures is designed so that a possible homogeneous energization of the n-side of the semiconductor body is realized, so that a homogeneous radiation generation is ensured in the active layer.
In einer Weiterbildung enthält die n-Kontaktschicht eine Silberschicht, wobei die TCO-Schicht der n-Kontaktschicht zwischen der n-Seite des Halbleiterkörpers und der Silberschicht der n-Kontaktschicht angeordnet ist. Die n-Kontaktschicht setzt sich demnach aus zwei Schichten zusammen, die Silberschicht und die TCO-Schicht. Die Silberschicht bildet dabei eine Spiegelschicht, die ein guter Reflektor für Strahlung im sichtbaren Spektralbereich ist. Der hohe Kontaktwiderstand der Silberschicht zum Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers kann mittels der TCO-Schicht verbessert werden, sodass ein hochreflektierender ohmscher Kontakt der n-Kontaktschicht realisiert wird.In one development, the n-contact layer contains a silver layer, the TCO layer of the n-contact layer being arranged between the n-side of the semiconductor body and the silver layer of the n-contact layer. The n-contact layer is thus composed of two layers, the silver layer and the TCO layer. The silver layer forms a mirror layer, which is a good reflector for radiation in the visible spectral range. The high contact resistance of the silver layer to the semiconductor material of the semiconductor body can be improved by means of the TCO layer, so that a highly reflective ohmic contact of the n-contact layer is realized.
Beispielsweise ist die Spiegelschicht auf der von dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der elektrisch isolierenden Schicht und in den Durchbrüchen angeordnet. Die TCO-Schicht trennt dabei die Silberschicht vom Halbleiterkörper, ist also zwischen Silberschicht und Halbleiterkörper angeordnet. Insbesondere grenzt die TCO-Schicht direkt an das Halbleitermaterial und an die Silberschicht an.By way of example, the mirror layer is arranged on the side of the electrically insulating layer facing away from the semiconductor body and in the apertures. The TCO layer separates the silver layer from the semiconductor body, that is, it is arranged between the silver layer and the semiconductor body. In particular, the TCO layer directly adjoins the semiconductor material and the silver layer.
In einer Weiterbildung ist die Silberschicht durch den Durchbruch geführt und die TCO-Schicht auf dem Durchbruch angeordnet. Zwischen Silberschicht und Halbleitermaterial wird demnach kein direkter Kontakt ausgebildet, da dazwischen die TCO-Schicht angeordnet ist. Die TCO-Schicht schließt dabei den Durchbruch ab.In a further development, the silver layer is guided through the opening and the TCO layer is arranged on the opening. Accordingly, no direct contact is formed between the silver layer and the semiconductor material, since the TCO layer is arranged therebetween. The TCO layer completes the breakthrough.
In einer Weiterbildung enthält die TCO-Schicht ZnO (Zinkoxid) oder SnO (Zinnoxid). Die TCO-Schicht kann zusätzlich mit einem weiteren Metall oder einer Mischung mit weiteren Metallen versetzt sein, etwa mit Aluminium, Gallium und/oder Indium. Beispielsweise kann Aluminiumzinkoxid, Aluminiumzinnoxid, Galliumzinnoxid, Galliumzinkoxid, Indiumzinnoxid oder Indiumzinkoxid Anwendung finden. Diese Materialien zeichnen sich durch eine geringe Absorption im sichtbaren Spektralbereich und demnach durch eine hohe Transparenz für Strahlung im sichtbaren Spektralbereich aus. Zudem weisen diese Materialien einen geringen Kontaktwiderstand zum Halbleitermaterial auf, sodass ein guter ohmscher Kontakt realisiert wird.In one development, the TCO layer contains ZnO (zinc oxide) or SnO (tin oxide). The TCO layer may additionally be mixed with another metal or a mixture with other metals, such as aluminum, gallium and / or indium. For example, aluminum zinc oxide, aluminum tin oxide, gallium tin oxide, gallium zinc oxide, indium tin oxide or indium zinc oxide can be used. These materials are characterized by a low absorption in the visible spectral range and thus by a high transparency for radiation in the visible spectral range. In addition, these materials have a low contact resistance to the semiconductor material, so that a good ohmic contact is realized.
In einer Weiterbildung weist die TCO-Schicht eine Dicke von größer als 0,5 nm auf. Vorzugsweise weist die TCO-Schicht eine Dicke in einem Bereich zwischen einschließlich 15 nm und einschließlich 25 nm auf. Kontaktschichten in einem derartigen Dickenbereich unterliegen bei der Herstellung mit Vorteil geringen Prozessschwankungen. Zudem sind Schichten mit derartigen Dicken aufgrund der kontrollierbaren Herstellung gut reproduzierbar.In a development, the TCO layer has a thickness of greater than 0.5 nm. Preferably, the TCO layer has a thickness in a range between 15 nm inclusive and 25 nm inclusive. Contact layers in such a thickness range are advantageously subject to low process variations during production. In addition, layers with such thicknesses are well reproducible due to the controllable production.
In einer Weiterbildung weist der Halbleiterkörper schräge Seitenflächen auf. Beispielsweise ist der Halbleiterkörper auf einem Träger angeordnet, wobei sich die laterale Ausdehnung des Halbleiterkörpers mit Abstand zum Träger verjüngt. Der Winkel zwischen lateraler Ausdehnung des Trägers und schrägen Seitenflächen beträgt beispielsweise 45°C.In one development, the semiconductor body has oblique side surfaces. For example, the semiconductor body is arranged on a carrier, wherein the lateral extent of the semiconductor body tapers at a distance from the carrier. The angle between the lateral extent of the carrier and inclined side surfaces is for example 45 ° C.
Durch die schrägen Seitenflächen können vorteilhafterweise Totalreflexionseffekte der von der aktiven Schicht emittierten Strahlung an den Seitenflächen reduziert werden, sodass sich vorteilhafterweise die Auskoppeleffizienz des Halbleiterchips erhöht.Due to the oblique side surfaces, total reflection effects of the radiation emitted by the active layer on the side surfaces can advantageously be reduced, so that advantageously the coupling-out efficiency of the semiconductor chip increases.
In einer Weiterbildung basiert der Halbleiterkörper auf GaN. N-dotiertes GaN weist zu TCO einen guten elektrischen Kontakt auf, wobei mit der n-Kontaktschicht aus der Kombination von TCO und Silber zum Halbleiterkörper aus GaN ein hochreflektierender ohmscher Kontakt realisiert werden kann.In a development, the semiconductor body is based on GaN. N-doped GaN has a good electrical contact with TCO, with the n-contact layer of the combination of TCO and silver to the semiconductor body of GaN, a highly reflective ohmic contact can be realized.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den
In den Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Bestandteile und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Bestandteile, wie beispielsweise Schichten, Strukturen, Komponenten und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the figures, the same or equivalent components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated components and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale. Rather, individual components, such as layers, structures, components and areas for exaggerated representability and / or better understanding can be shown exaggerated thick or large dimensions.
In
Die Silberschicht
Die Silberschicht
Die Titanschicht
Derartige herkömmlich verwendete n-Kontaktschichten umfassend eine Titanschicht
Um eine n-Kontaktschicht zu realisieren, die diese Nachteile vermeidet, wird die herkömmlich verwendete Titanschicht ersetzt durch eine TCO-Schicht. Die TCO-Schicht mit einer dahinter angeordneten Silberschicht weist eine geringe Absorption bei gleichzeitig guter Reflektivität für Strahlung im sichtbaren Spektralbereich auf. Solche TCO-Schichten lassen sich zudem wesentlich besser kontrollieren als herkömmliche Titanschichten, haften gut, ergeben einen guten elektrischen Kontakt und sind deutlich weniger reaktiv.In order to realize an n-contact layer which avoids these disadvantages, the conventionally used titanium layer is replaced by a TCO layer. The TCO layer with a silver layer arranged behind it has a low absorption with simultaneously good reflectivity for radiation in the visible spectral range. Such TCO layers can also be much better control than conventional titanium layers, adhere well, give good electrical contact and are much less reactive.
In
Der Halbleiterkörper
Der Halbleiterkörper
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die p-Kontaktschicht
Auf der von dem Halbleiterkörper
Die n-Kontaktschicht
Der Halbleiterchip
Die n-Kontaktschicht
Die TCO-Schicht ist in
Zur elektrischen Isolierung ist der Durchbruch
Die elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips
Auf der von der n-Kontaktschicht
Der in dem Ausführungsbeispiel der
Der n-Kontakt zwischen der n-Seite
Die TCO-Schicht
Die herkömmlicherweise verwendete dünne Titanschicht mit einer Dicke von höchstens 0,5 nm wird somit durch eine wesentlich dickere Schicht von einem transparenten leitfähigen Oxid ersetzt, das zusammen mit der dahinter angeordneten Silberschicht eine verbesserte Reflektivität und einen verbesserten ohmschen Kontakt ermöglicht. Solche dicken TCO-Schichten lassen sich wesentlich besser kontrollieren als die herkömmlicherweise verwendeten dünnen Titanschichten. Zudem haften die TCO-Schichten mit Vorteil gut, ergeben einen guten elektrischen Kontakt und sind deutlich weniger reaktiv als die herkömmliche Titanschicht.The conventionally used thin titanium layer with a thickness of at most 0.5 nm is thus replaced by a substantially thicker layer of a transparent conductive oxide which, together with the silver layer arranged behind it, enables improved reflectivity and improved ohmic contact. Such thick TCO layers can be controlled much better than the conventionally used thin titanium layers. In addition, the TCO layers adhere well to good, give a good electrical contact and are much less reactive than the conventional titanium layer.
Mittels der wie beschrieben ausgebildeten n-Kontaktschicht bestehend aus einer Silberschicht und einer TCO-Schicht kann mit Vorteil auf der n-Seite des Halbleiterchips ein hochreflektierender ohmscher Kontakt gewährleistet werden.By means of the n-contact layer formed as described consisting of a silver layer and a TCO layer, a highly reflective ohmic contact can be ensured with advantage on the n-side of the semiconductor chip.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombinationen selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben sind.The invention is not limited by the description based on the embodiments of this, but includes each new feature and any combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if these features or combinations themselves are not explicitly in the claims or Embodiments are given.
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