TWI451568B - 光電半導體晶片 - Google Patents
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Description
本發明係關於光電半導體晶片。
文件WO 2009/106069 A1揭示一種光電半導體晶片,其中第一和第二電性接觸層配置在半導體層序列(semiconductor layer sequence)與載體基板之間。於此情況,第一和第二電性接觸層藉由電性絕緣層而彼此絕緣。於此類型之半導體晶片之情況,為了偏折朝載體至位在與載體基板相對之輻射耦合輸出面積之方向而由主動區域發射之輻射,因此於面對載體基板側之鏡面層可以鄰接該半導體層序列。
於此類型之半導體晶片之情況,可能會有濕氣從半導體晶片之邊緣經由電性絕緣層而直接進入鏡面層之區域,從而導致鏡面層劣化,因此有輻射效果降低之風險。
本發明根據特定改善光電半導體晶片之目的,其中鏡面層被有效地保護以免於濕氣之滲入,同時,用相對較少之產品配置獲得半導體晶片之非常有效的電性接觸連接。
此目的藉由包括申請專利範圍第1項之特徵之光電半導體晶片達成。申請專利範圍附屬項係有關本發明之有利的組構和發展。
依照其中一種組構,光電半導體晶片包括半導體層序列,其具有第一導電類型之第一半導體區域、第二導電類型之第二半導體區域、和配置在該第一和第二半導體區域之間之主動區域。
再者,光電半導體晶片包括載體基板,其中該半導體層序列具有面向該載體基板之第一主要面積,和位於對面之第二主要面積。第一電性接觸層和第二電性接觸層至少配置於該載體基板與該半導體層序列之該第一主要面積之間的區域,其中該第二電性接觸層被引導穿過第一半導體區域和該主動區域中之貫穿部而進入半導體區域中。該第一和第二電性接觸層藉由電性絕緣層而彼此電性絕緣。
鏡面層配置在半導體層序列與載體基板之間。尤其於第一主要面積之鏡面層可以鄰接該半導體層序列。鏡面層有利地反射朝載體基板至半導體層序列之第二主要面積之方向由主動區域發射之輻射,該第二主要面積用作為輻射耦合輸出面積。
鏡面層鄰接第一電性接觸層之部分區域與電性絕緣層之部分區域,其中面向該載體基板之鏡面層之介面之主要部分被第一電性接觸層所覆蓋。
鄰接該鏡面層之電性絕緣層之部分區域以不與光電半導體晶片之周圍媒介鄰接之方式而被第二電性接觸層有利地覆蓋。
半導體層序列較理想的情況具有切口(cutout),其中該切口為了形成連接接觸部而暴露第一電性接觸層。
憑藉事實上面向該載體基板之鏡面層之介面之主要部分被第一電性接觸層所覆蓋,該鏡面層之介面之主要部分與電性絕緣層分離,而因此被保護免於濕氣可能從半導體晶片之側面側翼滲透入電性絕緣層。以此種方式可以有利地減少鏡面層之可能的劣化。
憑藉事實上鄰接該鏡面層之電性絕緣層之部分區域以不與光電半導體晶片之周圍媒介鄰接之方式而被第二電性接觸層所覆蓋,鏡面層係不與延伸到半導體晶片之側面側翼為止之電性絕緣層之部分區域接觸。因此,鏡面層藉由第一電性接觸層和第二電性接觸層所密封封裝,而被保護免於濕氣之滲透。
第一和第二電性接觸層首先有利地用作為半導體晶片之電性接觸連接,其次係用來保護鏡面層免於腐蝕。尤其是,第一電性接觸層形成配置在半導體層序列中之切口中的連接接觸部。於此切口中,半導體層序列被去除至第一電性接觸層為止,而使得第一電性接觸層可以外部方式連接與其接觸。尤其是,連接接觸部可以形成焊墊,該焊墊能夠連接至銲線。
第一電性接觸層較理想包含金、鈦、鉻、氮化鈦、氮化鈦鎢、或鎳或他們的組合物。這些材料首先藉由良好的導電性其次藉由他們適合作為擴散阻障層的特性而被有利地區別。
鏡面層較理想的情況是包含銀、鋁、或銀或鋁合金,或者他們的組合物。藉由在可見光譜範圍內的高反射性區別銀和鋁。再者,這些材料具有良好的導電性,並且形成具有低接觸電阻之金屬半導體接觸部。此為優點,因為鏡面層有利地鄰接半導體層序列並且以此方式導電連接該第一半導體區域至該第一電性接觸層。
類似該鏡面層,第二電性接觸層較理想的情況是包含銀、鋁、或銀或鋁合金,或者他們的組合物。在可見光譜範圍內的高反射性和良好的導電性係有利於第二電性接觸層,因為該第二電性接觸層亦至少於某些區域鄰接半導體層序列,並且以此方式與該第二半導體區域電性接觸。
使第一電性接觸層與第二電性接觸層彼此絕緣之電性絕緣層較理想的情況是包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或氧化鋁。
於一種有利的組構中,第一電性接觸層直接鄰接半導體層序列之第一半導體區域之部分區域,該部分區域被配置成與連接接觸部並排靠攏。因此於此種組構中,第一電性接觸層不僅經由鏡面層連接至半導體層序列,而且亦至少部分直接鄰接該半導體層序列。尤其是,第一電性接觸層可以環繞著該連接接觸部與半導體層序列形成周圍延伸接觸。藉由第一電性接觸層直接鄰接之第一半導體區域之部分區域可以例如以環形方式或者以矩形或方形之形式環繞著連接接觸部。
於另一種有利的組構中,第二半導體區域之至少一個部分區域橫向凸出超過第一半導體區域。因此,第二半導體區域較理想的情況是具有較半導體層序列之第一半導體區域大之橫向範圍。橫向凸出超過第一半導體區域之第二半導體區域之至少一個部分區域較理想的情況是鄰接半導體晶片之側面側翼。
第二電性接觸層較理想的情況是至少部分直接鄰接第二半導體區域中橫向凸出超過第一半導體區域之區域。這樣的優點在於第二電性接觸層不僅於被引導穿過第一半導體區域和主動區域進入第二半導體區域中的貫穿部處與第二半導體區域接觸,而且也在第二半導體區域橫向凸出超過第一半導體區域之區域處與第二半導體區域接觸。
尤其是,第二電性接觸層可以形成周圍延伸接觸至半導體層序列之第二區域。於此情況,“周圍延伸”接觸被了解為一種被引導以例如於環形或矩形方式環繞第一半導體區域而完全環繞該第一半導體區域之接觸。
於一種較理想的組構中,連接接觸部被配置在半導體晶片之中央外側。尤其是,連接接觸部之中點從半導體層序列之中點較從半導體層序列之至少一個側面側翼更為遠離。連接接觸部尤其有利地配置於半導體晶片之角落附近,其中,連接接觸部之中點係有利地距半導體晶片之至少二個側面側翼較距半導體晶片之中點於較小的距離。憑藉於邊緣區域或尤其較佳於半導體層序列之角落附近的連接接觸部之配置,半導體晶片之中央區域係有利地不被連接接觸部所遮蔽,而因此增加半導體晶片之效率。
於一種較理想的組構中,連接接觸部不直接鄰接半導體層序列之側面側翼或角落,而是被半導體層序列之一部分朝橫向環繞於所有側。此情況具有使得第一電性接觸層與半導體層序列之第一區域之間能夠直接接觸之優點,該直接接觸係以周圍延伸的方式環繞該連接接觸部。以此方式獲得於半導體晶片中電流之良好印象(good impression)。
於一個較佳實施例中,第一半導體區域為p型半導體區域而第二半導體區域為n型半導體區域。因此,於此種組構中,鏡面層鄰接p型半導體區域,而第二電性接觸層被引導穿過該貫穿部處進入n型半導體區域。p型半導體區域面向載體基板而n型半導體區域面向半導體層序列之第二主要面積,該第二主要面積用作為輻射出口區。
位於載體基板對面之第二半導體區域之表面最好是沒有連接接觸部。此情況的優點在於輻射可以透過從半導體層序列之第二主要面積之表面之整個區域耦合輸出,除了半導體層序列中之切口的連接接觸部之外。尤其是,為了進一步改善輻射之耦合輸出,半導體層序列之第二主要面積可以設有粗糙結構或耦合輸出結構。
於另一種具優點之組構,光電半導體晶片之半導體層序列沒有生長基板。於此種情況,半導體晶片係所謂的薄膜型發光二極體晶片,其中用作為半導體層序列之磊晶生長之生長基板於半導體層序列連接至載體基板後已經被剝離。
半導體晶片較理想的情況是藉由焊接層之方式連接至載體基板。尤其是,半導體晶片可以連接至載體基板於位於與原始生長基板相對之側。
以下根據與第1至3圖相關聯之範例實施例而更詳細說明本發明。
例示於第1A圖剖面圖中和第1B圖平面圖中之光電半導體晶片1包含半導體層序列2,該半導體層序列2具有第一導電類型之第一半導體區域3和第二導電類型之第二半導體區域5。較理想的情況是,第一半導體區域3為p型半導體區域而第二半導體區域5為n型半導體區域。主動區域4被配置在第一半導體區域3和第二半導體區域5之間。
光電半導體晶片1之主動區域4尤其可以是適合用於發射輻射之主動區域。於此情況,光電半導體晶片1為發光二極體,尤其是LED。或者,亦可以想像得到主動區域4將是輻射偵測層,其中,於此情況中,光電半導體晶片1為偵測器組件。主動區域4可以具體實施為例如pn接面、雙異質結構、單量子阱結構、或多量子阱結構。
光電半導體晶片1之半導體層序列2較佳根據III-V化合物半導體材料,尤其是砷化物、氮化物、或磷化物複合半導體材料。以舉例的方式說明,半導體層序列2可以包含Inx
Aly
Ga1-x-y
N、Inx
Aly
Ga1-x-y
P、或Inx
Aly
Ga1-x-y
As,於各情況中,0≦x≦1、0≦y≦1、和x+y≦1。於此情況,依照上述公式其中之一,III-V化合物半導體材料不須必然地具有數學的確切成分。而是,其可以包括實質上不會改變材料之物理性質之一種或複數種摻雜物和額外的組成。然而為了簡化之目的,上述公式僅僅包含晶格的基本成分,即使這些成分能夠部分地被小數量之其他物質取代。
半導體晶片1藉由連接層21而連接至載體基板10,該連接層21尤其可以是由金屬或金屬合金組成之焊接層。
為了電性接觸連接,半導體晶片1具有第一電性接觸層7和第二電性接觸層8。第一電性接觸層7以導電方式連接至第一半導體區域3,而第二電性接觸層8以導電方式連接至第二半導體區域5。
第一電性接觸層7和第二電性接觸層8二者至少被配置於半導體層序列2之第一主要面積11與載體基板10之間的區域,該第一主要面積面向載體基板10。第一電性接觸層7和第二電性接觸層8藉由電性絕緣層9而彼此電性絕緣。電性絕緣層9較理想的情況是含有氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、或上述的組合物。或者,電性絕緣層9亦可以含有其他的氧化物或氮化物。
半導體層序列2之第二主要面積12(該第二主要面積12與該載體基板10相對)用作為光電半導體晶片1之輻射耦合輸出面積,並且有利之處在於其不具有電性接觸層。為了改善輻射之耦合輸出,第二主要面積12可以設有耦合輸出結構23或者粗糙結構(roughening)。
為了改善光電半導體晶片之輻射效果,鏡面層6被配置在半導體層序列2與載體基板10之間。鏡面層6配設在第一半導體區域3之下游於面對載體基板10之側,並且尤其可以鄰接半導體層序列2之第一主要面積11。其亦可能用於中間層,例如,配置在第一半導體區域3與鏡面層6之間之薄黏著促進層(thin adhesion promoter layer)。鏡面層6尤其包含銀、鋁、或含有銀或鋁之金屬合金。藉由可見光譜範圍內之高反射率和良好導電率而區別這些材料。鏡面層6首先具有朝載體基板10至輻射耦合輸出面積12之方向反射由主動區域4發射之輻射之功能。再者,鏡面層6亦用作為第一半導體區域3之電性接觸連接。尤其是,於面對載體基板10側之鏡面層6鄰接第一電性接觸層7並且因此導電連接至第一電性接觸層7。
第一電性接觸層7較佳覆蓋鏡面層中面向載體基板10之介面16之主要部分。該第一電性接觸層7較佳包含金、鈦、鉻、氮化鈦、氮化鈦鎢、或鎳或他們的組合物。這些材料藉由事實上他們的導電性和額外的化學惰性而被區別。以此方式,鏡面層6被有利地保護其被第一電性接觸層7覆蓋的區域免於腐蝕。
此外,鏡面層6鄰接電性絕緣層9之部分區域19,該電性絕緣層9使第一電性接觸層7與第二電性接觸層8彼此絕緣。鄰接鏡面層6之電性絕緣層9之部分區域19係以不與光電半導體晶片1之周圍媒介鄰接之方式而有利地被第二電性接觸層8覆蓋著。鄰接鏡面層6之電性絕緣層9之部分區域19係以此種方式密封封裝,這樣特別不會有濕氣可以從半導體晶片1之側面側翼通過電性絕緣層9而傳遞至鏡面層6。以此種方式防止對濕度敏感之鏡面層6產生腐蝕。
半導體層序列2具有切口17,其中半導體層序列2被移除至第一電性接觸層7為止。因此,第一電性接觸層7形成配置在切口17中而可從外部接觸的連接接觸部14。連接接觸部14尤其可以是設置用來連接銲線的焊墊。切口17可以藉由蝕刻方法製成,並且具有例如斜的側面側翼28。
第二電性接觸層8可以例如經由光電半導體晶片1之後側,尤其經由導電載體基板10和焊接層21,以外部方式電性連接。阻障層22可以配置在焊接層21與第二電性接觸層8之間,該阻障層尤其可防止焊接層21之組成擴散進入第二電性接觸層8中,反之亦然。
第二電性接觸層8透過通過第一半導體區域3和主動區域4之貫穿部18而導電連接至第二半導體區域5。於貫穿部18之區域中,主動區域4、第一半導體區域3、鏡面層6、和第一電性接觸層7藉由電性絕緣層9而與第二電性接觸層8絕緣。
有利的情況是,第二半導體區域5之部分區域15橫向凸出超過第一半導體區域3。第二半導體區域5中橫向凸出超過第一半導體區域3之此部分區域15較佳為鄰接光電半導體晶片1之側面側翼。較理想的情況是,第二電性接觸層8至少於某些區域中直接鄰接部分區域15中之第二半導體區域5,其中第二半導體區域5橫向凸出超過第一半導體區域3。尤其,以此方式,第二電性接觸層8與第二半導體區域5直接接觸,該直接接觸周圍地延伸於光電半導體晶片1之邊緣。第二電性接觸層8與第二半導體區域5之間之導電連接因此首先存在於貫穿部18之區域而其次於部分區域15,其中該第二半導體區域5橫向凸出超過第一半導體區域3。以此方式獲得尤其有效的引入電流至半導體晶片1。
於直接鄰接第二半導體區域5之部分區域15之區域中,該第二電性接觸層8有利地不僅作用為接觸層而且也作用為反射層,該反射層反射從載體基板10朝向半導體層序列2之第二主要面積12方向所發射之部分輻射,該第二主要面積用作為輻射出口區。該第二電性接觸層因此有利地包括具有高反射率之金屬或金屬合金,尤其是銀、鋁、或包括銀或鋁之合金。
再者,有利的情況是,假設第一電性接觸層7亦至少在某些區域直接鄰接第一半導體區域3。此情況尤其可以憑藉事實上鏡面層6並不覆蓋面對載體基板10之第一半導體區域3之整個表面,而是鏡面層6從第一半導體區域3之至少一個部分區域13省略,而得以實現。於未被鏡面層覆蓋之第一半導體區域3之部分區域13中,第一電性接觸層7直接鄰接第一半導體區域3。較理想的情況是,直接鄰接第一電性接觸層7之第一半導體區域3之部分區域13被配置成與連接接觸部14並排靠攏。尤其是,以此方式獲得從連接接觸部14有效的引入電流至第一半導體區域3。
尤其,其中第一電性接觸層7直接鄰接第一半導體區域3之部分區域13可以是周圍環繞連接接觸部14而延伸之區域,也就是說,部分區域13可以尤其以環形或框形方式被引導環繞著連接接觸部14。
連接接觸部14較理想的情況是配置在半導體晶片1之中央外側。如從第1B圖平面圖中所看到的,連接接觸部14較理想的情況是配置在半導體晶片1之角落附近。
有利的情況是,假設連接接觸部14不直接鄰接半導體層序列2之側面側翼24。較理想的情況是,連接接觸部14(如朝橫向所看到的)係被半導體層序列2之一部分圍繞所有的側面。此情況使得為了獲得特別有效的引入電流至第一半導體區域3,其可能用以周圍延伸環繞連接接觸部14之方式具體實施第一電性接觸層7與第一半導體區域3之部分區域13之間之接觸。
用來製造光電半導體晶片方法之範例實施例說明於下列第2A至2M圖中。上述說明之光電半導體晶片之個別組成部分之有利的組構係以相同方法應用於以下說明之方法,反之亦然。
如例示於第2A圖中之方法之中間步驟,包括第一半導體區域3、主動區域4、和第二半導體區域5之半導體層序列2已經生長至生長基板20上。生長較理想是以磊晶生長方式達成,尤其藉由MOVPE方法。半導體層序列2可以包含例如氮化物化合物半導體材料,而生長基板20可以是藍寶石基板。第一半導體區域3較佳為p型半導體區域,而第二半導體區域5較佳為n型半導體區域。
於例示於第2B圖中之方法步驟中,例如氧化矽層之氧化物層25已被鋪設於第二半導體區域5。氧化物層25於後續光學微影術和蝕刻製程期間用來保護第一半導體區域3。
於例示於第2C圖中之方法之中間步驟,半導體層序列2已經被光學微影術圖案化,尤其藉由反應性離子蝕刻(RIE)方式,其中去除正進入第二半導體區域5之半導體層序列2之部分區域,也就是說,於這些區域已經完全去除第一半導體區域3和主動區域4。為了準備稍後舖設連接接觸部,可以藉由電感耦合電漿蝕刻(ICP)處理已經被以此種方式暴露部分區域之第二半導體區域5之表面。
於例示於第2D圖之此方法步驟中,已經例如藉由蝕刻,藉由緩衝氫氟酸(BOE-緩衝氧化物蝕刻)再度去除先前舖設之氧化層。再者,金屬化層26已經舖設至先前圖案化後之半導體層序列2,該金屬化層較佳包含銀或鋁並且形成鏡面層和第二電性接觸層之區域於完成之半導體晶片。有利的情況是,保護層,例如Pt-Ti-Pt層序列(未圖示)係鋪設至包含金屬化層26之銀或鋁。
於例示於第2E圖中之方法步驟中,為了形成第一半導體區域3與第二半導體區域5之單獨的接觸,例如藉由光學微影術之方式已經圖案化金屬化層26。於圖案化後配置在第一半導體區域3上之金屬化層之部分區域形成鏡面層6於完成之半導體晶片中。配置在第二半導體區域5上之金屬化層之區域8a形成部分之第二電性接觸層於完成之半導體晶片中。
於例示於第2F圖中之中間步驟中,電性絕緣層9已經鋪設於以此方式產生之結構。電性絕緣層9尤其可以是氧化矽層或氮化矽層。
於例示於第2G圖中之中間步驟中,尤其為了暴露鏡面層6,已經於電性絕緣層9中產生開口。可以藉由光學微影術之方式產生該開口,其中尤其可以用BOE方法之蝕刻步驟達成效果。此使得可能於後來的方法步驟中,接觸層可以舖設於鏡面層6中遠離半導體層序列2之介面16。電性絕緣層9於某些區域已被去除至第一半導體區域3之部分區域13處為止。
於例示於第2H圖中之中間步驟中,已經鋪設第一電性接觸層7並且以光學微影術將其圖案化。第一電性接觸層7覆蓋鏡面層6之表面,並且以此方式首先產生電性連接至第一半導體區域3,而其次用作為用於鏡面層6材料之封裝。第一電性接觸層7尤其可以包含金、鈦、鉻、氮化鈦、氮化鈦鎢、或鎳或他們的組合物。第一電性接觸層7亦可能包括複數個部分層。以舉例之方式,第一電性接觸層7可以包括鈦層而接著是金層。
於例示於第2I圖中之中間步驟中,為了絕緣先前鋪設的第一電性接觸層7,已經鋪設了電性絕緣層9。
於例示於第2J圖中之中間步驟中,為了暴露先前所鋪設之第二電性接觸層之部分區域8a,已經在電性絕緣層9中產生開口。這可以例如藉由光學微影術結合BOE蝕刻而達成。
於例示於第2K圖中之中間步驟中,先前產生之整個層結構已經用第二電性接觸層8覆蓋。第二電性接觸層8較理想的情況是包含銀、鋁、或含有銀或鋁之合金。第二電性接觸層8用來製造與第二半導體區域5電性接觸,該第二半導體區域5尤其可以是n型半導體區域。為了產生與第二半導體區域5接觸,第二電性接觸層8首先於貫穿部18與第二半導體區域5鄰接,穿越第一半導體區域3與主動區域4。再者,第二電性接觸層8沿著半導體晶片1之邊緣鄰接第二半導體區域5於第二半導體區域5之部分區域15。尤其是,第二電性接觸層8與第二半導體區域5之間之接觸係以此種方式實現,該接觸完全周圍地環繞著光電半導體晶片1之邊緣延伸。以此方式,獲得特別有效將電流引入到半導體晶片1中。
於例示於第2L圖中之中間步驟中,半導體晶片1已經藉由在遠離生長基板20側之焊接層21連接至載體基板10。在載體基板10連接至半導體晶片1之前,為了較理想地保護含銀或鋁之第二電性接觸層8不會擴散至焊接層21之成分中,阻障層22較理想地鋪設至第二電性接觸層8。焊接層21尤其可以包含AuSn。阻障層22例如可以包含TiWN。
載體基板10較理想的情況是導電基板,例如,由矽或鍺組成之摻雜的半導體晶圓。
於例示於第2M圖中之中間步驟中,生長基板20已經從半導體晶片1剝離。半導體晶片1相較於前面的圖式係以旋轉180°之方式例示,因為位於原來的生長基板相對側之現在的載體基板10係作用為半導體晶片1之唯一的載體。生長基板,尤其是藍寶石基板,可以藉由例如雷射剝離製程之方式從半導體層序列2剝離。於例示於第2M圖中之中間步驟中,生長基板20已經從其剝離之半導體晶片1之主要面積12係例如藉由使用KOH蝕刻而額外地設置有耦合輸出結構23。此為有利的,因為半導體晶片1之第二主要面積12於完成之光電半導體晶片1中使用為輻射耦合輸出面積。
於另一方法步驟中,如第1A圖中所例示,第二半導體區域5設置有平台結構(mesa structure),而使得半導體晶片1尤其可以在第二半導體區域5中具有傾斜的側面側翼24。再者,切口17產生於第二半導體區域5中,於該第二半導體區域5中切除第二半導體區域5至第一電性接觸層7為止。切口17可以具有傾斜的側面側翼28。可以藉由濕化學蝕刻製程方式或乾蝕刻方式產生平台結構和切口17。憑藉事實上第一電性接觸層7暴露於切口17,暴露的第一電性接觸層7形成外部可接觸的電性連接接觸部14,該連接接觸部14尤其可以用作為產生導線連接的焊墊。為了以此方式電性連接第二電性接觸層8,可以提供另外之電性連接於較佳的載體基板10之後側。
以此方式產生例示於第1A圖之光電半導體晶片1之範例實施例。
如例示於第3A圖剖面圖中和於第3B圖平面圖中之光電半導體晶片之第二個範例實施例不同於例示於第1A圖中之第一個範例實施例之處係在於在半導體層序列2中之切口17引導穿過整個半導體層序列2至第一電性接觸層7為止。連接接觸部14因此位於半導體層序列2之原始表面之高度。
藉由與例示於第1A圖中之範例實施例作比較,例示於第3A圖中之範例實施例具有下列之優點:於例示於第1A圖之範例實施例中,第一電性接觸層7形成在鄰接該連接接觸部14之邊緣區域之電性絕緣層9的部分區域之上,而與鏡面層6於部分區域19接觸之電性絕緣層9之該區域係接著形成在該第一電性接觸層之上。若電性接觸層7僅不良地形成在由鄰接連接接觸部之電性絕緣層9之區域所形成之階梯部之上,則有電性絕緣層9之這些部分區域將與配置在其上之電性絕緣層9接觸之風險,而且以此方式會產生有濕氣滲透通過鄰接周圍媒介至鏡面層6為止之電性絕緣層9之部分區域之風險。
於第3A圖中例示之範例實施例中避免了此種情況,因為沒有與周圍媒介接觸之其他的電性接觸層形成在與鏡面層6接觸之電性絕緣層9之上。然而,於例示於第3A圖中之範例實施例中,為了保護暴露之主動區域4,必須至少鋪設另外的電性絕緣層27於切口17之側面側翼28。此額外之電性絕緣層27可以鋪設至例如半導體晶片1中遠離載體基板10之整個第二主要面積12,除了連接接觸部14以外。
本發明不限於根據範例實施例之說明。而是,本發明包括任何新的特徵以及此等特徵之任何結合,尤其是包含申請專利範圍中特徵之任何結合,即使此特徵或此結合本身未明確指定於本專利申請專利範圍或範例實施例中。
1...光電半導體晶片
2...半導體層序列
3...第一半導體區域
4...主動區域
5...第二半導體區域
6...鏡面層
7...第一電性接觸層
8...第二電性接觸層
8a...區域
9...電性絕緣層
10...載體基板
11...第一主要面積
12...第二主要面積、輻射耦合輸出面積
13、15、19...部分區域
14...連接接觸部
16...介面
17...切口
18...貫穿部
20...生長基板
21...連接層、焊接層
22...阻障層
23...耦合輸出結構
24...側面側翼
25...氧化物層
26...金屬化層
27...電性絕緣層
28...側面側翼
第1A圖顯示根據一個範例實施例之光電半導體晶片之剖面圖之示意圖;
第1B圖顯示例示於第1A圖中之光電半導體晶片之平面圖之示意圖;
第2A至2M圖顯示根據中間步驟用來製造例示於第1A和1B圖中之光電半導體晶片之方法之示意圖;
第3A圖顯示根據另一個範例實施例之光電半導體晶片之剖面圖之示意圖;
第3B圖顯示例示於第3A圖中之光電半導體晶片之平面圖之示意圖;
於圖中各情況相同或動作相同的組成部分係提供相同的元件符號。例示之組成部分以及組成部分之間彼此的大小關係應不被視為真實的比例。
1...光電半導體晶片
2...半導體層序列
3...第一半導體區域
4...主動區域
5...第二半導體區域
6...鏡面層
7...第一電性接觸層
8...第二電性接觸層
9...電性絕緣層
10...載體基板
11...第一主要面積
12...第二主要面積、輻射耦合輸出面積
13、15、19...部分區域
14...連接接觸部
16...介面
17...切口
18...貫穿部
21...連接層、焊接層
22...阻障層
23...耦合輸出結構
24...側面側翼
28...側面側翼
Claims (15)
- 一種光電半導體晶片(1),包括:半導體層序列(2),具有第一導電類型之第一半導體區域(3)、第二導電類型之第二半導體區域(5)、和配置在該第一半導體區域(3)和該第二半導體區域(5)之間之主動區域(4),載體基板(10),其中,該半導體層序列(2)具有面向該載體基板(10)之第一主要面積(11),和與其相對之第二主要面積(12),第一電性接觸層(7)和第二電性接觸層(8),該第一電性接觸層(7)和該第二電性接觸層(8)至少配置於該載體基板(10)與該半導體層序列(2)之該第一主要面積(11)之間的區域中,其中,該第二電性接觸層(8)被引導穿過於該第一半導體區域(3)和該主動區域(4)中的貫穿部(18)而進入該第二半導體區域(5),電性絕緣層(9),該電性絕緣層(9)使該第一電性接觸層(7)與該第二電性接觸層(8)彼此電性絕緣,以及鏡面層(6),該鏡面層(6)配置在該半導體層序列(2)與該載體基板(10)之間,其中,該鏡面層(6)鄰接該第一電性接觸層(7)之部分區域與該電性絕緣層(9)之部分區域(19),其中面向該載體基板(10)之該鏡面層(6)之介面(16)之主要部分被該第一電性接觸層(7)所覆蓋, 鄰接該鏡面層(6)之該電性絕緣層(9)之該部分區域(19)以不與該光電半導體晶片(1)之周圍媒介鄰接之方式而被該第二電性接觸層(8)所覆蓋,以及該半導體層序列(2)具有切口(17),其中該切口(17)為了形成連接接觸部(14)而暴露該第一電性接觸層(7)。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該第一電性接觸層(7)包含金、鈦、鉻、氮化鈦、氮化鈦鎢、或鎳。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光電半導體晶片,其中,該鏡面層(6)包含銀、鋁、或銀或鋁合金。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該第二電性接觸層(8)包含銀、鋁、或銀或鋁合金。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該電性絕緣層(9)包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或氧化鋁。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該第一電性接觸層(7)直接鄰接該第一半導體區域(3)之部分區域(13),該部分區域(13)被配置成與該連接接觸部(14)並排靠攏。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該第二半導體區域(5)之部分區域(15)橫向 凸出超過該第一半導體區域(3)。
- 如申請專利範圍第7項所述之光電半導體晶片,其中,該第二電性接觸層(8)至少於該部分區域(15)部分地直接鄰接該第二半導體區域(5),其中該第二半導體區域(5)橫向凸出超過該第一半導體區域(3)。
- 如申請專利範圍第8項所述之光電半導體晶片,其中,該第二電性接觸層(8)形成至該半導體層序列(2)之該第二半導體區域(5)的周圍延伸接觸部,該周圍延伸接觸部係被引導完全環繞該第一半導體區域(3)。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該連接接觸部(14)被配置在該半導體晶片(1)之中央外側。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該連接接觸部(14)於橫向觀看時被該半導體層序列(2)之一部分環繞於所有側。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該第一半導體區域(3)為p型半導體區域。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該第二半導體區域(5)為n型半導體區域。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該半導體層序列(2)沒有生長基板(20)。
- 如申請專利範圍第1項所述之光電半導體晶片,其中,該半導體晶片(1)藉由焊接層(21)連接至該 載體基板(10)。
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