光電子半導體芯片、半導體器件以及用于制造光電子半導體芯片的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光電子半導體芯片、一種具有這樣的半導體芯片的半導體器件以及一種用于制造光電子半導體芯片的方法。
【背景技術】
[0002]在以下半導體芯片中在棱的區域中存在半導體芯片的電短路的風險，即為了所述半導體芯片的電接觸超過半導體芯片的棱引導接觸軌道。
【發明內容】
[0003]任務是說明一種光電子半導體芯片，其中在電接觸時減小電短路的風險。此外應該說明一種方法，利用該方法能夠以簡單并且成本適宜的方式制造可靠地可電接觸的半導體芯片。
[0004]所述任務特別是通過根據獨立權利要求的光電子半導體芯片或方法來解決。其他構造和適宜性是從屬權利要求的主題。
[0005]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，半導體芯片具有半導體本體，該半導體本體具有被設置用于產生和/或接收輻射的有源區域。
[0006]例如有源區域被布置在第一導通類型的第一半導體層和與第一導通類型不同的第二導通類型的第二半導體層之間。例如半導體本體、特別是有源區域包含II1-V化合物半導體材料。
[0007]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，半導體芯片具有載體。載體在垂直方向上在朝向半導體本體的第一主面和背向半導體本體的第二主面之間延伸。側面將第一主面和第二主面相互連接。因此側面在橫向方向上限制載體。載體特別是與用于半導體本體的半導體層的外延沉積的生長襯底不同。例如載體包含半導體材料、例如硅、鍺或砷化鎵。
[0008]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，半導體本體利用連接層固定在載體上。特別是借助連接層在半導體本體和載體之間形成材料決定的連接。在材料決定的連接的情況下，特別是預制的連接伙伴借助原子和/或分子力粘在一起。適合于連接層的特別是導電的連接層。例如連接層包含焊料或導電的粘結劑。
[0009]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，載體的側面具有第一區域，其中該第一區域具有凹部。在半導體芯片的俯視圖中，載體在第一區域的高度上比在與第一區域不同的第二區域中具有更小的橫截面。第二區域特別是在垂直方向上與第一區域相鄰。
[0010]第二區域特別是在垂直方向上在凹部和第二主面之間伸展。例如凹部與載體的第一主面相鄰。
[0011]凹部的垂直尺寸例如在載體的垂直尺寸的5%(含)和70% (含)之間、特別是在10%(含)和60%(含)之間。
[0012]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，半導體芯片具有絕緣層。絕緣層至少局部地在半導體本體的背向載體的側上伸展。在半導體芯片的俯視圖中，絕緣層特別是覆蓋半導體芯片的未被設置用于外部的電接觸的所有區域。換句話說，例如用于半導體芯片的外部電接觸的接觸面不被絕緣層覆蓋。特別是，絕緣層被構造為連續的在唯一的沉積步驟中構造的層，該層至少局部地覆蓋載體的第一區域以及半導體本體并且特別是分別與其直接相鄰。
[0013]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，絕緣層分別至少部分地覆蓋半導體本體和側面的第一區域。絕緣層特別是完全覆蓋側面的第一區域。在凹部的區域中，載體材料因此在橫向方向上不是裸露的，而是被絕緣層的材料覆蓋。
[0014]根據光電子半導體芯片的至少一種實施方式，第二區域不被絕緣層覆蓋。側面的第二區域在制造半導體芯片期間形成，特別是從復合體中分割半導體芯片時。在側面的第二區域中，半導體芯片因此可以具有分割步驟的痕跡、例如材料剝除的痕跡。材料剝除可以借助相干輻射化學和/或機械地進行。
[0015]在光電子半導體芯片的至少一種實施方式中，半導體芯片具有載體和半導體本體，該半導體本體具有被設置用于產生和/或接收輻射的有源區域，其中半導體本體利用連接層固定在載體上。載體在垂直方向上在朝向半導體本體的第一主面和背向半導體本體的第二主面之間延伸，其中側面將第一主面和第二主面相互連接。載體的側面的第一區域具有凹部。側面的第二區域在垂直方向上在凹部和第二主面之間伸展。半導體芯片具有絕緣層，該絕緣層分別至少部分地覆蓋半導體本體和第一區域。第二區域不被絕緣層覆蓋。
[0016]絕緣層因此不僅在第一主面上覆蓋載體而且至少局部地、特別是完全地覆蓋凹部的區域中的載體。在凹部的區域中，載體的側面因此不是裸露的，而是被絕緣層覆蓋。在半導體芯片的外部的電接觸中的例如通過超過半導體芯片的棱引導的例如以涂層形式構造的接觸軌道的電短路的風險由此被減小。此外可以放棄附加地被設置用于絕緣層的并且在分割成半導體芯片之后才施加的絕緣的層。
[0017]根據半導體芯片的至少一種實施方式，載體是導電的。半導體芯片的電接觸可以經過載體、特別是通過載體本身的材料進行。
[0018]根據半導體芯片的至少一種實施方式，絕緣層完全地覆蓋連接層的橫向上超過半導體本體的部分。換句話說，連接層在半導體芯片的任何位置處都不裸露。
[0019]根據至少一種實施方式，半導體器件具有半導體芯片和成形體。半導體芯片特別是可以具有前述半導體芯片的至少一個或多個特征。成形體在半導體芯片上成形并且分別至少局部地覆蓋載體的第一區域和第二區域。特別是成形材料可以完全覆蓋第二區域。半導體芯片的特別是用作輻射透射面的前側例如不被成形體的材料覆蓋。
[0020]根據半導體器件的至少一種實施方式，半導體器件具有接觸軌道，該接觸軌道從半導體芯片的背向載體的第二主面的前側通過載體的第一區域被引導到成形體的前側上。半導體器件可以為了在成形體的前側上和/或成形體的背側上的外部的電接觸分別具有一個或多個電接觸部。
[0021]接觸軌道在任何位置處不與載體直接相鄰。因此避免接觸軌道和載體之間的電短路的風險。
[0022]根據用于制造多個半導體芯片的方法的至少一種實施方式。提供具有半導體層序列和載體復合體的復合體。半導體層序列特別是包括被設置用于產生和/或接收輻射的有源區域并且例如被劃分成多個半導體本體。半導體層序列被布置在載體復合體上并且例如借助材料決定的連接與載體復合體固定。
[0023]載體復合體具有朝向半導體層序列的前側和背向半導體層序列的背側。
[0024]根據方法的至少一種實施方式，方法包括構造溝形的凹陷部，所述凹陷部至少局部地在相鄰的半導體本體之間伸展并且延伸到載體復合體中。然而，溝形的凹陷部在垂直方向上不完全穿過載體復合體延伸。例如溝形的凹陷部借助相干輻射、特別是借助脈沖運行中的激光、例如以皮秒或納秒范圍內的脈沖時長來構造。替代地或補充地，例如可以使用化學方法、例如濕法化學蝕刻或干法化學蝕刻。還有機械方法、例如磨削方法或鋸方法。例如晶片據適合。
[0025]溝形的凹陷部的構造例如可以分別在相鄰的半導體本體之間平行于第一方向來進行。附加地，溝形的凹陷部的構造可以沿與第一方向傾斜或垂直伸展的第二方向進行。
[0026]根據方法的至少一種實施方式，方法包括構造絕緣層，該絕緣層分別至少局部地覆蓋半導體層序列和溝形的凹陷部的側面。絕緣層的構造例如借助CVD方法(化學氣相沉積)或PVD方法(物理氣相沉積)進行。特別是ALD方法(原子層沉積)適合于絕緣層的沉積。借助ALD方法可以以特別可靠的方式實現復合體的符合的覆蓋物、即跟隨復合體的表面形狀的涂層。由此已經可以在很薄的層的情況下實現要噴射成形的棱的可靠的絕緣。
[0027]根據方法的至少一種實施方式，方法包括將復合體分割成多個半導體芯片，其中通過分割斷面進行分割，所述分割斷面至少局部地沿著溝形的凹陷部伸展。
[0028]術語“分割斷面”在此絕對沒有包含關于制造方式的限制。分割斷面特別是可以機械地例如通過分裂、折斷或鋸，化學地例如通過濕法化學蝕刻或干法化學蝕刻，或借助相干輻射來構造。在分割斷面沿著溝形的凹陷部伸展所在的區域中，分割斷面特別是可以在復合體的俯視圖中完全在溝形的凹陷部內構造。
[0029]根據方法的至少一種實施方式，載體復合體的朝向半導體層序列的前側在分割時在溝形的凹陷部的區域中不被金屬材料覆蓋。因此在切割時不切開前側施加的金屬材料。
[0030]根據方法的至少一種實施方式，載體復合體的背向半導體層序列的背側在分割時不被金屬材料覆蓋。因此在載體復合體的背側上沒有設置金屬材料。
[0031]根據方法的至少一種實施方式，載體復合體特別是在構造溝形的凹陷部之后被減薄。通過減薄可以減小要制造的半導體芯片的結構高度。同時，載體復合體可以在減薄之前特別可靠地使半導體層序列機械穩定。
[0032]根據方法的至少一種實施方式，沿著溝形的凹陷部伸展的分割斷面在分割時具有比溝形的凹陷部更小的寬度。分割斷面在溝形的凹陷部之內的構造由此被簡化。此外，相鄰的半導體本體之間的所需的間距因此可以被最小化。
[0033]根據方法的至少一種實施方式，在半導體本體上分別構造有電接觸面并且沿著溝形的凹陷部伸展的分割斷面分別被在相鄰的半導體本體之間，使得分割斷面的中線比所分配的溝形凹陷部的中線距離相鄰半導體本體的最近的接觸面更遠。接觸面特別是不居中地布置在相應的半導體本體上，使得在溝形凹陷部的一側上相鄰的半導