發射輻射的半導體芯片和用于制造發射輻射的半導體芯片的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發射輻射的半導體芯片以及一種用于制造發射輻射的半導體芯片的方法。
【背景技術】
[0002]光電子半導體芯片，例如福射二極管芯片(Lumineszenzd1denchip)通常為了防護靜電放電而連同與其并聯連接的ESD保護二極管共同設置在殼體中。然而這種構造需要相對大的殼體，由此這種殼體的可小型化性是受限的。
【發明內容】
[0003]目的是提出一種尤其緊湊的構型，所述構型相對于靜電放電是不敏感的。此外應提出一種方法，借助于所述方法可以簡單且可靠地制造這種構型。
[0004]這些目的此外通過根據獨立權利要求的發射輻射的半導體芯片或方法來實現。設計方案和改進方案是從屬權利要求的主題。
[0005]提出一種發射輻射的半導體芯片。
[0006]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，半導體芯片具有半導體本體。半導體本體具有半導體層序列，所述半導體層序列具有設置用于產生輻射的有源區域。此夕卜，半導體層序列尤其具有第一傳導類型的第一半導體層和與第一傳導類型不同的第二傳導類型的第二半導體層。第一半導體層例如以η型傳導的方式摻雜而第二半導體層以P型傳導的方式摻雜或者相反。有源區域尤其設置在第一半導體層和第二半導體層之間。有源區域、第一半導體層和第二半導體層也能夠分別多層地構成。
[0007]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，半導體芯片具有載體。也就是說，載體是半導體芯片的一部分。載體尤其用于機械穩定半導體本體。
[0008]根據發射福射的半導體芯片的至少一個實施方式，在載體中構成有pn結。與有源區域不同的是，pn結不構成用于產生電磁輻射。也就是說，載體也能夠由如下材料形成，所述材料不適合用于產生輻射。載體例如能夠包含硅或者鍺或者由這種材料構成。
[0009]載體在背離半導體本體的后側和朝向半導體本體的前側之間沿著豎直方向延伸。
[0010]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，載體在后側上具有第一接觸部和第二接觸部。接觸部設置用于外部電接觸發射輻射的半導體芯片。通過將外部的電壓施加在這些接觸部之間能夠將載流子從不同側注入到有源區域中并且在該處復合以發射輻射。
[0011]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，有源區域和pn結經由第一接觸部和第二接觸部關于導通方向彼此反并聯地連接。在關于有源區域施加正向電壓時，pn結沿著截止方向定向，使得載流子注入到有源區域中并且在該處重組以發射輻射。在例如由于靜電充電而在有源區域上沿著反向方向施加電壓時，pn結沿著導通方向定向，使得載流子能夠繞過有源區域經由pn結流出。
[0012]在發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式中，半導體芯片具有半導體本體，所述半導體本體具有半導體層序列、第一傳導類型的第一半導體層和與第一傳導類型不同的第二傳導類型的第二半導體層，所述半導體層序列具有設置用于產生輻射的有源區域。此外，半導體芯片具有載體，在所述載體上設置有半導體本體，其中在載體中構成有pn結。在背離半導體本體的后側上，載體具有第一接觸部和第二接觸部。有源區域和pn結經由第一接觸部和第二接觸部關于導通方向彼此反并聯地連接。
[0013]也就是說，發射輻射的半導體芯片具有集成到半導體芯片中的、呈在半導體芯片的載體中構成的pn結形式的ESD(Electro Static Discharge靜電放電)防護部。因此能夠棄用附加的、在半導體芯片外部構成的、護靜電放電的防護部。此外，半導體芯片經由設置在后側的接觸部能夠電接觸并且能夠經由標準工藝、例如回流焊固定在連接載體、例如電路板或者引線框上。特別地，發射輻射的半導體芯片構成為所謂的CSP器件(Chip SizePackage，芯片級封裝)。這種構型是尤其緊湊的，尤其與其中半導體芯片與附加的ESD二極管共同安裝在殼體中的器件相比是尤其緊湊的。此外，半導體芯片是可表面安裝的器件(Surface Mounted Device，smd)。
[0014]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，pn結整面地構成在載體中。這意味著，在半導體芯片的俯視圖中，pn結在整個載體材料之上延伸。也就是說，為了制造具有這種pn結的載體不需要橫向的結構化工藝。
[0015]pn結尤其平行于載體的后側延伸。
[0016]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，pn結構成在載體的第一子區域和載體的第二子區域之間。特別地，第一子區域設置在半導體本體和第二子區域之間。第一子區域和第二子區域關于傳導類型彼此不同。第一子區域例如是P型傳導的的而第二子區域例如是η型傳導的或者相反。
[0017]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，載體具有開口，所述開口從載體的后側延伸穿過第二子區域，其中第一子區域經由開口來電接觸。開口例如構成為載體中的盲孔。也就是說，開口沿著豎直方向不完全地穿過載體。也就是說，經由開口，pn結的朝向半導體本體的子區域從載體的后側起能夠電接觸。
[0018]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，第一接觸部經由穿過載體的過孔與第一半導體層導電連接。過孔沿著豎直方向完全地延伸穿過載體。替選地或者補充地，第二接觸部經由穿過載體的過孔不與第二半導體層導電連接。然而，接觸部中的一個也能夠直接經由載體的適宜的能導電的材料代替經由過孔來與所屬的半導體層導電連接。
[0019]根據發射輻射的半導體芯片的至少一個實施方式，過孔延伸穿過pn結。在第一接觸部和第二接觸部分別經由過孔電接觸時，這兩個過孔能夠延伸穿過pn結。在過孔的區域中，接觸部適宜地分別與pn結電絕緣。特別地，pn結能夠沿著圍繞過孔的整個環周延伸。
[0020]pn結例如借助于電絕緣的分隔層與第一接觸部和/或第二接觸部電絕緣。
[0021]此外，提出一種用于制造多個發射輻射的半導體芯片的方法。接下來將描述的方法適合于制造之前所描述的發射輻射的半導體芯片。結合半導體芯片所詳述的特征因此也能夠用于所述方法并且反之亦然。
[0022]根據所述方法的至少一個實施方式，所述方法包括如下步驟，其中提供半導體層序列，所述半導體層序列具有設置用于產生輻射的有源區域、第一傳導類型的第一半導體層和與第一傳導類型不同的第二傳導類型的第二半導體層。半導體層序列例如外延地，例如借助于MOVPE沉積在生長襯底上。半導體層序列能夠在生長襯底或者與生長襯底不同的輔助載體上提供。
[0023]根據所述方法的至少一個實施方式，所述方法包括如下步驟，其中將載體復合件固定在半導體層序列上。特別地，在載體復合件中構成有pn結。
[0024]根據所述方法的至少一個實施方式，所述方法包括如下步驟，其中從載體復合件的背離半導體層序列的后側起穿過載體復合件構成多個過孔。過孔的構成尤其在載體復合件已經固定在半導體層序列上之后進行。在固定在半導體層序列上的時間點，載體復合件能夠沿著橫向方向完全未結構化地構成。特別地，載體復合件完全沒有凹槽或者留空部，所述凹槽或留空部沿著豎直方向完全地或者部分地延伸穿過載體復合件。
[0025]根據所述方法的至少一個實施方式，所述方法包括如下步驟，其中在載體的后側上構成多個第一接觸部和第二接觸部。第一接觸部經由過孔與第一半導體層導電連接。替選地或者補充地，第二接觸部能夠經由過孔與第二半導體層導電連接。
[0026]根據所述方法的至少一個實施方式，所述方法包括如下步驟，其中將半導體層序列與載體復合件分割為半導體芯片。在已分割的半導體芯片中，有源區域和pn結分別經由第一接觸部和第二接觸部關于導通方向彼此反并聯地連接。已分割的半導體芯片分別具有從半導體層序列產生的半導體本體和從載體復合件產生的載體。
[0027]在所述方法的至少一個實施方式中，所述方法包括下述步驟:
[0028]提供半導體層序列，所述半導