專利名稱：用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法和光電子半導(dǎo)體芯片的制作方法
用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法和光電子半導(dǎo)體芯片本專利申請要求德國專利申請10 2008 056 371. 4的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引
用結(jié)合于此。提出了一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法以及一種光電子半導(dǎo)體芯片。在制造在半導(dǎo)體芯片中高摻雜的并且同時高品質(zhì)結(jié)晶的半導(dǎo)體層的情況下，在多種材料中、尤其是在寬帶半導(dǎo)體中，除了本來的摻雜之外還需要借助第二材料的共同摻雜。 例如，在所追求的高P摻雜以產(chǎn)生提高的載流子濃度(即提高的空穴濃度)的情況下，引入電子受主材料。為了同時對抗晶體質(zhì)量的劣化，附加地引入電子施主材料作為共同摻雜劑， 然而由此至少部分地又建立了晶體的電中性。共同摻雜劑由此會是不希望的，然而由于制造方法是必要的。在這種根據(jù)所說明的例子ρ摻雜和同時η共同摻雜的層的情況下，由于共同摻雜而得到了僅僅少的P摻雜或者甚至固有的載流子濃度或者甚至η摻雜。為了高的空穴濃度用于在所提及的例子中所追求的高的P導(dǎo)電性，又必須消除共同摻雜材料的補(bǔ)償作用，這稱為所謂的導(dǎo)電性激活，在所給出的例子中為P導(dǎo)電性，或者稱為激活摻雜材料。這種共同摻雜的半導(dǎo)體材料的電激活通常通過純粹熱學(xué)上的退火步驟形式的激活來實(shí)現(xiàn)。為此需要的是，共同摻雜材料比摻雜材料更容易揮發(fā)，并且共同摻雜材料可以通過熱學(xué)上的退火步驟在一定程度上或者完全地、即例如從0. 001%到100%地從被摻雜的半導(dǎo)體層中排出。該方法例如對于激活基于GaN的發(fā)光二極管(LED)的ρ側(cè)是必要的。對于該激活，存在已建立的方法，例如尤其是在特定的氣氛下基于所謂的RTP (“快速熱處理”) 工藝。常規(guī)的激活工藝在700°C至1000°C的高溫下在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中以RTP工藝的形式進(jìn)行或者在500°C至600°C的較低溫度下在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中在管狀爐中在比較而言明顯更長的持續(xù)時間和其他混合物的情況下進(jìn)行。然而，當(dāng)出于任何原因共同摻雜材料從被摻雜的半導(dǎo)體材料中擴(kuò)散受阻時(如例如在所謂的被掩埋的、P摻雜層的情況下那樣)，已知的方法只是不充分地起作用。在此，對于暴露的共同摻雜的P層、即接近晶體的表面并且所描述的傳統(tǒng)的方法對其起作用的P層， 以及對于在一個或者多個層以下、尤其是η摻雜的層以下被掩埋的P摻雜的層，在可達(dá)到的激活程度方面存在明顯的差別。后者借助已知的激活方法只能較少地激活或者根本不能激活。器件、例如LED的可測量的工作電壓由此顯著提高。至少一個實(shí)施形式的任務(wù)是，提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法，其具有至少一個被摻雜的功能層。至少另一個實(shí)施形式的任務(wù)是，提出一種光電子半導(dǎo)體芯片。這些任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的方法和主題來解決。所述方法和主題的有利的實(shí)施形式和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中表明并且此外從以下的描述中和附圖
中得出。根據(jù)至少一個實(shí)施形式，一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法尤其是包括以下步驟A)構(gòu)建帶有至少一個被摻雜的功能層的半導(dǎo)體層序列，該至少一個被摻雜的功能層具有帶有至少一種摻雜材料和至少一種共同摻雜材料的連接復(fù)合體，其中選自摻雜材料和共同摻雜材料的一個是電子受主，并且另一個是電子施主。B)通過借助引入能量斷開連接復(fù)合體來激活摻雜材料，其中共同摻雜材料至少部分地保留在半導(dǎo)體層序列中并且至少部分地并不與摻雜材料形成連接復(fù)合體。根據(jù)至少一個另外的實(shí)施形式，光電子半導(dǎo)體芯片尤其是包括帶有至少一個被摻雜的功能層的半導(dǎo)體層序列，該被摻雜的功能層帶有摻雜材料和共同摻雜材料，其中半導(dǎo)體層序列具有帶有格柵結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，選自摻雜材料和共同摻雜材料的一個是電子受主，并且另一個是電子施主，共同摻雜材料連接到半導(dǎo)體材料上和/或設(shè)置在中間格柵位置上，并且共同摻雜材料至少部分地不與摻雜材料形成連接復(fù)合體。只要沒有不同地明確說明，在下文中所描述的實(shí)施形式、特征及其組合同樣地涉及光電子半導(dǎo)體芯片和用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。一個層或者一個元件設(shè)置或者施加在另一層或者另一元件“上”或者“之上”，在此以及在下文中表示，所述一個層或者所述一個元件直接地以直接機(jī)械接觸和/或電接觸設(shè)置在所述另一層或者另一元件上。此外也可以表示，所述一個層或者所述一個元件間接地設(shè)置在所述另一層或者另一元件上或者之上。在此，于是其他的層和/或其他的元件可以設(shè)置在所述一個層和所述另一層之間或者所述一個元件和所述另一元件之間。一個層或者一個元件設(shè)置在兩個另外的層或者元件“之間”，在此以及在下文中表示，所述一個層或者所述一個元件直接地對所述兩個另外的層或者元件之一以直接機(jī)械接觸方式和/或以電接觸方式或者以間接接觸方式設(shè)置，并且對所述兩個另外的層或者元件的另一個以直接機(jī)械接觸方式和/或以電接觸方式或者以間接接觸方式設(shè)置。在此，在間接接觸的情況下，于是另外的層和/或元件可以設(shè)置在所述一個層和所述兩個另外的層的至少之一之間，或者在所述一個元件和所述兩個另外的元件的至少之一之間。術(shù)語“被摻雜的功能層”在此始終表示上面所描述意義中的、具有摻雜材料和共同摻雜材料的層。通過在方法步驟B中有針對性地輸入能量，可以操縱被摻雜的功能層中的連接復(fù)合體(其例如以摻雜材料和共同摻雜材料之間的原子鍵的形式或者以摻雜材料、共同摻雜材料和被摻雜的功能層的半導(dǎo)體材料之間的連接復(fù)合體的形式存在)，使得可以消除共同摻雜材料對于本來的摻雜材料的摻雜特性的補(bǔ)償作用。通過合適的工藝條件，與傳統(tǒng)的方法相比，可以通過這里所描述的方法避免被斷開的連接或者連接復(fù)合體直接重建。尤其可以實(shí)現(xiàn)的是，共同摻雜材料連接在半導(dǎo)體層序列的被摻雜的功能層或者另一層的半導(dǎo)體材料的晶格中的另一位置上，即不連接在摻雜材料上，或者被安放在中間格柵中，在中間格柵中共同摻雜材料不再可以補(bǔ)償性地作用到摻雜材料上。通過這種方式，增加了通過摻雜材料引入的自由的、即未被補(bǔ)償?shù)妮d流子的數(shù)目，而不必將共同摻雜材料從摻雜的功能層或者從半導(dǎo)體層序列排出。由于這樣可實(shí)現(xiàn)的較高的導(dǎo)電性，也降低了這樣激活的光電子半導(dǎo)體芯片的工作電壓。共同摻雜材料至少部分地并不與摻雜材料形成連接復(fù)合體，在此并且在下文中尤其可以表示，共同摻雜材料的至少一部分存在于被摻雜的功能層中，其并不與摻雜材料的一部分形成連接復(fù)合體，使得摻雜材料的該部分可以有助于提高自由載流子在被摻雜的功能層中的密度。在此，術(shù)語“自由載流子”在P摻雜的層中尤其是包括空穴，即其中缺少電子并且決定性地貢獻(xiàn)于P導(dǎo)電的半導(dǎo)體的導(dǎo)電性的部位，并且在η摻雜的層中包括電子。尤其是，光電子半導(dǎo)體芯片制造或者構(gòu)建為發(fā)光二極管(LED)或者激光二極管， 并且具有帶有有源區(qū)的至少一個有源層，所述有源區(qū)適于發(fā)射電磁輻射。在此以及在下文中，“光”或者“電磁輻射”可以同樣地表示尤其是具有大于或等于200nm并且小于或等于 20000nm的從紅外至紫外波長范圍中的至少一個波長或者波長范圍的電磁輻射。在此，光或者電磁輻射可以包括可見的、即近紅外至藍(lán)色的波長范圍，其具有在大約350nm到大約 IOOOnm之間的一個或多個波長。半導(dǎo)體芯片例如可以具有pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)(SQW結(jié)構(gòu))或者多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))，作為有源層中的有源區(qū)。術(shù)語量子阱結(jié)構(gòu)在本申請的范圍中尤其是包括任意的如下結(jié)構(gòu)其中載流子通過限制(“confinement”)而可以經(jīng)歷其能量狀態(tài)的量子化。特別地，術(shù)語量子阱結(jié)構(gòu)并不包含關(guān)于量子化的維度的說明。由此，量子阱結(jié)構(gòu)尤其是包括量子槽、量子線和量子點(diǎn)以及這些結(jié)構(gòu)的任意組合。半導(dǎo)體層序列可以除了帶有有源區(qū)的有源層之外還包括其他的功能層和功能區(qū)域，其選自P摻雜和η摻雜的載流子傳輸層，即電子傳輸層和空穴傳輸層，P-、η-和未摻雜的限制層、覆蓋層和波導(dǎo)層、勢壘層、平面化層、緩沖層、保護(hù)層和電極，以及所提及的層的組合。電極在此可以分別具有一個或多個金屬層，該金屬層具有Ag、Au、Sn、Ti、Pt、Pd、Cr、Al和/或Ni，和/或帶有透明導(dǎo)電氧化物如氧化鋅、氧化錫、氧化鈣、氧化鈦、氧化銦或者氧化銦錫(ITO)的一個或者多個層。此外，也可以垂直于半導(dǎo)體層序列的設(shè)置方向例如圍繞半導(dǎo)體層序列地(即譬如在半導(dǎo)體層序列的側(cè)面上)設(shè)置附加的層，譬如緩沖層、勢壘層和/或保護(hù)層。半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片可以構(gòu)建為外延層序列，即構(gòu)建為外延生長的半導(dǎo)體層序列。在此，半導(dǎo)體芯片或者半導(dǎo)體層序列尤其是可以構(gòu)建為氮化物半導(dǎo)體系統(tǒng)。術(shù)語氮化物半導(dǎo)體系統(tǒng)包括所有氮化物化合物半導(dǎo)體材料。在此，可以是第三主族的元素與氮化物的二元、三元和/或四元化合物構(gòu)成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。這種材料的例子是BN、AlGaN, GaN, InAKiaN或者其他的III-V化合物。在該意義中，半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片可以基于InMGaN地實(shí)施。基于InMGaN的半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體層序列尤其是包括如下的半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體層序列其中外延制造的半導(dǎo)體層序列通常具有不同的單層構(gòu)成的層序列，其包含至少一個單層，該單層具有III-V化合物半導(dǎo)體材料系hxAly(iai_x_yN中的材料， 其中0彡χ彡1，0彡y彡1且x+y彡1。具有至少一個基于InGaAlN的有源層的半導(dǎo)體層序列例如可以優(yōu)選發(fā)射紫外至綠色或者黃綠波長范圍中的電磁輻射。此外，半導(dǎo)體層序列例如可以基于MGaAs來實(shí)施?；贛GaAs的半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體層序列尤其是包括如下的半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體層序列其中外延制造的半導(dǎo)體層序列通常具有不同的單層構(gòu)成的層序列，其包含至少一個單層，該單層具有III-V化合物半導(dǎo)體材料系A(chǔ)lxGahAs中的材料，其中0彡X彡1。特別地，具有基于AlGaAs的材料的有源層可以適于發(fā)射具有在紅色至紅外波長范圍中的一個或者多個光譜成分的電磁輻射。此外， 這種材料可以對所提及的元素附加地或者可替選地而具有h和/或P?？商孢x地或者附加地，半導(dǎo)體層序列也可以基于InGaAlP,也就是說，半導(dǎo)體層序列可以具有不同的單層，其中至少一個單層具有III-V化合物半導(dǎo)體材料系hxAlyGai_x_yP 中的材料，其中0彡χ彡1，0彡y彡1且x+y彡1。具有至少一個基于InGaAlP的有源層的半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片例如可以優(yōu)選發(fā)射具有在綠色至紅色波長范圍中的一個或多個光譜成分的電磁輻射?？商孢x地或者附加地，半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片除了或者替代III-V化合物半導(dǎo)體材料系也可以具有II-VI化合物半導(dǎo)體材料系。II-VI化合物半導(dǎo)體材料可以具有
5至少一個來自第二主族的元素或者第二副族的元素，例如Be、Mg、Ca、Sr、Cd、Zn、Sn,以及來自第六主族的元素，例如0、S、k、Te。尤其是，II-VI化合物半導(dǎo)體材料系包括二元、三元或者四元化合物，其包括至少一個來自第二主族的元素和至少一個來自第六主族的元素。此外，這種二元、三元或四元化合物例如可以具有一種或者多種摻雜材料以及附加的組成部分。例如，屬于Π/VI化合物半導(dǎo)體材料的是ZnO、ZnMgO、CdS、SiCdS、MgBeO。所有上面說明的材料不必一定具有根據(jù)上面給出的式子的數(shù)學(xué)上精確的組分。更確切地說，它們可以具有一種或者多種其他的摻雜材料以及附加的組成部分，它們基本上并不改變材料的物理特性。出于簡單的原因，所說明的式子僅僅包含晶格的主要組成部分， 即使其可以部分地通過少量的其他材料來替代。此外，半導(dǎo)體層序列可以具有襯底，在該襯底上沉積了上述III-V或者II-VI化合物半導(dǎo)體材料系。該襯底在此可以包括半導(dǎo)體材料，例如上面提及的化合物半導(dǎo)體材料系。 例如，該襯底可以包括GaP、GaN、SiC、Si和/或Ge，或者也可以包括藍(lán)寶石或者由這種材料構(gòu)成。襯底可以構(gòu)建為生長襯底，這意味著，半導(dǎo)體層序列外延生長在襯底上，半導(dǎo)體層序列的距離襯底最遠(yuǎn)地設(shè)置的功能層是在生長方向上最上面的層。對此可替選地，襯底也可以構(gòu)建為襯底支承體，事先生長在生長襯底上的半導(dǎo)體層序列例如通過轉(zhuǎn)接合(Umbonden) 轉(zhuǎn)移到該支承襯底上，使得在生長襯底上在生長方向上最上面的、半導(dǎo)體層序列的層在轉(zhuǎn)接合之后最接近支承襯底。生長襯底可以在轉(zhuǎn)移步驟之后部分地或者完全地去除，使得可以暴露首先在生長襯底上生長的半導(dǎo)體層序列的層。特別地，帶有支承襯底的光電子半導(dǎo)體芯片可以構(gòu)建為薄膜半導(dǎo)體芯片或者稱為薄膜半導(dǎo)體芯片。薄膜半導(dǎo)體芯片的特色尤其是在于以下的典型特征的至少之一-在產(chǎn)生輻射的外延層序列的朝向支承體的第一主面上施加或者構(gòu)建有反射層， 該反射層將外延層序列中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分向回反射到外延層序列中；-外延層序列具有在20μ m或者更小的范圍中、尤其是10 μ m的范圍中的厚度；以及-外延層序列包含至少一個如下的半導(dǎo)體層該半導(dǎo)體層帶有具有混勻結(jié)構(gòu)的至少一個面，該混勻結(jié)構(gòu)在理想情況下導(dǎo)致輻射在外延層序列中的近似各態(tài)歷經(jīng)的分布，即其具有盡可能各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)散射特性。薄膜發(fā)光二極管芯片的基本原理例如在I. Schnitzer等人的《Appl. Phys. Lett.》 (63 (16)，1993年10月18日，第2174-2176頁)中予以描述，其公開內(nèi)容就此而言通過引用
結(jié)合于此。在方法步驟A中，例如可以提供單層形式或者被摻雜的功能層堆疊形式的被摻雜的功能層作為半導(dǎo)體層序列。此外，半導(dǎo)體層序列可以作為半導(dǎo)體芯片的部分構(gòu)建完成的部分來提供或者構(gòu)建。這例如可以表示，半導(dǎo)體層序列具有襯底，譬如生長襯底，包括借助摻雜材料和共同摻雜材料被摻雜的功能層在內(nèi)的多個功能層作為在生長方向上最上面的層生長在該生長襯底上?？商孢x地，襯底可以是支承襯底，帶有被摻雜的功能層的半導(dǎo)體層序列被轉(zhuǎn)移到該支承襯底上并且隨后去除生長襯底，使得被摻雜的功能層暴露。此外，半導(dǎo)體層序列可以在方法步驟A中以多個功能層來構(gòu)建，其中借助摻雜材料和共同摻雜材料被摻雜的功能層設(shè)置在兩個另外的功能層之間，使得被摻雜的功能層并不構(gòu)建為在半導(dǎo)體層序列的最上面的層。如果在生長方向上在被摻雜的功能層之上以及下方分別設(shè)置一個或者多個另外的功能層，其中至少與被摻雜的功能層直接相鄰的層不同于被摻雜的功能層，尤其是被不同地?fù)诫s，則被摻雜的功能層在此以及在下文中也可以稱為所謂的“被掩埋的”層。尤其是，半導(dǎo)體芯片可以在方法步驟A中已經(jīng)制成，這意味著，半導(dǎo)體層序列在方法步驟A之后已經(jīng)具有半導(dǎo)體層序列的對于半導(dǎo)體芯片的工作所需的全部功能層。半導(dǎo)體層序列在此例如可以在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中構(gòu)建。在此，這樣制成的半導(dǎo)體層序列可以在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中或者此外在在實(shí)施方法步驟A之后相應(yīng)分割的單個半導(dǎo)體芯片中構(gòu)建和提供。半導(dǎo)體芯片或者半導(dǎo)體層序列例如可以在ρ摻雜的層和在生長方向上在后的η摻雜的層之間具有有源區(qū)，使得在生長方向上看，極性相對于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片反轉(zhuǎn)，其中在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片中P摻雜的區(qū)域在生長方向上在η摻雜的區(qū)域之后。根據(jù)帶有生長襯底或者支承襯底的半導(dǎo)體芯片的構(gòu)型，η摻雜的層或者ρ摻雜的層可以構(gòu)建為被掩埋的、被摻雜的功能層。此外，被掩埋的、被摻雜的功能層例如可以在具有至少一個隧道結(jié)的光電子半導(dǎo)體芯片中構(gòu)建，該隧道結(jié)帶有至少一個η摻雜的(“η型”)隧道結(jié)層和至少一個ρ摻雜的 (“P型”)隧道結(jié)層。帶有摻雜材料和共同摻雜材料的所述至少一個被摻雜的功能層在此可以通過所述至少一個η摻雜的隧道結(jié)層或者通過所述至少一個ρ摻雜的隧道結(jié)層來形成。在此，在半導(dǎo)體層序列內(nèi)在離開襯底的方向上，在隧道結(jié)之后可以設(shè)置帶有有源區(qū)的有源層。在此，可以在所述至少一個η型隧道結(jié)層和所述至少一個ρ型隧道結(jié)層之間設(shè)置至少一個未摻雜的中間層構(gòu)成的未被摻雜的區(qū)域，使得η型隧道結(jié)層和ρ型隧道結(jié)層并不直接彼此鄰接，而是通過至少一個未被摻雜的中間層彼此隔離。術(shù)語“隧道結(jié)層”在此用于區(qū)分半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片的其余功能層，并且表示這樣稱呼的η型隧道結(jié)層或者P 型隧道結(jié)層設(shè)置在隧道結(jié)中。通過η型隧道結(jié)層和ρ型隧道結(jié)層借助未摻雜的區(qū)域彼此隔離，防止了在邊界面上不同的載流子的不利的補(bǔ)償，否則當(dāng)P型隧道結(jié)層和η型隧道結(jié)層直接彼此鄰接時，由于載流子通過邊界面擴(kuò)散會出現(xiàn)該補(bǔ)償。雖然通過將未摻雜的區(qū)域插入η型隧道結(jié)層和P 型隧道結(jié)層之間在隧道結(jié)內(nèi)部產(chǎn)生了具有僅僅小的載流子密度的區(qū)域，然而也可以實(shí)現(xiàn)的是，與在η型隧道結(jié)層和直接鄰接的ρ型隧道結(jié)層之間的邊界面上的區(qū)域相比(在該區(qū)域中載流子由于通過邊界面的擴(kuò)散而彼此補(bǔ)償)，以一個或者多個未摻雜的中間層的形式插入的未摻雜的區(qū)域?qū)λ淼澜Y(jié)的電特性、尤其是正向電壓的不利影響更少。此外，半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片可以構(gòu)建為堆疊的LED，其帶有多個相疊生長的有源層，其中有源層的每個分別設(shè)置在至少一個η摻雜層和ρ摻雜層之間，也例如與隧道結(jié)層結(jié)合。由此，構(gòu)建為堆疊的LED的半導(dǎo)體層序列可以具有至少一個被掩埋的、被摻雜的功能層。前面描述的、常規(guī)極性或者反轉(zhuǎn)極性形式的半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)層和堆疊的有源區(qū)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，并且在此不再進(jìn)一步說明。對于所有這些結(jié)構(gòu)共同的是，它們可以具有被掩埋的、被摻雜的功能層，這些功能層可以具有摻雜材料和共同摻雜材料，并且與可以用作針對共同摻雜材料的擴(kuò)散勢壘的層相鄰。在這種被掩埋的、被摻雜的功能層的情況下，因此摻雜材料的傳統(tǒng)的激活例如借助上面描述的傳統(tǒng)RTP方法幾乎不可能或者根本不可能。
用于ρ摻雜的功能層的摻雜材料，即至少一種合適的電子受主，至少在要實(shí)現(xiàn)的高的摻雜強(qiáng)度的情況下通常并不可以以純的形式引入到被摻雜的功能層的半導(dǎo)體材料中。 替代地，摻雜材料以具有至少一種另外的材料(共同摻雜材料)的復(fù)合體存在。該另外的材料通常用作半導(dǎo)體材料的電子施主，其對電子受主材料、即摻雜材料在其電學(xué)作用上進(jìn)行補(bǔ)償。尤其是，被摻雜的功能層由此可以是P摻雜的層，其中摻雜材料具有電子受主材料或者是電子受主材料，而共同摻雜材料具有電子施主材料或者是電子施主材料。根據(jù)方法步驟B的激活步驟適于持續(xù)地產(chǎn)生半導(dǎo)體材料內(nèi)的摻雜材料的至少一部分的電學(xué)作用，也就是說，其適于提高P導(dǎo)電性。特別優(yōu)選的是，在寬帶半導(dǎo)體系統(tǒng)中，譬如在氮化物化合物半導(dǎo)體系統(tǒng)中用于ρ 摻雜的功能層的摻雜材料具有鎂或者是鎂。鎂通常在帶有氫的復(fù)合體中作為共同摻雜材料加入半導(dǎo)體材料中。通過根據(jù)方法步驟B的激活步驟，產(chǎn)生作為ρ摻雜材料的鎂的至少一部分的電學(xué)作用，其通過氫補(bǔ)償。在II-VI化合物半導(dǎo)體系統(tǒng)譬如中，摻雜材料例如具有氮或者是氮。共同摻雜材料在此也可以優(yōu)選是氫?？商孢x地，被摻雜的功能層也可以是η摻雜的層，也就是說，摻雜材料是電子施主材料，而共同摻雜材料是電子受主材料。這例如可以是特別適于帶有比較小的帶隙的半導(dǎo)體材料，譬如基于CdTe或者GaAs的化合物半導(dǎo)體材料。因?yàn)樵谶@里所描述的方法中無需排出共同摻雜材料，所以尤其是適于如下的被摻雜的功能層由于基本原因共同摻雜材料并不可以從這些層中擴(kuò)散出來，譬如因?yàn)楸粨诫s的功能層是在上述意義中被掩埋的層。這里所描述的方法因此首次可以提供也將這種層激活的可能性。對于上面描述的PILS ( “極性反轉(zhuǎn)的LED結(jié)構(gòu)”)以及堆疊的LED (譬如基于 GaN或者其他上述化合物半導(dǎo)體材料)，激活的這種方式是必要的，因?yàn)樵谶@些情況中，ρ摻雜的功能層(例如帶有Mg作為摻雜材料以及氫作為共同摻雜材料)通過僅僅針對排出共同摻雜材料的、基于RTP的退火步驟并不能被激活。為了實(shí)現(xiàn)有針對性地并且盡可能持久地?cái)嚅_對于摻雜材料鈍化的、共同摻雜材料與摻雜材料或者也與晶體原子的連接，需要輸送和引入能量。在此，可以在方法步驟B中通過在被摻雜的功能層中產(chǎn)生電流來引入能量。這在此以及在下文中也可以稱為所謂的“電激活”。在電激活的情況下，可以至少將被摻雜的功能層電連接到外部電源上。此外，例如在方法步驟A中關(guān)于半導(dǎo)體層序列方面已經(jīng)制成的并且構(gòu)建的光電子半導(dǎo)體芯片可以在確定的時段上電驅(qū)動，也就是說，連接到外部的電流源和電壓源上。光電子半導(dǎo)體芯片在此還可以位于晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中，使得可以同時激活多個光電子半導(dǎo)體芯片或者半導(dǎo)體層序列。對此可替選地，半導(dǎo)體芯片可以已經(jīng)在方法步驟A中被分割并且由此從晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中分離出，使得半導(dǎo)體芯片可以單獨(dú)地并且與晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)的其他半導(dǎo)體芯片無關(guān)地被激活。關(guān)于下文中描述的所需的電流密度方面，電激活被分割的半導(dǎo)體層序列或者被分割的光電子半導(dǎo)體芯片可以是有利的，因?yàn)閷⑦@些方法針對較大的晶片來縮放在技術(shù)上僅僅是有限地可能的。對此可替選地，電流可以無接觸地通過借助外部的合適的線圈裝置的感應(yīng)來產(chǎn)生。在此，可以在與被摻雜的功能層的延伸平面平行的平面中，至少在被摻雜的功能層中或者附加地也在半導(dǎo)體層序列的另外的層中垂直于半導(dǎo)體層序列的生長方向并且由此垂直于半導(dǎo)體芯片的由于工作而引起的電流方向地產(chǎn)生一個回路電流或者多個回路電流。
如果半導(dǎo)體層序列在方法步驟A中例如構(gòu)建在作為生長襯底的電絕緣的藍(lán)寶石襯底上，則可以在將半導(dǎo)體層序列轉(zhuǎn)接合到導(dǎo)電的支承襯底上之后并且在去除生長襯底之后通過電連接來進(jìn)行電激活。對此可替選地或者附加地，可以已經(jīng)在必要時不再需要的轉(zhuǎn)接合步驟之前借助感應(yīng)來進(jìn)行電激活。在電激活時，無論是通過電連接還是通過感應(yīng)，可以觀察到所需的工作電壓持續(xù)下降到最小值，該最小值持續(xù)地保持。在此，所產(chǎn)生的電流密度可以大于或者等于50A/cm2， 其中較高的電流密度可以加速激活。此外，可以特別優(yōu)選地除了產(chǎn)生電流之外還可以輸送熱能，使得提高半導(dǎo)體層序列或者光電子半導(dǎo)體芯片的溫度、然而至少提高被摻雜的功能層的溫度。被摻雜的功能層的溫度應(yīng)當(dāng)大于或等于大約80°C并且特別優(yōu)選大于或等于100°C。此外，所產(chǎn)生的電流密度可以在這種溫度情況下大于或者等于lOA/cm2。與已知的激活方法相比，在這里所描述的激活方法中的溫度可以小于或等于400°C，并且進(jìn)一步小于或者等于300°C。隨著溫度越來越高，可以幾乎指數(shù)地加速激活，這同時能夠?qū)崿F(xiàn)更低的所需電流密度。通過測量確定的是，在大約300°C的情況下例如在大約1分鐘之后已經(jīng)可以出現(xiàn)工作電壓下降中的飽和。激活時間必須非常精確，也就是說尤其是不能選擇得過長，因?yàn)榉駝t會由于半導(dǎo)體層序列的老化而出現(xiàn)光發(fā)射的額外下降。然而，存在參數(shù)空間，在該參數(shù)空間內(nèi)，老化比在降低的工作電壓的水平上的飽和明顯更遲地開始并且更緩慢地進(jìn)行。尤其是，激活時間可以在電激活的情況下以及在下面描述的可替選的和附加的激活過程中持續(xù)時間小于或者等于10分鐘，并且特別優(yōu)選地小于或等于5分鐘。熱能可以通過外部熱源、即譬如加熱裝置來輸送?？商孢x地或者附加地，熱能也可以通過所產(chǎn)生的電流本身由于歐姆損耗而被輸送。通過由于所引入的熱能產(chǎn)生的升高的溫度結(jié)合所產(chǎn)生的電流的影響，可以將共同摻雜材料、即例如上述的氫包圍，使得本來的摻雜材料、即例如上述的鎂激活?？商孢x或者附加于產(chǎn)生電流和/或引入熱能，可以在方法步驟B中通過射入電磁輻射來引入能量。這在此以及在下文中也可以稱為“電磁激活”。電磁激活可以表示在方法步驟A中構(gòu)建的半導(dǎo)體層序列可以用電磁輻射來照射，該電磁輻射與半導(dǎo)體層序列的被摻雜的功能層和/或其他層的吸收波長或者吸收帶諧振或者不諧振。通過射入電磁輻射，例如可以實(shí)現(xiàn)的是，產(chǎn)生附加的載流子，其結(jié)合上述電激活能夠?qū)崿F(xiàn)較大的感應(yīng)電流。當(dāng)例如在被摻雜的功能層中固有地僅僅存在非常少的或者根本沒有自由載流子時，這尤其也會是有利的。此外，在諧振的照射情況下，載流子可以有針對性地在如下層中被激勵在這些層中要進(jìn)行激活，即譬如在被摻雜的功能層中。此外，被摻雜的功能層的激活可以單獨(dú)通過電磁激活來進(jìn)行。被射入的電磁輻射的頻率在此確定了電磁激活的類型。在使用微波輻射的情況下 (即具有大于或等于大約1毫米并且小于或等于大約1米的波長或者具有大約300MHZ至大約300GHz的頻率的電磁輻射)，在典型的半導(dǎo)體材料中的激活通常并不諧振。在此，至原子鍵的能量傳輸尤其是可以通過激勵旋子和/或聲子來實(shí)現(xiàn)。聲子在此可以在被摻雜的功能層中典型地具有數(shù)十兆電子伏的激勵能量，旋子可以典型地具有小于1兆電子伏直到數(shù)毫電子伏的激勵能量。旋子在此可以包括原子以及復(fù)合體譬如激子的自旋。在使用所謂的太赫輻射的情況下，即具有大于或等于大約100微米并且小于或等于大約1毫米的波長或者大約300GHz至大約3THz的頻率的電磁輻射的情況下，在常見的半導(dǎo)體材料中通常涉及諧振激活，其中可以直接產(chǎn)生晶格振動，即聲子。工藝條件譬如頻率、功率、氣氛、時間、可吸收電磁輻射的附加的感受器 (Susceptoren)限定了電磁激活的程度和效果。特別地，電磁激活也可以借助諧振和非諧振的激活的混合來進(jìn)行。例如，針對P-GaN構(gòu)成的、被掩埋的、被摻雜的功能層，射入的電磁輻射的頻率在5GHz到IOGHz之間，功率在100瓦到4000瓦。該射入在此可以優(yōu)選在10秒至1小時的時段上進(jìn)行。為了避免所謂的“熱點(diǎn)”和所謂的“電弧”，即局部的過熱和弧光， 也可以改變該頻率。此外，可以附加地或者可替選地將半導(dǎo)體層序列相對于用于射入電磁輻射的裝置(或者相反)旋轉(zhuǎn)和/或平移。借助電磁輻射的激活提供了附加的優(yōu)點(diǎn)，可以在芯片處理過程(Chipdurchlauf) 中到處使用。在常規(guī)的熱激活情況下，激活步驟在芯片處理過程的范圍中始終是第一處理步驟之一，因?yàn)闉榇巳缟厦婷枋龅哪菢拥湫偷匦枰浅８叩臏囟?，例如超過700°C。這些高溫通常損壞了在方法步驟A中在芯片處理過程中繼續(xù)地施加到半導(dǎo)體層序列上的許多“后繼部件”或者“后繼層”。而有針對性地將電磁輻射耦合到所使用的材料上，例如P-GaN構(gòu)成的被摻雜的功能層上，允許在以后的時刻將該工藝步驟集成到處理過程中，因?yàn)殡姶泡椛涞牟ㄌ匦哉强梢哉{(diào)節(jié)為使得激活能量強(qiáng)烈選擇性地恰好在被“需要的”那里、并且?guī)缀踔辉谀抢锺詈陷斎?，即例如在要激活的摻雜材料-共同摻雜材料連接復(fù)合體或者摻雜材料-共同摻雜材料-半導(dǎo)體晶體連接復(fù)合體中。由此，在設(shè)計(jì)中并且在所謂的芯片流中例如關(guān)于單個工藝的可能順序方面能夠?qū)崿F(xiàn)更多的自由度。此外，可以提高激活效率，例如其方式是，激活在臺地刻蝕(Mesa-Aetzen)之后進(jìn)行，即在其中較大的開放的晶體面通過所產(chǎn)生的Meseten而存在的時刻進(jìn)行，并且于是可以更好地將共同摻雜材料運(yùn)走。在方法步驟A中構(gòu)建的半導(dǎo)體層序列或者光電子半導(dǎo)體芯片在此也可以具有多個、即至少兩個彼此直接相鄰地設(shè)置的、被摻雜的功能層或者其間設(shè)置有其他功能層的多個被摻雜的功能層。多個被摻雜的功能層的激活可以在方法步驟B中同時進(jìn)行。對此可替選地，被摻雜的功能層的每個可以在關(guān)于上述用于激活的參數(shù)方面被匹配的方法步驟B中分別被激活?？梢砸圆煌姆绞綄?shí)現(xiàn)或者進(jìn)行對共同摻雜材料的局部連接狀態(tài)的改變的證明。 一種特別敏感的方法是自旋共振，譬如在Zvanut等人所著的出版物APL 95,1884(2004)中所描述的那樣，其就此而言的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。共同摻雜材料的改變的連接有效地導(dǎo)致在該連接的環(huán)境中要觀察的載流子的改變的g因子，其中該g因子表示所謂的回轉(zhuǎn)磁因子或者所謂的朗德因子。被改變的g因子以改變的共振頻率來表明。此外，共同摻雜材料的連接狀態(tài)也可以直接通過其在晶格中典型的振動頻率來證明。于是，例如在GaN中的N-H鍵和Mg-H鍵根據(jù)其在晶格中的位置和連接狀態(tài)而具有能量在2000波數(shù)到4000波數(shù)的振動模式，其可以借助拉曼光譜分析和紅外(傅立葉)光譜分析來證明，如在 Neugebauer 和 van de Walle 的 I3RL 75，4452 (1995)，Van de Walle 的 Phys. Rev. B 56，10020(1997) ,Kaschner 等人的 APL 74，3 (1999)，Harima 等人的 APL 75，1383， (1999)和Cusco等人的APL 84,897(2004)中進(jìn)行了描述，它們就此而言的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施形式和改進(jìn)方案從下面結(jié)合附圖IA至5所描述的實(shí)施形式中得到。其中圖IA至ID示出了根據(jù)不同的實(shí)施例的用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法的方法步驟的示意圖，圖2至4示出了根據(jù)其他實(shí)施例的用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法的方法步驟的示意圖，以及圖5示出了與激活時間相關(guān)的工作電壓的測量。在這些實(shí)施例和附圖中，相同或者作用相同的組成部分可以分別設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。所示的元件及其彼此間的大小關(guān)系基本上不應(yīng)視為合乎比例，更確切地說，各元件例如層、器件、部件和區(qū)域?yàn)榱烁宄?或?yàn)榱烁玫睦斫舛梢栽诔叽缟峡浜窕蛘呖浯蟮厥境?。在圖IA至ID中示出了用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法的方法步驟A的不同實(shí)施例。在此，根據(jù)圖IA至ID分別構(gòu)建了半導(dǎo)體層序列100、200、300或400，其至少具有襯底1、被摻雜的功能層7、有源區(qū)8和另外的功能層9。為了電接觸，在襯底1的背離被摻雜的功能層7的側(cè)上以及在相應(yīng)的半導(dǎo)體層序列100、200、300、400的背離襯底1的表面上施加電極層10、11，它們可以具有一種或者多種金屬和/或一種或多種透明導(dǎo)電氧化物，如在發(fā)明內(nèi)容部分所描述的那樣。所示的實(shí)施例的半導(dǎo)體層序列在此純粹示例性地實(shí)施為氮化物化合物半導(dǎo)體層序列。對此可替選地或者附加地，半導(dǎo)體層序列也可以具有在發(fā)明內(nèi)容中所描述的其他化合物半導(dǎo)體材料。此外，在下文中在分別要制造的半導(dǎo)體芯片方面純粹示例性地構(gòu)建已經(jīng)制成的半導(dǎo)體層序列100、200、300、400，即在其相應(yīng)的層構(gòu)造方面已經(jīng)對應(yīng)于完成的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體層序列。對此可替選地，也可以在方法步驟A中構(gòu)建僅僅部分制成的半導(dǎo)體層序列， 其至少具有被摻雜的功能層7。此外，在方法步驟A中的半導(dǎo)體層序列還可以在隨后要執(zhí)行的分割步驟之前在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中構(gòu)建和提供。下面的描述純粹示例性地限于被摻雜的功能層7 (其被ρ摻雜)，以及限于其他的功能層，其隨后被相應(yīng)地η導(dǎo)電或ρ導(dǎo)電地構(gòu)建。對此可替選地，被摻雜的功能層7以及其他的功能層的極性或者其摻雜材料以及必要時其共同摻雜材料的極性也可以相反，也就是說，尤其是被摻雜的功能層7被η摻雜地構(gòu)建。根據(jù)圖IA中的實(shí)施例的半導(dǎo)體層序列100的襯底1是生長襯底，位于其上的層7、 8、9在方法步驟A的范圍中外延地生長在該生長襯底上。生長方向在圖IA中也如在隨后的圖IB至ID中那樣借助頭99表示。在該實(shí)施例中，優(yōu)選η導(dǎo)電的襯底用作生長襯底。可能的η導(dǎo)電的襯底在此例如是n-GaN、n-SiC、n-Si(lll)。然而也可能的是，使用并不導(dǎo)電的襯底例如藍(lán)寶石，其中在此于是電極層10設(shè)置在襯底1的朝向?qū)?、8、9的側(cè)上。功能層9是η導(dǎo)電層，其在所示的實(shí)施例中構(gòu)建為用硅摻雜的氮化鎵層。在功能層9上生長有源層8，其具有設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生輻射的單量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)作為有源區(qū)。有源層8優(yōu)選基于III-V半導(dǎo)體材料系hyGai_yN，其中0 < y彡1，其帶有交替設(shè)置的光學(xué)有源層和勢壘層。優(yōu)選的是，有源層8適于產(chǎn)生在紫外、藍(lán)色、藍(lán)綠、黃色或者紅色光譜范圍中的電磁輻射，其中所發(fā)射的電磁輻射的波長可以借助有源層8的組分和結(jié)構(gòu)來調(diào)
11節(jié)。在有源層中的銦濃度優(yōu)選在10%到60%之間。在有源層8上外延地生長有被摻雜的功能層7，其具有GaN或者AlGaN作為半導(dǎo)體材料以及具有鎂作為摻雜材料用于P摻雜，并且此外具有氫作為共同摻雜材料，以便對抗在晶體生長期間譬如由于加入摻雜材料而建立固有的缺陷導(dǎo)致的半導(dǎo)體材料的晶體質(zhì)量劣化。摻雜材料和共同摻雜材料形成連接復(fù)合體，由此實(shí)際通過摻雜材料產(chǎn)生的自由載流子被補(bǔ)償，并且至少部分地又建立半導(dǎo)體晶體的電中性。在襯底1和有源層8之間的η導(dǎo)電功能層9的布置以及在生長方向99上構(gòu)建在有源層8上的ρ導(dǎo)電的被摻雜的功能層7方面，半導(dǎo)體層序列100的構(gòu)造對應(yīng)于常規(guī)的發(fā)光二極管(LED)并且還可以具有其他功能層譬如緩沖層、勢壘層和/或擴(kuò)散阻擋層，然而出于清楚的原因未示出它們。根據(jù)圖IB中的另一實(shí)施例，半導(dǎo)體層序列200具有相比于半導(dǎo)體層序列100反轉(zhuǎn)的極性，其中P導(dǎo)電的被摻雜的功能層7構(gòu)建在生長襯底1和有源層8之間，并且η導(dǎo)電的另外的功能層9在生長方向99上構(gòu)建在有源層8上。層7、8和9的相應(yīng)的層組分在此對應(yīng)于前面的實(shí)施例。此外，半導(dǎo)體層序列200在襯底1 (該襯底如在前面的實(shí)施例中那樣構(gòu)建為η導(dǎo)電的生長襯底)和P導(dǎo)電的被摻雜的功能層7之間具有硅摻雜的GaN構(gòu)成的η導(dǎo)電的另外的功能層2。為了將ρ導(dǎo)電的被摻雜的功能層7有效地電連接到η導(dǎo)電的另外的功能層2上， 在它們之間構(gòu)建有隧道結(jié)3，該隧道結(jié)帶有高摻雜的η導(dǎo)電的隧道結(jié)層4、擴(kuò)散勢壘層5和高摻雜的P導(dǎo)電的隧道結(jié)層6。隧道結(jié)3在此如在發(fā)明內(nèi)容部分所描述的那樣實(shí)施，其中ρ 導(dǎo)電的隧道結(jié)層6如ρ導(dǎo)電的被摻雜的功能層7那樣具有鎂作為摻雜材料并且具有氫作為共同摻雜材料。由此，高摻雜的P導(dǎo)電的隧道結(jié)層6也如被摻雜的功能層7那樣構(gòu)建為本說明書的意義上的要激活的被摻雜的功能層。與根據(jù)圖IA的實(shí)施例的半導(dǎo)體層序列100相比，在半導(dǎo)體層序列200中的被摻雜的功能層6和7構(gòu)建為所謂的被掩埋的、被摻雜的功能層，它們設(shè)置在另外的功能半導(dǎo)體層之間。因此，對于半導(dǎo)體層序列200不可能通過已知的激活方法借助排出共同摻雜材料來激活層6和7。半導(dǎo)體層序列200可以具有另外的功能層(未示出)，譬如在襯底1和功能層2之間的緩沖層和/或在被摻雜的功能層7和有源層8之間的擴(kuò)散勢壘層。在圖IC中示出了實(shí)施為薄膜半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體層序列300，其同樣具有被掩埋的、被摻雜的功能層。層7、8和9在此對應(yīng)于圖IA中的層7、8和9，其中它們在生長在(例如由藍(lán)寶石構(gòu)成的)生長襯底上之后借助轉(zhuǎn)接合轉(zhuǎn)移到支承襯底1上，由此生長方向99指向支承襯底1的方向。生長襯底在轉(zhuǎn)接合之后被去除。半導(dǎo)體層序列300可以具有另外的功能層，例如在支承襯底1和P導(dǎo)電的被摻雜的功能層7之間具有反射層和/或其他的在發(fā)明內(nèi)容部分所描述的薄膜半導(dǎo)體芯片的特征。通過轉(zhuǎn)接合，被摻雜的功能層7同樣作為被掩埋的層而存在，其在轉(zhuǎn)接合之后不能借助已知的、基于排出共同摻雜材料的激活方法來激活。在已知的激活方法中，激活必須優(yōu)選在轉(zhuǎn)接合之前的時刻進(jìn)行，在該時刻被摻雜的功能層7還是暴露的。替代在支承襯底上作為薄膜半導(dǎo)體芯片的實(shí)施，在襯底1和有源層8之間帶有被摻雜的功能層7的、層7、8和9的層序列也可以通過外延生長構(gòu)建在ρ導(dǎo)電的生長襯底上。在該情況中，P導(dǎo)電的襯底例如可以由p-GaN、p-SiC或者p-Si (111)構(gòu)成，其中于是生長方向99從襯底1離開地指向。在圖ID中示出了半導(dǎo)體層序列400，其具有根據(jù)圖IB的反轉(zhuǎn)構(gòu)造，其此外構(gòu)建為帶有其他有源層8，的堆疊構(gòu)造。被摻雜的功能層V在此對應(yīng)于被摻雜的功能層7。其他的功能層3’和9’對應(yīng)于層3和9，其中隧道結(jié)3’如隧道結(jié)3那樣具有結(jié)合圖IB所描述的隧道結(jié)層4、6和擴(kuò)散勢壘層5 (未示出)。在前面在發(fā)明內(nèi)容部分以及在下文中根據(jù)實(shí)施例所描述的激活方法的情況下在另外的方法步驟B中，在制造工藝中的其中執(zhí)行根據(jù)方法步驟B的激活的時刻與相應(yīng)的半導(dǎo)體層序列的構(gòu)建和制造工藝無關(guān)。借助根據(jù)圖IB的半導(dǎo)體層序列200純粹示例性地示出了方法步驟B的實(shí)施例。在根據(jù)圖2的實(shí)施例的方法步驟B中，被摻雜的功能層7以及高摻雜的ρ導(dǎo)電的隧道結(jié)層6通過引入電能形式的能量來激活。為此，半導(dǎo)體層序列200被連接到外部的電流和電壓供給12上。在此，在所示的實(shí)施例中，在半導(dǎo)體層序列200中或者尤其是在被摻雜的功能層7中以及在高摻雜的ρ導(dǎo)電的隧道結(jié)層6中產(chǎn)生大約50A/cm2的電流密度。此外，半導(dǎo)體層序列200通過輸送熱能13而被置于在通常的環(huán)境溫度和工作溫度以上的溫度。在所示的實(shí)施例中，半導(dǎo)體層序列200通過對其的外部加熱裝置(未示出)而加熱到至少80°C的溫度。所輸送的熱能的至少一部分也可以通過被施加的電流的歐姆損耗來引起。 在此，實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)表明的是，在前面提及的條件下由電流和電壓供給12提供用于驅(qū)動半導(dǎo)體層序列200的所需工作電壓連續(xù)地隨著時間而降低并且達(dá)到飽和值，該飽和值持續(xù)地保持。這意味著，半導(dǎo)體層序列的電流-電壓特征可以通過方法步驟B來改善并且在方法步驟B之后可以持續(xù)地保持。在圖5中示出了與電激活的激活時間t (以任意單位) 相關(guān)的、針對確定的工作電流要施加的工作電壓U(以任意單位)的測量。此外，確定的是， 電流密度和/或溫度的提高會導(dǎo)致電壓下降加速以及達(dá)到飽和。通過半導(dǎo)體層序列200的所提及的激活運(yùn)行，在制造半導(dǎo)體層序列200時在方法步驟A中構(gòu)建的、在層6和7中的摻雜材料-共同摻雜材料連接復(fù)合體以及摻雜材料-共同摻雜材料-半導(dǎo)體晶體-連接復(fù)合結(jié)構(gòu)可以被斷開。與傳統(tǒng)的激活方法相比，附加地可以實(shí)現(xiàn)的是，共同摻雜材料的至少一部分在其他部位(即并非以在摻雜材料上形成連接復(fù)合體的方式)在層6和7的半導(dǎo)體晶體中連接或者在中間格柵中安置。由此，在這里所示的電激活情況下不需要將共同摻雜材料至少部分地從半導(dǎo)體層序列中排出，如在已知的純粹熱學(xué)的激活方法中一定需要的那樣。由于上面提及的對于方法步驟B有利的電流密度，所示的借助通過外部電流和電壓供給12施加電流的電激活特別適于已經(jīng)分割的、帶有至少一個被掩埋的被摻雜的功能層7的半導(dǎo)體層序列，其中傳統(tǒng)的激活方法在技術(shù)上幾乎不能執(zhí)行或者根本不能執(zhí)行。此外，絕不排除在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體層序列上應(yīng)用這里所示出的方法步驟B。尤其是針對晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體層序列，然而也針對已經(jīng)被分割的半導(dǎo)體層序列，根據(jù)圖3的實(shí)施例的方法步驟B是合適的。在此，借助裝置14通過感應(yīng)在半導(dǎo)體層序列200中或者至少在被摻雜的功能層7中和同樣要激活的高摻雜的ρ導(dǎo)電的隧道結(jié)層6 中產(chǎn)生電流，并且于是輸送能量用于斷開帶有摻雜材料和共同摻雜材料的連接復(fù)合體。感應(yīng)裝置14在此在所示的實(shí)施例中純粹示例性地通過線圈來實(shí)現(xiàn)，其中在此可以在半導(dǎo)體層序列200中引起足夠的感應(yīng)電流的任何裝置都可以是適合的。通過裝置14借助自由載流子在層6和7中感應(yīng)回路電流，通過這些回路電流可以實(shí)現(xiàn)上面結(jié)合圖2所描述的激活作用。回路電流在此垂直于生長方向99并且平行于半導(dǎo)體層序列200的功能層的延伸平面地產(chǎn)生。附加地，半導(dǎo)體層序列200還可以以外部加熱器的形式(未示出)和/或通過回路電流的歐姆損耗被輸送熱能。此外，在根據(jù)圖3的所示的實(shí)施例中，半導(dǎo)體層序列200被用電磁輻射15照射，該電磁輻射與功能層并且尤其是要激活的層6和7的吸收波長諧振或者不諧振。通過射入電磁輻射15，附加地產(chǎn)生自由的載流子，其能夠?qū)崿F(xiàn)所感應(yīng)的回路電流的更大的電流強(qiáng)度。當(dāng)固有地根據(jù)方法步驟A在要激活的層6和7中僅僅存在非常少的或者沒有自由載流子時， 這是特別有利的。特別是在諧振的照射情況下，可以有針對性地在要激活的層6和7中激勵另外的自由載流子，由此可以提高激活的效率。如在圖4中根據(jù)針對方法步驟B的另外的實(shí)施例所示的那樣，激活、即帶有摻雜材料和共同摻雜材料的復(fù)合體的斷開也可以僅僅通過輸送電磁輻射15形式的能量來實(shí)現(xiàn)。 電磁輻射15的頻率在此確定了激活的類型。在使用微波輻射的情況下，電磁激活非諧振地進(jìn)行，在使用太赫輻射的情況下，涉及諧振的電磁激活。工藝條件如頻率、功率、氣氛、時間和/或?qū)τ陔姶泡椛?5的附加的吸收中心限定了激活的程度和效果。在非諧振的情況中， 至原子鍵的能量傳輸尤其是通過激勵聲子和旋子來實(shí)現(xiàn)。在諧振的情況中，直接產(chǎn)生晶格振動，即聲子，其可以將帶有摻雜材料和共同摻雜材料的連接復(fù)合體斷開。根據(jù)圖3和4的方法步驟B可以有利地在半導(dǎo)體芯片的制造過程內(nèi)在芯片處理過程的范圍中在晶片級上到處使用或者也在分割之后使用，因?yàn)槠錈o接觸地進(jìn)行并且也如根據(jù)圖2中的實(shí)施例的方法步驟B那樣無需暴露的要激活的被摻雜的功能層7。由此，在設(shè)計(jì)中以及在所謂的芯片流中在單個工藝的可能的順序方面能夠?qū)崿F(xiàn)更大的自由度。此外，例如可以通過如下方式提高激活效率在刻蝕臺地之后進(jìn)行激活，使得存在更大的開放的半導(dǎo)體晶體表面，并且由此也可以將共同摻雜材料的至少一部分運(yùn)走。這里所描述的方法步驟B的實(shí)施例以及根據(jù)發(fā)明內(nèi)容部分的其他實(shí)施形式也可以組合地或者相繼地應(yīng)用于半導(dǎo)體層序列中的各個要激活的層以及用于多個要激活的層。如果需要，在方法步驟B之后還可以接著有其他的已知的方法步驟用于制造帶有現(xiàn)在被激活的半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體芯片。本發(fā)明并未通過借助實(shí)施例的描述而受到限制。更確切地說，本發(fā)明包括任意新的特征和特征的任意組合，尤其是權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使該特征或者該組合本身并未明確地在權(quán)利要求或者實(shí)施例中說明。
權(quán)利要求
1.一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法，包括以下步驟A)構(gòu)建帶有至少一個被摻雜的功能層(7)的半導(dǎo)體層序列000)，所述至少一個被摻雜的功能層(7)具有帶有至少一種摻雜材料和至少一種共同摻雜材料的連接復(fù)合體，其中選自摻雜材料和共同摻雜材料的一個是電子受主，并且另一個是電子施主，B)通過借助引入能量斷開連接復(fù)合體來激活摻雜材料，其中共同摻雜材料至少部分地保留在半導(dǎo)體層序列O00)中并且至少部分地并不與摻雜材料形成連接復(fù)合體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中半導(dǎo)體層序列(200)在方法步驟A中構(gòu)建為使得被摻雜的功能層(7)設(shè)置在兩個另外的功能層(2，8)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在方法步驟A中半導(dǎo)體層序列(200)在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中被制成并且隨后被分割。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中摻雜材料具有鎂，并且共同摻雜材料具有Μ,ο
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在方法步驟B中通過在被摻雜的功能層 (7)中產(chǎn)生電流來實(shí)現(xiàn)引入能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中電流無接觸地通過感應(yīng)來產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中電流通過所述至少被摻雜的功能層(7)電連接到外部電源(12)上來實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的方法，其中除了產(chǎn)生電流之外還輸送熱能(13)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中熱能(1 至少部分地通過電流來輸送。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在方法步驟B中通過電磁輻射(1 的射入來實(shí)現(xiàn)能量引入。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中電磁輻射(15)至少部分地與被摻雜的功能層 (7)的吸收波長諧振。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中電磁輻射(15)至少部分與被摻雜的功能層(7)的吸收波長不諧振。
13.一種光電子半導(dǎo)體芯片，包括帶有至少一個被摻雜的功能層(7)的半導(dǎo)體層序列 000)，所述被摻雜的功能層帶有至少一種摻雜材料和至少一種共同摻雜材料，其中-半導(dǎo)體層序列(200)具有帶有格柵結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，-選自摻雜材料和共同摻雜材料的一個是電子受主，并且另一個是電子施主，-共同摻雜材料連接到半導(dǎo)體材料上和/或設(shè)置在中間格柵位置上，以及-共同摻雜材料至少部分地不與摻雜材料形成連接復(fù)合體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片，其中被摻雜的功能層(7)設(shè)置在兩個另外的功能層(3,8)之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的半導(dǎo)體芯片，其中摻雜材料具有鎂，并且共同摻雜材料具有氫。
全文摘要
提出了一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法，包括以下步驟A)構(gòu)建帶有至少一個被摻雜的功能層(7)的半導(dǎo)體層序列(200)，其具有帶有至少一種摻雜材料和至少一種共同摻雜材料的連接復(fù)合體，其中選自摻雜材料和共同摻雜材料的一個是電子受主，并且另一個是電子施主。B)通過借助引入能量(14，15)斷開連接復(fù)合體來激活摻雜材料，其中共同摻雜材料至少部分地保留在半導(dǎo)體層序列(200)中并且至少部分地并不與摻雜材料形成連接復(fù)合體。此外，提出了一種光電子半導(dǎo)體芯片。
文檔編號H01L33/16GK102210031SQ200980144749
公開日2011年10月5日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者盧茨·赫佩爾, 安德烈亞斯·比貝爾斯多夫, 文森特·格羅利爾, 漢斯-于爾根·盧高爾, 馬丁·斯特拉斯伯格 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司