專利名稱：光電子半導(dǎo)體芯片以及用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法
光電子半導(dǎo)體芯片以及用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法提出了一種光電子半導(dǎo)體芯片。此外，提出了一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。出版物US 2007/(^67640Α1涉及發(fā)光半導(dǎo)體二極管及其制造方法。要解決的任務(wù)在于提出一種光電子半導(dǎo)體芯片，其表現(xiàn)出高的光耦合輸出效率。 另一要解決的任務(wù)在于，提出一種用于光電子半導(dǎo)體芯片的制造方法。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，光電子半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體層序列，其具有用于產(chǎn)生電磁輻射的至少一個(gè)有源層。有源層可以具有至少一個(gè)Pn結(jié)和/或至少一個(gè)量子槽。半導(dǎo)體芯片例如可以成形為薄膜芯片，如在出版物WO 2005/081319A1中所描述的那樣，其關(guān)于此處所描述的半導(dǎo)體芯片以及關(guān)于此處所描述的制造方法的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。此外，半導(dǎo)體層序列可以具有覆蓋層、波導(dǎo)層和/或電流擴(kuò)展層。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，整個(gè)半導(dǎo)體層序列基于相同的材料系，其中半導(dǎo)體層序列的各個(gè)層可以具有不同的材料組分、譬如不同的摻雜。例如，半導(dǎo)體層序列基于GaN、GaP或者GaAs，其中尤其譬如Al的比例和/或h的比例可以在層序列中變化。同樣，半導(dǎo)體層序列可以包含比例變化的以下元素P、B、Mg和/或Si。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，光電子半導(dǎo)體芯片具有耦合輸出結(jié)構(gòu)，其構(gòu)建為提高在半導(dǎo)體芯片的工作中在有源層中產(chǎn)生的輻射的從半導(dǎo)體芯片出來的耦合輸出效率。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)具有棱面。在此，棱面是耦合輸出結(jié)構(gòu)的所有邊界面或者如下邊界面的部分，這些邊界面并不背離半導(dǎo)體層序列并且其與半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面形成在15°到75°之間(包括15°和75° )的角。 耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面可以通過唯一的、連貫的面形成。如果耦合輸出結(jié)構(gòu)例如是截頂錐，則棱面通過截頂錐的側(cè)表面形成。如果耦合輸出結(jié)構(gòu)例如是半球形的，則棱面于是僅僅是邊界面的如下部分，其切線與輻射穿透面成15°到75°之間(包括15°和75° )的角，其中切線相應(yīng)地位于與輻射穿透面垂直的平面中。在此，光電子半導(dǎo)體芯片的輻射穿透面優(yōu)選是在制造公差的范圍中尤其為平坦的面，其與半導(dǎo)體層序列的生長方向垂直地定向并且在與生長方向垂直的方向中形成半導(dǎo)體層序列的邊界。即，輻射穿透面是半導(dǎo)體層序列的主側(cè)。尤其是，輻射穿透面位于半導(dǎo)體層序列的背離支承體或者襯底的側(cè)上。輻射穿透面構(gòu)建為在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射的至少一部分通過輻射穿透面離開半導(dǎo)體層序列。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)至少間接地安置在半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上。即，在耦合輸出結(jié)構(gòu)和輻射穿透面之間例如可以存在用于半導(dǎo)體層序列的電接觸的電極的材料。然而優(yōu)選地，耦合輸出結(jié)構(gòu)直接安置在輻射穿透面上。換言之，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料至少局部地直接接觸輻射穿透面，或者直接接觸半導(dǎo)體層序列的用以形成輻射穿透面的半導(dǎo)體材料。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料與半導(dǎo)體層序列的材料不同。在此，不同表示耦合輸出結(jié)構(gòu)基于與半導(dǎo)體層序列不同的材料系。即，這尤其并不意味著耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料與半導(dǎo)體層序列的材料僅僅在摻雜方面或者僅僅在材料成分的比例方面不同。例如，半導(dǎo)體層序列基于GaN，而耦合輸出結(jié)構(gòu)基于Ti02。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列的材料的折射率彼此相差最高30%。換言之，兩種材料的折射率之差與半導(dǎo)體層序列的材料的折射率的商小于或等于0. 30。在此，半導(dǎo)體層序列的材料尤其可以理解為半導(dǎo)體層序列的如下材料通過其形成輻射穿透面。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體層序列可以具有彼此不同的折射率。在此，折射率尤其理解為相應(yīng)地在相關(guān)波長情況下的折射率或者在相關(guān)波長范圍中的折射率。相關(guān)波長尤其是在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射的波長。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面的總面積為輻射穿透面的面積的至少5%、優(yōu)選地至少20%、尤其至少60%。換言之，相對于輻射穿透面傾斜地設(shè)置的所有棱面、即耦合輸出結(jié)構(gòu)的所有邊界面的面積之和至少對應(yīng)于上述值。艮口， 棱面的總面積與輻射穿透面的面積相關(guān)。在至少一個(gè)實(shí)施形式中也可能的是棱面的總面積大于輻射穿透面的面積。在該情況下，棱面的面積大于輻射穿透面的面積的100%。在光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式中，光電子半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體層序列，其具有構(gòu)建用于產(chǎn)生電磁輻射的至少一個(gè)有源層。此外，光電子半導(dǎo)體芯片具有至少間接地安置在半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上的耦合輸出結(jié)構(gòu)。在此，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料與半導(dǎo)體層序列的材料不同。耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列的材料的折射率彼此偏差最高30%。此外，耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面具有如下總面積，其為輻射穿透面的面積的至少5%。通過相對于半導(dǎo)體層序列的材料尤其具有小折射率差的耦合輸出結(jié)構(gòu)可以保證在半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的輻射從該半導(dǎo)體芯片出來的高的耦合輸出效率。因?yàn)轳詈陷敵鼋Y(jié)構(gòu)以與半導(dǎo)體層序列不同的材料構(gòu)建，所以耦合輸出結(jié)構(gòu)的制造還可以簡化并且因此光電子半導(dǎo)體芯片的制造也可以簡化。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)覆蓋輻射穿透面的至少20%、尤其至少40%的比例。如果耦合輸出結(jié)構(gòu)直接接觸輻射穿透面，則輻射穿透面的與耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料直接接觸的比例為至少20%或者至少40%。如果耦合輸出結(jié)構(gòu)間接施加在輻射穿透面上，則耦合輸出結(jié)構(gòu)的朝向半導(dǎo)體層序列的面到輻射穿透面上的投影占輻射穿透面的比例為至少20%。在此，投影在垂直于輻射穿透面的方向上進(jìn)行。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)覆蓋輻射穿透面的最高80%的比例。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列的材料的折射率彼此偏差最高20%、尤其最高10%。如果偏差例如為最高10% 并且半導(dǎo)體層序列的折射率具有大約2. 5的值，則耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率在2. 25到 2. 75之間(包括2. 25和2. 75)。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列的材料的折射率彼此偏差最高5%。
根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，輻射穿透面的通過耦合輸出結(jié)構(gòu)覆蓋的比例大于35%并且小于65%。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)以規(guī)則的、尤其二維的圖案設(shè)置在輻射穿透面上。在此，規(guī)則的可以表示圖案具有單位格。耦合輸出結(jié)構(gòu)的規(guī)則布置例如可以通過光刻工藝實(shí)現(xiàn)。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)在輻射穿透面上設(shè)置成六邊形柵格。換言之，耦合輸出結(jié)構(gòu)的布置的單位格是六邊形、尤其是規(guī)則的和/或等邊的六邊形。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)具有橫向伸展、即在與輻射穿透面平行的方向中具有伸展，該伸展在0. 2 μ m到10 μ m之間(包括0. 2 μ m和 IOym),尤其在1 μ m至IJ 3 μ m之間(包括1 μ m禾口 3 μ m)。優(yōu)選地，耦合輸出結(jié)構(gòu)的橫向伸展大于在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射的波長。耦合輸出結(jié)構(gòu)的橫向伸展尤其至少對應(yīng)于輻射的波長的兩倍。在此，波長表示輻射在半導(dǎo)體層序列的材料中的波長。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，通過耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料形成島狀物，其中相鄰的島狀物彼此分隔。換言之，耦合輸出結(jié)構(gòu)的相鄰的島狀物彼此不接觸。于是， 在相鄰的耦合輸出結(jié)構(gòu)或島狀物之間并未通過耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料本身形成連接。該島狀物相應(yīng)地尤其通過耦合輸出結(jié)構(gòu)的恰好一個(gè)結(jié)構(gòu)元件形成。例如，島狀物于是截頂錐形地成形。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，相鄰的耦合輸出結(jié)構(gòu)或島狀物之間的間隔至少與在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射的真空波長一樣大。由此例如可以減小類似于在衍射光柵情況下的效應(yīng)。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)截球形地、拱形地、棱錐形地和/或截頂錐形地構(gòu)建，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)的基面朝向輻射穿透面。在此，基面例如對應(yīng)于以下形狀的基本面拱形、截頂棱錐或者截頂錐。輻射穿透面與耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面之間的角度例如為大約45°。在此，拱形的表示實(shí)心的耦合輸出結(jié)構(gòu)的背離輻射穿透面的、尤其唯一的邊界面彎曲或者是圓的。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面僅僅是邊界面的相對于輻射穿透面具有15° 到75°之間(包括15°和75° )的角的部分。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)在垂直于輻射穿透面的方向上具有高度，其在0. 3μπι到10 μ m之間(包括0.3 μ m和10 μ m)，尤其在0. 5 μ m到 3 μ m之間(包括0. 5 μ m禾口 3 μ m) O根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體芯片的橫向伸展等于或者近似等于耦合輸出結(jié)構(gòu)的高度。近似等于可以表示高度和橫向伸展彼此偏差小于25%、尤其小于10%。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，整個(gè)輻射穿透面在制造公差的范圍中被耦合輸出結(jié)構(gòu)均勻地覆蓋。即，耦合輸出結(jié)構(gòu)在整個(gè)輻射穿透面上的布置圖案在制造公差的范圍中不改變。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)截球形地成形。在此， 截球形并不排除耦合輸出結(jié)構(gòu)可以具有橢圓體的部分的形狀。
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根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料對于在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射而言是透明的。換言之，在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的、穿過耦合輸出結(jié)構(gòu)的輻射的小于20%、尤其小于5%被耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料吸收。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)關(guān)于所產(chǎn)生的輻射透明地(klarsichtig)構(gòu)建。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料對于在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射散射性地起作用。優(yōu)選地，該材料吸收在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的、穿過耦合輸出結(jié)構(gòu)的輻射的小于20%、尤其小于5%。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)層狀的、連續(xù)的區(qū)域，其中形成有多個(gè)開口。開口朝著輻射穿透面完全地穿透該層狀區(qū)域。優(yōu)選地，開口至少伸至半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面。優(yōu)選地，開口并不穿入到或者并不顯著地穿入到半導(dǎo)體層序列中。耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面至少部分地通過開口形成。換言之，在輻射穿透面的至少一個(gè)部分區(qū)域上成形有由耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料構(gòu)成的層，并且在該層中成形有開口、穿通部、凹處或者孔。通過這些開口在該層中形成了橫向的邊界面，其中這些邊界面至少部分地是耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面。優(yōu)選地，開口朝著輻射穿透面逐漸變細(xì)。例如，開口具有類似于截頂錐的形狀或者類似于截頂棱錐的形狀，其中較窄的基本側(cè)朝向輻射穿透面。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)以介電材料形成。介電尤其可以表示耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的電導(dǎo)率與半導(dǎo)體層序列的形成輻射穿透面的材料的電導(dǎo)率相比小了至少10倍、優(yōu)選地小了至少100倍。在此，介電于是不必排除耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料具有半導(dǎo)體的特性，其具有小的電導(dǎo)率。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料導(dǎo)電。優(yōu)選地， 于是耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的導(dǎo)電能力超過半導(dǎo)體層序列的材料的導(dǎo)電能力。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料具有以下材料的一種或者由以下材料的一種構(gòu)成Ti02、ZnS, A1N、SiC、ΒΝ、Τει205。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率為至少2. 1、優(yōu)選地至少2. 25、尤其至少2. 4。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上局部地施加有至少一個(gè)導(dǎo)電層，其中導(dǎo)電層尤其由透明的、導(dǎo)電的氧化物構(gòu)建。導(dǎo)電層構(gòu)建為具有高的橫向?qū)щ娔芰?。于是，通過導(dǎo)電層可以實(shí)現(xiàn)通過整個(gè)輻射穿透面到半導(dǎo)體層序列中的均勻的電流注入。例如，導(dǎo)電層以氧化錫銦(縮寫ΙΤ0)、氧化鋅銦(縮寫ΙΖ0)或者SiO 構(gòu)建或者由這些材料中的一種構(gòu)成。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，導(dǎo)電層被耦合輸出結(jié)構(gòu)部分地或者優(yōu)選完全地穿透。例如，譬如借助刻蝕將孔引入到導(dǎo)電層中，耦合輸出結(jié)構(gòu)施加到或者生長到孔中。在此，耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)選地直接接觸輻射穿透面的材料。由于耦合輸出結(jié)構(gòu)穿透導(dǎo)電層，所以保證了高的耦合輸出效率。這尤其適用，因?yàn)槠┤缤该鞯膶?dǎo)電氧化物的值為2. 0左右的折射率與譬如大約2. 5的折射率的GaN相比比較小。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)施加在其上的輻射穿透面以η導(dǎo)電的材料形成。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，輻射穿透面在制造公差的范圍中平坦地構(gòu)建。
根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)在離開半導(dǎo)體層序列的方向上隆起于半導(dǎo)體層序列的材料之上。換言之，耦合輸出結(jié)構(gòu)并不通過在半導(dǎo)體層序列中的材料去除或者凹進(jìn)部來形成，而是在半導(dǎo)體層序列的完成之后施加和/或生長在半導(dǎo)體層序列上。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射的波長位于紫外的、可見的和/或近紅外的光譜范圍中。于是，輻射具有在200nm到1500nm之間(包括200nm和1500nm)、尤其在!MOnm到1080nm之間(包括!MOnm和1080nm)的波長。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的輻射的波長尤其小于或等于600nm。于是，輻射尤其是紫外輻射或者通過藍(lán)光或綠光形成。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，側(cè)棱和輻射穿透面之間的角度在 40°到50°之間(包括40°和50° )。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列的材料以GaNUnGaN、 AlGaN和/或AUnGaN形成。輻射的波長尤其小于或等于600nm。棱面和輻射穿透面之間的角度在30°到60°之間(包括30°和60° )。此外，耦合輸出結(jié)構(gòu)截頂錐形地成形，并且由TiO2構(gòu)成。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，耦合輸出結(jié)構(gòu)的工作方式或者作用方式可以近似地借助于幾何光學(xué)系統(tǒng)來描述。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)尤其沒有形成基于波動光學(xué)的光子晶體。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)的典型長度標(biāo)度(LSngenskala )或者周期性對應(yīng)于從半導(dǎo)體層序列中耦合輸出的輻射的至少一個(gè)波長。根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列的主側(cè)不具有結(jié)構(gòu)化部或者粗化部。換言之，半導(dǎo)體層序列的主側(cè)是平滑的。如果半導(dǎo)體芯片包括導(dǎo)電層，則該導(dǎo)電層優(yōu)選地也是平滑的并且未粗化。此外，提出了一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。借助該方法例如可以制造如結(jié)合所描述的實(shí)施形式的至少其中之一說明的光電子半導(dǎo)體芯片。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，具有至少一個(gè)有源層的半導(dǎo)體層序列生長在襯底上。生長可以是外延生長。襯底尤其是生長襯底。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，將光敏材料施加并且結(jié)構(gòu)化到半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上。光敏材料例如是光刻膠或者是可通過輻射來結(jié)構(gòu)化的其他材料。在此，輻射可以表示UV輻射、倫琴輻射、電子輻射或者離子輻射。結(jié)構(gòu)化例如是借助于光掩膜的曝光以及在必要情況下隨后的光敏材料的顯影。換言之，結(jié)構(gòu)化在光敏材料的尤其以光技術(shù)硬化的區(qū)域的構(gòu)建中形成。于是在該情況下，結(jié)構(gòu)化不表示光敏材料的顯著移除。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，光敏材料在部分區(qū)域中被去除。去除可以是刻蝕或者灰化。例如，灰化、濕化學(xué)地或借助于等離子體地刻蝕掉和/或借助于溶劑洗掉或者溶解光敏材料的未曝光區(qū)域或者可替選地被曝光的區(qū)域。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，替代光敏材料，借助于沖壓方法或者印刷方法將掩膜施加在半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上。也可以使用所謂的壓印方法，其中將形成掩膜的材料施加成尤其均勻的層，其中于是隨后在材料的硬化進(jìn)行之前借助于例如沖頭在該層中產(chǎn)生開口。然后，耦合輸出結(jié)構(gòu)形成在這些開口中。
根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，將形成耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料以在制造公差的范圍中尤其均勻的層施加在半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上。接下來，例如通過光刻工藝和/或通過濕化學(xué)刻蝕或者干化學(xué)刻蝕來將該層構(gòu)建為耦合輸出結(jié)構(gòu)。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在部分區(qū)域中生成至少間接位于輻射穿透面上的耦合輸出結(jié)構(gòu)。耦合輸出結(jié)構(gòu)的生成可以是生長或者氣相淀積。也可能的是，耦合輸出結(jié)構(gòu)的生成通過自組織的處理來進(jìn)行。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，尤其在耦合輸出結(jié)構(gòu)的生成之后將剩余的光敏材料去除。去除例如可以通過吹掉來實(shí)現(xiàn)。隨著剩余的光敏材料的移除也可以將沉積在光敏材料上的、形成耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的剩余材料去除。在用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法的至少一個(gè)實(shí)施形式中，該方法包括以下步驟-在襯底上生長具有至少一個(gè)有源層的半導(dǎo)體層序列，-在半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面上施加和結(jié)構(gòu)化光敏材料，-在部分區(qū)域中將光敏材料去除，-在這些部分區(qū)域中至少間接地在輻射穿透面上生成耦合輸出結(jié)構(gòu)，以及-將剩余的光敏材料去除。優(yōu)選地，方法步驟的順序如所說明的那樣來進(jìn)行。然而，同樣也可以與所要制造的光電子半導(dǎo)體芯片的具體擴(kuò)展方案有關(guān)地應(yīng)用不同的順序。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在施加和結(jié)構(gòu)化光敏材料之前在該光敏材料和半導(dǎo)體層序列的輻射穿透面之間至少局部地產(chǎn)生尤其恰好一個(gè)導(dǎo)電層。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，隨著將光敏材料在部分區(qū)域中去除同樣將導(dǎo)電層在這些部分區(qū)域中去除。換言之，導(dǎo)電層的材料以及光敏材料的剝離在相同的方法步驟中進(jìn)行，尤其在相同的刻蝕步驟中進(jìn)行。于是，在光敏材料的構(gòu)建中使用相同的掩膜，用于產(chǎn)生導(dǎo)電層的圖案或結(jié)構(gòu)并且用于生成耦合輸出結(jié)構(gòu)。根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，該方法包含將所生長的半導(dǎo)體層序列轉(zhuǎn)接合 (Umbondens)到支承體上的步驟。于是，支承體尤其不是生長襯底。支承體構(gòu)建為以機(jī)械方式支承并且輔助半導(dǎo)體層序列。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)接合到支承體上在施加和結(jié)構(gòu)化光敏材料的步驟之前進(jìn)行。方法可以包含另外的步驟。例如，例如可以生成電接觸部，在晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中生長的半導(dǎo)體層序列可以劃分為多個(gè)獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片，和/或澆注材料、譬如硅樹脂或者環(huán)氧化物可以施加在半導(dǎo)體層序列和/或耦合輸出結(jié)構(gòu)上。其中可以使用在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是譬如顯示器的背光或者指示裝置的背光。此外，在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片也可以使用在用于投影目的的照明裝置中、在大燈或光輻射器中或者在普通照明中。在下文中借助實(shí)施例參考附圖來進(jìn)一步闡述在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片以及用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。在此，相同的附圖標(biāo)記在各個(gè)附圖中表示相同的元件。 然而，在此未示出比例關(guān)系，更確切而言，為了更好的理解可以夸大地示出各個(gè)元件。其中

圖1示出了在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖，
圖2和3示出了在此描述的半導(dǎo)體芯片的另一實(shí)施例的示意性截面圖，圖4示出了在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的另一實(shí)施例的輻射穿透面的示意性俯視圖，圖5和6示出了在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的另一實(shí)施例的示意性截面圖，圖7示出了在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的輻射穿透面和耦合輸出結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖，圖8和9示出了在此描述的半導(dǎo)體芯片的耦合輸出效率與不同參數(shù)的相關(guān)性的示意圖，圖10示出了拱頂形的在此描述的耦合輸出結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖，圖11示出了在此描述的用于制造在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的方法的示意圖，以及圖12示出了在此描述的光電子半導(dǎo)體芯片的另一實(shí)施例的示意性俯視圖㈧和示意性截面圖(B)。在圖1中示出了光電子半導(dǎo)體芯片1的實(shí)施例。在襯底7上存在半導(dǎo)體層序列2。 半導(dǎo)體層序列2包括有源層3，在半導(dǎo)體芯片1工作中在有源層3中產(chǎn)生電磁輻射。半導(dǎo)體層序列2的兩個(gè)主側(cè)在制造公差的范圍中是平滑的并且未設(shè)置有粗化部。襯底7也具有平
滑的主側(cè)。半導(dǎo)體層序列2的背離襯底7的側(cè)形成輻射穿透面20，其通過半導(dǎo)體層序列2的材料形成。輻射穿透面20形成半導(dǎo)體層序列2的背離襯底7的、在制造公差的范圍中平坦的邊界面。在輻射穿透面20上施加有耦合輸出結(jié)構(gòu)4，其直接接觸輻射穿透面20。耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料與半導(dǎo)體層序列2的材料不同。耦合輸出結(jié)構(gòu)4的高度H在垂直于輻射穿透面20的方向上為大約0. 3 μ m到4 μ m。耦合輸出結(jié)構(gòu)4的橫向伸展L在平行于輻射穿透面 20的方向上為大約1 μ m到7 μ m。耦合輸出結(jié)構(gòu)4截頂棱錐形地、或者優(yōu)選截頂錐形地成形。形成耦合輸出結(jié)構(gòu)4的橫向邊界面的棱面40相對于輻射穿透面20具有角度α，其在大約15°到大約75°之間、例如為60°左右。棱面40的總面積為輻射穿透面20的面積的至少50%。同樣可能的是棱面40的總面積超過輻射穿透面的面積。耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料相對于在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生的輻射而言是透明的。此外，耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料具有與半導(dǎo)體層序列2的材料相比明顯較差的導(dǎo)電能力。半導(dǎo)體層序列2的材料的折射率或輻射穿透面20的材料的折射率與耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料的折射率彼此偏差最高5%。襯底7可以是生長襯底，在其上生長有半導(dǎo)體層序列2。同樣可能的是，襯底7通過支承體襯底形成，半導(dǎo)體層序列2例如通過轉(zhuǎn)接合或者通過晶片傳送工藝 (Wafertransferprozess)固定在該支承體襯底上。在圖2中示出了光電子半導(dǎo)體芯片1的另一實(shí)施例。在可以以藍(lán)寶石構(gòu)建的襯底7上生長有η導(dǎo)電的層8。至少局部地η導(dǎo)電的層8也如整個(gè)半導(dǎo)體層序列2那樣基于 GaN。在η導(dǎo)電的層8的背離襯底7的側(cè)上生長有有源層3，在其之上在離開襯底7的方向上存在P導(dǎo)電的層9。ρ導(dǎo)電的層的厚度在垂直于輻射穿透面20的方向上明顯小于η導(dǎo)電的層的厚度。
在ρ導(dǎo)電的層9上施加有導(dǎo)電層5，用于使電流沿著輻射穿透面20分布。導(dǎo)電層 5例如由氧化錫銦、氧化鋅銦或者氧化鋅構(gòu)成。在此，導(dǎo)電層5的厚度在垂直于輻射穿透面 20的方向上為250nm或者更小。導(dǎo)電層5被耦合輸出結(jié)構(gòu)4完全穿透，使得耦合輸出結(jié)構(gòu) 4直接接觸輻射穿透面20。導(dǎo)電層5的背離半導(dǎo)體層2的側(cè)在制造公差的范圍中平滑地構(gòu)建。在導(dǎo)電層5中的、耦合輸出結(jié)構(gòu)4引入到其中的凹處可以通過刻蝕工藝和/或通過光刻方法產(chǎn)生。輻射穿透面20平坦地構(gòu)建，并且耦合輸出結(jié)構(gòu)4在垂直于輻射穿透面20 的方向上隆起于半導(dǎo)體層序列2之上。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)4并不通過從半導(dǎo)體層序列2 中移除材料來產(chǎn)生。在η導(dǎo)電的層8上施加有η接觸部10，用于半導(dǎo)體層序列2的電接觸。在導(dǎo)電層 5上存在ρ接觸部11。接觸部10、11例如以金屬構(gòu)建。用于構(gòu)建耦合輸出結(jié)構(gòu)4的可替選可能性通過半導(dǎo)體層序列2的刻蝕來提供。在此，耦合輸出結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生于是通過尤其從η導(dǎo)電的層8中或者從ρ導(dǎo)電的層9中移除材料來實(shí)現(xiàn)。為了可以以這種方式產(chǎn)生耦合輸出結(jié)構(gòu)4，η導(dǎo)電的層8或者ρ導(dǎo)電的層9必須具有大的厚度，以便能夠產(chǎn)生耦合輸出結(jié)構(gòu)的對于有效的耦合輸出所需的必要的高度H。η導(dǎo)電的和ρ導(dǎo)電的層8、9的大的厚度例如會由于熱負(fù)荷而在這些層8、9中引起材料應(yīng)力，使得光電子半導(dǎo)體芯片1的壽命會縮短。尤其因此，層8、9的盡可能小的厚度是優(yōu)選的。由于層8、9的小的厚度是優(yōu)選的，所以通過從半導(dǎo)體層序列2中移除材料來產(chǎn)生耦合輸出結(jié)構(gòu)4是關(guān)鍵工藝，因?yàn)樵谶^大的材料移除的情況下會損害有源層3并且半導(dǎo)體芯片1于是不再能夠使用。通過將耦合輸出結(jié)構(gòu)施加到半導(dǎo)體層序列2上，而不從半導(dǎo)體層序列2中移除材料，于是一方面省去了導(dǎo)電層8、9的刻蝕的關(guān)鍵工藝。此外，層8、9的厚度可以減小并且因此光電子半導(dǎo)體芯片1的壽命提高。在半導(dǎo)體芯片1的根據(jù)圖3的實(shí)施例中，耦合輸出結(jié)構(gòu)4截頂錐形地成形。棱面 40和輻射穿透面20之間的角度α為大約45°。耦合輸出結(jié)構(gòu)4施加在η導(dǎo)電的層8上。因?yàn)棣菍?dǎo)電的層8具有與ρ導(dǎo)電的層9 相比較大的橫向?qū)щ娔芰?，所以譬如根?jù)2的導(dǎo)電層在該實(shí)施例中不是必需的。支承體13通過支承體襯底形成，半導(dǎo)體層序列2在生長在生長襯底上之后固定在支承體襯底上。在耦合輸出結(jié)構(gòu)4的產(chǎn)生之前，未示出的生長襯底已經(jīng)從半導(dǎo)體層序列2 去除?？蛇x地，半導(dǎo)體芯片1可以具有未示出的澆注體。澆注體例如圍繞半導(dǎo)體層序列 20和耦合輸出結(jié)構(gòu)4。在圖4中示出了例如根據(jù)圖1至3之一的半導(dǎo)體芯片1的輻射穿透面20的一部分的示意性俯視圖。耦合輸出結(jié)構(gòu)4形成島狀物6。相鄰的島狀物6或者耦合輸出結(jié)構(gòu)4 彼此分隔，也就是說通過耦合輸出結(jié)構(gòu)4或者島狀物本身的材料并不提供相鄰的島狀物6 之間的連接。島狀物6分別錐體地成形，使得每個(gè)一個(gè)島狀物6可以優(yōu)選對應(yīng)于耦合輸出結(jié)構(gòu)4的恰好一個(gè)。相鄰的島狀物6之間的間隔d大于在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生的輻射的波長。 耦合輸出結(jié)構(gòu)4在整個(gè)輻射穿透面20上均勻地設(shè)置成六邊形圖案。六邊形圖案在幾何結(jié)構(gòu)上可以通過柵格12予以描述，該柵格在制造公差的范圍中通過相同的、規(guī)則的、 等邊的六邊形形成。被島狀物6或者耦合輸出結(jié)構(gòu)4所覆蓋的面占輻射穿透面20的比例為大約50%。可替選地同樣可能的是替代六邊形柵格12，耦合輸出結(jié)構(gòu)4設(shè)置成譬如方形柵格或者矩形柵格。與在圖1至3中不同，島狀物6或者耦合輸出結(jié)構(gòu)4也可以具有類似于球體或者橢圓體的部分的拱形造型。在圖5中示出了光電子半導(dǎo)體芯片1的一個(gè)實(shí)施例，其中半導(dǎo)體層序列2構(gòu)建為薄膜層。半導(dǎo)體層序列2通過連接裝置14施加在支承體13上。支承體13并不是如下襯底，在其上已生長了具有有源層3的半導(dǎo)體層序列2。換言之，半導(dǎo)體層序列2生長在未示出的生長襯底上并且接著轉(zhuǎn)接合到支承體13上。連接裝置14可以是金屬焊劑。優(yōu)選地， 連接裝置14對于在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生的輻射而言反射性地起作用。通過連接裝置14 也實(shí)現(xiàn)了 P接觸部11。連接裝置14也可以通過層系統(tǒng)形成，并且例如可以包括一種或多種焊劑、至少一個(gè)氣相淀積的金屬層和至少一個(gè)反射性的、尤其金屬的鏡層。朝向支承體13的ρ導(dǎo)電的層9的厚度在垂直于輻射穿透面20的方向上為大約 100 μ m至IJ 2 μ m。背離支承體13的η導(dǎo)電的層8的厚度尤其在大約2 μ m至Ij 10 μ m之間(包括2 μ m禾Π 10 μ m)。包括η導(dǎo)電的層8、ρ導(dǎo)電的層9和有源層3的半導(dǎo)體層序列2的總厚度優(yōu)選地在Iym到7μπι之間的范圍中(包括Iym禾口 7 μ m)。ρ導(dǎo)電的層9、n導(dǎo)電的層8和支承體13都未設(shè)置粗化部。支承體13優(yōu)選地具有100 μ m到200 μ m之間(包括100 μ m和 200 μ m)的厚度。連接裝置14的厚度優(yōu)選地在1 μ m到10 μ m之間(包括1 μ m和10 μ m)。截頂錐形的耦合輸出結(jié)構(gòu)4直接施加在半導(dǎo)體層序列2的輻射穿透面20上。同樣，直接在輻射穿透面20上存在η接觸部10。η接觸部10優(yōu)選地以金屬材料構(gòu)建或者由其構(gòu)成?？蛇x地可能的是譬如在根據(jù)圖2的實(shí)施例中在輻射穿透面20上在耦合輸出結(jié)構(gòu) 4之間的區(qū)域中存在有在圖5中未示出的具有導(dǎo)電材料的層。替代該導(dǎo)電層或者除了該導(dǎo)電層之外，耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料可以是導(dǎo)電的。在根據(jù)圖6的實(shí)施例中，半導(dǎo)體層序列2具有凹處17。凹處17局部地穿透有源層 3。在凹處17中安置有接觸部10、11之一。在半導(dǎo)體芯片1的該實(shí)施例中，η接觸部10和 P接觸部11存在于半導(dǎo)體層序列2的相同側(cè)上。與在圖6中所示的不同地可能的是接觸部10、11在離開半導(dǎo)體層序列2的方向上彼此齊平地結(jié)束。在半導(dǎo)體芯片1的根據(jù)圖1至6的實(shí)施例中，耦合輸出結(jié)構(gòu)4具有相對簡單的幾何結(jié)構(gòu)。在圖7中示出了具有較復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)化(Strukturbebimg)的耦合輸出結(jié)構(gòu)4的示例。在圖7中，耦合輸出結(jié)構(gòu)4簡化地相應(yīng)地示為線條。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu) 4的棱面40或者輪廓在圖7中未示出。根據(jù)圖7Α，耦合輸出結(jié)構(gòu)4連續(xù)地以唯一的螺旋體形式施加在半導(dǎo)體層序列2的輻射穿透面20上。于是，耦合輸出結(jié)構(gòu)4通過連貫的、未中斷的、伸長的并且螺旋狀地成形的區(qū)域形成。如果在輻射穿透面20上在耦合輸出結(jié)構(gòu)4之間的區(qū)域中施加有導(dǎo)電層5，則該導(dǎo)電層5并不通過耦合輸出結(jié)構(gòu)4中斷為彼此電絕緣的部分區(qū)域。換言之，該可選的、導(dǎo)電的層5也通過連續(xù)的、未中斷的、平面的區(qū)域形成。
此外，除了例如螺旋狀的耦合輸出結(jié)構(gòu)4之外，尤其在輻射穿透面20的邊緣區(qū)域中可以存在另外的、例如截頂錐形地成形的耦合輸出結(jié)構(gòu)4。在耦合輸出結(jié)構(gòu)4的根據(jù)圖7B的實(shí)施例中，耦合輸出結(jié)構(gòu)4在俯視圖中具有弧形的造型。不同的、弧形的耦合輸出結(jié)構(gòu)4相應(yīng)地至少部分地抓到彼此中。在此，相鄰的耦合輸出結(jié)構(gòu)4優(yōu)選地并不接觸。通過耦合輸出結(jié)構(gòu)4的這樣的構(gòu)造可能的是耦合輸出結(jié)構(gòu) 4覆蓋輻射穿透面20的特別高的面積比例。在圖7C中，耦合輸出結(jié)構(gòu)4具有L形造型的和I形的造型。尤其是，I形的耦合輸出結(jié)構(gòu)4的定向交替，以實(shí)現(xiàn)高的耦合輸出效率。此外，根據(jù)圖7B、7C的半導(dǎo)體芯片1在俯視圖中相應(yīng)地具有矩形的、尤其非方形的平面圖。在圖8中示出了在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生的輻射從半導(dǎo)體芯片1中出來的耦合輸出效率E與耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料的折射率η相關(guān)的變化曲線。在此，耦合輸出效率E的最大值定標(biāo)為1。所示的曲線涉及半導(dǎo)體層序列2，其基于GaN并且具有大約為2. 5的折射率。同樣，半導(dǎo)體層序列2和耦合輸出結(jié)構(gòu)4被由環(huán)氧化物、硅樹脂或者環(huán)氧化物-硅樹脂混合材料構(gòu)成的澆注物圍繞，該澆注物具有大約1. 4到1. 5的折射率。耦合輸出結(jié)構(gòu)4由TW2構(gòu)成并且具有截頂棱錐形的幾何結(jié)構(gòu)，該幾何結(jié)構(gòu)帶有方形平面圖。耦合輸出結(jié)構(gòu)的高度H為大約750nm，橫向伸展L為大約1 μ m并且上側(cè)處的寬度W為大約0. 5 μ m，也參照圖9B。如果耦合輸出結(jié)構(gòu)4的折射率η與半導(dǎo)體層序列2的折射率類似，則耦合輸出效率E根據(jù)圖8為最大。這在此情況下在耦合輸出結(jié)構(gòu)4的大約2. 5的折射率η時(shí)情況如此。 該折射率近似地對應(yīng)于GaN的折射率。在耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料的折射率η偏離2. 5的情況下，耦合輸出效率E強(qiáng)烈降低。在圖9Α中針對類似于圖8的半導(dǎo)體芯片1示出了耦合輸出效率E與耦合輸出結(jié)構(gòu)4的高度H和幾何參數(shù)T的相關(guān)性。根據(jù)圖9Α，當(dāng)在該實(shí)例中以T^2構(gòu)建的耦合輸出結(jié)構(gòu)4的高度H為大約750nm或者超過750nm時(shí)，則耦合輸出效率E最大。耦合輸出結(jié)構(gòu)4的高度H越大，則耦合輸出結(jié)構(gòu)4的棱面40的總面積也越大。因?yàn)轳詈陷敵鲂蔈隨著棱面40的總面積增大，所以要選擇耦合輸出結(jié)構(gòu)4的相對大的高度 H。因?yàn)轳詈陷敵鼋Y(jié)構(gòu)4的材料(譬如TiO2)關(guān)于在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生的輻射表現(xiàn)小的剩余吸收性，所以耦合輸出結(jié)構(gòu)4的過大的高度H導(dǎo)致吸收損耗。因此，耦合輸出結(jié)構(gòu)4 的大約0. 5 μ m到大約2 μ m之間(包括0. 5 μ m和2 μ m)的高度H是優(yōu)選的。圖9A中的耦合輸出結(jié)構(gòu)4根據(jù)圖9B具有截頂棱錐形的形狀，其帶有方形平面圖。 耦合輸出結(jié)構(gòu)4在背離輻射穿透面20的上側(cè)上具有寬度W。幾何參數(shù)T限定為耦合輸出結(jié)構(gòu)4的寬度W與橫向伸展L之商。于是適用T = W/L。在圖9A中可看到的是，耦合輸出效率E隨著幾何參數(shù)T的減小而增大。換言之， 其中棱面40幾乎垂直于輻射穿透面20來定向的耦合輸出結(jié)構(gòu)4具有相對小的耦合輸出效率E。棱面40(即耦合輸出結(jié)構(gòu)4的橫向、相對于輻射穿透面20傾斜地定向的邊界面)的總面積隨著幾何參數(shù)T的減小而增大，并且耦合輸出效率E也隨之增大。在圖10中示出了拱頂形的或者截球形的耦合輸出結(jié)構(gòu)4。耦合輸出結(jié)構(gòu)4具有唯一的、連續(xù)的、背離輻射穿透面20的邊界面。有助于提高耦合輸出效率E的棱面40尤其僅僅是邊界面的如下部分，其相對于輻射穿透面20具有15°到75°之間(包括15°和75° )的角度。耦合輸出結(jié)構(gòu)4的邊界面的形成棱面40的部分在圖10中存在于兩條平行于輻射穿透面20來定向的線條-點(diǎn)線之間。在圖11中示出了用于光電子半導(dǎo)體芯片1的制造方法。根據(jù)圖11A，具有有源層 3的半導(dǎo)體層序列2外延生長在襯底7上，襯底7是生長襯底。在根據(jù)圖IlB的可選的方法步驟中，在半導(dǎo)體層序列2的輻射穿透面20上施加有導(dǎo)電層5?？蛇x的、導(dǎo)電的層5例如由透明導(dǎo)電氧化物構(gòu)成，譬如由ITO或者ZnO構(gòu)成。在圖IlC中示出了 在輻射穿透面20上或者在導(dǎo)電層5上施加且結(jié)構(gòu)化有光敏材料15的層。例如，光敏材料15是光刻膠，其以如下厚度來施加，該厚度優(yōu)選地大于要產(chǎn)生的耦合輸出結(jié)構(gòu)4的高度H。光敏材料的結(jié)構(gòu)化例如通過借助于未在圖11中示出的光掩膜的曝光來進(jìn)行。接下來，光敏材料15可以在必要情況下顯影。在圖IlD中示出了 在部分區(qū)域16中將光敏材料15去除并且可選地將導(dǎo)電層5 去除。尤其是，半導(dǎo)體層序列2的輻射穿透面20在部分區(qū)域16中暴露。與在圖IlD中所示不同，導(dǎo)電層5可以在部分區(qū)域16中在減小的厚度的情況下而保持。根據(jù)圖11E，耦合輸出結(jié)構(gòu)40在部分區(qū)域16中產(chǎn)生?？赡艿氖邱詈陷敵鼋Y(jié)構(gòu)4 的材料45也沉積在部分區(qū)域16之外的光敏材料15上。根據(jù)圖11F，剩余的、未在根據(jù)圖IlD的方法步驟中去除的光敏材料15被去除。借助該去除，也將可能在光敏材料15上的不希望的、所沉積的材料45去除。剩余的光敏材料 15的去除可以通過吹掉來實(shí)現(xiàn)。在光電子半導(dǎo)體芯片1的根據(jù)圖12的實(shí)施例中，耦合輸出結(jié)構(gòu)4具有多個(gè)開口 41。在此，耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料以連續(xù)的層施加在輻射穿透面20上。于是，通過完全穿透該層并且伸至輻射穿透面20的開口 41形成耦合輸出結(jié)構(gòu)4的棱面40。開口 41例如具有類似于截頂錐形的形狀，其中開口 41朝著輻射穿透面20逐漸變細(xì)。與在圖12中所示不同，耦合輸出結(jié)構(gòu)4的材料的多個(gè)、彼此分離的層狀區(qū)域可以施加在輻射穿透面20上，這些區(qū)域分別具有多個(gè)開口 41?？蛇x地同樣可能的是在耦合輸出結(jié)構(gòu)4和半導(dǎo)體層序列2之間存在未示出的、導(dǎo)電的層5，例如類似于根據(jù)圖2的半導(dǎo)體芯片1?？赡艿氖情_口 41未穿透該導(dǎo)電層5。在此描述的發(fā)明并不通過根據(jù)實(shí)施例的描述而受限。更確切而言，本發(fā)明包括任意新特征以及特征的任意組合，這尤其包含權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使這些特征或者這些組合本身并未明確在權(quán)利要求或者實(shí)施例中予以說明。本專利申請要求德國專利申請10 2008 062 932. 4的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引
用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其具有半導(dǎo)體層序列O)，該半導(dǎo)體層序列具有用于產(chǎn)生電磁輻射的至少一個(gè)有源層(3)，并且該半導(dǎo)體芯片具有耦合輸出結(jié)構(gòu)G)，該耦合輸出結(jié)構(gòu)至少間接地施加在半導(dǎo)體層序列O)的輻射穿透面00)上，其中-耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料與半導(dǎo)體層序列O)的材料不同，-耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列O)的材料的折射率彼此偏差最高30%，以及-耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的棱面GO)具有總面積，該總面積為輻射穿透面O0)的面積的至少5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中棱面GO)是耦合輸出結(jié)構(gòu)(4) 的如下邊界面或者邊界面的如下部分所述邊界面或所述部分與輻射穿透面OO)成最小為15°并且最大為75°的角度(α)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)在與輻射穿透面OO)平行的方向上具有橫向伸展(L)，該橫向伸展在0.2μπι到ΙΟμπι之間，包括0.2μπι和ΙΟμπι，并且其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)在與輻射穿透面OO)垂直的方向上具有高度(H)，該高度在0. 3μπι到ΙΟμπι之間，包括0. 3μπι和10 μ m。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中通過耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料形成島狀物(6)，其中相鄰的島狀物(6)彼此分隔。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)截頂棱錐形地、截球形地、球形地和/或截頂錐形地構(gòu)建，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)的基面朝向輻射穿透面(20)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)具有至少一個(gè)連續(xù)的、層狀的區(qū)域，在所述區(qū)域中形成有多個(gè)開口(41)，其中所述開口朝 著輻射穿透面OO)完全穿透所述層狀區(qū)域，并且其中耦合輸出結(jié)構(gòu)OO)的棱面00)至少部分地通過所述開口 Gl)形成。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)的材料是透明并且介電的。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)包含以下材料的一種或者由以下材料的一種構(gòu)成Ti02、ZnS, A1N、SiC、BN、Ta205。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中在半導(dǎo)體層序列O)的輻射穿透面OO)上局部地施加有至少一個(gè)導(dǎo)電層(5)，其中所述導(dǎo)電層(5)以透明的、導(dǎo)電的氧化物構(gòu)建，并且其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)完全地或者部分地穿透所述導(dǎo)電層(5)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的棱面GO)的總面積為輻射穿透面OO)的面積的至少20%。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的材料具有在2. 4到2. 6之間的折射率，包括2. 4和2. 6。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)，其中-半導(dǎo)體層序列(2)的材料基于feiN、InGaN, AlGaN和/或AUnGaN，-輻射穿透面OO)與耦合輸出結(jié)構(gòu)⑷的棱面GO)之間的角度(α)在30°到60° 之間，包括30°和60°，以及-耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)截頂錐形地成形并且由TiO2構(gòu)成。
13.一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法，其具有以下步驟-在襯底(7)上生長具有至少一個(gè)有源層(3)的半導(dǎo)體層序列(2)， -在半導(dǎo)體層序列O)的輻射穿透面00)上施加并且結(jié)構(gòu)化光敏材料(15)， -去除在部分區(qū)域(16)中的光敏材料(15)，-在所述部分區(qū)域(16)中至少間接地在輻射穿透面OO)上生成耦合輸出結(jié)構(gòu)，以及-去除剩余的光敏材料(15)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的材料與半導(dǎo)體層序列(2)的材料不同，并且這些材料在折射率方面彼此相差最高30%，并且其中耦合輸出結(jié)構(gòu)的棱面的總面積為輻射穿透面OO)的面積的至少30%。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的方法，其中在施加和結(jié)構(gòu)化光敏材料(1 之前在所述光敏材料(1 和輻射穿透面OO)之間至少局部地產(chǎn)生導(dǎo)電層(5)，并且其中隨著將在所述部分區(qū)域(16)中的光敏材料(1 去除而部分地或者完全地將在所述部分區(qū)域(16)中的導(dǎo)電層(5)去除。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中制造根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的光電子半導(dǎo)體芯片(1)。
全文摘要
在光電子半導(dǎo)體芯片(1)的至少一個(gè)實(shí)施形式中，其包括半導(dǎo)體層序列(2)，該半導(dǎo)體層序列具有設(shè)置用于產(chǎn)生電磁輻射的至少一個(gè)有源層(3)。此外，光電子半導(dǎo)體芯片(1)具有至少間接地施加在半導(dǎo)體層序列(2)的輻射穿透面(20)上的耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)。在此，耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的材料與半導(dǎo)體層序列(2)的材料不同。耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的材料的折射率與半導(dǎo)體層序列(2)的材料的折射率彼此偏差最高30％。此外，耦合輸出結(jié)構(gòu)(4)的棱面(40)具有總面積，其為輻射穿透面(20)的面積的至少30％。
文檔編號H01L33/22GK102227825SQ200980148152
公開日2011年10月26日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者安德烈亞斯·萊貝爾, 尼古勞斯·格邁因維澤, 馬蒂亞斯·扎巴蒂爾 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司