發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種發(fā)射光的半導(dǎo)體器件，其具有：第一半導(dǎo)體本體（1），所述第一半導(dǎo)體本體包括有源區(qū)（11），在發(fā)射光的半導(dǎo)體器件工作時(shí)在所述有源區(qū)中產(chǎn)生電磁輻射，所述電磁輻射至少部分地穿過輻射出射面（1a）而離開第一半導(dǎo)體本體（1）；以及第二半導(dǎo)體本體（2），所述第二半導(dǎo)體本體適合于將電磁輻射轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的具有更小波長的電磁輻射，其中第一半導(dǎo)體本體（1）和第二半導(dǎo)體本體（2）相互分開制成，第二半導(dǎo)體本體（2）是電無源的，并且第二半導(dǎo)體本體（2）與輻射出射面（1a）直接接觸，并且在那里無連接劑地固定在第一半導(dǎo)體本體（1）上。
【專利說明】發(fā)射光的半導(dǎo)體器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射光的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]文獻(xiàn)EP0486052A1描述ー種發(fā)射光的半導(dǎo)體器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]待實(shí)現(xiàn)的目的在于，提出一種發(fā)射光的半導(dǎo)體器件，所述發(fā)射光的半導(dǎo)體器件具有產(chǎn)生光的改進(jìn)的效率。
[0004]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件包括第一半導(dǎo)體本體。第一半導(dǎo)體本體例如外延地沉積到生長載體上。在此，第一半導(dǎo)體本體例如基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料。
[0005]第一半導(dǎo)體本體包括至少ー個(gè)有源區(qū)，在發(fā)射光的半導(dǎo)體器件工作時(shí)，在所述有源區(qū)中產(chǎn)生電磁輻射。所述電磁輻射例如能夠是UV輻射和/或可見光。在至少ー個(gè)有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射至少部分地穿過輻射出射面而離開第一半導(dǎo)體本體。
[0006]輻射出射面例如是第一半導(dǎo)體本體的主面的一部分。例如,輻射出射面由半導(dǎo)體本體的背離連接載體或電路板設(shè)置的外面構(gòu)成，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件安裝在所述連接載體或電路板上。例如，第一半導(dǎo)體本體是發(fā)光二極管。
[0007]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件包括第ニ半導(dǎo)體本體，所述第二半導(dǎo)體本體適合于轉(zhuǎn)換在第一半導(dǎo)體本體的至少ー個(gè)有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射。在此，穿過輻射出射面而離開第一半導(dǎo)體本體的電磁輻射至少部分地轉(zhuǎn)換為具有更大波長的輻射。也就是說，第二半導(dǎo)體本體適合于所謂的“向下轉(zhuǎn)換(down-conversion)”。例如,將第二半導(dǎo)體本體由于其天然的帶隙用作為轉(zhuǎn)換器。然而，也可行的是，第二半導(dǎo)體本體包括由在第一半導(dǎo)體本體中所產(chǎn)生的電磁輻射光泵浦的至少ー個(gè)pn結(jié)、至少ー個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)或至少ー個(gè)多量子阱結(jié)構(gòu)。
[0008]第二半導(dǎo)體本體例如也能夠借助于將第二半導(dǎo)體本體外延生長到生長載體上來制造。
[0009]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體相互分開地制成。也就是說，第二半導(dǎo)體本體尤其不外延地生長到第一半導(dǎo)體本體的輻射出射面上。更確切地說，能夠?qū)⒌谝话雽?dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體相互分開地，例如外延地制造，并且隨后彼此連接。將第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體相互分開地制成的特征是能在已制成的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件上證實(shí)的具體特征。也就是說，所述發(fā)射光的半導(dǎo)體器件與第二半導(dǎo)體本體外延地生長在第一半導(dǎo)體本體上的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件明顯不同。
[0010]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第二半導(dǎo)體本體是電無源的。也就是說，被轉(zhuǎn)換的電磁輻射在第二半導(dǎo)體本體中的產(chǎn)生不由于第二半導(dǎo)體本體的電泵浦而進(jìn)行，而是將第二半導(dǎo)體本體通過由第一半導(dǎo)體本體在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射而光泵浦。因此，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件例如不具有電端子，借助于所述電端子接觸第二半導(dǎo)體本體。
[0011]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第二半導(dǎo)體本體和第一半導(dǎo)體本體彼此直接接觸。也就是說，第二半導(dǎo)體本體例如與第一半導(dǎo)體本體的輻射出射面直接接觸并且在那里無連接劑地固定在第一半導(dǎo)體本體上。
[0012]“無連接劑”意味著，沒有例如膠粘劑或所謂的“折射率匹配溶膠(Index-MatchingGel)”設(shè)置在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間。在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的粘附尤其通過氫鍵和/或范德華相互作用(Van-der-Waals-Wechselwirkung)在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的界面的區(qū)域中介導(dǎo)。換言之，第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體經(jīng)由所謂的“直接鍵合”彼此固定。
[0013]第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的連接是機(jī)械穩(wěn)定的。必要時(shí)可行的是，所述連接不能以非破壞性的方式斷開。也就是說，在斷開連接時(shí)，兩個(gè)半導(dǎo)體本體中的至少ー個(gè)會被損害或破壞。這例如是當(dāng)連接是強(qiáng)的化學(xué)鍵合或初級化學(xué)鍵合(prim3rechemische Bindung)時(shí)的情況。
[0014]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件包括具有有源區(qū)的第一半導(dǎo)體本體，在發(fā)射光的半導(dǎo)體器件工作時(shí)在所述有源區(qū)中產(chǎn)生電磁輻射。在第一半導(dǎo)體本體中產(chǎn)生的電磁輻射至少部分地穿過輻射出射面。發(fā)射光的半導(dǎo)體器件還包括適合于將電磁輻射轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的具有更大波長的電磁輻射的第二半導(dǎo)體本體。在所述實(shí)施形式的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件中，第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體相互分開制成，第ニ半導(dǎo)體本體是電無源的，并且第二半導(dǎo)體本體與輻射出射面直接接觸并且在那里無連接劑地固定在第一半導(dǎo)體本體上。
[0015]在當(dāng)前的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件中，尤其可行的是，不存在介導(dǎo)在泵浦源、即第一半導(dǎo)體本體和轉(zhuǎn)換器、即第二半導(dǎo)體本體之間的光學(xué)的、熱學(xué)的和機(jī)械的連接的中間層。更確切地說，轉(zhuǎn)換器直接施加到泵浦源上，使得由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)換器和泵浦源的輻射出射面之間的化學(xué)鍵合。由此，能夠明顯改進(jìn)在轉(zhuǎn)換器中的光耦合輸入以及在轉(zhuǎn)換器和泵浦源之間的熱連接。以這種方式，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件適合于高效率的轉(zhuǎn)換進(jìn)而適合于產(chǎn)生多色的或單色的光。高效率尤其通過將斯托克斯損耗(Stokes-Verlusten)、轉(zhuǎn)換器過熱和稱合輸入損耗或耦合輸出損耗最小化而得到。
[0016]在本文中，第二半導(dǎo)體本體用作為轉(zhuǎn)換器。因?yàn)榘雽?dǎo)體本體具有高的吸收常數(shù)，所以半導(dǎo)體本體能夠非常薄地構(gòu)成。因此，在此描述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的特征也在于特別小的結(jié)構(gòu)高度并且因此非常適合于成像元件的、例如IXD面板的直接背光。
[0017]在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的連接能夠是共價(jià)的或離子的。通過將第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的熱阻最小化，使從第二半導(dǎo)體本體通過第一半導(dǎo)體本體排出的損耗熱最小化。在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的通過強(qiáng)的化學(xué)鍵合產(chǎn)生的直接耦聯(lián)使從第二半導(dǎo)體本體到第一半導(dǎo)體本體的熱傳遞最大化。因?yàn)榈谝话雽?dǎo)體本體例如能夠連接到熱沉上，所以在轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的損耗熱能夠最優(yōu)地從第二半導(dǎo)體本體中排出。
[0018]在此，在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的直接連接甚至能夠在室溫下進(jìn)行，以至于確保了在熱學(xué)上不相互匹配的第一和第二半導(dǎo)體本體的情況下張カ不會造成層損壞。[0019]此外，將第二半導(dǎo)體本體用作轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)基本上具有與第一半導(dǎo)體本體相同的光學(xué)折射率的轉(zhuǎn)換器的使用。因此，所述轉(zhuǎn)換通過將電磁輻射直接地耦合輸入到不具有位于中間的、帶有損耗的連接劑層的轉(zhuǎn)換器中高效地進(jìn)行，所述連接劑層不具有轉(zhuǎn)換作用。
[0020]此外，作為轉(zhuǎn)換器的第二半導(dǎo)體本體優(yōu)選具有比常規(guī)的、例如陶瓷轉(zhuǎn)換器明顯更小的半值寬度，另外這能夠引起更小的斯托克斯損耗。因此，例如用于產(chǎn)生暖白光的更高的轉(zhuǎn)換效率是可行的，因?yàn)閷Υ怂璧膹乃{(lán)光到紅光的轉(zhuǎn)換尤其能夠非常窄帶地進(jìn)行。因此，使被轉(zhuǎn)換的光的通常損耗嚴(yán)重的長波的部分最小化。
[0021]此外，由于改進(jìn)的散熱，在此描述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件能夠是適合高電流的，因?yàn)椴挥每紤]通常設(shè)置有轉(zhuǎn)換材料的導(dǎo)熱差的基體材料。
[0022]在此，這里描述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件能夠在工作時(shí)產(chǎn)生有色光，例如綠光、黃光或紅光。此外，可行的是，發(fā)射光的半導(dǎo)體器件在工作時(shí)產(chǎn)生白光。
[0023]第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體例如在晶片級上就已經(jīng)能夠彼此連接，以至于同時(shí)制造多個(gè)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件是可行的。
[0024]此外，例如能夠通過將第二半導(dǎo)體本體的背離第一半導(dǎo)體的外面粗化使光或電磁輻射的從第二半導(dǎo)體本體的耦合輸出最大化。
[0025]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，輻射出射面和第二半導(dǎo)體本體的朝向福射出射面的外面分別具有最高2nm、尤其小于等于lnm、優(yōu)選小于等于0.5nm的平均粗糙度系數(shù)。在此，平均粗糙度系數(shù)Rq是粗糙度輪廓的所有輪廓值的均方根。在此，名稱RMS也用于平均粗糙度系數(shù)。在本文中，第一半導(dǎo)體本體的和第二半導(dǎo)體本體的兩個(gè)外面構(gòu)成為特別平滑的，在所述兩個(gè)外面上第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體彼此連接。優(yōu)選的是，兩個(gè)相対的表面中的至少ー個(gè)的平均粗糙度系數(shù)明顯小于0.5nm、例如為0.2nm或更小。
[0026]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第一半導(dǎo)體本體基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料。在本文中“基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料”意味著，半導(dǎo)體層序列或其至少一部分，尤其優(yōu)選至少有源區(qū)和/或生長襯底晶片，具有氮化物化合物半導(dǎo)體材料、優(yōu)選AlnGaJriitmN或由所述氮化物化合物半導(dǎo)體材料構(gòu)成，其中并且n+m≤1。在此，所述材料不必強(qiáng)制性地具有根據(jù)上式的在數(shù)學(xué)上精確的組成成分。更確切地說，所述材料例如能夠具有一種或多種摻雜物以及附加的組成部分。然而，為了簡單性起見，上式僅包含晶格的主要組成部分(Al、Ga、In、N)，即使所述組成部分能夠部分地由少量的其他物質(zhì)代替和/或補(bǔ)充。在此，第一半導(dǎo)體本體例如外延地制造，其中將生長襯底從第一半導(dǎo)體本體移除。
[0027]在此，第一半導(dǎo)體本體的電接觸例如能夠從背離第二半導(dǎo)體本體的側(cè)進(jìn)行。此外，可行的是，至少ー個(gè)用于連接第一半導(dǎo)體本體的接觸部設(shè)置在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間或者第二半導(dǎo)體本體具有至少ー個(gè)留空部，在所述留空部中至少ー個(gè)接觸部設(shè)置在第一半導(dǎo)體本體的朝向第二半導(dǎo)體本體的外面上。
[0028]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第二半導(dǎo)體本體基于I1-VI族化合物半導(dǎo)體材料。II/VI族化合物半導(dǎo)體材料具有至少ー個(gè)來自第二主族或第二副族的元素，例如Be、Mg、Ca、Sr、Zn、Cd或Hg和來自第六主族的元素，例如O、S、Se、Te。II/VI族化合物半導(dǎo)體材料尤其包括ニ元、三元或四元的包括至少ー個(gè)來自第二主族的元素和至少ー個(gè)來自第六主族的元素的化合物。此外，這種ニ元、三元或四元的化合物例如能夠具有一種或多種摻雜物以及附加的組成部分。例如，屬于II/VI族化合物半導(dǎo)體材料的是:ZnO、ZnMgO、CdS、ZnCdS、MgBeO。
[0029]用于第二半導(dǎo)體本體的材料例如能夠是(ZnCdMg) (SSe)材料體系。所述材料體系的特征在于非常高的輻射效率。此外，由這種材料構(gòu)成的第二半導(dǎo)體本體能夠外延地以原子級平滑的表面沉積到生長襯底上?；谒霾牧象w系的轉(zhuǎn)換器例如在文獻(xiàn)Appl.Phys.Lett.96，231116，2010中描述。所述文獻(xiàn)明確地通過參引結(jié)合于此。
[0030]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第二半導(dǎo)體本體基于II1-V族化合物半導(dǎo)體材料。例如，第二半導(dǎo)體本體基于(AlGaIn) (NAsP)材料體系。
[0031]由所述材料體系構(gòu)成的第二半導(dǎo)體本體的特征也在于具有高輻射效率，并且能夠外延地以原子級平滑的表面大面積地沉積在生長載體上，所述生長載體例如由GaAs或InP構(gòu)成。
[0032]根據(jù)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的至少ー個(gè)實(shí)施形式，第二半導(dǎo)體本體具有最高6 U m、尤其最高3 u m、優(yōu)選最高1.5 y m的厚度。尤其由于半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換層的高的吸收常數(shù)，小的厚度是可能的。以這種方式，所制成的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)高度能夠是非常小的，因?yàn)榈诙雽?dǎo)體本體幾乎不提高所述結(jié)構(gòu)高度。
[0033]此外提出一種用于制造發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的方法。優(yōu)選地，能夠借助于所述方法制造在此描述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件。也就是說，所有的對于發(fā)射光的半導(dǎo)體器件所描述的特征也對于所述方法公開并且反之亦然。
[0034]根據(jù)所述方法的至少ー個(gè)實(shí)施形式，在ー個(gè)方法步驟中，將第一半導(dǎo)體本體外延地沉積到生長載體的由硅構(gòu)成的生長面上。在此，生長載體例如能夠由硅構(gòu)成。然而，也可能的是，生長載體包括由硅構(gòu)成的層，其中，所述層的外面形成生長面。
[0035]根據(jù)另一方法步驟，將生長載體借助于刻蝕從第一半導(dǎo)體本體剝離。也就是說，生長載體的剝離尤其以濕化學(xué)的方式進(jìn)行。在此，充分利用硅表面的非常好的拋光質(zhì)量。在將生長載體、即尤其是硅表面以濕化學(xué)的方式從第一半導(dǎo)體本體剝離之后，將第一半導(dǎo)體本體的原本朝向生長載體的外面直接用干與第二半導(dǎo)體本體連接，因?yàn)榈谝话雽?dǎo)體本體的所述外面能夠視為非常平滑的硅表面的復(fù)制品。也就是說，將原子級平滑的硅表面借助于所述方法傳遞到第一半導(dǎo)體本體的外面上，因此所述外面提供用于第一和第二半導(dǎo)體本體的接合。
[0036]在另一方法步驟中，將第一半導(dǎo)體本體在其原本朝向生長面的、包括輻射出射面的外面與第二半導(dǎo)體本體連接。
[0037]因此，在所述方法中，在不具有其他的用于處理第一半導(dǎo)體本體的外面的方法步驟的情況下可行的是，福射出射面具有最高2nm的、尤其最高Inm的、優(yōu)選最高0.5nm的平均粗糙度系數(shù)。為此，傳遞到第一半導(dǎo)體本體的外面上的生長載體的生長面本身優(yōu)選具有最聞2nm的、尤其最聞Inm的、優(yōu)選最聞0.5nm的平均粗糖度系數(shù)。
[0038]根據(jù)方法的至少ー個(gè)實(shí)施形式，將第二半導(dǎo)體本體借助于分子束外延法(MBE)外延地沉積到生長載體上，并且以其背離生長載體的外面與第一半導(dǎo)體本體連接。在此，用于第二半導(dǎo)體本體的生長載體例如能夠是具有由GaAs、Ge或InP構(gòu)成的生長面的生長載體。例如，生長載體由這些材料構(gòu)成。在分子束外延法中能夠產(chǎn)生平滑的外面。此外可行的是，在將兩個(gè)半導(dǎo)體本體接合之前，例如通過拋光或化學(xué)地拋光使外面變得平滑。
[0039]根據(jù)方法的至少ー個(gè)實(shí)施形式，用于第二半導(dǎo)體本體的生長載體在其朝向第二半導(dǎo)體本體的外面上具有最高2nm的、尤其Inm的、優(yōu)選最高0.5nm的厚度。在沉積第二半導(dǎo)體本體之后，將生長載體從第二半導(dǎo)體本體剝離并且將第二半導(dǎo)體本體以其朝向生長載體的外面與第一半導(dǎo)體本體連接。在此，例如能夠利用由GaAs、Ge或InP構(gòu)成的生長面的非常好的拋光質(zhì)量。
[0040]用于將第一和第二半導(dǎo)體本體接合所需的較干凈的表面能夠在原位，即例如在外延反應(yīng)物(Epitaxiereaktor)中產(chǎn)生。
[0041]例如，從吸附物和污染層到確定用于接合的表面上的噴灑能夠通過濺射或離子轟擊、尤其用氬離子的離子轟擊來進(jìn)行。此外，通過熱解吸和/或通過UV感應(yīng)而引起的解吸的清潔是可行的。為了保護(hù)借助于清潔步驟而激活的表面免于再鈍化，在第一半導(dǎo)體本體和第二半導(dǎo)體本體之間的接合優(yōu)選在惰性的大氣中或在真空、尤其在超高真空中進(jìn)行。
[0042]附加地，還能夠進(jìn)行第二半導(dǎo)體本體的背離第一半導(dǎo)體本體的外面的臺面刻蝕或結(jié)構(gòu)化，這引起改進(jìn)的耦合輸出效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]在下文中，根據(jù)實(shí)施例借助于附圖闡述在此描述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件以及在此描述的方法。
[0044]相同的、同類的或起相同作用的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。附圖和在附圖中所示出的元件相互間的大小關(guān)系不視為合乎比例的。相反，為了更好的可視性和/或?yàn)榱烁玫目衫斫庑?，能夠夸大地示出各個(gè)元件。
[0045]圖1A至IG的示意性剖視圖示出在此描述的方法的不同的方法步驟。圖1G示出多個(gè)在此描述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的示意性剖視圖。
[0046]圖2示出用于闡述本發(fā)明的示意性曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]結(jié)合圖1A的示意性剖視圖，詳細(xì)地闡述在此描述的方法的第一方法步驟。在所述第一方法步驟中，將第一半導(dǎo)體本體I外延地沉積到生長載體10的生長面IOa上。第一半導(dǎo)體本體I基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料、尤其基于含銦的氮化物化合物半導(dǎo)體材料。
[0048]生長載體10包括由硅構(gòu)成的生長面10a。也就是說，第一半導(dǎo)體本體I外延地沉積到硅表面上。生長面IOa的特征在于其平滑的表面并且具有最高2nm的、尤其最高Inm的、優(yōu)選最高0.5nm的平均粗糙度系數(shù)。
[0049]在待制造的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件工作時(shí)，有源區(qū)11適合于產(chǎn)生在UV輻射和藍(lán)光之間的光譜范圍中的電磁輻射。
[0050]在一個(gè)后續(xù)的方法步驟中，見圖1B，半導(dǎo)體本體以其背離生長載體10的一側(cè)施加到載體12上，并且例如借助于連接劑13、例如焊劑固定在那里。載體12例如能夠是金屬的、陶瓷的或半導(dǎo)體的載體。例如，載體12由銅、如鍺的陶瓷材料構(gòu)成。此外，載體12還能夠是如電路板的連接載體。
[0051]在下一方法步驟，圖1C中，將生長載體10從半導(dǎo)體本體I剝離。所述剝離優(yōu)選以濕化學(xué)的方式借助于刻蝕來進(jìn)行。非常平滑的生長面IOa的形貌以由所述方法引起的方式傳遞到第一半導(dǎo)體本體I的背離載體12的外面上。之后，所述外面形成半導(dǎo)體本體I的輻射出射面la。
[0052]在下一方法步驟中，除了這樣制備的半導(dǎo)體本體I以外還提供第二半導(dǎo)體本體2。將第二半導(dǎo)體本體2例如外延地施加到生長載體20的生長面20a上。生長載體20例如是具有由GaAs、Ge或InP構(gòu)成的生長面20a的襯底。第二半導(dǎo)體本體2例如借助于MBE來生長。因此，第二半導(dǎo)體本體的背離生長載體20的外面非常平滑地構(gòu)成，并且所述外面具有最高0.5nm的平均粗糙度系數(shù)。
[0053]可選地，在生長載體20和第二半導(dǎo)體本體2之間設(shè)置有中間層21，所述中間層例如用作刻蝕停止層或犧牲層，并且所述中間層同樣外延地制成。
[0054]此外可行的是，在所述方法步驟中，在保護(hù)大氣或在真空中實(shí)現(xiàn)對第一半導(dǎo)體本體I和第二半導(dǎo)體本體2的暴露的外面進(jìn)行清潔進(jìn)而使其鈍化。
[0055]結(jié)合圖1E描述接合步驟，其中將第一半導(dǎo)體本體I和第二半導(dǎo)體本體2機(jī)械牢固地彼此連接。在此，將第二半導(dǎo)體本體2與第一半導(dǎo)體本體I的輻射出射面Ia直接連接，并且在兩個(gè)半導(dǎo)體本體之間的連接是無連接劑的，例如通過離子力或范德華相互作用來介導(dǎo)。
[0056]在另一方法步驟，圖1F中，將生長載體20和必要時(shí)中間層21從第二半導(dǎo)體本體2剝離。能夠在所述剝離期間或緊接著所述剝離使第二半導(dǎo)體本體2的背離第一半導(dǎo)體本體I的外面粗化成被粗化的表面2a，見圖1G。通過所述結(jié)構(gòu)化，之后的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件具有改進(jìn)的光耦合輸出效率。
[0057]在一個(gè)后續(xù)的方法步驟中，在各個(gè)發(fā)射光的半導(dǎo)體器件中沿虛線進(jìn)行分離。能夠從載體12的一側(cè)或從第二半導(dǎo)體本體2的一側(cè)進(jìn)行接觸(未示出)。
[0058]此外，這樣制成的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的特征在于，在第一半導(dǎo)體本體I和第二半導(dǎo)體本體2之間的折射率階躍能夠選擇為相對小的。這引起器件的效率提高。在假設(shè)第一半導(dǎo)體本體的折射率為2.4并且將發(fā)射光的半導(dǎo)體器件封裝到具有1.5的折射率的硅樹脂中的情況下，在圖2中為第二半導(dǎo)體本體2的折射率n2的不同的值以圖形的方式繪制相對效率。在此，柱狀體的右部相應(yīng)地示出發(fā)射暖白光的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的效率，柱狀體的左部示出用于冷白光的半導(dǎo)體器件的效率。如圖2中得出的，效率隨著第二半導(dǎo)體本體2的折射率n2的增長而增長。例如，對于由ZnCdMgSe構(gòu)成的第二半導(dǎo)體本體，根據(jù)是否應(yīng)產(chǎn)生冷白光或暖白光而得出n2=2.4以及在8%和10%之間的效率增長。
[0059]本發(fā)明不由于根據(jù)實(shí)施例的描述而受限于這些實(shí)施例。更確切地說，本發(fā)明包括每個(gè)新的特征以及特征的任意組合，這尤其包含在權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使所述特征或所述組合本身沒有明確地在權(quán)利要求中或?qū)嵤├姓f明。
[0060]本專利申請要求德國專利申請102011014845.0的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過參引結(jié)合于此。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)射光的半導(dǎo)體器件，所述發(fā)射光的半導(dǎo)體器件具有: -第一半導(dǎo)體本體(1)，所述第一半導(dǎo)體本體包括有源區(qū)(11)，在所述發(fā)射光的半導(dǎo)體器件工作時(shí)，在所述有源區(qū)中產(chǎn)生電磁輻射，所述電磁輻射至少部分地穿過輻射出射面(Ia)而離開所述第一半導(dǎo)體本體(I )，以及 -第二半導(dǎo)體本體(2)，所述第二半導(dǎo)體本體適合于將所述電磁輻射轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的具有更大波長的電磁輻射，其中 -所述第一半導(dǎo)體本體(I)和所述第二半導(dǎo)體本體(2)相互分開制成， -所述第二半導(dǎo)體本體(2)是電無源的，并且 -所述第二半導(dǎo)體本體(2)與所述輻射出射面(Ia)直接接觸，并且在那里無連接劑地固定在所述第一半導(dǎo)體本體(I)上。
2.根據(jù)上ー項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述輻射出射面(Ia)和所述第二半導(dǎo)體本體(2)的朝向所述輻射出射面(Ia)的外面分別具有最高2nm的平均粗糙度系數(shù)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述第一半導(dǎo)體本體(I)基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述第二半導(dǎo)體本體(2)基于I1-VI族的化合物半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)上ー項(xiàng)權(quán)利要 求所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述第二半導(dǎo)體本體(2)基于(ZnCdMg) (SSeTeO)材料體系。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述第二半導(dǎo)體本體(2)基于II1-V族化合物半導(dǎo)體材料。
7.根據(jù)上ー項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述第二半導(dǎo)體本體(2)基于(AlGaIn) (NAsP)材料體系。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件， 其中所述第二半導(dǎo)體本體(2)具有最高6 u m的厚度。
9.一種用于制造根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射光的半導(dǎo)體器件的方法，其中 -將所述第一半導(dǎo)體本體(I)外延地沉積到生長載體(10)的由硅構(gòu)成的生長面(IOa)上， -將所述生長載體(10)借助于刻蝕從所述第一半導(dǎo)體本體(I)剝離，以及-將所述第一半導(dǎo)體本體(I)在其原本朝向所述生長面(IOa)的、包括所述輻射出射面(Ia)的外面上與所述第二半導(dǎo)體本體(2)連接。
10.根據(jù)上ー項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其中所述生長面(IOa)具有最高2nm的平均粗糙度系數(shù)。
11.根據(jù)上ー項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法， 其中將所述第二半導(dǎo)體本體(2)尤其借助于分子束外延法外延地沉積到生長載體(20)上，并且所述第二半導(dǎo)體本體(2)以其背離所述生長載體(20)的外面與所述第一半導(dǎo)體本體(I)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述第二半導(dǎo)體本體(2)外延地沉積到由GaAs、Ge或InP構(gòu)成的生長載體(20)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中的任一項(xiàng)所述的方法， 其中 -用于所述第二半導(dǎo)體本體(2)的所述生長載體(20)在其朝向所述第二半導(dǎo)體本體(2)的外面(20a)上具有最高2nm的平均粗糙度系數(shù)， -在沉積所述第二半導(dǎo)體本體(2)之后，將所述生長載體(20)從所述第二半導(dǎo)體本體(2)剝離，以及 -將所述第二半導(dǎo)體本體(2)以其朝向所述生長載體(20)的外面與所述第一半導(dǎo)體本體(I)連接。.
【文檔編號】H01L33/50GK103443940SQ201280014614
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月23日
【發(fā)明者】馬蒂亞斯·扎巴蒂爾, 安德烈亞斯·普洛斯?fàn)? 漢斯-于爾根·盧高爾, 亞歷山大·林科夫, 帕特里克·羅德 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司