用于制造具有反射電極的光電子半導(dǎo)體芯片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]待實現(xiàn)的目的在于:提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法，其中能夠使用制成的半導(dǎo)體芯片中的半導(dǎo)體芯片的有源面的尤其大的份額。
[0003]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，通過所述方法制造光電子半導(dǎo)體芯片。光電子半導(dǎo)體芯片能夠是接收輻射的半導(dǎo)體芯片、例如光電二極管或者太陽能電池。此外可行的是，光電子半導(dǎo)體芯片是發(fā)光的半導(dǎo)體芯片、例如發(fā)光二極管芯片。
[0004]通過所述方法尤其能夠制造一種光電子半導(dǎo)體芯片，所述光電子半導(dǎo)體芯片在其上側(cè)上沒有金屬的電路擴展連接片并且沒有電接觸部位、例如焊盤，其中在運行時待接收或者待發(fā)射的電磁輻射例如穿過所述上側(cè)。以這種方式來減小電磁輻射的一部分通過電接觸部位被遮暗和/或吸收的危險。能夠以這種方式有利地棄用與制造這樣的接觸部位、例如拋光半導(dǎo)體芯片的上側(cè)和/或制造用于電流擴展的金屬連接片相結(jié)合的耗費的方法步驟和/或棄用如下措施，所述措施限制或者防止電流在電接觸部位的下方注入到光電子芯片的區(qū)域中，例如在接觸部位下方構(gòu)成電絕緣層、肖特基勢皇和/或離子注入?yún)^(qū)域。這樣的半導(dǎo)體芯片例如在文獻US 2010/0171135 Al中描述，所述文獻就此明確地通過參引并入本文。
[0005]根據(jù)光電子半導(dǎo)體芯片的至少一個實施方式，首選提供半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列例如外延地沉積在生長襯底上。生長襯底例如能夠通過藍寶石或者硅形成。例如至少一個η型傳導(dǎo)的半導(dǎo)體區(qū)域、有源區(qū)域和P型傳導(dǎo)的半導(dǎo)體區(qū)域外延地生長到生長襯底上。有源區(qū)域在此能夠在已制成的光電子半導(dǎo)體芯片中設(shè)置用于接收或者用于產(chǎn)生電磁輻射。此外，半導(dǎo)體層序列能夠包括其它的半導(dǎo)體區(qū)域、例如用于結(jié)晶的緩沖區(qū)域、蝕刻停止層、犧牲層、電流擴展層和接觸層。
[0006]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，接下來將金屬的鏡層設(shè)置在半導(dǎo)體層序列的上側(cè)上，所述上側(cè)例如背離生長襯底。在此設(shè)置有至少一個金屬的鏡層。在此可行的是，設(shè)置有鏡層序列，所述鏡層序列包括至少一個金屬的鏡層。鏡層序列能夠包括例如由純金屬或者金屬合金構(gòu)成的金屬層。此外，鏡層序列能夠包括摻雜的金屬氧化物和/或陶瓷材料。金屬的鏡層在此能夠直接鄰接于半導(dǎo)體層序列，或者在半導(dǎo)體層序列和金屬的鏡層之間設(shè)置其它的層，所述其它的層例如應(yīng)禁止金屬的鏡層的材料擴散到半導(dǎo)體層序列中和/或所述其它的層改進金屬的鏡層和半導(dǎo)體層序列之間的電接觸。這些附加的層因此通過在運行時對于待接收或者待產(chǎn)生的電磁輻射而言可透過的材料形成，或者這些附加的層具有開口，電磁輻射能夠穿過所述開口到達鏡層。
[0007]在接下來的方法步驟中，鏡保護層至少設(shè)置在鏡層的露出的側(cè)面上。金屬的鏡層為此例如以結(jié)構(gòu)化的方式設(shè)置半導(dǎo)體層序列的上側(cè)上，使得金屬的鏡層具有多個彼此隔開的區(qū)域，所述區(qū)域通過在其中不存在金屬的鏡層的材料的溝道彼此分開。金屬的鏡層的各個區(qū)域因此沿著橫向方向通過露出的側(cè)面限界。橫向方向在此例如在一個平面中伸展，所述平面平行于半導(dǎo)體層序列的或者生長襯底的生長面的主延伸平面伸展。金屬的鏡層的露出的側(cè)面能夠垂直于或者橫向于所述主延伸平面從而垂直于或者橫向于橫向方向伸展。
[0008]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，在下一個方法步驟中局部地移除半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列的移除例如能夠借助于化學(xué)工藝、例如蝕刻來進行，其中鏡保護層在半導(dǎo)體層序列被移除時保護其覆蓋的金屬的鏡層的區(qū)域。鏡保護層能夠直接鄰接于金屬的鏡層、即與金屬的鏡層直接接觸。
[0009]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，鏡層具有朝向半導(dǎo)體層序列的開口，所述開口沿著橫向方向由鏡保護層圍邊，也就是說，開口沿著橫向方向由鏡層的露出的側(cè)面限界，所述鏡層又由鏡保護層覆蓋，使得鏡保護層沿著橫向方向?qū)﹂_口圍邊。在此，鏡保護層優(yōu)選完全地覆蓋金屬的鏡層的側(cè)面，使得金屬的鏡層在制造公差的范圍中至少在側(cè)面上在任何部位處都不露出。
[0010]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，部分地移除半導(dǎo)體層序列在鏡層的開口的區(qū)域中進行。也就是說，半導(dǎo)體層序列的材料穿過開口來剝離。凹處或者開口從鏡層中的開口起在半導(dǎo)體層序列移除之后延伸到半導(dǎo)體層序列中。然而在此半導(dǎo)體層序列不被完全地穿透，而是半導(dǎo)體層序列中的凹處或者開口僅延伸直至特定的穿透深度，所述穿透深度例如為半導(dǎo)體層序列的厚度的至多80%。換句話說，通過在開口的區(qū)域中部分地移除半導(dǎo)體層序列，不露出生長襯底，而是在半導(dǎo)體層序列中的穿過鏡層的開口而產(chǎn)生的凹處或者開口的底面通過半導(dǎo)體層序列的材料、例如通過緩沖層形成。
[0011]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，以自調(diào)節(jié)的方式將鏡保護層設(shè)置在鏡層的露出的側(cè)面上。換句話說，產(chǎn)生鏡的側(cè)壁經(jīng)過部，而不進行光刻工藝或者另一方法，其中例如相對于鏡層的側(cè)面進行調(diào)節(jié)是必要的。也就是說，由于自調(diào)節(jié)式的工藝在將鏡保護層設(shè)置在鏡層的露出的側(cè)面上時尤其是能夠棄用掩膜技術(shù)，在所述掩膜技術(shù)中例如以相對于鏡層的露出的側(cè)面的位置進行調(diào)節(jié)的方式來對光刻膠曝光。也就是說，設(shè)置鏡層尤其是經(jīng)由沒有掩膜或者光刻工藝的制程步驟來進行。
[0012]根據(jù)用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的所述方法的至少一個實施方式，所述方法至少包括下述步驟:
[0013]-提供半導(dǎo)體層序列，
[0014]-將金屬的鏡層設(shè)置在半導(dǎo)體層序列的上側(cè)上，
[0015]-將鏡保護層至少設(shè)置在鏡層的露出的側(cè)面上，
[0016]-部分地移除半導(dǎo)體層序列，其中
[0017]-鏡層具有朝向半導(dǎo)體層序列的開口，所述開口沿著橫向方向由鏡保護層圍邊，
[0018]-部分地移除半導(dǎo)體層序列在鏡層的開口的區(qū)域中進行，
[0019]-自調(diào)節(jié)式地將鏡保護層設(shè)置在鏡層的露出的側(cè)面上。
[0020]所述方法能夠包括在時間上先于或者后于在此所描述的方法步驟的其它的方法步驟，所述其它的方法步驟在所提到的方法步驟之間執(zhí)行。所給出的方法步驟的順序在此是優(yōu)選的。
[0021]根據(jù)在此所描述的方法，在鏡層的開口的區(qū)域中部分地移除半導(dǎo)體層序列之前將鏡保護層以自調(diào)節(jié)的方式施加到鏡層的露出的側(cè)面上。
[0022]替選地，也可行的是，例如使用兩個分開的光刻技術(shù)以用于結(jié)構(gòu)化金屬的鏡層并且部分地移除半導(dǎo)體層序列。為了安全地調(diào)節(jié)，這兩個對此必要的掩膜因此彼此間必須具有通常幾微米的錯位，這會導(dǎo)致相對高的面積損失，也就是說，有源區(qū)域在這種情況下會沿著橫向方向非常遠地突出于金屬的鏡層的露出的側(cè)面幾微米。在突出的區(qū)域中，對于產(chǎn)生輻射的光電子半導(dǎo)體芯片而言在有源區(qū)域中不產(chǎn)生輻射。
[0023]借助于在此所描述的方法可行的是，減小有源區(qū)域超出于金屬的鏡層的側(cè)面的橫向突出部從而增大有源區(qū)域的可用的面。這引起通電的半導(dǎo)體面的增大從而引起更高的光產(chǎn)生。如果鏡金屬中的留空部的大小能夠被保持，那么替選地存在增大貫通接觸部的連接面積的可行性。減小過渡電阻引起構(gòu)件的電效率的提高。此外也能夠致力于結(jié)合地利用這兩個作用機制。
[0024]此外，在此所介紹的用于制造光電子半導(dǎo)體芯片的方法對于半導(dǎo)體芯片的各個層而言是尤其節(jié)省材料的，由此例如能夠防止在金屬的鏡層和/或半導(dǎo)體層序列上的損壞。在于此所描述的方法中，與在通常的方法中這種情況相比，在光電子半導(dǎo)體芯片上出現(xiàn)更少的污染物。此外在半導(dǎo)體層序列中不產(chǎn)生例如因濺鍍工藝而引起的晶體缺陷。最后，所述方法尤其是由于棄用了另一光刻工藝所以可尤其節(jié)省時間地從而尤其經(jīng)濟地執(zhí)行。
[0025]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，為了自調(diào)節(jié)地將鏡保護層設(shè)置在鏡層的露出的側(cè)面上，實施下述方法步驟:
[0026]首先將鏡保護層設(shè)置在鏡層的背離半導(dǎo)體層序列的上側(cè)上，其中鏡保護層具有朝向鏡層的開口。也就是說，鏡保護層在該方法步驟中尚未覆蓋金屬的鏡層的側(cè)面，而是局部地在鏡層的背離半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上覆蓋所述鏡層。鏡保護層具有朝向鏡層的開口，穿過所述開口能夠產(chǎn)生鏡層中的開口。在此可行的是，鏡保護層直接或間接地設(shè)置在鏡層的上側(cè)上。如果鏡保護層直接地設(shè)置在上側(cè)上，那么所述鏡保護層在金屬的鏡層的上側(cè)上與該金屬的鏡層直接接觸。在間接設(shè)置的情況下，在金屬的鏡層和鏡保護層之間存在至少一個其它的層，所述其它的層能夠在所述金屬的鏡層的背離半導(dǎo)體層序列的上側(cè)上例如完全地覆蓋所述金屬的鏡層。
[0027]根據(jù)所述方法的至少一個實施方式，金屬的鏡層在鏡保護層的開口的區(qū)域中局部地被移除以用于產(chǎn)生鏡層中的開口。所述移除例如能夠通過濕化學(xué)法、如濕化學(xué)蝕刻進行，其中鏡保護層在移除期間用作為用于所述方法的掩膜。在穿過鏡保護層的開口移除鏡層時，金屬的鏡層被移除，使得設(shè)置在鏡層的上側(cè)上的鏡保護層沿著橫向方向突出于鏡層的露出的側(cè)面。例如使用鏡保護層作為蝕刻掩膜，以便借助于濕化學(xué)的蝕刻步驟將鏡層拉到鏡保護層的側(cè)面后方。
[0028]在另一個方法步驟中，軟化鏡保護層，使得鏡保護層的沿著橫向方向突出于鏡層的側(cè)面的至少一部分沿著鏡層的側(cè)面下落并且在下落后覆蓋所述側(cè)面。也就是說，例如通過熱處理使鏡保護層軟化，并且鏡保護層能夠例如遵循重力而變形。由此金屬的鏡層的露出的側(cè)面通過鏡保