發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片和用于制造發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片以及一種用于制造發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光電子半導(dǎo)體芯片，例如福射二極管芯片(Lumineszenzd1denchip)通常為了防護(hù)靜電放電而連同與其并聯(lián)連接的ESD保護(hù)二極管共同設(shè)置在殼體中。然而這種構(gòu)造需要相對(duì)大的殼體，由此這種殼體的可小型化性是受限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]目的是提出一種尤其緊湊的構(gòu)型，所述構(gòu)型相對(duì)于靜電放電是不敏感的。此外應(yīng)提出一種方法，借助于所述方法可以簡(jiǎn)單且可靠地制造這種構(gòu)型。
[0004]這些目的此外通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片或方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0005]提出一種發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片。
[0006]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體本體。半導(dǎo)體本體具有半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列具有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域。此夕卜，半導(dǎo)體層序列尤其具有第一傳導(dǎo)類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層和與第一傳導(dǎo)類(lèi)型不同的第二傳導(dǎo)類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層例如以η型傳導(dǎo)的方式摻雜而第二半導(dǎo)體層以P型傳導(dǎo)的方式摻雜或者相反。有源區(qū)域尤其設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間。有源區(qū)域、第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層也能夠分別多層地構(gòu)成。
[0007]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體芯片具有載體。也就是說(shuō)，載體是半導(dǎo)體芯片的一部分。載體尤其用于機(jī)械穩(wěn)定半導(dǎo)體本體。
[0008]根據(jù)發(fā)射福射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，在載體中構(gòu)成有pn結(jié)。與有源區(qū)域不同的是，pn結(jié)不構(gòu)成用于產(chǎn)生電磁輻射。也就是說(shuō)，載體也能夠由如下材料形成，所述材料不適合用于產(chǎn)生輻射。載體例如能夠包含硅或者鍺或者由這種材料構(gòu)成。
[0009]載體在背離半導(dǎo)體本體的后側(cè)和朝向半導(dǎo)體本體的前側(cè)之間沿著豎直方向延伸。
[0010]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，載體在后側(cè)上具有第一接觸部和第二接觸部。接觸部設(shè)置用于外部電接觸發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片。通過(guò)將外部的電壓施加在這些接觸部之間能夠?qū)⑤d流子從不同側(cè)注入到有源區(qū)域中并且在該處復(fù)合以發(fā)射輻射。
[0011]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，有源區(qū)域和pn結(jié)經(jīng)由第一接觸部和第二接觸部關(guān)于導(dǎo)通方向彼此反并聯(lián)地連接。在關(guān)于有源區(qū)域施加正向電壓時(shí)，pn結(jié)沿著截止方向定向，使得載流子注入到有源區(qū)域中并且在該處重組以發(fā)射輻射。在例如由于靜電充電而在有源區(qū)域上沿著反向方向施加電壓時(shí)，pn結(jié)沿著導(dǎo)通方向定向，使得載流子能夠繞過(guò)有源區(qū)域經(jīng)由pn結(jié)流出。
[0012]在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體本體，所述半導(dǎo)體本體具有半導(dǎo)體層序列、第一傳導(dǎo)類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層和與第一傳導(dǎo)類(lèi)型不同的第二傳導(dǎo)類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層序列具有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域。此外，半導(dǎo)體芯片具有載體，在所述載體上設(shè)置有半導(dǎo)體本體，其中在載體中構(gòu)成有pn結(jié)。在背離半導(dǎo)體本體的后側(cè)上，載體具有第一接觸部和第二接觸部。有源區(qū)域和pn結(jié)經(jīng)由第一接觸部和第二接觸部關(guān)于導(dǎo)通方向彼此反并聯(lián)地連接。
[0013]也就是說(shuō)，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片具有集成到半導(dǎo)體芯片中的、呈在半導(dǎo)體芯片的載體中構(gòu)成的pn結(jié)形式的ESD(Electro Static Discharge靜電放電)防護(hù)部。因此能夠棄用附加的、在半導(dǎo)體芯片外部構(gòu)成的、護(hù)靜電放電的防護(hù)部。此外，半導(dǎo)體芯片經(jīng)由設(shè)置在后側(cè)的接觸部能夠電接觸并且能夠經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)工藝、例如回流焊固定在連接載體、例如電路板或者引線(xiàn)框上。特別地，發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片構(gòu)成為所謂的CSP器件(Chip SizePackage，芯片級(jí)封裝)。這種構(gòu)型是尤其緊湊的，尤其與其中半導(dǎo)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(dǎo)體芯片是可表面安裝的器件(Surface Mounted Device，smd)。
[0014]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，pn結(jié)整面地構(gòu)成在載體中。這意味著，在半導(dǎo)體芯片的俯視圖中，pn結(jié)在整個(gè)載體材料之上延伸。也就是說(shuō)，為了制造具有這種pn結(jié)的載體不需要橫向的結(jié)構(gòu)化工藝。
[0015]pn結(jié)尤其平行于載體的后側(cè)延伸。
[0016]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，pn結(jié)構(gòu)成在載體的第一子區(qū)域和載體的第二子區(qū)域之間。特別地，第一子區(qū)域設(shè)置在半導(dǎo)體本體和第二子區(qū)域之間。第一子區(qū)域和第二子區(qū)域關(guān)于傳導(dǎo)類(lèi)型彼此不同。第一子區(qū)域例如是P型傳導(dǎo)的的而第二子區(qū)域例如是η型傳導(dǎo)的或者相反。
[0017]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，載體具有開(kāi)口，所述開(kāi)口從載體的后側(cè)延伸穿過(guò)第二子區(qū)域，其中第一子區(qū)域經(jīng)由開(kāi)口來(lái)電接觸。開(kāi)口例如構(gòu)成為載體中的盲孔。也就是說(shuō)，開(kāi)口沿著豎直方向不完全地穿過(guò)載體。也就是說(shuō)，經(jīng)由開(kāi)口，pn結(jié)的朝向半導(dǎo)體本體的子區(qū)域從載體的后側(cè)起能夠電接觸。
[0018]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，第一接觸部經(jīng)由穿過(guò)載體的過(guò)孔與第一半導(dǎo)體層導(dǎo)電連接。過(guò)孔沿著豎直方向完全地延伸穿過(guò)載體。替選地或者補(bǔ)充地，第二接觸部經(jīng)由穿過(guò)載體的過(guò)孔不與第二半導(dǎo)體層導(dǎo)電連接。然而，接觸部中的一個(gè)也能夠直接經(jīng)由載體的適宜的能導(dǎo)電的材料代替經(jīng)由過(guò)孔來(lái)與所屬的半導(dǎo)體層導(dǎo)電連接。
[0019]根據(jù)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)實(shí)施方式，過(guò)孔延伸穿過(guò)pn結(jié)。在第一接觸部和第二接觸部分別經(jīng)由過(guò)孔電接觸時(shí)，這兩個(gè)過(guò)孔能夠延伸穿過(guò)pn結(jié)。在過(guò)孔的區(qū)域中，接觸部適宜地分別與pn結(jié)電絕緣。特別地，pn結(jié)能夠沿著圍繞過(guò)孔的整個(gè)環(huán)周延伸。
[0020]pn結(jié)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(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的方法。接下來(lái)將描述的方法適合于制造之前所描述的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片。結(jié)合半導(dǎo)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(jù)所述方法的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括如下步驟，其中提供半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列具有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域、第一傳導(dǎo)類(lèi)型的第一半導(dǎo)體層和與第一傳導(dǎo)類(lèi)型不同的第二傳導(dǎo)類(lèi)型的第二半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層序列例如外延地，例如借助于MOVPE沉積在生長(zhǎng)襯底上。半導(dǎo)體層序列能夠在生長(zhǎng)襯底或者與生長(zhǎng)襯底不同的輔助載體上提供。
[0023]根據(jù)所述方法的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括如下步驟，其中將載體復(fù)合件固定在半導(dǎo)體層序列上。特別地，在載體復(fù)合件中構(gòu)成有pn結(jié)。
[0024]根據(jù)所述方法的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括如下步驟，其中從載體復(fù)合件的背離半導(dǎo)體層序列的后側(cè)起穿過(guò)載體復(fù)合件構(gòu)成多個(gè)過(guò)孔。過(guò)孔的構(gòu)成尤其在載體復(fù)合件已經(jīng)固定在半導(dǎo)體層序列上之后進(jìn)行。在固定在半導(dǎo)體層序列上的時(shí)間點(diǎn)，載體復(fù)合件能夠沿著橫向方向完全未結(jié)構(gòu)化地構(gòu)成。特別地，載體復(fù)合件完全沒(méi)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(guò)載體復(fù)合件。
[0025]根據(jù)所述方法的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括如下步驟，其中在載體的后側(cè)上構(gòu)成多個(gè)第一接觸部和第二接觸部。第一接觸部經(jīng)由過(guò)孔與第一半導(dǎo)體層導(dǎo)電連接。替選地或者補(bǔ)充地，第二接觸部能夠經(jīng)由過(guò)孔與第二半導(dǎo)體層導(dǎo)電連接。
[0026]根據(jù)所述方法的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括如下步驟，其中將半導(dǎo)體層序列與載體復(fù)合件分割為半導(dǎo)體芯片。在已分割的半導(dǎo)體芯片中，有源區(qū)域和pn結(jié)分別經(jīng)由第一接觸部和第二接觸部關(guān)于導(dǎo)通方向彼此反并聯(lián)地連接。已分割的半導(dǎo)體芯片分別具有從半導(dǎo)體層序列產(chǎn)生的半導(dǎo)體本體和從載體復(fù)合件產(chǎn)生的載體。
[0027]在所述方法的至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法包括下述步驟:
[0028]提供半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)