具有多個(gè)并排設(shè)置的有源區(qū)域的光電子半導(dǎo)體芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)有源區(qū)域的光電子半導(dǎo)體芯片，所述有源區(qū)域并排設(shè)置并且尤其能夠串聯(lián)連接。
[0002]本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10 2012 108 879.9的優(yōu)先權(quán)，所述德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容就此通過(guò)參引并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]本申請(qǐng)尤其涉及一種所謂的薄膜發(fā)光二極管芯片，其中半導(dǎo)體層序列的原始的生長(zhǎng)襯底已被剝離，并且代替于此，半導(dǎo)體層序列在與原始的生長(zhǎng)襯底相對(duì)置的一側(cè)上與載體襯底連接，所述載體襯底與生長(zhǎng)襯底不同。在這類(lèi)薄膜發(fā)光二極管芯片中有利的是，半導(dǎo)體層序列的朝向載體襯底的一側(cè)設(shè)有鏡層，以便將沿著朝向載體襯底的方向發(fā)射的輻射沿著朝向輻射出射面的方向偏轉(zhuǎn)從而提高輻射產(chǎn)量。
[0004]對(duì)于可見(jiàn)光的光譜范圍而言，尤其是銀適合作為用于鏡層的材料，因?yàn)槠涮卣髟谟诟叩姆瓷?，但是其中銀另一方面相對(duì)于腐蝕是敏感的。
[0005]在文獻(xiàn)WO 2011/157523 Al中描述了一種薄膜發(fā)光二極管芯片，其中半導(dǎo)體層序列具有多個(gè)并排設(shè)置的有源區(qū)域。多個(gè)并排設(shè)置的有源區(qū)域尤其串聯(lián)連接。多個(gè)有源區(qū)域通過(guò)半導(dǎo)體層序列中的溝道彼此分開(kāi)。當(dāng)半導(dǎo)體層序列的多個(gè)有源區(qū)域通過(guò)有源區(qū)域之間的溝道彼此分開(kāi)時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致:設(shè)置在載體襯底和半導(dǎo)體層序列之間的鏡層的側(cè)沿在溝道中露出。為了在這種情況下避免因與環(huán)境空氣和/或濕氣接觸而引起的鏡層的腐蝕，鏡層的露出的區(qū)域有利地設(shè)有封裝層。
[0006]可行的是，在共同的載體襯底上制造具有相應(yīng)多個(gè)有源區(qū)域的多個(gè)這種光電子半導(dǎo)體器件，其中載體襯底沿著有源區(qū)域之間的溝道分離。已經(jīng)發(fā)現(xiàn):之前已施加用于保護(hù)鏡層的介電封裝層在載體襯底沿著半導(dǎo)體層序列的有源區(qū)域之間的溝道分離的情況下會(huì)受到損傷。這會(huì)導(dǎo)致:在分割過(guò)程之后鏡層的朝向相應(yīng)的半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)沿不是最佳地受到保護(hù)以防止腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]由此待實(shí)現(xiàn)的目的在于:提出一種具有多個(gè)有源區(qū)域的改進(jìn)的光電子半導(dǎo)體芯片，其中鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)沿具有改進(jìn)的保護(hù)以防止腐蝕，其中半導(dǎo)體芯片的效率盡可行少地受到影響。
[0008]該目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1所述的光電子半導(dǎo)體芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0009]根據(jù)至少一個(gè)設(shè)計(jì)方案，光電子半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列包含適合于發(fā)射輻射的有源區(qū)。光電子半導(dǎo)體芯片例如能夠是發(fā)光二極管芯片。
[0010]此外，光電子半導(dǎo)體芯片包括載體襯底。光電子半導(dǎo)體芯片優(yōu)選是所謂的薄膜發(fā)光二極管芯片，其中原始的生長(zhǎng)襯底從半導(dǎo)體層序列剝離并且半導(dǎo)體層序列在與原始的生長(zhǎng)襯底相對(duì)置的一側(cè)上與載體襯底連接。
[0011]在載體襯底和半導(dǎo)體層序列之間有利地設(shè)置有鏡層，所述鏡層優(yōu)選具有銀或者由其構(gòu)成。銀的特征在于在可見(jiàn)光的光譜范圍中的高的反射。鏡層此外有利地構(gòu)成到半導(dǎo)體層序列的電接觸。對(duì)此銀的高的導(dǎo)電性是有利的。
[0012]根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，半導(dǎo)體層序列在光電子半導(dǎo)體芯片中被劃分成為多個(gè)并排設(shè)置的有源區(qū)域，所述有源區(qū)域優(yōu)選串聯(lián)連接。多個(gè)有源區(qū)域例如通過(guò)電接觸層串聯(lián)連接，所述電接觸層優(yōu)選至少局部地設(shè)置在載體襯底和鏡層之間。
[0013]在光電子半導(dǎo)體芯片中，多個(gè)并排設(shè)置的有源區(qū)域有利地分別通過(guò)半導(dǎo)體層序列中的溝道彼此分開(kāi)。溝道相應(yīng)地分開(kāi)在多個(gè)有源區(qū)域之間的鏡層和半導(dǎo)體層序列。因此，鏡層的一個(gè)區(qū)域與半導(dǎo)體芯片的每個(gè)有源區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
[0014]通過(guò)光電子半導(dǎo)體芯片借助于一個(gè)或多個(gè)溝道被劃分為多個(gè)有源區(qū)域的方式，鏡層具有朝向溝道的側(cè)面和朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面。
[0015]在光電子半導(dǎo)體芯片中，鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面具有金屬封裝層。金屬封裝層具有一個(gè)或多個(gè)由金屬或者金屬合金構(gòu)成的層。鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片外側(cè)的側(cè)面的金屬封裝層具有如下優(yōu)點(diǎn):所述金屬封裝層具有與介電封裝層相比高的機(jī)械抗性。當(dāng)多個(gè)光電子半導(dǎo)體芯片在一個(gè)共同的載體襯底上制造從而所述多個(gè)光電子半導(dǎo)體芯片通過(guò)分割工藝、例如鋸割或者激光束切割分為各個(gè)光電子半導(dǎo)體芯片時(shí)，上述內(nèi)容是尤其有利的。在這種分割工藝中，例如通過(guò)鋸割或者激光束切割在載體襯底中產(chǎn)生分離溝道，在分割之后所述分離溝道形成半導(dǎo)體芯片的外側(cè)。
[0016]已發(fā)現(xiàn):當(dāng)將介電封裝層用于鏡層時(shí)，在產(chǎn)生分離溝道時(shí)會(huì)出現(xiàn)施加到鏡層的側(cè)面上的封裝層的損傷。在這樣的情況下鏡層會(huì)不再充分地被保護(hù)免受外部影響例、如濕氣和/或氧的侵入。這會(huì)導(dǎo)致鏡層退化，所述退化在于此所描述的光電子半導(dǎo)體芯片中有利地通過(guò)使用用于鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面的金屬封裝層來(lái)避免。
[0017]此外，在光電子半導(dǎo)體芯片中，鏡層的朝向溝道的側(cè)面的至少一部分有利地具有介電封裝層。換句話(huà)說(shuō)，鏡層的至少一些朝向多個(gè)有源區(qū)域之間的溝道且不朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面設(shè)有介電封裝層。介電封裝層有利地是透明的。該設(shè)計(jì)方案基于下述知識(shí):在鏡層的設(shè)置在光電子半導(dǎo)體芯片的內(nèi)部中且朝向多個(gè)有源區(qū)域之間的溝道的側(cè)面中，基本上不受在分割工藝中所使用的分離方法的影響。通過(guò)鏡層的朝向溝道的側(cè)面的至少一部分具有介電封裝層，與使用金屬封裝層相比在鏡層的所有的側(cè)面上都減小了對(duì)發(fā)射的電磁輻射的吸收并且以這種方式有利地提高了光電子半導(dǎo)體芯片的輻射產(chǎn)量。
[0018]在所述光電子半導(dǎo)體芯片的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，鏡層的所有朝向溝道的側(cè)面都具有介電封裝層。在該設(shè)計(jì)方案中，僅鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面設(shè)有金屬封裝層，而鏡層的其余分別朝向設(shè)置在多個(gè)有源區(qū)域之間的溝道的側(cè)面具有介電封裝層。以這種方式一方面由金屬封裝層尤其是在分割工藝中保護(hù)鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面免于機(jī)械損傷。另一方面，在鏡層的所有其它的側(cè)面上通過(guò)使用有利地透明的介電封裝層減少對(duì)輻射的吸收并且以這種方式提高了輻射產(chǎn)量。
[0019]在所述光電子半導(dǎo)體芯片的一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，有源區(qū)域具有至少一個(gè)內(nèi)部的有源區(qū)域和外部的有源區(qū)域，在所述內(nèi)部的有源區(qū)域中鏡層的所有的側(cè)面分別朝向溝道，在所述外部的有源區(qū)域中鏡層的至少一個(gè)側(cè)面朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)。多個(gè)有源區(qū)域例如能夠構(gòu)成由多個(gè)行和列組成的矩陣。
[0020]當(dāng)光電子半導(dǎo)體芯片例如具有九個(gè)有源區(qū)域時(shí)，其中所述有源區(qū)域以3X3的矩陣設(shè)置，在設(shè)置在中部的內(nèi)部的有源區(qū)域中鏡層的所有的側(cè)面分別朝向溝道。在其余的外部的有源區(qū)域中，鏡層的至少一個(gè)側(cè)面相應(yīng)地朝向光電子半導(dǎo)體芯片的外側(cè)。
[0021]當(dāng)光電子半導(dǎo)體芯片例如具有16個(gè)有源區(qū)域時(shí)，其中所述有源區(qū)域以4X4的矩陣設(shè)置，在中間四個(gè)內(nèi)部的有源區(qū)域中鏡層的所有側(cè)面朝向溝道。在其余的外部的有源區(qū)域中，鏡層的至少一個(gè)側(cè)面分別朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)。
[0022]在所述光電子半導(dǎo)體芯片的一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，外部的有源區(qū)域中的鏡層的朝向溝道且在一側(cè)上與半導(dǎo)體芯片的外側(cè)相鄰的側(cè)面，在與外側(cè)相鄰的外部區(qū)域中具有金屬封裝層并且在背離外側(cè)的內(nèi)部區(qū)域中具有介電封裝層。在該設(shè)計(jì)方案中，不僅鏡層的朝向半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面具有金屬封裝層，而且與外側(cè)相鄰的外部區(qū)域也具有在一側(cè)鄰接于半導(dǎo)體芯片的外側(cè)的側(cè)面。以這種方式有利地減小了下述風(fēng)險(xiǎn):鏡層的這些側(cè)面的與半導(dǎo)體芯片的外側(cè)相鄰的外部區(qū)域在分割工藝中受到損傷。
[0023]金屬封裝層有利地從半導(dǎo)體芯片的外側(cè)延伸到半導(dǎo)體芯片的內(nèi)部區(qū)域中至少5μπι。以這種方式實(shí)現(xiàn)了外部區(qū)域中的改進(jìn)的機(jī)械穩(wěn)定性。但是金屬封裝層有利地延伸到半導(dǎo)體芯片中不多于10 μπι，使得輻射產(chǎn)量不因吸收顯著降低。具有金屬封裝層的外部區(qū)域因此優(yōu)選具有在5 μπι和10 μπι之間的寬度。
[0024]通過(guò)鏡層的側(cè)面的與半導(dǎo)體芯片外側(cè)相鄰的區(qū)域設(shè)有金屬封裝層并且側(cè)面此外具有介電封裝