半导体二极管和用于制造半导体二极管的方法技术

一种半导体二极管具有第一导电类型的第一半导体层（102）和带有掺杂的第二导电类型的第二半导体层。第二半导体层具有与第一半导体层连接的竖直的电穿通接触区域（106），在所述电穿通接触区域中改变掺杂，使得电穿通接触区域（106）具有第一导电类型。描述了一种用于制造这种半导体二极管的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体二极管和一种用于制造半导体二极管的方法。
技术介绍
半导体二极管用于多种应用中。特殊的应用为发光二极管(LED)。LED是借助于电致发光从电能中产生出如光的光学辐射的半导体器件。在此，通常设有半导体，例如III-V族半导体。在衬底上生长的外延层作为半导体层序列是可能的。半导体层序列包括适当的有源区用于产生电磁辐射。有源区能够为Pn结、双异质结构或如单量子讲结构(SQW, single quantum well (单量子讲))或多量子讲结构(MQW,multi quantumwell (多量子阱))的量子阱结构以用于产生辐射。 在LED中，特别期望的是，辐射耦合输出侧保持得尽可能没有遮暗，以便实现良好的光I禹合输出。
技术实现思路
本专利技术基于下述问题，提供一种半导体二极管，其能够经由半导体层序列的单侧被接触。该问题通过一种根据权利要求I所述的半导体二极管或者通过一种根据权利要求8所述的、用于制造的半导体二极管的方法来解决。发光装置的改进形式和有利的扩展方案在从属权利要求中说明。半导体二极管的不同的实施形式具有第一导电类型的第一半导体层和具有掺杂的第二导电类型的第二半导体层。第二半导体具有与第一半导体层连接的、竖直的电穿通接触区域，在所述电穿通接触区域中改变掺杂，使得电穿通接触区域具有第一导电类型。因此，提供半导体二极管，其两个半导体层能够从半导体二极管的一侧来接触。这通过改变在第二半导体层中的掺杂来实现。第二半导体层保持如此。平面的结构、尤其是电穿通接触区域没有机械地结构化，而是第二半导体层中的掺杂局部地改变。电穿通接触区域能够根据期望的结构任意地进行改变。借助经由第二半导体层的侧来接触半导体二极管的可能性能够保持第一半导体层的侧没有接触元件。这结合LED是尤其有利地的，因为由此第一半导体层的侧能够用作为辐射耦合输出侧，而不必设有遮暗的接触元件。此外，由此能够使用例如所谓的晶圆级封装的其他壳体还或者例如所谓的系统级封装的多芯片壳体，在所述多芯片壳体中将半导体二极管安装到其他的半导体器件上。于是，例如能够将LED安装在包含驱动电路的半导体器件上，并且将驱动电路和LED安置在壳体中。在制造电穿通接触区域时的简单的工艺管理方面获得半导体二极管的主要的优点。所述电穿通接触区域通过局部地改变第二半导体层序列的掺杂来产生。因此取消了耗费的工艺管理步骤，如其在制造作为穿通接触部的所谓通孔结构部的参考文献中已知。首先，在制造所描述的半导体芯片时取消结构的刻蚀。工艺化通过少量的光刻步骤和通过用于补偿拓扑结构区别的后续工艺步骤来简化。因此，能够以简单的并且低成本的方式提供半导体二极管，所述半导体二极管的一侧没有接触元件。在一些实施形式中，第一导电类型对应于η掺杂并且第二导电类型对应于P掺杂。在此，尤其有利的是，正好允许稍微改变或者损毁P掺杂。在一些实施形式中，第一半导体层经由电穿通接触区域和第一接触部来电接触。第二半导体层被第二接触部电接触。在一些实施形式中，电穿通接触区域通过局部地破坏在第二半导体层中的掺杂来产生。破坏能够通过多种方法来进行。所述方法例如为离子注入、离子轰击(在氮化镓(GaN)半导体的情况下例如借助氩(Ar)离子进行轰击)、将缺陷或者杂质引入到半导体中或者通过将氢引入到半导体中进行电钝化。后者例如能够通过暴露于等离子体或者通过在氢气气氛中退火来进行。在此，所述干预措施直接地作用到第二半导体层中的掺杂或者载流子上。 然而重要的是，局部地在电穿通接触区域中毁坏Pn结的二极管特性。在一些实施形式中，沿着第二半导体层的侧面设置电穿通接触区域。由此，毁坏沿着半导体二极管侧面的二极管特性。因此，在所述区域中没有电势下降，特别地，由此可以不造成由于电场引起的离子运输。在尤其优选的实施形式中，电穿通接触区域环绕第二半导体层的侧面。在一些实施形式中，半导体二极管设置为光电子二极管，例如LED。在一些实施形式中，半导体二极管设置为薄层半导体器件。用于制造半导体二极管的方法的不同的实施形式包括-提供第一导电类型的第一半导体层；-提供第二导电类型的第二半导体层；-局部地改变第二半导体层的掺杂，使得在第二半导体层中产生用于接触第一半导体层的电穿通接触区域。通过该方法以简单的并且有效的方式提供半导体二极管，其仅需要从第二半导体层的侧来接触。在一些实施形式中，为了改变第二半导体层的掺杂而破坏所述第二半导体层。在一些实施例中，通过下述工艺或者各个所述工艺的组合弓I起破坏-离子注入，-离子轰击(在氮化镓(GaN)半导体的情况下例如借助氩(Ar)离子进行轰击)，-将缺陷或杂质引入到所述第二半导体层中，或-通过将氢引入到所述第二半导体层中进行电钝化，例如通过暴露于等离子体或者通过在氢气气氛中退火。附图说明的不同的实施例在下面结合附图详细阐明。在附图中，附图标记的第一数字说明在所述附图中首先使用附图标记的附图。在全部附图中，相同附图标记用于同类的或者起相同作用的元件或者特性。其示出图I示出横贯半导体二极管的第一实施例的示意横截面图2示出横贯半导体二极管的第二实施例的示意横截面图；图3示出半导体二极管的第三实施例的第二半导体层的接触层的示意结构图，和图4示出用于制造半导体二极管的方法的示意流程。具体实施例方式图I不出横贯半导体二极管100的第一实施例的不意横截面图。半导体100具有包括第一半导体层102和第二半导体层104的半导体层序列。半导体层序列例如通过薄层方法来制造。所述薄层方法例如在参考文献或者参考文献中描述，其公开内容在此通过引用并入本文。第一半导体层102通过以第一掺杂材料进行掺杂而具有第一导电类型。在第一实施例中，第一半导体层102为η掺杂的半导体，例如为用Si掺杂的GaN半导体。第二半导体层104通过以第二掺杂材料进行掺杂而具有第二导电类型。在第二实施例中，第二半导体层为P掺杂的半导体，例如用镁(Mg)掺杂的GaN半导体。 为了能够经由第二半导体层104的侧接触第一半导体层102，第二半导体层104具有至少一个电穿通接触区域106，在所述电穿通接触区域中改变第二半导体层104的带有第二掺杂材料的掺杂。这例如通过局部的等离子体工艺来进行，所述等离子体工艺作用到电穿通接触区域106上。例如，第二半导体层102在电穿通接触区域106中暴露于任意的等离子体，例如Ar等离子体。通过等离子体破坏第二半导体层104的掺杂。破坏同样能够通过多种其他的方法而导致。所述其他的方法例如是离子注入、离子轰击(在GaN半导体的情况下例如借助Ar离子进行轰击)、将缺陷或者杂质引入到第二半导体层104中或者通过将氢引入到第二半导体层104中进行电钝化。后者例如能够通过将第二半导体层104暴露于等离子体或者通过在氢气气氛中退火来进行。在此，所述干预措施直接对掺杂或者在第二半导体层104中的载流子起作用。然而重要的是，ρη结的二极管特性局部地在电穿通接触区域106中损毁。在杂质的附近，更多的施主或载流子可供使用，使得在P导电的第二半导体层104中制造η导电的电穿通接触区域106。因此，能够从第二半导体层104的侧接触整个半导体二极管100。为此，第一接触端子108连接到电穿通接触区域106上。第二接触端子110直接地连接到第二半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托尼·阿尔布雷希特，马库斯·毛特，马丁·罗伊费尔，黑里贝特·齐尔，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：