專利名稱：具有反射層系統(tǒng)的光電子半導體本體的制作方法
具有反射層系統(tǒng)的光電子半導體本體本申請涉及一種具有反射層系統(tǒng)的光電子半導體本體。本申請的任務是提出一種具有包含輻射透射層和金屬層的反射層系統(tǒng)的光電子半導體本體，其中降低了金屬層脫層的危險。該任務通過具有權利要求1的特征的光電子半導體本體來實現(xiàn)。半導體本體的有利的擴展方案和改進方案在從屬權利要求中說明，其公開內容明確地結合到說明書中。提出了一種光電子半導體本體。半導體本體具有有源半導體層序列。有源半導體層序列適宜地包含η導電層、P導電層和在η導電層和P導電層之間的有源層。有源層優(yōu)選具有Pn結、雙異質結構、單量子阱結構或多量子阱結構用于產生輻射。有源半導體層序列優(yōu)選地設置用于發(fā)射電磁輻射，尤其是在紅外，可見和/或紫外光譜范圍中的電磁輻射。 可替選地或者附加地，有源半導體層序列還設置用于接收電磁輻射。有源半導體層序列優(yōu)選是外延層序列，其例如外延地沉積在生長襯底上，其中可以隨后移除或者強烈薄化生長襯底。附加地，光電子半導體本體具有反射層系統(tǒng)。反射層系統(tǒng)包含第一輻射透射層，其鄰接有源半導體層序列。在一個優(yōu)選的實施形式中，第一輻射透射層包含尤其是二氧化硅 (SiO2)的介電材料。在本上下文中，由如下材料組成構成的層稱為“輻射透射層”，該材料組成對于如下電磁輻射是至少部分透射并且尤其透明還有，其中為了該電磁輻射的發(fā)射或接收設置有有源半導體層序列。在一個擴展方案中，第一輻射透射層包含分布布喇格反射器(DBR，分布布喇格反射器)，該反射器例如包含各具有SiO2層和T^2層的多個層對。此外，反射層系統(tǒng)包含金屬層，該金屬層在遠離半導體層序列的方向上跟隨在第一輻射透射層之后。換言之，金屬層設置在第一輻射透射層的背離半導體層序列的側上。第二輻射透射層設置在第一輻射透射層和金屬層之間。第二輻射透射層包含附著改進的材料或者由附著改進的材料構成。金屬層直接施加在第二輻射透射層的附著改進的材料上。附著改進的材料不同于第一介電材料。其選擇為使得金屬層的附著相比較于在第一介電材料上的附著是改進的。改進的附著尤其在如下情況下存在必要以將金屬層從附著改進的材料剝離的拉力和/或剪切力大于必要以將直接施加到第一介電材料上的相應的金屬層從該第一介電材料剝離的相應的拉力和/或剪切力。這種反射層系統(tǒng)是有利的，以便實現(xiàn)高反射率。例如，在半導體層序列中以平的角朝著反射層系統(tǒng)延伸的光束在半導體層序列和第一輻射透射層之間的界面上全反射。不滿足全反射的反射條件并且進入第一輻射透射層的光束例如借助于金屬層朝著半導體層序列向回反射。以這種方式可以實現(xiàn)大的角度范圍上的高反射率。如果金屬層在反射層系統(tǒng)的透明層上的附著不足夠，則存在如下危險，使得(例如通過金屬層的至少部分的脫層)部件不可用，其中該透明層在朝向半導體層序列的方向上位于金屬層的之前。通過第二輻射透射層降低了該危險，借助于該第二輻射透射層可以實現(xiàn)金屬層的特別良好的附著。尤其在批量生產這種部件時，以這種方式將部件的有缺陷的和/或不可用的比例有利地保持得特別小。在一個優(yōu)選的實施形式中，附著改進的材料為第二介電材料。第二介電材料適宜地不同與第一介電材料。尤其第二介電材料不用于二氧化硅。二氧化硅是具有對于金屬層的特別不利的附著特性的介電材料。優(yōu)選地，尤其是第二介電材料的附著改進的材料為含氮化合物，例如為氮化鋁 (AlN)，如Si3N4的氮化硅(SixNy)或氮化鉭(TaN)。發(fā)明人確定借助于第二輻射透射層實現(xiàn)金屬層的特別良好的附著，該第二輻射透射層包含含氮化合物作為附著改進的材料。金屬層在尤其是Si3N4的含氮化合物上的附著尤其相對于在例如為二氧化硅的其他介電材料上有所改進。在一個替選的實施形式中，附著改進的材料為透明導電氧化物(TCO，Transparent Conducting Oxide)。透明導電氧化物優(yōu)選是氮化銦鎢(IWO)、氧化銦鋅(IZO)或者氧化鋅 (ZnO)。發(fā)明人已經確定例如借助于氧化鋅實現(xiàn)金屬層的特別良好的附著。例如為氧化銦錫(ΙΤ0，Indium Tin Oxide)的透明導電氧化物相對于二氧化硅也具有改進的附著。然而相對于這些其他的透明導電氧化物，氧化鋅的附著特性是有利地更進一步改進。第二輻射透射層在一個擴展方案中具有IOOnm或更小的層厚度。優(yōu)選地，其具有 10納米或更小的層厚度。在這種層厚度的情況下，通過第二輻射透射層引起的吸收損耗有利地特別小。這樣小的層厚度特別在作為附著改進的材料的透明導電氧化物的情況下是有利的，因為透明導電氧化物比較強地吸收。在另一實施形式中，第二輻射透射層具有由帶有交替地高和低的反射率的層對構成的層系統(tǒng)。這種層系統(tǒng)例如為分布布喇格反射器。這種分布布喇格反射器原則上對于本領域技術人員是已知的，因此在此不詳細闡明。在當前的分布布喇格反射器中，一個層對、 多個層對或每個層對包含由尤其是例如Si3N4的氮化硅或氧化鋅的附著改進的材料構成的層。一個層對或多個層對的第二層例如由二氧化硅構成。在此重要的是，分布布喇格反射器在背離半導體層序列的側上以由附著改進的材料構成的層結束，金屬層然后直接施加到該層上。在一個優(yōu)選的實施形式中，金屬層具有多層結構。多層結構具有朝向半導體層序列的增附層，該增附層直接施加到第二輻射透射層的附著改進的層上。在遠離半導體層序列的方向上，反射器層跟隨在增附層之后。增附層包含如下金屬的至少一種TiJa、Al、Pt、Pd、Cr和Ni。例如增附層由這些金屬的一種或這些金屬的合金構成。增附層優(yōu)選具有50納米或更小的厚度，尤其優(yōu)選的是 1納米或更小。金屬層優(yōu)選包含下述金屬中的一種或由這些金屬的一種構成Al、Ag、Au。優(yōu)選的是，這種/這些金屬包含在反射器層中。反射器層優(yōu)選地在背離半導體層序列的側上鄰接增附層。其他優(yōu)點和有利的擴展方案和改進方案從下述、與

圖1和2相關聯(lián)地描述的的示例性實施例中得出。其中圖1示出了通過根據(jù)第一實施例的半導體本體的示意性橫截面，以及
圖2示出了通過根據(jù)第二實施例的半導體本體的示意性橫截面。在附圖和實施例中，相似的或起相似作用的部件設有相同的附圖標記。附圖和在附圖中所示的元件(尤其是層)的大小關系不應視為合乎比例的。此外為了更好的理解和 /或更好的可示出性夸大地(例如夸厚地)示出各個元件。圖1示出根據(jù)第一實施例的光電子半導體本體1。半導體本體具有有源半導體層序列10。有源半導體層序列10例如外延地生長在生長襯底上(在圖中沒有示出)。生長襯底可以被移除或者強烈薄化。有源半導體層序列10包含η導電層11，例如包含用于產生輻射的多量子阱結構的有源層12，和ρ導電層13。在此η導電層和ρ導電層11，13還可以交換順序。半導體層序列10的第一主面101上施加有反射層系統(tǒng)20。反射層系統(tǒng)20在此由第一輻射透射層21、第二輻射透射層22和金屬層23構成。第一輻射透射層21的第一主面211上施加有第二輻射透射層22。第一輻射透射層21以與第一主面211對置的第二主面212鄰接半導體層序列10第一主面101。第二輻射透射層22的第一主面221上施加有金屬層23。第二輻射透射層的與第一主面221對置的第二主面222鄰接第一輻射透射層21的第一主面211。第一輻射透射層21例如由二氧化硅(SiO2)構成。第二輻射透射層22在此由氮化硅Si3N4構成并且具有IOnm或更小的層厚度D。在該實施例的一個變型方案中，第二輻射透射層22由透明導電氧化物ZnO構成。在此，金屬層23由增附層23Α和反射器層2 構成，其中該金屬層以主面232鄰接第二輻射透射層22。增附層23A直接施加到附著改進的材料上，這就是說在此施加到氮化硅上或者在該實施例的變型方案中施加到第二輻射透射層22的氧化鋅上。增附層23A例如由鉻(Cr)和/或鈦(Ti)構成。反射器層2 直接施加到增附層上，該反射器層在此由銀(Ag)構成。圖2示出光電子半導體本體的第二實施例。根據(jù)第二實施例的光電子半導體本體 1在此與第一實施例的半導體本體的區(qū)別在于，第二輻射透射層22構建為分布布喇格反射器。
在該實施例中，第二輻射透射層由具有交替地高和低的反射率的層的層對22A、 22B構成。例如，層對的第一層22k由具有大約η 1. 45的反射率η的二氧化硅構成，并且層對的第二層22Β由具有大約η ^ 2的反射率η的氮化硅構成。DBR例如具有至少五對、尤其至少10對這種層對22Α、22Β。DBR在第二輻射透射層22的背離半導體層序列的第一主面221上以氮化硅層22Β 結束，金屬層23直接施加到該氮化硅層上。本發(fā)明不通過根據(jù)實施例的說明來局限于此。更確切而言，本發(fā)明包括實施例和權利要求中的任意新特征以及特征的任意組合，即使該組合本身未在權利要求或實施例中明確說明。本專利申請要求德國專利申請1020090195Μ.6的優(yōu)先權，其公開內容通過引用
結合于此。
權利要求
1.一種光電子半導體本體(1)，具有有源半導體層序列(10)和反射層系統(tǒng)(20)，所述反射層系統(tǒng)具有鄰接所述半導體層序列(10)的第一輻射透射層以及設置在所述第一輻射透射層的背離所述半導體層序列(10)的側上的金屬層(23)，其中所述第一輻射透射層包含第一介電材料，其中在所述第一輻射透射層和所述金屬層之間設置有第二輻射透射層(22)，所述第二輻射透射層包含附著改進的材料，所述金屬層直接施加到所述附著改進的材料上，并且所述附著改進的材料不同于所述第一介電材料并且選擇為使得所述金屬層在附著改進的材料上的附著相比較于在所述第一介電材料上的附著有所改進。
2.根據(jù)權利要求1所述的光電子半導體本體(1)，其中所述附著改進的材料是不同于二氧化硅的第二介電材料。
3.根據(jù)權利要求2所述的光電子半導體本體(1)，其中所述附著改進的材料是含氮化合物。
4.根據(jù)權利要求3所述的光電子半導體本體(1)，其中所述含氮化合物選自A1N、 SixNy, Si3N4, TaN0
5.根據(jù)權利要求1所述的光電子半導體本體(1)，其中所述附著改進的材料是透明導電氧化物。
6.根據(jù)權利要求5所述的光電子半導體本體(1)，其中所述附著改進的材料是氮化銦鎢、氧化銦鋅或氧化鋅。
7.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體本體(1)，其中所述第二輻射透射層 (22)具有IOnm或更小的層厚度(D)。
8.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體本體(1)，其中所述第二輻射透射層 (22)包含由具有交替地高和低的折射率的層對(22A，22B)構成的層系統(tǒng)，其中每一所述層對的層Q2B)由所述附著改進的材料構成。
9.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體本體(1)，其中所述第一介電材料是二氧化硅。
10.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體本體(1)，其中所述金屬層具有多層結構，所述多層結構包含朝向所述半導體層序列(10)的增附層(23A)和在所述增附層 (23A)的背離所述半導體層序列(10)的側上的反射器層0:3B)，其中所述增附層直接施加到所述附著改進的材料上。
11.根據(jù)權利要求10所述的光電子半導體本體(1)，其中所述增附層(23Α)至少包含如下金屬的一種或者由這些金屬的一種構成Ti、1^、Al、Pt、Pd、Cr、Ni。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的光電子半導體本體(1)，其中所述增附層(23A)具有 Inm或更小的層厚度。
13.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體本體(1)，其中所述金屬層至少包含如下金屬的一種或者由這些金屬的一種構成A1、Ag、Au。
14.根據(jù)權利要求10至12之一所述的光電子半導體本體(1)，其中所述反射器層 (23B)至少包含如下金屬的一種或者由這些金屬的一種構成Al、Ag、Au。
15.一種光電子半導體本體(1)，具有-有源半導體層序列(10)，以及-反射層系統(tǒng)(20)，所述反射層系統(tǒng)具有鄰接所述半導體層序列(10)的第一輻射透射層以及設置在所述第一輻射透射層的背離所述半導體層序列(10)的側上的金屬層(23)，其中所述第一輻射透射層包含第一介電材料，其中-在所述第一輻射透射層和所述金屬層之間設置有第二輻射透射層(22)， 所述第二輻射透射層包含附著改進的材料，所述金屬層直接施加到所述附著改進的材料上，以及-所述附著改進的材料不同于所述第一介電材料， -所述第一介電材料是二氧化硅， -所述附著改進的材料是含氮化合物， -所述含氮化合物選自A1N、SixNy、Si3N4, TaN,以及-所述金屬層03)具有多層結構，所述多層結構包含朝向所述半導體層序列(10)的增附層(23A)和在所述增附層(23A)的背離所述半導體層序列(10)的側上的反射器層 0:3B)，其中所述增附層直接施加到所述附著改進的材料上。
全文摘要
提出了一種具有有源半導體層序列(10)和反射層系統(tǒng)(20)的光電子半導體本體(1)。反射層系統(tǒng)(20)具有鄰接半導體層序列(10)的第一輻射透射層(21)和在第一輻射透射層(21)的背離半導體層序列(10)上的側上的金屬層(23)。第一輻射透射層(21)包含第一介電材料。在第一輻射透射層(21)和金屬層(23)之間設置有包含附著改進的材料的第二輻射透射層(22)。金屬層(23)直接施加到附著改進的材料上。附著改進的材料不同于第一介電材料并且選擇為使得金屬層(23)的附著相比較于在第一介電材料上的附著有所改進。
文檔編號H01L31/0216GK102414826SQ201080018792
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權日2009年4月30日
發(fā)明者弗朗茨·埃伯哈德, 文森特·格羅利爾, 科比尼安·佩爾茨爾邁爾, 羅伯特·沃爾特, 邁克爾·施馬爾 申請人:歐司朗光電半導體有限公司