DE102016106831A1 - Optoelektronischer Halbleiterchip - Google Patents

Abstract

Optoelektronischer Halbleiterchip (1) mit – einem Halbleiterkörper (30) umfassend einen n-leitenden Bereich (301), einen p-leitenden Bereich (302) und einen aktiven Bereich (303) zwischen dem n-leitenden Bereich (301) und dem p-leitenden Bereich (302), – einem ersten Spiegel (10), der eine erste metallische Schicht enthält (101), und – einem zweiten Spiegel (20), der eine zweite metallische Schicht (201) enthält, wobei – im Betrieb des Halbleiterchips (1) der erste Spiegel (10) nicht auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich (302) liegt, – im Betrieb des Halbleiterchips der zweite Spiegel (20) auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich (302) liegt, und – der erste Spiegel (10) zumindest eine Öffnung aufweist, durch die der zweite Spiegel (20) elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich (302) verbunden ist.

Description

• Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben.
• Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der ein verbessertes Alterungsverhalten und/oder eine verbesserte Effizienz aufweist.
• Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um einen strahlungsemittierenden optoelektronischen Halbleiterchip. Es kann sich bei dem Halbleiterchip beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip oder um einen Laserchip handeln. Der optoelektronische Halbleiterchip kann im Betrieb Licht erzeugen. Insbesondere ist es möglich, dass der optoelektronische Halbleiterchip Licht im Spektralbereich von UV-Strahlung bis Licht im infraroten Bereich, insbesondere sichtbares Licht, erzeugt. Alternativ ist es möglich, dass es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip, zum Beispiel um eine Fotodiode, handelt.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einem n-leitenden Bereich, einem p-leitenden Bereich und einem aktiven Bereich zwischen dem n-leitenden Bereich und dem p-leitenden Bereich. Der Halbleiterkörper weist eine Haupterstreckungsebene auf, die senkrecht zur Stapelrichtung des n-leitenden, p-leitenden und aktiven Bereichs verläuft. Dabei kann der Halbleiterkörper zum Beispiel auf einem Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial, beispielsweise AlGaInN oder einem Phosphid-Verbindungs-Halbleitermaterial, beispielsweise InGaAlP, basieren.
• Auf „Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial“ basierend bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass der Halbleiterkörper oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest der aktive Bereich, ein Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial, vorzugsweise Al_nGa_mIn_1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters, also Al, Ga, In, N, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
• Der n-leitende Bereich des Halbleiterkörpers ist mit wenigstens einem n-Dotierstoff, beispielsweise mit Silizium, dotiert. Im p-leitenden Bereich ist der Halbleiterkörper mit wenigstens einem p-Dotierstoff, beispielsweise mit Magnesium, dotiert.
• Zwischen dem p-leitenden Bereich und dem n-leitenden Bereich ist der aktive Bereich angeordnet. Der aktive Bereich kann zum Beispiel als Mehrfach-Quantentopfstruktur ausgebildet sein. Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips wird im aktiven Bereich beispielsweise elektromagnetische Strahlung erzeugt. Die elektromagnetische Strahlung wird dabei durch Rekombination von Ladungsträgern, welche in der Mehrfach-Quantentopfstruktur erfolgt, erzeugt. Alternativ kann im aktiven Bereich die Detektion von elektromagnetischer Strahlung durch die Erzeugung von Ladungsträgerpaaren erfolgen.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der optoelektronische Halbleiterchip einen ersten Spiegel auf, welcher eine erste metallische Schicht enthält. Der erste Spiegel kann eine weitere elektrisch leitende metallische Schicht umfassen, welche aus einem Metall oder einer Metallverbindung oder als Metallstapel gebildet sein kann. Der erste Spiegel weist zum Beispiel eine Haupterstreckungsebene auf, welche sich senkrecht zur Wachstumsrichtung des Halbleiterkörpers erstreckt.
• Der erste Spiegel weist eine hohe Reflektivität für im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips erzeugte elektromagnetische Strahlung auf. Zum Beispiel beträgt die Reflektivität des ersten Spiegels bei einer Wellenlänge von 450 nm und/oder 550 nm wenigstens 75 %, insbesondere wenigstens 85 %, zum Beispiel wenigstens 90 %.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen zweiten Spiegel. Der zweite Spiegel weist eine hohe Reflektivität für im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips erzeugte elektromagnetische Strahlung auf. Zum Beispiel beträgt die Reflektivität des zweiten Spiegels bei einer Wellenlänge von 450 nm wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 65 %, zum Beispiel wenigstens 80 %.
• Der zweite Spiegel kann eine elektrisch leitende zweite metallische Schicht umfassen, welche aus einem Metall oder einer Metallverbindung oder einem Metallstapel gebildet sein kann.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich während des Betriebs des Halbleiterchips der erste Spiegel nicht auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich. Im Betrieb des Halbleiterchips ist der p-leitende Bereich auf ein von dem n-leitenden Bereich verschiedenes Potenzial gelegt. Beispielsweise weist der erste Spiegel im Betrieb eine geringere Potenzialdifferenz zum n-leitenden Bereich auf als der p-leitende Bereich. Insbesondere kann der elektrisch leitende Bereich des ersten Spiegels, zum Beispiel die erste metallische Schicht des ersten Spiegels, und der n-leitende Bereich auf dem gleichen elektrischen Potenzial liegen. „Auf dem gleichen elektrischen Potenzial“ heißt in diesem Zusammenhang, dass etwaige Potenzialunterschiede lediglich auf den Kontaktwiderstand zwischen erstem Spiegel und n-leitendem Bereich zurückgeführt werden können. Der erste Spiegel kann also elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich des Halbleiterkörpers verbunden sein. Das heißt, die elektrisch leitenden Bereiche des ersten Spiegels sind dann elektrisch leitend mit dem Halbleiterkörper verbunden.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt im Betrieb des Halbleiterchips der zweite Spiegel auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich. Das heißt, die elektrisch leitenden Bereiche, zum Beispiel die zweite metallische Schicht, des zweiten Spiegels sind elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich des Halbleiterkörpers verbunden. Insbesondere wird der p-leitende Bereich über den zweiten Spiegel elektrisch leitend kontaktiert. „Auf dem gleichen elektrischen Potenzial“ heißt in diesem Zusammenhang, dass etwaige Potenzialunterschiede lediglich auf den Kontaktwiderstand zwischen zweitem Spiegel und p-leitendem Bereich zurückgeführt werden können.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der erste Spiegel zumindest eine Öffnung auf, durch die der zweite Spiegel elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich verbunden ist. Dabei kann die Öffnung in dem ersten Spiegel eine Aussparung sein, welche den Spiegel zum Beispiel quer oder senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene vollständig durchdringt. In der Öffnung des ersten Spiegels ist ein Teil des zweiten Spiegels angeordnet. Dieser Teil des zweiten Spiegels kann direkt elektrisch und mechanisch mit dem p-leitenden Bereich verbunden sein. Alternativ kann dieser Teil des zweiten Spiegels mittels weiterer elektrisch leitender Strukturen, insbesondere einer Stromaufweitungsschicht, elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich verbunden sein. Der zweite Spiegel kann Bereiche aufweisen, in denen der zweite Spiegel im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels verläuft. Zusätzlich kann der zweite Spiegel weitere Bereiche aufweisen, in denen der zweite Spiegel senkrecht oder quer zur Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels verläuft. In diesen weiteren Bereichen tritt elektrisch leitendes Material des zweiten Spiegels durch die Öffnung des ersten Spiegels und ist in diesem Bereich elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich des Halbleiterkörpers verbunden.
• Insbesondere ist der Kontaktbereich zwischen dem p-leitenden Bereich und dem zweiten Spiegel reflektierend ausgestaltet. Elektrisch leitende Teile des zweiten Spiegels sind nicht mit elektrisch leitenden Teilen des ersten Spiegels in direktem physischem Kontakt. Elektrisch leitende Teile des ersten Spiegels und elektrisch leitende Teile des zweiten Spiegels sind beispielsweise durch ein erstes Dielektrikum des ersten Spiegels oder ein zweites Dielektrikum des zweiten Spiegels voneinander getrennt. Das heißt, dass das erste Dielektrikum des ersten oder das zweite Dielektrikum des zweiten Spiegels in direktem physischem Kontakt mit den elektrisch leitenden Teilen des jeweils anderen Spiegels stehen können.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einem n-leitenden Bereich, einem p-leitenden Bereich und einem aktiven Bereich, zwischen dem der n-leitende Bereich und der p-leitende Bereich angeordnet sind. Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst außerdem einen ersten Spiegel, der eine erste metallische Schicht enthält, und einen zweiten Spiegel, der eine zweite metallische Schicht enthält, wobei im Betrieb des Halbleiterchips der erste Spiegel nicht auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich liegt. Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips liegt der zweite Spiegel auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich. Der erste Spiegel weist zumindest eine Öffnung auf, durch die der zweite Spiegel elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich verbunden ist.
• Einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchip liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Bei optoelektronischen Halbleiterchips, zum Beispiel Leuchtdiodenchips, ist es möglich, einen Spiegel zu verwenden, welcher eine metallische Schicht aufweist. Vorteilhafterweise ist die metallische Schicht möglichst nah an dem Halbleiterkörper angeordnet und umfasst ein Material, welches vorteilhafterweise eine hohe Reflektivität für die im Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Strahlung aufweist. Dieses Material kann ein Material sein, welches im elektrischen Feld, insbesondere bei Kontakt zu Feuchtigkeit, dazu neigt, Ionen zu bilden, die wiederum im elektrischen Feld zur Migration neigen. Besonders Kationen neigen zur Migration und können dadurch elektrische Nebenschlüsse verursachen, die die Effizienz des Bauteils mindern oder zu einem Ausfall des Bauteils führen.
• Der hier beschriebene Halbleiterchip macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, dass der erste Spiegel, der metallische Schichten umfasst, auf ein Potenzial gelegt wird, welches nicht dem Potenzial des p-leitenden Bereichs entspricht. Das Material der ersten metallischen Schicht des ersten Spiegels ist, wenn es auf einem von dem p-leitenden Bereich verschiedenen Potenzial liegt, weitaus weniger feuchteempfindlich, da die Migrationsneigung stark reduziert ist.
• Vorteilhafterweise kann mittels dieser Anordnung das Risiko der Bildung von Kationen verringert werden, was zu einer verbesserten Zuverlässigkeit und einer verbesserten Feuchtebeständigkeit des optoelektronischen Halbleiterchips führt. Zusätzlich kann aufgrund des verringerten Risikos der Bildung von Kationen der erste Spiegel besonders nah an dem Halbleiterkörper angeordnet werden, wodurch im Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Strahlung effizient reflektiert und nachfolgend ausgekoppelt werden kann.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der erste Spiegel des optoelektronischen Halbleiterchips auf dem gleichen Potenzial wie der n-leitende Bereich. Das heißt, eine etwaige Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Spiegel und dem n-leitenden Bereich resultiert lediglich aus dem Kontaktwiderstand zwischen dem ersten Spiegel und dem n-leitenden Bereich. Der elektrisch leitende Teil des ersten Spiegels, insbesondere die erste metallische Schicht, kann dabei elektrisch leitend über eine erste Durchkontaktierung mit dem n-leitenden Bereich des Halbleiterkörpers verbunden sein und direkt mit diesem in physischem Kontakt stehen. Die erste Durchkontaktierung erstreckt sich dabei zumindest teilweise durch den Halbleiterkörper. Insbesondere sind der p-leitende Bereich und der aktive Bereich von der ersten Durchkontaktierung durchdrungen. Parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers kann die erste Durchkontaktierung beispielsweise eine kreisförmige, ovale oder vieleckige Kontur aufweisen.
• Der n-leitende Bereich des Halbleiterkörpers kann über den ersten Spiegel elektrisch leitend kontaktiert und betrieben werden. Vorteilhafterweise ist dadurch, dass die erste metallische Schicht auf dem gleichen Potenzial wie der n-leitende Bereich liegt, das Risiko zur Bildung von Kationen stark vermindert.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die erste metallische Schicht eines oder eine Kombination der folgenden Elemente oder besteht aus diesen: Ag (Silber), Al (Aluminium), Rh (Rhodium), Au (Gold). Die genannten Elemente können als Verbindungen oder in elementarer Form in der ersten metallischen Schicht vorliegen. Eine erste metallische Schicht aus Rhodium ist vorteilhafterweise besonders inert und weist somit eine hohe chemische Stabilität auf. Bevorzugt ist die erste metallische Schicht mit Silber gebildet, welche vorteilhafterweise eine besonders hohe Reflektivität für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, insbesondere im Wellenlängenbereich von blauem Licht, aufweist. Überraschend hat sich gezeigt, dass Silber, wenn es auf dem gleichen Potenzial wie der n-leitende Bereich liegt, nicht zur Bildung von Kationen neigt und somit ein geringes Risiko der Migration solcher Ionen besteht.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der dem aktiven Bereich zugewandte Flächenanteil des ersten Spiegels größer als der dem aktiven Bereich zugewandte Flächenanteil des zweiten Spiegels. Der dem aktiven Bereich zugewandte Flächenanteil des ersten oder zweiten Spiegels kann insbesondere parallel zur Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs verlaufen. Ferner kann ein Teil des ersten oder zweiten Spiegels den aktiven Bereich durchdringen. Das heißt der aktive Bereich kann Öffnungen aufweisen, in denen der erste oder zweite Spiegel verläuft.
• Der erste Spiegel weist eine besonders hohe Reflektivität für im aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung auf. Somit wird mittels eines großen Flächenanteils des ersten Spiegels, welcher dem aktiven Bereich zugewandt ist, im aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung vorteilhafterweise besonders effizient reflektiert.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der erste Spiegel eine Reflektivität auf, die größer ist als die Reflektivität des zweiten Spiegels. Insbesondere weist die dem aktiven Bereich zugewandte Seite des ersten Spiegels eine höhere Reflektivität als die die dem aktiven Bereich zugewandte Seite des zweiten Spiegels. Beispielsweise kann die erste metallische Schicht kann aus einem Material gebildet sein, welches eine höhere Reflektivität aufweist als das Material der zweiten metallischen Schicht. Vorteilhafterweise wird mittels einer hohen Reflektivität des ersten Spiegels die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips verbessert. Dabei ist es möglich, dass die erste metallische Schicht mit einem Material gebildet ist, das eine hohe Neigung zur Migration im elektrischen Feld aufweist. Zum Beispiel besteht die erste metallische Schicht dabei aus Silber oder Aluminium. Die zweite metallische Schicht des zweiten Spiegels ist dann mit einem Metall wie Rhodium gebildet, dessen Neigung zur Migration im elektrischen Feld gering ist.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels zwischen dem Halbleiterkörper und dem zweiten Spiegel angeordnet. Mit anderen Worten ist der erste Spiegel vollständig oder zum Großteil zwischen dem zweiten Spiegel und dem Halbleiterkörper angeordnet. "Zum Großteil" heißt dabei, dass wenigstens 50%, bevorzugt mindestens 65%, beispielsweise mindestens 80% des Materials des ersten Spiegels zwischen dem zweiten Spiegel und dem Halbleiterkörper angeordnet ist. Vorteilhafterweise trifft, aufgrund der Anordnung der Haupterstreckungsebenen des ersten Spiegels, des Halbleiterkörpers und des zweiten Spiegels, ein größerer Teil des erzeugten Lichts auf den ersten Spiegel als auf den zweiten Spiegel. Insbesondere treffen mindestens 25%, bevorzugt mindestens 30%, beispielsweise mindestens 40%, des erzeugten Lichts auf den ersten Spiegel. Da der erste Spiegel eine besonders hohe Reflektivität für das erzeugte Licht aufweist, führt diese Anordnung zu einer besonders hohen Effizienz des Bauteils.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der erste Spiegel eine Öffnung auf und der zweite Spiegel ist zumindest zum Teil in der Öffnung des ersten Spiegels angeordnet. Die Öffnung des ersten Spiegel erstreckt sich von der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite in Richtung der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite vollständig durch den Spiegel. Zumindest die zweite metallische Schicht ist in der Öffnung angeordnet. Elektrisch leitende Teile des ersten Spiegels stehen im Bereich der Öffnung nicht in direktem Kontakt zu elektrisch leitenden Teilen des zweiten Spiegels. Im Bereich der Öffnung ist zwischen den elektrisch leitenden Teilen des ersten Spiegels und den elektrisch leitenden Teilen des zweiten Spiegels in lateraler Richtung ein Dielektrikum, also ein elektrisch isolierendes Material, angeordnet.
• Die Öffnung im ersten Spiegel und das innerhalb der Öffnung angeordnete Material bilden beispielsweise eine zweite Durchkontaktierung, mittels der der p-leitende Bereich und der zweite Spiegel elektrisch leitend verbunden sind. Die Öffnung im ersten Spiegel weist in der Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels beispielsweise eine kreisförmige, ovale oder vieleckige Kontur auf. Der zweite Spiegel weist dann innerhalb der Öffnung des ersten Spiegels parallel zur Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels eine kreisförmige, ovale oder vieleckige Kontur auf, wobei die laterale Erstreckung, zum Beispiel der Radius der Kontur der zweiten metallischen Schicht, kleiner ist als die laterale Erstreckung der Kontur der Öffnung in der ersten metallischen Schicht. Durch die Öffnung im ersten Spiegel wird der p-leitende Bereich und die zweite metallische Schicht elektrisch leitend miteinander verbunden.
• Insbesondere ist in einem Halbleiterchip die Anzahl der ersten Durchkontaktierungen kleiner als die Anzahl der zweiten Durchkontaktierungen. Beispielsweise ist die Anzahl zweiter Durchkontaktierungen drei bis fünfmal höher als die Anzahl erster Durchkontaktierungen. Vorteilhafterweise trifft die erzeugte elektromagnetische Strahlung in Bereichen der Öffnungen des ersten Spiegels auf den zweiten Spiegel. Somit wird auch im Bereich der zweiten Durchkontaktierungen elektromagnetische Strahlung reflektiert, wodurch die Effizienz des Halbleiterchips erhöht wird.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste metallische Schicht, an dem aktiven Bereich zugewandten Seiten, von einem ersten Dielektrikum überdeckt. Das erste Dielektrikum steht mit der ersten metallischen Schicht in direktem physischem Kontakt und bedeckt die erste metallische Schicht an ihren dem aktiven Bereich zugewandten Flächen zumindest teilweise, insbesondere bis auf Kontaktflächen zum Halbleiterkörper vollständig. Zusätzlich kann das erste Dielektrikum weitere Seiten der ersten metallischen Schicht überdecken.
• Bei dem ersten Dielektrikum handelt es sich um ein niedrig brechendes Material mit einem Brechungsindex von höchstens 1,5 bei einer Wellenlänge von 450 nm, beispielsweise Siliziumoxid (SiO₂). Elektromegnetische Strahlung die unter einem kleineren Winkel als dem kritischen Winkel der Totalreflektion auf das erste Dielektrikum auftrifft, wird extrem verlustarm reflektiert. Nur elektromagnetische Strahlung die unter einem größeren Winkel als dem kritischen Winkel der Totalreflektion auf das erste Dielektrikum auftrifft, trifft auf die erste metallische Schicht.
• Alternativ kann das erste Dielektrikum aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes gebildet sein, sodass aus den verschiedenen Schichten ein Bragg-Spiegel gebildet wird. In diesem Fall umfasst beispielsweise eine der Schichten Siliziumdioxid und eine weitere der Schichten Titandioxid.
• Analog dazu kann die zweite metallische Schicht, an dem aktiven Bereich zugewandten Seiten, zumindest teilweise von einem zweiten Dielektrikum überdeckt sein. Das zweite Dielektrikum steht mit der zweiten metallischen Schicht in direktem physischem Kontakt und bedeckt die zweite metallische Schicht an ihren dem aktiven Bereich zugewandten Flächen zumindest teilweise, insbesondere bis auf Kontaktflächen zum Halbleiterkörper, vollständig. Zusätzlich kann das zweite Dielektrikum weitere Seiten der zweiten metallischen Schicht überdecken. Bei dem zweiten Dielektrikum kann es sich um ein Material mit einem niedrigen Brechungsindex, zum Beispiel Siliziumoxid (SiO₂), handeln. Das zweite Dielektrikum kann aus mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex bestehen, wodurch ein Bragg-Spiegel gebildet wird.
• Das erste Dielektrikum kann stellenweise in direktem physischem Kontakt zur zweiten metallischen Schicht stehen. Das zweite Dielektrikum kann stellenweise in direktem physischem Kontakt zur ersten metallischen Schicht stehen. Insbesondere in Bereichen von Durchkontaktierungen durch den ersten oder zweiten Spiegel können die elektrisch leitenden Teile eines Spiegels in direktem physischem Kontakt zum jeweils anderen Spiegel stehen. In diesem Fall dient das erste beziehungsweise das zweite Dielektrikum als elektrisch isolierende Schicht zwischen der ersten und zweiten metallischen Schicht.
• Außerdem können das erste und das zweite Dielektrikum eine besonders hohe Hermetizität aufweisen. Somit wird in Bereichen, in denen das erste oder zweite Dielektrikum die erste oder zweite metallische Schicht überdeckt, ein Vordringen von Feuchtigkeit zur ersten oder zweiten metallischen Schicht vermindert. Insbesondere ermöglicht das erste und/oder das zweite Dielektrikum, die erste und/oder zweite metallische Schicht mit zur Migration im elektrischen Feld neigenden Materialien, beispielsweise Silber (Ag) oder Aluminium (Al), zu bilden.
• Vorteilhafterweise kann mittels des ersten und/oder des zweiten Dielektrikums die Reflektivität des Spiegels erhöht werden. Ist vor dem Metallspiegel ein niedrig brechendes Dielektrikum angeordnet, beispielsweise Siliziumoxid, so führt dies bei kleinen Einfallswinkeln elektromagnetischer Strahlung zur Totalreflexion und kann in Kombination mit einem dahinterliegenden metallischen Spiegel vorteilhaft sein. Die Reflektivität des ersten und/oder des zweiten Spiegels kann weiter erhöht werden, wenn das Dielektrikum als Schichtstapel aus verschiedenen Dielektrika zur Ausbildung eines Bragg-Spiegels ausgeformt wird. Ein Bragg-Spiegel weist vorteilhafterweise zusätzlich eine hohe Reflektivität für elektromagnetische Strahlung auf, welche unter kleinen Winkeln auf den ersten und/oder zweiten Spiegel trifft.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt der erste Spiegel den Halbleiterkörper in lateralen Richtungen. Der erste Spiegel erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers. Zumindest teilweise wird der erste Spiegel, parallel zur Aufwachsrichtung des Halbleiterkörpers, nicht vom Halbleiterkörper überdeckt. Insbesondere die erste metallische Schicht wird von dem Halbleiterkörper senkrecht zur Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels nicht vollständig überdeckt.
• In Bereichen, in denen die erste metallische Schicht nicht von dem Halbleiterkörper überdeckt ist, besteht ein erhöhtes Risiko für das Vordringen von Feuchtigkeit zur ersten metallischen Schicht. Vorteilhafterweise neigt die erste metallische Schicht nicht zur Bildung von Kationen, insbesondere Ag⁺-Ionen, sodass die erste metallische Schicht auch in Bereichen, die nicht durch den Halbleiterkörper überdeckt sind, angeordnet werden kann. Dadurch wird die reflektierende Fläche vergrößert und die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips verbessert. Beispielsweise ist die reflektierende Fläche um 5% bis 10% größer als die die Fläche des Halbleiterkörpers, parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers.
• Beispielsweise können Dünnfilm-LEDs zumindest eine erste Kontaktstruktur aufweisen, welche von der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips zugänglich ist und lateral neben dem Halbleiterkörper angeordnet ist. In diesem Fall kann die erste metallische Schicht den Halbleiterkörper in lateralen Richtungen überragen. Somit kann die erste Kontaktstruktur, welche mittels der ersten metallischen Schicht elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich verbunden ist, direkt mit der ersten metallischen Schicht verbunden sein. Vorteilhafterweise ist aufgrund dieser Anordnung keine weitere elektrisch leitende Struktur nötig, um die erste Kontaktstruktur elektrisch leitend mit der ersten metallischen Schicht zu verbinden.
• Es hat sich ergeben, dass der Flächenanteil des ersten Spiegels, aufgrund dessen elektrischer Kontaktierung mit dem n-leitenden Bereich, erhöht werden kann. Ein Spiegel, welcher mit Silber (Ag) gebildet ist, muss nicht von dem Halbleiterstapel vollständig überdeckt sein, da das Risiko der Bildung von Ag⁺-Ionen vermindert ist. Dies ist insbesondere möglich, da im Betrieb des Halbleiterchips der erste Spiegel nicht auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich liegt.
• Aus der größeren Fläche des ersten Spiegels ergibt sich eine höhere Reflektivität des optoelektronischen Halbleiterchips, was sich positiv auf die Effizienz des optoelektronischen Halbleiterchips auswirkt.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Spiegel zumindest teilweise aus dem gleichen Material gebildet wie der erste Spiegel. Insbesondere ist die zweite metallische Schicht teilweise aus dem gleichen Material wie die erste metallische Schicht gebildet. Die zweite metallische Schicht kann mehrere metallische Materialien umfassen, die in separaten Prozessschritten abgeschieden werden. Dabei kann ein metallisches Material der zweiten metallischen Schicht im selben Prozessschritt wie zumindest ein Teil der ersten metallischen Schicht abgeschieden werden. Insbesondere ist der Teil der zweiten metallischen Schicht, der in einer Öffnung der ersten metallischen Schicht im Bereich einer zweiten Durchkontaktierung angeordnet ist, aus dem gleichen Material wie die erste metallische Schicht gebildet. Die metallischen Schichten des ersten und des zweiten Spiegels, welche aus dem gleichen Material gebildet sind, sind nicht elektrisch leitend miteinander verbunden.
• Beispielsweise sind die erste und die zweite metallische Schicht durch eine Aussparung voneinander getrennt, welche parallel zur Haupterstreckungsebene eine ringförmige oder rahmenförmige Kontur aufweist und mit einem elektrisch isolierenden Material gefüllt ist. Insbesondere kann das elektrisch isolierende Material durch das erste und/oder zweite Dielektrikum gebildet sein.
• Da die erste metallische Schicht lokal die Funktion der zweiten metallischen Schicht übernimmt, kann vorteilhafterweise die Formierungen der Aussparung im ersten und zweiten Dielektrikum in zwei getrennten Prozessschritten erfolgen. Dadurch wird die benötigte Ätztiefe durch das erste und zweite Dielektrikum reduziert. Bei gleichem Aspektverhältniss des Ätzprozesses können somit Aussparungen, die in lateraler Richtung eine reduzierte Größe aufweisen, realisiert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste Spiegel und der n-leitende Bereich mittels einer dritten Durchkontaktierung elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei die dritte Durchkontaktierung den Halbleiterkörper, senkrecht oder quer zu der Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers, vollständig durchdringt. Die dritte Durchkontaktierung erstreckt sich vollständig durch den p-leitenden, den n-leitenden und den aktiven Bereich. Dabei sind die Stirnseiten der dritten Durchkontaktierung, welche die dem ersten Spiegel zugewandte Seite des Halbleiterkörpers mit der dem ersten Spiegel abgewandten Seite des Halbleiterkörpers verbinden, vollständig mit einem elektrisch isolierenden Material überdeckt. Ein elektrisch leitendes Material ist in der dritten Durchkontaktierung angeordnet, wobei das elektrisch leitende Material nicht in direktem physischem Kontakt mit den Stirnseiten der dritten Durchkontaktierung steht. Das elektrisch leitende Material verbindet den n-leitenden Bereich und den ersten Spiegel elektrisch leitend miteinander. Dabei ist der n-leitende Bereich auf der dem ersten Spiegel abgewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnet. Der erste Spiegel ist über das elektrisch leitende Material mit der dem ersten Spiegel abgewandten Seite des n-leitenden Bereichs elektrisch leitend verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der zweite Spiegel eine vierte Durchkontaktierung auf, durch die sich eine elektrisch leitende erste Kontaktstruktur erstreckt. Dabei ist die erste Kontaktstruktur elektrisch leitend mit dem ersten Spiegel verbunden. Die vierte Durchkontaktierung in dem zweiten Spiegel kann parallel zur Haupterstreckungsebene des zweiten Spiegels eine kreisförmige, ovale oder vieleckige Kontur aufweisen. Die erste Kontaktstruktur, welche durch die Öffnung des zweiten Spiegels geführt ist, ist elektrisch leitend mit dem ersten Spiegel verbunden, sodass mittels der ersten Kontaktstruktur die erste metallische Schicht elektrisch kontaktiert werden kann. Das heißt, die erste Kontaktstruktur kann eine nach außen freiliegende Fläche aufweisen, über die die erste metallische Schicht elektrisch kontaktiert werden kann. Beispielsweise kann die erste Kontaktstruktur aus einem Metall, insbesondere Gold, oder einem Lot gebildet sein.
• Die erste Kontaktstruktur ist im Bereich der vierten Durchkontaktierung an allen lateralen Seiten von einem Dielektrikum umgeben, sodass kein direkter physischer Kontakt zwischen der ersten Kontaktstruktur und der zweiten metallischen Schicht besteht.
• Insbesondere ermöglicht die vierte Durchkontaktierung einen Flip-Chip-Aufbau, bei dem je eine erste Kontaktstruktur für den n-leitenden Bereich und eine zweite Kontaktstruktur für den p-leitenden Bereich, auf der der Emissionsseite gegenüberliegenden Rückseite, angeordnet ist.
• Vorteilhafterweise weist die erste metallische Schicht keine nach außen freiliegenden Flächen auf, wodurch die erste metallische Schicht besonders gut gegenüber Umwelteinflüssen geschützt wird, was wiederum die Zuverlässigkeit des Halbleiterchips verbessert.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der aktive Bereich in lateralen Richtungen vollständig vom ersten Spiegel umgeben. Beispielsweise kann die erste Durchkontaktierung, welche mit der ersten metallischen Schicht gebildet wird, den aktiven Bereich in lateralen Richtungen vollständig umgeben. Insbesondere kann die erste Durchkontaktierung, parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers, eine gitterförmige Struktur aufweisen. Das heißt, die erste Durchkontaktierung unterteilt den aktiven Bereich eines Halbleiterchips in mehrere Teilbereiche, auch Pixel genannt, die in lateralen Richtungen jeweils vollständig von der ersten metallischen Schicht umgeben sind. Analog dazu wird auch der p-leitende Bereich, von der ersten Durchkontaktierung, in mehrere Teilbereiche unterteilt, die in lateralen Richtungen jeweils vollständig von der ersten metallischen Schicht umgeben sind.
• Beispielsweise kann mittels der ersten metallischen Schicht ein n-leitender Bereich elektrisch kontaktiert werden, welcher wiederum mit mehreren nicht in direktem physischem Kontakt stehenden aktiven Bereichen elektrisch leitend verbunden ist. Die p-leitenden Bereiche der einzelnen aktiven Bereiche können separat kontaktiert und bestromt werden, sodass die aktiven Bereiche separat voneinander betrieben werden können. Die Summe der ersten und zweiten Kontaktstrukturen des Halbleiterchips ist um mindestens eins größer als die Summe der separat ansteuerbaren aktiven Bereiche. Die ersten und zweiten Kontaktstrukturen sind zur Ansteuerung der einzelnen Pixel elektrisch an eine Ansteuerschaltung gekoppelt. Insbesondere kann bei einem optoelektronischen Halbleiterchip mit separat ansteuerbaren Pixeln das Aufwachssubstrat entfernt sein. Vorteilhafterweise erhöht dies den Pixel-Pixel-Kontrast. Ist der aktive Bereich in lateralen Richtungen vollständig von dem ersten Spiegel umgeben, so wird vorteilhafterweise der Anteil der elektromagnetischen Strahlung verringert, welcher den Halbleiterchip in lateralen Richtungen verlässt. Ein weiterer Vorteil ist, dass mittels einer gitterförmigen Anordnung der ersten Durchkontaktierung ein pixelierter Halbleiterchip mit separat betreibbaren aktiven Bereichen ermöglicht wird.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste metallische Schicht von allen Seiten mit elektrisch isolierendem Material überdeckt. In diesem Fall ist der erste Spiegel ausschließlich in direktem physischem Kontakt mit elektrisch isolierendem Material. Das heißt, die erste metallische Schicht ist nicht elektrisch leitend mit dem n-leitenden oder dem p-leitenden Bereich verbunden.
• Die erste metallische Schicht kann ausschließlich mit dem ersten und/oder dem zweiten Dielektrikum in direktem physischem Kontakt stehen. Das heißt, die gesamte Außenfläche der ersten metallischen Schicht ist vollständig von dem ersten und/oder zweiten Dielektrikum bedeckt. Insbesondere ist die erste metallische Schicht an den Seiten, die dem aktiven Bereich zugewandt sind, ausschließlich in direktem Kontakt mit dem ersten Dielektrikum und an den Seiten, die dem aktiven Bereich zugewandt sind, in direktem Kontakt mit dem ersten und/oder zweiten Dielektrikum. Vorteilhafterweise ist in dieser Ausführungsform die erste metallische Schicht besonders gut gekapselt, sodass das Material des ersten Spiegels vor Feuchte geschützt ist.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite metallische Schicht frei von Silber. Die zweite metallische Schicht weist beispielsweise Rhodium (Rh) und/oder Aluminium (Al) auf. Insbesondere weist die zweite metallische Schicht ausschließlich Materialien auf, die chemisch inert sind, sodass das Risiko der Bildung von Ionen verringert ist.
• Der p-leitende Bereich und der zweite Spiegel können während des Betriebs des Halbleiterchips auf dem gleichen Potenzial liegen. Erfahrungsgemäß können, wenn die zweite metallische Schicht Silber enthält, während des Betriebs des Halbleiterchips Ag⁺-Ionen entstehen. Die Ag⁺-Ionen neigen zur Elektromigration, wodurch Nebenschlüsse im Halbleiterchip entstehen können. Vorteilhafterweise ist ein Halbleiterchip besonders robust gegenüber Feuchtigkeit und zuverlässig betreibbar, wenn metallische Materialien, die auf dem gleichen Potenzial wie der p-leitende Bereich liegen, frei von Silber sind.
• Im Folgenden wird der hier beschriebene optoelektronische Halbleiterchip anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Figuren näher erläutert.
• Die 1A, 1B, 1C, 2, 3, 4, 5A, 5B und 6 zeigen in schematischen Schnittdarstellungen Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips.
• Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Die 1A zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Der optoelektronische Halbleiterchip 1 umfasst einen Halbleiterkörper 30. Der Halbleiterkörper 30 umfasst einen n-leitenden Bereich 301, einen p-leitenden Bereich 302 und einen aktiven Bereich 303. Der vorliegende n-leitende Bereich 301 ist aus einem n-dotierten Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial gebildet. Der vorliegende p-leitende Bereich 302 ist aus einem p-dotierten Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial gebildet. Zwischen dem n-leitenden und dem p-leitenden Bereich ist der aktive Bereich 303 angeordnet. Der aktive Bereich 303 ist dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb des Halbleiterchips 1 elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich zu erzeugen.
• Weiter umfasst der optoelektronische Halbleiterchip 1 einen ersten Spiegel 10 und einen zweiten Spiegel 20. Der erste Spiegel 10 umfasst eine erste metallische Schicht 101 und ein erstes Dielektrikum 102. Die erste metallische Schicht 101 des ersten Spiegels 10 enthält beispielsweise Silber, Aluminium oder Rhodium. Insbesondere besteht die erste metallische Schicht 101 aus Silber. Das erste Dielektrikum 102 ist auf der dem aktiven Bereich zugewandten Seite der ersten metallischen Schicht 101 angeordnet. Das erste Dielektrikum 102 weist eine besonders geringe Permeabilität für Feuchtigkeit auf und kann beispielsweise aus Siliziumoxid, SiO₂, gebildet sein. Außerdem umfasst der optoelektronische Halbleiterchip 1 einen zweiten Spiegel 20, welcher eine zweite metallische Schicht 201 und ein zweites Dielektrikum 202 umfasst.
• Die zweite metallische Schicht 201 ist beispielsweise aus Rhodium oder Aluminium gebildet. Das zweite Dielektrikum weist eine besonders geringe Permeabilität für Feuchtigkeit auf und ist beispielsweise aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Aluminiumdioxid gebildet. Sowohl der erste Spiegel 10 als auch der zweite Spiegel 20 erstrecken sich im Rahmen der Herstellungstoleranz parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30. Der erste Spiegel 10 ist auf der dem aktiven Bereich 303 abgewandten Seite des p-leitenden Bereichs 302 angeordnet. Der zweite Spiegel 20 ist auf der dem Halbleiterkörper 30 abgewandten Seite des ersten Spiegels 10 angeordnet. Die erste metallische Schicht 101 und die zweite metallische Schicht 201 sind nicht direkt elektrisch leitend miteinander verbunden. Das erste Dielektrikum 102 kann direkt in physischem Kontakt zur zweiten metallischen Schicht 201 und/oder zum zweiten Dielektrikum 202 stehen. Das zweite Dielektrikum 202 kann in direktem physischem Kontakt zum ersten Dielektrikum 102 und/oder zur ersten metallischen 101 Schicht stehen.
• Der Halbleiterkörper 30 weist eine erste Durchkontaktierung 61 auf, mittels der die erste metallische Schicht 101 elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich 301 verbunden ist. Die erste Durchkontaktierung 61 weist parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30 eine kreisförmige Kontur auf. Insbesondere kann die elektrisch leitende Verbindung der ersten Durchkontaktierung 61 zwischen dem n-leitenden Bereich 301 und der ersten metallischen Schicht 101 aus dem gleichen Material wie die erste metallische Schicht 101 gebildet sein. Zusätzlich kann ein weiteres elektrisch leitendes Material im Kontaktbereich der ersten metallischen Schicht 101 und des n-leitenden Bereichs 301 angeordnet sein. Mittels des ersten Dielektrikums 61 ist die erste metallische Schicht 101 von dem p-leitenden Bereich 302 und dem aktiven Bereich 303 des Halbleiterkörpers 30 elektrisch isoliert.
• Außerdem ist der zweite Spiegel 20, mittels einer zweiten Durchkontaktierung 62, elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich 302 verbunden. Das heißt der erste Spiegel 10 weist mindestens eine Öffnung auf, durch die der zweite Spiegel 20 elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich 302 des Halbleiterkörpers 30 verbunden ist. Insbesondere kann die elektrisch leitende Verbindung des p-leitenden Bereichs 302 und der zweiten metallischen Schicht 201 aus dem Material der zweiten metallischen Schicht 201 gebildet sein.
• Im Kontaktbereich zwischen der zweiten metallischen Schicht 201 und dem p-leitenden Bereich 302 ist eine zweite Stromaufweitungsschicht 432 angeordnet. Die zweite Stromaufweitungsschicht 432 zeichnet sich durch eine hohe laterale Leitfähigkeit parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30 aus. Insbesondere ist die zweite Stromaufweitungsschicht 432 aus einem transparenten Material wie einem transparenten leitfähigen Oxid, zum Beispiel ITO, gebildet, welches eine besonders geringe Absorption beziehungsweise Reflexion der in dem aktiven Bereich 303 erzeugten elektromagnetischen Strahlung aufweist. Die zweite Durchkontaktierung 62 weist entlang der Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels 10 beispielsweise eine kreisförmige Kontur auf.
• Der zweite Spiegel 20 steht in direktem physischem Kontakt zu einer Lotschicht 40. Die Lotschicht 40 bedeckt den zweiten Spiegel auf der dem ersten Spiegel abgewandten Seite vollständig. Die Lotschicht 40 dient sowohl der elektrischen Kontaktierung der zweiten metallischen Schicht 201 als auch der Verkapselung der zweiten metallischen Schicht 201. Insbesondere weist die Lotschicht 40 eine besonders geringe Permeabilität für Feuchtigkeit auf. Auf der dem zweiten Spiegel 20 abgewandten Seite der Lotschicht 40 ist ein Träger 41 angeordnet. Der Träger 41 steht in direktem physischem Kontakt mit der Lotschicht 40. Der Träger 41 verleiht dem optoelektronischen Halbleiterchip zumindest teilweise seine mechanische Stabilität. Der p-leitende Bereich 302 des Halbleiterkörpers 30 wird mittels des Trägers 41 elektrisch leitend kontaktiert. Das heißt der Träger 41 liegt, während des Betriebs des Halbleiterchips 1, im Wesentlichen auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich 302. Der Träger kann zum Beispiel mit Silizium, Germanium oder einem Metall gebildet sein.
• In Bereichen zwischen dem ersten Spiegel 10 und dem zweiten Spiegel 20 kann eine elektrisch leitende erste Stromaufweitungsschicht 431 angeordnet sein. Insbesondere ist die elektrisch leitende erste Stromaufweitungsschicht 431 in direktem physischem Kontakt mit der ersten metallischen Schicht 101 und einer ersten Kontaktstruktur 421. Mittels der ersten Kontaktstruktur 421 ist die erste metallische Schicht 101 von außen elektrisch leitend kontaktierbar.
• Beispielsweise ist die erste Kontaktstruktur 421 aus Metall, insbesondere Gold, gebildet. Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 1 wird der Halbleiterkörper 30 mittels der ersten Kontaktstruktur 421 und der Lotschicht 40 kontaktiert und betrieben.
• In der gezeigten Ausführungsform, 1A, ist die erste metallische Schicht 101 senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsrichtung nicht vollständig von dem Halbleiterkörper 30 überdeckt. Das heißt, die erste metallische Schicht 101 überragt den Halbleiterkörper 30 in mindestens einer lateralen Richtung.
• Die 1B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Das zweite Ausführungsbeispiel zeigt im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel, siehe 1A, eine alternative Ausführung der ersten Stromaufweitungsschicht 431, welche in direktem Kontakt mit der ersten metallischen Schicht 101 steht. Dabei ist die erste Stromaufweitungsschicht 431 so angeordnet, dass der Halbleiterkörper 30 in vertikaler Richtung nicht vollständig mit dieser überlappt. Im Gegenzug weist die erste metallische Schicht 101 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel eine erhöhte Dicke auf, was zu einer höheren Querleitfähigkeit in der ersten metallischen Schicht 101 führt.
• Die 1C zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel, siehe 1B, ist im dritten Ausführungsbeispiel keine erste Stromaufweitungsschicht 431 zwischen der ersten Kontaktstruktur 421 und der ersten metallischen Schicht angeordnet. In diesem Fall überragt die erste metallische Schicht den Halbleiterkörper in allen lateralen Richtungen.
• Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in dem Aufbau der zweiten Durchkontaktierung 62, welche die zweite metallische Schicht 201 und die zweite Stromaufweitungsschicht 432, welche an dem p-leitenden Bereich 302 angeordnet ist, elektrisch leitend miteinander verbindet. Die erste metallische Schicht 101 weist im Bereich der zweiten Durchkontaktierung 62 eine Aussparung auf, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung der ersten metallischen Schicht 101 eine ringförmige Kontur aufweist. Die Aussparung erstreckt sich senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der ersten metallischen Schicht 101 vollständig durch die erste metallische Schicht 101. Im Zentrum der ringförmigen Aussparung ist elektrisch leitendes Material angeordnet, welches aus dem gleichen Material wie die erste metallische Schicht besteht. Das Material, welches im Zentrum der ringförmigen Aussparung angeordnet ist, steht in direktem physischem Kontakt zur zweiten metallischen Schicht 201 und zur zweiten Stromaufweitungsschicht 432. Insbesondere ist das Material, welches im Zentrum der ringförmigen Aussparung angeordnet ist, aus dem gleichen Material wie die erste metallische Schicht gebildet und wurde im gleichen Prozessschritt abgeschieden.
• Vorteilhafterweise wird mittels der ringförmigen Aussparung das elektrisch leitende Material im Zentrum der zweiten Durchkontaktierung 62 in einem selbstjustierendem Prozess angeordnet. Das heißt, die Toleranzen für die Positionierungsgenauigkeit der zweiten metallischen Schicht 202 relativ zur ersten metallischen Schicht 201 in lateraler Richtung sind größer als bei der ersten Ausführungsform, siehe 1A. Dadurch ist der Herstellungsprozess des Halbleiterchips vereinfacht.
• Die 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels. Das fünfte Ausführungsbeispiel zeigt einen optoelektronischen Halbleiterchip 1, welcher einen Träger 41 umfasst. Auf dem Träger 41 ist auf einer Hauptfläche die zweite metallische Schicht 201 angeordnet. Die zweite metallische Schicht 201 kann aus einem Lotmaterial, Gold, Rhodium, Aluminium oder Silber gebildet sein. Auf der dem Träger 41 abgewandten Seite der zweiten metallischen Schicht 201 ist das zweite Dielektrikum 202 angeordnet. Das zweite Dielektrikum 202 steht in direktem physischem Kontakt mit der zweiten metallischen Schicht 201.
• Auf der der zweiten metallischen Schicht 201 abgewandten Seite des zweiten Dielektrikums 202 ist eine erste metallische Schicht 101 angeordnet. Die erste metallische Schicht 101 ist aus Aluminium oder Silber gebildet. Auf der dem zweiten Dielektrikum 202 abgewandten Seite der ersten metallischen Schicht 101 ist ein erstes Dielektrikum 102 angeordnet. Das erste Dielektrikum 102 überdeckt die erste metallische Schicht 101 auf seiner der zweiten metallischen Schicht 201 abgewandten Seite.
• Das erste Dielektrikum 101 kann beispielsweise aus Siliziumoxid gebildet sein. Auf der der ersten metallischen Schicht 101 abgewandten Seite des ersten Dielektrikums 102 ist ein Halbleiterkörper 30 angeordnet. Der Halbleiterkörper 30 umfasst einen n-leitenden Bereich 301, einen p-leitenden Bereich 302 und einen aktiven Bereich 303. Die Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30 verläuft parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers 41. Der aktive Bereich 303 ist zwischen dem n-leitenden Bereich 301 und dem p-leitenden Bereich 302 angeordnet, wobei der p-leitende Bereich 302 in direktem physischem Kontakt mit dem ersten Dielektrikum 102 steht.
• Der Halbleiterkörper 30 weist eine dritte Durchkontaktierung 63 auf, welche sich in vertikaler Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30 vollständig durch den Halbleiterkörper 30 erstreckt. Die dritte Durchkontaktierung 63 erstreckt sich außerdem in vertikaler Richtung vollständig durch das erste Dielektrikum 102. Die dritte Durchkontaktierung 63 verbindet die erste metallische Schicht 101 elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich 301 des Halbleiterkörpers 30. Die dritte Durchkontaktierung 63 weist in der Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30 bevorzugt eine kreisförmige Kontur auf.
• Die Seitenflächen der dritten Durchkontaktierung 63 sind die Flächen, welche die dem Träger 41 abgewandte Seite des Halbleiterkörpers 30 mit der dem Träger 41 zugewandten Seite des Halbleiterkörpers 30 verbinden. Diese Seitenflächen sind mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet. Im Bereich der dritten Durchkontaktierung 63 ist ein elektrisch leitendes Material angeordnet, welches die erste metallische Schicht 101 und den n-leitenden Bereich 301 elektrisch leitend miteinander verbindet. Dabei ist das elektrisch leitende Material nicht in direktem physischem Kontakt mit den Seitenflächen der dritten Durchkontaktierung 63. Das heißt, die Seitenflächen sind ausschließlich mit elektrisch isolierendem Material in direktem Kontakt.
• Der optoelektronische Halbleiterchip weist, gemäß des fünften Ausführungsbeispiels, siehe 3, eine zweite Durchkontaktierung 62 auf. Die zweite Durchkontaktierung 62 erstreckt sich in vertikaler Richtung vollständig durch das erste Dielektrikum 102, die erste metallische Schicht 101 und das zweite Dielektrikum 202. Die zweite Durchkontaktierung 62 ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und verbindet den p-leitenden Bereich 302 elektrisch leitend mit der zweiten metallischen Schicht 201. Parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers 41 weist die zweite Durchkontaktierung 62 eine kreisförmige Kontur auf. Das elektrisch leitende Material der zweiten Durchkontaktierung 62 kann beispielsweise Rhodium, Gold, Aluminium oder Silber enthalten. Insbesondere kann das elektrisch leitende Material der zweiten Durchkontaktierung 62 Platin, Gold oder Indium-Zinnoxid umfassen.
• Des Weiteren weist der optoelektronische Halbleiterchip gemäß des fünften Ausführungsbeispiels eine erste Kontaktstruktur 421 auf. Die erste Kontaktstruktur 421 weist eine nach außen freiliegende Oberfläche auf und ist elektrisch leitend mit der ersten metallischen Schicht 101 verbunden. Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 1 wird der Halbleiterkörper über die erste Kontaktstruktur 421 und den Träger 41 elektrisch kontaktiert und bestromt.
• Zusätzlich ist auf Flächen des Halbleiterkörpers 30, die nicht durch die dritte Durchkontaktierung 63 gebildet sind oder nicht mit der zweiten Durchkontaktierung 62 oder dem ersten Dielektrikum 102 in direktem Kontakt stehen, von einem dritten Dielektrikum 402 überdeckt. Vorteilhafterweise, schützt das dritte Dielektrikum 402 den Halbleiterkörper 30 vor Umwelteinflüssen wie zum Beispiel Feuchtigkeit.
• Die 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels. Der optoelektronische Halbleiterchip 1 umfasst einen Träger 41, auf dessen Oberfläche ein Halbleiterkörper 30 angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Träger 41 um ein Aufwachssubstrat handeln, auf dem der Halbleiterkörper epitaktisch gewachsen ist. Der Halbleiterkörper 30 umfasst einen n-leitenden Bereich 301, einen p-leitenden Bereich 302 und einen aktiven Bereich 303. Der n-leitende Bereich 301 ist auf einer Hauptfläche des Trägers 41 angeordnet, wobei der n-leitende Bereich und der Träger in direktem physischem Kontakt stehen. Der aktive Bereich 303 ist auf der dem Träger abgewandten Seite des n-leitenden Bereichs 301 angeordnet und der p-leitende Bereich 302 ist auf der dem n-leitenden Bereich 301 abgewandten Seite des aktiven Bereichs 302 angeordnet. Auf der dem aktiven Bereich 303 abgewandten Seite des p-leitenden Bereichs 302 ist eine zweite Stromaufweitungsschicht 432 angeordnet, über welche der p-leitende Bereich 302 des Halbleiterkörpers elektrisch kontaktiert wird.
• Auf der dem Träger 41 abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 30 ist ein erster Spiegel 10 angeordnet. Der erste Spiegel 10 umfasst eine erste metallische Schicht 101 und ein erstes Dielektrikum 102. Die erste metallische Schicht 101 ist elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich 301 verbunden. Dabei steht die erste metallische Schicht 101 in direktem physischem Kontakt mit dem n-leitenden Bereich 301. Im Bereich der ersten Durchkontaktierung 61 ist im Kontaktbereich zwischen der ersten metallischen Schicht 101 und dem n-leitenden Bereich 301 ein weiteres elektrisch leitendes Material 50 angeordnet. Bei dem weiteren elektrisch leitenden Material 50 handelt es sich beispielsweise um transparentes leitfähiges Oxid, insbesondere um Indium-Zinnoxid.. Vorteilhafterweise reduziert das weitere elektrisch leitende Material den elektrischen Kontaktwiderstand zwischen der ersten metallischen Schicht 101 und dem n-leitenden Bereich 301.
• Die zweite Stromaufweitungsschicht 432, der p-leitende Bereich 302 und der aktive Bereich 303 werden von einer ersten Durchkontaktierung 61 quer zu ihrer Haupterstreckungsrichtung vollständig durchdrungen. Die Seitenflächen der ersten Durchkontaktierung 61 sind vollständig von dem ersten Dielektrikum 102 überdeckt. Die erste metallische Schicht 101 ist mittels der ersten Durchkontaktierung 61 elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich 301 verbunden. Das Material, welches den n-leitenden Bereich 301 elektrisch leitend mit der ersten metallischen Schicht 101 verbindet, ist das gleiche Material wie das der ersten metallischen Schicht 101.
• Der n-leitende Bereich 301 überragt den aktiven Bereich 303 und den p-leitenden Bereich 302 in lateralen Richtungen. In diesem Fall sind die erste metallische Schicht 101 und das erste Dielektrikum 102 auf den Seitenflächen des p-leitenden Bereichs 302 und des aktiven Bereichs 303 angeordnet. Somit ist die erste metallische Schicht 101 zusätzlich in weiteren Bereichen außerhalb der ersten Durchkontaktierung 61 elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich 301 verbunden. Das heißt, der erste Spiegel 10 überragt den p-leitenden Bereich 302 und den aktiven Bereich 303 in lateralen Richtungen. Dabei sind alle dem aktiven Bereich 303 zugewandten Seiten der ersten metallischen Schicht 101 von dem ersten Dielektrikum 102 überdeckt.
• Auf der dem Halbleiterkörper 30 abgewandten Seite des ersten Spiegels 10 ist ein zweiter Spiegel 20 angeordnet. Der zweite Spiegel 20 umfasst eine zweite metallische Schicht 201 und ein zweites Dielektrikum 202. Das zweite Dielektrikum 202 ist in direktem physischem Kontakt mit der ersten metallischen Schicht 101. Die Haupterstreckungsebene des zweiten Spiegels 20 verläuft im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels 10 und des Halbleiterkörpers 30.
• Der erste Spiegel 10 weist eine zweite Durchkontaktierung 62 auf, die sich in vertikaler Richtung vollständig durch den ersten Spiegel 10 erstreckt. Mittels der zweiten Durchkontaktierung 62 ist die zweite metallische Schicht 201 elektrisch leitend mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 432 verbunden. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten metallischen Schicht 201 und der zweiten Stromaufweitungsschicht 432 kann dabei aus dem gleichen Material wie die zweite metallische Schicht 201 gebildet sein. Die Seitenflächen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der zweiten metallischen Schicht 201 und der zweiten Stromaufweitungsschicht 432 erstreckt sich vollständig durch das erste Dielektrikum 102 beziehungsweise das zweite Dielektrikum 202. Der p-leitende Bereich 302 wird mittels der zweiten metallischen Schicht 201 elektrisch leitend kontaktiert und der n-leitende Bereich 301 wird mittels der ersten metallischen Schicht 101 elektrisch leitend kontaktiert, sodass der Halbleiterkörper 30 über die erste 101 und zweite metallische Schicht 201 bestromt werden kann. Die erste metallische Schicht 101 und die zweite metallische Schicht 201 sind nicht direkt elektrisch leitend miteinander verbunden.
• Die Querleitfähigkeit des n-leitenden Bereichs 301 kann größer als die Querleitfähigkeit der zweiten Stromaufweitungsschicht 432 sein. Vorteilhafterweise ist die Stromdichte im aktiven Bereich 303 während des Betriebs homogen. Eine hohe Anzahl der zweiten Durchkontaktierungen 62 ermöglicht eine homogene Stromeinprägung in den aktiven Bereich 303. Insbesondere ist die Anzahl zweiter Durchkontaktierungen 62 größer als die Anzahl erster Durchkontaktierungen 61.
• Auf der dem ersten Spiegel abgewandten Seite des zweiten Spiegels 20 ist ein drittes Dielektrikum 402 angeordnet. Das dritte Dielektrikum 402 überdeckt die dem Halbleiterkörper 30 abgewandten Flächen des zweiten Dielektrikums 202. Auf der dem zweiten Spiegel abgewandten Seite des dritten Dielektrikums 402 sind erste 421 und zweite 422 Kontaktstrukturen angeordnet. Das dritte Dielektrikum 402 weist mindestens eine Öffnung auf, die vollständig von der zweiten Kontaktstruktur 422 durchdrungen wird, sodass die zweite Kontaktstruktur 422 elektrisch leitend mit der zweiten metallischen Schicht 201 verbunden ist.
• Zusätzlich weist der optoelektronische Halbleiterchip 1 eine vierte Durchkontaktierung 64 auf, welche das dritte Dielektrikum 402, das zweite Dielektrikum 202 und die zweite metallische Schicht 201 quer zu ihrer Haupterstreckungsrichtung vollständig durchdringt. Durch die vierte Durchkontaktierung 64 ist die erste Kontaktstruktur 421 elektrisch leitend mit der ersten metallischen Schicht 101 verbunden. Die Seitenflächen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der ersten Kontaktstruktur 421 und der ersten metallischen Schicht 101 sind vollständig von dem zweiten Dielektrikum 202 und/oder dem dritten Dielektrikum 402 bedeckt. Das heißt, die zweite metallische Schicht 201 ist nicht elektrisch leitend mit der Durchkontaktierung 64 verbunden.
• Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform weisen die erste metallische Schicht 101 und die zweite metallische Schicht 202 keine nach außen freiliegenden Flächen auf. Das heißt, alle Flächen der ersten metallischen Schicht 101 und der zweiten metallischen Schicht 201 stehen in direktem Kontakt mit entweder dem Halbleiterkörper 30, der Stromaufweitungsschicht 432, einem Dielektrikum 102, 202, 402 oder einem elektrisch leitenden Material der Durchkontaktierungen 61, 62, 64. Die erste Durchkontaktierung 61, die zweite Durchkontaktierung 62 und die vierte Durchkontaktierung 64 weisen parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers eine kreisförmige Kontur auf.
• Die 5A zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu dem in dem sechsten Ausführungsbeispiel gezeigten Aufbau in 4 weist die erste Durchkontaktierung 61, welche den ersten metallischen Bereich 101 elektrisch leitend mit dem n-leitenden Bereich 301 verbindet, parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers eine linienförmige oder eine gitterförmige Kontur auf.
• Das heißt, der optoelektronische Halbleiterchip 1 weist mindestens einen aktiven Bereich 303 auf, welcher vollständig von dem elektrisch leitenden Material der ersten Durchkontaktierung 61 in lateralen Richtungen umgeben ist. Aktive Bereiche 303, welche vollständig von einer ersten Durchkontaktierung 61 in lateraler Richtung umgeben sind, stellen dabei einen einzelnen Pixel eines pixelierten optoelektronischen Halbleiterchips 1 dar. Dabei steht ein n-leitender Bereich 301 in direktem Kontakt mit mehreren Pixeln des aktiven Bereichs 303. Ein p-leitender Bereich 302 steht in direktem physischem Kontakt mit genau einem Pixel des aktiven Bereichs 303. Mittels dieser Anordnung können die einzelnen Pixel der aktiven Bereiche 303 von der Seite des p-leitenden Bereichs 302 her separat voneinander bestromt werden.
• Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform ist in 5A der Träger 41 nicht in direktem Kontakt mit dem Halbleiterkörper 30. Insbesondere handelt es sich bei dem Träger 41 nicht um ein Aufwachssubstrat. Die siebte Ausführungsform weist eine zusätzliche Lotschicht 40 auf, welche auf der dem dritten Dielektrikum 402 abgewandten Seite der ersten 421 und zweiten 422 Kontaktstrukturen angeordnet ist. Über die Lotschicht 40 sind die ersten 421 und zweiten 422 Kontaktstrukturen elektrisch leitend mit einem Träger 41 verbunden. Der Träger 41 kann elektrische Strukturen aufweisen, über welche die einzelnen Pixel des optoelektronischen Halbleiterchips 1 angesteuert und betrieben werden können.
• Der optoelektronische Halbleiterchip 1 weist an seinen Seitenflächen nach außen freiliegende Flächen der ersten metallischen Schicht 101 auf. Diese freiliegenden Flächen können bei der Vereinzelung der pixelierten optoelektronischen Halbleiterchips 1 entstehen.
• Die 5B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines achten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum in 5A gezeigten siebten Ausführungsbeispiel ist auf der dem ersten Spiegel 10 abgewandten Seite des zweiten Spiegels 20 kein drittes Dielektrikum 402 angeordnet. Insbesondere umfasst die zweite metallische Schicht in diesem Ausführungsbeispiel ein reflektierendes Material, welches nicht zur Ionenbildung neigt, beispielsweise Rhodium.
• Direkt auf der dem ersten Spiegel 10 abgewandten Seite der zweiten metallischen Schicht 201 sind zweite Kontaktstrukturen 422 angeordnet. Mittels einer Lotschicht 40 sind die zweiten Kontaktstrukturen 422 elektrisch leitend mit dem Träger 41 verbunden. Auf der vierten Durchkontaktierung 64 sind erste Kontaktstrukturen 421 angeordnet. Die vierten Durchkontaktierungen 64 verbinden die ersten Kontaktstrukturen 421 elektrisch leitend mit der ersten metallischen Schicht 101. Insbesondere ist die vierte Durchkontaktierung 64 aus dem gleichen Material wie die zweite metallische Schicht 201 gebildet.
• Die 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips 1 gemäß eines neunten Ausführungsbeispiels. Der optoelektronische Halbleiterchip 1 umfasst einen Halbleiterkörper 30, welcher aus einem n-leitenden Bereich 301, einem p-leitenden Bereich 302 und einem aktiven Bereich 303 gebildet ist. Der aktive Bereich 303 ist, senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30, zwischen dem p-leitenden Bereich 302 und dem n-leitenden Bereich 301 angeordnet. Auf der dem aktiven Bereich abgewandten Seite des p-leitenden Bereichs 302 ist eine zweite Stromaufweitungsschicht 432 angeordnet. Die zweite Stromaufweitungsschicht 432 steht in direktem Kontakt mit dem p-leitenden Bereich 302 und bedeckt die dem n-leitenden Bereich 301 abgewandte Seite des p-leitenden Bereichs 302 vollständig.
• Auf der dem p-leitenden Bereich 302 abgewandten Seite des n-leitenden Bereichs 301 sind erste Kontaktstrukturen 421 zur elektrischen Kontaktierung des n-leitenden Bereichs 301 ausgebildet. Auf der dem n-leitenden Bereich 301 abgewandten Seite des p-leitenden Bereichs 302 ist ein erster Spiegel 10 angeordnet, welcher eine erste metallische Schicht 101 und ein erstes Dielektrikum 102 umfasst. Auf der dem Halbleiterkörper 30 abgewandten Seite des ersten Spiegels 10 ist ein zweiter Spiegel 20 angeordnet. Der zweite Spiegel 20 umfasst eine zweite metallische Schicht 201 und ein zweites Dielektrikum 202. Das zweite Dielektrikum 202 bedeckt die der ersten metallischen Schicht 101 zugewandten Seiten der zweiten metallischen Schicht 201 vollständig. Das heißt, die erste metallische Schicht 101 und die zweite metallische Schicht 201 stehen nicht in direktem physischem Kontakt. Alle Flächen der ersten metallischen Schicht 101, die nicht von dem zweiten Dielektrikum 202 bedeckt sind, sind mit dem ersten Dielektrikum 102 bedeckt und stehen mit diesem in direktem physischem Kontakt.
• Der Halbleiterkörper 30 weist mindestens eine Aussparung 65 auf, welche sich quer, insbesondere senkrecht, zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 30 durch die zweite Stromaufweitungsschicht 432 in bis in den n-leitenden Bereich 301 erstreckt. In der Aussparung verläuft der erste Spiegel 10 entlang den Seitenflächen der zweiten Stromaufweisungsschicht 432, des p-leitenden Bereichs und gegebenenfalls entlang der Seitenflächen des n-leitenden Bereichs. Die Aussparung weist parallel zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers eine linienförmige oder eine gitterförmige Kontur auf. Das heißt, der optoelektronische Halbleiterchip 1 weist mindestens einen aktiven Bereich 303 auf, welcher in lateralen Richtungen vollständig vom ersten Spiegel 10 umgeben ist. Die aktiven Bereiche 303, welche vollständig von einer ersten Durchkontaktierung 61 in lateraler Richtung umgeben sind, stellen dabei einen einzelnen Pixel eines pixelierten optoelektronischen Halbleiterchips 1 dar. Der n-leitende Bereich 301 steht in direktem Kontakt mit mehreren Pixeln des aktiven Bereichs 303. Ein p-leitender Bereich 302 steht in direktem physischem Kontakt mit genau einem Pixel des aktiven Bereichs 303. Mittels dieser Anordnung können die einzelnen Pixel der aktiven Bereiche 303 von der Seite des p-leitenden Bereichs 302 her separat voneinander bestromt werden.
• Im Bereich der Aussparung 65 wird die erste metallische Schicht 101 in vertikaler Richtung vollständig von dem Material des ersten Dielektrikums 102 oder dem Material des zweiten Dielektrikums 202 durchdrungen. Das heißt die erste metallische Schicht 101, die einen Pixel des aktiven Bereichs 303 in lateralen Richtungen umgibt, steht nicht in direktem physischem Kontakt mit dem Bereich der ersten metallischen Schicht 101, welche einen benachbarten Pixel des aktiven Bereichs in lateralen Richtungen vollständig umgibt. Somit können die einzelnen Pixel des aktiven Bereichs 303 entlang einer linearen Ebene mechanisch voneinander getrennt werden, ohne dass die erste metallische Schicht 101 nach dem Trennen nach außen freiliegende Flächen aufweist. Das heißt, alle Flächen der ersten metallischen Schicht werden entweder durch das erste Dielektrikum 102 oder durch das zweite Dielektrikum 202 bedeckt.
• Des Weiteren weist der erste Spiegel eine zweite Durchkontaktierung 62 auf, mittels derer die metallische Schicht 201 elektrisch leitend mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 432 verbunden ist. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Stromaufweitungsschicht 432 und der zweiten metallischen Schicht 201 ist aus dem Material der zweiten metallischen Schicht 201 gebildet. Die Seitenflächen der zweiten Durchkontaktierung 62 sind mit dem Material des ersten Dielektrikums 102 und/oder des zweiten Dielektrikums 202 vollständig bedeckt oder sind daraus gebildet. Die erste metallische Schicht 101 ist im Bereich der zweiten Durchkontaktierung elektrisch von der zweiten metallischen Schicht 202 isoliert.
• Auf der dem ersten Spiegel 10 abgewandten Seite der zweiten metallischen Schicht 201 ist eine Lotschicht 40 angeordnet. Die Lotschicht dient sowohl als elektrische Kontaktierung der zweiten metallischen Schicht 201 und somit des p-leitenden Bereichs 302, als auch zur Verkapselung der zweiten metallischen Schicht 201, um diese vor Feuchtigkeit zu schützen.
• Auf der der zweiten metallischen Schicht 201 abgewandten Seite der Lotschicht 40 ist ein Träger 41 angeordnet. Der Träger dient als mechanisch stabilisierendes Element und ermöglicht die elektrische Kontaktierung des p-leitenden Bereichs. Im Betrieb wird der n-leitende Bereich 301 über die ersten Kontaktstrukturen 421 elektrisch kontaktiert und der p-leitende Bereich 302 über den Träger 41 elektrisch kontaktiert. Insbesondere können mittels des Trägers 41 die p-leitenden Bereiche 302 der einzelnen Pixel separat voneinander kontaktiert und bestromt werden.
• Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
• Bezugszeichenliste

1

Halbleiterchip

10

erster Spiegel

101

erste metallische Schicht

102

erstes Dielektrikum

20

zweiter Spiegel

201

zweite metallische Schicht

202

zweites Dielektrikum

30

Halbleiterkörper

301

n-leitender Bereich

302

p-leitender Bereich

303

aktiver Bereich

40

Lotschicht

41

Träger

402

drittes Dielektrikum

421

erste Kontaktstruktur

422

zweite Kontaktstruktur

431

erste Stromaufweitungsschicht

432

zweite Stromaufweitungsschicht

61

erste Durchkontaktierung

62

zweite Durchkontaktierung

63

dritte Durchkontaktierung

62

vierte Durchkontaktierung

65

Aussparung

Claims (15)

1. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) mit – einem Halbleiterkörper (30) umfassend einen n-leitenden Bereich (301), einen p-leitenden Bereich (302) und einen aktiven Bereich (303) zwischen dem n-leitenden Bereich (301) und dem p-leitenden Bereich (302), – einem ersten Spiegel (10), der eine erste metallische Schicht enthält (101), und – einem zweiten Spiegel (20), der eine zweite metallische Schicht (201) enthält, wobei – im Betrieb des Halbleiterchips (1) der erste Spiegel (10) nicht auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich (302) liegt, – im Betrieb des Halbleiterchips der zweite Spiegel (20) auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie der p-leitende Bereich (302) liegt, und – der erste Spiegel (10) zumindest eine Öffnung aufweist, durch die der zweite Spiegel (20) elektrisch leitend mit dem p-leitenden Bereich (302) verbunden ist.
2. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die erste metallische Schicht (101) auf dem gleichen Potenzial wie der n-leitende Bereich (301) liegt.
3. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste metallische Schicht (101) eines der folgenden Elemente enthält oder aus diesen besteht: Ag (Silber), Al (Aluminium), Rh (Rhodium), Au (Gold).
4. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der dem aktiven Bereich (303) zugewandte Flächenanteil des ersten Spiegels (10) größer ist als der dem aktiven Bereich (303) zugewandte Flächenanteil des zweiten Spiegels (20).
5. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Spiegel (10) eine Reflektivität aufweist, die größer ist als die Reflektivität des zweiten Spiegels (20).
6. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Haupterstreckungsebene des ersten Spiegels (10) zwischen dem Halbleiterkörper (30) und dem zweiten Spiegel (20) angeordnet ist.
7. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Spiegel (10) eine Öffnung aufweist und der zweite Spiegel (20) zumindest zum Teil in der Öffnung des ersten Spiegels (10) angeordnet ist.
8. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste metallische Schicht (101) an dem aktiven Bereich (303) zugewandten Seiten von einem ersten Dielektrikum (102) überdeckt ist.
9. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Spiegel (10) den Halbleiterkörper (30) in lateralen Richtungen überragt.
10. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Spiegel (20) zumindest teilweise aus dem gleichen Material gebildet ist wie der erste Spiegel (10).
11. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Spiegel (10) und der n-leitenden Bereich (301) mittels einer dritten Durchkontaktierung (63) elektrisch leitend miteinander verbunden sind und die Durchkontaktierung den Halbleiterkörper, senkrecht oder quer zu der Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers (30), vollständig durchdringt.
12. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Spiegel (20) eine vierte Durchkontaktierung (64) aufweist, durch die sich eine erste Kontaktstruktur (421) erstreckt, wobei die erste Kontaktstruktur (421) elektrisch leitend mit dem ersten Spiegel (10) verbunden ist.
13. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der aktive Bereich (303) in lateralen Richtungen vollständig vom ersten Spiegel (10) umgeben ist.
14. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste metallische Schicht (101) von allen Seiten mit elektrisch isolierendem Material überdeckt ist.
15. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite metallische Schicht (201) frei von Silber ist.

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