(57)【要約】本発明は、窒化物化合物半導体をベースとするエピタキシャル半導体積層体（２）を有するオプトエレクトロニクス半導体ボディに関する。半導体積層体は、公称的にはドープされていない、または少なくとも部分的にｎ型導電性にドープされたバッファ層（２１）と、電磁放射を放出する、または受け入れるために適している活性ゾーン（２４）と、バッファ層と活性ゾーンとの間に配置されておりｎ型導電性にドープされたコンタクト層（２２）と、を備えている。ｎ型ドーピング材料の濃度は、バッファ層におけるよりもコンタクト層における方が高い。半導体積層体は、バッファ層を貫いて延在している凹部（３）を備えており、この凹部（３）の中に電気接触材料（４）が配置されており、凹部はコンタクト層に隣接している。さらに、本発明は、このような半導体ボディを製造するための適切な方法に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャル半導体積層体を有するオプトエレクトロニクス半導体ボディであって、前記エピタキシャル半導体積層体が、窒化物化合物半導体をベースとしており、エピタキシャルバッファ層と、活性ゾーンと、エピタキシャルコンタクト層と、を備えており、
前記バッファ層が、公称的にはドープされていない、または少なくとも一部分がｎ型導電性にドープされており、
前記活性ゾーンが、電磁放射を放出する、または受け入れるために適しており、
前記コンタクト層が、前記バッファ層と前記活性ゾーンとの間に配置されており、ｎ型導電性にドープされており、
前記コンタクト層における前記ｎ型ドーパントの濃度が、前記バッファ層におけるよりも高く、
前記半導体積層体が凹部を含んでおり、前記凹部が、前記バッファ層を貫いて延在しており、前記凹部の中に電気接触材料が配置されており前記コンタクト層に隣接している、
オプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項２】
前記バッファ層が、０．１５μｍより大きいかそれに等しい厚さを有する、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項３】
前記バッファ層が、０．５μｍより大きいかそれに等しい厚さを有する、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項４】
前記バッファ層の外面が、前記凹部の底面の平均粗さの２倍より大きい平均粗さを有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項５】
前記バッファ層の外面の平均粗さが、前記凹部の底面の平均粗さの少なくとも５倍である、請求項１から請求項４のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項６】
前記電気接触材料が、前記半導体ボディのボンディングパッドに導電接続されている、またはボンディングパッドを形成している、請求項１から請求項５のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項７】
前記コンタクト層が、３×１０１８ｃｍ−３より高いかそれに等しいドーパント濃度を有する、請求項１から請求項６のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項８】
前記コンタクト層が、７×１０１８ｃｍ−３より高いかそれに等しいドーパント濃度を有する、請求項１から請求項６のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項９】
前記凹部が前記コンタクト層の中まで延在している、請求項１から請求項８のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項１０】
前記半導体ボディがエピタキシャル基板を備えていない、請求項１から請求項９のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項１１】
前記凹部とは反対側の前記半導体積層体の面、の上にさらなる電気接触材料が配置されている、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項１２】
前記バッファ層の外面の平均粗さが、前記半導体積層体から離れている、前記電気接触材料の面、の平均粗さの少なくとも５倍である、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項１３】
前記凹部の中において、前記電気接触材料の一部分の下に電気絶縁材料が配置されており、前記電気絶縁材料が前記電気接触材料と前記コンタクト層との間に配置されている、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項１４】
前記電気接触材料がボンディングパッドおよび電気接触トラックを形成しており、
前記凹部が、異なる深さの領域を有し、
前記電気接触トラックが配置されている前記凹部の部分が、前記ボンディングパッドが配置されている前記凹部の部分よりも深い、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【請求項１５】
前記電気接触材料がボンディングパッドおよび電気接触トラックを形成しており、前記ボンディングパッドおよび前記電気接触トラックの両方が前記コンタクト層に隣接している、
請求項１から請求項１４のいずれかに記載のオプトエレクトロニクス半導体ボディ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、独国特許出願第１０２００７０５７７５６．９号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本出願は、窒化物化合物半導体をベースとするエピタキシャル半導体積層体を有するオプトエレクトロニクス半導体ボディに関する。半導体積層体には、電気接触材料が、半導体積層体のｎ型導電性にドープされたエピタキシャル半導体層に隣接するように設けられている。さらに、本出願は、このようなオプトエレクトロニクス半導体ボディを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１には、上述したタイプのオプトエレクトロニクス半導体ボディが開示されている。記載されている半導体ボディは、例えば、ｎ型導電性にドープされたＧａＮエピタキシャル層を備えており、この層は、ｐ型導電性にドープされたエピタキシャル層とは反対側の半導体ボディの外側主面を形成している。ｎ型導電性にドープされたエピタキシャル半導体層の主面の上には、金属ボンディングパッドの形における電気接触材料が配置されている。この主面とは反対側のエピタキシャル半導体積層体の面の上には、さらなる電気接触材料が、ｐ型導電性にドープされたエピタキシャル半導体層に隣接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第２００７／００１２９４４号明細書
【特許文献２】国際公開第０１／３９２８２号パンフレット
【特許文献３】米国特許第５８３１２７７号明細書
【特許文献４】米国特許第６１７２３８２号明細書
【特許文献５】米国特許第５６８４３０９号明細書
【特許文献６】国際公開第２００５／１０６９７２号パンフレット
【特許文献７】欧州特許第０９０５７９７号明細書
【特許文献８】国際公開第０２／１３２８１号パンフレット
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174 - 2176
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電気接触材料と、窒化物化合物半導体をベースとしているｎ型導電性にドープされたエピタキシャル半導体材料との間に、特に信頼性の高い導電性接触面を達成することのできるオプトエレクトロニクス半導体ボディであって、この接触面が達成しうる最低の電気抵抗を有するように意図されている、オプトエレクトロニクス半導体ボディ、を提供することである。さらには、このようなオプトエレクトロニクス半導体ボディを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
窒化物化合物半導体をベースとするエピタキシャル半導体積層体を有するオプトエレクトロニクス半導体ボディを提供する。半導体積層体は、エピタキシャルバッファ層と、活性ゾーンと、バッファ層と活性ゾーンとの間に配置されているエピタキシャルコンタクト層と、を備えている。一実施形態においては、バッファ層およびコンタクト層は、特に、窒化物化合物半導体をベースとしている。
【０００８】
「窒化物化合物半導体をベースとしている」とは、半導体積層体が、１つまたは複数の窒化物化合物半導体材料を備えている少なくとも１つの層、好ましくは複数の層を備えていることを意味する。窒化物化合物半導体とは、窒素を含んでいる化合物半導体材料、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ系（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）の材料である。この材料は、上の化学式に従った数学的に正確な組成を示している必要はない。そうではなく、この材料は、１つまたは複数のドーパントと、材料の物理特性を実質的に変化させることのない追加の構成成分とを含んでいることができる。しかしながら、説明を簡潔にする目的で、上の化学式は、結晶格子の本質的な構成成分（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ）のみを含んでおり、これらの構成成分は、その一部分をさらなる物質によって置き換える、またはさらなる物質を含んでいる、またはその両方であるようにすることができる。
【０００９】
一実施形態においては、バッファ層はＧａＮを備えている。これに加えて、またはこれに代えて、コンタクト層はＧａＮを備えている。すなわち、これらの層には、材料の基本成分としてＧａおよびＮの両方が含まれている。しかしながら、これらの層の材料は、必ずしも二元半導体材料でなくてもよく、代わりに、三元半導体材料または四元半導体材料とすることもできる。ＧａＮを備えている材料は、本出願の目的においては、特に、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、またはＡｌＩｎＧａＮとすることもできる。有利な一実施形態においては、バッファ層もしくはコンタクト層、またはその両方は、ＧａＮを有する二元半導体材料を備えている。
【００１０】
オプトエレクトロニクス半導体ボディは、半導体積層体に凹部を備えており、この凹部は、半導体層の一方の面からバッファ層を貫いて延在している。半導体ボディの一実施形態によると、この凹部は、コンタクト層の領域において終わっている。
【００１１】
凹部の中には電気接触材料が配置されており、この材料は凹部の中でコンタクト層に隣接している。これにより、接触材料と、エピタキシャル半導体積層体の外側層との間のみならず、特に、電気接触材料と、バッファ層によって覆われており一部分が凹部によって露出しているコンタクト層との間にも、電気接触面を形成することが可能となる。この方式では、バッファ層を、例えば結晶品質に関して最適化することができ、コンタクト層を、電気接触材料による接触性に関して最適化することができる。
【００１２】
電気接触材料は、エピタキシャル半導体積層体の半導体材料ではない。一実施形態においては、電気接触材料は、金属導電性材料を備えている。さらなる発展形態においては、接触材料は、少なくとも１つの金属もしくは少なくとも１つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、またはその両方を備えている。
【００１３】
半導体ボディのさらなる実施形態においては、バッファ層は、コンタクト層よりも低いｎ型ドーパント濃度を有する。バッファ層は、特に、公称的にはドープされていない、または一部分のみが公称的にはｎ型導電性にドープされている。一構造形態においては、バッファ層におけるｎ型ドーパントの最大濃度は、３×１０１８ｃｍ−３未満ないし１×１０１８ｃｍ−３未満である。バッファ層におけるｎ型ドーパントの最大濃度は、７×１０１７ｃｍ−３未満ないし５×１０１７ｃｍ−３未満とすることが有利である。
【００１４】
コンタクト層におけるｎ型ドーパントの濃度は、一実施形態においては、少なくとも３×１０１８ｃｍ−３、５×１０１８ｃｍ−３、７×１０１８ｃｍ−３、ないし１×１０１９ｃｍ−３である。一般的には、コンタクト層におけるｎ型ドーパントの濃度は、できるだけ高いことが有利である。
【００１５】
さらなる実施形態においては、バッファ層は、０．１５μｍより大きいかそれに等しい厚さ、好ましくは０．５μｍの厚さを有する。この厚さは、特に、０．７μｍより大きい、または１μｍより大きくすることもできる。
【００１６】
さらなる実施形態においては、バッファ層の外面は、凹部の底面の平均粗さの２倍より大きい平均粗さを有する。外面の平均粗さは、凹部の底面の平均粗さの５倍より大きいことが有利である。
【００１７】
これに加えて、またはこれに代えて、バッファ層の外面は、半導体積層体から離れている、電気接触材料の面、の平均粗さの２倍以上である平均粗さを有する。外面の平均粗さは、半導体積層体から離れている、電気接触材料の面、の平均粗さの５倍以上であることが有利である。
【００１８】
さらなる実施形態においては、電気接触材料は、半導体ボディのボンディングパッドに導電接続されている、またはボンディングパッドを形成している。
【００１９】
さらなる実施形態においては、凹部はコンタクト層の中まで延在している。
【００２０】
さらなる実施形態においては、半導体ボディは、エピタキシャル基板を備えていない。
【００２１】
さらなる実施形態においては、凹部とは反対側の半導体積層体の面、の上にさらなる電気接触材料が配置されている。
【００２２】
オプトエレクトロニクス半導体ボディを製造する方法であって、窒化物化合物半導体をベースとしているエピタキシャル半導体積層体が設けられている、方法、を開示する。半導体積層体は、エピタキシャルバッファ層と、活性ゾーンと、エピタキシャルコンタクト層と、を含んでいる。バッファ層は、公称的にはドープされていない、または少なくとも部分的にｎ型導電性にドープされている。活性ゾーンは、電磁放射を放出する、または受け入れるために適している。コンタクト層は、バッファ層と活性ゾーンとの間に配置されている。さらなる方法ステップにおいては、バッファ層を貫いて少なくともコンタクト層まで達する凹部を形成する。凹部の中に、コンタクト層に隣接するように電気接触材料を配置する。
【００２３】
本方法の有利な実施形態においては、コンタクト層におけるｎ型ドーパントの濃度は、バッファ層における濃度よりも高い。
【００２４】
さらなる実施形態においては、凹部は、コンタクト層の中まで延在するように十分に深く形成されている。
【００２５】
さらなる実施形態においては、バッファ層の外面を粗面化する。バッファ層の外面を粗面化するステップは、凹部の中に接触材料を配置した後に行う。
【００２６】
オプトエレクトロニクス半導体ボディのさらなる利点、好ましい実施形態、およびさらなる発展形態は、以下に図面を参照しながら説明する例示的な実施形態によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】オプトエレクトロニクス半導体ボディの例示的な実施形態の概略的な平面図である。
【図２】図１に示したオプトエレクトロニクス半導体ボディの概略的な断面図である。
【図３】第２の例示的な実施形態によるオプトエレクトロニクス半導体ボディの概略的な断面図である。
【図４】第３の例示的な実施形態によるオプトエレクトロニクス半導体ボディの概略的な断面図である。
【図５】第１の例示的な実施形態による方法のさまざまな段階におけるエピタキシャル半導体積層体の概略的な断面図である。
【図６】第１の例示的な実施形態による方法のさまざまな段階におけるエピタキシャル半導体積層体の概略的な断面図である。
【図７】第１の例示的な実施形態による方法のさまざまな段階におけるエピタキシャル半導体積層体の概略的な断面図である。
【図８】第２の例示的な実施形態による方法のさまざまな段階におけるエピタキシャル半導体積層体の概略的な断面図である。
【図９】第２の例示的な実施形態による方法のさまざまな段階におけるエピタキシャル半導体積層体の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
例示的な実施形態および図面において、同じ構成要素または機能が同じである構成要素には、各場合において同じ参照数字を付してある。図示した構成要素と、構成要素の互いのサイズの比は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。図面中のいくつかの細部は、理解を容易にする目的で誇張して大きく描いてある。
【００２９】
オプトエレクトロニクス半導体ボディ１の図１に示した平面図においては、エピタキシャル半導体積層体のバッファ層２１と接触材料４とが見えている。図示した例示的な実施形態においては、バッファ層２１は、半導体積層体の外側層であり、すなわち、バッファ層２１の主面のうち半導体積層体から遠い方の主面は、半導体積層体の２つの主面のうちの一方における半導体積層体の境界となっている。層の主面とは、各場合において、層の主延在平面に垂直な方向についてその層の境界となっている対向する２つの面を意味するものと理解されたい。したがって、半導体積層体の主面とは、半導体積層体の層の主面が境界となっている２つの面である。
【００３０】
しかしながら、バッファ層は、必ずしも外側層でなくてもよい。代わりに、例えば、バッファ層の少なくとも一部分を、積層体のさらなるエピタキシャル半導体層によって覆うこともでき、その半導体層が、例えば、半導体積層体のその主面における外面の大部分を形成する。
【００３１】
電気接触材料４は、フレーム（枠状）の形をとる。図１においては、このフレームは連続的であるが、断続的であってもよい。同様に、電気接触材料４は、原理的には、他の任意の望ましい形状において半導体積層体に堆積させることができる。
【００３２】
電気接触材料４の一部分は、ボンディングパッド４１を形成している、またはボンディングパッド４１に導電接続されている。ボンディングパッド４１は、ボンディングパッドの外面を形成している材料によって自身にボンディングワイヤを機械的かつ導電的に固定するのに適している外面を有する。
【００３３】
電気接触トラック４２は、ボンディングパッド４１から延びている。電気接触トラック４２の目的は、オプトエレクトロニクス半導体ボディの動作時に半導体積層体全体にわたり電流をできる限り一様に半導体積層体に注入することである。接触トラック４２は、例えば、半導体積層体の側縁部に沿って延びている。しかしながら、例えば、少なくとも１つの接触トラックが半導体積層体の中央を通って延びていることも可能である。
【００３４】
図２〜図９のそれぞれは、さまざまな例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクス半導体ボディまたはエピタキシャル半導体積層体の概略的な断面図を示しており、これらの断面図は、図１に示した破線ＡＢに沿った断面の平面図にほぼ対応している。
【００３５】
図２に示した例示的な実施形態においては、電気接触材料４は、少なくとも１つの凹部３の中に配置されている。凹部３は、半導体積層体２の外側主面からバッファ層２１を貫いて、少なくともコンタクト層２２まで延在している。図示した例においては、バッファ層はコンタクト層２２に直接隣接している。しかしながら、原理的には、バッファ層とコンタクト層との間に少なくとも１つのさらなる半導体層を配置することも可能である。
【００３６】
凹部３は、例えばコンタクト層２２の中まで延在している。コンタクト層２２の総厚さに対しては、厚さの例えば２０％〜８０％（境界値を含む）だけコンタクト層２２の中に凹部を延在させることができる。凹部３は、コンタクト層２２の厚さの例えば真ん中あたりで終わっている。厚さは、コンタクト層の主延在平面に垂直方向に測定される。
【００３７】
電気接触材料４は、凹部３の中に配置されており、凹部の内側でコンタクト層２２に隣接している。接触材料４は、特に、凹部３の底面２２１に隣接しており、この底面２２１は、少なくとも一部分がコンタクト層２２の材料によって形成されている。底面２２１と電気接触材料４との間の境界面には、接触材料４とコンタクト層２２との間に導電性の高い接触面が形成されている。この電気接触面は、ほぼオーミック接触の特性を有する。したがって、この電気接触面は、専門家の間では単にオーミック接触として知られている。
【００３８】
電気接触材料４は、一部分が凹部３から突き出しており、すなわち、電気接触材料４の一部分がエピタキシャル半導体積層体２から離れる方向に突き出している。これにより、特にボンディングパッド４１の領域において、外側から電気接触材料４に容易に電気的接触することができる。
【００３９】
凹部３の深さは、バッファ層２１の厚さ５と少なくとも同じである。凹部３の深さは、バッファ層２１の厚さ５よりも大きいことが好ましい。バッファ層２１の厚さ５は、例えば０．１５μｍより大きい。バッファ層２１の厚さ５は、例えば５μｍより小さい。極めて好適な厚さ５は、例えば０．５μｍ、１μｍ、１．５μｍ、ないし２μｍである。
【００４０】
本半導体ボディは、特に、窒化物化合物半導体をベースとする、放射放出半導体チップ、放射検出半導体チップ、または放射放出・検出半導体チップである。この場合、これらの半導体チップは、具体的には、エピタキシャル成長させる半導体積層体が、窒化物化合物半導体材料系からの材料を備えている個々の層を少なくとも１つ含んでいる、半導体チップである。
【００４１】
活性ゾーンは、放射を発生させるためのｐｎ接合、ダブルへテロ構造、単一量子井戸（ＳＱＷ）、または多重量子井戸（ＭＱＷ）を備えている。用語「量子井戸構造」は、量子化の次元（dimensionality of the quantization）について何らかの指定を行うものではない。したがって、量子井戸構造には、特に、量子井戸、量子細線、および量子ドットと、これらの構造の任意の組合せとが含まれる。ＭＱＷ構造の例は、特許文献２、特許文献３、特許文献４、および特許文献５に記載されており、これに関するこれらの文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【００４２】
例えば、バッファ層２１およびコンタクト層２２は、各場合においてＧａＮ層である。
【００４３】
バッファ層２１の外面２１１は粗面化されている。外面２１１における全反射を低減させ、外面２１１を介して半導体積層体２から取り出される放射を増大させるために適している凹凸を、外面２１１は備えている。この外面２１１は、特に、微細構造化されている。微細構造化された取出し面を有する半導体チップと、窒化物化合物半導体材料をベースとする放射放出半導体積層体の放射取出し面を微細構造化する方法は、例えば、特許文献６に開示されており、これに関するこの文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【００４４】
凹部３の底面２２１は、バッファ層２１の外面２１１とは異なり、できる限り平面である。底面２２１は、外面２１１の粗さの例えば１／５未満の粗さを示している。できる限り滑らかな底面２２１は、接触材料４とコンタクト層２２との間に導電性接触面を形成するうえで有利であることが立証されている。
【００４５】
接触材料４は、例えば、１つまたは複数の金属を備えている、あるいは、１つまたは複数の金属から成る。しかしながら、これに加えて、またはこれに代えて、電気接触材料４は、透明導電性酸化物すなわち「ＴＣＯ」（例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ））を備えていることもできる。
【００４６】
例示的な一実施形態においては、接触材料４は、底面２２１に隣接している、チタンを有する層と、チタンを有する層に形成されている、白金を有する層と、白金を有する層に形成されている、金を有する層と、を備えている。チタンを有する層は、例えば、５０〜２００ｎｍの間（境界値を含む）、例えば１００ｎｍの厚さを示す。白金を有する層は、例えば、５０〜３００ｎｍの間（境界値を含む）、例えば１００ｎｍの厚さを示す。金を有する層は、例えば、０．５〜４μｍの間（境界値を含む）の厚さを示す。これらの層、特に金を有する層は、さらに厚くすることもできる。これらの層は、各場合において、上記の材料から構成することもできる。
【００４７】
バッファ層２１は、例えば、公称的にはドープされていないＧａＮ層である。「公称的にはドープされていない」とは、エピタキシャル半導体積層体２の公称的にｎ型導電性にドープされた半導体層よりも著しく低いｎ型ドーパント濃度を有することを意味する。例えば、バッファ層全体のドーパント濃度は、１×１０１８ｃｍ−３未満、好ましくは７×１０１７ｃｍ−３未満、特に好ましくは５×１０１７ｃｍ−３未満である。ドーパント濃度を、最大でも例えば約３×１０１７ｃｍ−３とすることができる。
【００４８】
あるいは、バッファ層２１は、少なくとも一部分をｎ型導電性にドープすることもできる。しかしながら、バッファ層２１のドーパント濃度は、コンタクト層２２のドーパント濃度よりも低い。例えば、バッファ層２１のドーパント濃度は、全体で３×１０１８ｃｍ−３未満である。コンタクト層２２は、バッファ層と比較して相対的に高いドーパント濃度を有する。コンタクト層は、例えば、８×１０１８ｃｍ−３より高いかそれに等しいドーパント濃度において、例えばｎ型導電性にドープされている。例えば、コンタクト層におけるｎ型ドーパントの濃度は、約１×１０１９ｃｍ−３またはそれより高い。さらに、コンタクト層２２の一部分のみがそのような高いドーパント濃度を有し、コンタクト層２２のそれ以外の部分のドーパント濃度がいくらか低いようにすることも可能である。
【００４９】
バッファ層２１のドーパント濃度ができる限り低く、コンタクト層２２のドーパント濃度がバッファ層２１と比較してできる限り高いならば、エピタキシャル半導体積層体２を、その結晶品質および電気接触性の両方に関して有利に製造できることが立証されている。できる限り厚く、かつドーパント濃度ができる限り低いバッファ層２１は、半導体積層体の結晶品質に対してプラスに影響する。
【００５０】
例えば、図２に示した半導体ボディ１は、エピタキシャル基板を備えていない。半導体積層体２は、エピタキシャル基板の上に、例えばバッファ層２１から開始して成長させる。次に、エピタキシャル基板を除去する。このプロセスにおいては、エピタキシャル基板の材料のすべてを完全に除去することができる。しかしながら、これに代えて、エピタキシャル基板の材料の一部分を半導体ボディの一部分として残して除去しないことも可能である。
【００５１】
一般的には、オプトエレクトロニクス半導体ボディは、特に、薄膜ルミネセンスダイオードチップである。
【００５２】
薄膜ルミネセンスダイオードチップは、特に、以下の特徴のうちの少なくとも１つによって区別される。
−  放射を発生させるエピタキシャル半導体積層体の第１の主面（支持要素に面している）の上に、反射層が堆積または形成されており、この反射層は、エピタキシャル半導体積層体において発生する電磁放射の少なくとも一部をエピタキシャル半導体積層体の方向に反射する。
−  薄膜半導体チップは支持要素を含んでおり、この支持要素は、半導体積層体を上にエピタキシャル成長させた成長基板ではなく、エピタキシャル半導体積層体に後から結合された個別の支持要素である。
−  エピタキシャル半導体積層体の成長基板が、エピタキシャル半導体積層体から除去されている、または、エピタキシャル半導体積層体との組合せにおいて単独では自身を支持できない程度まで厚さが減じられている。
−  エピタキシャル半導体積層体は、２０μｍ以下の厚さ、特に、１０μｍ以下の厚さを有する。
【００５３】
支持要素は、半導体チップによって放出される放射に対して透過性であることが好ましい。
【００５４】
さらに、エピタキシャル半導体活性層積層体は、少なくとも一面が混合構造（intermixing structure）を備えている少なくとも１つの半導体層を含んでいることが好ましく、この混合構造によって、理想的な場合にはエピタキシャル半導体積層体において近似的に光のエルゴード分布につながり、すなわち、この構造は、実質的にエルゴード的確率過程である散乱挙動を示す。
【００５５】
薄膜半導体チップの基本的な原理は、例えば、非特許文献１に記載されており、これに関するこの文書の開示内容は、参照によって本文書に組み込まれている。薄膜半導体チップの例は、特許文献７および特許文献８に記載されており、これに関するこれらの文書の開示内容は、参照によって本文書に組み込まれている。
【００５６】
しかしながら、半導体ボディはルミネセンスダイオードチップでなくてもよく、放射検出チップ（例えば光センサー）とすることもできる。
【００５７】
図２に示した半導体ボディの場合には、凹部３とは反対側の半導体積層体２の面の上にさらなる電気接触材料６が配置されており、このさらなる電気接触材料は、半導体ボディ１のコンタクト電極を形成している。凹部３の中の接触材料４は、ｎ型電極、またはそのようなｎ型電極の一部分を形成している。反対側に位置している電極の接触材料６は、電気絶縁層７に堆積されている。
【００５８】
電気絶縁層７は、例えば、誘電体材料（例えば二酸化ケイ素）を備えている、またはそのような材料から成る。さらに、この層７は、自身を垂直方向に貫いている少なくとも１つの凹部を含んでいる。凹部の領域においては、半導体積層体２に導電接触することができる。電気絶縁層７は、複数のこのような凹部を備えていることが好ましい。電気絶縁材料７と電気接触材料６のこのような組合せは、高い反射率を示すことができる。
【００５９】
半導体積層体２は、バッファ層２１およびコンタクト層２２に加えて、例えば、活性ゾーン２４と、ｐ型導電性にドープされた半導体層２５とを備えている。オプションとして、例えば、ｎ型導電性にドープされた半導体層を、ｐ型導電性にドープされた半導体層２５と電気接触材料６との間に配置することが可能である（ただし図２には示していない）。この場合、このｎ型導電性にドープされた半導体層と、ｐ型導電性にドープされた半導体層２５との間に、トンネルコンタクト（tunnel contact）を設けることができる。
【００６０】
さらには、コンタクト層２２と活性ゾーン２４との間に１つまたは複数のさらなる半導体層を配置することが可能である。この位置には、例えば、ｎ型導電性にドープされた半導体層２３が配置されており、この層は、コンタクト層２２に隣接しており、約３．５×１０８ｃｍ−３のドーパント濃度によってｎ型導電性にドープされている。ｎ型ドーパントとしては、例えばシリコンが適している。
【００６１】
図３に示した半導体ボディ１の場合には、図２に関連して説明した例示的な実施形態とは異なり、凹部３の中の電気接触材料４の少なくとも一部分の下に電気絶縁材料４３が配置されている。例えば、ボンディングパッド４１は、その一部分または全体の下に絶縁材料４３が配置されている。絶縁材料としては、誘電体（例えば二酸化ケイ素）が適している。絶縁材料は、凹部の底面２２１に堆積されており、特に、底面に隣接している。半導体ボディの動作時にボンディングパッド４１の下で過度に高い局所的な電流密度（オプトエレクトロニクス半導体ボディの機能に悪影響を及ぼしうる）が生じることを、電気絶縁材料４３によって防止することが可能である。
【００６２】
図４に示した例示的な実施形態においては、凹部３は、異なる深さの領域を有する。例えば、凹部３のうち、電気接触トラック４２が配置されている部分は、ボンディングパッド４１が配置されている部分よりも深い。ボンディングパッド４１は、その一部分または全体を凹部３の外側に配置することが原理的には可能であり、すなわち、ボンディングパッドは、少なくとも一部分が外面２１１の上に配置される。
【００６３】
接触トラック４２の領域においては、接触材料４は全体が凹部３の内側に配置されており、すなわち、接触材料は凹部３から突き出していない。これに対して、ボンディングパッド４１の領域においては、接触材料４は少なくとも一部分が半導体積層体２から離れる方向に突き出しており、このことは、半導体ボディ１の外部からの電気接触性に関して好ましい。しかしながら、ボンディングパッド４１を形成している電気接触材料４を、少なくとも部分的または全体を完全に凹部３の中に配置し、凹部３よりも突き出さない、または凹部の縁部に達するようにすることも、原理的には可能である。
【００６４】
図５〜図７は、本方法の例示的な実施形態を示している。この方法においては、バッファ層２１と、コンタクト層２２と、ｎ型導電性にドープされた層２３と、活性ゾーン２４と、ｐ型導電性にドープされた層２５と、を備えている半導体積層体２を形成する。この半導体積層体は、例えば、ｎ型導電性にドープされた層２３と活性ゾーン２４との間に、さらなる層を含んでいることができる。
【００６５】
半導体積層体は、その２つの主面の一方に外面２１１を備えている。この外面は、例えばバッファ層２１の２つの主面の一方によって形成されている。
【００６６】
エピタキシャル半導体積層体２は、適切なエピタキシャル基板の上に層を成長させることによって形成することができる。エピタキシャル基板は、例えば、炭化ケイ素またはサファイアを備えている。この場合、エピタキシャル基板上に、例えばバッファ層２１から開始して半導体積層体２を成長させる。次に、半導体積層体からエピタキシャル基板を例えば除去する。
【００６７】
エピタキシャル基板を除去する前に、図２〜図４に各場合において示したコンタクト構造を、電気絶縁層７および電気接触材料６によって形成することが好ましい（ただし図５〜図７にはコンタクト構造を示していない）。しかしながら、このコンタクト構造の形成は、原理的には、エピタキシャル基板を除去した後に行うこともできる。
【００６８】
次に、半導体積層体２に少なくとも１つの凹部３を形成する。この凹部は、例えば、光構造化可能な（photostructurable）マスク層を使用してフォトリソグラフィーによって形成することができる。このようなマスク層は図６および図７には示していないが、都合のよい実施形態においては、電気接触材料４を堆積させるときに（図７を参照）存在していてもよい。次に、不要な電気接触材料を、光構造化可能なマスク層と一緒に、リフトオフプロセスを使用して除去することができ、これは有利である。このような方法ステップは、原理的には当業者に公知であろう。
【００６９】
凹部の形成は、例えば、反応性イオンエッチングもしくは湿式化学処理、またはその両方を使用して行うことができる。電気接触材料４は、従来の方法ステップ（例えば、蒸着もしくはスパッタリング、またはその両方）を使用して堆積させることもできる。
【００７０】
本方法の例示的な実施形態においては、外面２１１を粗面化する方法ステップは、凹部３の中に電気接触材料を配置した後にはじめて実行する。この方式では、凹部の底面２２１ができる限り平坦または滑らかであることを単純に達成することができ、粗面化する方法ステップによって平坦性が損なわれることはない。外面２１１を粗面化する方法は、例えば、特許文献６に開示されており、この文書の開示内容は、前出の参照によって本出願にすでに組み込まれている。本方法の結果としての半導体ボディ１は、図２に示してある。
【００７１】
図８および図９は、本方法の代替例を示している。１つの違いは、外面２１１を粗面化する方法ステップを、凹部３を形成する前に行うことである。凹部３は、例えば、粗面においてエッチングを行うことによって形成し、結果として、凹部３の底面２１１も同様に粗い。この場合、底面２２１の粗さは、外面２１１の粗さよりもいくらか小さくすることができる。しかしながら、底面２２１の粗さは、外面２１１の粗さの例えば１／５未満ないし１／２未満である。たとえ粗い底面２２１であっても、電気接触材料４とコンタクト層２２との間に良好な導電性接触面を形成できることが立証されている。凹部の底面２２１は、できる限り滑らかであることが有利であると考えられるが、粗くてもよい。
【００７２】
ここまで、例示的な実施形態を参照しながら説明してきたが、本オプトエレクトロニクス半導体ボディおよび本方法はこれらの実施形態に制限されない。本出願は、任意の新規の特徴と、特徴の任意の組合せ（特に、請求項における特徴の任意の組合せを含む）を包含しており、これらの特徴および組合せは、それ自体が請求項または例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合でも本発明に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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