(57)【要約】  本発明は、第１の半導体層（２１）、第２の半導体層（２２）、および第１の半導体層と第２の半導体層との間に配置された放射を発生させるための活性領域（２０）を有する半導体積層体（２）を有する出射領域（３）と、保護ダイオード領域とを有するオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）に関する。本半導体デバイスは、外部からの半導体デバイス（１）との電気的接触のための接点（６）を有する。接点は、出射領域に電気接続された第１の接点領域（６１）を有する。接点は、第１の接点領域から離間しかつ保護ダイオード領域に電気接続された第２の接点領域（６２）をさらに有する。第１の接点領域および第２の接点領域には、接続線（９）の共通端部（９５）によって外部から電気的に接触可能である。本発明はさらに、オプトエレクトロニクス半導体デバイスを有する装置に関する。
2017535943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体層（２１）、第２の半導体層（２２）、および前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間に配置された、放射を発生させるために設けられた活性領域（２０）を有する半導体積層体（２）を含む出射領域（３）と、
保護ダイオード領域（４）と、を有するオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）であって、
−  前記半導体デバイスは、前記半導体デバイス（１）の外部からの電気的接触のための接点（６）を備え、
−  前記接点は、前記出射領域に電気接続された第１の接点領域（６１）を備え、
−  前記接点は、前記第１の接点領域から離間しかつ前記保護ダイオード領域に電気接続された第２の接点領域（６２）を備え、
−  前記第１の接点領域および前記第２の接点領域には、１本の接続リード線（９）の共通端部（９５）によって外部から電気的に接触可能であり、
−  前記第１の接点領域には、前記第２の接点領域から独立して１本の接続リード線（９）の共通端部（９５）によって外部から電気的に接触可能である、
オプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）。
【請求項２】
前記接続リード線は、ワイヤボンディング接続である、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項３】
前記保護ダイオード領域は、前記出射領域と同じ多層構造を有する半導体ボディである、
請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項４】
前記第１の接点領域および前記第２の接点領域は、前記出射領域の横方向および前記保護ダイオード領域の横方向に配置されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項５】
前記半導体デバイスの平面視において、前記第１の接点領域および前記第２の接点領域は、前記保護ダイオード領域と重なり合っている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項６】
前記半導体デバイスは、外部からの電気的接触のためのさらなる接点（６５）を備え、前記さらなる接点は、前記出射領域および前記保護ダイオード領域に電気接続されている、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項７】
前記半導体積層体は、キャリア（７）に配置されている、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項８】
前記接点は、前記キャリアの前記半導体積層体に対向する面に配置されている、
請求項７に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記半導体積層体は、キャリア（７）に配置され、前記接点は、前記キャリアの前記半導体積層体に対向する面に配置され、かつ前記さらなる接点は、前記キャリアの前記半導体積層体とは反対側の面に配置されている、
請求項６に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１０】
前記第１の半導体層は、前記出射領域において第１の接続層（５１）に電気接続され、前記第１の接続層は、前記キャリアと前記出射領域との間の所々で伸長している、
請求項７〜９のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１１】
前記出射領域は、前記第１の半導体層および前記活性領域を通って前記第２の半導体層内まで伸長している少なくとも１つの凹部（２５）を備え、前記第２の半導体層は、前記少なくとも１つの凹部内で第２の接続層（５２）に電気接続されており、前記第２の接続層は、前記出射領域と前記キャリアとの間の所々で伸長している、
請求項７〜１０のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１２】
前記第２の接続層は、前記保護ダイオード領域の前記キャリアに対向する後面（４２）に電気接続されている、
請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１３】
前記第１の接点領域の前記キャリアとは反対側の表面（６１０）は、前記第２の接点領域の前記キャリアとは反対側の表面（６２０）と、前記キャリアからの距離が同一または実質的に同一である、
請求項７〜１２のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１４】
前記第１の接点領域および前記第２の接点領域は、互いに２μｍ〜５μｍ（両端値を含む）離間して配置されている、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイスと、ランド部と、を有し、前記第１の接点領域は、接続リード線によって前記ランド部に電気的に接触している、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、オプトエレクトロニクス半導体デバイス、およびオプトエレクトロニクス半導体デバイスを有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光ダイオード等のオプトエレクトロニクス半導体デバイスでは、デバイスの運搬または加工の際に静電気放電（ＥＳＤ）に起因する修復不能なダメージが生じるリスクがある。推定では、電子部品の故障の約８％〜３３％がそのようなＥＳＤによるダメージに起因すると考えられる。そのようなダメージを回避するためにＥＳＤ保護ダイオードがデバイスに組み込まれうる。しかしながら、そのようなデバイスは、ＥＳＤ保護ダイオードが混乱させる効果を及ぼすかまたは少なくとも不必要である用途では使用できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＥＳＤ保護機能を提供しかつあらゆる用途に適用可能なオプトエレクトロニクス半導体デバイスを適用することが目的の１つである。
【０００４】
かかる目的は特に、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイスによって達成される。さらなる構成および好適な態様が独立請求項の主題を成している。
【０００５】
本オプトエレクトロニクス半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、半導体デバイスは、出射領域を備える。出射領域は、第１の半導体層、第２の半導体層、および第１の半導体層と第２の半導体層との間に配置された活性領域を有する半導体積層体を備える。活性領域は、例えば紫外線スペクトル領域、可視スペクトル領域、または赤外線スペクトル領域の放射を発生させるように設けられている。活性領域は例えば、第１の半導体層と第２の半導体層との間に配置されている。第１の半導体層および第２の半導体層は好適には、導電型の点で互いに異なる。その結果、活性領域はｐｎ接合内に位置している。例えば、第１の半導体層がｎ導電型でありかつ第２の半導体層がｐ導電型であるか、またはその逆でもよい。第１の半導体層および／または第２の半導体層は、単一層であっても多層構造であってもよい。
【０００６】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、半導体デバイスは、保護ダイオード領域を備える。保護ダイオード領域は特に、ＥＳＤによるダメージからの保護を提供するために設けられている。出射領域とは異なり、保護ダイオード領域は、半導体デバイスの動作時に放射を出射することには使用されない。
【０００７】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、半導体デバイスは、半導体デバイスの外部からの電気的接触のための接点を有する。例えば、出射領域の第１の半導体層または第２の半導体層がこの接点に電気接続されている。この接点は特に、接続リード線（例えば、ワイヤボンディング接続）による外部からの電気的接触のためにアクセス可能であるように構成・配置されている。換言すれば、接点は、ボンドパッドである。
【０００８】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、接点は、出射領域に電気接続された第１の接点領域を備える。半導体デバイスの動作時、電荷担体が第１の接点領域を介して出射領域に送られうる。
【０００９】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、接点は、第１の接点領域から離間しかつ保護ダイオード領域に電気接続された第２の接点領域を備える。第２の接点領域は特に、出射領域には電気接続されていない。
【００１０】
したがって、第１の接点領域および第２の接点領域は接点の部分領域であり、これら部分領域は互いに直接的に電気接続されていない。したがって、接点内に第１の接点領域と第２の接点領域との間の電流経路は存在しない。換言すれば、接点は２つの部分領域、特に正確に２つの相互に隔離された部分領域に分けられている。
【００１１】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、第１の接点領域および第２の接点領域には、共通の接続リード線（例えば、ワイヤボンディング接続）によって外部から電気的に接触可能である。したがって、接続リード線の一端部（例えば、ワイヤボンディング接続のボールまたはウェッジ）は、第１の接点領域および第２の接点領域の両方に電気接続されるように位置決めされうる。換言すれば、第１の接点領域および第２の接点領域は、接続リード線の共通端部を介して互いに電気接続されている。接続リード線の他端部は例えば、接続キャリア（例えば、プリント回路基板またはリードフレーム）に接続されていてもよい。したがって、一端部で第１の接点領域に、他端部で第２の接点領域に固着される接続リード線は、出射領域と保護ダイオード領域との電気接続に必要とされない。したがって、出射領域および保護ダイオード領域の両領域を接続キャリアに電気的に接触させるには１本の接続リード線があれば十分である。
【００１２】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態では、半導体デバイスは出射領域を備え、出射領域は、第１の半導体層、第２の半導体層、および第１の半導体層と第２の半導体層との間に配置された、放射を発生させるために設けられた活性領域を有する半導体積層体を備える。半導体デバイスは、保護ダイオード領域を備える。半導体デバイスは、半導体デバイスの外部からの電気的接触のための接点を備える。接点は、出射領域に電気接続された第１の接点領域を備える。接点は、第１の接点領域から離間した第２の接点領域を備え、第２の接点領域は、保護ダイオード領域に電気接続されている。第１の接点領域および第２の接点領域には、接続リード線、特に１本の接続リード線の共通端部によって外部から電気的に接触可能である。
【００１３】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、第１の接点領域には、第２の接点領域から独立して接続リード線によって外部から電気的に接触可能である。したがって、本半導体デバイスでは、接続リード線による２つの互いに異なる接触オプションが提供される。接続リード線は例えば、ワイヤボンディング接続である。
【００１４】
電気的接触の際に、出射領域に加えて保護ダイオード領域に電気的に接触するか否かを選択することができる。第１の接点領域は特に、第２の接点領域にも電気的に接触されることなく第１の接点領域へのワイヤボンディング接続による電気的接触が可能な大きさである。したがって、第２の接点領域との接触が存在しないように接続リード線によって電気的に接触する場合、半導体デバイスは、組み込まれた保護ダイオード領域を有しない半導体デバイスのように機能する。これにより、本半導体デバイスの使用分野が拡大される。
【００１５】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、保護ダイオード領域は、出射領域と同じ多層構造の半導体ボディである。本半導体デバイスの製造時、出射領域および保護ダイオード領域は、共通の半導体積層体から作られうる。したがって、出射領域および保護ダイオード領域は、半導体積層体の、横方向（すなわち、半導体積層体の半導体層が伸長する主平面の方向）において互いに隔離された部分領域である。特に、保護ダイオード領域もまた、多層構造の点で上記活性領域に一致する活性領域を備えるが、保護ダイオード領域の当該活性領域は、半導体デバイスの、特に上述の両タイプの電気的接触での動作時に放射を出射しない。
【００１６】
具体的には、半導体デバイスの動作時に保護ダイオード領域に電圧が印加されないか、または、動作時に保護ダイオード領域に逆方向電圧が印加される結果、放射は出射されない。半導体デバイスの動作時、出射領域と保護ダイオード領域とは好適には、それら領域の順方向に関して逆並列に相互接続されている。
【００１７】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、第１の接点領域および第２の接点領域は、出射領域および保護ダイオード領域の横方向に配置されている。換言すれば、半導体デバイスの平面視において第１の接点領域および第２の接点領域は、それぞれ、出射領域および保護ダイオード領域と重なり合わずに配置されている。したがって、第１の接点領域および第２の接点領域は、半導体デバイスの半導体積層体が除去された領域に位置している。
【００１８】
半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、半導体デバイスの平面視において第１の接点領域および第２の接点領域は、保護ダイオード領域と重なり合う。特に、半導体デバイスの平面視において第１の接点領域および第２の接点領域は、完全に保護ダイオード領域内に位置している。したがって、第１の接点領域および第２の接点領域を形成するために、追加的な、放射の出射に使用することができない領域は必要とされない。
【００１９】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、半導体デバイスは、外部からの電気的接触のためのさらなる接点を備え、このさらなる接点は、出射領域および保護ダイオード領域に電気接続されている。特に、接点とさらなる接点との間に外部電圧を印加することによって、異なる面から活性領域に電荷担体を注入可能であり、電荷担体は活性領域において放射の出射を伴って再結合する。さらなる接点は例えば、出射領域の第２の半導体層および保護ダイオード領域の第１の半導体層に電気接続されている。
【００２０】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、半導体積層体は、キャリアに配置されている。半導体積層体は例えば、ボンディング層（例えば、はんだ層または接着層）によってキャリア層に固着されている。キャリアは特に、半導体積層体のエピタキシャル成膜のための成長基板とは異なる。キャリアは、半導体積層体の機械的安定化に役立つ。成長基板は、機械的安定化目的にはもはや必要とされず、したがって完全にまたは少なくとも部分的に除去されうる。成長基板が除去された半導体デバイスは、薄膜半導体チップとしても知られている。
【００２１】
半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、接点は、キャリアの半導体積層体に対向する面に配置されている。したがって、接点は前側接点であり、前面は、半導体デバイスの動作時に最も放射が出射される、半導体デバイスの面であると考えられる。
【００２２】
半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、接点は、キャリアの半導体積層体に対向する面に配置され、さらなる接点は、キャリアの半導体積層体とは反対側の面に配置されている。したがって、半導体デバイスは、前側接点および後側接点を有する。この形態とは異なり、さらなる接点が同様にキャリアの前面に位置していることも考えられる。
【００２３】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、第１の半導体層は、出射領域において第１の接続層に電気接続されており、第１の接続層は、キャリアと出射領域との間の所々で伸長している。したがって、垂直方向に見た場合、第１の接続層は特に、出射領域とキャリアとの間で半導体積層体の半導体層が伸長する主平面に直交して伸長している。第１の半導体層は特に、出射領域において第１の接続層を介して第１の接点領域に電気接続されている。
【００２４】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、出射領域は、第１の半導体層および活性領域を通って第２の半導体層内まで伸長する少なくとも１つの凹部を備える。第２の半導体層は、少なくとも１つの凹部内で第２の接続層に電気接続されており、第２の接続層は、出射領域とキャリアとの間の所々で伸長している。第１の接続層は特に、出射領域と第２の接続層との間の所々で伸長している。半導体デバイスの平面視において、第１の接続層と第２の接続層とは所々で重なり合っている。
【００２５】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、第１の接点領域のキャリアとは反対側の表面は、第２の接点領域のキャリアとは反対側の表面と、キャリアから同一または実質的に同一の距離離間した位置にある。「実質的に同一の距離」とは、距離が互いに最大５μｍ異なることを意味する。この差は、好ましくは最大２μｍ、特に好ましくは最大１μｍである。換言すれば、第１の接点領域および第２の接点領域のキャリアとは反対側の表面は、共通の平面を形成している。その結果、接続リード線による第１の接点領域および第２の接点領域の同時の電気的接触が単純化される。
【００２６】
本半導体デバイスの少なくとも一実施形態によれば、第１の接点領域および第２の接点領域は、互いに０．１μｍ〜５０μｍ（両端値を含む）、好ましくは２μｍ〜５μｍ（両端値を含む）離間して配置されている。第１の接点領域と第２の接点領域との間にそのような距離がある場合、所望の外部からの接触の性質に応じて、第１の接点領域のみの接触だけでなく、第１の接点領域および第２の接点領域の共通の接触をも高い信頼性で実現することができる。
【００２７】
さらなる実施形態および好適な態様を、図と併せた例示的実施形態の以下の説明によって明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】半導体デバイスの概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの半導体デバイスの様々な電気接触の場合の装置の例示的実施形態を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａの半導体デバイスの様々な電気接触の場合の装置の例示的実施形態を示す図である。
【図１Ｄ】半導体デバイスの例示的実施形態の概略平面図である。
【図２Ａ】半導体デバイスの例示的実施形態の概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの半導体デバイスの異なる種類の電気接触の場合の装置の例示的実施形態を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａの半導体デバイスの異なる種類の電気接触の場合の装置の例示的実施形態を示す図である。
【図３】平面視における半導体デバイスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図において、同一の要素、同様の要素、または、同一の作用の要素には、同一の参照番号を付す。
【００３０】
図はそれぞれ概略図であるため、必ずしも正しい縮尺ではない。むしろ、比較的小さい要素、および、特に層の厚さは、明確にするために誇張した大きさで例示されうる。
【００３１】
図１Ａは、半導体デバイス１の例示的実施形態の概略断面図である。半導体デバイス１は、出射領域３を備える。出射領域は、放射を発生させるための活性領域２０を有する半導体積層体２を含む。活性領域２０は、第１の導電型の第１の半導体層２１と、第１の導電型とは異なる第２の導電型の第２の半導体層２２との間に配置されている。例えば、第１の半導体層はｐ導電型であり、第２の半導体層はｎ導電型である。
【００３２】
半導体デバイス１はさらに、保護ダイオード領域４を備える。図の例示的な実施形態では、保護ダイオード領域は、半導体デバイスの製造中に出射領域３と同じ半導体積層体２から作られた半導体ボディの形態をとる。したがって、保護ダイオード領域４は同様に活性領域２０を備えるが、この活性領域２０は、出射領域３の活性領域とは異なり、半導体デバイスの動作中に放射を発生させるために設けられていない。
【００３３】
出射領域３および保護ダイオード領域４を有する半導体積層体２は、キャリア７に配置されている。半導体積層体は例えば、ボンディング層５２５（例えば、はんだ層または特に導電性の接着層）によってキャリア層に固着されている。キャリアは、半導体積層体２のエピタキシャル成膜のための成長基板とは異なる。キャリアは例えば、シリコンまたはゲルマニウム等の半導体材料を含むか、またはそのような材料からなる。キャリア７は、半導体積層体２に対向する前面７１と半導体積層体とは反対側の後面７２との間で垂直方向に、したがって半導体積層体２の半導体層が伸長する主平面に直交して伸長している。
【００３４】
半導体デバイス１は、半導体デバイス１の外部からの電気的接触のための接点６を備える。接点６は、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２に分けられている。第１の接点領域６１は、出射領域３に電気接続されている。第２の接点領域６２は、保護ダイオード領域４に電気接続されている。したがって、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２は、接点６の、互いに離間しかつ互いに直接的に電気接続されていない部分領域である。
【００３５】
半導体デバイス１は、半導体デバイスの外部からの電気的接触のためのさらなる接点６５を備える。半導体デバイスの動作時、接点６とさらなる接点６５との間に外部電圧を印加することによって、電荷担体を対向する両面から活性領域に注入可能であり、電荷担体は活性領域において放射の出射を伴って再結合する。さらなる接点６５は、キャリアの後面７２に配置されている。したがって、接点６およびさらなる接点６５は、キャリア７の対向する面に配置されている。したがって、半導体デバイス１には、図１Ｂに示されるように、接続キャリア１１０（例えば、プリント回路基板またはリードフレーム）に固着されているときに電気的に接触可能である。この形態とは異なり、さらなる接点６５は、キャリアの前面７１に配置されていてもよく、例えばさらなる接続リード線によって電気的に接触されうる。
【００３６】
さらなる接点は、出射領域３および保護ダイオード領域４に電気接続されている。図の例示的実施形態では、さらなる接点６５は、出射領域３の第２の半導体層２２および保護ダイオード領域４の第１の半導体層２１に電気接続されている。
【００３７】
第１の接点領域６１は、出射領域３の第１の半導体層２１に電気接続されている。第２の接点領域６２は、保護ダイオード領域４の第２の半導体層に電気接続されている。
【００３８】
第１の接点領域６１および第２の接点領域６２は、図１Ｂに示されるように、接続リード線９の共通端部９５によって（例えば、ワイヤボンディング接続によって）外部から電気的に接触可能であるように互いに対して配置されている。第１の接点領域６１のキャリアとは反対側の表面６１０および第２の接点領域６２のキャリアとは反対側の表面６２０は、キャリア７から同一の距離または少なくとも実質的に同一の距離に位置している。したがって、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２は、接続リード線による半導体デバイス１の外部からの電気的接触のための共通領域を形成している。第１の接点領域６１と第２の接点領域６２との距離は好ましくは、０．１μｍ〜５０μｍ（両端値を含む）であり、特に好ましくは２μｍ〜５μｍ（両端値を含む）である。
【００３９】
図１Ｂおよび図１Ｃは、図１Ａの半導体デバイス１を有する装置１１の例示的実施形態の概略図である。半導体デバイス１は、この装置のランド部１２に接続リード線９によって電気接続されている。接続リード線９は、接点６に接する端部とランド部１２に接するさらなる端部９６との間に伸長している。さらなる接点６５は、さらなるランド部１３に電気接続されている。ランド部１２およびさらなるランド部１３は例えば、接続キャリア１１０（例えばプリント回路基板）の領域である。この形態とは異なり、接続キャリアを、例えば接続キャリアの部分領域が第１のランド部および第２のランド部を形成するリードフレームとしてもよい。
【００４０】
図１Ｂに示される接続リード線９の構成のおかげで、出射領域３および保護ダイオード領域４の両領域が接続リード線９に電気接続されている結果、ランド部１２が１本の接続リード線のみによって出射領域および保護ダイオード領域の両領域に接続されている。出射領域３と保護ダイオード領域４とは、順方向に関して逆並列に相互接続されている。したがって、半導体デバイス１の通常動作時、電荷担体は、出射領域３に注入され、出射領域３において放射の出射を伴って再結合する。保護ダイオード領域は対照的に、逆方向に向けられている。電圧が逆方向に出射領域に印加されることになる静電気帯電の場合、電荷担体は、保護ダイオード領域４を介して流れて消えることができ、それによりＥＳＤによるダメージが回避される。したがって、保護ダイオード領域４によって、半導体デバイスに組み込まれたＥＳＤ保護が提供され、この場合、保護ダイオード領域４は、半導体デバイスが電気的に接触されるまで出射領域と相互接続されない。
【００４１】
代替的に、図１Ｃに示されるように第１の接点領域６１のみが電気的に接触され、第２の接点領域６２は接触されないように接続リード線９によって電気的接触が行われていてもよい。簡潔にするために、図１Ｃは図２Ｂおよび図２Ｃと同様に、装置１１の、半導体デバイス１と接続リード線９の一部とを示す一部分のみを再現している。
【００４２】
第１の接点領域６１は、接続リード線の一端部（例えば、ワイヤボンディング接続のボール）が半導体デバイス１の平面視において完全に第１の接点領域内に載置されうる大きさである。
【００４３】
したがって、半導体デバイス１のこの種類の接触では、保護ダイオード領域４は電気接続されておらず、その結果、動作時に半導体デバイス１が、組み込まれた保護ダイオードを有しない放射出射半導体デバイスとして機能する。
【００４４】
したがって、半導体デバイスに組み込まれた保護ダイオード領域４が出射領域３に相互接続されるか否かが確定するのは、半導体デバイス１が電気的に接触されるときのみである。したがって、本半導体デバイスは、組み込まれたＥＳＤ保護を必要とする装置、およびそのようなＥＳＤ保護が望ましくない装置のいずれにも適している。保護ダイオード領域４の電気的接触のために、上記の種類の電気的接触に対する追加的な製造ステップまたは変更は必要ない。接続リード線（これは、出射領域の電気的接触にはいずれにせよ必要である）を、接続リード線９の端部９５が第１の接点領域６１および第２の接点領域６２の両領域に接触するように載置することで十分である。
【００４５】
図１Ａの例示的実施形態では、出射領域３の第１の半導体層２１は、第１の接続層５１によって第１の接点領域６１に電気接続されている。垂直方向に見た場合、第１の接続層５１は、出射領域３とキャリア７との間の所々で伸長している。
【００４６】
出射領域３は、第１の半導体層２１および活性領域２０を通って伸長している複数の凹部２５を備える。第２の半導体層２２は、上記凹部内で第２の接続層５２に電気接続されている。キャリア７の前面７１は、第１の接続層５１および第２の接続層５２の両接続層によって所々で被覆されている。したがって、半導体デバイスの平面視において、第１の接続層５１および第２の接続層５２は、所々で重なり合っている。第２の半導体層２２は、出射領域３において第２の接続層５２、ボンディング層５２５、およびキャリア７を介してさらなる接点６５に電気接続されている。例示を簡単にする目的のみで、ボンディング層５２５は、平坦な層として図示されている。しかしながら、ボンディング層は、例えば第２の接続層５２のキャリア７とは反対側の面の切欠き部（indentations）を少なくとも部分的に、例えば凹部２５の領域において充填しうる。
【００４７】
第１の接続層５１は好ましくは、活性領域２０において発生した放射のためのミラー層として設けられている。第１の接続層は例えば、銀、ロジウム、アルミニウム、ニッケル、またはクロムを含む。これら材料は、可視スペクトル領域および紫外線スペクトル領域の高反射性に特徴がある。例えば赤色スペクトル領域および赤外線スペクトル領域の場合には、金が適している。
【００４８】
上記材料は、第２の接続層５２にも適している。また、第１の接続層５１および第２の接続層５２を、特に多層構造としてもよい。一例を挙げると、第１の接続層の部分層および／または第２の接続層の部分層が結合層または拡散バリアとして役立ちうる。
【００４９】
第１の絶縁層８１が電気的絶縁のために第１の接続層５１と第２の接続層５２との間に配置されている。第１の絶縁層はまた、第２の接続層５２と第１の半導体層２１および活性領域２０との出射領域３における電気的短絡を回避するために凹部２５の側面を被覆している。例えば、酸化ケイ素等の酸化物または窒化ケイ素等の窒化物が絶縁層に適している。
【００５０】
第１の絶縁層８１はさらに、保護ダイオード領域４のキャリア７に対向する後面４２を所々で被覆している。第２の接続層５２は、第１の絶縁層８１の開口部８１０において保護ダイオード領域の後面４２に電気接続されている。
【００５１】
第１の接点領域６１および第２の接点領域６２を有する接点６は、出射領域３の横方向および保護ダイオード領域４の横方向に配置されている。したがって、半導体デバイス１の平面視において、接点６は、半導体積層体２と重なり合わずに配置されている。第１の接点領域６１の表面６１０および第２の接点領域６２の表面６２０は、外部からの電気的接触のために自由にアクセス可能な領域であって、出射領域３の放射出口面１０および保護ダイオード領域４の上面４０からよりもキャリア７までの距離が近くに配置された領域である。
【００５２】
出射領域３の放射出口面１０には、半導体デバイスの電気接点が存在しない。その結果、例えば金属のような、放射を透過しない接点材料が陰になることが回避される。保護ダイオード領域４の上面４０は対照的に、金属材料によって、特に接点層６０によって完全にまたは部分的に被覆されていてもよい。したがって、静電気放電の場合に生じる放射が半導体デバイス１から出射されることが完全にまたは少なくとも部分的に防止されうる。
【００５３】
第２の接点領域６２は、接点層６０によって形成されている。接点層６０は、保護ダイオード領域４のキャリア７とは反対側の上面４０で保護ダイオード領域４の第２の半導体層２２のための電気接点を成している。接点層６０は、保護ダイオード領域４の側面４１を介して案内されている。電気的短絡を回避するために、第２の絶縁層８２が接点層６０と側面４１との間に配置されている。接点層６０と保護ダイオード領域４との電気的接触は、第２の絶縁層８２の接触開口部４５において行われる。
【００５４】
「第１の絶縁層」および「第２の絶縁層」等の用語は、層または層の領域を容易に参照することのみに役立ち、本発明の目的のために個別の層の製造時の順序を暗示することはない。さらに、「第２の絶縁層」という用語は、必ずしも第１の絶縁層の存在を必要としない。
【００５５】
半導体デバイス１の平面視において、接点層６０および第１の接続層５１は好適なことに、重なり合わずに互いに隣接して配置されている。したがって、上記層の電気的短絡は、簡単に回避されうる。上記層が重なり合っている場合にさらなる絶縁層を設けることも代替的に考えられる。
【００５６】
図１Ｄは、図１Ｂおよび図１Ｃと関連して説明した電気的接触の、導体デバイス１の平面視における代替的な概略図である。接続リード線９Ｂは、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２の両方に電気的に接触するように載置されている（図１Ｂ参照）。
【００５７】
接続リード線９Ａによって表される代替的な接触では、保護ダイオード領域４が出射領域３と相互接続されないように第１の接点領域６１のみが接触されている（図１Ｃ参照）。
【００５８】
図２Ａに示されるオプトエレクトロニクス半導体デバイス１の例示的実施形態、および図２Ｂおよび図２Ｃに示される接触の各変形形態は、図１Ａ〜図１Ｄで説明された半導体デバイスおよび装置の例示的実施形態に実質的に一致している。
【００５９】
図１Ａ〜図１Ｄで説明された形態とは異なり、接点６の第１の接点領域６１および第２の接点領域６２は、保護ダイオード領域４の上面４０に配置されている。したがって、第１の接点領域６１の表面６１０および第２の接点領域６２の表面６２０は、保護ダイオード領域４の上面４０および出射領域３の放射出口面１０からよりもキャリアまで大きく離間して配置されている。半導体デバイス１の平面視において、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２は、完全に保護ダイオード領域４と重なり合っている。特に、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２は、完全に保護ダイオード領域４内に位置している。したがって、半導体デバイスの外部からの電気的接触のために設けられた、第１の接点領域６１および第２の接点領域６２を有する接点６は、半導体デバイス１の、出射領域３から分離されかつ保護ダイオード領域として働く領域に位置している。したがって、接点６を形成するために半導体積層体２から材料をさらに除去する必要がない。
【００６０】
接点領域６１は、保護ダイオード領域４の側面４１を介して案内されている接点層６０を介して第１の接続層５１に電気接続されている。
【００６１】
図２Ｂおよび図２Ｃに示された、半導体デバイス１の様々な電気的接触の変形形態を有する２つの装置は、それぞれ、図１Ｂおよび図１Ｃの変形形態に類似しており、これら装置では、出射領域３および保護ダイオード領域４の共通の電気的接触（図２Ｂ）、または保護ダイオード領域４と接続されない出射領域３のみの電気的接触（図２Ｃ）が可能となっている。
【００６２】
図３を参照し、半導体デバイス１が、辺長が約１ｍｍの半導体チップである場合のありうる大きさの比率を一例として示す。例えば、半径が１４０μｍである四半分円の基本形状を有する領域が接点６として使用されうる。したがって、半導体デバイスの電気的接触のための接続リード線が確実に高い信頼性で載置される。例示を単純化するために、この図は、接点６の区分を示していない。保護ダイオード領域４、および保護ダイオード領域４の電気的接触は好ましくは、ＥＳＤパルスによって生じる過渡温度が２５０℃を超えないように構成されている。熱シミュレーションによって、保護ダイオード領域の辺長がちょうど６０μｍであることと共に保護ダイオード領域４の円形の接触開口部４５の半径が１２μｍであることによって、８ｋＶのパルスの場合の上記要件が満たされることが証明された。したがって、本半導体デバイスの面積の約３％のみが、半導体デバイスに組み込まれたＥＳＤ保護部を実現することに必要とされる。特に、半導体デバイス１の出射領域３の接触のために必ず設けられる接点６の下に保護ダイオード領域４が配置される場合、保護ダイオード領域を形成するための、放射出力を低下しうる出射領域の面積のさらなる減少が必要とされない。
【００６３】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１４１１６５１２．８号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【００６４】
本発明は、例示的実施形態を参照してなされた説明によって制限されるものではない。むしろ、本発明は、任意の新規な特徴および特徴の任意の組合せ（特に、請求項中の特徴の任意の組合せを含む）を、当該特徴または組合せ自体が請求項または例示的実施形態に明示的に特定されていないとしても包含するものである。
【図１Ａ】
2017535943.tif 000003
【図１Ｂ】
2017535943.tif 000004
【図１Ｃ】
2017535943.tif 000005
【図１Ｄ】
2017535943.tif 000006
【図２Ａ】
2017535943.tif 000007
【図２Ｂ】
2017535943.tif 000008
【図２Ｃ】
2017535943.tif 000009
【図３】
2017535943.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月26日(2017.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体層（２１）、第２の半導体層（２２）、および前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間に配置された、放射を発生させるために設けられた活性領域（２０）を有する半導体積層体（２）を含む出射領域（３）と、
保護ダイオード領域（４）と、を有するオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）であって、
−  前記半導体デバイスは、前記半導体デバイス（１）の外部からの電気的接触のための接点（６）を備え、
−  前記接点は、前記出射領域に電気接続された第１の接点領域（６１）を備え、
−  前記接点は、前記第１の接点領域から離間しかつ前記保護ダイオード領域に電気接続された第２の接点領域（６２）を備え、
−  前記第１の接点領域および前記第２の接点領域には、１本の接続リード線（９）の共通端部（９５）によって外部から電気的に接触可能であり、
−  前記第１の接点領域には、前記第２の接点領域から独立して１本の接続リード線（９）の共通端部（９５）によって外部から電気的に接触可能である、
オプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）。
【請求項２】
前記第２の接点領域は、前記出射領域には電気接続されていない、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項３】
前記接続リード線は、ワイヤボンディング接続である、
請求項１または請求項２に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項４】
前記保護ダイオード領域は、前記出射領域と同じ多層構造を有する半導体ボディである、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項５】
前記第１の接点領域および前記第２の接点領域は、前記出射領域の横方向および前記保護ダイオード領域の横方向に配置されている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項６】
前記半導体デバイスの平面視において、前記第１の接点領域および前記第２の接点領域は、前記保護ダイオード領域と重なり合っている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項７】
前記半導体デバイスは、外部からの電気的接触のためのさらなる接点（６５）を備え、前記さらなる接点は、前記出射領域および前記保護ダイオード領域に電気接続されている、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項８】
前記半導体積層体は、キャリア（７）に配置されている、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項９】
前記接点は、前記キャリアの前記半導体積層体に対向する面に配置されている、
請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記半導体積層体は、キャリア（７）に配置され、前記接点は、前記キャリアの前記半導体積層体に対向する面に配置され、かつ前記さらなる接点は、前記キャリアの前記半導体積層体とは反対側の面に配置されている、
請求項７に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１１】
前記第１の半導体層は、前記出射領域において第１の接続層（５１）に電気接続され、前記第１の接続層は、前記キャリアと前記出射領域との間の所々で伸長している、
請求項８〜１０のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１２】
前記出射領域は、前記第１の半導体層および前記活性領域を通って前記第２の半導体層内まで伸長している少なくとも１つの凹部（２５）を備え、前記第２の半導体層は、前記少なくとも１つの凹部内で第２の接続層（５２）に電気接続されており、前記第２の接続層は、前記出射領域と前記キャリアとの間の所々で伸長している、
請求項８〜１１のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１３】
前記第２の接続層は、前記保護ダイオード領域の前記キャリアに対向する後面（４２）に電気接続されている、
請求項１２に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１４】
前記第１の接点領域の前記キャリアとは反対側の表面（６１０）は、前記第２の接点領域の前記キャリアとは反対側の表面（６２０）と、前記キャリアからの距離が同一または実質的に同一である、
請求項８〜１３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１５】
前記第１の接点領域および前記第２の接点領域は、互いに２μｍ〜５μｍ（両端値を含む）離間して配置されている、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイスと、ランド部と、を有し、前記第１の接点領域は、接続リード線によって前記ランド部に電気的に接触している、装置。
【国際調査報告】
2017535943.tif 000011
2017535943.tif 000012
2017535943.tif 000013
2017535943.tif 000014