(57)【要約】本発明は、基板（５）と、基板（５）上に配置され、半導体積層体を有する半導体ボディ（２）と、を有する、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）であって、第１の半導体層（２１）と第２の半導体層（２２）との間に配置され、かつ、放射を生成するかまたは受け取る目的で設けられている活性領域（２０）を、前記半導体積層体は備え；前記第１の半導体層（２１）は、第１の接触部（４１）と第２の接触部（４２）とに電気接続し；前記第１の接触部は、前記基板の前記半導体ボディに対向する前面（５１）上に形成されており；前記第２の接触部は、前記基板の前記半導体ボディとは反対側の後面（５２）上に形成されており；前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、互いに電気接続している、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）に関する。本発明は、さらに、オプトエレクトロニクスモジュール（１０）に関する。
2016518709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア（５）と、前記キャリア（５）上に配置され、半導体積層体を有する半導体ボディ（２）を備える、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）であって、
−  前記半導体積層体は、第１の半導体層（２１）と第２の半導体層（２２）との間に配置され、かつ、放射を生成するかまたは受け取る目的で設けられている活性領域（２０）を備え；
−  前記第１の半導体層（２１）は、第１の接触部（４１）と第２の接触部（４２）とに電気接続し；
−  前記第１の接触部は、前記キャリアの前記半導体ボディに対向する前面（５１）上に形成され；
−  前記第２の接触部は、前記キャリアの前記半導体ボディとは反対側の後面（５２）上に形成され；
−  前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、互いに電気接続されている、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項２】
前記キャリアは、導電性である、請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項３】
前記第１の半導体層は、前記活性領域の前記キャリアとは反対側の面上に配置されており、前記第１の半導体層は、第１の接続層（３１）を介して前記第１の接触部に接続されている、請求項１または２に記載の半導体チップ。
【請求項４】
前記半導体ボディは、前記第２の半導体層と前記活性領域とを貫通して延在している少なくとも１つの凹部（２５）を有し、前記第１の接続層は、前記凹部内で前記第１の半導体層に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項５】
前記第２の半導体層（２２）は、第２の接続層（３２）を介して相手接触部（４５）に電気接続されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項６】
前記第１の接触部および前記相手接触部は、前記半導体チップの平面視において前記半導体ボディに対して横方向に配置されている、請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項７】
前記第１の接続層および前記第２の接続層は、局所的に前記半導体ボディと前記キャリアとの間に延びる、請求項５または６に記載の半導体チップ。
【請求項８】
前記第２の接続層は、局所的に前記第１の接続層と前記半導体ボディとの間に延びる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項９】
前記半導体ボディは、前記半導体チップの平面視において、長方形の基本形状を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項１０】
前記半導体ボディは、前記キャリアに接着接続している、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項１１】
前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、前記半導体チップの作動中、同じ電位である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの半導体チップを備えるオプトエレクトロニクスモジュール（１０）であって、
前記少なくとも１つの半導体チップは、モジュールキャリア（７）上に配置されている、オプトエレクトロニクスモジュール（１０）。
【請求項１３】
前記オプトエレクトロニクスモジュールは、第１の半導体チップ（１ａ）と第２の半導体チップ（１ｂ）とを備え、前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとは、互いに直列に電気的に相互接続している、請求項１２に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項１４】
前記第１の半導体チップの第１の接触部（４１）と前記第２の半導体チップの相手接触部（４５）とが、接続線（７５）を介して互いに電気接続されている、請求項１２または１３に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項１５】
前記モジュールキャリアは、電気絶縁性を有するように具現化される、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項１６】
前記モジュールキャリアは、導電性であり、前記オプトエレクトロニクスモジュールの少なくとも１つの半導体チップの第２の接触部は、前記モジュールキャリアに電気接続している、請求項１２に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、オプトエレクトロニクス半導体チップと、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを備えるオプトエレクトロニクスモジュールと、に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの実装密度を最大限にすることを目的とするオプトエレクトロニクスモジュールの場合、発光ダイオードを、ワイヤボンディング接続を介して直接的に互いに直列に相互接続することが望ましいことが多い。しかしながら、発光ダイオードの上面にボンディングパッドを配置する場合、投射用途に特に好適な長方形の出射面を提供することがより困難になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特に普遍的な有用性と共に良好なオプトエレクトロニクス特性を有する点で優れた半導体チップを特定することが目的である。さらに、容易にかつ高い信頼性で製造可能なオプトエレクトロニクスモジュールを特定することを意図する。
【０００４】
かかる目的は、特に、特許請求項１に係るオプトエレクトロニクス半導体チップによって達成される。従属特許請求項は、さらなる構成、および好適な点に関する。
【０００５】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、半導体積層体を有する半導体ボディを備える。半導体積層体は、特に、放射を生成しかつ／または受け取る目的で設けられる活性領域を備える。活性領域は、例えば、紫外線、可視、または赤外線のスペクトル域の放射を受け取るかまたは生成する目的で設けられる。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る。好適には、第１の半導体層と第２の半導体層との導電型は、互いに異なる。一例として、第１の半導体層は、ｎ導電型、第２の半導体層は、ｐ導電型であり、または、その逆である。縦方向、すなわち、半導体積層体の半導体層の主延在面に対して垂直な方向において、半導体ボディは、特に、放射通過面と主面との間に延在する。
【０００６】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、キャリアを備える。縦方向において、キャリアは、半導体ボディに対向する前面と、キャリアの半導体ボディとは反対側の後面との間に延在する。半導体ボディは、キャリア上に配置され、かつ、特に、固定される。一例として、半導体ボディは、キャリアに接着接続（cohesively connected）される。
【０００７】
接着接続の場合、これらの接続要素（connection partners）（予め作製されていることが好ましい）は、原子間力および／または分子間力によって結合される。接着接続は、例えば、接着剤またははんだ等の接続手段によって得ることができる。一般に、接続の分離は、接続手段の、および／または、これらの接続要素の少なくとも一方の破壊を伴う。
【０００８】
一例として、半導体ボディは、接続層、特に電気接続層によってキャリアに固定される。
【０００９】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、第１の半導体層に電気接続される第１の接触部を備える。第１の接触部は、特に、半導体チップを、例えば、ワイヤボンディング接続等の接続線によって外側から電気接続するために設けられる。第１の接触部は、例えば、キャリアの半導体ボディに対向する前面上に形成される。換言すれば、第１の接触部は、外側からの電気的接触のために、半導体チップのキャリアとは反対側の面からアクセス可能である。
【００１０】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、第１の半導体層に電気接続される第２の接触部を備える。第２の接触部は、特に、オプトエレクトロニクス半導体チップの外側からの電気的接触のために設けられる。第２の接触部は、例えば、キャリアの後面上に形成される。したがって、縦方向において、キャリアは、第１の接触部と第２の接触部との間に延びる。
【００１１】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、第１の接触部と第２の接触部とは、互いに電気接続される。換言すれば、オプトエレクトロニクス半導体チップ内には、第１の接触部と第２の接触部との間に電流経路が存在する。特に、この電流経路は、キャリアの前面と後面との間に延びる。オプトエレクトロニクス半導体チップの作動中、第１の接触部と第２の接触部とは、同じ電位である。特に、第１の接触部と第２の接触部との間に電圧を印加する際、電流は、半導体ボディ、特に活性領域を流れない。換言すれば、第１の接触部と第２の接触部との電気接続は、完全に半導体ボディの外側、または、少なくとも、完全に活性領域の外側を通っている。
【００１２】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、第１の半導体層は、第１の接触部および第２の接触部に接続される。
【００１３】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態では、オプトエレクトロニクス半導体チップは、キャリアと、半導体積層体を有する半導体ボディとを備え、半導体ボディは、キャリア上に配置されている。半導体ボディは、第１の半導体層と第２の半導体層との間に配置され、かつ、放射を生成しかつ／または受け取る目的で設けられる活性領域を備える。第１の半導体層は、第１の接触部および第２の接触部に電気接続される。第１の接触部は、キャリアの半導体ボディに対向する前面上に形成される。第２の接触部は、キャリアの半導体ボディとは反対側の後面上に形成される。第１の接触部と第２の接触部とは、互いに電気接続される。
【００１４】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、キャリアは、導電性である。一例として、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等を含む。導電性を高めるために、半導体材料は、ドープされることができる。代替として、キャリアは、金属または金属合金を含むこともでき、さらに、金属の性質を有するように具現化されることもできる。この場合、キャリアの後面自体が第２の接触部を形成することができる。
【００１５】
派生形態として、キャリアが電気絶縁材料を含むことも考えられる。一例として、キャリアは、電気絶縁性の本体部であって、電気めっきスルーホール（例えば、少なくとも部分的に金属で充填された凹部）が前面から後面まで縦方向に貫通して延在する本体部を有することができる。一例として、窒化アルミニウムまたは窒化ホウ素等のセラミックスが電気絶縁性キャリアに適している。
【００１６】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、第１の半導体層は、活性領域のキャリアとは反対側の面上に配置される。したがって、活性領域は、第１の半導体層とキャリアとの間に配置される。第１の半導体層は、特に第１の接続層を介して第１の接触部に電気接続される。第１の接触部を、第１の接続層の、外部からの接触のためにアクセス可能なエリア、または、第１の接続層上に形成された接触層とすることができる。
【００１７】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、半導体ボディは、第２の半導体層と活性領域とを貫通して延在する少なくとも１つの凹部を有する。特に、第１の接続層は、凹部内で第１の半導体層に接続される。第１の半導体層は、凹部を介して半導体ボディの主面からの電気的接触が可能である。したがって、第１の半導体層の放射通過面上に配置される接触エリアは、第１の半導体層の電気的接触には不要である。
【００１８】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、半導体チップは、第２の半導体層に電気接続する相手接触部（counter-contact）を備える。相手接触部は、オプトエレクトロニクス半導体チップの電気的接触のために設けられる。相手接触部と第１の接触部との間、または、相手接触部と第２の接触部との間に電圧を印加することによって、電荷キャリアは、活性領域内に注入され、活性領域内で再結合し、放射を出射することができる。放射受取り体として具現化されるオプトエレクトロニクス半導体チップの場合、活性領域において生成された電荷キャリアは、相手接触部および第１の接触部を介して、または、相手接触部および第２の接触部を介して取り出される（tapped off）ことができる。
【００１９】
第２の半導体層は、特に、第２の接続層を介して、相手接触部に電気接続する。相手接触部を、第２の接続層の、外側からの接触のためにアクセス可能なエリア、または、第２の接続層上に形成された接触層とすることができる。相手接触部は、特に、キャリアの前面からの外側接触のためにアクセス可能である。一例として、第２の接続層は、半導体ボディの主面に直接隣接する。さらに、第２の接続層は、活性領域において生成される放射または受け取られる放射のためのミラー層として具現化されることができる。一例として、ミラー層は、金属ミラー層として具現化される。例えば、第２の接続層は、銀、アルミニウム、ロジウム、パラジウム、金、または、前記材料のうちの少なくとも１つを含む金属合金を含む。
【００２０】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、第１の接触部および相手接触部は、半導体チップの平面視において、半導体ボディに対して横方向に配置される。換言すれば、半導体ボディ、第１の接触部、および相手接触部は、いかなる箇所でも互いに重ならない。特に、半導体ボディの放射通過面には、外部からの接触のために設けられる接触エリアは、まったく存在しない。
【００２１】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、第１の接続層および第２の接続層は、局所的に半導体ボディとキャリアとの間に延びる。特に、第１の接続層は、半導体チップの平面視において、キャリアを完全にまたはほぼ完全に（すなわち、少なくとも９０％の被覆度で）被覆することができる。
【００２２】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、第２の接続層は、局所的に第１の接続層と半導体ボディとの間に延びる。したがって、半導体チップの平面視において、第１の接続層と第２の接続層とは、少なくとも局所的に重なる。
【００２３】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態において、半導体ボディは、半導体チップの平面視において長方形の基本形状を有する。第１の接触部および相手接触部は、特に、半導体チップの平面視において、半導体ボディの同じ面上に並列させて配置される。換言すれば、第１の接触部および相手接触部は、半導体ボディの側面に沿う。したがって、半導体チップの平面視において、半導体ボディは、第１の接触部と相手接触部との間のいかなる箇所にも位置していない。
【００２４】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、薄膜半導体チップとして具現化される。薄膜半導体チップの場合、特に、半導体ボディの半導体積層体のエピタキシャル成膜のための成長基板は、完全にまたは局所的に除去される。したがって、キャリアは、成長基板とは別物であり、半導体積層体の機械的安定化のために使用される。その結果、成長基板は、もはや機械的安定化目的では不要である。
【００２５】
本オプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも一実施形態によれば、半導体ボディ上に放射変換要素が配置される。放射変換要素は、特に、半導体チップにおいて生成される第１のピーク波長を有する第１の放射を、第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長を有する第２の放射に変換するために設けられる。一例として、放射変換要素は、半導体チップに固定された、予め作製したプレートである。代替として、反射変換要素は、例えば、半導体チップ上に設けられる成形化合物の形態で、半導体チップ上に直接形成されることもできる。さらに、放射通過面が長方形の基本形状であるため、長方形の基本形状を有する放射変換要素を利用することができる。かかる放射変換要素は、特に容易に製造可能である。
【００２６】
少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクスモジュールは、モジュールキャリア上に配置されたオプトエレクトロニクス半導体チップを備える。この半導体チップは、特に、本オプトエレクトロニクス半導体チップの上述の少なくとも１つの特徴を有する。
【００２７】
本モジュールの少なくとも一実施形態によれば、モジュールは、第１の半導体チップおよび第２の半導体チップを備え、第１の半導体チップおよび第２の半導体チップは、互いに直列に電気的に相互接続される。一例として、第１の半導体チップの第１の接触部と第２の半導体チップの相手接触部とが、接続線を介して互いに電気接続される。この場合、両半導体チップの第２の接触部は、半導体チップの電気的接触には不要である。
【００２８】
本モジュールの少なくとも一実施形態によれば、モジュールキャリアは、電気絶縁性を有するように具現化される。一例として、窒化アルミニウムまたは窒化ホウ素等のセラミックスが、モジュールキャリアに適している。代替として、モジュールキャリアは、半導体チップに対向する面上に電気絶縁性のコーティングを設けた、導電性の本体部を有することもできる。
【００２９】
本モジュールの少なくとも一実施形態によれば、モジュールキャリアは導電性であり、モジュールの少なくとも１つの半導体チップの第２の接触部は、モジュールキャリアに電気接続する。一例として、モジュールキャリアは、モジュールの２つ以上の半導体チップ、特に、モジュールの全半導体チップのための共通の後面接触部を形成することができる。少なくとも２つの半導体チップ（より広範には、全半導体チップ）の相手接触部が、同様に、互いに電気接続されることができ、その結果、オプトエレクトロニクス半導体チップは、互いに並列に相互接続される。代替的に、個々の半導体チップの相手接触部は、互いに電気的に絶縁されることもでき、その結果、複数の半導体チップは、互いに独立して駆動可能である。
【００３０】
上述の本半導体チップは、本モジュールに特に適している。したがって、本半導体チップと関連して説明した特徴は、本モジュールにも使用可能であり、その逆も同様である。
【００３１】
特に、以下の技術的効果が、上述のオプトエレクトロニクス半導体チップ、および、上述のオプトエレクトロニクスモジュールのそれぞれによって実現可能である。
【００３２】
本オプトエレクトロニクス半導体チップは、外側からの電気的接触のために、第１の接触部および相手接触部を介して、キャリアの前面からアクセス可能である。これにより、これら半導体チップの相互の直列接続を単純に行なうことができる。特に、半導体チップは、高い実装密度でモジュールキャリア上に実装されることができる。
【００３３】
さらに、第１の接触部および相手接触部は、半導体チップの放射通過面が長方形の基本形状を有するように、並列させて、かつ半導体ボディに対して横方向に配置されることができる。したがって、かかるオプトエレクトロニクス半導体チップはまた、投射用途のオプトエレクトロニクスモジュールに特に適している。
【００３４】
電気的接触は、２つのワイヤボンディング接続等の２つの接続線を介して行なわれることができる。対照的に、半導体チップの後面での接触は不要であり、そのため、電気絶縁性モジュールキャリアを使用することもできる。
【００３５】
さらに、代替的に、本オプトエレクトロニクス半導体チップはまた、後面の第２の接触部と前面の相手接触部とを介して電気的に接触可能である。したがって、半導体チップの接触は、正確に１つのみの前面の接触部を介して行なわれることもできる。
【００３６】
このように、上記半導体チップは、電気的接触性に関して特に高い適応性を有する点で優れ、したがって、多様な用途で使用可能である。
【００３７】
以下に、さらなる特徴、構成、好適な点が、図面と関連する例示的実施形態の説明によって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】オプトエレクトロニクス半導体チップの例示的な一実施形態を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】オプトエレクトロニクス半導体チップの例示的な一実施形態を示す概略平面図である。
【図２Ａ】オプトエレクトロニクスモジュールの例示的実施形態を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】オプトエレクトロニクスモジュールの例示的実施形態を示す概略断面図である。
【図２Ｃ】オプトエレクトロニクスモジュールの例示的実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
同一の要素、同一種類の要素、または同様に働く要素には、図中で同じ参照符号を付す。
【００４０】
図、および、図示された各要素の相互のサイズ関係は、一定の縮尺とみなされるべきではない。むしろ、個々の要素、および、特に層の厚さは、より上手く図示することができるように、かつ／または、理解がより深まるように誇張して図示され得る。
【００４１】
オプトエレクトロニクス半導体チップ１の例示的な一実施形態を、図１Ａに概略断面図で示す。
【００４２】
発光ダイオード半導体チップ（例えば、ＬＥＤ）等の放射を生成する目的で設けられる半導体チップに基づき、一例として、以下に説明するが、派生形態として、活性領域に突き当たる放射出力（radiation power）に応じて電気信号を生成する活性領域が設けられる放射受取り体として、上記半導体チップを具現化することもできる。
【００４３】
半導体ボディ２は、活性領域２０を有する半導体積層体を有する。活性領域は、紫外線、可視、または、赤外線のスペクトル域の放射を生成する目的で設けられる。縦方向、すなわち、半導体ボディの半導体積層体の主延在面に対する垂直方向において、半導体ボディ２は、放射通過面２６と主面２７との間に延在する。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との間に配置される。一例として、第１の半導体層はｎ型導電性であり、第２の半導体層はｐ型導電性であり、その逆とすることもできる。半導体ボディ、特に活性領域は、好ましくは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を含む。
【００４４】
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料は、紫外線（ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ）スペクトル域から可視（ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（特に、青色から緑色放射に対応）またはＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＰ（特に、黄色から赤色放射に対応））スペクトル域、赤外線（ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＡｓ）スペクトル域までの放射の生成に特に適している。各化学式において、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、および、ｘ＋ｙ≦１（特に、ｘ≠１、ｙ≠１、ｘ≠０、および／または、ｙ≠０）が成り立つ。さらに、特に、上記材料系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料であれば、放射生成時の高い内部量子効率を実現することができる。
【００４５】
半導体チップ１は、前面５１と後面５２との間に縦方向に延在するキャリア５をさらに備える。キャリアは、ドープされた半導体材料（例えば、シリコンまたはゲルマニウム）等を含む。半導体ボディ２は、接続層６（例えば、導電性の接着層、またははんだ層）によってキャリア５に機械的に安定に接続される。
【００４６】
半導体ボディ２は、主面２７から第２の半導体層２２と活性領域２０とを貫通して第１の半導体層２１内まで延在して第１の半導体層内で終端する複数の凹部２５を有する。凹部２５内において、第１の半導体層は、第１の接続層３１に電気接続する。第１の接続層３１は、キャリア５を全領域に亘って被覆する。横方向、すなわち、半導体積層体の各半導体層の主延在面に沿う方向において、第１の接続層３１は、半導体ボディ２を局所的に越えて突出している。第１の接触部４１は、第１の接続層３１の、半導体ボディ２によって被覆されていない当該突出部分上に形成される。第１の接触部４１は、ワイヤボンディング接続による半導体チップの電気的接触のためのボンディングパッドとして具現化される。
【００４７】
第１の半導体層２１は、さらに第２の接触部４２に電気接続する。第２の接触部は、キャリア５の後面５２に形成される。第１の接触部４１と第２の接触部４２とは、前面５１から後面５２まで延在する電流経路を介して、互いに電気接続される。一例として、電流経路は、導電性キャリア５を通る。派生形態として、キャリア５は、電気的に絶縁性の本体部を有することもでき、電気めっきスルーホールが前面５１から後面５２まで本体部を貫通して延在し、それにより、電気めっきスルーホールは、第１の接触部４１と第２の接触部とを互いに電気接続する。
【００４８】
第１の接触部４１は、必ずしも第１の接続層３１に追加して設けられた層である必要はない。代替として、第１の接続層３１自体の、外側からの電気的接触のために自由にアクセス可能な領域が、第１の接触部４１を形成することもできる。
【００４９】
オプトエレクトロニクス半導体チップ１は、相手接触部４５をさらに備える。相手接触部４５は、第２の接続層３２を介して第２の半導体層２２に電気接続する。上述の例示的実施形態の派生形態として、相手接触部４５は、第２の接続層３２の、外側からの電気的接触のために自由にアクセス可能な領域として具現化されることもできる。
【００５０】
第２の接続層３２と第１の接続層３１とは、半導体チップ１の平面視において少なくとも局所的に重なる。絶縁層９が、第１の接続層と第２の接続層との間に形成される。絶縁層９はまた、凹部２５の側面を被覆し、したがって、第１の接続層３１を第２の半導体層２２および活性領域２０から絶縁する。
【００５１】
第２の接続層３２は、半導体ボディ２の主面２７に直接隣接する。第２の接続層３２は、活性領域２０において生成された放射のためのミラー層として具現化される。したがって、活性領域において生成され、キャリア５の方向に出射される放射は、ミラー層で反射されることができ、次いで放射通過面２６を通って出射されることができる。紫外線または青色のスペクトル域の放射を出射する半導体チップでは、銀、ロジウムまたはパラジウム、または、これら言及された材料の少なくとも１つを備える合金が、例えば、ミラー層に適している。赤外線スペクトル域の放射については、例えば、金が高い反射性を有する点で優れている。
【００５２】
第１の接触部４１および相手接触部４５は、それぞれ、半導体ボディ２に対して横方向に配置され、その結果、接触部の放射を透過しない材料による放射通過面２６の遮蔽を回避することができる。図１Ａでは、第１の接触部４１と相手接触部４５とは、良好に図示できるように、半導体ボディ２の異なる側に配置されている。好ましくは、第１の接触部４１と相手接触部４５とは、図１Ｂに示すように、半導体チップの平面視において半導体ボディ２の側面２９に沿う。この点に関し、半導体ボディが長方形の基本形状を有し、前面の２つの接触部を介して電気的に接触可能な半導体チップが容易に実現される。
【００５３】
オプトエレクトロニクス半導体チップ１を作動させるために、相手接触部４５と第１の接触部４５との間、または、相手接触部４５と第２の接触部４２との間のいずれかに外側からの電圧を印加することができ、その結果、電荷キャリアが異なる側から活性領域２０内に注入され、活性領域で再結合し、放射を出射する。半導体チップ１の機能は、第１の接触部４１または第２の接触部４２が外側から電気的に接触されているか否かから独立している。したがって、前面の接触部および後面の接触部、または、前面の２つの接触部のいずれかを介して、半導体チップの接触を行なうことができる。
【００５４】
凹部２５を介して、電荷キャリアは、第１の半導体層２１内に横方向に均一に注入されることができる。特に、第１の半導体層２１の横導電性に応じて、凹部の数を広範な制限内で変更可能である。極端な場合では、１つの凹部さえあれば第１の半導体層２１の電気的接触には十分であり得る。
【００５５】
オプトエレクトロニクス半導体チップ１は、半導体積層体のエピタキシャル成膜後に半導体ボディ２の半導体積層体のための成長基板が除去される薄膜半導体チップとして具現化される。この半導体チップは、良好な近似性で完全拡散面出射体（Lambertian surface emitter）を構成する。しかしながら、派生形態として、成長基板を半導体チップ内に完全に残すか、または、局所的にのみ除去もしくは薄層化することができる。
【００５６】
放射変換要素８は、半導体ボディ２の放射通過面２６上に配置される。一例として、半導体ボディの活性領域２０において生成される青色スペクトル域の放射は、放射変換要素によって少なくとも部分的に黄色スペクトル域の放射に変換されることができ、その結果、半導体チップ１は、人の目に全体として白色に見える混合放射を出射する。一例として、長方形の基本形状を有する予め作製したプレートが放射変換要素として適しており、かかるプレートは、半導体ボディ２に固定される。出射される波長に応じて、放射変換要素を不要とすることもできる。
【００５７】
図２Ａは、オプトエレクトロニクスモジュール１０の例示的実施形態を示し、このオプトエレクトロニクスモジュールは、図１Ａおよび図１Ｂと関連して説明したように具現化される複数の半導体チップ１を備える。オプトエレクトロニクスモジュールの出射される全放射出力に応じて、オプトエレクトロニクス半導体チップ１の数を広範な制限内で変更可能である。
【００５８】
オプトエレクトロニクス半導体チップ１は、電気絶縁性モジュールキャリア７上に配置され、固定される。複数の半導体チップの電気的接触は、前面の接触部を介して、すなわち、それぞれ、第１の接触部４１と相手接触部４５とを介して行なわれる。第１の半導体チップ１ａの第１の接触部４１は、ワイヤボンディング接続等の接続線７５を介して、第２の半導体チップ１ｂの相手接触部４５に接続され、その結果、両半導体チップは、互いに直列に相互接続する。対照的に、両半導体チップの後面の第２の接触部は、半導体チップの電気的接触には使用されない。
【００５９】
上記の例示的実施形態とは対照的に、図２Ｂおよび図２Ｃに示す例示的実施形態のモジュールキャリア７は、それぞれ、導電性を有するように具現化される。オプトエレクトロニクス半導体チップ１の電気的接触は、第２の接触部４２と相手接触部４５とを介して行なわれる。対照的に、第１の接触部４１は、外側から電気的に接触されない。複数のオプトエレクトロニクス半導体チップの場合、図２Ｃに示すように、複数の相手接触部４５間の電気接続によって、半導体チップを電気的に並列に相互接続することができる。言うまでもなく、派生形態として、相手接触部４５のそれぞれに個々に接触を行なうことができ、その結果、個々の半導体チップは、互いに独立して駆動可能である。
【００６０】
したがって、上述のオプトエレクトロニクス半導体チップは、複数の半導体チップが互いに直列に相互接続されるオプトエレクトロニクスモジュールと、半導体チップの後面での接触が意図されているオプトエレクトロニクスモジュールまたはオプトエレクトロニクス部品と、の両方に適している。
【００６１】
本発明は、例示的実施形態に基づく記載によって制限されない。むしろ、新規な特徴すべて、または特徴の任意の組合せすべて、特に請求項に特定された特徴の組合せすべてが、それら自体、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、本発明は、新規な特徴すべて、または特徴の任意の組合せすべて、特に請求項に特定された特徴の組合せすべてを含む。
【００６２】
本願は、独国特許出願第１０２０１３１０３４０９．８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。
【図１Ａ】
2016518709.tif 000003
【図１Ｂ】
2016518709.tif 000004
【図２Ａ】
2016518709.tif 000005
【図２Ｂ】
2016518709.tif 000006
【図２Ｃ】
2016518709.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月1日(2015.12.1)
【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】
キャリア（５）と、前記キャリア（５）上に配置され、半導体積層体を有する半導体ボディ（２）を備える、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）であって、
−  前記半導体積層体は、第１の半導体層（２１）と第２の半導体層（２２）との間に配置され、かつ、放射を生成するかまたは受け取る目的で設けられている活性領域（２０）を備え；
−  前記第１の半導体層（２１）は、第１の接触部（４１）と第２の接触部（４２）とに電気接続し；
−  前記第１の接触部は、前記キャリアの前記半導体ボディに対向する前面（５１）上に形成され；
−  前記第２の接触部は、前記キャリアの前記半導体ボディとは反対側の後面（５２）上に形成され；
−  前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、互いに電気接続されており、
作動中の前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）の機能は、前記第１の接触部または前記第２の接触部が外側から電気的に接触されているか否かから独立している、
オプトエレクトロニクス半導体チップ（１）。
【請求項２】
前記キャリアは、導電性である、請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項３】
前記第１の半導体層は、前記活性領域の前記キャリアとは反対側の面上に配置されており、前記第１の半導体層は、第１の接続層（３１）を介して前記第１の接触部に接続されている、請求項１または２に記載の半導体チップ。
【請求項４】
前記半導体ボディは、前記第２の半導体層と前記活性領域とを貫通して延在している少なくとも１つの凹部（２５）を有し、前記第１の接続層は、前記凹部内で前記第１の半導体層に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項５】
前記第２の半導体層（２２）は、第２の接続層（３２）を介して相手接触部（４５）に電気接続されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項６】
前記第１の接触部および前記相手接触部は、前記半導体チップの平面視において前記半導体ボディに対して横方向に配置されている、請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項７】
前記第１の接続層および前記第２の接続層は、局所的に前記半導体ボディと前記キャリアとの間に延びる、請求項５または６に記載の半導体チップ。
【請求項８】
前記第２の接続層は、局所的に前記第１の接続層と前記半導体ボディとの間に延びる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項９】
前記半導体ボディは、前記半導体チップの平面視において、長方形の基本形状を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項１０】
前記半導体ボディは、前記キャリアに接着接続している、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項１１】
前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、前記半導体チップの作動中、同じ電位である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体チップ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの半導体チップを備えるオプトエレクトロニクスモジュール（１０）であって、
前記少なくとも１つの半導体チップは、モジュールキャリア（７）上に配置されている、オプトエレクトロニクスモジュール（１０）。
【請求項１３】
前記オプトエレクトロニクスモジュールは、第１の半導体チップ（１ａ）と第２の半導体チップ（１ｂ）とを備え、前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとは、互いに直列に電気的に相互接続している、請求項１２に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項１４】
前記第１の半導体チップの第１の接触部（４１）と前記第２の半導体チップの相手接触部（４５）とが、接続線（７５）を介して互いに電気接続されている、請求項１２または１３に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項１５】
前記モジュールキャリアは、電気絶縁性を有するように具現化される、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項１６】
前記モジュールキャリアは、導電性であり、前記オプトエレクトロニクスモジュールの少なくとも１つの半導体チップの第２の接触部は、前記モジュールキャリアに電気接続している、請求項１２に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
【国際調査報告】
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2016518709.tif 000009
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