Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines

optoelektronischen Halbleiterchips angegeben. Darüber hinaus wird ein damit hergestellter optoelektronischer

Halbleiterchip angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen

optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, der effizient elektrisch kontaktierbar ist. Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer

Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-

Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m N oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m P oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m As, wobei jeweils 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n + m ^ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also AI, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Besonders bevorzugt basiert die

Halbleiterschichtenfolge auf Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m N . Die Halbleiterschichtenfolge umfasst wenigstens eine n- leitende Schicht sowie eine oder mehrere p-leitende

Schichten. Zwischen der zumindest einen n-leitenden Schicht und der mindestens einen p-leitenden Schicht befindet sich eine aktive Zone zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere zur Erzeugung von nahultravioletter, sichtbarer oder nahinfraroter Strahlung. Beispielsweise wird im Betrieb der Halbleiterschichtenfolge blaues Licht erzeugt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Aufbringens einer ersten Kontaktschicht eines ersten Typs auf die Halbleiterschichtenfolge. Erster Typ bedeutet dabei, dass es sich bei der Kontaktschicht um eine p-Kontaktschicht oder um eine n-Kontaktschicht handelt.

Beispielsweise im Falle einer p-Kontaktschicht ist die

Kontaktschicht dazu eingerichtet, Strom in die p-leitende

Schicht der Halbleiterschichtenfolge einzuprägen.

Entsprechend umgekehrtes gilt im Falle einer n-

Kontaktschicht . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt des Aufbringens einer zweiten Kontaktschicht eines zweiten Typs auf. Der zweite Typ ist dabei von dem ersten Typ verschieden. Ist die erste Kontaktschicht etwa als p- Kontaktschicht gestaltet, so handelt es sich bei der zweiten Kontaktschicht um eine n-Kontaktschicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die zweite

Kontaktschicht stellenweise oder ganzflächig über der ersten Kontaktschicht aufgebracht. Das heißt, die erste Kontaktschicht befindet sich dann zumindest stellenweise zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der zweiten

Kontaktschicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die zweite

Kontaktschicht stellenweise oder ganzflächig auf die

Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Das heißt, in

Draufsicht kann die Halbleiterschichtenfolge wenigstens zeitweise vollständig von der zweiten Kontaktschicht bedeckt sein .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Aufbringens zumindest einer

Kontaktmetallisierung. Die eine oder die mehreren

Kontaktmetallisierungen werden auf die zweite Kontaktschicht aufgebracht. Insbesondere wird die mindestens eine

Kontaktmetallisierung in einem ersten und in einem zweiten elektrischen Kontaktbereich bevorzugt ausschließlich auf die zweite Kontaktschicht aufgebracht. Der erste und der zweite elektrische Kontaktbereich sind dabei zu einer externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips angerichtet. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten elektrischen Kontaktbereich um einen Anodenkontakt und bei dem zweiten elektrischen Kontaktbereich um einen Kathodenkontakt oder umgekehrt. Die Kontaktbereiche sind beispielsweise als Bondpads oder als Lötflächen eingerichtet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Kontaktschicht je aus einem oder aus mehreren

transparenten leitfähigen Oxiden, kurz TCOs, gebildet. Die erste und die zweite Kontaktschicht können dabei auf demselben TCO basieren oder auch auf unterschiedlichen TCOs basieren. Es ist möglich, dass die erste und/oder die zweite Kontaktschicht aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sind, wobei die Teilschichten bevorzugt jeweils auch auf einem TCO basieren.

Transparente leitende Oxide, englisch transparent conductive oxides, sind transparente, elektrisch leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid,

Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder

Indiumzinnoxid (ITO) . Neben binären

MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn0 ₂ oder Ιη ₂ θ ₃ gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn ₂ Sn0 ₄ , CdSn03, ZnSn03, Mgln ₂ 0 ₄ , Galn03, Ζη ₂ ΐη ₂ θ5 oder In ₄ Sn30i ₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs .

Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer

stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n- dotiert sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform folgen in dem ersten elektrischen Kontaktbereich die nachfolgend angeführten Schichten in der angegebenen Reihenfolge mittelbar oder unmittelbar aufeinander: die Halbleiterschichtenfolge, die erste Kontaktschicht, die zweite Kontaktschicht und die Kontaktmetallisierung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in dem zweiten elektrischen Kontaktbereich die nachfolgend genannten Schichten in der angegebenen Reihenfolge

unmittelbar oder mittelbar aufeinander folgend aufgebracht: die Halbleiterschichtenfolge, die zweite Kontaktschicht und die Kontaktmetallisierung. Es ist jeweils möglich, dass in dem ersten und in dem zweiten elektrischen Kontaktbereich in dem fertig hergestellten optoelektronischen Halbleiterchip keine weiteren, nicht genannten Schichten vorhanden sind. Mit anderen Worten befinden sich in den elektrischen Kontaktbereichen dann nur die Kontaktmetallisierung und die Kontaktschichten. Dies gilt insbesondere vor einer Montage und elektrischen Verschaltung des optoelektronischen Halbleiterchips. In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens ist dieses zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips wie einer Leuchtdiode oder einer Laserdiode eingerichtet. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte,

bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

- Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge mit einer n- leitenden Schicht, einer p-leitenden Schicht und einer dazwischen liegenden aktiven Zone,

- Aufbringen einer ersten Kontaktschicht eines ersten Typs auf die Halbleiterschichtenfolge,

- Aufbringen einer zweiten Kontaktschicht eines zweiten Typs auf die Halbleiterschichtenfolge und auf die erste

KontaktSchicht,

- Aufbringen zumindest einer Kontaktmetallisierung auf die zweite Kontaktschicht in einem ersten und in einem zweiten elektrischen Kontaktbereich, wobei die elektrischen

Kontaktbereiche zu einer externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips eingerichtet sind.

Dabei sind die erste und die zweite Kontaktschicht je aus zumindest einem transparenten leitfähigen Oxid gebildet. In dem ersten elektrischen Kontaktbereich folgt der

Halbleiterschichtenfolge die erste Kontaktschicht nach, der die zweite Kontaktschicht nachfolgt und die wiederum von der Kontaktmetallisierung bedeckt ist. Im zweiten elektrischen Kontaktbereich ist der Halbleiterschichtenfolge die zweite Kontaktschicht nachgeordnet, der wiederum die

Kontaktmetallisierung direkt oder über nicht genannte

Zwischenschichten nachfolgt.

Zur Realisierung eines effizienten optoelektronischen

Halbleiterchips ist insbesondere ein möglichst kleiner

Kontaktwiderstand und damit eine kleine Vorwärtsspannung einer Kontaktschicht hin zu einer Halbleiterschichtenfolge erwünscht. Dies ist beispielsweise durch n-seitig und p- seitig unterschiedliche und/oder unterschiedlich hergestellte TCO-Kontaktschichten realisierbar. Dabei sind die jeweiligen Kontaktschichten an das Halbleitermaterial, insbesondere auf die Dotierung des zugehörigen Halbleitermaterials,

anzupassen .

Bei Verwendung mehrerer unterschiedlicher TCO- Kontaktschichten ist jedoch in der Regel eine

kostenintensive, zusätzliche fototechnische Strukturierung erforderlich. Bei dem hier beschriebenen Verfahren sind einerseits zwei unterschiedliche TCO-Kontaktschichten

verwendbar, so dass eine effiziente Stromeinprägung in die Halbleiterschichtenfolge gewährleistbar ist. Andererseits ist durch das aufeinander Aufbringen der TCO-Kontaktschichten ein fototechnischer Schritt einsparbar, so dass eine

Kostenreduktion mit dem Verfahren einhergeht.

Die TCO-Kontaktschichten sind zur Erzielung eines niedrigen Kontaktwiderstands wie angegeben auf das jeweilige

Halbleitermaterial und dessen Dotierung anzupassen. Jedoch können die beiden TCO-Kontaktschichten übereinander gestapelt werden, in Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge. Eine hieraus resultierende Grenzfläche zwischen den beiden TCO-Kontaktschichten ist etwa für den Kontaktwiderstand vergleichsweise unkritisch. Vergleichsweise unkritisch bedeutet dabei, dass die zusätzliche Grenzfläche weniger Effizienzverluste mit sich bringt als ein Effizienzgewinn durch eine verringerbare Flächenbelegung mit der

Kontaktmetallisierung, erzielbar durch die Stromaufweitung durch die TCO-Kontaktschichten. In beiden elektrischen Kontaktbereichen ist dann insbesondere auch dasselbe TCO am weitesten von der

Halbleiterschichtenfolge entfernt und dazu eingerichtet, dass darauf die Kontaktmetallisierung aufgebracht wird.

Entsprechend kann in beiden elektrischen Kontaktbereichen dieselbe Kontaktmetallisierung Verwendung finden, da jeweils dasselbe Material der entsprechenden Kontaktschicht als

Grundlage für die Kontaktmetallisierung dient.

Weiterhin ist eine größere Kontaktfläche, insbesondere an der n-leitenden Schicht, erzielbar, ohne dass eine zusätzliche

Abschattung durch eine verbreiterte Kontaktmetallisierung zu entstehen braucht. Ferner ist eine Lichtauskopplung

insbesondere im Bereich der n-leitenden Schicht und/oder in einem Mesagraben verbessert, da an der zugehörigen

Kontaktschicht eine Totalreflexion erfolgt und ein

Brechungsindexsprung zwischen dem Material der

Halbleiterschichtenfolge und einer Umgebung, insbesondere Luft oder ein Verguss wie ein Silikon, durch die

Kontaktschicht reduziert ist, speziell im Bereich der

Kontaktmetallisierung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Strukturierens der Halbleiterschichtenfolge. Bei dem Strukturieren der Halbleiterschichtenfolge wird insbesondere die n-leitende Schicht freigelegt. Mit anderen Worten werden die p-leitende Schicht und die aktive Zone dann stellenweise entfernt. Auf diese Weise kann die n-leitende Schicht in dem ersten oder in dem zweiten Kontaktbereich freigelegt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die

Halbleiterschichtenfolge epitaktisch auf einem Substrat aufgewachsen. Bei dem Substrat handelt es sich beispielsweise um ein GaN-Substrat , um ein Saphirsubstrat oder um ein

Siliziumcarbidsubstrat . Es ist möglich, dass das Substrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen ist, in dem fertigen optoelektronischen Halbleiterchip noch vorhanden ist. In diesem Falle wird also die Halbleiterschichtenfolge nicht von dem Substrat entfernt. Alternativ ist es möglich, dass die Halbleiterschichtenfolge von dem Substrat entfernt und auf einen weiteren, von einem Aufwachssubstrat

verschiedenen Träger angebracht wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt eine

Strukturierung der Kontaktmetallisierung und der zweiten Kontaktschicht mit einer einzigen Fotomaske. In diesem Fall sind die Kontaktmetallisierung und die zweite Kontaktschicht bevorzugt deckungsgleich ausgebildet, im Rahmen der

Herstellungstoleranzen. Je nach verwendeter

Strukturierungsmethode, Ätzmethode und/oder

Aufbringungsmethode kann jedoch beispielsweise die

Kontaktmetallisierung die zweite Kontaktschicht geringfügig überragen oder umgekehrt. Solche Abweichungen betragen bevorzugt jedoch höchstens 20 ym oder 10 ym oder 2 ym oder 0,5 ym oder 0,1 ym. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt eine Strukturierung der ersten Kontaktschicht und der zweiten Kontaktschicht mit einer einzigen, gemeinsamen Fotomaske. In diesem Fall sind dann die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht deckungsgleich übereinander angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen der ersten und/oder der zweiten Kontaktschicht und der

Halbleiterschichtenfolge eine elektrische Isolierschicht. Insbesondere ist eine solche elektrische Isolierschicht zwischen der p-leitenden Schicht der Halbleiterschichtenfolge und der zugehörigen Kontaktschicht vorhanden. Durch eine solche elektrische Isolierschicht ist verhinderbar, dass im Betrieb des fertig hergestellten Halbleiterchips unmittelbar an der Kontaktmetallisierung Strom in die

Halbleiterschichtenfolge eingeprägt wird. Hierdurch ist eine Erzeugung von Strahlung in der aktiven Zone direkt unterhalb der Kontaktmetallisierung, in Draufsicht gesehen, reduzierbar oder verhinderbar. Zum Beispiel weist die Isolierschicht die gleiche oder eine größere laterale Ausdehnung auf als die zugehörige Kontaktschicht und/oder Kontaktmetallisierung. Beispielsweise überragt die Isolierschicht zu zugehörige Kontaktschicht und/oder Kontaktmetallisierung um mindestens 2 ym oder 5 ym und/oder um höchstens 20 ym oder 10 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die elektrische Isolierschicht aus einem strahlungsdurchlässigen Material mit einem Brechungsindex, der niedriger ist als der

Brechungsindex der Halbleiterschichtenfolge, ausgebildet. Beispielsweise ist die elektrische Isolierschicht aus einem Oxid wie Siliziumoxid oder Aluminiumoxid oder aus einem

Nitrid wie Siliziumnitrid geformt. Auch kann die

Isolierschicht eine Substruktur aufweisen, zum Beispiel eine oder mehrere Teilschichten aus den genannten Materialien. Eine Dicke der Isolierschicht liegt bevorzugt bei mindestens 20 nm oder 50 nm und/oder bei höchstens 500 nm oder 300 nm oder 150 nm. Entsprechende elektrische Isolierschichten sind beispielsweise der Druckschrift DE 10 2012 112 771 AI zu entnehmen. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift

hinsichtlich der Isolierschicht und hinsichtlich der TCO- Kontaktschichten wird hiermit durch Rückbezug mit

aufgenommen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Kontaktschicht aus voneinander verschiedenen

Materialzusammensetzungen und/oder aus voneinander

verschiedenen Materialien hergestellt. Beispielsweise ist die erste Kontaktschicht aus einem ersten TCO und die zweite

Kontaktschicht aus einem zweiten TCO geformt. Weiterhin ist es möglich, dass die erste und die zweite Kontaktschicht auf demselben TCO basieren, jedoch eine Materialzusammensetzung etwa von Hauptkomponenten des entsprechenden TCOs sich in der ersten und der zweiten Kontaktschicht voneinander

unterscheidet. Beispielsweise sind die erste und die

Kontaktschicht jeweils aus Indiumzinnoxid, kurz ITO,

hergestellt. Dann ist es möglich, dass die erste

Kontaktschicht etwa einen anderen Indiumgehalt, Zinngehalt und/oder Sauerstoffgehalt aufweist als die zweite

Kontaktschicht. Ebenso können sich die Kontaktschichten in ihrer Kornstruktur voneinander unterscheiden und/oder

verschiedene Einschlüsse etwa eines Prozessgases wie Ar, Ne, Kr, Xe oder 2 aufweisen. Auch können vor dem Aufbringen der Kontaktschichten unterschiedliche Vorbehandlungen wie

Reinigungsschritte der Halbleiterschichtenfolge erfolgen, sodass beispielsweise für die zweite Kontaktschicht eine nasschemische Reinigung und für die erste Kontaktschicht eine Plasmareinigung erfolgt, oder umgekehrt. Es ist zudem

möglich, dass die Kontaktschichten etwa bei einem Sputtern wie ein DC-HF-Sputtern mit unterschiedlichen Ionenenergien aufgebracht werden und/oder dass unterschiedliche

Temperaturbehandlungen der Kontaktschichten erfolgen, beispielsweise verschiedene Ausheilschritte, englisch

Annealing .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine der

Kontaktschichten oder weisen beide der Kontaktschichten einen oder mehrere Dotierstoffe auf, der zusätzlich zu

Hauptbestandteilen des die Kontaktschicht bildenden TCOs vorhanden ist. Insbesondere handelt es sich um einen

metallischen Dotierstoff. Beispielsweise handelt es sich bei dem Dotierstoff um Ag, Mg, Ti, Au, Ni, Pt, Ga, Zn, Sn, Si oder Pd. Eine Konzentration des Dotierstoffs liegt bevorzugt bei mindestens 1 x 10 ¹⁷ cm ^-3 oder 1 x 10 ¹⁸ cm ^-3 oder 5 x 10 ¹⁸ cm ^-3 . Alternativ oder zusätzlich liegt die Konzentration des Dotierstoffs bevorzugt bei höchstens 2 x 10 ²¹ cm ^-3 oder 5 x 10 ²⁰ cm ^"3 oder 5 x 10 ¹⁹ cm ^"3 .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine oder sind beide der Kontaktschichten frei von einem Dotierstoff, insbesondere frei von einem metallischen Dotierstoff.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht das TCO der ersten und/oder der zweiten Kontaktschicht aus den

entsprechenden Hauptkomponenten, also zum Beispiel im Falle von ITO aus Sauerstoff, Indium und Zinn. Optional kann eine Dotierung vorhanden sein, wie oben angegeben.

Verunreinigungen haben dann bevorzugt eine Konzentration, bezogen auf einen Gewichtsanteil, von höchstens 2,5 x 10 ^~ 3 oder 10 ^~ 3 oder lO-^. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste und/oder die zweite Kontaktschicht mindestens zweilagig gestaltet. Beispielsweise weist die jeweilige Kontaktschicht eine

Anhaftschicht direkt an der Halbleiterschichtenfolge und eine unmittelbar darauffolgende Querleitschicht auf. Die

Anhaftschicht ist bevorzugt dünner gestaltet und weist beispielsweise eine Dicke von mindestens 1 nm oder 2 nm oder 4 nm und/oder eine Dicke von höchstens 50 nm oder 30 nm oder 15 nm auf. Die Dicke der Querleitschicht liegt beispielsweise bei mindestens 15 nm oder 50 nm und/oder bei höchstens 700 nm oder 300 nm oder 150 nm. Die Anhaftschicht und die

Querleitschicht unterscheiden sich beispielsweise in einem Sauerstoffanteil und/oder in einer Stöchiometrie und/oder in einer Korngrößenverteilung voneinander. Beispielsweise liegt ein Unterschied in dem Sauerstoffanteil zwischen der

Anhaftschicht und der Querleitschicht bei mindestens 0,001 Prozentpunkten oder 0,05 Prozentpunkten oder 0,5

Prozentpunkten und/oder bei höchstens 10 Prozentpunkten oder 2 Prozentpunkten oder 0,1 Prozentpunkten. Durch die

Anhaftschicht ist bevorzugt ein besonders geringer

Kontaktwiderstand erzielbar und durch die Querleitschicht ist eine effiziente Stromaufweitung in eine Richtung senkrecht zu einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge

erzielbar. Entsprechende Anhaftschichten und

Querleitschichten sind beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2013 101 981 AI angegeben. Der Offenbarungsgehalt hinsichtlich der Gestaltung der Kontaktschicht wird hiermit durch Rückbezug mit aufgenommen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zwischen den beiden Kontaktschichten, die bevorzugt unmittelbar und direkt aufeinanderfolgen, ein pn-Übergang ausgebildet. Der pn- Übergang zwischen den Kontaktschichten ist bevorzugt genauso orientiert wie etwa ein pn-Übergang innerhalb der aktiven Zone zwischen der p-leitenden Schicht und der n-leitenden Schicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt im ersten elektrischen Kontaktbereich in dem fertigen

optoelektronischen Halbleiterchip die erste Kontaktschicht die zweite Kontaktschicht seitlich teilweise oder

vollständig, zum Beispiel zu mindestens 50 % oder 75 % oder 90 % eines Umfangs oder ringsum, in Draufsicht gesehen.

Alternativ kann Gegenteiliges der Fall sein. Mit anderen Worten kann die erste Kontaktschicht, die sich näher an der Halbleiterschichtenfolge befindet, eine größere Grundfläche aufweisen als die zweite Kontaktschicht, die sich weiter von der Halbleiterschichtenfolge entfernt befindet. Hierdurch ist insbesondere über die erste elektrische Kontaktschicht eine laterale Stromaufweitung realisierbar, speziell an der p- leitenden Schicht der Halbleiterschichtenfolge.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Kontaktmetallisierung und die erste und/oder die zweite

Kontaktschicht bei Raumtemperatur und/oder bei

Betriebstemperatur des Halbleiterchips ohmsch leitend. Mit anderen Worten weist dann die Kontaktmetallisierung und/oder die erste und/oder die zweite Kontaktschicht ein Strom- Spannungsverhalten auf, das bei der betreffenden Temperatur näherungsweise linear ist, anders als ein Strom- Spannungsverhalten etwa der Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Zone.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in dem fertigen Halbleiterchip die Halbleiterschichtenfolge ringsum nur in direktem Kontakt zu nichtmetallischen Materialien. Mit anderen Worten berührt die Halbleiterschichtenfolge dann keine metallischen Materialien. Insbesondere ist die

Halbleiterschichtenfolge durch nichtmetallische Komponenten wie die erste und/oder die zweite Kontaktschicht von der

Kontaktmetallisierung getrennt. Metallisch bedeutet hierbei eine oder mehrere Schichten, die lediglich aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet sind. Hierbei werden insbesondere Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Silizium und Germanium nicht als Metalle betrachtet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste

Kontaktschicht, die sich näher an der

Halbleiterschichtenfolge befindet, auf den ersten

Kontaktbereich beschränkt, in Draufsicht gesehen. Der erste Kontaktbereich ist insbesondere derjenige Bereich, der von der Kontaktmetallisierung bedeckt ist, in Draufsicht auf die Halbleiterschichtenfolge gesehen. Mit anderen Worten überragt dann die erste Kontaktschicht die Kontaktmetallisierung in dem ersten Kontaktbereich nicht. Alternativ ist es auch möglich, dass die erste Kontaktschicht und/oder die zweite Kontaktschicht den ersten und/oder den zweiten Kontaktbereich lateral überragen, in Draufsicht gesehen. Die

Kontaktmetallisierung bedeckt dann die erste und/oder die zweite Kontaktschicht nur unvollständig. Es ist dabei möglich, dass die Kontaktmetallisierung in dem ersten

und/oder in dem zweiten Kontaktbereich stellenweise in direktem Kontakt zu der Halbleiterschichtenfolge steht. In diesem Fall überragt die Kontaktmetallisierung dann bevorzugt die erste und/oder die zweite Kontaktschicht, in Draufsicht gesehen . Darüber hinaus wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben. Der optoelektronische Halbleiterchip ist

insbesondere mit einem Verfahren hergestellt, wie in

Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten

Ausführungsformen beschrieben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für den optoelektronischen Halbleiterchip

offenbart und umgekehrt.

In mindestens einer Ausführungsform weist der

optoelektronische Halbleiterchip eine

Halbleiterschichtenfolge auf, in der sich zwischen einer n- leitenden Schicht und einer p-leitenden Schicht eine aktive Zone zu einer Strahlungserzeugung befindet. In einem ersten elektrischen Kontaktbereich folgt eine erste Kontaktschicht auf die Halbleiterschichtenfolge. Die erste Kontaktschicht weist hierbei einen ersten Typ auf und ist von einer zweiten Kontaktschicht eines zweiten Typs gefolgt. Der zweiten

Kontaktschicht folgt eine Kontaktmetallisierung nach. In einem ersten elektrischen Kontaktbereich ist die

Halbleiterschichtenfolge von der zweiten Kontaktschicht gefolgt, die wiederum von der Kontaktmetallisierung gefolgt ist. Die Kontaktmetallisierungen im ersten und im zweiten elektrischen Kontaktbereich sind je zu einer externen

elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips eingerichtet und umfassen eine oder mehrere Metallschichten. Die erste und die zweite Kontaktschicht sind dabei je aus zumindest einem transparenten leitfähigen Oxid gebildet.

Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Verfahren und ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip unter

Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 schematische Schnittdarstellungen von

Verfahrensschritten von hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips,

Figuren 3, 5 und 6 schematische Schnittdarstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips, und

Figur 4 schematische Schnittdarstellungen von

exemplarischen Strahlengängen in Halbleiterchips.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines

Herstellungsverfahrens für einen optoelektronischen

Halbleiterchip gezeigt. Gemäß Figur 1A wird eine

Halbleiterschichtenfolge 2 bereitgestellt. Die

Halbleiterschichtenfolge 2 umfasst eine n-leitende Schicht 21 sowie eine p-leitende Schicht 23. Zwischen diesen Schichten 21, 23 befindet sich eine aktive Zone 22 zu einer Erzeugung einer Strahlung, insbesondere zur Erzeugung von

nahultraviolettem, blauem oder grünem Licht. Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge 2 auf AlInGaN.

Die Halbleiterschichtenfolge 2 ist epitaktisch auf einer Aufwachsfläche 60 eines Substrats 6 aufgewachsen. Das

Substrat 6 ist beispielsweise ein Saphirsubstrat. Die

Aufwachsfläche 60 kann planar geformt sein. An einer dem Substrat 6 abgewandten Seite der

Halbleiterschichtenfolge 2 befindet sich eine Ätzmaske 7, beispielsweise ein Fotolack. Mithilfe dieser Ätzmaske 7 wird die Halbleiterschichtenfolge 2 strukturiert, siehe Figur IB. Durch diese Strukturierung wird die n-leitende Schicht 21 stellenweise freigelegt und es wird eine Mesaflanke 24 erzeugt. Anschließend wird bevorzugt die Ätzmaske 7 entfernt. Beim Verfahrensschritt gemäß Figur IC wird auf die

Halbleiterschichtenfolge 2 eine Ausgangsschicht 310 für eine erste Kontaktschicht 31 durchgehend aufgebracht. Das

Aufbringen der Ausgangsschicht 310 erfolgt beispielsweise durch Sputtern. Bei der Ausgangsschicht 310 handelt es sich um eine oder um mehrere TCO-Schichten.

Gemäß Figur 1D wird die Ausgangsschicht 310 zu der ersten Kontaktschicht 31 strukturiert. Bei der ersten Kontaktschicht 31 handelt es sich um eine p-Kontaktschicht , die auf der p- leitenden Schicht 23 aufgebracht ist. Bei der ersten

Kontaktschicht 31 handelt es sich also um eine p- Kontaktschicht , die zu einer Stromeinprägung in die p- leitende Schicht 23 eingerichtet ist. Optional ist die erste Kontaktschicht 31 als Doppelschicht ausgeführt und weist eine vergleichsweise dünne Anhaftschicht unmittelbar an der p-leitenden Schichtenfolge 23 und eine relativ hierzu dickere, darauffolgende Querleitschicht auf. In Figur 1D sind diese Teilschichten nicht dargestellt.

Nachfolgend, siehe Figur IE, werden eine zweite

Kontaktschicht 32 sowie eine Kontaktmetallisierung 4

abgeschieden. Die zweite Kontaktschicht 32 sowie die Kontaktmetallisierung 4 werden entweder als durchgehende Schichten aufgebracht und anschließend strukturiert oder es werden die zweite Kontaktschicht 32 und die

Kontaktmetallisierung 4 nur lokal in den Öffnungen etwa einer nicht dargestellten Fotomaske aufgebracht.

Die zweite Kontaktschicht 32, die wie die erste

Kontaktschicht 31 auf zumindest einem transparenten

leitfähigen Oxid, kurz TCO, basiert, sowie die

Kontaktmetallisierung 4 sind hierdurch bevorzugt

deckungsgleich zueinander angeordnet. Die erste

Kontaktschicht 31 überragt die zweite Kontaktschicht 32 bevorzugt in einer lateralen Richtung, also in Richtung senkrecht zu einer Wachstumsrichtung der

Halbleiterschichtenfolge 2. Die zweite Kontaktschicht 32 und die Kontaktmetallisierung 4 werden bevorzugt unmittelbar nacheinander abgeschieden, etwa mittels Sputtern oder mittels Aufdampfen. Die Kontaktmetallisierung 4 ist beispielsweise durch einen Schichtenstapel mehrerer aufeinander folgender Metallschichten gebildet und umfasst etwa eines oder mehrerer der nachfolgenden Materialien: Pd, Pt, Ni, Au, Rh, Ti, Cr, AI, Ag, Cu, W, Ta, TiN, TiWN, TaWN, TaN und/oder AuSn.

Die beiden Kontaktschichten 31, 32 können also auf demselben Material basieren, vorliegend also auf ITO. Unterschiede zwischen den Kontaktschichten 31, 32 ergeben sich

insbesondere durch verschiedene Vorbehandlungen der p- leitenden Schichtenfolge 23 und der n-leitenden

Schichtenfolge 21. Ebenso werden die Kontaktschichten 31, 32 anders hergestellt. Die Kontaktschicht unmittelbar an der p- leitenden Schichtenfolge 23 wird bevorzugt erzeugt, wie in der Druckschrift DE 10 2013 101 981 AI beschrieben. Die

Kontaktschicht direkt an der n-leitenden Schichtenfolge 21 wird demgegenüber bevorzugt mit einer höheren Ionenenergie abgeschieden und es erfolgt eine andere Nasschemie zu einer Kontaktkonditionierung der n-leitenden Schichtenfolge 21. Die Halbleiterschichtenfolge 2 steht in dem ersten

Kontaktbereich 51, der als Anode ausgebildet sein kann, in direktem Kontakt zu der ersten Kontaktschicht 31. Die erste Kontaktschicht 31 wiederum steht in direktem Kontakt mit der zweiten Kontaktschicht 32, auf die unmittelbar die

Kontaktmetallisierung 4 angebracht ist. In dem zweiten

Kontaktbereich 52, beispielsweise ein Kathodenkontakt, steht die zweite Kontaktschicht 32 in unmittelbarem Kontakt zu der n-leitenden Schicht 21 der Halbleiterschichtenfolge 2 und zu der Kontaktmetallisierung 4. Die zweite Kontaktschicht 32 sowie die Kontaktmetallisierung 4 sind bevorzugt in dem ersten und in dem zweiten elektrischen Kontaktbereich 51, 52 identisch ausgebildet, im Rahmen der Herstellungstoleranzen. Das heißt, in den beiden Kontaktbereichen 51, 52 können die zweite Kontaktschicht 32 und die Kontaktmetallisierung 4 gleiche Materialzusammensetzungen und gleiche Schichtdicken aufweisen .

Eine Dicke der Halbleiterschichtenfolge 2 liegt zum Beispiel bei höchstens 3 ym oder 5 ym oder 8 ym oder 15 ym. Die

Kontaktschichten 31, 32 weisen bevorzugt je Dicken von mindestens 1 nm oder 5 nm oder 20 nm oder 40 nm oder 70 nm oder 110 nm auf und/oder von höchstens 350 nm oder 250 nm oder 160 nm oder 110 nm. Die Kontaktmetallisierung 4 zeigt beispielsweise eine Dicke von mindestens 0,3 ym oder 0,5 ym oder 1 ym und/oder von höchstens 8 ym oder 5 ym oder 2,5 ym auf. Diese Werte können auch in allen anderen

Ausführungsbeispielen gelten. Bevorzugt weist die sich direkt an der n-leitenden Schichtenfolge 21 befindliche Kontaktschicht, also gemäß Figur IE die zweite Kontaktschicht 32, eine kleinere Dicke auf als die Kontaktschicht direkt an der p-leitenden

Schichtenfolge 23, welches gemäß Figur IE die erste

Kontaktschicht 31 ist. Beispielsweise ist die Kontaktschicht direkt an der n-leitenden Schichtenfolge 21 um mindestens einen Faktor zwei oder vier oder zehn dünner als die

Kontaktschicht direkt an der p-leitenden Schichtenfolge 23. Dies gilt bevorzugt auch in allen anderen

Ausführungsbeispielen .

Anders als in Figur IE dargestellt kann die

Kontaktmetallisierung 4 die zweite Kontaktschicht 32 an der n-leitenden Schichtenfolge 21 und/oder an der p-leitenden Schichtenfolge 23 überformen. Das heißt, die

Kontaktmetallisierung 4 weist dann eine größere laterale Ausdehnung auf als die zweite Kontaktschicht 32 und steht stellenweise in direktem Kontakt mit der ersten

Kontaktschicht 31 und/oder mit der n-leitenden Schichtenfolge 21.

In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Herstellungsverfahrens für den optoelektronischen

Halbleiterchip 1 dargestellt. Die Halbleiterschichtenfolge 2 wird beispielsweise strukturiert, wie in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B gezeigt. Anschließend wird die

Ausgangsschicht 310 für die erste Kontaktschicht 31

aufgebracht, siehe Figur 2A. Hierbei befindet sich die

Ätzmaske 7 zur Strukturierung der Halbleiterschichtenfolge 2 bevorzugt noch an der Halbleiterschichtenfolge 2. Anschließend wird die Ätzmaske 7 zusammen mit den Teilen der Ausgangsschicht 310, die sich an der Ätzmaske 7 befinden, entfernt. Dieser Verfahrensschritt ist in den Figuren nicht separat gezeichnet.

Danach wird, siehe Figur 2B, eine Ausgangsschicht 320 für die zweite Kontaktschicht 32 bevorzugt ganzflächig aufgebracht. Die Ausgangsschicht 320 bedeckt somit die freigelegten

Bereiche der Halbleiterschichten 2 sowie die Ausgangsschicht 310 für die erste Kontaktschicht 31.

Beim Verfahrensschritt, wie in Figur 2C gezeigt, werden die Ausgangsschicht 310, 320 zu den ersten und zweiten

Kontaktschichten 31, 32 strukturiert. Diese Strukturierung der Kontaktschichten 31, 32 erfolgt bevorzugt mit derselben Maske, die nicht gezeichnet ist. Dem Strukturieren der

Kontaktschichten 31, 32 vorausgehend oder auch nachgehend erfolgt optional ein thermischer Ausheilschritt, englisch Annealing. Ein solcher Ausheilschritt kann auch direkt nach dem Aufbringen der ersten Ausgangsschicht 310 und/oder der zweiten Ausgangsschicht 320 erfolgen. Die erste

Ausgangsschicht 310 für die Kontaktschicht direkt an der n- leitenden Schichtenfolge 21 kann auch eine nicht gezeichnete Metallschicht aufweisen oder hieraus bestehen. Eine solche Metallschicht weist bevorzugt eine Dicke von höchstens 2 nm oder 5 nm oder 8 nm auf.

Die zweite, p-Kontaktschicht 32 kann, wie in Verbindung mit Figur 1 erläutert, mehrschichtig aufgebaut sein und eine Anhaftschicht direkt an der p-leitenden Schichtenfolge 23 sowie eine Querleitschicht aufweisen, wie dies bevorzugt auch in allen anderen Ausführungsbeispielen der Fall ist. Bei der ersten, n-Kontaktschicht 31 handelt es sich bevorzugt um eine einzige Schicht.

Beim Strukturieren der Kontaktschichten 31, 32 wird eine Mesaflanke 24, die durch das Ätzen der

Halbleiterschichtenfolge 2 entsteht, bevorzugt freigelegt. Im Bereich der Mesaflanke 24 liegt die aktive Zone 22

beispielsweise stellenweise offen. Der Bereich der Mesaflanke 24 und damit die aktive Zone 22 wird beim Strukturieren von den Ausgangsschichten 310, 320 befreit. Die Kontaktschichten 31, 32 sind damit bevorzugt ausschließlich in Kontakt mit nur einer der Schichten 21, 23.

Nachfolgend wird, siehe Figur 2D, die Kontaktmetallisierung 4 insbesondere mit einer einzigen, gemeinsamen Maske, die nicht gezeichnet ist, aufgebracht. Die zweite Kontaktschicht 32 an der p-leitenden Schicht 23 ist dabei bevorzugt zu einer lateralen Stromaufweitung eingerichtet und überragt die

Kontaktmetallisierung 4, in Draufsicht gesehen. Hierdurch ist eine besonders kleine Kontaktmetallisierung 4 erzielbar, in Draufsicht gesehen, wodurch eine Abschattung der

Halbleiterschichtenfolge 2 durch die Kontaktmetallisierung 4 oberhalb der aktiven Zone 22 reduzierbar ist. Ebenso ist durch die zweite Kontaktschicht 32 an der n-leitenden

Schichtenfolge 21 eine Größe der Kontaktmetallisierung 4 verringerbar, bei einer Beibehaltung der Größe des ersten elektrischen Kontaktbereichs 51 insgesamt, da auch an der n- leitenden Schichtenfolge 21 eine laterale Stromaufweitung durch die zweite Kontaktschicht 32 erreicht wird, bevor eine Stromeinprägung in die n-leitende Schichtenfolge 21 über die erste Kontaktschicht 31 erfolgt. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Halbleiterchips 1 dargestellt. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die Aufwachsfläche 60 des Substrats 6 zu einer Verbesserung einer Lichtauskoppeleffizienz strukturiert ist. Insbesondere handelt es sich um ein strukturiertes Saphirsubstrat.

Ebenso wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich ist insbesondere zwischen der zweiten Kontaktschicht 32 an der p-leitenden Schicht 23 eine Isolierschicht 9 angebracht. Durch die Isolierschicht 9 ist ein unmittelbarer Stromfluss von der Kontaktmetallisierung 4 in den direkt darunterliegenden Bereich der aktiven Zone 22 reduzierbar oder verhinderbar. Die Isolierschicht 9 ist bevorzugt aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex wie

Siliziumoxid geformt. Eine solche Isolierschicht kann auch an der n-leitenden Schicht 21 vorhanden sein, jedoch ist

bevorzugt an der n-leitenden Schicht 21 keine solche

Isolierschicht vorhanden.

Wie in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es zudem möglich, dass auf die Halbleiterschichtenfolge 2, auf die Kontaktschichten 31, 32 und/oder auf die

Kontaktmetallisierung 4 eine Passivierungsschicht 8

angebracht ist. Die Passivierungsschicht 8 ist beispielsweise aus einem Oxid wie Siliziumoxid oder Aluminiumoxid oder aus einem Nitrid wie Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid geformt. Ebenso kann die Passivierungsschicht 8 eine Schichtenfolge zum Beispiel aus zumindest einer Siliziumoxidschicht und zumindest einer Aluminiumoxidschicht aufweisen oder hieraus bestehen . Gemäß Figur 3 ist eine der Halbleiterschichtenfolge 2

abgewandte Seite der Kontaktmetallisierung 4 jeweils

teilweise von der Passivierungsschicht 8 bedeckt. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Passivierungsschicht 8 vor der Kontaktmetallisierung 4 aufgebracht wird, so dass die Kontaktmetallisierung 4 von der Passivierungsschicht 8 dann unbedeckt ist. Wird die Passivierungsschicht 8 vor der

Kontaktmetallisierung 4 aufgebracht, so erfolgt das

Aufbringen der Passivierungsschicht 8 bevorzugt durchgehend und ganzflächig und vor dem Abscheiden der

Kontaktmetallisierung 4 wird die Passivierungsschicht 8 stellenweise geöffnet.

In Figur 4 sind schematisch Strahlengänge von Strahlung R in der Halbleiterschichtenfolge 2 dargestellt.

Ist, siehe Figur 4A, keine TCO-Kontaktschicht 31, 32

vorhanden, so erfolgt eine Reflexion von Strahlung Rl direkt an der Kontaktmetallisierung 4. Da eine Reflektivität der Kontaktmetallisierung 4 relativ gering ist, ist diese Art der Reflexion vergleichsweise verlustbehaftet. Ferner erfolgt zu einem vergleichsweise großen Anteil eine Totalreflexion von Strahlung R2 an einer Grenzfläche der

Halbleiterschichtenfolge 2.

In Figur 4B dagegen wird die Strahlung Rl an der

Kontaktschicht 31, 32 totalreflektiert und gelangt nicht zu der Kontaktmetallisierung 4. Für diesen, totalreflektierten Strahlungsanteil sind Reflexionsverluste dann verringert, im Vergleich zu Figur 4A. Ferner wird ein Brechungsindexsprung an der Grenzfläche der Halbleiterschichtenfolge 2 durch die Kontaktschicht 31, 32 reduziert, wodurch sich eine Auskoppeleffizienz der Strahlung R2 aus der

Halbleiterschichtenfolge 2 heraus erhöhen kann.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 befindet sich,

abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3, die

Passivierungsschicht 8 stellenweise zwischen der

Kontaktmetallisierung 4 und der zweiten Kontaktschicht 32. Eine der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandte Seite der Kontaktmetallisierungen 4 ist damit frei von der

Passivierungsschicht 8. Die Kontaktschichten 31, 32 an der n- leitenden Schichtenfolge 21 schließen in seitlicher Richtung bündig miteinander ab und überragen die Kontaktmetallisierung 4. Gemäß Figur 6 überformt die Kontaktmetallisierung 4 die

Kontaktschichten 31, 32 an der n-leitenden Schichtenfolge 21. Anders als dargestellt kann dies alternativ oder zusätzlich bei der Kontaktmetallisierung 4 an der p-leitenden

Schichtenfolge 23 der Fall sein.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 107 306.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste

1 optoelektronischer Halbleiterchip

2 Halbleiterschichtenfolge

21 n-leitende Schicht

22 aktive Zone

23 p-leitende Schicht

24 Mesaflanke

31 erste TCO-Kontaktschicht

310 Ausgangsschicht für die erste TCO-Kontaktschicht

32 zweite TCO-Kontaktschicht

320 Ausgangsschicht für die zweite TCO-Kontaktschicht

4 Kontaktmetallisierung

51 erster elektrischer Kontaktbereich mit beiden

Kontaktschichten

52 zweiter elektrischer Kontaktbereich mit nur einer KontaktSchicht

6 Substrat

60 Aufwachsfläche

7 Ätzmaske

8 Passivierungsschicht

9 Isolierschicht

R Strahlung