CN105637636A - 用于制造光电子半导体器件的方法和光电子半导体器件 - Google Patents

用于制造光电子半导体器件的方法和光电子半导体器件 Download PDF

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Abstract

提出一种用于制造多个光电半导体器件(1)的方法，所述方法具有如下步骤：a)提供具有多个半导体本体区域(200)的半导体层序列(2)；b)提供多个载体本体(3)，所述载体本体分别具有第一接触结构(31)和第二接触结构(32)；c)构成具有半导体层序列和载体本体的复合件(4)，使得相邻的载体本体通过间隙(35)彼此分离并且每个半导体本体区域与相关联的载体本体的第一接触结构和第二接触结构导电连接；以及d)将复合件分割成多个半导体器件，其中半导体器件分别具有半导体本体(20)和载体本体。此外，提出一种光电子半导体器件(1)。

Description

用于制造光电子半导体器件的方法和光电子半导体器件
技术领域
本发明涉及一种用于制造光电子半导体器件的方法和一种光电子半导体器件。
背景技术
随着对半导体器件小型化的要求的提高，对光电子半导体器件例如发辐射二极管的需求提高，其中设置用于产生辐射或设置用于接收辐射的半导体芯片的壳体其横向扩展不大于或至少不显著地大于半导体芯片本身。
然而，具有同样良好的光电子特性的这种构型的制造意味着一定的技术挑战。
发明内容
目的是提出一种方法，借助所述方法能够简单且可靠地制造尤其紧凑的光电子半导体器件。此外，应提出一种光电子半导体器件，所述光电子半导体器件的特征在于紧凑的构型和同时良好的光电子特性。
这些目的尤其通过根据独立权利要求所述的半导体器件或方法实现。，设计方案和适宜性是从属权利要的主题。
提出一种用于制造多个光电子半导体器件的方法。
根据所述方法的至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤，在所述步骤中提供具有多个半导体本体区域的半导体层序列。将半导体层序列的横向区域理解为半导体本体区域，在制造光电子半导体器件时从所述横向区域中产生光电子半导体器件的半导体本体、尤其刚好一个半导体本体。半导体层序列例如包括设置用于产生和/或接收电磁辐射的有源区域。有源区域例如设置在第一传导类型的第一半导体层和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层之间。为了电接触第二半导体层，每个半导体本体区域例如都具有一个凹部或多个凹部，所述凹部穿过第一半导体层和有源区域延伸到第二半导体层中。
根据所述方法的至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤，在所述步骤中提供多个载体本体。载体本体例如分别具有第一接触结构和第二接触结构。第一接触结构和第二接触结构适当地不直接彼此导电连接。载体本体优选包含半导体材料、例如硅或锗，或者由这种材料构成。
载体本体例如能够设置到辅助载体上，例如刚性的辅助载体或柔性的辅助载体上。
根据所述方法的至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤，在所述步骤中构成具有半导体层序列和载体本体的复合件。载体本体固定在半导体本体区域上，使得相邻的载体本体通过间隙彼此分开并且每个半导体本体区域与相关联的载体本体的第一接触结构和第二接触结构导电连接。
根据所述方法的至少一个实施方式，所述方法包括如下步骤，在所述步骤中将复合件分割成多个半导体器件，其中半导体器件分别具有半导体本体和载体本体。在分割复合件时产生半导体器件，所述半导体器件的横向扩展不大于或至少不显著大于半导体本体的棱边长度。“不显著大于”在本文中尤其表示：被分割的半导体器件的棱边长度比半导体本体沿着相同方向的棱边长度大至多5％。
在所述方法的至少一个实施方式中，提供具有多个半导体本体区域的半导体层序列。提供分别具有第一接触结构和第二接触结构的多个载体本体。具有半导体层序列和载体本体的复合件构成为，使得相邻的载体本体通过间隙彼此分开并且每个半导体本体区域与相关联的载体本体的第一接触结构和第二接触结构导电连接。将复合件分割成多个半导体器件，其中半导体器件分别具有半导体本体和载体本体。
在构成复合件时，待制造的半导体器件的各个载体本体已经是单独的、彼此间不连续的元件。相对于将载体整面地施加到半导体层序列上且仅在分割成半导体器件时才分割成各个载体本体的方法，降低了对于匹配衬底的和载体本体的材料的热膨胀系数的要求，其中在所述衬底上设置有半导体层序列。
根据所述方法的至少一个实施方式，在生长衬底上提供半导体层序列。半导体层序列外延地、例如借助于MOVPE沉积在生长衬底上。在构成复合件时，生长衬底用于机械稳定半导体层序列。在将半导体层序列固定在载体本体上之后，各个半导体本体区域通过相关联的载体本体来稳定，使得对此不再需要生长衬底并且生长衬底能够被移除。
也就是说，生长衬底尤其在构成复合件之后被移除。此外，生长衬底优选在复合件被分割成多个半导体器件之前被移除。也就是说，生长衬底能够整面地被移除并且继续用于另一外延方法。
根据所述方法的至少一个实施方式，生长衬底包含蓝宝石或由蓝宝石构成。蓝宝石尤其适合作为用于基于氮化物化合物半导体材料的半导体材料的生长衬底。
“基于氮化物化合物半导体材料”(或者也简称为氮化物的化合物半导体材料)在本文中表示：半导体层序列或其至少一部分、尤其优选至少有源区和/或生长衬底具有氮化物化合物半导体材料或者由其构成，优选具有AlnGamIn1-n-mN，其中0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，该材料不必强制性地具有根据上式的在数学上精确的组成。更确切地说，所述材料例如能够具有一种或多种掺杂剂以及附加的组成部分。然而，为了简单起见，上式仅包含晶格的主要组成部分(Al、Ga、In、N)，即使这些主要组成部分能够部分地通过少量的其他物质替代和/或补充时也如此。
替选于蓝宝石，能够将硅或碳化硅应用于生长衬底。硅尤其适合于与基于硅的载体本体相结合。然而已证明：外延地沉积在蓝宝石上的氮化物的化合物半导体材料与沉积在硅上的氮化物的化合物半导体材料相比具有具有更好的晶体质量进而具有更好的光电子特性。
然而所述方法显然也适合于其他半导体材料，尤其III-V族化合物半导体材料。
根据所述方法的至少一个实施方式，间隙在构成复合件之后至少部分地用填充材料填充。间隙尤其能够在构成复合件之后至少部分地被填充。替选地，填充材料在构成复合件时就已经能够在载体本体上构成，例如以覆层的形式构成。特别地，间隙能够完全地被填满。所述填满尤其在移除生长衬底之前进行。由此，填充材料能够用于机械地稳定复合件，尤其是在移除生成衬底期间或在处理复合件的其他步骤期间。
根据所述方法的至少一个实施方式，填充材料具有第一子区域和第二子区域。特别地，第一子区域局部地设置在第二子区域和离得最近的载体本体之间。第一子区域例如局部地与复合件的结构一致地构成。这表示：第一子区域的形状遵循复合件的结构，尤其是载体本体之间的间隙的形状。第一子区域例如能够通过覆层方法施加，例如通过蒸镀或溅射施加。也能够应用CVD(chemicalvapourdeposition，化学气相沉积)法或原子层沉积(atomiclayerdepositionALD)。特别地，第一子区域至少局部地直接邻接于载体本体。
根据所述方法的至少一个实施方式，第一子区域至少部分地保留在半导体器件中并且第二子区域被完全移除。在这种情况下，第二子区域尤其用于临时地机械稳定复合件。
全部填充材料或其子区域、如第二子区域例如构成为临时的填充材料。尤其如下材料适合作为临时的填充材料，所述材料可通过溶剂或借助于湿化学刻蚀法简单且可靠地移除，而复合件的其余的材料不受侵蚀。
根据所述方法的至少一个实施方式，在分割复合件时至少部分地移除填充材料。也就是说，所述分割在这种情况下在如下部位上进行，在所述部位上在分割之前存在填充材料。
根据所述方法的至少一个实施方式，填充材料或其子区域、如第二子区域为了分割复合件尤其完全地被移除。全部填充材料或其子区域、如第二子区域例如构成为临时的填充材料。
特别地，复合件沿着横向方向在分割之前一刻能够仅经由填充材料结合在一起，使得通过移除填充材料在没有另外的步骤的情况下进行复合件的分割。
将横向方向理解为如下方向，所述方向沿着半导体层序列的半导体层的主延伸平面伸展。相应地，将竖直方向理解为垂直于半导体层的主延伸平面伸展的方向。
根据所述方法的至少一个实施方式，填充材料在分割时仅沿着分割线被移除并且在分割线的侧面保留在半导体器件中。在这种情况下，分割半导体器件例如能够机械地、例如借助于锯割来进行，或者化学地，例如借助于干化学刻蚀法，或者借助于激光分离方法来进行。也就是说，填充材料在此至少局部地形成被分割的半导体器件的侧面。填充材料沿着横向方向例如局部地与载体本体和/或半导体本体齐平。特别地，填充材料在这种情况下对于分割方法具有典型的分割痕迹。
例如聚合物材料、如环氧化物、硅酮或聚酰胺适合作为保留在被分割的半导体器件中的填充材料。
根据所述方法的至少一个实施方式，在分割复合件时在背离半导体本体区域的一侧上构成第一接触部和第二接触部，其中第一接触部和/或第二接触部经由穿过载体本体的贯通孔与相关联的半导体本体区域导电连接。在仅第一接触部或仅第二接触部经由穿过载体本体的贯通孔与相关联的半导体本体区域导电连接的设计方案中，相应另一接触部能够通过载体本体本身的材料与半导体本体区域导电连接。
根据所述方法的至少一个实施方式，在背离半导体层序列的背侧上打薄复合件。通过打薄能够进一步减小待制造的半导体器件的竖直扩展。载体本体的打薄优选仅在已经移除半导体层序列的生长衬底之后才进行。也就是说，在移除生长衬底期间，载体本体与打薄之后相比仍具有更大的厚度进而具有更高的机械稳定性。此外，打薄复合件适当地仅在用填充材料填满间隙之后才进行。也就是说，在打薄时，载体本体的材料还有填充材料都被剥除。替选地，打薄载体本体能够在移除生长衬底之前进行。
在打薄之后能够在复合件的背离半导体层序列的背侧上施加用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。
与其不同的是，载体本体也已经能够以最终厚度来提供并且为了构成复合件而固定在半导体层序列上。在这种情况下能够放弃打薄。为了在构成复合件期间和/或在移除生长衬底期间提高机械稳定性，复合件能够设置在辅助载体上的背离半导体层序列的背侧上。
根据所述方法的至少一个实施方式，半导体层序列在构成复合件时连续地在半导体本体区域上延伸。也就是说，半导体本体区域在横向方向上是连续的半导体层序列的子区域。
根据所述方法的至少一个实施方式，在分割时割断半导体层序列。也就是说，仅在分割时才产生用于各个半导体器件的彼此分离的半导体本体。
根据所述方法的至少一个实施方式，在分割之前在相邻的半导体本体区域之间构成分隔沟槽。分隔沟槽能够在竖直方向上仅部分地延伸到半导体层序列中。替选地，分割沟槽在竖直方向上能够完全地延伸穿过半导体层序列，使得相邻的半导体本体区域在分割之前通过分隔沟槽彼此分离。
构成分隔沟槽优选在移除生长衬底之后进行。复合件在构成分隔沟槽之后例如仅经由填充材料连贯地构成，使得能够通过沿竖直方向割断填充材料或完全地移除填充材料实现分割。
替选地，构成分隔沟槽能够在移除生长衬底之前并且尤其也能够在构成复合件之前进行。生长衬底尤其能够使已经彼此分离的半导体本体结合在一起。
根据所述方法的至少一个实施方式，在生长衬底上提供半导体层序列，并且间隙在构成复合件之后至少部分地借助填充材料填充。在填充间隙之后移除生长衬底并且在移除生长衬底之后分割复合件，其中在分割时至少部分地移除填充材料。
也就是说，填充材料在分割期间用于机械地稳定各个载体本体。在移除生长衬底之后，为了分割能够沿竖直方向完全地割断或完全地移除填充材料。
根据所述方法的至少一个实施方式，在生长衬底上提供半导体层序列并且在构成复合件之后移除生长衬底。在半导体层序列的背离载体本体的一侧上借助于化学方法构成结构化部，并且在构成结构化部时至少部分地借助填充材料填充间隙，所述填充材料相对于化学方法是稳定的。
填充材料能够在构成复合件之后被施加或已经能够在所提供的载体本体上构成。氮化物，如氮化硅例如适合作为化学稳定的填充材料。
根据至少一个实施方式，半导体器件具有半导体本体和载体本体，所述半导体本体具有半导体层序列，所述半导体层序列具有设置用于产生和/或接收辐射的有源区域，半导体本体固定在所述载体本体上。
根据半导体器件的至少一个实施方式，载体本体在背离半导体本体的背侧上具有用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。第一接触部和第二接触部设置用于：在半导体器件运行时从有源区域的不同的侧将载流子注入到有源区域中，使得所述载流子重组以发射辐射。在辐射接收器的情况下，载流子能够从有源区域中在有源区域的相对置的侧上经由第一接触部和第二接触部导出。第一接触部和第二接触部是半导体器件的外部可接触的区域。
根据半导体器件的至少一个实施方式，在半导体本体和载体本体之间设置有金属的中间层用于半导体本体和接触部之间导电连接。金属的中间层尤其多层地构成并且例如包括用于电接触半导体本体的接电层和/或用于载体本体和半导体本体之间的材料配合的连接的连接层，例如焊料层。
根据半导体器件的至少一个实施方式，半导体本体的侧沿至少局部地由填充材料包围。特别地，载体本体沿着整个环周由填充材料、例如覆层形式的填充材料包围。借助于填充材料保护载体本体，尤其也在制造期间保护载体本体，例如免受湿化学刻蚀法的影响。
在半导体器件的至少一个实施方式中，半导体器件具有半导体本体和载体本体，所述半导体本体具有半导体层序列，所述半导体层序列具有设置用于产生和/或接收辐射的有源区域，半导体本体固定在所述载体本体上，其中载体本体在背离半导体本体的背侧上具有用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。在半导体本体和载体本体之间设置有金属的中间层用于半导体本体和接触部之间导电连接，并且载体本体的侧沿至少局部地由填充材料包围。
金属的中间层尤其具有彼此电绝缘的子区域，使得金属的中间层不将第一接触部和第二接触部直接彼此连接。
根据半导体器件的至少一个实施方式，金属的中间层至少局部地、尤其沿着半导体器件的整个环周由填充材料包围。填充材料能够在半导体器件的侧面与半导体本体齐平。
在半导体器件的侧面上，填充材料能够具有分割步骤的痕迹、例如机械分割的痕迹，如锯割痕迹或通过激光辐射进行分割的痕迹。但是与此不同的是，填充材料也能够没有分割步骤的痕迹。
根据半导体器件的至少一个实施方式，半导体本体在半导体器件的俯视图中至少局部地伸出于载体本体。半导体本体例如沿着半导体器件的刚好一个或沿着刚好两个尤其彼此邻接的侧面伸出载体本体。半导体本体例如伸出载体本体至少100nm并且至多10μm。
根据半导体器件的至少一个实施方式，第一接触部和第二接触部分别经由贯通孔与半导体本体导电连接，并且在第一接触部和第二接触部之间构成有ESD保护元件，所述ESD保护元件与有源区域并联连接。术语“与有源区域并联连接”也包括例如为导通方向与有源区域的导通方向反并联地取向的ESD保护二极管的ESD保护元件。
ESD保护元件例如借助于传导类型彼此不同的载体本体的两个子区域形成，使得载体本体具有pn结。
上述方法尤其适合于制造半导体器件。结合所述方法详述的特征因此也能够用于半导体器件并且反之亦然。
附图说明
其他的特征、设计方案和适宜性从下述结合附图对实施例的描述中得出。
附图示出：
图1A至1F、2A至2E和3A至3F根据分别在示意性的剖视图中示出的中间步骤示出用于制造光电子半导体器件的方法的第一、第二或第三实施例；以及
图4和5示出半导体器件的第一或第二实施例的示意性的剖视图。
相同的、同类的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。
附图和在附图中示出的元件彼此间的大小比例不视为是合乎比例的。更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解能够夸大地示出各个元件并且尤其夸张大地示出层厚度。
具体实施方式
在所述方法的在图1A至1F中描述的第一实施例中，为了制造光电子半导体器件提供半导体层序列2。所述描述示例性地根据半导体层序列2的一部分进行，在制造时由所述部分产生四个半导体器件。
半导体层序列2包括有源区域25，所述有源区域设置在第一传导类型的第一半导体层21和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层22之间。例如，第一半导体层21是p型的而第二半导体层22是n型的或相反。下面的描述示例性地针对发射辐射的半导体器件、如发辐射二极管，例如发光二极管来进行。显然，半导体器件也能够是辐射接收器、例如光电二极管或太阳能电池，其中有源区域25设置用于接收辐射。
如在图1A中所示出的那样，半导体层序列2在用于外延沉积的半导体层序列的生长衬底29上提供。在用于半导体层序列2的氮化物的化合物半导体材料中，蓝宝石尤其适合作为生长衬底。替选地，也能够应用硅或碳化硅。
在横向方向上，半导体层序列2连续地在半导体本体区域200上延伸，在制造半导体器件时从所述半导体本体区域中分别产生半导体本体。在半导体层序列的背离生长衬底29的一侧上设置有设置用于电接触第一半导体层的第一接电层71和设置用于电接触第二半导体层22的第二接电层72。为了简化视图，未示出经由接电层71、72电接触半导体层的细节并且极度简化地示出接电层。借助于接电层71、72电接触第一半导体层21和第二半导体层22的可能的类型根据图3详细阐述。
如在图1B中所示出的那样，构成复合件4，其中在每个半导体本体区域200上固定有载体本体3。载体本体3是彼此间隔开的、通过间隙35彼此分离的单个元件。载体本体分别具有用于电接触第一接电层71的第一接触结构31和用于电接触第二接电层72的第二接触结构32。第一接触结构31和第二接触结构32分别具有穿过载体本体3的贯通孔33。
如此制造的复合件4在竖直方向上、即垂直于半导体层序列2的半导体层的主延伸平面在背侧40和前侧41之间延伸，其中半导体层序列从载体本体起观察朝向前侧41。
在所示出的实施例中，第一接触结构31和第二接触结构32沿着竖直方向在后侧上从载体本体3中伸出。然而这不是强制必需的。
载体本体3在半导体层序列2上的固定例如借助于连接层、例如焊料层进行。在建立载体本体3和半导体层序列2之间的机械稳定的连接时，由于生长衬底29和载体本体3之间的热膨胀系数中的差别，与连续伸展的载体、例如载体晶圆相比减小，因为载体本体3在横向方向上分别具有相对小的棱边长。由此将生长衬底29和载体本体3的热膨胀系数之间的差别引起复合件4损坏的危险降低到最小程度。在包含如硅或锗的半导体材料的或由这种材料构成的载体本体3中，尽管蓝宝石相对于硅在热膨胀系数方面的差别相对大但是例如也能够将蓝宝石用作为生长衬底。由此能够制造具有尤其高的晶体质量的半导体层。
在构成复合件之后，借助填充材料5填充载体本体3之间的间隙35。对此而言浇注方法例如是适合的。通常将浇注方法理解为如下方法，借助所述方法模塑料能够根据预设的形状成型。特别地，术语浇注方法包含浇注(casting)、注射成型(injectionmolding)、传递模塑(transfermolding)和压缩成型(compressionmolding)。
聚合物材料如硅酮或环氧树脂例如适合作为填充材料。在图1C中所示出的设计方案中，填充材料5也形成复合件4的背侧40。也就是说，填充材料在半导体层序列上完全地覆盖载体本体3。与此不同地，填充材料也能够构成为，使得所述填充材料仅完全地或至少局部地填充满间隙35。
借助于填充材料5提高复合件4的机械稳定性。随后，如在图1D中所示出的那样，移除生长衬底29。在蓝宝石生成衬底中，对此而言激光剥离方法(LaserLiftOff，LLO)法例如是适合的。在此，所述移除能够整面地进行，使得激光剥离方法能够与复合件4的横向结构化无关地、即尤其与待制造的半导体器件的大小无关地来执行。也就是说，不需要例如通过使用具有相应的射束轮廓的准分子激光器使激光剥离方法匹配于半导体器件的几何形状。
替选地，生长衬底也能够根据生长衬底的材料借助于湿化学或干化学刻蚀，或者机械地，例如借助于磨削、研磨或抛光来移除。在移除生长衬底之后，为了提高耦合输出效率能够在半导体层序列2的背离载体本体3的一侧上构成结构化部15，例如借助于湿化学刻蚀，通过在氮化物的化合物半导体材料中例如用KOH刻蚀。
在移除生长衬底之后，从背侧40起打薄复合件4。在此，载体本体3的材料和填充材料的材料被剥除。在制造复合件4时和在移除生长衬底时，复合件4由于载体本体3的相对大的厚度而表现出高的机械稳定性。在这些步骤之后，为了减小之后的半导体器件的高度、即在竖直方向上的扩展，将载体本体打薄。在打薄之后，在复合件的背侧40上构成用于接触第一接触结构的第一接触部310和用于接触第二接触结构32的第二接触部320。随后，复合件4如在图1F中所示出那样沿着分割线49例如通过锯割、刻蚀或激光分离法分割成彼此分离的半导体器件1。
与所描述的实施例不同，载体本体也能够在移除生长衬底之前被打薄。
被分割的半导体器件1分别具有载体本体3和半导体本体20。半导体器件1分别构成为可表面安装的半导体器件，所述可表面安装的半导体器件在与辐射出射面11相对置的背侧10上是可电接触的。半导体器件的在分割时产生的侧面12通过半导体本体20、填充材料5和载体本体3形成。半导体本体20、填充材料5和载体本体3在横向方向上彼此齐平。如此制造的半导体器件的棱边长度与有源区域25沿着该方向的横向扩展相同。也就是说，制造其横向扩展不大于设置用于产生辐射的有源区域25的横向扩展的半导体器件。已制成的半导体器件随后能够固定在连接载体、例如电路板或中间载体(基板)上。
载体本体3在所描述的制造方法中能够尽可能与半导体层序列2的制造无关地、至少部分地在这些载体本体为了构成复合件4而固定在半导体层序列2上之前预制。这简化了载体本体3的制造。在固定半导体层序列2之前例如就已经能够将电子组件如ESD保护元件集成到载体本体3中。此外，能够实现半导体器件的高的机械稳定性，尤其在第一接触结构和第二接触结构之间实现。
载体本体3还能够由如下载体制造，所述载体的横向扩展可以尽可能自由地选择。特别地，所述横向扩展相对于为了构成复合件将载体整面地施加到半导体层序列上的方法与半导体层序列的横向扩展无关。此外，由于至少部分地预制的载体本体3不需要电镀工艺用以在半导体层序列上构成接触结构310、320。
在图2A至2E中示出的第二实施例基本上对应于结合图1A至1F所描述的第一实施例。在图2A中示出如下制造阶段，在所述制造阶段中已经构成具有半导体层序列2和固定在其中的载体本体3的复合件4。构成复合件能够如结合图1A和1B所描述的那样进行。相对于第一实施例，载体本体3在制造复合件时就已经具有预设的最终厚度。在复合件4的背侧40上，已经构成第一接触部310和第二接触部320。
随后，借助填充材料5填充载体本体3之间的间隙35(图2B)。为了提高机械稳定性，在载体本体3的背离半导体层序列2的一侧上安置辅助载体95。随后，如在图2C中所示出的那样移除生长衬底(参见图1D)。
在移除生长衬底之后，构成分隔沟槽27，所述分隔沟槽在竖直方向上完全地延伸穿过半导体层序列2(图2D)。与此不同的是，分割沟槽在竖直方向上仅能够局部地延伸穿过半导体层序列。在所示出的实施例中，分隔沟槽27在填充材料中终止，所述填充材料位于间隙35中。在构成分隔沟槽之后，如此产生的半导体本体20仅经由填充材料5和辅助载体95与相关联的载体本体3彼此机械连接。通过移除填充材料5，如在图2E中所示出的那样产生被分割的半导体器件1。在这种情况下尤其临时的材料适合作为填充材料，所述临时的材料可以简单的方式移除，例如借助于溶剂或湿化学刻蚀法。例如能够应用可溶性漆。在该实施例中，被分割的半导体器件1(除了填充材料5的可能的因制造引起的残留物之外)没有填充材料。
在图3A至3F中示出的第二实施例基本上对应于结合图2A至2E所描述的第二实施例。
与此相对，分隔沟槽27在半导体层序列2中如在图2A中所示出那样在构成复合件之前就已经构成。
随后，载体本体3固定在已经构成的半导体本体20上以构成复合件4，图3B。这能够类似于上述实施例进行。在该方法阶段中，半导体本体和固定在其上的载体本体仅经由生长衬底29机械地彼此结合在一起。
随后，借助于填充材料5填充间隙35。在该实施例中，填充材料包括第一子区域51和第二子区域52。第一子区域构成为覆层，所述覆层例如通过蒸镀或溅射沉积。第一子区域与复合件4的结构一致，尤其与间隙35的形状一致。与此不同的是，填充材料5、尤其第一子区域51在构成复合件4之前就已经安置在载体本体上。在这种情况下，第一子区域51仅覆盖载体本体的一些区域，尤其其侧沿302。
第二子区域52尤其完全地填充剩余的间隙。图3C示出将复合件施加到临时的辅助载体97上的阶段(图3C)。
如在图3D中所示出的那样，移除生长衬底，使得各个半导体本体20与载体本体3位于临时的辅助载体97上。通过移除生长衬底97而露出的半导体本体如在图3E中所示出的那样设有结构化部15，例如借助于湿化学刻蚀方法，例如通过使用KOH。
填充材料5、尤其第一子区域51相对于湿化学方法稳定地构成，使得载体本体3在结构化时被保护。氮化硅例如适合作为相对于KOH稳定的材料。而第二子区域52的材料不一定相对于结构化方法是稳定的进而能够在结构化期间部分地或完全地移除(图3E)。第二子区域的残余物必要时能够后续地被移除。通过移除第二子区域同时将复合件4分割成各个半导体器件。显然，第二子区域相对于结构化方法也能够是稳定的并且仅在结构化方法之后才被移除。
临时的辅助载体97适当地同样相对于结构化方法稳定地构成，尤其在本身相对于结构化方法不稳定的第二子区域52中构成。临时的辅助载体例如能够包含聚酰胺。这种材料表现出相对于湿化学刻蚀方法相对高的稳定性和良好的温度稳定性。
随后，被分割的半导体器件1能够转移到辅助载体95上，在所述辅助载体上半导体器件被提供用于进一步加工(图3F)。对此而言，传统的载体薄膜是适合的。
也就是说，在所描述的实施例中应用具有第一子区域51和第二子区域52的填充材料5，所述第一子区域保留在已制成的半导体器件中，所述第二子区域在所述方法期间被移除。填充材料5的这种构造也能应用于上述实施例。
替选地，也能够在该实施例中应用唯一的填充材料。
在图4中示出尤其能够如结合图1A至1F或3A至3F所描述的那样制造的半导体器件1的实施例的示意性的剖视图。
半导体器件1包括具有半导体层序列2的半导体本体20。半导体层序列包括设置用于产生辐射的有源区域25，所述有源区域设置在朝向载体本体3的第一半导体层21和设置在有源区域25的背离载体本体3的一侧上的第二半导体层22之间。半导体本体20具有多个凹部24，所述凹部从载体本体起延伸穿过第一半导体层21和有源区域25。
第一半导体层21与第一接电层71导电连接。第一接电层能单层地或多层地构成。第一接电层71的至少一个子层优选对于在有源区域25中产生的辐射反射性地构成。银、钯或铑的例如在可见光谱范围中表现出高的反射率。
此外，半导体器件1包括第二接电层72。第二接电层在凹部24中与第二半导体层22导电连接。第一接电层71局部地在第二接电层72和半导体本体20之间伸展。为了避免电短路，在第二接电层72和第一半导体层21之间以及在第二接电层和第一接电层之间设置有第一绝缘层81。
此外，第一接电层71和第二接电层72之间的第二绝缘层82用于这些层之间的电绝缘。
经由凹部24能够实现在横向方向上将载流子均匀地注入到有源区域25中。然而在第二半导体层22横向传导能力足够高的情况下也可以考虑的是：半导体本体20仅具有刚好一个凹部24。
载体本体3沿着竖直方向在朝向半导体本体20的前侧301和与前侧相对置的背侧300之间延伸。在载体本体3中构成贯通孔33，所述贯通孔在竖直方向上完全地延伸穿过载体本体3。在载体本体的背侧300上设置有第一接触部310和第二接触部320，所述第一接触部和第二接触部经由贯通孔33与第一接电层71或第二接电层72导电连接。通过在第一接触部310和第二接触部320之间施加外部电压能够将载流子从相对置的侧注入到有源区域25中并且在那里重组以发射辐射。
载体本体3局部地以第三绝缘层83来覆盖。介电材料，例如氧化物、如氧化硅，或氮化物、例如氮化硅分别适合于第一绝缘层81、第二绝缘层82和第三绝缘层83。术语“第一绝缘层”、“第二绝缘层”和“第三绝缘层”在此不表示这些层在制造时的顺序，而是仅用于标识不同的电绝缘区域。
在载体本体3中还构成有ESD保护元件91。ESD保护元件经由第一接触部310和第二接触部320同样是可外部电接触的并且与有源区域25并联连接。在所示出的实施例中，ESD保护元件借助于载体本体的第一子区域38和第二子区域39形成。这些子区域具有彼此相反的传导类型。也就是说，ESD保护元件91通过第一子区域38和第二子区域39之间的pn结形成。
在第三绝缘层83的第一开口92中，第一接触结构31与第一子区域导电连接。在第三绝缘层83的第二开口93中，第二接触结构32与第二子区域导电连接。
第一子区域92和第一半导体层21关于传导类型彼此相反，使得ESD保护元件91的导通方向和有源区域25的导通方向彼此反并联地伸展。
在半导体本体20和载体本体3之间设置有金属的中间层6，所述金属的中间层例如包括第一接电层71、第二接电层72和连接层73、例如焊料层。
在横向方向上，金属的中间层6和载体本体的侧沿302至少局部地、在所示出的实施例中完全地由填充材料5包围。例如以覆层的形式施加的填充材料尤其用于在制造期间保护载体本体，例如保护载体本体免受化学负荷。与所描述的实施例不同，金属的中间层也能够没有填充材料。
特别地，在如结合图1A至1F所描述的那样制造的半导体器件中，填充材料5在半导体器件1的侧面12上与半导体本体20齐平。在侧面12上，填充材料具有分割步骤的痕迹，例如机械剥除的痕迹、如锯割痕迹，化学材料剥除的痕迹或激光分离法的痕迹。载体本体在这种情况下也能够如在图1F中所示出那样没有填充材料。
在图5中示出的第二实施例基本上对应于半导体器件的结合图4所描述的第一实施例。与此不同，半导体本体20在半导体器件的俯视图中在至少一个侧面12上伸出于载体本体3，例如伸出至少100nm或至多10μm。半导体本体也能够在两个侧面上、尤其在两个彼此邻接的侧面上伸出载体本体。然而在两个相对置的侧面上，半导体本体优选不伸出载体本体。半导体本体和载体本体在俯视图中例如能够具有相同的横截面并且彼此错开地设置。已证明：这种半导体本体能够尤其有效地以紧凑的形式构成。与此不同，半导体本体在如下半导体器件中受制造所决定在任何部位都不伸出载体本体，在所述半导体器件中，载体本体通过在分割成半导体器件时割断载体晶圆构成。
如尤其结合图1A至1F和3A至3F所描述的那样，借助于填充材料5简化尤其紧凑的构型的光电子半导体器件。特别地，半导体器件构成为CSP(芯片级封装)构型的紧凑的可表面安装的器件(surfacemounteddevice,SMD)。
本专利申请要求德国专利申请102013111496.2的优先权，其公开内容就此通过参考并入本文。
本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在权利要求中的特征的任意的组合，即使该特征或该组合自身没有明确地在权利要求中或实施例中说明时也如此。

Claims (20)

1.一种用于制造多个光电半导体器件(1)的方法，所述方法具有如下步骤：
a)提供具有多个半导体本体区域(200)的半导体层序列(2)；
b)提供多个载体本体(3)，所述载体本体分别具有第一接触结构(31)和第二接触结构(32)；
c)构成具有所述半导体层序列和所述载体本体的复合件(4)，使得相邻的载体本体通过间隙(35)彼此分离并且每个半导体本体区域与相关联的载体本体的所述第一接触结构和所述第二接触结构导电连接；以及
d)将所述复合件分割成多个半导体器件，其中所述半导体器件分别具有半导体本体(20)和载体本体。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中在步骤a)中在生长衬底(29)上提供所述半导体层序列并且在步骤c)之后移除所述生长衬底。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中所述生长衬底包含蓝宝石。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在步骤c)之后至少部分地用填充材料(5)填充所述间隙。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中所述填充材料具有第一子区域(51)和第二子区域(52)，其中所述第一子区域局部地与所述复合件的结构一致地构成。
6.根据权利要求5所述的方法，
其中将所述第一子区域(51)至少部分地保留在所述半导体器件中而完全地移除所述第二子区域(52)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，
其中为了分割所述复合件在步骤d)中移除所述填充材料。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，
其中在分割时仅沿着分割线移除所述填充材料并且所述填充材料在所述分割线的侧面保留在所述半导体器件中。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在步骤d)中在背离所述半导体本体区域的一侧上构成第一接触部(310)和第二接触部(320)，并且其中所述第一接触部和/或所述第二接触部经由穿过所述载体本体的贯通孔(33)与相关联的所述半导体本体区域导电连接。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在背离所述半导体层序列的背侧(40)上打薄所述复合件。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其中在步骤c)中所述半导体层序列连续地在所述半导体本体区域上延伸。
12.根据权利要求9所述的方法，
其中在分割时割断所述半导体层序列。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
其中在步骤d)之前在相邻的半导体本体区域之间构成分隔沟槽。
14.根据权利要求1所述的方法，
其中
-在步骤a)中在生长衬底(29)上提供所述半导体层序列；
-在步骤c)之后用填充材料(5)至少部分地填充所述间隙；
-在填充所述间隙之后移除所述生长衬底；以及
-在移除所述生长衬底之后分割所述复合件，其中在分割时至少部分地移除所述填充材料。
15.根据权利要求1所述的方法，
其中
-在步骤a)中在生长衬底(29)上提供所述半导体层序列；
-在步骤c)之后移除所述生长衬底；
-在所述半导体层序列的背离所述载体本体的一侧上借助于化学方法构成结构化部(15)；以及
-在构成所述结构化部时借助填充材料(5)至少部分地填充所述间隙，所述填充材料相对于所述化学方法是稳定的。
16.一种半导体器件(1)，所述半导体器件具有：半导体本体(20)，所述半导体本体具有半导体层序列，所述半导体层序列具有设置用于产生和/或接收辐射的有源区域(25)；和载体本体(3)，所述半导体本体固定在所述载体本体上，其中
-所述载体本体在背离所述半导体本体的背侧(300)上具有用于外部电接触所述半导体器件的第一接触部(310)和第二接触部(320)；
-在所述半导体本体和所述载体本体之间设置有金属的中间层(6)用于所述半导体本体和所述接触部之间导电连接；以及
-所述载体本体的侧沿(302)至少局部地由填充材料(5)包围。
17.根据权利要求16所述的半导体器件，
其中所述金属的中间层至少局部地由所述填充材料包围。
18.根据权利要求16或17所述的半导体器件，
其中所述半导体本体在所述半导体器件的俯视图中至少局部地伸出所述载体本体。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的半导体器件，
其中所述第一接触部和所述第二接触部分别经由贯通孔(33)与所述半导体本体导电连接，并且其中在所述第一接触部和所述第二接触部之间构成有ESD保护元件(91)，所述ESD保护元件与所述有源区域并联连接。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的半导体器件，
其中所述半导体器件根据权利要求1至15中的任一项来制造。
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