CN108780826B - 光电子器件和用于制造光电子器件的方法 - Google Patents

光电子器件和用于制造光电子器件的方法 Download PDF

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Abstract

提出一种光电子器件(50),其具有半导体本体(10a‑c),所述半导体本体具有光学有源区域(12);其还具有载体(60)和连接层对(30a‑c),所述连接层对具有第一连接层(32)和第二连接层(34),其中:半导体本体设置在载体上,第一连接层设置在半导体本体和载体之间并且与半导体本体连接,第二连接层设置在第一连接层和载体之间,选自第一连接层和第二连接层中的至少一个层包含透射辐射的且能导电的氧化物,并且第一连接层和第二连接层至少局部地在一个或多个连接区域中直接彼此连接,使得连接层对参与半导体本体到载体上的机械联接。第一和/或第二连接层具有多个在相应的层之内彼此电绝缘的、能导电的子区域(80,82),其中所述子区域中的至少两个子区域与半导体本体在光学有源区域的不同侧上能导电地连接。

Description

光电子器件和用于制造光电子器件的方法
技术领域
本公开涉及一种器件,尤其光电子器件。本公开还涉及一种用于制造器件、尤其光电子器件的方法。
背景技术
在制造光电子器件时通常必要的是:经由分开的接合层、如粘接层或焊料层将器件的各个预制的子元件拼接在一起。
发明内容
要实现的目的在于:提出一种新的器件、优选改进的器件,或一种用于制造器件的新的方法,优选改进的方法。
此外,所述目的通过根据本发明的器件和方法来实现。其他有利的设计方案和改进形式从下面的描述中得出。
根据至少一个实施方式,光电子器件是半导体芯片,例如二极管芯片。
根据至少一个实施方式,光电子器件具有半导体本体。半导体本体具有光学有源区域。光学有源区域能够设计用于产生辐射或用于接收辐射。器件尤其能够是发光二极管器件。
根据至少一个另外的设计方案,器件具有载体。半导体本体优选设置在载体上。载体适宜地是半导体芯片的一部分。
根据至少一个另外的实施方案,器件具有连接层对。连接层对包括第一连接层和第二连接层。第一连接层能够设置在半导体本体和载体之间并且尤其与半导体本体连接。第二连接层能够设置在载体和第一连接层之间。第二连接层能够与另一半导体本体连接,所述另一半导体本体具有光学有源区域和/或载体,所述载体优选是没有光学活性的,即不设计用于产生辐射或用于接收辐射。第二连接层能够与载体间接地或直接地连接。
根据至少一个实施方式,第一和第二连接层至少局部地在一个或多个连接区域中,尤其直接地,彼此连接。以该方式,连接层对能够参与半导体本体到载体上的机械联接。在此,能够存在唯一的、适宜地连通的连接区域,或能够存在多个、尤其彼此分开的、例如非连通的连接区域。连接层在相应的连接区域中适宜地直接、即非间接地彼此连接。连接层能够局部地、大面积地或整面地彼此连接。连接层之间的连接适宜地是机械稳定的,使得避免半导体本体从载体剥离。
根据至少一个实施方式,连接层,尤其在相应的连接区域中,通过直接键合(direct bonding,通常也称作为紧贴(Ansprengen))彼此连接。在直接键合的情况下能够放弃要连接的层之间的单独的接合层。在直接键合时,能够仅通过连接层之间的机械接触进行两个连接层之间的机械连接。连接力能够通过范德瓦尔交互作用和/或氢桥键产生。
根据至少一个实施方式,第一连接层具有第一边界面,所述第一边界面朝向第二连接层。第二连接层能够具有第二边界面,所述第二边界面朝向第一连接层。第一和第二边界面优选至少在相应的连接区域中或然而整面地彼此邻接。第一边界面和/或第二边界面优选至少在相应的连接区域中或更大面积地、例如整面地具有如下粗糙度,所述粗糙度小于或等于1nm(RMS,RMS:Root Mean Square均方根),优选小于或等于0.5nm。这样小的粗糙度对于通过直接键合来直接连接两个层而言是尤其有利的。
根据至少一个实施方式,第一连接层和第二连接层中的一个或两个包含:至少一个能导电的和/或电绝缘的氧化物,例如金属氧化物,半导体氧化物或半导体金属氧化物。氧化物层尤其适合于直接键合。
根据至少一个实施方式,第一连接层和第二连接层中的一个或两个包含:透射辐射的且能导电的氧化物(TCO:Transparent conducting Oxide透明导电氧化物)。作为透射辐射的且能导电的氧化物例如考虑如下材料:InSnO(氧化铟锡,通常也称作为ITO:IndiumTin Oxide)、AlZnO(氧化铝锌)、ZnO(氧化锌)、GaInO(氧化铟镓)。也考虑其他的TCO材料。
如果含TCO的连接层与另外的连接层通过直接键合连接,那么能够无接合层地将高度透明的TCO材料在光电子器件中不仅用于接合,而且也用于电接触光学有源区域。通过借助于直接键合进行直接拼接也减少在器件中出现的边界面,这又能够对于耦合输出效率或放射特性是有利的,因为每个边界面潜在地可能引起反射。也能够弃用在接合区域中的进行吸收的金属层。
连接层对的含TCO的连接层能够与半导体本体导电连接。相同的情况替选地或补充地也适用于载体,所述层能够与所述载体能导电地连接。优选地,第一和第二连接层中的至少一个层包含TCO材料。
根据至少一个实施方式,连接层对的第一连接层和/或第二连接层包含电绝缘材料,例如氧化物。电绝缘材料能够是氧化硅,如二氧化硅,或氧化铝,如Al2O3
根据至少一个实施方式,第一连接层的和/或第二连接层的组分在其延伸之上、即在其沿横向方向的伸展之上不变或不显著地变化。替选地或补充地,相应的连接层的组分不沿厚度方向变化。因此,能够将在唯一的工艺中沉积的层用作为第一和/或第二连接层。第一连接层和/或第二连接层能够构成为面状的层,所述面状的层均匀地组成(在下文中也称作:均匀的层)。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层被结构化并且具有一个或多个凹口。相应的凹口能够优选沿厚度方向延伸经过相应的连接层。特别地,相应的凹口能够延伸经过整个连接层对。相应的凹口能够是气体填充的,例如用空气填充,或者具有真空。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层构成为杂化层。杂化层能够具有一个或多个能导电的子区域和一个或多个电绝缘的子区域。特别地,杂化层因此能够具有在层的横向的延伸方向之上变化的组分。相应的能导电的或电绝缘的子区域能够在厚度方向上延伸经过整个杂化层或连接层对。优选地,相应的电绝缘的子区域能够包含上述电绝缘材料中的一种或由这种电绝缘材料构成。优选地,相应的能导电的子区域能够包含上述能导电的材料中的一种或由这种能导电的材料构成。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层具有多个在相应的层之内彼此电绝缘的、但是本身能导电的子区域。这些子区域能够包含TCO材料或由其构成。能导电的子区域能够是层的单独的、即非连通的子区域。类似的情况适用于连接层对。能导电的子区域能够通过在相应的层中的、例如气体填充的或具有真空的凹口彼此电绝缘,或者可以经由层本身的电绝缘的子区域彼此电绝缘,所述子区域于是适宜地构成为杂化层。
相应的连接层或连接层对的分开的能导电的子区域能够用于电接触器件。所述子区域能够处于不同的电势,与不同传导类型的半导体材料(n型传导、p型传导)、与半导体本体在该半导体本体的光学有源区域的不同侧上和/或器件的不同半导体本体导电连接。例如,所述能导电的、但是彼此电绝缘的子区域中的第一子区域能够在光学有源区域的一侧上与器件的半导体本体能导电地连接并且另一子区域能够在光学有源区域的另一侧上与半导体本体能导电地连接。由于相应的层之内的不同的子区域的电隔离避免了短路。相应的能导电的子区域能够在厚度方向上延伸经过整个连接层并且尤其经过整个连接层对。
根据至少一个实施方式,器件具有连接导体。所述连接导体优选在半导体本体之内,例如在半导体本体的凹口中,从所述半导体本体的有源区域的一侧延伸至所述有源区域的另一侧。连接导体能够仅部分地或完全地延伸经过半导体本体。在半导体本体之内,连接导体与有源区域电绝缘并且在有源区域的至少一侧上优选与半导体本体电绝缘。在有源区域的另一侧上,连接导体能够间接地、例如经由连接层对的能导电的子区域或直接地与半导体本体能导电地连接,所述连接层对设置在半导体本体的该侧上。替选于此,连接导体能够与整个半导体本体,即尤其在有源区域的两侧上,电绝缘。在该情况下,所述连接导体优选延伸经过整个半导体本体并且在背离光学有源区域的一侧上与另一半导体本体能导电地连接。
根据至少一个实施方式,连接层之一的或连接层对的至少两个能导电的子区域中的第一子区域与半导体本体在有源区域的朝向连接层对的一侧上,尤其直接地,能导电地连接。优选地,至少两个子区域中的第二子区域与半导体本体经由连接导体在光学有源区域的背离连接层对的一侧上能导电地连接。
根据至少一个实施方式,连接导体在连接层对的朝向半导体本体的一侧上与第一连接层的能导电的子区域能导电地连接。所述子区域能够是如下子区域,所述子区域在光学有源区域的背离连接层对的一侧上与该半导体本体或另一半导体本体能导电地连接。优选地,所述能导电的子区域和连接导体之间的接触面的面积小于所述能导电的子区域的朝向半导体本体的表面的面积。换言之,连接导体与连接层的能导电的子区域相比能够面积更小地构成,所述能导电的子区域与所述连接导体连接。连接层的能导电的子区域,如上文所阐述的那样,的确是适宜地能透射辐射的。相反,连接导体能够由金属构成或至少具有金属特性。与之相应地,能够有利地保持小的连接导体的横向伸展,并且尽管如此由于能导电的子区域更大面积地构成,所以能够简化地借助于连接层对接触连接导体。连接导体和能导电的子区域之间的接触面的面积能够小于或等于0.25×A,优选小于或等于0.2×A,其中A是能导电的子区域的面积,所述子区域与连接导体在接触面中导电地连接。替选地或补充地,接触面的面积能够大于或等于0.05×A,优选大于或等于0.1×A。
根据至少一个实施方式,连接导体延伸经过连接层对并且与连接层对电绝缘。在该情况下,不必设有用于接触连接导体的分开的能导电的子区域。相应的连接层能够简化地构成为均匀组成的层,即不构成为在杂化层。如果层构成为杂化层,则连接导体能够延伸经过所述层的电绝缘的子区域进而与层的剩余部分电隔离。替选地,连接导体能够经由不属于相应的连接层的绝缘材料与半导体层和/或半导体本体电绝缘。
根据至少一个实施方式,根据第二连接层将第一连接层结构化。与之相应地,第一和第二连接层的能导电的子区域能够彼此邻接并且彼此连接。相应的内容适用于第一或第二连接层的电绝缘的子区域或凹口。
根据至少一个实施方式,连接层对具有一个或多个能导电的子区域,所述子区域在厚度方向上,延伸经过整个连接层对。优选地,连接层对也具有一个或多个电绝缘的子区域,所述子区域在厚度方向上延伸经过整个连接层对。相应的子区域能够通过第一和第二连接层的能导电的子区域或第一和第二连接层的电绝缘的子区域的组合形成。
根据至少一个实施方式,第一连接层的电绝缘的子区域与第二连接层的电绝缘的子区域,尤其直接地,连接。替选地或补充地,第一连接层的能导电的子区域与第二连接层的能导电的子区域连接。还替选地或补充地,连接层对的连接层之一的——第一或第二连接层的——电绝缘的子区域与连接层对的另一连接层的能导电的子区域连接。相应的连接能够是直接的。特别地,能够通过直接键合产生相应的连接。
根据至少一个实施方式,在连接区域中存在至少一个、任选多个或所有如下彼此邻接的材料对,其中在斜线左侧说明第一连接层的材料并且在斜线右侧说明第二连接层的材料:
导体/绝缘体,
绝缘体/导体,
绝缘体/绝缘体,和/或
导体/导体。
如果相应的层具有能导电的和/或绝缘的子区域,则上述内容自然相应地适用于该子区域。
根据至少一个实施方式,连接层对由下述层类型形成,其中斜线左侧说明第一连接层的类型并且斜线的右侧说明第二连接层类型:
-杂化层/杂化层
-杂化层/均匀层
-均匀层/杂化层
-均匀层/均匀层。
相应的均匀层能够构成为具有或没有用于形成分开的能导电的子区域的凹口。相应的均匀层能够由能导电的或电绝缘的材料构成。在两个均匀层的情况下,优选所述均匀层中至少一个均匀层是能导电的并且尤其是TCO层。
根据至少一个实施方式,器件具有仅一个或多个分开的连接区域。
根据至少一个实施方式,第一和/或第二连接层连续地或连通地构成。相应的层能够仅为了穿引连接导体而中断。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层是透射辐射的。在本公开的范围内,能够将“透射辐射”理解为:相应的层或具有所述层的连接层对,对于要由器件接收的或产生的辐射具有X或更高的透射度或具有大于或等于X的透射系数,其中X具有如下值之一:0.7、0.8、0.85、0.9、0.95。
根据至少一个实施方式,半导体本体是第一半导体本体并且器件具有一个或多个另外的半导体本体。例如,器件具有第二和第三半导体本体,其分别具有光学有源区域。器件也还能够具有另外的半导体本体。在相应的能够彼此上下重叠设置的相邻的半导体本体之间优选设置有各一个连接层对。连接层对能够如上文所描述那样构成。优选地,相应的连接层对借助于两个构成为杂化层的连接层形成。
第一和第二半导体本体能够经由连接层对能导电地彼此连接。对此,连接层对的能导电的子区域将两个半导体本体能导电地彼此连接,例如串联连接。替选地,整个连接层对能够在其延伸方向上能导电地构成,而不必设有分开的能导电的子区域。在该情况下,适宜地,在连接层对中设有留空部或凹口,连接导体能够延伸经过所述连接层对(也参见更下面)。在半导体本体之内延伸的连接导体的数量能够等于不同的半导体本体的数量或是更大。器件的半导体本体之内的连接导体的数量能够随相应的半导体本体距载体的间距增大而减少。因此,与在距载体较近的半导体本体中相比,在距载体较远的半导体本体中能够延伸有更少的连接导体。
根据至少一个实施方式,连接导体在第一半导体本体中延伸并且在所述半导体本体之内与其电绝缘。所述连接导体能够延伸经过整个第一半导体本体并且优选与另一半导体本体、例如第二半导体本体能导电地连接。
根据至少一个实施方式,连接导体和另一半导体本体之间的导电连接的子段通过设置在半导体本体之间的连接层对形成。子段适宜地是连接层对的能导电的子区域。能导电的子区域能够通过例如环绕的电绝缘的子区域与连接层对的一个或所有剩余的能导电的子区域电绝缘。
对此替选或补充地,连接导体也能够延伸穿过连接层对。在该情况下,连接导体适宜地与连接层对的能导电的子区域电绝缘。对此,例如连接层对中的留空部的内壁能够借助绝缘材料包覆,在连接层对中构成留空部之后才设置所述绝缘材料。
根据至少一个实施方式,在载体中集成一个或多个电子元件。相应的电子元件能够用于操控器件的一个或多个半导体本体。当多个半导体本体设有各一个光学有源区域时,将电子元件集成在载体中是尤其适宜的。
根据至少一个实施方式,载体具有一个或多个端子,例如端子金属化部。优选地,端子的数量大于或等于半导体本体的数量,例如大于或等于半导体本体的数量+1。
根据至少一个实施方式,两个半导体本体的光学有源区域构成用于产生不同颜色的光谱范围内的辐射。由此,通过器件能够使得产生混合色的光,例如白光变得容易。替选地,能够产生相同颜色的光,由此能够提高所产生的辐射功率。
根据至少一个实施方式,连接层对如上面描述的那样将该半导体本体或在多个半导体本体的情况下将距载体最近的半导体本体耦联到载体上。替选地,对于与载体的连接也能够使用分开的接合层,如粘贴层或焊料层,使得不一定必须借助于直接键合或晶圆键合进行到载体上的联接。
根据至少一个设计方案,外延生长有相应的半导体本体。特别地,半导体本体能够外延地在生长衬底上生长。载体适宜地与生长衬底不同。生长衬底能够从相应的半导体本体移除。
根据至少一个实施方式,第一连接层的和/或第二连接层的厚度小于或等于20nm,例如小于或等于15nm或小于或等于10nm。借助这种层能够已经简化地在沉积所述层时实现用于直接键合的粗糙度,而无需进行例如机械的再处理。
根据用于制造光电子器件的方法的至少一个实施方式,提供具有光学有源区域的半导体层序列。所提出的方法尤其适合于制造上文和下文中描述的器件,使得结合方法描述的特征也能够参照器件并且反之亦然。所提供的半导体层序列优选提供用于多个半导体本体的半导体材料。例如,所述半导体材料能够是半导体晶片。半导体层序列能够在生长衬底上提供,所述半导体层序列在所述生长衬底上外延生长,或者可以在中间载体上生长,所述中间载体已经与生长衬底不同。
将第一连接层施加到半导体层序列上,使得半导体层序列和第一连接层形成第一复合结构。
此外,提供复合结构元件。将第二连接层施加到所述复合结构元件上,使得复合结构元件和第二连接层形成第二复合结构。
随后,第一和第二复合结构经由第一和第二连接层借助直接键合,尤其机械地连接。
如上文已经描述的那样,优选选自第一连接层和第二连接层的至少一个层包含透射辐射的且能导电的氧化物。
根据至少一个实施方式,沉积第一连接层和/或第二连接层,使得其表面直接在沉积之后具有小于或等于1nm或小于或等于0.5nm(分别RMS)的粗糙度。如果设有杂化层,那么能够彼此分开地沉积能导电的材料和电绝缘材料,并且借助于相应的掩模和/或结构化步骤针对分开地沉积的材料设置成,使得在两种材料——导体和绝缘体——沉积之后构成表面,所述表面至少局部地,尤其在设置用于构成连接区域的子区域中,或整面地具有小于或等于1nm、优选小于或等于0.5nm的粗糙度。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层在施加之后和在将第一和第二复合结构连接之前被平坦化,使得其表面在平坦化之后具有小于或等于1nm、优选小于或等于0.5nm的粗糙度。与之相应地,在平坦化之前的粗糙度能够大于1nm或大于0.5nm和尤其大于对于直接键合所需的小的粗糙度。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层还在将第一和第二复合结构连接之前经受第一温度下的温度处理。第一温度能够位于200℃和900℃之间,包括端值。通过第一温度处理能够优化相应的连接层的、尤其含TCO的连接层的晶体特性。
根据至少一个实施方式,第一连接层和/或第二连接层优选在第一温度下的温度处理之后,通过例如借助于等离子体工艺进行活化处理,准备用于第一和第二复合结构的直接键合。
根据至少一个实施方式,第一连接层和第二连接层在直接键合之后经受第二温度下的温度处理。第二温度适宜地低于第一温度。通过该温度处理,能够增强键合连接。
根据至少一个实施方式,复合结构元件是具有光学有源区域的另一半导体层序列,或载体元件,即例如载体晶片,所述载体晶片例如具有用于多个器件的载体的材料。在载体(晶片)中已经能够限定用于电子元件的结构。
在该方法中制造的完成的复合结构能够具有载体晶片和多个半导体层序列,所述半导体层序列分别经由一个或多个连接层、例如开头描述的连接层对连接。随后,能够将复合结构分割成各个芯片。
根据至少一个实施方式,在将一个或多个半导体层序列与载体元件连接之后,构成仅部分地或完全地延伸经过半导体层序列的凹口。能够将绝缘材料引入到所述凹口中并且将连接导体材料设置到所述凹口中,使得构成仅部分地或完全地延伸经过半导体层序列的连接导体。在具有半导体层序列的复合结构与载体元件连接之前优选设置连接导体。凹口能够完全地伸展经过半导体层序列并且完全地或仅部分地伸展经过可能与其连接的另一半导体层序列以及完全地伸展经过设置在这些半导体层序列之间的连接层对。
因此,在该变型形式中,在经由连接层对连接半导体层序列之后设置连接导体。
根据至少一个实施方式,应彼此连接的半导体层序列具有已经设置在半导体层序列中并且具有至少局部地与半导体材料电绝缘的连接导体。所述连接导体能够与分别所属的连接层中的能导电的子区域能导电地连接,使得在构成具有第一半导体层序列和第二半导体层序列的复合结构之后将两个设置在所述半导体层序列中的连接导体经由设置在这些半导体层序列之间的连接层对的子区域能导电地彼此连接。与之相应地,连接层对也能够参与不同的半导体本体的能导电的联接。
在该变型形式中,已经在将第一和第二复合结构连接之前和优选也已经在施加第一连接层之前在半导体层序列中构成连接导体。
结合不同的实施方式所描述的特征显然能够彼此组合,只要其不相互矛盾。
在一个优选的设计方案中,提出一种光电子器件,其具有:半导体本体,所述半导体本体具有光学有源区域;所述光电子器件还具有载体和连接层对,所述连接层对具有第一连接层和第二连接层,其中:
-半导体本体设置在载体上,
-第一连接层设置在半导体本体和载体之间并且与半导体本体连接,
-第二连接层设置在第一连接层和载体之间,
-选自第一连接层和第二连接层中的至少一个层包含透射辐射的且能导电的氧化物,和
-第一连接层和第二连接层至少仅局部地在一个或多个连接区域中直接彼此连接,使得连接层对参与半导体本体到载体上的机械联接。
附图说明
从下面结合附图对实施例的描述中得到其他的优点、特征和有利的设计方案。
图1根据示意剖面图示出所提出的方法的一个实施例。
图2根据示意剖面图示出所提出的器件的一个实施例。
图3根据示意剖面图示出所提出的器件的一个实施例。
相同的、同类的或起相同作用的元件能够设有相同的附图标记。此外,为了更好地理解当前描述的主题,能够夸大地示出各个元件,使得视图不一定是符合比例的。
具体实施方式
图1根据示意剖面图示出用于制造光电子器件的所提出的方法的一个实施例。在所提出的方法中,第一复合结构100、优选晶片复合结构和第二复合结构200,优选晶片复合结构,机械稳定地彼此连接。复合结构100在该方法中与复合结构200通过直接键合(directbonding)机械稳定地连接。
第一复合结构100具有半导体层序列10。半导体层序列10具有设计用于产生辐射或接收辐射的有源区域12。有源区域12能够在第一半导体层14和第二半导体层16之间设置或形成。第一和第二半导体层优选具有不同的传导类型(n或p传导)。有源区域能够包括异质结构或单量子阱结构或多子阱结构。有源区域能够本征地、即未掺杂地构成。半导体层14和/或16能够针对相应的传导类型掺杂。优选地,有源区域12构成用于产生辐射,尤其优选产生可见光谱范围内的辐射。半导体层序列优选基于III-V族半导体材料,例如基于氮化物化合物半导体,如GaN、InGaN、AlGaInN或AlGaN。显而易见地,也考虑其他的材料。
半导体层序列10设置在衬底上。衬底20能够通过生长衬底形成或与生长衬底不同,在所述生长衬底上不外延地生长半导体层序列10。在后一种情况下,生长衬底能够被移除并且衬底20是中间载体。对于氮化物化合物半导体材料而言,例如适合将蓝宝石作为生长衬底。衬底20适宜地机械地稳定半导体层序列。
第一复合结构还包括第一连接层32。所述第一连接层设置在半导体层序列10的背离衬底20的一侧上。
第二复合结构200包括复合结构元件40。在复合结构元件40上设置第二连接层34。复合结构元件40例如能够具有另一半导体层序列,所述另一半导体层序列具有另一光学有源区域或载体元件,所述载体元件设计用于借助于该方法制造的器件的、例如半导体芯片的载体,所述载体优选没有光学活性。相应的半导体层序列优选提供半导体材料,所述半导体材料适合于构成用于多个要制造的半导体芯片的半导体本体。
第一连接层32和第二连接层34优选设置和构成用于经由直接键合、即没有单独的接合层来彼此连接。对此,这些层具有适合于借助直接键合连接的边界面。第一连接层具有第一边界面321。第二连接层34具有第二边界面341。相应的边界面优选背离所属的复合结构的剩余部分。第一边界面321和/或第二边界面341优选是平坦的。边界面321背离半导体层序列10并且边界面341背离复合结构元件40。第一复合结构和第二复合结构优选设置用于借助直接键合连接,使得第一边界面321朝向第二边界面341。
第一边界面321和第二边界面341构成为,使得其局部地、适宜地至少在设计用于借助直接键合连接的区域中,或整面地,具有如下粗糙度,所述粗糙度小于或等于1nm RMS(RMS:Root Mean Square均方根)。优选地,粗糙度小于或等于0.5nm RMS。这种粗糙度对于直接键合连接是尤其有利的。
在所示出的实施例中,相应的连接层32或34构成为杂化层。杂化层,尤其在背离复合结构的剩余部分的表面的俯视图中观察,优选具有一个或多个能导电的子区域(C)。所述能导电的子区域适宜地在层之内彼此电隔离。相应的连接层32、34尤其能够具有多个在俯视图中观察能导电的区段。区段彼此的电绝缘通过一个或多个电绝缘子区域(I)实现。绝缘的子区域由固相的、非气相的绝缘体形成。因此,相应的连接层沿着其横向的延伸方向在剖面图中观察具有变化的组分。特别地,能导电的区域C能够设置在两个绝缘区域I之间。电绝缘的且能导电的子区域在此能够具有相同的厚度和/或不同的厚度。如果这些子区域具有不同的厚度,那么厚度仍然优选选择成,使得相应的连接层32、34的设计用于直接键合连接的边界面321或341是平坦的或者至少满足上文列举的粗糙度条件。
连接层32和34优选相应地被结构化,使得设有用于彼此连接的能导电的和绝缘的区域。“相应结构化”能够表示:相应的连接层32或34的能导电的和/或电绝缘的子区域在相应的复合结构100或200中具有相应的位置、大小和/或形状。与之相应地,在直接的键合工艺中,能够将彼此相关联的能导电的区域C和彼此相关联的电绝缘的区域I直接彼此连接。但是,替选地或补充地,也能够将绝缘的区域与能导电的区域连接。例如在面积较小的区域中能够是这种情况,例如当层之一的绝缘的区域具有比另一层的绝缘的区域稍微更大的伸展,使得连接层之一的绝缘的区域与另一连接层的能导电的和绝缘的区域直接连接时是这种情况。无论如何有利的是:在连接之后,两个层的能导电的子区域C彼此连接,以便提供在借助层32和34形成的连接层对的朝向半导体层序列10的一侧和背离半导体层序列的一侧之间的、穿过连接层对的导电连接。
能导电的子区域C例如借助于透射辐射的且能导电的氧化物、尤其金属氧化物形成。例如,如下材料是适合的:ITO、AlZnO、ZnO、GaInO。相应的电绝缘的子区域I例如借助于电绝缘的材料,例如氧化物形成。例如如下材料是适合的:SiO2、Al2O3。绝缘的或能导电的区域的材料在此能够在不同的连接层中是相同的或不同的。在层之内,绝缘的和能导电的材料,尤其在不同的子区域之间,也能够变化。然而优选地,在一个层中绝缘的或能导电的子区域分别通过相同的材料形成。如果在不同的连接层中使用不同的TCO材料,那么所述连接层优选对于不同传导类型的半导体材料具有不同的接触特性。例如,第一连接层32的能导电的子区域能够包含ZnO并且第二连接层34的能导电的子区域能够包含ITO或反之亦然。这些材料的特征能够在于与p型传导或n型传导的半导体材料的不同的接触特性。替选地,不同层的能导电的子区域也能够包含相同的TCO材料或由其构成。
对于图1中示出的、将要直接连接的杂化层作为连接层的变型形式替选地,其中借助绝缘材料I进行电绝缘,也能够通过两个能导电的子区域之间的气体填充的或具有真空的间隙形成相应的连接层32或34的不同的、彼此电隔离的、能导电的子区域。在该情况下,不存在由绝缘材料构成的、在图1中示出的绝缘的子区域I。
此外,对于图1中示出的杂化层替选地,也能够将均匀层作为第一和/或第二连接层用于直接键合。例如,均匀的连接层32和34中的至少一个或者两个连接层包含TCO材料或由其构成。替选地,均匀层中的至少一个能够包含绝缘材料或由其构成。均匀层能够与结构化的层不同地被整面地施加。这种器件的相应的实施例在图3中示出。
为了制造相应的连接层32或34,能够将透明的且导能导电的氧化物、例如金属氧化物施加到半导体层序列10上。为了构成用于直接键合的均匀层,能够整面地施加层。如果期望结构化成一个或多个能导电的子区域,那么能导电的且透明的材料能够整面地沉积并且随后被结构化,否则也能够以已经结构化的方式施加。对于相应的结构化步骤能够使用相应的掩模。为了施加相应的透射辐射的且能导电的氧化物,例如适合的是溅射、蒸镀或ALD工艺(ALD:Atomic Layer Deposition原子层沉积)。也考虑其他的沉积工艺。用于相应的绝缘子区域的绝缘体或绝缘材料、同样优选氧化物能够以相应的方式沉积。为了沉积绝缘材料,替选地或补充地,也适用化学气相沉积。绝缘材料能够在能导电的材料之前或之后沉积。
连接层在具有相应材料——导体或绝缘体——的区域中的设计用于键合连接的表面的粗糙度能够直接地在材料沉积之后已经对应于用于直接键合的上面提出的粗糙度条件或要求,例如由于相应小的层厚度。替选地,在施加材料之后形成适合于键合的粗糙度。能够对于电绝缘的和能导电的材料依次分开地执行该工艺或对于电绝缘的和能导电的材料共同地执行该工艺。能够通过平坦化减小粗糙度,直至所述粗糙度满足所需要的条件。能够借助于抛光、例如化学机械抛光(简称:CMP)进行平坦化。如果相应的连接层或相应的材料已经以小于或等于1.0nm或甚至小于或等于0.5nm的粗糙度沉积,那么相应地沉积的材料层优选具有小于或等于20nm的厚度,例如小于或等于15nm或小于或等于10nm的厚度。借助这种小的厚度,能够简化地沉积具有所需要的小的粗糙度的层。如果粗糙度通过平坦化实现或相应的直接沉积是可行的,则相应的连接层显然能够是更厚的。
在构成相应的连接层之后,能够执行温度处理工艺,相应的连接层经受所述温度处理工艺。由此,能够优化相应的连接层的晶体特性,尤其TCO材料的晶体特性。温度处理工艺能够在大于或等于200℃和或小于或等于900℃的第一温度下,例如在气体气氛下,即例如在氧气气氛或氮气气氛下执行。在该温度处理工艺之后,相应的层的材料,尤其TCO材料和/或绝缘材料能够借助于等离子体工艺、例如等离子体预处理活化。对此适合的例如是反应离子体刻蚀(RIE:Reactive Ion Etching,反应离子刻蚀),ICP工艺(ICP:inductivelycoupled plasma,感应耦合等离子体)或借助于微波等离子体的工艺(microwave plasma),其例如分别借助氮气、氧气和/或Ar等离子体进行。随后,能够清洁相应的连接层的表面,例如借助于去离子水或作为标准清洁1(SC1)或定期清洁1(RC1)已知的清洁材料。以上文描述的方式能够对于键合工艺最优地准备相应的连接层32或34的表面。
随后,第一复合结构100和第二复合结构200相对彼此移动,使得边界面341和321彼此机械接触,并且由于机械接触,经由直接键合机械稳定地彼此连接。在机械地形成接触之后,能够执行用于强化键合连接的另外的温度处理。所述温度处理优选在小于第一温度的温度下执行,例如在小于200℃的温度下执行。此后,第一和第二复合结构机械稳定地连接。衬底20随后能够被移除,例如通过激光分离方法被移除。在具有被移除的衬底的一侧上,只要期望,就能够尤其通过直接键合将另一复合结构与之前形成的复合结构连接。
如上文已经阐述,连接层32和34能够彼此对应地构成或者是彼此不同的。例如,层34能够均匀地构成并且包含绝缘体,例如二氧化硅,并且层32能够构成为具有电绝缘的区域和能导电的区域的杂化层,所述电绝缘的区域例如由二氧化硅构成,所述能导电的区域例如由TCO材料构成。
如果复合结构元件40构成为载体元件,则所述承载元件能够具有纯承载功能或者例如具有集成的电子部件(参见更下文)。载体元件能够包含半导体材料、例如硅或由所述半导体材料构成。电子元件能够借助于CMOS工艺在载体元件中构成。电子元件能够在载体元件中通过掺杂区域限定,所述掺杂区域通过植入或扩散构成。
所提出的方法提供显著的优点。因此,由于使用TCO材料能够借助于连接层电接触制成的半导体器件的元件。如果需要将第一和第二复合结构彼此调整地定向,例如用于连接要连接的复合结构的专门的能导电的子区域或导电元件,则具有TCO材料的杂化层的使用降低了调整要求,因为由于在TCO材料中的小的吸收能够增大要连接的能导电的子区域进而简化地在键合期间实现两个能导电的子区域的能导电的连接。此外,在使用TCO材料时,尤其将其用于连接层的彼此电隔离的、能导电的子区域时,在连接区域中不存在吸收材料。如果代替TCO材料使用金属,则与TCO材料相比强烈地提高连接区域中的辐射吸收。
借助于所提出的方法,不同的半导体层序列10能够彼此机械稳定地连接和/或一种或多种已经彼此上下堆叠的半导体层序列能够与载体元件机械稳定地连接。下面,根据图2和3阐述可借助于所提出的方法制造的并且尤其已制造的器件、尤其半导体芯片。结合图2和3所阐述的特征显然也能够用于该方法并且反之亦然。
图2根据示意剖面图示出光电子器件的一个实施例,尤其半导体芯片的一个实施例。器件50具有多个半导体本体10a、10b和10c。因为所述半导体本体,例如能够通过分割,从根据图1的半导体层序列10中获得,所以将类似的附图标记用于半导体层序列的组成部分,如用于有源区域12和第一和第二半导体层14或16。半导体本体10a至10c彼此上下重叠地设置,其中在两个相邻的半导体本体之间分别设置有连接层对30b或30c。半导体本体10a至10c彼此上下重叠地设置在载体60上。与之相应地,所述半导体本体彼此上下重叠地在载体上堆叠。从图1中的复合结构元件40中能够通过分割来产生载体60,所述复合结构元件随后构成为载体元件。在距载体最近的半导体本体10a和载体60之间设置有连接层对30a。连接层对30a至30c分别包含第一连接层和第二连接层,因为所述第一连接层和第二连接层,例如能够通过分割,从根据图1的连接层32和34获得,所以所述第一连接层和第二连接层设有相应的附图标记。
不同的半导体本体的光学有源区域能够构成用于产生不同颜色的光,例如红色、绿色和蓝色光谱范围内的光。特别地,器件能够构成用于产生混合色的光,尤其白光。对此替选地,光学有源区域中的两个或三个光学有源区域构成用于产生相同颜色的辐射。借助器件产生的、相应光谱范围内的辐射功率能够因此提高。
相应的连接层对的连接层32和34能够借助于直接键合如上描述的那样机械稳定地彼此连接。相应的层对的连接层32和34在所示出的实例中构成为具有电绝缘的子区域I和能导电的子区域C的杂化层。
相应的半导体本体10a至10c的半导体层14和16设置成,使得相邻的半导体本体的第一半导体层14和第二半导体层16分别彼此相向。相应地,不同传导类型的半导体层彼此相向,使得半导体本体本身串联地彼此互联。经由连接层32和34的能导电的子区域C中的能导电的TCO材料进行导电连接。
相应的连接层对30a、30b和/或30c优选具有至少一个或刚好一个能导电的子区域80,所述子区域将相邻的半导体本体的不同传导类型的层14和16能导电地彼此连接。所述子区域80延伸经过整个相应的连接层对。
相应的连接层对30a、30b和/或30c具有至少一个或多个例如在剖面图中设置在连接层对的两个绝缘的子区域I之间的能导电的子区域82。在俯视图中观察,绝缘材料I能够环绕子区域82。在俯视图中观察,能导电的子区域82与下述子区域80相比能够面积更小地构成,该子区域将两个相邻的半导体本体导电地彼此连接。子区域82用于穿过相应的连接层对接触并且在层对之内与子区域80电隔离。因此避免了短路。层对的子区域80和82能够与相同的半导体本体在有源区域的不同侧上导电地连接。连接层对30a具有三个子区域82。连接层对30b具有两个子区域82。连接层对30c具有一个子区域82。因此,距载体较远的层对具有比距载体较近的层对更少的能导电的子区域82。
在相应的半导体本体10a、10b和10c中构成至少一个连接导体。器件50具有第一类型的连接导体72和第二类型的连接导体74。当为了借助于直接键合的连接而提供相应的半导体层序列时,在相应的半导体层序列中已经能够构成第一和/或第二类型72、74的连接导体。
每个半导体本体10a至10c具有至少一个第一类型的连接导体72。所述连接导体始于半导体本体的一侧,优选朝向载体60的一侧,以电绝缘的方式延伸经过半导体本体和经过光学有源区域12并且在光学有源区域的背离在半导体本体中的连接导体的进入侧的一侧上与半导体本体导电地连接。例如,相应的半导体本体72与相应的半导体本体10a至10c的半导体层14导电地连接。第一类型的连接导体72用于电接触该特殊的半导体本体。电绝缘能够通过电绝缘材料76形成,对在用于连接导体的相应的半导体本体中形成的凹口从内部铺设所述电绝缘材料,所述凹口优选不完全地延伸经过相应的半导体本体。第一类型的连接导体72仅部分地延伸经过半导体本体。替选地,第一类型的连接导体72能够延伸经过整个半导体本体(未示出)。在半导体本体的距载体较远的一侧上,第一类型的连接导体于是能够与所述半导体本体能导电地连接。在该情况下,相应的连接层对能够具有另外的与其他子区域电绝缘的、能导电的子区域,该子区域不像子区域82那样与半导体本体绝缘,而是与第一类型的连接导体72以及半导体本体导电地连接,所述连接导体延伸经过所述半导体本体。
一些半导体本体——在实施例中除了距载体最远的半导体本体10c以外的所有半导体本体——具有至少一个第二类型的连接导体74。相应的连接导体74优选延伸经过整个半导体本体并且,例如又借助于绝缘材料76,与所述半导体本体电绝缘。第二类型的连接导体74能够设计用于电接触如下半导体本体,该半导体本体与所述第二类型的连接导体延伸经过的半导体本体不同。经由在相应的半导体本体中的第一类型的连接导体72,实现从载体侧起电连接相应的半导体本体,其中第二类型的连接导体74提供一个半导体本体的端子电穿引,通过另外的距载体较近的半导体本体。如果光电子器件仅具有一个半导体本体,那么因此能够弃用第二类型的连接导体。在距载体最近的半导体本体10a中的第一和第二类型的连接导体的总数适宜地通过器件中的半导体本体的数量来确定,并且优选等于器件的半导体本体的数量。
相应的第二类型的连接导体74优选至少在半导体本体的一侧上也可以在两侧上与设置在半导体本体的相应的侧上的连接层对的能导电的子区域82导电地连接,其中所述连接导体延伸经过所述半导体本体。相应的第二类型的连接导体最后,优选在其远离载体的一侧上,例如经由一个或多个子区域82和/或另一第二类型的连接导体74,与第一类型的连接导体72能导电地连接。以该方式,也能够将距载体较远的半导体本体——如半导体本体10b或10c——在半导体本体堆叠的朝向载体60的一侧上电接触。在此,子区域82能够具有比相应的连接导体72和/或74更大面积的构成方案。相应的连接导体和所属的能导电的子区域之间的接触面的面积能够小于或等于0.25×A,优选小于或等于0.2×A,其中A是能导电的子区域的面积,所述能导电的子区域与连接导体在接触面中导电地连接。替选地或补充地,接触面的面积能够大于或等于0.05×A,优选大于或等于0.1×A。相应的连接导体72或74能够构成为是金属的。因为相应的能导电的子区域82包含TCO材料,所以更大面积的构成方案是简单可行的,而器件中的吸收损失不会显著地增大。换言之,能导电的子区域82在俯视图中具有比在相应的半导体本体中构成用于连接导体的凹口更大的面积并且尤其在横向上超出所述凹口,其中子区域82与所述连接导体导电地连接。在能导电的子区域82和半导体本体之间于是适宜地还设置绝缘材料,以便避免短路。
在所示出的实施例中,相应的半导体本体的背离载体的第一半导体层14分别经由一个或多个连接导体72和/或74电连接。相应的半导体本体的朝向载体的第二半导体层16优选经由相应的连接层对的能导电的子区域80电连接。相应的连接层对30b、30c的子区域80将半导体本体10a、10b和10c彼此串联。
载体60具有多个端子区域62、64、66和68,尤其端子金属化部。第一端子区域62,尤其经由子区域80,与不同的半导体本体的第二半导体层16导电地连接。载体60的第二端子区域64经由第一类型的连接导体和连接层对30a的能导电的子区域82与半导体本体10a的第一半导体层14导电地连接。因此,经由端子区域62和64能够操控半导体本体10a。载体60的第三端子区域66,尤其经由第一半导体本体10a中的第二类型的连接导体74、层对30b的能导电的子区域82和半导体本体10b中的第一类型的连接导体72,与半导体本体10b的第一半导体层14导电地连接。因此,经由端子区域62和66能够操控半导体本体10b。载体60的第四端子区域68——尤其经由半导体本体10a和10b中的第二类型的连接导体74和连接层对30b的位于其之间的能导电的子区域82以及半导体本体10c中的第一类型的连接导体72和连接层对30c的设置在连接导体72和74之间的能导电的子区域82——与半导体本体10c的半导体层14导电地连接。因此,经由端子区域62和68能够操控半导体本体10c。适宜地能够将半导体本体10a至10c分开地和/或彼此独立地操控。载体的各个端子区域的数量能够大于或等于半导体本体的数量,尤其大于或等于半导体本体加一的数量。
载体60能够具有一个或多个电子元件92、94、96和98,尤其用于控制相应的半导体本体10a至10c。为了该目的,相应的端子区域适宜地与所述端子区域相关联的电子元件导电地连接。电子元件92、94、96和98能够分别具有用于操控各个半导体本体的操控电子装置和/或操控逻辑装置。相应的电子元件能够包含一个或多个放大器和/或一个或多个晶体管。
替选于此,载体能够不承担电子功能。例如,所述载体仅提供用于接触器件的外部的电端子,例如通过将端子区域62至68侧向地引出或将端子区域穿过载体穿引到载体的背离半导体本体的一侧上(未明确地示出)。
此外,半导体本体堆叠与载体60的连接不一定必须通过直接键合形成。在此,例如也能够应用基于接合层的连接技术,例如焊料或粘接连接。
图3示出光电子器件50的另一实施例。光电子器件50的图3中示出的实施例基本上对应于结合图2所描述的实施例。其示出在器件的制造方法中在复合结构100与复合结构200机械稳定地连接且制成器件50之前短时间内的步骤。所述连接能够通过根据图1的方法的直接键合也可以通过单独的接合层来进行。与之相应地,在载体60和距载体最近的半导体本体30a之间(还)未设有连接层对。半导体本体10a至10c还如在图2中那样彼此上下重叠地设置并且通过设置在两个相邻的半导体本体之间的连接层对30a、30b导电地彼此连接。在图3中的视图中,还存在衬底20,所述衬底显然能够在与载体60连接之后被移除。与根据图2的实施例不同,相应的连接层对的连接层32和34是面状的、尤其整面的和/或连通的、均匀的层。相应的连接层32、34包含TCO材料或由其构成。连接层32和34又借助于直接键合彼此连接。经由连接层将相邻的半导体本体导电地彼此连接。半导体本体经由连接层彼此串联。
在距载体最近的半导体本体的朝向载体的一侧上设置有触点112至118。将触点分别与端子区域112至118之一相关联。相应的触点112至118与制成的器件中的分别相关联的端子区域62至68能导电地连接。相应的触点能够通过金属化部形成。
第一触点112能够与所有半导体本体经由通过连接层对30a和30b的串联连接导电地连接。适宜地,触点112接触半导体本体的第二半导体层16。相应的半导体本体的第一半导体层14经由连接导体78接触,所述连接导体分别延伸经过一个、多个或所有半导体本体。与相应的触点114至118连接有与所述触点相关联的连接导体78a、78b、78c。替选地,相应的连接导体的朝向载体的面能够形成触点。连接导体的数量优选对应于半导体本体的数量。连接导体中的一个、即78a与连接层对30a优选直接导电连接。相同内容在连接层对30b方面适用于连接导体78b。连接导体78a和78b在连接层对30b或30c中终止。连接导体78c又与距载体最远的半导体本体10c经由连接触点120导电地连接,所述连接触点能够在移除衬底20之后设置并且在附图中用虚线示出。与之相应地,第一半导体本体能够经由触点112、114接触,第二半导体本体能够经由触点114、116接触,并且第三半导体本体经由触点116、118接触。替选地或补充地,第三半导体本体能够经由触点118、112电接触,第二半导体本体能够经由触点116、112电接触,并且第一半导体本体能够经由触点114、112电接触。连接导体78a至78c分别以电绝缘的方式延伸经过半导体本体,为此又如在图2中那样设有绝缘材料76。由于连接导体在连接层对的区域中终止,由于含TCO的连接层的与半导体材料相比相对高的横向导电性,能够将连接层对也用于沿横向方向的电流分布。一个或多个连接导体以电绝缘的方式延伸经过连接层对,尤其连接导体78c和78b,使得所述连接导体与连接层对不导电地连接。连接导体78c甚至延伸经过两个连接层对并且与这两个连接层对电绝缘。在该实施例中,适宜地在半导体层序的彼此上下重叠设置和直接键合工艺之后才设置用于连接导体的凹口。凹口此外能够设有绝缘材料和用用于连接导体的材料填充。
本申请要求德国专利申请10 2016 104 280.3的优先权,其公开内容通过参引并入本文。
本发明不受限于根据所述实施例进行的描述。更确切地说,本发明包括每个新的特征以及特征的任意组合,这尤其包含本文中的特征的任意组合,即使所述特征或所述组合本身并未在本文或实施例中明确地说明时也是如此。
附图标记列表
10 半导体层序列
10a,10b,10c 半导体本体
12 有源区域
14 第一半导体层
16 第二半导体层
20 衬底
30a,30b,30c 连接层对
32 第一连接层
34 第二连接层
321 第一边界面
341 第二边界面
40 复合结构元件
50 光电子器件
60 载体
62,64,66,68 端子区域
72 第一类型的连接导体
74 第二类型的连接导体
76 绝缘材料
78a,78b,78c 连接导体
80,82 能导电的子区域
92,94,96,98 电子元件
100 第一复合结构
200 第二复合结构
112,114,116,118 触点
120 连接触点
I 绝缘的子区域
C 能导电的子区域

Claims (23)

1.一种光电子器件(50),其具有半导体本体(10a,10b,10c),所述半导体本体具有光学有源区域(12);所述光电子器件还具有载体(60)和连接层对(30a,30b,30c),所述连接层对具有第一连接层(32)和第二连接层(34),其中:
-所述半导体本体设置在所述载体上,
-所述第一连接层设置在所述半导体本体和所述载体之间并且与所述半导体本体连接,
-所述第二连接层设置在所述第一连接层和所述载体之间,
-选自所述第一连接层和所述第二连接层中的至少一个层包含透射辐射的且能导电的氧化物,
-所述第一连接层和所述第二连接层至少局部地在一个或多个连接区域中直接彼此连接,使得所述连接层对参与所述半导体本体到所述载体上的机械联接,并且
-所述第一连接层(32)和/或所述第二连接层(34)具有多个在相应的层之内彼此电绝缘的、能导电的子区域(80,82),其中所述子区域中的至少两个子区域与所述半导体本体(10a,10b,10c)在光学有源区域(12)的不同侧上能导电地连接。
2.根据权利要求1所述的光电子器件,下述层中的所有层都包含透射辐射的且能导电的氧化物:第一连接层(32)、第二连接层(34);和
下述层中的至少一个层或所有层都包含电绝缘的氧化物:第一连接层(32)、第二连接层(34)。
3.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述能导电的子区域(80,82)包含TCO材料或由其构成。
4.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述器件(50)具有连接导体(72,74,78),所述连接导体在所述半导体本体(10a,10b,10c)之内延伸,并且其中所述连接导体在所述半导体本体之内与所述有源区域电绝缘并且在所述有源区域的至少一侧上也与所述半导体本体电绝缘。
5.根据权利要求4所述的光电子器件,其中至少两个所述能导电的子区域中的第一子区域(80)与所述半导体本体(10a,10b,10c)在所述有源区域的朝向所述连接层对(30a,30b,30c)的一侧上能导电地连接,并且至少两个所述子区域中的第二子区域(82)在所述光学有源区域(12)的背离所述连接层对的一侧上经由所述连接导体(72,74,78)能导电地与所述半导体本体连接。
6.根据权利要求4所述的光电子器件,其中所述连接导体(72,74)在所述连接层对(30a,30b,30c)的朝向所述半导体本体(10a,10b,10c)的一侧上与所述第一连接层的能导电的子区域能导电地连接,并且其中所述能导电的子区域和所述连接导体之间的接触面的面积小于所述能导电的子区域的朝向所述半导体本体的表面的面积。
7.根据权利要求4所述的光电子器件,其中所述连接导体(78)延伸经过所述连接层对(30a,30b,30c),并且与所述连接层对电绝缘。
8.根据权利要求4所述的光电子器件,其中所述连接导体(72,74,78)延伸经过整个所述半导体本体(10a,10b,10c)。
9.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述第一连接层(32)和/或所述第二连接层(34)被结构化并且具有一个或多个气体填充的凹口,经由所述凹口将相应的所述连接层的至少两个所述能导电的子区域(80,82)彼此电绝缘。
10.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述第一连接层(32)和/或所述第二连接层(34)构成为杂化层,并且相应的杂化层具有一个或多个能导电的子区域(C)和一个或多个电绝缘的子区域(I)。
11.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述第一连接层(32)和/或所述第二连接层(34)在其延伸之上材料组分不改变。
12.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中在连接区域中存在至少一个、任选多个或所有下述彼此邻接的材料对,其中在斜线左侧说明所述第一连接层(32)的材料并且在斜线右侧说明所述第二连接层(34)的材料:
导体/绝缘体,
绝缘体/导体,
绝缘体/绝缘体,和/或
导体/导体。
13.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述第一连接层(32)的第一边界面(321)和所述第二连接层(341)的第二边界面(341)在相应的连接区域中彼此邻接,其中所述第一边界面和/或所述第二边界面至少在相应的所述连接区域中或更大面积地具有RMS粗糙度,所述RMS粗糙度小于或等于1nm。
14.根据权利要求13所述的光电子器件,其中所述第一边界面和/或所述第二边界面整面地具有小于或等于1nm的RMS粗糙度。
15.根据权利要求13所述的光电子器件,其中所述RMS粗糙度小于或等于0.5nm。
16.根据权利要求14所述的光电子器件,其中所述RMS粗糙度小于或等于0.5nm。
17.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中所述半导体本体(10a,10b,10c)是第一半导体本体,并且所述器件(50)具有第二半导体本体(10a,10b,10c),所述第二半导体本体具有光学有源区域(12),其中所述连接层对(30a,30b,30c)设置在所述第一和第二半导体本体之间,并且其中所述第一和第二半导体本体经由所述连接层对能导电地彼此连接。
18.根据权利要求17所述的光电子器件,其中连接导体(74)在所述第一半导体本体(10a,10b,10c)中并且在该半导体本体之内与其电绝缘地延伸经过整个所述第一半导体本体,并且与所述第二半导体本体能导电地连接,其中通过设置在所述半导体本体之间的连接层对(30b,30c)形成所述连接导体和所述第二半导体本体之间的能导电的连接的子段。
19.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中在所述载体(60)中集成有一个或多个电子元件(62,64,66,68),所述电子元件用于操控所述器件(50)的相应的所述半导体本体(10a,10b,10c)。
20.一种用于制造根据权利要求1的光电子器件的方法,所述方法具有下述步骤:
a)提供具有光学有源区域(12)的半导体层序列(10),其中所述半导体层序列提供用于构成半导体本体的半导体材料;
b)将第一连接层(32)施加到所述半导体层序列上,使得所述半导体层序列和所述第一连接层形成第一复合结构(100);
c)提供复合结构元件(40,60,10);
d)将第二连接层(34)施加到所述复合结构元件上,使得所述复合结构元件和所述第二连接层形成第二复合结构(200);
e)将所述第一复合结构和所述第二复合结构借助直接键合经由所述第一和第二连接层连接,其中选自所述第一连接层和所述第二连接层中的至少一个层包含透射辐射的且能导电的氧化物。
21.根据权利要求20所述的方法,
其中将所述第一连接层(32)和/或所述第二连接层(34)在施加之后和在步骤e)之前经受第一温度下的温度处理。
22.根据权利要求21所述的方法,
其中所述第一连接层(32)和/或所述第二连接层(34)在所述温度处理之后借助于等离子体工艺预处理,用于在步骤e)中的直接键合。
23.根据权利要求22所述的方法,
其中所述第一连接层(32)和所述第二连接层(34)在步骤e)中的直接键合之后经受第二温度下的温度处理,所述第二温度低于所述第一温度。
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