DE102012108883A1 - Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips - Google Patents

Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips Download PDF

Info

Publication number
DE102012108883A1
DE102012108883A1 DE102012108883.7A DE102012108883A DE102012108883A1 DE 102012108883 A1 DE102012108883 A1 DE 102012108883A1 DE 102012108883 A DE102012108883 A DE 102012108883A DE 102012108883 A1 DE102012108883 A1 DE 102012108883A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
semiconductor layer
contact
layer
semiconductor chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102012108883.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander F. Pfeuffer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102012108883.7A priority Critical patent/DE102012108883A1/de
Priority to US14/428,937 priority patent/US9425358B2/en
Priority to PCT/EP2013/068889 priority patent/WO2014044592A1/de
Priority to CN201380049234.9A priority patent/CN104662679B/zh
Publication of DE102012108883A1 publication Critical patent/DE102012108883A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip (1) mit einem Halbleiterkörper (2) und einem Träger (5), auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist, angegeben, wobei – der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtenfolge (200) mit einem zum Erzeugen oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20), einer ersten Halbleiterschicht (21) und einer zweiten Halbleiterschicht (22) aufweist; – der aktive Bereich zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist; – die erste Halbleiterschicht auf der dem Träger abgewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnet ist; – in dem Halbleiterkörper eine Grabenstruktur (25) ausgebildet ist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt; – zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper eine elektrische Kontaktstruktur (3) mit einer Mehrzahl von Kontaktstegen (31) ausgebildet ist; und – die Kontaktstege in der Grabenstruktur mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sind. Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Halbleiterchips angegeben.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip sowie ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips.
  • Bei strahlungsemittierenden Halbleiterchips können Kontaktfingerstrukturen für eine gleichmäßige Stromeinprägung vorgesehen sein. Solche auf der Strahlungsaustrittsfläche angeordneten metallischen Kontaktstrukturen behindern jedoch die Strahlungsauskopplung aus dem Bauelement.
  • Eine Aufgabe ist es, einen Halbleiterchip anzugeben, der sich durch eine homogene Stromeinprägung und gleichzeitig gute Strahlungsauskopplungseigenschaften auszeichnet. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein solcher Halbleiterchip zuverlässig hergestellt werden kann.
  • Ein optoelektronischer Halbleiterchip weist gemäß einer Ausführungsform einen Halbleiterkörper und einen Träger auf, auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist. Der Halbleiterkörper weist eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zum Erzeugen oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht auf. Der aktive Bereich ist zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Die erste Halbleiterschicht ist auf der dem Träger abgewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnet. In dem Halbleiterkörper ist eine Grabenstruktur ausgebildet, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt. Zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper ist eine elektrische Kontaktstruktur mit einer Mehrzahl von Kontaktstegen ausgebildet. Die Kontaktstege sind in der Grabenstruktur mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden.
  • Der Halbleiterkörper erstreckt sich in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge verlaufenden vertikalen Richtung vorzugsweise zwischen einer ersten, dem Träger abgewandten Hauptfläche und einer dem Träger zugewandten zweiten Hauptfläche. Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht sind bezüglich ihres Leitungstyps zweckmäßigerweise voneinander verschieden. Beispielsweise kann die erste Halbleiterschicht n-leitend und die zweite Halbleiterschicht p-leitend ausgeführt sein oder umgekehrt. Die erste Halbleiterschicht, die zweite Halbleiterschicht und/oder der aktive Bereich können mehrschichtig ausgebildet sein.
  • Mittels der in der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers ausgebildeten Grabenstruktur ist die erste Halbleiterschicht rückseitig kontaktierbar. Die Grabenstruktur endet in vertikaler Richtung in der ersten Halbleiterschicht. In Aufsicht auf den Halbleiterchip überdeckt der Halbleiterkörper, insbesondere die erste Halbleiterschicht, die Grabenstruktur und die Kontaktstege. Die als Strahlungsdurchtrittsfläche dienende erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers kann frei von einem externen Kontakt ausgebildet sein. Die Gefahr einer Abschattung durch eine Kontaktstruktur kann so vermieden werden.
  • Unter einer Grabenstruktur wird allgemein eine Struktur verstanden, die zumindest bereichsweise grabenförmig ausgebildet ist. Grabenförmig bedeutet, dass die Struktur zumindest bereichsweise eine größere Ausdehnung entlang einer Längsrichtung aufweist als in einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung. Vorzugsweise ist die Ausdehnung in Längsrichtung von zumindest einem Graben der Grabenstruktur zumindest stellenweise mindestens doppelt so groß, besonders bevorzugt mindestens zehnmal so groß wie die zugehörige Ausdehnung in Querrichtung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung grenzt an die zweite Hauptfläche eine Anschlussschicht an. Mittels der Anschlussschicht ist die zweite Halbleiterschicht elektrisch kontaktierbar. Vorzugsweise sind die Kontaktstruktur und die Anschlussschicht in Aufsicht auf den Halbleiterchip überlappungsfrei zueinander angeordnet. Das heißt, an keiner Stelle des Halbleiterchips ist sowohl die Anschlussschicht als auch die Kontaktstruktur vorhanden. Mit anderen Worten ist die zweite Hauptfläche unterteilt in Bereiche für die Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht und in Bereiche für die Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht.
  • Die Kontaktstruktur ist zweckmäßigerweise zusammenhängend ausgebildet. Eine externe Kontaktierung über die Kontaktstruktur wird so vereinfacht. Weiterhin bevorzugt ist auch die Anschlussschicht zusammenhängend ausgebildet. Alternativ kann die Anschlussschicht insbesondere mittels der Grabenstruktur in voneinander beabstandete Bereiche geteilt sein, die über eine weitere Schicht elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
  • Die Kontaktstege enthalten vorzugsweise ein Material, das für die im aktiven Bereich im Betrieb erzeugte oder zu detektierende Strahlung eine hohe Reflektivität aufweist. Im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich zeichnen sich beispielsweise Silber, Rhodium und Iridium durch eine hohe Reflektivität aus. Alternativ oder ergänzend kann aber auch ein anderes Material Anwendung finden, beispielsweise Aluminium, Palladium, Nickel oder Chrom, oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Metalle. Im infraroten Spektralbereich zeichnet sich beispielsweise Gold durch eine hohe Reflektivität aus.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Kontaktstruktur einen Kontaktbereich auf, der mit den Kontaktstegen elektrisch leitend verbunden ist. Der Kontaktbereich ist in lateraler Richtung neben dem Halbleiterkörper angeordnet. Mit anderen Worten ist der Kontaktbereich nicht von dem Halbleiterkörper überdeckt. Eine Querausdehnung der Kontaktstege nimmt vorzugsweise zumindest bereichsweise mit zunehmendem Abstand von der Kontaktfläche ab. Vorzugsweise ist eine Querschnittsfläche der Kontaktstege an die an der jeweiligen Stelle auftretende Stromdichte angepasst. Typischerweise ist die Stromdichte nahe dem Kontaktbereich am höchsten und nimmt mit zunehmendem Abstand von dem Kontaktbereich ab. Auf dem Kontaktbereich kann eine Kontaktfläche zur externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips, beispielsweise mittels einer Drahtbondverbindung, ausgebildet sein.
  • Für die Ausgestaltung der Kontaktstruktur können verschiedene Geometrien zweckmäßig sein. Bei einer Positionierung des Kontaktbereichs in einem Eckbereich des Halbleiterchips können die Kontaktstege beispielsweise strahlenförmig angeordnet sein, wobei zueinander benachbarte Kontaktstege jeweils einen spitzen Winkel, etwa einen Winkel zwischen einschließlich 10° und einschließlich 50°, miteinander einschließen.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsvariante ist einer der Kontaktstege ein Hauptsteg, von dem weitere Kontaktstege abzweigen. Der Hauptsteg kann in Aufsicht auf den Halbleiterchip insbesondere entlang einer Diagonalen des Halbleiterchips verlaufen. Vorzugsweise zweigen in Aufsicht auf den Halbleiterchip auf beiden Seiten des Hauptstegs jeweils weitere Kontaktstege ab.
  • Die weiteren Kontaktstege können zumindest bereichsweise oder entlang ihrer gesamten Länge schräg zu dem Hauptsteg verlaufen. Beispielsweise können weitere Kontaktstege in einem Winkel zwischen einschließlich 10° und einschließlich 60°, beispielsweise 45°, zum Hauptsteg angeordnet sein. Weiterhin können zumindest zwei der weiteren Kontaktstege oder auch alle weiteren Kontaktstege parallel zueinander verlaufen. Die weiteren Kontaktstege können gerade, also frei von einer Biegung oder einem Knick verlaufen. Alternativ können die weiteren Kontaktstege auch Teilbereiche aufweisen, die in unterschiedlichen Winkeln zum Hauptsteg verlaufen. Beispielsweise können zwei gerade Teilbereiche über einen Knick oder einen gekrümmten Bereich miteinander verbunden sein.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung grenzt die zweite Halbleiterschicht unmittelbar an die Kontaktstruktur an. In der zweiten Halbleiterschicht ist vorzugsweise ein Bereich ausgebildet, der verglichen zur restlichen zweiten Halbleiterschicht eine verringerte Leitfähigkeit aufweist.
  • Mittels dieses Bereichs kann ein elektrischer Kurzschluss zwischen der Anschlussschicht und der Kontaktstruktur vermieden werden. Mit anderen Worten trennt der Bereich denjenigen Teil der zweiten Halbleiterschicht, der mit der Anschlussschicht verbunden ist, von dem Bereich der Halbleiterschicht, der an die Kontaktstruktur angrenzt, insbesondere im Bereich der Grabenstruktur.
  • Alternativ oder zusätzlich kann zwischen der zweiten Halbleiterschicht und der Kontaktstruktur eine Isolationsschicht angeordnet sein, die die Kontaktstruktur von der zweiten Halbleiterschicht elektrisch isoliert. Auf einen Bereich verringerter Leitfähigkeit der zweiten Halbleiterschicht kann in diesem Fall verzichtet werden.
  • In lateraler Richtung, also in einer entlang der Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge verlaufenden Richtung, ist der Halbleiterkörper vorzugsweise durch eine Seitenfläche begrenzt. Die Seitenfläche kann senkrecht oder schräg zur lateralen Richtung ausgebildet sein.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein an die Seitenfläche angrenzender Randbereich des Halbleiterkörpers elektrisch deaktiviert. Das heißt, das Material des Halbleiterkörpers ist in diesem Bereich derart behandelt, dass es nur eine vergleichsweise geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Vorzugsweise ist das gesamte an die Seitenfläche angrenzende Material des Halbleiterkörpers zumindest auf Höhe des aktiven Bereichs elektrisch deaktiviert. Die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses kann so vermieden werden. Auf eine die Seitenfläche bedeckende Passivierungsschicht kann in diesem Fall verzichtet werden.
  • Alternativ oder ergänzend zur elektrischen Deaktivierung des an die Seitenfläche angrenzenden Materials kann aber auch eine solche Passivierungsschicht vorgesehen sein.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips wird gemäß einer Ausführungsform eine Halbleiterschichtenfolge mit einer ersten Halbleiterschicht, einem aktiven Bereich und einer zweiten Halbleiterschicht bereitgestellt. Die Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise auf einem Aufwachssubstrat für die epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge oder auf einem Hilfsträger bereitgestellt werden. Eine Grabenstruktur wird ausgebildet, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt. Eine Kontaktstruktur mit einer Mehrzahl von Kontaktstegen wird ausgebildet, wobei die Kontaktstege in der Grabenstruktur mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sind. Die Halbleiterschichtenfolge wird an einem Träger befestigt. Der Träger mit der am Träger befestigten Halbleiterschichtenfolge wird in die Mehrzahl von Halbleiterchips vereinzelt.
  • Die Kontaktstruktur kann also ausgebildet werden, bevor die Halbleiterschichtenfolge an dem Träger befestigt wird. Der Träger ist von dem Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge verschieden und kann daher unabhängig von seiner Eignung als epitaktisches Aufwachssubstrat im Hinblick auf andere Kriterien ausgewählt werden, beispielsweise im Hinblick auf eine hohe elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Halbleiterschichtenfolge vor dem Vereinzeln in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern strukturiert. Die Strukturierung in Halbleiterkörper erfolgt vorzugsweise, nachdem die Halbleiterschichtenfolge bereits an dem Träger befestigt ist. Davon abweichend kann die Strukturierung aber auch vor der Befestigung an dem Träger erfolgen.
  • Die Seitenflächen der Halbleiterkörper können zumindest bereichsweise elektrisch deaktiviert werden. Die Deaktivierung kann beispielsweise mittels Ionenimplantation, eines Sputterverfahrens oder mittels einer Plasmabehandlung, etwa einer Behandlung mit einem Wasserstoffplasma erfolgen. Durch ein Sputterverfahren kann eine Kristallschädigung erzielt werden, die eine elektrische Deaktivierung des Halbleitermaterials bewirkt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird unmittelbar auf die zweite Halbleiterschicht bereichsweise eine Anschlussschicht aufgebracht. Zur elektrischen Isolation der Anschlussschicht von der Kontaktstruktur kann in der zweiten Halbleiterschicht ein Bereich verringerter Leitfähigkeit ausgebildet werden. Die Ausbildung dieses Bereichs kann mittels Ionenimplantation oder mittels einer Plasmabehandlung erfolgen.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung werden die Kontaktstruktur und die Anschlussschicht als Masken beim Ausbilden des Bereichs verringerter Leitfähigkeit verwendet. Das Ausbilden des Bereichs erfolgt also in selbstjustierter Weise. Von der Kontaktstruktur und der Anschlussschicht bedeckte Bereiche sind also während des Ausbildens des Bereichs verringerter Leitfähigkeit durch die Kontaktstruktur und die Anschlussschicht geschützt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird auf der Kontaktstruktur eine Kontaktfläche zur externen elektrischen Kontaktierung galvanisch abgeschieden. Insbesondere kann ein stromloses galvanisches Verfahren Anwendung finden. Die galvanische Abscheidung kann selbstjustierend erfolgen, so dass für das Ausbilden der Kontaktfläche keine zusätzliche Photolithographieebene erforderlich ist.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren können auf einfache und zuverlässige Weise Halbleiterchips hergestellt werden, bei denen auf der Strahlungsdurchtrittsfläche keine Abschattung erfolgt und bei denen gleichzeitig Ladungsträger in lateraler Richtung homogen in den aktiven Bereich injiziert oder im Fall eines Strahlungsempfängers effizient aus dem aktiven Bereich abtransportiert werden können. Insbesondere zeichnet sich das Verfahren durch eine geringe Anzahl von Photolithographieebenen aus, wodurch der Herstellungsaufwand und damit die Herstellungskosten reduziert werden. Beispielsweise können bereits drei Photolithographieebenen ausreichend sein.
  • Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines weiter oben beschriebenen Halbleiterchips besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterchip ausgeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
  • Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
  • Es zeigen:
  • Die 1A und 1B ein Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterchip in schematischer Aufsicht in 1A und zugehöriger Schnittansicht entlang der Linie AA‘ in 1B;
  • die 2 und 3 jeweils weitere Ausführungsbeispiele für einen Halbleiterchip in schematischer Aufsicht; und
  • die 4A bis 4D ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterchips anhand von jeweils schematisch in Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten.
  • Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterchip 1 ist in schematischer Aufsicht in 1A und zugehöriger Schnittansicht entlang der Linie AA‘ in 1B gezeigt. Der Halbleiterchip 1 weist einen Halbleiterkörper 2 auf, der an einem Träger 5 befestigt ist, beispielsweise mittels einer Verbindungsschicht 6, etwa einer Klebeschicht oder einer Lotschicht.
  • Der Halbleiterkörper 2 weist eine Halbleiterschichtenfolge 200 auf, die den Halbleiterkörper bildet. Der Halbleiterkörper erstreckt sich in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge verlaufenden vertikalen Richtung zwischen einer dem Träger 5 abgewandten ersten Hauptfläche 201 und einer dem Träger zugewandten zweiten Hauptfläche 202.
  • Die Halbleiterschichtenfolge 200 weist einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20 auf. Der aktive Bereich ist zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht 22 eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps angeordnet. Beispielsweise kann die erste Halbleiterschicht 21 n-leitend und die zweite Halbleiterschicht p-leitend ausgebildet sein oder umgekehrt.
  • Der Halbleiterkörper 2, insbesondere der aktive Bereich 20, weist vorzugsweise ein III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial auf.
  • III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (Alx Iny Ga1-x-y N) über den sichtbaren (Alx Iny Ga1-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Alx Iny Ga1-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Ga1-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, insbesondere mit x ≠ 1, y ≠ 1, x ≠ 0 und/oder y ≠ 0. Mit III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.
  • Von der zweiten Hauptfläche 202 her ist in dem Halbleiterkörper 2 eine Grabenstruktur 25 ausgebildet. In vertikaler Richtung erstreckt sich die Grabenstruktur vollständig durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21. Die Grabenstruktur 25 endet in der ersten Halbleiterschicht 21, so dass die erste Halbleiterschicht die Grabenstruktur in Aufsicht auf den Halbleiterchip 1 vollständig überdeckt. Die Grabenstruktur endet vorzugsweise in einer Stromaufweitungsschicht und/oder einer Kontaktschicht innerhalb der epitaktischen Struktur der ersten Halbleiterschicht 21.
  • Weiterhin weist der Halbleiterchip 1 eine Kontaktstruktur 3 auf. Die Kontaktstruktur umfasst einen Kontaktbereich 32 und eine Mehrzahl von Kontaktstegen 31. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kontaktbereich 32 in einer Ecke des Halbleiterchips angeordnet. Von dem Kontaktbereich ausgehend verlaufen die Kontaktstege 31 strahlenförmig von dem Kontaktbereich weg. Zueinander benachbarte Kontaktstege schließen jeweils miteinander einen spitzen Winkel ein. Je größer die Anzahl der Kontaktstege ist, desto kleiner ist zweckmäßigerweise der Winkel zwischen benachbarten Kontaktstegen. Der Winkel kann beispielsweise zwischen einschließlich 10° und einschließlich 50° betragen.
  • Auf dem Kontaktbereich 32 der Kontaktstruktur 3 ist eine Kontaktfläche 35 ausgebildet. Die Kontaktfläche 35 ist zur externen elektrischen Kontaktierung, beispielsweise mittels einer Drahtbondverbindung vorgesehen. Die Kontaktfläche 35 und der Halbleiterkörper 2 sind in lateraler Richtung nebeneinander angeordnet. Die Kontaktfläche überdeckt den Halbleiterkörper 2 also nicht. Anstelle der zusätzlich vorgesehenen Schicht zur Bildung der Kontaktfläche 35 kann aber auch der Kontaktbereich 32 selbst eine solche Kontaktfläche bilden.
  • Von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichend kann der Kontaktbereich auch an einer anderen Stelle des Halbleiterchips angeordnet sein, beispielsweise in der Mitte des Halbleiterchips. In diesem Fall können die Kontaktstege beispielsweise sternförmig von dem Kontaktbereich ausgehend verlaufen.
  • Ein Querschnitt der Kontaktstege 31 nimmt in Aufsicht auf den Halbleiterchip mit zunehmendem Abstand von den Kontaktbereichen 32 ab. Nahe dem Kontaktbereich 32 weisen die Kontaktstege somit einen geringen elektrischen Widerstand auf. In weiter vom Kontaktbereich 32 entfernten Bereichen der Kontaktstruktur 3 ist die Querausdehnung dagegen reduziert, um so den für die Ausbildung der Grabenstruktur 25 erforderlichen Abtrag des Strahlung erzeugenden aktiven Bereichs 20 zu minimieren.
  • Auf der zweiten Hauptfläche 202 ist eine Anschlussschicht 4 angeordnet, die bereichsweise unmittelbar an die zweite Halbleiterschicht 22 angrenzt. Diese Anschlussschicht ist zur Injektion von Ladungsträgern in die zweite Halbleiterschicht vorgesehen. Die Kontaktstege 31 und die Grabenstruktur 25 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Anschlussschicht 4 zusammenhängend ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Anschlussschicht als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich erzeugte oder im Falle eines Empfängers für die im aktiven Bereich zu empfangende Strahlung ausgebildet.
  • Die Kontaktstruktur 3 und die Anschlussschicht 4 sind zur Injektion von Ladungsträgern von unterschiedlichen Seiten des Halbleiterkörpers 2 in den aktiven Bereich 20 vorgesehen. Zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses innerhalb des Halbleiterchips 1 besteht zwischen der Anschlussschicht 4 und der Kontaktstruktur 3 an keiner Stelle ein direkter elektrischer Kontakt.
  • In Aufsicht auf den Halbleiterchip 1 verlaufen die Anschlussschicht 4 und die Kontaktstege 31 überlappungsfrei. An jeder Stelle der zweiten Hauptfläche 202 ist also nur eine der beiden Schichten oder keine der Schichten angeordnet.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktstruktur 3 mittels einer ersten Kontaktschicht 36 und einer zweiten Kontaktschicht 37 gebildet. Die erste Kontaktschicht grenzt unmittelbar an die erste Halbleiterschicht 21 an.
  • Die erste Kontaktschicht 36 und die zweite Kontaktschicht 37 können selbst jeweils mehrschichtig ausgebildet sein. Die erste Kontaktschicht 36 enthält vorzugsweise ein Material mit einer für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung hohen Reflektivität, vorzugsweise mit einer Reflektivität von mindestens 60 %. Beispielsweise zeichnen sich Silber, Rhodium oder Iridium in sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich durch eine hohe Reflektivität aus. Silber eignet sich insbesondere auch aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit. Für Strahlung im roten oder infraroten Spektralbereich eignet sich beispielsweise Gold.
  • Die erste Kontaktschicht 36 kann weiterhin einen Haftvermittler aufweisen, beispielsweise Titan.
  • Die zweite Kontaktschicht 37 dient vorzugsweise der Stromaufweitung und kann zusätzlich eine Diffusionsbarriere oder mehrere Diffusionsbarrieren und/oder eine Haftvermittlerschicht oder mehrere Haftvermittlerschichten aufweisen. Die zweite Kontaktschicht oder eine Teilschicht davon enthält bevorzugt eines der Materialien gewählt aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Platin, Titan oder Chrom oder eine metallische Legierung mit zumindest einem der genannten Metalle.
  • Aluminium, Kupfer, Gold und Silber weisen eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf und eignen sich daher als Material für eine gute Stromaufweitung. Als Diffusionsbarriere eignet sich beispielsweise Platin. Als Haftvermittler kann beispielsweise Titan, Chrom oder Aluminium Anwendung finden. Diese Materialien zeichnen sich insbesondere durch eine gute Haftung an dielektrischem Material aus.
  • Für einen hinreichend geringen Serienwiderstand weisen die Kontaktstege in vertikaler Richtung vorzugsweise eine Dicke von mindestens 2 µm, besonders bevorzugt eine Dicke von mindestens 5 µm auf. Die Dicke der Kontaktstege ist vorzugsweise über die gesamte Länge konstant.
  • Je größer die Ausdehnung der Kontaktstege in vertikaler Richtung ist, desto kleiner kann die Querausdehnung der Kontaktstege in lateraler Richtung bei gleichem Widerstand sein.
  • Auf der dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Seite der Anschlussschicht 4 ist eine weitere Anschlussschicht 41 ausgebildet. Die weitere Anschlussschicht überlappt mit der Anschlussschicht 4 und mit der Kontaktstruktur 3. Vorzugsweise ist die weitere Anschlussschicht 41 vollflächig ausgebildet. Weiterhin bevorzugt umläuft die weitere Anschlussschicht 41 die Anschlussschicht 4 entlang deren gesamten Umfang. Auf diese Weise ist die Anschlussschicht mittels der weiteren Anschlussschicht verkapselt. Die Anschlussschicht kann so besonders effizient vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit geschützt werden. Weiterhin kann die weitere Anschlussschicht dafür vorgesehen sein, eine Migration von Material der Anschlussschicht 4 zu verhindern. Beispielsweise kann die zweite Anschlussschicht 41 Rhodium enthalten oder aus Rhodium bestehen. Rhodium zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Reflektivität aus.
  • Die zweite Halbleiterschicht 22 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über die Anschlussschicht 4, die weitere Anschlussschicht 41 und die Verbindungsschicht 6 durch den Träger 5 hindurch mittels einer auf der dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Rückseite des Trägers 5 angeordneten weiteren Kontaktfläche 42 elektrisch kontaktierbar.
  • Zwischen der weiteren Anschlussschicht 41 und der Kontaktstruktur 3 ist eine Isolationsschicht 7 angeordnet. Die Isolationsschicht dient der Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der Anschlussschicht 4 und der Kontaktstruktur 3.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in der zweiten Halbleiterschicht 22 Bereiche 23 ausgebildet, die eine verglichen mit der restlichen zweiten Halbleiterschicht verringerte elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Diese Bereiche verringerter elektrischer Leitfähigkeit dienen der Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der Anschlussschicht 4 und der Kontaktstruktur 3 über die zweite Halbleiterschicht 22.
  • In Aufsicht auf den Halbleiterchip 1 überlappen die Bereiche verringerter Leitfähigkeit 23 bereichsweise mit den Bereichen der zweiten Hauptfläche, die frei von der Anschlussschicht 4 sind.
  • Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend kann die elektrische Isolation der Kontaktstruktur 3 von der zweiten Halbleiterschicht 22 auch mittels einer Isolationsschicht gebildet sein, die die Seitenflächen der Grabenstruktur 25 zumindest im Bereich der p-leitenden Halbleiterschicht 22 bedeckt. Auf die Bereiche verringerter Leitfähigkeit 23 der p-leitenden Schicht 22 kann in diesem Fall verzichtet werden.
  • In lateraler Richtung ist der Halbleiterkörper 2 durch Seitenflächen 28 begrenzt. In einem an die Seitenflächen 28 angrenzenden Randbereich 280 ist das Halbleitermaterial deaktiviert. Eine solche Deaktivierung kann beispielsweise durch eine Plasmabehandlung oder durch Ionenimplantation erzielt werden.
  • Für die Herstellung der deaktivierten Randbereiche 280 ist keine Photolithographieebene erforderlich. Der Aufwand bei der Herstellung kann so weitergehend reduziert werden. Mittels des deaktivierten Randbereichs kann ein Kurzschluss an den Seitenflächen effizient vermieden werden. Auf eine Passivierungsschicht kann verzichtet werden. Alternativ oder ergänzend zu dem deaktivierten Bereich kann eine solche Passivierungsschicht jedoch vorgesehen sein.
  • Zur Erhöhung der Auskoppeleffizienz weist die erste Hauptfläche 201 eine Strukturierung 29 auf, beispielsweise eine Aufrauung oder eine regelmäßige Strukturierung.
  • Der in den 1A und 1B dargestellte Halbleiterchip 1 ist lediglich exemplarisch als ein strahlungsemittierender Halbleiterchip, beispielsweise eine Lumineszenzdiode, etwa eine Leuchtdiode ausgebildet. Davon abweichend kann der aktive Bereich 20 auch als Strahlungsempfänger vorgesehen sein, beispielsweise als ein Strahlungsdetektor oder als eine Solarzelle. In diesem Fall dienen die Kontaktstege 31 der effizienten Abfuhr von im aktiven Bereich 20 erzeugten Ladungsträgern.
  • Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterchip entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den 1A und 1B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Die Figur zeigt schematisch den Verlauf der von dem Halbleiterkörper 2 in Aufsicht auf den Halbleiterchip 1 überdeckten Kontaktstruktur. Die Grabenstruktur, in der die Kontaktstege 31 angeordnet sind, ist zur vereinfachten Darstellung nicht abgebildet.
  • Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktstruktur 3 einen Hauptsteg 31a auf. Der Hauptsteg verläuft entlang einer Diagonalen des Halbleiterchips. Von dem Hauptsteg ausgehend erstrecken sich auf beiden Seiten des Hauptstegs jeweils weitere Kontaktstege 31b. Die weiteren Kontaktstege auf derselben Seite des Hauptstegs verlaufen jeweils parallel zueinander. Mit der beschriebenen Kontaktstruktur kann auf einfache und zuverlässige Weise eine in lateraler Richtung gleichmäßige Ladungsträgerinjektion in den aktiven Bereich erzielt werden.
  • Das in 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 2 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weisen einige der weiteren Kontaktstege 31b, die vom Hauptsteg 31a abzweigen, teilweise einen Teilbereich 310 und einen weiteren Teilbereich 311 auf, wobei der Teilbereich und der weitere Teilbereich in unterschiedlichen Winkeln zum Hauptsteg 31a verlaufen. Die Struktur der Stege ähnelt dem Adersystem eines Blattes.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die jeweils an den Hauptsteg angrenzenden Teilbereiche 310 senkrecht zum Hauptsteg 31a. Die weiteren Teilbereiche verlaufen jeweils in einem Winkel von 45° zu dem Hauptsteg 31a. Zwischen dem Teilbereich 310 und dem weiteren Teilbereich 311 ist als Übergang ein Knick 312 ausgebildet. Davon abweichend kann anstelle eines Knicks auch eine Biegung Anwendung finden. Selbstverständlich können auch die Kontaktstege insgesamt eine bereichsweise gekrümmte oder entlang der gesamten Länge des Kontaktstegs eine gekrümmte Form aufweisen.
  • Mittels der in 3 dargestellten Ausgestaltung der Kontaktstege kann die Gesamtlänge der Kontaktstege bei gleich hoher Homogenität der Ladungsträgerinjektion in den aktiven Bereich verringert werden.
  • Selbstverständlich können auch bei dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen die Kontaktstege mit zunehmendem Abstand zum Kontaktbereich eine verringerte Querausdehnung aufweisen. Beispielsweise kann die Leitungsbreite an Knotenpunkten zwischen Kontaktstegen in Abhängigkeit von der Anzahl der Kontaktstege gewählt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiterchips ist in den 4A bis 4D anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten gezeigt, wobei mit dem Verfahren exemplarisch ein Halbleiterchip hergestellt wird, der wie in Zusammenhang mit den 1A und 1B beschrieben ausgeführt ist.
  • Wie in 4A dargestellt, wird eine Halbleiterschichtenfolge 200 mit einer ersten Halbleiterschicht 21, einem aktiven Bereich 20 und einer zweiten Halbleiterschicht 22 auf einem Substrat 27 bereitgestellt. Das Substrat kann beispielsweise das Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge sein. Auf der dem Substrat abgewandten zweiten Hauptfläche 202 wird eine Grabenstruktur 25 ausgebildet, die sich durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch erstreckt. Das Ausbilden der Grabenstruktur kann beispielsweise mittels eines nasschemischen oder trockenchemischen Ätzverfahrens erfolgen.
  • Nachfolgend werden, wie in 4B dargestellt, auf der zweiten Hauptfläche 202 die Kontaktstruktur 3 und die Anschlussschicht 4 aufgebracht. Die Kontaktstruktur 3 und die Anschlussschicht 4 sind überlappungsfrei auf der zweiten Hauptfläche 202 ausgebildet und können daher auch in einem gemeinsamen Schritt abgeschieden werden. Alternativ können die Kontaktstruktur 3 und die Anschlussschicht 4 auch nacheinander ausgebildet werden. Die Materialien für die Kontaktstruktur und für die Anschlussschicht können so unabhängig voneinander gewählt werden.
  • Zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses der Anschlussschicht 4 mit der Kontaktstruktur 3 über die zweite Halbleiterschicht 22 wird in der zweiten Halbleiterschicht 22 ein Bereich 23 mit verringerter Leitfähigkeit ausgebildet. Für das Ausbilden dieser Bereiche können auf der zweiten Hauptfläche 202 aufgebrachte Schichten, insbesondere die Kontaktstruktur 3 und die Anschlussschicht 4 als Maske dienen. Ein solcher Prozess ist selbstjustierend und erfordert keine zusätzliche Photolithographieebene oder Maske. Das Ausbilden der Bereiche kann beispielsweise mittels eines Plasmaverfahrens, etwa mittels eines Wasserstoff-Plasmas, mittels Ionenimplantation oder mittels eines Sputterverfahrens erfolgen.
  • Auf der Kontaktstruktur 3 wird eine Isolationsschicht 7 aufgebracht, die die Kontaktstruktur 3 vollständig überdeckt. Das heißt, die Kontaktstruktur 3 ragt in Aufsicht auf den Halbleiterchip 1 an keiner Stelle über die Isolationsschicht 7 hinaus.
  • Nachfolgend wird eine weitere Anschlussschicht 41 aufgebracht. Das Aufbringen der weiteren Anschlussschicht 41 erfolgt vollflächig und erfordert deshalb ebenfalls keine zusätzliche Lithographieebene. Die weitere Anschlussschicht 41 grenzt bereichsweise unmittelbar an die zweite Halbleiterschicht 22 an und dient insbesondere der Verkapselung der Anschlussschicht 4. Mittels der zweiten Halbleiterschicht 22 und der weiteren Anschlussschicht 41 ist die Anschlussschicht 4 also vollständig verkapselt. Die weitere Anschlussschicht 41 ist durch die Isolationsschicht 7 von der Kontaktstruktur 3 elektrisch isoliert.
  • Die Schichten der Kontaktstruktur 3, die Anschlussschicht 4, die weitere Anschlussschicht 41 und die Isolationsschicht 7 können beispielsweise jeweils mittels Aufdampfens oder Aufsputterns abgeschieden werden.
  • Nach dem Ausbilden der Schichten wird die Halbleiterschichtenfolge 200 mit den darauf abgeschiedenen Schichten an einem Träger 5 befestigt, 4C. Der Träger dient der mechanischen Stabilisierung der Halbleiterschichtenfolge, so dass das Substrat 27 hierfür nicht mehr erforderlich ist und entfernt werden kann. Für das Entfernen eines Substrats, insbesondere eines Aufwachssubstrats, eignet sich beispielsweise ein mechanisches Verfahren, beispielsweise Schleifen, Läppen oder Polieren und/oder ein chemisches Verfahren, beispielsweise nasschemisches oder trockenchemisches Ätzen. Alternativ kann auch ein Laserablöseverfahren Anwendung finden. Ein Halbleiterchip, bei dem das Aufwachssubstrat entfernt ist, wird auch als Dünnfilm-Halbleiterchip bezeichnet.
  • Nach dem Entfernen des Substrats 27 wird die Halbleiterschichtenfolge 200 in voneinander getrennte Halbleiterkörper 2 strukturiert. Zur Erhöhung der Auskoppeleffizienz wird die erste Hauptfläche 201 mit einer Strukturierung 29 versehen. Die Strukturierung kann beispielsweise durch ein nasschemisches Ätzverfahren erzielt werden.
  • Für die externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips wird auf dem Kontaktbereich 32 der Kontaktstruktur 3 eine Kontaktfläche 35 ausgebildet. Die Kontaktfläche 35 wird in einem Bereich der ersten Kontaktschicht 36 ausgebildet, der durch Entfernen des Materials der Halbleiterschichtenfolge freigelegt wird. Die Ausbildung der Kontaktfläche 35 erfolgt vorzugsweise mittels galvanischer Abscheidung, insbesondere mittels stromloser galvanischer Abscheidung. Auf diese Weise kann die Kontaktfläche selbstjustierend und ohne zusätzliche Photolithographieebene ausgebildet werden. Alternativ eignet sich selbstverständlich auch ein anderes Abscheideverfahren für die Ausbildung der Kontaktfläche.
  • Zur Vereinzelung in Halbleiterchips wird der Träger 5 mit der Halbleiterschichtenfolge 200 entlang von Trennlinien 8 zerteilt, beispielsweise mechanisch, etwa mittels Sägens, Spaltens, Brechens oder mittels Stealth Dicing oder mittels Laserschneidens.
  • Mit dem beschriebenen Herstellungsverfahren können auf einfache und zuverlässige Weise Halbleiterchips hergestellt werden, bei denen die Ladungsträgerzufuhr vom Halbleiterkörper 2 aus gesehen ausschließlich rückseitig erfolgt. Die dem Träger abgewandte erste Hauptfläche 201 des Halbleiterkörpers ist dagegen völlig frei von Elementen für die externe elektrische Kontaktierung. Eine Abschattung kann so vollständig vermieden werden. Weiterhin kann mittels der Kontaktstege 31 eine in lateraler Richtung gleichmäßige Ladungsträgerinjektion erfolgen.
  • Die 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims (15)

  1. Optoelektronischer Halbleiterchip (1) mit einem Halbleiterkörper (2) und einem Träger (5), auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist, wobei – der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtenfolge (200) mit einem zum Erzeugen oder Empfangen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20), einer ersten Halbleiterschicht (21) und einer zweiten Halbleiterschicht (22) aufweist; – der aktive Bereich zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist; – die erste Halbleiterschicht auf der dem Träger abgewandten Seite des aktiven Bereichs angeordnet ist; – in dem Halbleiterkörper eine Grabenstruktur (25) ausgebildet ist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt; – zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper eine elektrische Kontaktstruktur (3) mit einer Mehrzahl von Kontaktstegen (31) ausgebildet ist; und – die Kontaktstege in der Grabenstruktur mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sind.
  2. Halbleiterchip nach Anspruch 1, wobei an die zweite Halbleiterschicht eine Anschlussschicht (4) angrenzt und die Kontaktstruktur und die Anschlussschicht in Aufsicht auf den Halbleiterchip überlappungsfrei zueinander angeordnet sind.
  3. Halbleiterchip nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kontaktstruktur einen Kontaktbereich (32) aufweist und eine Querausdehnung der Kontaktstege mit zunehmendem Abstand von dem Kontaktbereich abnimmt.
  4. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer der Kontaktstege ein Hauptsteg (31a) ist, von dem weitere Kontaktstege (31b) abzweigen.
  5. Halbleiterchip nach Anspruch 4, wobei der Hauptsteg in Aufsicht auf den Halbleiterchip entlang einer Diagonalen des Halbleiterchips verläuft.
  6. Halbleiterchip nach Anspruch 4 oder 5, wobei die weiteren Kontaktstege zumindest bereichsweise schräg zu dem Hauptsteg verlaufen.
  7. Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die weiteren Kontaktstege Teilbereiche (310, 311) aufweisen, die in unterschiedlichen Winkeln zum Hauptsteg verlaufen.
  8. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Halbleiterschicht unmittelbar an die Kontaktstruktur angrenzt und in der zweiten Halbleiterschicht ein Bereich (23) ausgebildet ist, der eine verglichen zur restlichen zweiten Halbleiterschicht eine verringerte Leitfähigkeit aufweist.
  9. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper in lateraler Richtung durch eine Seitenfläche (28) begrenzt ist und an die Seitenfläche angrenzender Randbereich (280) des Halbleiterkörpers elektrisch deaktiviert ist.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips (1) mit den Schritten: a) Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge (200) mit einer ersten Halbleiterschicht (21), einem aktiven Bereich (20) und einer zweiten Halbleiterschicht (22); b) Ausbilden einer Grabenstruktur (25), die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich in die erste Halbleiterschicht hinein erstreckt; c) Ausbilden einer Kontaktstruktur (3) mit einer Mehrzahl von Kontaktstegen (31), die in der Grabenstruktur mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sind; d) Befestigen der Halbleiterschichtenfolge an einem Träger (5); und e) Vereinzeln des Trägers mit der Halbleiterschichtenfolge in die Mehrzahl von Halbleiterchips.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Halbleiterschichtenfolge vor dem Vereinzeln in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern (2) strukturiert wird und an Seitenflächen (28) der Halbleiterkörper angrenzende Randbereiche (280) der Halbleiterkörper zumindest bereichsweise elektrisch deaktiviert werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Deaktivierung mittels Ionenimplantation, mittels einer Plasmabehandlung oder mittels eines Sputterverfahrens erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem unmittelbar auf die zweite Halbleiterschicht bereichsweise eine Anschlussschicht aufgebracht wird und bei dem zur elektrischen Isolation der Anschlussschicht von der Kontaktstruktur in der zweiten Halbleiterschicht ein Bereich (23) verringerter Leitfähigkeit ausgebildet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Kontaktstruktur und die Anschlussschicht als Masken beim Ausbilden des Bereichs verringerter Leitfähigkeit verwendet werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei auf der Kontaktstruktur eine Kontaktfläche (35) zur externen elektrischen Kontaktierung galvanisch abgeschieden wird.
DE102012108883.7A 2012-09-20 2012-09-20 Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips Withdrawn DE102012108883A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012108883.7A DE102012108883A1 (de) 2012-09-20 2012-09-20 Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
US14/428,937 US9425358B2 (en) 2012-09-20 2013-09-12 Optoelectronic semiconductor chip and method for production thereof
PCT/EP2013/068889 WO2014044592A1 (de) 2012-09-20 2013-09-12 Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur seiner herstellung
CN201380049234.9A CN104662679B (zh) 2012-09-20 2013-09-12 光电子半导体芯片和用于其制造的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012108883.7A DE102012108883A1 (de) 2012-09-20 2012-09-20 Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012108883A1 true DE102012108883A1 (de) 2014-03-20

Family

ID=49165745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012108883.7A Withdrawn DE102012108883A1 (de) 2012-09-20 2012-09-20 Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9425358B2 (de)
CN (1) CN104662679B (de)
DE (1) DE102012108883A1 (de)
WO (1) WO2014044592A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017130757A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauteil
DE102018125281A1 (de) * 2018-10-12 2020-04-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102015110770B4 (de) 2014-07-03 2022-09-15 Epistar Corporation Optoelektronische Vorrichtung

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107123A1 (de) 2014-05-20 2015-11-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips sowie optoelektronischer Halbleiterchip
USD795822S1 (en) * 2016-07-29 2017-08-29 Enraytek Optoelectronics Co., Ltd. LED chip
USD794582S1 (en) * 2016-07-29 2017-08-15 Enraytek Optoelectronics Co., Ltd. LED chip
JP6824501B2 (ja) * 2017-02-08 2021-02-03 ウシオ電機株式会社 半導体発光素子
DE102017122330B4 (de) * 2017-09-26 2023-04-27 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaserdiode und Halbleiterbauelement
DE102017123242A1 (de) * 2017-10-06 2019-04-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von Halbleiterchips und Halbleiterchip
DE102017126446A1 (de) * 2017-11-10 2019-05-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
DE102019121580A1 (de) * 2019-08-09 2021-02-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bauelement mit reduzierter absorption und verfahren zur herstellung eines bauelements

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD207288A1 (de) * 1982-03-30 1984-02-22 Werk Fernsehelektronik Veb Verfahren zur herstellung lateral begrenzter strompfade in elektrolumineszenten halbleiteranordnungen
US20080230791A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Epistar Corporation Optoelectronic device
DE102007022947A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008011848A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
US20100127397A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Epistar Corporation Optoelectronic semiconductor device

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650018B1 (en) * 2002-05-24 2003-11-18 Axt, Inc. High power, high luminous flux light emitting diode and method of making same
JP4507532B2 (ja) * 2002-08-27 2010-07-21 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
TW200414556A (en) 2003-01-17 2004-08-01 Epitech Corp Ltd Light emitting diode having distributed electrodes
CN1802755B (zh) * 2003-05-09 2012-05-16 克里公司 通过离子注入进行隔离的led制造方法
EP1667241B1 (de) * 2003-08-19 2016-12-07 Nichia Corporation Halbleiter-leuchtdiode und verfahren zu deren herstellung
TWI220578B (en) * 2003-09-16 2004-08-21 Opto Tech Corp Light-emitting device capable of increasing light-emitting active region
KR100631969B1 (ko) 2005-02-28 2006-10-11 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
US7736945B2 (en) 2005-06-09 2010-06-15 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED assembly having maximum metal support for laser lift-off of growth substrate
DE102007032555A1 (de) * 2007-07-12 2009-01-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips
DE102007046743A1 (de) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US8368100B2 (en) * 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
KR101064053B1 (ko) * 2009-02-25 2011-09-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
US8120158B2 (en) * 2009-11-10 2012-02-21 Infineon Technologies Ag Laminate electronic device
DE102010025320B4 (de) * 2010-06-28 2021-11-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
TWI532214B (zh) * 2010-10-12 2016-05-01 Ｌｇ伊諾特股份有限公司 發光元件及其封裝
JP4989773B1 (ja) * 2011-05-16 2012-08-01 株式会社東芝 半導体発光素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD207288A1 (de) * 1982-03-30 1984-02-22 Werk Fernsehelektronik Veb Verfahren zur herstellung lateral begrenzter strompfade in elektrolumineszenten halbleiteranordnungen
US20080230791A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Epistar Corporation Optoelectronic device
DE102007022947A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102008011848A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
US20100127397A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Epistar Corporation Optoelectronic semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015110770B4 (de) 2014-07-03 2022-09-15 Epistar Corporation Optoelektronische Vorrichtung
DE102017130757A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauteil
US11227977B2 (en) 2017-12-20 2022-01-18 Osram Oled Gmbh Optoelectronic semiconductor device
DE102018125281A1 (de) * 2018-10-12 2020-04-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil

Also Published As

Publication number Publication date
CN104662679A (zh) 2015-05-27
US20150236209A1 (en) 2015-08-20
CN104662679B (zh) 2017-09-05
US9425358B2 (en) 2016-08-23
WO2014044592A1 (de) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012108883A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
EP2304799B1 (de) Strahlungemittieren der halbleiterchip mit schutz gegen elektrostatische entladungen und entsprechendes herstellungsverfahren
EP2351079B1 (de) Strahlungsemittierender halbleiterchip
EP2499668B9 (de) Dünnfilm-halbleiterbauelement mit schutzdiodenstruktur und verfahren zur herstellung eines dünnfilm-halbleiterbauelements
EP2015372B1 (de) Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips
EP2553726B1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip
DE102006057747B4 (de) Halbleiterkörper und Halbleiterchip mit einem Halbleiterkörper
EP2596532B1 (de) Optoelektronisches bauelement
EP2652785B1 (de) Träger für einen optoelektronischen halbleiterchip und halbleiterchip
DE102010045784B4 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip
DE112015000850B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen und Halbleiterbauelement
WO2009039805A1 (de) Optoelektronisches bauelement sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102015100578A1 (de) Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements
DE102010034665A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
DE102012112530A1 (de) Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
EP2057696B1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur dessen herstellung
DE102014114674A1 (de) Strahlungsemittierender Halbleiterchip
DE112021000892T5 (de) Halbleiterbauteil, ein dieses aufweisendes halbleitergehäuse, und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauteils
WO2012107290A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip mit verkapselter spiegelschicht
DE102008030821A1 (de) Elektroluminieszierende Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektroluminieszierenden Vorrichtung
EP2599123A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils und optoelektronisches halbleiterbauteil
WO2019025206A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102014111482A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2612373A1 (de) Leuchtdiodenchip
DE102015111130B9 (de) Optoelektronisches Bauelement

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20150217

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee