DE102015117198A1

DE102015117198A1 - Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements

Info

Publication number: DE102015117198A1
Application number: DE102015117198.8A
Authority: DE
Inventors: Lutz Höppel; Korbinian Perzlmaier; Christine Rafael; Anna Kasprzak-Zablocka
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2017-04-13
Also published as: WO2017060355A1; US20180248083A1; US10236419B2

Abstract

Es wird ein Bauelement (100) mit einem Halbleiterkörper (2), einem Träger (1) und einer in vertikaler Richtung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordneten Stabilisierungsschicht (3) angegeben, wobei – der Halbleiterkörper eine dem Träger abgewandte erste Halbleiterschicht (21), eine dem Träger zugewandte zweite Halbleiterschicht (22) und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht (23) aufweist, – der Träger einen ersten Durchkontakt (41) und einen durch einen Zwischenbereich (40) von dem ersten Durchkontakt lateral beabstandeten zweiten Durchkontakt (42) aufweist, wobei der erste Durchkontakt mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist und der zweite Durchkontakt mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist, und – die Stabilisierungsschicht zusammenhängend ausgebildet ist, in Draufsicht Überlappungen mit den Durchkontakten (41, 42) aufweist und den Zwischenbereich lateral überbrückt, wobei die Stabilisierungsschicht von den Durchkontakten sowie von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben, bei dem der Träger (1) schrittweise am Halbleiterkörper (2) ausgebildet wird.

Description

Es werden ein Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.
Eine Aufgabe ist es, ein vereinfacht herzustellendes Bauelement mit einer hohen mechanischen Stabilität anzugeben. Des Weiteren wird ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Schicht auf. Insbesondere ist die aktive Schicht eine p-n-Übergangszone. Die aktive Schicht kann dabei als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge mehrerer Schichten ausgebildet sein. Beispielsweise emittiert die aktive Schicht im Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Alternativ kann die aktive Schicht im Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Strahlung absorbieren und diese in elektrische Signale oder elektrische Energie umwandeln. Das Bauelement ist insbesondere als optoelektronisches Bauelement ausgestaltet.
Des Weiteren kann der Halbleiterkörper eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitungsträgertyps und eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitungsträgertyps aufweisen, wobei die aktive Schicht insbesondere zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist. Bevorzugt weist der Halbleiterkörper ausschließlich Halbleiterschichten auf. Die Schichten des Halbleiterkörpers können mittels eines Epitaxie-Verfahrens schichtenweise auf ein Aufwachssubstrat aufgebracht sein. Das Aufwachssubstrat kann anschließend von dem Halbleiterkörper entfernt oder gedünnt sein, sodass das Bauelement zum Beispiel frei von einem Aufwachssubstrat ist.
Der Halbleiterkörper weist eine erste Hauptfläche auf, die bevorzugt als eine Strahlungsdurchtrittsfläche des Bauelements ausgebildet ist. Die Strahlungsdurchtrittsfläche kann strukturiert sein, wodurch eine Strahlungsauskoppel- beziehungsweise Strahlungseinkoppeleffizienz erhöht ist. Insbesondere ist die erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht gebildet. Der Halbleiterkörper weist eine der ersten Hauptfläche abgewandte zweite Hauptfläche auf, die beispielsweise durch eine Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht gebildet ist. Insbesondere begrenzen die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche den Halbleiterkörper in vertikaler Richtung.
Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die quer, insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche der aktiven Schicht gerichtet ist. Zum Beispiel ist die vertikale Richtung senkrecht zu der ersten und/oder der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers. Unter einer lateralen Richtung wird demgegenüber eine Richtung verstanden, die entlang, insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsfläche der aktiven Schicht verläuft. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind vorzugsweise senkrecht zueinander angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Halbleiterkörper zumindest eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung erstreckt sich insbesondere von der zweiten Hauptfläche durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch in die erste Halbleiterschicht. Unter einer Ausnehmung wird eine Öffnung des Halbleiterkörpers verstanden, die insbesondere nicht durchgehend durch den Halbleiterkörper ausgebildet ist. Die Ausnehmung ist in lateralen Richtungen beispielsweise vollumfänglich von dem Halbleiterkörper umgeben. Der Halbleiterkörper kann eine Mehrzahl von solchen Ausnehmungen aufweisen. Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht von Seiten der zweiten Hauptfläche her kann die Ausnehmung mit einem elektrisch leitfähigen Material etwa zur Bildung einer Durchkontaktierung befüllt sein. Das Bauelement kann eine Mehrzahl solcher Durchkontaktierungen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses einen Träger auf, auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist. Der Träger enthält beispielsweise einen ersten Durchkontakt und einen zweiten Durchkontakt. Der erste Durchkontakt ist etwa durch einen Zwischenbereich von dem zweiten Durchkontakt lateral beabstandet. Der Träger kann einen Formkörper aufweisen, der etwa aus einem elektrisch isolierenden Formkörpermaterial ausgebildet ist. Insbesondere ist der Formkörper zusammenhängend, bevorzugt einstückig ausgebildet. Der erste Durchkontakt und/oder der zweite Durchkontakt können zumindest bereichsweise in dem Formkörper eingebettet sein. In der vertikalen Richtung erstrecken sich die Durchkontakte etwa durch den Formkörper hindurch. Der Träger weist eine Vorderseite und eine Rückseite auf, wobei die Vorderseite und/oder die Rückseite insbesondere bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers gebildet sind. Die Vorderseite und/oder die Rückseite des Trägers können bereichsweise durch Oberflächen der Durchkontakte gebildet sein. Insbesondere sind die Durchkontakte sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Trägers elektrisch kontaktierbar. Bevorzugt sind die Durchkontakte sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Trägers freizugänglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Stabilisierungsschicht auf. Die Stabilisierungsschicht ist etwa zusammenhängend ausgebildet. Bevorzugt ist die Stabilisierungsschicht in der vertikalen Richtung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordnet. In Draufsicht kann die Stabilisierungsschicht Überlappungen mit den Durchkontakten aufweisen. Bevorzugt ist der Zwischenbereich entlang der lateralen Richtung von der Stabilisierungsschicht überbrückt. Es ist auch möglich, dass die Stabilisierungsschicht den Zwischenbereich vollständig bedeckt. Die Stabilisierungsschicht kann aus einem elektrisch leitfähigen Material, etwa aus einem Metall ausgebildet sein. Das Bauelement ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Stabilisierungsschicht von den Durchkontakten und/oder von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist.
In mindestens einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper, einen Träger und eine in der vertikalen Richtung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordnete Stabilisierungsschicht auf. Der Halbleiterkörper weist eine dem Träger abgewandte erste Halbleiterschicht, eine dem Träger zugewandte zweite Halbleiterschicht und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht auf. Der Träger weist einen ersten Durchkontakt und einen durch einen Zwischenbereich von dem ersten Durchkontakt lateral beabstandeten zweiten Durchkontakt auf. Der erste Durchkontakt ist etwa mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Der zweite Durchkontakt ist etwa mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Die Stabilisierungsschicht ist zusammenhängend ausgebildet. In Draufsicht auf den Träger weist die Stabilisierungsschicht Überlappungen mit den Durchkontakten auf und überbrückt den Zwischenbereich entlang der lateralen Richtung. Dabei ist die Stabilisierungsschicht sowohl von den Durchkontakten als auch von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert.
Eine laterale Überbrückung des Zwischenbereiches bedeutet, dass der erste Durchkontakt und der zweite Durchkontakt an Stellen des Zwischenbereiches entlang zumindest einer lateralen Richtung von der Stabilisierungsschicht überbrückt sind. In Draufsicht kann der Zwischenbereich von der Stabilisierungsschicht teilweise oder vollständig bedeckt sein. Die laterale Überbrückung beziehungsweise Überdeckung des Zwischenbereiches durch die Stabilisierungsschicht wirkt mechanisch stabilisierend auf das Bauelement, da mögliche mechanische Schwachstellen insbesondere an Stellen des Zwischenbereiches weitgehend oder vollständig unterbunden werden. Ist die Stabilisierungsschicht von den Durchkontakten und von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert, kann die Stabilisierungsschicht ohne Gefahr eines möglichen elektrischen Kurzschlusses auf Seitenflächen des Bauelements bereichsweise freigelegt sein. Solche stellenweise Freilegung der Stabilisierungsschicht an den Seitenflächen des Bauelements geht oft auf einen Vereinzelungsprozess zurück, bei dem etwa eine gemeinsame Stabilisierungsschicht in eine Mehrzahl von Stabilisierungsschichten mehrerer Bauelemente zertrennt wird. Da die jeweilige Stabilisierungsschicht zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements nicht beiträgt, kann die Gefahr eines möglichen elektrischen Kurzschlusses etwa aufgrund eines hochlaufenden Lots auf den Seitenflächen des Bauelements reduziert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die Stabilisierungsschicht eine selbsttragende Schicht des Bauelements. Mit anderen Worten kann die Stabilisierungsschicht als eigenständige Schicht ausgebildet sein, die auch ohne mechanische Unterstützung weiterer Schichten gegenüber ihrem Eigengewicht mechanisch stabil ist. Zum Beispiel weist die Stabilisierungsschicht in der vertikalen Richtung eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 µm und 50 µm, zum Beispiel zwischen einschließlich 5 µm und 30 µm, etwa zwischen einschließlich 5 µm und 15 µm auf. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der Stabilisierungsschicht mindestens 10 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Stabilisierungsschicht mindestens eine Öffnung auf, durch die sich der erste Durchkontakt oder der zweite Durchkontakt zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers hindurch erstreckt. Zum Beispiel weist die Stabilisierungsschicht eine erste Öffnung auf, durch die sich der erste Durchkontakt zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers hindurch erstreckt. Die Stabilisierungsschicht kann eine zweite Öffnung aufweisen, durch die sich der zweite Durchkontakt zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers hindurch erstreckt. Das Bauelement kann dabei eine Isolierungsstruktur aufweisen, die die Stabilisierungsschicht von den Durchkontakten elektrisch isoliert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements bedecken die Stabilisierungsschicht und die Durchkontakte zusammen mindestens 90 %, bevorzugt mindestens 95 % einer Gesamtfläche der aktiven Schicht. Es ist auch möglich, dass die Stabilisierungsschicht und die Durchkontakte zusammen die gesamte aktive Schicht und/oder den gesamten Halbleiterkörper vollständig bedecken. In Draufsicht auf den Träger kann der Halbleiterkörper durchgehend von mindestens einer Metallschicht, etwa von der Stabilisierungsschicht und/oder von den Durchkontakten mechanisch getragen werden, wodurch eine besonders hohe mechanische Stabilität des gesamten Bauelements erzielt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Träger einen Formkörper aus einem elektrisch isolierenden Material auf. Die Durchkontakte sind bevorzugt zumindest bereichsweise in dem Formkörper eingebettet. In lateralen Richtungen können die Durchkontakte von dem Formkörper vollumfänglich umschlossen sein. In der vertikalen Richtung können sich die Durchkontakte durch den Formkörper hindurch erstrecken. Der Formkörper kann dabei derart ausgebildet sein, dass der Halbleiterkörper in den lateralen Richtungen bereichsweise von dem Formkörper umschlossen ist. Mit anderen Worten kann sich der Formkörper entlang der vertikalen Richtung seitlich des Halbleiterkörpers etwa soweit erstrecken, dass der Formkörper zum Beispiel die zweite Halbleiterschicht und/oder die aktive Schicht und/oder die erste Halbleiterschicht lateral umgibt.
Bevorzugt ist der Formkörper als Moldkörper ausgebildet. Zum Beispiel ist der Formkörper durch ein Gießverfahren ausgebildet. Insbesondere ist das Formkörpermaterial ein gießbarer Kunststoff, etwa ein Polymer wie Harz, Epoxid oder Silikon. Der Halbleiterkörper kann dabei von dem Formkörpermaterial des Formkörpers bereichsweise umgossen sein. Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse bevorzugt unter Druckeinwirkung gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet wird. Insbesondere umfasst der Begriff „Gießverfahren“ Gießen (molding), Folien assistiertes Gießen (film assisted molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses mindestens eine Durchkontaktierung auf. Die Durchkontaktierung erstreckt sich beispielsweise von der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch in die erste Halbleiterschicht. Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht kann die Durchkontaktierung mit einem der Durchkontakte des Trägers elektrisch leitend verbunden sein. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Stromverteilung in der ersten Halbleiterschicht kann das Bauelement eine Mehrzahl solcher Durchkontaktierungen aufweisen. Die Durchkontaktierung ist beispielsweise von der zweiten Halbleiterschicht und/oder von der aktiven Schicht durch die Isolierungsstruktur des Bauelements elektrisch isoliert. Dabei kann sich die Isolierungsstruktur des Bauelements bereichsweise in den Halbleiterkörper hinein erstrecken. In den lateralen Richtungen kann die Durchkontaktierung von der Isolierungsstruktur vollumfänglich umschlossen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Spiegelschicht auf. Die Spiegelschicht ist bevorzugt elektrisch leitfähig ausgestaltet. Dabei kann die Spiegelschicht mit einem der Durchkontakte oder mit einer Mehrzahl der Durchkontakte gleicher elektrischer Polarität elektrisch leitend verbunden sein. In der vertikalen Richtung ist die Spiegelschicht insbesondere zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordnet. Die Spiegelschicht kann mittelbar oder unmittelbar mit der Durchkontaktierung beziehungsweise mit den Durchkontaktierungen elektrisch leitend verbunden sein.
Bevorzugt ist die Spiegelschicht derart ausgebildet, dass dieser sich ausschließlich innerhalb des Bauelements befindet. Das bedeutet, dass die Spiegelschicht etwa an allen Seitenflächen des Bauelements bedeckt und somit unzugänglich ist. Mit anderen Worten sind alle Seitenflächen des Bauelements bevorzugt frei von der Spiegelschicht. In der lateralen Richtung kann die Spiegelschicht etwa von der Isolierungsstruktur des Bauelements vollständig bedeckt sein. Entlang der vertikalen Richtung kann sich die Spiegelschicht seitlich der zweiten Halbleiterschicht soweit erstrecken, dass sie die zweite Halbleiterschicht und/oder die aktive Schicht zumindest bereichsweise lateral bedeckt oder lateral umgibt. Elektromagnetische Strahlungen, die seitlich oder rückwärts aus dem Halbleiterkörper austreten, können somit wieder in Richtung der aktiven Schicht beziehungsweise in Richtung der Strahlungsdurchtrittsfläche des Bauelements zurückreflektiert werden, wodurch die Effizienz des Bauelements erhöht ist. Die Spiegelschicht kann als Metallschicht oder als Metallschichtstapel ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die Stabilisierungsschicht an mindestens einer Seitenfläche des Bauelements frei zugänglich. Die Stabilisierungsschicht kann an allen Seitenflächen des Bauelements frei zugänglich sein. Insbesondere weist die Stabilisierungsschicht an zumindest einer Seitenfläche oder an allen Seitenflächen des Bauelements Vereinzelungsspuren auf. Alternativ ist es auch möglich, dass die Stabilisierungsschicht etwa von der Isolierungsstruktur des Bauelements vollständig umschlossen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das Bauelement derart ausgestaltet, dass die Seitenflächen des Bauelements frei von elektrisch leitfähigen Schichten sind, die mit dem Halbleiterkörper und/oder mit zumindest einem der Durchkontakte elektrisch leitend verbunden sind oder besonders bevorzugt weder mit dem Halbleiterkörper noch mit irgend einem Durchkontakt elektrisch leitend verbunden sind. Durch eine solche Ausgestaltung des Bauelements kann vermieden werden, dass ein an den Seitenflächen des Bauelements hochlaufendes elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial einen elektrischen Kurzschluss verursacht.
In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl der etwa hier beschriebenen Bauelemente wird der Träger schrittweise am Halbleiterkörper ausgebildet. Mit anderen Worten wird der Träger des Bauelements etwa nicht separat von dem ihm zugehörigen Halbleiterkörper des Bauelements hergestellt, sondern unmittelbar an dem zugehörigen Halbleiterkörper, das heißt in Anwesenheit des zugehörigen Halbleiterkörpers, ausgebildet. Bei der Herstellung einer Mehrzahl von solchen Bauelementen können die Durchkontakte verschiedener Bauelemente insbesondere durch einen gemeinsamen Verfahrensschritt ausgebildet werden. Zum Beispiel werden die Durchkontakte mittels eines Beschichtungsverfahrens, bevorzugt mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens, auf den Halbleiterkörper aufgebracht. Auch kann die Stabilisierungsschicht mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens auf den Halbleiterkörper aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen wird ein Waferverbund bereitgestellt. Der Waferverbund kann einen Halbleiterkörperverbund, eine Mehrzahl von ersten Durchkontakten, eine Mehrzahl von zweiten Durchkontakten und zumindest eine oder eine Mehrzahl von zusammenhängenden Stabilisierungsschichten aufweisen. Der Waferverbund kann eine Mehrzahl von Trenngräben aufweisen, durch die der Halbleiterverbund in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern zertrennbar ist. Dabei können die Halbleiterkörper auch in Anwesenheit der Trenngräben eine gemeinsame Halbleiterschicht, etwa die erste Halbleiterschicht aufweisen. Die Trenngräben können in diesem Fall im Waferverbund derart ausgebildet sein, dass sie sich durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch in die erste Halbleiterschicht erstrecken. Die gemeinsame Halbleiterschicht kann nachträglich bei einem Aufrauungsschritt etwa zur Ausbildung einer strukturierten Strahlungsdurchtrittsfläche derart bereichsweise entfernt werden, dass die Halbleiterkörper voneinander komplett getrennt sind. Alternativ ist es auch möglich, dass die Trenngräben derart ausgebildet sind, dass sie sich in der vertikalen Richtung durch den gesamten Halbleiterkörperverbund hindurch erstrecken, sodass die Halbleiterkörper bereits bei der Ausbildung der Trenngräben voneinander komplett getrennt sind.
Zur Ausbildung eines Formkörperverbunds wird etwa ein Formkörpermaterial auf den Waferverbund derart aufgebracht, dass die Trenngräben und Zwischenbereiche zwischen den Durchkontakten zumindest teilweise oder vollständig aufgefüllt werden. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden der Waferverbund und der Formkörperverbund etwa entlang der Trenngräben in eine Mehrzahl von Bauelementen derart vereinzelt, dass die Bauelemente jeweils einen der Halbleiterkörper, eine Stabilisierungsschicht und einen Träger aufweisen, wobei der Träger einen ersten Durchkontakt, einen zweiten Durchkontakt und einen Formkörper als Teil des Formkörperverbunds aufweist.
Das oben beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines oder einer Mehrzahl der hier beschriebenen Bauelemente besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1A bis 3B erläuterten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1A und 1B ein Waferverbund beziehungsweise ein Bauelement in schematischen Schnittansichten,
2A und 2B verschiedene Ausführungsbeispiele für ein Bauelement in schematischen Schnittansichten,
3A ein Verfahrensstadium eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von Bauelementen in schematischer Schnittansicht, und
3B ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Bauelement in schematischer Schnittansicht, das etwa gemäß dem in 3A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von Bauelementen herstellbar ist.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden.
In 1A ist ein Verbund 200, insbesondere ein Waferverbund 200, dargestellt. Der Verbund 200 weist einen Halbleiterkörperverbund 20 auf. Der Halbleiterkörperverbund 20 ist auf einem Substrat 10 angeordnet. Das Substrat 10 ist insbesondere ein Aufwachssubstrat, etwa ein Saphirsubstrat, wobei der Halbleiterkörperverbund 20 etwa mittels eines Epitaxie-Verfahrens schichtenweise auf das Aufwachssubstrat abgeschieden werden kann. Der Halbleiterkörperverbund 20 weist eine dem Substrat 10 zugewandte erste Hauptfläche 201 und eine dem Substrat 10 abgewandte zweite Hauptfläche 202 auf. Insbesondere ist die erste Hauptfläche 201 durch eine Oberfläche einer ersten Halbleiterschicht 21, etwa einer n-leitenden Galliumnitridschicht, und die zweite Hauptfläche 202 durch eine zweite Halbleiterschicht 22, etwa eine p-leitende Galliumnitridschicht, des Halbleiterkörperverbunds 20 gebildet. Der Halbleiterkörperverbund 20 weist eine aktive Schicht 23 auf, die zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Insbesondere ist die aktive Schicht 23 eine p-n-Übergangszone. Im Betrieb des herzustellenden Bauelements ist die aktive Schicht bevorzugt zur Detektion oder zur Emission von elektromagnetischen Strahlungen etwa im sichtbaren, ultravioletten oder im infraroten Spektralbereich eingerichtet.
Es wird eine Anschlussschicht 84 auf den Halbleiterkörperverbund 20 aufgebracht. Bevorzugt ist die Anschlussschicht 84 aus einem elektrisch gut leitfähigen und zugleich Strahlung hochreflektierenden Material gebildet. Zum Beispiel ist Anschlussschicht 84 eine elektrisch leitfähige Spiegelschicht. Beispielsweise ist die Anschlussschicht 84 eine Silberschicht. Die Anschlussschicht 84 wird etwa mittels eines Beschichtungsverfahrens, insbesondere mittels Verdampfung, auf die zweite Halbleiterschicht 22 aufgebracht. Auf der Anschlussschicht 84 kann eine elektrisch leitfähige Schutzschicht 83 ausgebildet werden. Insbesondere weist die Schutzschicht 83 eine geringere Schichtdicke als die Anschlussschicht 84 auf.
Die Anschlussschicht 84 und die Schutzschicht 83 können großflächig auf dem Halbleiterkörperverbund 20 ausgebildet und anschließend strukturiert, etwa bereichsweise entfernt werden. Insbesondere können die Anschlussschicht 84 und/oder die Schutzschicht derart strukturiert sein, dass sie gemeinsame Ausnehmungen aufweisen. In den Ausnehmungen kann der Halbleiterkörperverbund 20 teilweise freigelegt werden. Die Anschlussschicht 84 und die Schutzschicht 83 können dabei geätzt werden. Zur Ausbildung etwa einer Ätzmaske können Lacke, insbesondere fotostrukturierbare Lacke, verwendet werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Anschlussschicht 84 und/oder die Schutzschicht 83 etwa unter Verwendung von fotostrukturierbaren Materialien auf den Halbleiterkörperverbund 20 strukturiert aufgebracht werden.
Es wird eine Stromaufweitungsschicht 82 auf die strukturierte Anschlussschicht 84 und/oder Schutzschicht 83 aufgebracht. Insbesondere wird die Stromaufweitungsschicht 82 unter Verwendung von fotostrukturierbaren Lacken auf die Anschlussschicht 82 und/oder auf die Schutzschicht 83 aufgebracht. Dabei kann die Stromaufweitungsschicht 82 mittels eines Beschichtungsverfahrens etwa mittels Aufdampfung ausgebildet werden. Die Stromaufweitungsschicht 82 kann als Schichtstapel aus mehreren Metallschichten ausgebildet sein. Insbesondere kann die Stromaufweitungsschicht 82 Metalle wie Platin, Gold und/oder Titan, aufweisen. Wird die Stromaufweitungsschicht 82 auf der Schutzschicht 83 aus Zinkoxid-Schicht ausgebildet, kann die Stromaufweitungsschicht 82 frei von Titan und/oder frei von Platin sein. Die Stromaufweitungsschicht 82 kann jedoch auch optional sein. In diesem Fall ist die Anschlussschicht 84 bevorzugt eine Silberschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 140 nm oder mindestens 200 nm, etwa von zirka 300 nm. Die Schutzschicht 83 ist bevorzugt eine Zinkoxid-Schicht, die eine geringere Schichtdicke aufweist als die Anschlussschicht 84.
Es wird eine Passivierungsschicht 90 auf dem Halbleiterkörperverbund 20 etwa mittels eines Beschichtungsverfahrens, wie CVD (englisch: Chemical Vapour Deposition), ausgebildet. Die Passivierungsschicht 90 kann dabei den Halbleiterkörperverbund 20, die Anschlussschicht 84, die Schutzschicht 83 und/oder die Stromaufweitungsschicht 82 bereichsweise oder bevorzugt vollständig bedecken. Durch eine chemische, insbesondere plasmaunterstützte, Gasphasenabscheidung kann die Passivierungsschicht 90 vereinfacht auf die strukturierten Schichte, wie die Anschlussschicht 84, Schutzschicht 83 und/oder Stromaufweitungsschicht 82, aufgebracht werden. Die Passivierungsschicht 90 kann eine SiO2-Schicht und/oder eine Siliziumnitrid-Schicht aufweisen.
Es werden Ausnehmungen in den Halbleiterkörperverbund 20 etwa mittels eines Ätzverfahrens ausgebildet. Bevorzugt wird ein RIE-Prozess (Reactive-Ion Etching) zum Beispiel mit Chlor als Ätzmittel angewandt. Dabei können Ausnehmungen 25 und Trenngräben 60 ausgebildet werden. Die Ausnehmung 25 oder die Mehrzahl von Ausnehmungen 25 erstreckt sich dabei etwa von der zweiten Hauptfläche 202 des Halbleiterkörperverbunds 20 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21. Die Trenngräben 60 können etwa genauso tief wie die Ausnehmungen 25 ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass die Trenngräben 60 entlang der vertikalen Richtung durch den gesamten Halbleiterkörperverbund 20 hindurch ausgebildet werden. Durch die Ausbildung der Trenngräben 60 kann der Halbleiterkörperverbund 20 in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern 2 zertrennt werden. Bei der Ausbildung der Ausnehmungen 25 und/oder der Trenngräben 60 wird die Passivierungsschicht 90 bereichsweise entfernt. Zur elektrischen Isolierung des Halbleiterkörpers 2 beziehungsweise der Halbleiterkörper 2 wird eine erste Isolierungsschicht 91 auf die Passivierungsschicht 90 und auf die Ausnehmungen 25 sowie auf die Trenngräben 60 aufgebracht.
Die erste Isolierungsschicht 91 kann im Bereich der Ausnehmung 25 beziehungsweise der Ausnehmungen 25 bereichsweise entfernt werden. Durch die bereichsweise Entfernung der ersten Isolierungsschicht 91 wird etwa die erste Halbleiterschicht 21 bereichsweise freigelegt. Die erste Isolierungsschicht 91 kann dabei mittels eines RIE-Prozesses bevorzugt mit Fluor als Ätzmittel und unter Verwendung von Lacken bereichsweise entfernt werden. Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 wird die Ausnehmung 25 beziehungsweise die Mehrzahl von Ausnehmungen 25 mit einem elektrisch leitfähigen Material, etwa mit einem Metall wie Silber, aufgefüllt, wodurch eine Durchkontaktierung 81 ausgebildet wird. Insbesondere steht die Durchkontaktierung 81 im direkten elektrischen Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 21. Zur elektrischen Isolierung der Durchkontaktierung 81 von der aktiven Schicht 23 und von der zweiten Halbleiterschicht 22 ist die Durchkontaktierung 81 in lateralen Richtungen von der ersten Isolierungsschicht 91 vollumfänglich und vollständig umgeben.
Es wird eine Spiegelschicht 80 auf dem Halbleiterkörperverbund 20 ausgebildet. Die Spiegelschicht 80 wird insbesondere nach der Ausbildung der Durchkontaktierung 81 ausgebildet. Die Spiegelschicht 80 ist bevorzugt elektrisch leitfähig ausgebildet und ist etwa mit der Durchkontaktierung 81 elektrisch leitend verbunden. Die Spiegelschicht 80 und die Durchkontaktierung 81 können ein gleiches Material, etwa Silber, aufweisen. Auch kann die Spiegelschicht 80 als Schichtstapel aus mehreren Metallen beziehungsweise aus mehreren Metallschichten ausgebildet sein. Insbesondere weist die Spiegelschicht 80 Metalle wie Titan, Silber und/oder Platin auf.
Die Spiegelschicht 80 kann derart ausgebildet sein, dass diese im Bereich der Anschlussschicht 84 beziehungsweise der Stromaufweitungsschicht 82, etwa direkt oberhalb der Anschlussschicht 84 oder der Stromaufweitungsschicht 82, eine Öffnung aufweist, dessen Bodenfläche durch eine Oberfläche der ersten Isolierungsschicht 91 gebildet ist. Die Spiegelschicht 80 kann außerdem derart ausgebildet sein, dass sich diese in der vertikalen Richtung bis zur Bodenfläche der Trenngräben 60 erstreckt und dabei die Seitenwände der Trenngräben 60 bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt. Die Trenngräben 60 können jedoch Bodenfläche aufweisen, die zumindest bereichsweise frei von der Spiegelschicht 80 ist. Bei einer Vereinzelung des Verbunds 200 muss die Spiegelschicht 80 gegebenenfalls nicht durchtrennt werden.
Es wird eine zweite Isolierungsschicht 92 auf der Spiegelschicht 80 ausgebildet. Die zweite Isolierungsschicht 92 kann analog zur Ausbildung der ersten Isolierungsschicht mittels Gasphasenabscheidung ausgebildet werden. Die erste und die zweite Isolierungsschicht können aus einem elektrisch isolierenden Material wie Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid ausgebildet sein. Insbesondere wird die zweite Isolierungsschicht 92 derart ausgebildet, dass diese in Draufsicht den Halbleiterkörperverbund 20 und/oder die Trenngräben 60 vollständig bedeckt. Bevorzugt wird die Spiegelschicht 80 von der ersten Isolierungsschicht 91 und von der zweiten Isolierungsschicht 92 seitlich vollständig umschlossen.
Es wird eine Stabilisierungsschicht 3 auf dem Halbleiterkörperverbund 20 ausgebildet. Die Stabilisierungsschicht 3 kann mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens auf die zweite Isolierungsschicht 92 aufgebracht werden. Zum Beispiel wird eine Startschicht (englisch: seed layer) etwa aus Titan und/oder Gold zum Beispiel mittels Sputterns auf die zweite Isolierungsschicht 92 aufgebracht. Unter Verwendung von Lacken kann die Stabilisierungsschicht 3 auf die zweite Isolierungsschicht 92 strukturiert aufgebracht werden.
Nach dem Ausbilden der Stabilisierungsschicht 3 kann diese mindestens eine erste Öffnung 31 und mindestens eine zweite Öffnung 32 aufweisen. In der 1A befindet sich die zweite Öffnung 32 der Stabilisierungsschicht 3 im Bereich der Öffnung der Spiegelschicht 80. In der ersten Öffnung 31 ist die Spiegelschicht 80 bereichsweise freigelegt. Auch kann die Stabilisierungsschicht 3 eine Mehrzahl von solchen ersten Öffnungen 31 und eine Mehrzahl von solchen zweiten Öffnungen 32 aufweisen. Die Stabilisierungsschicht 3 erstreckt sich in der vertikalen Richtung in die Trenngräben 60 hinein. Dabei kann die Stabilisierungsschicht 3 die Bodenflächen der Trenngräben 60 teilweise oder vollständig bedecken. Die Stabilisierungsschicht 3 eines herzustellenden Bauelements 100 ist insbesondere zusammenhängend ausgebildet. Bevorzugt bedeckt die Stabilisierungsschicht 3 die Bodenflächen der Trenngräben 60 lediglich bereichsweise, sodass die Stabilisierungsschicht 3 etwa bei der Vereinzelung des Halbleiterkörperverbunds 20 beziehungsweise des Verbunds 200 oder des Waferverbunds 200 in eine Mehrzahl von Bauelementen nicht durchtrennt wird.
Die Stabilisierungsschicht 3 ist bevorzugt aus einem Metall, etwa aus Nickel oder Kupfer, ausgebildet. Insbesondere wird die Stabilisierungsschicht 3 derart ausgebildet, dass sie ausreichende Schichtdicke, etwa von mindestens 5 µm oder mindestens 10 µm aufweist. Abweichend von der 1A ist es auch möglich, dass die Stabilisierungsschicht 3 und die Trenngräben 60 in Draufsicht überlappungsfrei sind (vergleiche 3A).
Es wird eine dritte Isolierungsschicht 93 auf die Stabilisierungsschicht 3 zum Beispiel mittels Gasphasenabscheidung aufgebracht. Die dritte Isolierungsschicht 93 kann ein gleiches Material wie die erste Isolierungsschicht 91 und/oder die zweite Isolierungsschicht 92 aufweisen. Insbesondere wird die dritte Isolierungsschicht 93 großflächig auf den Halbleiterkörperverbund 20 aufgebracht, sodass die dritte Isolierungsschicht 93 in Draufsicht den Halbleiterkörperverbund 20 etwa vollständig bedeckt. In den Bereichen der Öffnungen 31 und 32 der Stabilisierungsschicht 3 werden die Isolierungsschichten 91, 92 und/oder 93 zur Freilegung von elektrisch leitfähigen Schichten beispielsweise mittels eines Ätzverfahrens bereichsweise entfernt. Im Bereich der ersten Öffnung 31 werden die zweite Isolierungsschicht 92 und die dritte Isolierungsschicht 93 zur teilweisen Freilegung der Spiegelschicht 80 bereichsweise entfernt. Im Bereich der zweiten Öffnung 32 werden die Passivierungsschicht 90, die erste Isolierungsschicht 91, die zweite Isolierungsschicht 92 und die dritte Isolierungsschicht 93 zur Freilegung der Stromaufweitungsschicht 82 bereichsweise entfernt. Ist die Stromaufweitungsschicht 82 nicht vorhanden, wird im Bereich der zweiten Öffnung 32 die Schutzschicht 83 oder die Anschlussschicht 84 bereichsweise freigelegt.
Es werden Durchkontakte 41 und 42 ausgebildet. Bevorzugt werden die Durchkontakte 41 und 42 mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens ausgebildet.
Ein erster Durchkontakt 41 wird insbesondere so ausgebildet, dass dieser in Draufsicht die erste Öffnung 31 vollständig bedeckt und sich durch die erste Öffnung 31 hindurch zur elektrischen Kontaktierung der Spiegelschicht 80 erstreckt. Ein zweiter Durchkontakt 42 wird derart ausgebildet, dass dieser die zweite Öffnung 32 in Draufsicht vollständig bedeckt und sich durch die zweite Öffnung 32 hindurch zur elektrischen Kontaktierung der Stromaufweitungsschicht 82 erstreckt. Über die Spiegelschicht 80 und die Durchkontaktierung 81 ist der erste Durchkontakt 41 mit der ersten Halbleiterschicht 21 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Durchkontakt ist über die Stromaufweitungsschicht 82, die Schutzschicht 83 und die Anschlussschicht 84 mit der zweiten Halbleiterschicht 22 elektrisch leitend verbunden.
Die Durchkontakte 41 und 42 sind somit verschiedenen elektrischen Polaritäten des herzustellenden Bauelements zugeordnet. In der lateralen Richtung ist der erste Durchkontakt 41 durch einen Zwischenbereich 40 von dem zweiten Durchkontakt 42 lateral beabstandet. Die Durchkontakte 41 und 42 werden insbesondere derart ausgebildet, dass der zwischen ihnen befindliche Zwischenbereich 40 von der Stabilisierungsschicht 3 zumindest überbrückt, insbesondere vollständig bedeckt wird. Die Durchkontakte 41 und 42 können aus einem Metall etwa aus Nickel und/oder Kupfer ausgebildet sein. Die Durchkontakte 41 und 42 können jeweils eine vertikale Schichtdicke aufweisen, die zum Beispiel mindestens zweimal, etwa mindestens dreimal oder mindestens fünfmal so groß ist wie die Schichtdicke der Stabilisierungsschicht 3. Zum Beispiel weisen die Durchkontakte 41 und 42 jeweils eine vertikale Schichtdicke zwischen einschließlich 30 µm und 200 µm, etwa zwischen 50 µm und 150 µm oder zwischen einschließlich 80 µm und 120 µm auf.
Gemäß einem Verfahrensschritt wird ein Formkörper 5 beziehungsweise ein Formkörperverbund auf dem Halbleiterkörperverbund 20 ausgebildet. Dabei kann ein Formkörpermaterial etwa mittels eines Gießverfahrens auf den Halbleiterkörperverbund 20 aufgebracht sein, sodass die Trenngräben 60 und/oder die Zwischenbereiche 40 von dem Formkörpermaterial bereichsweise oder vollständig aufgefüllt werden. Die Durchkontakte 41 und 42 können dabei bereichsweise oder vollständig in dem Formkörper 5 beziehungsweise in dem Formkörperverbund eingebettet sein. Zur Freilegung der Durchkontakte 41 und 42 kann der Formkörper 5 oder der Formkörperverbund 5 nachträglich bereichsweise entfernt werden.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der Verbund 200 mit dem Halbleiterkörperverbund 200 und dem Formkörperverbund 5 etwa entlang der Trenngräben 60 in eine Mehrzahl von Bauelementen 100 derart vereinzelt, dass die Bauelemente 100 jeweils einen Halbleiterkörper 2, eine Stabilisierungsschicht 3 und einen Träger 1 aufweisen. Der Träger 1 weist insbesondere einen ersten Durchkontakt 41, einen zweiten Durchkontakt 42 und einen Formkörper 5 auf, wobei der Formkörper 5 einen Teil des Formkörperverbunds enthält. Mit anderen Worten ist der Formkörper 5 Teil des Formkörperverbunds und geht bei der Vereinzelung des Verbunds 200 aus dem Formkörperverbund hervor. Ein solches Bauelement 100 ist zum Beispiel in der 1B schematisch dargestellt.
Das Bauelement 100 ist insbesondere frei von einem Aufwachssubstrat. Vor der Vereinzelung kann das Aufwachssubstrat 10 zum Beispiel mittels eines mechanischen Verfahrens wie Schleifens, eines chemischen Verfahrens wie Ätzens oder mittels eines Laserabhebeverfahrens von dem Halbleiterkörperverbund 20 entfernt werden.
Das in der 1B dargestellte Bauelement 100 weist einen Halbleiterkörper 2 auf einem Träger 1 auf. Das Bauelement 100 weist eine Strahlungsdurchtrittsfläche 101 auf. Die Strahlungsdurchtrittsfläche 101 kann durch die erste Hauptfläche 201 gebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Strahlungsdurchtrittsfläche 101 durch Oberfläche einer auf dem Halbleiterkörper 2 angeordneten Schutzschicht oder Konverterschicht gebildet ist. Das Bauelement 100 weist eine Rückseite 102 auf, die etwa zumindest bereichsweise durch eine Rückseite 12 des Trägers 1 gebildet ist. Das Bauelement 100 ist insbesondere an der Rückseite 12 des Trägers 1 beziehungsweise an der Rückseite 102 des Bauelements elektrisch kontaktierbar.
Das Bauelement 100 weist eine Seitenfläche 103 auf, die zumindest bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers 5 gebildet ist. Insbesondere kann die Seitenfläche 103 charakteristische Vereinzelungsspuren aufweisen. Der Träger 1 weist eine Vorderseite 11 auf. Die Vorderseite 11 ist insbesondere bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers 5 und bereichsweise durch Oberflächen der Durchkontakte 41 und 42 gebildet. Die Durchkontakte 41 und 42 sind somit sowohl an der Vorderseite 11 des Trägers 1 als auch an der Rückseite 12 des Trägers 1 elektrisch kontaktierbar. In der vertikalen Richtung erstrecken sich die Durchkontakte 41 und 42 somit durch den Formkörper 5 hindurch.
In der vertikalen Richtung sind zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem Träger 1 die Stabilisierungsschicht 3, eine Isolierungsstruktur und eine Verdrahtungsstruktur angeordnet.
Die Isolierungsstruktur enthält dabei etwa ausschließlich elektrisch isolierende Schichten wie die Passivierungsschicht 90, die erste Isolierungsschicht 91, die zweite Isolierungsschicht 92 und die dritte Isolierungsschicht 93. Die Verdrahtungsstruktur enthält etwa ausschließlich elektrisch leitfähige Schichten, die zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 eingerichtet sind. Dabei enthält die Verdrahtungsstruktur insbesondere die Spiegelschicht 80, die Durchkontaktierung 81, die Stromaufweitungsschicht 82, die Schutzschicht 83, die Anschlussschicht 84 und gegebenenfalls die Startschichten. Sowohl der Träger 1 als auch die Verdrahtungsstruktur und die Isolierungsstruktur werden schrittweise auf den Halbleiterkörper 2 vor der Vereinzelung des Waferverbunds 200 aufgebracht. Somit werden der Träger 1, die Verdrahtungsstruktur und die Isolierungsstruktur nicht getrennt vom Halbleiterkörper 2 sondern unmittelbar am Halbleiterkörper 2, das heißt in Anwesenheit des Halbleiterkörpers 2, ausgebildet.
Das in der 2A dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 entspricht im Wesentlichen dem in der 1B dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist die Strahlungsdurchtrittsfläche 101 strukturiert. Des Weiteren weist das Bauelement 100 auf der Rückseite 102 Kontaktschichten 410 und 420 auf. Der erste Durchkontakt 41 ist etwa von einer ersten Kontaktschicht 410 vollständig bedeckt. Der zweite durchkontakt 42 ist etwa von einer zweiten Kontaktschicht 420 vollständig überdeckt. Über die Kontaktschichten 410 und 420 kann das Bauelement 100 extern elektrisch kontaktiert werden.
Das in der 2B dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 entspricht im Wesentlichen dem in der 2A dargestellten Ausführungsbeispiel. In der 2A ist die Stabilisierungsschicht 3 an mindestens einer Seitenfläche 103 des Bauelements frei zugänglich. Gemäß 2A kann die Stabilisierungsschicht 3 an der Seitenfläche 103 Vereinzelungsspuren aufweisen. Im Unterschied hierzu erstreckt sich die Stabilisierungsschicht 3 in der lateralen Richtung gemäß 2B etwa nicht bis zur Seitenfläche 103 des Bauelements 100. Die Stabilisierungsschicht 3 ist insbesondere von der zweiten Isolierungsschicht 92 und der dritten Isolierungsschicht 93 vollständig umschlossen. In der 2B ist des Weiteren eine Startschicht 30 dargestellt. Die Startschicht 30 ist strukturiert ausgebildet. Die Stabilisierungsschicht 3 mit den Öffnungen 31 und 32 kann mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens auf die strukturierte Startschicht 30 aufgebracht werden. In der 2B erstreckt sich die strukturierte Startschicht 30 nicht bis zur Seitenfläche 103 des Bauelements 100.
Das in der 3A dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Verfahrensstadium eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements entspricht im Wesentlichen dem in der 1A dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist die Stabilisierungsschicht 3 derart ausgebildet, dass die Stabilisierungsschicht 3 und die Trenngräben 60 in Draufsicht überlappungsfrei sind. Ein nach diesem Ausführungsbeispiel hergestelltes Bauelement 100 ist etwa in der 3B dargestellt. Im Übrigen entspricht das in der 3B dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 im Wesentlichen dem in der 2B dargestellten Bauelement.
Durch die Anordnung einer zusammenhängenden Stabilisierungsschicht zwischen einem Träger und einem Halbleiterkörper eines Bauelements kann das Bauelement besonders mechanisch stabil ausgestaltet werden. Ist die Stabilisierungsschicht von dem Träger und von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert, wird mögliche Kurzschlussgefahr etwa aufgrund eines an Seitenflächen des Bauelements hochkriechenden Verbindungsmaterials reduziert beziehungsweise weitgehend vermieden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

100: Bauelement
101: Strahlungsdurchtrittsfläche
102: Rückseite des Bauelements
103: Seitenfläche des Bauelements
1: Träger
11: Vorderseite des Trägers
12: Rückseite des Trägers
10: Aufwachssubstrat
2: Halbleiterkörper
20: Halbleiterverbund
200: Verbundstruktur/ Waferverbund
201: erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers
202: zweite Hauptfläche des Halbleiterkörpers
21: erste Halbleiterschicht
22: zweite Halbleiterschicht
23: aktive Schicht
25: Ausnehmung
3: Stabilisierungsschicht
30: Startschicht
31: erste Öffnung der Stabilisierungsschicht
32: zweite Öffnung der Stabilisierungsschicht
40: Zwischenbereich
41: erster Durchkontakt
42: zweiter Durchkontakt
410: erste Kontaktschicht
420: zweite Kontaktschicht
5: Formkörper/ Formkörperverbund
60: Trenngraben
80: Spiegelschicht
81: Durchkontaktierung
82: Stromaufweitungsschicht
83: Schutzschicht
84: Anschlussschicht
90: Passivierungsschicht
91: erste Isolierungsschicht
92: zweite Isolierungsschicht
93: dritte Isolierungsschicht

Claims

Bauelement (100) mit einem Halbleiterkörper (2), einem Träger (1) und einer in vertikaler Richtung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordneten Stabilisierungsschicht (3), wobei – der Halbleiterkörper eine dem Träger abgewandte erste Halbleiterschicht (21), eine dem Träger zugewandte zweite Halbleiterschicht (22) und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht (23) aufweist, – der Träger einen ersten Durchkontakt (41) und einen durch einen Zwischenbereich (40) von dem ersten Durchkontakt lateral beabstandeten zweiten Durchkontakt (42) aufweist, wobei der erste Durchkontakt mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist und der zweite Durchkontakt mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist, und – die Stabilisierungsschicht zusammenhängend ausgebildet ist, in Draufsicht Überlappungen mit den Durchkontakten (41, 42) aufweist und den Zwischenbereich lateral überbrückt, wobei die Stabilisierungsschicht von den Durchkontakten sowie von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist.
Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Stabilisierungsschicht (3) eine Metallschicht ist.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stabilisierungsschicht (3) eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 µm und 50 µm aufweist.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stabilisierungsschicht (3) eine erste Öffnung (31) und eine zweite Öffnung (32) aufweist, wobei – sich der erste Durchkontakt (41) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (2) durch die erste Öffnung hindurch erstreckt, und – sich der zweite Durchkontakt (42) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers (2) durch die zweite Öffnung hindurch erstreckt.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stabilisierungsschicht (3) und die Durchkontakte (41, 42) zusammen mindestens 90 % einer Gesamtfläche der aktiven Schicht (23) bedecken.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stabilisierungsschicht (3) und die Durchkontakte (41, 42) zusammen die aktive Schicht (23) vollständig bedecken.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (1) einen Formkörper (5) aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, wobei die Durchkontakte (41, 42) bereichsweise in dem Formkörper eingebettet sind und sich in der vertikalen Richtung durch den Formkörper (5) hindurch erstrecken.
Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Formkörper (5) des Trägers den Halbleiterkörper (2) in lateralen Richtungen bereichsweise umschließt.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Durchkontaktierung (81) aufweist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht (22) und die aktive Schicht (23) hindurch zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht (21) erstreckt, wobei die Durchkontaktierung mit einem der Durchkontakte (41, 42) elektrisch leitend verbunden ist.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Spiegelschicht (80) aufweist, die mit einem der Durchkontakte (41, 42) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Spiegelschicht in der vertikalen Richtung zwischen dem Träger (1) und dem Halbleiterkörper (2) angeordnet ist und derart ausgebildet ist, dass sie an allen Seitenflächen (103) des Bauelements bedeckt ist.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stabilisierungsschicht (3) an mindestens einer Seitenfläche (103) des Bauelements frei zugänglich ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das eine Isolierungsstruktur (92, 93) aufweist, die die Stabilisierungsschicht (3) vollständig umschließt.
Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (100) mit einem Halbleiterkörper (2), einem Träger (1) und einer in vertikaler Richtung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger angeordneten Stabilisierungsschicht (3), wobei – der Halbleiterkörper eine dem Träger abgewandte erste Halbleiterschicht (21), eine dem Träger zugewandte zweite Halbleiterschicht (22) und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht (23) aufweist, – der Träger einen ersten Durchkontakt (41) und einen durch einen Zwischenbereich (40) von dem ersten Durchkontakt lateral beabstandeten zweiten Durchkontakt (42) aufweist, wobei der erste Durchkontakt mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden wird und der zweite Durchkontakt mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden wird, – die Stabilisierungsschicht zusammenhängend ausgebildet wird, in Draufsicht Überlappungen mit den Durchkontakten (41, 42) aufweist und den Zwischenbereich lateral überbrückt, wobei die Stabilisierungsschicht von den Durchkontakten sowie von dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert wird, und – der Träger (1) schrittweise am Halbleiterkörper (2) ausgebildet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Durchkontakte (42, 42) und/oder die Stabilisierungsschicht (3) mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens auf den Halbleiterkörper (2) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen (100), bei dem ein Waferverbund (200) mit einem Halbleiterkörperverbund (20), einer Mehrzahl von ersten Durchkontakten (41), einer Mehrzahl von zweiten Durchkontakten und zumindest einer zusammenhängenden Stabilisierungsschicht (3) bereitgestellt wird, wobei – der Waferverbund (200) eine Mehrzahl von Trenngräben (60) aufweist, durch die der Halbleiterverbund (20) in eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern (2) zertrennbar ist, – ein Formkörpermaterial zur Ausbildung eines Formkörperverbunds auf den Waferverbund (200) derart aufgebracht wird, dass die Trenngräben und Zwischenbereiche (40) zwischen den Durchkontakten (41, 42) zumindest teilweise aufgefüllt werden, und – der Waferverbund und der Formkörperverbund entlang der Trenngräben in eine Mehrzahl von Bauelementen derart vereinzelt werden, dass die Bauelemente jeweils einen der Halbleiterkörper (2), eine Stabilisierungsschicht (3) und einen Träger (1) aufweisen, wobei der Träger einen ersten Durchkontakt (41), einen zweiten Durchkontakt (42) und einen Formkörper (5) als Teil des vereinzelten Formkörperverbunds aufweist.