DE102021205315A1 - DIAPHRAGM SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD OF MAKING THE SAME - Google Patents

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Ulrich Kessler
Thomas Kaden
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Abstract

Es wird ein Membran-Halbleiterbauelement (100) mit einem Außenbereich (81) und einem Membranbereich (82) bereitgestellt. Ein Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) ist auf oder über einer ersten Seite eines Substrats (61) angeordnet. Eine Rückseitenkontaktstruktur (52) ist auf oder über einer zweiten Seite des Substrates (61), die der ersten Seite gegenüberliegt, und/oder auf oder über dem Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) bei der zweiten Seite in dem Außenbereich (81) und in dem Membranbereich (82) angeordnet. Mindestens ein Teil des Substrats (61) ist in dem Außenbereich (81) angeordnet. Das Substrat (61) ist derart strukturiert, dass ein Rückseiten-Trench (51) in dem Membranbereich (82) eingerichtet ist. Der Rückseiten-Trench (51) ist frei von dem Substrat (61). Eine elektrisch leitfähige Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) ist in dem Rückseiten-Trench (51) bei der zweiten Seite angeordnet und derart eingerichtet, dass die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) die Rückseitenkontaktstruktur (52) im Membranbereich (82) elektrisch kontaktiert und lateral von dem Substrat (61) und der Rückseitenkontaktstruktur (52) in dem Außenbereich (81) beabstandet ist.A membrane semiconductor component (100) with an outer area (81) and a membrane area (82) is provided. A gallium nitride layer system (15, 16, 17) is arranged on or above a first side of a substrate (61). A rear contact structure (52) is on or above a second side of the substrate (61), which is opposite the first side, and/or on or above the gallium nitride layer system (15, 16, 17) on the second side in the outer area (81 ) and arranged in the membrane area (82). At least part of the substrate (61) is arranged in the outer area (81). The substrate (61) is structured in such a way that a rear side trench (51) is set up in the membrane area (82). The backside trench (51) is free from the substrate (61). An electrically conductive rear side trench filling structure (56) is arranged in the rear side trench (51) at the second side and set up such that the rear side trench filling structure (56) electrically contacts the rear side contact structure (52) in the membrane area (82) and laterally from the substrate (61) and the back contact structure (52) in the outer region (81) is spaced.

Description

Stand der TechnikState of the art

Transistoren auf Basis von Galliumnitrid (GaN) bieten die Möglichkeit, Bauelemente mit niedrigeren On-Widerständen bei gleichzeitig höheren Durchbruchsspannungen zu realisieren als vergleichbare Bauelemente auf Basis von Silizium oder Siliziumcarbid.Transistors based on gallium nitride (GaN) offer the possibility of realizing components with lower on-resistances and at the same time higher breakdown voltages than comparable components based on silicon or silicon carbide.

Bekannt sind GaN-Transistoren vor allem durch sogenannte high-electron mobility Transistoren (HEMTs), bei denen der Stromfluss lateral an der Substratoberseite durch ein zweidimensionales Elektronengas stattfindet, welches den Transistorkanal bildet. Solche lateralen Bauelemente können durch eine Heteroepitaxie der funktionalen GaN-Schichten auf Siliziumwafern hergestellt werden. Für hohe Durchbruchspannung bei kleinem On-Widerstand pro Einheitsfläche sind jedoch vertikale Bauelemente, bei denen der Strom von der Substratvorderseite zur Substratrückseite fließt, vorteilhafter, sowohl was die Baugröße als auch die elektrische Feldverteilung im Inneren des Bauelements angeht. Ein derartiges Bauelement ist direkt nicht mittels heteroepitaktischer GaN-Schichten auf Silizium (Si) darstellbar, da zur Anpassung des Gitterfehlpasses zwischen GaN und Si sowie zur Reduktion der Substratwölbung isolierende Zwischenschichten (ein sogenannter Buffer) benötigt werden.GaN transistors are primarily known for what are known as high-electron mobility transistors (HEMTs), in which the current flow takes place laterally on the top side of the substrate through a two-dimensional electron gas that forms the transistor channel. Such lateral components can be produced by heteroepitaxy of the functional GaN layers on silicon wafers. However, for high breakdown voltage with small on-resistance per unit area, vertical devices, in which the current flows from the front of the substrate to the back of the substrate, are more advantageous in terms of both the size and the electric field distribution inside the device. Such a component cannot be produced directly using heteroepitaxial GaN layers on silicon (Si), since insulating intermediate layers (a so-called buffer) are required to adapt the lattice mismatch between GaN and Si and to reduce the substrate curvature.

Der Buffer selbst ist mechanisch derart verspannt, dass er bei Raumtemperatur die Verspannung der GaN-Schichten gerade kompensiert. Da der Buffer ein Isolator ist, wird durch den Buffer jedoch der Stromfluss von der Substratvorderseite zur Substratrückseite verhindert.The buffer itself is mechanically strained in such a way that it just compensates for the strain of the GaN layers at room temperature. However, since the buffer is an insulator, the current flow from the front of the substrate to the back of the substrate is prevented by the buffer.

Es sind auch native GaN-Substrate bekannt, auf denen die benötigten zusätzlichen epitaktischen GaN-Schichten des Bauelements gewachsen werden können, ohne einen isolierenden Buffer zu benötigen. Derartige GaN-Substrate sind jedoch klein (typischerweise 50 mm Durchmesser) und teuer.Native GaN substrates are also known on which the required additional epitaxial GaN layers of the device can be grown without the need for an insulating buffer. However, such GaN substrates are small (typically 50 mm in diameter) and expensive.

Um den Transistorpreis pro Flächenelement zu reduzieren, kann es vorteilhaft sein, die verfügbaren heteroepitaktischen GaN-Schichten auf großen Siliziumsubstraten zu nutzen. Dazu sind vertikale Bauelemente (Trench-MOSFET, pn-Diode) bekannt, bei denen das Siliziumsubstrat sowie der isolierende Buffer unter dem Bauelement selektiv entfernt werden, wodurch ein Rückseiten-Graben (Rückseiten-Trench) ausgebildet wird, um so direkt die Rückseite der Driftzone des Bauelements an kontaktieren zu können. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solchen Bauelements 1 mit isolierendem Buffer und Rückseiten-Trench 51 (hier anhand eines Trench-MOSFETs 1). Der Rückseiten-Trench 51 kann im Folgenden auch als Rückseitenkaverne oder Rückseitenapertur bezeichnet werden.In order to reduce the transistor price per area element, it can be advantageous to use the available heteroepitaxial GaN layers on large silicon substrates. Vertical components (trench MOSFET, pn diode) are known for this purpose, in which the silicon substrate and the insulating buffer under the component are selectively removed, whereby a backside trench (backside trench) is formed in order to directly cover the backside of the drift zone of the component to be able to contact. 1 shows the basic structure of such a component 1 with an insulating buffer and rear side trench 51 (here based on a trench MOSFET 1). The rear side trench 51 can also be referred to below as a rear side cavern or rear side aperture.

Wie in 1 veranschaulicht ist, sind auf dem Siliziumsubstrat 61 oder allgemein dem Substrat 61 folgende III-V Nitridhalbleiterschichten (GaN mit Ausnahme des Buffers) epitaktisch aufgewachsen: der isolierende Buffer 13, eine hochdotierte Kontakthalbleiterschicht mit n-Leitfähigkeit 14, die niedrigdotierte n-leitfähige Driftlage 15, eine p-leitfähige Body-Schicht 16 sowie eine hochdotierte n-leitfähige Source-Kontaktschicht 17.As in 1 is illustrated, the following III-V nitride semiconductor layers (GaN with the exception of the buffer) are epitaxially grown on the silicon substrate 61 or in general the substrate 61: the insulating buffer 13, a highly doped contact semiconductor layer with n-type conductivity 14, the low-doped n-type conductive drift layer 15, a p-conductive body layer 16 and a highly doped n-conductive source contact layer 17.

Source-Kontaktschicht 17 sowie Body-Schicht 16 werden von einem Graben (Trench) durchdrungen, dessen Seitenwände und Boden durch ein Gate-Dielektrikum 22 von der Gate-Elektrode 21 getrennt sind. Source-Kontaktschicht 17 und Body-Schicht 16 werden durch eine Source-Elektrode 41 kontaktiert, welche durch eine Isolationsschicht 31 von der Gate-Elektrode 21 getrennt sind. Rückseitig sind das Siliziumsubstrat 61 und der Buffer 13 durch einen Rückseiten-Trench 51 entfernt, welcher in der hochdotierten Kontakthalbleiterschicht mit n-Leitfähigkeit 14 endet. Diese ist durch eine rückseitige Drain-Elektrode 52 ankontaktiert. Im Betrieb wird ein leitfähiger Kanal in der Body-Schicht 16 durch Anlegen einer Gate-Spannung an die Gate-Elektrode 21 gebildet, durch welchen ein Stromfluss von der Source-Elektrode 41 zu der Drain-Elektrode 52 ermöglicht wird.Source contact layer 17 and body layer 16 are penetrated by a trench (trench), the side walls and bottom of which are separated from gate electrode 21 by a gate dielectric 22 . Source contact layer 17 and body layer 16 are contacted by a source electrode 41 which is separated from gate electrode 21 by an insulating layer 31 . At the rear, the silicon substrate 61 and the buffer 13 are removed by a rear-side trench 51, which ends in the highly doped contact semiconductor layer with n-type conductivity 14. This is contacted by a drain electrode 52 on the rear. In operation, a conductive channel is formed in the body layer 16 by applying a gate voltage to the gate electrode 21, through which a current flow from the source electrode 41 to the drain electrode 52 is permitted.

In 1 ist zur Vereinfachung ein Transistor mit drei Zellen, d.h. drei sich wiederholenden Strukturen veranschaulicht. In einem realen Transistor sind typischerweise eine Vielzahl solcher Zellen vorhanden und somit effektiv parallelgeschaltet. Typische aktive Flächen liegen im Bereich einiger Quadratmillimeter, die verbleibenden GaN-Schichten haben eine Dicke von einigen Mikrometern. Die Drain-Elektrode 52 kann aus mehreren metallischen Schichten bestehen.In 1 For simplicity, a transistor with three cells, ie three repeating structures, is illustrated. In a real transistor, there are typically a large number of such cells and are therefore effectively connected in parallel. Typical active areas are in the range of a few square millimeters, the remaining GaN layers have a thickness of a few micrometers. The drain electrode 52 can consist of multiple metallic layers.

Um den elektrischen Widerstand des Drain-Kontaktes 52 und die Stabilität des Membran-Halbleiterbauelementes 1 zu erhöhen, wird die Rückseitenkaverne 51 mit einem leitfähigen Material 53 verfüllt, wie in 2 veranschaulicht ist.In order to increase the electrical resistance of the drain contact 52 and the stability of the membrane semiconductor component 1, the rear side cavern 51 is filled with a conductive material 53, as in FIG 2 is illustrated.

Bei der vollständigen Verfüllung der Rückseitenkaverne 51 mit Füllmaterial 53 ist die Zuverlässigkeit des Bauteils durch die stark verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Halbleitermaterialen im Membran-Halbleiterbauelement 1 (Silizium (2,6*10-6 K-1), GaN(3,2*10-6 K-1)) und der Verfüllungsmetalle (z.B. Kupfer (17*10-6 K-1), Silber (18*10-6 K-1)) reduziert. Dies führt zum einen zu Zuverlässigkeitsproblemen während der Herstellung, beispielsweise durch hohe Temperaturen beim Sintern, und durch Temperaturvariationen während des Betriebs.When the rear side cavern 51 is completely filled with filling material 53, the reliability of the component is reduced due to the greatly different thermal expansion coefficients of the semiconductor materials in the membrane semiconductor component 1 (silicon (2.6*10 -6 K -1 ), GaN(3.2*10 -6 K -1 )) and the filling metals (e.g. copper (17*10 -6 K -1 ), silver (18*10 -6 K -1 )). On the one hand, this leads to reliability problems during production, for example due to high temperatures during sintering, and by temperature variations during operation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Kern der Erfindung ist ein vertikales Galliumnitrid Leistungsbauelement auf einem Fremdsubstrat mit einer teilweise metallisch verfüllten Rückseitenkaverne, wobei das Metall innerhalb der Kaverne in Form einer oder mehrerer Säulen angeordnet ist. Vorteil dieser Anordnung ist, dass eine laterale Ausdehnung der Metallsäulen bei einer Temperaturänderung möglich ist und somit eine geringere mechanische Belastung des Bauteils auftritt.The core of the invention is a vertical gallium nitride power component on a foreign substrate with a partially metallically filled back side cavity, the metal being arranged within the cavity in the form of one or more columns. The advantage of this arrangement is that a lateral expansion of the metal columns is possible in the event of a temperature change, which means that there is less mechanical stress on the component.

Das erfindungsgemäße Membran-Halbleiterbauelement mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein zuverlässigeres Membran-Halbleiterbauelement bereitgestellt werden kann, beispielsweise ein vertikales GaN-on-Si Membran-Halbleiterbauelement mit niedrigem Serienwiderstand der Drain-Elektrode und einer verbesserten thermischen Stabilität. Dies wird anschaulich durch eine strukturierte Rückseiten-Trenchfüllstruktur ermöglicht, die es dem elektrisch leitfähigen Füllmaterial ermöglicht sich thermisch auszudehnen und die dadurch bewirkten thermischen Verspannungen zu reduzieren oder zu vermeiden.The membrane semiconductor component according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that a more reliable membrane semiconductor component can be provided, for example a vertical GaN-on-Si membrane semiconductor component with a low series resistance of the drain electrode and improved thermal stability. This is clearly made possible by a structured rear-side trench filling structure, which allows the electrically conductive filling material to expand thermally and to reduce or avoid the thermal stresses caused as a result.

Als anschauliches Beispiel wird ein vertikales Galliumnitrid-Leistungsbauelement auf einem Fremdsubstrat mit einer teilweise metallisch verfüllten Rückseitenkaverne bereitgestellt, wobei das Metall innerhalb der Rückseitenkaverne in Form einer oder mehrerer Säulen angeordnet ist. Dies ermöglicht eine laterale Ausdehnung der Metallsäulen bei einer Temperaturänderung. Dadurch können geringere mechanische Belastungen im Halbleiterbauelement auftreten.As an illustrative example, a vertical gallium nitride power device is provided on a foreign substrate with a back side cavity partially filled with metal, the metal being arranged within the back side cavity in the form of one or more columns. This allows the metal columns to expand laterally when the temperature changes. As a result, lower mechanical loads can occur in the semiconductor component.

In den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung sind Weiterbildungen der Aspekte sowie vorteilhafte Ausgestaltungen des vertikalen Halbleiterbauelements beschrieben.Developments of the aspects and advantageous configurations of the vertical semiconductor component are described in the dependent claims and the description.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Membran-Transistors der bezogenen Technik;
  • 2 schematische Darstellung eines vertikalen Feldeffekttransistors der bezogenen Technik; und
  • 3 bis 5 schematische Darstellungen eines Membran-Halbleiterbauelements gemäß verschiedenen Aspekten.
Embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail below. Show it:
  • 1 a schematic representation of a membrane transistor of the related art;
  • 2 schematic representation of a vertical field effect transistor of the related art; and
  • 3 until 5 schematic representations of a membrane semiconductor device according to various aspects.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference symbols, insofar as this is appropriate.

In nachfolgender Beschreibung werden verschiedene Aspekte und Ausführungsformen eines vertikalen Halbleiterbauelements am Beispiel eines Trench-MOSFET beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass das Verwenden der abgestuften Metallfolie zum Bearbeiten der Rückseite eines Halbleiterbauelementes nicht auf einen Trench-MOSFET beschränkt ist, sodass sich durch diese Technologie prinzipiell beliebige vertikale Halbleiterbauelemente herstellen lassen, wie z.B. Schottky-Dioden, pn-Dioden, Vertical- Diffusion MOSFETS (VDMOS), Current-Aperture Vertical Electron Transistoren (CAVETs), vGroove Vertical High Electron Mobility Transistoren (vHEMTs) oder Finnen Feldeffekttransistoren (FinFETs).In the following description, various aspects and embodiments of a vertical semiconductor component are described using a trench MOSFET as an example. However, it goes without saying that the use of the stepped metal foil for processing the rear side of a semiconductor component is not limited to a trench MOSFET, so that in principle any vertical semiconductor components can be produced using this technology, such as Schottky diodes, pn diodes, vertical Diffusion MOSFETS (VDMOS), Current-Aperture Vertical Electron Transistors (CAVETs), vGroove Vertical High Electron Mobility Transistors (vHEMTs) or Fin Field Effect Transistors (FinFETs).

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Membran-Halbleiterbauelementes 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Wie in 3 veranschaulicht ist, kann die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 eine teilweise Verfüllung der rückseitigen Kaverne 51 (siehe 1) in Form mehrerer metallischer Säulen 54 (auch als elektrisch leitfähige Struktur 54 bezeichnet) aufweisen. Die Säulen 54 können hierbei komplett voneinander separiert sein oder in der Richtung der Zeichenebene miteinander verbunden sein, beispielsweise in Form miteinander verbundener Lamellen. Die metallischen Säulen 54 bewirken eine Reduzierung des elektrischen Widerstandes der Rückseitenkontaktstruktur, beispielsweise der Drain-Elektrode 52. Beispielsweise wird der elektrische Widerstand durch die zusätzlichen Leitpfade reduziert im Vergleich zu dem Fall, dass Stromleitfähigkeit nur durch die Drain-Elektrode 52 im Außenbereich 81 gegeben ist. Durch die Möglichkeit der lateralen Ausdehnung dieser metallischen Säulen bei einer Temperaturänderung (durch die Zwischenräume bzw. die Beabstandung der metallischen Säulen 54) wird die mechanische Belastung des Membran-Halbleiterbauelements 100 reduziert. Die metallischen Säulen 54 können beispielsweise Kupfer, Silber oder Nickel aufweisen oder daraus gebildet sein. Die metallischen Säulen 54 können mittels eines galvanischen Wachstums oder eines additiven Verfahrens ausgebildet werden. Ein entsprechendes additives Verfahren kann beispielsweise ein Direct Metal Deposition (DMD)-Prozess sein. Beim DMD-Prozess können feine Metallpulver mit Partikelgrößen von wenigen µm durch einen Laserstrahl lokal aufgeschmolzen werden. Für einen DMD-Prozess ist nicht unbedingt ein horizontales Pulverbett erforderlich und die metallische Struktur, d.h. die metallischen Säulen 54, können direkt schichtweise in dem Rückseiten-Trench 51 ausgebildet werden. 3 FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a membrane semiconductor device 100 according to various embodiments. As in 3 is illustrated, the backside trench fill structure 56 can be a partial backfilling of the backside cavern 51 (see FIG 1 ) in the form of a plurality of metallic columns 54 (also referred to as an electrically conductive structure 54). The columns 54 can be completely separated from one another or connected to one another in the direction of the plane of the drawing, for example in the form of interconnected lamellae. The metallic columns 54 bring about a reduction in the electrical resistance of the rear-side contact structure, for example the drain electrode 52. For example, the electrical resistance through the additional conductive paths reduced compared to the case that current conductivity is given only by the drain electrode 52 in the outer region 81. The mechanical stress on the membrane semiconductor component 100 is reduced due to the possibility of lateral expansion of these metallic pillars in the event of a temperature change (due to the intermediate spaces or the spacing of the metallic pillars 54). The metallic pillars 54 can include or be formed from copper, silver or nickel, for example. The metallic pillars 54 can be formed using a galvanic growth or an additive process. A corresponding additive method can be a Direct Metal Deposition (DMD) process, for example. In the DMD process, fine metal powders with particle sizes of a few µm can be locally melted using a laser beam. A horizontal powder bed is not absolutely necessary for a DMD process and the metallic structure, ie the metallic columns 54, can be formed directly in the back side trench 51 in layers.

4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Membran-Halbleiterbauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In verschiedenen Ausführungsformen ist Zwischenraum zwischen benachbarten metallischen Säulen 54 mit einem weiteren Material 55 verfüllt, beispielsweise mit einem elektrisch isolierenden Material 55. Das weitere Material 55 ist elastischer (mechanisch weicher) als die metallischen Säulen 54. Mit anderen Worten: der Elastizitätsmodul des weiteren Materials 55 ist geringer als der Elastizitätsmodul der metallischen Säulen 54. Durch eine vollständige Verfüllung des Rückseiten-Trench 51 mit den metallischen Säulen 54 und dem weiteren Material 55 kann der Membranbereich 81 des Membran-Halbleiterbauelements 100 stabilisiert werden. 4 FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a membrane semiconductor device according to various embodiments. In various embodiments, the space between adjacent metallic columns 54 is filled with a further material 55, for example with an electrically insulating material 55. The further material 55 is more elastic (mechanically softer) than the metallic columns 54. In other words: the modulus of elasticity of the further material 55 is lower than the modulus of elasticity of the metallic pillars 54. Complete filling of the rear side trench 51 with the metallic pillars 54 and the further material 55 allows the membrane region 81 of the membrane semiconductor component 100 to be stabilized.

Im Vergleich zu einem Füllmaterial 53 der bezogenen Technik, d.h. einer einstückigen vollständigen Metallfüllung des Rückseiten-Trench 51, kann bei einer Temperaturänderung eine thermisch bedingte, laterale Ausdehnung der metallischen Säulen 54 aufgrund des geringeren Elastizitätsmodul des weiteren Materials 55 erfolgen. Das weitere Material 55 kann beispielsweise ein organisches Material sein, beispielsweise ein Kunststoff, beispielweise ein Duromer, ein Thermoplast, ein Polyurethane oder ähnliches, oder ein anorganisches Material sein, beispielsweise eine Keramik, beispielsweise ein Aluminiumoxid oder Siliziumoxid. Das weitere Material 55 kann beispielsweise mittels eines Dispensen, eines Jetten, eines kapillaren Füllens, eines Moldens oder ähnliches, in die Zwischenräume zwischen den metallischen Säulen 54 eingebracht werden.In comparison to a filling material 53 of the related technology, i.e. a one-piece complete metal filling of the rear side trench 51, a thermally induced, lateral expansion of the metallic columns 54 can take place in the event of a temperature change due to the lower modulus of elasticity of the further material 55. The further material 55 can, for example, be an organic material, for example a plastic, for example a duromer, a thermoplastic, a polyurethane or the like, or an inorganic material, for example a ceramic, for example an aluminum oxide or silicon oxide. The further material 55 can be introduced into the spaces between the metallic columns 54 by means of dispensing, jetting, capillary filling, molding or the like, for example.

5 zeigt eine schematische Aufsicht eines Membran-Halbleiterbauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise gemäß einer in 4 veranschaulichten Ausführungsform. Veranschaulicht sind metallischen Säulen 54 und das weitere Materials 55 innerhalb des Rückseiten-Trench 51. Die metallischen Säulen 54 sind hierbei in einer regelmäßigen Anordnung angeordnet. Die Anordnung kann an die Geometrie des Rückseiten-Trenchs 51 angepasst sein. Die Geometrie der metallischen Säulen 54 kann ebenfalls an die Geometrie des Rückseiten-Trenchs 51 angepasst sein. Eine alternative, regelmäßige Anordnung der metallischen Säulen 54 ist eine hexagonale Anordnung (Bienenwabenmuster) von metallischen Säulen 54 oder metallischen Lamellen 54. In der Anordnung in 5 sind zudem die metallischen Säulen 54 vom unter der Drain-Elektrode 52 befindlichen verbleibenden Substrat 61 durch das weitere Material 55 separiert. Dadurch können sich beispielsweise das Silizium des Substrats 61 und das Metall der metallischen Säulen 54 sich bei einer Temperaturänderung des Membran-Halbleiterbauelementes 100 weitgehend unabhängig voneinander ausdehnen. In verschiedenen Ausführungsformen können andere Anordnungen der metallischen Säulen 54 vorgesehen sein, beispielsweise in Form konzentrischer Ringe. Alternativ oder zusätzlich kann die Querschnittsfläche bzw. die Grundfläche der metallischen Säulen 54 die Form eines Rechtecks, eines Quadrats, eines Polyecks, eines Kreises oder einer Ellipse aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die metallischen Säulen 54 eine nicht-gleichmäßige laterale Ausdehnung aufweisen, beispielsweise kann die Dicke der metallischen Säulen 54 über deren Höhe variieren, beispielsweise konisch zulaufend sein. 5 shows a schematic top view of a membrane semiconductor component according to various embodiments, for example according to an in 4 illustrated embodiment. Metallic pillars 54 and the further material 55 within the rear side trench 51 are illustrated. The metallic pillars 54 are here arranged in a regular arrangement. The arrangement can be adapted to the geometry of the rear trench 51 . The geometry of the metallic columns 54 can also be adapted to the geometry of the rear trench 51 . An alternative, regular arrangement of the metallic columns 54 is a hexagonal arrangement (honeycomb pattern) of metallic columns 54 or metallic laminations 54. In the arrangement in FIG 5 In addition, the metallic columns 54 are separated from the remaining substrate 61 located under the drain electrode 52 by the additional material 55 . As a result, for example, the silicon of the substrate 61 and the metal of the metallic columns 54 can expand largely independently of one another when the temperature of the membrane semiconductor component 100 changes. In various embodiments, other configurations of the metallic columns 54 may be provided, such as in the form of concentric rings. Alternatively or additionally, the cross-sectional area or the base area of the metallic columns 54 can have the shape of a rectangle, a square, a polygon, a circle or an ellipse. Alternatively or additionally, the metallic columns 54 can have a non-uniform lateral extension, for example the thickness of the metallic columns 54 can vary over their height, for example tapering.

Mit anderen Worten:

  • In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Membran-Halbleiterbauelement 100 mit einem Außenbereich 81 und einem Membranbereich 82 bereitgestellt. Das Membran-Halbleiterbauelement 100 weist ein Galliumnitrid-Schichtensystem 15, 16, 17 auf oder über einer ersten Seite eines Substrats 61 auf. Eine Rückseitenkontaktstruktur 52 ist auf oder über einer zweiten Seite des Substrates 61, die der ersten Seite gegenüberliegt, und/oder auf oder über dem Galliumnitrid-Schichtensystem 15, 16, 17 bei der zweiten Seite in dem Außenbereich 81 und in dem Membranbereich 82 angeordnet. Mindestens ein Teil des Substrats 61 ist in dem Außenbereich 81 angeordnet. Das Substrat 61 ist derart strukturiert, dass ein Rückseiten-Trench 51 in dem Membranbereich 82 eingerichtet ist. Der Rückseiten-Trench 51 ist dabei frei von dem Substrat 61. Eine elektrisch leitfähige Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 ist in dem Rückseiten-Trench 51 bei der zweiten Seite angeordnet. Die elektrisch leitfähige Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 ist derart eingerichtet, dass die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 die Rückseitenkontaktstruktur 52 im Membranbereich 82 elektrisch kontaktiert und lateral von dem Substrat 61 und der Rückseitenkontaktstruktur 52 in dem Außenbereich 81 beabstandet ist.
In other words:
  • In various embodiments, a membrane semiconductor component 100 having an outer area 81 and a membrane region 82 is provided. The membrane semiconductor component 100 has a gallium nitride layer system 15, 16, 17 on or over a first side of a substrate 61. A backside contact structure 52 is arranged on or above a second side of the substrate 61, which is opposite the first side, and/or on or above the gallium nitride layer system 15, 16, 17 on the second side in the outer area 81 and in the membrane area 82. At least part of the substrate 61 is arranged in the outer area 81 . The substrate 61 is structured in such a way that a rear side trench 51 is set up in the diaphragm area 82 . The rear side trench 51 is free of the substrate 61. An electrically conductive rear side trench filling structure 56 is arranged in the rear side trench 51 on the second side. The electrically conductive back ten trench filling structure 56 is set up in such a way that the rear side trench filling structure 56 electrically contacts the rear side contact structure 52 in the membrane area 82 and is laterally spaced apart from the substrate 61 and the rear side contact structure 52 in the outer area 81 .

Wenn das Substrat 61 zumindest lokal vollständig entfernt wurde, so dass das GaN-Schichtsystem 15, 16, 17 rückseitig freiliegt kann es anschaulich keine zweite Seite des Substrats 61 mehr geben. Das Ausbilden der Rückseitenkontaktstruktur des Halbleiterbauelements 100 erfolgt in diesem Fall aus Richtung der zweiten Seite des (vormals gegebenenfalls vorhandenen) Substrates 61 bzw. mit anderen Worten „bei der zweiten Seite des Substrats 61 und/oder auf oder über einer Seite des Galliumnitrid-Schichtensystems 15, 16, 17, die der ersten Seite des Substrats 61 gegenüberliegt.If the substrate 61 has been completely removed, at least locally, so that the GaN layer system 15, 16, 17 is exposed on the back, there can clearly no longer be a second side of the substrate 61. In this case, the rear-side contact structure of the semiconductor component 100 is formed from the direction of the second side of the substrate 61 (previously possibly present) or in other words “on the second side of the substrate 61 and/or on or above one side of the gallium nitride layer system 15 , 16, 17 facing the first side of the substrate 61 .

Die Rückseitenkontaktstruktur 52 ist beispielsweise als eine Elektrodenschicht eingerichtet. Das Membran-Halbleiterbauelement kann ein gesteuertes Halbleiterbauelement sein, beispielsweise ein vertikaler Transistor, oder ungesteuertes Halbleiterbauelement sein, beispielsweise eine Diode. Das Membran-Halbleiterbauelement 100 ist beispielsweise ein vertikaler Transistor 100. In diesem Fall ist eine Vorderseitenkontaktstruktur mit einer Source-Elektrode 41 bzw. einer Drain-Elektrode und mit einer Gate-Elektrode 23 auf oder über der ersten Seite ausgebildet ist und die Rückseitenkontaktstruktur 52 eine Drain-Elektrode 52 bzw. eine Source-Elektrode aufweist. Das Galliumnitrid-Schichtensystem 15, 16, 17 kann mindestens eine Driftlage 15, eine p-dotierte Galliumnitridschicht 16 und eine n-dotierte Galliumnitridschicht 17 aufweisen. Die Rückseitenkontaktstruktur 52 ist zumindest in einem Bereich im direkten Kontakt mit dem Galliumnitrid-Schichtensystem 15, 16, 17. Falls das Membran-Halbleiterbauelement eine Diode ist, ist die Vorderseitenkontaktstruktur eine Anoden-Elektrode und die Rückseitenkontaktstruktur eine Kathoden-Elektrode, oder umgekehrt.The rear side contact structure 52 is set up as an electrode layer, for example. The membrane semiconductor device may be a controlled semiconductor device, such as a vertical transistor, or an uncontrolled semiconductor device, such as a diode. The membrane semiconductor device 100 is, for example, a vertical transistor 100. In this case, a front-side contact structure with a source electrode 41 and a drain electrode, respectively, and with a gate electrode 23 is formed on or over the first side and the back-side contact structure 52 is a Has drain electrode 52 and a source electrode. The gallium nitride layer system 15, 16, 17 can have at least one drift layer 15, a p-doped gallium nitride layer 16 and an n-doped gallium nitride layer 17. The rear contact structure 52 is in direct contact with the gallium nitride layer system 15, 16, 17 in at least one area. If the membrane semiconductor component is a diode, the front contact structure is an anode electrode and the rear contact structure is a cathode electrode, or vice versa.

Die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 kann beispielsweise mindestens eine erste elektrisch leitfähige Struktur 54 und eine zweite elektrisch leitfähige Struktur 54 aufweisen. Die erste elektrisch leitfähige Struktur 54 und die zweite elektrisch leitfähige Struktur 54 sind in dem Rückseiten-Trench 51 voneinander und von dem Substrat 61 beabstandet angeordnet. Mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur 54 der Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 kann sich von der Rückseitenkontaktstruktur 52 derart erstrecken, dass die elektrisch leitfähige Struktur 54 eine Oberfläche aufweist, die koplanar zu einer Oberfläche der Rückseitenkontaktstruktur 52 in dem Außenbereich 81 ist. Mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur 54 der Rückseitenkontaktstruktur 52 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein. Mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur 54 der Rückseitenkontaktstruktur 52 kann beispielsweise eine Säulen-Struktur oder eine Lamellen-Struktur aufweisen, die sich von der Oberfläche der Rückseitenkontaktstruktur 52 erstreckt.The rear side trench filling structure 56 can have at least a first electrically conductive structure 54 and a second electrically conductive structure 54, for example. The first electrically conductive structure 54 and the second electrically conductive structure 54 are arranged in the rear side trench 51 at a distance from one another and from the substrate 61 . At least one electrically conductive structure 54 of the backside trench fill structure 56 may extend from the backside contact structure 52 such that the electrically conductive structure 54 has a surface that is coplanar with a surface of the backside contact structure 52 in the outer region 81 . At least one electrically conductive structure 54 of the rear-side contact structure 52 may include or be formed from a metal. At least one electrically conductive structure 54 of the rear-side contact structure 52 can have a column structure or a lamellar structure, for example, which extends from the surface of the rear-side contact structure 52 .

Die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 kann ferner ein elektrisch isolierendes Material 55 aufweisen. Das elektrisch isolierende Material 55kann lateral zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 54 und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 54 angeordnet sein. Die die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material 55 aufweisen, dass lateral zwischen dem Substrat 61 bzw. lateral zwischen der Rückseitenkontaktstruktur 52 im Außenbereich 81 und mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur 54 angeordnet ist. Das elektrisch isolierende Material 55 kann ein Kunststoff oder eine Keramik aufweisen oder daraus gebildet sein.The backside trench fill structure 56 may further include an electrically insulating material 55 . The electrically insulating material 55 can be arranged laterally between the first electrically conductive structure 54 and the second electrically conductive structure 54 . The rear side trench filling structure 56 can have, for example, an electrically insulating material 55 that is arranged laterally between the substrate 61 or laterally between the rear side contact structure 52 in the outer area 81 and at least one electrically conductive structure 54 . The electrically insulating material 55 can include or be formed from a plastic or a ceramic.

Die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material 55 aufweisen, dass lateral zwischen dem Substrat 61 und mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur 54 der Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 und/oder lateral zwischen einer ersten elektrisch leitfähigen Struktur 54 und einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 54 der Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 angeordnet ist. Das elektrisch isolierende Material 55 und mindestens eine der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 54 und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 54 können sich von der Rückseitenkontaktstruktur 52 derart erstrecken, dass die elektrisch leitfähige Struktur 54 und das elektrisch isolierende Material 55 eine Oberfläche aufweisen, die koplanar zu einer Oberfläche der Rückseitenkontaktstruktur 52 in dem Außenbereich 81 ist.Rear-side trench filling structure 56 can have, for example, an electrically insulating material 55 that is located laterally between substrate 61 and at least one electrically conductive structure 54 of rear-side trench filling structure 56 and/or laterally between a first electrically conductive structure 54 and a second electrically conductive structure 54 of the back side trench fill structure 56 is arranged. The electrically insulating material 55 and at least one of the first electrically conductive structure 54 and the second electrically conductive structure 54 may extend from the backside contact structure 52 such that the electrically conductive structure 54 and the electrically insulating material 55 have a surface that is coplanar with a Surface of the rear contact structure 52 in the outer area 81 is.

In verschiedenen Ausführungsformen weist ein Verfahren zum Herstellen eines Membran-Halbleiterbauelements 100 mit einem Außenbereich 81 und einem Membranbereich 82 auf: Ausbilden eines Galliumnitrid-Schichtensystems 15, 16, 17 auf oder über einer ersten Seite eines Substrats 61; Ausbilden einer Rückseitenkontaktstruktur 52 auf oder über einer zweiten Seite des Substrates 61, die der ersten Seite gegenüberliegt, und/oder auf oder über dem Galliumnitrid-Schichtensystem 15, 16, 17 bei der zweiten Seite in dem Außenbereich 81 und in dem Membranbereich 82, wobei mindestens ein Teil eines Substrats 61 in dem Außenbereich 81 angeordnet ist, wobei das Substrat 61 derart strukturiert ist, dass ein Rückseiten-Trench 51 in dem Membranbereich 82 eingerichtet ist, wobei der Rückseiten-Trench 51 frei ist von dem Substrat 61, und Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56, die in dem Rückseiten-Trench 51 bei der zweiten Seite angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass die Rückseiten-Trenchfüllstruktur 56 die Rückseitenkontaktstruktur 52 im Membranbereich 82 elektrisch kontaktiert und lateral von dem Substrat 61 und der Rückseitenkontaktstruktur 52 in dem Außenbereich 81 beabstandet ist.In various embodiments, a method for producing a membrane semiconductor component 100 with an outer area 81 and a membrane region 82 comprises: forming a gallium nitride layer system 15, 16, 17 on or over a first side of a substrate 61; Forming a backside contact structure 52 on or over a second side of the substrate 61, which is opposite the first side, and/or on or over the gallium nitride layer system 15, 16, 17 on the second side in the outer area 81 and in the membrane area 82, wherein at least a part of a substrate 61 is arranged in the outer area 81, the substrate 61 being structured such that a rear side trench 51 is established in the membrane area 82, the rear side trench 51 being free of the substrate 61, and forming a electrically conductive back side trench filling structure 56, which is in the back side trench 51 at is arranged on the second side and is set up such that the rear-side trench filling structure 56 electrically contacts the rear-side contact structure 52 in the membrane region 82 and is laterally spaced apart from the substrate 61 and the rear-side contact structure 52 in the outer region 81 .

Das Verfahren kann in der zuvor genannten Reihenfolge durchgeführt werden. Das Verfahren kann in verschiedenen Ausführungsformen weitere Merkmale, beispielsweise einen oder mehrere Zwischenschritte vor, nach oder zwischen zuvor genannten Verfahrensschritten aufweisen.The procedure can be carried out in the order mentioned above. In various embodiments, the method can have further features, for example one or more intermediate steps before, after or between the aforementioned method steps.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsformen können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann eine Ausführungsform durch Merkmale einer weiteren Ausführungsform ergänzt werden. Ferner können beschriebene Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf das angegebene Verfahren beschränkt.The embodiments described and shown in the figures are only chosen as examples. Different embodiments can be combined with one another completely or in relation to individual features. An embodiment can also be supplemented by features of a further embodiment. Furthermore, method steps described can be repeated and carried out in a different order than in the order described. In particular, the invention is not limited to the specified method.

Claims (14)

Membran-Halbleiterbauelement (100) mit einem Außenbereich (81) und einem Membranbereich (82), aufweisend: ein Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) auf oder über einer ersten Seite eines Substrats (61); eine Rückseitenkontaktstruktur (52) auf oder über einer zweiten Seite des Substrates (61), die der ersten Seite gegenüberliegt, und/oder auf oder über dem Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) bei der zweiten Seite in dem Außenbereich (81) und in dem Membranbereich (82), wobei mindestens ein Teil des Substrats (61) in dem Außenbereich (81) angeordnet ist, wobei das Substrat (61) derart strukturiert ist, dass ein Rückseiten-Trench (51) in dem Membranbereich (82) eingerichtet ist, wobei der Rückseiten-Trench (51) frei ist von dem Substrat (61), und eine elektrisch leitfähige Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56), die in dem Rückseiten-Trench (51) bei der zweiten Seite angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) die Rückseitenkontaktstruktur (52) im Membranbereich (82) elektrisch kontaktiert und lateral von dem Substrat (61) und der Rückseitenkontaktstruktur (52) in dem Außenbereich (81) beabstandet ist.Membrane semiconductor component (100) with an outer area (81) and a membrane area (82), having: a gallium nitride layer system (15, 16, 17) on or over a first side of a substrate (61); a rear contact structure (52) on or over a second side of the substrate (61) opposite the first side and/or on or over the gallium nitride layer system (15, 16, 17) at the second side in the outer area (81) and in the membrane area (82), wherein at least part of the substrate (61) is arranged in the outer region (81), the substrate (61) being structured in such a way that a rear side trench (51) is set up in the membrane area (82), the rear side trench (51) is free from the substrate (61), and an electrically conductive rear side trench filling structure (56) which is arranged in the rear side trench (51) on the second side and is set up such that the rear side trench filling structure (56) electrically contacts the rear side contact structure (52) in the membrane region (82). and spaced laterally from the substrate (61) and the backside contact structure (52) in the outer region (81). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Rückseitenkontaktstruktur (52) als eine Elektrodenschicht eingerichtet ist.Membrane semiconductor component (100) according to claim 1 , wherein the rear contact structure (52) is set up as an electrode layer. Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) mindestens eine erste elektrisch leitfähige Struktur (54) und eine zweite elektrisch leitfähige Struktur (54) aufweist, die in dem Rückseiten-Trench (51) voneinander und von dem Substrat (61) beabstandet angeordnet sind.Membrane semiconductor component (100) according to claim 1 or 2 , wherein the backside trench filling structure (56) has at least a first electrically conductive structure (54) and a second electrically conductive structure (54) which are spaced apart from one another and from the substrate (61) in the backside trench (51). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 3, wobei die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) ferner ein elektrisch isolierendes Material (55) aufweist, dass lateral zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (54) und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (54) angeordnet ist.Membrane semiconductor component (100) according to claim 3 , wherein the back side trench filling structure (56) further comprises an electrically insulating material (55) that is arranged laterally between the first electrically conductive structure (54) and the second electrically conductive structure (54). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß Anspruch 1 bis 4, wobei die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) ein elektrisch isolierendes Material (55) aufweist, dass lateral zwischen dem Substrat (61) und mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur (54) angeordnet ist.Membrane semiconductor component (100) according to claim 1 until 4 , wherein the rear side trench filling structure (56) has an electrically insulating material (55) that is arranged laterally between the substrate (61) and at least one electrically conductive structure (54). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei sich mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (54) der Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) von der Rückseitenkontaktstruktur (52) derart erstreckt, dass die elektrisch leitfähige Struktur (54) eine Oberfläche aufweist, die koplanar zu einer Oberfläche der Rückseitenkontaktstruktur (52) in dem Außenbereich (81) ist.Membrane semiconductor component (100) according to one of claims 3 until 5 , wherein at least one electrically conductive structure (54) of the backside trench filling structure (56) extends from the backside contact structure (52) in such a way that the electrically conductive structure (54) has a surface which is coplanar with a surface of the backside contact structure (52) in the outside area (81). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) ein elektrisch isolierendes Material (55) aufweist, dass lateral zwischen dem Substrat (61) und mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur (54) der Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) und/oder lateral zwischen einer ersten elektrisch leitfähigen Struktur und einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (54) der Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) angeordnet ist, wobei sich das elektrisch isolierende Material (55) und mindestens eine der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (54) und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (54) von der Rückseitenkontaktstruktur (52) derart erstrecken, dass die elektrisch leitfähige Struktur (54) und das elektrisch isolierende Material (55) eine Oberfläche aufweisen, die koplanar zu einer Oberfläche der Rückseitenkontaktstruktur (52) in dem Außenbereich (81) ist.Membrane semiconductor component (100) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the rear side trench filling structure (56) has an electrically insulating material (55) that is laterally between the substrate (61) and at least one electrically conductive structure (54) of the rear side trench filling structure (56) and/or laterally between a first electrically conductive structure and a second electrically conductive structure (54) of the rear side trench filling structure (56), wherein the electrically insulating material (55) and at least one of the first electrically conductive structure (54) and the second electrically conductive structure (54) extend from the backside contact structure (52) such that the electrically conductive structure (54) and the electrically insulating material (55) have a surface that is coplanar with a surface of the backside contact structure (52) in the outer region (81). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (54) der Rückseitenkontaktstruktur (52) ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist.Membrane semiconductor component (100) according to one of claims 3 until 7 , wherein at least one electrically conductive structure (54) of the rear-side contact structure (52) comprises a metal or is formed therefrom. Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das elektrisch isolierende Material (55) ein Kunststoff oder eine Keramik aufweist oder daraus gebildet ist.Membrane semiconductor component (100) according to one of Claims 4 until 7 , wherein the electrically insulating material (55) comprises or is formed from a plastic or a ceramic. Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (54) der Rückseitenkontaktstruktur (52) eine Säulen-Struktur oder eine Lamellen-Struktur aufweist, die sich von der Oberfläche der Rückseitenkontaktstruktur (52) erstreckt.Membrane semiconductor component (100) according to one of claims 3 until 9 , wherein at least one electrically conductive structure (54) of the backside contact structure (52) has a column structure or a lamellar structure, which extends from the surface of the backside contact structure (52). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Membran-Halbleiterbauelement (100) als ein vertikaler Transistor (100) eingerichtet ist, wobei eine Vorderseitenkontaktstruktur mit einer Source-Elektrode (41) bzw. einer Drain-Elektrode und mit einer Gate-Elektrode (23) auf oder über der ersten Seite ausgebildet ist und die Rückseitenkontaktstruktur (52) eine Drain-Elektrode (52) bzw. eine Source-Elektrode aufweist.Membrane semiconductor component (100) according to one of Claims 1 until 10 , wherein the membrane semiconductor component (100) is set up as a vertical transistor (100), wherein a front-side contact structure having a source electrode (41) or a drain electrode and having a gate electrode (23) on or above the first Side is formed and the rear contact structure (52) has a drain electrode (52) and a source electrode. Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) mindestens eine Driftlage (15), eine p-dotierte Galliumnitridschicht (16) und eine n-dotierte Galliumnitridschicht (15) aufweist.Membrane semiconductor component (100) according to one of Claims 1 until 11 , wherein the gallium nitride layer system (15, 16, 17) has at least one drift layer (15), a p-doped gallium nitride layer (16) and an n-doped gallium nitride layer (15). Membran-Halbleiterbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Rückseitenkontaktstruktur (52) zumindest in einem Bereich im direkten Kontakt mit dem Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) ist.Membrane semiconductor component (100) according to one of Claims 1 until 12 , wherein the rear-side contact structure (52) is in direct contact with the gallium nitride layer system (15, 16, 17) at least in one area. Verfahren zum Herstellen eines Membran-Halbleiterbauelements (100) mit einem Außenbereich (81) und einem Membranbereich (82), das Verfahren aufweisend: Ausbilden eines Galliumnitrid-Schichtensystems (15, 16, 17) auf oder über einer ersten Seite eines Substrats (61); Ausbilden einer Rückseitenkontaktstruktur (52) auf oder über einer zweiten Seite des Substrates (61), die der ersten Seite gegenüberliegt, und/oder auf oder über dem Galliumnitrid-Schichtensystem (15, 16, 17) bei der zweiten Seite in dem Außenbereich (81) und in dem Membranbereich (82), wobei mindestens ein Teil eines Substrats (61) in dem Außenbereich (81) angeordnet ist, wobei das Substrat (61) derart strukturiert ist, dass ein Rückseiten-Trench (51) in dem Membranbereich (82) eingerichtet ist, wobei der Rückseiten-Trench (51) frei ist von dem Substrat (61), und Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56), die in dem Rückseiten-Trench (51) bei der zweiten Seite angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass die Rückseiten-Trenchfüllstruktur (56) die Rückseitenkontaktstruktur (52) im Membranbereich (82) elektrisch kontaktiert und lateral von dem Substrat (61) und der Rückseitenkontaktstruktur (52) in dem Außenbereich (81) beabstandet ist.Method for producing a membrane semiconductor component (100) with an outer area (81) and a membrane area (82), the method having: forming a gallium nitride layer system (15, 16, 17) on or over a first side of a substrate (61); Forming a rear contact structure (52) on or over a second side of the substrate (61), which is opposite the first side, and/or on or over the gallium nitride layer system (15, 16, 17) on the second side in the outer area (81 ) and in the membrane area (82), wherein at least part of a substrate (61) is arranged in the outer area (81), the substrate (61) being structured in such a way that a rear side trench (51) is set up in the membrane area (82), the rear side trench (51) is free from the substrate (61), and Forming an electrically conductive rear side trench filling structure (56), which is arranged in the rear side trench (51) on the second side and is set up in such a way that the rear side trench filling structure (56) electrically contacts the rear side contact structure (52) in the membrane area (82). is contacted and laterally spaced from the substrate (61) and the rear contact structure (52) in the outer region (81).
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