-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines
temperbaren Kontaktes auf einem Halbleitermaterial, insbesondere
für einen
elektromagnetische Strahlung emittierenden Halbleiterchip.
-
Üblicherweise
wird eine Kontaktmetallschicht, eine Sperrschicht und eine Anschlußschicht stapelweise
auf dem Halbleitermaterial aufgedampft oder aufgesputtert und danach
mittels einer Maskenschicht und naßchemischen Ätzens strukturiert.
Auf der Anschlußschicht
wird üblicherweise
in einem nachfolgenden Verfahrensschritt ein Drahtbond gesetzt.
Da die Seitenflächen
dieses Stapels freigelegt sind und das Kontaktmetall nicht hermetisch
von dem Anschlußmaterial
isoliert ist, kann, wenn keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen
werden (siehe weiter unten), während
dem nachfolgenden Temperprozeß das
Kontaktmetall mit dem Metall der Anschlußschicht metallurgisch reagieren.
Wenn das Kontaktmetall beispielsweise Gold enthält und das Anschlußmetall
Aluminium enthält,
kann es zur Bildung der als Purpurpest und weiße Pest bekannten Reaktionsprodukte
führen,
welche die Anschlußschicht
beispielsweise aufgrund einer Bildung von Purpurpest am Randbereich
des stapelweise gebildeten Kontaktes/Anschlusses beeinträchtigen
können.
-
Um
die Bildung von Purpurpest und/oder weißer Pest möglichst zu vermeiden, wird
das Kontaktmetall vorzugsweise hermetisch mit einer Sperrschicht überformt.
Eine gute Qualität
der Sperrschicht vorausgesetzt, können metallurgische Reaktionen
und Interdiffusionsvorgänge
zwischen dem Kontaktmetall und dem Anschlußmetall dann weitestgehend
vermieden werden. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der
Kontaktmetall-, Sperr- und Anschlußmetallschicht bleibt dabei
erhalten.
-
Bisher
(siehe beispielsweise IBM Technical Disclosure Bulletin, 1985, Vol.
28, No. 4, Seiten 1417-1418) wird eine Kontaktmetallschicht, die räumlich aber
nicht elektrisch mittels einer Sperrschicht von einer Anschlußschicht
isoliert ist, in der Regel unter Anwendung zumindest zweier strukturierten
Maskenschichten auf dem Halbleitermaterial aufgebracht. Eine Kontaktmetallschicht
und eine nachfolgende erste Maskenschicht werden zuerst flächig auf
der Halbleiterschicht abgeschieden und dann wird die erste Maskenschicht
strukturiert. Die nicht von der ersten Maskenschicht bedeckten Bereiche
der Kontaktmetallschicht werden mittels Ätzen entfernt. Die übrige Kontaktschicht
wird dann getempert. Anschließend
werden die Anschlußmetallschicht
ggf. mit Haftvermittler bzw. Sperrschicht flächig auf der Halbleiter- und
Kontaktmetallschicht abgeschieden. Eine zweite Maskenschicht wird
dann aufgebracht und strukturiert und die unerwünschten Bereiche der Anschlußmetall-
bzw. Sperrschicht durch Ätzen
entfernt.
-
Bei
einem herkömmlichen
Verfahren, das mit passiver Strukturierung arbeitet, werden auch
zumindest zwei Phototechnikschritte benötigt. Eine erste Maskenschicht
wird zunächst
auf dem Halbleitermaterial aufgebracht und zur Aufbringung des Kontaktmetalls
strukturiert. Nach dem Aufbringen des Kontaktmetalls wird die erste
Maskenschicht entfernt, das Kontaktmetall getempert, und eine zweite
Maskenschicht aufgebracht. Zur Aufbringung einer Sperrschicht bzw.
Haftvermittlerschicht, die das Kontaktmetall vollständig überformt,
wird die zweite Maskenschicht strukturiert. Danach werden die Sperrschicht bzw.
Haftvermittlerschicht und die Anschlußschicht auf das Kontaktmetall
aufgebracht, bevor dann die zweite Maskenschicht entfernt wird.
Die Anwendung von zwei Maskenschichten hintereinander bedeutet nicht
nur einen erheblichen Zeitaufwand, sondern auch erhebliche Material- und Herstellungskosten.
-
Nachteilig
an diesem Verfahren ist die Verwendung von zumindest zwei Phototechnikschritten, um
das Kontaktmetall von dem Anschlußmetall hermetisch zu isolieren.
Wenn eine Vergütungsschicht auf
dem Halbleitermaterial vorgesehen ist, wird noch ein zusätzlicher
Phototechnikschritt benötigt,
um das Halbleitermaterial an den Stellen, an denen die Kontakte
aufzubringen sind, zuerst freizulegen. Folglich werden im Falle
eines mit einer Vergütungsschicht versehenen
Halbleitermaterials drei Phototechnikschritte benötigt, um
einen hermetisch isolierten Kontakt zu bilden.
-
Zusätzlich ist
es nicht oder nur schwer möglich
präzise
justierte Kontakte gemäß den herkömmlichen
Verfahren aufzubringen, weil erstens zwei strukturierte Maskenschichten
justiert werden müssen,
was die Wahrscheinlichkeit der Ungenauigkeit erheblich erhöht, und
zweitens bei aktiver Strukturierung das flächige Aufbringen der Kontaktmetall-
bzw. Anschlußmetallschicht
die Strukturen im Halbleitermaterial oder Trägersubstrat, auf die die Maskenfenster
bzw. der Kontakt justiert werden sollen, unsichtbar macht. Diese
Strukturen können
auch nicht von der Rückseite
mit Infrarotbeleuchtung oder anderen sonst gängigen Verfahren sichtbar gemacht
werden.
-
Die
Druckschrift
DE 691
20 981 T2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer
integrierten Halbleitervorrichtung. Dabei wird ein Metallkontakt
in einer mittels Bildumkehr hergestellten Öffnung in einer Maskenschicht
durch Aufbringen einer Metallschichtfolge gebildet. Anschließend wird
die Maskenschicht mittels des dort beschriebenen Abhebeverfahrens
entfernt. Aus der
DE
691 20 981 T2 und der diesbezüglich inhaltsgleichen
JP 09-213 999 A sind
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zum
Herstellen einer temperbaren Mehrschichtkontaktbeschichtung insbesondere
auf einem Halbleitermaterial anzugeben, das mit möglichst
wenig Zeit- und/oder Materialaufwand verbunden ist und das die Bildung
von die Funktion beeinträchtigenden
Fehlern in der Kontaktierung weitestgehend verhindert. Außerdem ist
ein Verfahren der eingangs Art anzugeben, das erlaubt, Kontakte
justiert auf vergrabene Strukturen im Substrat und/oder Halbleitermaterial
aufzubringen.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
-
Demgemäß weist
ein solches Verfahren zum Herstellen einer Mehrschichtkontaktmetallisierung
im wesentlichen folgende Schritte auf:
- (a)
Aufbringen einer Maskenschicht auf das Halbleitermaterial;
- (b) Ausbilden eines Fensters in der Maskenschicht, wobei die
das Fenster begrenzenden Flächen
der Maskenschicht einen spitzen Winkel mit der vom Halbleitermaterial
abgewandten Oberfläche
der Maskenschicht einschließen,
derart dass das Fenster auf seiner zum Halbleitermaterial hin gewandten
Seite einen größeren Querschnitt
aufweist als auf seiner vom Halbleitermaterial abgewandten Seite,
insbesondere dass der Querschnitt des Fensters mit zunehmendem Abstand vom
Halbleitermaterial kleiner wird und bevorzugt eine konische Form
aufweist;
- (c) Aufbringen einer Kontaktmetallschicht auf das Halbleitermaterial
im Fenster mittels eines gerichteten Abscheideverfahrens, insbesondere
mittels Aufdampfen;
- (d) Aufbringen einer Anschlußschicht auf oder über der
Kontaktmetallschicht mittels eines ungerichteten, überformenden
Beschichtungsverfahrens, insbesondere mittels Sputtern;
- (e) Abheben des auf der Maskenschicht befindlichen Kontaktmetalls
und Anschlußschichtmaterials
mittels Entfernen der Maskenschicht.
-
Ein
solches Verfahren benötigt
vorteilhafterweise nur einen Phototechnikschritt und spart daher Herstellungszeit
und Materialkosten.
-
Vorteilhafterweise
kann ein solches Verfahren in der Herstellung von lichtemittierenden
Halbleiterchips, die Kontaktstel len möglichst exakt justiert zu einer
vergrabenen beispielsweise kegelstumpfförmigen Struktur benötigen, einbezogen
werden. Ein solcher lichtemittierender Halbleiterchip ist aus der WO
02/13281 A1 bekannt. Hier ist beispielsweise ein Kontakt exakt über einer
bestimmten vergrabenen Struktur im Halbleitermaterial aufzubringen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann der Kontakt mit einem Phototechnikschritt justiert auf die
gewünschte
vergrabene Struktur aufgebracht werden.
-
Nach
herkömmlichen
Verfahren werden die Kontakt- und Maskenschicht zuerst ganzflächig auf dem
Halbleitermaterial aufgebracht, bevor die Maskenschicht strukturiert
wird. Dies bedeutet, dass bereits beim Strukturieren der Maskenschicht
die vergrabene Struktur, auf die der Kontakt mittig justiert werden
soll, nicht mehr zu sehen ist. Daher entstehen Probleme, den Kontakt
möglichst
genau oberhalb der vorbestimmten Struktur zu justieren, ohne dass
der Kontakt andere benachbarte Strukturen, die für die Strahlungserzeugung bestimmt
sind, auch bedeckt und dadurch die Lichtausbeute des fertigen Bauelements
verringert.
-
Da
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst die
Maskenschicht auf dem Halbleitermaterial bzw. auf einer transparenten
auf der Halbleiterschicht befindlichen Vergütungsschicht aufgebracht und
strukturiert wird, kann vor dem Aufbringen des Kontakts im Voraus
sichergestellt werden, dass das Fenster in der Maskenschicht weitestgehend
exakt justiert zu der gewünschten
vergrabenen Struktur ausgebildet wird. Das heißt, dass es möglich ist,
das Fenster und Halbleitermaterial bis zur vergrabenen Struktur
mit je nach Halbleitermaterial sichtbarem bzw. IR Licht zu durchstrahlen,
um die Stelle des Fensters zu überprüfen. Beim
herkömmlichen
Verfahren ist eine solche Kontrolle nur möglich, nachdem der Kontakt
schon fertig ausgebildet ist.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird eine Sperrschicht vor dem Verfahrensschritt (d) auf die Kontaktmetallschicht
vorzugsweise mittels Sputterns aufgebracht. Die Sperrschicht kann
auch durch ein anderes ungerichtetes Abscheideverfahren aufgebracht
werden. Die Sperrschicht dient zur hermetischen Überformung des Kontaktmetalls,
falls das Kontaktmetall mit dem Anschlußmetall zur Bildung von schädlichen
Fehlern reagieren kann.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
wird vor dem Verfahrensschritt (a) eine Vergütungsschicht auf das Halbleitermaterial
aufgebracht. Gemäß Verfahrensschritt
(a) wird die Maskenschicht dann auf die Vergütungsschicht aufgebracht und
ein Fenster zur Vergütungsschicht
in der Maskenschicht ausgebildet. Die im Fenster liegenden Bereiche
der Vergütungsschicht
werden dann entfernt. Die Kontaktmetallschicht, die Anschlußschicht
und gegebenenfalls eine Sperrschicht werden anschließend im
Fenster auf das Halbleitermaterial aufgebracht.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird das Fenster in der Maskenschicht so ausgebildet, so dass die
das Fenster begrenzenden Flanken der Maskenschicht einen Winkel
von weniger als 75° mit
der vom Halbleitermaterial abgewandten Oberfläche der Maskenschicht einschließen. Insbesondere
ist einen Winkel von etwa 45-70° zu
bevorzugen.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
wird nach Verfahrensschritt (e) der Halbleiterchip aufgeheizt, so dass
ohmscher Kontakt zwischen dem Halbleitermaterial und des Kontaktes
erzeugt wird. Vorzugsweise wird der Halbleiterchip auf Temperaturen
zwischen 250° und
550°C aufgeheizt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
läßt sich nicht
nur vorteilhaft für
die Herstellung von Kontaktbeschichtungen auf Halbleitermaterialien
einsetzen, sondern ist auch überall
dort anwendbar, wo Mehrschichtkontaktbeschichtungen, die einander überformende
Schichten aufweisen, notwendig oder vorteilhaft sind.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich insbesondere zur Herstellung von lichtemittierenden
Halbleiterchips wie sie in der WO 02/13281 A1 beschrieben sind,
die hiermit insoweit durch Rückbezug
einbezogen wird.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von drei Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den 1 bis 3.
-
Es
zeigen
-
1a bis 1e eine schematische Darstellung eines
Ablaufs eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
-
2a bis 2f eine schematische Darstellung eines
Ablaufs eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
und
-
3 eine schematische Schnittansicht
eines Leuchtdiodenchips mit nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Kontaktmetallisierungen.
-
Bei
dem Verfahren gemäß den 1a bis 1e wird eine temperbare Mehrschichtkontaktbeschichtung
beispielsweise für
ein optoelektronisches Bauelement hergestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich
aber nicht auf die Herstellung von derartigen Kontakten für optoelektronische
Bauelemente, sondern kann für
die Herstellung von Kontakten in anderen Bereichen der Halbleitertechnik
sowie in Bereichen der Speichertechnik auch angewendet werden.
-
In 1a wird ein Substrat 1,
auf dem sich eine Halbleiterschicht 2 befindet, bereitgestellt.
Die Halbleiterschicht 2 weist bevorzugt eine Mehrzahl von
unterschiedlichen Halbleiterschichten auf und ist beispielsweise
eine zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung geeignete Schichtenfolge,
die beispielsweise Halbleitermaterial aus dem System InxGayAl1- x-yP
mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x +
y ≤ 1 oder auch
aus einem anderen III-V-Verbindungshalbleiter-Materialsystem enthält. Solche
Schichtenfolgen beispielsweise mit einer Doppelheterostruktur (DH-Struktur),
Einfachquantentopfstruktur (SQW-Struktur)
oder Mehrfachquantentopfstruktur (MQW-Struktur) sind dem Fachmann
bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
-
Eine
Maskenschicht 3 wird auf der Halbleiterschicht 2 aufgebracht.
Beispielsweise besteht die Maskenschicht 3 aus einem Negativ-Photolack,
wird zum Beispiel mittels Aufschleudern aufgebracht und ist beispielsweise
3 bis 4 μm
dick. Mittels geeigneter Belichtung, Entwicklung und Ätzung der
Maskenschicht 3 wird ein Fenster 31 zur Halbleiterschicht 2 mit
einem starken Unterschnitt erzeugt. Da die Bedingungen zur Erzeugung
eines solchen Fensters dem Fachmann bekannt sind, wird an dieser
Stelle dazu nicht näher
eingegangen. Bereits geringe Belichtungszeiten genügen, um
die Fenster definierende Flanken der Maskenschicht 3 mit
einem starken Unterschnitt zu erzeugen. Vorzugsweise schließen die Flanken
mit der Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 einen Winkel zwischen 45° und 70° ein (siehe 1b).
-
Nachfolgend
wird eine Kontaktmetallschicht 4 beispielsweise durch Aufdampfen
auf eine freie Oberfläche
der Halbleiterschicht im Fenster 31 und auf die Maskenschicht 3 aufgebracht
(siehe 1c). Diese gerichtete
Abscheidung der Kontaktmetallschicht 4 im Fenster 31 erfolgt
im Wesentlichen nur auf den in Aufdampfrichtung nicht von der Maskenschicht 3 abgeschatteten
Bereich der Oberfläche
der Halbleiterschicht 2. Alternativ kann ein anderes bekanntes
gerichtetes Abscheideverfahren zum Aufbringen der Kontaktmetallschicht 4 verwendet
werden. Wichtig ist dahingehend, dass das Verfahren zum Aufbringen
der Kontaktmetallschicht 4 gerichtet ist, so dass die unter
dem Unterschnitt des Fensters 31 liegende Bereiche des
Halbleitermaterials 2 für das
Abscheideverfahren abgeschattet sind und somit nicht vom Kontaktmetall
bedeckt werden.
-
Bei
dem oben genannten auf GaP basierendem Halbleitermaterialsystem
weist das Kontaktmetall beispielsweise eine Au:Zn-Legierung auf. Eine solche
Kontaktmetallschicht 4 auf der p-dotierten Seite des GaP ist beispielsweise
200 nm dick.
-
Nachfolgend
wird eine Sperrschicht 5 auf die Kontaktmetallschicht 4 aufgebracht.
Die Sperrschicht 5 dient beispielsweise dazu, dass das
Kontaktmetall und ein Anschlußmetall
einer der Kontaktmetallschicht 4 von der Halbleiterschicht 2 aus
gesehen nachgeordneten Anschlußschicht 6 voneinander
getrennt sind, sofern das Kontaktmetall und das Anschlußmetall
miteinander reagieren und eine solche Reaktion unerwünscht ist.
Unerwünscht
ist beispielsweise die Bildung von schädlichen intermetallischen Phasen
wie etwa Purpurpest. Wenn das Kontaktmetall und das Anschlußmetall
nicht miteinander reagieren (z.B. eine Kontaktmetallschicht 4 aus
einer Au:Zn-Legierung und eine Anschlußschicht 6 aus Titan/Platin/Gold),
kann auf eine Sperrschicht 5 verzichtet werden.
-
Außerdem kann
eine Sperrschicht 5 vorteilhafterweise die Diffusion von
Dotanden verringern bzw. verhindern. Beispielsweise wird beim Tempern eines
Schichtstapels aus Au:Zn/Ti/Pt/Au eine Härtung der Au-Anschlußschicht 6 durch
Eindiffusion von Zn in die Au-Anschlußschicht 6 bewirkt,
was ein nachfolgendes Drahtbonden behindern kann.
-
Die
Sperrschicht 5 wird beispielsweise mittels Sputterns auf
die freie Oberfläche
der im Fenster 31 liegenden Kontaktmetallschicht 4,
auf einen Teil der noch freien Oberfläche der Halbleiterschicht 2 im Fenster 31 und
auf die auf der Maskenschicht 3 liegenden Kontaktmetallschicht 4 (siehe 1d).
-
An
Stelle des vorzugsweise eingesetzten Sputterns kann zur Abscheidung
der Sperrschicht 5 auch ein anderes dem Fachmann als geeignet
erscheinendes ungerichtetes, überformendes
Abscheideverfahren verwendet werden.
-
Aufgrund
des ungerichteten, überformenden Abscheidens
wird die im Fenster 31 liegende Kontaktmetallschicht 4 vollständig von
dem Sperrschichtmaterial überformt
und hermetisch abgedichtet. Dabei wird die unter dem Unterschnitt
des Fensters 31 liegende Oberfläche der Halbleiterschicht 2 zum
Teil auch von dem Sperrschichtmaterial bedeckt. Aufgrund ihres starken
Unterschnitts werden die Flanken der Maskenschicht 3 nicht
oder nur unwesentlich mit Sperrschichtmaterial bedeckt. Die Sperrschicht 5 besteht
beispielsweise aus TiW:N und ist beispielsweise einige Hundert Nanometer
dick.
-
Auf
die Sperrschicht 5 oder, wenn diese nicht notwendig ist,
auf die Kontaktmetallschicht 4 wird nachfolgend mittels
Sputterns, Aufdampfens oder eines anderen bekannten Abscheideverfahrens
eine Anschlußschicht 6 aufgebracht
(1d). Vorzugsweise wird
die Anschlußschicht 6,
wie die Sperrschicht 5, mittels Sputterns aufgebracht.
Auf diese Weise kann das Abscheiden der Anschlußschicht 6 in der
gleichen Anlage wie das Abscheiden der Sperrschicht 5 stattfinden.
Ansonsten muß die
Anlage gewechselt werden, was einen zusätzlichen Zeitaufwand und damit
zusätzliche
Kosten hervorruft.
-
Mittels
Sputterns der Anschlußschicht 6.
wird die Sperrschicht 5 vollständig bedeckt, ebenso wie die über der
Maskenschicht 3 liegende Sperrschicht 5 (siehe 1d).
-
Da
es meist nicht nötig
ist, dass die im Fenster 31 liegende Sperrschicht 5 vollständig von
dem Anschlußmaterial
bedeckt wird, kann bei diesem Verfahrensschritt auch ein gerichtetes
und damit nicht überformendes
Abscheideverfahren verwendet werden.
-
Da
der Winkel, den die Flanken der Maskenschicht 3 mit der
vom Halbleitermaterial 2 abgewandten Oberfläche der
Maskenschicht 3 einschließen, zwischen 45° und 70° ist, werden
diese Flanken weder durch ein gerichtetes noch durch ein ungerichtetes, überformendes
Abscheideverfahren in Wesentlichem Maße bedeckt. Durch diese unverdeckten Flanken
der Maskenschicht 3 kann die Maskenschicht 3 samt
den darauf abgeschiedenen liegenden Kontaktmetallschicht 4,
Sperrschicht 5 und Anschlußschicht 6 entfernt
werden. Eine solche Technik ist dem Fachmann auf dem vorliegenden
Gebiet bekannt und wird von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert (siehe
beispielsweise "Modern
GaAs Processing Techniqes" Ralph
Williams, 1990 Artech House Inc. auf Seite 116).
-
Nach
dem Entfernen der Maskenschicht 3 und der darauf liegenden
Schichten kann das Bauelement getempert werden, um ohmschen Kontakt zwischen
dem Halbleitermaterial 2 und der Kontaktmetallschicht 4 zu
erzeugen. Beispielsweise wird ein Kontakt aus einer Au:Zn-Legierung
dazu auf eine Temperatur zwischen 500° und 550°C aufgeheizt.
-
Im
zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß den 2a bis 2f wird ein temperbarer Kontakt auf einer Halbleiterschicht 2,
wie sie beispielsweise in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 1a bis 1e beschrieben ist, mit einer Vergütungsschicht 7 hergestellt.
Eine Vergütungsschicht 7 wird beispielsweise
verwendet, um die Lichtauskopplung bzw. -einkopplung in die Halbleiterschicht 2 zu
verbessern.
-
Es
wird ein Substrat 1 mit der Halbleiterschicht 2 und
einer darauf aufgebrachten Vergütungsschicht 7 bereitgestellt,
auf die eine Maskenschicht 3 aufgebracht wird (2a).
-
Die
Vergütungsschicht 7 besteht
beispielsweise aus einem auf SiNx basierendem
Material, deren Dicke auf der Emissionswellenlänge des Halbleitermaterials
und dem Brechungsindex der SiNx-Schicht
eingestellt ist. Diese auf SiNx basierende Vergütungsschicht 7 kann
durch ein PECVD-Verfahren (physical enhanced chemical vapour deposition
process) auf die Halbleiterschicht 2 aufgebracht werden.
-
In
der Maskenschicht 3 wird mittels entsprechender Belichtung,
Entwicklung und Ätzung
ein Fenster 31 zur Vergütungsschicht 7 so
gebildet, dass die das Fenster definierenden Flanken der Maskenschicht 3 wie
beim oben erläuterten
Ausführungsbespiel
stark unterschnitten sind (2b).
-
Der
durch das Fenster 31 freigelegte Bereich der Vergütungsschicht 7 wird
dann entfernt, um das Halbleitermaterial im Fenster freizulegen.
Beispielsweise wird die SiNx basierende
Vergütungsschicht 7 durch
das Fenster hindurch mit einem Plasma geätzt (siehe 2c).
-
Mit
den gleichen Verfahrensschritten wie beim oben bereits beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel,
wird im Fenster 31 auf die freie Oberfläche der Halbleiterfläche 2 eine
Kontaktmetallschicht 4 durch ein gerichtetes Abscheideverfahren aufgebracht
(siehe 2d). Nachfolgend
wird gegebenenfalls eine Sperrschicht 5 durch ein ungerichtetes, überformendes
Abscheideverfahren und danach eine Anschlußschicht 6 vorzugsweise
mittels des gleichen Abscheideverfahrens wie das für die Sperrschicht 5 eingesetzte
aufgebracht (siehe 2e).
-
Die
Sperrschicht 5 kann analog zum Ausführungsbeispiel gemäß den 1a bis 1e weggelassen werden.
-
Nach
dem Abheben der Maskenschicht 3 samt darauf befindlicher
Kontaktmetallschicht 4, Anschlußschicht 6 und gegebenenfalls
Sperrschicht 5 (siehe 2f)
kann die übriggebliebene
Kontaktmetallschicht 4 aufgeheizt werden, um ohmschen Kontakt
zwischen dem Halbleitermaterial 2 und der Kontaktmetallschicht 4 zu
erzeugen.
-
Eine
beispielhafte Verwendung einer nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
hergestellten temperbaren Kontaktbeschichtung 456 in einem
strahlungsemittierenden Halbleiterchip 100 ist in 3 gezeigt. Hier ist eine
Vergütungsschicht 7 auf
einem mit im Querschnitt trapezförmigen
Gräben 8 strukturierten
Halbleiterschicht 2 angeordnet, die beispielsweise auf
InxGayAl1- x-yP mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x +
y ≤ 1 basiert
. Durch diese Gräben 8 werden
vergrabene Strukturen im Halbleitermaterial 2 gebildet. Über eine
dieser vergrabenen Strukturen wird die Kontaktbeschichtung 456,
die beispielsweise eine Kontakt- 4, Sperr- 5 und
Anschlußschicht 6 umfasst, nach
dem zweiten Ausführungsbeispiel
justiert aufgebracht. Die für
die Kontaktbeschichtung 456 bestimmte vergrabene Struktur
ist typischerweise größer als
die benachbarten, für
die Strahlungserzeugung bestimmten vergrabenen Strukturen. In 3 sind alle vergrabene Strukturen
beispielsweise gleich groß dargestellt.
Die Halbleiterschicht 2 weist einen strahlungserzeugenden
Bereich 10 auf.
-
Der
Kontakt 456 ist entsprechend der schematischen Darstellung
von 2f in einem Fenster der
Vergütungsschicht 7,
das weitestgehend exakt justiert zu der vergrabenen Struktur angeordnet
ist. Auf den durch die Gräben 8 erzeugten
Mesen der Halbleiterschicht 2 ist eine dielektrische Schicht 13 und
eine nachfolgende Metallisierungsschicht 9 angeordnet,
mit der wiederum ein Trägersubstrat 11 verbunden
ist, derart, dass die Gräben 8 im
Chip hohle oder gefüllte
Aussparungen der Halbleiterschicht 2 ausbilden. Die im
Chip 100 erzeugte Strahlung wird von der vom Trägersubstrat 11 abgewandten
Seite der Halbleiterschicht 2 abgestrahlt, was in der Figur durch
Pfeile 14 angedeutet ist. Zweite elektrische Kontakte 12 sind
an der zum Trägersubstrat 11 hin gewandten
Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 in mehreren Lücken der dielektrischen Schicht 13 gebildet,
um die Halbleiterschicht 2 vertikal mit Strom zu versorgen.
-
Die
Beschreibung der Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele ist selbstverständlich nicht
als Beschränkung
der Erfindung auf diese zu verstehen. Vielmehr eignet sich die Erfindung
auch zur Anwendung bei auf Nitrid-III-V-Verbindungshalbleitermaterial wie GaN,
InGaN, AlGaN und/oder InGaAlN basierten strahlungsemittierenden
und/oder -detektierenden Halbleiterchips ebenso wie überall dort,
wo temperbare Mehrschichtkontaktbeschichtungen nützlich sind.