JP2008515210A - 薄膜半導体チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電磁ビームの形成に適している、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップの製造方法に関する。電磁ビームの形成に適しており、成長基板（２）に対向する前面（１２）と成長基板とは反対側にある裏面（１１）とを有する活性層列（１）が成長基板上に被着される。さらに活性層列の裏面には反射性の層列（５１）の一部として少なくとも１つの誘電層（３）が被着され、この誘電層の所定の限定された体積領域（８）にはレーザによりエネルギが供給され、活性層列の裏面に対する少なくとも１つの開口部（４）が形成される。続けて反射性の層列の別の一部として少なくとも１つの金属層（５）が被着され、開口部が金属材料により充填され、活性層列の裏面に対する少なくとも１つの裏面側の導電性のコンタクト位置（６）が形成される。続いて、支持体（８）が反射性の層列に被着され、成長基板が除去される。

Description

本発明は薄膜半導体チップの製造方法に関する。

薄膜半導体チップは例えば刊行物EP 0 905 797 A2から公知である。この種の薄膜半導体チップを製造するために、電磁ビームの放射に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする活性層列が成長基板上に被着される。ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に合わせて調整された成長基板はたいていの場合、活性層列によって形成された電磁ビームの一部を吸収するので、光効率を高めるためには活性層列が成長基板から隔てられ、他の支持体上に被着される。活性層列と支持体との間の接合は接着またははんだ付けにより行われる。

支持体と活性層列との間には反射性の層列が設けられている。反射性の層列は電磁ビームを薄膜半導体チップの電磁ビームを放射する前面へと偏向させ、チップのビーム効率を高めるというタスクを有する。通常の場合、反射性の層列は少なくとも１つの誘電層を包含する。

例えば刊行物DE 10 2004 004 780 A1に記載されているように、活性層列の裏面側の電気的な接触のために誘電層がフォトリソグラフィにより構造化され、その結果誘電層には活性層の裏側に対する開口部が生じる。続けて金属層が被着され、この金属層は開口部を充填し、また開口部と相互に結合するので、活性層列は相互に導電的に接続されている裏面側のコンタクト位置を有する。金属層は例えば実質的にＡｕを含有し、且つ少なくとも１つのドーパント、例えばＺｎを含有する。金属層を焼結することにより、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料へのドーパントの拡散が惹起される。つまりドーパントを適切に選択した場合には、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料における電荷キャリアが金属層との境界面において増加し、これにより実質的にオーム特性を備えた電気的なコンタクト位置が生じる。

さらに刊行物DE 10046 170 A1には、レーザを用いてパッシブ層を通過する太陽電池の導電性のコンタクト位置を形成する方法が記載されている。

本発明の課題は、薄膜半導体チップ、殊に活性層列の導電性のコンタクト位置を製造するための簡単な方法を提供することである。

この課題は請求項１記載に記載されているステップを有する方法、請求項４に記載されている方法および請求項５に記載されている方法により解決される。

本発明の別の構成および実施形態は従属請求項２，３および６から１２に記載されている。

これにより特許請求の範囲の開示内容は明示的に本明細書に含まれるものとする。

電磁ビームの形成に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップの製造方法は以下のステップを有する：
−電磁ビームの形成に適しており、成長基板に対向する前面と成長基板とは反対側にある裏面とを有する活性層列を成長基板上に被着させるステップ、
−反射性の層列の一部として少なくとも１つの誘電層を活性層列の裏面に被着させるステップ、
−誘電層の所定の限定された体積領域にレーザを用いてエネルギを供給し、この体積領域内に活性層列の裏面に対する少なくとも１つの開口部を形成するステップ、
−反射性の層列の別の一部として少なくとも１つの金属層を被着させ、開口部を金属材料により少なくとも部分的に充填し、且つ活性層列の裏面に対する少なくとも１つの裏面側の導電性のコンタクト位置を形成するステップ、
−支持体を反射性の層列に被着させるステップ、
−成長基板を除去するステップ。

活性層列と支持体との間の反射性の層列は少なくとも１つの誘電層および少なくとも１つの金属層を包含し、誘電層は例えばＳｉＮ_xを含有し、金属層は例えばＡｕおよびＺｎを含有する。さらに誘電層はホスホシリケートガラスを包含することができ、ホスホシリケートガラスを備えたその種の誘電層は例えば窒化ケイ素を含有する別の封止層によってカプセル化され、湿気がホスホシリケートガラス層に到達し、リン酸が生じることを十分に阻止する。ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料への被着に関するその種の反射性の層系は例えば明細書DE 10 2004 040 277.9に記載されており、したがってその開示内容は参照により本明細書に含まれるものとする。

反射性の層列は少なくとも１つの誘電層を包含するので、活性層列の裏面側の電気的な接触のために、活性層列の裏面に対する、反射性の層列を貫通する少なくとも１つのコンタクト位置が形成されなければならない。

この方法によれば、活性層列の裏面へと向う誘電層内の開口部はレーザを用いて形成され、この開口部には続けて導電性のコンタクト位置が形成される。このことは、通常の場合時間と費用が掛かるフォトリソグラフィによるプロセスを薄膜半導体チップの製造の際に低減することができるという利点を有する。さらに有利には、この方法においてはレーザを用いることによりフォトリソグラフィ法を用いた場合よりも小さい構造化を実現することができるので、非常に薄い断面を有するコンタクト位置が実現される。

反射性の層系は誘電層および金属層の他に別の層も包含することができる。この別の層は例えば誘電層または金属層をカプセル化するための層であるか、反射層列の個々の層間の固着を仲介するための層である。通常の場合、レーザを用いてこれらの層も貫通する開口部を形成し、この開口部内に活性層列の裏面に対する電気的なコンタクト位置を形成することができる。

本方法の有利な実施形態においては、裏面側のコンタクト位置が後続のステップにおいて焼結される。導電性のコンタクト位置を焼結することによって、コンタクト位置の金属材料に由来する原子を裏面側のＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に拡散させることができる。裏面側のＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を考慮して金属材料を適切に選択した場合には、裏面側のＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に対する、実質的にオーム特性を備えた導電性のコンタクト位置を製造することができる。

殊に有利には裏面側の導電性のコンタクト位置はレーザにより焼結される。

レーザを用いることによりエネルギを所期のように薄膜半導体チップの限定された体積領域にのみ注入することができる。殊にエネルギを導電性のコンタクトの領域においてＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料との境界面の領域に局所的に供給することができる。レーザを用いる表面処理についての方法は刊行物DE 10141352.1に記載されており、したがってその開示内容は参照により本明細書に含まれるものとする。本方法のこの実施形態は、実質的にオーム特性を備えた電気的なコンタクト位置を形成するために局所的に非常に制限されたチップ領域のみが高温に晒されるという利点を有する。

これによって有利には、焼結の際に半導体チップの他の領域も高温に晒され、金属原子が所望でない領域にそれらの金属原子が拡散することが阻止される。

反射性の層列の金属層が例えば異なる種類の金属を包含し、それらのうち一方の金属の反射特性が他方のものよりも悪く、これらの金属が焼結プロセスの際に異なる拡散特性に基づき分離する場合には、反射特性の悪い方の金属の原子が局所的に堆積し、反射性の層列の反射性が低減する可能性がある。これに関する例として、ｐ型にドープされたＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料における反射性の層列が考えられ、この反射性の層列は誘電層と金属層を包含し、ここで金属層はＡｕおよびＺｎを含有する。Ａｕは可視光の赤色のスペクトル領域における電磁ビームに対して非常に良好な反射性を有する。これに対してＺｎは焼結の際にｐ型にドープされたＩＩＩ／Ｖ化合物半導体に拡散することに適しており、これにより導電性のコンタクト位置には十分なオーム特性が与えられる。反射性の層列の領域が高温に晒されると、Ｚｎ原子は誘電層との境界面に移動することもできる。しかしながらＺｎはＡｕとは異なり、殊に可視光の赤色領域における波長を有する電磁ビームに対する反射性が低いので、これによって赤色光に対する反射性層列のＱは低減される。

さらに局所的でない焼結プロセスの場合には金属原子が活性層列に拡散する可能性がある。この活性層列において金属原子は通常の場合、光子の非放射性の再結合を促進し、また薄膜半導体チップの効率を低下させる妨害的なものである。通常の場合これを回避するために活性層列には非活性のＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料の非常に厚い層が被着される。本発明によればコンタクトがレーザにより局所的に焼結されるので、この非活性のＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料の厚さ、ひいては薄膜半導体チップの厚さを有利には低減することができる。

電磁ビームの形成に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップを製造するための別の方法は殊に以下のステップを有する：
−電磁ビームの形成に適しており、成長基板に対向する前面と成長基板とは反対側にある裏面とを有する活性層列を成長基板上に被着させるステップ、
−少なくとも１つの金属層および少なくとも１つの誘電層を包含する反射性の層列を活性層列の裏面に形成するステップ、
−反射性の層列の所定の限定された少なくとも１つの体積領域にレーザを用いてエネルギを供給し、この所定の限定された体積領域内に活性層列の裏面に対する少なくとも１つの裏面側の導電性のコンタクト位置を形成するステップ、
−支持体を反射性の層列に被着させるステップ、
−成長基板を除去するステップ。

この方法においては請求項１に記載されている方法とは異なり、反射性の層列の層が連続的に被着され、その後にレーザを用いてエネルギが反射性層列の限定された体積領域に供給される。レーザは誘電層および金属層を加熱し、その結果誘電層は分解または溶解するか、分解および溶解する。したがって局所的に溶解した金属層の材料は活性層列の裏面に対する導電性のコンタクト位置を形成することができる。

この方法は、請求項１に記載されている方法と同じ利点を提供する。さらにこの方法は、エネルギが局所的にＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料との境界面に供給され、それと同時にコンタクト位置の形成の際に金属原子をＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に拡散させることができるので、通常の場合コンタクト位置を焼結する必要がないという利点を提供する。

電磁ビームの形成に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップを製造するためのさらに別の方法は殊に以下のステップを有する：
−電磁ビームの形成に適しており、成長基板に対向する前面と成長基板とは反対側にある裏面とを有する活性層列を成長基板上に被着させるステップ、
−活性層列の裏面に対する、裏面側の導電性のコンタクト位置を形成する少なくとも１つの金属性の反射層を被着させるステップ、
−裏面側の導電性のコンタクト位置をレーザにより焼結するステップ、
−支持体を反射性の層列に被着させるステップ、
−成長基板を除去するステップ。

請求項１および４に記載されている方法とは異なり、この方法においては接触すべき活性層列の裏面と反射層との間に誘電層を設ける必要は無い。しかしながら、金属層と活性層列の裏面との間に固着を仲介するための層のような別の層を設けることも考えられる。この方法によれば、実質的にオーム特性を備えたコンタクト位置を得るために、裏面側の電気的なコンタクト位置がレーザを用いて焼結される。この方法は、裏面側のコンタクト、殊に活性層列を焼結するために半導体チップ全体の焼結を回避することができるという利点を有する。

前述の３つの全ての方法の有利な実施形態においては、活性層列の前面には、少なくとも１つの誘電層を包含するコーティング層列が被着される。続けて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの金属層がコーティング層列に被着され、エネルギがコーティング層列および金属層の所定の限定された体積領域にレーザを用いて供給され、活性層列の前面に対する少なくとも１つの前面側の導電性のコンタクト位置が形成される。

コーティング層列は例えば誘電層を包含することができ、この誘電層はガラスを有し、また薄膜半導体チップの前面における電磁ビームの出力結合が改善されるように構造化されている。さらにコーティング層列は付加的または排他的に保護的なパッシベーション機能を有することができる。

活性層列の前面に対する、少なくとも１つの誘電層を包含するコーティング層列を貫通する前面側のコンタクト位置の形成は、誘電層を包含する反射性層列を貫通する請求項４に記載されている裏面側のコンタクト位置の形成と同様に行われる。金属層およびコーティング層列の所定の限定された体積領域にレーザを用いてエネルギを供給することにより、やはり誘電層が局所的に分解または溶解されるか、分解および溶解され、この金属層の局所的に溶解した材料が活性層列の前面に対する導電性のコンタクト位置を形成する。レーザを用いる前面側のコンタクト位置の形成は、レーザを用いる裏面側のコンタクト位置の形成の場合における上述の利点と同じ利点を提供する。

さらには、半導体チップの局所的に限定された体積領域のみが高温に晒されるのでなく、例えばチップ全体が高温に晒される、前面側のコンタクトを焼結するための従来の焼結プロセスにおいては、活性層列と支持体との間の接合材料の温度耐性により焼結のための温度が制限されるという問題が生じる。したがって従来のような局所的でない焼結プロセスにおいては、チップが通常の場合コンタクト部の形成にとって好ましい温度よりも低い温度に晒される。この問題を有利には、コンタクトを事後的に焼結する必要が無い場合に回避することができる。

さらに誘電層が例えばコーティング層列の一部として活性層列の前面に設けられている場合には、コーティング層列を貫通する少なくとも１つの開口部がレーザを用いて形成されることにより、コーティング層列を貫通する前面側のコンタクト位置を形成することができる。続けてこの開口部には請求項１に記載されている方法の場合と同様に金属層が被着され、この金属層は開口部を金属材料で充填し、活性層列の前面に対する導電性のコンタクト位置を形成する。

さらにはいずれの方法においても、先ず少なくとも１つの導電性のコンタクト位置を活性層列の前面側に被着することができ、このコンタクト位置が続けてレーザを用いて焼結される。この実施形態においても、チップ全体がコンタクト位置を焼結するための温度に晒されることを有利には回避することができる。

ここで、前面側におけるコンタクトを製造するための上述の方法は残りの薄膜半導体チップの製造方法に依存せずに適用できることを言及しておく。

３つ全ての方法は殊に薄膜発光ダイオードチップの製造に適している。

薄膜発光ダイオードチップは、殊に以下の特徴を有する：
−支持体と対向しているビーム形成エピタキシャル層列の第１の主面には反射性の層または層列が被着または形成され、この層または層列はエピタキシャル層列において形成された電磁ビームの少なくとも一部をこのエピタキシャル層列に反射する；
−エピタキシャル層列は、２０μｍまたはそれ以下の範囲、殊に１０μｍの範囲の厚さを有している。

有利には、エピタキシャル層列が混合構造を有する少なくとも１つの面を備えた少なくとも１つの半導体層を包含し、理想的な場合にはこの混合構造によりエピタキシャル層列内にほぼエルゴード的な光分布が生じる。つまりこの光分布は有利には可能な限りエルゴード的な確率分散特性を有している。

薄膜発光ダイオードチップの基本原理については、例えばI. Schnitzer等によるAppl. Phys. Lett. 63 (16)、１９９３年１０月１８日、第２１７４〜２１７６頁に記載されており、したがってその開示内容は参照により本明細書に含まれるものとする。

通常の場合、薄膜発光ダイオードチップは裏面の領域においてｐ型にドープされたＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を包含し、また前面の領域においてｎ型にドープされたＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を包含する。しかしながらその反対も同様に考えられる。

コンタクト位置が被着される活性層列の面がｐ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有する場合には、コンタクト位置は有利には元素ＡｕおよびＺｎの内の少なくとも１つを含有する。

有利には、リン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料はドーピングに依存しないＡｌ_nＧａ_mＩｎ_1-n-mＰであり、ここで０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１およびｎ＋ｍ≦１である。その際、この材料は必ずしも上述の式に従った数学的に正確な組成を有していなくてもよい。むしろこの材料は、Ａｌ_ｎＧａ_ｍＩｎ_1-ｎ-ｍＰ材料の内の１つの物理的な特性を実質的に変化させない１つまたは複数のドーパントならびに付加的な成分を有していてもよい。しかしながら明瞭にするために、部分的に微量の他の材料に置換されている可能性があるにしろ、上述の式には結晶格子（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ)の主要な構成要素のみが含まれている。

Ａｕは可視光の赤色の領域にある波長を有する電磁ビームに対する良好な反射特性を備えた材料である。Ｚｎはコンタクト位置の焼結の際に、ｐ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に拡散し、またそこでは有利には孔が形成された状態においてタイプＩＩＩ型超格子の格子位置を有する。これによって電荷キャリア（正孔）の数が増加し、これにより通常の場合には電気的なコンタクト位置の特性が改善される。

コンタクト位置が被着される活性層列の面がｎ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有する場合には、コンタクト位置は有利には元素ＡｕおよびＧｅの内の少なくとも１つを含有する。

この場合においても、Ａｕはその良好な反射特性に基づき有利にはコンタクト位置のための材料として使用される。Ｇｅはコンタクトの焼結の際に同様にタイプＩＩＩ型超格子の格子位置を有するが、ＩＶ族元素としてタイプＩＩＩ型超格子の原子よりも多くの電子を担持するので、この領域内の電子の数は高まる。

コンタクト位置が被着される活性層列の面がｐ型にドープされた窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有する場合には、コンタクト位置は有利には元素Ｐｔ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｐｄ，ＲｅおよびＩｒの内の少なくとも１つを含有する。

有利には、窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料はドーピングに依存しないＡｌ_nＧａ_mＩｎ_1-n-mＮであり、ここで０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１およびｎ＋ｍ≦１である。その際、この材料は必ずしも上述の式に従った数学的に正確な組成を有していなくてもよい。むしろこの材料は、Ａｌ_nＧａ_mＩｎ_1-n-mＮ材料の内の１つの物理的な特性を実質的に変化させない１つまたは複数のドーパントならびに付加的な成分を有していてもよい。しかしながら明瞭にするために、部分的に微量の他の材料に置換されている可能性があるにしろ、上述の式には結晶格子（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｎ）の主要な構成要素のみが含まれている。

コンタクト位置が被着される活性層列の面がｎ型にドープされた窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有する場合には、コンタクト位置は有利には元素Ｔｉ，ＡｌおよびＷの内の少なくとも１つを含有する。

コンタクト位置が被着される活性層列の面がリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有する場合には、さらにこの面はリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に付加的または択一的にヒ化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料も含有することができる。ドーピングには依存せずに有利にはコンタクト位置のために使用される材料は通常の場合上述の材料と相違しない。

コンタクト位置が被着される活性層列の面が窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有する場合には、さらにこの面は同様に窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料に付加的にヒ化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有することができる。この場合においても、ドーピングには依存せずに有利にはコンタクト位置のために使用される材料は通常の場合上述の材料と相違しない。

有利には、ヒ化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料はドーピングに依存しないＡｌ_nＧａ_mＩｎ_1-n-mＡｓであり、ここで０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１およびｎ＋ｍ≦１である。その際、この材料は必ずしも上述の式に従った数学的に正確な組成を有していなくてもよい。むしろこの材料は、Ａｌ_ｎＧａ_ｍＩｎ_1-n-mＡｓ材料の物理的な特性を実質的に変化させない１つまたは複数のドーパントならびに付加的な成分を有していてもよい。しかしながら明瞭にするために、部分的に微量の他の材料に置換されている可能性があるにしろ、上述の式には結晶格子（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｓ）の主要な構成要素のみが含まれている。

さらなる利点および有利な実施形態は図１ａから１ｆ、２ａから２ｂ、３ａから３ｂ、４ａから４ｃおよび５ａから５ｄを参照しながら以下説明する２つの実施例より明らかになる。

ここで、
図１ａから１ｆは本方法の内の１つによる第１の実施例の種々の方法ステップの概略図を示し、
図２ａから２ｂは本方法の内の１つによる第１の実施例のさらなる方法ステップの概略図を示し、
図３ａから３ｂは本方法の内の１つによる第２の実施例の２つの方法ステップの概略図を示し、
図４ａから４ｃは本方法の内の１つによる第２の実施例のさらなる方法ステップの概略図を示し、また、
図５ａから５ｄは本方法の内の１つによる第３の実施例のさらなる方法ステップの概略図を示す。

実施例および図面において、同一の構成要素または同じ働きをもつ構成要素にはそれぞれ同じ参照番号が付されている。図示されている要素、殊に層の厚さは基本的に縮尺通りに示されたものではなく、むしろより良い理解のために部分的には誇張して大きく示されている場合もある。

図１ａから１ｆによる実施例においては、薄膜ＬＥＤチップを製造するために、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする活性層列１が成長基板２上にエピタキシャルに被着される。成長基板２と対向する活性層列１の面を前面１２と称し、この前面１２とは反対側にある活性層列１の面を裏面１１と称する。活性層列１は電磁ビームの放射に適しており、また例えばビーム形成ｐｎ接合部またはビーム形成単一量子井戸構造またはビーム形成多重量子井戸構造を有する。その種の構造は当業者に周知であるので、したがってここでは詳細には説明しない。活性層列１は例えばＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＮを包含し、ここで活性層列１の前面１２はｎ型にドープされており、裏面１１はｐ型にドープされている。窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする活性層列１がエピタキシャルに成長されるべき場合には、成長基板２のための材料として例えばＧａＮ、ＳｉＣまたはサファイアを使用することができる。リン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする活性層列１のエピタキシャル成長に適した成長基板２は例えばＧａＡｓを含有する。

続けて活性層列１には誘電層３が被着され、この誘電層３は例えばＳｉＮ_xを含有する。誘電層３にはレーザを用いて点状の開口部４が形成され、その結果活性層列１の裏面１１はこの開口部４においては露出している。これらの開口部４は通常の場合１μｍから２０μｍの直径を有するので、後続の処理ステップにおいてはこの大きさの直径を有するコンタクト位置６が生じる。

続けて、さらなるステップにおいて金属層５が誘電層３上に例えば蒸着またはスパッタリングにより被着される。誘電層３および金属層５は一緒に１つの反射性層列５１を形成する。活性層列１の裏面１１がｐ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料、例えばＡｌＧａＩｎＰを含有する場合には、金属層５は有利には金およびＺｎを含有する。これに対して活性層列１の裏面１１が例えばｐ型にドープされた窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料、例えばＧａＩｎＮを含有する場合には、金属層５は有利にはＰｔ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｐｄ，ＲｅまたはＩｒを含有する。

開口部４は金属材料を被着する際に充填され、またこの金属材料と相互に結合されるので、活性層１の裏面１１に対する導電性のコンタクト位置６が形成され、これらは相互に導電的に結合されている。

十分なオーム特性を備えたコンタクト位置６を得るために、このコンタクト位置６が続けて焼結される。このために例えばチップ全体が炉に入れられ、チップはこの炉において４５０℃の周囲温度に晒される。しかしながら有利には、コンタクト位置６はレーザにより局所的に焼結される。レーザを用いる電気的なコンタクト位置６の焼結は刊行物DE 101413521に記載されており、したがってその開示内容は参照により本明細書に含まれるものとする。

裏面側または前面側のコンタクト位置６が異なる金属材料を含有すべき場合には、それぞれが金属材料を含有する複数の層を被着させることもできる。この場合有利には層厚は非常に薄い。活性層列１の裏面側を電気的に接触した後に、金属層５には支持体７が例えばはんだ付けまたは接着剤により被着される。続くステップにおいては成長基板２が除去される。

活性層列１の前面側の電気的な接触のために、活性層列１の前面側１２には同様に金属材料から成る導電性のコンタクト位置６が被着される。活性層列１の前面１２がｎ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料、例えばＡｌＧａＩｎＰを含有する場合には、金属層５は実質的にＡｕおよびＧｅを含有する。前面１２がｎ型にドープされた窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料、例えばＧａＩｎＮを含有する場合には、金属材料は有利にはＴｉ，ＡｌまたはＷを含有する。裏面側のコンタクト位置６のように前面側のコンタクト位置６も同様に殊に有利にはレーザを用いて焼結される。

図３ａ，３ｂおよび４ａから４ｃによる本方法の別の実施例においては、活性層列１の裏面側の接触に関して、活性層列１への誘電層３の被着後に金属層５が誘電層３に被着される。後続のステップにおいては誘電層３および金属層５の点状の領域８がレーザにより加熱される。これによってこの領域８においては誘電層３の材料が少なくとも部分的に分解されるか蒸発し、また金属層５の材料が溶解し、その結果、活性層列１の裏面１１に対する実質的にオーム特性を備えた導電性のコンタクト位置６が形成される。ここで第１の実施例と同様に、支持体７が金属層５上に被着され、また成長基板２が除去される。

第１の実施例において説明したように、前面側のコンタクト位置６を被着させることも考えられる。

活性層列１の前面１２上に、例えば活性層列１の保護に使用されるか、チップからの電磁ビームをより良好に出力結合させるために使用されるコーティング層列５２の一部として１つまたは複数の誘電層３が設けられている場合には、活性層列１の前面１２に対する導電的なコンタクト位置６を有利には第２の実施例による裏面側のコンタクト位置６と同様にして設けることができる。このためにやはり金属層５が誘電層３上に被着され、レーザを用いてエネルギが誘電層３および金属層５の１つまたは複数の点状の領域８に供給される。これによってこの領域８においてはやはり誘電層３の材料が少なくとも部分的に分解され、また金属層５の材料が溶解し、その結果、活性層列１の前面１２に対する実質的にオーム特性を備えた導電性のコンタクト位置６が形成される。

図１ａから１ｄによる実施例の場合のように、図５ａから５ｄによる実施例においても活性層列１が電磁ビームの放射に適している成長基板２上に被着される（図５ａを参照されたい）。上述の実施例とは異なり、活性層列１の被着後に例えばＡｇから成る金属性の反射層５が活性層列１の裏面１１に被着される。つまり、この反射層５は誘電層３によって活性層列１と隔てられていない。この場合には、金属層５が活性層列１の裏面１１に対する電気的なコンタクト位置６を表す。

しかしながら金属層５と活性層列１の裏面１１との間には、例えば固着を仲介するための別の層を配置することができる。その種の固着を仲介する層は通常の場合非常に薄く、僅か数ｎｍの厚さである。

金属層５と活性層列１の裏面１１との間において電気的なコンタクト位置６の十分なオーム特性を得るために、図５ｂに概略的に示されているように、金属層５がレーザを用いて焼結される。

後続のステップにおいては、上述のように、活性層列１の裏面１１には支持体７が例えば接着剤またははんだを含有する接合層９を用いて固定される（図５ｃを参照されたい）。続いて成長基板２が除去され、活性層列１の前面１２に対する電気的なコンタクト位置６が設けられる。この前面側の電気的なコンタクト位置６を例えば、図２ａおよび２ｂまたは図４ａから４ｃによる実施例において説明したようにして設けることができる。

本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2004 047392.7 号および第10 2004 061865.8号の優先権を主張するものであり、したがってその開示内容は参照により本明細書に含まれるものとする。

実施例に基づいた本方法の説明は、本発明をこの説明に制限するものとみなすべきでないことは自明である。本発明はあらゆる新しい特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴のあらゆる組み合わせが含まれ、またこのことはそのような組み合わせが特許請求の範囲に明示的には記載されていないにしても当てはまる。

本方法の内の１つによる第１の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第１の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第２の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第２の実施例の方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第２の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第２の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第２の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第３の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第３の実施例のさらなる方法ステップの概略図。 本方法の内の１つによる第３の実施例のさらなる方法ステップの概略図。

Claims (12)

1. 電磁ビームの形成に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップの製造方法において、
   −電磁ビームの形成に適しており、成長基板（２）に対向する前面（１２）と成長基板（２）とは反対側にある裏面（１１）とを有する活性層列（１）を成長基板（２）上に被着させるステップと、
   −反射性の層列（５１）の一部として少なくとも１つの誘電層（３）を前記活性層列（１）の前記裏面（１１）に被着させるステップと、
   −前記誘電層（３）の所定の限定された体積領域（８）にレーザを用いてエネルギを供給し、前記体積領域内に前記活性層列（１）の前記裏面（１１）に対する少なくとも１つの開口部（４）を形成するステップと、
   −前記反射性の層列（５１）の別の一部として少なくとも１つの金属層（５）を被着させ、前記開口部（４）を金属材料により少なくとも部分的に充填し、且つ前記活性層列（１）の前記裏面（１１）に対する少なくとも１つの裏面側の導電性のコンタクト位置（６）を形成するステップと、
   −支持体（８）を前記反射性の層列（５１）に被着させるステップと、
   −前記成長基板（２）を除去するステップとを有することを特徴とする、薄膜半導体チップの製造方法。
2. 前記裏面側のコンタクト位置（６）を焼結する、請求項１記載の方法。
3. 前記裏面側のコンタクト位置（６）をレーザにより焼結する、請求項２記載の方法。
4. 電磁ビームの形成に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップの製造方法において、
   −電磁ビームの形成に適しており、成長基板（２）に対向する前面（１２）と成長基板（２）とは反対側にある裏面（１１）とを有する活性層列（１）を成長基板（２）上に被着させるステップと、
   −少なくとも１つの金属層（５）および少なくとも１つの誘電層（３）を包含する反射性の層列（５１）を前記活性層列（１）の前記裏面（１１）に形成するステップと、
   −前記反射性の層列（５１）の所定の限定された少なくとも１つの体積領域（８）にレーザを用いてエネルギを供給し、前記所定の限定された体積領域（８）内に前記活性層列（１）の前記裏面（１１）に対する少なくとも１つの裏面側の導電性のコンタクト位置（６）を形成するステップと、
   −支持体（８）を前記反射性の層列（５１）に被着させるステップと、
   −前記成長基板（２）を除去するステップとを有することを特徴とする、薄膜半導体チップの製造方法。
5. 電磁ビームの形成に適しているＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料をベースとする薄膜半導体チップの製造方法において、
   −電磁ビームの形成に適しており、成長基板（２）に対向する前面（１２）と成長基板（２）とは反対側にある裏面（１１）とを有する活性層列（１）を成長基板（２）上に被着させるステップと、
   −前記活性層列（１）の前記裏面（１１）に対する、裏面側の導電性のコンタクト位置（６）を形成する少なくとも１つの金属性の反射層（５）を被着させるステップと、
   −前記裏面側の導電性のコンタクト位置（６）をレーザにより焼結するステップと、
   −支持体（８）を前記反射性の層列（５１）に被着させるステップと、
   −前記成長基板（２）を除去するステップとを有することを特徴とする、薄膜半導体チップの製造方法。
6. −前記活性層列（１）の前記前面（１２）に少なくとも１つの誘電層（３）を包含するコーティング層列（５２）を被着させるステップと、
   −少なくとも部分的に、少なくとも１つの金属層（５）を前記コーティング層列（５２）に被着させるステップと、
   −前記コーティング層列（５２）および前記金属層（５）の所定の横方向に限定された体積領域（８）にレーザを用いてエネルギを供給し、前記活性層列（１）の前記前面（１２）に対する少なくとも１つの前面側の導電性のコンタクト位置（６）を形成するステップとを有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. −前記活性層列（１）の前記前面（１２）に少なくとも１つの前面側の導電性のコンタクト位置（６）を被着させるステップと、
   −前記前面側の導電性のコンタクト位置（６）をレーザにより焼結するステップとを有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
8. −前記コンタクト位置（６）が被着される前記活性層列（１）の面（１１，１２）はｐ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料および／またはｐ型にドープされたヒ化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有し、
   −前記コンタクト位置（６）は元素ＡｕおよびＺｎの内の少なくとも１つを含有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. −前記コンタクト位置（６）が被着される前記活性層列（１）の面（１１，１２）はｎ型にドープされたリン化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料および／またはｎ型にドープされたヒ化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有し、
   −前記コンタクト位置（６）は元素ＡｕおよびＧｅの内の少なくとも１つを含有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. −前記コンタクト位置（６）が被着される前記活性層列（１）の面（１１，１２）はｐ型にドープされた窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有し、
    −前記コンタクト位置（６）は元素Ｐｔ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｐｄ，ＲｅおよびＩｒの内の少なくとも１つを含有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. −前記コンタクト位置（６）が被着される前記活性層列（１）の面（１１，１２）はｎ型にドープされた窒化物ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体材料を含有し、
    −前記コンタクト位置（６）は元素Ｔｉ，ＡｌおよびＷの内の少なくとも１つを含有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法により製造された薄膜半導体チップ。

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