WO2016078837A1 - Bauelement und verfahren zur herstellung eines bauelements - Google Patents

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metal
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Lutz Höppel
Norwin Von Malm
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • a component and a method for producing a component are specified.
  • One task is to build a component with a high
  • the latter has a semiconductor body with an active layer.
  • the active layer is a p-n transition zone.
  • the active layer may be formed as a layer or as a layer sequence of several layers. in the
  • an electromagnetic radiation such as in the visible, ultraviolet or infrared spectral range.
  • the active layer may absorb electromagnetic radiation and convert it into electrical signals or electrical energy.
  • the semiconductor body has, for example, a first semiconductor layer of a first conductor carrier type and a second semiconductor layer of a second
  • Lead carrier type wherein the active layer in particular between the first semiconductor layer and the second
  • Semiconductor layer is arranged.
  • the semiconductor layer is arranged.
  • Semiconductor body exclusively on semiconductor layers.
  • the layers of the semiconductor body can by means of a
  • Epitaxy process in layers on a growth substrate be upset.
  • the growth substrate may subsequently be removed from the semiconductor body, so that the component is in particular free of a growth substrate.
  • the semiconductor body has a first main surface which in particular acts as a radiation passage area of the
  • the radiation passage area can be structured, as a result of which a radiation coupling-out or radiation coupling-in efficiency is increased.
  • the first main surface of the semiconductor body is through a surface of the first semiconductor layer
  • the semiconductor body has one of the first
  • semiconductor layer is formed.
  • first major surface and the second major surface define the first major surface and the second major surface
  • Main extension plane of the active layer is directed.
  • the vertical direction is perpendicular to the first and / or the second main surface of the semiconductor body.
  • a lateral direction is understood to mean a direction which runs along, in particular parallel to, the
  • Main extension plane of the active layer extends.
  • the vertical direction and the lateral direction are
  • the semiconductor body has at least one recess.
  • the recess becomes a blind hole in the semiconductor body
  • the semiconductor body is completely surrounded by the semiconductor body.
  • the semiconductor body may have a plurality of such recesses.
  • the recess may be filled with an electrically conductive material.
  • this has a first metal layer.
  • the first metal layer is, for example, on one of the second main surface
  • Top view of the semiconductor body covers the first
  • the first metal layer only covers the semiconductor body, for example
  • the first metal layer is an electrodeposited metal layer.
  • this has a second metal layer.
  • the first metal layer is arranged at least in regions between the semiconductor body and the second metal layer.
  • the second metal layer has a first portion and a second laterally spaced from the first portion second
  • Subarea with the first subarea over the first Metal layer is electrically connected to the via.
  • the first subarea may partially adjoin directly to the first metal layer.
  • the second subarea is in particular electrically insulated from the first subarea.
  • In a plan view of the semiconductor body cover the first metal layer and the second portion together
  • the second portion overlaps with the first metal layer.
  • the first metal layer and the second portion together may be the entire active layer or the entire
  • this has in the lateral direction between the first
  • the intermediate space is partially covered by the first metal layer, and is preferably completely covered in plan view.
  • the first metal layer is partially covered by the first metal layer, and is preferably completely covered in plan view.
  • the first metal layer projects in particular beyond the second metal layer.
  • the active layer or the entire semiconductor body does not have a location that does not belong to the first metal layer or of the second metal layer, in particular of the second
  • Partial area is covered.
  • the latter has a semiconductor body, a first metal layer and a second metal layer, wherein the first metal layer is arranged between the semiconductor body and the second metal layer.
  • the semiconductor body has a first one Semiconductor layer on one of the first metal layer
  • Component has a via, which in particular in the vertical direction through the second
  • the second metal layer has a first one
  • the first metal layer completely covers the gap laterally.
  • a laterally complete covering of the intermediate space means in particular that the first partial area and the second partial area are completely bridged at locations of the intermediate space, at least along a lateral direction, of the first metal layer.
  • the entire gap has no location that is not from the first
  • the first metal layer may be formed as a mechanically stabilizing, preferably as a self-supporting layer of the device. In other words, the first metal layer may act as a self-contained layer
  • the first metal layer is in particular
  • the first metal layer in the vertical direction has a thickness between 5 ym and 50 ym inclusive.
  • the thickness of the first metal layer is between 10 ym and 50 ym, inclusive, between about 10 ym and 30 ym.
  • the first metal layer has at least one opening or a plurality of laterally spaced openings.
  • Metal layer for example, through the opening or the
  • the second subregion overlaps in particular with the first metal layer, so that the first metal layer and the second subregion together completely cover, for example, the active layer, in particular the entire semiconductor body.
  • the second metal layer may be formed as a mechanically stabilizing layer of the device.
  • the second metal layer compared to the first metal layer on a greater thickness.
  • the thickness of the second metal layer is between
  • the thickness of the second metal layer including 10 ym and 200 ym, approximately between 10 ym and 100 ym, in particular between 50 ym and 100 ym inclusive.
  • the thickness of the second metal layer including 10 ym and 200 ym, approximately between 10 ym and 100 ym, in particular between 50 ym and 100 ym inclusive.
  • the thickness of the first metal layer at least 2 times, about 4 times or 10 times the thickness of the first metal layer.
  • Ratio of the thickness of the second metal layer to the thickness of the first metal layer between 2 and 10 inclusive, approximately between 5 and 10 inclusive.
  • Layer or the entire semiconductor body through the first metal layer and the second portion of the second metal layer remains no area of the active layer or the semiconductor body without mechanical support by the first or second metal layer.
  • the device is in further processing, such as when removing the
  • the second metal layer is bounded laterally by a shaped body, for example by an electrically insulating casting compound.
  • the first partial area and the second partial area are preferably embedded in the shaped body.
  • the first partial area and the second partial area respectively adjoin the molded body on all sides in the lateral direction.
  • the Shaped body can be integrally, so coherently formed.
  • the gap is at least partially, in particular completely, filled by a material of the shaped body.
  • the laterally spaced partial regions of the second metal layer can thus be held together by the shaped body and thus form, together with the shaped body, a mechanically particularly stable carrier of the component.
  • the first metal layer and the second metal layer are each an electrodeposited metal layer.
  • the metal layers comprise a metal such as nickel, copper or other metals.
  • the first metal layer and / or the second metal layer may comprise a first metal and at least one further material.
  • the proportion of the first metal is in particular at least 90 atomic percent, for example
  • the first and / or the second metal layer at least 95 or 98 atomic percent of the first and / or the second metal layer.
  • Young's modulus has a higher than the second metal layer and / or the second metal layer
  • Thermal conductivity has as the first metal layer.
  • the first metal layer comprises nickel and the second metal layer comprises copper.
  • the metal layers reduces the overall height of the device while maintaining sufficient mechanical stability of the
  • this has a mirror layer.
  • the mirror layer is, for example, between the semiconductor body and the first Metal layer arranged.
  • the mirror layer is in particular designed to be electrically conductive.
  • the mirror layer can thus serve as a seed layer for the first metal layer to be applied.
  • the first metal layer in particular directly adjoins the mirror layer. It is also possible that the first
  • Metal layer is indirectly applied to the mirror layer.
  • the first metal layer and the mirror layer may include a common opening or a plurality of common openings through which the second portion extends.
  • the mirror layer covers the active layer or the entire semiconductor body in particular to the common opening or to the common
  • the mirror layer reflects, for example, the generated during operation of the device
  • a current distribution layer is arranged between the semiconductor body and the first metal layer.
  • the current distribution layer is electrically conductive and, for example, adjoins the second partial region of the second metal layer.
  • an electrically conductive connection layer is arranged between the semiconductor body and the mirror layer.
  • the connection layer is designed to be radiation-reflecting.
  • Terminal layer the active layer or the whole
  • connection layer is in particular adjacent to the semiconductor body, for example to the second semiconductor layer, and is electrically connected to the second subregion of the second metal layer.
  • the latter has a diffusion barrier layer, which is arranged, for example, between the semiconductor body and the current distribution layer.
  • the latter has a first insulation layer which, in particular, the connection layer, the diffusion barrier layer and the
  • the Current distribution layer encloses in the lateral direction.
  • the first insulation layer extends in the vertical direction, for example, only up to the semiconductor body and is formed as a passivation layer.
  • the component may have a second insulation layer, which in particular between the semiconductor body and the
  • Mirror layer is arranged. This allows a direct electrical contact between lateral edges of the
  • the second insulating layer encloses in lateral directions the first insulating layer, the Through hole and in particular the semiconductor body at least one vertical height in full.
  • the mirror layer has at least one trench.
  • the trench extends, for example, in a vertical direction through the mirror layer.
  • the trench extends laterally in the lateral direction, for example along at least one edge of the component. It is also possible that the mirror layer through the trench in two or one
  • the trench extends from a first edge to a second, in particular the first edge
  • the mirror layer may have a plurality of trenches-for example, two spaced-apart trenches-which are respectively arranged at edge regions of the component.
  • the edge regions are in particular regions along the laterally extending edges of the component.
  • the trenches can thus circulate the component edge.
  • the spaced apart trenches form a frame, in particular the common opening
  • the trenches limit the
  • the entire mirror layer may be surrounded by the trenches.
  • the mirror layer is formed contiguous.
  • the trench or the trenches are in particular bridged or filled by the first metal layer.
  • the trenches are partially or completely filled with a material of the first metal layer.
  • this has an intermediate insulation layer.
  • Interlayer insulation layer is disposed between the first and second metal layers.
  • the second portion of the metal layer is electrically insulated from the first metal layer by, for example, the intermediate insulating layer.
  • the intermediate insulating layer and the first metal layer have a common opening or a
  • the intermediate insulating layer may have a further opening, through which the first partial area approximately to the first
  • Metal layer extends therethrough.
  • the first portion of the second metal layer is in particular in the direct
  • this is the first subregion and the second
  • the radiation passage area is thus in particular free of electrical contacts or conductor tracks.
  • Components are the first metal layer and the second metal layer each by a galvanic process deposited.
  • the first metal layer is in particular electrically formed on a semiconductor body
  • the mirror layer may fill the recess of the semiconductor body at least partially or completely to form the via.
  • the mirror layer is structured or structured in such a way that it has at least one opening or a plurality of openings.
  • the mirror layer serves in particular as a starting layer for the
  • Applied metal layer Before applying the second metal layer may be an electrically conductive layer
  • the electrically conductive layer is then in particular structured or in places with a
  • galvanic coating process structured on the structured or partially covered electrically conductive layer can be applied directly.
  • the second metal layer having the first and second partial regions is formed on the intermediate insulating layer such that the second partial region is connected to the second partial region
  • the first subregion adjoins the first metal layer, in particular in the region of a further opening of the intermediate insulating layer, and is electrically connected to the first semiconductor layer via the first metal layer, the mirror layer and the plated through hole.
  • the method is particularly suitable for the production of a device as described above.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Figure 2 is a schematic representation of a lateral
  • FIG. 3 is a schematic representation of another
  • Figure 4 is a schematic representation of a lateral
  • FIG. 100 A first exemplary embodiment of a component is shown schematically in FIG.
  • the component 100 has a carrier 1 and one arranged on the carrier
  • the semiconductor body 2 has a first semiconductor layer 21, a second semiconductor layer 22 and one between the first and the second
  • the first semiconductor layer 21, the second semiconductor layer 22 and the active layer 23 may each have one or a
  • the active layer 23 is in particular a p-n junction zone of the semiconductor body.
  • the active layer 23 is in particular a p-n junction zone of the semiconductor body.
  • the first semiconductor layer and / or the second semiconductor layer have a GaN, GaP or GaAs layer. These layers may additionally comprise aluminum and / or indium and are formed approximately as an AlGaN, InAlGaN or InAlGaP layer.
  • Semiconductor layer 22 may be n-type, for example
  • second semiconductor layer 22 is p-type.
  • the component has a radiation passage area 101 and a rear side 102 facing away from the radiation passage area on.
  • the radiation passage area 101 is structured.
  • the radiation passage area 101 is formed by a first main area 201 of the semiconductor body 2, for instance by a surface of the first semiconductor layer 21. It is also possible that the
  • the device 100 is external via the rear side 102
  • the device 100 may be formed as a surface mountable device.
  • connection layer 8 In the figure 1 are a connection layer 8, a
  • Diffusion barrier layer 7 a current distribution layer 5, a first insulation layer 91, a second
  • Insulation layer 92 Insulation layer 92, a mirror layer 6, a first
  • the carrier 1 has a second metal layer 4.
  • the second metal layer includes a first portion 41 and one of the first portion 41 laterally spatially
  • a gap 40 is between the first portion 41 and the second
  • Subregion 42 is formed so that the first portion 41 is electrically isolated from the second portion 42.
  • the carrier 1 also has a shaped body 10.
  • the molded body 10 is in particular electrically insulating
  • the molded body 10 is formed as a potting compound.
  • the second metal layer 4 with the first portion 41 and the second portion 42 is of the molded body 10 in particular laterally full-circumference
  • Subarea 42 border here in particular in lateral
  • the intermediate space 40 is completely filled, for example, with an electrically insulating material of the shaped body.
  • the partial areas 41 and 42 of the second metal layer 4 are held together in a mechanically stable manner, in particular by the shaped body 10. In the lateral direction, the second extends
  • Metal layer 4 in particular not to the edge of the
  • Component 100 and is embedded in lateral directions, in particular completely in the molded body 10.
  • the first metal layer 3 is arranged between the semiconductor body 2 and the second metal layer 4. In plan view, the first metal layer 3 covers the gap 40
  • the first metal layer 3 is formed as a mechanically stabilizing layer of the component.
  • the first metal layer 3 has a vertical thickness of at least 5 ⁇ m, in particular at least 10 ⁇ m.
  • the thickness of the first metal layer 3 is formed as a mechanically stabilizing layer of the component.
  • Metal layer 3 between 5 ym and 30 ym inclusive, approximately between 5 ym and 15 ym or between 10 ym and 20 ym.
  • the device Due to the complete coverage of the gap 40 by the first metal layer 3, the device is free of mechanical in the areas of the gap
  • the first metal layer 3 is in particular formed coherently. In the lateral direction, the first metal layer 3 extends in particular to the Edge of the component. In the figure 1, the first closes
  • Metal layer 3 in the lateral direction with the shaped body 10 and with the first semiconductor layer 21 flush.
  • the first metal layer 3 has an opening 12 through which the second portion 42 for electrical
  • the first metal layer 3 has a plurality of such openings 12.
  • the second subregion 42 of the second metal layer 4 completely covers the active layer 23 and in particular the entire semiconductor body 2 in plan view.
  • the second metal layer 4 is in particular likewise designed as a mechanically stabilizing layer of the component.
  • the second metal layer 4 is in particular likewise designed as a mechanically stabilizing layer of the component.
  • Metal layer 4 for example in the region of the first portion 41, a vertical thickness, for example, at least as large, preferably at least twice, about four times or ten times as large as a thickness of the first metal layer 3. With the complete coverage of the active layer 23 or the entire semiconductor body 1, no area of the active layer 23 or of the
  • Semiconductor body 2 without mechanical support by the mechanically stabilizing metal layers 3 and 4, so that the device is particularly mechanically stable.
  • the first metal layer 3 and the second metal layer 4 may each be an electrodeposited metal layer. They can have the same metal, such as nickel or copper. In particular, they can also have different materials. For example, the first one
  • Metal layer 3 has a higher modulus of elasticity than the second Metal layer 4, wherein the second metal layer 4 has a higher thermal conductivity than the first
  • Metal layer 3 For example, the first metal layer 3 nickel and the second metal layer 4 copper.
  • an intermediate insulating layer 93 is arranged.
  • the first metal layer 3 is electrically insulated from the second partial region 42 of the second metal layer 4.
  • Intermediate insulating layer 93 may be formed contiguous. It is possible for an adhesive layer
  • Adhesive layer can be applied to the first metal layer 3 by means of a coating method, for example by means of vapor deposition
  • the adhesive layer comprises titanium or chromium.
  • Intermediate insulating layer 93 can be achieved.
  • the intermediate insulating layer 93 and the first metal layer 3 have a common opening 12 through which the second portion 42 extends. Furthermore, the interlayer insulating layer 93 has at least one other
  • the first metal layer 3 and the first portion 41 of the second metal layer 4 are in direct electrical contact, for example.
  • the second metal layer 4 is an electrodeposited to the intermediate insulating layer 93
  • an electrically conductive layer (not shown in FIG. 1) can be applied directly to the intermediate insulating layer 93. This electrically conductive layer can then be patterned and serves in particular as a seed layer for the second
  • Metal layer 4 which for example by means of a
  • Semiconductor body 2 and the first metal layer 3 is arranged. In plan view of the semiconductor body 2 covers the
  • Metal layer 3 the mirror layer 6 in particular
  • the first metal layer 3 in particular directly adjoins the mirror layer 6.
  • the mirror layer 6 is formed, for example, electrically conductive.
  • the mirror layer 6 can be used as a starting layer in the application of the first metal layer 3 by means of a galvanic
  • the mirror layer 6 has, for example, a metal.
  • the mirror layer 6 contains aluminum, rhodium, palladium, silver or gold. During operation of the device 100, the mirror layer 6 reflects electromagnetic
  • the mirror layer 6 reflects at least 60%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 90% of a portion of the spectrum of the radiation generated by the active layer 23 during operation of the device.
  • the mirror layer 6 extends in the lateral direction as far as the edge of the component.
  • the entire mirror layer 6 in the lateral direction is in particular completely surrounded by the intermediate insulating layer 93.
  • the mirror layer 6 can be protected from environmental influences such as moisture or oxygen.
  • the mirror layer 6 the first metal layer 3 and the
  • Interlayer insulating layer 93 has a common opening 12 through which the second portion 42 of the second metal layer 4 extends.
  • the second subregion 42 adjoins the current distribution layer 5, which is arranged between the semiconductor body 2 and the mirror layer 6.
  • the current distribution layer 5 completely covers the common opening 12.
  • the current distribution layer 5 is a further metal layer, which additionally stabilizes the component 100 in addition to the first and the second metal layer 3 and 4.
  • the current distribution layer 5 can be dispensed with.
  • the diffusion barrier layer 7 is arranged. This layer prevents in particular the
  • connection layer 8 is arranged.
  • the connection layer 8 is, for example
  • the mirror layer 6 and the terminal layer 8 together completely cover the active layer 23.
  • Such a configuration of the mirror layer 6 and the connection layer 8 increases the radiation extraction efficiency of the component.
  • the component has a first insulation layer 91 and a second one adjacent to the first insulation layer 91
  • Insulation layer 92 on.
  • the first insulation layer 91 encloses the connection layer 8, which
  • Diffusion barrier layer 7 and the current distribution layer 5 in lateral directions in particular full. In the vertical direction, the first extends
  • Insulation layer 91 only between the mirror layer 6 and the semiconductor body 2.
  • the second insulating layer 92 extends in the vertical direction of the
  • the mirror layer 6 and the second insulation layer 92 have a step at the edge of the device and are formed so that the semiconductor body 2 is partially surrounded laterally by the mirror layer 6 and the second insulation layer 92. Laterally to
  • Rear side 102 of the component emerging radiation can thus from the mirror layer 6 in the direction of
  • the second insulation layer 92 is in particular
  • the semiconductor body 2 has a recess 25.
  • the recess 25 extends from the second main surface 202 of the semiconductor body 2 through the second semiconductor layer 22 and the active layer 23 into the first one
  • the semiconductor layer 21 In the recess 25 is a Through connection 24 formed.
  • the plated-through hole 24 is surrounded in the lateral direction, in particular completely, by the second insulating layer 92.
  • Through-hole 24 has a metal.
  • the plated-through hole 24 and the mirror layer 6 have a same electrically conductive material.
  • Through-hole 24 is in particular in the direct
  • Via 24 directly or indirectly adjoins the first semiconductor layer 21 and is in the lateral direction in particular completely surrounded by the semiconductor body 2.
  • the first metal layer 3 covers the recess 25 and the
  • the component has a plurality of plated-through holes 24 for electrically contacting the first semiconductor layer 21, as a result of which a particularly uniform current distribution within the first semiconductor layer 21 is achieved.
  • the component 100 is formed on the rear side 102, that is, on the rear side, electrically contacted.
  • Component 100 can thus be electrically connected via the first subregion 41 and the second subregion 42 to an external voltage source.
  • the semiconductor body 2 completely covers the first and second partial regions 41 and 42 of the second metal layer 4.
  • the component 100 has a first one on the rear side 102
  • Semiconductor body 2 cover the contact layers 410 and 420, the first portion 41 and the second
  • Subarea 42 complete or project in particular beyond these sub-areas 41 and 42 also.
  • Contact layer 410 is designed in particular as an n-contact layer and second contact layer 420 approximately as a p-contact layer.
  • FIG. 2 shows a lateral section of the component 100 along a line AA 'marked in FIG.
  • the device 100 has two openings 12 through which the second portion 42 of the second metal layer 4 to
  • the component may have a plurality of such openings 12.
  • the second portion 42 in the lateral direction may have a plurality of such openings 12.
  • the mirror layer 6, the first metal layer 3 and the intermediate insulating layer 93 are each formed integrally and have the
  • the mirror layer 6, the first metal layer 3 and the intermediate insulating layer 93, as shown in FIG. 2, are lateral in each case at least at the vertical height AA 'of the shaped body 10
  • Figure 3 is another embodiment of a
  • Opening 12 at least one trench 61.
  • the trench 61 extends in the vertical direction through the
  • the trench 61 extends in the lateral direction along at least one edge of the component 100.
  • the trench 61 is in particular partially filled by a material of the first metal layer 3, in particular completely filled.
  • the trench 61 has a width which is in particular between 3 ⁇ m and 15 ⁇ m, for example between 5 ⁇ m and 10 ⁇ m.
  • the trench 61 may be made of a material of the first
  • Metal layer 3 may be only partially filled. It is also possible that the mirror layer has a plurality of spaced-apart trenches 61 which are each bridged or filled by the first metal layer 3.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a lateral section of the further illustrated in FIG.
  • Embodiment corresponds essentially to the embodiment shown in Figure 2 for a component.
  • the mirror layer 6 has a
  • the trenches 61 are each at edge regions of the component 100 arranged.
  • the trenches 61 form a frame with connection points 62, wherein the frame the common
  • Opening 12 and the through-connection 24 or the common openings 12 and the plated-through holes 24 encloses. Through the connection points 62 remains the
  • Mirror layer 6 in one piece, that is connected, formed.
  • the entire mirror layer 6 can also in the presence of the trenches 61 as a starting layer at
  • the trenches 61 are bridged by the first metal layer 3 and are partially or completely filled by a material of the metal layer 3. It is also possible that the mirror layer 6 through one or a plurality of trenches 61 in two or more
  • the mirror layer 6 with an electric
  • Regions of the mirror layer 6 electrically connects. Furthermore, it is also possible for the trenches 61 to form a frame that delimits the mirror layer 6, in particular in the lateral direction. That is, the entire mirror layer may be surrounded by the trenches 61.
  • the electrically conductive layer can be applied, wherein the electrically conductive layer, for example, also covers areas outside the frame formed by the trenches 61. If the conductive layer does not cover regions outside the mirror layer 6, the mirror layer 6 and the first metal layer 3 can be completely laterally removed from the mirror layer 6
  • Intermediate insulating layer 93 may be surrounded. The first
  • Metal layer 3 can thus be applied to the mirror layer 6, in particular directly to the electrically conductive
  • Layer can be applied galvanically.
  • the component can be mechanically stabilized and at the same time externally electrically powered via these partial regions
  • Layer of the device is formed and a
  • the device is also in the areas of the gap free of mechanical

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Abstract

Es wird ein Bauelement mit einem Halbleiterkörper (2), einer ersten Metallschicht (3) und einer zweiten Metallschicht (4) angegeben, wobei - die erste Metallschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der zweiten Metallschicht angeordnet ist, - der Halbleiterkörper eine erste Halbleiterschicht (21) auf einer der ersten Metallschicht abgewandten Seite, eine zweite Halbleiterschicht (22) auf einer der ersten Metallschicht zugewandten Seite und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht (23) aufweist, - das Bauelement eine Durchkontaktierung (24) aufweist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht erstreckt, - die zweite Metallschicht einen ersten Teilbereich (41) und einen von dem ersten Teilbereich durch einen Zwischenraum (40) lateral beabstandeten zweiten Teilbereich (42) aufweist, wobei der erste Teilbereich über die erste Metallschicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden ist, - und in Draufsicht die erste Metallschicht den Zwischenraum lateral vollständig bedeckt. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.

Description

Beschreibung
Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements Es werden ein Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.
Eine Aufgabe ist es, ein Bauelement mit einer hohen
mechanischen Stabilität anzugeben. Des Weiteren wird ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines solchen
Bauelements angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Schicht auf. Insbesondere ist die aktive Schicht eine p-n-Übergangszone . Die aktive Schicht kann dabei als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge mehrerer Schichten ausgebildet sein. Im
Betrieb des Bauelements emittiert die aktive Schicht
beispielsweise eine elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich.
Alternativ kann die aktive Schicht im Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Strahlung absorbieren und diese in elektrische Signale oder elektrische Energie umwandeln. Des Weiteren weist der Halbleiterkörper beispielsweise eine erste Halbleiterschicht eines ersten Leitungsträgertyps und eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten
Leitungsträgertyps auf, wobei die aktive Schicht insbesondere zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten
Halbleiterschicht angeordnet ist. Beispielsweise weist der
Halbleiterkörper ausschließlich Halbleiterschichten auf. Die Schichten des Halbleiterkörpers können mittels eines
Epitaxie-Verfahrens schichtenweise auf einem Aufwachssubstrat aufgebracht sein. Das Aufwachssubstrat kann anschließend von dem Halbleiterkörper entfernt sein, so dass das Bauelement insbesondere frei von einem Aufwachssubstrat ist. Der Halbleiterkörper weist eine erste Hauptfläche auf, die insbesondere als eine Strahlungsdurchtrittsflache des
Bauelements ausgebildet ist. Die Strahlungsdurchtrittsflache kann strukturiert sein, wodurch eine Strahlungsauskoppel- beziehungsweise Strahlungseinkoppeleffizienz erhöht ist.
Insbesondere ist die erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht
ausgebildet. Der Halbleiterkörper weist eine der ersten
Hauptfläche abgewandte zweite Hauptfläche auf, die
beispielsweise durch eine Oberfläche der zweiten
Halbleiterschicht ausgebildet ist. Insbesondere begrenzen die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche den
Halbleiterkörper in vertikaler Richtung.
Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung
verstanden, die quer, insbesondere senkrecht zu einer
Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht gerichtet ist. Zum Beispiel ist die vertikale Richtung senkrecht zu der ersten und/oder der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers. Unter einer lateralen Richtung wird demgegenüber eine Richtung verstanden, die entlang, insbesondere parallel zu der
Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht verläuft. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind
vorzugsweise senkrecht zueinander angeordnet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Halbleiterkörper zumindest eine Ausnehmung auf. Die
Ausnehmung erstreckt sich insbesondere von der zweiten
Hauptfläche durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch in die erste Halbleiterschicht. Unter einer Ausnehmung wird eine Öffnung des Halbleiterkörpers
verstanden, die insbesondere nicht durchgehend durch den Halbleiterkörper ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird durch die Ausnehmung ein Sackloch im Halbleiterkörper
ausgebildet, das in lateraler Richtung insbesondere
vollumfänglich von dem Halbleiterkörper umgeben ist. Der Halbleiterkörper kann eine Mehrzahl von solchen Ausnehmungen aufweisen .
Zur Ausbildung einer Durchkontaktierung zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht von der Seite der zweiten Hauptfläche kann die Ausnehmung mit einem elektrisch leitfähigen Material befüllt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine erste Metallschicht auf. Die erste Metallschicht ist beispielsweise auf einer der zweiten Hauptfläche
zugewandten Seite des Halbleiterkörpers angeordnet. In
Draufsicht auf den Halbleiterkörper bedeckt die erste
Metallschicht die Durchkontaktierung beziehungsweise die Ausnehmung insbesondere vollständig. Die erste Metallschicht bedeckt den Halbleiterkörper beispielsweise lediglich
bereichsweise. Zum Beispiel ist die erste Metallschicht eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine zweite Metallschicht auf. Die erste Metallschicht ist zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterkörper und der zweiten Metallschicht angeordnet. Vorzugsweise weist die zweite Metallschicht einen ersten Teilbereich und einen von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten
Teilbereich auf, wobei der erste Teilbereich über die erste Metallschicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden ist. Der erste Teilbereich kann bereichsweise unmittelbar an die erste Metallschicht angrenzen. Der zweite Teilbereich ist insbesondere von dem ersten Teilbereich elektrisch isoliert. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper bedecken die erste Metallschicht und der zweite Teilbereich zusammen
beispielsweise mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95~6 einer Gesamtfläche der aktiven Schicht. Beispielsweise überlappt der zweite Teilbereich mit der ersten Metallschicht. Auch können die erste Metallschicht und der zweite Teilbereich zusammen die gesamte aktive Schicht oder den gesamten
Halbleiterkörper vollständig bedecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses in der lateralen Richtung zwischen dem ersten
Teilbereich und dem zweiten Teilbereich der zweiten
Metallschicht einen Zwischenraum auf. Der Zwischenraum ist von der ersten Metallschicht teilweise und vorzugsweise in Draufsicht vollständig bedeckt. Insbesondere sind der
Zwischenraum und die Teilbereiche der zweiten Metallschicht von der ersten Metallschicht großflächig überformt. In der lateralen Richtung ragt die erste Metallschicht insbesondere über die zweite Metallschicht hinaus. Beispielsweise weist die aktive Schicht oder der gesamte Halbleiterkörper keine Stelle auf, die nicht von der ersten Metallschicht oder von der zweiten Metallschicht, insbesondere von dem zweiten
Teilbereich, bedeckt ist.
In zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper, eine erste Metallschicht und eine zweite Metallschicht auf, wobei die erste Metallschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der zweiten Metallschicht angeordnet ist. Der Halbleiterkörper weist eine erste Halbleiterschicht auf einer der ersten Metallschicht
abgewandten Seite, eine zweite Halbleiterschicht auf einer der ersten Metallschicht zugewandten Seite und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten
Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht auf. Das
Bauelement weist eine Durchkontaktierung auf, die sich insbesondere in vertikaler Richtung durch die zweite
Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch zur
elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht erstreckt. Die zweite Metallschicht weist einen ersten
Teilbereich und einen von dem ersten Teilbereich durch einen Zwischenraum lateral beabstandeten zweiten Teilbereich auf, wobei der erste Teilbereich über die erste Metallschicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden ist. In
Draufsicht bedeckt die erste Metallschicht den Zwischenraum lateral vollständig.
Eine lateral vollständige Bedeckung des Zwischenraums bedeutet insbesondere, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich an Stellen des Zwischenraums zumindest entlang einer lateralen Richtung von der ersten Metallschicht komplett überbrückt sind. Vorzugsweise weist der gesamte Zwischenraum keine Stelle auf, die nicht von der ersten
Metallschicht überdeckt ist. Die lateral vollständige
Überdeckung des Zwischenraums durch die erste Metallschicht wirkt mechanisch stabilisierend auf das Bauelement, so dass die Ausbildung einer mechanischen Schwachstelle insbesondere an der Stelle des Zwischenraums weitgehend vermieden wird. Die erste Metallschicht kann dabei als eine mechanisch stabilisierende, vorzugsweise als eine selbsttragende Schicht des Bauelements ausbildet sein. Mit anderen Worten kann die erste Metallschicht als eine selbstständige Schicht
ausgebildet sein, die auch ohne mechanische Unterstützung weiterer Schichten gegenüber Schwerkrafteinwirkung mechanisch stabil ist.
Die erste Metallschicht ist dabei insbesondere
zusammenhängend ausgebildet. Zum Beispiel weist die erste Metallschicht in vertikaler Richtung eine Dicke zwischen einschließlich 5 ym und 50 ym auf. Bevorzugt beträgt die Dicke der ersten Metallschicht zwischen einschließlich 10 ym und 50 ym, etwa zwischen einschließlich 10 ym und 30 ym. Mit einer solchen Ausgestaltung der ersten Metallschicht ist eine ausreichende mechanische Stabilität des Bauelements auch an der Stelle des Zwischenraums oder insbesondere an Stellen der Zwischenräume zwischen verschiedenen Teilbereichen der zweiten Metallschicht gewährleistet. Dabei kann die erste Metallschicht die Durchkontaktierung beziehungsweise die Ausnehmung des Halbleiterkörpers vollständig bedecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die erste Metallschicht zumindest eine Öffnung oder eine Mehrzahl von lateral beabstandeten Öffnungen auf. Zur
elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht erstreckt sich der zweite Teilbereich der zweiten
Metallschicht beispielsweise durch die Öffnung oder die
Öffnungen hindurch. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper überlappt der zweite Teilbereich insbesondere mit der ersten Metallschicht, so dass die erste Metallschicht und der zweite Teilbereich zusammen beispielsweise die aktive Schicht, insbesondere den gesamten Halbleiterkörper, vollständig bedecken .
Die zweite Metallschicht kann dabei als eine mechanisch stabilisierende Schicht des Bauelements ausgebildet sein. Insbesondere weist die zweite Metallschicht im Vergleich zu der ersten Metallschicht eine größere Dicke auf. Zum Beispiel beträgt die Dicke der zweiten Metallschicht zwischen
einschließlich 10 ym und 200 ym, etwa zwischen 10 ym und 100 ym, insbesondere zwischen einschließlich 50 ym und 100 ym. Insbesondere ist die Dicke der zweiten Metallschicht
mindestens 2-mal, etwa 4-mal oder 10-mal so groß wie die Dicke der ersten Metallschicht. Beispielsweise ist ein
Verhältnis der Dicke der zweiten Metallschicht zu der Dicke der ersten Metallschicht zwischen einschließlich 2 und 10, etwa zwischen einschließlich 5 und 10.
Durch die vollständige laterale Überdeckung der aktiven
Schicht beziehungsweise des gesamten Halbleiterkörpers durch die erste Metallschicht und den zweiten Teilbereich der zweiten Metallschicht bleibt kein Bereich der aktiven Schicht beziehungsweise des Halbleiterkörpers ohne eine mechanische Unterstützung durch die erste oder zweite Metallschicht.
Dadurch wird eine höhere Ausbeute bei der Herstellung
erzielt. Insbesondere werden Schäden an den Bauelementen durch mechanische Belastungen bei der Vereinzelung solcher Bauelemente vermieden. Auch ist das Bauelement bei weiteren Bearbeitungsprozessen etwa beim Entfernen des
Aufwachssubstrats insbesondere durch ein Ätz- oder ein
Laserabhebeverfahren, beim Löten, Strukturieren,
Transportieren oder Platzieren deutlich widerstandsfähiger.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die zweite Metallschicht von einem Formkörper, etwa von einer elektrisch isolierenden Vergussmasse, lateral begrenzt. Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich sind bevorzugt in dem Formkörper eingebettet. Beispielsweise grenzen der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich jeweils in der lateralen Richtung allseitig an den Formkörper an. Der Formkörper kann einstückig, also zusammenhängend, ausgebildet sein. Der Zwischenraum ist zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einem Material des Formkörpers befüllt. Die lateral beabstandeten Teilbereiche der zweiten Metallschicht können so durch den Formkörper zusammengehalten werden und bilden somit zusammen mit dem Formkörper einen mechanisch besonders stabilen Träger des Bauelements.
Gemäß zumindest einer Ausgestaltung des Bauelements sind die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht jeweils eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht. Insbesondere weisen die Metallschichten ein Metall wie Nickel, Kupfer oder andere Metalle auf. Die erste Metallschicht und/oder die zweite Metallschicht kann ein erstes Metall und zumindest ein weiteres Material aufweisen. Der Anteil des ersten Metalls beträgt insbesondere mindestens 90 Atomprozent, etwa
mindestens 95 oder 98 Atomprozent der ersten und/oder der zweiten Metallschicht. Beispielsweise sind die
Metallschichten hinsichtlich ihrer Materialien so
ausgebildet, dass die erste Metallschicht ein höheres
Elastizitätsmodul aufweist als die zweite Metallschicht und/oder die zweite Metallschicht eine höhere
Wärmeleitfähigkeit aufweist als die erste Metallschicht. Zum Beispiel weist die erste Metallschicht Nickel und die zweite Metallschicht Kupfer auf. Eine derartige Ausgestaltung der Metallschichten verringert die Bauhöhe des Bauelements bei Beibehaltung ausreichender mechanischer Stabilität des
Bauelements sowie der hohen Effizienz der Wärmeabführung durch die zweite Metallschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Spiegelschicht auf. Die Spiegelschicht ist zum Beispiel zwischen dem Halbleiterkörper und der ersten Metallschicht angeordnet. Die Spiegelschicht ist insbesondere elektrisch leitfähig ausgebildet. Beim Aufbringen der ersten Metallschicht mittels eines galvanischen Verfahrens kann die Spiegelschicht somit als eine Startschicht (Englisch: seed layer) für die aufzubringende erste Metallschicht dienen. Die erste Metallschicht grenzt insbesondere unmittelbar an die Spiegelschicht an. Es ist auch möglich, dass die erste
Metallschicht mittelbar auf die Spiegelschicht aufgebracht wird. Die erste Metallschicht und die Spiegelschicht können eine gemeinsame Öffnung oder eine Mehrzahl von gemeinsamen Öffnungen aufweisen, durch die sich der zweite Teilbereich hindurch erstreckt. Die Spiegelschicht bedeckt die aktive Schicht oder den gesamten Halbleiterkörper insbesondere bis auf die gemeinsame Öffnung oder bis auf die gemeinsamen
Öffnungen vollständig. Die Spiegelschicht reflektiert beispielsweise die im Betrieb des Bauelements erzeugte
Strahlung in Richtung der Strahlungsdurchtrittsfläche des Bauelements, wodurch die Effizienz des Bauelements erhöht ist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine Stromverteilungsschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der ersten Metallschicht angeordnet. Die
Stromverteilungsschicht bedeckt die gemeinsame Öffnung insbesondere vollständig. Auch kann die
Stromverteilungsschicht den Zwischenraum ebenfalls
vollständig bedecken. Die Stromverteilungsschicht ist elektrisch leitfähig ausgebildet und grenzt zum Beispiel an den zweiten Teilbereich der zweiten Metallschicht an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine elektrisch leitfähige Anschlussschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der Spiegelschicht angeordnet. Insbesondere ist die Anschlussschicht strahlungsreflektierend ausgebildet. Zusammen mit der Spiegelschicht kann die
Anschlussschicht die aktive Schicht oder den gesamten
Halbleiterkörper in Draufsicht vollständig bedecken. Die Anschlussschicht grenzt insbesondere an den Halbleiterkörper, etwa an die zweite Halbleiterschicht an und ist mit dem zweiten Teilbereich der zweiten Metallschicht elektrisch verbunden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Diffusionsbarriereschicht auf, die beispielsweise zwischen dem Halbleiterkörper und der Stromverteilungsschicht angeordnet ist. Mittels der Diffusionsbarriereschicht kann verhindert werden, dass Metallatome oder Metallionen aus der Stromverteilungsschicht, der Spiegelschicht oder den
Metallschichten in die Anschlussschicht und in die aktive Schicht migrieren und diese schädigen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine erste Isolationsschicht auf, die insbesondere die Anschlussschicht, die Diffusionsbarriereschicht und die
Stromverteilungsschicht in lateraler Richtung umschließt. Die erste Isolationsschicht erstreckt sich dabei in vertikaler Richtung beispielsweise lediglich bis zum Halbleiterkörper und ist als eine Passivierungsschicht ausgebildet.
Das Bauelement kann eine zweite Isolationsschicht aufweisen, die insbesondere zwischen dem Halbleiterkörper und der
Spiegelschicht angeordnet ist. Dadurch kann ein direkter elektrischer Kontakt zwischen lateralen Flanken des
Halbleiterkörpers und der Spiegelschicht unterbunden werden. Zum Beispiel umschließt die zweite Isolationsschicht in lateralen Richtungen die erste Isolationsschicht, die Durchkontaktierung und insbesondere den Halbleiterkörper an zumindest einer vertikalen Höhe vollumfänglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Spiegelschicht zumindest einen Graben auf. Der Graben erstreckt sich beispielsweise in vertikaler Richtung durch die Spiegelschicht hindurch. Insbesondere verläuft der Graben in lateraler Richtung randseitig, beispielsweise entlang zumindest eines Randes des Bauelements. Es ist auch möglich, dass die Spiegelschicht durch den Graben in zwei oder eine
Mehrzahl von voneinander getrennten Bereichen unterteilt ist. Zum Beispiel erstreckt sich der Graben von einer ersten Kante zu einer zweiten, insbesondere der ersten Kante
gegenüberliegenden Kante der Spiegelschicht. Aufgrund des Grabens kann eine mechanische Verbindung zu nachfolgend aufzubringenden Schichten erhöht werden.
Beispielsweise kann die Spiegelschicht eine Mehrzahl von Gräben - etwa zwei voneinander beabstandete Gräben - aufweisen, die jeweils an Randbereichen des Bauelements angeordnet sind. Die Randbereiche sind insbesondere Bereiche entlang der lateral verlaufenden Kanten des Bauelements. Die Gräben können somit das Bauelement randseitig umlaufen.
Beispielsweise bilden die voneinander beabstandeten Gräben einen Rahmen, der insbesondere die gemeinsame Öffnung
beziehungsweise Öffnungen oder die Durchkontaktierung
umschließt. Insbesondere begrenzen die Gräben die
Spiegelschicht in lateraler Richtung. Das heißt, die gesamte Spiegelschicht kann von den Gräben umgeben sein. Zum Beispiel ist die Spiegelschicht dabei zusammenhängend ausgebildet. Der Graben beziehungsweise die Gräben sind insbesondere von der ersten Metallschicht überbrückt oder befüllt. Beispielsweise sind die Gräben teilweise oder vollständig mit einem Material der ersten Metallschicht befüllt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Zwischenisolationsschicht auf. Die
Zwischenisolationsschicht ist zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht angeordnet. Der zweite Teilbereich der Metallschicht ist etwa durch die Zwischenisolationsschicht von der ersten Metallschicht elektrisch isoliert.
Insbesondere weisen die Zwischenisolationsschicht und die erste Metallschicht eine gemeinsame Öffnung oder eine
Mehrzahl von gemeinsamen Öffnungen auf, durch die sich der zweite Teilbereich hindurch erstreckt. Des Weiteren kann die Zwischenisolationsschicht eine weitere Öffnung aufweisen, durch die sich der erste Teilbereich etwa zur ersten
Metallschicht hindurch erstreckt. Der erste Teilbereich der zweiten Metallschicht steht insbesondere im direkten
elektrischen Kontakt mit der ersten Metallschicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist dieses über den ersten Teilbereich und den zweiten
Teilbereich der zweiten Metallschicht rückseitig elektrisch kontaktierbar ausgebildet. Mit anderen Worten kann das
Bauelement über eine der Strahlungsdurchtrittsfläche
abgewandten Rückseite des Bauelements mit einer externen Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden werden. Die Strahlungsdurchtrittsfläche ist somit insbesondere frei von elektrischen Kontakten oder Leiterbahnen. In einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von vorstehend beschriebenen
Bauelementen werden die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht jeweils durch ein galvanisches Verfahren abgeschieden. Die erste Metallschicht wird insbesondere auf eine auf dem Halbleiterkörper ausgebildete elektrisch
leitfähige Spiegelschicht aufgebracht. Die Spiegelschicht kann zur Ausbildung der Durchkontaktierung die Ausnehmung des Halbleiterkörpers zumindest teilweise oder vollständig ausfüllen. Die Spiegelschicht ist derart strukturiert oder so strukturiert aufgebracht, dass diese zumindest eine Öffnung oder eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist. Die Spiegelschicht dient dabei insbesondere als eine Startschicht für das
Aufbringen der ersten Metallschicht. Es ist auch möglich, dass eine elektrisch leitfähige Schicht auf die
Spiegelschicht aufgebracht wird und die erste Metallschicht unmittelbar auf diese elektrisch leitfähige Schicht
abgeschieden wird.
Nach dem Aufbringen der ersten Metallschicht wird die
Zwischenisolationsschicht beispielsweise auf die erste
Metallschicht aufgebracht. Vor dem Aufbringen der zweiten Metallschicht kann eine elektrisch leitfähige Schicht
unmittelbar auf die Zwischenisolationsschicht aufgebracht werden. Die elektrisch leitfähige Schicht wird anschließend insbesondere strukturiert oder stellenweise mit einer
elektrisch isolierenden Lackschicht bedeckt, so dass die zweite Metallschicht beispielsweise mittels eines
galvanischen Beschichtungsverfahrens strukturiert auf die strukturierte oder teilweise bedeckte elektrisch leitfähige Schicht direkt aufgebracht werden kann.
Insbesondere wird die zweite Metallschicht mit dem ersten und zweiten Teilbereich auf der Zwischenisolationsschicht so ausgebildet, dass sich der zweite Teilbereich zur
elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht durch die Öffnung oder die Mehrzahl von Öffnungen der Spiegelschicht hindurch erstreckt. Der erste Teilbereich grenzt dabei insbesondere im Bereich einer weiteren Öffnung der Zwischenisolationsschicht etwa an die erste Metallschicht an und ist über die erste Metallschicht, die Spiegelschicht und die Durchkontaktierung mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch verbunden.
Das Verfahren ist für die Herstellung eines vorstehend beschriebenen Bauelements besonders geeignet. Die im
Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und
umgekehrt .
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und
Weiterbildungen des Bauelements ergeben sich aus den im
Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 erläuterten Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels für ein Bauelement,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines lateralen
Schnitts des Ausführungsbeispiels für ein Bauelement,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels für ein Bauelement, und
Figur 4 eine schematische Darstellung eines lateralen
Schnitts des weiteren Ausführungsbeispiels für ein Bauelement . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur
Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Bauelement ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Das Bauelement 100 weist einen Träger 1 und einen auf dem Träger angeordneten
Halbleiterkörper 2 auf. Der Halbleiterkörper 2 weist eine erste Halbleiterschicht 21, eine zweite Halbleiterschicht 22 und eine zwischen der ersten und der zweiten
Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht 23 auf. Die erste Halbleiterschicht 21, die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 können jeweils eine oder eine
Mehrzahl von dotierten oder undotierten Schichten aufweisen. Die aktive Schicht 23 ist insbesondere eine p-n-Übergangszone des Halbleiterkörpers. Insbesondere weist der
Halbleiterkörper ein III-V- oder ein II-VI-Halbleitermaterial auf oder besteht aus diesem. Beispielsweise weisen die erste Halbleiterschicht und/oder die zweite Halbleiterschicht eine GaN-, GaP- oder eine GaAs-Schicht auf. Diese Schichten können zusätzlich Aluminium und/oder Indium aufweisen und sind etwa als eine AlGaN-, InAlGaN- oder InAlGaP-Schicht ausgebildet. Die erste Halbleiterschicht 21 und die zweite
Halbleiterschicht 22 können beispielsweise n-leitend
beziehungsweise p-leitend ausgebildet sein, oder umgekehrt. Beispielsweise ist zweite Halbleiterschicht 22 p-leitend ausgebildet.
Das Bauelement weist eine Strahlungsdurchtrittsfläche 101 und eine der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandte Rückseite 102 auf. Die Strahlungsdurchtrittsflache 101 ist strukturiert ausgebildet. Insbesondere ist die Strahlungsdurchtrittsflache 101 durch eine erste Hauptfläche 201 des Halbleiterkörpers 2, etwa durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 21 ausgebildet. Es ist auch möglich, dass die
Strahlungsdurchtrittsfläche 101 durch eine Oberfläche einer auf der ersten Halbleiterschicht 21 angeordneten
strahlungsdurchlässigen Schicht ausgebildet ist. Insbesondere ist das Bauelement 100 über die Rückseite 102 extern
elektrisch kontaktierbar . So kann das Bauelement 100 als ein oberflächenmontierbares Bauelement ausgebildet sein.
In der Figur 1 sind eine Anschlussschicht 8, eine
Diffusionsbarriereschicht 7, eine Stromverteilungsschicht 5, eine erste Isolationsschicht 91, eine zweite
Isolationsschicht 92, eine Spiegelschicht 6, eine erste
Metallschicht 3 und eine Zwischenisolationsschicht 93
zumindest stellenweise in der angegebenen Reihenfolge
zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem Träger 1 angeordnet.
Der Träger 1 weist eine zweite Metallschicht 4 auf. Die zweite Metallschicht enthält einen ersten Teilbereich 41 und einen von dem ersten Teilbereich 41 lateral räumlich
beabstandeten zweiten Teilbereich 42. Ein Zwischenraum 40 ist zwischen dem ersten Teilbereich 41 und dem zweiten
Teilbereich 42 ausgebildet, so dass der erste Teilbereich 41 von dem zweiten Teilbereich 42 elektrisch isoliert ist.
Der Träger 1 weist außerdem einen Formkörper 10 auf. Der Formkörper 10 ist insbesondere elektrisch isolierend
ausgebildet. Beispielsweise ist der Formkörper 10 als eine Vergussmasse ausgebildet. Die zweite Metallschicht 4 mit dem ersten Teilbereich 41 und dem zweiten Teilbereich 42 ist von dem Formkörper 10 insbesondere lateral vollumfänglich
umschlossen. Der erste Teilbereich 41 und der zweite
Teilbereich 42 grenzen dabei insbesondere in lateralen
Richtungen an den Formkörper 10 an. Der Zwischenraum 40 ist mit einem elektrisch isolierenden Material des Formkörpers beispielsweise vollständig befüllt. Die Teilbereiche 41 und 42 der zweiten Metallschicht 4 sind insbesondere durch den Formkörper 10 mechanisch stabil miteinander zusammengehalten. In der lateralen Richtung erstreckt sich die zweite
Metallschicht 4 insbesondere nicht bis zum Rand des
Bauelements 100 und ist in lateralen Richtungen insbesondere vollständig in dem Formkörper 10 eingebettet. In der
lateralen Richtung schließt der Formkörper 10 beispielsweise mit der ersten Halbleiterschicht 21 des Halbleiterkörpers 2 ab. Eine derartige Ausgestaltung des Formkörpers 10 erhöht den mechanischen Zusammenhalt der zweiten Metallschicht 4.
Die erste Metallschicht 3 ist zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der zweiten Metallschicht 4 angeordnet. In Draufsicht bedeckt die erste Metallschicht 3 den Zwischenraum 40
vollständig. Insbesondere ist die erste Metallschicht 3 als eine mechanisch stabilisierende Schicht des Bauelements ausgebildet. Die erste Metallschicht 3 weist dabei eine vertikale Dicke von mindestens 5 ym, insbesondere mindestens 10 ym auf. Beispielsweise beträgt die Dicke der ersten
Metallschicht 3 zwischen einschließlich 5 ym und 30 ym, etwa zwischen 5 ym und 15 ym oder zwischen 10 ym und 20 ym.
Aufgrund der vollständigen Überdeckung des Zwischenraums 40 durch die erste Metallschicht 3 ist das Bauelement in den Bereichen des Zwischenraums frei von mechanischen
Schwachstellen. Die erste Metallschicht 3 ist insbesondere zusammenhängend ausgebildet. In der lateralen Richtung erstreckt sich die erste Metallschicht 3 insbesondere bis zum Rand des Bauelements. In der Figur 1 schließt die erste
Metallschicht 3 in lateraler Richtung mit dem Formkörper 10 und mit der ersten Halbleiterschicht 21 bündig ab. Die erste Metallschicht 3 weist eine Öffnung 12 auf, durch die sich der zweite Teilbereich 42 zur elektrischen
Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 hindurch erstreckt. Es ist auch möglich, dass die erste Metallschicht 3 eine Mehrzahl von solchen Öffnungen 12 aufweist. Zusammen mit der ersten Metallschicht 3 bedeckt der zweite Teilbereich 42 der zweiten Metallschicht 4 die aktive Schicht 23 und insbesondere den gesamten Halbleiterkörper 2 in Draufsicht vollständig. Die zweite Metallschicht 4 ist insbesondere ebenfalls als eine mechanisch stabilisierende Schicht des Bauelements ausgebildet. Insbesondere weist die zweite
Metallschicht 4, etwa im Bereich des ersten Teilbereichs 41, eine vertikale Dicke auf, die beispielsweise mindestens genau so groß, bevorzugt mindestens zweimal, etwa viermal oder zehnmal so groß wie eine Dicke der ersten Metallschicht 3 ist. Mit der vollständigen Überdeckung der aktiven Schicht 23 oder des gesamten Halbleiterkörpers 1 bleibt insbesondere kein Bereich der aktiven Schicht 23 beziehungsweise des
Halbleiterkörpers 2 ohne eine mechanische Unterstützung durch die mechanisch stabilisierenden Metallschichten 3 und 4, so dass das Bauelement besonders mechanisch stabil ausgebildet ist .
Die erste Metallschicht 3 und die zweite Metallschicht 4 können jeweils eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht sein. Sie können ein gleiches Metall, etwa Nickel oder Kupfer aufweisen. Insbesondere können sie auch unterschiedliche Materialien aufweisen. Beispielsweise weist die erste
Metallschicht 3 ein höheres Elastizitätsmodul als die zweite Metallschicht 4 auf, wobei die zweite Metallschicht 4 eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die erste
Metallschicht 3. Beispielsweise weist die erste Metallschicht 3 Nickel und die zweite Metallschicht 4 Kupfer auf.
Zwischen der ersten Metallschicht 3 und der zweiten
Metallschicht 4 ist eine Zwischenisolationsschicht 93 angeordnet. Mittels der Zwischenisolationsschicht 93 ist die erste Metallschicht 3 von dem zweiten Teilbereich 42 der zweiten Metallschicht 4 elektrisch isoliert. Die
Zwischenisolationsschicht 93 kann dabei zusammenhängend ausgebildet sein. Es ist möglich, dass eine Haftschicht
(nicht dargestellt) zwischen der ersten Metallschicht 3 und der Zwischenisolationsschicht 93 angeordnet ist. Diese
Haftschicht kann mittels eines Beschichtungsverfahrens , etwa mittels Aufdampfung, auf die erste Metallschicht 3
aufgebracht sein. Insbesondere weist die Haftschicht Titan oder Chrom auf. Mittels der Haftschicht kann eine hohe mechanische Stabilität zwischen der Haftschicht und der
Zwischenisolationsschicht 93 erzielt werden.
Die Zwischenisolationsschicht 93 und die erste Metallschicht 3 weisen eine gemeinsame Öffnung 12 auf, durch die sich der zweite Teilbereich 42 hindurch erstreckt. Des Weiteren weist die Zwischenisolationsschicht 93 zumindest eine weitere
Öffnung 11 auf, durch die sich der erste Teilbereich 41 der zweiten Metallschicht 4 hindurch zur ersten Metallschicht 3 erstreckt. Im Bereich der weiteren Öffnung 11 stehen die erste Metallschicht 3 und der erste Teilbereich 41 der zweiten Metallschicht 4 zum Beispiel im direkten elektrischen Kontakt . Insbesondere ist die zweite Metallschicht 4 eine auf die Zwischenisolationsschicht 93 galvanisch abgeschiedene
Metallschicht. Vor dem Aufbringen der zweiten Metallschicht 4 kann eine elektrisch leitfähige Schicht (in der Figur 1 nicht dargestellt) unmittelbar auf die Zwischenisolationsschicht 93 aufgebracht sein. Diese elektrisch leitfähige Schicht kann anschließend strukturiert werden und dient insbesondere als eine Startschicht (Englisch: seed layer) für die zweite
Metallschicht 4, welche beispielsweise mittels eines
galvanischen Beschichtungsverfahrens aufgebracht wird.
In der Figur 1 ist die Spiegelschicht 6 zwischen dem
Halbleiterkörper 2 und der ersten Metallschicht 3 angeordnet. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper 2 bedeckt die
Metallschicht 3 die Spiegelschicht 6 insbesondere
vollständig. Die erste Metallschicht 3 grenzt insbesondere unmittelbar an die Spiegelschicht 6 an. Die Spiegelschicht 6 ist beispielsweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Die Spiegelschicht 6 kann als eine Startschicht beim Aufbringen der ersten Metallschicht 3 mittels eines galvanischen
Verfahrens dienen.
Die Spiegelschicht 6 weist beispielsweise ein Metall auf. Zum Beispiel enthält die Spiegelschicht 6 Aluminium, Rhodium, Palladium, Silber oder Gold. Im Betrieb des Bauelements 100 reflektiert die Spiegelschicht 6 elektromagnetische
Strahlungen in Richtung der Strahlungsdurchtrittsfläche 101. Insbesondere reflektiert die Spiegelschicht 6 mindestens 60%, bevorzugt mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90% eines Anteils des Spektrums der von der aktiven Schicht 23 im Betrieb des Bauelements erzeugten Strahlung. In der Figur 1 erstreckt sich die Spiegelschicht 6 in der lateralen Richtung bis zum Rand des Bauelements. Alternativ ist es auch möglich, dass die gesamte Spiegelschicht 6 in der lateralen Richtung insbesondere von der Zwischenisolierungsschicht 93 voll umfänglich umgeben ist. Somit kann die Spiegelschicht 6 vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit oder Sauerstoff geschützt werden.
Die Spiegelschicht 6, die erste Metallschicht 3 und die
Zwischenisolationsschicht 93 weisen eine gemeinsame Öffnung 12 auf, durch die sich der zweite Teilbereich 42 der zweiten Metallschicht 4 hindurch erstreckt. In der Figur 1 grenzt der zweite Teilbereich 42 an die Stromverteilungsschicht 5 an, die zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der Spiegelschicht 6 angeordnet ist. Die Stromverteilungsschicht 5 bedeckt dabei die gemeinsame Öffnung 12 vollständig. Insbesondere ist die Stromverteilungsschicht 5 eine weitere Metallschicht, die neben der ersten und der zweiten Metallschicht 3 und 4 das Bauelement 100 zusätzlich stabilisiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass auf die Stromverteilungsschicht 5 verzichtet werden kann.
Zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der
Stromverteilungsschicht 5 ist die Diffusionsbarriereschicht 7 angeordnet. Diese Schicht verhindert insbesondere das
Migrieren von Metallatomen oder Metallionen aus der
Stromverteilungsschicht 5, der Spiegelschicht 6, der ersten Metallschicht 3 oder aus der zweiten Metallschicht 4 in die Anschlussschicht 8 oder in die aktive Schicht 23 des
Halbleiterkörpers und damit deren eventuelle Beschädigung. Zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der
Diffusionsbarriereschicht 7 ist die Anschlussschicht 8 angeordnet. Die Anschlussschicht 8 ist beispielsweise
elektrisch leitfähig und insbesondere Strahlungsreflektierend ausgebildet. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper 2
bedecken die Spiegelschicht 6 und die Anschlussschicht 8 zusammen die aktive Schicht 23 vollständig. Eine derartige Ausgestaltung der Spiegelschicht 6 und der Anschlussschicht 8 erhöht die Strahlungsauskopplungseffizienz des Bauelements.
Das Bauelement weist eine erste Isolationsschicht 91 und eine an die erste Isolationsschicht 91 angrenzende zweite
Isolationsschicht 92 auf. Die erste Isolationsschicht 91 umschließt die Anschlussschicht 8, die
Diffusionsbarriereschicht 7 und die Stromverteilungsschicht 5 in lateralen Richtungen insbesondere vollumfänglich. In der vertikalen Richtung erstreckt sich die erste
Isolationsschicht 91 lediglich zwischen der Spiegelschicht 6 und dem Halbleiterkörper 2. Die zweite Isolationsschicht 92 erstreckt sich in der vertikalen Richtung von der
Spiegelschicht 6 zumindest bis zu der ersten
Halbleiterschicht 21. Die Spiegelschicht 6 und die zweite Isolierungsschicht 92 weisen am Rand des Bauelements eine Stufe auf und sind so ausgebildet, dass der Halbleiterkörper 2 bereichsweise von der Spiegelschicht 6 und der zweiten Isolierungsschicht 92 lateral umgeben ist. Seitlich zur
Rückseite 102 des Bauelements austretende Strahlung kann so von der Spiegelschicht 6 in Richtung der
Strahlungsdurchtrittsfläche 101 zurückreflektiert werden. Die zweite Isolierungsschicht 92 ist dabei insbesondere
strahlungsdurchlässig ausgebildet .
Der Halbleiterkörper 2 weist eine Ausnehmung 25 auf. Die Ausnehmung 25 erstreckt sich von der zweiten Hauptfläche 202 des Halbleiterkörpers 2 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 hindurch in die erste
Halbleiterschicht 21. In der Ausnehmung 25 ist eine Durchkontaktierung 24 ausgebildet. Die Durchkontaktierung 24 ist dabei in lateraler Richtung insbesondere vollumfänglich von der zweiten Isolationsschicht 92 umgeben. Die
Durchkontaktierung 24 weist ein Metall auf. Insbesondere weisen die Durchkontaktierung 24 und die Spiegelschicht 6 ein gleiches elektrisch leitfähiges Material auf. Die
Durchkontaktierung 24 steht insbesondere im direkten
elektrischen Kontakt mit der Spiegelschicht 6. Über die
Spiegelschicht 6 und die erste Metallschicht 3 ist die
Durchkontaktierung 24 mit dem ersten Teilbereich 41 der zweiten Metallschicht 4 elektrisch verbunden. Die
Durchkontaktierung 24 grenzt mittelbar oder unmittelbar an die erste Halbleiterschicht 21 an und ist in der lateralen Richtung insbesondere vollumfänglich von dem Halbleiterkörper 2 umgeben. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper 2 bedeckt die erste Metallschicht 3 die Ausnehmung 25 und die
Durchkontaktierung 24 vollständig. Es ist auch möglich, dass das Bauelement eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen 24 zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 aufweist, wodurch eine besonders gleichmäßige Stromverteilung innerhalb der ersten Halbleiterschicht 21 erzielt ist.
Das Bauelement 100 ist über die Rückseite 102, das heißt rückseitig, elektrisch kontaktierbar ausgebildet. Das
Bauelement 100 kann so über den ersten Teilbereich 41 und den zweiten Teilbereich 42 mit einer externen Spannungsquelle elektrisch angeschlossen werden. Der Halbleiterkörper 2 bedeckt dabei den ersten und zweiten Teilbereich 41 und 42 der zweiten Metallschicht 4 vollständig. In der Figur 1 weist das Bauelement 100 auf der Rückseite 102 eine erste
Kontaktschicht 410, die im direkten elektrischen Kontakt mit dem ersten Teilbereich 41 steht, und eine zweite
Kontaktschicht 420 auf, die im direkten elektrischen Kontakt mit dem zweiten Teilbereich 42 der zweiten Metallschicht 4 steht. In Draufsicht auf den Träger 1 bedeckt der
Halbleiterkörper 2 die erste und die zweite Kontaktschicht 410 und 420 vollständig. In Draufsicht auf den
Halbleiterkörper 2 bedecken die Kontaktschichten 410 und 420 den ersten Teilbereich 41 beziehungsweise den zweiten
Teilbereich 42 vollständig oder ragen jeweils insbesondere über diese Teilbereiche 41 und 42 hinaus. Die erste
Kontaktschicht 410 ist insbesondere als eine n-Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht 420 etwa als eine p- Kontaktschicht ausgebildet.
In Figur 2 ist ein lateraler Schnitt des Bauelements 100 entlang einer in der Figur 1 gekennzeichneten Linie AA' dargestellt.
Das Bauelement 100 weist zwei Öffnungen 12 auf, durch die der zweite Teilbereich 42 der zweiten Metallschicht 4 zur
elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 hindurch erstreckt. Abweichend davon kann das Bauelement mehrere solcher Öffnungen 12 aufweisen. In den Öffnungen 12 ist der zweite Teilbereich 42 in lateraler Richtung
vollumfänglich von der Zwischenisolationsschicht 93 und der Spiegelschicht 6 umgeben. Die Spiegelschicht 6, die erste Metallschicht 3 und die Zwischenisolationsschicht 93 sind jeweils zusammenhängend ausgebildet und weisen die
gemeinsamen Öffnungen 12 auf. Die Spiegelschicht 6, die erste Metallschicht 3 und die Zwischenisolationsschicht 93, wie in der Figur 2 dargestellt, sind zumindest an der vertikalen Höhe AA' jeweils von dem Formkörper 10 in lateralen
Richtungen vollumfänglich umschlossen. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein
Bauelement 100 schematisch in Schnittansicht dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel für ein Bauelement in der Figur 1. Im Unterschied hierzu weist die Spiegelschicht 6 neben der
Öffnung 12 zumindest einen Graben 61 auf. Der Graben 61 erstreckt sich in vertikaler Richtung durch die
Spiegelschicht 6 hindurch. Insbesondere verläuft der Graben 61 in der lateralen Richtung entlang zumindest eines Randes des Bauelements 100.
Der Graben 61 ist insbesondere von einem Material der ersten Metallschicht 3 teilweise, insbesondere vollständig befüllt. Der Graben 61 weist dabei eine Breite auf, die insbesondere zwischen 3 ym und 15 ym, etwa zwischen 5 ym und 10 ym ist. Beim Aufbringen der ersten Metallschicht 3 auf die
Spiegelschicht 6 kann der Graben 61 von der ersten
Metallschicht 3 überbrückt oder vollständig befüllt werden. Der Graben 61 kann von einem Material der ersten
Metallschicht 3 lediglich teilweise aufgefüllt sein. Es ist auch möglich, dass die Spiegelschicht eine Mehrzahl von einander beabstandeten Gräben 61 aufweist, die jeweils von der ersten Metallschicht 3 überbrückt oder gefüllt sind. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines lateralen Schnitts des in der Figur 3 dargestellten weiteren
Ausführungsbeispiels für ein Bauelement. Dieses
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement.
Im Unterschied hierzu weist die Spiegelschicht 6 eine
Mehrzahl von einander beabstandeten Gräben 61 auf. Die Gräben 61 sind jeweils an Randbereichen des Bauelements 100 angeordnet. Die Gräben 61 bilden dabei einen Rahmen mit Verbindungsstellen 62, wobei der Rahmen die gemeinsame
Öffnung 12 sowie die Durchkontaktierung 24 beziehungsweise die gemeinsamen Öffnungen 12 und die Durchkontaktierungen 24 umschließt. Durch die Verbindungsstellen 62 bleibt die
Spiegelschicht 6 einstückig, das heißt zusammenhängend, ausgebildet. Die gesamte Spiegelschicht 6 kann dabei auch in Anwesenheit der Gräben 61 als eine Startschicht beim
Aufbringen der ersten Metallschicht 3 beispielsweise mittels eines galvanischen Verfahrens dienen. Die Gräben 61 sind dabei von der ersten Metallschicht 3 überbrückt und sind von einem Material der Metallschicht 3 teilweise oder vollständig gefüllt . Es ist auch möglich, dass die Spiegelschicht 6 durch einen oder eine Mehrzahl von Gräben 61 in zwei oder mehrere
voneinander getrennte Bereiche unterteilt ist. In solchen Fällen kann die Spiegelschicht 6 mit einer elektrisch
leitfähigen Schicht beschichtet sein, die verschiedene
Bereiche der Spiegelschicht 6 elektrisch verbindet. Ferner ist es auch möglich, dass die Gräben 61 einen Rahmen bilden, der die Spiegelschicht 6 insbesondere in lateraler Richtung begrenzt. Das heißt, die gesamte Spiegelschicht kann von den Gräben 61 umgeben sein. Auf die Spiegelschicht 6 kann die elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden, wobei die elektrisch leitfähige Schicht zum Beispiel auch Bereiche außerhalb des von den Gräben 61 gebildeten Rahmens bedeckt. Bedeckt die leitfähige Schicht keine Bereiche außerhalb der Spiegelschicht 6, kann die Spiegelschicht 6 und die erste Metallschicht 3 lateral vollständig von der
Zwischenisolationsschicht 93 umgeben sein. Die erste
Metallschicht 3 kann somit auf die Spiegelschicht 6, insbesondere unmittelbar auf die elektrisch leitfähige
Schicht galvanisch aufgebracht werden.
Mit der Verwendung der zweiten Metallschicht mit dem ersten Teilbereich und dem von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten Teilbereich auf der Rückseite des Bauelements kann das Bauelement mechanisch stabilisiert und zugleich über diese Teilbereiche extern elektrisch
kontaktiert werden. Mit dem Aufbringen der ersten
Metallschicht, die als eine mechanisch stabilisierende
Schicht des Bauelements ausgebildet ist und einen
Zwischenraum zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich vollständig bedeckt, ist das Bauelement auch in den Bereichen des Zwischenraums frei von mechanischen
Schwachstellen. Kein Bereich des Bauelements bleibt somit ohne eine mechanische Unterstützung durch die Metallschicht und die weitere Metallschicht, so dass das Bauelement besonders mechanisch stabil ausgebildet ist. Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014
116 935.2 beansprucht, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

Patentansprüche
1. Bauelement (100) mit einem Halbleiterkörper (2), einer ersten Metallschicht (3) und einer zweiten Metallschicht (4), wobei
- die erste Metallschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der zweiten Metallschicht angeordnet ist,
- der Halbleiterkörper eine erste Halbleiterschicht (21) auf einer der ersten Metallschicht abgewandten Seite, eine zweite Halbleiterschicht (22) auf einer der ersten Metallschicht zugewandten Seite und eine
zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnete aktive Schicht (23) aufweist,
- das Bauelement eine Durchkontaktierung (24) aufweist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht erstreckt,
- die zweite Metallschicht einen ersten Teilbereich (41) und einen von dem ersten Teilbereich durch einen
Zwischenraum (40) lateral beabstandeten zweiten
Teilbereich (42) aufweist, wobei der erste Teilbereich über die erste Metallschicht mit der
Durchkontaktierung elektrisch verbunden ist, und
- in Draufsicht die erste Metallschicht den Zwischenraum lateral vollständig bedeckt.
2. Bauelement nach Anspruch 1,
bei dem die zweite Metallschicht (4) von einem elektrisch isolierenden Formkörper (10) lateral begrenzt ist, wobei
- der Formkörper (10) zusammenhängend ausgebildet ist, - der erste Teilbereich (41) und der zweite Teilbereich (42) in lateralen Richtungen an den Formkörper (10) angrenzen, und
- der Zwischenraum (40) mit einem elektrisch isolierenden Material des Formkörpers befüllt ist.
3. Bauelement nach Anspruch 2,
bei dem der Formkörper (10) und die zweite Metallschicht (4) mit dem ersten Teilbereich (41) und dem zweiten Teilbereich (42) einen Träger (1) des Bauelements bilden, wobei die lateral beabstandeten Teilbereiche (41) und (42) durch den Formkörper (10) zusammengehalten sind.
4. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Metallschicht (3) als eine mechanisch stabilisierende Schicht des Bauelements ausbildet ist.
5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Metallschicht (3) zusammenhängend ausgebildet ist und eine Dicke zwischen einschließlich 5 ym und 50 ym aufweist .
6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Metallschicht (3) und der zweite
Teilbereich (42) zusammen mindestens 90% einer Gesamtfläche der aktiven Schicht (23) bedecken.
7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Metallschicht (3) und/oder die zweite
Metallschicht (4) ein erstes Metall und zumindest ein
weiteres Material aufweist, wobei ein Anteil des ersten
Metalls mindestens 90 Atomprozent der ersten oder der zweiten Metallschicht beträgt.
8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Metallschicht (3) eine höheres
Elastizitätsmodul aufweist als die zweite Metallschicht (4) und/oder die zweite Metallschicht eine höhere
Wärmeleitfähigkeit aufweist als die erste Metallschicht.
9. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Metallschicht (3) zumindest eine Öffnung (12) aufweist, durch die sich der zweite Teilbereich (42) zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht (22) hindurch erstreckt.
10. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Spiegelschicht (6) zwischen dem Halbleiterkörper (2) und der ersten Metallschicht (3) angeordnet ist, wobei die erste Metallschicht und die Spiegelschicht eine
gemeinsame Öffnung (12) aufweisen.
11. Bauelement nach Anspruch 10,
bei dem die Spiegelschicht (6) einen Graben (61) aufweist, der sich in vertikaler Richtung durch die Spiegelschicht hindurch erstreckt und in lateraler Richtung entlang des Bauelements randseitig verläuft.
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
bei dem die Spiegelschicht (6) zumindest zwei voneinander beabstandeten Gräben (61) aufweist, die das Bauelement randseitig umlaufen und die gemeinsame Öffnung (12) sowie die Durchkontaktierung (24) zumindest bereichsweise umschließen, wobei die Spiegelschicht zusammenhängend ausgebildet ist und die Gräben von der ersten Metallschicht (3) überbrückt oder befüllt sind.
13. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Zwischenisolationsschicht (93) mit einer Öffnung (12) und einer weiteren Öffnung (11) zwischen der ersten Metallschicht (3) und der zweiten Metallschicht (4)
angeordnet ist, wobei sich der erste Teilbereich (41) durch die weitere Öffnung hindurch erstreckt und sich der zweite Teilbereich (42) durch die Öffnung hindurch erstreckt.
14. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement über den ersten Teilbereich (41) und den zweiten Teilbereich (42) auf einer der ersten Metallschicht (3) abgewandten Seite der der zweiten Metallschicht (4) elektrisch kontaktierbar ausgebildet ist.
15. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die aktive Schicht (23) im Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren,
ultravioletten oder infraroten Spektralbereich emittiert.
16. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das frei von einem Aufwachssubstrat ist.
17. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß
Anspruch 1, bei dem der Halbleiterkörper (2) bereitgestellt wird und die erste Metallschicht (3) sowie die zweite
Metallschicht (4) jeweils durch ein galvanisches
Beschichtungsverfahren aufgebracht werden, wobei
- eine elektrisch leitfähige Spiegelschicht (6) auf dem Halbleiterkörper (2) ausgebildet wird, wobei die
Spiegelschicht zumindest eine Öffnung (12) oder eine
Mehrzahl von Öffnungen (12) aufweist,
- die erste Metallschicht auf die Spiegelschicht (6)
galvanisch aufgebracht wird, - eine Zwischenisolationsschicht (93) auf die erste
Metallschicht (3) aufgebracht wird, und
- die zweite Metallschicht (4) mit dem ersten und zweiten Teilbereich (41, 42) auf der Zwischenisolationsschicht ausgebildet wird, wobei sich der zweite Teilbereich (42) durch die Öffnung (12) oder die Mehrzahl von Öffnungen (12) hindurch zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht (22) erstreckt.
18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem vor dem Aufbringen der zweiten Metallschicht (4) eine elektrisch leitfähige Schicht auf die
Zwischenisolationsschicht (93) aufgebracht und anschießend strukturiert wird, und die zweite Metallschicht direkt auf die elektrisch leitfähige Schicht galvanisch aufgebracht wird .
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