WO2016113032A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement und dessen herstellungsverfahren - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauelement und dessen herstellungsverfahren Download PDF

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WO2016113032A1
WO2016113032A1 PCT/EP2015/078225 EP2015078225W WO2016113032A1 WO 2016113032 A1 WO2016113032 A1 WO 2016113032A1 EP 2015078225 W EP2015078225 W EP 2015078225W WO 2016113032 A1 WO2016113032 A1 WO 2016113032A1
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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.
  • 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 may have a first
  • the semiconductor body has exclusively semiconductor layers.
  • the layers of the semiconductor body can be applied in layers to a growth substrate by means of an epitaxial process. The Growth substrate may then be removed or thinned from the semiconductor body, so that the device for
  • Example is free from a growth substrate.
  • the semiconductor body has a first main surface which preferably serves 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 formed by a surface of the first semiconductor layer.
  • the semiconductor body has a second main surface facing away from the first main surface, which is formed, for example, by a surface of the second semiconductor layer.
  • the first main surface and the second main surface define the semiconductor body in the vertical direction.
  • 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.
  • Recess Main surface through the second semiconductor layer and the active layer into the first semiconductor layer.
  • Recess is understood to mean an opening of the semiconductor body, which is in particular not continuously formed by the semiconductor body. In other words, the recess becomes a blind hole in the semiconductor body
  • the semiconductor body may have a plurality of such recesses.
  • the recess may be filled with an electrically conductive material.
  • the device may have a plurality of such
  • this has a first metal layer.
  • the first metal layer is, for example, on one of the second main surface
  • the first metal layer may have one or a plurality of openings.
  • the through-hole extends in the vertical direction through the opening of the first
  • Semiconductor bodies are the first metal layer and the
  • the first metal layer covers the semiconductor body or the active layer
  • the first metal layer is an electrodeposited one
  • this has a second metal layer.
  • the first metal layer is at least partially between the semiconductor body and arranged the second metal layer.
  • the second metal layer has a first portion and a second laterally spaced from the first portion second
  • the first subregion is in particular electrically connected to the via contact for the electrical contacting of the first semiconductor layer.
  • the first subregion is electrically insulated from the first metal layer.
  • the first portion of the second metal layer is associated with a first electrical polarity of the device.
  • the first metal layer is associated with a different from the first electrical polarity second electrical polarity of the device.
  • the first metal layer and the first portion of the second metal layer thus have different polarities.
  • the first metal layer for a p-side contacting and the first portion of the second metal layer for n-side contacting of the device is provided.
  • the second subregion of the second metal layer may be electrically connected to the first metal layer and is therefore in particular the second one
  • the second subregion adjoins the first metal layer in certain regions.
  • the second partial region may be electrically connected to the second semiconductor layer via the first metal layer.
  • the first Metal layer and the second metal layer together can completely cover the entire active layer.
  • this has in the lateral direction between the first
  • the gap of the first metal layer is at least
  • the second metal layer may over the first
  • Protrude metal layer For example, the active layer or the entire semiconductor body has no location that is not mechanically supported by the first metal layer or by the second metal layer.
  • 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
  • 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 bridges the gap laterally.
  • Metal layer assigned to a different from the first electrical polarity second electrical polarity of the device.
  • a laterally complete bridging 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 first metal layer in plan view covers at least 60%, at least 80% or at least 90%, about 95% of the total
  • the entire gap is free of a location that is not covered by the first metal layer and / or by the second metal layer.
  • Interspace through the first metal layer has a mechanically stabilizing effect on the component, so that possible
  • 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 can be coherent
  • the first metal layer in the vertical direction a thickness between 5 ym and 50 ym inclusive.
  • the thickness of the first metal layer is between 5 ym and 30 ym inclusive, approximately between 5 ym and 15 ym inclusive.
  • the second metal layer may be considered a mechanical one
  • the second metal layer has a greater thickness compared to the first metal layer.
  • 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.
  • Overlapping of the active layer does not leave a region of the active layer of the device without a mechanical
  • Growth substrate in particular by an etching or a Laser lifting method, significantly more resistant to soldering, structuring, transporting or placing.
  • 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.
  • 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 together with the shaped body form a mechanically particularly stable carrier of the component.
  • the first metal layer and / or the second metal layer are an electrodeposited metal layer.
  • the metal layers comprise a metal such as nickel, copper or other metals.
  • the first metal layer and the second metal layer may each comprise a first metal and at least one other
  • the proportion of the first metal is in particular at least 90 atomic percent, about at least 95 or 98 atomic percent of the first and / or the second
  • the metal layers are formed in terms of their materials so that the first metal layer has a higher modulus of elasticity than the second metal layer and / or the second metal layer has a higher thermal conductivity than the first Metal layer.
  • the first metal layer comprises nickel and the second metal layer comprises copper.
  • this has an electrically conductive layer, which is arranged between the first metal layer and the second metal layer.
  • the electrically conductive layer is formed as a mirror layer and may have a metal.
  • the electrically conductive layer covers the active layer in plan view at least partially. Along the vertical direction, the electrically conductive layer can laterally of the second
  • Electromagnetic radiations which emerge laterally or backwards out of the semiconductor body, can thus be returned to
  • the electrically conductive layer may in particular as a
  • Mirror layer may be formed.
  • the electrically conductive layer may include a first sub-layer and a second sub-layer laterally rejected by the first sub-layer, wherein the first sub-layer is electrically connected, for example, to the first sub-region of the second metal layer and the second sub-layer is electrically connected to the second sub-region of the second metal layer.
  • the sub-layers of the electrically conductive layer are also laterally spaced from each other by the gap between the sub-regions of the second metal layer. For example, a trench is the electrically conductive
  • the electrically conductive layer serves as a galvanic coating method
  • Metal layer may adjoin the first sub-layer of the electrically conductive layer and the second sub-region to the second sub-layer.
  • the first subsection is the second
  • the first subarea may be at the first
  • Adjacent sub-layer wherein the first sub-layer can also adjoin the via.
  • the plated through-hole overlaps in particular with the first partial region of the second metal layer.
  • the via can be in the vertical direction of the first
  • Partial layer of the electrically conductive layer through the first metal layer, the second semiconductor layer and the active layer extend into the first semiconductor layer, whereby in the electrical contacting of the first semiconductor layer to a complex
  • this has an insulation layer, at least
  • Isolation is the insulation layer, for example
  • Insulating layer may include a first opening or a plurality of first openings, wherein the
  • the insulation layer can completely cover inner walls of the recess.
  • the insulating layer may extend in regions through the first metal layer.
  • the insulating layer and the first metal layer have, in particular in the region of the recess, a common opening, wherein the
  • conductive layer extends through the common opening to the first semiconductor layer.
  • the insulating layer may also have a second opening or a plurality of second openings, wherein the second portion of the second metal layer for electrically contacting the first metal layer through the second
  • the second subregion may adjoin the first metal layer in the second opening. It is also possible that the electric
  • a conductive layer such as a radiation-reflecting metal-containing layer is disposed in the second opening between the first metal layer and the second portion of the second metal layer.
  • a current distribution layer is arranged between the semiconductor body and the first metal layer.
  • Current distribution layer is formed electrically conductive and adjacent, for example, partially to the first
  • an electrically conductive connection layer is arranged between the semiconductor body and the first metal layer.
  • the connection layer is designed to be radiation-reflecting.
  • the connection layer is in particular adjacent to the semiconductor body, for example to the second semiconductor layer. In this case, the connection layer via the first metal layer with the second portion of the second metal layer
  • the second semiconductor layer is thus in particular via the connection layer, the
  • the latter has a diffusion barrier layer, which is arranged, for example, between the connection layer and the current distribution layer.
  • a diffusion barrier layer By means of the diffusion barrier layer, it is possible to prevent metal atoms or metal ions from the current distribution layer or the metal layers from entering the
  • Substrate layer migrate into the semiconductor body and thus in the active layer and damage them.
  • this has a passivation layer, which is arranged between the first metal layer and the semiconductor body.
  • the passivation layer may be one or a plurality of
  • Terminal layer extends. In plan view, the
  • the passivation layer encloses the
  • Terminal layer Terminal layer, the diffusion barrier layer and the
  • Passivation layer extends in the vertical direction, for example, from the first metal layer to the semiconductor body and in particular adjacent to the
  • the first metal layer is arranged approximately between the passivation layer and the insulating layer.
  • the passivation layer partially as a
  • the passivation layer may be formed as part of the insulating layer or may be optional.
  • this is the first subregion and the second
  • the Radiation passage area is thus in particular free of electrical contacts or printed conductors.
  • a semiconductor body is provided, for example, grown epitaxially.
  • a first metal layer is formed on the semiconductor body, for instance by means of a galvanic deposition method. In this case, the first
  • Metal layer on an electrically conductive starting layer which is formed in particular on a side facing away from the semiconductor body of a passivation layer, be electrodeposited. Furthermore, an electric
  • conductive layer in particular a metal-containing
  • an insulating layer may be formed at least for partial electrical insulation between the electrically conductive layer and the first metal layer.
  • the electrically conductive layer may be electrically connected in regions with the via.
  • the conductive layer has a first one
  • the second sub-layer may be electrically connected to the first metal layer.
  • a first subregion and a second region laterally spaced from the first subregion by a gap can be used
  • Gap bridged in particular by the first metal layer and thus at least along a lateral
  • the first metal layer may completely cover the gap in plan view.
  • the first subarea is electrically connected, in particular via the first sublayer, to the plated through hole.
  • the second partial region can be approximately directly or via the second partial layer with the first metal layer
  • the second metal layer is provided with an electrically insulating
  • the first subregion and the second subregion are preferably embedded in the potting compound, so that they are enclosed on all sides by the potting compound at least in the lateral direction.
  • Interspace between the first and the second portion is at least partially, preferably completely, filled by a material of the potting compound.
  • 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
  • Embodiment of a component Embodiment of a component.
  • 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 can 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 device 100 is in particular free of a growth substrate.
  • the component has a radiation passage area 101 and a rear side 102 facing away from the radiation passage area.
  • 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 passivation layer 90, a first metal layer 3, an insulating layer 9 and an electrically conductive
  • 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
  • Partial region 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 partial region 41 and the second partial region 42 is in particular laterally full of the molded body 10
  • 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 portions 41 and 42 of the second metal layer 4 are in particular by the
  • Shaped body 10 held together mechanically stable. In the lateral direction, the second extends
  • Metal layer 4 for example, not to the edge of
  • 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 completely bridges the gap 40 at least along a lateral direction.
  • the first metal layer 3 covers at least 60%, approximately at least 80% or at least 90%, approximately approximately 95% of the total gap 40.
  • the first metal layer 3 is formed as a mechanically stabilizing layer of the device.
  • 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 between 5 ym and 50 ym inclusive, approximately between 5 ym and 30 ym, or between 10 ym and 20 ym. Due to the at least laterally complete
  • Metal layer 3 is the device in the areas of
  • the first metal layer 3 is in particular formed coherently. In plan view, the semiconductor body 2 covers the first metal layer 3 in particular completely. In lateral directions, the first metal layer 3 of the
  • Insulation layer 9 surrounded.
  • the second metal layer 4 may be considered a mechanical one
  • the second metal layer 4 for example in the overlapping regions with the first metal layer 3, has a vertical thickness that is, for example, at least as great, preferably at least 2 times, approximately 4 times or 10 times as large as a thickness of the first one Metal layer 3 is.
  • Metal layer 4 together the active layer 23 in plan view completely. With a complete overlap of the active layer 23, in particular no region of the active remains
  • the first metal layer 3 and the second metal layer 4 may each be an electrodeposited metal layer. You can use the same metal, such as nickel or
  • the first metal layer 3 has a higher modulus of elasticity than the second metal layer 4.
  • the second metal layer 4 has, for example, a higher thermal conductivity than the first metal layer 3.
  • the first metal layer 3 has a higher modulus of elasticity than the second metal layer 4.
  • the second metal layer 4 has, for example, a higher thermal conductivity than the first metal layer 3.
  • Metal layer 3 nickel and the second metal layer 4 copper.
  • the insulating layer 9 is arranged.
  • the first metal layer 3 is electrically insulated from the first partial region 41 of the second metal layer 4.
  • the insulation layer 9 may be formed contiguous. It is possible that an adhesive layer (not shown) between the first
  • This 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.
  • Isolation layer 9 can be achieved.
  • the insulating layer 9 and the first metal layer 3 have a common opening 91, through which the Through hole 24 extends therethrough. Furthermore, the insulation layer 9 has at least one second opening 92, through which the second portion 42 of the second
  • the second metal layer 4 is a metal layer which is galvanically deposited on the insulation layer 9.
  • an electrically conductive layer 6 may be applied to the insulating layer 9.
  • This electrically conductive layer 6 can then be patterned so that the gap 40
  • the electrically conductive layer 6 serves in particular as a seed layer for the second metal layer 4 with the subregions 41 and 42, for example in a galvanic coating process.
  • the electrically conductive layer 6 is preferably formed as a mirror layer.
  • it has a metal such as aluminum, rhodium, palladium, silver or gold.
  • a metal such as aluminum, rhodium, palladium, silver or gold.
  • the electrically conductive layer 6 reflects at least 60%, preferably at least 80%, especially
  • the electrically conductive layer 6 extends in the lateral direction Direction beyond the second semiconductor layer 22 and the active layer 23 addition. It is in the lateral direction
  • Shaped body 10 limited and in particular fully surrounded.
  • the electrically conductive layer 6 can be protected from environmental influences such as moisture or oxygen.
  • the diffusion barrier layer 7 is arranged. This layer prevents in particular the
  • connection layer 8 is arranged between the semiconductor body 2 and the diffusion barrier layer 7, wherein the connection layer 8 is electrically conductive and preferred
  • Radiation reflective is formed, e.g. from Ag, Al, Pd, Rh, Au, ITO, ZnO.
  • Radiation reflective is formed, e.g. from Ag, Al, Pd, Rh, Au, ITO, ZnO.
  • Terminal layer 8 together the active layer 23rd
  • the device has a passivation layer 90 which includes the connection layer 8, the diffusion barrier layer 7 and the current distribution layer 5 in lateral directions
  • the electric The conductive layer 6 and the insulating layer 9 have a step at the edge of the device and are formed such that the second semiconductor layer 22 and the active layer 23 are partially surrounded by the insulating layer 9 or the electrically conductive layer 6. Radiation exiting to the rear side 102 of the component 100 can thus be reflected back from the electrically conductive layer 6 in the direction of the radiation passage area 101.
  • the insulation layer 9 is permeable to the radiation generated during operation of the device 100.
  • 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 plated-through hole 24 is surrounded in the lateral direction, in particular completely, by the insulating layer 9.
  • the via 24 comprises an electrically conductive material, such as a metal.
  • about the electrically conductive layer 6 is the
  • Through-hole 24 and the electrically conductive layer 6 may comprise a same electrically conductive material or different materials.
  • Through-hole 24 is in particular in the direct
  • the device 100 has a plurality of plated-through holes 24 for electrically contacting the first semiconductor layer 21, whereby 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 covers the first and second sub-regions 41 and 42 of the second metal layer 4 completely, in particular.
  • the contact layers 410 and 420 cover the first portion 41 and the second, respectively
  • Subarea 42 for example, completely or in each case in particular beyond these subregions 41 and 42 addition.
  • the first contact layer 410 is particularly useful as an
  • Contact layer and the second contact layer 420 is formed approximately as a p-contact layer.
  • FIG. 2 shows a lateral section of the component 100 along a line AA 'marked in FIG.
  • the component 100 has common openings 91 of the first metal layer 3 and of the insulation layer 9, through which the plated-through hole 24 extends for electrical contacting of the first semiconductor layer 21.
  • FIG. 2 shows two such common openings. Deviating from this, the component 100 can only one or have more than two such openings 91.
  • the metal layer 3 has an opening 30 in which the
  • Insulation layer 9 for electrical insulation between the via 24 and the first metal layer 3rd
  • the via 24 extends from the electrically conductive layer 6, which is formed in particular as a mirror layer, through the opening of the first metal layer 3, in particular through the common opening 91 to the first semiconductor layer 21.
  • the electrically conductive layer 6 has a first sub-layer 61 and one laterally from the first sub-layer 61
  • the partial layers 61 and 62 are spatially separated from one another by a trench 60 in the region of the intermediate space 40.
  • the trench 60 may be made of an electrically insulating material, such as a material of the
  • Shaped body 10 be filled.
  • the first portion 41 of the second metal layer 4 is electrically connected directly to the via 24 via the first sub-layer 61.
  • the first sub-region 41, the first sub-layer 61 and the plated-through hole 24 are thus assigned to a first, approximately n-side polarity of the device 100.
  • the passivation layer 90 has a
  • Metal layer 3 therethrough for electrically contacting the second semiconductor layer 22 extends.
  • Metal layer 3 is in particular with the second portion 42 of the second metal layer 4 is electrically connected.
  • Metal layer 3 and the second portion 42 is arranged.
  • the second subregion 42, the second sublayer 62 and the first metal layer 3 are thus assigned to a second, approximately p-side, polarity of the device 100, which is different from the first polarity.
  • the first metal layer 3 is in the lateral direction of the electrically conductive layer 6 and of the second
  • Metal layer 4 is laterally fully enclosed by the molding 10 laterally.
  • Component 100 shown schematically. This
  • Embodiment corresponds essentially to the embodiment shown in the figure 1.
  • the entire semiconductor body 2 including the first semiconductor layer 21 is bounded laterally by the insulating layer 9. It is the whole
  • the insulating layer 9 closes in particular with the
  • the first metal layer 3 and the second metal layer 4 may together comprise the entire
  • Partial areas are contacted externally electrically.
  • the device can be free of
  • German Patent Application 10 2015 100 578.6 is claimed, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • the invention is not limited by the description of the invention based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

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 weist eine erste Halbleiterschicht (21), eine zweite Halbleiterschicht (22) und eine aktive Schicht (23) auf. Das Bauelement weist eine Durchkontaktierung (24) auf, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht erstreckt. Die zweite Metallschicht enthält einen ersten Teilbereich (41) und einen von dem ersten Teilbereich durch einen Zwischenraum (40) lateral beabstandeten zweiten Teilbereich (42), wobei der erste Teilbereich mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden und einer ersten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet ist. Die erste Metallschicht überbrückt den Zwischenraum in Draufsicht lateral vollständig und ist einer von der ersten elektrischen Polarität verschiedenen zweiten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT UND DESSEN HERSTELLUNGSVERFAHREN
Es werden ein Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben.
Eine Aufgabe ist es, ein vereinfacht herzustellendes
Bauelement mit einer hohen mechanischen Stabilität anzugeben. Des Weiteren wird ein kostengünstiges Verfahren zur
Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Schicht auf. Insbesondere ist die aktive Schicht eine p-n-Übergangszone . Die aktive Schicht kann dabei als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge mehrerer Schichten ausgebildet sein. 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 kann der Halbleiterkörper eine erste
Halbleiterschicht eines ersten Leitungsträgertyps und eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Leitungsträgertyps aufweisen, wobei die aktive Schicht zum Beispiel zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist. Insbesondere weist der Halbleiterkörper ausschließlich Halbleiterschichten auf. Die Schichten des Halbleiterkörpers können mittels eines Epitaxie-Verfahrens schichtenweise auf ein Aufwachssubstrat aufgebracht sein. Das Aufwachssubstrat kann anschließend von dem Halbleiterkörper entfernt oder gedünnt sein, sodass das Bauelement zum
Beispiel frei von einem Aufwachssubstrat ist. Der Halbleiterkörper weist eine erste Hauptfläche auf, die bevorzugt als eine Strahlungsdurchtrittsfläche des
Bauelements ausgebildet ist. Die Strahlungsdurchtrittsfläche kann strukturiert sein, wodurch eine Strahlungsauskoppel- beziehungsweise Strahlungseinkoppeleffizienz erhöht ist.
Insbesondere ist die erste Hauptfläche des Halbleiterkörpers durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht gebildet. Der Halbleiterkörper weist eine der ersten Hauptfläche abgewandte zweite Hauptfläche auf, die beispielsweise durch eine Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht gebildet ist. Insbesondere begrenzen die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche den Halbleiterkörper in vertikaler Richtung.
Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung
verstanden, die quer, insbesondere senkrecht zu einer
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 beispielsweise
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. Das Bauelement kann eine Mehrzahl von solchen
Durchkontaktierungen aufweisen. 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. Die erste Metallschicht kann eine oder eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen. Insbesondere erstreckt sich die Durchkontaktierung in vertikaler Richtung durch die Öffnung der ersten
Metallschicht hindurch. In Draufsicht auf den
Halbleiterkörper sind die erste Metallschicht und die
Durchkontaktierung beziehungsweise Durchkontaktierungen insbesondere frei von Überlappungen. Die erste Metallschicht bedeckt den Halbleiterkörper oder die aktive Schicht
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. Der erste Teilbereich ist insbesondere zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden. Zum Beispiel ist der erste Teilbereich dabei von der ersten Metallschicht elektrisch isoliert. Der erste Teilbereich der zweiten Metallschicht ist einer ersten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet. Insbesondere ist die erste Metallschicht einer von der ersten elektrischen Polarität verschiedenen zweiten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet. Im Betrieb des
Bauelements weisen die erste Metallschicht und der erste Teilbereich der zweiten Metallschicht somit verschiedene Polaritäten auf. Zum Beispiel ist die erste Metallschicht für eine p-seitige Kontaktierung und der erste Teilbereich der zweiten Metallschicht für eine n-seitige Kontaktierung des Bauelements vorgesehen. Der zweite Teilbereich der zweiten Metallschicht kann mit der ersten Metallschicht elektrisch verbunden sein und ist somit insbesondere der zweiten
elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet.
Beispielsweise grenzt der zweite Teilbereich bereichsweise unmittelbar an die erste Metallschicht an. Über die erste Metallschicht kann der zweite Teilbereich mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch verbunden sein.
In Draufsicht auf den Halbleiterkörper bedecken die erste Metallschicht und der zweite Teilbereich zusammen
beispielsweise mindestens 90 %, bevorzugt mindestens 95 % einer Gesamtfläche der aktiven Schicht. Die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht können zusammen die gesamte aktive Schicht 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. In Draufsicht ist der Zwischenraum von der ersten Metallschicht zumindest
teilweise, bevorzugt vollständig überbrückt. In der lateralen Richtung kann die zweite Metallschicht über die erste
Metallschicht hinausragen. Beispielsweise weist die aktive Schicht oder der gesamte Halbleiterkörper keine Stelle auf, die nicht von der ersten Metallschicht oder von der zweiten Metallschicht mechanisch unterstützt 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 mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden ist. In Draufsicht überbrückt die erste Metallschicht den Zwischenraum lateral vollständig. Dabei ist der erste Teilbereich der zweiten Metallschicht einer ersten elektrischen Polarität des Bauelements und die erste
Metallschicht einer von der ersten elektrischen Polarität verschiedenen zweiten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet .
Eine lateral vollständige Überbrückung 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. Insbesondere überdeckt die erste Metallschicht in Draufsicht mindestens 60 %, etwa mindestens 80 % oder mindestens 90 %, etwa circa 95 % des gesamten
Zwischenraums. Vorzugsweise ist der gesamte Zwischenraum frei von einer Stelle, die nicht von der ersten Metallschicht und/oder von der zweiten Metallschicht überdeckt ist. Die lateral vollständige Überbrückung oder Überdeckung des
Zwischenraums durch die erste Metallschicht wirkt mechanisch stabilisierend auf das Bauelement, sodass mögliche
mechanische Schwachstellen insbesondere an Stellen des
Zwischenraums weitgehend oder vollständig unterbunden sind. Die erste Metallschicht kann dabei als eine mechanisch stabilisierende, vorzugsweise als eine selbsttragende Schicht des Bauelements ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die erste Metallschicht als eine eigenständige Schicht
ausgebildet sein, die auch ohne mechanische Unterstützung weiterer Schichten gegenüber ihrem Eigengewicht mechanisch stabil ist.
Die erste Metallschicht kann dabei zusammenhängend
ausgebildet sein. 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 5 ym und 30 ym, etwa zwischen einschließlich 5 ym und 15 ym. Mit einer solchen Ausgestaltung der ersten Metallschicht ist eine ausreichende mechanische Stabilität des Bauelements auch an Stellen des Zwischenraums gewährleistet.
Die zweite Metallschicht kann 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.
Aufgrund der lateralen, insbesondere vollständigen
Überdeckung der aktiven Schicht bleibt kein Bereich der aktiven Schicht des Bauelements ohne eine mechanische
Unterstützung durch die erste oder zweite Metallschicht.
Dadurch wird eine höhere Ausbeute bei der Herstellung des Bauelements erzielt. Insbesondere werden Schäden an
Bauelementen beispielsweise durch mechanische Belastungen bei der Vereinzelung vermieden. Auch sind die Bauelemente 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 somit zusammen mit dem Formkörper einen mechanisch besonders stabilen Träger des Bauelements bilden.
Gemäß zumindest einer Ausgestaltung des Bauelements sind die erste Metallschicht und/oder die zweite Metallschicht eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht. Insbesondere weisen die Metallschichten ein Metall wie Nickel, Kupfer oder andere Metalle auf. Als galvanisch abgeschiedene Metallschichten können die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht jeweils ein erstes Metall und mindestens 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 einer hohen
Effizienz der Wärmeabführung durch die zweite Metallschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine elektrisch leitfähige Schicht auf, die zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht angeordnet ist. Insbesondere ist die elektrisch leitfähige Schicht als eine Spiegelschicht ausgebildet und kann dabei ein Metall aufweisen. Die elektrisch leitfähige Schicht bedeckt dabei die aktive Schicht in Draufsicht zumindest bereichsweise. Entlang der vertikalen Richtung kann sich die elektrisch leitfähige Schicht seitlich der zweiten
Halbleiterschicht so weit erstrecken, sodass sie die zweite Halbleiterschicht oder die aktive Schicht lateral umgibt. Elektromagnetische Strahlungen, die seitlich oder rückwärts aus dem Halbleiterkörper austreten, können somit wieder in
Richtung der aktiven Schicht beziehungsweise in Richtung der Strahlungsdurchtrittsfläche des Bauelements zurückreflektiert werden, wodurch die Effizienz des Bauelements erhöht ist. Die elektrisch leitfähige Schicht kann insbesondere als ein
Metallschichtstapel mit einer Strahlungsreflektierenden
Spiegelschicht ausgebildet sein.
Die elektrisch leitfähige Schicht kann eine erste Teilschicht und eine von der ersten Teilschicht lateral beanstandete zweite Teilschicht aufweisen, wobei die erste Teilschicht zum Beispiel mit dem ersten Teilbereich der zweiten Metallschicht und die zweite Teilschicht mit dem zweiten Teilbereich der zweiten Metallschicht elektrisch verbunden ist. Insbesondere sind die Teilschichten der elektrisch leitfähigen Schicht ebenfalls durch den Zwischenraum zwischen den Teilbereichen der zweiten Metallschicht voneinander lateral beabstandet. Zum Beispiel ist ein Graben der elektrisch leitfähigen
Schicht im Bereich des Zwischenraums gebildet, sodass die elektrisch leitfähige Schicht aufgrund des Grabens in zwei voneinander getrennte Teilschichten unterteilt ist.
Beispielsweise dient die elektrisch leitfähige Schicht bei einem galvanischen Beschichtungsverfahren als eine
Startschicht (Englisch: seed layer) für die aufzubringende zweite Metallschicht. Der erste Teilbereich der zweiten
Metallschicht kann an die erste Teilschicht der elektrisch leitfähigen Schicht und der zweite Teilbereich an die zweite Teilschicht angrenzen.
Zum Beispiel ist der erste Teilbereich der zweiten
Metallschicht über die erste Teilschicht der elektrisch leitfähigen Schicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden. Der erste Teilbereich kann an die erste
Teilschicht angrenzen, wobei die erste Teilschicht ebenfalls an die Durchkontaktierung angrenzen kann. In Draufsicht überlappt die Durchkontaktierung insbesondere mit dem ersten Teilbereich der zweiten Metallschicht. Die Durchkontaktierung kann sich dabei in vertikaler Richtung von der ersten
Teilschicht der elektrisch leitfähigen Schicht durch die erste Metallschicht, die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch in die erste Halbleiterschicht erstrecken, wodurch bei der elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht auf eine aufwändige
Umverdrahtungsebene zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger des Bauelements verzichtet werden kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Isolationsschicht auf, die zumindest
bereichsweise zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht angeordnet ist. Zur elektrischen
Isolierung ist die Isolationsschicht beispielsweise
durchgehend zwischen der ersten Metallschicht und dem ersten Teilbereich der zweiten Metallschicht angeordnet. Die
Isolationsschicht kann eine erste Öffnung oder eine Mehrzahl von ersten Öffnungen aufweisen, wobei sich die
Durchkontaktierung durch die erste Öffnung hindurch
erstreckt. In der lateralen Richtung ist die
Durchkontaktierung insbesondere von der Isolationsschicht umgeben, sodass ein elektrischer Kurzschluss zwischen der Durchkontaktierung und der ersten Metallschicht oder der zweiten Halbleiterschicht beziehungsweise der aktiven Schicht unterbunden ist. Die Isolationsschicht kann dabei Innenwände der Ausnehmung vollständig überdecken. Dabei kann sich die Isolationsschicht bereichsweise durch die erste Metallschicht hindurch erstrecken. Die Isolationsschicht und die erste Metallschicht weisen insbesondere im Bereich der Ausnehmung eine gemeinsame Öffnung auf, wobei sich die
Durchkontaktierung beispielsweise von der elektrisch
leitfähigen Schicht durch die gemeinsame Öffnung hindurch zu der ersten Halbleiterschicht erstreckt.
Die Isolationsschicht kann außerdem eine zweite Öffnung oder eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen aufweisen, wobei sich der zweite Teilbereich der zweiten Metallschicht zur elektrischen Kontaktierung der ersten Metallschicht durch die zweite
Öffnung hindurch erstrecken kann. Der zweite Teilbereich kann dabei in der zweiten Öffnung an die erste Metallschicht angrenzen. Es ist auch möglich, dass die elektrisch
leitfähige Schicht, etwa eine Strahlungsreflektierende metallhaltige Schicht, in der zweiten Öffnung zwischen der ersten Metallschicht und dem zweiten Teilbereich der zweiten Metallschicht angeordnet ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine Stromverteilungsschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der ersten Metallschicht angeordnet. Die
Stromverteilungsschicht ist elektrisch leitfähig ausgebildet und grenzt zum Beispiel bereichsweise an die erste
Metallschicht an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine elektrisch leitfähige Anschlussschicht zwischen dem Halbleiterkörper und der ersten Metallschicht angeordnet. Insbesondere ist die Anschlussschicht strahlungsreflektierend ausgebildet. Die Anschlussschicht grenzt insbesondere an den Halbleiterkörper, etwa an die zweite Halbleiterschicht an. Dabei kann die Anschlussschicht über die erste Metallschicht mit dem zweiten Teilbereich der zweiten Metallschicht
elektrisch verbunden sein. Die zweite Halbleiterschicht ist somit insbesondere über die Anschlussschicht, die
Stromverteilungsschicht, die erste Metallschicht und den zweiten Teilbereich extern elektrisch kontaktierbar . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Diffusionsbarriereschicht auf, die beispielsweise zwischen der Anschlussschicht und der Stromverteilungsschicht angeordnet ist. Mittels der Diffusionsbarriereschicht kann verhindert werden, dass Metallatome oder Metallionen aus der Stromverteilungsschicht oder den Metallschichten in die
Anschlussschicht, in den Halbleiterkörper und somit in die aktive Schicht migrieren und diese schädigen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Passivierungsschicht auf, die zwischen der ersten Metallschicht und dem Halbleiterkörper angeordnet ist. Die Passivierungsschicht kann eine oder eine Mehrzahl von
Öffnungen aufweisen, durch die sich die erste Metallschicht hindurch, etwa zur Stromverteilungsschicht oder zur
Anschlussschicht, erstreckt. In Draufsicht kann die
Stromverteilungsschicht die Öffnung oder die Mehrzahl von Öffnungen der Passivierungsschicht vollständig bedecken.
Insbesondere umschließt die Passivierungsschicht die
Anschlussschicht, die Diffusionsbarriereschicht und die
Stromverteilungsschicht in lateraler Richtung. Die
Passivierungsschicht erstreckt sich dabei in vertikaler Richtung beispielsweise von der ersten Metallschicht bis zum Halbleiterkörper und grenzt insbesondere an die
Isolationsschicht an. In vertikaler Richtung ist die erste Metallschicht etwa zwischen der Passivierungsschicht und der Isolationsschicht angeordnet. Hinsichtlich der ersten
Metallschicht, der Anschlussschicht, der
Diffusionsbarriereschicht und der Stromverteilungsschicht kann die Passivierungsschicht bereichsweise als eine
Verkapselungsschicht dienen. Die Passivierungsschicht kann jedoch als Teil der Isolationsschicht ausgebildet oder optional sein.
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
abgewandte Rückseite des Bauelements mit einer externen
Spannungsquelle elektrisch kontaktierbar sein. Die Strahlungsdurchtrittsflache ist somit insbesondere frei von elektrischen Kontakten oder Leiterbahnen.
In einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von vorstehend beschriebenen
Bauelementen wird ein Halbleiterkörper bereitgestellt, zum Beispiel epitaktisch aufgewachsen. Eine erste Metallschicht wird auf dem Halbleiterkörper ausgebildet, etwa mittels eines galvanischen Abscheideverfahrens. Dabei kann die erste
Metallschicht auf eine elektrisch leitfähige Startschicht, die insbesondere auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite einer Passivierungsschicht ausgebildet ist, galvanisch abgeschieden sein. Des Weiteren kann eine elektrisch
leitfähige Schicht, insbesondere eine metallhaltige
Spiegelschicht, auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten
Seite der ersten Metallschicht ausgebildet werden. Zuvor kann eine Isolationsschicht zumindest zur teilweisen elektrischen Isolierung zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und der ersten Metallschicht ausgebildet werden. Die zweite
Metallschicht wird beispielsweise auf die elektrisch
leitfähige Schicht galvanisch aufgebracht.
Die elektrisch leitfähige Schicht kann dabei bereichsweise mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden sein.
Insbesondere weist die leitfähige Schicht eine erste
Teilschicht und eine von der ersten Teilschicht lateral beanstandete zweite Teilschicht auf, wobei zum Beispiel die erste Teilschicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden ist. Die zweite Teilschicht kann mit der ersten Metallschicht elektrisch verbunden sein. Insbesondere können ein erster Teilbereich und ein von dem ersten Teilbereich durch einen Zwischenraum lateral beabstandeter zweiter
Teilbereich der zweiten Metallschicht auf die erste Teilschicht beziehungsweise auf die zweite Teilschicht galvanisch aufgebracht werden. In Draufsicht wird der
Zwischenraum insbesondere von der ersten Metallschicht überbrückt und somit zumindest entlang einer lateralen
Richtung vollständig überdeckt. Insbesondere kann die erste Metallschicht den Zwischenraum in Draufsicht vollständig bedecken. Der erste Teilbereich ist dabei insbesondere über die erste Teilschicht mit der Durchkontaktierung elektrisch verbunden. Der zweite Teilbereich kann etwa direkt oder über die zweite Teilschicht mit der ersten Metallschicht
elektrisch verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite Metallschicht mit einer elektrisch isolierenden
Vergussmasse vergossen. Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich werden dabei bevorzugt in die Vergussmasse eingebettet, sodass sie zumindest in lateraler Richtung allseitig von der Vergussmasse umschlossen sind. Der
Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich wird zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, von einem Material der Vergussmasse befüllt.
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 und bevorzugte Ausführungsformen des
Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 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, und
Figur 3 eine schematische Darstellung eines 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 100 ist insbesondere frei von einem Aufwachssubstrat .
Das Bauelement weist eine Strahlungsdurchtrittsfläche 101 und eine der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandte Rückseite 102 auf. Die Strahlungsdurchtrittsfläche 101 ist strukturiert ausgebildet. Insbesondere ist die Strahlungsdurchtrittsfläche 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 Passivierungsschicht 90, eine erste Metallschicht 3, eine Isolationsschicht 9 und eine elektrisch leitfähige
Schicht 6 zumindest stellenweise in der angegebenen
Reihenfolge zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem Träger 1 angeordnet. Grundsätzlich ist es möglich, auf die
Stromverteilungsschicht 5 zu verzichten. 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, sodass 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 beispielsweise 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 und somit die Stabilität des Bauelements 100.
Die erste Metallschicht 3 ist zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der zweiten Metallschicht 4 angeordnet. In Draufsicht überbrückt die erste Metallschicht 3 den Zwischenraum 40 zumindest entlang einer lateralen Richtung vollständig.
Insbesondere überdeckt die erste Metallschicht 3 mindestens 60 %, etwa mindestens 80 % oder mindestens 90 %, etwa circa 95 % des gesamten Zwischenraums 40. 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 50 ym, etwa zwischen 5 ym und 30 ym oder zwischen 10 ym und 20 ym. Aufgrund der zumindest lateral vollständigen
Überdeckung des Zwischenraums 40 durch die erste
Metallschicht 3 ist das Bauelement in den Bereichen des
Zwischenraums 40 frei von mechanischen Schwachstellen. Die erste Metallschicht 3 ist insbesondere zusammenhängend ausgebildet. In Draufsicht bedeckt der Halbleiterkörper 2 die erste Metallschicht 3 insbesondere vollständig. In lateralen Richtungen ist die erste Metallschicht 3 von der
Isolationsschicht 9 umgeben.
Die zweite Metallschicht 4 kann als eine mechanisch
stabilisierende Schicht des Bauelements 100 ausgebildet sein. Insbesondere weist die zweite Metallschicht 4, etwa in den überlappenden Bereichen mit der ersten Metallschicht 3 eine vertikale Dicke auf, die beispielsweise mindestens genau so groß, bevorzugt mindestens 2-mal, etwa 4-mal oder 10-mal so groß wie eine Dicke der ersten Metallschicht 3 ist. Bevorzugt bedecken die erste Metallschicht 3 und die zweite
Metallschicht 4 zusammen die aktive Schicht 23 in Draufsicht vollständig. Mit einer vollständigen Überdeckung der aktiven Schicht 23 bleibt insbesondere kein Bereich der aktiven
Schicht 23 ohne eine mechanische Unterstützung durch die mechanisch stabilisierenden Metallschichten 3 und 4, sodass das Bauelement 100 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. Die zweite Metallschicht 4 weist zum Beispiel eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf 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 die Isolationsschicht 9 angeordnet.
Mittels der Isolationsschicht 9 ist die erste Metallschicht 3 von dem ersten Teilbereich 41 der zweiten Metallschicht 4 elektrisch isoliert. Die Isolationsschicht 9 kann dabei zusammenhängend ausgebildet sein. Es ist möglich, dass eine Haftschicht (nicht dargestellt) zwischen der ersten
Metallschicht 3 und der Isolationsschicht 9 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
Isolationsschicht 9 erzielt werden.
Die Isolationsschicht 9 und die erste Metallschicht 3 weisen eine gemeinsame Öffnung 91 auf, durch die sich die Durchkontaktierung 24 hindurch erstreckt. Des Weiteren weist die Isolationsschicht 9 zumindest eine zweite Öffnung 92 auf, durch die sich der zweite Teilbereich 42 der zweiten
Metallschicht 4 hindurch zur ersten Metallschicht 3
erstreckt.
Insbesondere ist die zweite Metallschicht 4 eine auf die Isolationsschicht 9 galvanisch abgeschiedene Metallschicht. Vor dem Aufbringen der zweiten Metallschicht 4 kann eine elektrisch leitfähige Schicht 6 auf die Isolationsschicht 9 aufgebracht sein. Im Bereich der zweiten Öffnung 92 stehen die erste Metallschicht 3 und die elektrisch leitfähige
Schicht 6 zum Beispiel im direkten elektrischen Kontakt.
Diese elektrisch leitfähige Schicht 6 kann anschließend strukturiert werden, sodass der Zwischenraum 40
beispielsweise frei von der elektrisch leitfähigen Schicht 6 ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 6 dient insbesondere als eine Startschicht (Englisch: seed layer) für die zweite Metallschicht 4 mit den Teilbereichen 41 und 42 zum Beispiel bei einem galvanischen Beschichtungsverfahren .
Die elektrisch leitfähige Schicht 6 ist bevorzugt als eine Spiegelschicht ausgebildet. Beispielsweise weist sie ein Metall, etwa Aluminium, Rhodium, Palladium, Silber oder Gold, auf. Im Betrieb des Bauelements 100 reflektiert die
elektrisch leitfähige Schicht 6 elektromagnetische
Strahlungen in Richtung der Strahlungsdurchtrittsfläche 101. Insbesondere reflektiert die elektrisch leitfähige Schicht 6 mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 80 %, besonders
bevorzugt mindestens 90 % eines auf sie auftreffenden Anteils des Spektrums der von der aktiven Schicht 23 im Betrieb des Bauelements erzeugten Strahlung. In der Figur 1 erstreckt sich die elektrisch leitfähige Schicht 6 in der lateralen Richtung über die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 hinaus. In der lateralen Richtung ist sie
insbesondere von der zweiten Metallschicht 4 oder dem
Formkörper 10 begrenzt und insbesondere voll umfänglich umgeben. Somit kann die elektrisch leitfähige Schicht 6 vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit oder Sauerstoff geschützt werden .
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 elektrisch leitfähigen Schicht 6, der ersten Metallschicht 3 oder aus der zweiten
Metallschicht 4 in die Anschlussschicht 8 und somit in die aktive Schicht 23 und damit deren eventuelle Schädigung.
Die Anschlussschicht 8 ist zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der Diffusionsbarriereschicht 7 angeordnet, wobei die Anschlussschicht 8 elektrisch leitfähig und bevorzugt
Strahlungsreflektierend ausgebildet ist, z.B. aus Ag, AI, Pd, Rh, Au, ITO, ZnO. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper 2 bedecken die elektrisch leitfähige Schicht 6 und die
Anschlussschicht 8 zusammen die aktive Schicht 23
beispielsweise vollständig. Eine derartige Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Schicht 6 und der Anschlussschicht 8 erhöht die Strahlungsauskopplungseffizienz des Bauelements 100. Das Bauelement weist eine Passivierungsschicht 90 auf, die die Anschlussschicht 8, die Diffusionsbarriereschicht 7 und die Stromverteilungsschicht 5 in lateralen Richtungen
insbesondere vollumfänglich umschließt. Die elektrisch leitfähige Schicht 6 und die Isolationsschicht 9 weisen am Rand des Bauelements eine Stufe auf und sind so ausgebildet, dass die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 bereichsweise von der Isolationsschicht 9 oder von der elektrisch leitfähigen Schicht 6 umgeben sind. Seitlich zur Rückseite 102 des Bauelements 100 austretende Strahlung kann so von der elektrisch leitfähigen Schicht 6 in Richtung der Strahlungsdurchtrittsfläche 101 zurückreflektiert werden. Die Isolationsschicht 9 ist dabei etwa für die im Betrieb des Bauelements 100 erzeugte Strahlung durchlässig 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 Isolationsschicht 9 umgeben. Die Durchkontaktierung 24 weist ein elektrisch leitfähiges Material, etwa ein Metall auf. Über die elektrisch leitfähige Schicht 6 ist die
Durchkontaktierung 24 mit dem ersten Teilbereich 41 der zweiten Metallschicht 4 elektrisch verbunden. Die
Durchkontaktierung 24 und die elektrisch leitfähige Schicht 6 können ein gleiches elektrisch leitfähiges Material oder unterschiedliche Materialien aufweisen. Die
Durchkontaktierung 24 steht insbesondere im direkten
elektrischen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Schicht 6. Es ist auch möglich, dass das Bauelement 100 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 insbesondere 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 insbesondere vollständig. In Draufsicht auf den Halbleiterkörper 2 bedecken die Kontaktschichten 410 und 420 den ersten Teilbereich 41 beziehungsweise den zweiten
Teilbereich 42 beispielsweise 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 gemeinsame Öffnungen 91 der ersten Metallschicht 3 und der Isolationsschicht 9 auf, durch die sich die Durchkontaktierung 24 zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 hindurch erstreckt. In der Figur 2 sind zwei solcher gemeinsamer Öffnungen dargestellt. Abweichend davon kann das Bauelement 100 lediglich eine oder mehr als zwei solcher Öffnungen 91 aufweisen. Dabei weist die Metallschicht 3 eine Öffnung 30 auf, in der die
Isolierungsschicht 9 zur elektrischen Isolierung zwischen der Durchkontaktierung 24 und der ersten Metallschicht 3
angeordnet ist. In der gemeinsamen Öffnung 91 ist die
Durchkontaktierung 24 somit in lateraler Richtung
vollumfänglich von der Isolationsschicht 9 umgeben.
In vertikaler Richtung erstreckt sich die Durchkontaktierung 24 von der elektrisch leitfähigen Schicht 6, die insbesondere als eine Spiegelschicht ausgebildet ist, durch die Öffnung der ersten Metallschicht 3, insbesondere durch die gemeinsame Öffnung 91 hindurch zu der ersten Halbleiterschicht 21. Die elektrisch leitfähige Schicht 6 weist eine erste Teilschicht 61 und eine von der ersten Teilschicht 61 lateral
beanstandete und elektrisch isolierte zweite Teilschicht 62 auf. Insbesondere sind die Teilschichten 61 und 62 durch einen Graben 60 im Bereich des Zwischenraums 40 voneinander räumlich getrennt. Der Graben 60 kann von einem elektrisch isolierenden Material, etwa von einem Material des
Formkörpers 10, gefüllt sein. Zum Beispiel ist der erste Teilbereich 41 der zweiten Metallschicht 4 unmittelbar über die erste Teilschicht 61 mit der Durchkontaktierung 24 elektrisch verbunden. Der erste Teilbereich 41, die erste Teilschicht 61 und die Durchkontaktierung 24 sind somit einer ersten, etwa n-seitigen Polarität des Bauelements 100 zugeordnet .
In der Figur 2 weist die Passivierungsschicht 90 eine
Mehrzahl von Öffnungen 93 auf, durch die sich die erste
Metallschicht 3 hindurch zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 erstreckt. Die erste
Metallschicht 3 ist insbesondere mit dem zweiten Teilbereich 42 der zweiten Metallschicht 4 elektrisch verbunden. Dabei kann der zweite Teilbereich 42 in der Öffnung 93 der
Passivierungsschicht 90 an die erste Metallschicht 3 und an die zweite Teilschicht 62 der elektrisch leitfähigen Schicht 6 angrenzen. Es ist auch möglich, dass die zweite Teilschicht 62 in der vertikalen Richtung zwischen der ersten
Metallschicht 3 und dem zweiten Teilbereich 42 angeordnet ist. Der zweite Teilbereich 42, die zweite Teilschicht 62 und die erste Metallschicht 3 sind somit einer zweiten, von der ersten Polarität verschiedenen, etwa p-seitigen Polarität des Bauelements 100 zugeordnet.
Bei der durch AA' gekennzeichnete vertikale Höhe ist die erste Metallschicht 3 in der lateralen Richtung von der elektrisch leitfähigen Schicht 6 sowie von der zweiten
Metallschicht 4 umgeben. Der Formkörper 10 begrenzt das
Bauelement 100 in lateraler Richtung, wobei die zweite
Metallschicht 4 von dem Formkörper 10 lateral vollumfänglich umschlossen ist.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein
Bauelement 100 schematisch dargestellt. Dieses
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der gesamte Halbleiterkörper 2 einschließlich der ersten Halbleiterschicht 21 in lateraler Richtung von der Isolationsschicht 9 begrenzt. Dabei ist der gesamte
Halbleiterkörper 2 von der Isolationsschicht 9 und/oder von dem Formkörper 10 lateral umgeben. In vertikaler Richtung schließt die Isolationsschicht 9 insbesondere mit dem
Halbleiterkörper 2 bündig ab. Die erste Metallschicht 3 und die zweite Metallschicht 4 können zusammen den gesamten
Halbleiterkörper 2 komplett überdecken. Mit der Verwendung einer Metallschicht auf einer Rückseite des Bauelements, die einen ersten Teilbereich und einen durch einen Zwischenraum von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten Teilbereich aufweist, kann das
Bauelement mechanisch stabilisiert und zugleich über die
Teilbereiche extern elektrisch kontaktiert werden. Durch das Ausbilden einer weiteren Metallschicht, die den Zwischenraum überbrückt, und einer zwischen den Metallschichten
angeordneten elektrisch leifähigen Schicht mit einer
geeigneten Gestaltung kann das Bauelement frei von
mechanischen Schwachstellen und frei von einer zwischen einem Halbleiterkörper und einem Träger des Bauelements
angeordneten aufwändigen Umverdrahtungsebene ausgestaltet sein .
Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 100 578.6 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 mit der
Durchkontaktierung elektrisch verbunden und einer ersten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet ist, und
- die erste Metallschicht den Zwischenraum in Draufsicht
lateral vollständig überbrückt und einer von der ersten elektrischen Polarität verschiedenen zweiten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet ist.
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 ausgebildet 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 erste Teilbereich (41) 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) ein 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) eine Öffnung (30) aufweist, durch die sich die Durchkontaktierung (24) in vertikaler Richtung hindurch erstreckt.
10. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine elektrisch leitfähige Schicht (6) zwischen der ersten Metallschicht (3) und der zweiten Metallschicht (4) angeordnet ist, wobei
- die elektrisch leitfähige Schicht eine erste Teilschicht (61) und eine von der ersten Teilschicht lateral
beanstandete zweite Teilschicht (62) aufweist,
- die erste Teilschicht mit dem ersten Teilbereich (41)
elektrisch verbunden ist und
- die zweite Teilschicht mit dem zweiten Teilbereich (42) elektrisch verbunden ist.
11. Bauelement nach Anspruch 10,
bei dem die zweite Metallschicht (4) an die elektrisch leitfähige Schicht (6) angrenzt und der erste Teilbereich (41) über die erste Teilschicht (61) mit der
Durchkontaktierung (24) elektrisch verbunden ist.
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
bei dem die elektrisch leitfähige Schicht (6) ein Metall enthält und als eine Spiegelschicht ausgebildet ist.
13. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite Halbleiterschicht (22) über die erste Metallschicht (3) mit dem zweiten Teilbereich (42) der zweiten Metallschicht (4) elektrisch verbunden ist und der zweite Teilbereich der zweiten elektrischen Polarität des Bauelements zugeordnet ist.
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 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, wobei
- eine elektrisch leitfähige Schicht (6) auf einer dem
Halbleiterkörper (2) abgewandten Seite der ersten
Metallschicht (3) ausgebildet wird, sodass die elektrisch leitfähige Schicht bereichsweise mit der Durchkontaktierung (24) elektrisch verbunden ist, und
- die zweite Metallschicht (4) auf die elektrisch leitfähige Schicht (6) galvanisch aufgebracht wird.
18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die erste Metallschicht (3) vor dem Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht (6) auf den Halbleiterkörper (2) galvanisch aufgebracht wird.
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