WO2022214242A1 - Verfahren zum testen eines wafers und wafer - Google Patents

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WO2022214242A1
WO2022214242A1 PCT/EP2022/055100 EP2022055100W WO2022214242A1 WO 2022214242 A1 WO2022214242 A1 WO 2022214242A1 EP 2022055100 W EP2022055100 W EP 2022055100W WO 2022214242 A1 WO2022214242 A1 WO 2022214242A1
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contact element
semiconductor layer
contact
layer sequence
wavelength range
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PCT/EP2022/055100
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English (en)
French (fr)
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Ivar Tangring
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Ams-Osram International Gmbh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2884—Testing of integrated circuits [IC] using dedicated test connectors, test elements or test circuits on the IC under test
    • G—PHYSICS
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

Definitions

  • a method for performing a functional test on a wafer is specified.
  • One problem to be solved is, inter alia, to specify an efficient method for testing the functionality of a wafer, in which the wafer is impaired as little as possible.
  • a further problem to be solved is to specify a wafer on which such a method can be carried out.
  • the wafer is provided in a first step of the method.
  • the wafer comprises a substrate and a semiconductor layer sequence arranged on the substrate.
  • the semiconductor layer sequence is set up, for example, to generate electromagnetic radiation.
  • the semiconductor layer sequence preferably comprises an active zone between a first semiconductor layer and a second semiconductor layer.
  • the first semiconductor layer is n-doped, for example, and the second semiconductor layer is p-doped, for example.
  • the semiconductor layer sequence is based, for example, on a III-V compound semiconductor system.
  • III-V compound semiconductor systems Preferably based on the Semiconductor layer sequence on one of the following III-V compound semiconductor systems: GaN, InGaN, GaP, InGaAlP.
  • the substrate is in particular a growth substrate for the semiconductor layer sequence.
  • the substrate includes, for example, sapphire or is formed from sapphire.
  • the substrate is an electrically conductive substrate.
  • the substrate is formed with a semiconductor material such as GaAs, for example. This is the case, for example, when the semiconductor layer sequence is based on InGaAlP.
  • At least one first contact element is attached to a main surface of the semiconductor layer sequence which is remote from the substrate.
  • the first contact element is attached directly to the main surface.
  • the contact element includes a metal or a plurality of metals.
  • the metals are, for example, platinum, titanium, chromium or gold.
  • the first contact element is applied, for example, by vapor deposition or deposition.
  • the first contact element is arranged on the main surface with a width of between 30 ⁇ m and 50 ⁇ m inclusive, for example in view of the main surface.
  • a shadow mask for example, is used to apply the first contact element.
  • At least one second contact element is optionally arranged on the main surface.
  • the second contact element is preferably arranged at a distance from the first contact element.
  • the second contact element includes, for example, the same materials and dimensions as the first contact element and is applied using the same methods.
  • the first contact element and the second contact element are preferably applied in a common work step.
  • the semiconductor layer sequence is annealed in a region on the main area before the first and possibly second contact element is applied.
  • the annealing takes place at least in the area in which the first contact element and optionally the second contact element is or are subsequently attached.
  • the area on the main surface is formed, for example, continuously, in particular simply continuously.
  • the area in which healing takes place encompasses the entire main surface. It is also possible that the entire
  • Semiconductor layer sequence or the entire wafer is annealed.
  • the annealing is, for example, a thermal annealing.
  • the semiconductor layer sequence is heated to a high temperature during thermal annealing, at least in the region in which the first contact element is subsequently arranged or the wafer.
  • the temperature is between about 300°C and about 400°C, for example.
  • an electrical contact layer is arranged on the main surface of the semiconductor layer sequence.
  • the annealing produces a low-impedance electrical contact between the contact layer and the semiconductor layer sequence.
  • the first and optionally the second contact element are applied to a side of the contact layer that faces away from the semiconductor layer sequence.
  • the contact layer is preferably removed in places, so that there is no electrical connection between the first and second contact element via the contact layer.
  • the semiconductor layer sequence is locally annealed.
  • the semiconductor layer sequence is annealed in the region of the first contact element and optionally in the region of the second contact element.
  • the local annealing is in particular a thermal annealing.
  • a first electrical potential is applied to a first contact element.
  • a second electrical potential is optionally applied to the second contact element or to the substrate.
  • the first electrical potential and the second electrical potential are chosen differently.
  • the semiconductor layer sequence is, for example, a semiconductor layer sequence set up for generating electromagnetic radiation
  • electromagnetic radiation is generated by applying the first and second potential.
  • the substrate is an electrically conductive substrate.
  • the first or second electrical potential is selected such that a breakdown is produced in at least one layer of the semiconductor layer sequence.
  • the first and second contact elements are arranged on a p-conducting layer of the semiconductor layer sequence.
  • the first electrical potential is selected, for example, in such a way that the breakdown is produced in a region of the p-conducting layer and the active zone that is covered by the first contact element in a plan view of the main area. Through the breakdown, electrons from the first contact element in an n-type layer of the
  • the n-conducting layer is arranged in particular between the active zone and the substrate.
  • the second potential By applying the second potential to the second contact element, p-charge carriers get into the p-conducting layer.
  • the first contact element forms a cathode and the second contact element forms an anode. This makes it possible to have an active zone of the To energize semiconductor layer sequence and thus to generate electromagnetic radiation.
  • a wafer with a semiconductor layer sequence arranged on a substrate is provided.
  • a first contact element is attached to a main area of the semiconductor layer sequence which is remote from the substrate.
  • the semiconductor layer sequence is annealed in a region on the main surface which comprises at least the region in which the contact element is subsequently applied.
  • a first electrical potential is applied to the first contact element.
  • a second electrical potential is at an optional second contact element
  • Semiconductor layer sequence or applied to the substrate.
  • the first electrical potential and the second electrical potential are chosen differently.
  • a wafer with a semiconductor layer sequence arranged on a substrate is provided. At least one first contact element is attached to a main area of the semiconductor layer sequence which is remote from the substrate.
  • the semiconductor layer sequence is annealed locally, with the annealing taking place in the area of the first contact element.
  • a first electrical potential is applied to the first contact element and a second electrical potential is applied to a second contact element on the semiconductor layer sequence or on the substrate.
  • the first electrical potential and the second electrical potential are chosen differently.
  • contacts are conventionally applied to the wafers through a shadow mask. The wafer is annealed to establish electrical contact between the contacts and the wafer.
  • the processing process is, for example, an epitaxy process in which a semiconductor layer sequence is grown. The epitaxially grown structures of the wafers are then measured. The contacts can then be removed and the wafer processed further.
  • the wafer is further processed into optoelectronic semiconductor chips for light-emitting diodes.
  • Annealing via the heat treatment changes the electrical and/or optical properties of the tested wafer compared to the untested wafers.
  • Semiconductor chips that result from the tested wafers typically have a higher forward voltage and thus poorer electrical and/or optical properties than semiconductor chips that originate from wafers that have not been tested.
  • a further thermal annealing is carried out during the further processing of the wafers to form semiconductor chips.
  • the wafers that have passed a rapid test are then heat treated twice as often as the remaining wafers.
  • the double heat treatment leads to a degeneration of the semiconductor layer sequences and thus to an increased forward voltage of the resulting semiconductor chips.
  • the test method described here makes use, inter alia, of the idea of locally annealing the semiconductor layer sequence in areas of the contact elements. This produces a low-impedance electrical contact with a low contact resistance between the contact elements and the semiconductor layer sequence without heating the entire wafer. This is achieved, for example, by optical excitation, with the contact elements being heated by absorption of radiation.
  • the wafer on the other hand, is transparent or essentially transparent to this radiation and does not heat up significantly.
  • the wafer is only heat treated in the area of the contact elements. Remaining parts of the wafer can be used for further processing to form semiconductor chips without these areas of the wafer being changed compared to wafers that have not been tested. If the electrical contact elements on the wafer are selected accordingly, up to 99% of the tested wafer can be used without restriction for further processing, while with a conventional quick test the entire tested wafer can be unsuitable for further processing.
  • a further idea on which the present method is based is to heal the semiconductor layer sequence at least in regions before the contact elements are applied.
  • an electrical contact layer is arranged on the main surface, on which in turn the contact elements are arranged after the annealing.
  • an electrical contact layer is in particular a Layer chosen, which is also used in the later processing of the wafer, for example, to semiconductor chips.
  • work steps that include applying the contact layer and annealing the wafer then do not have to be carried out. A second thermal annealing of the tested wafer is thus avoided. If the electrical contact elements on the wafer are chosen accordingly, up to 99% of the wafer can be used without restriction for further processing with this approach.
  • a further advantage is that not only the functionality of the semiconductor layer sequence but also a quality of the low-impedance contact between the contact layer and the semiconductor layer sequence can be tested.
  • At least one second contact element is arranged on the main area of the semiconductor layer sequence.
  • the second contact element is arranged in particular at a distance from the first contact element.
  • the second electrical potential is applied to the second contact element.
  • a first contact region is formed in the region of the first contact element and a second contact region is formed in the region of the second contact element by means of local annealing of the semiconductor layer sequence.
  • the first contact area and the second contact area are in particular formed at a distance from one another.
  • the first/second contact area is in Plan view at least partially covered by the first / second contact element.
  • the first and second contact areas are in particular areas of the wafer in which the semiconductor layer sequence or the wafer is locally annealed.
  • the first contact area and/or the second contact area have, for example, a width, measured parallel to the main surface, of between 50 gm and 100 gm inclusive.
  • the width of the first/second contact area is at most twice the width of the first/second contact element.
  • the local annealing takes place by means of radiation from a first wavelength range.
  • the radiation in the first wavelength range includes, for example, infrared radiation or visible light.
  • the first wavelength range has wavelengths longer than 400 nm or longer than 450 nm, for example.
  • the first wavelength range and/or materials of the first and possibly second contact element are selected in particular in such a way that the radiation is at least partially absorbed by the contact elements.
  • the first and/or the second contact element has, for example, an absorption coefficient of at least 0.6 or at least 0.7 or at least 0.8.
  • the first and / or the second contact elements has, for example a reflection coefficient of at most 0.4, or at most 0.3, or at most 0.2.
  • the absorption of the radiation causes the first/second contact element to heat up.
  • the heating of the first/second contact element brings about the local healing of the semiconductor layer sequence, in particular in the first/second contact region.
  • a mean temperature of the semiconductor layer sequence in the first contact region and/or the second contact region is for example at least 50° C. higher during the annealing than a mean temperature of the semiconductor layer sequence outside the first/second contact region.
  • the contact elements are heated to a temperature between 300° C. and 400° C. inclusive during the annealing.
  • the semiconductor layer sequence or the wafer has, for example, an average temperature of less than 300° C. or less than 200° C. or less than 100° C. during the irradiation with radiation of the first wavelength range.
  • the irradiation of the first wavelength range takes place, for example, over a period of at most one second or at most one minute or at most one or more hours.
  • the wafer is preferably irradiated with unfocused radiation.
  • the wafer is irradiated with a flashlight.
  • the first Wavelength range chosen such that the semiconductor layer sequence is cured locally by means of radiation in the first wavelength range
  • Semiconductor layer sequence is transparent to radiation of the first wavelength range.
  • the entire wafer is transparent to radiation in the first wavelength range.
  • transparent means in particular that the substrate and/or the wafer absorbs at most 5% or at most 10% of the relevant radiation.
  • the main area is irradiated with radiation in the first wavelength range from the direction of a side of the semiconductor layer sequence remote from the contact elements. This means that radiation in the first wavelength range first passes through the substrate and the semiconductor layer sequence before it strikes the first and second contact element.
  • Semiconductor layer sequence transparent to radiation in the first wavelength range.
  • the semiconductor layer sequence is annealed locally, between the first contact element and the
  • Semiconductor layer sequence formed an intermediate layer formed an intermediate layer.
  • material for the intermediate layer is applied areally as an electrical contact layer to the main area of the semiconductor layer sequence.
  • the contact layer comprises, for example, a transparent conductive oxide, for example indium tin oxide, ITO for short.
  • the contact layer is applied by sputtering, for example.
  • the electrical contact layer is applied, for example, with a thickness of between 10 nm and 20 nm inclusive. In view of the main area, the electrical contact layer preferably completely covers the semiconductor layer sequence.
  • the first contact element is applied to the contact layer in places, for example.
  • a second contact element is optionally applied to the contact layer in places.
  • the first and optionally the second contact element is or are applied, for example, using one of the methods described above.
  • the contact layer is removed, for example, in areas that are free of the first contact element when looking at the main area, with the result that the intermediate layer is formed.
  • the intermediate layer is completely covered by the contact elements, for example in view of the main area.
  • a contact layer made of transparent, conductive oxide is often used, which establishes the direct electrical contact between the semiconductor layer sequence and further contact structures. If an intermediate layer described here is arranged, the functional test described here can advantageously be used to test not only the functionality of the semiconductor layer sequence but also a contact resistance between the intermediate layer and the semiconductor layer sequence.
  • a contact layer is applied to the main area.
  • the contact layer comprises, for example, a transparently conductive oxide, for example ITO.
  • the contact layer is applied by sputtering, for example.
  • the electrical contact layer is applied, for example, with a thickness of between 10 nm and 20 nm inclusive.
  • the first contact element is applied in places on the contact layer.
  • a protective layer is applied, followed by a mask layer, to a side of the contact layer which is remote from the semiconductor layer sequence.
  • the protective layer comprises, for example, Al 2 O 3 and serves, among other things, to protect the electrical contact layer.
  • the protective layer is applied, for example, by means of atomic layer deposition, also known as atomic layer deposition, or ALD for short.
  • the protective layer is applied, for example, with a thickness of between 30 nm and 40 nm inclusive.
  • the mask layer is structured, with at least one opening being formed in the mask layer.
  • the first contact element is not covered by the mask layer in the opening.
  • the protective layer is exposed in the opening.
  • the protective layer is removed in the area of the opening, so that the contact layer and the first contact element are exposed.
  • the protective layer is removed, for example, by means of etching. It will for example, a wet chemical etching method is used. As an etchant, for example, H 3 PO 4 is used.
  • the contact layer is removed within the opening in areas that are free of the first in view of the main surface.
  • the contact layer is removed by etching, for example.
  • etching for example, a wet chemical etching method is used.
  • HCl is used as an etchant.
  • the second contact element is formed simultaneously with the first contact element by means of the same process.
  • the mask layer is at least partially, in particular completely, removed.
  • the mask layer is removed with an organic solvent or with heat and oxygen or oxygen plasma, also referred to as ashing.
  • contact elements are formed which are not electrically connected to one another via the contact layer. Outside of areas of the contact elements, the main area is covered over the entire area by a contact layer and the protective layer.
  • a contact layer and the protective layer is also conventionally applied and the wafer is thermally annealed. If the wafer is further processed to form such semiconductor chips, these work steps can be dispensed with, and thus also further thermal annealing.
  • a photoresist is used as the mask layer.
  • the photoresist is structured by means of radiation in a second wavelength range. Radiation of the second wavelength range is reflected at the first contact element. For example, the photoresist is exposed to radiation in the second wavelength range and subsequently developed in order to structure the mask layer.
  • the radiation in the second wavelength range is, for example, UV radiation.
  • the second wavelength range preferably includes wavelengths in the near UV range.
  • the second includes
  • Wavelength range Wavelengths between 300 nm and 400 nm inclusive.
  • a so-called positive photoresist is used as the photoresist.
  • a positive photoresist openings can be formed during development in areas where the photoresist has been exposed.
  • radiation in the second wavelength range is preferably directed onto the main surface from the direction of the first contact element. Due to the reflection of the radiation of the second wavelength range at the first contact element, a region of the mask layer that covers the contact element in view of the main area is exposed to a greater extent than other regions of the photoresist. When the mask layer is developed, the openings form in the more heavily exposed area.
  • the wafer can be irradiated areally with radiation of the second wavelength range.
  • a selective irradiation of the mask layer and/or a focussing of the radiation of the second wavelength range is not necessary in this case.
  • an opening in the mask layer in the area of the second contact element is produced at the same time as the opening in the area of the first contact element by means of the same process.
  • the radiation in the second wavelength range is selected such that the semiconductor layer sequence, in particular the entire wafer, is transparent to radiation in the second wavelength range.
  • the radiation in the second wavelength range is radiated in from the direction of a side of the semiconductor layer sequence which is remote from the mask layer.
  • the semiconductor layer sequence and/or the substrate are transparent to radiation in the second wavelength range.
  • a negative photoresist is preferably used for the mask layer.
  • openings are preferably formed during development in areas of the photoresist that were previously not exposed or were exposed to a lesser extent than the rest areas of the photoresist.
  • the irradiation of the radiation of the second wavelength range from the direction of a side of the semiconductor layer sequence remote from the mask layer causes regions of the mask layer which cover the first contact element in view of the main surface to be shaded by the first contact element. This means that the photoresist is hardly or only slightly exposed in this area.
  • the opening is formed in this area when the mask layer is developed.
  • the wafer can be irradiated areally with radiation of the second wavelength range. In this case, selective irradiation of the mask layer and/or focusing of the radiation in the second wavelength range is not necessary.
  • an opening in the mask layer in the area of the second contact element is produced at the same time as the opening in the area of the first contact element by means of the same process.
  • the mask layer is structured thermally.
  • Semiconductor layer sequence irradiated with radiation from a third wavelength range is absorbed by the first contact element.
  • the absorption causes the first contact element to heat up.
  • An absorption rate of the first contact element is, for example, at least five times greater than an absorption rate of the wafer.
  • the mask layer evaporates or melts or sublimates in the area that covers the first contact element. The melting or evaporation or sublimation of the mask layer is in particular a consequence of the heating of the first contact element.
  • the mask layer is preferably formed with a material whose melting, evaporation or sublimation temperature is lower than 200°C or lower than 300°C.
  • the material is, for example, a thermoplastic.
  • the wafer is cleaned in the area of the opening that has formed in order to remove residues of the mask layer in the opening.
  • an oxygen plasma is used for cleaning.
  • an opening in the mask layer in the area of the second contact element is produced at the same time as the opening in the area of the first contact element by means of the same process.
  • the third wavelength range is selected in such a way that the semiconductor layer sequence or the wafer is transparent to radiation in the third wavelength range.
  • heating of the semiconductor layer sequence is kept low or avoided in this way.
  • the radiation of the third wavelength range is directed from a irradiated from the side of the semiconductor layer sequence which is remote from the mask layer.
  • all contact elements are removed in a further method step.
  • the contact elements are removed by etching.
  • a wet chemical etching method is used.
  • a mixture of hydrochloric acid and nitric acid, also known as aqua regia, is used as an etchant.
  • the semiconductor layer sequence is annealed locally or in which at least regional annealing of the semiconductor layer sequence takes place before the application of contact elements, a position of each contact element on the main surface of the
  • the first contact element can thus be arranged in a targeted manner in regions of the wafer that are not taken into account for further processing of the wafer.
  • the position markers can be an OCR field, for example. If the first contact element is arranged on the main surface by means of lithography or using position markings, the contact element can be arranged with a high level of precision. For example, the contact element itself can be used as a position marker during further processing of the wafer, for example to form semiconductor chips. In this case, the first contact element is preferably not removed.
  • a wafer is also specified.
  • the method described here can be carried out on the wafer. This means that all features disclosed for the method are also disclosed for the wafer and vice versa.
  • the wafer comprises a substrate and a semiconductor layer sequence which is arranged on the substrate and has a main surface which is remote from the substrate. At least one electrical contact element is arranged on the main surface.
  • the semiconductor layer sequence is locally annealed in a region of the first contact element. Alternatively, the semiconductor layer sequence is annealed at least in a region on the main surface, with the region on the main surface comprising at least one region on which the first contact element is attached.
  • FIGS. 1 to 9 process stages of a method for performing a function test on a wafer 100, in which the semiconductor layer sequence is locally annealed, according to two exemplary embodiments,
  • FIGS. 10 to 19 process stages of a method for performing a functional test on a wafer 100, in which the semiconductor layer sequence is annealed at least in regions before the arrangement of contact elements, according to an exemplary embodiment
  • FIGS. 20 to 22 method steps of a method in which the semiconductor layer sequence is annealed at least in regions before the application of contact elements, according to further exemplary embodiments.
  • the representations shown in the figures are sectional representations in which a sectional plane runs perpendicular to a main plane of extent of the wafer 100 .
  • a wafer 100 comprising a substrate 2 on which a semiconductor layer sequence 1 is arranged is provided.
  • the substrate 2 is a sapphire substrate.
  • the semiconductor layer sequence 1 has grown epitaxially on the substrate 2, for example.
  • the semiconductor layer sequence 1 is set up, for example, for generating electromagnetic radiation.
  • the semiconductor layer sequence 1 comprises an active zone between a first semiconductor layer and a second semiconductor layer.
  • the semiconductor layer sequence 1 is based on a III-V semiconductor material, such as GaN or InGaN.
  • the first semiconductor layer is, for example, an n-conducting GaN or InGaN-based layer or layer sequence.
  • the second semiconductor layer is, for example, a p-conducting GaN or InGaN-based layer or layer sequence.
  • the active zone is, for example, a GaN- or InGaN-based quantum well structure or multi-quantum well structure.
  • a plurality of first contact elements 31 and a plurality of second contact elements 32 are arranged on a main area 10 of the semiconductor layer sequence 1 (FIG. 1).
  • the main surface 10 faces the substrate 2 .
  • the contact elements 31, 32 each comprise a metal or a plurality of metals.
  • the metals are, for example, titanium, chromium, gold or platinum.
  • the contact elements 31, 32 are applied using a shadow mask 6.
  • the contact elements 31, 32 are produced by depositing or vapor-depositing a contact metal 35 from the direction of the shadow mask 6.
  • the contact elements 31, 32 each have a width of about 50 ⁇ m.
  • the semiconductor layer sequence 1 is thermally cured locally (FIG. 2).
  • the main surface 10 is irradiated with radiation from a first wavelength range 51 from the direction of the first and second contact elements 31, 32.
  • the radiation of the first wavelength range 51 is absorbed by the first and second contact elements 31, 32.
  • the semiconductor layer sequence 1 and preferably the substrate 2 are transparent to radiation in the first wavelength range.
  • the first wavelength range 51 includes, for example, radiation in the visible range of the electromagnetic spectrum and/or in the IR range.
  • the first wavelength range includes wavelengths of at least 450 nm or at least 400 nm.
  • the main surface 10 is in particular irradiated areally with radiation of the first wavelength range 51 .
  • the contact elements 31, 32 Due to the absorption of radiation in the first wavelength range 51 by the contact elements 31, 32, the contact elements 31, 32 are heated to at least 300° C. or at least 350° C. Due to the heating of the contact elements 31, 32, the main surface 10 or the wafer 100 is thermally annealed in the contact areas 11, 12. Healing takes place locally.
  • the local thermal annealing advantageously takes place only in the area of the contact elements 31, 32.
  • An average temperature of the contact elements 31, 32 is at least 50° C. higher than an average temperature of the
  • the average temperature of the semiconductor layer sequence 1 outside the contact regions 11, 12 is, for example, at most 200 °C or at most 100 °C.
  • a first electrical potential 41 is applied to a first contact element 31 and a second electrical potential 42 is applied to a second contact element 32 (FIG. 3).
  • the potentials 41, 42 are each applied, for example, by means of a needle.
  • the potentials 41, 42 differ from each other.
  • the first electrical potential 41 is applied in such a way that an opening 90 is formed in the semiconductor layer sequence 1 in the region of the first contact elements 31 .
  • the first and second contact elements 31, 32 are arranged on a p-conducting layer of the semiconductor layer sequence 1.
  • the breakdown is generated in the p-type layer and the active zone. Electrons can reach an n-conducting layer of the semiconductor layer sequence 1 from the first contact element 31 as a result of the breakdown.
  • the n-conducting layer is arranged between the active zone and the substrate 2.
  • FIG. It is thus possible to energize the active zone of the semiconductor layer sequence 1 in such a way that electromagnetic radiation is generated in the active zone. A functional test of the semiconductor layer sequence 1 is thus possible.
  • the electrical contact elements 31, 32 are removed (FIG. 4).
  • the electrical contact elements 31, 32 are made by wet-chemical etching away. For example, aqua regia is used as an etchant.
  • the method illustrated in Figures 5 to 9 differs from the method illustrated in Figures 1 to 4 in that before the application of the first and second contact elements 31, 32, an electrical contact layer 36 is applied over the entire surface of the main surface 10 ( Figure 5) .
  • the contact layer 36 covers the main surface 10 completely.
  • the contact layer 36 is applied by sputtering.
  • the contact layer 36 is formed with ITO.
  • the contact layer 36 has a thickness between 10 nm and 20 nm inclusive.
  • the first and second electrical contact elements 31, 32 are applied to a side of the contact layer 36 that faces away from the main surface 10 (FIG. 6).
  • the contact elements 31, 32 are applied using the same methods as described in connection with FIG.
  • the contact layer 36 is removed in areas which are free of the contact elements 31, 32 in view of the main surface 10 (FIG. 7).
  • the remaining parts of the contact layer 36 form an intermediate layer 34.
  • the contact layer 36 is removed by means of wet chemical etching.
  • the semiconductor layer sequence 1 is locally annealed (FIG. 8).
  • a first electrical potential 41 is then applied to a first contact element 31 and an electrical potential 42 to a second contact element 42 (FIG. 9).
  • the healing of the Semiconductor layer sequence 1 and the application of the potentials 41, 42 takes place as explained in connection with FIGS.
  • a wafer 100 comprising a substrate 2 and a semiconductor layer sequence 1 arranged on the substrate 2 is provided.
  • An electrical contact layer 36 is applied to a main area 10 of the semiconductor layer sequence 1 (FIG. 10).
  • the contact layer 36 is applied by sputtering.
  • the contact layer 36 is formed with ITO, for example.
  • the contact layer 36 has a thickness between 10 nm and 20 nm inclusive.
  • the substrate 2 is a sapphire substrate.
  • the semiconductor layer sequence 1 has grown epitaxially on the substrate 2, for example.
  • the semiconductor layer sequence 1 is set up, for example, for generating electromagnetic radiation.
  • the semiconductor layer sequence 1 comprises an active zone between a first semiconductor layer and a second semiconductor layer.
  • the semiconductor layer sequence 1 is based on a III-V semiconductor material, such as GaN or InGaN.
  • the first semiconductor layer is, for example, an n-conducting GaN or InGaN-based layer or layer sequence.
  • the second semiconductor layer is, for example, a p-conducting GaN or InGaN-based layer or layer sequence.
  • the active zone is, for example, a GaN- or InGaN-based quantum well structure or multi-quantum well structure.
  • the semiconductor layer sequence 1 is annealed in an area on the main surface 10, the area on the main surface 10 comprising at least one area in which the first and second contact elements 31 are subsequently attached.
  • the entire semiconductor layer sequence 10 is annealed.
  • the wafer 100 is heated to a temperature of at least 300° C. or at least 350° C. for this purpose.
  • First and second electrical contact elements 31, 32 are arranged on a side of the electrical contact layer 36 opposite the main surface 10 (FIG. 11).
  • the contact elements 31, 32 each comprise a metal or a plurality of metals.
  • the metals are, for example, titanium, chromium, gold or platinum.
  • the contact elements 31, 32 are applied using a shadow mask 6.
  • the contact elements 31, 32 are produced by depositing or vapor-depositing a contact metal 35 from the direction of the shadow mask 6.
  • the contact elements 31, 32 each have a width of about 50 ⁇ m.
  • a protective layer 7 is applied to a side of the contact layer 36 facing away from the main surface 10 (FIG. 12).
  • the protective layer 7 completely covers the contact layer 36 and the first and second contact elements 31, 32 in view of the main surface 10.
  • the protective layer 7 is formed with Al 2 O 3 and applied by atomic layer deposition.
  • the thickness of the protective layer 7 is between including 30 nm and 40 nm.
  • the protective layer 7 is designed in particular to protect the contact layer 36 .
  • a mask layer 8 is arranged on a side of the protective layer 7 facing away from the contact layer 36 (FIG. 13).
  • the mask layer 8 is a positive photoresist.
  • the main surface 10 is irradiated areally with radiation from a second wavelength range 52 from the direction of the mask layer 8 (FIG. 14).
  • the radiation of the second wavelength range 52 is unfocused.
  • the radiation of the second wavelength range 52 is, for example, UV radiation.
  • the second wavelength range 52 includes, for example, wavelengths of less than 380 nm or less than 400 nm.
  • radiation of the second wavelength range 52 is reflected at the metallic contact elements 31, 32. Due to this reflection, radiation of the second wavelength range 52 passes through the photoresist twice in areas in which the mask layer 8 covers the first and second contact elements 31, 32. Increased exposure of the photoresist takes place in these areas.
  • the mask layer 8 is structured (FIG. 15).
  • the photoresist is developed.
  • openings 81 are formed in areas in which the photoresist has been more strongly exposed.
  • the openings 81 are therefore formed in areas in which the mask layer 8 covered the contact elements 31, 32 before the structuring.
  • the protective layer 7 is exposed in the openings 81 .
  • the mask layer 8 is thinned by means of an oxygen plasma. The openings 81 can also be widened in the process.
  • the openings 81 have a width which essentially corresponds to the width of the contact elements 31, 32 at their smallest point.
  • the width of the openings 81 at this point is a maximum of 10% or a maximum of 5% larger than the width of the contact elements 31, 32.
  • the protective layer 7 is removed in the area of the contact elements 31, 32 (FIG. 16).
  • the contact elements 31, 32 are preferably free of the protective layer 7 on all sides.
  • the protective layer 7 is removed by means of a wet-chemical etching process using H 3 PO 4 as an etchant.
  • the contact layer 36 is removed in the area of the openings 81 and in areas that are free of the contact elements 31, 32 (FIG. 16).
  • the contact layer 36 is removed in these areas, for example, via wet-chemical etching using HCl as an etchant.
  • the mask layer 8 is removed (FIG. 17).
  • the mask layer 8 is removed, for example, with an organic solvent or by ashing.
  • a first electrical potential 41 and 41 is applied to a first contact element 31 a second electrical contact element 32 applies a second electrical potential 42 (FIG. 18).
  • the electrical potentials 41, 42 are applied and the function test is carried out as explained in connection with FIG.
  • the first and second contact elements 31, 32 are removed ( Figure 19).
  • the contact elements 31, 32 are removed, for example, as explained in connection with FIG.
  • FIG. 20 illustrates a method step as shown in connection with FIG. 14, with the difference that the radiation of the second wavelength range 52 is irradiated from the direction of the substrate 2.
  • the mask layer 8 is preferably formed with a negative photoresist.
  • the contact elements 31, 32 cause shading of areas of the mask layer 8 which cover the contact elements 31, 32 in view of the main surface 10.
  • FIG. When patterning the mask layer 8 by developing the negative photoresist, those areas of the mask layer 8 that were less exposed than other areas of the mask layer 8 are removed.
  • FIGS. 21 and 22 illustrate method steps in which, in contrast to the method steps illustrated in FIGS. 10 to 19, a mask layer 8 is used which can be thermally structured.
  • the mask layer 8 is formed, for example, with a material that has an evaporation temperature or a sublimation temperature of less than 300°C.
  • the mask layer 8 is formed with a thermoplastic.
  • the main surface 10 is exposed to radiation from a third
  • Wavelength range 53 irradiated ( Figure 21). The irradiation takes place from the direction of the mask layer 8.
  • the radiation of the third wavelength range 53 is absorbed by the contact elements 31, 32.
  • the third wavelength range 53 includes, for example, radiation in the visible range of the electromagnetic spectrum and/or in the IR range.
  • the first wavelength range includes wavelengths of at least 450 nm or at least 400 nm. Due to the absorption of the radiation of the third wavelength range 53 by the contact elements 51, the contact elements are heated to 300° C. or 350° C., for example. At such a temperature, the mask layer 8 evaporates or sublimes in areas which cover the contact elements 31, 32 in a plan view of the main area 10 (FIG. 22). Openings 81 form in these areas.
  • residues of the mask layer 8 in the openings can be removed by means of an oxygen plasma.
  • the mask layer 8 it is possible for the mask layer 8 to be thinned.

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Abstract

In mindestens einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird ein Wafer (100) mit einer auf einem Substrat (2) angeordneten Halbleiterschichtenfolge (1) bereitgestellt. Mindestens ein erstes elektrisches Kontaktelement (31) wird an einer von dem Substrat (2) abgewandten Hauptfläche (10) der Halbleiterschichtenfolge (1) angebracht. Die Halbleiterschichtenfolge (1) wird lokal ausgeheilt, wobei das Ausheilen im Bereich des ersten Kontaktelements (31) stattfindet. Alternativ wird die (1) vor dem Anbringen des ersten Kontaktelements (31) in einem Bereich an der Hauptfläche ausgeheilt, wobei dieser Bereich zumindest den Bereich umfasst, in dem das erste Kontaktelement (31) nachfolgend angebracht wird. Ein erstes elektrisches Potential (41) wird an dem ersten Kontaktelement (31) und ein zweites elektrisches Potential (42) wird an einem zweiten Kontaktelement (42) oder dem Substrat (2) angelegt. Das erste elektrische Potential (41) und das zweite elektrische Potential (42) werden unterschiedlich gewählt.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM TESTEN EINES WAFERS UND WAFER
Es wird ein Verfahren zum Durchführen eines Funktionstests an einem Wafer angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein effizientes Verfahren zum Testen einer Funktionsfähigkeit eines Wafers anzugeben, bei dem der Wafer möglichst wenig beeinträchtigt wird. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Wafer anzugeben, an dem ein solches Verfahren durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem ersten Schritt des Verfahrens der Wafer bereitgestellt. Der Wafer umfasst ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Halbleiterschichtenfolge. Die
Halbleiterschichtenfolge ist beispielsweise zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Dazu umfasst die Halbleiterschichtenfolge bevorzugt eine aktive Zone zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht. Die erste Halbleiterschicht ist beispielsweise n-dotiert und die zweite Halbleiterschicht ist beispielsweise p-dotiert. Die Halbleiterschichtenfolge basiert beispielsweise auf einem III-V- Verbindungshalbleitersystem. Bevorzugt basiert die Halbleierschichtenfolge auf einem der folgenden III-V- Verbindungshalbleitersysteme : GaN, InGaN, GaP, InGaAlP.
Das Substrat ist insbesondere ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge. Das Substrat umfasst beispielsweise Saphir oder ist aus Saphir gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder seiner oben beschriebenen Ausführungsform ist das Substrat ein elektrisch leitfähiges Substrat. In diesem Fall ist das Substrat zum Beispiel mit einem Halbleitermaterial wie GaAs gebildet. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Halbleiterschichtenfolge auf InGaAlP basiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird mindestens ein erstes Kontaktelement an eine von dem Substrat abgewandten Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge angebracht. Das erste Kontaktelement wird zum Beispiel direkt auf der Hauptfläche angebracht. Beispielsweise umfasst das Kontaktelement ein Metall oder mehrere Metalle. Bei den Metallen handelt es sich zum Beispiel um Platin, Titan, Chrom oder Gold.
Das erste Kontaktelement wird zum Beispiel mittels Aufdampfen oder Abscheiden aufgebracht. Das erste Kontaktelement wird beispielsweise in Sicht auf die Hauptfläche mit einer Breite zwischen einschließlich 30 gm und einschließlich 50 gm an der Hauptfläche angeordnet.
Zum Aufbringen des ersten Kontaktelements wird beispielsweise eine Schattenmaske verwendet. Optional wird an der Hauptfläche mindestens ein zweites Kontaktelement angeordnet. Das zweite Kontaktelement wird bevorzugt beabstandet zum ersten Kontaktelement angeordnet. Das zweite Kontaktelement umfasst beispielsweise die gleichen Materialien und Abmessungen wie das erste Kontaktelement und wird mit den gleichen Methoden aufgebracht. Vorzugsweise werden das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelemente in einem gemeinsamen Arbeitsschritt aufgebracht .
In einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Halbleiterschichtenfolge in einem Bereich an der Hauptfläche vor dem Aufbringen des ersten und gegebenenfalls zweiten Kontaktelements ausgeheilt. Das Ausheilen erfolgt zumindest in dem Bereich, in dem das erste Kontaktelement und gegebenenfalls das zweite Kontaktelement nachfolgend angebracht wird beziehungsweise werden. Der Bereich an der Hauptfläche wird zum Beispiel zusammenhängend, insbesondere einfach zusammenhängend ausgebildet. Beispielsweise umfasst der Bereich, in dem ausgeheilt wird, die gesamte Hauptfläche. Es ist auch möglich, dass die gesamte
Halbleiterschichtenfolge oder der gesamte Wafer ausgeheilt wird.
Das Ausheilen ist beispielsweise ein thermisches Ausheilen. Beispielsweise wird die Halbleiterschichtenfolge zumindest in dem Bereich, in dem das erste Kontaktelement nachfolgend angeordnet wird oder der Wafer beim thermischen Ausheilen auf eine hohe Temperatur erhitzt. Die Temperatur beträgt dabei zum Beispiel zwischen etwa 300 °C und etwa 400 °C. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird vor dem Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge eine elektrische Kontaktschicht auf der Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Durch das Ausheilen wird ein niederohmiger elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Halbleiterschichtenfolge hergestellt. Das erste und gegebenenfalls das zweite Kontaktelement werden auf einer Seite der Kontaktschicht aufgebracht, die von der Halbleiterschichtenfolge abgewandt ist. Vorzugsweise wird die Kontaktschicht stellenweise entfernt, sodass über die Kontaktschicht keine elektrisch Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelement besteht.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt. Das Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge erfolgt in diesem Fall im Bereich des ersten Kontaktelements und gegebenenfalls im Bereich des zweiten Kontaktelements. Bei dem lokalen Ausheilen handelt es sich insbesondere um ein thermisches Ausheilen. Die gerade erläuterte Ausführungsform stellt insbesondere eine Alternative zu der Ausführungsform dar, bei der die Halbleiterschichtenfolge vor dem Anbringen des ersten Kontaktelements zumindest bereichsweise ausgeheilt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein erstes elektrisches Potential an einem ersten Kontaktelement angelegt. Ein zweites elektrisches Potential wird gegebenenfalls an dem zweiten Kontaktelement oder an dem Substrat angelegt. Das erste elektrische Potential und das zweite elektrische Potential werden unterschiedlich gewählt. Durch das Anlegen der elektrischen Potentiale wird beispielsweise eine Funktionsfähigkeit des Wafers beziehungsweise der Halbleiterschichtenfolge getestet.
Handelt es sich bei der Halbleiterschichtenfolge beispielsweise um eine Halbleiterschichtenfolge, die zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist, wird durch das Anlegen des ersten und zweiten Potentials elektromagnetische Strahlung erzeugt.
Wird das zweite elektrische Potential an dem Substrat angelegt, handelt es sich bei dem Substrat um ein elektrisch leitfähiges Substrat.
Wird das zweite elektrische Potential an einem zweiten Kontaktelement, welches an einer Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist, angelegt, so wird das erste oder zweite elektrische Potential derart gewählt, dass ein Durchbruch in mindestens einer Schicht der Halbleiterschichtenfolge erzeugt wird. Zum Beispiel werden die ersten und zweiten Kontaktelemente an einer p-leitenden Schicht der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Das erste elektrische Potential wird zum Beispiel derart gewählt, dass in einem Bereich der p-leitenden Schicht und der aktiven Zone, der in Draufsicht auf die Hauptfläche von dem ersten Kontaktelement überdeckt ist, der Durchbruch erzeugt wird. Durch den Durchbruch können Elektronen von dem ersten Kontaktelement in eine n-leitende Schicht der
Halbleiterschichtenfolge gelangen. Die n-leitende Schicht ist insbesondere zwischen der aktiven Zone und dem Substrat angeordnet. Durch Anlegen des zweiten Potentials an das zweite Kontaktelement gelangen p-Ladungsträger in die p- leitende Schicht. In diesem Fall bildet das erste Kontaktelement eine Kathode und das zweite Kontaktelement eine Anode. Damit ist es möglich, eine aktive Zone der Halbleiterschichtenfolge zu bestromen und damit elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Wafer mit einer auf einem Substrat angeordneten Halbleiterschichtenfolge bereitgestellt. An einer von dem Substrat abgewandten Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge wird ein erstes Kontaktelement angebracht. Die Halbleiterschichtenfolge wird vor dem Aufbringen des ersten Kontaktelements in einem Bereich an der Hauptfläche ausgeheilt, der zumindest den Bereich umfasst, in dem das Kontaktelement nachfolgend aufgebracht wird. An dem ersten Kontaktelement wird ein erstes elektrisches Potential angelegt. Ein zweites elektrisches Potential wird an einem optionalen zweiten Kontaktelement der
Halbleiterschichtenfolge oder an dem Substrat angelegt. Das erste elektrische Potential und das zweite elektrische Potential werden unterschiedlich gewählt.
In mindestens einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird ein Wafer mit einer auf einem Substrat angeordneten Halbleiterschichtenfolge bereitgestellt. Mindestens ein erstes Kontaktelement wird an einer von dem Substrat abgewandten Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge angebracht. Die Halbleiterschichtenfolge wird lokal ausgeheilt, wobei das Ausheilen im Bereich des ersten Kontaktelements stattfindet. Ein erstes elektrisches Potential wird an dem ersten Kontaktelement und ein zweites elektrisches Potential wird an einem zweiten Kontaktelement an der Halbleiterschichtenfolge oder an dem Substrat angelegt. Das erste elektrische Potential und das zweite elektrische Potential werden unterschiedlich gewählt. Zur Durchführung eines Funktionstests, insbesondere eines Schnelltest, werden herkömmlicherweise Kontakte durch eine Schattenmaske auf den Wafern aufgebracht. Der Wafer wird wärmebehandelt, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontakten und dem Wafer herzustellen. Dies wird nur bei wenigen Wafern, beispielsweise zwischen 10 % und 20 % der insgesamt verarbeiteten Wafer, durchgeführt. Dies geschieht unter der Annahme, dass Wafer aus einem gleichen Verarbeitungsprozess sich hinsichtlich ihrer elektrischen und/oder optischen Eigenschaften ähnlich verhalten. Der Verarbeitungsprozess ist zum Beispiel ein Eptaxieprozess, in dem eine Halbleiterschichtenfolge gewachsen wird. Nachfolgend werden die epitaktisch gewachsenen Strukturen der Wafer gemessen. Anschließend können die Kontakte entfernt werden und der Wafer wird weiterverarbeitet.
Beispielsweise wird der Wafer zu optoelektronischen Halbleiterchips für Leuchtdioden weiterverarbeitet. Das Ausheilen mittels der Wärmebehandlung verändert die elektrischen und/oder optischen Eigenschaften des getesteten Wafer im Vergleich zu den nicht getesteten Wafern. Halbleiterchips, die aus den getesteten Wafer hervorgehen, haben typischerweise eine höhere Vorwärtsspannung und damit schlechtere elektrische und/oder optische Eigenschaften als Halbleiterchips die von Wafern stammen, die nicht getestet wurden.
Beispielsweise wird während der Weiterverarbeitung der Wafer zu Halbleiterchips ein weiteres thermisches Ausheilen durchgeführt. Die Wafer, die einen Schnelltest durchlaufen haben, werden dann doppelt so oft wärmebehandelt wie die übrigen Wafer. Die doppelte Wärmebehandlung führt zum Beispiel zu einer Degeneration der Halbleiterschichtenfolgen und damit zu einer erhöhten Vorwärtsspannung der resultierenden Halbleiterchips.
Das hier beschriebene Testverfahren macht unter anderem von der Idee Gebrauch, die Halbleiterschichtenfolge in Bereichen der Kontaktelemente lokal auszuheilen. Damit wird ein niederohmiger elektrischer Kontakt mit einem niedrigen Kontaktwiderstand zwischen den Kontaktelementen und der Halbleiterschichtenfolge hergestellt ohne den ganzen Wafer zu erwärmen. Dies wird beispielsweise durch optische Anregung erreicht, wobei die Kontaktelemente durch Absorption von Strahlung erwärmt werden. Der Wafer hingegen ist transparent oder im Wesentlichen transparent für diese Strahlung und erwärmt sich nicht signifikant.
Ein Vorteil ist, dass der Wafer nur im Bereich der Kontaktelemente wärmebehandelt wird. Übrige Teile des Wafers lassen sich für die Weiterverarbeitung zu Halbleiterchips nutzen, ohne dass diese Bereiche des Wafers gegenüber nicht getesteten Wafern verändert sind. Werden die elektrischen Kontaktelemente auf dem Wafer entsprechend gewählt können bis zu 99 % des getesteten Wafers für die Weiterverarbeitung uneingeschränkt genutzt werden, während bei einem herkömmlichen Schnelltest der ganze getestete Wafer für die Weiterverarbeitung ungeeignet sein kann.
Eine weitere Idee, die dem vorliegenden Verfahren zugrunde liegt, ist, die Halbleiterschichtenfolge vor dem Aufbringen der Kontaktelemente zumindest bereichsweise auszuheilen.
Dabei wird insbesondere vor dem Ausheilen eine elektrische Kontaktschicht auf der Hauptfläche angeordnet, auf der wiederum nach dem Ausheilen die Kontaktelemente angeordnet werden. Als elektrische Kontaktschicht wird insbesondere eine Schicht gewählt, die auch in der späteren Weiterverarbeitung des Wafers beispielsweise zu Halbleiterchips verwendet wird. In der Weiterverarbeitung müssen dann Arbeitsschritte, die ein Aufbringen der Kontaktschicht und Ausheilen des Wafers umfassen, nicht durchgeführt werden. Ein zweites thermisches Ausheilen des getesteten Wafers wird damit vermieden. Werden die elektrischen Kontaktelemente auf dem Wafer entsprechend gewählt, können auch bei diesem Ansatz bis zu 99 % des Wafers für die Weiterverarbeitung uneingeschränkt genutzt werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nicht nur die Funktionalität der Halbleiterschichtenfolge, sondern auch eine Qualität des niederohmigen Kontakts zwischen der Kontaktschicht und der Halbleiterschichtenfolge getestet werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird, wird an der Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge zumindest ein zweites Kontaktelement angeordnet. Das zweite Kontaktelement wird insbesondere beabstandet zum ersten Kontaktelement angeordnet. In dieser Ausführungsform wird das zweite elektrische Potential an dem zweiten Kontaktelement angelegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird und ein zweites Kontaktelement ausgebildet wird, wird mittels lokalem Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge im Bereich des ersten Kontaktelements ein erster Kontaktbereich und im Bereich des zweiten Kontaktelements ein zweiter Kontaktbereich ausgebildet. Der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich werden insbesondere beabstandet zueinander ausgebildet. Der erste/zweite Kontaktbereich ist in Draufsicht zumindest teilweise von dem ersten/zweiten Kontaktelement überdeckt. Der erste und zweite Kontaktbereich sind insbesondere Bereiche des Wafers, in denen die Halbleiterschichtenfolge beziehungsweise der Wafer lokal ausgeheilt wird.
Der erste Kontaktbereich und/oder der zweite Kontaktbereich weisen beispielsweise eine Breite, gemessen parallel zur Hauptfläche, zwischen einschließlich 50 gm und einschließlich 100 gm auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Breite des ersten/zweiten Kontaktbereichs höchstens doppelt so groß wie die Breite des ersten/zweiten Kontaktelements. Vorteilhafterweise wird mit derart kleinen Kontaktbereichen nur ein geringer Teil des Wafers ausgeheilt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird, erfolgt das lokale Ausheilen mittels Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich. Die Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs umfasst zum Beispiel Infrarotstrahlung oder sichtbares Licht. Der erste Wellenlängenbereich weist zum Beispiel Wellenlängen größer als 400 nm oder größer als 450 nm auf. Der erste Wellenlängenbereich und/oder Materialien des ersten und gegebenenfalls zweiten Kontaktelements sind insbesondere derart gewählt, dass die Strahlung von den Kontaktelementen zumindest teilweise absorbiert wird.
Das erste und/oder das zweite Kontaktelement weist beispielsweise einen Absorptionskoeffizient von mindestens 0,6 oder mindestens 0,7 oder mindestens 0,8 auf. Das erste und/oder das zweite Kontaktelemente weist beispielsweise einen Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,4 oder höchstens 0,3 oder höchstens 0,2 auf.
Die Absorption der Strahlung bewirkt ein Erwärmen des ersten/zweiten Kontaktelements. Das Erwärmen des ersten/zweiten Kontaktelements bewirkt das lokale Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge, insbesondere in dem ersten/zweiten Kontaktbereich.
Eine mittlere Temperatur der Halbleiterschichtenfolge in dem ersten Kontaktbereich und/oder dem zweiten Kontaktbereich ist während des Ausheilens beispielsweise um mindestens 50 °C höher als eine mittlere Temperatur der Halbleiterschichtenfolge außerhalb des ersten/zweiten Kontaktbereichs. Beispielsweise werden die Kontaktelemente während des Ausheilens auf eine Temperatur zwischen einschließlich 300 °C und einschließlich 400 °C erwärmt. Die Halbleiterschichtenfolge oder der Wafer weist außerhalb des ersten/zweiten Kontaktbereichs während der Bestrahlung mit Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs beispielsweise eine mittlere Temperatur von weniger als 300 °C oder weniger als 200 °C oder weniger als 100 °C auf.
Die Bestrahlung des ersten Wellenlängenbereichs erfolgt beispielsweise über eine Zeitspanne von höchstens einer Sekunde oder höchstens einer Minute oder höchstens einer oder mehrere Stunden. Vorzugsweise wird der Wafer mit unfokussierter Strahlung bestrahlt. Beispielsweise wird der Wafer mit einem Blitzlicht bestrahlt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge mittels Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs lokal ausgeheilt wird, wird der erste Wellenlängenbereich derart gewählt, dass die
Halbleiterschichtenfolge transparent für Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs ist. Insbesondere ist der gesamte Wafer für Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs transparent.
Mit „transparent" ist hier und im Folgenden insbesondere gemeint, dass das Substrat und/oder der Wafer höchstens 5 % oder höchstens 10 % der betreffenden Strahlung absorbiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge mittels Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs lokal ausgeheilt wird, wird die Hauptfläche aus Richtung einer von den Kontaktelementen abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge mit Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs bestrahlt. Das heißt, Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs passiert zunächst das Substrat und die Halbleiterschichtenfolge, ehe sie auf das erste und zweite Kontaktelement trifft. Bei dieser Ausführungsform sind das Substrat und die
Halbleiterschichtenfolge transparent für Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird, wird zwischen dem ersten Kontaktelement und der
Halbleiterschichtenfolge eine Zwischenschicht ausgebildet. Dabei wird beispielsweise Material für die Zwischenschicht als elektrische Kontaktschicht flächig auf der Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht.
Die Kontaktschicht umfasst beispielsweise ein transparent leitfähiges Oxid, zum Beispiel Indiumzinnoxid, kurz ITO. Die Kontaktschicht wird zum Beispiel mittels Sputtern aufgebracht. Die elektrische Kontaktschicht wird beispielsweise mit einer Dicke zwischen einschließlich 10 nm und einschließlich 20 nm aufgebracht. In Sicht auf die Hauptfläche überdeckt die elektrische Kontaktschicht die Halbleiterschichtenfolge vorzugsweise vollständig.
Das erste Kontaktelement wird beispielsweise stellenweise auf die Kontaktschicht aufgebracht. Optional wird ein zweites Kontaktelement stellenweise auf die Kontaktschicht aufgebracht. Das erste und gegebenenfalls das zweite Kontaktelement wird beziehungsweise werden zum Beispiel mit einer der oben beschriebenen Methoden aufgebracht.
Die Kontaktschicht wird beispielsweise in Bereichen, die in Sicht auf die Hauptfläche frei von dem ersten Kontaktelement sind, entfernt, womit die Zwischenschicht ausgebildet wird. Die Zwischenschicht ist beispielsweise in Sicht auf die Hauptfläche vollständig von den Kontaktelementen überdeckt.
Bei Halbleiterchips, die aus dem Wafer hergestellt werden, wird häufig eine Kontaktschicht aus transparent leitfähigem Oxid verwendet, die den direkten elektrischen Kontakt zwischen der Halbleiterschichtenfolge und weiteren Kontaktstrukturen herstellt. Wird eine hier beschriebene Zwischenschicht angeordnet, lässt sich mit dem hier beschriebenen Funktionstest vorteilhafterweise neben der Funktionalität der Halbleiterschichtenfolge auch ein Kontaktwiderstand zwischen der Zwischenschicht und der Halbleiterschichtenfolge testen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge zumindest bereichsweise vor dem Aufbringen von Kontaktelementen ausgeheilt wird, wird eine Kontaktschicht auf der Hauptfläche aufgebracht. Die Kontaktschicht wird insbesondere aufgebracht bevor das Ausheilen ausgeführt wird. Die Kontaktschicht umfasst beispielsweise ein transparent leitfähiges Oxid, zum Beispiel ITO. Die Kontaktschicht wird zum Beispiel mittels Sputtern aufgebracht. Die elektrische Kontaktschicht wird beispielsweise mit einer Dicke zwischen einschließlich 10 nm und einschließlich 20 nm aufgebracht.
Das erste Kontaktelement wird stellenweise auf der Kontaktschicht aufgebracht.
In einem weiteren Schritt wird auf einer von der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Kontaktschicht eine Schutzschicht gefolgt von einer Maskenschicht aufgebracht. Die Schutzschicht umfasst beispielsweise AI2O3 und dient unter anderem zum Schutz der elektrischen Kontaktschicht . Die Schutzschicht wird beispielsweise mittels Atomlagenabscheidung, aus dem Englischen auch als Atomic Layer Deposition, kurz ALD, bekannt, aufgebracht. Die Schutzschicht wird beispielsweise mit einer Dicke zwischen einschließlich 30 nm und einschließlich 40 nm aufgebracht.
In einem weiteren Schritt wird die Maskenschicht strukturiert, wobei mindestens eine Öffnung in der Maskenschicht ausgebildet wird. Das erste Kontaktelement wird in der Öffnung nicht von der Maskenschicht überdeckt. Die Schutzschicht wird in der Öffnung freigelegt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Schutzschicht im Bereich der Öffnung entfernt, so dass die Kontaktschicht und das erste Kontaktelement freigelegt werden. Das Entfernen der Schutzschicht erfolgt beispielsweise mittels Ätzen. Es wird zum Beispiel eine nasschemische Ätzmethode verwendet. Als ein Ätzmittel wird beispielsweise H3PO4 verwendet.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Kontaktschicht innerhalb der Öffnung in Bereichen entfernt, die in Sicht auf die Hauptfläche frei von dem ersten sind. Die Kontaktschicht wird beispielsweise mittels Ätzen entfernt. Zum Beispiel wird eine nasschemische Ätzmethode verwendet. Beispielsweise wird HCl als ein Ätzmittel verwendet.
Gegebenenfalls wird das zweite Kontaktelement mittels des gleichen Prozesses gleichzeitig mit dem ersten Kontaktelement ausgebildet .
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Maskenschicht zumindest teilweise, insbesondere vollständig entfernnt. Beispielsweise wird die Maskenschicht mit einem organischen Lösemittel oder mittels Wärme und Sauerstoff oder Sauerstoffplasma, auch als Veraschen bezeichnet, entfernt.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens werden Kontaktelemente ausgebildet, die nicht über die Kontaktschicht elektrisch miteinander verbunden sind. Außerhalb von Bereichen der Kontaktelemente wird die Hauptfläche flächig von einer Kontaktschicht und der Schutzschicht überdeckt. Bei einer Weiterverarbeitung des Wafers, beispielsweise zu bestimmten Halbleiterchips für Leuchtdioden, wird herkömmlicherweise ebenfalls eine solche Kontaktschicht und Schutzschicht aufgebracht und der Wafer thermisch ausgeheilt. Bei einer Weiterverarbeitung des Wafers zu solchen Halbleiterchips kann auf diese Arbeitsschritte verzichtet werden und damit auch auf ein weiteres thermisches Ausheilen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge zumindest bereichsweisevor dem Anbringen von Kontaktelementen ausgeheilt wird, wird als Maskenschicht ein Fotoresist verwendet. Der Fotoresist wird mittels Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs strukturiert. Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs wird dabei an dem ersten Kontaktelement Kontaktelement reflektiert. Beispielsweise wird der Fotoresist mit Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs belichtet und nachfolgend entwickelt, um die Maskenschicht zu Strukturieren.
Bei der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs handelt es sich zum Beispiel um UV-Strahlung. Vorzugsweise umfasst der zweite Wellenlängenbereich Wellenlängen des nahen UV- Bereichs. Beispielsweise umfasst der zweite
Wellenlängenbereich Wellenlängen zwischen einschließlich 300 nm und einschließlich 400 nm.
Zum Beispiel wird als Fotoresist ein sogenannter positiver Fotoresist verwendet. Bei einem positiven Fotoresist lassen sich beim Entwickeln Öffnungen in Bereichen ausbilden, in denen der Fotoresist belichtet wurde. In diesem Fall wird vorzugsweise Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs aus Richtung des ersten Kontaktelements auf die Hauptfläche gerichtet. Aufgrund der Reflektion der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs am ersten Kontaktelement wird ein Bereich der Maskenschicht, der in Sicht auf die Hauptfläche das Kontaktelement überdeckt, stärker belichtet als übrige Bereiche des Fotoresists. Beim Entwickeln der Maskenschicht bilden sich im stärker belichteten Bereich die Öffnungen aus. Da eine lokal erhöhte Belichtung im Bereich der späteren Öffnung durch die Reflexion am ersten Kontaktelement erreicht wird, lässt sich der Wafer flächig mit Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs bestrahlen. Eine selektive Bestrahlung der Maskenschicht und/oder eine Fokussierung der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs ist in diesem Fall nicht notwendig .
Gegebenenfalls wird eine Öffnung in der Maskenschicht im Bereich des zweiten Kontaktelements mittels des gleichen Prozesses gleichzeitig mit der Öffnung im Bereich des ersten Kontaktelements hergestellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Maskenschicht mittels Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs strukturiert wird, wird die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs derart gewählt, dass die Halbleiterschichtenfolge, insbesondere der gesamte Wafer transparent für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Maskenschicht mittels Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs strukturiert wird, wird die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs aus Richtung einer von der Maskenschicht abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge eingestrahlt. Die Halbleiterschichtenfolge und/oder das Substrat sind in diesem Fall transparent für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs.
In dieser Ausführungsform wird für die Maskenschicht bevorzugt ein negativer Fotoresist verwendet. Bei einem negativen Fotoresist werden beim Entwickeln Öffnungen vorzugsweise in Bereichen des Fotoresists ausgebildet, die zuvor nicht oder weniger stark belichtet wurden als übrige Bereiche des Fotoresists. Das Einstrahlen der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs aus Richtung einer von der Maskenschicht abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge bewirkt, dass Bereiche der Maskenschicht die, in Sicht auf die Hauptfläche das erste Kontaktelemente überdecken, von dem ersten Kontaktelement abgeschattet werden. Das heißt, in diesem Bereich wird der Fotoresist kaum oder wenig belichtet. Beim Entwickeln der Maskenschicht bilden sich in diesem Bereich die Öffnung aus. Da eine lokal verringerte Belichtung im Bereich der späteren Öffnung durch eine Abschattung erreicht wird, lässt sich der Wafer flächig mit Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs bestrahlen. Eine selektive Bestrahlung der Maskenschicht und/oder eine Fokussierung der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs ist in diesem Fall nicht notwendig.
Gegebenenfalls wird eine Öffnung in der Maskenschicht im Bereich des zweiten Kontaktelements mittels des gleichen Prozesses gleichzeitig mit der Öffnung im Bereich des ersten Kontaktelements hergestellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem eine Maskenschicht aufgebracht wird, wird die Maskenschicht thermisch strukturiert. Dazu wird die
Halbleiterschichtenfolge mit Strahlung aus einem dritten Wellenlängenbereich bestrahlt. Die Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs wird von dem ersten Kontaktelement absorbiert. Die Absorption bewirkt insbesondere ein Erwärmen des ersten Kontaktelements. Eine Absorptionsrate des ersten Kontaktelements ist zum Beispiel mindestens fünfmal so groß wie eine Absorptionsrate des Wafers. Die Maskenschicht verdampft oder schmilzt oder sublimiert im Bereich, der das erste Kontaktelement überdeckt. Das Schmelzen oder Verdampfen oder Sublimieren der Maskenschicht ist insbesondere eine Folge des Aufheizens des ersten Kontaktelements. Die Maskenschicht wird in dieser Ausführungsform bevorzugt mit einem Material gebildet dessen Schmelz-, Verdampfungs- oder Sublimationstemperatur niedriger als 200°C oder niedriger 300 °C ist. Bei dem Material handelt es sich beispielsweise um eine Thermoplastik.
Optional wird anschließend an das Verdampfen oder Schmelzen der Maskenschicht der Wafer im Bereich der entstandenen Öffnung gereinigt, um Reste der Maskenschicht in der Öffnung zu entfernen. Zum Reinigen wird zum Beispiel ein Sauerstoffplasma verwendet.
Gegebenenfalls wird eine Öffnung in der Maskenschicht im Bereich des zweiten Kontaktelements mittels des gleichen Prozesses gleichzeitig mit der Öffnung im Bereich des ersten Kontaktelements hergestellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Maskenschicht thermisch strukturiert wird, wird der dritte Wellenlängenbereich derart gewählt, dass die Halbleiterschichtenfolge oder der Wafer transparent für Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs ist. Vorteilhafterweise wird damit eine Erwärmung der Halbleiterschichtenfolge gering gehalten oder vermieden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Maskenschicht thermisch strukturiert wird, wird die Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs aus Richtung einer von der Maskenschicht abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge eingestrahlt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird oder bei dem ein zumindest bereichsweises Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge vor dem Aufbringen von Kontaktelementen erfolgt, werden in einem weiteren Verfahrensschritt alle Kontaktelemente entfernt. Zum Beispiel werden die Kontaktelemente mittels Ätzen entfernt. Beispielsweise wird eine nasschemische Ätzmethode verwendet. Als Ätzmittel wird zum Beispiel eine Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure, auch Königswasser genannt, verwendet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird oder bei dem ein zumindest bereichsweises Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge vor dem Aufbringen von Kontaktelementen erfolgt, wird eine Position eines jeden Kontaktelements an der Hauptfläche der
Halbleiterschichtenfolge mittels Lithografie oder anhand einer Positionsmarkierung gewählt. Beispielsweise kann damit das erste Kontaktelement gezielt in Bereichen des Wafers angeordnet werden, die für eine Weiterverarbeitung des Wafers nicht berücksichtigt werden. Bei den Positionsmarkierungen kann es sich beispielsweise um ein OCR-Feld handeln. Wird das erste Kontaktelemente mittels Lithografie oder anhand von Positionsmarkierungen auf der Hauptfläche angeordnet, lässt sich das Kontaktelement mit einer hohen Präzision anordnen. Beispielsweise lässt sich das Kontaktelement bei einer Weiterverarbeitung des Wafers, beispielsweise zu Halbleiterchips, selbst als Positionsmarkierung nutzen. In diesem Fall wird das erste Kontaktelement vorzugsweise nicht entfernt.
Gegebenenfalls wird eine Position des zweiten Kontaktelements mittels der gleichen Methode gleichzeitig mit dem ersten Kontaktelement hergestellt.
Es wird des Weiteren ein Wafer angegeben. An dem Wafer lässt sich insbesondere das hier beschriebene Verfahren durchführen. Das heißt, sämtliche für das Verfahren offenbarte Merkmale sind auch für den Wafer offenbart und umgekehrt.
Der Wafer umfasst ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Halbleiterschichtenfolge mit einer vom dem Substrat abgewandten Hauptfläche. Mindestens ein elektrisches Kontaktelement ist an der Hauptfläche angeordnet ist. Die Halbleiterschichtenfolge ist in einem Bereich des ersten Kontaktelements lokal ausgeheilt. Alternativ ist die Halbleiterschichtenfolge zumindest in einem Bereich an der Hauptfläche ausgeheilt, wobei der Bereich an der Hauptfläche zumindest einen Bereich umfasst, an dem das erste Kontaktelement angebracht ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den folgenden in Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige und gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht grundsätzlich als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine verbesserte Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1 bis 9 Verfahrensstadien eines Verfahrens zum Durchführen eines Funktionstests an einem Wafer 100, bei dem die Halbleiterschichtenfolge lokal ausgeheilt wird, gemäß zweier Ausführungsbeispiele,
Figuren 10 bis 19 Verfahrensstadien eines Verfahrens zum Durchführen eines Funktionstests an einem Wafer 100, bei dem die Halbleiterschichtenfolge vor dem Anordnen von Kontaktelementen zumindest bereichsweise ausgeheilt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figuren 20 bis 22 Verfahrensschritte eines Verfahrens, bei dem die Halbleiterschichtenfolge vor dem Aufbringen von Kontaktelementen zumindest bereichsweise ausgeheilt wird, gemäß weiterer Ausführungsbeispiele.
Bei den in den Figuren gezeigten Darstellungen handelt es sich jeweils um Schnittdarstellungen, bei denen eine Schnittebene senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Wafers 100 verläuft.
Bei dem in den Figuren 1 bis 4 illustrierten Verfahren wird ein Wafer 100, umfassend ein Substrat 2, auf dem eine Halbleiterschichtenfolge 1 angeordnet ist, bereitgestellt.
Bei dem Substrat 2 handelt es sich um ein Saphirsubstrat. Die Halbleiterschichtenfolge 1 ist beispielsweise auf dem Substrat 2 epitaktisch gewachsen. Die Halbleiterschichtenfolge 1 ist beispielsweise zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Die Halbleiterschichtenfolge 1 umfasst eine aktive Zone zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht. Die Halbleiterschichtenfolge 1 basiert auf einem III-V-Halbleitermaterial, wie zum Beispiel GaN oder InGaN. Die erste Halbleiterschicht ist beispielsweise eine n- leitende GaN- oder InGaN-basierte Schicht oder Schichtenfolge. Die zweite Halbleiterschicht ist beispielsweise eine p-leitende GaN oder InGaN-basierte Schicht oder Schichtenfolge. Die aktive Zone ist beispielsweise eine GaN- oder InGaN-basierte QuantentopfStruktur oder MultiquantentopfStruktur.
Auf einer Hauptfläche 10 der Halbleiterschichtenfolge 1 werden mehrere erste Kontaktelemente 31 und mehrere zweite Kontaktelemente 32 angeordnet (Figur 1). Die Hauptfläche 10 liegt dem Substrat 2 gegenüber.
Die Kontaktelemente 31, 32 umfassen jeweils ein Metall oder mehrere Metalle. Bei den Metallen handelt es sich zum Beispiel um Titan, Chrom, Gold oder Platin.
Die Kontaktelemente 31, 32 werden unter Verwendung einer Schattenmaske 6 aufgebracht.
Die Kontaktelemente 31, 32 werden durch Abscheiden oder Aufdampfen eines Kontaktmetalls 35 aus Richtung der Schattenmaske 6 hergestellt.
In Sicht auf die Hauptfläche 10 weisen die Kontaktelemente 31, 32 jeweils eine Breite von etwa 50 pm auf. In einem weiteren Schritt wird die Halbleiterschichtenfolge 1 thermisch lokal ausgeheilt (Figur 2). Die Hauptfläche 10 wird mit Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich 51 aus Richtung der ersten und zweiten Kontaktelemente 31, 32 bestrahlt. Die Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs 51 wird von den ersten und zweiten Kontaktelementen 31, 32 absorbiert. Die Halbleiterschichtenfolge 1 und bevorzugt das Substrat 2 sind transparent für Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs. Der erste Wellenlängenbereich 51 umfasst beispielsweise Strahlung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und/oder im IR-Bereich. Beispielsweise umfasst der erste Wellenlängenbereich Wellenlängen von mindestens 450 nm oder mindestens 400 nm.
Die Hauptfläche 10 wird insbesondere flächig mit Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs 51 bestrahlt.
Aufgrund von Absorption von Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs 51 durch die Kontaktelemente 31, 32 werden die Kontaktelemente 31, 32 auf mindestens 300 °C oder mindestens 350 °C erwärmt. Aufgrund der Erwärmung der Kontaktelemente 31, 32 wird die Hauptfläche 10 beziehungsweise der Wafer 100 in Kontaktbereichen 11, 12 thermisch ausgeheilt. Das Ausheilen erfolgt lokal. Die Kontaktbereiche 11, 12 werden, wie die Kontaktelemente 31,
32, voneinander beabstandet ausgebildet.
Vorteilhafterweise erfolgt das lokale thermische Ausheilen nur im Bereich der Kontaktelemente 31, 32. Eine mittlere Temperatur der Kontaktelemente 31, 32 ist um mindestens 50 °C höher als eine mittlere Temperatur der
Halbleiterschichtenfolge 1. Die mittlerer Temperatur der Halbleiterschichtenfolge 1 außerhalb der Kontaktbereiche 11, 12 beträgt beispielsweise höchstens 200 °C oder höchstens 100 °C .
Abweichend zu dem in der Figur 2 gezeigten Verfahrensschritt ist es auch möglich, dass die Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs aus Richtung des Substrats 2 eingestrahlt wird.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird an ein erstes Kontaktelement 31 ein erstes elektrisches Potential 41 und an ein zweites Kontaktelement 32 ein zweites elektrisches Potential 42 angelegt (Figur 3). Die Potentiale 41, 42 werden zum Beispiel jeweils mittels einer Nadel angelegt. Die Potentiale 41, 42 unterscheiden sich voneinander. Das erste elektrische Potential 41 wird derart angelegt, dass in der Halbleiterschichtenfolge 1 im Bereich der ersten Kontaktelemente 31 ein Durchbruch 90 ausgebildet wird. Zum Beispiel werden die ersten und zweiten Kontaktelemente 31, 32 an einer p-leitenden Schicht der Halbleiterschichtenfolge 1 angeordnet. Der Durchbruch wird in der p-leitenden Schicht und der aktiven Zone erzeugt. Durch den Durchbruch können Elektronen von dem ersten Kontaktelement 31 in eine n- leitende Schicht der Halbleiterschichtenfolge 1 gelangen. Die n-leitende Schicht ist zwischen der aktiven Zone und dem Substrat 2 angeordnet. Damit ist es möglich, die aktive Zone der Halbleiterschichtenfolge 1 so zu bestromen, dass in der aktiven Zone elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Damit ist ein Funktionstest der Halbleiterschichtenfolge 1 möglich.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden die elektrischen Kontaktelemente 31, 32 entfernt (Figur 4). Die elektrischen Kontaktelemente 31, 32 werden durch nasschemisches Ätzen entfernt. Als Ätzmittel wird zum Beispiel Königswasser verwendet .
Das in den Figuren 5 bis 9 illustrierte Verfahren unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 4 illustrierten Verfahren dadurch, dass vor dem Aufbringen der ersten und zweiten Kontaktelemente 31, 32 eine elektrische Kontaktschicht 36 flächig auf der Hauptfläche 10 aufgebracht wird (Figur 5). Die Kontaktschicht 36 überdeckt die Hauptfläche 10 vollständig. Die Kontaktschicht 36 wird mittels Sputtern aufgebracht. Die Kontaktschicht 36 ist mit ITO gebildet. Die Kontaktschicht 36 weist eine Dicke zwischen einschließlich 10 nm und 20 nm auf.
Auf einer Seite der Kontaktschicht 36, die von der Hauptfläche 10 abgewandt ist, werden die ersten und zweiten elektrischen Kontaktelemente 31, 32 aufgebracht (Figur 6).
Die Kontaktelemente 31, 32 werden unter Verwendung der gleichen Methoden wie im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben aufgebracht.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Kontaktschicht 36 in Bereichen entfernt, die in Sicht auf die Hauptfläche 10 frei von den Kontaktelementen 31, 32 sind (Figur 7). Die verbleibenden Teile der Kontaktschicht 36 bilden eine Zwischenschicht 34. Zum Beispiel wird die Kontaktschicht 36 mittels nasschemischen Ätzen entfernt.
In einem weiteren Schritt wird die Halbleiterschichtenfolge 1 lokal ausgeheilt (Figur 8). Nachfolgend wird ein erstes elektrisches Potential 41 an ein erstes Kontaktelement 31 und ein elektrisches Potential 42 an ein zweites Kontaktelement 42 angelegt (Figur 9). Das Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge 1 und das Anlegen der Potentiale 41, 42 erfolgt wie im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläutert.
Bei dem Verfahren der Figuren 10 bis 19 wird ein Wafer 100, umfassend ein Substrat 2 und eine auf dem Substrat 2 angeordnete Halbleiterschichtenfolge 1, bereitgestellt. Auf einer Hauptfläche 10 der Halbleiterschichtenfolge 1 wird eine elektrische Kontaktschicht 36 aufgebracht (Figur 10). Die Kontaktschicht 36 wird mittels Sputtern aufgebracht. Die Kontaktschicht 36 ist zum Beispiel mit ITO gebildet. Die Kontaktschicht 36 weist eine Dicke zwischen einschließlich 10 nm und 20 nm auf.
Bei dem Substrat 2 handelt es sich um ein Saphirsubstrat. Die Halbleiterschichtenfolge 1 ist beispielsweise auf dem Substrat 2 epitaktisch gewachsen.
Die Halbleiterschichtenfolge 1 ist beispielsweise zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Die Halbleiterschichtenfolge 1 umfasst eine aktive Zone zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht. Die Halbleiterschichtenfolge 1 basiert auf einem III-V-Halbleitermaterial, wie zum Beispiel GaN oder InGaN. Die erste Halbleiterschicht ist beispielsweise eine n- leitende GaN- oder InGaN-basierte Schicht oder Schichtenfolge. Die zweite Halbleiterschicht ist beispielsweise eine p-leitende GaN oder InGaN-basierte Schicht oder Schichtenfolge. Die aktive Zone ist beispielsweise eine GaN- oder InGaN-basierte QuantentopfStruktur oder MultiquantentopfStruktur. An das Aufbringen der Kontaktschicht 36 nachfolgend wird die Halbleiterschichtenfolge 1 in einem Bereich an der Hauptfläche 10 ausgeheilt, wobei der Bereich an der Hauptfläche 10 wenigstens einen Bereich umfasst, in dem erste und zweite Kontaktelemente 31 nachfolgend angebracht werden. Insbesondere wird die gesamte Halbleiterschichtenfolge 10 ausgeheilt. Beispielsweise wird dazu der Wafer 100 auf eine Temperatur von mindestens 300 °C oder mindestens 350 °C erwärmt .
Auf einer der Hauptfläche 10 gegenüberliegenden Seite der elektrischen Kontaktschicht 36 werden erste und zweite elektrische Kontaktelemente 31, 32 angeordnet (Figur 11).
Die Kontaktelemente 31, 32 umfassen jeweils ein Metall oder mehrere Metalle. Bei den Metallen handelt es sich zum Beispiel um Titan, Chrom, Gold oder Platin.
Die Kontaktelemente 31, 32 werden unter Verwendung einer Schattenmaske 6 aufgebracht. Die Kontaktelemente 31, 32 werden durch Abscheiden oder Aufdampfen eines Kontaktmetalls 35 aus Richtung der Schattenmaske 6 hergestellt.
In Sicht auf die Hauptfläche 10 weisen die Kontaktelemente 31, 32 jeweils eine Breite von etwa 50 pm auf.
Auf einer von der Hauptfläche 10 abgewandten Seite der Kontaktschicht 36 wird eine Schutzschicht 7 aufgebracht (Figur 12). Die Schutzschicht 7 überdeckt in Sicht auf die Hauptfläche 10 die Kontaktschicht 36 sowie die ersten und zweiten Kontaktelemente 31, 32 vollständig. Die Schutzschicht 7 wird mit AI2O3 gebildet und mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht. Die Dicke der Schutzschicht 7 beträgt zwischen einschließlich 30 nm und 40 nm. Die Schutzschicht 7 ist insbesondere zum Schutz der Kontaktschicht 36 eingerichtet.
In einem weiteren Schritt wird auf einer von der Kontaktschicht 36 abgewandten Seite der Schutzschicht 7 eine Maskenschicht 8 angeordnet (Figur 13). Bei der Maskenschicht 8 handelt es sich um einen positiven Fotoresist.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Hauptfläche 10 mit Strahlung aus einem zweiten Wellenlängenbereich 52 aus Richtung der Maskenschicht 8 flächig bestrahlt (Figur 14).
Das heißt, die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs 52 ist unfokussiert. Bei der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs 52 handelt es sich beispielsweise um UV- Strahlung. Der zweite Wellenlängenbereich 52 umfasst beispielsweise Wellenlängen kleiner 380 nm oder kleiner 400 nm. Wie in Figur 14 gezeigt ist, wird Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs 52 an den metallischen Kontaktelementen 31, 32 reflektiert. Aufgrund dieser Reflektion passiert Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs 52 den Fotoresist doppelt in Bereichen, in denen die Maskenschicht 8 die ersten und zweiten Kontaktelemente 31, 32 überdecken. In diesen Bereichen findet eine erhöhte Belichtung des Fotoresists statt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Maskenschicht 8 strukturiert (Figur 15). Dazu wird der Fotoresist entwickelt. Dabei bilden sich Öffnungen 81 in Bereichen, in denen der Fotoresist stärker belichtet wurde. Die Öffnungen 81 bilden sich also in Bereichen, in denen die Maskenschicht 8 vor der Strukturierung die Kontaktelemente 31, 32 überdeckt hat. In den Öffnungen 81 wird die Schutzschicht 7 freigelegt. In einem optionalen, nicht gezeigten Verfahrensschritt wird die Maskenschicht 8 mittels eines Sauerstoffplasmas gedünnt. Dabei können auch die Öffnungen 81 geweitet werden.
Die Öffnungen 81 weisen in Sicht auf die Hauptfläche 10 eine Breite auf, die an ihrer geringsten Stelle im Wesentlichen der Breite der Kontaktelemente 31, 32 entspricht. Beispielsweise ist die Breite der Öffnungen 81 an dieser Stelle maximal 10 % oder maximal 5 % größer als die Breite der Kontaktelemente 31, 32.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Schutzschicht 7 im Bereich der Kontaktelemente 31, 32 entfernt (Figur 16).
Die Kontaktelemente 31, 32 sind nach dem Entfernen der Schutzschicht 7 vorzugsweise an allen Seiten frei von der Schutzschicht 7. Die Schutzschicht 7 wird mittels eines nasschemischen Ätzverfahrens unter Verwendung von H3PO4 als Ätzmittel entfernt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Kontaktschicht 36 im Bereich der Öffnungen 81 und in Bereichen, die frei von den Kontaktelementen 31, 32 sind, entfernt (Figur 16). Das Entfernen der Kontaktschicht 36 in diesen Bereichen erfolgt beispielsweise über ein nasschemisches Ätzen unter Verwendung von HCl als Ätzmittel.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Maskenschicht 8 entfernt (Figur 17). Die Maskenschicht 8 wird beispielsweise mit einem organischen Lösungsmittel oder mittels Veraschen entfernt .
In einem weiteren Verfahrensschritt wird an ein erstes Kontaktelement 31 ein erstes elektrisches Potential 41 und an ein zweites elektrisches Kontaktelement 32 ein zweites elektrisches Potential 42 angelegt (Figur 18). Das Anlegen der elektrischen Potentiale 41, 42 sowie das Durchführen des Funktionstests erfolgt wie in Verbindung mit Figur 3 erläutert .
In einem optionalen Verfahrensschritt werden die ersten und zweiten Kontaktelemente 31, 32 entfernt (Figur 19). Das Entfernen der Kontaktelemente 31, 32 wird beispielsweise wie in Zusammenhang mit der Figur 4 erläutert durchgeführt.
Figur 20 illustriert einen Verfahrensschritt wie er in Verbindung mit der Figur 14 dargestellt ist, mit dem Unterschied, dass die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs 52 aus Richtung des Substrats 2 eingestrahlt wird. Die Maskenschicht 8 ist vorzugsweise mit einem negativen Fotoresist gebildet. Die Kontaktelemente 31, 32 bewirken eine Abschattung von Bereichen der Maskenschicht 8, die in Sicht auf die Hauptfläche 10 die Kontaktelemente 31, 32 überdecken. Bei einer Strukturierung der Maskenschicht 8 mittels Entwickeln des negativen Fotoresists werden solche Bereiche der Maskenschicht 8 entfernt, die weniger stark belichtet wurden als übrige Bereiche der Maskenschicht 8.
Die Figuren 21 und 22 illustrieren Verfahrensschritte, bei denen im Unterschied zu den in den Figuren 10 bis 19 illustrierten Verfahrensschritten eine Maskenschicht 8 verwendet wird, die sich thermisch strukturieren lässt. Die Maskenschicht 8 ist beispielsweise mit einem Material gebildet, das eine Verdampfungstemperatur oder eine Sublimationstemperatur von weniger als 300 °C aufweist. Beispielsweise ist die Maskenschicht 8 mit einer Thermoplastik gebildet. Bei der Strukturierung der Maskenschicht 8 wird die Hauptfläche 10 mit Strahlung eines dritten
Wellenlängenbereichs 53 bestrahlt (Figur 21). Die Bestrahlung erfolgt aus Richtung der Maskenschicht 8. Die Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs 53 wird von den Kontaktelementen 31, 32 absorbiert. Der dritte Wellenlängenbereich 53 umfasst beispielsweise Strahlung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und/oder im IR-Bereich. Beispielsweise umfasst der erste Wellenlängenbereich Wellenlängen von mindestens 450 nm oder mindestens 400 nm. Aufgrund von Absorption der Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs 53 durch die Kontaktelemente 51 werden die Kontaktelemente auf beispielsweise 300 °C oder 350 °C erwärmt. Bei einer solchen Temperatur verdampft oder sublimiert die Maskenschicht 8 in Bereichen, die in Draufsicht auf die Hauptfläche 10 die Kontaktelemente 31, 32 überdecken (Figur 22). In diesen Bereichen bilden sich Öffnungen 81.
Optional können Reste der Maskenschicht 8 in den Öffnungen mittels eines Sauerstoffplasmas entfernt werden. Dabei ist es möglich, dass die Maskenschicht 8 gedünnt wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere die Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102021 108 756.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
1 Halbleiterschichtenfolge
2 Substrat 31 erstes Kontaktelement
32 zweites Kontaktelement
34 Zwischenschicht
35 Kontaktmetall
36 KontaktSchicht 41 erstes elektrisches Potential
42 zweites elektrisches Potential 10 Hauptfläche 11 erster Kontaktbereich 12 zweiter Kontaktbereich 51 Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs
52 Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs
53 Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs 6 Schattenmaske
7 Schutzschicht 8 Maskenschicht 81 Öffnung
90 Durchbruch
100 Wafer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Durchführen eines Funktionstest an einem Wafer (100) mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen des Wafers (100) mit einer auf einem Substrat (2) angeordneten Halbleiterschichtenfolge (1);
- Anbringen von mindestens einem ersten Kontaktelement (31) an einer von dem Substrat (2) abgewandten Hauptfläche (10) der Halbleiterschichtenfolge (1);
- Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge (1) in einem Bereich an der Hauptfläche (10) vor dem Anbringen des ersten Kontaktelements (31), zumindest in einem Bereich, in dem das erste Kontaktelement (31) nachfolgend angebracht wird, oder lokales Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge (1) im Bereich des ersten Kontaktelements (31);
- Anlegen eines ersten elektrischen Potentials (41) an dem ersten Kontaktelement (31) und eines zweiten elektrischen Potentials (42) an einem zweiten Kontaktelement (32) oder dem Substrat (2), wobei das erste elektrische Potential (41) und das zweite elektrische Potential (42) unterschiedlich gewählt werden, wobei
- an der Hauptfläche (10) der Halbleiterschichtenfolge (1) beabstandet zum ersten Kontaktelement (31) zumindest ein zweites Kontaktelement (32) angeordnet wird,
- mittels lokalem Ausheilen der Halbleiterschichtenfolge (1) im Bereich des ersten Kontaktelements (31) ein erster Kontaktbereich (11) und im Bereich des zweiten Kontaktelements (32) ein vom ersten Kontaktbereich (11) beabstandeter zweiter Kontaktbereich (12) ausgebildet wird, und - das zweite elektrische Potential (42) an dem zweiten Kontaktelement (32) angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
- eine Kontaktschicht (36) auf der Hauptfläche (10) aufgebracht wird, bevor das Ausheilen durchgeführt wird,
- das erste Kontaktelement (31) stellenweise auf der Kontaktschicht (36) aufgebracht wird,
- auf einer von der Halbleiterschichtenfolge (1) abgewandten Seite der Kontaktschicht (36) eine Schutzschicht (7) gefolgt von einer Maskenschicht (8) aufgebracht wird,
- die Maskenschicht (8) strukturiert wird, wobei Öffnungen (81) in der Maskenschicht (8) ausgebildet werden, sodass das Kontaktelement (31) in Sicht auf die Hauptfläche (10) nicht von der Maskenschicht (8) überdeckt und die Schutzschicht (7) in den Öffnungen (81) freigelegt wird,
- die Schutzschicht (7) im Bereich der Öffnungen (81) entfernt wird, sodass die Kontaktschicht (36) und das erste Kontaktelement (31) freigelegt werden,
- die Kontaktschicht (36) im Bereich der Öffnungen (81) in Bereichen entfernt wird, die in Sicht auf die Hauptfläche (10) frei von dem ersten Kontaktelement (31) sind, und
- die Maskenschicht (8) vollständig entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem
- als Maskenschicht (8) ein Fotoresist verwendet wird,
- der Fotoresist mittels Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs (52) strukturiert wird, wobei - Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (52) an den ersten Kontaktelement (31) reflektiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der zweite Wellenlängenbereich (52) derart gewählt wird, dass die Halbleiterschichtenfolge (1) transparent für Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (52) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (52) aus Richtung einer von der Maskenschicht (8) abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge (1) eingestrahlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Maskenschicht (8) thermisch strukturiert wird, wobei
- die Halbleiterschichtenfolge (1) mit Strahlung aus einem dritten Wellenlängenbereich (53) bestrahlt wird,
- die Strahlung aus dem dritten Wellenlängenbereich (53) von dem ersten Kontaktelement (31) absorbiert wird, und
- die Maskenschicht (8) in Bereichen, die das erste Kontaktelement (31) überdecken, verdampft oder schmilzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die der dritte Wellenlängenbereich (53) derart gewählt wird, dass Halbleiterschichtenfolge (1) transparent für Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs (53) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs (53) aus Richtung einer von der Maskenschicht (8) abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge (1) eingestrahlt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zweite Kontaktelement (32) mittels des gleichen Prozesses gleichzeitig mit dem ersten Kontaktelement (31) ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- die Halbleiterschichtenfolge (1) mittels Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich (51) lokal ausgeheilt wird, wobei
- Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich (51) zumindest von einem Teil des ersten Kontaktelements (31) absorbiert wird, und
- eine mittlere Temperatur der Halbleiterschichtenfolge (1) in dem ersten Kontaktbereich (11) während des
Ausheilens mindestens um 50 °C höher ist als eine mittlere Temperatur der Halbleiterschichtenfolge (1) außerhalb des ersten Kontaktbereichs (11).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Wellenlängenbereich (51) derart gewählt wird, dass die Halbleiterschichtenfolge (1) transparent für Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs (51) ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem die Hauptfläche (10) mit Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs (51) aus Richtung einer von der Kontaktelementen (31, 32) abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge (1) bestrahlt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem ersten Kontaktelement (31) und der Halbleiterschichtenfolge (1) eine Zwischenschicht (34) ausgebildet wird, wobei
- Material für die Zwischenschicht (34) als Kontaktschicht (36) flächig auf der Hauptfläche (10) der Halbleiterschichtenfolge (1) aufgebracht wird,
- das erste Kontaktelement (33) stellenweise auf der Kontaktschicht (36) aufgebracht wird, und
- die Kontaktschicht (36) in Bereichen, die in Sicht auf die Hauptfläche (10) frei von dem ersten Kontaktelement (31) sind, entfernt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem weiteren Verfahrensschritt alle Kontaktelemente (31, 32) entfernt werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Positionen eines jeden Kontaktelements (31, 32) an der Hauptfläche (10) der Halbleiterschichtenfolge (1) mittels Lithographie oder anhand einer Positionsmarkierung gewählt wird.
16. Wafer (100) umfassend ein Substrat (2) und einer auf dem Substrat (2) angeordneten Halbleiterschichtenfolge (1) mit einer vom dem Substrat (2) abgewandten Hauptfläche
(10), wobei
- mindestens ein elektrisches Kontaktelement (31) an der Hauptfläche (10) angeordnet ist, und
- die Halbleiterschichtenfolge (1) in einem Bereich des ersten Kontaktelements (31) lokal ausgeheilt ist oder die Halbleiterschichtenfolge (1) zumindest in einem Bereich an der Hauptfläche (10) ausgeheilt ist und der Bereich an der Hauptfläche (10) zumindest einen Bereich umfasst, an dem das erste Kontaktelement (31) angebracht ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7098050B1 (en) * 2004-10-27 2006-08-29 Kla-Tencor Technologies Corporation Corona based charge voltage measurement
US20100047996A1 (en) * 2005-12-20 2010-02-25 Tinggi Technologies Private Limited Localized annealing during semiconductor device fabrication
US20120164765A1 (en) * 2003-08-14 2012-06-28 Slater Jr David B Localized annealing of metal-silicon carbide ohmic contacts and devices so formed
US20140203282A1 (en) * 2011-09-23 2014-07-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor Test Structures
US20150214053A1 (en) * 2012-10-23 2015-07-30 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9746514B2 (en) 2013-09-04 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation Apparatus and method for accurate measurement and mapping of forward and reverse-bias current-voltage characteristics of large area lateral p-n junctions
US11366153B2 (en) 2019-01-15 2022-06-21 Kkt Holdings Syndicate Micro LED display panel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120164765A1 (en) * 2003-08-14 2012-06-28 Slater Jr David B Localized annealing of metal-silicon carbide ohmic contacts and devices so formed
US7098050B1 (en) * 2004-10-27 2006-08-29 Kla-Tencor Technologies Corporation Corona based charge voltage measurement
US20100047996A1 (en) * 2005-12-20 2010-02-25 Tinggi Technologies Private Limited Localized annealing during semiconductor device fabrication
US20140203282A1 (en) * 2011-09-23 2014-07-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor Test Structures
US20150214053A1 (en) * 2012-10-23 2015-07-30 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method

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