Titel

GAN HALBLEITERBAUELEMENT AUF SILIZIUM-SUSBTRAT MIT RÜCKSEITENGRABEN UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN DESSELBEN

Stand der Technik

Transistoren auf Basis von Galliumnitrid (GaN) bieten die Möglichkeit, Bauelemente mit niedrigeren On-Widerständen bei gleichzeitig höheren Durchbruchsspannungen zu realisieren als vergleichbare Bauelemente auf Basis von Silizium oder Siliziumcarbid.

Bekannt sind GaN-Transistoren vor allem durch sogenannte high-electron mobility Transistoren (HEMTs), bei denen der Stromfluss lateral an der Substratoberseite durch ein zweidimensionales Elektronengas stattfindet, welches den Transistorkanal bildet. Solche lateralen Bauelemente können durch eine Heteroepitaxie der funktionalen GaN-Schichten auf Siliziumwafern hergestellt werden. Für hohe Durchbruchspannung bei kleinem On-Widerstand pro Einheitsfläche sind jedoch vertikale Bauelemente, bei denen der Strom von der Substratvorderseite zur Substratrückseite fließt, vorteilhafter, sowohl was die Baugröße als auch die elektrische Feldverteilung im Inneren des Bauelements angeht. Ein derartiges Bauelement ist direkt nicht mittels heteroepitaktischen GaN-Schichten auf Silizium (Si) darstellbar, da zur Anpassung des Gitterfehlpasses zwischen GaN und Si sowie zur Reduktion der Substratwölbung isolierende Zwischenschichten (ein sogenannter Buffer) benötigt werden.

Der Buffer selbst ist mechanisch derart verspannt, dass er bei Raumtemperatur die Verspannung der GaN-Schichten gerade kompensiert. Da der Buffer ein Isolator ist, wird durch den Buffer jedoch der Stromfluss von der Substratvorderseite zur Substratrückseite verhindert.

Es sind auch native GaN-Substrate bekannt, auf denen die benötigten zusätzlichen epitaktischen GaN-Schichten des Bauelements gewachsen werden können, ohne einen isolierenden Buffer zu benötigen. Derartige GaN-Substrate sind jedoch klein (typischerweise 50 mm Durchmesser) und teuer.

Um den Transistorpreis pro Flächenelement zu reduzieren, kann es vorteilhaft sein, die verfügbaren heteroepitaktischen GaN-Schichten auf großen Siliziumsubstraten zu nutzen. Dazu sind vertikale Bauelemente (Trench- MOSFET, pn-Diode) bekannt, bei denen das Siliziumsubstrat sowie der isolierende Buffer unter dem Bauelement selektiv entfernt werden, wodurch ein Rückseiten-Graben (Rückseiten-Trench) ausgebildet wird, um so direkt die Rückseite der Driftzone des Bauelements an kontaktieren zu können. FIG.l zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solchen Bauelements 1 mit isolierendem Buffer und Rückseiten-Trench (hier anhand eines Trench-MOSFETs). Der Rückseiten- Trench kann im Folgenden auch als Rückseitenkaverne oder Rückseitenapertur bezeichnet werden.

Wie in FIG.l veranschaulicht ist, sind auf dem Siliziumsubstrat 61 oder allgemein dem Trägersubstrat folgende lll-V Nitridhalbleiterschichten (GaN mit Ausnahme des Buffers) epitaktisch aufgewachsen: der isolierende Buffer 13, eine hochdotierte Kontakthalbleiterschicht mit n-Leitfähigkeit 14, die niedrigdotierte n- leitfähige Driftlage 15, eine p-leitfähige Body-Schicht 16 sowie eine hochdotierte n-leitfähige Source- Kontaktschicht 17.

Source- Kontaktschicht 17 sowie Body-Schicht 16 werden von einem Graben (Trench) durchdrungen, dessen Seitenwände und Boden durch ein Gate- Dielektrikum 22 von der Gate- Elektrode 21 getrennt sind. Source- Kontaktschicht 17 und Body-Schicht 16 werden durch eine Source-Elektrode 41 kontaktiert, welche durch eine Isolationsschicht 31 von der Gate- Elektrode 21 getrennt sind. Rückseitig sind das Siliziumsubstrat 61 und der Buffer 13 durch einen Rückseiten-Trench 51 entfernt, welcher in der hochdotierten Kontakthalbleiterschicht mit n-Leitfähigkeit 14 endet. Diese ist durch eine rückseitige Drain- Elektrode 52 an kontaktiert. Im Betrieb wird ein leitfähiger Kanal in der Body-Schicht 16 durch Anlegen einer Gate-Spannung an die Gate- Elektrode 21 gebildet, durch welchen ein Stromfluss von der Source- Elektrode 41 zu der Drain- Elektrode 52 ermöglicht wird.

In FIG.l ist zur Vereinfachung ein Transistor mit drei Zellen, d.h. drei sich wiederholenden Strukturen veranschaulicht. In einem realen Transistor sind typischerweise eine Vielzahl solcher Zellen vorhanden und somit effektiv parallelgeschaltet. Typische aktive Flächen liegen im Bereich einiger Quadratmillimeter, die verbleibenden GaN-Schichten haben eine Dicke von einigen Mikrometern. Die Drain- Elektrode 52 kann aus mehreren metallischen Schichten bestehen.

In FIG. 2A und 2B ist vereinfacht ein vertikaler Trench-MOSFET auf einem nativen Halbleitersubstrat 61A samt zugehöriger Aufbau- und Verbindungstechnik der bezogenen Technik dargestellt. FIG. 2A zeigt einen Querschnitt und FIG.2B zeigt eine Draufsicht. Der vertikale Trench-MOSFET kann entweder ein Silizium-Trench-MOSFET auf einem Siliziumsubstrat, ein SiC Trench-MOSFET auf einem SiC Substrat oder ein GaN Trench-MOSFET auf einem GaN-Substrat sein. In diesem Fall ist das native Substrat 61A leitfähig und es sind keine isolierenden Schichten zwischen nativem Substrat 61A und Driftlage 15 vorhanden. Dadurch ist ein vertikaler Stromfluss möglich.

Um einen solchen Transistor in elektrischen Schaltungen (als Modul oder diskretes Package) zu verwenden, werden die Transistorelektroden an kontaktiert. Dazu wird die rückseitige Drain- Elektrode typischerweise auf eine Platine 71, z.B. eine sogenannte direct bonded copper (DBC), active metal brazed (AMB) Substrate, Insulated metal Substrate (IMS) oder Leiterplatte, aufgebracht, u.a. mittels Weichlöten oder Silbersintern.

Die Source- Elektrode 41 und das Gate-Pad 23 auf der Vorderseite des Transistors werden hingegen meist durch Draht- oder Bändchenbondverbindungen realisiert und so mit dem Gate 73- bzw. Source- Anschluss 72 auf der Platine 71 verbunden. Die Source-Elektrode 41 wird als vollflächige Elektrode oberhalb der gesamten aktiven Transistorfläche ausgeführt. Dadurch kann der laterale Zuleitungswiderstand für den Transistorstrom verringert werden. Für die Bondanbindung kommen typischerweise mehrere Drähte oder Bändchen zum Einsatz, um die Strombelastung in der Source-Pad Metallisierung gering zu halten und auch den Anschluss-Widerstand zu verringern.

Die Bondverbindung erfolgt direkt über der aktiven Transistorfläche (engl. Bond over active). Vorteil davon ist weiterhin, dass keine zusätzliche inaktive Chipfläche für ein separates Bondpad benötigt wird. Mit anderen Worten: die Source- Elektrode 41 und das Source-Pad überlappen einander und werden im Folgenden gleichbedeutend verwendet. Für das Gate sind größere laterale Zuleitungswiderstände akzeptabel. Deshalb werden die einzelnen Gate- Elektrodenfinger 21 zu einem Gate-Pad 23 herausgeführt (im Querschnitt nicht ersichtlich). Dies kann sich innerhalb der aktiven Fläche des Transistors befinden oder an dessen Rand. Die Gate- Elektrodenfinger 21 und das Gate-Pad 23 tragen jedoch nicht zum vertikalen Stromfluss bei. Das Gate-Pad erhöht somit den Chipflächenbedarf für den Transistor ohne seinen Widerstand zu reduzieren. Für die Verbindung zum Gate-Anschluss 73 auf der Platine 71 sind typischerweise weniger Drähte erforderlich. Für den Bondvorgang wird der Transistor mit Ultraschallenergie und Druck beaufschlagt.

Eine direkte Übertragung der aus vertikalen Transistoren auf nativen Substraten bekannten „bond over active“ Technologie im Bereich der dünnen Transistormembran würde zur Folge haben, dass eine Bondverbindung unter Temperatur- und Druckeinwirkung auf einer fragilen und deformierbaren Membran durchgeführt werden müsste. Derzeit sind keine Verfahren zum Ankontaktieren eines Source- und Gate-Pads in einem vertikalen Membrantransistor bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Membran-Halbleiterbauelement mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch eine Stützstruktur unterhalb von Source-Elektrode und Gate-Pad in dem Membran- Halbleiterbauelement konventionelle Draht- und Bändchenbondtechnologien zur Ankontaktierung der Elektroden auf der Transistorvorderseite ermöglicht werden. Somit kann eine zuverlässige Aufbau- und Verbindungstechnik für vertikale GaN- on-Si Membrantransistoren ermöglicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Stabilität des Halbleiterbauelements für den Bondvorgang erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein geringer Zuleitungswiderstand bei gleichzeitig geringem zusätzlichem Flächenbedarf für Kontaktpads realisiert werden. In den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung sind Weiterbildungen der Aspekte sowie vorteilhafte Ausgestaltungen des Membran-Halbleiterbauelements beschrieben.

Zeichnung

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

FIG. 1 eine schematische Darstellung eines Membran-Transistors der bezogenen Technik;

FIG.2A und FIG.2B schematische Darstellungen eines vertikalen Feldeffekttransistors der bezogenen Technik; und

FIG. 3A bis FIG.7B schematische Darstellungen eines Membran- Halbleiterbauelements gemäß verschiedenen Aspekten.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Anschaulich wird ein vertikales Membran-Leistungshalbleiterbauelement, beispielsweise ein Transistor oder eine Diode, welches auf der Vorderseite ein oder mehrere Bondpads aufweist, bereitgestellt. Die Dicke des Transistors in vertikaler Richtung, beispielsweise mindestens der kristallinen Schichten, ist im Bereich des Bondpads mittels einer Stützstruktur größer als im restlichen aktiven Bereich des vertikalen Membran-Leistungshalbleiterbauelements. Die mechanische Stabilität des Membran-Leistungshalbleiterbauelements kann dadurch im Bereich des Bondpads erhöht sein, sodass konventionelle Bondverfahren unter Verwendung von Temperatur und Druck zum Einsatz kommen können, ohne dass das Membran-Leistungshalbleiterbauelement geschädigt wird bzw. durch den Druck deformiert wird.

Verschiedene Aspekte betreffen die elektrische Verbindung der Bondpads des Membran-Halbleiterbauelements mit einer Platine. In nachfolgender Beschreibung werden verschiedene Aspekte und Ausführungsformen am Beispiel eines Trench-MOSFET beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Möglichkeit, einen solchen leitfähigen Zugang zur Rückseite einer Driftzone mittels eines Rückseiten-Trenchs bereitzustellen, nicht auf einen Trench- MOSFET beschränkt ist, sodass sich durch diese Technologie prinzipiell beliebige vertikale Leistungshalbleiterbauelemente hersteilen lassen, wie z.B. Schottky- Dioden, pn-Dioden, Vertical- Diffusion MOSFETS (VDMOS), Current- Aperture Vertical Electron Transistoren (CAVETs), vGroove Vertical High Electron Mobility Transistoren (vHEMTs) oder Finnen Feldeffekttransistoren (FinFETs).

Beschreibung der Ausführungsformen

FIG. 3A, FIG.3B und FIG.3C zeigen einen Aspekt eines Membran- Halbleiterbauelements 100 in einer schematischen Queransicht (FIG.3A) sowie zwei Draufsichten (FIG.3B und FIG.3C). Das Membran-Halbleiterbauelement 100 ist auf einer Platine 71 mittels Bonddrähten 97 an kontaktiert, wodurch eine Membran-Halbleiterstruktur gebildet ist. Das Membran-Halbleiterbauelement 100 weist einen Außenbereich 81 und einen Membranbereich 82 auf. Ein Rückseiten- Trench 51 ist in dem Membranbereich 82 angeordnet. In der Draufsicht ist das Membran-Halbleiterbauelement 100 gestrichelt umrandet. Der aktive Bereich der mit dem Rückseiten-Trench 51 überlappt, ist mit einer Strich-Punktlinie veranschaulicht.

Mindestens ein Teil oder Abschnitt eines Substrats 61 ist in dem Außenbereich 81 angeordnet. Das Substrat 61 ist derart strukturiert, dass der Rückseiten- Trench 51 in dem Membranbereich 82 eingerichtet ist. Der Rückseiten-Trench 51 ist frei von Substrat 61. Mindestens ein aktiver Bereich des Halbleiterbauelements 100, beispielsweise mindestens ein pn-Übergang einer vertikalen Diode oder eines vertikalen Transistors, ist in dem Membranbereich 82 angeordnet. Mindestens eine Soll- Kontaktstelle 98 zum Membran- Halbleiterbauelement-externen Kontaktieren ist auf oder über dem Substrat 61 in dem Außenbereich 81 angeordnet. Die Soll- Kontaktstelle 98 weist eine elektrisch leitfähige Struktur auf, die mit dem aktiven Bereich gekoppelt ist. Die Soll- Kontaktstelle 98 ist oder weist beispielsweise das Gate-Pad 23 oder die Source- Elektrode 41 auf.

In dem in FIG.3A-FIG.3C veranschaulichten Aspekt erfolgen alle Bondverbindungen des Membran-Halbleiterbauelementes 100 mit der Leiterplatte 71 vollständig innerhalb des Außenbereichs 81.

In FIG.3B ist zur Veranschaulichung analog zu FIG. 2 die Führung der Gate- Elektroden 21 zum Gate-Pad 23 dargestellt. In FIG.3C sowie allen folgenden Draufsichten (FIG.4B-4D, FIG.5B, FIG.6B und FIG.7B) sind die einzelnen Transistorzellen der Einfachheit-halber nicht dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass stets eine elektrische Verbindung vom Gate-Pad 23 in den aktiven Bereich hinein besteht.

Anschaulich ist die Dicke des Membran-Halbleiterbauelements im Bereich der Bondpads (auch als Soll- Kontaktstellen 98 bezeichnet), beispielsweise im Außenbereich 81, größer als im restlichen Bereich des Membran- Halbleiterbaulementes 100, beispielsweise dem Membranbereich 82. Dazu können die Gate- Elektrodenfinger 21 auf ein außerhalb des Rückseiten-Trenches 51 gelegenes Gate-Pad 23 geführt sein. Die Source-Elektrode 41 kann sich vollflächig auf einen Bereich außerhalb des Rückseiten-Trenches 51 erstrecken. In den veranschaulichten Ausführungsformen kann die Source-Elektrode 41 im Membranbereich 82 als eine durchgehende Elektrode eingerichtet sein.

In diesem Aspekt kann ein Drahtbond beispielsweise nur im mechanisch stabileren Außenbereich 81 anstelle des Membranbereichs 82 erfolgen. Dadurch kann eine hohe Stabilität des Membran-Halbleiterbauelements während des Bondvorganges erreicht werden. Zudem kann sich durch die vollflächige Source- Elektrode 41 nur ein kleiner zusätzlicher Zuleitungswiderstand im Vergleich zu einer zentraleren Bondung über dem aktiven Bereich ergeben. Diese Ausführungsform ist beispielsweise für Anwendungen mit geringem Strombedarf geeignet. Weiterhin ist ein geringer zusätzlicher Flächenbedarf für die Bondpads (Soll- Kontaktstellen 98) erforderlich, da die Bondpads im ohnehin vorhandenen Außenbereich 81 des Transistors realisierbar sind.

In verschiedenen Ausführungsformen kann der Rückseiten-Trench 51 mit einem Material (auch als Rückseiten-Trenchfüllmaterial 93 bezeichnet, siehe FIG.7B) verfüllt sein. Das Rückseiten-Trenchfüllmaterial kann thermisch und elektrisch leitfähig eingerichtet sein. Das Rückseiten-Trenchfüllmaterial kann beispielsweise gesintertes Kupferpulver oder eine Sinterpaste sein. Das Rückseiten- Trenchfüllmaterial braucht im Unterschied zum Substrat 61 im Außenbereich 81 jedoch kein vollständig kristallines Material zu sein. Das Rückseiten- Trenchfüllmaterial kann zudem eine andere mechanische Stabilität aufweisen als das Substrat 61.

FIG. 4A, FIG.4B, FIG.4C und FIG.4D veranschaulichen einen weiteren Aspekt eines Membran-Halbleiterbauelements 100, das beispielsweise für Anwendungen mit einem höheren Strombedarf geeignet ist. FIG.4A veranschaulicht einen Querschnitt und FIG.4B bis FIG.4D veranschaulichen Draufsichten auf unterschiedliche Ausführungsformen des Membran- Halbleiterbauelements 100 gemäß dem weiteren Aspekt. In dem weiteren Aspekt weist das Membran-Halbleiterbauelement 100 eine Stützstruktur 91 in einem Innenbereich 83 auf. Der Innenbereich 83 ist lateral neben dem Außenbereich 81 und dem Membranbereich 82 angeordnet. Die Stützstruktur 91 kann beispielsweise ausgebildet sein, indem das Substrat 61 im Innenbereich 83 beim Ausbilden des Rückseiten-Trench 51 nicht entfernt wird.

Die Stützstruktur 91 erstreckt sich von dem aktiven Bereich in den Rückseiten- Trench 51. Eine weitere Soll- Kontaktstelle 99, die eine elektrisch leitfähige Struktur aufweist, die mit dem aktiven Bereich gekoppelt ist, ist auf oder über dem aktiven Bereich und der weiteren Soll- Kontaktstelle 99 angeordnet. Die Soll- Kontaktstelle 99 kann eines von einem Gate-Pad 23 oder einer Source- Elektrode 41 sein oder damit elektrisch gekoppelt sein. Mit anderen Worten kann die Soll- Kontaktstelle 99 mit einem Gate-Pad 23 oder einer Source- Elektrode 41 leitfähig verbunden sein

Eine Ankontaktierung der Source-Elektrode 41, beispielsweise mittels Drahtbonds 97 oder Bändchenbonds 97, kann lateral neben dem mechanisch stabilen Source- Elektrodengebiet 41 im Außenbereich 81 auch im Innenbereich 83 auf der gleichen vollflächigen Source- Elektrode erfolgen. Die Bondgebiete 99 sind somit in einem Gebiet mit höherer Dicke angeordnet. Dies ermöglicht, dass der Source- Elektrode ein hoher Strom gleichmäßiger zugeführt werden kann. Dadurch kann eine Überlastung, wie sie beispielsweise bei hohen Strömen in dem in FIG. 2 veranschaulichten Bauelement der bezogenen Technik auftreten kann, verhindert werden.

Der aktive Bereich kann oberhalb des Innenbereichs 83 einen höheren spezifischen Flächenwiderstand aufweisen. Dadurch sollte Strom, welcher durch den Transistor-MOS-Kanal fließen soll, sich in der Tiefe seitlich aufspreizen, um innerhalb eines Innenbereiches 82 in den Drain-Kontakt 52 zu fließen. Das Membran-Halbleiterbauelement kann im aktiven Bereich direkt oberhalb oder lateral umfassend zu den Stützstrukturen 91, 92 entsprechend höher dotierte Bereiche zur Stromaufspreizung aufweisen.

In der in FIG.4C veranschaulichten Ausführungsform ist die Stützstruktur 91 zusätzlich lateral mit dem Substrat 61 gekoppelt, beispielsweise indem der Innenbereich 83 mit einer Vielzahl von Stegen 84, in denen das Substrat 61 beim Ausbilden des Rückseiten -Trench 51 nicht oder nicht vollständig entfernt wird, mit dem Außenbereich 81 verbunden ist. Dadurch kann die mechanische Stabilität des Membran-Halbleiterbauelements 100, bevor es auf der Platine 71 aufgebracht wird, erhöht werden. Der höhere Flächenanteil der Stützstruktur 91 mit den Stegen 84 kann zu einem höheren flächenspezifischen Widerstand in diesem Bereich führen. Dies kann durch Strom-aufspreizende Strukturen in dem aktiven Bereich des Halbleiterbauelements berücksichtigt werden.

In der in FIG.4D veranschaulichten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Stützstrukturen ausgebildet, beispielsweise indem eine Vielzahl von Innenbereichen 83, innerhalb derer das Substrat 61 beim Ausbilden des Rückseiten-Trench 51 nicht entfernt wird, vorhanden ist. Diese Innenbereiche 83 können eine regelmäßige, beispielsweise hexagonale (veranschaulicht), oder unregelmäßige Form bzw. Struktur aufweisen und in einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Verteilung im aktiven Bereich angeordnet sein. Auf oder über jedem dieser Innenbereiche 83 kann eine Bondverbindung erfolgen. Dies ermöglicht eine noch gleichmäßigere Stromverteilung. Der flächenspezifische Widerstand des aktiven Bereichs kann im Bereich 83 der Stützstrukturen 91 höher sein als im Membranbereich 82. Dies kann durch Strom-aufspreizende Strukturen in dem aktiven Bereich des Halbleiterbauelements berücksichtigt werden.

Die in FIG.4C und FIG.4D veranschaulichten Merkmale können miteinander in einer Ausführungsform kombiniert sein. Mit anderen Worten, eine Vielzahl von Innenbereichen 83 kann mittels einer Vielzahl von Stegen 84 untereinander sowie mit dem Substrat 61 im Außenbereich 81 verbunden sein. Dies ermöglicht ein noch stabileres Halbleiterbauelement mit gleichmäßiger Source-Stromzufuhr.

FIG.5A und FIG.5B zeigen noch einen weiteren Aspekt eines Membran- Halbleiterbauelementes 100. Die Source- Elektrode 41 kann sich vollflächig bis in den Außenbereich 81 erstrecken und im Außenbereich 81 ankontaktiert sein.

Das Gate-Pad 23 kann im Innenbereich 83 angeordnet sein. Dies ermöglicht, beispielsweise durch eine zentrale(re) Anordnung des Gate-Pads 23, den Zuleitungswiderstand zu den einzelnen Gate- Fingerelektroden zu reduzieren. Dadurch können schnelle und verlustarme Schaltvorgänge realisiert werden. Der gesamte Source-Strom kann über das Bondpad im Außenbereich 81 zugeführt werden. Analog den in FIG. 4B bis FIG.4D veranschaulichten Ausführungsformen kann das Gate-Pad 23 auch in einem oder mehreren Innenbereich(en) 83 angeordnet sein und/oder sowie mittels Stegen 84 miteinander und/oder mit dem Substrat 61 im Außenbereich 81 verbunden sein.

FIG.6A und FIG.6B zeigen noch einen weiteren Aspekt eines Membran- Halbleiterbauelementes 100. Der Innenbereich 83 kann aus mehreren Teilinnenbereichen 85 gebildet sein. Die Teilinnenbereiche 85 können eine ähnliche mechanische Stabilität aufweisen wie der Innenbereich 83 der in den FIG. 4A bis FIG.4D veranschaulichten Ausführungsformen. Der Gesamtflächenbedarf kann jedoch geringer sein. Bei gleicher Stabilität kann dadurch der zusätzliche flächenspezifische On-Widerstand des Membran- Halbleiterbauelementes 100 reduziert werden. Mit anderen Worten: in verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Soll- Kontaktstelle 99 auf oder über zwei oder mehr Stützstrukturen 91 angeordnet sein.

FIG.7A und FIG.7B zeigen noch einen weiteren Aspekt eines Membran- Halbleiterbauelementes 100. Im Innenbereich 86 kann die Stützstruktur 92 sich nur bis zu einer vorgegebenen Tiefe in Richtung des Substrates 61 erstrecken, beispielsweise das Substrat 61 beim Ausbilden des Rückseiten-Trenches 51 nur bis zu der vorgegebenen Tiefe entfernt sein. Dadurch kann im Innenbereich 86 eine höhere mechanische Stabilität für den Bondvorgang als im Membranbereich 82 ermöglicht werden. Analog den in FIG.4B bis FIG.4D veranschaulichten Ausführungsformen kann die Stützstruktur 92 auch in einem oder mehreren Innenbereich(en) 83 angeordnet sein und/oder mittels Stegen 84 miteinander und/oder mit dem Substrat 61 im Außenbereich 81 verbunden sein.

In verschiedenen Ausführungsformen der zuvor beschriebenen Aspekte kann der Rückseiten-Trench 51 mit einem thermisch und/oder elektrisch leitfähigen Material 93 (Rückseiten-Trenchfüllmaterial 93) verfüllt sein. Dadurch kann der Drain-Widerstand reduziert werden, da abfließender Strom einen größeren Querschnitt im Verfüllmaterial zur Verfügung hat.

In verschiedenen Aspekten wird die eine Soll- Kontaktstelle oder die mehreren Soll- Kontaktstellen mittels eines Oberseitenkontaktierverfahrens kontaktiert. Das Oberseitenkontaktierverfahren weist eine Druckbelastung und Fügeenergie auf die Soll- Kontaktstelle auf. Die Soll- Kontaktstelle wird durch die Stützstruktur abgestützt. Das Oberseitenkontaktierverfahren kann beispielsweise ein Drahtbonden oder Bändchenbonden sein. Sollte das

Oberseitenkontaktierverfahren beispielsweise eine Modullösung sein, bei der nur Teilbereiche auf der Oberseite des Halbleiterbauelementes gefügt werden sollen, z.B. durch Ag- oder Cu-Sintern oder mittels Nanowire- Verbindungstechnik (Klettwelding, Klettsinterring), kann eine Abstützung mittels der Stützstruktur erforderlich sein. Bei der Nanowire-Verbindungstechnik werden die Fügepartner mit feinsten Kupferfäden („Haaren“) beschichtet, die während des Fügeprozesses wie ein „Klettverschluss“ zusammengedrückt werden. Dazu wird der Aufbau wiederum mit Druck und Temperatur beaufschlagt.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsformen können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann eine Ausführungsform durch Merkmale einer weiteren Ausführungsform ergänzt werden. Ferner können beschriebene Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf das angegebene Verfahren beschränkt.