Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers angegeben .

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur

Herstellung eines Halbleiterkörpers anzugeben, bei dem die zu erzeugenden Halbleiterkörper während des Vereinzeins nur einer geringen Gefahr der Schädigungen ausgesetzt sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen

Ansprüchen angegeben.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers umfasst insbesondere die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines Halbleiterwafers mit mindestens zwei Chipbereichen und mindestens einem Trennbereich, der zwischen den Chipbereichen angeordnet ist, wobei der Halbleiterwafer eine Schichtenfolge aufweist, deren äußerste Schicht

zumindest innerhalb des Trennbereiches eine transmittierende Schicht aufweist, die für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist,

- Durchführen zumindest einer der folgenden Maßnahmen:

Entfernen der transmittierenden Schicht innerhalb des Trennbereichs ,

Aufbringen einer absorbierenden Schicht innerhalb des Trennbereichs , Erhöhen des Absorptionskoeffizients der

transmittierenden Schicht innerhalb des Trennbereichs, und

- Trennen der Chipbereiche entlang der Trennbereiche mittels eines Lasers.

Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass Schädigungen der äußersten transmittierenden Schicht der Schichtenfolge beim Lasertrennen zumindest vermindert werden können. Weist der Trennbereich als äußerste Schicht eine transmittierende Schicht auf, so wird die elektromagnetische Strahlung des Lasers nur geringfügig innerhalb der transmittierenden

Schicht absorbiert, so dass die transmittierende Schicht selber nur eine geringfügige Trennwirkung durch den Laser erfährt. Das unter der transmittierenden Schicht liegende Material absorbiert hingegen die Strahlung des Lasers in der Regel deutlich stärker, so dass dieses verdampft und die transmittierende Schicht zumindest im Trennbereich lokal absprengt. Auf diese Art und Weise kann es zu Rissen in der transmittierenden Schicht kommen. Weiterhin kann Schlacke, die beim Trennprozess entsteht, auf die Chipbereiche

gelangen, wo sie nur schwer zu entfernen ist.

Bei dem zu erzeugenden Halbleiterkörper kann es sich

beispielsweise um einen optoelektronischen Halbleiterkörper handeln .

Bei dem Trennbereich kann es sich beispielsweise um einen Sägegraben handeln.

Gemäß einer Aus führungs form weist die Schichtenfolge des optoelektronischen Halbleiterkörpers innerhalb eines

Chipbereichs eine aktive Zone auf, die im Betrieb des Halbleiterkörpers elektromagnetische Strahlung erzeugt. Der Trennbereich durchdringt die aktive Zone hierbei besonders bevorzugt vollständig.

Die aktive Zone umfasst beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfach-Quantentopf oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW) zur

Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur beinhaltet hierbei keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen .

Insbesondere optoelektronische Halbleiterkörper weisen, beispielsweise zum Schutz der aktiven Zone, eine

Passivierungsschicht als äußerste Schicht ihrer

Schichtenfolge auf, die als transmittierende Schicht

ausgebildet ist. Die Passivierungsschicht ist beispielsweise vergleichsweise träge gegenüber chemischen Reaktionen etwa mit dem umgebenden Medium, wie Luft. Weiterhin kann die Passivierungsschicht auch elektrisch isolierend ausgebildet sein .

Die transmittierende Schicht weist besonders bevorzugt einen Transmissionskoeffizienten größer oder gleich 0,9 zumindest für Strahlung der aktiven Zone und/oder dem von dem

optoelektronischen Halbleiterkörper ausgesandten Licht, in der Regel sichtbares Licht, auf.

Die transmittierende Schicht kann beispielsweise eines der folgenden Materialien enthalten oder aus einem der folgenden Materialien gebildet sein: Oxide, Nitride. Die Dicke der transmittierenden Schicht liegt bevorzugt zwischen einschließlich 3 nm und einschließlich 500 nm.

Gemäß einer Aus führungs form des Verfahrens bedeckt die transmittierende Schicht die Seitenflächen der Chipbereiche zumindest im Bereich der aktiven Zone. Besonders bevorzugt bedeckt die transmittierende Schicht die Seitenflächen der Chipbereiche vollständig. Hierdurch kann vorteilhafterweise die aktive Zone geschützt werden. Eine elektrisch isolierende transmittierende Schicht schützt die aktive Zone in der Regel auch gegen Kurzschlüsse.

Gemäß einer Aus führungs form des Verfahrens wird die

transmittierende Schicht innerhalb des Trennbereichs mit einem Ätzprozess entfernt. Bei dem Ätzprozess kann es sich beispielsweise um trockenchemisches oder nasschemisches Ätzen handeln .

Gemäß einer Aus führungs form des Verfahrens wird die

transmittierende Schicht in dem Trennbereich und in den

Chipbereichen lokal entfernt, so dass jeweils zumindest eine Öffnung in der transmittierenden Schicht innerhalb des

Trennbereichs und innerhalb der Chipbereiche entsteht. Gemäß einer Aus führungs form des Verfahrens wird genau eine Öffnung in der transmittierenden Schicht innerhalb jedes Chipbereichs und genau eine Öffnung in der transmittierenden Schicht innerhalb des Trennbereichs erzeugt. Weiterhin wird vor dem Trennen der Chipbereiche eine metallische Schicht in den Öffnungen der transmittierenden Schicht angeordnet.

Die metallische Schicht innerhalb der Öffnung auf dem

Chipbereich ist hierbei bevorzugt zur elektrischen

Kontaktierung des jeweiligen Halbleiterkörpers und - falls vorhanden - der aktiven Zone vorgesehen. Durch Aufbringung der metallischen Schicht innerhalb der Öffnungen des

Trennbereiches kann vorteilhafterweise die Absorption von Laserlicht innerhalb des Trennbereiches in der Regel erhöht werden. Weiterhin wird auf diese Art und Weise mit Vorteil ein zusätzlicher photolithographischer Schritt bei der

Herstellung des Halbleiterkörpers in der Regel vermieden.

Die metallische Schicht kann aus verschiedenen

Einzelschichten aufgebaut sein, wobei zumindest eine

Einzelschicht ein Metall aufweist oder aus einem Metall besteht. Besonders bevorzugt weisen alle Einzelschichten ein Metall auf oder bestehen aus einem Metall. Beispielsweise können die Einzelschichten aus einem der folgenden

Materialien bestehen oder eines der folgenden Materialien aufweisen: Titan, Platin, Gold.

Bevorzugt weist die metallische Schicht eine Dicke zwischen einschließlich 3 nm und einschließlich 5 μπι auf.

Wird eine absorbierende Schicht auf der transmittierenden Schicht angeordnet, so weist diese bevorzugt eines der folgenden Materialien auf oder besteht aus einem der

folgenden Materialien: Platin, Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium, Zirkonium, Vanadium, Tantal, Chrom, Molybdän,

Wolfram, Carbide, Wolframcarbid, Titancarbid, Siliziumcarbid, Silizium, Nitride, Titannitrid, Tantalnitrid.

Bevorzugt weist die absorbierende Schicht eine Dicke zwischen einschließlich 3 nm und einschließlich 5 μπι auf.

Besonders bevorzugt wird die absorbierende Schicht in

direktem Kontakt mit der transmittierenden Schicht angeordnet, so dass die transmittierende Schicht und die absorbierende Schicht eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen.

Besonders bevorzugt weist die absorbierende Schicht eine Schmelz- und/oder Siedetemperatur auf, die höher ist als die Schmelz- und/oder Siedetemperatur der transmittierenden

Schicht. Auf diese Art und Weise kann bevorzugt während des Lasertrennprozesses die unter der absorbierenden Schicht liegende transmittierende Schicht zumindest teilweise mit aufgeschmolzen werden.

Besonders bevorzugt weist die absorbierende Schicht eine Schmelztemperatur von mindestens 1800 °C und/oder eine

Siedetemperatur von mindestens 1800 °C auf.

Bevorzugt wird die absorbierende Schicht lediglich innerhalb des Trennbereichs lokal aufgebracht, während die Chipbereiche frei von der absorbierenden Schicht bleiben. Eine lokale Erhöhung des Absorptionskoeffizienten der

transmittierenden Schicht innerhalb des Trennbereichs kann beispielsweise mittels einer der folgenden Verfahren erzielt werden: Einbringen von Streuzentren in die transmittierende Schicht, Implantieren von Dotierstoffen in die

transmittierende Schicht, nasschemische Modifikation. Auch eine lokale Erhöhung des Absorptionskoeffizienten der

transmittierenden Schicht selber wird bevorzugt lediglich lokal innerhalb des Trennbereichs durchgeführt, während die transmittierende Schicht innerhalb des Chipbereichs

unverändert bleibt.

Mit dem Verfahren kann beispielsweise ein optoelektronischer Dünnfilm-Halbleiterkörper, etwa ein Leuchtdiodenhalbleiterkörper in Dünnfilmbauweise, hergestellt werden. Hierbei weist jeder Chipbereich zumindest einen

Dünnfilm-Halbleiterkörper auf oder wird aus einem Dünnfilm- Halbleiterkörper gebildet.

Ein optoelektronischer Dünnfilm-Halbleiterkörper zeichnet sich insbesondere durch eine epitaktische gewachsene

Halbleiterschichtenfolge aus, die die zur Strahlungserzeugung oder Strahlungsdetektion geeignete aktive Zone umfasst, wobei ein Aufwachssubstrat der epitaktischen

Halbleiterschichtenfolge entfernt oder derart gedünnt wurde, dass es die epitaktische Halbleiterschichtenfolge alleine nicht ausreichend mechanisch stabilisiert. Zur mechanischen Stabilisierung wird auf der dem

Aufwachssubstrat gegenüberliegenden Hauptfläche der

epitaktischen Halbleiterschichtenfolge ein Träger angeordnet. Der Träger weist in der Regel ein Material auf, das von dem Wachstumssubstrat der Halbleiterschichtenfolge verschieden ist. Der Träger kann beispielsweise eines der folgenden

Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden

Materialien bestehen: Germanium, Silizium.

Zwischen der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge und dem Träger ist besonders bevorzugt eine reflektierende Schicht angeordnet, die im Betrieb des Halbleiterkörpers, zumindest die in seiner aktiven Zone erzeugte oder detektierte

elektromagnetische Strahlung reflektiert. Bei der

reflektierenden Schicht kann es sich beispielsweise um einen Bragg-Reflektor handeln.

Der Träger kann beispielsweise mit einer Lotschicht oder einer KlebstoffSchicht stoffschlüssig mit der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge verbunden sein. Besonders bevorzugt ist die Lotschicht oder die KlebstoffSchicht hierbei

elektrisch leitend ausgebildet, so dass der Dünnfilm- Halbleiterkörper später über seine Rückseite elektrisch leitend kontaktiert werden kann. Die Rückseite des

Halbleiterkörpers liegt hierbei seiner

Strahlungsdurchtrittsflache gegenüber .

Ein geeignetes Lot enthält bevorzugt eines der folgenden Materialien oder ist aus einem der Materialien

beziehungsweise einer Legierung dieser Materialien gebildet: Titan, Platin, Gold, Zinn.

Gemäß einer Aus führungs form ist zwischen der Lotschicht und dem Träger eine Barriereschicht angeordnet, die dazu dient, eine Diffusion der darunterliegenden Materialien in die aktive Zone zumindest zu verringern.

Die Barriereschicht kann beispielsweise aus Einzelschichten aufgebaut sein. Die Einzelschichten können beispielsweise eines der folgenden Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Platin, Gold-Zinn,

Titanwolframnitrid . Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist auf der Rückseite des Halbleiterkörpers eine Metallisierung aufgebracht, die dazu dient, den Halbleiterkörper elektrisch zu kontaktieren. Die Metallisierung kann aus Einzelschichten aufgebaut sein. Die Einzelschichten der Metallisierung weisen beispielsweise eines der folgenden Materialien auf oder bestehen aus einem der folgenden Materialien: Platin, Gold, Titan. Weitere vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen

Halbleiterwafer gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel .

Figuren 2A bis 2C zeigen schematische Schnittdarstellungen eines Halbleiterwafers während verschiedener

Verfahrensstadien gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel .

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines

Halbleiterwafers während einem Verfahrensstadium gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines

Halbleiterwafers während einem Verfahrensstadium gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu

betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Der Halbleiterwafer gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist eine Vielzahl an Chipbereichen 1 auf, zwischen denen linienförmige Trennbereiche 2 in Form eines Rasters angeordnet sind. Bei den Trennbereichen 2 kann es sich beispielsweise um Sägegräben handeln.

Jeder Chipbereich 1 umfasst einen Halbleiterkörper 3, beispielsweise eine Leuchtdioden-Halbleiterkörper in

Dünnfilmbauweise. Die Chipbereiche 1 sind dazu vorgesehen, entlang der Trennbereiche 2 in separate Halbleiterkörper 3 vereinzelt zu werden, beispielsweise mittels eines

Lasertrennprozesses .

Der Halbleiterwafer gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2A weist mehrere Chipbereiche 1 auf. In Figur 2A sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich zwei benachbarte Chipbereiche 1 dargestellt, zwischen denen ein Trennbereich 2 angeordnet ist. Jeder Chipbereich 1 weist einen Dünnfilm- Halbleiterkörper 3 auf, der zur Strahlungserzeugung

vorgesehen ist.

Jeder Dünnfilm-Halbleiterkörper 3 weist eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge 4 auf, die eine aktive Zone 5 zur Strahlungserzeugung umfasst. Auf der von der

Strahlungsdurchtrittsfläche 6 abgewandten Seite der

Halbleiterschichtenfolge 4 ist eine reflektierende Schicht 7 angeordnet, die dazu vorgesehen ist, die im Betrieb des

Halbleiterkörpers 3 in der aktiven Zone 5 erzeugte Strahlung zur Strahlungsdurchtrittsfläche 6 hin zu reflektieren.

Auf die Strahlungsdurchtrittsfläche 6 des Halbleiterkörpers 3 ist eine transmittierende Schicht 8 aufgebracht. Die

transmittierende Schicht 8 ist vorliegend durchgehend auf der gesamten Oberfläche des Halbleiterwafers angeordnet.

Insbesondere sind die Seitenflächen 9 der Chipbereiche 1 vollständig mit der transmittierenden Schicht 8 bedeckt. Bei der transmittierenden Schicht 8 kann es sich beispielsweise um eine Passivierungsschicht handeln, die etwa ein Oxid oder ein Nitrid aufweist oder aus einem Oxid oder Nitrid gebildet ist. Die transmittierende Schicht 8 ist insbesondere dazu vorgesehen, die aktive Zone 5 vor äußeren chemischen Einflüssen zu schützen und Kurzschlüsse der aktiven Zone 5 zu vermeiden.

Auf die der Strahlungsdurchtrittsfläche 6 gegenüberliegende Seite der Halbleiterschichtenfolge 4 ist ein Träger 10 angeordnet, der dazu vorgesehen ist, die

Halbleiterschichtenfolge 4 mechanisch zu stabilisieren. Der Träger 10 kann beispielsweise aus Germanium gebildet sein.

Zwischen der Halbleiterschichtenfolge 4 und dem Träger 10 ist vorliegend eine Lotschicht 11 angeordnet, die den Träger 10 mit der Halbleiterschichtenfolge 4 stoffschlüssig verbindet. Die Lotschicht 11 kann beispielsweise eines der folgenden Materialien enthalten oder aus einem dieser Materialien oder einer Legierung dieser Materialien gebildet sein: Gold, Zinn.

Zwischen der Lotschicht 11 und dem Träger 10 ist weiterhin eine Barriereschicht 12 angeordnet, die aus Einzelschichten aufgebaut ist. Die Einzelschichten können beispielsweise eines der folgenden Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden Materialien gebildet sein: Platin, Gold-Zink,

Titan, Titanwolframnitrid. Auf der von der Halbleiterschichtenfolge 4 abgewandten

Hauptseite des Trägers 10 ist weiterhin eine Metallisierung 13 aufgebracht, die dazu vorgesehen ist, den Halbleiterkörper 3 rückseitig elektrisch zu kontaktieren. Die Metallisierung 13 kann ebenfalls aus Einzelschichten aufgebaut sein, die eines der folgenden Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden Materialien gebildet sind: Platin, Gold, Titan. In einem nächsten Schritt wird jeweils innerhalb eines

Chipbereiches 1 eine Öffnung 14 in der transmittierenden Schicht 8 erzeugt (Figur 2B) . Gleichzeitig wird auch in dem Trennbereich 2 eine Öffnung 14 in der transmittierenden

Schicht 8 erzeugt. Die Öffnungen 14 durchdringen die

transmittierende Schicht 8 vorliegend jeweils vollständig. Zur lokalen Erzeugung der Öffnungen 14 innerhalb der dafür vorgesehenen Bereiche wird beispielsweise vor dem Entfernen der transmittierenden Schicht 8 eine Fotostrukturierung der Oberfläche vorgenommen. Bei dem vorliegenden

Ausführungsbeispiel ist es vorteilhafterweise möglich, die Öffnungen 14 innerhalb der transmittierenden Schicht 8 mit lediglich einer einzigen Fotostrukturierung zu erzeugen.

In einem nächsten Schritt (Figur 2C) wird innerhalb der

Öffnungen 14 eine metallische Schicht 15 abgeschieden. Die metallische Schicht 15 ist vorliegend aus drei

Einzelschichten aufgebaut. Die Einzelschichten weisen hierbei beispielsweise eines der folgenden Materialien auf oder bestehen aus einem der folgenden Materialien: Titan, Platin, Gold.

Die metallische Schicht 15 innerhalb der Öffnungen 14 in den Chipbereichen 1 ist zur späteren elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers 3 vorgesehen. Innerhalb der Öffnungen 14 des Trennbereichs 2 ist die metallische Schicht 15 dazu vorgesehen, die Laserstrahlung bei einem späteren

Lasertrennprozess zu absorbieren, so dass eine bessere

Trennung erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 werden im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 2A bis 2C keine Öffnungen 14 in der transmittierenden Schicht 8 erzeugt. Vielmehr wird ausgehend von einem Halbleiterwafer, wie er anhand Figur 2A bereits beschrieben ist, eine

absorbierende Schicht 16 lokal innerhalb des Trennbereiches 2 aufgebracht. Die absorbierende Schicht 16 wird hierbei bevorzugt nur innerhalb des Trennbereiches 2 angeordnet, während die Chipbereiche 1 frei bleiben von der

absorbierenden Schicht 16. Die absorbierende Schicht 16 ist vorliegend in direktem Kontakt mit der transmittierenden Schicht 8 angeordnet und weist bevorzugt eines der folgenden Materialien auf: Platin, Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium, Zirkonium, Vanadium, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram,

Carbide, Wolframcarbid, Titancarbid, Siliziumcarbid,

Silizium, Nitride, Titannitrid, Tantalnitrid.

Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 2A bis 2C und 3 wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 4 ausgehend von einem Halbleiterwafer, wie er anhand von Figur 2A bereits beschrieben ist, die transmittierende

Schicht 8 selber innerhalb des Trennbereiches 2 modifiziert. Die Modifizierung findet hierbei derart statt, dass der

Absorptionskoeffizient lokal innerhalb des Trennbereiches 2 erhöht ist. Eine solche Modifizierung kann beispielsweise durch Einbringen von Streuzentren, Implantation von

Fremdstoffen beziehungsweise nasschemische Reaktionen

erfolgen .

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2011 017 097.9, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen 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 jede Kombination von Merkmalen i den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.