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Title:
OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT, AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/145435
Kind Code:
A1
Abstract:
An optoelectronic semiconductor component is specified which comprises a semiconductor body (10) with a contact metallization (20) applied on a main surface of the semiconductor body (10), and a protective layer (30), which partly covers the semiconductor body (10) and the contact metallization (20), a substrate (40) cohesively attached to the semiconductor body (10) on the part of the main surface, a cutout (50), and a connection layer (60) arranged within the cutout (50). The cutout (50) and the connection layer (60) extend from a side of the substrate (40) facing away from the semiconductor body (10) through the substrate (40) and the protective layer (30) as far as the contact metallization (20), and the connection layer (60) electrically contacts the contact metallization (20).

Inventors:
KATZ, Simeon (Georg-Aichinger-Str. 2, Regensburg, 93055, DE)
MAUTE, Markus (Köferinger Weg 15, Alteglofsheim, 93087, DE)
Application Number:
EP2019/051772
Publication Date:
August 01, 2019
Filing Date:
January 24, 2019
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (Leibnizstr. 4, Regensburg, 93055, DE)
International Classes:
H01L25/075; H01L33/44; H01L33/48
Foreign References:
CN203674260U2014-06-25
DE102013105631A12014-12-04
US20120119246A12012-05-17
EP2565945A12013-03-06
DE102015120323A12017-05-24
US20110114989A12011-05-19
US20110101537A12011-05-05
DE102018101815A2018-01-26
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Schloßschmidstr. 5, München, 80639, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) mit

- einem Halbleiterkörper (10) mit einer auf einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers (10) aufgebrachten

Kontaktmetallisierung (20),

- einer Schutzschicht (30), die den Halbleiterkörper (10) und die Kontaktmetallisierung (20) teilweise bedeckt,

- einem an den Halbleiterkörper (10) seitens der Hauptfläche stoffschlüssig angefügten Substrat (40),

- einer Aussparung (50) und einer innerhalb der Aussparung (50) angeordneten Anschlussschicht (60), wobei sich die

Aussparung (50) und die Anschlussschicht (60) von einer dem Halbleiterkörper (10) abgewandten Seite des Substrats (40) durch das Substrat (40) und die Schutzschicht (30) bis zu der Kontaktmetallisierung (20) erstrecken, und

- die Anschlussschicht (60) die Kontaktmetallisierung (20) elektrisch kontaktiert.

2. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei zwischen dem Substrat (40) und dem Halbleiterkörper (10) eine Verbindungsschicht (70) ausgebildet ist, die vorzugsweise mit Si02 gebildet ist.

3. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (40) mit Silizium gebildet ist.

4. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (30) mit einem Nitrid oder einem Oxid, vorzugsweise mit TaN,

Ta20s, TiN, Ti02, SZ3N4, Si20N2, SiO, Si02, A1N oder AI2O3, gebildet ist.

5. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (30) mittels eines ALD-Verfahrens ausgebildet ist.

6. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktmetallisierung (20) ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung enthält oder daraus besteht.

7. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlussschicht (60) mit Wolfram und/oder Kupfer gebildet ist.

8. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der

Anschlussschicht (60) und einer Innenwand der Aussparung (50) eine Haftvermittlerschicht (80) ausgebildet ist.

9. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Haftvermittlerschicht (80) mit TiN oder TaN gebildet ist.

10. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Anschlussschicht (60) im Bereich der Aussparung (50) eine Nickel- oder Gold- Schicht angeordnet ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements (1) umfassend die Schritte:

A) Bereitstellen eines Substrats (40), auf dem ein erster Bereich (701) einer Verbindungsschicht (70) angeordnet ist, und Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (10), - einer Schutzschicht (30),

- einer Kontaktmetallisierung (20), die zwischen der

Schutzschicht (30) und dem Halbleiterkörper (10) angeordnet ist,

- eines zweiten Bereichs (702) einer Verbindungsschicht (70), der auf der dem Halbleiterkörper (10) abgewandten Seite der Schutzschicht (30) angeordnet ist,

B) Verbinden des ersten Bereichs (701) der Verbindungsschicht (70) mit dem zweiten Bereich (702) der Verbindungsschicht (70) ,

C) Einbringen einer Aussparung (50) von einer dem

Halbleiterkörper (10) abgewandten Seite des Substrats (40), die das Substrat (40), die Verbindungsschicht (70) und die Schutzschicht (30) vollständig durchdringt,

D) Einbringen einer Anschlussschicht (60) in die Aussparung (50) zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der Anschlussschicht (60) und der

Kontaktmetallisierung (30).

12. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei Schritt C) mittels eines Ätzverfahrens erfolgt

umfassend die Schritte:

- Durchätzung des Substrats (40) mittels eines ersten

Ätzmittels ,

- Durchätzung der Verbindungsschicht (70) mittels eines zweiten Ätzmittels, und

- Durchätzung der Schutzschicht (30) mittels eines dritten Ätzmittels, wobei

- die Schutzschicht (30) gegenüber dem zweiten Ätzmittel stabil ist, und wobei

- die Kontaktmetallisierung (20) gegenüber dem dritten

Ätzmittel stabil ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen Schritt A) und Schritt B) der zweite Bereich (702) der Verbindungsschicht (70) auf der dem Halbleiterkörper (10) abgewandten Seite planarisiert wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt B) mittels Direct-Bonding erfolgt.

15. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt D) bei Temperaturen bis höchstens 400°C, bevorzugt bis höchstens 300°C und besonders bevorzugt bis höchstens 250°C erfolgt.

Description:
Beschreibung

OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAUELEMENTS

Es werden ein optoelektronisches Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauelements angegeben. Bei dem optoelektronischen Halbleiterbauelement kann es sich insbesondere um ein

strahlungsemittierendes oder strahlungsdetektierendes

optoelektronisches Halbleiterbauelement handeln, das im

Betrieb elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel Licht, emittiert beziehungsweise detektiert.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das eine verbesserte

Haltbarkeit aufweist.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur

Herstellung eines solchen optoelektronischen

Halbleiterbauelements anzugeben, das eine vereinfachte

Herstellung ermöglicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einer auf einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebrachten

Kontaktmetallisierung und eine Schutzschicht, die den

Halbleiterkörper und die Kontaktmetallisierung teilweise bedeckt .

Die Kontaktmetallisierung ist insbesondere mit einem Metall gebildet und bildet einen ohmschen Kontakt mit dem Halbleiterkörper aus und ist zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers vorgesehen.

Vorzugsweise umfasst der Halbleiterkörper eine Mehrzahl von epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterschichten und kann eine aktive Schicht mit einem pn-Übergang zur Emission oder

Detektion von elektromagnetischer Strahlung aufweisen.

Die Schutzschicht hat insbesondere eine gute Haftfähigkeit auf der Kontaktmetallisierung und dient während der

Herstellung beispielsweise als eine Ätzstoppschicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauelement ein an den Halbleiterkörper seitens einer Hauptfläche Stoffschlüssig angefügtes Substrat. Das Substrat dient insbesondere der mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauelement eine Aussparung und eine innerhalb der Aussparung angeordnete Anschlussschicht, wobei sich die

Aussparung und die Anschlussschicht von einer dem

Halbleiterkörper abgewandten Seite des Substrats durch das Substrat und die Schutzschicht bis zu der

Kontaktmetallisierung erstrecken. Die Anschlussschicht bildet einen elektrisch leitfähigen Kontakt mit der

Kontaktmetallisierung und dient dem elektrischen Anschluss des optoelektronischen Halbleiterbauelements. Die Aussparung kann ein vorteilhaft großes Aspektverhältnis aufweisen, beispielsweise ein Aspektverhältnis von mindestens 1:3, bevorzugt von mindestens 1:10 und besonders bevorzugt von mindestens 1:20. Das Aspektverhältnis beschreibt das

Verhältnis aus dem Durchmesser zur Tiefe einer Aussparung.

Ein großes Aspektverhältnis ermöglicht eine vorteilhaft große Dichte von Aussparungen und somit insbesondere eine erhöhte Dichte von elektrisch voneinander isoliert ansteuerbaren Leuchtdioden (LED) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das optoelektronische

Halbleiterbauelement

- einen Halbleiterkörper mit einer auf einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebrachten Kontaktmetallisierung,

- eine Schutzschicht, die den Halbleiterkörper und die

Kontaktmetallisierung teilweise bedeckt,

- ein an den Halbleiterkörper seitens der Hauptfläche

stoffschlüssig angefügtes Substrat,

- eine Aussparung und eine innerhalb der Aussparung

angeordnete Anschlussschicht, wobei sich die Aussparung und die Anschlussschicht von einer dem Halbleiterkörper

abgewandten Seite des Substrats durch das Substrat und die Schutzschicht bis zu der Kontaktmetallisierung erstrecken, und

- die Anschlussschicht die Kontaktmetallisierung elektrisch kontaktiert .

Einem hier beschriebenen optoelektronischen

Halbleiterbauelement liegt dabei unter anderem die Überlegung zugrunde, dass für die Herstellung einer pixelierten LED auf Silizium eine Durchkontaktierung zur elektrischen

Kontaktierung der einzelnen Leuchtdioden notwendig ist. Dazu werden tiefe Aussparungen in das Substrat eingebracht, beispielsweise mittels eines Ätzprozesses. Eine hohe Dichte der Pixel erfordert in der Regel eine entsprechend hohe Dichte von Durchkontaktierungen mit ausreichend großem

Aspektverhältnis. Dies stellt große Anforderungen an die Beherrschung des Ätzprozesses und die Selektivität der verwendeten Ätzmittel dar.

Das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauelement macht unter anderem von der Idee Gebrauch, die Selektivität des Ätzprozesses mittels einer Ätzstoppschicht aus

beispielsweise AI 2 O 3 zu erhöhen. Dadurch vereinfacht sich der Herstellungsprozess, und die erforderliche Kontrolle des Ätzprozesses ist vorteilhaft verringert. Eine Oxidation der Kontaktmetallisierung kann dadurch vermieden werden, dass ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung als Material für die Kontaktmetallisierung zum Einsatz kommen. Weitergehend erhöht sich die Zuverlässigkeit des optoelektronischen

Halbleiterbauelements durch die Vermeidung der Oxidbildung auf der Kontaktmetallisierung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist zwischen dem Substrat und dem

Halbleiterkörper eine Verbindungsschicht ausgebildet, die vorzugsweise mit Si0 2 gebildet ist. Die Verbindungsschicht kann insbesondere Si0 2 enthalten oder aus Si0 2 bestehen. Die Verbindungsschicht eignet sich insbesondere für einen Direct- Bonding Prozess, bei dem zwei Schichten mit glatt polierten Oberflächen ohne den Einsatz eines weiteren

Verbindungsmittels miteinander verbunden werden. Si0 2 ist zudem einfach und kostengünstig aufzubringen und eignet sich gut zur Ausbildung einer glatt polierten Oberfläche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist das Substrat mit Silizium gebildet. Das Substrat kann insbesondere Silizium enthalten oder aus Silizium bestehen. Silizium ist in Form von Wafern in einer großen Stückzahl zu günstigen Preisen verfügbar und stellt eine gute mechanische Ausgangsbasis für das optoelektronische Halbleiterbauelement dar.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Schutzschicht mit einem Nitrid oder einem Oxid, vorzugsweise mit TaN, Ta 2 0s, TiN, Ti0 2 ,

Si3N 4 , Si 2 0N 2 , SiO, Si0 2 , A1N oder AI2O3, gebildet. Im Falle von Si20N2 ist nicht nur ein stöchiometrisches

Siliziumoxinitrid gemeint, sondern ebenso jede nicht

stöchimetrisch abgeschiedene Mischform eines

Siliziumoxinitrides . TaN, Ta 2 0s, TiN, Ti0 2 , Si3N 4 , Si 2 0N 2 , SiO, Si0 2 , A1N oder AI2O3 weisen insbesondere eine ausreichende Haftung auf Edelmetallen wie beispielsweise Platin oder Gold auf und lassen sich vorteilhaft leicht nasschemisch

entfernen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Schutzschicht mittels eines ALD-Verfahrens (ALD: Atomic Layer Deposition) ausgebildet.

Ein ALD-Verfahren ist ein Abscheideverfahren, mittels dem eine Monolage von Atomen abgeschieden wird. Das heißt, die Atomlagen stapeln sich nicht übereinander, sondern es wird nur eine einatomare Schicht auf einer Fläche abgeschieden.

Der Vorteil einer solchen monolagigen Abscheidung ist eine sehr gute Bedeckung sämtlicher Unebenheiten der Oberfläche und die Überformung selbst kleinster Partikel und

Unebenheiten. Dadurch entsteht eine sehr dichte Schicht, die vorteilhaft eine sehr gute Ätzstoppschicht darstellen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements enthält oder besteht die Kontaktmetallisierung aus einem Edelmetall oder einer

Edelmetalllegierung. Ein Edelmetall oder eine

Edelmetalllegierung bilden vorteilhaft keine Oxidschicht bei Kontakt mit Luft oder aggressiveren Medien aus. Dadurch sind insbesondere auch nach einem Ätzprozess und dem Freilegen der Kontaktmetallisierung das Entstehen einer Oxidschicht auf der Kontaktmetallisierung und eine daraus entstehende

Verschlechterung des Kontaktverhaltens vorteilhaft vermindert oder unterbunden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Anschlussschicht mit Wolfram und/oder Kupfer gebildet. Die Anschlussschicht kann

insbesondere Wolfram und/oder Kupfer enthalten oder aus

Wolfram und/oder Kupfer bestehen. Mit diesen Materialien ist vorteilhaft eine konforme Abscheidung, beispielsweise mittels eines ALD-Abscheideverfahrens und/oder eines CVD- Abscheideverfahrens (CVD: Chemical vapor deposition) für hohe Aspektverhältnisse möglich. Wolfram und Kupfer bieten eine ausreichend hohe Leitfähigkeit um einen typischen Strom einer LED zu tragen. Weitergehend eignen sich Wolfram und Kupfer gut für nachfolgende Planarierungs- und Polierprozesse, insbesondere CMP-Prozesse (CMP : Chemical mechanical

polishing) , also einen chemisch unterstützten, mechanischen Poliervorgang. Alternativ kann auch eine Metall-ALD-Schicht aufgebracht werden. Das heißt, eine mittels ALD abgeschiedene Metallschicht kann auch als Anschlussschicht dienen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist zwischen der Anschlussschicht und einer Innenwand der Aussparung eine Haftvermittlerschicht ausgebildet. Eine Haftvermittlerschicht vermindert die Gefahr einer Ablösung der Anschlussschicht und kann weiterhin eine Diffusion zwischen der Anschlussschicht und den die

Anschlussschicht umgebenden Schichten vermindern oder

unterbinden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Haftvermittlerschicht mit

Titannitrid oder Tantalnitrid gebildet. Insbesondere kann die Haftvermittlerschicht Titannitrid oder Tantalnitrid enthalten oder aus Titannitrid oder Tantalnitrid bestehen. Titannitrid oder Tantalnitrid zeigen eine vorteilhaft gleichmäßige

Abscheidung bei hohen Aspektverhältnissen. Für die Ausbildung der Haftvermittlerschicht eignen sich wiederum die oben genannten Verfahren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist auf der Anschlussschicht im Bereich der Aussparung eine Nickel- oder Gold-Schicht angeordnet.

Dies dient einer Erhöhung der Stromfähigkeit der in der

Aussparung angebrachten Anschlussschicht. Insbesondere ist es auch möglich die Aussparung teilweise oder vollständig mit dem Material der Anschlussschicht und/oder Nickel oder Gold zu füllen (partial fill galvanic) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Verfahren die Schritte:

A) Im ersten Schritt wird ein Substrat, auf dem ein erster Bereich einer Verbindungsschicht angeordnet ist,

bereitgestellt. Der erste Bereich der Verbindungsschicht ist beispielsweise mit einem Dielektrikum, wie Si0 2, gebildet. Weitergehend wird ein Halbleiterkörper mit einer

Schutzschicht, einer zwischen der Schutzschicht und dem

Halbleiterkörper angeordneten Kontaktmetallisierung, die vorzugsweise einen ohmschen Kontakt zum Halbleiterkörper aufweist, und mit einem zweiten Bereich einer

Verbindungsschicht, der auf der dem Halbleiterkörper

abgewandten Seite der Schutzschicht angeordnet ist,

bereitgestellt. Vorzugsweise bedeckt die Schutzschicht die Kontaktmetallisierung und/oder den zweiten Bereich der

Verbindungsschicht vollständig. Der Halbleiterkörper ist insbesondere epitaktisch gewachsen und kann eine aktive

Schicht mit einem pn-Übergang zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Die Schutzschicht ist insbesondere mittels eines ALD-Verfahrens aufgebracht und dient als eine Ätzstoppschicht. Die Kontaktmetallisierung ist insbesondere mit einem Edelmetall oder einer

Edelmetalllegierung gebildet, so dass beim Kontakt mit Luft keine Oxidschicht entsteht. Der zweite Bereich der

Verbindungsschicht ist beispielsweise mit dem gleichen

Material gebildet wie der erste Bereich der

Verbindungsschicht und dient zur einfachen mechanischen

Verbindung mit beiden Bereichen der Verbindungsschicht.

B) Im nächsten Schritt wird der erste Bereich der

Verbindungsschicht mit einer dem Substrat abgewandten Seite mit der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite des zweiten Bereichs der Verbindungsschicht verbunden. Dieser Schritt umfasst insbesondere einen Direct-Bonding Prozess, bei dem zwei Schichten ohne ein weiteres Verbindungsmittel

miteinander verbunden werden.

C) Im nächsten Schritt wird eine Aussparung von einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite des Substrats, die das Substrat, die Verbindungsschicht und die Schutzschicht vollständig durchdringt, ausgebildet. Beispielsweise erfolgt das Einbringen der Aussparung mittels eines Ätzprozesses.

D) Im nächsten Schritt wird eine Anschlussschicht in die Aussparung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der Anschlussschicht und der Kontaktmetallisierung eingebracht. Die Anschlussschicht dient zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen

Halbleiterbauelements und ist insbesondere mit einem Metall gebildet, das gut mit einem CVD-Verfahren oder einem ALD- Verfahren abgeschieden werden kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements erfolgt Schritt C) mittels eines Ätzverfahrens umfassend die Schritte :

- Durchätzung eines Substrats mittels eines ersten

Ätzmittels ,

- Durchätzung der Verbindungsschicht mittels eines zweiten Ätzmittels und

- Durchätzung der Schutzschicht mittels eines dritten

Ätzmittels, wobei die Schutzschicht gegenüber dem zweiten Ätzmittel stabil ist und wobei die Kontaktmetallisierung gegenüber dem dritten Ätzmittel stabil ist. Eine hohe

Selektivität der Ätzmittel stellt eine vorteilhaft uniforme Ätzung sicher und erlaubt so die Herstellung großer

Aspektverhältnisse. Wenn ein Material gegenüber einem

Ätzmittel stabil ist, so wird es von dem Ätzmittel weniger oder gar nicht angegriffen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements wird der zweite Bereich der Verbindungsschicht auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Seite zwischen Schritt A) und Schritt B) planarisiert wird. Ein Planarisierungsprozess kann beispielsweise mittels eines CMP-Prozesses realisiert sein. Dadurch entsteht eine glatte Oberfläche, die sich

insbesondere für einen Direct-Bonding Prozess eignet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements erfolgt Schritt B) mittels Direct-Bonding . Dabei kann

vorteilhaft auf ein zusätzliches Verbindungsmittel verzichtet werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronische Halbleiterbauelements erfolgt Schritt D) bei Temperaturen bis höchstens 400 °C bevorzugt bis höchstens 300 °C und besonders bevorzugt bis höchstens 250 °C. Das Vermeiden von hohen Temperaturen trägt vorteilhaft zur Schonung des optoelektronischen

Halbleiterbauelements bei.

Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Vorteile des optoelektronischen Halbleiterbauelements ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen .

Es zeigen:

Figuren 1 bis 4 schematische Querschnitte durch ein

optoelektronisches Halbleiterbauelement bei

verschiedenen Schritten eines Verfahrens seiner Herstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder 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 als

maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere

Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines

optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in einem ersten Schritt eines Verfahrens zu seiner Herstellung. In dem ersten Schritt wird ein Silizium Substrat 40 bereitgestellt. Das Substrat 40 weist auf einer der Hauptflächen einen ersten Bereich 701 einer Verbindungsschicht 70 auf. Der erste

Bereich 701 der Verbindungsschicht 70 besteht aus einem Si0 2 und kann insbesondere mittels thermischer Oxidation auf dem Substrat 40 aufgewachsen sein.

Auf einem Halbleiterkörper 10 ist eine Kontaktmetallisierung 20 aufgebracht. Die Kontaktmetallisierung 20 und der

Halbleiterkörper 10 werden vollständig von einer

Schutzschicht 30 überdeckt. Die Kontaktmetallisierung 20 weist einen ohmschen Kontakt zum Halbleiterkörper 10 auf und ist mit Platin gebildet. Die Schutzschicht 30 ist mittels eines ALD-Verfahrens auf dem Halbleiterkörper 10 und der Kontaktmetallisierung 20 aufgebracht. Dadurch ist die

Schutzschicht 30 vorteilhaft eine sehr dichte Schicht. Auf der Schutzschicht 30 ist ein zweiter Bereich 702 der

Verbindungsschicht 70 aufgebracht. Die gestrichelte Linie in Figur 1 bezeichnet die Grenze zwischen dem ersten Bereich 701 der Verbindungsschicht 70 und dem zweiten Bereich 702 der Verbindungsschicht 70. Der erste Bereich 701 der

Verbindungsschicht 70 ist mit dem zweiten Bereich 702 der Verbindungsschicht 70 beispielsweise mittels Direct-Bonding stoffschlüssig verbunden.

Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines

optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu seiner Herstellung und gleicht im Wesentlichen der Figur 1. In einem weiteren Schritt ist eine Aussparung 50 in das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 eingebracht. Die Aussparung 50 erstreckt sich ausgehend von der dem Halbleiterkörper 10 abgewandten Seite des Substrats 40 bis zur Kontaktmetallisierung 20 und durchdringt die

Schutzschicht 30, die Verbindungsschicht 70 und das Substrat 40 vollständig. Die Aussparung 50 ist insbesondere durch einen Ätzprozess hergestellt, wobei für die Durchätzung des Substrats 40 ein erstes Ätzmittel verwendet wird, welches das Material der Verbindungsschicht 70 nicht oder nur wenig angreift, für die Durchätzung der Verbindungsschicht 70 ein zweites Ätzmittel verwendet wird, welches die Schutzschicht 30 nicht oder nur wenig angreift und für die Durchätzung der Schutzschicht 30 ein drittes Ätzmittel verwendet wird, das die Kontaktmetallisierung 20 nicht oder nur wenig angreift. Mittels dieses Verfahren ist es möglich, eine Aussparung 50 mit einem großen Aspektverhältnis herzustellen und die

Kontaktmetallisierung 20 freizulegen ohne ihre Oberfläche zu oxidieren .

Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines

optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu seiner Herstellung und gleicht im Wesentlichen der Figur 2. Innerhalb der Aussparung 50 sind eine Haftvermittlerschicht 80 und eine Anschlussschicht 60 aufgebracht. Die Anschlussschicht 60 ist insbesondere mit Wolfram gebildet. Die Haftvermittlerschicht 80 ist mit einem Titannitrid gebildet. Sowohl die Haftvermittlerschicht 80 als auch die Anschlussschicht 60 werden mittels eines CVD- Prozesses in die Aussparung 50 und auf das Substrat 40 aufgebracht. Dabei ist das CVD-Verfahren besonders geeignet, da es eine konforme Abscheidung auch bei großen Aspektverhältnissen ermöglicht. Die Haftvermittlerschicht 80 dient vor allem der Vermeidung einer Ablösung der

Anschlussschicht 60 von den Seitenwänden der Aussparung 50. Alternativ ist auch ein Verzicht auf die

Haftvermittlerschicht 80 denkbar, da die Haftung der

Anschlussschicht 60 bei Verwendung von Wolfram alleine bereits ausreichend hoch ist. Ebenso ist die

Verwendung einer Metall-ALD Schicht als Anschlussschicht 60 eine mögliche Variante.

Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt eines

optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in einem weiteren Schritt eines Verfahrens zu seiner Herstellung und gleicht im Wesentlichen der Figur 3. Die dem Halbleiterkörper 10 abgewandte Seite des Substrats 40 ist mittels eines CMP- Prozesses von der Haftvermittlerschicht 80 und der

Anschlussschicht 60 befreit. Auf der dem Halbleiterkörper 10 abgewandten Seite des Substrats 40 ist im Bereich der

Aussparung 50 ein Anschlusspad 90 angebracht. Das

Anschlusspad 90 bildet über die Anschlussschicht 60 und die Kontaktmetallisierung 20 einen elektrisch leitfähigen Pfad zum Halbleiterkörper 10 aus. Dies dient beispielsweise der weiteren elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 bei seiner späteren Montage.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die

Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von

Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102018101815.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugszeichenliste

1 optoelektronisches Halbleiterbauelement 10 Halbleiterkörper

20 Kontaktmetallisierung

30 Schutzschicht

40 Substrat

50 Aussparung

60 Anschlussschicht

70 Verbindungsschicht

701 erster Bereich der Verbindungsschicht

702 zweiter Bereich der Verbindungsschicht 80 Haftvermittlerschicht

90 Anschlusspad




 
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