Strahlungsemittierender Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen

Strahlungsemittierenden Halbleiterchip sowie ein Verfahren zur Herstellung von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips. Optoelektronische Halbleiterchips wie beispielsweise

Lumineszenzdiodenchips werden oftmals zum Schutz vor

elektrisch-statischer Entladung zusammen mit parallel dazu verschalteten ESD-Schut zdioden in Gehäusen angeordnet. Ein solcher Aufbau erfordert jedoch ein vergleichsweise großes Gehäuse, wodurch die Miniaturisierbarkeit solcher Gehäuse beschränkt ist.

Eine Aufgabe ist es, eine besonders kompakte Bauform

anzugeben, die unempfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung ist. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem solche Bauformen einfach und zuverlässig herstellbar sind .

Diese Aufgaben werden unter anderem durch einen

Strahlungsemittierenden Halbleiterchip beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der anhängigen Patentansprüche. Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist der Halbleiterchip einen Halbleiterkörper auf. Der

Halbleiterkörper weist eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven

Bereich auf. Weiterhin weist die Halbleiterschichtenfolge insbesondere eine erste Halbleiterschicht eines ersten

Leitungstyps und eine zweite Halbleiterschicht eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps auf. Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht n-leitend dotiert und die zweite Halbleiterschicht p-leitend dotiert oder umgekehrt. Der aktive Bereich ist insbesondere zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten

Halbleiterschicht angeordnet. Der aktive Bereich, die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht können jeweils auch mehrschichtig ausgebildet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist der

Halbleiterchip einen Träger auf. Der Träger ist also Teil des Halbleiterchips. Der Träger dient insbesondere der

mechanischen Stabilisierung des Halbleiterkörpers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist im Träger ein pn- Übergang ausgebildet. Im Unterschied zum aktiven Bereich ist der pn-Übergang nicht zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung ausgebildet. Der Träger kann also auch aus einem Material gebildet sein, das für die Strahlungserzeugung nicht geeignet ist. Beispielsweise kann der Träger Silizium oder Germanium enthalten oder aus einem solchen Material bestehen.

In einer vertikalen Richtung erstreckt sich der Träger zwischen einer vom Halbleiterkörper abgewandten Rückseite und einer dem Halbleiterkörper zugewandten Vorderseite. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist der Träger auf der Rückseite einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Die Kontakte sind zur externen elektrischen

Kontaktierung des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips vorgesehen. Durch Anlegen einer externen elektrischen

Spannung zwischen diesen Kontakten können Ladungsträger von unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind der aktive

Bereich und der pn-Übergang über den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt bezüglich der Durchlassrichtung antiparallel zueinander verschaltet. Bei einer bezogen auf den aktiven

Bereich anliegenden Vorwärtsspannung ist der pn-Übergang in Sperrrichtung orientiert, so dass die Ladungsträger in den aktiven Bereich injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Bei einer in Rückwärtsrichtung anliegenden Spannung am aktiven Bereich, beispielsweise aufgrund einer elektrostatischen Aufladung, ist der pn- Übergang dagegen in Durchlassrichtung orientiert, so dass die Ladungsträger unter Umgehung des aktiven Bereichs über den pn-Übergang abfließen können.

In mindestens einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist der

Halbleiterchip einen Halbleiterkörper auf, der eine

Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von

Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, eine erste

Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps und eine zweite Halbleiterschicht eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps aufweist. Weiterhin weist der Halbleiterchip einen Träger auf, auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist, wobei im Träger ein pn-Übergang ausgebildet ist. Auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Rückseite weist der Träger einen ersten Kontakt und einen zweiten

Kontakt auf. Der aktive Bereich und der pn-Übergang sind über den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt bezüglich der Durchlassrichtung antiparallel zueinander verschaltet.

Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip weist also einen in den Halbleiterchip integrierten ESD (Electro Static

Discharge) -Schutz in Form eines im Träger des Halbleiterchips ausgebildeten pn-Übergangs auf. Auf einem zusätzlichen, außerhalb des Halbleiterchips ausgebildeten Schutz vor elektrostatischer Entladung kann somit verzichtet werden. Weiterhin ist der Halbleiterchip über die rückseitig

angeordneten Kontakte elektrisch kontaktierbar und kann über Standard-Prozesse wie beispielsweise Reflow-Löten an einem Anschlussträger, etwa einer Leiterplatte oder einem

Leiterrahmen befestigt werden. Insbesondere ist der

Strahlungsemittierende Halbleiterchip als ein sogenanntes CSP-Bauelement (Chip Size Package) ausgebildet. Eine

derartige Bauform ist besonders kompakt, insbesondere im Vergleich zu Bauelementen, bei denen die Halbleiterchips zusammen mit zusätzlichen ESD-Dioden in einem Gehäuse

montiert sind. Weiterhin ist der Halbleiterchip ein

oberflächenmontierbares Bauelement (Surface Mounted Device, smd) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist der pn-Übergang vollflächig im Träger ausgebildet. Das bedeutet, in

Draufsicht auf den Halbleiterchip erstreckt sich der pn- Übergang über das gesamte Trägermaterial. Zur Herstellung eines Trägers mit einem solchen pn-Übergang sind also keine lateralen Strukturierungsprozesse erforderlich.

Der pn-Übergang erstreckt sich insbesondere parallel zur Rückseite des Trägers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist der pn-Übergang zwischen einem ersten Teilbereich des Trägers und einem zweiten Teilbereich des Trägers ausgebildet. Insbesondere ist der erste Teilbereich zwischen dem Halbleiterkörper und dem zweiten Teilbereich angeordnet. Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich sind bezüglich des Leitungstyps

voneinander verschieden. Beispielsweise ist der erste

Teilbereich p-leitend und der zweite Teilbereich n-leitend oder umgekehrt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist der Träger eine Öffnung auf, die sich von der Rückseite des Trägers durch den zweiten Teilbereich hindurch erstreckt, wobei der erste

Teilbereich über die Öffnung elektrisch kontaktiert ist.

Beispielsweise ist die Öffnung als ein Sackloch in dem Träger ausgebildet. Die Öffnung erstreckt sich in vertikaler

Richtung also nicht vollständig durch den Träger hindurch. Über die Öffnung ist der dem Halbleiterkörper zugewandte Teilbereich des pn-Übergangs also von der Rückseite des Trägers her elektrisch kontaktierbar . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist der erste Kontakt über eine Durchkontaktierung durch den Träger mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Die Durchkontaktierung erstreckt sich in vertikaler Richtung vollständig durch den Träger hindurch. Alternativ oder ergänzend ist der zweite Kontakt über eine Durchkontaktierung durch den Träger mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Einer der Kontakte kann jedoch auch anstelle über eine Durchkontaktierung direkt über das

zweckmäßigerweise elektrisch leitfähige Material des Trägers mit der zugehörigen Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Strahlungsemittierenden Halbleiterchips erstreckt sich die Durchkontaktierung durch den pn-Übergang hindurch. Bei einer elektrischen Kontaktierung des ersten Kontakts und des zweiten Kontakts über jeweils eine Durchkontaktierung können sich beide Durchkontaktierungen durch den pn-Übergang

hindurch erstrecken. Im Bereich der Durchkontaktierung sind die Kontakte zweckmäßigerweise jeweils von dem pn-Übergang elektrisch isoliert. Insbesondere kann sich der pn-Übergang entlang des gesamten Umfangs um die Durchkontaktierung herum erstrecken .

Beispielsweise ist der pn-Übergang mittels einer elektrisch isolierenden Trennschicht von dem ersten Kontakt und/oder von dem zweiten Kontakt elektrisch isoliert.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips angegeben. Das nachstehend beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Strahlungsemittierenden

Halbleiterchips besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterchip ausgeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine

Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von

Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, einer ersten

Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps bereitgestellt wird. Die

Halbleiterschichtenfolge ist beispielsweise epitaktisch, etwa mittels MOVPE auf einem Aufwachssubstrat abgeschieden. Die Halbleiterschichtenfolge kann auf dem Aufwachssubstrat oder einem vom Aufwachssubstrat verschiedenen Hilfsträger

bereitgestellt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem ein Trägerverbund an der Halbleiterschichtenfolge befestigt wird. Insbesondere ist in dem Trägerverbund ein pn-Übergang ausgebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Mehrzahl von

Durchkontaktierungen von einer der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Rückseite des Trägerverbunds durch den

Trägerverbund hindurch ausgebildet wird. Das Ausbilden der Durchkontaktierungen erfolgt insbesondere nachdem der

Trägerverbund bereits an der Halbleiterschichtenfolge

befestigt ist. Zum Zeitpunkt der Befestigung an der

Halbleiterschichtenfolge kann der Trägerverbund in lateraler Richtung völlig unstrukturiert ausgebildet sein. Insbesondere kann der Trägerverbund völlig frei von Ausnehmungen oder Aussparungen sein, die sich in vertikaler Richtung

vollständig oder teilweise durch den Trägerverbund hindurch erstrecken . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Mehrzahl von ersten Kontakten und zweiten Kontakten auf der Rückseite des Trägers ausgebildet wird. Die ersten Kontakte werden über die

Durchkontaktierungen mit der ersten Halbleiterschicht

elektrisch leitend verbunden. Alternativ oder ergänzend können die zweiten Kontakte über Durchkontaktierungen mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem die

Halbleiterschichtenfolge mit dem Trägerverbund in

Halbleiterchips vereinzelt wird. In den vereinzelten

Halbleiterchips sind jeweils der aktive Bereich und der pn- Übergang über den ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt bezüglich der Durchlassrichtung antiparallel zueinander verschaltet. Die vereinzelten Halbleiterchips weisen jeweils einen aus der Halbleiterschichtenfolge hervorgehenden

Halbleiterkörper und einen aus dem Trägerverbund

hervorgehenden Träger auf.

In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich, einer ersten Halbleiterschicht eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiterschicht eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps;

Befestigen eines Trägerverbunds, in dem ein pn-Übergang ausgebildet ist, an der Halbleiterschichtenfolge; Ausbilden einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen von einer der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Rückseite des

Trägerverbunds durch den Trägerverbund hindurch;

Ausbilden einer Mehrzahl von ersten Kontakten und zweiten Kontakten auf der Rückseite des Trägers, wobei die ersten Kontakte über die Durchkontaktierungen mit der ersten

Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden werden; und Vereinzeln der Halbleiterschichtenfolge mit dem Trägerverbund in Halbleiterchips, wobei in den Halbleiterchips jeweils der aktive Bereich und der pn-Übergang über den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt bezüglich der Durchlassrichtung antiparallel zueinander verschaltet sind.

Die vereinzelten Halbleiterchips weisen jeweils einen Träger und einen Halbleiterkörper auf, die aus dem Trägerverbund beziehungsweise der Halbleiterschichtenfolge hervorgehen.

Das Verfahren wird vorzugsweise in der angegebenen

Reihenfolge der Herstellungsschritte durchgeführt.

Mit dem beschriebenen Verfahren können Halbleiterchips hergestellt werden, bei denen ein ESD-Schutz in den Träger der vereinzelten Halbleiterchips integriert ist. Zum

Zeitpunkt der Befestigung der Halbleiterschichtenfolge an dem Trägerverbund kann der Trägerverbund in lateraler Richtung völlig unstrukturiert sein, so dass bereits eine grobe

Justage der Halbleiterschichtenfolge relativ zum

Trägerverbund, beispielsweise mittels eines mechanischen Anschlags, ausreichend ist. Beispielsweise kann die

Abweichung bei der Justage auch größer sein als die laterale Ausdehnung der herzustellenden Halbleiterchips, ohne dass die Ausbeute verringert wird. Verfahrensschritte wie

beispielsweise fotolithografische Strukturierungsschritte, bei denen im Vergleich dazu eine genauere Justage erforderlich ist, werden zur Strukturierung des

Trägerverbunds erst eingesetzt, nachdem der Trägerverbund bereits an der Halbleiterschichtenfolge befestigt ist.

Durch den im Trägerverbund ausgebildeten pn-Übergang können zudem die Halbleiterchips vor einer elektrostatischen

Entladung bereits zu dem Zeitpunkt geschützt werden, in dem die Halbleiterschichtenfolge mit dem Trägerverbund in

Halbleiterchips vereinzelt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem vor dem Befestigen des Trägerverbunds an der Halbleiterschichtenfolge erste

Anschlussflächen auf der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet werden, die mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sind. Nach dem Befestigen des

Trägerverbunds an der Halbleiterschichtenfolge werden die ersten Anschlussflächen freigelegt. Die Durchkontaktierungen werden mit anderen Worten so ausgebildet, dass die ersten Anschlussflächen für eine elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht zugänglich sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Halbleiterschichtenfolge beim Befestigen des Trägerverbunds an der Halbleiterschichtenfolge auf einer dem Trägerverbund zugewandten Seite vollflächig von einer dielektrischen

Schicht überdeckt. Auf der dem Trägerverbund zugewandten Seite ist die dielektrische Schicht insbesondere eben

ausgebildet. Insbesondere ist die dielektrische Schicht frei von Stufen. Zur Einebnung von Unebenheiten, die

beispielsweise aufgrund von überformten Kanten auftreten können, kann die dielektrische Schicht vor dem Befestigen des Trägerverbunds planarisiert werden, beispielsweise durch chemo-mechanisches Polieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Trägerverbund mittels direkten Bondens an der

Halbleiterschichtenfolge befestigt. Dieser Schritt kann insbesondere bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Eine Verbindungsschicht wie eine Klebeschicht oder eine Lotschicht ist beim direkten Bonden nicht erforderlich.

Alternativ zum direkten Bonden kann jedoch auch eine

Befestigung des Trägerverbunds an der

Halbleiterschichtenfolge mittels einer Verbindungsschicht wie einer Lotschicht oder einer Klebeschicht Anwendung finden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden von der Rückseite her Öffnungen im Trägerverbund ausgebildet, die sich durch den pn-Übergang hindurch erstrecken. Die

Öffnungen werden insbesondere ausgebildet, nachdem der

Trägerverbund bereits an der Halbleiterschichtenfolge

befestigt ist. Die Öffnungen und die Durchkontaktierungen können in einem gemeinsamen Herstellungsschritt oder in zwei voneinander zeitlich getrennten Herstellungsschritten

ausgebildet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weisen die Öffnungen in Draufsicht einen kleineren Querschnitt auf als die Durchkontaktierungen, so dass die Öffnungen und die Durchkontaktierungen bei gleichzeitiger Herstellung so ausgebildet werden, dass sich die Durchkontaktierungen durch den Trägerverbund hindurch erstrecken und die Öffnungen im Trägerverbund enden. Für das Ausbilden der Durchkontakt ierungen und der Öffnungen eignet sich beispielsweise ein anisotropes Ätzverfahren wie beispielsweise reaktives Ionentiefenätzen (Deep Reactive Ion Etching, DRIE) oder ein Ätzen bei tiefen Temperaturen. Die Ätzraten derartiger Prozesse hängen vom Querschnitt der zu ätzenden Strukturen ab, so dass die Ätzrate bei kleinen

Querschnitten kleiner ist als bei großen Querschnitten. Dies ist in dem Artikel Proceeding of SPIE 2000, Vol. 4174, pp 90 - 97; International Society of Optical Engineering (SPIE) beschrieben. Der Offenbarungsgehalt diesbezüglich wird hiermit explizit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Der Begriff reaktives Ionentiefenätzen umfasst allgemein Prozesse, mit denen durch trockenchemisches Ätzen hohe

Aspektverhältnisse erzielbar sind, beispielsweise der so genannte Bosch-Prozess oder Modifikationen davon. Zum

Beispiel kann zum Entfernen der Passivierungsschicht ein zusätzlicher Schritt mit Sauerstoff zwischen den

üblicherweise verwendeten Behandlungsschritten mit C4F8 und SF6 eingefügt werden. Weiterhin sind Modifikationen bekannt, bei denen das Ätzen und das Passivieren gleichzeitig

erfolgen, was auch als „kontinuierlicher Prozess" bezeichnet wird .

Es hat sich herausgestellt, dass durch eine Anpassung der Querschnitte von Öffnungen und Durchkontakt ierungen die

Ätzrate so eingestellt werden kann, dass die

Durchkontakt ierungen und die Öffnungen bei einer vorgegebenen Zeit die jeweils gewünschte Ätztiefe aufweisen.

Beispielsweise ist der Querschnitt der Durchkontakt ierungen um mindestens 20 % größer als der Querschnitt der Öffnungen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens verläuft der pn-Übergang parallel zur Rückseite des Trägerverbunds und der pn-Übergang ist beim Befestigen des Trägerverbunds an der Halbleiterschichtenfolge näher an der der

Halbleiterschichtenfolge zugewandten Vorderseite des

Trägerverbunds angeordnet als an der Rückseite des

Trägerverbunds. Beispielsweise ist der pn-Übergang in einem Abstand von höchstens 50 pm von der Vorderseite des

Trägerverbunds angeordnet. Insbesondere kann der pn-Übergang sehr nahe zur Vorderseite ausgebildet sein. Vorzugsweise beträgt der Abstand von der Vorderseite höchstens 10 pm, besonders bevorzugt höchstens 5 pm, am meisten bevorzugt höchstens 3 pm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Trägerverbund zwischen dem Befestigen des Trägerverbunds an der Halbleiterschichtenfolge und dem Ausbilden der

Durchkontaktierungen von der Rückseite her gedünnt. Zum

Zeitpunkt der Befestigung des Trägerverbunds kann der

Trägerverbund also eine hohe mechanische Stabilität aufgrund einer vergleichsweise großen Dicke aufweisen. Nach dem

Befestigen kann der Trägerverbund zur Reduktion der Dicke der späteren Träger der Halbleiterchips gedünnt werden. Dadurch wird auch der Aufwand beim Ausbilden der Durchkontaktierungen verringert . Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der

Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.

Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für einen

Strahlungsemittierenden Halbleiterchip anhand eines

Ausschnitts in schematischer Schnittansicht; und die Figuren 2A bis 2E ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Strahlungsemittierenden

Halbleiterchips anhand von jeweils in schematischer

Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten.

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 und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellung und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß

dargestellt sein.

Ein Ausführungsbeispiel für einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip ist in Figur 1 schematisch in Schnittansicht dargestellt, wobei die Randbereiche des Halbleiterchips zur vereinfachten Darstellung nicht gezeigt sind.

Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip ist beispielsweise als ein Lumineszenzdioden-Halbleiterchip, etwa als ein

Leuchtdioden-Halbleiterchip ausgebildet. Der

Strahlungsemittierende Halbleiterchip 1 umfasst einen

Halbleiterkörper 2. Der Halbleiterkörper weist eine

Halbleiterschichtenfolge 200 mit einem aktiven Bereich 20, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet ist, auf.

Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht 21 n-leitend und die zweite Halbleiterschicht 22 p-leitend ausgebildet oder umgekehrt . Der Halbleiterkörper 2, insbesondere der aktive Bereich 20 weist vorzugsweise ein I I I-V-Verbindungs-Halbleitermaterial auf. I I I-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur

Strahlungserzeugung im ultravioletten (Al _x In _y Gai- _x - _y N) über den sichtbaren (Al _x In _y Gai- _x - _y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Al _x In _y Gai- _x - _y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Al _x In _y Gai- _x - _y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 < x < l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x + 1, y + 1, x + 0 und/oder y + 0. Mit III-V- Verbindungs- Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten

Materialsystemen, können weiterhin bei der

Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden .

Der Halbleiterchip 1 umfasst weiterhin einen Träger 5, der an dem Halbleiterkörper 2 befestigt ist. Der Träger 5 erstreckt sich in einer vertikalen Richtung zwischen einer dem

Halbleiterkörper 2 abgewandten Rückseite 501 und einer dem Halbleiterkörper zugwandten Vorderseite 502. Die mechanische Verbindung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel

exemplarisch mittels einer direkten Bond-Verbindung zwischen einer ersten dielektrischen Schicht 41 und einer zweiten dielektrischen Schicht 42 gebildet. Davon abweichend kann der Halbleiterkörper 2 aber auch mittels einer

Verbindungsschicht, beispielsweise einer Lotschicht oder einer Klebeschicht an dem Träger 5 befestigt sein.

Der Halbleiterkörper 2 weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 auf, die sich von der dem Träger zugewandten Seite her durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch erstrecken. In den Ausnehmungen ist die erste Halbleiterschicht elektrisch leitend mit einer ersten Anschlussschicht 31 verbunden. Eine dem Träger 5 abgewandte Strahlungsaustrittsfläche 26 des Halbleiterkörpers 2 kann somit völlig frei von externen elektrischen Kontakten sein, so dass die Gefahr einer Abschattung vermieden wird.

Die zweite Halbleiterschicht 22 ist mit einer zweiten

Anschlussschicht 32 elektrisch leitend verbunden. Die zweite Anschlussschicht 32 oder zumindest eine Teilschicht der zweiten Anschlussschicht ist als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich 20 im Betrieb erzeugte Strahlung

ausgebildet. Beispielsweise enthält die zweite

Anschlussschicht 32 oder eine Teilschicht davon Silber, Palladium, Aluminium, Rhodium oder Nickel. Die genannten Materialien zeichnen sich durch eine hohe Reflektivität im sichtbaren Spektralbereich aus. In Draufsicht auf den

Halbleiterchip 1 bedeckt die zweite Anschlussschicht

vorzugsweise mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 75 %, am meisten bevorzugt mindestens 80 % der Grundfläche des

Halbleiterkörpers 2.

Die zweite Anschlussschicht 32 verläuft in vertikaler

Richtung bereichsweise zwischen der ersten Anschlussschicht

31 und dem Halbleiterkörper 2. Die Anschlussschichten 31, 32 sind insbesondere außerhalb des Halbleiterkörpers 2

angeordnete Schichten, beispielsweise metallische Schichten. Alternativ oder ergänzend zu einer metallischen Schicht kann die erste Anschlussschicht 31 und/oder die zweite

Anschlussschicht 32 oder zumindest eine Teilschicht davon ein TCO (Transparent Conductive Oxide) - Material enthalten oder aus einem solchen Material bestehen.

Die erste Anschlussschicht 31 und die zweite Anschlussschicht

32 sind mittels einer Isolationsschicht 45 elektrisch voneinander isoliert. Die Isolationsschicht 45 kann zur

Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der ersten Anschlussschicht und der zweiten Halbleiterschicht 22 auch die Seitenflächen der Ausnehmungen 25 bedecken. Dies ist zur vereinfachten Darstellung nicht explizit gezeigt.

Auf einer dem Träger 5 zugewandten Seite bilden die erste Anschlussschicht 31 und die zweite Anschlussschicht 32 eine erste Anschlussfläche 310 beziehungsweise eine zweite

Anschlussfläche 320. Die erste Anschlussfläche 310 und die zweite Anschlussfläche 320 sind jeweils über eine

Durchkontaktierung 56 durch den Träger hindurch mit einem ersten Kontakt 61 beziehungsweise einem zweiten Kontakt 62 elektrisch leitend verbunden. Die Kontakte 61, 62 sind auf der Rückseite 501 des Trägers 5 ausgebildet.

Der Träger 5 weist einen pn-Übergang 55 auf. Der pn-Übergang ist zwischen einem ersten Teilbereich 51 und einem zweiten Teilbereich 52 ausgebildet. Beispielsweise ist der erste Teilbereich p-leitend und der zweite Teilbereich n-leitend oder umgekehrt. Beispielsweise kann der erste Teilbereich 51 mit Bor p-leitend dotiert sein.

Der pn-Übergang 55 verläuft parallel zur Rückseite 501 und erstreckt sich in lateraler Richtung über die gesamte Fläche des Trägers 5. In vertikaler Richtung ist der erste

Teilbereich 51 zwischen dem zweiten Teilbereich 52 und dem Halbleiterkörper 2 angeordnet. In dem Träger 5 ist eine Öffnung 57 ausgebildet, die sich von der Rückseite des Trägers durch den zweiten Teilbereich 52 und den pn-Übergang erstreckt und in dem ersten Teilbereich 51 endet. In der Öffnung 57 ist der erste Teilbereich mit dem ersten Kontakt 61 verbunden. Der erste Teilbereich weist einen vom Leitungstyp der ersten Halbleiterschicht 21 verschiedenen Leitungstyp auf. Entsprechend weist der zweite Teilbereich 52 einen vom Leitungstyp der zweiten

Halbleiterschicht 22 verschiedenen Leitungstyp auf. Der zweite Teilbereich ist in einem Anschlussfenster 59, in dem der zweite Kontakt 62 an die Rückseite 501 des Trägers 5 angrenzt, mit dem zweiten Kontakt 62 elektrisch leitend verbunden .

Dadurch ist der pn-Übergang 55 bezüglich der

Durchlassrichtung antiparallel zu dem aktiven Bereich 20 verschaltet. Der aktive Bereich 20 und der pn-Übergang 55 sind über den ersten Kontakt 61 und den zweiten Kontakt 62 extern elektrisch kontaktierbar . Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip weist also genau zwei externe Kontakte auf. Zur elektrischen Isolation des Trägers 5 von den

Durchkontaktierungen 56 und der Öffnung 57 sind die

Seitenflächen der Durchkontaktierungen und der Öffnung mit einer Trennschicht 58 versehen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die

Durchkontaktierungen und die Öffnung vollständig mit einem elektrisch leitfähigen Material befüllt. Davon abweichend kann jedoch eine nur teilweise Verfüllung, beispielsweise in Form einer mantelartigen Beschichtung der Seitenflächen, ausreichend sein.

Für die erste dielektrische Schicht 41, die zweite

dielektrische Schicht 42, die Isolationsschicht 45 und die Trennschicht 58 eignet sich beispielsweise ein Oxid, etwa Siliziumoxid oder ein Nitrid, beispielsweise Siliziumnitrid oder eine Schichtenfolge mit verschiedenen dielektrischen Schichten, beispielsweise eine Schichtenfolge aus Siliziumoxid und Siliziumnitrid.

Die Durchkontaktierungen 56 erstrecken sich durch den pn- Übergang 55 hindurch und sind im Bereich des pn-Übergangs mittels der Trennschicht 58 von dem pn-Übergang elektrisch isoliert .

Von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichend kann die erste Anschlussschicht 310 oder die zweite Anschlussschicht

320 auch nicht über eine Durchkontaktierung, sondern über das Trägermaterial selbst mit dem ersten Kontakt 61

beziehungsweise dem zweiten Kontakt 62 elektrisch leitend verbunden sein. Weiterhin muss sich der pn-Übergang 55 nicht vollflächig über den Träger 5 erstrecken. Weiterhin ist auch denkbar, dass der pn-Übergang nicht parallel, sondern schräg oder senkrecht zur Rückseite 501 des Trägers verläuft, solange der erste Teilbereich 51 und der zweite Teilbereich 52 jeweils über einen der Kontakte elektrisch kontaktiert sind. Die beschriebene Ausgestaltung ist jedoch im Hinblick auf eine besonders einfache Herstellung des Halbleiterchips besonders geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist in den

Figuren 2A bis 2E schematisch anhand von in Schnittansieht dargestellten Zwischenschritten gezeigt. Hierbei wird

exemplarisch ein Halbleiterchip hergestellt, wie er in

Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben ist. Zur vereinfachten Darstellung ist lediglich ein Teilbereich eines

Halbleiterchips gezeigt. Mit dem beschriebenen Verfahren kann eine Vielzahl von Halbleiterchips gleichzeitig hergestellt werden . Wie in Figur 2A dargestellt wird eine

Halbleiterschichtenfolge 200 mit einem aktiven Bereich 20, einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten

Halbleiterschicht 22 bereitgestellt. Die

Halbleiterschichtenfolge 200 ist beispielsweise auf einem

Aufwachssubstrat 290 angeordnet. Als Aufwachssubstrat eignet sich für eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von nitridischem Verbindungshalbleitermaterial beispielsweise Saphir oder Silizium.

In der Halbleiterschichtenfolge ist von der dem

Aufwachssubstrat 290 abgewandten Seite her eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 ausgebildet, die sich durch die zweite

Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch erstrecken.

Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 werden wie in Figur 2B dargestellt zunächst eine zweite Anschlussschicht 32 und nachfolgend eine erste Anschlussschicht 31 ausgebildet.

Zwischen der ersten Anschlussschicht 31 und der zweiten

Anschlussschicht 32 wird eine Isolationsschicht 45

ausgebildet. Die erste Anschlussschicht 31, die zweite

Anschlussschicht 32 und die Isolationsschicht 45 sind jeweils außerhalb der vorgefertigten Halbleiterschichtenfolge

angeordnete Schichten.

Auf der dem Aufwachssubstrat 290 abgewandten Seite der

Halbleiterschichtenfolge 200 bilden die erste

Anschlussschicht 31 und die zweite Anschlussschicht 32 eine erste Anschlussfläche 310 beziehungsweise eine zweite

Anschlussfläche 320. Auf die Anschlussschichten wird eine erste dielektrische Schicht 41 aufgebracht. Die erste Anschlussschicht bedeckt die Halbleiterschichtenfolge vollflächig. Die erste dielektrische Schicht 41 bildet eine ebene Fläche für ein nachfolgendes Verbinden der

Halbleiterschichtenfolge 200 mit einem Trägerverbund (Figur 2C) .

Erforderlichenfalls kann die dielektrische Schicht 41 beispielsweise mittels eines CMP-Verfahrens planarisiert werden .

An der Halbleiterschichtenfolge 200 wird mittels direkten Bondens ein Trägerverbund 500 befestigt. Der Trägerverbund 500 weist auf einer der Halbleiterschichtenfolge 200

zugewandten Vorderseite 502 eine zweite dielektrische Schicht 42 auf, die ebenfalls eben ausgebildet ist und eine sehr geringe Oberflächenrauigkeit aufweist. Der Trägerverbund 500 weist einen pn-Übergang 55 auf, der sich vollflächig über den gesamten Trägerverbund erstreckt. Der Trägerverbund 500 ist insgesamt in lateraler Richtung völlig unstrukturiert, so dass beim Herstellen der Verbindung zwischen der

Halbleiterschichtenfolge 200 und dem Trägerverbund 500 keine besonderen Justage-Vorkehrungen getroffen werden müssen.

Beispielsweise reicht ein einfacher mechanischer Anschlag für die relative Justage zwischen Halbleiterschichtenfolge 200 und Trägerverbund 500.

Das direkte Bonden kann bei Raumtemperatur erfolgen. Durch den Kontakt zwischen der ersten dielektrischen Schicht 41 und der zweiten dielektrischen Schicht 42 entstehen

Wasserstoffbrückenbindungen, die die beiden Schichten miteinander verbinden. In einer Kondensationsreaktion bei höheren Temperaturen können diese Bindungen zu starken chemischen Bindungen, beispielsweise kovalenten oder kovalent-ionischen Bindungen umgewandelt werden, um die

Adhäsionskräfte dauerhaft zu verstärken.

Da die direkte Bondverbindung bei Raumtemperatur erfolgen kann, führen die unterschiedlich starken

Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Aufwachssubstrat , beispielsweise Saphir, und dem Trägerverbund 500,

beispielsweise Silizium, zu keiner oder zu nur einer die Verbindung nicht beeinträchtigenden Krümmung. Beim Herstellen der direkten Bondverbindung weist der Trägerverbund

zweckmäßigerweise eine ausreichend große Dicke auf, um eine hinreichende mechanische Stabilität bei dem Fügeprozess zu gewährleisten. Beispielsweise beträgt die Dicke des

Trägerverbunds mindestens 200 pm.

Nachfolgend kann der Trägerverbund 500, wie in Figur 2D dargestellt, von der Rückseite 501 her gedünnt werden. Die Dicke des Trägerverbunds nach dem Dünnen beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 50 pm und einschließlich 150 pm, beispielsweise 80 pm.

Der pn-Übergang ist näher an der Vorderseite 502 angeordnet als an der Rückseite 501, so dass beim Dünnen des

Trägerverbunds keine Gefahr einer Schädigung des pn-Übergangs besteht. Beispielsweise kann zum Ausbilden des pn-Übergangs ein vergleichsweise schwach n-dotierter Trägerverbund 500 Anwendung finden, in dem zum Ausbilden des ersten

Teilbereichs 51 beispielsweise mittels Implantation ein p- leitender erster Teilbereich 51 ausgebildet wird. Nach dem Dünnen werden von der Rückseite 501 her Durchkontaktierungen 56 in dem Trägerverbund 500 ausgebildet. Dies kann mittels eines fotolithographischen Strukturierungsverfahrens

erfolgen, wobei die Durchkontaktierungen 56 so ausgebildet werden, dass die ersten Anschlussflächen 310 und die zweiten Anschlussflächen 320 freigelegt werden. Bei einem

transparenten Aufwachssubstrat 290 kann die Justage des fotolithografischen Verfahrens durch das Aufwachssubstrat hindurch erfolgen. Bei einem strahlungsundurchlässigen

Aufwachssubstrat wie beispielsweise Silizium kann alternativ dazu auf der Rückseite des Aufwachssubstrats eine geeignete Justagestruktur vorgesehen sein (nicht explizit dargestellt). Zum Ausbilden der Durchkontaktierungen 56 kann beispielsweise ein anisotropes Ätzverfahren, beispielsweise reaktives

Ionentiefenätzen oder Ätzen bei tiefen Temperaturen Anwendung finden. Weiterhin werden von der Rückseite 501 des

Trägerverbunds 500 her Öffnungen 57 im Trägerverbund 500 ausgebildet, die sich durch den zweiten Teilbereich 52 und den pn-Übergang 55 hindurch in den ersten Teilbereich 51 hinein erstrecken und dort enden. Die Durchkontaktierungen 56 und die Öffnungen 57 können nacheinander in voneinander getrennten Herstellungsschritten hergestellt werden. Die Ätztiefen für die Durchkontaktierungen 56 und die Öffnungen 57 können dadurch unabhängig voneinander eingestellt werden. Alternativ können die Durchkontaktierungen 56 und die

Öffnungen 57 in einem gemeinsamen Herstellungsschritt

ausgebildet werden. Hierfür kann der Querschnitt der

Öffnungen 57 kleiner gewählt werden als der Querschnitt der Durchkontaktierungen 56, so dass bei demselben

trockenchemischen Ätzverfahren in den Durchkontaktierungen 56 eine größere Ätzrate auftritt als in den Öffnungen 57.

Beispielsweise können die Durchkontaktierungen 56 kreisförmig mit einem Durchmesser von etwa 60 pm und die Öffnungen 57 mit einem Durchmesser von etwa 45 pm ausgebildet werden.

Selbstverständlich können für die Durchkontaktierungen und die Öffnungen auch davon abweichende Werte gewählt werden. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche der

Durchkontaktierungen um mindestens 20 % größer als die

Querschnittsfläche der Öffnungen 57. Zum Freilegen der ersten Anschlussflächen 310 und der zweiten Anschlussflächen 320 kann das Ätzverfahren so gewählt werden, dass dieses selektiv an den metallischen Anschlussflächen stoppt. Alternativ kann beispielsweise eine optische

Endpunkterkennung, etwa mittels optischer

Emissionsspektroskopie (OES) erfolgen.

Nachfolgend werden die Seitenflächen der Durchkontaktierungen 56 und der Öffnungen 57 sowie die Rückseite 501 mit einer elektrisch isolierenden Trennschicht, beispielsweise einer Siliziumoxid-Schicht oder einer Siliziumnitrid-Schicht oder einem Schichtenpaar aus Siliziumoxid und Siliziumnitrid versehen (Figur 2E) . Hierfür kann beispielsweise ein CVD- Verfahren wie PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour

Deposition) oder atomlagenfeine Abscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) Anwendung finden. In einer weiteren

fotolithografischen Strukturierung kann die Trennschicht am Boden der Öffnungen 57 und erforderlichenfalls am Boden der Durchkontaktierungen 56 geöffnet werden, so dass die ersten Anschlussflächen 310, die zweiten Anschlussflächen 320 und der erste Teilbereich des Trägerverbunds 500 für eine

elektrische Kontaktierung zugänglich sind. Zudem wird an der Rückseite 501 ein Anschlussfenster 59 ausgebildet, in dem die Rückseite des Trägerverbunds 500 für eine elektrische

Kontaktierung des zweiten Teilbereichs 52 freiliegt.

Zur Ausbildung der elektrischen Kontakte 61, 62 kann

beispielsweise eine Ni/Au-Schicht abgeschieden werden und auf dieser Schicht eine Lackmaske definiert werden. In den Fenstern dieser Maske wird elektrochemisch die zuvor

aufgebrachte Metallschicht verstärkt, beispielsweise durch Kupfer. Nach dem Entfernen der Lackmaske und der

unverstärkten Ni/Au-Schicht sind der aktive Bereich 20 und der pn-Übergang 55 über die ersten Kontakte 61 und die zweiten Kontakte 62 extern elektrisch kontaktierbar und antiparallel zueinander verschaltet. Der Trägerverbund 500 dient nun der mechanischen Stabilisierung der

Halbleiterschichtenfolge 200, so dass das Aufwachssubstrat 290 hierfür nicht mehr erforderlich ist und entfernt werden kann. Das Entfernen kann beispielsweise mittels eines Laser- Lift-Off-Verfahrens , mechanisch oder chemisch erfolgen.

Zur Ausbildung einzelner Halbleiterchips kann die

Halbleiterschichtenfolge 200 mit dem Trägerverbund 500 nun vereinzelt werden, beispielsweise mittels eines mechanischen Verfahrens wie Sägen, chemisch oder mittels Lasertrennens.

Mit dem beschriebenen Verfahren kann auf einfache und

zuverlässige Weise ein Halbleiterchip, insbesondere in einem CSP-Aufbau besonders einfach und kostengünstig auf Waferlevel hergestellt werden, so dass beim Vereinzeln in

Halbleiterchips bereits eine ESD-Schut zdiode in den

Halbleiterchip integriert ist. Die fertig gestellten

Halbleiterchips sind also oberflächenmontierbare Bauelemente, für die kein zusätzliches Gehäuse (package) erforderlich ist. Zudem kann auf einen fein justierten Bond-Prozess zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Trägerverbund verzichtet werden, so dass dieses Verfahren besonders einfach und zuverlässig mit geringem Ausschuss durchgeführt werden kann. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 110 853.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist .