HALBLEITERBAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES

HALBLEITERBAUELEMENTS

Es werden ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements angegeben.

In Halbleiterbauelementen können unter mechanischen

Belastungen aufgrund vergleichsweise schlechter

Verformbarkeit mancher Materialschichten Defekte,

beispielsweise Risse oder Delaminationen, entstehen, die sich ausbreiten und die Qualität der Halbleiterbauelemente

mindern .

Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, ein

mechanisch stabiles Halbleiterbauelement anzugeben. Des

Weiteren besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements

anzugeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper, der eine erste Halbleiterschicht und eine zweite Halbleiterschicht aufweist. Ferner weist der Halbleiterkörper eine erste Hauptfläche und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite

Hauptfläche auf, wobei insbesondere die erste Hauptfläche durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht und die zweite Hauptfläche durch eine Oberfläche der zweiten

Halbleiterschicht gebildet wird. Insbesondere begrenzen die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche den

Halbleiterkörper in einer vertikalen Richtung. Ferner weist der Halbleiterkörper vorzugsweise mindestens eine Seitenfläche auf, welche die erste Hauptfläche mit der zweiten Hauptfläche verbindet. Die Anzahl der Seitenflächen bestimmt sich nach der Geometrie des Halbleiterkörpers.

Insbesondere weist der Halbleiterkörper mehrere Seitenflächen auf. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der

Halbleiterchip quaderförmig ausgebildet ist und entsprechend vier Seitenflächen aufweist. Die mindestens eine Seitenfläche ist vorzugsweise weitgehend quer zu der ersten und zweiten Hauptfläche angeordnet. "Quer" bedeutet, dass ein

Normalenvektor der Seitenfläche nicht parallel zu einem

Normalenvektor der ersten und/oder zweiten Hauptfläche verläuft. Vorzugsweise begrenzt die mindestens eine

Seitenfläche den Halbleiterkörper in einer oder mehreren lateralen Richtungen. Die lateralen Richtungen sind in einer Ebene angeordnet, deren Normalenvektor parallel zu der vertikalen Richtung angeordnet ist. Insbesondere bezeichnet die Richtung, in welcher die zweite Halbleiterschicht auf die erste Halbleiterschicht folgt, die vertikale Richtung.

Weiterhin kann die zumindest eine Seitenfläche eine aus mindestens zwei Teilflächen zusammengesetzte Fläche sein. Beispielsweise können die Teilflächen ebene Flächen sein, wobei insbesondere die Flächennormalen zweier aneinander grenzender Teilflächen quer, das heißt nicht parallel, zueinander verlaufen.

Die erste Halbleiterschicht kann eine erste Leitfähigkeit und die zweite Halbleiterschicht eine zweite Leitfähigkeit aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten

Halbleiterschicht um eine n-leitende Schicht. Weiterhin handelt es sich bei der zweiten Halbleiterschicht

insbesondere um eine p-leitende Schicht. Der Halbleiterkörper kann zwischen der ersten und zweiten Halbleiterschicht weitere Halbleiterschichten aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich

vorliegend bei dem Halbleiterbauelement um ein

optoelektronisches Bauelement. Hierbei weist der

Halbleiterkörper vorzugsweise eine aktive Zone auf, die zur Strahlungserzeugung oder zur Strahlungsdetektion geeignet ist. Insbesondere ist die aktive Zone eine p-n-Übergangszone . Die aktive Zone kann dabei als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge mehrerer Schichten ausgebildet sein.

Beispielsweise emittiert die aktive Zone im Betrieb des

Halbleiterbauelements elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Alternativ kann die aktive Zone im Betrieb des

Halbleiterbauelements elektromagnetische Strahlung

absorbieren und diese in elektrische Signale oder elektrische Energie umwandeln. Die aktive Zone ist insbesondere zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten

Halbleiterschicht angeordnet.

Für die Schichten des Halbleiterkörpers kommen vorzugsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht. "Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass zumindest eine Schicht des Halbleiterkörpers ein Nitrid-III/V- Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise Al _n Ga _m I ni- _n - _m N, umfasst, wobei 0 < n < 1, 0 < m < 1 und n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte

Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche

Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen

physikalischen Eigenschaften des Al _n Ga _m I ni- _n - _m N-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.

Weiterhin kann das Halbleiterbauelement eine elektrisch leitende Trägerschicht aufweisen. Die Trägerschicht weist dabei einen vergleichsweise geringen elektrischen Widerstand auf. Darüber hinaus ist die Trägerschicht aufgrund ihrer Beschaffenheit, beispielsweise ihrer Dicke und/oder ihres Materials, eine Stabilitätsgebende Komponente des

Halbleiterbauelements .

Vorzugsweise wird die zweite Hauptfläche zumindest

bereichsweise von der Trägerschicht überdeckt. Dabei ist es möglich, dass die Trägerschicht größtenteils

unterbrechungsfrei ausgebildet ist, so dass die zweite

Hauptfläche vorzugsweise zu mindestens 50 %, insbesondere zu mindestens 80 %, bevorzugt zu mindestens 90 % von der

Trägerschicht bedeckt ist. Die Trägerschicht weist also insbesondere nur wenige Stellen auf, an denen sich

Unterbrechungen, das heißt Bereiche reduzierter Dicke, befinden . Ferner kann das Halbleiterbauelement eine elektrisch leitende Verformungsschicht aufweisen. Die Verformungsschicht weist dabei einen vergleichsweise geringen elektrischen Widerstand auf. Insbesondere weist die elektrisch leitende

Verformungsschicht eine gleich große oder höhere Elastizität auf wie die elektrisch leitende Trägerschicht. Dabei

bezeichnet die „Elastizität" insbesondere die elastischen Eigenschaften des für die verschiedenen Schichten verwendeten Materials. Weiterhin unterscheidet sich vorzugsweise die Steifigkeit der Verformungsschicht von der Steifigkeit der Trägerschicht. Insbesondere ist die Steifigkeit der

Trägerschicht höher als die Steifigkeit der

Verformungsschicht. Die „Steifigkeit" beschreibt den

Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung durch eine Kraft oder ein Moment, zum Beispiel ein Biegemoment oder Torsionsmoment. Die Steifigkeit einer Schicht hängt nicht nur von den elastischen Eigenschaften des verwendeten Materials, sondern entscheidend auch von der Geometrie der Schicht ab.

Vorzugsweise wird die zweite Hauptfläche von der elektrisch leitenden Verformungsschicht zumindest bereichsweise

überdeckt. Dabei kann die Verformungsschicht die zweite

Hauptfläche zu 70%, insbesondere zu mindestens 80 %,

bevorzugt zu mindestens 90 %, überdecken. Die

Verformungsschicht kann größtenteils unterbrechungsfrei ausgebildet sein. Die Verformungsschicht weist also

insbesondere nur wenige Stellen auf, an denen sich

Unterbrechungen, das heißt Bereiche reduzierter Dicke, befinden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die

Verformungsschicht strukturiert ist, so dass der

Bedeckungsgrad der zweiten Hauptfläche durch die

Verformungsschicht vorzugsweise geringer ist als 70 %, insbesondere jedoch größer als 30 %. Durch eine

Strukturierung der Verformungsschicht kann insbesondere die Steifigkeit der Verformungsschicht reduziert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Verformungsschicht um eine zusammenhängende Schicht. Dies bedeutet, dass alle Bereiche der Verformungsschicht

miteinander verbunden sind. Mittels der Verformungsschicht, die insbesondere weniger steif und elastischer ist als die Trägerschicht, können mechanische Belastungen, die möglicherweise bei der

Herstellung oder Montage des Halbleiterbauelements auftreten und zu Defekten wie etwa Rissen oder Delaminationen im

Halbleiterbauelement führen, abgefangen werden. Die

nachgiebigere Verformungsschicht gleicht also die Starrheit der Trägerschicht aus. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Verformungsschicht auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der Trägerschicht angeordnet. Insbesondere ist die Verformungsschicht direkt auf die Trägerschicht aufgebracht. Zwischen der Trägerschicht und der Verformungsschicht ist also vorzugsweise keine weitere Schicht angeordnet. Im

Bereich der Trägerschicht auftretende Verspannungen können damit durch die in unmittelbarer Nähe angeordnete

Verformungsschicht vorteilhafterweise abgebaut werden. Vorzugsweise wird die Trägerschicht konform von der

Verformungsschicht bedeckt. Dies bedeutet insbesondere, dass einander zugewandte Begrenzungsflächen der Träger- und

Verformungsschicht hinsichtlich ihrer geometrischen Gestalt identisch sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Verformungsschicht dünner ausgebildet als die Trägerschicht. Eine Dicke der Verformungsschicht kann halb so groß oder kleiner sein als die Hälfte der Dicke der Trägerschicht.

Beispielsweise beträgt die Dicke der Verformungsschicht zwischen etwa 200 nm und etwa 5 ym, wobei Abweichungen von den angegebenen Werten bis zu 10 % tolerabel sind. Weiterhin kann die Dicke der Trägerschicht zwischen einschließlich 2 ym und einschließlich 100 ym, insbesondere zwischen 5 ym und 30 ym, vorzugsweise zwischen 5 ym und 15 ym betragen, wobei Abweichungen von den angegebenen Werten bis zu 10 % tolerabel sind. Bei der Dicke handelt es sich um eine maximale

Ausdehnung der jeweiligen Schicht in einer Richtung, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der jeweiligen Schicht angeordnet ist.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Verformungsschicht überwiegend um eine Schicht gleichmäßiger Dicke, wobei die Dicke im Rahmen üblicher Herstellungstoleranzen schwanken kann. Die Verformungsschicht verstärkt insbesondere die

Trägerschicht und kann in Kombination mit dieser zur

Stabilisierung des Halbleiterbauelements beitragen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Trägerschicht und die Verformungsschicht aus verschiedenen Materialien gebildet. Insbesondere weist hierbei die Verformungsschicht eine höhere Elastizität auf als die Trägerschicht. Alternativ können die Trägerschicht und die Verformungsschicht aus demselben Material gebildet sein, wobei die elektrisch leitende Verformungsschicht eine gleich große Elastizität aufweist wie die elektrisch leitende Trägerschicht. Werden die Verformungs- und Trägerschicht aus demselben Material gebildet, so wird vorzugsweise ein Material mit

vergleichsweise hoher Elastizität verwendet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Verformungsschicht um eine metallische Schicht. Unter einer "metallischen Schicht" ist dabei eine Schicht zu verstehen, die aus einem Metall oder einer Metallverbindung gebildet ist und sich durch mindestens eine der folgenden Eigenschaften auszeichnet: hohe elektrische Leitfähigkeit, die mit steigender Temperatur abnimmt, hohe Wärmeleitfähigkeit, Duktilität (Verformbarkeit) , metallischer Glanz

(Spiegelglanz) . Auch bei der Trägerschicht handelt es sich vorzugsweise um eine metallische Schicht.

Geeignete Materialien für die Verformungsschicht sind

beispielsweise Au, In und Cu . Die Verformungsschicht kann mindestens eines dieser Materialien enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen. Für die Trägerschicht kommen als Materialien zum Beispiel Au, Zn, AI, Sn, Ni und Cu oder

Verbindungen dieser Materialien wie beispielsweise AuSn und NiAu und darüber hinaus NiPdAu in Frage. Die Trägerschicht kann also mindestens eines dieser Materialien enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen.

Die Verformungsschicht kann eine galvanische, gesputterte oder aufgedampfte Schicht sein. Insbesondere wird die

Verformungsschicht auf der Trägerschicht galvanisch

abgeschieden oder auf die Trägerschicht aufgesputtert oder aufgedampft. Die Trägerschicht ist insbesondere eine

galvanische Schicht, die auf einer auf dem Halbleiterkörper angeordnete Startschicht (englisch: seed layer) galvanisch abgeschieden ist. Beispielsweise kann die Startschicht eines der Materialien Au, Ti, Cu, AI, Ag, Sn, Rh, Ni oder Pt enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die

Trägerschicht von der zweiten Hauptfläche bis auf mindestens eine Seitenfläche des Halbleiterkörpers. Insbesondere kann sich die Trägerschicht bis auf mindestens eine Seitenfläche der ersten Halbleiterschicht erstrecken. Dabei können

Seitenflächen der zweiten Halbleiterschicht von der

Trägerschicht vollständig überdeckt sein. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die

Verformungsschicht in lateralen Richtungen bis zu einem Rand der Trägerschicht. Dabei kann die Verformungsschicht den Halbleiterkörper in lateralen Richtungen überragen.

Weiterhin wird vorzugsweise mindestens eine Seitenfläche des Halbleiterbauelements bereichsweise durch Seitenflächen der Trägerschicht und der Verformungsschicht gebildet.

Insbesondere werden mehrere Seitenflächen des

Halbleiterbauelements bereichsweise durch Seitenflächen der Trägerschicht und der Verformungsschicht gebildet. Das

Halbleiterbauelement wird also lateral durch Seitenflächen beider Schichten zumindest teilweise begrenzt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des

Halbleiterbauelements weist der Halbleiterkörper mindestens eine Ausnehmung auf, die sich von der zweiten Hauptfläche in Richtung der ersten Hauptfläche erstreckt und die in der ersten Halbleiterschicht endet. Die Ausnehmung ist

beispielsweise vollumfänglich von dem Halbleiterkörper umgeben. Der Halbleiterkörper kann eine Mehrzahl von solchen Ausnehmungen aufweisen. Vorzugsweise ist in der mindestens einen Ausnehmung die Trägerschicht angeordnet. Diese dient mit Vorteil zur elektrischen Kontaktierung der ersten

Halbleiterschicht und zwar vorzugsweise von der Seite der zweiten Hauptfläche her.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Halbleiterbauelement auf der Seite der zweiten Hauptfläche einen ersten Anschlusskontakt zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht und einen zweiten

Anschlusskontakt zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht auf. Dabei kann der erste Anschlusskontakt mit der Trägerschicht elektrisch leitend verbunden sein.

Weiterhin kann der zweite Anschlusskontakt mit einer

Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden sein, die mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist .

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die

Verformungsschicht mindestens eine Ausnehmung auf, in der der zweite Anschlusskontakt angeordnet ist. Insbesondere

erstreckt sich die Ausnehmung von einer der Trägerschicht abgewandten Begrenzungsfläche der Verformungsschicht durch die Verformungsschicht hindurch bis zu einer der

Trägerschicht zugewandten Begrenzungsfläche der

Verformungsschicht. Das heißt, die Verformungsschicht wird von der Ausnehmung vollständig durchdrungen. Ferner kann sich die Ausnehmung bis in die Trägerschicht fortsetzen und diese vollständig durchdringen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Halbleiterbauelement einen angeformten Grundkörper auf, der auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist. In vertikaler Richtung ist vorzugsweise zwischen dem Halbleiterkörper und dem Grundkörper die Verformungsschicht angeordnet.

Vorzugsweise sind der erste und zweite Anschlusskontakt in den Grundkörper eingebettet. Dabei erstrecken sich der erste und der zweite Anschlusskontakt insbesondere von der Seite des Halbleiterkörpers durch den Grundkörper hindurch bis zu einer dem Halbleiterkörper abgewandten Oberfläche des

Grundkörpers .

Der Grundkörper kann zum Beispiel durch ein Gießverfahren ausgebildet sein. Insbesondere wird der Grundkörper aus einem gießbaren Kunststoff, etwa einem Polymer wie Harz, Epoxid oder Silikon, hergestellt. Vorteilhafterweise kann das

Kunststoffmaterial des Grundkörpers durch die Trägerschicht, die zwischen dem Halbleiterkörper und dem Grundkörper angeordnet ist, vor der elektromagnetischen Strahlung des Halbleiterkörpers, die beispielsweise zu einer beschleunigten Alterung des Grundkörpers führt, geschützt werden. Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse bevorzugt unter Druckeinwirkung gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet wird. Insbesondere umfasst der Begriff

"Gießverfahren" Gießen (molding) , folienassistiertes Gießen (film assisted molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements weist dieses die folgenden Schritte auf:

Bereitstellen eines Halbleiterkörpers mit

- einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten

Halbleiterschicht,

- einer ersten Hauptfläche und einer der ersten

Hauptfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptfläche, wobei die erste Hauptfläche durch eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht und die zweite Hauptfläche durch eine Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht gebildet wird,

- mindestens einer Seitenfläche, welche die erste

Hauptfläche mit der zweiten Hauptfläche verbindet,

Aufbringen einer elektrisch leitenden Trägerschicht auf die zweite Hauptfläche, Aufbringen einer elektrisch leitenden Verformungsschicht auf die zweite Hauptfläche, wobei die elektrisch leitende Verformungsschicht eine gleich große oder höhere

Elastizität aufweist wie die elektrisch leitende

Trägerschicht.

Vorzugsweise werden die oben genannten Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die

Verformungsschicht auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite der Trägerschicht auf diese aufgebracht. Insbesondere wird die Verformungsschicht direkt auf die Trägerschicht aufgebracht. Dabei kann die Verformungsschicht mittels eines Beschichtungsverfahrens , bevorzugt mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens , auf die Trägerschicht aufgebracht werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die

Verformungsschicht auf die Trägerschicht aufgesputtert oder aufgedampft wird. Weiterhin kann die Trägerschicht mittels eines Beschichtungsverfahrens , bevorzugt mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens , auf eine auf dem

Halbleiterkörper angeordnete Startschicht aufgebracht werden. Bei der Startschicht kann es sich beispielsweise um eine aufgesputterte oder aufgedampfte Schicht handeln.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung werden darüber hinaus die Anschlusskontakte mittels eines Beschichtungsverfahrens , bevorzugt mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens , auf den Halbleiterkörper aufgebracht. Dabei kann eine weitere Startschicht, die insbesondere aufgesputtert oder aufgedampft ist, als Keimschicht für die Anschlusskontakte dienen.

Beispielsweise kann die weitere Startschicht eines der Materialien Au, Ti, Cu, AI, Ag, Sn, Rh, Ni oder Pt enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen.

Die erste und zweite Halbleiterschicht können mittels eines Epitaxie-Verfahrens schichtenweise nacheinander auf einem

Aufwachssubstrat hergestellt werden. Als Materialien für das Aufwachssubstrat kommen beispielsweise Saphir, SiC und/oder GaN in Frage. Das Aufwachssubstrat kann nach der Herstellung des Halbleiterkörpers zumindest teilweise entfernt werden, so dass die erste Hauptfläche beziehungsweise eine Oberfläche der ersten Halbleiterschicht zumindest teilweise freigelegt wird. Für die Ablösung des Aufwachssubstrats , auf welchem die erste und zweite Halbleiterschicht angeordnet sind, kommt beispielsweise ein Laserabhebeverfahren in Frage. Dabei können Druckwellen beziehungsweise mechanische Belastungen im Halbleiterkörper entstehen, die durch die Verformbarkeit der Verformungsschicht vorteilhaft abgebaut werden können.

Dadurch ist es möglich, die Entstehung von Defekten zu unterdrücken .

Zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen kann ein Waferverbund bereitgestellt werden, der eine

Halbleiterschichtenfolge umfassend eine erste und eine zweite Halbleiterschicht, eine Mehrzahl von ersten

Anschlusskontakten, eine Mehrzahl von zweiten

Anschlusskontakten und zumindest eine oder eine Mehrzahl von zusammenhängenden Trägerschichten sowie zumindest eine oder eine Mehrzahl von zusammenhängenden Verformungsschichten aufweist. Der Waferverbund kann eine Mehrzahl von Trenngräben aufweisen, entlang derer der Waferverbund in eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen zertrennbar ist. Eine vollständige Durchdringung der Halbleiterschichtenfolge durch die

Trenngräben ist dabei nicht nötig. Vielmehr können sich die Trenngräben durch die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht hindurch bis in die erste Halbleiterschicht

erstrecken und dort enden. Alternativ ist es auch möglich, dass sich die Trenngräben in der vertikalen Richtung durch den gesamten Waferverbund hindurch erstrecken, sodass bereits durch die Ausbildung der Trenngräben separate

Halbleiterkörper beziehungsweise Halbleiterbauelemente entstehen. Diese Variante ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Halbleiterkörper an den Seitenflächen mit einem Material, beispielsweise mit einem reflektierenden Material, bedeckt werden sollen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl der hier beschriebenen Halbleiterbauelemente wird ein Grundkörperverbund an den Waferverbund angeformt. Zur Ausbildung des

Grundkörperverbunds wird ein dafür geeignetes Material auf den Waferverbund derart aufgebracht, dass die Trenngräben und Zwischenbereiche zwischen den Anschlusskontakten zumindest teilweise oder vollständig aufgefüllt werden. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden der Waferverbund und der Grundkörperverbund entlang der Trenngräben in eine

Mehrzahl von Halbleiterbauelementen derart vereinzelt, dass die Halbleiterbauelemente jeweils einen Halbleiterkörper, eine Trägerschicht, eine Verformungsschicht und einen

Grundkörper aufweisen, wobei in dem Grundkörper ein erster Anschlusskontakt und ein zweiter Anschlusskontakt eingebettet sind . Das oben beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines oder einer Mehrzahl der hier beschriebenen

Halbleiterbauelemente besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.

Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und

Weiterbildungen des Verfahrens sowie des

Halbleiterbauelements ergeben sich aus den Erläuterungen zu den Figuren 1 bis 6.

Es zeigen:

Figur 1A eine schematische Draufsicht und Figur 1B eine schematische Querschnittsansicht eines Verfahrensschritts beziehungsweise eines Halbleiterbauelements in einem

Zwischenstadium eines Verfahrens gemäß einem

Ausführungsbeispiel ,

Figur 2A eine schematische Draufsicht und Figur 2B eine weitere schematische Querschnittsansicht des

Verfahrensschritts beziehungsweise des Halbleiterbauelements in dem Zwischenstadium des Verfahrens gemäß dem

Auführungsbeispiel ,

Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht eines

Verfahrensschritts beziehungsweise eines

Halbleiterbauelements in einem Endstadium des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel,

Figur 4 ein Vergleichsbeispiel eines Halbleiterbauelements i einer schematischen Querschnittsansicht ,

Figur 5 eine FIB (sogenannte "Focused-Ion-Beam" ) -Aufnähme eines Halbleiterbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel und Figur 6 eine FIB (sogenannte "Focused-Ion-Beam" ) -Aufnähme eines Halbleiterbauelements gemäß einem Vergleichsbeispiel.

Die Figuren 1A und 1B veranschaulichen ein Zwischenstadium eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements 1 beziehungsweise ein Zwischenstadium eines vorliegend beschriebenen Halbleiterbauelements 1. Figur 1A zeigt das unfertige Halbleiterbauelement 1 in Draufsicht auf eine zweite Hauptfläche 2B des Halbleiterkörpers 2. Figur 1B zeigt einen Querschnitt des unfertigen Halbleiterbauelements 1 entlang der in Figur 1A dargestellten Linie ΑΑ ^λ .

Das unfertige Halbleiterbauelement 1 umfasst einen

Halbleiterkörper 2 mit einer ersten Halbleiterschicht 3, einer zweiten Halbleiterschicht 4 und einem Aufwachssubstrat 3A, auf dem die erste und zweite Halbleiterschicht 3, 4 angeordnet sind. Weiterhin weist der Halbleiterkörper 2 eine erste Hauptfläche 2A und eine der ersten Hauptfläche 2A gegenüberliegende zweite Hauptfläche 2B auf, wobei die erste Hauptfläche 2A durch eine Oberfläche der ersten

Halbleiterschicht 3 und die zweite Hauptfläche 2B durch eine Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 4 gebildet wird. Darüber hinaus weist der Halbleiterkörper 2 mehrere

Seitenflächen 2C, 2D auf, welche die erste Hauptfläche 2A mit der zweiten Hauptfläche 2B verbinden. Insbesondere begrenzen die erste Hauptfläche 2A und die zweite Hauptfläche 2B den Halbleiterkörper 2 im fertigen Halbleiterbauelement (vgl. Figur 3) in einer vertikalen Richtung V, während die

Seitenflächen 2C, 2D den Halbleiterkörper 2 in lateralen Richtungen L begrenzen. Die lateralen Richtungen L verlaufen dabei quer, insbesondere senkrecht, zur vertikalen Richtung V. Die Seitenflächen 2C, 2D können sich jeweils aus mehreren Teilflächen zusammensetzen, wobei die einzelnen Teilflächen insbesondere jeweils ebene Flächen sind und vorzugsweise die Flächennormalen von zwei aneinander grenzenden Teilflächen quer, das heißt nicht parallel, zueinander verlaufen. Zwischen der ersten Halbleiterschicht 3 und der zweiten

Halbleiterschicht 4 weist der Halbleiterkörper 2 eine aktive Zone 5 auf, die vorzugsweise zur Strahlungserzeugung

vorgesehen ist. Insbesondere ist die aktive Zone 5 eine p-n- Übergangszone . Die aktive Zone 5 kann dabei als eine Schicht oder als eine Schichtenfolge mehrerer Schichten ausgebildet sein .

Die erste Halbleiterschicht 3 kann eine erste Leitfähigkeit und die zweite Halbleiterschicht 4 eine zweite Leitfähigkeit aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten

Halbleiterschicht 3 um eine n-leitende Schicht. Weiterhin handelt es sich bei der zweiten Halbleiterschicht 4

insbesondere um eine p-leitende Schicht. Für die Schichten des Halbleiterkörpers 2 kommen vorzugsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht .

Das Halbleiterbauelement 1 umfasst eine elektrisch leitende Trägerschicht 7, die die zweite Hauptfläche 2B und die

Seitenflächen 2C, 2D des Halbleiterkörpers 2 zumindest bereichsweise überdeckt. Dabei erstreckt sich die

Trägerschicht 7 von der zweiten Hauptfläche 2B über

Seitenflächen der zweiten Halbleiterschicht 4 hinaus bis auf Seitenflächen der ersten Halbleiterschicht 3.

Des Weiteren umfasst das Halbleiterbauelement 1 eine

elektrisch leitende Verformungsschicht 8, die auf einer dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Seite der Trägerschicht 7 angeordnet ist. Die elektrisch leitende Verformungsschicht 8 überdeckt die zweite Hauptfläche 2B zumindest bereichsweise. Ferner überdeckt die elektrisch leitende Verformungsschicht 8 eine ihr zugewandte Begrenzungsfläche 7A der Trägerschicht 7. Die Trägerschicht 7 wird insbesondere konform von der

Verformungsschicht 8 bedeckt. Dies bedeutet insbesondere, dass einander zugewandte Begrenzungsflächen 7A, 8B der

Träger- und Verformungsschicht 7, 8 hinsichtlich ihrer geometrischen Gestalt identisch sind. Die Verformungsschicht 8 ist vorzugsweise direkt auf die Trägerschicht 7

aufgebracht, so dass sich zwischen der Trägerschicht 7 und der Verformungsschicht 8 keine weitere Schicht befindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die

Verformungsschicht 8 dünner ausgebildet als die Trägerschicht 7. Insbesondere ist die Verformungsschicht 8 höchstens halb so dick ausgebildet wie die Trägerschicht 7. Beispielsweise beträgt die Dicke Dl der Verformungsschicht 8 zwischen etwa 200 nm und etwa 5 ym, wobei Abweichungen von den angegebenen Werten bis zu 10 % tolerabel sind. Weiterhin kann die Dicke D2 der Trägerschicht 7 zwischen einschließlich 2 ym und einschließlich 100 ym, insbesondere zwischen 5 ym und 30 ym, vorzugsweise zwischen 5 ym und 15 ym betragen, wobei

Abweichungen von den angegebenen Werten bis zu 10 % tolerabel sind. Die Dicke D2 der Trägerschicht 8 wird dabei senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene, das heißt parallel zur vertikalen Richtung V, bestimmt. Die Verformungsschicht 8 kann die Trägerschicht 7 verstärken und in Kombination mit dieser zur Stabilisierung des Halbleiterbauelements 1

beitragen . Vorzugsweise ist die Verformungsschicht 8 überwiegend mit einer gleichmäßigen Dicke Dl ausgebildet, wobei die Dicke Dl im Rahmen üblicher Herstellungstoleranzen schwanken kann. Die Verformungsschicht 8 ist größtenteils unterbrechungsfrei ausgebildet, so dass die zweite Hauptfläche 2B zu mindestens 70 %, insbesondere zu mindestens 80 %, bevorzugt zu

mindestens 90 %, von der Verformungsschicht 8 bedeckt ist. Die Verformungsschicht 8 weist also insbesondere nur wenige Stellen auf, an denen sich Unterbrechungen, das heißt

Bereiche reduzierter Dicke, befinden.

Die Trägerschicht 7 erstreckt sich von der zweiten

Hauptfläche 2B bis auf Seitenflächen des Halbleiterkörpers 2. Ferner erstreckt sich die Verformungsschicht 8 in lateralen Richtungen L bis zu einem Rand der Trägerschicht 7. Dabei erstreckt sich die Verformungsschicht 8 in lateralen

Richtungen L über den Halbleiterkörper 2 hinaus.

Die Trägerschicht 7 und die Verformungsschicht 8 sind

insbesondere aus verschiedenen Materialien gebildet. Hierbei weist die Verformungsschicht 8 mit Vorteil eine höhere

Elastizität auf als die Trägerschicht 7. Geeignete

Materialien für die Verformungsschicht 8 sind beispielsweise Au, In und Cu . Die Verformungsschicht 8 kann mindestens eines dieser Materialien enthalten oder aus einem dieser

Materialien bestehen. Für die Trägerschicht 7 kommen als Materialien zum Beispiel Au, Zn, AI, Sn, Ni und Cu oder

Verbindungen dieser Materialien wie beispielsweise AuSn und NiAu und darüber hinaus NiPdAu in Frage. Die Trägerschicht 7 kann also mindestens eines dieser Materialien enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen. Die Verformungsschicht 8 kann eine galvanische, gesputterte oder aufgedampfte Schicht sein. Die Trägerschicht 7 ist insbesondere eine galvanische Schicht, die auf einer auf dem Halbleiterkörper 2 angeordneten Startschicht 6 galvanisch abgeschieden ist.

Zwischen der Startschicht 6 und dem Halbleiterkörper 2 kann das Halbleiterbauelement 1 weitere Schichten aufweisen.

Beispielsweise kann eine Anschlussschicht 14 vorgesehen sein, die unmittelbar an die zweite Halbleiterschicht 4 angrenzt. Bevorzugt ist die Anschlussschicht 14 aus einem elektrisch leitenden und hochreflektierenden Material gebildet. Zum Beispiel ist die Anschlussschicht 14 eine elektrisch leitende Spiegelschicht. Beispielsweise kann die Anschlussschicht 14 Ag enthalten oder daraus bestehen. Es ist jedoch auch

möglich, dass die Anschlussschicht 14 aus einem transparenten leitenden Oxid (transparent conductive oxides, kurz "TCO") wie beispielsweise Zinkoxid gebildet ist. Ferner kann angrenzend an die Anschlussschicht 14 eine

Stromaufweitungsschicht 15 angeordnet sein. Die

Stromaufweitungsschicht 15 kann als Schichtstapel aus

mehreren Metallschichten ausgebildet sein. Insbesondere kann die Stromaufweitungsschicht 15 Metalle wie Pt, Au, Cu, AI, Ag, Sn, Rh und Ti aufweisen.

Darüber hinaus kann zwischen der Startschicht 6 und dem

Halbleiterkörper 2 eine Passivierungsschicht 16 vorgesehen sein. Die Passivierungsschicht 16 kann dabei den

Halbleiterkörper 2, die Anschlussschicht 14 und die

Stromaufweitungsschicht 15 bereichsweise, insbesondere vollständig, bedecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Verformungsschicht 8 mehrere Ausnehmungen 17 auf, in welchen jeweils ein zweiter Anschlusskontakt angeordnet werden kann. Insbesondere erstrecken sich die Ausnehmungen 17 jeweils von einer der Trägerschicht 7 abgewandten Begrenzungsfläche 8A der Verformungsschicht 8 durch die Verformungsschicht 8 hindurch bis zu einer der Trägerschicht 7 zugewandten

Begrenzungsfläche 8B der Verformungsschicht 8. Das heißt, die Verformungsschicht 8 wird in vertikaler Richtung von der Ausnehmung 17 vollständig durchdrungen. Ferner setzt sich die Ausnehmung 17 bis in die Trägerschicht 7 fort und durchdringt diese vollständig.

Die Figur 2B zeigt das oben beschriebene Zwischenstadium eines Verfahrens beziehungsweise eines Halbleiterbauelements 1 in einer anderen Ansicht, wobei in Figur 2B ein Querschnitt entlang der in Figur 2A dargestellten Linie BB ^λ gezeigt ist.

Der Halbleiterkörper 2 weist eine Ausnehmung 18 auf, die sich von der zweiten Hauptfläche 2B in Richtung der ersten

Hauptfläche 2A erstreckt und die in der ersten

Halbleiterschicht 3 endet. Die Ausnehmung 18 ist in lateralen Richtungen vollumfänglich von dem Halbleiterkörper 2 umgeben. Wie aus Figur 2A hervorgeht, weist der Halbleiterkörper 2 eine Mehrzahl derartiger Ausnehmungen 18 auf. In der

Ausnehmung 18 ist die Trägerschicht 7 angeordnet. Diese dient mit Vorteil zur elektrischen Kontaktierung der ersten

Halbleiterschicht 3 von der Seite der zweiten Hauptfläche 2B her. Für eine verbesserte elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 3 kann in der Ausnehmung 18 in direktem Kontakt mit dieser ein Kontaktelement 19 angeordnet sein. Die in der Ausnehmung 18 angeordnete Trägerschicht 7 ist durch eine sie lateral umgebende Isolierung von den angrenzenden Schichten elektrisch isoliert. Beispielsweise erstreckt sich die Passivierungsschicht 16 bis in die

Ausnehmung 18 und sorgt damit für eine elektrische Isolierung der Trägerschicht 7 gegenüber den angrenzenden Schichten.

Zwischen dem in Verbindung mit den Figuren 1 und 2

beschriebenen Zwischenstadium und dem in Figur 3

dargestellten Endstadium eines Verfahrens beziehungsweise eines Halbleiterbauelements 1 erfolgen weitere

Verfahrensschritte.

Zum einen wird eine Isolierungsschicht 12 auf einer der

Trägerschicht 7 abgewandten Begrenzungsfläche 8A der

Verformungsschicht 8 ausgebildet, wobei sich die

Isolierungsschicht 12 vorzugsweise bis in die Ausnehmung 17 erstreckt. Zum anderen werden Anschlusskontakte 10, 11 ausgebildet. Dabei kann eine weitere Startschicht 9, die insbesondere aufgesputtert ist, als Keimschicht für die

Anschlusskontakte 10, 11 dienen. Darüber hinaus wird ein Grundkörper 13 angeformt, in welchen die Anschlusskontakte 10, 11 eingebettet werden. Der Grundkörper 13 stellt mit Vorteil eine weitere Stabilitätsgebende Komponente dar. Das Aufwachssubstrat 3A kann zumindest teilweise entfernt werden, so dass die erste Hauptfläche 2A beziehungsweise eine

Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 3 zumindest teilweise freigelegt wird. Für die Ablösung des Aufwachssubstrats 3A kommt beispielsweise ein Laserabhebeverfahren in Frage. Die dabei auftretenden Druckwellen beziehungsweise mechanischen Belastungen können durch die elastische, nachgiebige

Verformungsschicht 8 vorteilhafterweise abgebaut werden.

Figur 3 zeigt ein fertiges Halbleiterbauelement 1 in einer Querschnittsansicht entlang der in Figur 1A dargestellten Linie ΑΑ ^λ . Das Halbleiterbauelement 1 ist insbesondere ein optoelektronisches Halbleiterbauelement. Das

Halbleiterbauelement 1 ist vorzugsweise zur Emission von Strahlung vorgesehen. Dabei kann die aktive Zone 5 im Betrieb des Halbleiterbauelements 1 elektromagnetische Strahlung, etwa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten

Spektralbereich emittieren. Insbesondere wird die

elektromagnetische Strahlung überwiegend an der ersten

Hauptfläche 2A aus dem Halbleiterbauelement 1 ausgekoppelt.

Das Halbleiterbauelement 1 weist einen ersten

Anschlusskontakt 10 zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 3 und einen zweiten Anschlusskontakt 11 zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 4 auf. Dabei steht der erste Anschlusskontakt 10 mit der

Trägerschicht 7 in elektrischem Kontakt. Ferner ist der zweite Anschlusskontakt 11 in der Ausnehmung 17 angeordnet und erstreckt sich in vertikaler Richtung V durch die

Verformungsschicht 8 und die Trägerschicht 7 hindurch, wobei der zweite Anschlusskontakt 11 mit der Anschlussschicht 14 in elektrischem Kontakt steht. Der zweite Anschlusskontakt 11 ist von der Verformungsschicht 8 und der Trägerschicht 7 durch die in der Ausnehmung 18 angeordnete Isolierungsschicht 12 elektrisch isoliert. Die Isolierungsschicht 12 kann aus einem elektrisch isolierenden Material wie Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid gebildet sein.

Weiterhin weist das Halbleiterbauelement 1 einen angeformten Grundkörper 13 auf, der auf dem Halbleiterkörper 2 angeordnet ist. In vertikaler Richtung V sind zwischen dem

Halbleiterkörper 2 und dem Grundkörper 13 die Trägerschicht 7 und die Verformungsschicht 8 angeordnet. Der erste und der zweite Anschlusskontakt 10, 11 erstrecken sich ausgehend vom Halbleiterkörper 2 durch den Grundkörper 13 hindurch bis zu einer Oberfläche 13A des Grundkörpers 13, die auf einer der zweiten Hauptfläche 2B abgewandten Seite des Grundkörpers 13 angeordnet ist. Die Anschlusskontakte 10, 11 werden vom

Grundkörper 13 in lateralen Richtungen L vollumfänglich umschlossen .

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden

Seitenflächen 1A, 1B des Halbleiterbauelements 1

bereichsweise durch Seitenflächen der Trägerschicht 7 und der Verformungsschicht 8 gebildet. Das Halbleiterbauelement 1 wird also in lateralen Richtungen L durch Seitenflächen beider Schichten 7, 8 teilweise begrenzt. Figur 4 zeigt ein Vergleichsbeispiel eines

Halbleiterbauelements 1, das im Unterschied zu dem in Figur 3 dargestellten Halbleiterbauelement keine Verformungsschicht 8 aufweist. Infolgedessen können aufgrund der Starrheit der Trägerschicht 7 im Laufe der Herstellung oder Montage

Defekte, beispielsweise Risse und Delaminationen, entstehen, welche die mechanische Stabilität des Halbleiterbauelements 1 beeinträchtigen .

Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus dem Querschnitt eines wie in Figur 3 dargestellten Halbleiterbauelements in einer FIB- Aufnähme. Zwischen der Isolierungsschicht 12 und der

Trägerschicht 7 ist eine Verformungsschicht 8 angeordnet, die die Entstehung von Defekten wie etwa Rissen und

Delaminationen erfolgreich verhindert. Hingegen zeigt Figur 6 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt eines wie in Figur 4 dargestellten Vergleichsbeispiels eines

Halbleiterbauelements, das keine Verformungsschicht aufweist, in einer FIB-Aufnähme . Das Halbleiterbauelement 1 lässt in der Isolierungsschicht 12 Defekte 20 erkennen, die mit der Verformungsschicht 8 verhindert werden können.

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 102017111278.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 Halbleiterbauelement

1A, 1B Seitenfläche

2 Halbleiterkörper

2A erste Hauptfläche

2B zweite Hauptfläche

2C, 2D Seitenfläche

3 erste Halbleiterschicht 3A AufwachsSubstrat

4 zweite Halbleiterschicht 5 aktive Zone

6, 9 Startschicht

7 Trägerschicht

7A Begrenzungsfläche

8 Verformungsschicht

8A, 8B Begrenzungsfläche

10 erster Anschlusskontakt 11 zweiter Anschlusskontakt 12 Isolierungsschicht

13 Grundkörper

13A Oberfläche

14 Anschlussschicht

15 Stromaufweitungsschicht 16 Passivierungsschicht

17, 18 Ausnehmung

19 Kontaktelernent

20 Defekt

Dl, D2 Dicke, Gesamtdicke

V vertikale Richtung

L laterale Richtungen