用于制造光电子半导体器件的方法和光电子半导体器件的制作方法_2

文档序号:9872561阅读:来源:国知局
32]在打薄之后能够在复合件的背离半导体层序列的背侧上施加用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。
[0033]与其不同的是,载体本体也已经能够以最终厚度来提供并且为了构成复合件而固定在半导体层序列上。在这种情况下能够放弃打薄。为了在构成复合件期间和/或在移除生长衬底期间提高机械稳定性,复合件能够设置在辅助载体上的背离半导体层序列的背侧上。
[0034]根据所述方法的至少一个实施方式,半导体层序列在构成复合件时连续地在半导体本体区域上延伸。也就是说,半导体本体区域在横向方向上是连续的半导体层序列的子区域。
[0035]根据所述方法的至少一个实施方式,在分割时割断半导体层序列。也就是说,仅在分割时才产生用于各个半导体器件的彼此分离的半导体本体。
[0036]根据所述方法的至少一个实施方式,在分割之前在相邻的半导体本体区域之间构成分隔沟槽。分隔沟槽能够在竖直方向上仅部分地延伸到半导体层序列中。替选地,分割沟槽在竖直方向上能够完全地延伸穿过半导体层序列,使得相邻的半导体本体区域在分割之前通过分隔沟槽彼此分离。
[0037]构成分隔沟槽优选在移除生长衬底之后进行。复合件在构成分隔沟槽之后例如仅经由填充材料连贯地构成,使得能够通过沿竖直方向割断填充材料或完全地移除填充材料实现分割。
[0038]替选地,构成分隔沟槽能够在移除生长衬底之前并且尤其也能够在构成复合件之前进行。生长衬底尤其能够使已经彼此分离的半导体本体结合在一起。
[0039]根据所述方法的至少一个实施方式,在生长衬底上提供半导体层序列,并且间隙在构成复合件之后至少部分地借助填充材料填充。在填充间隙之后移除生长衬底并且在移除生长衬底之后分割复合件,其中在分割时至少部分地移除填充材料。
[0040]也就是说,填充材料在分割期间用于机械地稳定各个载体本体。在移除生长衬底之后,为了分割能够沿竖直方向完全地割断或完全地移除填充材料。
[0041]根据所述方法的至少一个实施方式,在生长衬底上提供半导体层序列并且在构成复合件之后移除生长衬底。在半导体层序列的背离载体本体的一侧上借助于化学方法构成结构化部,并且在构成结构化部时至少部分地借助填充材料填充间隙,所述填充材料相对于化学方法是稳定的。
[0042]填充材料能够在构成复合件之后被施加或已经能够在所提供的载体本体上构成。氮化物,如氮化硅例如适合作为化学稳定的填充材料。
[0043]根据至少一个实施方式,半导体器件具有半导体本体和载体本体,所述半导体本体具有半导体层序列,所述半导体层序列具有设置用于产生和/或接收辐射的有源区域,半导体本体固定在所述载体本体上。
[0044]根据半导体器件的至少一个实施方式,载体本体在背离半导体本体的背侧上具有用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。第一接触部和第二接触部设置用于:在半导体器件运行时从有源区域的不同的侧将载流子注入到有源区域中,使得所述载流子重组以发射辐射。在辐射接收器的情况下,载流子能够从有源区域中在有源区域的相对置的侧上经由第一接触部和第二接触部导出。第一接触部和第二接触部是半导体器件的外部可接触的区域。
[0045]根据半导体器件的至少一个实施方式,在半导体本体和载体本体之间设置有金属的中间层用于半导体本体和接触部之间导电连接。金属的中间层尤其多层地构成并且例如包括用于电接触半导体本体的接电层和/或用于载体本体和半导体本体之间的材料配合的连接的连接层,例如焊料层。
[0046]根据半导体器件的至少一个实施方式,半导体本体的侧沿至少局部地由填充材料包围。特别地,载体本体沿着整个环周由填充材料、例如覆层形式的填充材料包围。借助于填充材料保护载体本体,尤其也在制造期间保护载体本体,例如免受湿化学刻蚀法的影响。
[0047]在半导体器件的至少一个实施方式中,半导体器件具有半导体本体和载体本体,所述半导体本体具有半导体层序列,所述半导体层序列具有设置用于产生和/或接收辐射的有源区域,半导体本体固定在所述载体本体上,其中载体本体在背离半导体本体的背侧上具有用于外部电接触半导体器件的第一接触部和第二接触部。在半导体本体和载体本体之间设置有金属的中间层用于半导体本体和接触部之间导电连接,并且载体本体的侧沿至少局部地由填充材料包围。
[0048]金属的中间层尤其具有彼此电绝缘的子区域,使得金属的中间层不将第一接触部和第二接触部直接彼此连接。
[0049]根据半导体器件的至少一个实施方式,金属的中间层至少局部地、尤其沿着半导体器件的整个环周由填充材料包围。填充材料能够在半导体器件的侧面与半导体本体齐平。
[0050]在半导体器件的侧面上,填充材料能够具有分割步骤的痕迹、例如机械分割的痕迹,如锯割痕迹或通过激光辐射进行分割的痕迹。但是与此不同的是,填充材料也能够没有分割步骤的痕迹。
[0051]根据半导体器件的至少一个实施方式,半导体本体在半导体器件的俯视图中至少局部地伸出于载体本体。半导体本体例如沿着半导体器件的刚好一个或沿着刚好两个尤其彼此邻接的侧面伸出载体本体。半导体本体例如伸出载体本体至少I OOnm并且至多I Oym。
[0052]根据半导体器件的至少一个实施方式,第一接触部和第二接触部分别经由贯通孔与半导体本体导电连接,并且在第一接触部和第二接触部之间构成有ESD保护元件,所述ESD保护元件与有源区域并联连接。术语“与有源区域并联连接”也包括例如为导通方向与有源区域的导通方向反并联地取向的ESD保护二极管的ESD保护元件。
[0053]ESD保护元件例如借助于传导类型彼此不同的载体本体的两个子区域形成,使得载体本体具有pn结。
[0054]上述方法尤其适合于制造半导体器件。结合所述方法详述的特征因此也能够用于半导体器件并且反之亦然。
【附图说明】
[0055]其他的特征、设计方案和适宜性从下述结合附图对实施例的描述中得出。
[0056]附图示出:
[0057]图1A至1F、2A至2E和3A至3F根据分别在示意性的剖视图中示出的中间步骤示出用于制造光电子半导体器件的方法的第一、第二或第三实施例;以及
[0058]图4和5示出半导体器件的第一或第二实施例的示意性的剖视图。
[0059]相同的、同类的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。
[0060]附图和在附图中示出的元件彼此间的大小比例不视为是合乎比例的。更确切地说,为了更好的可视性和/或为了更好的理解能够夸大地示出各个元件并且尤其夸张大地示出层厚度。
【具体实施方式】
[0061]在所述方法的在图1A至IF中描述的第一实施例中,为了制造光电子半导体器件提供半导体层序列2。所述描述示例性地根据半导体层序列2的一部分进行,在制造时由所述部分产生四个半导体器件。
[0062]半导体层序列2包括有源区域25,所述有源区域设置在第一传导类型的第一半导体层21和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层22之间。例如,第一半导体层21是P型的而第二半导体层22是η型的或相反。下面的描述示例性地针对发射辐射的半导体器件、如发辐射二极管,例如发光二极管来进行。显然,半导体器件也能够是辐射接收器、例如光电二极管或太阳能电池,其中有源区域25设置用于接收辐射。
[0063]如在图1A中所示出的那样,半导体层序列2在用于外延沉积的半导体层序列的生长衬底29上提供。在用于半导体层序列2的氮化物的化合物半导体材料中,蓝宝石尤其适合作为生长衬底。替选地,也能够应用硅或碳化硅。
[0064]在横向方向上,半导体层序列2连续地在半导体本体区域200上延伸,在制造半导体器件时从所述半导体本体区域中分别产生半导体本体。在半导体层序列的背离生长衬底29的一侧上设置有设置用于电接触第一半导体层的第一接电层71和设置用于电接触第二半导体层22的第二接电层72。为了简化视图,未示出经由接电层71、72电接触半导体层的细节并且极度简化地示出接电层。借助于接电层71、72电接触第一半导体层21和第二半导体层22的可能的类型根据图3详细阐述。
[0065]如在图1B中所示出的那样,构成复合件4,其中在每个半导体本体区域200上固定有载体本体3 ο载体本体3是彼此间隔开的、通过间隙35彼此分离的单个元件。载体本体分别具有用于电接触第一接电层71的第一接触结构31和用于电接触第二接电层72的第二接触结构32。第一接触结构31和第二接触结构32分别具有穿过载体本体3的贯通孔33。
[0066]如此制造的复合件4在竖直方向上、即垂直于半导体层序列2的半导体层的主延伸平面在背侧40和前侧41之间延伸,其中半导体层序列从载体本体起观察朝向前侧41。
[0067]在所示出的实施例中,第一接触结构31和第二接触结构32沿着竖直方向在后侧上从载体本体3中伸出。然而这不是强制必需的。
[0068]载体本体3在半导体层序列2上的固定例如借助于连接层、例如焊料层进行。在建立载体本体3和半导体层序列2之间的机械稳定的连接时,由于生长衬底29和载体本体3之间的热膨胀系数中的差别,与连续伸展的载体、例如载体晶圆相比减小,因为载体本体3在横向方向上分别具有相对小的棱边长。由此将生长衬底29和载体本体3的热膨胀系数之间的差别引起复合件4损坏的危险降低到最小程度。在包含如硅或锗的半导体材料的或由这种材料构成的载体本体3中,尽管蓝宝石相对于硅在热膨胀系数方面的差别相对大但是例如也能够将蓝宝石用作为生长衬底。由此能够制
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