光電子器件及其制造方法

專利名稱：光電子器件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種光電子器件，所述光電子器件具有半導體本體和借助于連結層與半導體本體連接的載體襯底。本申請要求德國專利申請102010025320. O的優先權，其公開內容在此通過引用并入本文。

發明內容
本發明的目的在于，提出一種改進的光電子器件，其能夠表面裝配，并且特征在于良好的載流能力。此外，提出一種用于制造這種光電子器件的有利的方法。 所述目的通過根據獨立權利要求所述的一種光電子器件和一種用于制造該光電子器件的方法來實現。本發明的有利的設計方案和改進方案是從屬權利要求的主題。根據一個實施形式，光電子器件具有半導體芯片，所述半導體芯片具有帶有有源層的半導體層序列。有源層優選是適合于發射輻射的層。但是替選地，有源層也能夠為檢測輻射的層。光電子器件優選為LED或輻射檢測器。此外，光電子器件具有載體，所述載體借助于連結層與半導體芯片連接。載體尤其能夠由例如為硅的半導體材料形成。優選地，載體的半導體材料是未摻雜的。連結層優選具有金屬或金屬合金。此外，半導體芯片具有第一電連接區域和第二電連接區域，其中第一電連接區域和第二電連接區域朝向載體。特別地，第一電連接區域能夠構成半導體芯片的P接觸部，并且第二電連接區域能夠形成半導體芯片的η接觸部。第一電連接區域和第二電連接區域優選通過在半導體芯片中的凹部彼此分離。在這種情況下，所述凹部能夠用尤其為聚合物的電絕緣材料填充。半導體芯片的第一和第二電連接區域尤其能夠通過例如Ti/Pt/Au的朝向載體的接觸金屬化層序列構成。第一電連接區域和第二電連接區域優選設置在一個平面中，并且有利地分別鄰接于連結層的彼此絕緣的子區域。根據一個實施形式，載體在背離半導體芯片的后側上具有第一電后側接觸部和第二電后側接觸部。載體的電后側接觸部尤其設置成用于光電子器件的表面裝配。也就是說，在不使用線連接的情況下，光電子器件能夠電連接到載體的后側接觸部上，例如借助于焊接連接來電連接到電路板的帶狀導線上。第一電后側接觸部借助于至少一個穿過載體延伸的通孔敷鍍部與第一電連接區域導電地連接。此外，第二電后側接觸部借助于至少一個穿過載體延伸的通孔敷鍍部與第二電連接區域導電地連接。因此，借助于穿過載體的通孔敷鍍部，載體的后側接觸部與半導體芯片的第一電連接區域和第二電連接區域導電地連接。第一和/或第二電后側接觸部借助于至少一個其他的穿過載體延伸的通孔敷鍍部與第一或者第二電連接區域連接。因此，至少一個電后側接觸部通過至少兩個或更多穿過載體延伸的通孔敷鍍部與半導體芯片的與所述后側接觸部關聯的電連接區域連接。優選地，第一和第二電后側接觸部分別借助于至少兩個穿過載體延伸的通孔敷鍍部與第一或第二電連接區域連接。通過提高將第一或第二電后側接觸部與半導體芯片的相關聯的電連接區域連接的通孔敷鍍部的數量，有利地提高光電子器件的載流能力，因為將在載體的相應的后側接觸部和半導體芯片的相關聯的電連接區域之間的電流量分布到多個通孔敷鍍部上。在另一有利的設計方案中，至少一個通孔敷鍍部具有最小30 μ m的寬度。在此，通孔敷鍍部的寬度理解為通孔敷鍍部在平行于載體的主平面延伸的方向上的尺寸。通孔敷鍍部例如能夠是圓柱形的，使得其寬度與其圓形橫截面的直徑相同。由于通孔敷鍍部的寬度相對比較大，能夠進一步改進光電子器件的載流能力。優選地，在載體中的所有通孔敷鍍部具有至少30μπι的寬度。在一個尤其優選的設計方案中，至少一個通孔敷鍍部具有最小60 μ m的寬度。特 別地，在載體中的所有通孔敷鍍部能夠具有最小60 μ m的寬度。以這種方式實現光電子器件的尤其好的載流能力。但是另一方面，通孔敷鍍部盡應盡可能不寬于100 μ m，以便避免載體的機械不穩定性。多個穿過載體延伸的通孔敷鍍部不一定必須具有相同的寬度。相反，有利的是在朝向半導體芯片的一側上鄰近于連結層的凹部設置的通孔敷鍍部具有與常規通孔敷鍍部相比更小的寬度，所述凹部例如是空腔或絕緣層。在載體和半導體芯片之間的連結層的這種由絕緣層或空腔造成的中斷尤其能夠設置成用于，使半導體芯片的第一電連接區域和半導體芯片的第二電連接區域彼此絕緣。連結層的這種中斷能夠導致載體和半導體芯片之間的連接的機械不穩定性，如果在該部位附近載體也具有由尤其寬的通孔敷鍍部造成的中斷。由于這種原因，有利的是設置在連結層的這種中斷附近的通孔敷鍍部具有比常規通孔敷鍍部更小的寬度。在又一有利的設計方案中，半導體層序列具有η摻雜的半導體區域和P摻雜的半導體區域，其中P摻雜的半導體區域朝向載體。半導體芯片具有第一電連接層，所述第一電連接層將第一電連接區域與P摻雜的半導體區域連接。此外，半導體芯片具有第二電連接層，所述第二電連接層將第二電連接區域與η摻雜的半導體區域連接。優選地，第二電連接層的子區域穿過至少一個凹進部延伸，所述凹進部穿過P摻雜的半導體區域和有源層延伸到η摻雜的半導體區域中。在凹進部的區域中，第二電連接層有利地與P摻雜的半導體區域和有源層絕緣。通過將第二電連接層穿過在P摻雜的半導體區域和有源層中的凹進部引入η摻雜的半導體區域中來代替將所述第二電連接層例如經由半導體芯片的之前絕緣的側面引至η摻雜的半導體區域，改進了光電子器件載流能力和可靠性。例如能夠通過尤其是Si02層的電絕緣層使第二電連接層與P摻雜的半導體區域和有源層在凹進部的區域中絕緣。在一個有利的設計方案中，將P摻雜的半導體區域和有源層在凹進部的附近通過用氬離子轟擊來鈍化。以這種方式，有利地降低了制造耗費。在一個尤其優選的設計方案中，第二電連接層具有多個子區域，所述子區域通過多個延伸穿過P摻雜的半導體區域和有源層的凹進部延伸到η摻雜的半導體區域中。通過使第二電連接層穿過多個凹進部延伸到η摻雜的半導體區域中而進一步改進光電子器件的載流能力。在光電子器件的另一有利的設計方案中，載體和半導體芯片之間的連結層具有至少兩個彼此電絕緣的子區域，所述子區域通過電絕緣材料彼此分離。特別地，連結層的第一子區域與半導體芯片的第一電連接區域連接并且經由至少一個通孔敷鍍部與載體的第一后側接觸部連接。相應地，連結層的第二子區域與半導體芯片的第二電連接區域導電地連接并且經由至少一個通孔敷鍍部與載體的第二后側接觸部導電地連接。使連結層的第一和第二子區域彼此電絕緣的電絕緣材料優選為聚合物。聚合物尤其能夠是聚酰亞胺。替選地也能夠考慮，連結層的第一和第二子區域通過空腔彼此分離，其中在這種情況下電絕緣材料是空氣。在又一有利的設計方案中，通孔敷鍍部由與連結層相同的金屬或相同的金屬合金制成。特別地，在用于制造光電子器件的下面還更詳細描述的方法中，通孔敷鍍部能夠以與連結層相同的方法步驟構成，由此有利地降低制造耗費。在一個尤其有利的設計方案中，第一電后側接觸部和第二電后側接觸部由與通孔 敷鍍部相同的金屬或相同的金屬合金制成。特別地，后側接觸部也能以與通孔敷鍍部和連結層相同的方法步驟構成。因此有利的是，分別由相同的金屬或相同的金屬合金制成連結層、通孔敷鍍部和電后側接觸部。金屬合金或金屬優選為Cu、Au或BiAg。這些材料的特征在于良好的導電性，并且因此有利于光電子器件的良好的載流能力。制成連結層和優選也制成通孔敷鍍部和/或后側接觸部的金屬或金屬合金優選沒有砂眼。通過沒有砂眼的連結層有利地提高光電子器件的可靠性和載流能力。通過用于光電子器件的接下來描述的制造方法實現無砂眼地制造連結層以及通孔敷鍍部和/或后側接觸部。在用于制造光電子器件的方法的一個設計方案中，提供具有多個用于構成通孔敷鍍部的開口的載體和具有第一電連接區域和第二電連接區域的半導體芯片。第一電連接區域和第二電連接區域通過半導體芯片中的凹部彼此分離。將第一電連接區域和第二電連接區域之間的凹部用電絕緣材料填充，使得電絕緣材料伸出超過連接區域的子區域。接下來，將載體放置到半導體芯片上，其中伸出超過連接區域的電絕緣材料作用為間距保持層，使得在半導體芯片和載體之間形成間隙。間距保持層例如能夠構成為環形。 在又一方法步驟中，液態的金屬或液態的金屬合金穿過載體中的開口填入到間隙中，其中金屬或金屬合金在凝固后構成連結層和通孔敷鍍部。一方面，所述方法具有的優點是，在唯一的方法步驟中構造連結層和通孔敷鍍部。此外，證實為有利的是，與傳統焊接方法相反，在制造連結層和通孔敷鍍部的這種方式中構成沒有砂眼的連結層。由此，提高光電子器件的載流能力和長期穩定性。在方法的一個有利的變型形式中，在構成連結層和通孔敷鍍部時也構成后側接觸部，其中在將液態的金屬或液態的金屬合金填入載體的開口中之前將結構化的層施加到載體的后側上，所述結構化的層用作為用于構成第一和第二后側接觸部的掩模。所述結構化的層防止，液態的金屬或液態的金屬合金在填充間隙和用于通孔敷鍍部的開口之后，覆蓋載體的整個后側。相反，只有載體的不由結構化的層覆蓋的區域被液態的金屬或液態的金屬合金覆蓋，由此構成第一和第二后側接觸部。因此，在方法的這種變型形式中，在唯一的方法步驟中制造連結層、通孔敷鍍部和后側接觸部。在一個有利的設計方案中，作用為半導體芯片和載體之間的間距保持件的電絕緣材料是聚合物。特別地，電絕緣 材料是聚酰亞胺。


接下來，根據與圖I和圖2相關聯的實施例詳細闡述本發明。附圖示出圖I示出橫貫根據本發明的一個實施例的光電子器件的橫截面示意圖，并且圖2A至2M示出用于按照中間步驟制造光電子器件的方法的一個實施例的示意圖。在附圖中，相同的或起相同作用的組成部分分別設有相同的附圖標記。所示出的組成部分以及組成部分彼此間的大小比例不能夠視為是按照比例的。
具體實施例方式在圖I中，以示意的橫截面示出的光電子器件包括半導體芯片1，所述半導體芯片具有半導體層序列20。半導體層序列20例如能夠包括η摻雜的半導體區域2和P摻雜的半導體區域4，其中在η摻雜的半導體區域2和P摻雜的半導體區域4之間設置有有源層3。光電子器件的有源層3尤其能夠是適合于發射輻射的有源層3。在該情況下，光電子器件為發光二極管，尤其為LED。替選地也能夠考慮，有源層3是檢測輻射的層，其中在該情況下，光電子器件為檢測器件。有源層例如能夠構成為Pn結、構成為雙異質結構、構成為單量子阱結構或多量子阱結構。在此，名稱量子阱結構包括任意如下結構，在所述結構中，載流子由于約束(confinement)而經受其能量狀態的量子化。特別地，術語量子阱結構不包括關于量子化的維度的說明。因此，所述量子阱結構還包括量子阱、量子線和量子點和所述結構的任意組合。半導體芯片I的半導體層序列20優選基于III-V族化合物半導體材料，尤其基于砷化物化合物半導體材料、氮化物化合物半導體材料或磷化物化合物半導體材料。例如，半導體層序列20能夠包含InxAlyGai_x_yN、InxAlyGa^P或InxAlyGai_x_yAs，其中相應地O彡X彡1、0彡y彡I并且x+y彡I。在此，III-V族化合物半導體材料不必強制地具有根據上述分子式中的一個的數學上精確的組分。相反，所述πι-v族化合物半導體材料能夠具有基本上不改變材料的物理特性的附加的組成部分以及一種或多種摻雜材料。然而，為了簡易性，上述分子式只包括晶格的主要組成部分，即使所述組成部分能夠部分地由少量的其他材料代替。半導體芯片I借助于由金屬或金屬合金制成的連結層14與載體12連接。載體12尤其能夠具有半導體材料，優選是未摻雜的半導體材料。載體12的半導體材料優選為硅。載體的朝向連結層14的一側能夠設有潤濕層13。半導體芯片I具有第一電連接區域18和第二電連接區域19。電連接區域18、19優選通過例如能夠是Ti/Pt/Au層序列的接觸金屬化部來構成。半導體芯片的第一電連接區域18和第二電連接區域19朝向載體12。載體12在背離半導體芯片I的后側上具有第一電后側接觸部28和第二電后側接觸部29。在載體12的后側上的兩個電后側接觸部28、29尤其設置為用于光電子器件的表面裝配。特別地，光電子器件在后側接觸部28、29上例如能夠借助于焊接連接與電路板的帶狀導線連接。因此，光電子器件是可表面裝配的光電子器件，并且尤其不具有線連接部。第一電后側接觸部28和第二電后側接觸部29分別借助于至少一個通孔敷鍍部
15、16和經由連結層14與第一電連接區域18或者第二電連接區域19連接。在示出的實施例中，為了將第一后側接觸部28與第一電連接區域18連接，有利地在載體12中構成兩個通孔敷鍍部15。為了將第二電后側接觸部29與第一電連接區域19連接有利地在載 體12中構成三個通孔敷鍍部16。由于后側接觸部28、29分別借助于多個通孔敷鍍部15、16與半導體芯片I的電連接區域18、19連接，有利地提高了光電子器件的載流能力。通孔敷鍍部15、16有利地具有至少30 μ m的寬度b，尤其優選具有至少60 μ m的寬度。通孔敷鍍部15、16例如能夠是具有至少30 μ m或優選至少60 μ m直徑的圓柱形的。但是，對于通孔敷鍍部15、16也能夠考慮其他的橫截面，通孔敷鍍部15、16例如能夠具有矩形的、尤其是正方形的橫截面。由于通孔敷鍍部的相對大的寬度而進一步改進光電子器件的載流能力。在示出的實施例中，并非所有的通孔敷鍍部15、16都具有相同的寬度。特別地，通孔敷鍍部15具有與通孔敷鍍部16相比更小的寬度。例如，通孔敷鍍部15的寬度能夠是30 μ m或更大，并且通孔敷鍍部16的寬度能夠是60 μ m或更大。通孔敷鍍部15具有更小的寬度，因為所述通孔敷鍍部設置在連結層14的區域附近，在所述區域上連結層14通過尤其為聚合物的電絕緣材料17中斷。尤其能夠是聚酰亞胺的絕緣的材料17用于將連結層14劃分成第一子區域14a和第二子區域14b，其中所述第一子區域與第一電連接區域18導電地連接并且經由通孔敷鍍部15與第一后側接觸部28導電地連接，所述第二子區域與第二電連接區域19導電地連接并且經由通孔敷鍍部16與第二后側接觸部29導電地連接。優選地，在半導體芯片I的側上的連結層14通過絕緣材料17中斷。以該方式有利地防止，在將載體12與半導體芯片I連接時，連結層14的金屬或金屬合金到達載體12的側壁上，并且在那里可能與后側接觸部28、29的材料連接。此外，以該方式可能形成短路。當在連結層14的中斷附近也存在載體12的比較大的中斷時，通過電絕緣的區域17引起的所述連結層的中斷能夠導致機械的不穩定性。由于這個原因，通孔敷鍍部15具有比通孔敷鍍部16更小的寬度，所述通孔敷鍍部設置在連結層的由電絕緣材料17引起的中斷附近。將連結層14劃分為彼此電絕緣的子區域14a、14b的電絕緣材料17不一定必須是例如聚酰亞胺的聚合物。替選地也能夠考慮，通過空腔實現中斷，使得電絕緣材料17是空氣。將半導體芯片I和載體12彼此連接的連結層14由金屬或金屬合金形成。金屬或金屬合金尤其能夠是Cu、Au、AuSn或BiAg。通孔敷鍍部15、16優選由與連結層14相同的材料制成。通孔敷鍍部15、16尤其能夠以與連結層14相同的方法步驟制造。尤其有利地，后側接觸部28、29也由與通孔敷鍍部15、16和/或連結層14相同的材料制成。特別地，后側接觸部28、29也能夠以與連結層14和通孔敷鍍部15、16相同的方法步驟制造。
為了實現光電子器件的高的載流能力和良好的長期穩定性，制成連結層14、通孔敷鍍部15、16的和優選也制成后側接觸部28、29的金屬或金屬合金沒有砂眼。在半導體芯片I中，第一電連接區域18借助于第一電連接層8與P摻雜的半導體區域4導電地連接。第二電連接區域19借助于第二電連接層9與η摻雜的半導體區域2導電地連接。半導體芯片I包括例如是SiO2層的電絕緣層10，所述電絕緣層將半導體芯片I的與第一電連接區域18連接的區域和半導體芯片I的與第二電連接區域19連接的區域彼此絕緣。第二電連接層有利地穿過多個凹進部25延伸，所述凹進部穿過半導體層序列的P摻雜的區域4和有源層3延伸至η摻雜的半導體區域2中。在凹進部的區域中，第二電連接層9通過鈍化的半導體區域7與P摻雜的半導體區域4和有源層3絕緣。鈍化的半導體區域7能夠通過用尤其為氬離子的高能離子轟擊P摻雜的區域4的材料或半導體層序列20的有源層3的材料來產生。替選地，第二電連接層9在凹進部25的區域中也可以借助于另一絕緣層與鄰接的半導體區域絕緣。 由于第二電連接層9穿過多個凹進部25伸展到η摻雜的半導體區域2中而實現高的載流能力。此外，所描述類型的接觸具有下述優點，半導體芯片I的與載體12相對置的輻射出射面32沒有電接觸部，所述電接觸部能夠起到部分地吸收由有源層3發射的輻射的作用。為了進一步改進從光電子器件中耦合輸出輻射，輻射出射面32設有粗化部或耦合輸出結構21。為了實現進一步改進光電子器件的效率，P摻雜的半導體區域4的朝向載體12的一側設有鏡層5。鏡層5優選具有銀或由銀制成。為了保護鏡層5免于腐蝕，所述鏡層設有封裝層6。封裝層6能夠具有多個子層。封裝層6尤其能夠是由Pt/Au/Ti構成的層序列。有利地，第一和第二電連接層8、9也分別包含銀或由銀制成。為了保護電連接層
8、9免于腐蝕，所述電連接層設有能導電的阻擋層11，所述阻擋層尤其能夠包含TiWN。阻擋層11也能夠由多個子層構造成。鏡層5、封裝層6和阻擋層11分別由導電的材料制成，使得由于上述層而沒有中斷在電連接區域18、19和P摻雜的半導體區域4或者η摻雜的半導體區域2之間的電流通路。因此，電連接層8、9不必直接鄰接于電連接區域18、19，而是在電流通路中能夠設置有鏡層5、封裝層6或阻擋層11的子區域。在下面的附圖2Α至2Μ中描述用于制造光電子器件的方法的一個實施例。光電子器件的各個組成部分的之前描述的有利的設計方案以相同的方式適用于下面描述的方法，并且反之亦然。在圖2Α中示出的方法的中間步驟中，包括η摻雜的半導體區域2、有源層3和ρ摻雜的半導體區域4的半導體層序列20生長到生長襯底20上。生長襯底27例如能夠是硅襯底。替選地，生長襯底27例如能夠具有GaN、藍寶石或SiC。半導體層序列20優選尤其借助于金屬有機的氣相外延(MOVPE)來外延地制成。η摻雜的半導體區域2、有源層3和ρ摻雜的半導體區域4能夠分別由多個單層組成，為了簡易性未詳細示出所述單層。在圖2Β中示出的中間步驟中，將鏡層5施加到半導體層序列20上。鏡層5優選為銀層。為了保護鏡層5免于腐蝕，將所述鏡層用封裝層6覆蓋，其中封裝層6能夠由多個子層組成。特別地，封裝層6能夠是Pt/Au/Ti層序列。在圖2C中示出的中間步驟中，將鏡層5和封裝層6結構化，使得所述鏡層和封裝層覆蓋半導體層序列20的在空間上彼此分離的兩個區域。在所述方法步驟中以及在接下來描述的中間步驟中分別借助于如光刻、蝕刻工藝和剝離工藝的技術實現層的結構化，所述技術對于本領域技術人員而言是自身已知的因而不詳細闡述。此外，在圖2C中示出的中間步驟中，將ρ摻雜的半導體區域4在設置在半導體層序列的由鏡層和封裝層覆蓋的區域之間且在其之外的區域7中進行鈍化。鈍化的區域7例如能夠通過用氬離子轟擊P摻雜的半導體材料產生。優選地，鈍化的區域7延伸到有源層3中，使得通過電絕緣的鈍化層7分開pn結。在圖2D中示出的中間步驟中，在半導體層序列20的邊緣區域中進行臺面蝕刻，其中蝕刻半導體層序列20，直至到達η摻雜的半導體區域2。 在圖2Ε中示出的中間步驟中，將電絕緣層10施加到以這種方式制造的結構上。電絕緣的層10尤其能夠是SiO2層。在圖2F中示出的中間步驟中，借助于蝕刻工藝在絕緣的層10中制造開口，并且產生凹進部25，所述凹進部穿過ρ摻雜的半導體區域4的和有源層3的鈍化區域7延伸至η摻雜的半導體區域2中。此外，在封裝層6中產生凹部30。在圖2G中示出的方法步驟中，施加并且結構化第一電連接層8和第二電連接層9。第一電連接層8和第二電連接層9尤其能夠包含銀或由銀制成。第一電連接層8連接到封裝層6上，所述封裝層經由導電的鏡層5與ρ摻雜的半導體區域4連接。因此，第一電連接層8設置為用于接觸ρ摻雜的半導體區域4。第二電連接層9穿過凹進部25延伸到η摻雜的半導體區域2中。因此，第二電連接層9設置為用于接觸η摻雜的半導體區域2。第一電連接層8和第二電連接層9通過凹部31彼此絕緣。在圖2Η中示出的中間步驟中，將阻擋層11施加到第一連接層8和第二連接層9上。阻擋層11尤其能夠包含TiWN。阻擋層11也可以由多個單層組成。通過阻擋層11保護優選包含銀的第一電連接層8和第二電連接層9免于腐蝕。此外，在圖2H示出的中間步驟中，將接觸金屬化部施加到阻擋層11上，所述接觸金屬化部構成以這種方式制造的半導體芯片I的第一電連接區域18和第二電連接區域19。接觸金屬化部18、19尤其能夠是Ti/Pt/Au層序列。第一電連接區域和第二電連接區域通過凹部31彼此絕緣。在圖21中示出的方法步驟中，凹部31用電絕緣材料17填充。電絕緣材料17尤其能夠是聚合物，優選是聚酰亞胺。由電絕緣材料17制成的層使電連接區域18、19彼此絕緣并且伸出超過電連接區域18、19的子區域。此外，絕緣的材料17也在半導體芯片的側上施加到連接區域18、19上。在圖2J中示出的中間步驟中，將載體12放置到半導體芯片I上，其中伸出超過電連接區域18、19的電絕緣材料17作用為間距保持件，使得在半導體芯片I和載體12之間形成間隙24。載體12具有多個開口 22，所述開口設置為用于構成穿過載體12的通孔敷鍍部。載體12的朝向半導體芯片I的一側能夠設有潤濕層13。有利地，載體12的背離半導體芯片I的后側設有結構化的層26，所述結構化的層用作為用于在載體12的后側上構成電后側接觸部的掩模。圖2K示出載體12的后側的俯視圖。尤其能夠是阻焊漆的結構化的層26限定兩個區域，所述兩個區域用于構成載體12的電后側接觸部28、29。在后側的俯視圖中，也能夠看出例如用于通孔敷鍍部的圓柱形的開口 22。在圖2L中示出的中間步驟中，通過將液態的金屬或液態的金屬合金通過載體12的開口 22填入間隙24中，而在載體2和半導體芯片I之間制造連結層14。在所述方法步驟中，同時也產生通孔敷鍍部15、16以及第一后側接觸部28和第二后側接觸部29。因此優選的是，連結層14、通孔敷鍍部15、16以及第一后側接觸部28和第二后側接觸部29分別由例如Cu、Au、AuSn或BiAg的相同的材料制成。在圖2L中示出的中間步驟中，已經將用作為用于構成后側接觸部28、29的掩模的結構化的層26再次移除。在圖2M中示出的中間步驟中，從半導體芯片I中剝離用于半導體層序列20生長的生長襯底。因此，與原本的生長襯底相對置的載體12單獨作用為用于半導體芯片的承載的底板。因此，在圖2M中的示圖與之前的附圖相比旋轉180°。其上設置有原本的生長襯底的η摻雜的半導體區域2的表面現在設置為半導體芯 片I的輻射出射面32。在另一方法步驟中，用作輻射出射面32的η摻雜的半導體區域2的表面能夠例如借助于用KOH進行的蝕刻工藝而設有表面結構或粗化部21。那么，以這種方式制造的光電子器件與在圖I中示出的光電子器件一致。本發明不限于根據實施例進行的說明。相反，本發明包括每個新的特征以及特征的任意的組合，這尤其是包括在權利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合本身沒有在權利要求或實施例中明確地說明時也如此。
權利要求
1.光電子器件，所述光電子器件具有半導體芯片(1)，所述半導體芯片具有半導體層序列(20)，所述半導體層序列具有有源層(3);和載體(12)，所述載體借助于由金屬或金屬合金制成的連結層(14)與所述半導體芯片(I)連接，其中 -所述半導體芯片(I)具有第一電連接區域(18)和第二電連接區域(19)， -所述第一電連接區域(18)和所述第二電連接區域(19)朝向所述載體(12)， -所述載體(12)在背離所述半導體芯片(I)的后側上具有第一電后側接觸部(28)和第二電后側接觸部(29)， -所述第一電后側接觸部(28)借助至少一個穿過所述載體(12)延伸的通孔敷鍍部(15)與所述第一電連接區域(18)導電地連接， -所述第二電后側接觸部(29)借助至少一個穿過所述載體(12)延伸的通孔敷鍍部(16)與所述第二電連接區域(19)導電地連接，并且 -所述第一電后側接觸部和/或所述第二電后側接觸部(28、29)借助至少一個其他的穿過所述載體延伸的通孔敷鍍部(15、16)與所述第一電連接區域或所述第二電連接區域(18、19)連接。
2.根據權利要求I所述的光電子器件， 其中所述第一電后側接觸部(28)和所述第二電后側接觸部(29)分別借助至少兩個穿過所述載體(12)延伸的通孔敷鍍部(15、16)與所述第一電連接區域(18)或所述第二電連接區域(19)連接。
3.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述通孔敷鍍部(15、16)中的至少一個具有至少30 μ m的寬度。
4.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述通孔敷鍍部(15、16)中的至少一個具有至少60 μ m的寬度。
5.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中 -所述半導體層序列(20)具有η摻雜的半導體區域(2)和P摻雜的半導體區域(4)，其中所述P摻雜的半導體區域(4)朝向所述載體(12)， -所述半導體芯片(I)具有第一電連接層(8 )，所述第一電連接層將所述第一電連接區域(18)與所述P摻雜的半導體區域(4)連接， -所述半導體芯片(I)具有第二電連接層(9 )，所述第二電連接層將所述第二電連接區域(19)與所述η摻雜的半導體區域(2)連接，并且 -所述第二電連接層(9)的子區域穿過至少一個凹進部(25)延伸到所述η摻雜的半導體區域(2)中，所述凹進部穿過所述P摻雜的半導體區域(4)和所述有源層(3)延伸。
6.根據權利要求5所述的光電子器件， 其中所述第二電連接層(9)具有多個子區域，所述多個子區域穿過多個在所述有源層(3)中的凹進部(25)延伸到所述η摻雜的半導體區域(2)中。
7.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述連結層(14)具有至少兩個彼此電絕緣的子區域(14a、14b)，所述子區域通過電絕緣材料(17)彼此分離。
8.根據權利要求7所述的光電子器件，其中所述電絕緣材料(17 )是聚合物。
9.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述通孔敷鍍部(15、16)由與所述連結層(14)相同的金屬或相同的金屬合金制成。
10.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述第一電后側接觸部(28 )和所述第二電后側接觸部( 29 )由與所述通孔敷鍍部(15、16)相同的金屬或相同的金屬合金制成。
11.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述金屬或所述金屬合金包含Cu、Au、AuSn或BiAg。
12.根據前述權利要求之一所述的光電子器件， 其中所述金屬或所述金屬合金沒有砂眼。
13.用于制造根據前述權利要求之一所述的光電子器件的方法，所述方法具有下面的方法步驟 -提供載體(12)，所述載體具有多個開口(22)以用于構成通孔敷鍍部(15、16)， -提供半導體芯片(1)，所述半導體芯片具有第一電連接區域(18)和第二電連接區域(19)，其中所述第一電連接區域(18)和所述第二電連接區域(19)通過在所述半導體芯片Cl)中的凹部(23)彼此分離， -用電絕緣材料(17)填充所述凹部(23)，使得所述電絕緣材料(17)伸出超過所述連接區域(18、19)的子區域， -將所述載體放置到所述半導體芯片上，其中伸出超過所述連接區域(18、19)的所述電絕緣材料(17)作用為間距保持層，使得在所述半導體芯片(I)和所述載體(12)之間形成間隙(24)， -將液態的金屬或液態的金屬合金穿過在所述載體中的所述開口(12)填入所述間隙(24)中，其中所述金屬或所述金屬合金在凝固后構成所述連結層(14)和所述通孔敷鍍部(15、16)。
14.根據權利要求13所述的方法， 其中在構成所述連結層(14)和所述通孔敷鍍部(15、16)時，也構成后側接觸部(28、29)，其中在將所述液態的金屬或所述液態的金屬合金填入所述開口(22)中之前，將結構化的層(26)施加到所述載體(12)的后側上，所述結構化的層)用作為用于構成所述第一后側接觸部和所述第二后側接觸部(28、29)的掩模。
15.根據權利要求13或14所述的方法， 其中所述電絕緣材料(17 )是聚合物。
全文摘要
本發明提出一種具有半導體芯片(1)和載體(12)的光電子器件，所述載體借助于由金屬或金屬合金制成的連結層(14)與半導體芯片(1)連接，其中半導體芯片(1)具有朝向載體(12)的電連接區域(18，19)，并且載體(12)在背離半導體芯片(1)的后側上具有電后側接觸部(28、29)。后側接觸部(28、29)分別借助于至少一個穿過載體(12)延伸的通孔敷鍍部(15)與第一或第二電連接區域(18、19)導電地連接，其中第一和/或第二電后側接觸部(28、29)借助于至少一個其他的穿過載體延伸的通孔敷鍍部(15、16)與第一或第二電連接區域(18、19)連接。此外，提出一種用于制造這種光電子器件的方法。
文檔編號H01L33/62GK102959741SQ201180031995
公開日2013年3月6日 申請日期2011年5月25日 優先權日2010年6月28日
發明者盧茨·赫佩爾 申請人:歐司朗光電半導體有限公司