DE102008038852A1 - Method for manufacturing of LED utilized as projection light source in e.g. automotive area, involves joining metallic layers so that extensive covalent or metallic bond is formed between layers, and removing developing substrate - Google Patents

Abstract

The method involves applying a metallic layer on one of main sides of a layer sequence (10), that is epitaxially developed in a developing substrate (14) e.g. sapphire wafer, where the main side is turned away from a main light radiation direction. A substrate carrier is provided with another main side, which exhibits another metallic layer, where the latter main side faces the main light radiation direction. The metallic layers are joined with each other so that an extensive covalent or metallic bond is formed between the two metallic layers, and the developing substrate is removed. An independent claim is also included for an optoelectronic component comprising an epitaxial developed layer sequence.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes sowie ein optoelektronisches Bauelement.The The invention relates to a method for producing an optoelectronic Component and an optoelectronic device.

Optoelektronische Bauelemente, vereinfacht auch als Leuchtdioden bezeichnet, besitzen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Diese ergeben sich unter anderem aus der Tatsache, dass optoelektronische Bauelemente beziehungsweise eine Kombination von optoelektronischen Bauelementen mit zusätzlichen Farbstoffen Licht verschiedenster Wellenlängen emittieren können, so dass sich eine Vielzahl Mischfarben realisieren lassen. Als Anwendungen kommen unter anderem Leuchtmittel im Automotivbereich, aber auch in industriellen und häuslichen Bereichen in Frage. Darüber hinaus können Leuchtdioden auch als Projektionslichtquellen eingesetzt werden. Ihr geringer Stromverbrauch, die lange Lebensdauer sowie eine industrielle Fertigung in großen Stückzahlen lässt die Nachfrage an derartigen Bauelementen zunehmend ansteigen.Optoelectronic Components, also referred to as light-emitting diodes, have a variety of uses. These result among other things from the fact that optoelectronic devices or a combination of optoelectronic components with additional dyes light of different wavelengths can emit, leaving a variety of mixed colors let realize. As applications come among other bulbs in the automotive sector, but also in industrial and domestic Areas in question. In addition, light emitting diodes also be used as projection light sources. Your lower one Power consumption, long life and industrial production in large numbers leaves the demand Increasingly increase in such devices.

Für die Herstellung hocheffizienter optoelektronischer Bauelemente ist jedoch zum Teil eine aufwändige Fertigung erforderlich. So wird beispielsweise für die Herstellung ein Aufwachssubstrat verwendet, welches in nachfolgenden Prozessschritten auf verschiedene Weisen wieder abgelöst wird. Neben der geringen Skalierbarkeit der bislang verwendeten Aufwachssubstrate können aufgrund thermischer Ausdehnungen in den einzelnen Prozessschritten Spannungen innerhalb des optoelektronischen Bauelementes auftreten. Diese können zu Beschä digungen des Bauelementes während der Fertigung führen, wodurch sich die Ausbeute verringert.For the production of highly efficient optoelectronic devices is However, sometimes a complex production required. For example, for production, a growth substrate used, which in subsequent process steps to different Sages are replaced again. In addition to the low scalability The growth substrates used so far can due to thermal expansions in the individual process steps voltages occur within the optoelectronic device. these can Damage to the component during the Lead manufacturing, thereby reducing the yield.

Es besteht somit ein Bedürfnis, ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente anzugeben, mit der große Fertigungsstückzahlen bei gleichzeitig nur geringem Ausfall möglich sind. Ebenso soll ein derartiges Bauelement eine gute Lichtauskopplung und gute elektrische Kenndaten erreichen.It There is thus a need for a method for the production specify optoelectronic devices, with the large Production quantities with only minimal failure possible are. Likewise, such a device is a achieve good light extraction and good electrical characteristics.

Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These Tasks become with the objects of the independent ones Claims solved. Further developments and refinements The invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung schlägt vor, übermäßige mechanische Verspannungen und Verzerrungen beim Übertragen einer Epitaxieschicht auf einem Aufwachssubstrat auf einen Substratträger unter Berücksichtigung des thermischen Ausdehnungsverhaltens zu vermeiden. Eben dieses thermische Ausdehnungsverhalten der unterschiedlichen Schichten, insbesondere des Aufwachssubstrates und des späteren Trägersubstrates kann beim Verbinden der Epitaxieschicht mit dem Substratträger zu thermisch induzierten Verspannungen und Verzerrungen in der Epitaxieschicht führen. Verursacht wird dies unter anderem durch die relativ hohen Temperaturunterschiede in der Fertigung, insbesondere in dem Schritt des Aufbringens und den späteren Anwendungen.The Invention proposes excessive mechanical tension and distortion during transmission an epitaxial layer on a growth substrate on a substrate carrier taking into account the thermal expansion behavior to avoid. Exactly this thermal expansion behavior of the different Layers, in particular the growth substrate and the later Carrier substrate may be used when connecting the epitaxial layer with the substrate carrier to thermally induced tensions and distortions in the epitaxial layer. Caused This is partly due to the relatively high temperature differences in the production, in particular in the step of applying and the later applications.

Zur Verhinderung der thermischen Verspannungen wird vorgeschlagen, auf einem Aufwachssubstrat eine epitaktisch gewachsene Schichtenfolge vorzusehen. Die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge umfasst eine zur Lichtemission geeignete Schicht und weist eine erste Hauptseite sowie eine zweite Hauptseite auf. Hierbei ist die zweite Hauptseite einer Hauptabstrahlrichtung des emittierten Lichtes abgewandt. Auf der zweiten Hauptseite wird nun eine erste im Wesentlichen glatte leitfähige Schicht, insbesondere eine metallische Schicht aufgebracht. Anschließend wird ein Substratträger bereitgestellt, welches auf einer ersten Hauptseite eine zweite im Wesentlichen glatte leitfähige Schicht aufweist. Diese zweite im Wesentlichen glatte leitfähige Schicht kann eine metallische Schicht sein. Die erste und die zweite leitfähige Schichte werden nun direkt aneinander angefügt, so dass sich zwischen den beiden im Wesentlichen glatten leitfähigen Schichten eine ausgedehnte kovalente oder metallische. Bindung ausbildet.to Prevention of thermal stresses is proposed To provide an epitaxially grown layer sequence to a growth substrate. The epitaxially grown layer sequence includes one for light emission suitable layer and has a first main page and a second Main page. Here, the second main page is a main emission direction facing away from the emitted light. On the second main page is now a first substantially smooth conductive layer, in particular applied a metallic layer. Subsequently, will a substrate carrier provided on a first Main page a second essentially smooth conductive Layer has. This second substantially smooth conductive layer can be a metallic layer. The first and the second conductive Layer are now attached directly to each other, so that between the two essentially smooth conductive Layers of an extended covalent or metallic. Binding forms.

In diesem Zusammenhang wird ein Anfügen der ersten und zweiten im Wesentlichen glatten leitfähigen Schicht aneinander auch als „Ansprengen” bezeichnet. Unter dem Begriff einer ausgedehnte kovalente Bindung ist zu verstehen, dass die an der Oberfläche jeweils einer der Schichten befindlichen Atome eine kovalente Bindung mit einem entsprechenden Atom an der Oberfläche der jeweils anderen Schicht eingehen, so dass sich eine Vielzahl kovalenter Einzelbindungen zwischen Atomen der Oberflächen der ersten und der zweiten Schicht ausbildet. Durch die glatte Oberfläche entstehen in einem größeren Oberflächenbereich kovalente Bindungen, die als ausgedehnte kovalente Bindung bezeichnet wird. Diese unterschieden sich nicht grundsätzlich von kovalenten Bindungen innerhalb des Festkörpers.In this connection is an appendage of the first and second essentially smooth conductive layer together also referred to as "wringing". Under the term an extended covalent bond is to be understood that the the surface of each one of the layers located atoms a covalent bond with a corresponding atom at the surface the other layer, so that a variety covalent single bonds between atoms of the surfaces the first and the second layer is formed. Due to the smooth surface arise in a larger surface area covalent bonds, termed extended covalent bond becomes. These did not differ fundamentally from covalent bonds within the solid.

Bei einer metallischen Bindung sind die Außenelektronen der Metalle sind nur schwach gebunden und können daher leicht vom Atom abgetrennt werden. Im Metall bildet sich deshalb ein Gitter aus positiv geladenen Atomrümpfen. Die abgegebenen Außenelektronen sind nicht mehr einem einzelnen Atom zugeordnet und können sich innerhalb des Gitters nahezu frei bewegen.at a metallic bond are the outer electrons of Metals are only weakly bound and therefore can be light separated from the atom. The metal therefore forms a lattice from positively charged atomic hulls. The emitted external electrons are no longer assigned to a single atom and can move freely within the grid.

Die positiv geladenen Metall-Ionen (Atomrümpfe) und die Metallatome bilden ein Metallgitter bzw. einen Metallkristall, in dem sie regelmäßig angeordnet sind.The positively charged metal ions (atomic hulls) and the metal atoms form a metal grid or a metal crystal in which they regularly are arranged.

Durch das Anfügen der glatten und leitfähigen Schichten aneinander wird so eine stark haltende Bindung zwischen den beiden Schichten ausgebildet. Umfassen die erste und zweite leitfähige Schicht des jeweils gleichen Materials, so führt die ausgedehnte Bindung an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten dazu, dass nach dem Anspreng- beziehungsweise Anfügeprozess eine Trennung nicht mehr möglich ist. Jedoch kommt es auch bei Schichten bestimmter unterschiedlicher Materialien zu ausgedehnten Bindungen an der Grenzfläche zwischen den Schichten.By attaching the smooth and leiti Layers to each other so a strong bond between the two layers is formed. Including the first and second conductive layer of the same material in each case, the extended bond at the interface between the two layers leads to the fact that after the Anspreng- or Anfügeprozess a separation is no longer possible. However, even with layers of certain different materials, there are extensive bonds at the interface between the layers.

In der vorliegenden Erfindung wird somit die Neigung bestimmter leitfähiger Schichten ausgenützt, die an der Oberfläche befindlichen Atome durch Eingehen entsprechender Bindungen mit Atomen gleichen Materials in einen günstigeren Energiezustand zu bringen. Durch das Anfügen der ersten und zweiten Schicht vorzugsweise bei Raumtemperatur wird eine Verspannung praktisch eliminiert.In The present invention thus the tendency of certain conductive Exploited layers that are located on the surface Like atoms by entering corresponding bonds with atoms To bring materials into a more favorable energy state. By adding the first and second layers preferably At room temperature, stress is virtually eliminated.

In einem Aspekt der Erfindung sind die erste und zweite Schicht im Wesentlichen glatt, das heißt ihre Rauheit deutlich reduziert. Dadurch können bei einem Anfügen der beiden Schichten aneinander großflächig die an den jeweiligen Oberflächen befindlichen Atome die kovalente beziehungsweise metallische Bindung eingehen und so die beiden Schichten miteinander verbinden. Zu diesem Zweck wird in einer Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Aufbringen einer ersten leitfähigen Schicht auf der zweiten Hauptseite diese gereinigt beziehungsweise poliert, um die Rauheit der Oberfläche der leitfähigen Schicht zu verringern. Die Oberflächenrauheit der leitfähigen Schicht kann dabei kleiner als 50 nm sein. Auch Werte kleiner als 10 nm, kleiner als 5 nm beziehungsweise 2 nm sind möglich. In einer besonderen Ausführungsform weist die Oberflächenrauheit auf der leitfähigen Schicht Werte unter 1,0 Nanometer auf. Diese Werte sind jeweils auf eine Fläche von 5 μm² bezogen.In one aspect of the invention, the first and second layers are substantially smooth, that is, their roughness is significantly reduced. As a result, when the two layers are joined to one another over a large area, the atoms located on the respective surfaces can form the covalent or metallic bond and thus connect the two layers to one another. For this purpose, in one embodiment of the method, after the application of a first conductive layer on the second main side, it is cleaned or polished in order to reduce the roughness of the surface of the conductive layer. The surface roughness of the conductive layer may be less than 50 nm. Even values smaller than 10 nm, smaller than 5 nm or 2 nm are possible. In a particular embodiment, the surface roughness on the conductive layer is less than 1.0 nanometer. These values are each related to an area of 5 μm ² .

Unter dem Begriff Oberflächenrauheit wird die Rauheit einer Oberfläche verstanden, das bedeutet, eine Höhenabweichung der Oberfläche bezogen auf die mittlere Höhe der Oberfläche über eine bestimmte Länge.Under The term surface roughness is the roughness of a surface understood, that means a height deviation of the surface based on the mean height of the surface above a certain length.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Trägersubstrat bereitgestellt, auf dem anschließend eine Haftschicht aufgebracht wird. Diese dient dazu, die anschließend auf der Haftschicht aufgebrachte zweite leitfähige Schicht innig mit dem Trägersubstrat zu verbinden. Die zweite leitfähige Schicht wird dann geglättet, bis die Oberflächenrauheit einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Dieser Schwellwert kann die gleichen Werte aufweisen wie die Oberflächenrauheit der ersten leitfähigen Schicht. Sie kann auch geringer als diese sein, sofern dies in der Fertigung zweckmäßig erscheint.In In a further embodiment, a carrier substrate is provided, on which an adhesive layer is then applied. This serves to the subsequent on the adhesive layer applied second conductive layer intimately with the carrier substrate connect to. The second conductive layer is then smoothed until the surface roughness reaches a predetermined threshold below. This threshold can have the same values like the surface roughness of the first conductive Layer. It can also be lower than this, provided that in the Manufacturing seems appropriate.

Erste und zweite leitfähige Schicht kann durch chemisch-mechanisches Polieren geglättet und auf die gewünschte Oberflächenrauheit gebracht werden.First and second conductive layer may be chemically-mechanical Polishing smoothed and to the desired surface roughness to be brought.

Als erste und zweite leitfähige Schicht eignen sich insbesondere viele edlere Metalle, die beispielsweise Ag, Au, Pd, Pt, Rh oder Ru. Eine Verwendung dieser Metalle ermöglicht ein Ansprengen der ersten und zweiten leitfähigen Schicht sowohl bei Raumtemperatur als auch bei relativ hohem Gasdruck wäh rend des Ansprengvorgangs. Die edlen Metalle verringern das Oxidationsrisiko, wodurch die Ausbildung der metallischen Bindung über die Fügegrenzfläche hinweg nur wenig gehemmt wird.When First and second conductive layers are particularly suitable many nobler metals, for example, Ag, Au, Pd, Pt, Rh or Ru. Use of these metals allows wringing the first and second conductive layers both at room temperature as well as at relatively high gas pressure during the Ansprengvorgangs. The noble metals reduce the risk of oxidation, which reduces the formation of metallic bond across the joint interface is little inhibited.

Alternativ hierzu kann auch Kupfer oder Silizium verwendet werden, sofern eine gegebenenfalls vorhandene Oxidationsschicht an der Oberfläche vor dem Ansprengen entfernt wird. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Ansprengen der ersten und zweiten im Wesentlichen glatten leitfähigen Schicht in einem Vakuum mit einem Restdruck kleiner als 100 hPa, vorzugsweise kleiner als 10^–4 Pascal durchgeführt. Insbesondere kann der Restdruck kleiner als 10^–7 Pascal sein. Eine chemische Verunreinigung der Oberfläche der beiden Schichten wird so verringert. Dadurch sind für das Ansprengen der ersten und zweiten Schicht auch weniger edle Metalle geeignet.Alternatively, copper or silicon may be used as long as an optional oxidation layer on the surface is removed prior to wringing. In one embodiment of the invention, the wringing of the first and second substantially smooth conductive layer is carried out in a vacuum having a residual pressure of less than 100 hPa, preferably less than 10 ^-4 Pascal. In particular, the residual pressure may be less than 10 ^-7 Pascal. Chemical contamination of the surface of the two layers is thus reduced. As a result, fewer noble metals are suitable for wringing the first and second layers.

Darüber hinaus können auch Halbleiterverbindungen durch entsprechend geeignete Aufbereitung angesprengt werden. Beispielsweise lassen sich zwei Siliziumoberflächen miteinander durch Ausbilden kovalenter Bindungen verbinden, sofern die an der Oberfläche sitzenden Atome nicht oxidiert oder anderweitig chemisch verunreinigt sind. Eine derartige Verbindung kann beispielsweise im Hochvakuumbereich durchgeführt werden.About that In addition, semiconductor compounds by accordingly appropriate treatment be sprinkled. For example, you can two silicon surfaces together by forming covalent Bind bonds, provided that those sitting on the surface Atoms are not oxidized or otherwise chemically contaminated. Such a compound can, for example, in the high vacuum range be performed.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge vor dem Ansprengen kontaktiert. Dies erfolgt beispielsweise durch Aufbringen entsprechender Kontaktschichten auf der zweiten Hauptseite der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge. Hierbei kann eine Kontaktschicht gleichzeitig als Spiegelschicht verwendet werden, um entgegen der Hauptabstrahlrichtung emittiertes Licht zu reflektieren. In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Kontaktschichten anschließend durch geeignete Strukturierung mit Kontaktelementen versehen, die auf der ersten Hauptseite liegen. Dies erfolgt zweckmäßigerweise nach dem Ansprengen der ersten und zweiten Schicht. In einer alternativen Ausgestaltung wird die erste im Wesentlichen glatte leitfähige Schicht als Spiegelschicht zur Reflexion eines entgegen der Hauptabstrahlrichtung emittierten Lichts verwendet.In In a further embodiment of the invention, the epitaxial grown layer sequence contacted before wringing. this happens for example, by applying corresponding contact layers on the second main page of the epitaxially grown layer sequence. Here, a contact layer can be used simultaneously as a mirror layer be light emitted in the opposite direction to the main emission to reflect. In one embodiment of the invention, the Contact layers then by appropriate structuring provided with contact elements, which lie on the first main page. This is expediently carried out after wringing the first and second layers. In an alternative embodiment becomes the first substantially smooth conductive layer as a mirror layer for reflection of a counter to the main emission emitted light used.

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, zwischen der ersten Schicht und der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge eine isolierende Schicht anzuordnen, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Die isolierende Schicht kann zudem geeignet sein, die Reflexion der darauf abgeschiedenen glatten leitfähigen Schicht zu verbessern.In In this context, it is useful between the first layer and the epitaxially grown layer sequence to arrange an insulating layer to avoid a short circuit. The insulating layer may also be suitable, the reflection to the smooth conductive layer deposited thereon improve.

In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, das Trägersubstrat sowie die zweite leitfähige Schicht mit Durchkontaktierungen zu versehen, um einzelne Schichten der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge elektrisch zu kontaktieren. Diese Durchkontaktierung kann in einer Ausgestaltung nach dem Ansprengen der ersten und zweiten leitfähigen Schichten aneinander erfolgen, beispielsweise durch Ausbilden von Kontaktlöchern auf der Rückseite des Trägersubstrates. Alternativ können die Durchkontaktierungen im Trägersubstrat und gegebenenfalls auch in der zweiten glatten leitfähigen Schicht bereits vor dem Ansprengen der ersten und zweiten leitfähigen Schichten aneinander eingebracht werden.In another embodiment is provided, the carrier substrate and the second conductive layer with vias to provide individual layers of the epitaxially grown layer sequence to contact electrically. This via can be in one Embodiment after wringing the first and second conductive Layers are made to each other, for example by forming Contact holes on the back of the carrier substrate. Alternatively, the vias in the carrier substrate and optionally also in the second smooth conductive layer already before wringing the first and second conductive Layers are brought together.

Darüber hinaus ist es auch möglich, erste und zweite leitfähige Schicht als Kontaktschicht für eine Teilschicht der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge zu verwenden.About that In addition, it is also possible first and second conductive Layer as a contact layer for a sub-layer of the epitaxial grown layer sequence to use.

Nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst ein optoelektronisches Bauelement somit eine epitaktisch gewachsene Schichtenfolge, die eine zur Lichtemission geeignete Teilschicht aufweist. Die Schichtenfolge enthält eine erste Hauptseite, die der Hauptabstrahlrichtung des emittierten Lichts zugewandt ist und eine der Hauptabstrahlrichtung abgewandte zweite Hauptseite. Auf der zweiten Hauptseite der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge ist ein Substratträger angeordnet. Dieser umfasst ein Trägersubstrat. Zwischen dem Trägersubstrat und der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge ist eine leitfähige Schicht vorgesehen, die einerseits innig mit der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge und andererseits mit dem Trägersubstrat verbunden ist und hierbei kovalente beziehungsweise metallische Bindungen aufweist. Innerhalb der leitfähigen Schicht existiert ein flächiger Bereich, der eine gegenüber anderen Bereichen der leitfähigen Schicht unterschiedliche Defektdichte aufweist.To The proposed principle comprises an optoelectronic component thus an epitaxially grown layer sequence, the one for light emission having a suitable partial layer. The layer sequence contains a first main side, which is the main emission direction of the emitted Facing light and facing away from the main emission second main page. On the second main page of the epitaxially grown Layer sequence is arranged a substrate carrier. This includes a carrier substrate. Between the carrier substrate and the epitaxially grown layer sequence is a conductive one Layer provided, on the one hand intimately with the epitaxially grown Layer sequence and on the other hand with the carrier substrate is connected and this covalent or metallic Has bonds. Within the conductive layer exists a flat area, one over another Regions of the conductive layer different defect density having.

Ebenso kann dieser flächige Bereich auch eine größere Dichte an Material aufweisen, welches gegenüber dem Material der leitfähigen Schicht unterschiedlich ist.As well This flat area can also be a larger one Density of material, which compared to the material the conductive layer is different.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert.in the Further, the invention with reference to various embodiments explained in detail with reference to the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vor dem Ansprengen des Substratträgers an die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge, 1 An embodiment of the invention prior to wringing the substrate carrier to the epitaxially grown layer sequence,

2 ein optoelektronisches Bauelement gefertigt nach dem vorgeschlagenen Prinzip, 2 an optoelectronic component manufactured according to the proposed principle,

3A bis 3F eine Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens, 3A to 3F an embodiment of the proposed method,

4A bis 4F eine zweite Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens, 4A to 4F a second embodiment of the proposed method,

5 eine weitere Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelementes nach dem vorgeschlagenen Prinzip. 5 a further embodiment of an optoelectronic component according to the proposed principle.

In den Ausführungsformen und Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht zu betrachten. Zur Verdeutlichung und zum besseren Verständnis sowie zur Darstellbarkeit können einzelne Elemente, etwa Schichten übertrieben groß beziehungsweise dick dargestellt sein. Einzelne Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen lassen sich untereinander ohne weiteres kombinieren und im Rahmen der verwendeten Technologie austauschen. In den Ausführungsbeispielen kann Bezug auf einzelne Metalle beziehungsweise Metallverbindungen genommen werden. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Vielmehr kann abhängig von der verwendeten Technologie beispielsweise unter anderen äußeren Rahmenbedienungen auch andere Materialien verwendet werden. Unter dem Begriff optoelektronisches Bauelement wird vorliegend ein Halbleiterbauelement verstanden, welches in einem Betrieb Licht emittiert. Darunter fallen insbesondere Leuchtdioden, aber auch Laserbauelemente, beispielsweise Laserdioden und Halbleiterlaser.In The embodiments and figures are the same or equivalent Components provided with the same reference numerals. The figures and the proportions of the in the Figures shown elements are not to be considered as true to scale. For clarification and for better understanding and representability single elements, such as layers exaggeratedly large respectively be shown thick. Individual aspects of the various embodiments can be easily combined with each other and in the frame replace the technology used. In the embodiments can refer to individual metals or metal compounds be taken. However, this is not a limitation Rather, depending on the technology used for example, under other outer frame operations also other materials are used. Under the term optoelectronic Component is understood in the present case to be a semiconductor component, which emits light in an operation. This includes in particular Light-emitting diodes, but also laser devices, such as laser diodes and semiconductor lasers.

1 zeigt ein optoelektronisches Bauelement während des Herstellungsprozesses nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Bei dieser Ausführungsform ist das Aufwachssubstrat 14 beispielsweise als ein Wafer aus Saphir ausgebildet. Auf diesem wurde in vorangegangenen Prozessschritten eine Schichtenfolge 10 aus mehreren Teilschichten epitaktisch aufgewachsen. Beispielsweise kann dies über ein MOVPE „Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy” mit Temperaturen im Bereich von mehreren 100 Grad Celsius erfolgen. Alternativ hierzu können auch chemische Abscheidungsverfahren oder allgemein Gasphasenepitaxieverfahren eingesetzt werden. 1 shows an optoelectronic device during the manufacturing process according to the proposed principle. In this embodiment, the growth substrate is 14 for example, formed as a sapphire wafer. This was a layer sequence in previous process steps 10 grown epitaxially from several partial layers. For example, this can be done via a MOVPE "Metal Organic Vapor Phase Epitaxy" with temperatures in the range of several 100 degrees Celsius. Alternatively, chemical deposition methods or generally gas phase epitaxy techniques may be used.

Die Schichtenfolge 10 kann auf dem Aufwachssubstrat 14 direkt oder über mehrere Pufferschichten aufgebracht werden. Pufferschichten können beispielsweise vorgesehen sein, um spätere eine einfachere Ablösung zu gewährleisten. Die Schichtenfolge 10 umfasst eine erste Teilschicht 11 aus einem Halbleitermaterial, welches beispielsweise p-dotiert ist. Eine zweite Teilschicht 13 aus dem Halbleitermaterial ist n-dotiert, und wird auf die p-dotierte Schicht 11 aufgebracht. Dadurch bildet sich zwischen den beiden Teilschichten 11 und 13 eine Raumladungszone aus, die als pn-Übergang 12 bezeichnet wird. In dieser an Ladungsträger verarmten Schicht 12 finden in einem späteren Betrieb des optoelektronischen Bauelementes die Rekombination injizierter Ladungsträger und damit die Lichtemission statt.The layer sequence 10 can on the growth substrate 14 be applied directly or over several buffer layers. Buffer layers may be provided, for example, to later to ensure easier replacement. The layer sequence 10 includes a first sub-layer 11 from a semiconductor material which is, for example, p-doped. A second sub-layer 13 of the semiconductor material is n-doped, and is applied to the p-doped layer 11 applied. This forms between the two sub-layers 11 and 13 a space charge zone acting as a pn junction 12 referred to as. In this charge-depleted layer 12 In a later operation of the optoelectronic component, the recombination of injected charge carriers and thus the light emission take place.

Die einzelnen Teilschichten 11 und 13 können darüber hinaus auch weitere zusätzliche Teilschichten umfassen. Beispielsweise dienen diese zusätzlichen Teilschichten zur Stromaufweitungsschicht, Ladungsträgertransport beziehungsweise Blockierschicht.The individual sublayers 11 and 13 may also include other additional sublayers. For example, these additional partial layers serve for current spreading layer, charge carrier transport or blocking layer.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann für die Herstellung der Schichtenfolge 10 eine Dünnfilmtechnologie verwendet werden.In one embodiment of the method, for the production of the layer sequence 10 a thin-film technology can be used.

In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff Dünnfilmtechnologie eine Technologie zur Herstellung eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchip. Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip zeichnet sich durch mindestens eines der folgenden charakteristischen Merkmale aus:

• – an einer zu einem Trägerelement, insbesondere dem Trägersubstrat, hingewandten Hauptfläche der strahlungserzeugenden Halbleiterschichtenfolge, bei der es sich insbesondere um eine strahlungserzeugende epitaktisch hergestellte Schichtenfolge handelt, ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
• – der Dünnfilm-Leuchtdiodenchip weist ein Trägerelement auf, bei dem es sich nicht um das Wachstumssubstrat handelt, auf dem die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch gewachsen wurde, sondern um ein separates Trägerelement, das nachträglich an der Halbleiterschichtenfolge befestigt wurde; die Halbleiterschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm oder weniger auf;
• – die Halbleiterschichtenfolge ist frei von einem Aufwachssubstrat. Vorliegend bedeutet ”frei von einem Aufwachssubstrat”, dass ein gegebenenfalls zum Aufwachsen benutztes Aufwachssubstrat von der Halbleiterschichtenfolge entfernt oder zumindest stark gedünnt ist. Insbesondere ist es derart gedünnt, dass es für sich oder zusammen mit der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge alleine nicht freitragend ist. Der verbleibende Rest des stark gedünnten Aufwachssubstrats ist insbesondere als solches für die Funktion eines Aufwachssubstrates ungeeignet; und
• – die Halbleiterschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der Halbleiterschichtenfolge führt, das heißt, sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.

In this context, the term thin-film technology means a technology for producing a thin-film light-emitting diode chip. A thin-film light-emitting diode chip is characterized by at least one of the following characteristic features:

• On a main surface of the radiation-generating semiconductor layer sequence facing a carrier element, in particular the carrier substrate, which is in particular a radiation-generating epitaxially produced layer sequence, a reflective layer is applied or formed which forms at least part of the electromagnetic radiation generated in the semiconductor layer sequence this reflects back;
• The thin-film light-emitting diode chip has a carrier element, which is not the growth substrate on which the semiconductor layer sequence has been epitaxially grown, but a separate carrier element which has subsequently been attached to the semiconductor layer sequence; the semiconductor layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range of 10 μm or less;
• - The semiconductor layer sequence is free of a growth substrate. In the present context, "free from a growth substrate" means that a growth substrate which may be used for growth is removed from the semiconductor layer sequence or at least heavily thinned. In particular, it is thinned so that it alone or together with the epitaxially grown layer sequence alone is not self-supporting. The remainder of the highly thinned growth substrate is in particular unsuitable as such for the function of a growth substrate; and
• - The semiconductor layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface having a mixing structure, which leads in the ideal case to an approximately ergodic distribution of light in the semiconductor layer sequence, that is, it has the most ergodisch stochastic scattering behavior.

Ein Grundprinzip eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18. Oktober 1993, Seiten 2174–2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Beispiele für Dünnfilm-Leuchtdiodenchips sind in den Druckschriften EP 0905797 A2 und WO 02/13281 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit ebenfalls durch Rückbezug aufgenommen wird. Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ist in guter Näherung ein Lambert'scher Oberflächenstrahler und eignet sich von daher beispielsweise gut für die Anwendung in einem Scheinwerfer, etwa einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.A basic principle of a thin-film light-emitting diode chip is, for example, in the document I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18 October 1993, pages 2174-2176 described, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Examples of thin-film light-emitting diode chips are in the documents EP 0905797 A2 and WO 02/13281 A1 described, whose disclosure content is hereby also included by reference. A thin-film light-emitting diode chip is, to a good approximation, a Lambertian surface radiator and is therefore suitable, for example, well for use in a headlight, for example a motor vehicle headlight.

Als Material für die Schichtenfolge 10 und die einzelnen Teilschichten 11 und 13 eignen sich beispielsweise ein III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial oder auch ein II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterial.As material for the layer sequence 10 and the individual sublayers 11 and 13 For example, a III / V compound semiconductor material or a II / VI compound semiconductor material are suitable.

Ein III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise Al, Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe, wie beispielsweise B, N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff ”III/V-Verbindungs-Halbleitermaterial” die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigs tens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid-Verbindungshalbleiter. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen.One III / V compound semiconductor material has at least one element from the third main group, such as Al, Ga, In, and an element of the fifth main group, such as B, N, P, Ace. In particular, the term "III / V compound semiconductor material" includes the Group of binary, ternary or quaternary Compounds that are at least one element of the third main group and at least one element of the fifth main group contain, for example, nitride and phosphide compound semiconductors. Such a binary, ternary or quaternary For example, compound may also include one or more dopants and have additional constituents.

Ebenso ist es jedoch möglich, auch weitere Halbleitermaterialien zu verwenden. Hierzu gehören beispielsweise II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterialien, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise De, Mg, Ca, Sr und ein Material aus der sechsten Hauptgruppe, beispielsweise O, S, Se aufweisen. Insbesondere umfasst ein II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterial eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der sechsten Hauptgruppe umfasst. Zusätzlich können solche Verbindungen Dotierstoffe umfassen. Zu den II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterialien gehören zum Beispiel ZnO, ZnMgO, CdS, CnCdS und MgBeO.However, it is also possible to use other semiconductor materials as well. These include, for example, II / VI compound semiconductor materials comprising at least one element of the second main group such as De, Mg, Ca, Sr and a material of the sixth main group, for example, O, S, Se. In particular, an II / VI compound semiconductor material comprises a binary, ternary or quaternary compound comprising at least one element from the second main group and at least one element from the sixth main group. In addition, such compounds may include dopants. The II / VI compound semiconductor materials include, for example ZnO, ZnMgO, CdS, CnCdS and MgBeO.

Auf die Schichtenfolge 10 und die n-dotierte Teilschicht 13 wird nun eine Stromverteilungsschicht 15 aufgebracht. Diese besitzt einen besonders geringen lateralen Widerstand, und dient dazu, Ladungsträger möglichst gleichmäßig in die n-dotierte Teilschicht 13 zu injizieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Stromverteilungsschicht transparent und enthält beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO) oder ein anderes transparentes leitendes Oxid.On the layer sequence 10 and the n-doped sub-layer 13 now becomes a power distribution layer 15 applied. This has a particularly low lateral resistance, and serves to charge carriers as evenly as possible in the n-doped sub-layer 13 to inject. In the present embodiment, the current distribution layer is transparent and contains, for example, indium tin oxide (ITO) or another transparent conductive oxide.

Auf der Oberfläche 15a der Stromverteilungsschicht 15 wird nun eine reflektierende Spiegelschicht 16 abgeschieden. Die Spiegelschicht 16 ist aus einem isolierenden Material gebil det beziehungsweise von diesem umgeben, so dass ein Kurzschluss mit einem später abgeschiedenen Kontaktmaterial 41 vermieden wird. In einem Teilbereich 16a der Spiegelschicht sind Öffnungen 21 eingebracht, welche die darunter liegende Stromaufweitungsschicht 15 kontaktieren. Diese Öffnungen 21 sind mit einem leitenden Material 17 gefüllt, welches gleichzeitig eine Kontaktschicht zur Kontaktierung der n-dotierten Teilschicht 13 der Schichtenfolge 10 bildet.On the surface 15a the power distribution layer 15 now becomes a reflective mirror layer 16 deposited. The mirror layer 16 is gebil det of an insulating material or surrounded by this, so that a short circuit with a later deposited contact material 41 is avoided. In a subarea 16a the mirror layer are openings 21 introduced, which the underlying Stromaufweitungsschicht 15 to contact. These openings 21 are with a conductive material 17 filled, which at the same time a contact layer for contacting the n-doped sub-layer 13 the sequence of layers 10 forms.

Weiterhin ist ein Durchbruch 40 durch die Halbleiterschichtenfolge 10, die einzelnen Teilschichten der Halbleiterschichtenfolge, die Stromaufweitungsschicht 15 sowie die Spiegelschicht 16 vorgesehen. Der Durchbruch 40 ist an den Seitenwänden mit einem isolierenden Material 43 umgeben, um einen Kurzschluss in der Halbleiterschichtenfolge 10 zu vermeiden. Weiterhin ist er mit einem gut leitenden Material 41 gefüllt. Dieses steht in einem elektrischen Kontakt mit der zweiten Kontaktschicht 41a, welche über der isolierenden Spiegelschicht 16 abgeschieden ist.Furthermore, there is a breakthrough 40 through the semiconductor layer sequence 10 , the individual partial layers of the semiconductor layer sequence, the current spreading layer 15 as well as the mirror layer 16 intended. The breakthrough 40 is on the side walls with an insulating material 43 surrounded to a short circuit in the semiconductor layer sequence 10 to avoid. Furthermore he is with a good conductive material 41 filled. This is in electrical contact with the second contact layer 41a which over the insulating mirror layer 16 is deposited.

Auf dem so gefertigten optoelektronischen Bauelement wird nun eine Edelmetallschicht 18 aufgebracht. Diese wird gegebenenfalls unter zusätzlichen Haftschichten auf die Kontaktschicht 17 aufgedampft, gesputtert oder aus der Gasphase physikalisch beziehungsweise chemisch abgeschieden. Eine galvanische oder autokatalytische Abscheidung aus einer Lösung heraus ist ebenfalls möglich. Die Oberfläche 18a der so abgeschiedenen Edelmetallschicht 18 wird anschließend gereinigt und poliert, so dass Oberflächenrauigkeiten stark reduziert werden. Damit ist die Oberfläche sehr stark geglättet und zudem nicht oder kaum durch Fremdatome verunreinigt. Wasser oder andere Gase, die sich an der Oberfläche ablagern sind nur gering gebunden (evtl. über Wasserstoffbrücken) und können demnach leicht wieder gelöst werden.On the optoelectronic component produced in this way is now a noble metal layer 18 applied. This is optionally added to the contact layer with additional adhesive layers 17 vapor-deposited, sputtered or physically or chemically separated from the gas phase. A galvanic or autocatalytic deposition from a solution out is also possible. The surface 18a the thus deposited noble metal layer 18 is then cleaned and polished so that surface roughness is greatly reduced. Thus, the surface is very much smoothed and also not or hardly contaminated by foreign atoms. Water or other gases that accumulate on the surface are only slightly bound (possibly via hydrogen bonds) and can therefore easily be dissolved again.

Die Edelmetallschicht 18 kann in elektrisch leitenden Kontakt mit der Kontaktschicht 17 stehen, oder aber durch diese von einer isolierenden Zwischenschicht getrennt sein.The precious metal layer 18 can be in electrically conductive contact with the contact layer 17 stand, or else be separated by an insulating intermediate layer.

Im Anschluss daran wird nun das der Substratträger 30 an die Edelmetallschicht 18 und die Oberfläche 18A angefügt. Der Substratträger 30 umfasst ein Trägersubstrat 31 beispielsweise aus Silizium, Aluminiumnitrid oder anderen Materialien. Auf der Oberseite des Trägersubstrats 31 ist ebenfalls eine Edelmetallschicht 32 aufgebracht. Das Material ist bevorzugt das gleiche wie das Material der Schicht 18. Die Oberfläche 32a ist beispielsweise durch chemomechanisches Polieren ebenso gereinigt und geglättet, so dass auch hier die Oberflächenrauheit möglichst gering ist. Durch das aneinander Anfügen der beiden Oberflächen 18a und 32a bei Raumtemperatur, eventuell im Vakuum zur Vermeidung von Lufteinschlüssen führt zu einer metallischen Verbindung der Epitaxieschicht 18, des Bauelementes und der Schicht 32 des Substratträgers 30. Dabei bilden die freien Bindungselektronen an der Oberfläche 18a beziehungsweise 32a eine metallische Bindung miteinander aus. Diese gewährleistet eine innige Verbindung zwischen dem Träger 30 und dem optoelektronischen Bauelement.Subsequently, this will be the substrate carrier 30 to the noble metal layer 18 and the surface 18A added. The substrate carrier 30 includes a carrier substrate 31 for example, silicon, aluminum nitride or other materials. On top of the carrier substrate 31 is also a noble metal layer 32 applied. The material is preferably the same as the material of the layer 18 , The surface 32a is, for example, also cleaned and smoothed by chemo-mechanical polishing, so that the surface roughness is also as low as possible here. By joining the two surfaces together 18a and 32a at room temperature, possibly in a vacuum to avoid air bubbles leads to a metallic compound of the epitaxial layer 18 , the component and the layer 32 of the substrate carrier 30 , The free bonding electrons form on the surface 18a respectively 32a a metallic bond with each other. This ensures an intimate connection between the wearer 30 and the optoelectronic component.

Zur Verwendung der Schichten 18 beziehungsweise 32 eignen sich unter anderem Edelmetalle, beispielsweise Silber oder Gold, da diese auf ihrer Oberfläche nur eine geringe Verunreinigung mit Fremdatomen aufweisen. Bei dem Ansprengen, das heißt dem Aneinanderfügen der beiden gereinigten und polierten Oberflächen kann so besonders einfach eine großflächige metallische Bindung zwischen den beiden Oberflächen 18a und 32a ausgebildet werden.To use the layers 18 respectively 32 Among others, noble metals, for example silver or gold, are suitable, since these have only a slight impurity contamination on their surface. When wringing, that is, the joining of the two cleaned and polished surfaces so very easy a large area metallic bond between the two surfaces 18a and 32a be formed.

Alternativ zu den edleren Metallen oder Metallen aus den seltenen Erden können auch unedlere Metalle beispielsweise Kupfer verwendet werden. Dies ist dann zweckmäßig, wenn das Glätten der beiden Oberflächen 18 beziehungsweise 32 und auch das spätere Ansprengen im Hochvakuum oder Ultrahochvakuum zur Vermeidung einer Oxidation der beiden Oberflächen oder einer Verunreinigung durch Fremdatome erfolgt. Ebenso ist es möglich, unterschiedliche Metalle oder Materialien für die Ausbildung der beiden Schichten 18 beziehungsweise 32 zu verwenden, solange hierbei gewährleistet ist, dass die Atome entlang der Oberflächenbereiche 18a beziehungsweise 32a kovalente Bindungen oder metallische Bindungen miteinander eingehen.As an alternative to the nobler metals or metals from the rare earths, less noble metals such as copper can also be used. This is useful when smoothing the two surfaces 18 respectively 32 and also the subsequent wringing in a high vacuum or ultrahigh vacuum to avoid oxidation of the two surfaces or contamination by foreign atoms takes place. It is also possible to use different metals or materials for the formation of the two layers 18 respectively 32 to use, as long as this ensures that the atoms along the surface areas 18a respectively 32a Covalent bonds or metallic bonds with each other.

Durch das Ansprengen bei Raumtemperatur oder nur wenig höheren Temperaturen wird eine mechanische Verspannung aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen des Substratträgers 31 beziehungsweise des Aufwachssubstrates 14 vermieden. Die Rauheit der beiden Oberflächen 18A beziehungsweise 32A sollte möglichst gering sein. Werte unterhalb von 50 nm, insbesondere unterhalb von 10 nm sind abhängig von verwendeten Materialien notwendig, um eine ausreichende Bindungskraft zu erreichen. Andernfalls besteht die Möglichkeit, dass Unebenheiten auf der Oberfläche die Ausbildung großflächiger metallischer oder kovalenter Bindungen behindern. Zweckmäßig sind Werte für eine Rauheit unter 2 nm bezogen auf 5 μm² Fläche beziehungsweise Werte unter 0,5 nm zu empfehlen.By wringing at room temperature or only slightly higher temperatures is a mechanical strain due to the different thermal expansions of the substrate carrier 31 or of the growth substrate 14 avoided. The roughness of the two surfaces 18A respectively 32A should be as low as possible be. Values below 50 nm, in particular below 10 nm, are necessary depending on the materials used in order to achieve a sufficient binding force. Otherwise, there is the possibility that unevenness on the surface hampers the formation of large-area metallic or covalent bonds. Expediently, values for a roughness of less than 2 nm with respect to 5 μm ² surface or values of less than 0.5 nm are recommended.

2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung des fertigen Bauelementes. Nach dem Ansprengen der beiden Edelmetallschichten 18 und 32 bilden diese eine feste Einheit 19, welche den Substratträger 31 mit den weiteren Schichten des optoelektronischen Bauelementes verbindet. Nach dem Ansprengen wird in einem weiteren Schritt das Aufwachssubstrat 14 beispielsweise durch einen Laser-Liftoff entfernt, so dass die darunter liegende epitaktische Schichtenfolge 10 freiliegt. Diese wird nun an ihrer Oberfläche 11a der Teilschicht 11 strukturiert, um eine bessere Lichtauskopplung zu ermöglichen. Darüber hinaus wird auf der strukturierten Oberfläche 11a der Teilschicht 11 eine Stromaufweitungsschicht 14a aufgebracht. Diese dient ebenso wie die Stromaufweitungsschicht 15 zur lateralen Stromverteilung und Injektion der Ladungsträger in die p-dotierte Teilschicht 11. Dazu ist sie mit dem Durchbruch 40 elektrisch verbunden. Zusätzlich kann mit der aufgebrachten Schicht 14a die Lichtauskopplung verbessert werden. 2 shows a schematic cross-sectional view of the finished device. After wringing the two noble metal layers 18 and 32 These form a solid unit 19 which the substrate carrier 31 connects with the other layers of the optoelectronic component. After wringing, in a further step, the growth substrate 14 for example, removed by a laser liftoff, so that the underlying epitaxial layer sequence 10 exposed. This will now be on their surface 11a the sub-layer 11 structured to allow a better light extraction. In addition, on the structured surface 11a the sub-layer 11 a current spreading layer 14a applied. This serves as well as the current spreading layer 15 for lateral current distribution and injection of the charge carriers into the p-doped sublayer 11 , This is her breakthrough 40 electrically connected. In addition, with the applied layer 14a the light extraction can be improved.

Ebenso wird in einem rechten Teilbereich des optoelektronischen Bauelementes die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge 10 teilweise entfernt und die erste Kontaktschicht 41 zur Ausbildung eines Kontaktes 42 freigelegt.Likewise, in a right portion of the optoelectronic component, the epitaxially grown layer sequence 10 partially removed and the first contact layer 41 for training a contact 42 exposed.

In einem Betrieb der Anordnung werden über den Kontakt 42 sowie die Kontaktschicht 17 Ladungsträger in die beiden Teilschichten 11 beziehungsweise 13 der epitaktischen Schichtenfolge 10 injiziert. Diese diffundieren zu dem gemeinsamen pn-Übergang 12 und rekombinieren dort unter Lichtemission. Licht, welches in Richtung der Spiegelschicht 16 emittiert wird, wird von dieser in die Hauptabstrahlrichtung reflektiert.In one operation of the arrangement will be over the contact 42 as well as the contact layer 17 Charge carrier in the two sub-layers 11 respectively 13 the epitaxial layer sequence 10 injected. These diffuse to the common pn junction 12 and recombine there under light emission. Light, which in the direction of the mirror layer 16 is emitted, is reflected by this in the main emission direction.

In diesem Ausführungsbeispiel kann die Verbindungsschicht 19 zusätzlich als Zuführung für die Ladungsträger in die Kontaktschicht 17 verwendet werden. Natürlich ist es jedoch auch möglich, die Kontaktschicht 17 beispielsweise durch Ausbilden eines rückwärtigen Kontaktloches elektrisch zu kontaktieren.In this embodiment, the connection layer 19 additionally as a feed for the charge carriers in the contact layer 17 be used. Of course it is also possible, the contact layer 17 For example, electrically contact by forming a rear contact hole.

Ein derartiges Beispiel für eine Kontaktierung mittels Kontaktlöcher durch den Substratträger zeigt das Verfahren gemäß den 3A bis 3F. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, die Anschlusskontakte für die einzelnen Teilschichten der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge rückseitig, das heißt auf der rückwärtigen Seite des Substratträgers und damit des Trägersubstrates anzuordnen. Dies verringert eventuell vorhandene Abschatteffekte auf der Vorderseite und resultiert in der größtmöglichsten Lichtausbeute.Such an example of contacting by means of contact holes through the substrate carrier shows the method according to the 3A to 3F , In this embodiment, it is provided to arrange the connection contacts for the individual partial layers of the epitaxially grown layer sequence on the back side, that is to say on the rear side of the substrate carrier and thus of the carrier substrate. This reduces any existing shading effects on the front and results in the greatest possible light output.

Die epitaktische Schichtenfolge 10 ist mit ihren einzelnen Teilschichten 11, 12 und 13 auf dem Aufwachssubstrat 14 epitaktisch abgeschieden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein einzelner pn-Übergang 12 eingezeichnet. Darüber hinaus kann die Schichtenfolge jedoch auch mehrere pn-Schichten aufweisen, die zudem einzeln kontaktiert und angesteuert werden können.The epitaxial layer sequence 10 is with their individual sublayers 11 . 12 and 13 on the growth substrate 14 epitaxially deposited. In the present embodiment, a single pn junction 12 located. In addition, however, the layer sequence can also have a plurality of pn layers, which can also be individually contacted and controlled.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Durchbrüche 45 vorgesehen, welche durch die Teilschicht 13, den pn-Übergang 12 bis in die dem Aufwachssubstrat 14 benachbarte Teilschicht 11 ragen. Die Durchbrüche 45 dienen zur Kontaktierung der Teilschicht 12, die beispielsweise p-dotiert sein kann. Zur Vermeidung eines Kurzschlusses sind die Seitenwände der Durchbrüche 45 mit einem isolierenden Material 43 umgeben.In the present embodiment, several breakthroughs 45 provided by the sub-layer 13 , the pn junction 12 into the growth substrate 14 adjacent sublayer 11 protrude. The breakthroughs 45 serve for contacting the partial layer 12 , which may be p-doped, for example. To avoid a short circuit, the side walls of the openings 45 with an insulating material 43 surround.

Auf der der Hauptabstrahlrichtung und dem Aufwachssubstrat 14 abgewandten Seite der zweiten Teilschicht 13 wird eine Stromaufweitungsschicht 51 angeordnet, die einen möglichst gerin gen lateralen Widerstand aufweist und zur Ladungsträgerinjektion in die n-dotierte Teilschicht 13 dient. Die Stomaufweitungsschicht dient auch als Spiegelschicht. Auf der Stromaufweitungsschicht wird nun eine zweite isolierende Teilschicht 43a flächig aufgebracht, so dass diese mit den isolierenden Seitenwänden 43 in Verbindung steht und die Stromaufweitungsschicht 51 von den Durchbrüchen 45 elektrisch isoliert. In der Isolationsschicht 43A werden nun einzelne weitere Durchbrüche 50 angeordnet, um die Stromaufweitungsschicht 51 zu kontaktieren. Gleichzeitig werden die Durchbrüche 45 durch Teilschichten 12 und 13 freigelegt und mit einem elektrisch leitenden Material 46 gefüllt.On the main radiation direction and the growth substrate 14 opposite side of the second sub-layer 13 becomes a current spreading layer 51 arranged, which has a clotting gene lateral resistance and charge carrier injection into the n-doped sub-layer 13 serves. The stomal expansion layer also serves as a mirror layer. On the current spreading layer is now a second insulating sub-layer 43a applied flat, so that these with the insulating sidewalls 43 communicates and the current spreading layer 51 from the breakthroughs 45 electrically isolated. In the insulation layer 43A will now be single more breakthroughs 50 arranged around the current spreading layer 51 to contact. At the same time the breakthroughs 45 through partial layers 12 and 13 exposed and with an electrically conductive material 46 filled.

Gemäß 3B wird nun flächig eine isolierende Schicht 182 auf die einzelnen Kontakte der Durchbrüche 45 beziehungsweise 50 abgeschieden. Die Isolationsschicht 18B dient zur elektrischen Isolierung der späteren Verbindungsschicht und den Kontaktschichten 102. Auf die Isolationsschicht 182 wird eine Edelmetallschicht 18 aufgetragen. Die Edelmetallschicht 18 kann aus Silber, Gold, Platin oder einem anderen Edelmetall gebildet sein.According to 3B now becomes an insulating layer 182 on the individual contacts of the breakthroughs 45 respectively 50 deposited. The insulation layer 18B is used for electrical insulation of the subsequent connection layer and the contact layers 102 , On the insulation layer 182 becomes a noble metal layer 18 applied. The precious metal layer 18 can be made of silver, gold, platinum or another precious metal.

Anschließend wird die Edelmetallschicht 18 an ihrer Oberfläche 18A gereinigt, geglättet und poliert, so dass sich eine möglichst gleichmäßige ebene Oberfläche ergibt. Die mittlere Rauheit dieser Oberfläche ist gering und beträgt nur wenige Nanometer, beispielsweise weniger als 10 nm oder bevorzugt im Bereich von 0,5 nm bis 2 nm.Subsequently, the noble metal layer 18 on their surface 18A cleaned, smoothed and polished, so that as even as possible a level Surface yields. The average roughness of this surface is low and is only a few nanometers, for example less than 10 nm or preferably in the range of 0.5 nm to 2 nm.

In gleicher Weise wird ein Trägersubstrat gemäß 3C beispielsweise aus Silizium oder Aluminiumnitrid AlN vorbereitet. Darüber hinaus eignet sich als Trägersubstrat auch Aluminiumoxyd Al₂O₃, Siliziumnitrid SiN oder andere nicht lei tende Verbindungen. Auf die Vorderseite des Trägersubstrats wird eine dünne Haftschicht 33 aus Titan aufgebracht. Auf diese wird eine zweite Edelmetallschicht 32 abgeschieden, und deren Oberfläche gereinigt, geglättet und poliert. Die Edelmetallschicht 32 und die Edelmetallschicht 18 umfassen zweckmäßigerweise das gleiche Material. Dies ist jedoch nicht zwingend, vielmehr können auch unterschiedliche Materialien für die beiden Schichten vorgesehen sein, solange in ihrem Oberflächenbereich die dortigen Atome untereinander kovalente oder metallische Bindungen großflächig eingehen können. Die Haftschicht 33 dient zu Verbesserung der Haftung der Metallschicht 32 an dem Substratträger 31. Sie kann in ihrer Dicke im Bereich von wenigen Angström bis einigen Nanometer beispielsweise bis maximal 150 Nanometer betragen.In the same way, a carrier substrate according to 3C For example, prepared from silicon or aluminum nitride AlN. In addition, aluminum oxide Al ₂ O ₃ , silicon nitride SiN or other non-conductive compounds is also suitable as the carrier substrate. On the front of the carrier substrate is a thin adhesive layer 33 made of titanium. This is a second layer of precious metal 32 deposited, and their surface cleaned, smoothed and polished. The precious metal layer 32 and the noble metal layer 18 suitably comprise the same material. However, this is not mandatory, but rather, different materials for the two layers can be provided as long as the local atoms in their surface area can enter into covalent or metallic bonds with each other over a large area. The adhesive layer 33 serves to improve the adhesion of the metal layer 32 on the substrate carrier 31 , It can be in its thickness in the range of a few angstroms to a few nanometers, for example up to a maximum of 150 nanometers.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Trägersubstrat 31 Aluminiumnitrid, auf dem eine Haftschicht aus zirka 100 nm Titan aufgebracht ist. Eine Goldschicht mit einer Dicke im Bereich von einem bis 0,5 μm maximal zwei bis 3 μm ist auf der Haftschicht aus Titan abgeschieden. Diese Goldschicht wird durch Polieren geglättet, bis eine Oberflächenrauheit einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Die drei Schichten bilden zusammen den Substratträger 30.In one embodiment, the carrier substrate comprises 31 Aluminum nitride, on which an adhesive layer of approximately 100 nm titanium is applied. A gold layer having a thickness in the range of one to 0.5 microns, a maximum of two to 3 microns is deposited on the adhesion layer of titanium. This gold layer is smoothed by polishing until a surface roughness falls below a predetermined threshold. The three layers together form the substrate carrier 30 ,

Anschließend werden bei Raumtemperatur oder einer leicht erhöhten Temperatur das Trägersubstrat mit seiner Metallschicht 32 auf die Schicht 18 aufgebracht und durch leichten Druck angefügt. Dadurch bildet sich an den Grenzflächen der beiden Schichten aufgrund der nur geringen Rauheit eine großflächige metallische Bindung aus, die zu einer innigen Haftung des Bauelementes auf dem Trägersubstrat 31 führt. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist in 3D dargestellt. Die entstandene Verbindungsschicht 19 verbindet beide Elemente innig miteinander.Subsequently, at room temperature or a slightly elevated temperature, the carrier substrate with its metal layer 32 on the layer 18 applied and added by slight pressure. As a result, due to the low roughness, a large-area metallic bond forms at the boundary surfaces of the two layers, which leads to intimate adhesion of the component to the carrier substrate 31 leads. The result of this process is in 3D shown. The resulting connection layer 19 connects both elements intimately.

Abhängig von der Rauheit, dem verwendeten Material sowie eventuell vorhandenen Verschmutzungen beziehungsweise Fremdatomen auf den beiden Oberflächen enthält die Verbindungsschicht 19 eine flächige Grenze, mit deren Hilfe auf den Ansprengvorgang zurück geschlossen werden kann. Diese Grenzfläche besitzt beispielsweise eine größere Fehlstellendichte aufgrund eines Versatzes beziehungsweise eine größere Dichte an eingeschlossenen Fremdatomen. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Ansprengen der beiden Metallschichten 32 und 18 gemäß 3C nicht in einem Ultrahoch- oder einem Hochvakuum sondern bei höheren Gasdrücken erfolgt. Beispielsweise kann die Grenzfläche in diesem Bereich eine höhere Dichte an Kohlenstoff, Wasser oder Sauerstoff aufweisen.Depending on the roughness, the material used as well as any existing impurities or foreign atoms on the two surfaces contains the bonding layer 19 a surface boundary, with the help of which it is possible to deduce the blowing-on process back. For example, this interface has a larger defect density due to an offset or a larger density of foreign atoms included. This may for example be the case when the wringing of the two metal layers 32 and 18 according to 3C not in an ultra-high or high vacuum but at higher gas pressures. For example, the interface in this area may have a higher density of carbon, water or oxygen.

Nach dem Ansprengen und dem Zusammenfügen der beiden Schichten 18 und 32 wird das Aufwachssubstrat beispielsweise mittels eines Liftoff-Prozesses entfernt. In den Substratträger 30, die verschiedenen Schichten 33, 19 und 18b werden nun im Bereich der Durchbrüche 45 beziehungsweise 50 mehrere durchgehende Kontaktlöcher 60 eingebracht, wie in 3E dargestellt. Dies kann je nach verwendetem Material mittels mehrerer Ätzprozesse unter Verwendung entsprechender Lithographiemasken erfolgen. Alternativ sind auch Laserbohrungen oder eine Kombination zwischen Laserbohrung und Ätzprozesse möglich. Der Durchmesser der Durchkontaktierungen 60 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel geringfügig größer als der entsprechende Durchmesser der Kontaktlöcher 50 beziehungsweise der Durchbrüche 45. Dadurch liegt jeweils im Bereich der Sei tenwände der Kontaktlöcher 60 in einem Teilbereich die isolierende Schicht 43a frei.After wringing and joining the two layers 18 and 32 For example, the growth substrate is removed by means of a lift-off process. In the substrate carrier 30 , the different layers 33 . 19 and 18b are now in the area of breakthroughs 45 respectively 50 several through contact holes 60 introduced, as in 3E shown. Depending on the material used, this can be done by means of a plurality of etching processes using appropriate lithography masks. Alternatively, laser drilling or a combination of laser drilling and etching processes are possible. The diameter of the vias 60 is slightly larger than the corresponding diameter of the contact holes in the embodiment shown 50 or the breakthroughs 45 , As a result, in each case in the region of Be tenwände the contact holes 60 in a partial area, the insulating layer 43a free.

Auf den Seitenwänden der Kontaktlöcher 60 wird nun eine Isolationsschicht 62 aufgebracht. Dadurch wird ein Kurzschluss zwischen dem leitenden Material 46 beziehungsweise 52 in den Kontaktlöchern und Durchbrüchen und der Metallschicht 19 vermieden. Anschließend werden die Durchkontaktierungen 60 mit einem elektrisch leitenden Material 63 gefüllt und somit das in den Kontaktlöchern 50 und den Durchbrüchen 45 befindliche elektrisch leitende Material 46 beziehungsweise 52 kontaktiert.On the sidewalls of the contact holes 60 now becomes an isolation layer 62 applied. This will cause a short circuit between the conductive material 46 respectively 52 in the contact holes and openings and the metal layer 19 avoided. Subsequently, the vias 60 with an electrically conductive material 63 filled and thus in the contact holes 50 and the breakthroughs 45 located electrically conductive material 46 respectively 52 contacted.

4A bis 4H veranschaulichen die Fertigung eines optoelektronischen Bauelementes nach einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Prinzips. Bei dieser wird ausgenutzt, dass aufgrund der großen Haftung wegen der metallischen Bindungen bereits ein Ansprengen von Metallflächen im Bereich der Durchkontaktierungen für eine Verbindung des Bauelementes auf einem Substratträger ausreichend ist. 4A to 4H illustrate the manufacture of an optoelectronic component according to another embodiment of the proposed principle. In this is exploited that due to the large adhesion due to the metallic bonds already wringing of metal surfaces in the region of the plated through holes for a connection of the device is sufficient on a substrate support.

Hierzu wird gemäß 4A auf einem Aufwachssubstrat 14 eine n-dotierte erste Epitaxieschicht aufgebracht. Beispielsweise umfasst diese einen Verbindungshalbleiter auf Galliumbasis, so zum Beispiel Galliumindiumnitrid GaInN.This is done according to 4A on a growth substrate 14 applied an n-doped first epitaxial layer. For example, this includes a gallium-based compound semiconductor such as gallium indium nitride GaInN.

Auf der n-dotierten ersten Epitaxieschicht wird eine zweite Epitaxieschicht 12c abgeschieden und strukturiert, sodass einzelne Bereiche der ersten Epitaxieschicht 11 freiliegen. Im Übergang zwischen der p-leitenden Schicht 12c und der nleitenden Schicht 11 bildet sich ein hier nicht mehr dargestellter pn-Übergang aus, in dem eine spätere Rekombination von Ladungsträgern unter Lichtemission stattfindet.On the n-doped first epitaxial layer becomes a second epitaxial layer 12c secluded and structured so that individual areas of the first epitaxial layer 11 exposed. In the transition between the p-type layer 12c and the conducting layer 11 a pn junction (not shown here) forms, in which a later recombination of charge carriers takes place under light emission.

Anschließend wird ein niederbrechendes Dielektrikum 18c in die Zwischenräume sowie auf die p-leitende Epitaxieschicht 12c aufgebracht. Das niederbrechende Dielektrikum 18c dient einerseits als elektrische Isolationsschicht und andererseits als Spiegel.Subsequently, a low-refractive dielectric 18c into the interstices as well as on the p-type epitaxial layer 12c applied. The low-energy dielectric 18c serves on the one hand as an electrical insulation layer and on the other hand as a mirror.

In einer alternativen Ausgestaltung gemäß 4C wird auf die zweite Epitaxieschicht 12c ein spiegelnder Kontakt 12e aufgebracht, und anschließend dieser von der Isolationsschicht 18c umschlossen. Dadurch wird der spiegelnde Kontakt 12e auch von späteren Kontaktierungen der ersten Epitaxieschicht 11 isoliert.In an alternative embodiment according to 4C becomes the second epitaxial layer 12c a reflective contact 12e applied, and then this of the insulation layer 18c enclosed. This becomes the reflective contact 12e also from later contacts of the first epitaxial layer 11 isolated.

Gemäß 4D werden nun in weiteren Herstellungsprozessen in die elektrische Isolationsschicht 18c mehrere Durchkontaktierungen eingebracht. Im Einzelnen werden erste Durchkontaktierungen 402 in die freiliegenden Bereiche zwischen der zweiten Epitaxieschicht 12c angeordnet, sodass diese Durchkontaktierungen die Oberfläche der ersten Epitaxieschicht 11 freilegen. Zweite Durchkontaktierungen 403 führen zu den Bereichen der zweiten Epitaxieschicht 12c.According to 4D are now in further manufacturing processes in the electrical insulation layer 18c introduced several vias. In detail, first vias 402 into the exposed areas between the second epitaxial layer 12c arranged so that these vias the surface of the first epitaxial layer 11 uncover. Second vias 403 lead to the areas of the second epitaxial layer 12c ,

Die einzelnen Durchkontaktierungen 402 und 403 werden anschließend mit einer Anschlussmetallisierung gefüllt. Das Öffnen der Durchkontaktierungen beziehungsweise das Füllen muss hierbei nicht gleichzeitig erfolgen. Vielmehr können verschiedene Materialien verwendet werden, sodass jeweils optimierte Metall/Halbleiterkontakte für die Durchkontaktierungen 402 und 403 separat abgeschieden werden. Dies kann auch selbstjustierend mit einer entsprechenden Öffnungsfotomaske sowie Abhebetechnik erfolgen.The individual vias 402 and 403 are then filled with a terminal metallization. The opening of the vias or the filling does not have to be done simultaneously. Rather, different materials can be used, so that each optimized metal / semiconductor contacts for the vias 402 and 403 be deposited separately. This can also be done self-aligning with a corresponding opening photomask and lift-off.

Als Füllmaterial für die Durchkontaktierungen 402, 403 können unter anderem verschiedene Metalle, aber auch Polysilizium eingesetzt werden. Zudem ist es möglich, die einzelnen Durchkontaktierungen mit verschiedenen Materialien zu füllen. Hierbei ist es zweckmäßig, nahe der freiliegenden Oberfläche des Dielektrikums 18c in die Durchkontaktierungen ein edleres Material einzubringen. Insofern werden daher die Durchkontaktierungen 402 und 403 im Bereich 410 mit einem Material gefüllt, welches später in einem weiteren Prozessschritt für das Ansprengen beziehungsweise direktes Bonden verwendet wird. Beispielsweise werden die Durchkontaktierungen in den Bereichen 410 mit Gold beziehungsweise Silber gefüllt.As filler for the vias 402 . 403 Among other things, various metals, but also polysilicon can be used. It is also possible to fill the individual vias with different materials. It is expedient here, near the exposed surface of the dielectric 18c to introduce a more noble material into the plated-through holes. In this respect, therefore, the vias 402 and 403 in the area 410 filled with a material which is later used in a further process step for wringing or direct bonding. For example, the vias in the areas 410 filled with gold or silver.

Anschließend wird wie in 4D noch dargestellt, die Isolationsschicht 18c zum Teil geätzt, sodass freiliegende Stäbe aus dem später für das Ansprengen verwendete Material stehen bleiben.Subsequently, as in 4D still shown, the insulation layer 18c partially etched so that exposed rods remain from the material used later for wringing.

In einem nächsten Verfahrensschritt gemäß 4E werden durch chemisch-mechanisches Polieren die über die Oberfläche der Isolationsschicht 18c hinausragenden Stäbe geglättet und insbesondere im Bereich der Durchkontaktierungen eine möglichst glatte Gesamtoberfläche erzeugt. Das chemisch-mechanische Polieren kann diesbezüglich auf der Oberfläche der Isolationsschicht 18c gestoppt werden, wenn die Isolationsschicht beispielsweise eine geringere Polierabtragsrate aufweist. In diesem Fall ist es zweckmäßig, durch ein leichtes Ätzen der Isolationsschicht 18c die Anschlussflächen der Durchkontaktierungen 400, 401 gegenüber der Oberfläche der Isolationsschicht leicht überstehen zu lassen. Das Ätzen der Isolationsschicht stellt somit sicher, dass die Anschlussflächen nicht zurückgesetzt sind gegenüber der restlichen Oberfläche.In a next step according to 4E are chemically-mechanically polished over the surface of the insulation layer 18c smoothing out protruding rods and, in particular in the area of the plated-through holes, produces as smooth a surface as possible. The chemical mechanical polishing can in this regard on the surface of the insulating layer 18c be stopped when the insulating layer, for example, has a lower polishing removal rate. In this case it is expedient, by a slight etching of the insulating layer 18c the pads of the vias 400 . 401 to easily protrude over the surface of the insulating layer. The etching of the insulation layer thus ensures that the pads are not reset relative to the remaining surface.

In einer alternativen Ausführungsform kann bei einer Verwendung eines Dielektrikums mit einer größeren Polierabtragsrate eine ausreichend glatte Oberfläche an den Durchkontaktierungen 400, 401 erreicht werden bei gleichzeitiger Sicherstellung, dass die Anschlussflächen gegenüber der Gesamtoberfläche nicht zurückgesetzt sind. Im Ergebnis sind nach 4E die Oberflächen der Kontaktierungen 400 und 401 sehr glatt und stehen evtl. wenige Atomlagen über das Isolationsmaterial heraus.In an alternative embodiment, using a dielectric having a larger polishing removal rate may provide a sufficiently smooth surface at the vias 400 . 401 be achieved while ensuring that the pads are not reset to the total surface. In the result are after 4E the surfaces of the contacts 400 and 401 very smooth and may stand out a few atomic layers on the insulation material.

Wie in 4F dargestellt, umfasst der Substratträger 30a das Trägersubstrat 31, in den bereits mehrere Durchkontaktierungen 404, 405 eingebracht sind. Diese sind so angeordnet, dass sie bei einem späteren Ansprengen des Substratträgers 30a an das optoelektronische Bauelement das leitende Material in den Durchkontaktierungen 400 beziehungsweise 401 kontaktieren. In dem Substratträger 30a sind somit die Durchkontaktierungen in gleicher Weise wie auf der Epitaxieseite des optoelektronischen Bauelementes vorgesehen. Die Durchkontaktierungen sind ebenfalls im Bereich der Oberfläche 31b geglättet und für das Ansprengen vorbereitet.As in 4F shown, the substrate carrier comprises 30a the carrier substrate 31 , in the already several vias 404 . 405 are introduced. These are arranged so that they are at a later wringing of the substrate carrier 30a to the optoelectronic component, the conductive material in the vias 400 respectively 401 to contact. In the substrate carrier 30a Thus, the vias are provided in the same manner as on the epitaxial side of the optoelectronic device. The plated-through holes are also in the area of the surface 31b smoothed and prepared for wringing.

Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend notwendig ist das jeweils eingefüllte Material in den Durchkontaktierungen 400, 401 beziehungsweise 404, 405 im Bereich der jeweiligen Oberflächen gleich, sodass sich bei dem Ansprengen eine ausreichend feste metallische bzw. kovalente Bindung ausbildet. Auf der rückwärtigen Seite des Trägersubstrates 31 sind die Durchkontaktierungen mit elektrischen Rückseitenkontaktschichten verbunden. Diese dienen zur Montage des Chips in einem Gehäuse oder auf einer Platine.Preferably, but not absolutely necessary is the respectively filled material in the plated-through holes 400 . 401 respectively 404 . 405 in the area of the respective surfaces equal, so that when wringing a sufficiently strong metallic or covalent bond is formed. On the back side of the carrier substrate 31 the vias are connected to backside electrical contact layers. These are used for mounting the chip in a housing or on a circuit board.

Anschließend wird nach 4G der Substratträger 30a mit dem optoelektronischen Bauelement zusammengebracht. Durch die glatten Oberflächen im Bereich der Durchkontaktierungen bilden sich an der Grenzfläche der Durchkontaktierungen aufgrund des verwendeten Materials kovalente beziehungsweise metallische Bindungen 450 aus. Diese sind bereits ausreichend stark, sodass das optoelektronische Bauelement innig mit dem Substratträger 30a verbunden ist.Subsequently, after 4G the substrate carrier 30a brought together with the optoelectronic component. Due to the smooth surfaces in the region of the plated-through holes, covalent or metallic bonds form at the interface of the plated-through holes due to the material used 450 out. These are already sufficiently strong, so that the optoelectronic component is intimately connected to the substrate carrier 30a connected is.

Sodann kann das Aufwachssubstrat 14 entfernt werden. In letzten Verfahrensschritten, dargestellt in 4H, wird die Oberseite 11a der ersten Epitaxieschicht 11 strukturiert und mittels Laserbohrung die epitaktischen Schichten 11 und 12c sowie die Isolationsschicht 18c durch Gräben 11b unterbrochen. An diesen können die hergestellten optoelektronischen Bauelemente vereinzelt werden.Then, the growth substrate 14 be removed. In last process steps, presented in 4H , becomes the top 11a the first epitaxial layer 11 structured and by laser drilling the epitaxial layers 11 and 12c as well as the insulation layer 18c through ditches 11b interrupted. At these the manufactured optoelectronic components can be separated.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem Kontaktelemente auf der Oberseite sowie der Rückseite angeschlossen sind, zeigt 5. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Substratträger 30b durch direktes Ansprengen mit dem optoelektronischen Bauelement und der epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge verbunden. Die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge 10 ist an ihrer Oberseite mit mehreren Kontaktelementen 10e zur Kontaktierung verbunden. Auf ihrer Rückseite enthält sie eine leitende Spiegelschicht 16, die gleichzeitig eine weitere hier nicht dargestellte Teilschicht der Schichtenfolge 10 elektrisch kontaktiert.Another embodiment, in which contact elements are connected on the top and the back, shows 5 , Also in this embodiment, the substrate carrier 30b connected by direct wringing with the optoelectronic component and the epitaxially grown layer sequence. The epitaxially grown layer sequence 10 is on its top with multiple contact elements 10e connected to the contact. On its back it contains a conductive mirror layer 16 at the same time a further sub-layer of the layer sequence, not shown here 10 electrically contacted.

Eine metallische Anschlussschicht 18 ist an ihrer Grenzfläche 18d glatt poliert und direkt mit einer korrespondierenden Grenzfläche einer weiteren Metallschicht 32 durch Ansprengen unter Bildung einer metallischen oder großflächigen kovalen ten Bindung verbunden. Beide bilden die Verbindungsschicht 19. Die Grenzfläche 18d ist im Querschnitt dennoch beispielsweise aufgrund einer größeren Defektdichte beziehungsweise größeren Dichte an Fremdatomen erkennbar. Die zweite metallische Schicht 32 bildet einen Teil eines Substratträgers 30b, und ist auf einer leitenden Haftschicht 33a aufgebracht. Die Haftschicht 33a dient zur innigen Verbindung der metallischen Schicht 32 auf dem Trägersubstrat 31, welches beispielsweise aus dotiertem Silizium 31 gebildet ist. Schließlich sind mehrere Rückseitenkontakte 10f vorgesehen. In einem Betrieb des Bauelementes werden somit von der Rückseite über den Kontakt 10f und von der Vorderseite über den transparenten Kontakt 10e Ladungsträger initiiert.A metallic connection layer 18 is at its interface 18d smoothly polished and directly with a corresponding interface of another metal layer 32 by wringing to form a metallic or large covalent bond. Both form the connecting layer 19 , The interface 18d is still recognizable in cross section, for example due to a larger defect density or greater density of impurities. The second metallic layer 32 forms part of a substrate carrier 30b , and is on a conductive adhesive layer 33a applied. The adhesive layer 33a serves for the intimate connection of the metallic layer 32 on the carrier substrate 31 , which for example consists of doped silicon 31 is formed. Finally, there are several backside contacts 10f intended. In an operation of the device are thus from the back over the contact 10f and from the front over the transparent contact 10e Charge carrier initiated.

Das optoelektronische Bauelement kann wiederum durch Mesaätzen beziehungsweise Laserbohren im Bereich 90 in einzelne Leuchtdioden unterteilt werden. Die in 5 dargstellte Ausführungsform ist besonders einfach zu realisieren und erlaubt eine schnelle Herstellung von Leuchtdioden in großen Stückzahlen.The optoelectronic component can in turn by mesa etching or laser drilling in the field 90 be divided into individual light emitting diodes. In the 5 dargstellte embodiment is particularly easy to implement and allows fast production of light emitting diodes in large quantities.

Insgesamt kann so nach dem vorgeschlagenen Prinzip bei Raumtemperatur beziehungsweise relativ niedrigen Temperaturen eine epitaktisch gewachsene Schichtenfolge auf einem Aufwachssubstrat mit einem entsprechend präparierten Trägersubstrat verbunden werden. Die Verbindung bei Raumtemperatur durch direktes Ansprengen glatter leitfähiger Schichten, insbesondere von Metallschichten, reduziert thermische Verspannungen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. Voraussetzung hierfür ist ein ausreichend großer flächiger Kontakt, sodass sich an den Grenzflächen der zu verbindenden leitfähigen Schichten kovalente beziehungsweise metallische Bindungen ausbilden können.All in all can be so according to the proposed principle at room temperature or relative low temperatures an epitaxially grown layer sequence on a growth substrate with a correspondingly prepared Carrier substrate are connected. The compound at room temperature by directly wringing smooth conductive layers, especially of metal layers, reduces thermal stresses due to the different expansion coefficients. requirement this is a sufficiently large area Contact, so that at the interfaces of the conductive layers covalent or metallic Can form bonds.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - EP 0905797 A2 [0039] EP 0905797 A2 [0039]
• - WO 02/13281 A1 [0039] WO 02/13281 A1 [0039]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• - I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18. Oktober 1993, Seiten 2174–2176 [0039] I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18 October 1993, pages 2174-2176 [0039]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, umfassend: – Bereitstellen einer auf einem Aufwachssubstrat epitaktisch gewachsenen Schichtenfolge, die eine zur Lichtemission geeignete Schicht umfasst, die Schichtenfolge aufweisend eine erste Hauptseite, die der Hauptabstrahlrichtung emittierten Lichts zugewandt ist und eine der Hauptabstrahlrichtung abgewandten zweiten Hauptseite; – Aufbringen einer ersten im Wesentlichen glatten leitfähigen Schicht, insbesondere einer metallischen Schicht auf der zweiten Hauptseite; – Bereitstellen eines Substratträgers mit einer ersten Hauptseite, die eine zweite im Wesentlichen glatte leitfähige Schicht, insbesondere eine metallische Schicht aufweist; – Anfügen der ersten und zweiten, im wesentlichen glatten leitfähigen Schichten aneinander, so dass sich zwischen den beiden im wesentlichen glatten leitfähigen Schichten eine ausgedehnte kovalente oder metallische Bindung ausbildet; – Entfernen des Aufwachssubstrats.Process for producing an optoelectronic Component comprising: - Deploy one a growth substrate epitaxially grown layer sequence, the a layer suitable for light emission comprises the layer sequence comprising a first main side, the main emission direction emitted light and one of the main emission direction facing away from the second main page; - applying a first substantially smooth conductive layer, in particular a metallic layer on the second main side; - Provide a substrate carrier having a first main side, the a second substantially smooth conductive layer, in particular has a metallic layer; - Append the first and second, essentially smooth conductive Layers of each other, so that in essence between the two smooth conductive layers an extended covalent or forming metallic bond; - Remove the growth substrate. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufbringen der ersten leitfähigen Schicht ein Reinigen und/oder ein Polieren der Oberfläche der leitfähigen Schicht umfasst, bis eine Oberflächenrauheit der leitfähigen Schicht kleiner als 50 nm, insbesondere kleiner als 2 nm, bezogen auf eine Fläche von 5 μm² ist.The method of claim 1, wherein applying the first conductive layer comprises cleaning and / or polishing the surface of the conductive layer until a surface roughness of the conductive layer is less than 50 nm, particularly less than 2 nm, based on an area of 5 μm ² is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Bereitstellen eines Substratträgers umfasst: – Bereitstellen des Trägersubstrats; – Aufbringen einer Haftschicht auf der ersten Hauptseite; – Aufbringen der zweiten leitfähigen Schicht auf der Haftschicht; – Glätten der leitfähigen Schicht, bis eine Oberflächenrauheit einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.Method according to one of claims 1 to 2, wherein providing a substrate carrier comprises: - Provide the carrier substrate; - Applying an adhesive layer on the first main page; - Apply the second conductive layer on the adhesive layer; - Smoothing the conductive layer until a surface roughness falls below a predetermined threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend ein Glätten der ersten und zweiten leitfähigen Schicht durch Chemisch-Mechanisches Polieren.Method according to one of claims 1 to 3, comprising smoothing the first and second conductive Layer by chemical-mechanical polishing. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Anfügen der ersten und zweiten, im Wesentlichen glatten leitfähigen Schichten aneinander bei Raumtemperatur, insbesondere aber bei einer Temperatur kleiner als 300°C erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, in which the attachment of the first and second, essentially smooth conductive layers together at room temperature, but especially at a temperature less than 300 ° C. he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest das Anfügen der ersten und zweiten, im Wesentlichen glatten leitfähigen Schichten aneinander in einem Vakuum mit einem Restdruck kleiner als 100 hPa, insbesondere kleiner als 10^–4 Pa durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein at least the joining of the first and second, substantially smooth conductive layers to each other in a vacuum with a residual pressure of less than 100 hPa, in particular less than 10 ^-4 Pa is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste und zweite leitfähige Schicht wenigstens eines der folgenden Materialien umfasst: Ag, Au, Cu, GaAs, Ge, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Si, Ge, GaAs.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the first and second conductive layer at least one of the following materials includes: Ag, Au, Cu, GaAs, Ge, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Si, Ge, GaAs. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Bereitstellen der Schichtenfolge umfasst: – Ausbilden von Kontaktlöchern auf der zweiten Hauptseite, welche einen Teilbereich wenigstens eine der Teilschichten der Schichtenfolge freilegt; – gegebenenfalls Ausbilden einer isolierenden Schicht auf / an den Seitenwänden des Kontaktlöcher; – Auffüllen der Kontaktlöcher mit einem elektrisch leitfähigen Material zur Kontaktierung der Schichtenfolge.Method according to one of claims 1 to 7, wherein providing the layer sequence comprises: - Training from contact holes on the second main page, which one Part of at least one of the sub-layers of the layer sequence exposing; Optionally forming an insulating layer on / on the sidewalls of the contact holes; - Fill up the contact holes with an electrically conductive Material for contacting the layer sequence. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Aufbringen der ersten leitfähigen Schicht umfasst: – Aufbringen einer isolierenden Schicht auf der zweiten Hauptseite; – Aufbringen der ersten leitfähigen Schicht; – Glätten der ersten leitfähigen Schicht zur Erzeugung einer glatten Oberfläche.Method according to one of claims 1 to 8, wherein applying the first conductive layer comprises: - Apply an insulating layer on the second main side; - Apply the first conductive layer; - Smoothing the first conductive layer to produce a smooth Surface. Verfahren nach einem Anspruch 9, bei dem das Entfernen des Aufwachssubstrats umfasst: – Einbringen von Durchkontaktierungen in den Substratträger; – Einbringen von Kontaktlöchern über den Durchkontaktierungen in die ersten leitfähigen Schicht und die isolierenden Schicht zum Freilegen einer zur isolierenden Schicht benachbarten Schicht, insbesondere einem aufgefüllten Kontaktloch; – Auffüllen der Durchkontaktierungen mit einem leitfähigen Material.The method of claim 9, wherein the removing of the growth substrate comprises: - Introduction of vias in the substrate carrier; - Introduction of contact holes over the vias in the first conductive layer and the insulating layer for exposing one to the insulating one Layer adjacent layer, in particular a padded Contact hole; - filling the vias with a conductive material. Verfahren nach einem Anspruch 8, weiter umfassend: – Glätten einer Oberfläche der aufgefüllten Kontaktlöcher, wobei die Oberfläche der Kontaktlöcher die erste leitfähige Schicht bilden; und der Substratträger gefüllte Durchkontaktierungen in der gleichen örtlichen Ausgestaltung aufweist wie die Kontaktlöcher, wobei eine Oberfläche der gefüllten Durchkontaktierungen an der ersten Hauptseite die zweite leitfähige Schicht bilden.The method of claim 8, further comprising: - Smoothing a surface of the filled contact holes, the surface of the contact holes being the first form a conductive layer; and the substrate carrier filled vias in the same local Embodiment has as the contact holes, with a Surface of the filled vias on the first main side, the second conductive layer form. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Entfernen des Aufwachssubstrats umfasst: – Ausbilden von Kontakten an der ersten Hauptseite zur Kontaktierung wenigstens einer der Teilschichten der epitaktischen Schichtenfolge.Method according to one of claims 1 to 11, wherein the removal of the growth substrate comprises: - Training of contacts on the first main side for contacting at least one of the partial layers of the epitaxial layer sequence. Optoelektronisches Bauelement, umfassend: – eine epitaktisch gewachsene Schichtenfolge, die eine zur Lichtemission geeignete Schicht umfasst, wobei die Schichtenfolge eine erste Hauptseite, die der Hauptabstrahlrichtung emittierten Lichts zugewandt ist und eine der Hauptabstrahlrichtung abgewandten zweiten Hauptseite aufweist; – ein Substratträger angeordnet auf der zweiten Hauptseite der Schichtenfolge und umfassend ein Trägersubstrat und eine darauf angeordnete Verbindungsschicht, welche die epitaktisch gewachsene Schichtenfolge mit dem Trägersubstrat verbindet und einen im Wesentlichen flächigen Teilbereich aufweist, der eine höhere Defektdichte oder eine höhere Anzahl an Fremdstoffen als das umgebende Material der Verbindungsschicht aufweist.Optoelectronic component comprising: - one epitaxially grown layer sequence, the one for light emission suitable layer, wherein the layer sequence a first main page, the light emitted to the main emission direction faces and has a second main side facing away from the main emission; - one Substrate carrier arranged on the second main side of Layer sequence and comprising a carrier substrate and a arranged thereon connecting layer, which epitaxially grown the layer sequence connects to the carrier substrate and a substantially planar partial area, which has a higher Defect density or a higher number of foreign substances than comprising the surrounding material of the tie layer. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 13, bei dem im Substratträger Durchkontaktierungen angeordnet und mit einem leitfähigen Material zur Kontaktierung wenigstens einer Teilschicht der epitaktisch gewachsene Schichtenfolge gefüllt sind.Optoelectronic component according to claim 13, at the arranged in the substrate carrier vias and with a conductive material for contacting at least a partial layer of the epitaxially grown layer sequence are filled. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 14, bei dem die Verbindungsschicht wenigstens eines der folgenden Materialien umfasst: Ag, Au, Cu, GaAs, Ge, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Si, Ge, GaAs und/oder mit dem Trägersubstrat über eine Haftschicht, insbesondere eine Haftschicht aus Titan verbunden ist.Optoelectronic component according to one of the claims 13 to 14, wherein the bonding layer is at least one of the following Materials include: Ag, Au, Cu, GaAs, Ge, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Si, Ge, GaAs and / or with the carrier substrate via an adhesive layer, In particular, an adhesion layer made of titanium is connected.