DE102020215562A1 - METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE Download PDF

Info

Publication number
DE102020215562A1
DE102020215562A1 DE102020215562.3A DE102020215562A DE102020215562A1 DE 102020215562 A1 DE102020215562 A1 DE 102020215562A1 DE 102020215562 A DE102020215562 A DE 102020215562A DE 102020215562 A1 DE102020215562 A1 DE 102020215562A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
insulating material
semiconductor layer
contact element
solder
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020215562.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Dominik Scholz
Isabel Otto
Anna Kasprzak-Zablocka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102020215562.3A priority Critical patent/DE102020215562A1/en
Priority to PCT/EP2021/080792 priority patent/WO2022122268A1/en
Publication of DE102020215562A1 publication Critical patent/DE102020215562A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte umfasst das Bereitstellen (S200) eines Werkstücks (15) mit Kontaktelementen (210, 215) aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material (220) isoliert sind, wobei eine erste Hauptoberfläche (101) des Werkstücks (15) planar ist, das Rückätzen (S210) des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials (220) ist, wodurch Vertiefungen (217) im Bereich der ersten Hauptoberfläche (101) ausgebildet werden, das Aufbringen (S220) eines Lotmaterials in den Vertiefungen (217) und über dem isolierenden Material (220), und das Rückschleifen (S230) des Lotmaterials, so dass das isolierende Material (220) freiliegt.A method for producing electrical contacts comprises providing (S200) a workpiece (15) with contact elements (210, 215) made of an electrically conductive material, which are insulated from one another by insulating material (220), with a first main surface (101) of the workpiece (15) is planar, etching back (S210) the electrically conductive material, wherein an etch rate of the electrically conductive material is greater than an etch rate of the insulating material (220), whereby depressions (217) are formed in the region of the first main surface (101). , applying (S220) a solder material in the recesses (217) and over the insulating material (220), and grinding back (S230) the solder material so that the insulating material (220) is exposed.

Description

Eine lichtemittierende Diode (LED) ist eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf Halbleitermaterialien basiert. Beispielsweise umfasst eine LED einen pn-Übergang. Wenn Elektronen und Löcher miteinander im Bereich des pn-Übergangs rekombinieren, beispielsweise, weil eine entsprechende Spannung angelegt wird, wird elektromagnetische Strahlung erzeugt.A light-emitting diode (LED) is a light-emitting device based on semiconductor materials. For example, an LED includes a pn junction. Electromagnetic radiation is generated when electrons and holes recombine with each other in the region of the pn junction, for example because a corresponding voltage is applied.

Generell werden neue Konzepte gesucht, mit denen die elektrische Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements verbessert werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Halbleiterbauelemente sowie ein verbessertes optoelektronisches Halbleiterbauelement zur Verfügung zu stellen.In general, new concepts are sought with which the electrical contacting of an optoelectronic semiconductor component can be improved. The object of the present invention is to provide an improved method for producing electrical contacts, an improved method for producing optoelectronic semiconductor components and an improved optoelectronic semiconductor component.

Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Ausbilden eines zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung geeigneten Halbleiterschichtstapels, der eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, über einem Substrat, das Ausbilden eines ersten Kontaktelements in elektrischem Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht sowie eines zweiten Kontaktelements in elektrischem Kontakt mit der zweiten Halbleiterschicht, jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material, und das Ausbilden eines isolierenden Materials zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement, so dass im Bereich einer ersten Hauptoberfläche eines sich ergebenden Werkstücks Abschnitte des isolierenden Materials und des leitfähigen Materials freiliegen und die erste Hauptoberfläche planar ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Rückätzen des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials ist, wodurch Vertiefungen ausgebildet werden, das Aufbringen eines Lotmaterials in den Vertiefungen und über dem isolierenden Material, und das Rückschleifen des Lotmaterials, so dass das isolierende Material freiliegt.A method for producing an optoelectronic semiconductor component comprises forming a semiconductor layer stack suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation, which stack has a first semiconductor layer of a first conductivity type and a second semiconductor layer of a second conductivity type, over a substrate, forming a first contact element in electrical contact with the first semiconductor layer and a second contact element in electrical contact with the second semiconductor layer, each made of an electrically conductive material, and the formation of an insulating material between the first contact element and the second contact element, so that in the region of a first main surface of a resulting workpiece sections of the insulating material and the conductive material are exposed and the first major surface is planar. The method further includes etching back the electrically conductive material, wherein an etch rate of the electrically conductive material is greater than an etch rate of the insulating material, thereby forming pits, depositing a solder material in the pits and over the insulating material, and grinding back the solder material , so that the insulating material is exposed.

Beispielsweise werden die Vertiefungen in der ersten Hauptoberfläche des Werkstücks ausgebildet werden und die erste Hauptoberfläche ist auf einer einer zweiten Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht entgegengesetzten Seite des Werkstücks angeordnet. Beispielsweise kann von dem optoelektronischen Halbleiterbauelement emittierte elektromagnetische Strahlung über die zweite Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht ausgegeben werden.For example, the depressions will be formed in the first main surface of the workpiece and the first main surface is arranged on an opposite side of the workpiece from a second main surface of the second semiconductor layer. For example, electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor component can be output via the second main surface of the second semiconductor layer.

Ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte umfasst das Bereitstellen eines Werkstücks mit Kontaktelementen aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material isoliert sind, wobei eine erste Hauptoberfläche des Werkstücks planar ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Rückätzen des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials ist, wodurch Vertiefungen im Bereich der ersten Hauptoberfläche ausgebildet werden, das Aufbringen eines Lotmaterials in den Vertiefungen und über dem isolierenden Material, und das Rückschleifen des Lotmaterials, so dass das isolierende Material freiliegt. A method of making electrical contacts includes providing a workpiece having contact elements of an electrically conductive material insulated from one another by insulating material, wherein a first major surface of the workpiece is planar. The method further includes etching back the electrically conductive material, wherein an etch rate of the electrically conductive material is greater than an etch rate of the insulating material, thereby forming depressions in the area of the first main surface, applying a solder material in the depressions and over the insulating material, and grinding back the solder material to expose the insulating material.

Beispielsweise kann das Lotmaterial in einer Dicke aufgebracht werden, die einer Tiefe der Vertiefungen entspricht, oder kleiner als die Tiefe der Vertiefungen ist.For example, the solder material can be applied in a thickness that corresponds to a depth of the depressions or is smaller than the depth of the depressions.

Das Verfahren kann ferner einen Ätzprozess zum Ätzen des isolierenden Materials nach dem Rückschleifen des Lotmaterials umfassen, so dass als Ergebnis, das Lotmaterial gegenüber dem isolierenden Material hervorsteht.The method may further include an etching process for etching the insulating material after grinding back the solder material such that, as a result, the solder material protrudes from the insulating material.

Gemäß Ausführungsformen kann das Lotmaterial in einer Dicke aufgebracht werden, die kleiner als eine Tiefe der Vertiefungen ist. Weiterhin kann eine Schutzschicht über dem Lotmaterial vor dem Rückschleifen des Lotmaterials aufgebracht werden, wobei die Schutzschicht nach dem Ätzprozess entfernt wird.According to embodiments, the solder material can be applied in a thickness that is smaller than a depth of the depressions. Furthermore, a protective layer may be applied over the solder material prior to grinding back the solder material, with the protective layer being removed after the etching process.

Beispielsweise werden das erste und das zweite Kontaktelement durch ein galvanisches Verfahren hergestellt. Eine Höhe des ersten und des zweiten Kontaktelements kann in einem Bereich von 10 µm bis 1 mm liegen. Das isolierende Material kann ein Harz umfassen.For example, the first and the second contact element are produced by a galvanic process. A height of the first and the second contact element can be in a range from 10 μm to 1 mm. The insulating material may include a resin.

Ein optoelektronisches Halbleiterbauelement umfasst einen zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung geeigneten Halbleiterschichtstapel, der eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, ein erstes und ein zweites Kontaktelement aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material isoliert sind, an einer ersten Hauptoberfläche des optoelektronischen Halbleiterbauelements, wobei das erste Kontaktelement mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist und das zweite Kontaktelement mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist. Eine Oberfläche des ersten und des zweiten Kontaktelements ist bei einem identischen Abstand in Bezug auf eine horizontale Oberfläche des Halbleiterschichtstapels angeordnet, und der Abstand zwischen der Oberfläche des ersten und zweiten Kontaktelements und der horizontalen Oberfläche ist kleiner als ein Abstand zwischen einer Oberfläche des isolierenden Materials und der horizontalen Oberfläche ist. Das optoelektronische Halbleiterbauelement umfasst weiterhin ein Lotmaterial jeweils über der Oberfläche des ersten und des zweiten Kontaktelements.An optoelectronic semiconductor component comprises a semiconductor layer stack suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation, which has a first semiconductor layer of a first conductivity type and a second semiconductor layer of a second conductivity type, a first and a second contact element made of an electrically conductive material, which are insulated from one another by insulating material are, on a first main surface of the optoelectronic semiconductor component, wherein the first contact element is electrically connected to the first semiconductor layer and the second contact element is electrically connected to the second semiconductor layer. A surface of the first and second contact elements is arranged at an identical distance with respect to a horizontal surface of the semiconductor layer stack, and the distance between the surface of the first and second contact members and the horizontal surface is smaller than a distance between a surface of the insulating material and the horizontal surface. The optoelectronic semiconductor component further includes a solder material over the surface of each of the first and second contact elements.

Gemäß Ausführungsformen kann das Lotmaterial mit einer Oberfläche des isolierenden Materials abschließen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine Oberseite des Lotmaterials bei einem größeren Abstand in Bezug auf die horizontale Oberfläche des Halbleiterschichtstapels angeordnet sein als eine Oberfläche des isolierenden Materials.According to embodiments, the solder material can terminate with a surface of the insulating material. According to further embodiments, a top of the solder material may be arranged at a larger distance with respect to the horizontal surface of the semiconductor layer stack than a surface of the insulating material.

Beispielsweise kann die erste Hauptoberfläche einer Oberfläche des optoelektronischen Halbleiterbauelements, über die elektromagnetische Strahlung aufgenommen oder erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird, entgegengesetzt sein.For example, the first main surface can be opposite to a surface of the optoelectronic semiconductor component via which electromagnetic radiation is absorbed or generated electromagnetic radiation is coupled out.

Gemäß Ausführungsformen kann eine Höhe des ersten und des zweiten Kontaktelements in einem Bereich von 10 µm bis 1 mm liegen.According to embodiments, a height of the first and the second contact element can be in a range from 10 μm to 1 mm.

Beispielsweise kann das isolierende Material ein Harz umfassen.For example, the insulating material may include a resin.

Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittelbar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechende Elemente und Strukturen.

  • Die 1A bis 1D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Werkstücks zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung elektrischer Kontakte gemäß Ausführungsformen.
  • Die 2A bis 2C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Werkstücks bei Ausführung eines Verfahrens gemäß weiteren Ausführungsformen.
  • Die 3A bis 3D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Werkstücks bei Durchführung eines Verfahrens gemäß weiteren Ausführungsformen.
  • 4A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Werkstücks bei Durchführung des Verfahrens gemäß Ausführungsformen.
  • 4B zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen.
  • 5A fasst ein Verfahren gemäß Ausführungsformen zusammen.
  • 5B fasst ein Verfahren gemäß weiteren Ausführungsformen zusammen.
The accompanying drawings are provided for understanding of embodiments of the invention. The drawings illustrate exemplary embodiments and, together with the description, serve to explain them. Further exemplary embodiments and numerous of the intended advantages result directly from the following detailed description. The elements and structures shown in the drawings are not necessarily drawn to scale with respect to one another. The same reference numbers refer to the same or corresponding elements and structures.
  • the 1A until 1D show schematic cross-sectional views of a workpiece to explain a method for producing electrical contacts according to embodiments.
  • the 2A until 2C show schematic cross-sectional views of a workpiece when executing a method according to further embodiments.
  • the 3A until 3D show schematic cross-sectional views of a workpiece when carrying out a method according to further embodiments.
  • 4A shows a schematic cross-sectional view of a workpiece when carrying out the method according to embodiments.
  • 4B 12 shows a schematic cross-sectional view of an example of an optoelectronic semiconductor device according to embodiments.
  • 5A 1 summarizes a method according to embodiments.
  • 5B 1 summarizes a method according to further embodiments.

In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie „Oberseite“, „Boden“, „Vorderseite“, „Rückseite“, „über“, „auf“, „vor“, „hinter“, „vorne“, „hinten“ usw. auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Figuren bezogen. Da die Komponenten der Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and in which specific example embodiments are shown by way of illustration. In this context, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "over", "on", "in front", "behind", "front", "back", etc. is referred to the Orientation related to the figures just described. Because the components of the exemplary embodiments can be positioned in different orientations, the directional terminology is used for purposes of explanation and is in no way limiting.

Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschränkend, da auch andere Ausführungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Bereich abgewichen wird. Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.The description of the embodiments is not limiting, as other embodiments exist and structural or logical changes can be made without departing from the scope of the claims. In particular, elements of exemplary embodiments described below can be combined with elements of other exemplary embodiments described, unless the context dictates otherwise.

Die Begriffe „Wafer“ oder „Halbleitersubstrat“, die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halbleiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Halbleiterschichten, gegebenenfalls getragen durch eine Basisunterlage, und weitere Halbleiterstrukturen einschließen. Beispielsweise kann eine Schicht aus einem ersten Halbleitermaterial auf einem Wachstumssubstrat aus einem zweiten Halbleitermaterial, beispielsweise einem GaAs-Substrat, einem GaN-Substrat oder einem Si-Substrat oder aus einem isolierenden Material, beispielsweise auf einem Saphirsubstrat, gewachsen sein.The terms "wafer" or "semiconductor substrate" used in the following description may encompass any semiconductor-based structure that has a semiconductor surface. Wafer and structure are understood to include doped and undoped semiconductors, epitaxial semiconductor layers optionally supported by a base substrate, and other semiconductor structures. For example, a layer of a first semiconductor material may be grown on a growth substrate of a second semiconductor material, such as a GaAs substrate, a GaN substrate, or a Si substrate, or of an insulating material, such as a sapphire substrate.

Je nach Verwendungszweck kann der Halbleiter auf einem direkten oder einem indirekten Halbleitermaterial basieren. Beispiele für zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung besonders geeignete Halbleitermaterialien umfassen insbesondere Nitrid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise ultraviolettes, blaues oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaN, InGaN, AlN, AlGaN, AlGaInN, Al-GaInBN, Phosphid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise grünes oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaAsP, AlGaInP, GaP, AlGaP, sowie weitere Halbleitermaterialien wie GaAs, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, SiC, ZnSe, ZnO, Ga2O3, Diamant, hexagonales BN und Kombinationen der genannten Materialien. Das stöchiometrische Verhältnis der Verbindungshalbleitermaterialien kann variieren. Weitere Beispiele für Halbleitermaterialien können Silizium, Silizium-Germanium und Germanium umfassen. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung schließt der Begriff „Halbleiter“ auch organische Halbleitermaterialien ein.Depending on the intended use, the semiconductor can be based on a direct or an indirect semiconductor material. Examples of particularly suitable for generating electromagnetic radiation Semiconductor materials include, in particular, nitride semiconductor compounds that can be used to generate, for example, ultraviolet, blue or longer-wave light, such as GaN, InGaN, AlN, AlGaN, AlGaInN, Al-GaInBN, phosphide semiconductor compounds that can be used, for example, to generate green or longer-wave light , such as GaAsP, AlGaInP, GaP, AlGaP, and other semiconductor materials such as GaAs, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, SiC, ZnSe, ZnO, Ga2O3, diamond, hexagonal BN and combinations of the materials mentioned. The stoichiometric ratio of the compound semiconductor materials can vary. Other examples of semiconductor materials may include silicon, silicon-germanium, and germanium. In the context of the present description, the term "semiconductor" also includes organic semiconductor materials.

Der Begriff „Substrat“ umfasst generell isolierende, leitende oder Halbleitersubstrate.The term "substrate" generally includes insulating, conductive, or semiconductor substrates.

Der Begriff „vertikal“, wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Die vertikale Richtung kann beispielsweise einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten entsprechen.The term “vertical” as used in this specification intends to describe an orientation that is substantially perpendicular to the first surface of a substrate or semiconductor body. The vertical direction can correspond to a growth direction when layers are grown, for example.

Die Begriffe „lateral“ und „horizontal“, wie in dieser Beschreibung verwendet, sollen eine Orientierung oder Ausrichtung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder eines Chips (Die) sein.The terms “lateral” and “horizontal” as used in this specification are intended to describe an orientation or alignment that is substantially parallel to a first surface of a substrate or semiconductor body. This can be the surface of a wafer or a chip (die), for example.

Die horizontale Richtung kann beispielsweise in einer Ebene senkrecht zu einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten liegen.The horizontal direction can, for example, lie in a plane perpendicular to a growth direction when layers are grown.

Im Kontext dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „elektrisch verbunden“ eine niederohmige elektrische Verbindung zwischen den verbundenen Elementen. Die elektrisch verbundenen Elemente müssen nicht notwendigerweise direkt miteinander verbunden sein. Weitere Elemente können zwischen elektrisch verbundenen Elementen angeordnet sein.In the context of this description, the term "electrically connected" means a low-impedance electrical connection between the connected elements. The electrically connected elements do not necessarily have to be directly connected to each other. Further elements can be arranged between electrically connected elements.

Der Begriff „elektrisch verbunden“ umfasst auch Tunnelkontakte zwischen den verbundenen Elementen.The term "electrically connected" also includes tunnel contacts between the connected elements.

Soweit hier die Begriffe „haben“, „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ und dergleichen verwendet werden, handelt es sich um offene Begriffe, die auf das Vorhandensein der besagten Elemente oder Merkmale hinweisen, das Vorhandensein von weiteren Elementen oder Merkmalen aber nicht ausschließen. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel umfassen sowohl den Plural als auch den Singular, sofern sich aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt.Insofar as the terms “have”, “contain”, “include”, “have” and the like are used here, these are open terms that indicate the presence of the said elements or features, but the presence of other elements or features do not exclude. The indefinite and definite articles include both the plural and the singular, unless the context clearly dictates otherwise.

1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Werkstücks 15 bei Durchführung eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen. Ein Halbleiterschichtstapel 150 ist über einem Substrat 100 angeordnet. Beispielsweise kann das Substrat 100 ein Wachstumssubstrat zum Aufwachsen der Halbleiterschichten des Halbleiterschichtstapels 150 sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Substrat 100 aber auch ein beliebiges Handhabungssubstrat oder ein Handhabungsträger bei Durchführung der nachfolgenden Prozessschritte sein. Der Halbleiterschichtstapel 150 kann mehrere unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten aufweisen. Beispielsweise kann der Halbleiterschichtstapel 150 Schichten zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4A und 4B noch näher erläutert werden. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Halbleiterschichtstapel aber auch für nicht-optoelektronische Anwendungen geeignet sein. Beispielsweise können elektrische Schaltkreise oder Komponenten elektrischer Schaltkreise in dem Halbleiterschichtstapel 150 angeordnet sein. 1A 15 shows a cross-sectional view of a workpiece 15 when performing a method according to embodiments. A semiconductor layer stack 150 is arranged over a substrate 100 . For example, the substrate 100 can be a growth substrate for growing the semiconductor layers of the semiconductor layer stack 150 . According to further embodiments, however, the substrate 100 can also be any desired handling substrate or a handling carrier when carrying out the subsequent process steps. The semiconductor layer stack 150 can have a plurality of differently doped semiconductor layers. For example, the semiconductor layer stack 150 can have layers for generating or absorbing electromagnetic radiation. This is explained below with reference to the 4A and 4B be explained in more detail. In accordance with further embodiments, however, the semiconductor layer stack can also be suitable for non-optoelectronic applications. For example, electrical circuits or components of electrical circuits can be arranged in the semiconductor layer stack 150 .

Eine Chipstruktur 200 ist über dem Halbleiterschichtstapel 150 angeordnet. Gemäß Ausführungsformen ist nicht erforderlich, dass Chipstruktur 200 und der Halbleiterschichtstapel 150 separate Ebenen ausbilden. Beispielsweise kann es möglich sein, dass Komponenten der Chipstruktur 200 innerhalb des Halbleiterschichtstapels, beispielsweise in Vertiefungen oder Öffnungen angeordnet sind. Die Chipstruktur 200 kann beispielsweise isolierende oder leitende Schichten aufweisen, die beispielsweise Elemente eines Halbleiterbauelements definieren. Da die folgende Beschreibung sich im Wesentlichen auf die Ausbildung elektrischer Kontakte bezieht, ist die Darstellung der Elemente 150 und 200 als eine schematische Darstellung zu verstehen.A chip structure 200 is arranged over the semiconductor layer stack 150 . According to embodiments, it is not necessary for the chip structure 200 and the semiconductor layer stack 150 to form separate levels. For example, it may be possible for components of the chip structure 200 to be arranged within the semiconductor layer stack, for example in depressions or openings. The chip structure 200 can have insulating or conductive layers, for example, which define elements of a semiconductor device, for example. Since the following description relates essentially to the formation of electrical contacts, the representation of the elements 150 and 200 should be understood as a schematic representation.

Kontaktelemente 210, 215 sind über der Chipstruktur 200 ausgebildet. Beispielsweise kann ein erstes Kontaktelement 210 mit einer ersten Halbleiterschicht innerhalb des Halbleiterschichtstapels 150 verbunden sein. Ein zweites Kontaktelement 215 kann mit einer zweiten Halbleiterschicht innerhalb des Halbleiterschichtstapels 150 verbunden sein. Beispielsweise kann die erste Halbleiterschicht vom p-Leitfähigkeitstyp sein, und das erste Kontaktelement stellt einen p-Kontakt dar. In entsprechender Weise kann die zweite Halbleiterschicht vom n-Leitfähigkeitstyp sein, und das zweite Kontaktelement 215 stellt einen n-Kontakt dar. Ein isolierendes Material 220 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement 210, 215 angeordnet. Beispielsweise können die Kontaktelemente 210, 215 in das isolierende Material 220 eingebettet sein.Contact elements 210, 215 are formed over the chip structure 200. FIG. For example, a first contact element 210 can be connected to a first semiconductor layer within the semiconductor layer stack 150 . A second contact element 215 may be connected to a second semiconductor layer within the semiconductor layer stack 150 . For example, the first semiconductor layer may be of the p-type conductivity and the first contact element represents a p-contact. Correspondingly, the second semiconductor layer may be of the n-type conductivity and the second contact element 215 represents an n-contact. An insulating mate rial 220 is arranged between the first and the second contact element 210, 215. For example, the contact elements 210, 215 can be embedded in the insulating material 220.

Üblicherweise werden Halbleiterbauelemente auf Waferebene hergestellt. Das heißt, eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen wird parallel prozessiert und nach Durchführung einer Vielzahl von Verfahrensschritten in einzelne Chips vereinzelt. Entsprechend kann eine Vielzahl erster und zweiter Kontaktelemente 210, 215, die in dem isolierenden Material 220 eingebettet sind, über einem Wafer oder Träger angeordnet sein. Beispielsweise können die Kontaktelemente 210, 215 Kupfer oder Nickel enthalten oder aus diesen Materialien bestehen. Sie können durch ein galvanisches Verfahren ausgebildet sein. Das isolierende Material 220 kann beispielsweise ein Moldmaterial, d.h. ein Harz oder eine Harzzusammensetzung, die beispielsweise ein Silikon enthält, sein. Füllstoffe, beispielsweise SiO2-Füllstoffe können in dem Moldmaterial eingebettet sein.Semiconductor components are usually manufactured at the wafer level. This means that a multiplicity of semiconductor components are processed in parallel and, after carrying out a multiplicity of method steps, are separated into individual chips. Correspondingly, a plurality of first and second contact elements 210, 215 embedded in the insulating material 220 can be arranged over a wafer or carrier. For example, the contact elements 210, 215 can contain copper or nickel or consist of these materials. They can be formed by a galvanic process. The insulating material 220 can be, for example, a molding material, ie a resin or a resin composition containing a silicone, for example. Fillers, for example SiO 2 fillers, can be embedded in the molding material.

Nach Herstellung der isolierenden Schicht 220 über den Kontaktelementen 210, 215 wird die sich ergebende Oberfläche zurückgeschliffen, bis die Kontaktelemente 210, 215 freiliegen. Als Ergebnis liegt ein Werkstück 15 vor mit Kontaktelementen 210, 215 aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material 220 isoliert sind. Eine erste Hauptoberfläche 101 des Werkstücks ist planar. Der Begriff „planar“ soll dabei bedeuten, dass die Oberfläche im Rahmen der Bearbeitungsgenauigkeit planar ist. Insbesondere wird durch den Rückschleifprozess dafür gesorgt, dass keine absichtlich eingefügten Höhenunterschiede oder Topographien innerhalb der ersten Hauptoberfläche 101 vorliegen.After the insulating layer 220 has been formed over the contact elements 210, 215, the resulting surface is ground back until the contact elements 210, 215 are exposed. The result is a workpiece 15 with contact elements 210, 215 made of an electrically conductive material, which are insulated from one another by insulating material 220. A first major surface 101 of the workpiece is planar. The term "planar" is intended to mean that the surface is planar within the scope of the processing accuracy. In particular, the grinding back process ensures that there are no intentionally introduced height differences or topographies within the first main surface 101 .

Wie in 1B dargestellt ist, wird anschließend ein Ätzprozess durchgeführt, durch den das elektrisch leitfähige Material zurückgeätzt wird. Dabei ist eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials des ersten und des zweiten Kontaktelements 210, 215 größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials 220. Als Ergebnis werden Vertiefungen 217 im Bereich der ersten Hauptoberfläche 101 ausgebildet. Die Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials kann beispielsweise das 10-bis 100-fache der Ätzrate des isolierenden Materials betragen. Gemäß Ausführungsformen können die Vertiefungen 217 eine Tiefe von 0,1 bis 10 µm gemessen von einer Oberkante des isolierenden Materials haben. Beispielsweise können die Vertiefungen durch ein nasschemisches Ätzverfahren oder ein Plasmaätzen geätzt werden.As in 1B is shown, an etching process is then carried out, by which the electrically conductive material is etched back. In this case, an etching rate of the electrically conductive material of the first and second contact elements 210, 215 is greater than an etching rate of the insulating material 220. As a result, depressions 217 are formed in the region of the first main surface 101. The etch rate of the electrically conductive material can be, for example, 10 to 100 times the etch rate of the insulating material. According to embodiments, the depressions 217 can have a depth of 0.1 to 10 μm measured from a top edge of the insulating material. For example, the depressions can be etched by a wet chemical etching process or plasma etching.

Wie in 1C dargestellt ist, wird anschließend ein Lotmaterial über der ersten Hauptoberfläche 101 des Werkstücks 15 aufgebracht. Das Lotmaterial kann beispielsweise Gold, Zinn oder einen Schichtstapel, der Gold- und Zinn-Schichten aufweist, enthalten. Gemäß Ausführungsformen kann Platin oder Titan als Barrierenschicht vor Abscheiden der Gold- oder Zinnschicht aufgebracht werden.As in 1C 1, a brazing material is then applied over the first major surface 101 of the workpiece 15. FIG. The soldering material can contain, for example, gold, tin or a layer stack that has gold and tin layers. According to embodiments, platinum or titanium can be applied as a barrier layer before depositing the gold or tin layer.

Beispielsweise kann das Lotmetall durch Sputtern oder durch ein Bedampfungsverfahren, beispielsweise ein PVD („physical vapour deposition“)-Verfahren aufgebracht werden. Die Schichtdicke des aufgebrachten Metalls kann beispielsweise, wie in 1C veranschaulicht ist, der Tiefe der Vertiefung 217 entsprechen. Als Ergebnis befindet sich die Oberseite 223 der Lotmetallschicht 225 innerhalb der Vertiefung 217 auf derselben Höhe wie die Oberfläche des isolierenden Materials 220.For example, the solder metal can be applied by sputtering or by a vapor deposition process, for example a PVD (physical vapor deposition) process. The layer thickness of the applied metal can, for example, as in 1C illustrated, correspond to the depth of the depression 217 . As a result, the top 223 of the solder metal layer 225 is within the depression 217 at the same level as the surface of the insulating material 220.

Die abgeschiedene Schichtdicke kann beispielsweise durch ein zeitgesteuertes Verfahren oder durch Schichtdickenmessung, beispielsweise mittels eines Schwingquarzes bestimmt werden. The deposited layer thickness can be determined, for example, by a time-controlled method or by measuring the layer thickness, for example using a quartz oscillator.

Anschließend wird die Oberfläche zurückgeschliffen und gegebenenfalls poliert, bis eine Oberfläche des isolierenden Materials 220 wieder frei liegt. Beispielsweise kann der Endpunkt des Schleifvorgangs dadurch bestimmt werden, dass der Schleifwiderstand überwacht wird. Verändert sich dieser sprunghaft, so kann bestimmt werden, dass sich die zu schleifende Oberfläche verändert hat.The surface is then ground back and optionally polished until a surface of the insulating material 220 is exposed again. For example, the end point of the grinding process can be determined by monitoring the grinding resistance. If this changes suddenly, it can be determined that the surface to be ground has changed.

1D zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. Wie zu sehen ist, ist ein erster Lötkontakt 226 in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement 210 ausgebildet. Weiterhin ist ein zweiter Lötkontakt 227 in Kontakt mit dem zweiten Kontaktelement 215 ausgebildet. Die erste Hauptoberfläche 101 des sich ergebenden Werkstücks 15 ist planar. Das heißt, die Oberseite 223 jeweils des ersten und des zweiten Lötkontakts 226, 227 schließt bündig mit dem isolierenden Material 220 ab und befindet sich auf derselben Höhe. Ein Abstand der Oberseite 223 jeweils des ersten und des zweiten Lötkontakts 226, 227 zu einer horizontalen Bezugsebene 102 ist gleich dem Abstand der Oberfläche 221 des isolierenden Materials zu der horizontalen Bezugsebene 102. 1D shows an example of a resulting structure. As can be seen, a first solder pad 226 is formed in contact with the first contact member 210 . Furthermore, a second solder contact 227 in contact with the second contact element 215 is formed. The first major surface 101 of the resulting workpiece 15 is planar. That is, the top 223 of each of the first and second solder pads 226, 227 is flush with the insulating material 220 and is at the same height. A distance from the top 223 of each of the first and second soldering contacts 226, 227 to a horizontal reference plane 102 is equal to the distance from the surface 221 of the insulating material to the horizontal reference plane 102.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann, beispielsweise ausgehend von der in 1B dargestellten Struktur, das Lotmetall 225 mit einer geringeren Schichtdicke abgeschieden werden. Beispielsweise kann die Schichtdicke derart bemessen sein, dass die Vertiefung 217 nicht vollständig ausgefüllt wird. Das heißt, die Schichtdicke der abgeschiedenen Schicht 225 ist kleiner als die Tiefe der Vertiefung 217.According to further embodiments, for example starting from in 1B structure shown, the solder metal 225 can be deposited with a smaller layer thickness. For example, the layer thickness can be dimensioned in such a way that the recess 217 is not completely filled. That is, the layer thickness of the deposited layer 225 is smaller than the depth of the depression 217.

2A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Werkstücks 15 nach Abscheiden des Lotmaterials 225. Anschließend wird ein Schleif- und/oder Polierprozess durchgeführt, bis eine Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220 freiliegt, d.h. nicht mit Lotmaterial 225 bedeckt ist. 2A shows a schematic cross-sectional view of a workpiece 15 after depositing the Solder material 225. A grinding and/or polishing process is then carried out until a surface 221 of the insulating material 220 is exposed, ie is not covered with solder material 225.

2B zeigt ein Beispiel eines sich ergebenden Werkstücks. Anschließend kann, wie in 2C dargestellt ist, ein Rückätzverfahren durchgeführt werden, durch welches die isolierende Schicht 220 geätzt wird, während das Lotmaterial 225 im Wesentlichen nicht oder bei einer niedrigeren Ätzrate geätzt wird. Gemäß Ausführungsformen kann die isolierende Schicht zurückgeätzt werden, so dass eine Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220 einen größeren Abstand zu einer horizontalen Bezugsebene 102 hat als die Oberfläche 222 des Kontaktelements 210, 215. Das Ätzverfahren kann so durchgeführt werden, dass eine Oberseite 224 des Lötkontakts 226, 227 einen größeren Abstand zu einer horizontalen Bezugsebene 102 als die Oberfläche 221 des isolierenden Materials hat. Als Ergebnis stehen der erste und der zweite Lötkontakt 226, 227 gegenüber dem isolierenden Material 220 hervor. Beispielsweise kann ein nasschemisches oder Plasmaätzverfahren verwendet werden, um das isolierende Material 220 zu ätzen. 2 B Fig. 12 shows an example of a resulting workpiece. Subsequently, as in 2C 1, an etch back process may be performed, by which the insulating layer 220 is etched while the solder material 225 is not etched substantially or is etched at a lower etch rate. According to embodiments, the insulating layer can be etched back so that a surface 221 of the insulating material 220 has a greater distance to a horizontal reference plane 102 than the surface 222 of the contact element 210, 215. The etching process can be carried out in such a way that a top side 224 of the solder contact 226, 227 has a greater distance to a horizontal reference plane 102 than the surface 221 of the insulating material. As a result, the first and second solder bumps 226, 227 protrude from the insulating material 220. FIG. For example, a wet chemical or plasma etch process may be used to etch insulating material 220 .

Wie in 2C dargestellt ist, ist eine Oberseite 224 des ersten und des zweiten Lötkontakts 226, 227 mit einem größeren Abstand zum Substrat 100 oder einer horizontalen Bezugsebene 102 angeordnet als die Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220. Als Ergebnis stehen der erste und der zweite Lötkontakt 226, 227 gegenüber dem Werkstück 15 hervor. Eine Oberfläche 222 des ersten und des zweiten Kontaktelements ist bei einem kleineren Abstand zu der horizontalen Bezugsebene 102 angeordnet als die Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220.As in 2C is shown, a top 224 of the first and second solder contacts 226, 227 is arranged at a greater distance from the substrate 100 or a horizontal reference plane 102 than the surface 221 of the insulating material 220. As a result, the first and second solder contacts 226, 227 compared to the workpiece 15 out. A surface 222 of the first and second contact elements is arranged at a smaller distance from the horizontal reference plane 102 than the surface 221 of the insulating material 220.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die isolierende Schicht zurückgeätzt werden, so dass eine Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220 einen kleineren Abstand zu einer horizontalen Bezugsebene 102 hat als die Oberfläche 222 des Kontaktelements 210, 215. Als Ergebnis kann in diesem Fall auch das erste und das zweite Kontaktelement 210, 215 zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Lötkontakt 226, 227 gegenüber dem isolierenden Material 220 hervorstehen.According to further embodiments, the insulating layer can be etched back so that a surface 221 of the insulating material 220 has a smaller distance to a horizontal reference plane 102 than the surface 222 of the contact element 210, 215. As a result, in this case the first and the second Contact element 210, 215 protrude in addition to the first and the second soldering contact 226, 227 with respect to the insulating material 220.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann ausgehend von der in 2A dargestellten Struktur eine Schutzschicht 229 über der sich ergebenden Oberfläche des Werkstücks 15 ausgebildet werden. Ein Material der Schutzschicht 229 kann beispielsweise derart ausgewählt sein, dass es durch ein Ätzverfahren, durch welches das isolierende Material 220 geätzt wird, nicht angegriffen wird. Spezifische Beispiele für das Material der Schutzschicht 229 umfassen Metalle, dielektrische Materialien, transparente leitende Oxide, beispielsweise ITO („Indiumzinnoxid“) Fotolack u.A.According to further embodiments, starting from in 2A In the structure shown, a protective layer 229 may be formed over the resultant surface of the workpiece 15. A material of the protective layer 229 can be selected, for example, in such a way that it is not attacked by an etching method by which the insulating material 220 is etched. Specific examples of the material of the protective layer 229 include metals, dielectric materials, transparent conductive oxides such as ITO ("Indium Tin Oxide") photoresist, and others

3A zeigt ein Beispiel eines sich ergebenden Werkstücks 15. Die Schichtdicke der Schutzschicht 229 ist so bemessen, dass die Vertiefungen 217 nicht durch die Schutzschicht aufgefüllt werden. Das heißt, die Oberseite der Schutzschicht 229 hat einen geringeren Abstand zu einer horizontalen Bezugsebene 102 als die Oberfläche 221 des isolierenden Materials. 3A shows an example of a resulting workpiece 15. The layer thickness of the protective layer 229 is dimensioned such that the depressions 217 are not filled up by the protective layer. That is, the top of the protective layer 229 has a smaller distance to a horizontal reference plane 102 than the surface 221 of the insulating material.

Anschließend wird die Oberfläche 101 des Werkstücks 15 durch ein Rückschleif- oder Polier-Verfahren bearbeitet, bis eine Oberseite des isolierenden Materials 220 freiliegt. 3B zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Querschnittsansicht.Subsequently, the surface 101 of the workpiece 15 is processed by a back grinding or polishing process until an upper surface of the insulating material 220 is exposed. 3B shows an example of a resulting cross-sectional view.

In einem darauf folgenden Schritt, wird, wie in 3C veranschaulicht ist, das isolierende Material 220 geätzt, beispielsweise durch ein nasschemisches oder Plasmaätzverfahren. Dabei ist die Schutzschicht 229 beständig gegenüber dem verwendeten Ätzverfahren. Als Ergebnis wird das isolierende Material 220 geätzt, während die Schutzschicht 229 und das darunterliegende Lotmaterial nicht geätzt wird. Das isolierende Material 220 wird beispielsweise, wie in 3C gezeigt, in einem Ausmaß geätzt, dass eine Oberfläche 221 des isolierenden Materials einen kleineren Abstand zu einer horizontalen Bezugsebene 102 hat als die Oberseite 224 des Lötkontakts 226, 227.In a subsequent step, as in 3C As illustrated, the insulating material 220 is etched, for example by a wet chemical or plasma etching process. The protective layer 229 is resistant to the etching process used. As a result, the insulating material 220 is etched while the protective layer 229 and the underlying solder material is not etched. The insulating material 220 is, for example, as in 3C shown etched to an extent that a surface 221 of the insulating material is a smaller distance from a horizontal reference plane 102 than the top 224 of the solder pad 226, 227.

Sodann wird, wie in 3D veranschaulicht ist, die Schutzschicht 229 entfernt. Aufgrund des Ätzverfahrens, mit dem das isolierende Material 220 selektiv gegenüber der Schutzschicht 229 über dem ersten und zweiten Lötkontakt 226, 227 geätzt wird, stehen die Lötkontakte 226, 227 gegenüber dem isolierenden Material 220 hervor. Ähnlich wie in 2C dargestellt ist eine Oberseite 224 des ersten und des zweiten Lötkontakts 226, 227 mit einem größeren Abstand zum Substrat 100 oder einer horizontalen Bezugsebene 102 angeordnet als die Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220. Eine Oberfläche 222 des ersten und des zweiten Kontaktelements 210, 215 ist bei einem kleineren Abstand zu der horizontalen Bezugsebene 102 angeordnet als die Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220.Then, as in 3D 1, protective layer 229 is removed. Due to the etching process used to etch the insulating material 220 selectively with respect to the protective layer 229 over the first and second soldering pads 226, 227, the soldering pads 226, 227 protrude from the insulating material 220. FIG. Similar to in 2C a top 224 of the first and the second soldering contact 226, 227 is shown at a greater distance from the substrate 100 or a horizontal reference plane 102 than the surface 221 of the insulating material 220. A surface 222 of the first and the second contact element 210, 215 is at a smaller distance from the horizontal reference plane 102 than the surface 221 of the insulating material 220.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die isolierende Schicht auch stärker zurückgeätzt werden, so dass eine Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220 einen kleineren Abstand zu einer horizontalen Bezugsebene 102 hat als die Oberfläche 222 des Kontaktelements 210, 215. Als Ergebnis kann in diesem Fall auch das erste und das zweite Kontaktelement 210, 215 zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Lötkontakt 226, 227 gegenüber dem isolierenden Material 220 hervorstehen.According to further embodiments, the insulating layer can also be etched back more, so that a surface 221 of the insulating material 220 has a smaller distance to a horizontal reference plane 102 than the surface 222 of the contact element 210, 215. As a result, in this case the first and the second contact element 210, 215 in addition to the first and the second solder pad 226, 227 projecting from the insulating material 220.

Nachfolgend können weitere Verfahrensschritte durchgeführt werden, um das Werkstück 15 von der der ersten Hauptoberfläche 101 gegenüber liegenden Seite zu bearbeiten. Nach Prozessierung der Halbleiterchips können diese vereinzelt werden und gegebenenfalls weiter verarbeitet werden.Further method steps can then be carried out in order to machine the workpiece 15 from the side opposite the first main surface 101 . After the semiconductor chips have been processed, they can be separated and optionally further processed.

Wie beschrieben worden ist, stellt das Verfahren eine Möglichkeit dar, mit der Lötkontakte selbstjustiert in Bezug auf die Kontaktelemente ausgebildet werden können. Als Ergebnis können die Lötkontakte genau über den Kontaktelementen platziert werden, ohne dass aufwändige Prozessierung, beispielsweise unter Verwendung fotolithografischer Methoden erforderlich ist. Insgesamt wird gegenüber der Verwendung fotolithografischer Verfahren die Platziergenauigkeit der Lötkontakte erhöht.As has been described, the method represents a way in which solder contacts can be formed in a self-aligned manner with respect to the contact elements. As a result, the solder contacts can be placed precisely over the contact elements without the need for complex processing, for example using photolithographic methods. Overall, the placement accuracy of the solder contacts is increased compared to the use of photolithographic processes.

Dadurch, dass das beschriebene Verfahren im Wesentlichen Aufdampf-, Schleif- und Ätzverfahren umfasst, lassen sich die Lötkontakte auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit herstellen.Due to the fact that the method described essentially comprises vapor deposition, grinding and etching methods, the soldering contacts can be produced in a simple manner with a high level of accuracy.

Das beschriebene Verfahren lässt sich insbesondere zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen einsetzen.The method described can be used in particular for the production of optoelectronic semiconductor components.

4A zeigt ein Werkstück 15, bei dem ein Halbleiterschichtstapel 150 über einem Substrat 100 angeordnet und strukturiert ist. Beispielsweise kann der in 4A gezeigte Halbleiterschichtstapel 150 zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung geeignet sein. Beispielsweise kann der Halbleiterschichtstapel 150 eine erste Halbleiterschicht 110 von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht 120 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen. Der Halbleiterschichtstapel 150 kann zu einer Mesa strukturiert sein. Eine Chipstruktur 200 kann über dem Halbleiterschichtstapel 150 angeordnet sein. Weiterhin sind ein erstes und ein zweites Kontaktelement 210, 215 über dem Halbleiterschichtstapel 150 und über der Chipstruktur 200 ausgebildet. Das erste und das zweite Kontaktelement 210, 215 sind durch ein isolierendes Material 220 voneinander isoliert. Beispielsweise kann das erste Kontaktelement 210 über eine erste Stromaufweitungsschicht 118 mit der ersten Halbleiterschicht 110 elektrisch verbunden sein. Weiterhin kann das zweite Kontaktelement 215 über eine zweite Stromaufweitungsschicht 123 und ein Verbindungselement 122 mit der zweiten Halbleiterschicht 120 elektrisch verbunden sein. Eine aktive Zone 115 zur Strahlungserzeugung kann zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht 110, 120 angeordnet sein. 4A shows a workpiece 15 in which a semiconductor layer stack 150 is arranged over a substrate 100 and structured. For example, the in 4A Semiconductor layer stack 150 shown may be suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation. For example, the semiconductor layer stack 150 may include a first semiconductor layer 110 of a first conductivity type and a second semiconductor layer 120 of a second conductivity type. The semiconductor layer stack 150 may be patterned into a mesa. A chip structure 200 may be arranged over the semiconductor layer stack 150 . Furthermore, a first and a second contact element 210, 215 are formed above the semiconductor layer stack 150 and above the chip structure 200. FIG. The first and the second contact element 210, 215 are insulated from one another by an insulating material 220. FIG. For example, the first contact element 210 can be electrically connected to the first semiconductor layer 110 via a first current spreading layer 118 . Furthermore, the second contact element 215 can be electrically connected to the second semiconductor layer 120 via a second current spreading layer 123 and a connecting element 122 . An active zone 115 for generating radiation can be arranged between the first and the second semiconductor layer 110,120.

Die aktive Zone kann beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopf-Struktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfach-Quantentopf-Struktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die Bezeichnung „Quantentopf-Struktur“ entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Schichten.The active zone can have, for example, a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or a multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation. The term “quantum well structure” has no meaning here with regard to the dimensionality of the quantization. It thus includes, inter alia, quantum wells, quantum wires and quantum dots as well as any combination of these layers.

Beispielsweise kann eine Spiegelschicht 117, die beispielsweise Silber enthalten kann, in Kontakt mit einer Hauptoberfläche 111 der ersten Halbleiterschicht 110 angeordnet sein. Die erste Stromaufweitungsschicht 118 kann die Spiegelschicht 117 einkapseln und in Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 110 ausgebildet sein. Weiterhin kann die zweite Stromaufweitungsschicht 123 über das Verbindungselement 122 mit der zweiten Halbleiterschicht 120 verbunden sein. Beispielsweise kann die zweite Stromaufweitungsschicht 123 ein Trägerelement 125 ausbilden, welche den Halbleiterschichtstapel umgibt und an den Seitenwänden des Halbleiterschichtstapels 150 angeordnet ist. For example, a mirror layer 117 , which can contain silver, for example, can be arranged in contact with a main surface 111 of the first semiconductor layer 110 . The first current spreading layer 118 may encapsulate the mirror layer 117 and be formed in contact with the first semiconductor layer 110 . Furthermore, the second current spreading layer 123 can be connected to the second semiconductor layer 120 via the connecting element 122 . For example, the second current spreading layer 123 can form a carrier element 125 which surrounds the semiconductor layer stack and is arranged on the side walls of the semiconductor layer stack 150 .

Das zweite Kontaktelement 215 ist mit der zweiten Stromaufweitungsschicht 123 elektrisch verbunden. Ein Substrat 100 ist angrenzend an die erste Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschicht 121 angeordnet.The second contact element 215 is electrically connected to the second current spreading layer 123 . A substrate 100 is arranged adjacent to the first main surface of the second semiconductor layer 121 .

Die Kontaktelemente 210, 215 können beispielsweise durch ein galvanisches Verfahren ausgebildet werden. Sie können eine Höhe h von 10 µm bis 1 mm haben. Das isolierende Material 220, beispielsweise ein Moldmaterial, füllt die Zwischenräume zwischen den Kontaktelementen 210, 215 auf. Durch das Auffüllen mit dem isolierenden Material 220 wird eine zusätzliche Stabilisierung der Struktur erreicht. Nach Ausbilden des isolierenden Materials 220 wird ein Rückschleifprozess durchgeführt, sodass die erste Hauptoberfläche 101 des Werkstücks 15 planar ist. Anschließend wird das Verfahren, das unter Bezugnahme auf die 1A bis 3D beschrieben worden ist, durchgeführt.The contact elements 210, 215 can be formed, for example, by a galvanic process. They can have a height h of 10 µm to 1 mm. The insulating material 220, for example a molding material, fills the gaps between the contact elements 210, 215. Additional stabilization of the structure is achieved by filling with the insulating material 220 . After the insulating material 220 is formed, a grinding back process is performed so that the first main surface 101 of the workpiece 15 is planar. Subsequently, the procedure that is referred to in the 1A until 3D has been described, performed.

Nach Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise das Substrat 100 entfernt werden. Die erste Hauptoberfläche 121 der zweiten Halbleiterschicht 120 kann aufgeraut werden. Weiterhin kann ein Konvertermaterial 105 in Kontakt mit der ersten Hauptoberfläche 121 der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet werden.After the method has been carried out, the substrate 100 can be removed, for example. The first main surface 121 of the second semiconductor layer 120 can be roughened. Furthermore, a converter material 105 can be formed in contact with the first main surface 121 of the second semiconductor layer.

4B zeigt ein Beispiel des fertig gestellten optoelektronischen Halbleiterbauelements. In der aktiven Zone 115 erzeugte elektromagnetische Strahlung wird über die erste Hauptoberfläche 121 der zweiten Halbleiterschicht 120 und ggf. über das Konvertermaterial 105 ausgekoppelt. Die Kontaktelemente 210, 215 sind als Rückseitenkontakte ausgebildet, die an der ersten Hauptoberfläche 101, die der Emissionsoberfläche entgegengesetzt ist, angeordnet sind. Die Lötkontakte 226, 227 können wie in 4B gezeigt, gegenüber der ersten Hauptoberfläche 101 hervorstehen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können sie jedoch auch bündig mit der ersten Hauptoberfläche 101 abschließen. Eine Oberfläche 222 des ersten und des zweiten Kontaktelements 210, 215 hat einen kleineren Abstand beispielsweise zur ersten Hauptoberfläche 111 der ersten Halbleiterschicht 110 als das isolierende Material 220. 4B shows an example of the completed optoelectronic semiconductor device. Electromagnetic radiation generated in the active zone 115 is emitted via the first main surface 121 of the second semiconductor layer 120 and optionally via the converter material 105. The contact elements 210, 215 are formed as rear side contacts, which are arranged on the first main surface 101, which is opposite to the emission surface. The soldering contacts 226, 227 can be used as in 4B shown protrude from the first main surface 101 . According to further embodiments, however, they can also end flush with the first main surface 101 . A surface 222 of the first and the second contact element 210, 215 has a smaller distance, for example to the first main surface 111 of the first semiconductor layer 110 than the insulating material 220.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine Oberfläche 222 des ersten und des zweiten Kontaktelements 210, 215 einen größeren Abstand beispielsweise zur ersten Hauptoberfläche 111 der ersten Halbleiterschicht 110 als das isolierende Material 220 haben.According to further embodiments, a surface 222 of the first and the second contact element 210, 215 may have a greater distance from the first main surface 111 of the first semiconductor layer 110 than the insulating material 220, for example.

Das in 4B gezeigte optoelektronische Halbleiterbauelement umfasst somit einen zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung geeigneten Halbleiterschichtstapel 150, der eine erste Halbleiterschicht 110 von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht 120 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist. Das Halbleiterbauelement weist ferner ein erstes und ein zweites Kontaktelement 210, 215 aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material 220 isoliert sind, an einer ersten Hauptoberfläche 101 des optoelektronischen Halbleiterbauelements auf. Das erste Kontaktelement 210 ist mit der ersten Halbleiterschicht 110 elektrisch verbunden, und das zweite Kontaktelement 215 ist mit der zweiten Halbleiterschicht 120 elektrisch verbunden. Eine Oberfläche 222 des ersten und des zweiten Kontaktelements 210, 215 ist bei einem identischen Abstand in Bezug auf eine horizontale Oberfläche 111 des Halbleiterschichtstapels 150 angeordnet, und der Abstand zwischen der Oberfläche 222 des ersten und zweiten Kontaktelements 210, 215 und der horizontalen Oberfläche 111 des Halbleiterschichtstapels 150 ist kleiner als ein Abstand zwischen einer Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220 und der horizontalen Oberfläche 111. Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist ferner ein Lotmaterial 225 jeweils über der Oberfläche 222 des ersten und des zweiten Kontaktelements 210, 215 auf.This in 4B The optoelectronic semiconductor component shown thus comprises a semiconductor layer stack 150 suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation, which has a first semiconductor layer 110 of a first conductivity type and a second semiconductor layer 120 of a second conductivity type. The semiconductor component also has a first and a second contact element 210, 215 made of an electrically conductive material, which are insulated from one another by insulating material 220, on a first main surface 101 of the optoelectronic semiconductor component. The first contact element 210 is electrically connected to the first semiconductor layer 110 and the second contact element 215 is electrically connected to the second semiconductor layer 120 . A surface 222 of the first and second contact elements 210, 215 is arranged at an identical distance with respect to a horizontal surface 111 of the semiconductor layer stack 150, and the distance between the surface 222 of the first and second contact elements 210, 215 and the horizontal surface 111 of the Semiconductor layer stack 150 is smaller than a distance between a surface 221 of the insulating material 220 and the horizontal surface 111. The optoelectronic semiconductor component also has a soldering material 225 over the surface 222 of the first and second contact elements 210, 215, respectively.

Beispielsweise kann das Lotmaterial 225 mit einer Oberfläche 222 des isolierenden Materials 220 abschließen, wie in 1D veranschaulicht ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine Oberseite 223 des Lotmaterials 225 bei einem größeren Abstand in Bezug auf die horizontale Oberfläche 111 des Halbleiterschichtstapels 150 angeordnet sein als eine Oberfläche 221 des isolierenden Materials 220.For example, the solder material 225 can terminate with a surface 222 of the insulating material 220, as in FIG 1D is illustrated. According to further embodiments, a top 223 of the solder material 225 may be arranged at a greater distance with respect to the horizontal surface 111 of the semiconductor layer stack 150 than a surface 221 of the insulating material 220.

Durch das beschriebene Verfahren kann gerade, wenn Lötkontakte über galvanisch ausgebildeten Kontaktelementen mit einer Höhe, die größer als 10 µm ist, ausgebildet werden sollen, eine sehr präzise Platzierung der Lötkontakte sichergestellt werden. Insbesondere treten Probleme, die beispielsweise mit lithographischen Verfahren verbunden sind, beispielsweise Justageprobleme oder Handhabungsprobleme, die durch Fehlanpassungen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten und Schichtstress verursacht werden können, nicht oder in verringertem Maße auf.The method described can be used to ensure very precise placement of the soldering contacts, especially when soldering contacts are to be formed over galvanically formed contact elements with a height that is greater than 10 μm. In particular, problems that are associated, for example, with lithographic methods, for example adjustment problems or handling problems that can be caused by mismatching of the thermal expansion coefficient and layer stress, do not occur or occur to a reduced extent.

Dadurch, dass eine präzise Platzierung der Lötkontakte sichergestellt ist, ist es nicht erforderlich, Toleranzen für die Platzierung der Lötkontakte vorzusehen. Entsprechend kann die Packungsdichte erhöht werden, was weitere vorteilhafte Effekte nach sich zieht.By ensuring precise placement of the solder pads, it is not necessary to provide tolerances for the placement of the solder pads. Accordingly, the packing density can be increased, which entails further advantageous effects.

5A fasst ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß Ausführungsformen zusammen. Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Ausbilden (S100) eines zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung geeigneten Halbleiterschichtstapels, der eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, über einem Substrat, das Ausbilden (S110) eines ersten Kontaktelements in elektrischem Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht sowie eines zweiten Kontaktelements in elektrischem Kontakt mit der zweiten Halbleiterschicht, jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material, das Ausbilden (S120) eines isolierenden Materials zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement, so dass im Bereich einer freiliegenden Oberfläche eines sich ergebenden Werkstücks Abschnitte des isolierenden Materials und des leitfähigen Materials freiliegen und die freiliegende Oberfläche planar ist, das Rückätzen (S130)des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials ist, wodurch Vertiefungen ausgebildet werden, das Aufbringen (S140) eines Lotmaterials in den Vertiefungen und über dem isolierenden Material, und das Rückschleifen (S150)des Lotmaterials, so dass das isolierende Material freiliegt. 5A summarizes a method for manufacturing an optoelectronic semiconductor device according to embodiments. A method for producing an optoelectronic semiconductor component includes the formation (S100) of a semiconductor layer stack suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation, which has a first semiconductor layer of a first conductivity type and a second semiconductor layer of a second conductivity type, over a substrate, the formation (S110) a first contact element in electrical contact with the first semiconductor layer and a second contact element in electrical contact with the second semiconductor layer, each made of an electrically conductive material, the formation (S120) of an insulating material between the first contact element and the second contact element, so that in the region an exposed surface of a resulting workpiece has portions of the insulating material and the conductive material exposed and the exposed surface is planar, etching back (S130) the electrically conductive material, wherein an etch rate of the electrically conductive material is greater than an etch rate of the insulating material, thereby forming depressions, applying (S140) a solder material in the depressions and over the insulating material, and grinding back (S150) the solder material so that the insulating material is exposed.

5B fasst ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte gemäß Ausführungsformen zusammen. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen (S200) eines Werkstücks mit Kontaktelementen aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material isoliert sind, wobei eine erste Hauptoberfläche des Werkstücks planar ist, das Rückätzen (S210) des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials ist, wodurch Vertiefungen im Bereich der ersten Hauptoberfläche ausgebildet werden, das Aufbringen (S220) eines Lotmaterials in den Vertiefungen und über dem isolierenden Material, und das Rückschleifen (S230) des Lotmaterials, so dass das isolierende Material freiliegt. 5B 1 summarizes a method of making electrical contacts according to embodiments. The method includes providing (S200) a workpiece with contact elements made of an electrically conductive material which are insulated by insulating material, wherein a first main surface of the workpiece is planar, etching back (S210) the electrically conductive material, wherein an etch rate of the electrically conductive material is greater than an etch rate of the insulating material, thereby forming depressions in the area of the first main surface , depositing (S220) a solder material in the recesses and over the insulating material, and grinding back (S230) the solder material so that the insulating material is exposed.

Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.Although specific embodiments have been illustrated and described herein, those skilled in the art will recognize that a variety of alternative and/or equivalent configurations may be substituted for the specific embodiments shown and described without departing from the scope of the invention. The application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein. Therefore, the invention is to be limited only by the claims and their equivalents.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Optoelektronisches HalbleiterbauelementOptoelectronic semiconductor component
1515
Werkstückworkpiece
2020
elektromagnetische Strahlungelectromagnetic radiation
100100
Substratsubstrate
101101
erste Hauptoberflächefirst main surface
102102
horizontale Bezugsebenehorizontal reference plane
105105
Konvertermaterialconverter material
110110
erste Halbleiterschichtfirst semiconductor layer
111111
erste Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschichtfirst main surface of the first semiconductor layer
115115
aktive Zoneactive zone
116116
isolierende Schichtinsulating layer
117117
Spiegelschichtmirror layer
118118
erste Stromaufweitungsschichtfirst current spreading layer
120120
zweite Halbleiterschichtsecond semiconductor layer
121121
zweite Hauptoberfläche der zweiten Halbleiterschichtsecond main surface of the second semiconductor layer
122122
Verbindungselementfastener
123123
zweite Stromaufweitungsschichtsecond current spreading layer
124124
Passivierungsschichtpassivation layer
125125
Trägerelementcarrier element
150150
Halbleiterschichtstapelsemiconductor layer stack
200200
Chipstrukturchip structure
210210
erstes Kontaktelementfirst contact element
215215
zweites Kontaktelementsecond contact element
217217
Vertiefungdeepening
220220
isolierendes Materialinsulating material
221221
Oberfläche des isolierenden Materialssurface of the insulating material
222222
Oberfläche des Kontaktelementssurface of the contact element
223223
Oberseite des Lotmetallstop of the solder metal
224224
Oberseite des Lötkontaktstop of the solder contact
225225
Lotmaterialsolder material
226226
erster Lötkontaktfirst solder contact
227227
zweiter Lötkontaktsecond solder contact
229229
Schutzschichtprotective layer

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (10), umfassend: Ausbilden (S100) eines zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung (20) geeigneten Halbleiterschichtstapels (150), der eine erste Halbleiterschicht (110) von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht (120) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, über einem Substrat (100), Ausbilden (S110) eines ersten Kontaktelements (210) in elektrischem Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht (110) sowie eines zweiten Kontaktelements (215) in elektrischem Kontakt mit der zweiten Halbleiterschicht (120), jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material, Ausbilden (S120) eines isolierenden Materials (220) zwischen dem ersten Kontaktelement (210) und dem zweiten Kontaktelement (215), so dass im Bereich einer ersten Hauptoberfläche (101) eines sich ergebenden Werkstücks (15) Abschnitte des isolierenden Materials (220) und des elektrisch leitfähigen Materials freiliegen und die erste Hauptoberfläche (101) planar ist, Rückätzen (S130) des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials (220) ist, wodurch Vertiefungen (217) ausgebildet werden, Aufbringen (S140) eines Lotmaterials in den Vertiefungen (217) und über dem isolierenden Material (220), und Rückschleifen (S150) des Lotmaterials, so dass das isolierende Material (220) freiliegt.A method for producing an optoelectronic semiconductor component (10), comprising: Forming (S100) a semiconductor layer stack (150) suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation (20), which has a first semiconductor layer (110) of a first conductivity type and a second semiconductor layer (120) of a second conductivity type, over a substrate (100) , Forming (S110) a first contact element (210) in electrical contact with the first semiconductor layer (110) and a second contact element (215) in electrical contact with the second semiconductor layer (120), each made of an electrically conductive material, Forming (S120) an insulating material (220) between the first contact element (210) and the second contact element (215), so that in the area of a first main surface (101) of a resulting workpiece (15), sections of the insulating material (220) and the electrically conductive material is exposed and the first major surface (101) is planar, Etching back (S130) the electrically conductive material, wherein an etch rate of the electrically conductive material is greater than an etch rate of the insulating material (220), whereby depressions (217) are formed, depositing (S140) a solder material in the depressions (217) and over the insulating material (220), and grinding back (S150) the solder material so that the insulating material (220) is exposed. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vertiefungen (217) in der ersten Hauptoberfläche (101) des Werkstücks (15) ausgebildet werden und die erste Hauptoberfläche (101) auf einer einer zweiten Hauptoberfläche (121) der zweiten Halbleiterschicht (120) entgegengesetzten Seite des Werkstücks (15) angeordnet ist.procedure after claim 1 wherein the indentations (217) are formed in the first major surface (101) of the workpiece (15) and the first major surface (101) is formed on one of a second Main surface (121) of the second semiconductor layer (120) opposite side of the workpiece (15) is arranged. Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte, umfassend: Bereitstellen (S200) eines Werkstücks (15) mit Kontaktelementen (210, 215) aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material (220) isoliert sind, wobei eine erste Hauptoberfläche (101) des Werkstücks (15) planar ist, Rückätzen (S210) des elektrisch leitfähigen Materials, wobei eine Ätzrate des elektrisch leitfähigen Materials größer als eine Ätzrate des isolierenden Materials (220) ist, wodurch Vertiefungen (217) im Bereich der ersten Hauptoberfläche (101) ausgebildet werden, Aufbringen (S220) eines Lotmaterials in den Vertiefungen (217) und über dem isolierenden Material (220), und Rückschleifen (S230) des Lotmaterials, so dass das isolierende Material (220) freiliegt.A method of making electrical contacts, comprising: Providing (S200) a workpiece (15) with contact elements (210, 215) made of an electrically conductive material, which are insulated from one another by insulating material (220), wherein a first main surface (101) of the workpiece (15) is planar, Etching back (S210) the electrically conductive material, an etch rate of the electrically conductive material being greater than an etch rate of the insulating material (220), as a result of which depressions (217) are formed in the region of the first main surface (101), depositing (S220) a solder material in the depressions (217) and over the insulating material (220), and grinding back (S230) the solder material so that the insulating material (220) is exposed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Lotmaterial in einer Dicke aufgebracht wird, die einer Tiefe der Vertiefungen (217) entspricht, oder kleiner als die Tiefe der Vertiefungen (217) ist.Method according to one of the preceding claims, in which the solder material is applied in a thickness which corresponds to a depth of the depressions (217) or is smaller than the depth of the depressions (217). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Ätzprozess zum Ätzen des isolierenden Materials (220) nach dem Rückschleifen (S230) des Lotmaterials, so dass als Ergebnis das Lotmaterial gegenüber dem isolierenden Material (220) hervorsteht.Method according to one of the preceding claims, further comprising an etching process for etching the insulating material (220) after grinding back (S230) the solder material, as a result of which the solder material protrudes from the insulating material (220). Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Lotmaterial in einer Dicke aufgebracht wird, die kleiner als eine Tiefe der Vertiefungen (217) ist, ferner mit Aufbringen einer Schutzschicht (229) über dem Lotmaterial vor dem Rückschleifen (S230) des Lotmaterials, wobei die Schutzschicht (229) nach dem Ätzprozess entfernt wird.procedure after claim 5 , in which the solder material is applied in a thickness that is smaller than a depth of the depressions (217), further applying a protective layer (229) over the solder material before grinding back (S230) the solder material, the protective layer (229) after removed during the etching process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Kontaktelement (210, 215) durch ein galvanisches Verfahren hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, in which the first and the second contact element (210, 215) are produced by a galvanic method. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Höhe des ersten und des zweiten Kontaktelements (210, 215) in einem Bereich von 10 µm bis 1 mm liegt.Method according to one of the preceding claims, in which a height of the first and the second contact element (210, 215) is in a range from 10 µm to 1 mm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das isolierende Material (220) ein Harz umfasst.A method according to any one of the preceding claims, wherein the insulating material (220) comprises a resin. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10), umfassend: einen zur Erzeugung oder Aufnahme elektromagnetischer Strahlung (20) geeigneten Halbleiterschichtstapel (150), der eine erste Halbleiterschicht (110) von einem ersten Leitfähigkeitstyp sowie eine zweite Halbleiterschicht (120) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp aufweist, ein erstes und ein zweites Kontaktelement (210, 215) aus einem elektrisch leitfähigen Material, die voneinander durch isolierendes Material (220) isoliert sind, an einer ersten Hauptoberfläche (101) des optoelektronischen Halbleiterbauelements (10), wobei das erste Kontaktelement (210) mit der ersten Halbleiterschicht (110) elektrisch verbunden ist und das zweite Kontaktelement (215) mit der zweiten Halbleiterschicht (120) elektrisch verbunden ist, wobei eine Oberfläche (222) des ersten und des zweiten Kontaktelements (210, 215) bei einem identischen Abstand in Bezug auf eine horizontale Oberfläche (102) des Halbleiterschichtstapels (150) angeordnet sind und der Abstand zwischen der Oberfläche (222) des ersten und zweiten Kontaktelements (210, 215) und der horizontalen Oberfläche (102) kleiner als ein Abstand zwischen einer Oberfläche (221) des isolierenden Materials (220) und der horizontalen Oberfläche (102) ist, sowie ein Lotmaterial (225) jeweils über der Oberfläche (222) des ersten und des zweiten Kontaktelements (210, 215).Optoelectronic semiconductor component (10), comprising: a semiconductor layer stack (150) suitable for generating or absorbing electromagnetic radiation (20), which has a first semiconductor layer (110) of a first conductivity type and a second semiconductor layer (120) of a second conductivity type, a first and a second contact element (210, 215) made of an electrically conductive material, which are insulated from one another by insulating material (220), on a first main surface (101) of the optoelectronic semiconductor component (10), the first contact element (210) having is electrically connected to the first semiconductor layer (110) and the second contact element (215) is electrically connected to the second semiconductor layer (120), wherein a surface (222) of the first and second contact elements (210, 215) are arranged at an identical distance with respect to a horizontal surface (102) of the semiconductor layer stack (150) and the distance between the surface (222) of the first and second Contact element (210, 215) and the horizontal surface (102) is smaller than a distance between a surface (221) of the insulating material (220) and the horizontal surface (102), and a solder material (225) over the surface (222) of each of the first and second contact members (210, 215). Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 10, bei dem das Lotmaterial (225) mit einer Oberfläche (221) des isolierenden Materials (220) abschließt.Optoelectronic semiconductor component (10) according to claim 10 , In which the solder material (225) terminates with a surface (221) of the insulating material (220). Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 10, bei dem eine Oberseite (224) des Lotmaterials bei einem größeren Abstand in Bezug auf die horizontale Oberfläche (102) des Halbleiterschichtstapels (150) angeordnet ist als eine Oberfläche (221) des isolierenden Materials (220).Optoelectronic semiconductor component (10) according to claim 10 wherein a top surface (224) of the solder material is arranged at a greater distance with respect to the horizontal surface (102) of the semiconductor layer stack (150) than a surface (221) of the insulating material (220). Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 11 oder 12, dem die erste Hauptoberfläche (101) einer Oberfläche (121) des optoelektronischen Halbleiterbauelements (10), über die elektromagnetische Strahlung (20) aufgenommen oder erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird, entgegengesetzt ist.Optoelectronic semiconductor component (10) according to claim 11 or 12 , Which is opposed to the first main surface (101) of a surface (121) of the optoelectronic semiconductor component (10) via which electromagnetic radiation (20) is received or generated electromagnetic radiation is coupled out. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem eine Höhe des ersten und des zweiten Kontaktelements (210, 215) in einem Bereich von 10 µm bis 1 mm liegt.Optoelectronic semiconductor component (10) according to one of Claims 11 until 13 , in which a height of the first and the second contact element (210, 215) is in a range from 10 μm to 1 mm. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das isolierende Material (220) ein Harz umfasst.Optoelectronic semiconductor component according to one of Claims 11 until 14 , wherein the insulating material (220) comprises a resin.
DE102020215562.3A 2020-12-09 2020-12-09 METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE Pending DE102020215562A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020215562.3A DE102020215562A1 (en) 2020-12-09 2020-12-09 METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE
PCT/EP2021/080792 WO2022122268A1 (en) 2020-12-09 2021-11-05 Method for producing an optoelectronic semiconductor component, method for producing electrical contacts and optoelectronic semiconductor component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020215562.3A DE102020215562A1 (en) 2020-12-09 2020-12-09 METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020215562A1 true DE102020215562A1 (en) 2022-06-09

Family

ID=78676546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020215562.3A Pending DE102020215562A1 (en) 2020-12-09 2020-12-09 METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020215562A1 (en)
WO (1) WO2022122268A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015005124T5 (en) 2014-11-12 2017-08-24 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode
DE112015006061T5 (en) 2015-01-27 2017-10-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting device
US20180190871A1 (en) 2015-06-19 2018-07-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting element comprising a plurality of wavelength converters, and production method therefor
US20180233536A1 (en) 2014-10-17 2018-08-16 Intel Corporation Microled display & assembly

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8847376B2 (en) * 2010-07-23 2014-09-30 Tessera, Inc. Microelectronic elements with post-assembly planarization
KR20170121777A (en) * 2016-04-25 2017-11-03 삼성전자주식회사 Semiconductor light emitting device
WO2019028314A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Cree, Inc. High density pixelated-led chips and chip array devices, and fabrication methods
KR20190074067A (en) * 2017-12-19 2019-06-27 삼성전자주식회사 Light emitting device package
KR20190134941A (en) * 2018-05-24 2019-12-05 서울반도체 주식회사 Light emitting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180233536A1 (en) 2014-10-17 2018-08-16 Intel Corporation Microled display & assembly
DE112015005124T5 (en) 2014-11-12 2017-08-24 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode
DE112015006061T5 (en) 2015-01-27 2017-10-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting device
US20180190871A1 (en) 2015-06-19 2018-07-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light-emitting element comprising a plurality of wavelength converters, and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022122268A1 (en) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1920508B1 (en) Method for lateral separation of a semiconductor wafer stack
DE102007062046B4 (en) Light-emitting component arrangement, light-emitting component and method for producing a plurality of light-emitting components
DE112018001450B4 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for its manufacture
DE102018123930A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip with first and second contact element and method for producing the optoelectronic semiconductor chip
DE10147886B4 (en) Luminescent diode with buried contact and manufacturing process
WO2020035419A1 (en) Optoelectronic semiconductor component having contact elements and method for producing same
DE102020215562A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICAL CONTACTS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE
DE102018118824A1 (en) SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH A STRESS COMPENSATION LAYER AND METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR COMPONENT
WO2020239749A1 (en) Optoelectronic semiconductor component comprising connection regions, and method for producing the optoelectronic semiconductor component
DE102020202613A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR COMPONENT, SEMICONDUCTOR COMPONENT AND OPTOELECTRONIC DEVICE
WO2020035413A1 (en) Optoelectronic semiconductor component having a carrier element comprising an electrically conductive material
WO2020165029A1 (en) Optoelectronic semiconductor component having sections of a conductive layer and method for producing an optoelectronic semiconductor component
WO2020064892A1 (en) Optoelectronic semiconductor component having a sapphire support and method for the production thereof
DE102019100799A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH A LAYER PACK WITH ANISOPROPER CONDUCTIVITY AND METHOD FOR PRODUCING THE OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE102018123932A1 (en) Optoelectronic component with a dielectric mirror layer and method for producing the optoelectronic component
WO2020127435A1 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing the same
DE102015102458B4 (en) Method for producing a plurality of semiconductor chips
DE112022003396T5 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT, ARRANGEMENT OF OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENTS AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE102018122492A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH A FIRST AND SECOND METAL LAYER AND METHOD FOR PRODUCING THE OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE112022002708T5 (en) METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR COMPONENT AND SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE102018120490A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH A SEMICONDUCTOR CONTACT LAYER AND METHOD FOR PRODUCING THE OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE102018133526A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH AN INTERLAYER AND METHOD FOR PRODUCING THE OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT
WO2020187815A1 (en) Optoelectronic semiconductor component with insulating layer, and method for producing the optoelectronic semiconductor component
WO2020053344A1 (en) Optoelectronic semiconductor component comprising a first and second contact element, and method for producing the optoelectronic semiconductor component
DE102019103632A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH FIRST AND SECOND AREAS OF A FIRST SEMICONDUCTOR LAYER AND A PROCESS FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified