WO2018234121A1 - SEMICONDUCTOR CHIP EMITTING RADIATION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
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Definitions
- a radiation-emitting semiconductor chip, a method for producing a radiation-emitting semiconductor chip and a method for producing a radiation-emitting arrangement are specified.
- a radiation-emitting semiconductor chip which can be soldered improved on a connection carrier. Furthermore, a method for producing a radiation-emitting semiconductor chip is to be specified, which can be soldered improved. In addition, an improved method for producing a radiation-emitting semiconductor chip
- the latter comprises a semiconductor body having an epitaxial semiconductor layer sequence with a semiconductor body active zone, which is suitable electromagnetic
- the semiconductor body further has a radiation exit surface from which the electromagnetic radiation generated in operation is emitted.
- the radiation exit surface of the semiconductor body faces a rear main surface of the semiconductor body.
- the semiconductor body can also emit radiation over its side surfaces.
- Semiconductor chips is a multilayer stack on the
- the multilayer stack preferably comprises one
- Barrier layer and a solder layer is made of one
- Barrier layer is in this case preferably suitable for forming a barrier against constituents of the solder layer.
- the barrier layer preferably prevents constituents of the solder layer from penetrating into the semiconductor body, for example by diffusion at elevated temperatures, such as may arise during soldering.
- the barrier layer protects sensitive areas of the semiconductor body from the solder material.
- Areas of the semiconductor body may be, for example, mirror layers, etched side surfaces or a
- the barrier layer and the solder layer can be arranged one above the other in a stacking direction which is perpendicular to a main extension plane of the barrier layer and the solder layer. Furthermore, it is also possible that the barrier layer and the solder layer are arranged within the multilayer stack partially or completely offset from one another. If the barrier layer and the solder layer are arranged partially offset from one another, the barrier layer and the solder layer can overlap one another.
- the barrier layer is partially or completely between the rear main surface of the
- the solder layer is freely accessible from outside.
- the solder layer is preferably provided to fix the semiconductor chip on a further element such as a connection carrier or a housing by means of soldering.
- the solder layer described herein as part of the semiconductor chip is not yet connected to another element by soldering.
- the radiation-emitting semiconductor chip is therefore preferably not a component which comprises, for example, a housing or a housing body. Also a
- Connection carrier is preferably not included in the semiconductor chip.
- the solder layer is part of the semiconductor chip. If the semiconductor chip is to be applied to another element by soldering, it may be advantageous to dispense with an additional positioning step, which is generally necessary when the solder material is applied to the element. According to a preferred embodiment of the
- the solder layer is formed set back relative to the barrier layer, so that an edge region of the barrier layer is free of the solder layer.
- the barrier layer is preferably freely accessible from the outside in the edge region. In this way, sensitive areas of the semiconductor body are particularly well protected against material of the solder layer. In particular, it prevents the material of the solder layer on the
- Radiation exit surface passes.
- Radiation exit surface for example around the active zone
- the edge region of the barrier layer which is free of the solder layer, extends completely circumferentially around a central region of the rear-side main surface of the barrier layer
- the semiconductor body preferably completely fills the central area.
- the solder layer preferably forms one or more solder joints in the central region.
- the edge region has approximately a width of 5% of the rear main surface of the semiconductor body. Furthermore, it is also possible that the edge region has a width which is approximately the thickness of the barrier layer equivalent. Preferably, the width of the edge region is at least 50 nanometers.
- the barrier layer preferably has a thickness of between 30 nanometers and 1 micrometer inclusive. More preferably, the thickness of the barrier layer is between 100 nanometers and
- the solder layer is thicker than the barrier layer.
- the solder layer can be a thickness
- the thickness of the solder layer has a value between 100 nanometers inclusive and 1 micrometer inclusive.
- the solder layer may be one of the following, for example
- the solder layer may comprise a combination of at least two of the following materials: Sb, Ag, Bi, Cu, Sn, Pb, Au, Ga, Cd, In, Zn, InSn, InSnBi.
- the solder layer may comprise a combination of at least two of the following materials: Sb, Ag, Bi, Cu, Sn, Pb, Au, Ga, Cd, In, Zn, InSn, InSnBi.
- Particularly advantageous here are the following Materials for the solder layer: GaBi, SnAgCu, InSn, InSnBi, In, Sn.
- Multi-layer stack further barrier layers have.
- the barrier layers may, for example, be arranged one above the other along the stacking direction and completely
- Material combinations for two barrier layers which are arranged such, suitable: Ti / Pt, Ta / Pd, Ni / Pt, Ni / Pd.
- solder layer is again in direct contact with the solder layer
- Semiconductor body is free of the barrier layer.
- the edge region of the rear main surface is freely accessible from the outside.
- the semiconductor body may be, for example, a substrate
- the substrate may be a growth substrate of the epitaxial
- Semiconductor layer sequence act. Furthermore, it is also possible for the substrate to be different from a growth substrate of the epitaxial semiconductor layer sequence.
- the semiconductor body is free of a substrate and is essentially formed by the epitaxial semiconductor layer sequence.
- the substrate may be electrically conductive or electrically
- the substrate is designed to be electrically conductive, as a rule an electrical contacting of the active zone takes place via the
- the substrate may be one of the following
- Materials include: silicon, germanium, gallium arsenide. These materials are preferably electrically conductive
- the substrate comprises sapphire or is formed from sapphire.
- Sapphire is usually electrically insulating and transmissive to radiation of the active zone, especially blue light.
- GaAs could also be used as the radiation-transmissive substrate if the active zone emits radiation from the infrared spectral range.
- a radiation-transparent substrate such as sapphire or GaAs, he usually emits radiation through its side surfaces. According to an embodiment of the radiation-emitting
- the semiconductor body has an electrically conductive substrate and the rear main surface is formed by a surface of the substrate.
- the multilayer stack is also particularly preferably designed to be electrically conductive and is in electrical contact with the substrate of the semiconductor body. In this way, the semiconductor body can over the back main surface
- the solder layer of the multilayer stack forms at least one solder joint.
- the multilayer stack is preferably electrically insulating
- solder layer is provided only for attachment to a further element, such as a connection carrier.
- Electrical contacting of the semiconductor body is particularly preferably via a front side of the
- Semiconductor body which generally comprises the radiation exit surface of the semiconductor body and two electrical contacts in this embodiment.
- Main surface of the semiconductor body at least in places by a surface of the epitaxial
- the barrier layer is preferably electrically formed conductive and applied to a first electrical contact on the epitaxial semiconductor layer sequence.
- the multilayer stack here preferably comprises a further barrier layer, which is designed to be electrically insulating and is applied partially offset from the electrically conductive barrier layer on the rear-side main surface.
- the further barrier layer is in this case preferably provided to electrically isolate a second electrical contact from the first electrical contact.
- Barrier layer at least one electrical contact
- Radiation-emitting semiconductor chips comprises the
- solder layer is formed from a first solder joint, a second solder joint and a third solder joint.
- the first solder joint with a first
- the third solder joint is preferably electrically isolated from the
- the first solder joint, the second solder joint and the third solder joint are provided to mechanically stably connect the semiconductor chip to an element, such as a connection carrier or a housing.
- Solder is preferably intended to derive only heat effectively from the epitaxial semiconductor layer sequence.
- the radiation-emitting semiconductor chip described here can be produced, for example, by a method described below. Features that are described herein only in connection with the radiation-emitting semiconductor chip may also be formed in the method and vice versa.
- a semiconductor body is preferably provided first comprising an epitaxial semiconductor layer sequence with an active zone.
- the active zone is preferably suitable for generating electromagnetic radiation. According to one embodiment of the method is a
- Multilayer stack having a barrier layer and a solder layer on a back major surface of the
- the solder layer is freely accessible from the outside in the finished semiconductor chip.
- the process takes place at wafer level.
- a variety is preferred
- Semiconductor bodies are provided in a wafer composite on which the multilayer stack with the barrier layer and the solder layer is deposited.
- the method and its embodiments is described herein with reference to a single semiconductor body and conceptually not between the multilayer stack with the barrier layer and the solder layer on a single
- Wafer composite distinguished.
- the semiconductor chips are preferably separated into a plurality of individual semiconductor chips at the end of the method,
- the barrier layer is deposited over the entire area on the rear main surface of the semiconductor body.
- the solder layer is applied in a structured manner to the barrier layer, so that the barrier layer remains free in an edge region of the solder layer.
- the solder layer is already structured in this embodiment of the method during deposition.
- Another method step for structuring the solder layer preferably does not take place.
- the solder layer may be patterned using a mask, such as a photoresist mask.
- the barrier layer is applied in a patterned manner to the rear-side main surface of the semiconductor body, so that an edge region of the rear-side main surface remains free of the surface
- the solder layer is at this
- solder layer In other words, the solder layer and the barrier layer are already structured in this embodiment of the method during deposition. Another
- Process step for structuring the solder layer and / or the barrier layer preferably does not take place.
- the barrier layer and the
- the photoresist mask is preferably applied to the rear main surface of the semiconductor body. This can be achieved, for example, by the use of different deposition methods for the solder layer and the barrier layer.
- the barrier layer can be deposited by sputtering and the solder layer by thermal evaporation. Should the solder layer and the barrier layer under
- a spreading gas such as argon
- a barrier layer can be achieved, which has a larger area than the subsequently deposited without scattered gas solder layer. Furthermore, it is also possible to apply the barrier layer and the solder layer structured using a single photoresist mask, by a planetary gear with a plurality of dome and a single dome
- the calottes for example, are dome-shaped.
- the barrier layer is preferably deposited by using a planetary gear with a plurality of calottes by thermal vapor deposition.
- Semiconductor bodies are in this case applied to the calottes and the calottes are rotated by the planetary gear in the deposition of the barrier layer against each other, so that a larger area on the back major surfaces of the semiconductor body is covered with the material of the barrier layer.
- the solder layer is then deposited by thermal vapor deposition using a single dome on which the semiconductor bodies are deposited. Because the
- a photoresist mask which comprises a first photoresist layer and a second photoresist layer of different thicknesses.
- the first photoresist layer is preferably in direct
- Deposition of the barrier layer and the solder layer can be achieved using a single photoresist mask. This can be dispensed with in the deposition of the barrier layer on a scattering gas.
- barrier layer and / or the solder layer are first deposited over the entire surface and patterned in a subsequent step, so that the edge region of the barrier layer is free from the solder layer and / or the edge region of the rear main surface of the semiconductor body is free from the
- At least one semiconductor chip described here is provided for radiation-emitting arrangement and by soldering the solder layer on a further element, such as a substrate, a carrier, a housing or a
- solder material which is not in mechanical connection with the semiconductor chip is used. In other words, only the solder layer is used for soldering.
- the method has the advantage that components of the semiconductor body are protected from the solder material and also to a
- FIG. 7 shows a schematic sectional view of an alternative to the method step according to FIG.
- FIGS. 11 to 14 each show a schematic
- Figure 15 shows a schematic plan view of the
- a semiconductor body 1 which has an epitaxial semiconductor layer sequence 2 with an active zone 3.
- the active zone 3 is suitable for generating electromagnetic radiation.
- the epitaxial semiconductor layer sequence 2 is on a substrate 18
- a barrier layer 4 is deposited over the entire surface ( Figure 1).
- the photoresist mask 5 has openings through which the
- Barrier layer 4 is freely accessible.
- Embodiment of Figure 3 has a barrier layer 4, the entire surface on a back-side main surface of the
- the solder layer 6 is applied in direct contact with the barrier layer 4 and set back from the barrier layer 4, so that an edge region of the barrier layer 4 is freely accessible from the outside.
- the barrier layer 4 and the solder layer 6 form a multilayer stack 7.
- the photoresist mask 5 applied before the deposition of the barrier layer 4 on the back main surface of the semiconductor body 1 ( Figure 4).
- the photoresist mask 5 has openings through which the rear main surface of the semiconductor body 1 is exposed
- the barrier layer 4 is deposited, for example, by thermal evaporation using a spreading gas such as argon. In this way, a comparatively large
- solder layer 6 is deposited on the barrier layer 4, also by means of
- thermal evaporation which dispenses with a spreading gas. In this way is the area that the
- Lot slaughter 6 covers, smaller than the area that the
- a barrier layer 4 is applied, which is arranged offset back to side surfaces of the semiconductor body 1.
- An edge region of the rear main surface is in this case free of the
- Lot slaughter 6 is also also set back to the Barrier layer 4 arranged on this, leaving a
- FIG. 7 shows a method step which can be carried out alternatively to the method step according to FIG.
- Photoresist mask 5 is used, which is composed of two different photoresist layers 8, 9. A first
- Photoresist layer 8 is in this case applied in direct contact with the rear main surface of semiconductor body 1 and has a smaller thickness than a second one
- Photoresist layer 9 which is also applied to the first photoresist layer 8 in direct contact. Also with
- Lot est 6 can be achieved using a single photoresist mask 5. This can in the deposition of the
- Barrier layer 4 to be dispensed with a scattering gas.
- solder layer 6 is also deposited over the whole area (FIG. 8).
- a mask is applied to the solder layer 6, for example, a photoresist mask 5.
- the solder layer 6 is removed in the edge region of the barrier layer 4, so that the solder layer 6 formed back to the barrier layer 4 is formed.
- the mask is removed again (FIG. 10).
- a semiconductor chip is produced, as has already been described with reference to FIG.
- the side surfaces of the semiconductor body 1 are etched. Therefore, the side surfaces and there
- solder layer 6 is set back relative to the barrier layer 4 and the barrier layer 4 is set back relative to the side surfaces of the
- the sensitive area 10 is protected from being contaminated with solder material of the solder layer 6.
- a further sensitive region 10 of the semiconductor body 1 is direct
- the sensitive area 10 may be, for example
- a further sensitive region 10 is on the semiconductor chip according to the exemplary embodiment of FIG. 13, a further sensitive region 10 is on the
- Radiation exit surface of the semiconductor body 1 is arranged.
- the radiation exit surface should remain free of the solder material, otherwise the
- the semiconductor chip of FIG. 13 is achieved in particular by that the solder layer 6 is arranged backward relative to the barrier layer 4.
- the semiconductor body 1 comprises a
- epitaxial semiconductor layer sequence 2 which at least in places a back major surface of
- Semiconductor body 1 forms. On the epitaxial semiconductor layer sequence 2 are formed.
- two electrical contacts 11, 12 are arranged, which are intended to electrically contact the active zone 3 of the epitaxial semiconductor layer sequence 2.
- the first contact 11 is arranged circumferentially in an edge region of the epitaxial semiconductor layer sequence 2.
- the multilayer stack 7 is arranged, which has a plurality of
- the multilayer stack has a first electrically conductive barrier layer 4, a second electrically conductive layer
- the first electrically conductive barrier layer 4 is partially applied to the first electrical contact 11 and to the second electrical contact 12.
- Barrier layer 4 is thus structured. On the first barrier layer 4, the metallization 13 is partially applied. The metallization 13 covers the first one
- Barrier layer 4 in the area where it is applied to the first electrical contact 11, completely and in the region in which the first barrier layer 4 is applied to the second barrier layer 4 ⁇ partially.
- the second electrically conductive barrier layer 4 ⁇ is applied to the metallization 13.
- the electrically insulating barrier layer 4 ⁇ ⁇ is applied.
- the electrically insulating barrier layer 4 ⁇ ⁇ is partially offset from the first electrically conductive barrier layer 4 and the second electrically conductive barrier layer 4 ⁇ arranged.
- the electrically insulating barrier layer 4 ⁇ ⁇ isolates the first electrical contact 11 and in particular the metallization 13 electrically with respect to the first
- the solder layer 6 is applied on the second electrically conductive barrier layer 4 ⁇ .
- the solder layer 6 is structured and formed from a first solder joint 14, a second solder joint 15 and a third solder joint 16 (FIG. 15).
- the first solder joint 14 is electrically connected to the first
- the third solder 16 is also over the first
- Barrier layer 4 ⁇ are offset from one another here
- the second solder joint 15 is ⁇ ⁇ of the epitaxial by the electrically insulating barrier layer
- a semiconductor chip with a multilayer stack 7 on the rear main surface of the semiconductor body 1 is soldered onto a further element, such as a connection carrier 17.
- the solder layer 6 is set back in the semiconductor chip of FIG. 16 in relation to the barrier layer 4.
- the semiconductor chip can be directly soldered on without having to apply additional solder material. Because the solder material faces the side surfaces of the
- Semiconductor body 1 is arranged offset back and by means of the barrier layer 6, the sensitive areas of the
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Abstract
Description
STRAHLUNGSEMITTIERENDER HALBLEITERCHIP UND RADIATION-EMITTING SEMICONDUCTOR CHIP AND
DESSEN VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG THE METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
Es wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip, ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips und ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Anordnung angegeben. A radiation-emitting semiconductor chip, a method for producing a radiation-emitting semiconductor chip and a method for producing a radiation-emitting arrangement are specified.
Es soll ein strahlungsemittierender Halbleiterchip angegeben werden, der verbessert auf einen Anschlussträger aufgelötet werden kann. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips angegeben werden, der verbessert aufgelötet werden kann. Außerdem soll ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer It should be specified a radiation-emitting semiconductor chip, which can be soldered improved on a connection carrier. Furthermore, a method for producing a radiation-emitting semiconductor chip is to be specified, which can be soldered improved. In addition, an improved method for producing a
strahlungsemittierenden Anordnung bereitgestellt werden. radiation-emitting arrangement can be provided.
Diese Aufgaben werden durch einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 11 und durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 20 gelöst. These objects are achieved by a radiation-emitting semiconductor chip having the features of patent claim 1, by a method having the steps of patent claim 11 and by a method having the steps of patent claim 20.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des strahlungsemittierenden Halbleiterchips und der Verfahren sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments and further developments of the radiation-emitting semiconductor chip and the method are specified in the dependent claims.
Gemäß einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Halbleiterchips umfasst dieser einen Halbleiterkörper mit einer epitaktischen Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone, die dazu geeignet ist, elektromagnetische According to one embodiment of the radiation-emitting semiconductor chip, the latter comprises a semiconductor body having an epitaxial semiconductor layer sequence with a semiconductor body active zone, which is suitable electromagnetic
Strahlung zu erzeugen. Der Halbleiterkörper weist weiterhin eine Strahlungsaustrittsfläche auf, von der die im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung ausgesandt wird. Der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers liegt eine rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers gegenüber. Generate radiation. The semiconductor body further has a radiation exit surface from which the electromagnetic radiation generated in operation is emitted. The radiation exit surface of the semiconductor body faces a rear main surface of the semiconductor body.
Zwischen der rückseitigen Hauptfläche und der Between the back main surface and the
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers sind Radiation exit surface of the semiconductor body are
bevorzugt Seitenflächen des Halbleiterkörpers angeordnet. Der Halbleiterkörper kann auch Strahlung über seine Seitenflächen aussenden . preferably arranged side surfaces of the semiconductor body. The semiconductor body can also emit radiation over its side surfaces.
Gemäß einer Ausführungsform des Strahlungsemittierenden According to an embodiment of the radiation-emitting
Halbleiterchips ist ein Mehrschichtenstapel auf die Semiconductor chips is a multilayer stack on the
rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht. Der Mehrschichtenstapel umfasst bevorzugt eine applied back main surface of the semiconductor body. The multilayer stack preferably comprises one
Barriereschicht und eine Lotschicht oder ist aus einer Barrier layer and a solder layer or is made of one
Barriereschicht und einer Lotschicht gebildet. Die Barrier layer and a solder layer formed. The
Barriereschicht ist hierbei bevorzugt dazu geeignet, eine Barriere gegen Bestandteile der Lotschicht auszubilden. Barrier layer is in this case preferably suitable for forming a barrier against constituents of the solder layer.
Bevorzugt verhindert die Barriereschicht, dass Bestandteile der Lotschicht in den Halbleiterkörper eindringen können, beispielsweise durch Diffusion bei erhöhten Temperaturen wie sie beim Löten entstehen können. The barrier layer preferably prevents constituents of the solder layer from penetrating into the semiconductor body, for example by diffusion at elevated temperatures, such as may arise during soldering.
Mit Hilfe der Barriereschicht ist es vorliegend mit Vorteil möglich, Wechselwirkungen zwischen dem Material der With the help of the barrier layer, it is presently possible with advantage, interactions between the material of the
Lotschicht und sensitiven Bereichen des Halbleiterkörpers zu vermindern. So schützt die Barriereschicht sensitive Bereiche des Halbleiterkörpers vor dem Lotmaterial. Bei sensitivenSolder layer and sensitive areas of the semiconductor body to reduce. Thus, the barrier layer protects sensitive areas of the semiconductor body from the solder material. For sensitive
Bereichen des Halbleiterkörpers kann es sich beispielsweise um Spiegelschichten, geätzte Seitenflächen oder einen Areas of the semiconductor body may be, for example, mirror layers, etched side surfaces or a
Waferbondbereich handeln. Die Barriereschicht und die Lotschicht können hierbei in einer Stapelrichtung, die auf einer Haupterstreckungsebene der Barriereschicht und der Lotschicht senkrecht steht, übereinander angeordnet sein. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Barriereschicht und die Lotschicht innerhalb des Mehrschichtenstapels teilweise oder vollständig versetzt zueinander angeordnet sind. Sind die Barriereschicht und die Lotschicht teilweise versetzt zueinander angeordnet, so können die Barriereschicht und die Lotschicht miteinander überlappen . Wafer bond area act. In this case, the barrier layer and the solder layer can be arranged one above the other in a stacking direction which is perpendicular to a main extension plane of the barrier layer and the solder layer. Furthermore, it is also possible that the barrier layer and the solder layer are arranged within the multilayer stack partially or completely offset from one another. If the barrier layer and the solder layer are arranged partially offset from one another, the barrier layer and the solder layer can overlap one another.
Besonders bevorzugt ist die Barriereschicht teilweise oder vollständig zwischen der rückseitigen Hauptfläche des Particularly preferably, the barrier layer is partially or completely between the rear main surface of the
Halbleiterkörpers und der Lotschicht angeordnet. Semiconductor body and the solder layer arranged.
Besonders bevorzugt ist die Lotschicht von außen frei zugänglich. Die Lotschicht ist bevorzugt dazu vorgesehen, den Halbleiterchip auf einem weiteren Element wie beispielsweise einem Anschlussträger oder einem Gehäuse mittels Löten zu befestigen. Insbesondere ist die vorliegend als Teil des Halbleiterchips beschriebene Lotschicht noch nicht mit einem anderen Element durch Löten verbunden. Bei dem Particularly preferably, the solder layer is freely accessible from outside. The solder layer is preferably provided to fix the semiconductor chip on a further element such as a connection carrier or a housing by means of soldering. In particular, the solder layer described herein as part of the semiconductor chip is not yet connected to another element by soldering. In which
Strahlungsemittierenden Halbleiterchip handelt es sich also bevorzugt nicht um ein Bauelement, das beispielsweise ein Gehäuse oder einen Gehäusekörper umfasst. Auch ein The radiation-emitting semiconductor chip is therefore preferably not a component which comprises, for example, a housing or a housing body. Also a
Anschlussträger ist bevorzugt nicht von dem Halbleiterchip umfasst. Mit anderen Worten ist die Lotschicht Teil des Halbleiterchips. Soll der Halbleiterchip auf ein weiteres Element durch Löten aufgebracht werden, so kann mit Vorteil auf einen zusätzlichen Positionierungsschritt verzichtet werden, der in der Regel notwendig ist, wenn das Lotmaterial auf das Element aufgebracht wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Connection carrier is preferably not included in the semiconductor chip. In other words, the solder layer is part of the semiconductor chip. If the semiconductor chip is to be applied to another element by soldering, it may be advantageous to dispense with an additional positioning step, which is generally necessary when the solder material is applied to the element. According to a preferred embodiment of the
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist die Lotschicht gegenüber der Barriereschicht zurückversetzt ausgebildet, so dass ein Randbereich der Barriereschicht frei ist von der Lotschicht. Die Barriereschicht ist in dem Randbereich bevorzugt von außen frei zugänglich. Auf diese Art und Weise sind sensitive Bereiche des Halbleiterkörpers besonders gut gegen Material der Lotschicht geschützt. Insbesondere wird so verhindert, dass Material der Lotschicht auf die Radiation-emitting semiconductor chips, the solder layer is formed set back relative to the barrier layer, so that an edge region of the barrier layer is free of the solder layer. The barrier layer is preferably freely accessible from the outside in the edge region. In this way, sensitive areas of the semiconductor body are particularly well protected against material of the solder layer. In particular, it prevents the material of the solder layer on the
Seitenflächen des Halbleiterkörpers oder die Side surfaces of the semiconductor body or the
Strahlungsaustrittsfläche gelangt . Radiation exit surface passes.
Bei den besonders gegen Lotmaterial sensitiven Bereichen des Halbleiterchips kann es sich neben der In the particularly sensitive to solder material areas of the semiconductor chip, it may be next to the
Strahlungsaustrittsfläche beispielsweise um die aktive Zone, Radiation exit surface, for example around the active zone,
Spiegelschichten etwa auf der Rückseite des Mirror layers about the back of the
Halbleiterkörpers, geätzte Seitenflächen des Semiconductor body, etched side surfaces of the
Halbleiterkörpers, elektrische Kontakte oder gebondete Semiconductor body, electrical contacts or bonded
Grenzflächen handeln. Trade interfaces.
Bevorzugt verläuft der Randbereich der Barriereschicht, der frei ist von der Lotschicht, vollständig umlaufend um einen zentralen Bereich der rückseitigen Hauptfläche des Preferably, the edge region of the barrier layer, which is free of the solder layer, extends completely circumferentially around a central region of the rear-side main surface of the barrier layer
Halbleiterkörpers. Die Lotschicht füllt den zentralen Bereich bevorzugt vollständig aus. Bevorzugt bildet die Lotschicht in dem zentralen Bereich eine oder mehrere Lötstellen aus. The semiconductor body. The solder layer preferably completely fills the central area. The solder layer preferably forms one or more solder joints in the central region.
Beispielsweise weist der Randbereich ungefähr eine Breite von 5 % der rückseitigen Hauptfläche des Halbleiterkörpers auf. Weiterhin ist es auch möglich, dass der Randbereich eine Breite aufweist, die ungefähr der Dicke der Barriereschicht entspricht. Bevorzugt beträgt die Breite des Randbereichs mindestens 50 Nanometer. For example, the edge region has approximately a width of 5% of the rear main surface of the semiconductor body. Furthermore, it is also possible that the edge region has a width which is approximately the thickness of the barrier layer equivalent. Preferably, the width of the edge region is at least 50 nanometers.
Die Barriereschicht weist bevorzugt eine Dicke zwischen einschließlich 30 Nanometer und einschließlich 1 Mikrometer auf. Besonders bevorzugt weist die Dicke der Barriereschicht einen Wert zwischen einschließlich 100 Nanometer und The barrier layer preferably has a thickness of between 30 nanometers and 1 micrometer inclusive. More preferably, the thickness of the barrier layer is between 100 nanometers and
einschließlich 500 Nanometer auf. Besonders bevorzugt ist die Lotschicht dicker ausgebildet als die Barriereschicht. Die Lotschicht kann eine Dicke including 500 nanometers up. Particularly preferably, the solder layer is thicker than the barrier layer. The solder layer can be a thickness
aufweisen, die ungefähr 5 % der Fläche der Lötstelle beträgt. Beispielsweise weist die Dicke der Lotschicht einen Wert zwischen einschließlich 100 Nanometer und einschließlich 1 Mikrometer auf. which is about 5% of the area of the solder joint. For example, the thickness of the solder layer has a value between 100 nanometers inclusive and 1 micrometer inclusive.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des According to another embodiment of the
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist die Radiation-emitting semiconductor chips has the
Barriereschicht eines der folgenden Materialien auf oder besteht aus einem der folgenden Materialien: TiW, TiWN, WN, TiN, TaN, W, Ti, Ta, Ni, Pd, Pt, AI, Cu, Cr, Hf, Nb, Zr, V, InO, ITO (Indiumzinnoxid), NiSi, CuSi, AlSi. Besonders vorteilhaft sind hierbei die folgenden Materialien für die Barriereschicht: AI, Cr, V, ITO. Barrier layer of one of the following materials or consists of one of the following materials: TiW, TiWN, WN, TiN, TaN, W, Ti, Ta, Ni, Pd, Pt, Al, Cu, Cr, Hf, Nb, Zr, V, InO, ITO (Indium Tin Oxide), NiSi, CuSi, AlSi. Particularly advantageous here are the following materials for the barrier layer: Al, Cr, V, ITO.
Die Lotschicht kann beispielsweise eines der folgenden The solder layer may be one of the following, for example
Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden Have materials or any of the following
Materialien bestehen: AuSn, Auln, NiSn, GaBi, AgSn, SnAgCu, ZnAgCu, AgCuZnCd, CuZn, Sb, Ag, Bi, Cu, Sn, Pb, Au, Ga, Cd, In, Zn, InSn, InSnBi. Insbesondere kann die Lotschicht eine Kombination von mindestens zwei der folgenden Materialien aufweisen: Sb, Ag, Bi, Cu, Sn, Pb, Au, Ga, Cd, In, Zn, InSn, InSnBi. Besonders vorteilhaft sind hierbei die folgenden Materialien für die Lotschicht: GaBi, SnAgCu, InSn, InSnBi, In, Sn. Materials include: AuSn, Auln, NiSn, GaBi, AgSn, SnAgCu, ZnAgCu, AgCuZnCd, CuZn, Sb, Ag, Bi, Cu, Sn, Pb, Au, Ga, Cd, In, Zn, InSn, InSnBi. In particular, the solder layer may comprise a combination of at least two of the following materials: Sb, Ag, Bi, Cu, Sn, Pb, Au, Ga, Cd, In, Zn, InSn, InSnBi. Particularly advantageous here are the following Materials for the solder layer: GaBi, SnAgCu, InSn, InSnBi, In, Sn.
Neben der Barriereschicht und der Lotschicht kann der In addition to the barrier layer and the solder layer, the
Mehrschichtenstapel weitere Barriereschichten aufweisen. Die Barriereschichten können beispielsweise übereinander entlang der Stapelrichtung angeordnet sein und vollständig Multi-layer stack further barrier layers have. The barrier layers may, for example, be arranged one above the other along the stacking direction and completely
überlappen. Beispielsweise sind die folgenden overlap. For example, the following are
Materialkombinationen für zwei Barriereschichten, die derart angeordnet sind, geeignet: Ti/Pt, Ta/Pd, Ni/Pt, Ni/Pd. Material combinations for two barrier layers, which are arranged such, suitable: Ti / Pt, Ta / Pd, Ni / Pt, Ni / Pd.
Weiterhin ist es auch möglich, dass sich mehrere Furthermore, it is also possible that several
Barriereschichten dieser Materialpaarungen mehrfach Barrier layers of these material combinations several times
alternierend wiederholen, beispielsweise dreimal. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des repeat alternately, for example three times. According to another embodiment of the
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist die Radiation-emitting semiconductor chips is the
Barriereschicht in direktem Kontakt auf die rückseitige Barrier layer in direct contact with the back
Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht. Bevorzugt ist die Lotschicht wiederum in direktem Kontakt auf die Main surface of the semiconductor body applied. Preferably, the solder layer is again in direct contact with the
Barriereschicht aufgebracht. Barrier layer applied.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des According to another embodiment of the
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist die Radiation-emitting semiconductor chips is the
Barriereschicht gegenüber den Seitenflächen des Barrier layer opposite the side surfaces of the
Halbleiterkörpers zurückversetzt angeordnet, so dass ein Randbereich der rückseitigen Hauptfläche des Semiconductor body arranged offset back, so that a peripheral region of the back main surface of the
Halbleiterkörpers frei ist von der Barriereschicht. Bevorzugt ist der Randbereich der rückseitigen Hauptfläche von außen frei zugänglich. Durch diese Anordnung wird eine Benetzung der Seitenflächen des Halbleiterkörpers und damit eine Semiconductor body is free of the barrier layer. Preferably, the edge region of the rear main surface is freely accessible from the outside. By this arrangement wetting of the side surfaces of the semiconductor body and thus a
Schädigung der sensitiven Bereiche des Halbleiterkörpers durch das Lot weiter vermindert. Der Halbleiterkörper kann beispielsweise ein Substrat Damage to the sensitive areas of the semiconductor body further reduced by the solder. The semiconductor body may be, for example, a substrate
aufweisen, auf dem die epitaktische Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Substrat um ein Wachstumssubstrat der epitaktischen have, on which the epitaxial semiconductor layer sequence is arranged. For example, the substrate may be a growth substrate of the epitaxial
Halbleiterschichtenfolge handeln. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Substrat von einem Wachstumssubstrat der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge verschieden ist. Semiconductor layer sequence act. Furthermore, it is also possible for the substrate to be different from a growth substrate of the epitaxial semiconductor layer sequence.
Schließlich ist es auch möglich, dass der Halbleiterkörper frei ist von einem Substrat und im Wesentlichen durch die epitaktische Halbleiterschichtenfolge gebildet ist. Finally, it is also possible that the semiconductor body is free of a substrate and is essentially formed by the epitaxial semiconductor layer sequence.
Das Substrat kann elektrisch leitend oder elektrisch The substrate may be electrically conductive or electrically
isolierend ausgebildet sein. Es ist möglich, dass eine rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers durch eine Oberfläche des Substrats gebildet ist. Ist das Substrat elektrisch leitend ausgebildet, so findet in der Regel eine elektrische Kontaktierung der aktiven Zone über die be formed insulating. It is possible that a back main surface of the semiconductor body is formed by a surface of the substrate. If the substrate is designed to be electrically conductive, as a rule an electrical contacting of the active zone takes place via the
rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers statt. Beispielsweise kann das Substrat eines der folgenden back main surface of the semiconductor body instead. For example, the substrate may be one of the following
Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden Have materials or any of the following
Materialien bestehen: Silizium, Germanium, Galliumarsenid . Diese Materialien sind bevorzugt elektrisch leitend Materials include: silicon, germanium, gallium arsenide. These materials are preferably electrically conductive
ausgebildet. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Substrat Saphir aufweist oder aus Saphir gebildet ist. Saphir ist in der Regel elektrisch isolierend und durchlässig für Strahlung der aktiven Zone, insbesondere für blaues Licht. Weiterhin könnte als strahlungsdurchlässiges Substrat auch GaAs verwendet werden, wenn die aktive Zone Strahlung aus dem infraroten Spektralbereich aussendet. Umfasst der educated. Furthermore, it is also possible that the substrate comprises sapphire or is formed from sapphire. Sapphire is usually electrically insulating and transmissive to radiation of the active zone, especially blue light. Furthermore, GaAs could also be used as the radiation-transmissive substrate if the active zone emits radiation from the infrared spectral range. Includes the
Halbleiterkörper ein strahlungsdurchlässiges Substrat wie Saphir oder GaAs, so sendet er in der Regel auch Strahlung über seine Seitenflächen aus. Gemäß einer Ausführungsform des Strahlungsemittierenden Semiconductor body a radiation-transparent substrate such as sapphire or GaAs, he usually emits radiation through its side surfaces. According to an embodiment of the radiation-emitting
Halbleiterchips weist der Halbleiterkörper ein elektrisch leitendes Substrat auf und die rückseitige Hauptfläche ist durch eine Oberfläche des Substrats gebildet. Hierbei ist der Mehrschichtenstapel ebenfalls besonders bevorzugt elektrisch leitend ausgebildet und steht in elektrischem Kontakt mit dem Substrat des Halbleiterkörpers. Auf diese Art und Weise kann der Halbleiterkörper über die rückseitige Hauptfläche Semiconductor chips, the semiconductor body has an electrically conductive substrate and the rear main surface is formed by a surface of the substrate. In this case, the multilayer stack is also particularly preferably designed to be electrically conductive and is in electrical contact with the substrate of the semiconductor body. In this way, the semiconductor body can over the back main surface
elektrisch kontaktiert werden. Besonders bevorzugt bildet die Lotschicht des Mehrschichtenstapels hierbei zumindest eine Lötstelle aus. be contacted electrically. Particularly preferably, the solder layer of the multilayer stack forms at least one solder joint.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des According to another embodiment of the
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips weist der Radiation-emitting semiconductor chips has the
Halbleiterkörper ein Substrat auf, das elektrisch isolierend ausgebildet ist, wobei die rückseitige Hauptfläche durch eine Oberfläche des Substrats gebildet ist. Hierbei ist auch der Mehrschichtenstapel bevorzugt elektrisch isolierend Semiconductor body to a substrate, which is formed electrically insulating, wherein the rear-side main surface is formed by a surface of the substrate. Here, too, the multilayer stack is preferably electrically insulating
ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Lotschicht lediglich zur Befestigung auf einem weiteren Element, wie beispielsweise einem Anschlussträger, vorgesehen. Die educated. In this embodiment, the solder layer is provided only for attachment to a further element, such as a connection carrier. The
elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers erfolgt besonders bevorzugt über eine Vorderseite des Electrical contacting of the semiconductor body is particularly preferably via a front side of the
Halbleiterkörpers, die bei dieser Ausführungsform in der Regel die Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers sowie zwei elektrische Kontakte umfasst. Semiconductor body, which generally comprises the radiation exit surface of the semiconductor body and two electrical contacts in this embodiment.
Weiterhin ist es auch möglich, dass die rückseitige Furthermore, it is also possible that the back
Hauptfläche des Halbleiterkörpers zumindest stellenweise durch eine Oberfläche der epitaktischen Main surface of the semiconductor body at least in places by a surface of the epitaxial
Halbleiterschichtenfolge gebildet ist. Bei dieser Semiconductor layer sequence is formed. At this
Ausführungsform ist die Barriereschicht bevorzugt elektrisch leitend ausgebildet und auf einen ersten elektrischen Kontakt an der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Weiterhin umfasst der Mehrschichtenstapel hierbei bevorzugt eine weitere Barriereschicht, die elektrisch isolierend ausgebildet ist und teilweise versetzt zu der elektrisch leitenden Barriereschicht auf die rückseitige Hauptfläche aufgebracht ist. Die weitere Barriereschicht ist hierbei bevorzugt dazu vorgesehen, einen zweiten elektrischen Kontakt von dem ersten elektrischen Kontakt elektrisch zu isolieren. Embodiment, the barrier layer is preferably electrically formed conductive and applied to a first electrical contact on the epitaxial semiconductor layer sequence. Furthermore, the multilayer stack here preferably comprises a further barrier layer, which is designed to be electrically insulating and is applied partially offset from the electrically conductive barrier layer on the rear-side main surface. The further barrier layer is in this case preferably provided to electrically isolate a second electrical contact from the first electrical contact.
Weiterhin ist es grundsätzlich auch denkbar, auf die Furthermore, it is also conceivable, in principle
Barriereschicht zumindest einen elektrischen Kontakt Barrier layer at least one electrical contact
aufzubringen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform des to raise. According to another embodiment of the
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips umfasst die Radiation-emitting semiconductor chips comprises the
Lotschicht eine erste Lötstelle, eine zweite Lötstelle und eine dritte Lötstelle. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Lotschicht aus einer ersten Lötstelle, einer zweiten Lötstelle und einer dritten Lötstelle gebildet ist. Lotschicht a first solder joint, a second solder joint and a third solder joint. Furthermore, it is also possible that the solder layer is formed from a first solder joint, a second solder joint and a third solder joint.
Bevorzugt sind die erste Lötstelle mit einem ersten Preferably, the first solder joint with a first
elektrischen Kontakt des Halbleiterkörpers und die zweite Lötstelle mit einem zweiten elektrischen Kontakt des electrical contact of the semiconductor body and the second solder joint with a second electrical contact of the
Halbleiterkörpers elektrisch leitend verbunden. Die dritte Lötstelle ist bevorzugt elektrisch isoliert zu dem Semiconductor body electrically connected. The third solder joint is preferably electrically isolated from the
Halbleiterkörper ausgebildet. Die erste Lötstelle, die zweite Lötstelle und die dritte Lötstelle sind dazu vorgesehen, den Halbleiterchip mit einem Element, wie einem Anschlussträger oder einem Gehäuse, mechanisch stabil zu verbinden. Semiconductor body formed. The first solder joint, the second solder joint and the third solder joint are provided to mechanically stably connect the semiconductor chip to an element, such as a connection carrier or a housing.
Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform bevorzugt eine elektrische Kontaktierung des ersten elektrischen Kontakts und des zweiten elektrischen Kontakts über die erste Lötstelle und die zweite Lötstelle erzeugt. Die dritte In addition, in this embodiment, preferably, an electrical contacting of the first electrical contact and the second electrical contact via the first Soldering and the second soldering produced. The third
Lötstelle ist bevorzugt dazu vorgesehen, lediglich Wärme effektiv von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge abzuleiten . Solder is preferably intended to derive only heat effectively from the epitaxial semiconductor layer sequence.
Der hier beschriebene Strahlungsemittierende Halbleiterchip kann beispielsweise mit einem im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Merkmale, die vorliegend lediglich im Zusammenhang mit dem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip beschrieben sind, können ebenfalls bei dem Verfahren ausgebildet sein und umgekehrt. The radiation-emitting semiconductor chip described here can be produced, for example, by a method described below. Features that are described herein only in connection with the radiation-emitting semiconductor chip may also be formed in the method and vice versa.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines In a method for producing a
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips wird bevorzugt zunächst ein Halbleiterkörper bereitgestellt, der eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone umfasst. Die aktive Zone ist bevorzugt dazu geeignet, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Radiation-emitting semiconductor chips, a semiconductor body is preferably provided first comprising an epitaxial semiconductor layer sequence with an active zone. The active zone is preferably suitable for generating electromagnetic radiation. According to one embodiment of the method is a
Mehrschichtenstapel mit einer Barriereschicht und einer Lotschicht auf einer rückseitigen Hauptfläche des Multilayer stack having a barrier layer and a solder layer on a back major surface of the
Halbleiterkörpers abgeschieden. Hierbei wird die Semiconductor body deposited. Here is the
Barriereschicht bevorzugt zwischen der rückseitigen Barrier layer preferred between the back
Hauptfläche des Halbleiterkörpers und der Lotschicht angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Lotschicht bei dem fertigen Halbleiterchip von außen frei zugänglich. Main surface of the semiconductor body and the solder layer arranged. Particularly preferably, the solder layer is freely accessible from the outside in the finished semiconductor chip.
Besonders bevorzugt findet das Verfahren auf Waferlevel statt. Mit anderen Worten wird bevorzugt eine Vielzahl anMost preferably, the process takes place at wafer level. In other words, a variety is preferred
Halbleiterkörpern in einem Waferverbund bereitgestellt, auf dem der Mehrschichtenstapel mit der Barriereschicht und der Lotschicht abgeschieden wird. Aus Gründen der Einfachheit wird das Verfahren und dessen Ausführungsformen vorliegend anhand eines einzelnen Halbleiterkörpers beschrieben und begrifflich nicht zwischen dem Mehrschichtenstapel mit der Barriereschicht und der Lotschicht auf einem einzelnen Semiconductor bodies are provided in a wafer composite on which the multilayer stack with the barrier layer and the solder layer is deposited. For the sake of simplicity The method and its embodiments is described herein with reference to a single semiconductor body and conceptually not between the multilayer stack with the barrier layer and the solder layer on a single
Halbleiterkörper und auf mehreren Halbleiterkörpern im Semiconductor body and on several semiconductor bodies in
Waferverbund unterschieden. Wafer composite distinguished.
Findet das Verfahren auf Waferlevel statt, so werden die Halbleiterchips am Ende des Verfahrens bevorzugt in eine Vielzahl an einzelnen Halbleiterchips vereinzelt, If the method takes place at wafer level, the semiconductor chips are preferably separated into a plurality of individual semiconductor chips at the end of the method,
beispielsweise mittels Sägen. for example by means of sawing.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriereschicht vollflächig auf der rückseitigen Hauptfläche des Halbleiterkörpers abgeschieden. According to a further embodiment of the method, the barrier layer is deposited over the entire area on the rear main surface of the semiconductor body.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Lotschicht strukturiert auf die Barriereschicht aufgebracht, so dass die Barriereschicht in einem Randbereich frei bleibt von der Lotschicht. Mit anderen Worten wird die Lotschicht bei dieser Ausführungsform des Verfahrens beim Abscheiden bereits strukturiert. Ein weiterer Verfahrensschritt zur Strukturierung der Lotschicht findet bevorzugt nicht statt. Beispielsweise kann die Lotschicht unter Verwendung einer Maske, wie einer Fotolackmaske, strukturiert aufgebracht werden . According to a further embodiment of the method, the solder layer is applied in a structured manner to the barrier layer, so that the barrier layer remains free in an edge region of the solder layer. In other words, the solder layer is already structured in this embodiment of the method during deposition. Another method step for structuring the solder layer preferably does not take place. For example, the solder layer may be patterned using a mask, such as a photoresist mask.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriereschicht strukturiert auf die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht, so dass ein Randbereich der rückseitigen Hauptfläche frei bleibt von der According to a further embodiment of the method, the barrier layer is applied in a patterned manner to the rear-side main surface of the semiconductor body, so that an edge region of the rear-side main surface remains free of the surface
Barriereschicht. Die Lotschicht wird bei dieser Barrier layer. The solder layer is at this
Ausführungsform des Verfahrens ebenfalls bevorzugt strukturiert auf die Barriereschicht aufgebracht, so dass ein Randbereich der Barriereschicht frei bleibt von der Embodiment of the method also preferred structured on the barrier layer applied so that an edge region of the barrier layer remains free of the
Lotschicht. Mit anderen Worten werden die Lotschicht und die Barriereschicht bei dieser Ausführungsform des Verfahrens beim Abscheiden bereits strukturiert. Ein weiterer Solder layer. In other words, the solder layer and the barrier layer are already structured in this embodiment of the method during deposition. Another
Verfahrensschritt zur Strukturierung der Lotschicht und/oder der Barriereschicht findet bevorzugt nicht statt. Process step for structuring the solder layer and / or the barrier layer preferably does not take place.
Besonders bevorzugt werden die Barriereschicht und die Particularly preferred are the barrier layer and the
Lotschicht bei der strukturierten Aufbringung unter Lotschicht in the structured application below
Verwendung einer einzigen Fotolackmaske abgeschieden. Die Fotolackmaske ist bevorzugt auf die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung unterschiedlicher Abscheidemethoden für die Lotschicht und die Barriereschicht erzielt werden. So kann die Barriereschicht beispielsweise durch Sputtern abgeschieden werden und die Lotschicht durch thermisches Verdampfen . Sollen die Lotschicht und die Barriereschicht unter Using a single photoresist mask deposited. The photoresist mask is preferably applied to the rear main surface of the semiconductor body. This can be achieved, for example, by the use of different deposition methods for the solder layer and the barrier layer. For example, the barrier layer can be deposited by sputtering and the solder layer by thermal evaporation. Should the solder layer and the barrier layer under
Verwendung einer einzigen Fotolackmaske strukturiert Using a single photoresist mask structured
abgeschieden werden, so kann die Barriereschicht unter can be deposited, so the barrier layer under
Verwendung eines Streugases, wie etwa Argon, durch Using a spreading gas, such as argon
thermisches Verdampfen abgeschieden werden und die Lotschicht auf die Barriereschicht durch thermisches Verdampfen ohne Streugas abgeschieden werden. Hierbei streut das Streugas beim thermischen Verdampfen die Partikel des abzuscheidenden Materials der Barriereschicht und erzeugt so eine größere Fläche an abgeschiedenem Material als ohne Streugas. So kann eine Barriereschicht erzielt werden, die eine größere Fläche aufweist als die nachfolgend ohne Streugas abgeschiedene Lotschicht . Weiterhin ist es auch möglich, die Barriereschicht und die Lotschicht unter Verwendung einer einzigen Fotolackmaske strukturiert aufzubringen, indem ein Planetengetriebe mit einer Vielzahl an Kalotten sowie eine einzige Kalotte thermal evaporation are deposited and the solder layer are deposited on the barrier layer by thermal evaporation without scattering gas. In this case, the scattering gas scatters during thermal evaporation, the particles of the deposited material of the barrier layer and thus produces a larger surface of deposited material than without scattering gas. Thus, a barrier layer can be achieved, which has a larger area than the subsequently deposited without scattered gas solder layer. Furthermore, it is also possible to apply the barrier layer and the solder layer structured using a single photoresist mask, by a planetary gear with a plurality of dome and a single dome
verwendet wird. Die Kalotten sind beispielsweise domförmig ausgebildet. Hierbei wird die Barriereschicht bevorzugt unter Verwendung eines Planetengetriebes mit einer Vielzahl an Kalotten durch thermisches Aufdampfen abgeschieden. Die is used. The calottes, for example, are dome-shaped. Here, the barrier layer is preferably deposited by using a planetary gear with a plurality of calottes by thermal vapor deposition. The
Halbleiterkörper werden hierbei auf die Kalotten aufgebracht und die Kalotten werden durch das Planetengetriebe bei der Abscheidung der Barriereschicht gegeneinander rotieren, so dass eine größere Fläche auf den rückseitigen Hauptflächen der Halbleiterkörper mit dem Material der Barriereschicht bedeckt wird. Die Lotschicht wird dann unter Verwendung einer einzigen Kalotte, auf die die Halbleiterkörper aufgebracht sind, durch thermisches Aufdampfen abgeschieden. Da die Semiconductor bodies are in this case applied to the calottes and the calottes are rotated by the planetary gear in the deposition of the barrier layer against each other, so that a larger area on the back major surfaces of the semiconductor body is covered with the material of the barrier layer. The solder layer is then deposited by thermal vapor deposition using a single dome on which the semiconductor bodies are deposited. Because the
Rotation der Kalotten durch das Planetengetriebe Rotation of the calotte by the planetary gear
gegeneinander fehlt, wird eine kleinere Fläche mit dem missing against each other, will be a smaller area with the
Material der Lotschicht bedeckt. Covered material of the solder layer.
Schließlich kann zum Abscheiden einer strukturierten Finally, for depositing a structured
Barriereschicht und einer strukturierten Lotschicht unter Verwendung einer einzigen Fotolackmaske eine Fotolackmaske verwendet werden, die eine erste Fotolackschicht und eine zweite Fotolackschicht unterschiedlicher Dicken umfasst. Die erste Fotolackschicht ist hierbei bevorzugt in direktem Barrier layer and a patterned solder layer using a single photoresist mask, a photoresist mask are used, which comprises a first photoresist layer and a second photoresist layer of different thicknesses. The first photoresist layer is preferably in direct
Kontakt auf die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht und weist eine kleinere Dicke auf als die zweite Fotolackschicht, die auf die erste Fotolackschicht ebenfalls in direktem Kontakt aufgebracht ist. Auch mit Verwendung einer derartigen Fotolackmaske kann eine strukturierte Contact applied to the back main surface of the semiconductor body and has a smaller thickness than the second photoresist layer, which is also applied to the first photoresist layer in direct contact. Even with the use of such a photoresist mask, a structured
Abscheidung der Barriereschicht und der Lotschicht unter Verwendung einer einzigen Fotolackmaske erzielt werden. Hierbei kann bei dem Abscheiden der Barriereschicht auf ein Streugas verzichtet werden. Deposition of the barrier layer and the solder layer can be achieved using a single photoresist mask. This can be dispensed with in the deposition of the barrier layer on a scattering gas.
Weiterhin ist es auch möglich, dass die Barriereschicht und/oder die Lotschicht zuerst vollflächig abgeschieden werden und in einem nachfolgenden Schritt strukturiert werden, so dass der Randbereich der Barriereschicht frei ist von der Lotschicht und/oder der Randbereich der rückseitigen Hauptfläche des Halbleiterkörpers frei ist von der Furthermore, it is also possible that the barrier layer and / or the solder layer are first deposited over the entire surface and patterned in a subsequent step, so that the edge region of the barrier layer is free from the solder layer and / or the edge region of the rear main surface of the semiconductor body is free from the
Barriereschicht. Barrier layer.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer In a method for producing a
Strahlungsemittierenden Anordnung wird bevorzugt zumindest ein hier beschriebener Halbleiterchip bereitgestellt und durch Löten der Lotschicht auf einem weiteren Element, wie einem Substrat, einem Träger, einem Gehäuse oder einem At least one semiconductor chip described here is provided for radiation-emitting arrangement and by soldering the solder layer on a further element, such as a substrate, a carrier, a housing or a
Anschlussträger mechanisch stabil befestigt. Besonders bevorzugt wird bei dem Verfahren kein zusätzliches Connection carrier fixed mechanically stable. Particularly preferred in the method is no additional
Lotmaterial, das nicht mit dem Halbleiterchip in mechanischer Verbindung steht, verwendet. Mit anderen Worten wird nur die Lotschicht zum Löten eingesetzt. Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass Komponenten des Halbleiterkörpers vor dem Lotmaterial geschützt sind und außerdem auf einen Solder material which is not in mechanical connection with the semiconductor chip is used. In other words, only the solder layer is used for soldering. The method has the advantage that components of the semiconductor body are protected from the solder material and also to a
zusätzlichen Positionierungsschritt verzichtet werden kann. additional positioning step can be dispensed with.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 1 bis 3 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Further advantageous embodiments and developments of the invention will become apparent from the embodiments described below in conjunction with the figures. On the basis of the schematic sectional views of Figures 1 to 3, a method for producing a
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem Radiation-emitting semiconductor chips according to a
Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 4 bis 6 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Embodiment described in more detail. On the basis of the schematic sectional views of Figures 4 to 6, a method for producing a
Strahlungsemittierenden Halbleiterchips gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Radiation-emitting semiconductor chips according to another embodiment described in more detail.
Figur 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zu dem Verfahrensschritt gemäß Figur 5 alternativen FIG. 7 shows a schematic sectional view of an alternative to the method step according to FIG
Verfahrensschritts . Procedural step.
Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 8 bis 10 wird ein Verfahren gemäß einem weiteren Based on the schematic sectional views of Figures 8 to 10 is a method according to another
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren 11 bis 14 zeigen jeweils eine schematische Embodiment explained in more detail. FIGS. 11 to 14 each show a schematic
Schnittdarstellung eines strahlungsemittierenden Sectional view of a radiation-emitting
Halbleiterchips gemäß einem Ausführungsbeispiel. Semiconductor chips according to an embodiment.
Figur 15 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Figure 15 shows a schematic plan view of the
Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 14. Semiconductor chip according to the embodiment of Figure 14.
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der Figur 16 wird ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. 16, a method for producing a radiation-emitting arrangement according to an exemplary embodiment is explained in more detail with reference to the schematic sectional representation of FIG.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu The same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals. The figures and the proportions of the elements shown in the figures with each other are not to scale
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 wird zunächst ein Halbleiterkörper 1 bereitgestellt, der eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer aktiven Zone 3 aufweist. Die aktive Zone 3 ist dazu geeignet, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 ist auf einem Substrat 18 consider. Rather, individual elements, in particular layer thicknesses, can be shown exaggeratedly large for better representability and / or better understanding. In the method according to the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3, firstly a semiconductor body 1 is provided, which has an epitaxial semiconductor layer sequence 2 with an active zone 3. The active zone 3 is suitable for generating electromagnetic radiation. The epitaxial semiconductor layer sequence 2 is on a substrate 18
angeordnet, dessen Oberfläche eine rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 ausbildet. Auf der rückseitigen arranged, the surface of which forms a rear main surface of the semiconductor body 1. On the back
Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 wird eine Barriereschicht 4 vollflächig abgeschieden (Figur 1) . Main surface of the semiconductor body 1, a barrier layer 4 is deposited over the entire surface (Figure 1).
In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 2 In a next step, which is shown schematically in FIG. 2
dargestellt ist, wird eine Fotolackmaske 5 auf die is shown, a photoresist mask 5 on the
vollflächig abgeschiedene Barriereschicht 4 aufgebracht. Die Fotolackmaske 5 weist Öffnungen auf, durch die die applied over the entire surface barrier layer 4 applied. The photoresist mask 5 has openings through which the
Barriereschicht 4 frei zugänglich ist. In einem nächsten Schritt wird eine Lotschicht 6 in den Öffnungen auf der Barrier layer 4 is freely accessible. In a next step, a solder layer 6 in the openings on the
Barriereschicht 4 abgeschieden. In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 3 Barrier layer 4 deposited. In a next step, schematically in FIG. 3
dargestellt ist, wird die Fotolackmaske 5 entfernt. is shown, the photoresist mask 5 is removed.
Der strahlungsemittierende Halbleiterchip gemäß dem The radiation-emitting semiconductor chip according to the
Ausführungsbeispiel der Figur 3 weist eine Barriereschicht 4 auf, die vollflächig auf eine rückseitige Hauptfläche desEmbodiment of Figure 3 has a barrier layer 4, the entire surface on a back-side main surface of the
Halbleiterkörpers 1 aufgebracht ist. Die Lotschicht 6 ist in direktem Kontakt auf die Barriereschicht 4 aufgebracht und zurückversetzt gegenüber der Barriereschicht 4 ausgebildet, so dass ein Randbereich der Barriereschicht 4 von außen frei zugänglich ist. Die Barriereschicht 4 und die Lotschicht 6 bilden einen Mehrschichtenstapel 7 aus. Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 6 wird im Unterschied zu dem Verfahren gemäß dem Semiconductor body 1 is applied. The solder layer 6 is applied in direct contact with the barrier layer 4 and set back from the barrier layer 4, so that an edge region of the barrier layer 4 is freely accessible from the outside. The barrier layer 4 and the solder layer 6 form a multilayer stack 7. In the method according to the embodiment of Figures 4 to 6, in contrast to the method according to the
Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 die Fotolackmaske 5 vor dem Abscheiden der Barriereschicht 4 auf die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 aufgebracht (Figur 4) . Die Fotolackmaske 5 weist Öffnungen auf, durch die die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 frei Embodiment of Figures 1 to 3, the photoresist mask 5 applied before the deposition of the barrier layer 4 on the back main surface of the semiconductor body 1 (Figure 4). The photoresist mask 5 has openings through which the rear main surface of the semiconductor body 1 is exposed
zugänglich ist. In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 5 is accessible. In a next step, schematically in FIG. 5
dargestellt ist, wird die Barriereschicht 4 durch die is shown, the barrier layer 4 through the
Öffnungen der Fotolackmaske 5 auf die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 abgeschieden. Die Barriereschicht 4 wird beispielsweise mittels thermischem Verdampfen unter Verwendung eines Streugases, wie etwa Argon, abgeschieden. Auf diese Art und Weise wird eine vergleichsweise große Openings of the photoresist mask 5 deposited on the back main surface of the semiconductor body 1. The barrier layer 4 is deposited, for example, by thermal evaporation using a spreading gas such as argon. In this way, a comparatively large
Fläche der rückseitigen Hauptfläche mit der Barriereschicht 4 bedeckt. In einem nächsten Schritt wird die Lotschicht 6 auf der Barriereschicht 4 abgeschieden, ebenfalls mittels Surface of the back main surface covered with the barrier layer 4. In a next step, the solder layer 6 is deposited on the barrier layer 4, also by means of
thermischem Verdampfen, wobei auf ein Streugas verzichtet wird. Auf diese Art und Weise ist die Fläche, die die thermal evaporation, which dispenses with a spreading gas. In this way is the area that the
Lotschicht 6 bedeckt, kleiner als die Fläche, die die Lotschicht 6 covers, smaller than the area that the
Barriereschicht 4 bedeckt. Dann wird die Fotolackmaske 5 wieder entfernt (Figur 6) . Barrier layer 4 covered. Then the photoresist mask 5 is removed again (FIG. 6).
Auf diese Art und Weise wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip erzeugt, bei dem auf eine rückseitige In this way, a radiation-emitting semiconductor chip is produced in which a backside
Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 eine Barriereschicht 4 aufgebracht ist, die zurückversetzt zu Seitenflächen des Halbleiterkörpers 1 angeordnet ist. Ein Randbereich der rückseitigen Hauptfläche ist hierbei frei von der Main surface of the semiconductor body 1, a barrier layer 4 is applied, which is arranged offset back to side surfaces of the semiconductor body 1. An edge region of the rear main surface is in this case free of the
Barriereschicht 4 und von außen frei zugänglich. Die Barrier layer 4 and freely accessible from outside. The
Lotschicht 6 ist weiterhin ebenfalls zurückversetzt zu der Barriereschicht 4 auf dieser angeordnet, so dass ein Lotschicht 6 is also also set back to the Barrier layer 4 arranged on this, leaving a
Randbereich der Barriereschicht 4 frei ist von der Lotschicht 6 und darüber hinaus von außen frei zugänglich ist. Figur 7 zeigt einen Verfahrensschritt, der alternativ zu dem Verfahrensschritt gemäß der Figur 5 durchgeführt werden kann. Edge region of the barrier layer 4 is free from the solder layer 6 and beyond freely accessible from the outside. FIG. 7 shows a method step which can be carried out alternatively to the method step according to FIG.
Bei dem Verfahrensschritt gemäß der Figur 7 wird eine In the method step according to FIG. 7, a
Fotolackmaske 5 verwendet, die aus zwei unterschiedlichen Fotolackschichten 8, 9 aufgebaut ist. Eine erste Photoresist mask 5 is used, which is composed of two different photoresist layers 8, 9. A first
Fotolackschicht 8 ist hierbei in direktem Kontakt auf die rückseitige Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 aufgebracht und weist eine kleinere Dicke auf als eine zweite Photoresist layer 8 is in this case applied in direct contact with the rear main surface of semiconductor body 1 and has a smaller thickness than a second one
Fotolackschicht 9, die auf die erste Fotolackschicht 8 ebenfalls in direktem Kontakt aufgebracht ist. Auch mit Photoresist layer 9, which is also applied to the first photoresist layer 8 in direct contact. Also with
Verwendung einer derartigen Fotolackmaske 5 kann eine Use of such a photoresist mask 5, a
strukturierte Abscheidung der Barriereschicht 4 und der structured deposition of the barrier layer 4 and the
Lotschicht 6 unter Verwendung einer einzigen Fotolackmaske 5 erzielt werden. Hierbei kann bei dem Abscheiden der Lotschicht 6 can be achieved using a single photoresist mask 5. This can in the deposition of the
Barriereschicht 4 auf ein Streugas verzichtet werden. Barrier layer 4 to be dispensed with a scattering gas.
Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 8 bis 10 wird auf die rückseitige Hauptfläche des In the method according to the embodiment of Figures 8 to 10 is on the back main surface of
Halbleiterkörpers 1 zunächst eine Barriereschicht 4 Semiconductor body 1, first a barrier layer. 4
vollflächig abgeschieden. Auf der Barriereschicht 4 wird wiederum eine Lotschicht 6 ebenfalls vollflächig abgeschieden (Figur 8) . deposited over the entire surface. On the barrier layer 4, in turn, a solder layer 6 is also deposited over the whole area (FIG. 8).
In einem nächsten Schritt, der schematisch in Figur 9 In a next step, schematically in FIG. 9
dargestellt ist, wird dann auf die Lotschicht 6 eine Maske aufgebracht, beispielsweise eine Fotolackmaske 5. Unter is shown, then a mask is applied to the solder layer 6, for example, a photoresist mask 5. Sub
Verwendung der Maske 5 wird die Lotschicht 6 im Randbereich der Barriereschicht 4 entfernt, so dass die Lotschicht 6 zurückversetzt zu der Barriereschicht 4 ausgebildet ist. In einem nächsten Schritt wird die Maske wieder entfernt (Figur 10) . Es entsteht wiederum ein Halbleiterchip, wie er bereits anhand der Figur 3 beschrieben wurde. Using the mask 5, the solder layer 6 is removed in the edge region of the barrier layer 4, so that the solder layer 6 formed back to the barrier layer 4 is formed. In a next step, the mask is removed again (FIG. 10). In turn, a semiconductor chip is produced, as has already been described with reference to FIG.
Bei dem Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 11 sind die Seitenflächen des Halbleiterkörpers 1 geätzt. Daher sind die Seitenflächen und die dort In the semiconductor chip according to the exemplary embodiment of FIG. 11, the side surfaces of the semiconductor body 1 are etched. Therefore, the side surfaces and there
freiliegende aktive Zone 3 ein sensitiver Bereich 10 des Halbleiterchips. Durch die Anordnung der Lotschicht 6 auf der Barriereschicht 4, wobei die Lotschicht 6 zurückversetzt ist gegenüber der Barriereschicht 4 und die Barriereschicht 4 zurückversetzt ist gegenüber den Seitenflächen des exposed active zone 3, a sensitive region 10 of the semiconductor chip. By the arrangement of the solder layer 6 on the barrier layer 4, wherein the solder layer 6 is set back relative to the barrier layer 4 and the barrier layer 4 is set back relative to the side surfaces of the
Halbleiterkörpers 1, ist der sensitive Bereich 10 davor geschützt, mit Lotmaterial der Lotschicht 6 verschmutzt zu werden . Semiconductor body 1, the sensitive area 10 is protected from being contaminated with solder material of the solder layer 6.
Bei dem Halbleiterchip gemäß Figur 12 ist ein weiterer sensitiver Bereich 10 des Halbleiterkörpers 1 direkt In the semiconductor chip according to FIG. 12, a further sensitive region 10 of the semiconductor body 1 is direct
unterhalb der Barriereschicht 4 auf der rückseitigen below the barrier layer 4 on the back
Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 angeordnet. Bei dem sensitiven Bereich 10 kann es sich beispielsweise um Main surface of the semiconductor body 1 is arranged. The sensitive area 10 may be, for example
Spiegelschichten handeln. Durch die Barriereschicht 4 ist der sensitive Bereich 10 vor dem Lotmaterial der Lotschicht 6 geschützt. Mirror layers act. Due to the barrier layer 4, the sensitive region 10 is protected from the solder material of the solder layer 6.
Bei dem Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 13 ist ein weiterer sensitiver Bereich 10 auf der In the semiconductor chip according to the exemplary embodiment of FIG. 13, a further sensitive region 10 is on the
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers 1 angeordnet. Insbesondere die Strahlungsaustrittsfläche sollte frei bleiben von dem Lotmaterial, da ansonsten die Radiation exit surface of the semiconductor body 1 is arranged. In particular, the radiation exit surface should remain free of the solder material, otherwise the
Lichtabstrahlung gehindert wird. Dies wird bei dem Light emission is prevented. This will be at the
Halbleiterchip der Figur 13 insbesondere dadurch erzielt, dass die Lotschicht 6 zurückversetzt gegenüber der Barriereschicht 4 angeordnet ist. The semiconductor chip of FIG. 13 is achieved in particular by that the solder layer 6 is arranged backward relative to the barrier layer 4.
Bei dem Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14 und 15 umfasst der Halbleiterkörper 1 eine In the semiconductor chip according to the exemplary embodiment of FIGS. 14 and 15, the semiconductor body 1 comprises a
epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2, die zumindest stellenweise eine rückseitige Hauptfläche des epitaxial semiconductor layer sequence 2, which at least in places a back major surface of
Halbleiterkörpers 1 ausbildet. Auf der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 sind Semiconductor body 1 forms. On the epitaxial semiconductor layer sequence 2 are
vorliegend zwei elektrische Kontakte 11, 12 angeordnet, die dazu vorgesehen sind, die aktive Zone 3 der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 elektrisch zu kontaktieren. Der erste Kontakt 11 ist umlaufend in einem Randbereich der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 angeordnet. in the present case two electrical contacts 11, 12 are arranged, which are intended to electrically contact the active zone 3 of the epitaxial semiconductor layer sequence 2. The first contact 11 is arranged circumferentially in an edge region of the epitaxial semiconductor layer sequence 2.
Auf der rückseitigen Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 ist der Mehrschichtstapel 7 angeordnet, der mehrere On the back main surface of the semiconductor body 1, the multilayer stack 7 is arranged, which has a plurality of
Barriereschichten 4, 4λ, 4λ λ und eine Lotschicht 6 umfasst. Der Mehrschichtenstapel weist eine erste elektrisch leitende Barriereschicht 4, eine zweite elektrisch leitende Barrier layers 4, 4 λ , 4 λ λ and a Lotschicht 6 includes. The multilayer stack has a first electrically conductive barrier layer 4, a second electrically conductive layer
Barriereschicht 4 λ und eine elektrisch isolierende Barrier layer 4 λ and an electrically insulating
Barriereschicht 4λ λ auf. Weiterhin ist eine Metallisierung 13 von dem Mehrschichtenstapel 7 umfasst. Barrier layer 4 λ λ on. Furthermore, a metallization 13 of the multilayer stack 7 is included.
Die erste elektrisch leitende Barriereschicht 4 ist teilweise auf den ersten elektrischen Kontakt 11 und auf den zweiten elektrischen Kontakt 12 aufgebracht. Die erste The first electrically conductive barrier layer 4 is partially applied to the first electrical contact 11 and to the second electrical contact 12. The first
Barriereschicht 4 ist also strukturiert ausgebildet. Auf die erste Barriereschicht 4 ist teilweise die Metallisierung 13 aufgebracht. Die Metallisierung 13 bedeckt die erste Barrier layer 4 is thus structured. On the first barrier layer 4, the metallization 13 is partially applied. The metallization 13 covers the first one
Barriereschicht 4 in dem Bereich, in dem diese auf den ersten elektrischen Kontakt 11 aufgebracht ist, vollständig und in dem Bereich, in dem die erste Barriereschicht 4 auf die zweite Barriereschicht 4λ aufgebracht ist, teilweise. Die zweite elektrisch leitende Barriereschicht 4 λ ist auf die Metallisierung 13 aufgebracht. Die Metallisierung 13 Barrier layer 4 in the area where it is applied to the first electrical contact 11, completely and in the region in which the first barrier layer 4 is applied to the second barrier layer 4 λ partially. The second electrically conductive barrier layer 4 λ is applied to the metallization 13. The metallization 13
verbindet die erste elektrisch leitende Barriereschicht 4 auf dem zweiten elektrischen Kontakt 11 mit einem Bereich der zweiten elektrisch leitenden Barriereschicht 4 der von dem ersten elektrischen Kontakt 11 elektrisch isoliert ist. Auf den Bereich der rückseitigen Hauptfläche, der durch die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 2 und nicht durch einen der elektrischen Kontakte 11, 12 gebildet ist, ist die elektrisch isolierende Barriereschicht 4λ λ aufgebracht. Die elektrisch isolierende Barriereschicht 4 λ λ ist teilweise versetzt zu der ersten elektrisch leitenden Barriereschicht 4 und der zweiten elektrisch leitenden Barriereschicht 4 λ angeordnet. Die elektrisch isolierende Barriereschicht 4λ λ isoliert den ersten elektrischen Kontakt 11 und insbesondere die Metallisierung 13 elektrisch gegenüber dem ersten connects the first electrically conductive barrier layer 4 on the second electrical contact 11 to a region of the second electrically conductive barrier layer 4 which is electrically insulated from the first electrical contact 11. On the region of the rear main surface, which is formed by the epitaxial semiconductor layer sequence 2 and not by one of the electrical contacts 11, 12, the electrically insulating barrier layer 4 λ λ is applied. The electrically insulating barrier layer 4 λ λ is partially offset from the first electrically conductive barrier layer 4 and the second electrically conductive barrier layer 4 λ arranged. The electrically insulating barrier layer 4 λ λ isolates the first electrical contact 11 and in particular the metallization 13 electrically with respect to the first
elektrischen Kontakt 12. electrical contact 12.
Auf der zweiten elektrisch leitenden Barriereschicht 4 λ ist die Lotschicht 6 aufgebracht. Die Lotschicht 6 ist vorliegend strukturiert ausgebildet und aus einer ersten Lötstelle 14, einer zweiten Lötstelle 15 und einer dritten Lötstelle 16 gebildet (Figur 15) . On the second electrically conductive barrier layer 4 λ , the solder layer 6 is applied. In the present case, the solder layer 6 is structured and formed from a first solder joint 14, a second solder joint 15 and a third solder joint 16 (FIG. 15).
Die erste Lötstelle 14 ist mit dem ersten elektrisch The first solder joint 14 is electrically connected to the first
leitenden Kontakt 11 durch die erste elektrisch leitende Barriereschicht 4, die zweite elektrisch leitende conductive contact 11 through the first electrically conductive barrier layer 4, the second electrically conductive
Barriereschicht 4λ und die Metallisierung 13, die auf dem ersten elektrischen Kontakt 11 einen Schichtenstapel Barrier layer 4 λ and the metallization 13, on the first electrical contact 11 a layer stack
ausbilden, elektrisch leitend verbunden. Die dritte Lötstelle 16 ist ebenfalls über die erste form, electrically connected. The third solder 16 is also over the first
elektrisch leitende Barriereschicht 4, die zweite elektrisch leitende Barriereschicht 4 λ und die Metallisierung 13 electrically conductive barrier layer 4, the second electrically conductive barrier layer 4 λ and the metallization thirteenth
elektrisch leitend mit dem zweiten elektrischen Kontakt 12 verbunden. Die erste Barriereschicht 4 und die zweite electrically connected to the second electrical contact 12. The first barrier layer 4 and the second
Barriereschicht 4 λ sind hierbei versetzt zueinander Barrier layer 4 λ are offset from one another here
angeordnet und durch die Metallisierung 13 elektrisch leitend miteinander verbunden. arranged and electrically conductively connected to each other by the metallization 13.
Die zweite Lötstelle 15 ist durch die elektrisch isolierende Barriereschicht 4 λ λ von der epitaktischen The second solder joint 15 is λ λ of the epitaxial by the electrically insulating barrier layer
Halbleiterschichtenfolge 2 und den beiden elektrischen Semiconductor layer sequence 2 and the two electrical
Kontakten 11, 12 elektrisch isoliert und dient nur zur Contacts 11, 12 electrically isolated and serves only for
Wärmeableitung von der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge 2 und nicht zur elektrischen Kontaktierung wie die beiden anderen Lötstellen 14, 16. Heat dissipation from the epitaxial semiconductor layer sequence 2 and not for electrical contacting as the other two solder joints 14, 16th
Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 16 wird ein Halbleiterchip mit einem Mehrschichtenstapel 7 auf der rückseitigen Hauptfläche des Halbleiterkörpers 1 auf ein weiteres Element, wie einen Anschlussträger 17, aufgelötet. Die Lotschicht 6 ist bei dem Halbleiterchip der Figur 16 zurückversetzt gegenüber der Barriereschicht 4 angeordnet. Der Halbleiterchip kann mit Vorteil direkt aufgelötet werden, ohne dass zusätzliches Lotmaterial aufgebracht werden muss. Da das Lotmaterial gegenüber den Seitenflächen des In the method according to the exemplary embodiment of FIG. 16, a semiconductor chip with a multilayer stack 7 on the rear main surface of the semiconductor body 1 is soldered onto a further element, such as a connection carrier 17. The solder layer 6 is set back in the semiconductor chip of FIG. 16 in relation to the barrier layer 4. Advantageously, the semiconductor chip can be directly soldered on without having to apply additional solder material. Because the solder material faces the side surfaces of the
Halbleiterkörpers 1 zurückversetzt angeordnet ist und mittels der Barriereschicht 6, sind die sensitiven Bereiche des Semiconductor body 1 is arranged offset back and by means of the barrier layer 6, the sensitive areas of the
Halbleiterchips bei dem Lötvorgang vor Lotmaterial geschützt. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 102017113407.7, deren Semiconductor chips in the soldering protected from solder. The present application claims the priority of the German application DE 102017113407.7, whose
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den The disclosure is hereby incorporated by reference. The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly incorporated in the claims
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Claims or embodiments is given.
Bezugs zeichen Reference sign
1 Halbleiterkörper 1 semiconductor body
2 epitaktische Halbleiterschichtenfolge 3 aktive Zone 2 epitaxial semiconductor layer sequence 3 active zone
4, 4 \ 4 λ λ BarriereSchicht 4, 4 \ 4 λ λ barrier layer
5 Fotolackmaske 5 photoresist mask
6 Lotschicht 6 solder layer
7 MehrschichtenStapel 7 multilayer stacks
8, 9 Fotolackschichten 8, 9 photoresist layers
10 sensitiver Bereich 10 sensitive area
11, 12 elektrischer Kontakt 11, 12 electrical contact
13 Metallisierung 13 metallization
14, 15, 16 Lötstelle 14, 15, 16 solder joint
17 Anschlussträger 17 connection carrier
18 Substrat 18 substrate
Claims
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