(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス部品を製造する方法であって、
Ａ）  光電子的に活性な領域を有する半導体積層体（１０）を形成するステップと、
Ｂ）  前記半導体積層体（１０）に誘電体層（２０）を形成するステップと、
Ｃ）  前記半導体積層体（１０）とは反対側の前記誘電体層（２０）の表面を官能化するステップと、
Ｄ）  前記官能化された表面に金属層（４０）を形成するステップと、
を含んでおり、
方法ステップＢ）およびＣ）が、プラズマ化学気相成長法または湿式化学法によって同時に行われ、
前記誘電体層（２０）に共有結合されている出発物質が方法ステップＣ）において形成され、前記出発物質が、方法ステップＤ）において、前記金属層（４０）との共有結合を形成し、接着層（３０）が形成され、
前記接着層（３０）が、硫黄を含んでおり、
前記硫黄の硫黄原子が前記誘電体層（２０）に共有結合を介して結合されており、前記金属層（４０）にも、さらなる共有結合を介して結合されている、
方法。
【請求項２】
方法ステップＢ）およびＣ）において、少なくとも２種類の前駆体材料が使用される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前駆体材料として、オルトケイ酸テトラエチルおよび（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシランが選択される、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
方法ステップＢ）およびＣ）において、シリコン酸化物からなる前記誘電体層（２０）にチオール官能化表面が形成される、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記誘電体層（２０）が、シリコン酸化物、シリコン窒化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、イットリウム酸化物、およびシリコンを含んだ群から選択される材料を備えており、
前記金属層（４０）が銀を含んでいる、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記金属層（４０）の上にさらなる層（５０）が配置されており、
前記さらなる層（５０）が、Ａｇ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＺｎＯ、およびＣｕを含んだ群から選択される材料を備えている、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
オプトエレクトロニクス部品の製造方法を開示する。
【０００２】
＜関連出願＞
本特許出願は、独国特許出願第１０  ２０１１  １０８  ７９３．５号および独国特許出願第１０  ２０１１  １１４  ８６５．９号の優先権を主張し、これらの文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【０００３】
オプトエレクトロニクス部品は、パッシベーション層に形成されたメタライゼーション層をしばしば含んでいる。これらの層を互いに接合する目的で、従来では最大で１ｎｍ厚の金属接着層（例えばチタンから構成される）が使用されるが、この金属接着層は、その製造方法のため、原子的に滑らかではなく、したがって連続的な層を形成しない。むしろ、それぞれの金属の局所的な蓄積が存在する。さらに、パッシベーション層と、それに続くメタライゼーション層の間に実際に共有結合が形成されるかを制御することが不可能である。さらには、従来知られている金属接着層は、水性媒体において化学的に反応性であり、したがって、完成した部品においても金属接着層が特に湿気によって劣化する危険性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、改善された特性を有するオプトエレクトロニクス部品の製造方法を提供することである。これらの目的は、請求項１による方法によって達成される。従属請求項は、本方法のさらなる構成に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示するオプトエレクトロニクス部品は、光電子的に活性な領域を有する半導体積層体を備えている。本部品は、半導体積層体の上の誘電体層と、誘電体層の上の金属層とを備えている。この場合、誘電体層と金属層との間に接着層が配置されており、この接着層は、誘電体層と金属層とに共有結合している。
【０００６】
半導体積層体は、複数の層の積層体とすることができる（例えばｐ型にドープされた半導体層およびｎ型にドープされた半導体層の層列）。
【０００７】
本明細書において、１つの層または１つの要素が別の層または別の要素の「上に」配置または形成されているとは、その１つの層または１つの要素がその別の層または別の要素に機械的もしくは電気的または機械的かつ電気的に直接接触した状態で直接的に配置されていることを意味する。さらに、このことは、その１つの層または１つの要素がその別の層または別の要素の上または上方に間接的に配置されることも意味しうる。この場合、その１つの層とその別の層の間、もしくはその１つの要素とその別の要素との間、またはその両方に、さらなる層もしくは要素またはその両方を配置することができる。
【０００８】
本明細書において、１つの層または１つの要素が２つの別の層または別の要素の間に配置されているとは、その１つの層または１つの要素が、その別の２つの層または２つの要素の一方と、直接的な機械的接触もしくは電気的接触またはその両方の状態に直接的に配置されている、または、間接的な接触の状態にあり、かつ、その別の２つの層または２つの要素のもう一方と、直接的な機械的接触もしくは電気的接触またはその両方の状態に配置されている、または、間接的な接触の状態にあることを意味する。この場合、間接的な接触の状態にある場合、その１つの層とその別の２層の少なくとも一方との間、またはその１つの要素とその別の２つの要素の少なくとも一方との間に、さらなる層もしくはさらなる要素またはその両方が配置されていてもよい。
【０００９】
本明細書において、用語「部品」は、例えばＬＥＤやレーザダイオードなどの完成した部品のみならず、基板や半導体層も意味するものとし、したがって、例えば銅層および半導体層を備えた複合体もすでに部品を構成することができ、上位の第２の部品（例えば電気接続部がさらに存在する）の一部を形成することができる。
【００１０】
オプトエレクトロニクス部品は、半導体チップであり得る。半導体チップは、光電子的に活性な領域として、活性層、例えば、ｐｎ接合部、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）、または多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有することができる。活性領域に加えて、半導体積層体は、さらなる機能層および機能領域を備えていてもよく、例えば、ｐ型およびｎ型にドープされた電荷キャリア輸送層（すなわち電子およびホールの輸送層）、ｐ型にドープされた、ｎ型にドープされた、およびドープされていない閉じ込め層、クラッド層および導波路層、障壁層、平坦化層、バッファ層、保護層、電極、およびこれらの層の組合せを備えていてもよい。
【００１１】
半導体積層体は、エピタキシャル積層体として（すなわちエピタキシャルに成長した半導体積層体として）形成してもよい。この場合、半導体積層体は、特に、窒化物半導体系として形成することができる。用語「窒化物半導体系」は、すべての窒化物化合物半導体材料を包含する。これは、例えば、ＩＩＩ族の元素と窒化物との二元化合物、三元化合物、四元化合物のうちの少なくとも１種類を備えた半導体構造を含むことができる。このような材料の例は、ＢＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、またはさらなるＩＩＩ−Ｖ族化合物である。この意味において、半導体積層体は、ＩｎＡｌＧａＮ系として具体化することができる。ＩｎＡｌＧａＮ系の半導体チップおよび半導体積層体としては、特に、エピタキシャルに形成された半導体積層体が、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）からの材料を備えた少なくとも１つの個別層を含んでいる異なる個々の層から構成される積層体を一般的に有するものが挙げられる。
【００１２】
ＩｎＧａＡｌＮ系の少なくとも１層の活性層を有する半導体積層体は、例えば、紫外線から緑色、または黄緑色の波長範囲の電磁放射を放出することができる。
【００１３】
さらには、半導体積層体は、例えば、ＡｌＧａＡｓ系として具体化してもよい。ＡｌＧａＡｓ系の半導体チップおよび半導体積層体としては、特に、エピタキシャルに形成された半導体積層体が、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）からの材料を備えた少なくとも１層の個別層を含んでいる異なる個々の層から構成される積層体を一般的に有するものが挙げられる。特に、ＡｌＧａＡｓ系材料を備えた活性層は、赤色から赤外線の波長領域における１つまたは複数のスペクトル成分を有する電磁放射を放出するのに適したものとすることができる。さらに、このような材料は、記載した元素に加えて、または記載した元素に代えて、ＩｎもしくはＰまたはその両方を備えていてもよい。
【００１４】
これに代えて、またはこれに加えて、半導体積層体または半導体チップは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系に加えて、またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系の代わりに、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料系を備えていてもよい。
【００１５】
上に記載したすべての材料は、材料の物理特性を実質的に変化させることない１種類または複数種類のドーパントおよび追加の構成成分を備えていてもよい。
【００１６】
さらに、誘電体層は、例えばパッシベーション層を意味するものと理解することができる。金属層は、コンタクト層とする、またはさらなる層（例えばさらなる金属層）を上に堆積させることのできるシード層とすることができる。
【００１７】
接着層が誘電体層と金属層とに共有結合しているという表現は、接着層が、誘電体層の材料と金属層の材料の両方と共有結合を形成している材料を備えていることを意味するものと理解されたい。これに関連して、接着層の材料との共有結合を形成することのできる原子は、少なくとも誘電体層の相互に対向する面と金属層に存在する。言い換えれば、金属層と誘電体層との共有結合ブリッジ（covalent bridging）が存在する。結果として、接着層とそれに続く金属層を形成するとき、例えば、接着層内の微小流路または孔を回避または低減することができる。
【００１８】
層構造には弱い箇所（weak points）がほとんど、またはまったく存在しないため、水性化学物質が侵入する結果としての後からの部品の劣化を回避または低減できる。したがって、オプトエレクトロニクス部品の堅牢性を高め、部品の品質を向上させることができる。この場合、水性化学物質とは、完成時に部品を囲む工程化学物質であるか、あるいは後から部品を動作させるときの湿気のいずれかである。部品の堅牢性が増大する結果として、歩留りも増大する。
【００１９】
一実施形態によると、接着層は、単分子層とすることができる。この場合、単分子層とは、分子または原子の単層から形成される層を意味するものと理解されたい。したがって、接着層の厚さは、この単分子層の厚さに一致する。したがって、誘電体層と金属層との間に極めて薄い接着層を形成することが可能であり、これにより、これらの層の間の接着が同時に改善される。
【００２０】
オプトエレクトロニクス部品において接着層として単分子層を使用する結果として、完成した部品に接着層が残っているにもかかわらず、部品の幾何学形状は変化しない。
【００２１】
一実施形態によると、接着層は、硫黄を備えていてもよい。したがって、単分子層は、硫黄層である。硫黄層は、硫黄を含んでいる、または硫黄からなることができる。この場合、各硫黄原子は、誘電体層の材料に共有結合を介して結合されており、金属層にも、さらなる共有結合を介して結合されている。したがって、接着層は、誘電体層と金属層との間の硫黄の橋と称することもできる。硫黄の橋は、誘電体層と金属層との間の共有結合ブリッジであり、これら２層の間の接着を改善する。
【００２２】
この場合、誘電体層は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、イットリウム酸化物、およびシリコンを含んだ群から選択される材料を備えていることができる。その例は、ＳｉｙＯｘ、ＳｉｕＮｖ、ＭｍＯｎ（Ｍは、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、およびＹから選択することができる）であり、パラメータは用途に応じて選択することができ、したがって結果として化学量論的に異なる組成を得ることができる。これに関して、誘電体層は、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、またはＹ２Ｏ３を備えていることができる。誘電体層の材料としてのさらなる酸化物または窒化物も考えられる。誘電体層は、特にめっきスルーホールを実現する目的で、構造化部（例えばフィードスルーの形）をさらに有していてもよい。
【００２３】
一実施形態によると、金属層は、活性領域において生成することのできる放射に対して反射性とすることができる。したがって、金属層は、例えばミラー層であり得る。このミラー層は、半導体積層体の活性領域において生成されて、ミラー層とは反対側の半導体積層体の面において放出されるように意図されている放射を、ミラー層から半導体積層体に反射して戻す効果を有し、これにより放射の損失を低減または防止することができる。半導体積層体において生成することのできる放射は、可視放射とすることができる。
【００２４】
金属層は、例えば銀を含んでいてもよい。したがって、金属層は、銀を含んでいる、または銀からなることができる。銀は、可視放射に対して特に良好な反射率を有する。他の反射性の材料も、金属層の材料として使用することが同様に考えられる。
【００２５】
さらなる実施形態によると、金属層の上にさらなる層を配置し得る。このさらなる層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＺｎＯ、およびＣｕを含んだ群から選択される材料を備えていることができる。したがって、このさらなる層は、オプトエレクトロニクス部品において例えばコンタクト層としての役割を果たすことのできる例えばメタライゼーション層とすることができる。したがって、金属層を第１の金属層と称し、第１の金属層の上に配置されているさらなる層を第２の金属層と称し得る。
【００２６】
金属層、特に、誘電体層とは反対側の面に存在する金属ナノ粒子は、さらなる層のシード層としての役割を果たし、シード層の上にさらなる層を特に良好に形成することができる。したがって、さらなる層が上に形成されるシード層が存在していることにより、従来使用されている接着促進体（例えばチタンやクロム）を使用することなく、金属層の上にさらなる層を、欠陥の少ない均一な状態で直接連結することができる。誘電体層の上に接着層が単分子層の形で均一に分布している結果として、単分子層の上に金属層も均一に分布し、この結果として、金属層の上に均一な分布のさらなる層を得ることができる。
【００２７】
オプトエレクトロニクス部品を製造する方法をさらに開示する。この方法は、以下の方法ステップを含んでいる。
Ａ）  光電子的に活性な領域を有する半導体積層体を形成する。
Ｂ）  半導体積層体に誘電体層を形成する。
Ｃ）  半導体積層体とは反対側の誘電体層の表面を官能化する。
Ｄ）  官能化された表面に金属層を形成する。
【００２８】
この場合、方法ステップＣ）において、誘電体層に共有結合される出発物質が形成され、方法ステップＤ）において、この出発物質が金属層との共有結合を形成し、接着層が形成される。
【００２９】
この方法によって、誘電体層と金属層との間の接着が改善されたオプトエレクトロニクス部品を製造することができる。一例として、上述したオプトエレクトロニクス部品を製造することができる。（部品に関連して説明した）用語の定義および部品内の配置構造は、本方法においても同様にあてはまる。さらに、本方法において製造される層もしくは要素またはその両方は、特に明記しない限り、部品に関連して説明したものと同じ呼称の層もしくは要素またはその両方の材料を含んでいる。
【００３０】
記載した方法ステップは、列挙した順序に対応する時間的順序において行うことができる。２つ以上の方法ステップを同時に実施する、または一部が重なるように実施することもでき、この場合、これらのステップは個々の方法ステップとして互いに分けることができない。
【００３１】
方法ステップＡ）は、例えば半導体材料をエピタキシャルに成長させることによって実施することができる。
【００３２】
一実施形態によると、方法ステップＢ）および方法ステップＣ）は、湿式化学法、プラズマ化学気相成長法、および原子層成長法を含む群から選択される方法によって行うことができる。各場合において、方法ステップＢ）および方法ステップＣ）に異なる方法または同じ方法を選択することができる。一例として、方法ステップＢ）を、プラズマ化学気相成長法によって、または原子層成長法によって行い、方法ステップＣ）を湿式化学法によって行うことができる。さらなる例によると、方法ステップＢ）およびＣ）の両方を、プラズマ化学気相成長法によって、または原子層成長法によって行うことができる。
【００３３】
方法ステップＢ）およびＣ）を行うのにどの方法を選択するかには関係なく、すべての方法において同じ前駆体材料を使用することができる。
【００３４】
この点に関して、一例として、液体形態における第１および第２の前駆体材料の混合物と、適切な場合、溶媒を加えたものを、すでに誘電体層が形成されている半導体積層体に塗布することができる。この場合、最初に、誘電体層の表面を第１の前駆体材料によって完成させ（例えば水酸基を末端に付加する）、次いで、誘電体層の官能化表面を第２の前駆体材料から形成する。
【００３５】
例えばプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって、官能化された誘電体層を製造する目的で前駆体材料を堆積させることができる。この場合、半導体積層体の上もしくは周囲またはその両方のある範囲にプラズマを発生させることができ、前駆体材料を前記範囲に送って、プラズマ中でイオン化し互いに反応するように励起させることができる。誘電体層が形成される半導体積層体の一方の面を、誘電体層を形成できるように加熱しなければならない温度を、プラズマを発生させることによって、プラズマを使用しないＣＶＤ法と比較して下げることが可能になる。このことは、特に、最大温度を超える温度において半導体積層体が不可逆的に損傷する場合に特に有利であり得る。
【００３６】
したがって、方法ステップＢ）およびＣ）において、第１および第２の前駆体材料をプラズマ化学気相成長法によって半導体積層体の上に堆積させることができ、この場合、誘電体層が第１の前駆体材料によって形成され、第２の前駆体材料によってインサイチュで官能化される。このとき、誘電体層に官能化表面が得られ、１つの方法ステップが要求されるのみである。
【００３７】
原子層成長法（ＡＬＤ）による方法では、上述したＣＶＤ法と比較して、表面に層を形成するため、最初に少なくとも２種類の気体前駆材料のうちの第１の材料を、半導体積層体が設けられている範囲に送る。第１の前駆体材料は、半導体積層体の表面に吸着することができる。半導体積層体の表面が、好ましくは完全に、またはほぼ完全に第１の前駆体材料によって覆われた後、誘電体層の所望の層厚さに応じて、第１の前駆体材料から構成されるさらなる単分子層を、吸着された第１の層の上に堆積させることができ、最後に第２の前駆体材料を送ることができ、第２の前駆体材料は、第１の前駆体材料から形成されている誘電体層の表面と反応し、第１の前駆体材料から形成される誘電体層の官能化表面が形成される。したがって、この方法は、誘電体層の表面に、官能化層の正確に１層の単分子層を堆積させることが可能である。
【００３８】
ＣＶＤ法の場合と同様に、室温より高い温度まで半導体積層体が加熱されるならば有利であり得る。結果として、誘電体層を形成してその表面を官能化するための反応を、熱的に開始することができる。この場合、選択される温度は前駆体材料に依存させることができる。
【００３９】
この場合、原子層成長法のうちプラズマを使用しないバリエーション（「プラズマレス原子層成長法」：ＰＬＡＬＤ）では、ＡＬＤ法として、後から説明するように、プラズマを発生させずに、単分子層を形成するため、上述した前駆体材料の反応を、被覆される半導体積層体の温度のみによって開始させる。
【００４０】
温度またはプラズマ以外に、例えば２５０℃の中程度の温度との組合せにおける酸素またはオゾンも、反応を開始させる目的に適している。
【００４１】
原子層成長法のうちプラズマを使用するバリエーション（「プラズマ化学気相成長法」：ＰＥＡＬＤ）では、ＡＬＤ法として、プラズマを発生させながら同時に第２の前駆体材料を送り、その結果として、ＰＥＣＶＤ法の場合と同様に、第２の前駆体材料を励起させることが可能である。結果として、半導体積層体を加熱する温度を、プラズマレスＡＬＤ法と比較して下げることができる。気体前駆体材料がプラズマによって分解され、したがって揮発性のラジカルが分離され、誘電体層の材料および表面官能化の材料を堆積させることができる。
【００４２】
原理的には、ＡＬＤ法において、プラズマ、温度、および酸素またはオゾンからのエネルギ供給を組み合わせることも可能である。
【００４３】
説明したＡＬＤ法の１つによって、方法ステップＢ）およびＣ）において、連続して行われる３つのステップを実行することができ、各ステップにおいて、誘電体層を形成し、半導体積層体とは反対側の誘電体層の表面を加水分解し、最後に、加水分解された表面を官能化する。誘電体層を形成する目的には、第１の気体前駆体材料を使用することができ、官能化を形成する目的には第２の気体前駆体材料を使用することができる。
【００４４】
一実施形態においては、方法ステップＢ）およびＣ）を、プラズマ化学気相成長法によって同時に行い得る。したがって、誘電体層の表面官能化を追加の方法ステップなしで行うことのできる方法が提供され、時間、装置、および資源が節約される工程ソリューションが提供される。さらに、半導体積層体とは反対側の誘電体層の表面の官能化がインサイチュで行われる制御可能な方法ステップが提供される。
【００４５】
一実施形態によると、方法ステップＢ）およびＣ）において、少なくとも２種類の前駆体材料を使用することができる。前駆体材料として、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）および（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＯ）を選択することができる。これらの前駆体材料は、官能化表面を有する誘電体層を形成するのに適した材料である。この場合、誘電体層を形成するための前駆体材料としてＴＥＯＳを使用することができ、官能化を形成するための前駆体材料としてＭＰＴＯを使用することができる。さらなる実施形態によると、ＴＥＯＳの代わりに、２成分前駆体材料（例えばＳｉＨ４／Ｏ２またはＳｉＨ４／Ｎ２Ｏ）を使用することもできる。
【００４６】
方法ステップＢ）およびＣ）において前駆体材料ＴＥＯＳおよびＭＰＴＯを使用することによって、チオール官能化表面（上にＳＨ基が存在する表面を表す）を、シリコン酸化物含有層（例えばＳｉＯ２含有層）の上に形成することができる。この場合、ＳＨ官能化部は、硫黄原子が誘電体層に（すなわちシリコン酸化物層）に）共有結合している出発物質である。
【００４７】
さらなる方法ステップＤ）において、金属層（例えば銀を含んでいる、または銀からなることができる）が官能化表面に形成される場合、金属層は、官能化表面（例えばチオール官能化ＳｉＯ２表面）に共有結合することができる。例えばチオール基が存在する場合、Ｓ−Ｈ結合が壊れて陽子が自由になることによって、形成された金属イオンにチオール基が結合することができる。これにより硫黄−金属結合が形成される。金属として銀が選択される場合、銀の結合は、例えば硝酸銀水溶液（ＡｇＮＯ３）によって形成することができる。したがって、単分子層の形の硫黄層が表面官能化から形成され、オプトエレクトロニクス部品において誘電体層と金属層との間に接着層を形成する。接着層は、誘電体層との共有結合と、金属層との共有結合を有する。接着層が硫黄層を備えている実施形態においては、硫黄原子それぞれが誘電体層のシリコン酸化物との共有結合と、金属層の金属との共有結合を有する。したがって、ＳｉＯ２−Ｓ−金属表面（特に、ＳｉＯ２−Ｓ−Ａｇ表面）を形成することができる。
【００４８】
誘電体層と、誘電体層の表面の官能化とを形成するための上記の方法によって、金属のアンカー基としての役割を果たすことのできるＳＨ官能性の均一な分布が、誘電体層の表面において達成される。
【００４９】
方法ステップＤ）において、金属層は、例えば水性浸漬（aqueous dip）によって形成することができる。一実施形態によると、水性浸漬は、銀層を形成するための硝酸銀を備えていてもよい。
【００５０】
方法ステップＤ）に続く方法ステップにおいて、例えばスパッタリングまたは蒸着によって金属層にさらなる層を堆積させてもよい。方法ステップＤ）において形成される金属層は、さらなる層のシード層としての役割を果たし、したがって、さらなる接着促進体を使用する必要なしに、金属層の上にさらなる層を、欠陥の少ない均一な状態で直接連結することができる。さらなる層は例えば金属を含んでいてもよく、したがって、金属層が第１の金属層であり、さらなる層が第２の金属層である。第２の金属層と第１の金属層は、同じ材料または異なる材料を含んでいてもよい。第２の金属層の可能な材料は、上述した部品に関連してすでに記載されている材料と同じである。
【００５１】
さらに、プラズマ化学気相成長法によってシリコン酸化物含有層のＳＨ官能化表面を形成するのに、オルトケイ酸テトラエチルおよび（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシランを使用することを開示する。このようにＴＥＯＳおよびＭＰＴＯを使用することによって、表面がＳＨ官能化されたシリコン酸化物含有層を形成することが可能であり、この場合、官能化はインサイチュで行われる。プラズマ化学気相成長法においてこれらの材料を使用することにより、製造時間の節約される方法において、ＳＨ官能化表面を有するシリコン酸化物含有層を形成することが可能になる。
【００５２】
以下では、本発明の実施形態について、図面および例示的な実施形態を参照しながらさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来のオプトエレクトロニクス部品を示す概略的な側面図
【図２】例示的な一実施形態によるオプトエレクトロニクス部品を示す概略的な側面図
【図３ａ】オプトエレクトロニクス部品を製造するための、例示的な一実施形態による方法の説明に供する、概略的な側面図
【図３ｂ】オプトエレクトロニクス部品を製造するための、例示的な一実施形態による方法の説明に供する、概略的な側面図
【図３ｃ】オプトエレクトロニクス部品を製造するための、例示的な一実施形態による方法の説明に供する、概略的な側面図
【図４】オプトエレクトロニクス部品を製造するためのさらなる例示的な実施形態による方法の説明に供する、概略的な側面図
【図５】オプトエレクトロニクス部品を製造するためのさらなる例示的な実施形態による方法の説明に供する、概略的な側面図
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図は、正しい縮尺ではないものと理解されたい。さらに、図において、互いに対応する要素は同じ参照数字によって表してある。
【００５５】
以下の図では、少なくとも部分的に、例示的な前駆体材料ＴＥＯＳおよびＭＰＴＯに基づいて説明を進める。ＴＥＯＳ（すなわちオルトケイ酸テトラエチル）は、次の構造式１に表される。
【００５６】
【化１】
0005840777.tif 000002
ＴＥＯＳは、液体の状態で存在し、沸点は１６８℃である。２０℃における密度は０．９３３ｇ／ｍｌである。屈折率ｎは約１．３８であり、蒸気圧は、２０℃において１ｍｍＨｇ未満である。空気に対する気体密度は７．２である。
【００５７】
第２の前駆体材料ＭＰＴＯ（すなわち（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン）は、次の構造式２に表される。
【００５８】
【化２】
0005840777.tif 000003
この化合物も液体の状態で存在し、２〜８℃の温度で保管される。密度は２５℃において１．０５７ｇ／ｍｌであり、沸点は２１３〜２１５℃の間である。ＭＰＴＯの屈折率は１．４４４である。
【００５９】
以下の図または例は、ＴＥＯＳおよびＭＰＴＯに基づいて説明されているが、接着層を形成するための表面官能化を有する誘電体層を形成するのに別の前駆体材料を使用することも同様に可能である。
【００６０】
図１は、従来のオプトエレクトロニクス部品の概略的な側面図を示している。このオプトエレクトロニクス部品は、半導体積層体１０と、誘電体層２０と、金属層４０と、さらなる層５０とを備えている。金属層と誘電体層との間に、従来の接着促進層３が配置されている。従来の接着促進層は、例えば自身を形成するとき、または後続の金属層４０を形成するときに微小流路や孔が形成されるという欠点を有するため、金属層４０が誘電体層２０にしっかりと接着しない。これにより、例えば、これらの層の間に湿気が侵入することがあり、それにより部品の腐食の結果として劣化につながり得る。
【００６１】
図２は、一実施形態によるオプトエレクトロニクス部品を概略的な側面図として示している。このオプトエレクトロニクス部品は、従来の接着促進層３の代わりに接着層３０を備えている。接着層３０は単分子層であり、例えば硫黄からなることができる。この層は、誘電体層２０と金属層４０の両方と共有結合を形成し、これにより、誘電体層２０と金属層４０との間の接着が改善される。
【００６２】
以下の図では、接着層３０とそれに隣接する層について、これらを形成するための個々の方法ステップに基づいてさらに詳しく説明する。
【００６３】
半導体積層体１０は、例えばエピタキシャル積層体とすることができる。誘電体層２０は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、イットリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、またはシリコンを含んでいることができる。金属層４０は、銀を含んでいることができ、さらなる層５０は、例えば、銅、金、チタン、クロム、パラジウム、白金、亜鉛酸化物、またはニッケルなどの金属を含んでいることができる。原理的には、接着層３０は、誘電体層と金属層および／またはさらなる層の数多くの異なる組合せに適している。例示的な一実施形態によると、誘電体層２０がＳｉＯ２からなり、接着層３０がＳからなり、金属層４０がＡｇからなる。
【００６４】
図３ａ〜図３ｃは、半導体積層体１０の上に誘電体層２０を形成し、誘電体層２０を官能化し、官能化された誘電体層２０に金属層４０を形成し、これにより接着層３０が形成される基本的な方法についての、概略的な側面図として示している。図３ａは、半導体積層体１０を示している。半導体積層体１０に誘電体層２０を形成し、誘電体層は、半導体積層体１０とは反対側の表面に官能基部Ａ＊を有する（図３ｂ）。官能基部Ａ＊は、共有結合によって誘電体層２０に結合されている。Ａ＊は、この官能基部Ａ＊に金属層が形成される場合、単分子層を形成するのに適する出発物質を表す。このような出発物質は、例えばＳＨ基である。
【００６５】
図３ｃは、官能基部Ａ＊が後続の金属層４０と共有結合して接着層３０（ここでは拡大して示してある）が形成され、したがって材料Ａを含んだ接着層３０を形成する状況を示している。この場合、Ａ＊がＳＨ基である場合、Ａは例えば硫黄とすることができる。したがって、材料Ａを含んだ接着層３０は、材料Ａの単分子層からなり、材料Ａそれぞれは誘電体層２０との共有結合と金属層４０との共有結合とを有する。材料Ａが例えば硫黄である場合、誘電体層２０はＳｉＯ２を含んでいる、またはＳｉＯ２からなることができる。金属層４０は、例えば銀を含んでいる、または銀からなることができる。
【００６６】
金属層４０は、例えば、官能化された誘電体層に水性浸漬２０を適用することによって形成することができ、例えば銀層を形成する場合、ＡｇＮＯ３水溶液を使用する。金属層４０はシード層を構成することができ（このことは図３には示していない）、金属銀などの金属を用いた蒸着またはスパッタリングによって、シード層の上にさらなる層（例えばメタライゼーション層）を堆積させることができる。接着層３０が存在することにより、金属層と誘電体層（例えばＳｉＯ２層）との接着が改善され、なぜなら接着層３０には孔や溝がわずかに存在するのみである、またはまったく存在しないためである。
【００６７】
図４は、接着層３０に関連する前駆体として、官能化表面を有する誘電体層２０を形成する異なる方法ステップの概略的な側面図を示している。この図は、湿式化学法によって誘電体層２０に官能化表面を形成する方法を示している。図の上部には、表面に水酸（ＯＨ）基を有する半導体積層体１０が示してある。前駆体成分として、ＴＥＯＳのみと、エタノールおよびアンモニアなどの溶媒（必要時）が、湿式化学法によってこの半導体積層体１０に塗布される場合（左側の矢印）、ＳｉＯ２から構成される誘電体層を形成することができるが、この誘電体層は官能化部を有さない。ＴＥＯＳは、半導体積層体１０の表面に存在する水酸基に結合する一方で、その揮発成分（すなわちアルキル基）が除去され、したがってＳｉＯ２からなる誘電体層２０が形成される。
【００６８】
同様に、ＴＥＯＳおよびＭＰＴＯの混合物と、必要時にはエタノールおよびアンモニアなどの溶媒とを、半導体積層体１０に塗布することができる（右側の矢印）。この場合にも、ＴＥＯＳは、半導体積層体１０の水酸基に結合し、ＴＥＯＳから揮発成分が除去され、半導体積層体１０の上にＳｉＯ２分子が堆積した後、ＭＰＴＯがＳｉＯ２分子に結合する。したがって、ＴＥＯＳおよびＭＰＴＯの混合物を使用することにより、ＳＨ基によって官能化された誘電体層２０が形成される。
【００６９】
図４（右側の矢印）における誘電体層２０の形成は、ＡＬＤ法またはＰＥ−ＣＶＤ法によっても行うことができ、その場合、ＴＥＯＳ水溶液によって湿式化学的にＯＨ末端処理した後、ＭＰＴＯによってＳＨ官能化することができる。
【００７０】
図５は、官能化された誘電体層２０を形成する方法の代替の例示的な実施形態を示している。この場合、方法ステップＢ）およびＣ）は、原子層成長法（ＡＬＤ）によって行うことができる。原子層成長法（ＡＬＤ）は、３つのステップにおいて行われる。最初に、半導体積層体１０（その表面にＯＨ基が存在する）をＴＥＯＳで被覆して、ＳｉＯ２からなる誘電体層２０を形成する（このステップは「Ｂ」によって表してある）。特に、誘電体層２０が得られている場合、この被覆は単分子層において、所望の厚さ（例えば５０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲から選択でき、特に１００ｎｍとすることができる）まで実施する。同時に、ＴＥＯＳ分子の揮発性基（すなわちアルキル基）を除去する。最初のステップＨにおいて、形成された誘電体層２０の表面を加水分解し、したがって、半導体積層体１０とは反対側の誘電体層２０の表面にＯＨ基が生じる。加水分解は、水、水蒸気、またはＯ２プラズマによって行うことができ、ＯＨ末端基を有する化学量論的にほぼ完璧なＳｉＯ２表面がもたらされ、ＯＨ末端基によって、次のステップにおいて完全な官能化を実施することができる。最後に、さらなる方法ステップＣにおいて、ＳｉＯ２を含有する誘電体層２０の加水分解された表面にＭＰＴＯを塗布し、この場合も、ＭＰＴＯは単分子層において塗布され、誘電体層２０にＳＨ官能化を形成する。依然として存在する有機ラジカルは、銀との結合によって硫黄が飽和すると揮発性となる。金属層４０が形成される一方で接着層３０が形成されるようにする目的で、この官能化された層を、例えばＡｇＮＯ３溶液によって処理することができる（図示していない）。
【００７１】
図４および図５に示した方法ステップＢ）およびＣ）は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥ−ＣＶＤ）によって同様に行うことができる。この方法においては、ＴＥＯＳおよびＭＰＴＯは、前駆体材料から生成されるプラズマ中で気体前駆体材料として半導体積層体１０に同時に塗布され、強い高周波交流電界（ＲＦ電力）中でイオン化され、このとき不活性ガス（例えばアルゴン）を追加的に加えることもでき、したがって、ＳｉＯ２からなる誘電体層２０がインサイチュで形成され、この誘電体層はその表面にＳＨ官能化を有する。ＳＨ基は、誘電体層２０のＳｉＯ２分子に共有結合し、同様に、さらなる金属層４０（官能化部に塗布することができる）との共有結合を形成することができる。したがって、誘電体層２０と金属層４０との間の改善された接着効果を有する接着層３０を、極めて単純な方法で、１回の工程ステップによって形成することが可能である。
【００７２】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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