(57)【要約】放射放出半導体ボディ（１４）を開示する。この半導体ボディ（１４）は、電磁放射を生成するのに適している活性ゾーン（４）を有するエピタキシャル半導体積層体（３）と、エピタキシャル半導体積層体（３）を機械的に安定させるために設けられたキャリア層（１）とを備えている。さらに、この半導体ボディ（１４）は、半導体ボディ（１４）との電気的接触を形成するコンタクト構造（９，９１）を有し、このコンタクト構造は、それぞれがボリューム領域（１２）および面接合領域（１３）を有し、面接合領域（１３）は、ボリューム領域（１２）の材料とは異なる材料から形成されている。さらには、このような半導体ボディ（１４）を製造する方法と、このような半導体ボディ（１４）を備えた部品を開示する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射放出半導体ボディ（１４）であって、
−  電磁放射を生成するのに適している活性ゾーン（４）を有するエピタキシャル半導体積層体（３）と、
−  前記エピタキシャル半導体積層体（３）を機械的に安定させることを目的とするキャリア層（１）と、
−  前記放射放出半導体ボディ（１４）との電気的接触を形成するコンタクト構造（９，９１）であって、それぞれがボリューム領域（１２）および面接合領域（１３）を有し、前記面接合領域（１３）が、前記ボリューム領域（１２）の材料とは異なる材料から形成されている、前記コンタクト構造（９，９１）と、
を備えている、放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項２】
前記ボリューム領域（１２）が、前記キャリア層（１）と同じ材料から形成されている、
請求項１に記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項３】
前記キャリア層（１）が、次の群、すなわち、ニッケル、モリブデン、銅、から好ましくは選択される金属材料を含んでいる、
請求項１または請求項２に記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項４】
前記面接合領域（１３）が、次の材料、すなわち、金、銅、アルミニウム、のうちの少なくとも１種類を含んでいる、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項５】
前記コンタクト構造（９）が突起部によって形成されており、前記突起部それぞれが、２０μｍ〜２００μｍの範囲内（両端値を含む）の幅、もしくは、５μｍ〜５０μｍの範囲内（両端値を含む）の高さ、またはその両方を有する、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項６】
前記コンタクト構造（９）が突起部によって形成されており、前記面接合領域（１３）それぞれが両側において前記ボリューム領域（１２）よりも突き出している、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項７】
前記面接合領域（１３）が、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成されている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項８】
放射放出半導体ボディ（１４）の製造方法であって、
−  電磁放射を生成するのに適している活性ゾーン（４）を有するエピタキシャル半導体積層体（３）を形成するステップと、
−  前記エピタキシャル半導体積層体（３）の主面の上にキャリア層（１）を形成するステップであって、前記キャリア層（１）が前記エピタキシャル半導体積層体（３）を機械的に安定させることを目的とする、前記ステップと、
−  接合可能層（１１）を形成するステップと、
−  前記キャリア層（１）の上にフォトリソグラフィによってコンタクト構造（９）を形成するステップであって、前記コンタクト構造（９）それぞれがボリューム領域（１２）および面接合領域（１３）を有する、前記ステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項９】
前記キャリア層（１）と前記接合可能層（１１）との間に、前記キャリア層（１）と同じ材料のさらなる層（１０）が形成され、前記キャリア層（１）の材料が好ましくは金属であるように形成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記コンタクト構造（９）の前記ボリューム領域（１２）が前記さらなる層（１０）の材料から形成される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記コンタクト構造（９）の前記ボリューム領域（１２）が前記キャリア層（１）の材料から形成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記接合可能層（１１）が前記キャリア層（１）の上に直接接触した状態に形成される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記面接合領域（１３）もしくは前記接合可能層（１１）またはその両方が、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成される、
請求項８から請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
チップキャリア（１６）の上に貼り付けられた、請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）を有する、放射放出半導体部品。
【請求項１５】
前記放射放出半導体ボディ（１４）が超音波摩擦圧接または熱圧着によって前記チップキャリア（１６）の上に貼り付けられている、
請求項１４に記載の放射放出半導体部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射放出半導体ボディと、放射放出半導体ボディの製造方法と、放射放出半導体部品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、放射放出半導体ボディを備えた放射放出半導体部品であって、放射放出半導体ボディが裏側の電気コンタクトを介して、接合法（例えば超音波摩擦圧接（ultrasound-friction welding）または熱圧着（thermocompression））によってチップキャリアの上に導電的に貼り付けられている、放射放出半導体部品が記載されている。
【０００３】
裏側のコンタクトを形成する目的には、例えば特許文献２に記載されているように、ボールボンダを利用することで半導体ボディ上に個々の導電性コンタクトを連続的に形成する。この製造方法は、連続処理の管理に起因して比較的時間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１６５７７５７号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２００５／０２４７９４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、接合法（特に、超音波摩擦圧接または熱圧着）によってチップキャリアの上に貼り付けるのに適している半導体ボディを提供することである。さらに、本発明の目的は、このような半導体ボディを製造するための簡略化された方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、このような放射放出半導体ボディを有する放射放出部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的は、請求項１の特徴を有する半導体ボディと、請求項８のステップを含んだ方法と、請求項１４の特徴を有する放射放出半導体部品とによって、達成される。
【０００７】
本発明の有利な実施形態および修正形態は、従属請求項に開示されている。
【０００８】
放射放出半導体ボディは、特に、
−  電磁放射を生成するのに適している活性ゾーンを有するエピタキシャル半導体積層体と、
−  エピタキシャル半導体積層体を機械的に安定させることを目的とするキャリア層と、
−  半導体ボディとの電気的接触を形成するコンタクト構造であって、それぞれがボリューム領域（volume region）および面接合領域を有する、コンタクト構造と、
を備えている。さらに、面接合領域は、ボリューム領域の材料とは異なる材料から形成されている。
【０００９】
面接合領域は、特に、接合法（例えば超音波摩擦圧接もしくは熱圧着またはその両方）を利用してチップキャリアに結合するのに適している。チップキャリアと面接合領域との間の結合部は、導電性であるように形成されることが特に好ましい。面接合領域は、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成されている、すなわち、面接合領域は、超音波摩擦圧接もしくは熱圧着またはその両方によってチップキャリアに結合できることが、特に好ましい。
【００１０】
コンタクト構造は、半導体ボディの裏側に配置されていることが好ましく、裏側とは、半導体ボディの放射を放出する表側とは反対側に位置している。
【００１１】
一実施形態によると、個々のコンタクト構造それぞれは、１つのボリューム領域と１つの面接合領域とによって形成されている。
【００１２】
キャリア層は、金属であるように形成されていることが好ましく、例えば、次の材料、すなわち、ニッケル、モリブデン、銅、のうちの少なくとも１種類の材料を含んでいる、またはこれらの材料の少なくとも１種類からなる。これらの材料は、例えば、ガルバニック工程（galvanic process）によってエピタキシャル半導体積層体の上に堆積させることができる。
【００１３】
放射放出半導体ボディの一実施形態によると、ボリューム領域は、キャリア層と同じ材料から形成されている。このことは、コンタクト構造のボリューム領域が、例えばサブトラクティブ法（後から詳しく説明する）によってキャリア層の材料から形成されていることを必ずしも意味するものではない。コンタクト構造のボリューム領域を形成する目的で、（キャリア層と同じ材料を含んでいる、または同じ材料からなる）さらなる層を、構造化された状態でキャリア層の上に形成することも可能である。
【００１４】
この場合、例えば、製造工程が異なる結果として、または製造工程が連続して行われる結果として、ボリューム領域の材料とキャリア層の材料とが互いにわずかに異なっていることも可能である。
【００１５】
さらなる層は、金属材料、例えば、ニッケル、モリブデン、または銅を含んでいる、またはこれらの材料のうちの１種類からなることが特に好ましい。
【００１６】
放射放出半導体ボディの別の実施形態によると、コンタクト構造は、好ましくは２０μｍ〜２００μｍの範囲内（両端値を含む）の幅をそれぞれが有する突起部によって形成されている。
【００１７】
放射放出半導体ボディの別の実施形態によると、コンタクト構造は、好ましくは５μｍ〜５０μｍの範囲内（両端値を含む）の高さをそれぞれが有する突起部によって形成されている。
【００１８】
放射放出半導体ボディの別の実施形態によると、面接合領域は、次の材料、すなわち、金、銅、アルミニウム、のうちの少なくとも１種類を含んでいる、または少なくとも１種類からなる。この場合、金を使用することが特に好ましく、なぜなら、その材料特性（例えば延性）が、超音波摩擦圧接および熱圧着による接合法に特に適しているためである。さらに、金は、他の金属（例えば銅やアルミニウム）とは異なり、表面の酸化物層が一般に極めてわずかである。したがって、超音波摩擦圧接や熱圧着の前に酸化物層を除去するステップ（例えば銅やアルミニウムを使用するときには一般に行われる）を省くことができ、これは有利である。
【００１９】
面接合領域に銅またはアルミニウムを使用する場合、例えば超音波摩擦圧接または熱圧着によって半導体ボディをチップキャリアに結合するその後の結合ステップは、不活性ガス（例えば窒素や希ガス）の保護雰囲気下で行われることが特に好ましい。
【００２０】
放射放出半導体ボディの別の実施形態によると、コンタクト構造は突起部によって形成されており、面接合領域それぞれが両側においてボリューム領域よりも突き出している。この場合、コンタクト構造は、例えば、キノコ状の突起部によって形成されており、ボリューム領域がキノコの柄を形成しており、面接合領域がキノコの傘を形成している。キノコ状の突起部は、特に、後から詳しく説明するように、フォトレジストマスクを使用してガルバニック工程によって面接合領域を堆積させることで、形成することができる。この場合、ガルバニック堆積工程は一般的に等方性であるため、丸みを帯びた縁部を有する傘状の構造が形成される。
【００２１】
放射放出半導体ボディの別の実施形態によると、コンタクト構造それぞれは、長方形、正方形、丸みを帯びた形状、または円形の基本領域（base area）を有する。
【００２２】
半導体ボディの製造方法は、特に、以下のステップ、すなわち、
−  電磁放射を生成するのに適している活性ゾーンを有するエピタキシャル半導体積層体を形成するステップと、
−  エピタキシャル半導体積層体の主面の上にキャリア層を形成するステップであって、キャリア層がエピタキシャル半導体積層体を機械的に安定させることを目的とする、ステップと、
−  接合可能層（bondable layer）を形成するステップと、
−  キャリア層の上にフォトリソグラフィによってコンタクト構造を形成するステップであって、コンタクト構造それぞれがボリューム領域および面接合領域を有する、ステップと、
を含んでいる。
【００２３】
エピタキシャル半導体積層体は、一般的には、適切な成長基板上にエピタキシャルに成長させる。
【００２４】
キャリア層を形成した後、一般的には、エピタキシャル半導体積層体から成長基板を除去する、または、成長基板のみでエピタキシャル半導体積層体を機械的に安定させる目的には適さない程度まで薄くする。
【００２５】
成長基板は、例えば、研磨またはエッチングによって、あるいはレーザリフトオフ法を利用することによって、エピタキシャル半導体積層体から除去する、または適切な厚さまで薄くする。
【００２６】
エピタキシャル半導体積層体の上に、キャリア層、特に、金属キャリア層を、例えば、ガルバニック堆積工程、スパッタリング、または蒸着によって、形成する。
【００２７】
接合可能層を（特に、この層が金属材料を含んでいるとき）、例えば、ガルバニック工程によって、あるいはスパッタリングまたは蒸着によって、同様に形成する。面接合領域は、接合可能層の材料から形成されることが好ましい。
【００２８】
接合可能層は、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成されることが、特に好ましい。具体的には、接合可能層は、次の材料、すなわち、金、銅、アルミニウム、の少なくとも１種類を含んでいる、または少なくとも１種類からなる。
【００２９】
本方法の一実施形態によると、キャリア層の上、キャリア層と接合可能層との間に、さらなる層を形成する。さらなる層は、キャリア層と同じ材料を含んでいることが好ましい。さらなる層は、キャリア層と同じ材料から形成されている。すなわち、さらなる層の材料組成は、製造公差の範囲内で、キャリア層の材料組成と大きくは異ならないことが、特に好ましい。しかしながら、キャリア層およびさらなる層を形成するための製造技術が異なる、または２つの工程ステップが連続的に行われる結果として、これら２つの層の材料組成がわずかに異なっていてもよい。
【００３０】
本方法の別の実施形態によると、コンタクト構造のボリューム領域は、さらなる層の材料から形成される。本方法のこの実施形態は、アディティブ法を伴い、なぜなら、コンタクト構造のボリューム領域を形成する材料が、追加の層の形で提供されるためである。
【００３１】
コンタクト構造を形成する目的で、例えば、キャリア層の上にフォトレジスト層を塗布し、フォトレジスト層は、コンタクト構造の突起部が後から形成される領域には存在しない。次いで、さらなる層を、フォトレジスト層における凹領域を満たすように、（例えばガルバニック工程によって）堆積させる。この場合、さらなる層は、フォトレジスト層における凹部全体を完全に満たす、または一部分を満たすようにすることができる。次いで、面接合領域を形成する目的で、本方法のこの実施形態においては、さらなる接合可能層を堆積させることが好ましく、この層も、フォトレジスト層によって画成される構造化に従って形成される。最後に、フォトレジスト層を除去することにより、それぞれがボリューム領域および面接合領域を有するコンタクト構造のみが突起部の形でキャリア層に残る。
【００３２】
上述したアディティブ法に代えて、サブトラクティブ法を実施することもできる。サブトラクティブ法においては、コンタクト構造のボリューム領域を、キャリア層の材料から、例えばエッチングによって直接的に形成する。
【００３３】
本明細書に記載した方法の特に有利な点として、この方法はウェハレベルで（すなわち半導体ボディを分離する前に）実施することができる。これにより、コンタクト構造を単純かつ迅速に形成することができる。さらには、フォトリソグラフィによって構造化することにより、コンタクト構造を並列工程において形成することができる。
【００３４】
さらには、得られるコンタクト構造は、良好な熱伝導率および電気伝導率を有し、数回の工程ステップにおいて形成することができる。さらに、コンタクト構造を製造する本方法では、半導体積層体、特に、放射を生成する活性ゾーンを備えた半導体積層体に加わる熱が極めて小さい。さらに、本明細書に提案する製造方法では、後から半導体ボディを清浄にするステップが不要である。
【００３５】
別の実施形態によると、接合可能層を、キャリア層の上に直接接触した状態に形成する。
【００３６】
例えば、上述した放射放出半導体ボディの１つをチップキャリアの上に貼り付けることによって、放射放出半導体部品を製造することができる。半導体ボディは、超音波摩擦圧接または熱圧着によってチップキャリアの上に貼り付けることが特に好ましい。これを目的として、キャリアは、半導体ボディのコンタクト構造に結合されることを目的とするコンタクト領域を有することが好ましい。コンタクト領域は、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるメタライゼーションを有することが好ましい。これを目的として、例えば、次の材料、すなわち、金、銅、アルミニウム、のうちの１種類からなる、または１種類を含んでいるメタライゼーションが適している。
【００３７】
複数の半導体ボディを、例えばキャリアの上に、超音波摩擦圧接または熱圧着による接合法によって、例えば接着剤やはんだを使用するよりも互いの間の距離が小さい状態で固定することができ、これは有利である。
【００３８】
放射放出半導体部品の別の実施形態によると、少なくともコンタクト構造の間に、電気絶縁性の充填材が注入されている。充填材は、キャリアに貼り付けた後にコンタクト構造の間に注入することが好ましい。
【００３９】
本発明の他の有利な実施形態および修正形態は、図面を参照しながら以下に説明する例示的な実施形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】第１の例示的な実施形態による、キャリア層１の第１の主面２にエピタキシャル半導体積層体３が配置されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図１Ｂ】第１の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が塗布されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図１Ｃ】第１の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７に開口部８が形成されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図１Ｄ】第１の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７における開口部８を満たすように、さらなる層１０が堆積されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図１Ｅ】第１の例示的な実施形態による、さらなる層１０の上に接合可能層１１が形成されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図１Ｆ】第１の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が除去されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図１Ｇ】第１の例示的な実施形態による、個々の半導体ボディ１４に分離されたウェハ集合体（wafer assemblage）の概略的な断面図を示している。
【図２】例示的な一実施形態による半導体ボディの概略的な断面図を示している。
【図３Ａ】例示的な実施形態による、コンタクト構造９の基本領域が長方形または正方形であるように形成された半導体ボディの概略的な平面図を示している。
【図３Ｂ】例示的な実施形態による、コンタクト構造９の基本領域が丸みを帯びた形状または円形であるように形成された半導体ボディの概略的な平面図を示している。
【図４Ａ】別の例示的な実施形態による、キャリア層１の第１の主面２にエピタキシャル半導体積層体３が配置されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図４Ｂ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が塗布されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図４Ｃ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７に開口部８が形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図４Ｄ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７における開口部８を一部分のみを満たすように、さらなる層１０が堆積されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図４Ｅ】別の例示的な実施形態による、開口部の残りの高さ全体を満たさないように、さらなる層１０の上に接合可能層１１が形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図４Ｆ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が除去されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図５Ａ】別の例示的な実施形態による、キャリア層１の第２の主面６に、接合可能層１１が構造化されずに形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図５Ｂ】別の例示的な実施形態による、接合可能層１１の上にフォトレジスト層７が塗布されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図５Ｃ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が構造化されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図５Ｄ】別の例示的な実施形態による、接合可能層１１とキャリア層１の一部とが、構造化されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図５Ｅ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が除去されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ａ】別の例示的な実施形態による、キャリア層１の第１の主面２にエピタキシャル半導体積層体３が配置されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｂ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７が塗布されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｃ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７に開口部８が形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｄ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７の開口部８の内側において、キャリア層１自体の材料が除去されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｅ】別の例示的な実施形態による、フォトレジスト層７を除去して、コンタクト構造のボリューム領域１２が形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｆ】別の例示的な実施形態による、さらなるフォトレジスト層１５の材料が、コンタクト構造のボリューム領域１２の間の凹部全体を満たすように塗布されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｇ】別の例示的な実施形態による、さらなるフォトレジスト層１５の上から、接合可能層が形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図６Ｈ】別の例示的な実施形態による、さらなるフォトレジスト層１５を除去して、コンタクト構造９１が形成されたウェハ集合体の概略的な断面図を示している。
【図７Ａ】例示的な実施形態による、コンタクト領域１７が、チップキャリア１６の上に形成された放射放出半導体部品の概略的な断面図を示している。
【図７Ｂ】例示的な実施形態による、半導体ボディ１４が、その裏側のコンタクト構造を介して、チップキャリア１６のコンタクト領域１７に導電的に結合された放射放出半導体部品の概略的な断面図を示している。
【図７Ｃ】例示的な実施形態による、半導体ボディ１４とチップキャリア１６上のボンディングパッド１９とが、ボンディングワイヤ１８を利用して電気的に接触した放射放出半導体部品の概略的な断面図を示している。
【図７Ｄ】例示的な実施形態による、コンタクト構造を形成している突起部とチップキャリア１６との間に充填材２０が注入された放射放出半導体部品の概略的な断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図面において、同じ要素、同じタイプの要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素のサイズの互いの比率は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素（特に層の厚さ）を誇張した大きさで示してある。
【００４２】
図１Ａは、キャリア層１を示しており、その第１の主面２にエピタキシャル半導体積層体３が配置されている。キャリア層１は、半導体積層体３を機械的に安定させる。この実施形態の場合、エピタキシャル半導体積層体３は、すでに構造化が行われてチップ領域が形成されており、これらのチップ領域それぞれは、完成時における半導体ボディの一部である。エピタキシャル半導体積層体３は活性ゾーン４（図１Ａ〜図１Ｇには示していない）を有し、この活性ゾーン４は、電磁放射を生成するのに適している。
【００４３】
さらなる層１０は、金属であるように形成されており、キャリア層１と同じ材料（例えば、ニッケル、モリブデン、銅）を含んでいることが、特に好ましい。
【００４４】
この実施形態の場合、キャリア層１は、金属であるように形成されており、例えば、ニッケル、モリブデン、銅を含んでいる。
【００４５】
活性ゾーン４は、放射を生成するためのｐｎ接合、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造、または特に好ましくは多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を備えていることが好ましい。この場合、量子井戸構造という用語は、量子化の次元について何らかの指定を行うものではない。したがって、量子井戸構造には、特に、量子井戸のみならず、量子細線、量子ドット、およびこれらの構造の任意の組合せが含まれる。
【００４６】
キャリア層１と、構造化されたエピタキシャル半導体積層体３との間には、層５が配置されている。この層５は、例えば、エピタキシャル半導体積層体３をキャリア層１に結合するための接合層とすることができ、例えば、はんだまたは接着剤を含んでいる。さらには、キャリア層１をガルバニック工程によって成長させる場合、層５は、金属の開始層（starter layer）とすることもできる。
【００４７】
図１Ｂに一例として示したように、キャリア層１の第２の主面６（第１の主面２とは反対側に位置する）の上に、フォトレジスト層７を塗布する。
【００４８】
次に、フォトレジスト層７を構造化し、この場合、フォトレジスト層７に開口部８が形成され、開口部８がフォトレジスト層７全体を貫くようにする（図１Ｃ）。フォトレジスト層７の開口部８は、後から形成されるコンタクト構造９の形状を決める。
【００４９】
次の方法ステップ（図１Ｄに示してある）においては、フォトレジスト層７の上からさらなる層１０を堆積させ、さらなる層１０の材料が、フォトレジスト層７における開口部８を、フォトレジスト層７の縁部まで完全に満たす。したがって、さらなる層１０は、フォトレジスト層７に従って構造化された状態で、キャリア層１の上に形成される。コンタクト構造９のボリューム領域１２は、さらなる層１０の材料から形成される。したがって、図１Ａ〜図１Ｇの例示的な実施形態による方法は、アディティブ法である。
【００５０】
さらなる層１０は、金属であるように形成されており、キャリア層１と同じ材料（例えば、ニッケル、モリブデン、銅）を含んでいることが、特に好ましい。
【００５１】
次に、さらなる方法ステップにおいて、さらなる層１０の上に接合可能層１１を形成する（図１Ｅ）。接合可能層１１は、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成されており、次の材料、すなわち、金、銅、アルミニウム、のうちの１種類を含んでいることが好ましい。接合可能層１１を形成するステップは、例えば、ガルバニック堆積工程によって行う。この場合、さらなる層１０の表面は、接合可能層１１の堆積の開始点となり、したがって、下層の構造化されたさらなる層１０を起点として傘状の構造が形成される。
【００５２】
さらなるステップ（図１Ｆに概略的に示してある）において、フォトレジスト層７を除去する。このようにすることで、それぞれがボリューム領域１２および面接合領域１３を備えたコンタクト構造９が、キャリア層１の第２の主面６に形成される。この場合、面接合領域１３は、接合可能層１１の材料から形成される。したがって、接合可能層１１が超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方である場合、面接合領域１３も超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方である。
【００５３】
次のステップにおいて、ウェハ集合体を個々の半導体ボディ１４に分離する（図１Ｇ）。
【００５４】
図１Ａ〜図１Ｇによる方法を使用することで、例えば、図２に概略的に示した放射放出半導体ボディ１４を製造することができる。
【００５５】
図２の例示的な実施形態による半導体ボディ１４は、エピタキシャルに成長させた半導体積層体３を有し、この半導体積層体３は活性ゾーン４を備えている。エピタキシャル半導体積層体３はキャリア１の第１の主面２に配置されており、キャリア層１は、エピタキシャル半導体積層体３を機械的に安定させるために使用されている。エピタキシャル半導体積層体３とキャリア層１との間には層５が配置されている。
【００５６】
キャリア層１の第２の主面６にはコンタクト構造９が配置されている。コンタクト構造９はボリューム領域１２を備えており、ボリューム領域１２はキャリア層１と同じ材料から形成されている。さらに、コンタクト構造９は面接合領域１３を備えており、面接合領域１３は、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成されていることが好ましい。この実施形態の場合、コンタクト構造９の面接合領域１３は、ボリューム領域１２に直接接触した状態に配置されている。さらに、コンタクト構造９のボリューム領域１２は、キャリア層１に直接接触した状態に配置されている。
【００５７】
図２による半導体ボディ１４においては、コンタクト構造９はキノコ状の突起部によって形成されており、ボリューム領域１２がキノコの柄を形成しており、面接合領域１３がキノコの傘を形成している。したがって、面接合領域１３は、横方向にボリューム領域１２よりも突き出しており、丸みを帯びた縁部を有する。
【００５８】
コンタクト構造９の基本領域は、図３Ａの半導体ボディの平面図において一例として示したように、それぞれ、長方形または正方形であるように形成することができる。さらには、コンタクト構造９の基本領域を、丸みを帯びた形状または円形であるように形成することもできる（図３Ｂ）。
【００５９】
以下では、コンタクト構造９を形成するためのアディティブ法の別の例示的な実施形態について、図４Ａ〜図４Ｆを参照しながら説明する。図４Ａ〜図４Ｃによる方法ステップは、本質的に図１Ａ〜図１Ｃによる方法ステップに相当する。
【００６０】
しかしながら、図１Ａ〜図１Ｇの例示的な実施形態による方法とは異なり、構造化されたフォトレジスト層７にさらなる層１０を堆積させるとき、さらなる層１０の材料がフォトレジスト層７における開口部８の一部分のみを満たす（図４Ｄ）。次のステップにおいて、接合可能層１１を形成する。接合可能層１１も、開口部８の残りの高さ全体を満たさない（図４Ｅ）。
【００６１】
さらなるステップにおいて、フォトレジスト層７を除去し（図４Ｆ）、半導体ボディ１４を分離する（図示していない）。
【００６２】
このようにすることで、図２によるコンタクト構造９とは異なり、面接合領域１３とボリューム領域１２の端部が横方向に揃っているコンタクト構造９が形成される。
【００６３】
以下では、サブトラクティブ法の例示的な実施形態について、図５Ａ〜図５Ｅを参照しながらさらに詳しく説明する。
【００６４】
図５Ａは、キャリア層１の上に配置されているエピタキシャル半導体積層体３を示しており、すでに構造化が行われて個々のチップ領域が形成されている。キャリア層１とエピタキシャル半導体積層体３との間には層５（例えば反射層とすることができる）が配置されている。
【００６５】
図５Ａによるウェハ集合体では、図１Ａおよび図４Ａとは異なり、キャリア層１の第２の主面６に、接合可能層１１（例えば金）を構造化せずに形成する。図５Ｂに示したように、接合可能層１１の上にフォトレジスト層７を塗布し、次いで、所望のコンタクト構造９に従ってフォトレジスト層７を構造化する（図５Ｃ）。この場合、フォトレジスト層７は、続いて形成するコンタクト構造９に対応して、フォトレジスト層７を完全に貫通する開口部８を有する。
【００６６】
次のステップにおいて、構造化されたフォトレジスト層７に従って、接合可能層１１とキャリア層１の一部とを、例えば湿式化学エッチングによって構造化する（図５Ｄ）。次いで、フォトレジスト層７を除去する（図５Ｅ）。
【００６７】
この方法によっても、それぞれがボリューム領域１２および面接合領域１３を有するコンタクト構造９が形成される。この場合、面接合領域１３とボリューム領域１２の端部が横方向に揃っている。
【００６８】
以下では、サブトラクティブ法の別の例示的な実施形態について、図６Ａ〜図６Ｈを参照しながら説明する。図６Ａ〜図６Ｃによる方法ステップは、本質的に図１Ａ〜図１Ｃによる方法ステップに相当する。
【００６９】
しかしながら、図１Ａ〜図１Ｇによる方法とは異なり、フォトレジスト層７を構造化した後、さらなる層１０を形成するのではなく、フォトレジスト層７の開口部８の内側において、キャリア層１自体の材料を、例えばエッチングによって除去する（図６Ｄ）。フォトレジスト層７を除去すると、図６Ｅに示したように、コンタクト構造９のボリューム領域１２が形成される。
【００７０】
次のステップにおいて、キャリア層１の第２の主面６の上に、さらなるフォトレジスト層１５を構造化された状態として塗布し、この場合、さらなるフォトレジスト層１５の材料が、コンタクト構造９のボリューム領域１２の間の凹部全体を満たすように塗布される（図６Ｆ）。
【００７１】
次のステップにおいて、さらなるフォトレジスト層１５の上から、例えばガルバニック堆積によって接合可能層１１を形成する（図６Ｇ）。
【００７２】
したがって、さらなるフォトレジスト層１５を除去すると、コンタクト構造９１が形成され、コンタクト構造９１それぞれはボリューム領域１２および面接合領域１３によって形成されている。この場合、ボリューム領域１２はキャリア層１の材料から形成されており、面接合領域１３は、好ましくはボリューム領域１２の材料とは異なる、熱圧着可能もしくは超音波摩擦圧接可能またはその両方である材料を含んでいることが好ましい（図６Ｈ）。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｄの例示的な実施形態による方法では、最初のステップにおいてチップキャリア１６を形成し、好ましくは超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるメタライゼーション（コンタクト領域１７）を、チップキャリア１６の上に形成する（図７Ａ）。
【００７４】
２番目のステップにおいて、半導体ボディ１４（例えば上述した方法の１つによって製造することができる）を、その裏側のコンタクト構造９（超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方である面接合領域１３を好ましくは有する）を介して、チップキャリア１６のコンタクト領域１７に、接合法（例えば超音波溶接もしくは熱圧着またはその両方）によって導電的に結合する（図７Ｂ）。表側においては、半導体ボディ１４とチップキャリア１６上のボンディングパッド１９との電気的接触を、ボンディングワイヤ１８を利用して形成する（図７Ｃ）。
【００７５】
さらなるステップにおいて、図７Ｄに一例として示したように、コンタクト構造９を形成している突起部とチップキャリア１６との間に充填材２０を注入する。充填材料２０としては、一例として次の材料、すなわち、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂、シリコーン、例えばエポキシ樹脂とシリコーンを含んだハイブリッド材料、のうちの１種類を使用することができる。一実施形態によると、充填材料２０は、例えば酸化チタンなどの充填材を含んでいる。
【００７６】
本出願は、独国特許出願第１０２０１００２３３４３．９号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に援用される。
【００７７】
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１Ａ】
2013529394.tif 000003
【図１Ｂ】
2013529394.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
2013529394.tif 000030
【図６Ｈ】
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【図７Ａ】
2013529394.tif 000032
【図７Ｂ】
2013529394.tif 000033
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月7日(2012.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射放出半導体ボディ（１４）であって、
−  電磁放射を生成するのに適している活性ゾーン（４）を有するエピタキシャル半導体積層体（３）と、
−  前記エピタキシャル半導体積層体（３）を機械的に安定させることを目的とする、金属材料を含んでいるキャリア層（１）と、
−  前記放射放出半導体ボディ（１４）との電気的接触を形成するコンタクト構造（９，９１）であって、それぞれがボリューム領域（１２）および面接合領域（１３）を有し、前記面接合領域（１３）が、前記ボリューム領域（１２）の材料とは異なる材料から形成されている、前記コンタクト構造（９，９１）と、
を備えている、放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項２】
前記ボリューム領域（１２）が、前記キャリア層（１）と同じ材料から形成されている、
請求項１に記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項３】
前記キャリア層（１）が、次の群、すなわち、ニッケル、モリブデン、銅、から選択される金属材料を含んでいる、
請求項１または請求項２に記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項４】
前記面接合領域（１３）が、次の材料、すなわち、金、銅、アルミニウム、のうちの少なくとも１種類を含んでいる、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項５】
前記コンタクト構造（９）が突起部によって形成されており、前記突起部それぞれが、２０μｍ〜２００μｍの範囲内（両端値を含む）の幅、もしくは、５μｍ〜５０μｍの範囲内（両端値を含む）の高さ、またはその両方を有する、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項６】
前記コンタクト構造（９）が突起部によって形成されており、前記面接合領域（１３）それぞれが両側において前記ボリューム領域（１２）よりも突き出している、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項７】
前記面接合領域（１３）が、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成されている、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）。
【請求項８】
放射放出半導体ボディ（１４）の製造方法であって、
−  電磁放射を生成するのに適している活性ゾーン（４）を有するエピタキシャル半導体積層体（３）を形成するステップと、
−  前記エピタキシャル半導体積層体（３）の主面の上にキャリア層（１）を形成するステップであって、前記キャリア層（１）が前記エピタキシャル半導体積層体（３）を機械的に安定させることを目的とする、及び前記キャリア層（１）が金属材料を含んでいる、前記ステップと、
−  接合可能層（１１）を形成するステップと、
−  前記キャリア層（１）の上にフォトリソグラフィによってコンタクト構造（９）を形成するステップであって、前記コンタクト構造（９）それぞれがボリューム領域（１２）および面接合領域（１３）を有する、前記ステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項９】
前記キャリア層（１）と前記接合可能層（１１）との間に、前記キャリア層（１）と同じ材料のさらなる層（１０）が形成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記コンタクト構造（９）の前記ボリューム領域（１２）が前記さらなる層（１０）の材料から形成される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記コンタクト構造（９）の前記ボリューム領域（１２）が前記キャリア層（１）の材料から形成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記接合可能層（１１）が前記キャリア層（１）の上に直接接触した状態に形成される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記面接合領域（１３）もしくは前記接合可能層（１１）またはその両方が、超音波摩擦圧接可能もしくは熱圧着可能またはその両方であるように形成される、
請求項８から請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
チップキャリア（１６）の上に貼り付けられた、請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射放出半導体ボディ（１４）を有する、放射放出半導体部品。
【請求項１５】
前記放射放出半導体ボディ（１４）が超音波摩擦圧接または熱圧着によって前記チップキャリア（１６）の上に貼り付けられている、
請求項１４に記載の放射放出半導体部品。
【国際調査報告】
2013529394.tif 000036
2013529394.tif 000037
2013529394.tif 000038
2013529394.tif 000039
2013529394.tif 000040
2013529394.tif 000041