(57)【要約】本発明の実施形態は、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）エピタキシャル成長基板（１）を形成するステップと、Ｂ）動作時における活性ゾーンを形成する目的で、その上に少なくとも１層の半導体層（２）をエピタキシャル成長させるステップと、Ｃ）半導体層（２）上に金属ミラー層（３）を堆積させるステップと、Ｄ）部品を電気的に接続するための少なくとも１層のコンタクト層（８）を堆積させるステップと、Ｅ）半導体層（２）からエピタキシャル成長基板（１）を分離するステップであって、半導体層（２）の表面が露出する、ステップと、Ｆ）半導体層（２）を、方法ステップＥ）において露出させた表面の側から、エッチング法によって構造化するステップと、を含んでいる、方法、に関する。【選択図】図７
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【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）成長基板（１）を形成するステップと、
Ｂ）動作時における活性ゾーンを形成するため、少なくとも１層の半導体層（２）を成長させるステップと、
Ｃ）前記半導体層（２）に金属ミラー層（３）を堆積させるステップと、
Ｄ）前記部品を電気的に接続するための少なくとも１層のコンタクト層（８）を堆積させるステップと、
Ｅ）前記半導体層（２）から前記成長基板（１）を剥離し、これによって前記半導体層（２）の表面を露出させるステップと、
Ｆ）前記半導体層（２）を、方法ステップＥ）において露出させた前記表面の側から、エッチング法によって構造化するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項２】
方法ステップＣ）において、前記金属ミラー層（３）が、構造化されていない前記半導体層（２）に堆積される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
方法ステップＦ）における前記構造化によって溝が形成され、前記溝によって前記半導体層（２）が複数の部分領域に分割される、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
方法ステップＦ）における前記構造化によって溝が形成され、前記溝の断面が、方法ステップＥ）において露出させた前記表面から前記ミラー層の方向に次第に細くなっている、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
方法ステップＣ）と方法ステップＤ）との間に、以下の方法ステップ、すなわち、
Ｇ）前記ミラー層（３）に拡散バリア層を堆積させるステップと、
Ｈ）前記拡散バリア層（４）にパッシベーション層（５）を堆積させるステップと、
Ｉ）方法ステップＡ）〜方法ステップＨ）において形成される前記積層体をキャリアに貼り付けるステップと、
をさらに含んでいる、
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】
方法ステップＩ）においてキャリアが使用され、前記キャリアが、以下の方法ステップ、すなわち、
Ｉ１）キャリアウェハ（９）を形成するステップと、
Ｉ２）前記キャリアウェハ（９）にバリア層（７）を堆積させるステップと、
Ｉ３）前記バリア層（７）に接合層（６）を堆積させるステップと、
によって形成される、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
方法ステップＣ）からの前記ミラー層（３）を、方法ステップＣ）と方法ステップＤ）との間に入るさらなる方法ステップによって構造化する、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
方法ステップＦ）の後に、さらなる方法ステップＪ１）として、構造化された前記半導体層（２）を粗面化するステップ、
を含んでいる、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
方法ステップＪ１）の後に、さらなる方法ステップＪ２）として、粗面化された前記半導体層（２）を、可視光放射、紫外放射、赤外放射、またはこれらの放射の組合せに対して透過性であるトップコート（１０）によってコーティングするステップ、
を含んでいる、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
方法ステップＪ２）の後に、さらなる方法ステップＪ３）として、前記トップコート（１０）を構造化するステップ、
を含んでいる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
方法ステップＪ３）の後に、さらなる方法ステップＪ４）として、前記トップコート（１０）を構造化することによって再び露出した前記半導体層（２）の部分領域に、電気コンタクト（１１）を形成するステップ、
を含んでいる、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
オプトエレクトロニクス部品であって、
−  構造化された半導体層（２）と、
−  前記半導体層（２）上に配置されている金属ミラー層（３）と、
−  前記金属ミラー層（３）上に配置されている拡散バリア層（４）と、
−  前記拡散バリア層（４）上に配置されているパッシベーション層（５）と、
を備えており、
前記半導体層（２）がメサ構造を備えており、前記メサ構造のメサ溝が、前記半導体層の表面から前記ミラー層の方向に次第に細くなっている、
オプトエレクトロニクス部品。
【請求項１３】
−  キャリアウェハ（９）と、
−  前記キャリアウェハ（９）上に配置されている電気コンタクト層（８）と、
−  前記コンタクト層（８）上に配置されているバリア層（７）と、
−  前記バリア層（７）上に配置されている接合層（６）と、
を備えており、
前記接合層（６）が前記パッシベーション層（５）に接合されている、
請求項１２に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本特許出願は、独国特許出願第１０２００８０２７０４１．５号および独国特許出願第１０２００８０５０５３８．２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出願に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
オプトエレクトロニクス部品と、請求項１によるその製造方法とを開示する。
【背景技術】
【０００３】
オプトエレクトロニクス部品の製造における広く知られた問題として、成長基板上に半導体層をエピタキシャル成長させた後、例えばレーザリフトオフ（ＬＬＯ）によってエピタキシャル層から成長基板を分離する前に、ｐ側に（すなわち後からｐ型コンタクトを設ける側から）複数のフォトリソグラフィステップを実行しなければならない。
【０００４】
レーザリフトオフ（ＬＬＯ）では、他の層から剥離する基板に、基板を透過するパルスレーザまたは非パルスレーザを照射する。この結果として、基板に隣接している半導体層の表面が加熱される。必要な温度に達した時点で基板を分離する。
【０００５】
基板と半導体層とをレーザリフトオフによって分離する方法は、例えば特許文献１に説明されており、この点に関するこの文書の開示内容は、参照によって本文書に組み込まれている。以下では、ＬＬＯの前の方法ステップを「ＬＬＯより前」と称し、ＬＬＯの後の方法ステップを「ＬＬＯより後」と称する。
【０００６】
半導体の製造において、用語「メサ」は、エッチングステップの後の、隆起状の保護された領域を表す意味で使用している。エッチング工程によって得られる凹部は「メサ溝」として知られており、メサ溝の側壁は「メサ側面」として知られている。通常、各エッチングステップの前にフォトリソグラフィステップを行い、後からメサを形成する領域をフォトレジストによってエッチング薬液から保護する。これを目的として、最初に表面全体をフォトレジストによって覆った後、レジストの上にマスクを配置し、マスクによって覆われていない領域を露光させる。レジストのうちこれらの部分領域は、露光の結果として硬化するが、露光されない領域は、次のステップにおいて洗い流すことができる。硬化したフォトレジストによって保護されていない領域を、さらなる方法ステップにおいてエッチングすることができる。
【０００７】
広く知られている製造方法では、ＬＬＯの前に４回のフォトリソグラフィステップを実行しなければならない。ステップの１つとして、ｎ側が成長基板に接合されている状態で、ｐ側からＧａＮをメサ型にエッチングする。ＬＬＯによって成長基板を剥離した後、一般的には、ｎ型コンタクト構造を形成するためにさらなるフォトリソグラフィステップが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許第１９６４０５９４号明細書
【特許文献２】欧州特許第０９０５７９７号明細書
【特許文献３】国際公開第０２／１３２８１号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18 October 1993, pages 2174 - 2176
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明による方法の目的は、製造工程におけるフォトリソグラフィステップおよびエッチングステップの数を、従来の方法と比較して減らし、したがって、工程ステップの数を減らすことである。
【００１１】
さらなる目的は、レーザリフトオフ（ＬＬＯ）におけるメサ側面への損傷を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの目的は、請求項１による製造方法によって達成される。
【００１３】
本発明による方法のさらなるバリエーションとオプトエレクトロニクス部品の実施形態は、さらなる請求項の主題である。
【００１４】
なお、用語「部品」は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオードなど完成した部品のみならず、基板や半導体層なども意味することに留意されたい。したがって、例えば接着剤やはんだ層によって一体に接合されている第１の部品および第２の部品は、より高次の第３の部品を形成する、あるいはそのような部品の一部である。薄膜半導体チップの製造時、例えば、２つの部品を一体に接合するステップは便利である。
【００１５】
オプトエレクトロニクス部品は、例えば、薄膜発光ダイオードチップである。
【００１６】
薄膜発光ダイオードチップは、以下の特徴的な形状構造の少なくとも１つによって区別される。
−  放射を発生させる半導体積層体（特に、放射を発生させるエピタキシャル積層体）の主面（キャリア要素、特にキャリア基板に面している）に、反射層が堆積または形成されている。この反射層は、半導体積層体において発生する電磁放射の少なくとも一部分を半導体積層体に反射する。
−  薄膜発光ダイオードチップはキャリア要素を有し、このキャリア要素は、半導体積層体を上にエピタキシャル成長させた成長基板ではなく、後から半導体積層体に接合される個別のキャリア要素である。
−  半導体積層体の厚さは、２０μｍ以下の範囲、特に１０μｍ以下の範囲である。
−  半導体積層体が成長基板を備えていない。この場合、「成長基板を備えていない」とは、（必要時に）成長を目的として使用された成長基板が、半導体積層体から除去されている、または少なくとも大幅に薄くされていることを意味する。具体的には、成長基板は、単独では、またはエピタキシャル積層体との組合せでは自身を支持できない程度まで薄くされている。大幅に薄くされた成長基板の残余部分は、特に、それ自体が成長基板として機能するには適さない。
−  半導体積層体は、少なくとも一面が混合構造（intermixing structure）を有する少なくとも１層の半導体層を含んでおり、この混合構造によって、理想的には半導体積層体における光の近似的なエルゴード分布につながり、すなわち、この構造は、実質的にエルゴード的確率過程である散乱挙動を有する。
【００１７】
薄膜発光ダイオードチップの基本原理は、例えば非特許文献１に記載されており、この点に関するこの文書の開示内容は、参照によって本文書に組み込まれている。薄膜発光ダイオードチップの例は、特許文献２および特許文献３に記載されており、この点に関するこれらの文書の開示内容は、同様に参照によって本文書に組み込まれている。
【００１８】
オプトエレクトロニクス部品を製造する、本発明による方法は、方法ステップＡ）成長基板を形成するステップと、方法ステップＢ）成長基板上に少なくとも１層の半導体層をエピタキシャル成長させて動作時における活性ゾーンを形成するステップと、を含んでいる。本方法は、さらなる方法ステップとして、方法ステップＣ）積層体上に金属ミラー層を堆積させるステップと、方法ステップＤ）部品を電気的に接続するための少なくとも１層のコンタクト層を堆積させるステップと、を含んでいる。さらに、本方法は、方法ステップＥ）半導体層から成長基板を剥離するステップであって、半導体層の表面が露出する、ステップ、を含んでいる。次いで、方法ステップＦ）半導体層を、方法ステップＥ）において露出した表面の側からエッチング法によって構造化する。
【００１９】
方法のバリエーションにおいては、構造化された積層体を形成するために必要なのは、ただ１回のエッチングステップ、したがってただ１回のフォトリソグラフィステップである。このことは、従来の方法に優る明らかな利点である。これにより、構造化工程に伴う危険性を小さくし、歩留りを高めることができる。さらには、製造工程全体の時間が短縮される。
【００２０】
方法ステップＦ）におけるエッチングは、方法ステップＥ）において露出させた表面の側から行うため、正のメサエッジ（positive mesa edge）が形成される。すなわち、エッチング工程によって形成されるメサ溝は、それまで成長基板に接合されていた面から見て他の層の方に次第に細くなっており、メサ自体（すなわち例えば半導体層）は、接合されていた面から見て次第に広がっている。したがって、溝の側面がわずかに傾斜しており、接合されていた面に垂直には延びておらず、これは湿式エッチング法の結果である。ＬＬＯの後まではエッチングおよび関連するフォトリソグラフィ法が実行されず、したがって、本方法は、「ＬＬＯより後にフォトリソグラフィ法によってメサを形成する方法」（"post-LLO mesa photo method"）である。
【００２１】
さらには、正のメサエッジによって、さらに発光特性がわずかに向上する。
【００２２】
従来の方法では、ＬＬＯより前に基板とは反対側からフォトリソグラフィ法を実行してメサを形成していた。この結果として、メサ側面が逆向きに傾斜している、すなわち負のメサエッジ（negative mesa edge）が存在しており、したがって、ＬＬＯより前のメサフォトリソグラフィ法ではメサエッジがアンダーカット状となる。これにより、鋭角の負のメサエッジを有するメサエッジの先端部が、ＬＬＯ時に破損することがある。
【００２３】
正のメサエッジは、負のメサエッジと比較して、成長基板に接合されていた上側面において、より大きな安定性および破損に対する安定性を示すという利点をさらに有する。このことは、さらなる方法ステップにおいて有利である。本発明による方法のさまざまなバリエーションでは、最初にＬＬＯを行い、その後にはじめてメサ溝のエッチングを行うため、ＬＬＯ時にメサ側面の損傷は発生しない。
【００２４】
本発明によるさらなる方法においては、方法ステップＣ）において、構造化されていない半導体層に金属ミラー層を堆積させる。
【００２５】
この利点として、ミラー層は半導体層の表面上に完全な形で存在しており、以降の方法ステップにおいて再び除去しなければならない材料が、既存の隙間に堆積することがない。さらなる利点として、半導体層およびミラー層を１回のエッチングステップにおいてまとめて構造化することができる。以降にミラー層に堆積させる層も、同様にまとめて構造化される。
【００２６】
本方法のさらなる実施形態においては、方法ステップＢ）において、ただ１層の半導体層を成長させる。したがって、このようにして製造されるオプトエレクトロニクス部品は、ただ１層の半導体層を備えており、これによって極めて薄い部品を製造することが可能である。
【００２７】
方法ステップＢ）においてエピタキシャル成長させる半導体層に使用できる適切な材料は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料を備えている材料である。このＩＩＩ−Ｖ族半導体材料は、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ、またはＡｌＮであることが好ましい。しかしながら、半導体層は、連続的なエピタキシャル成長によって製造できるさまざまな材料から形成することもできる。半導体層は、例えば、ドープしない、あるいはｐ型もしくはｎ型にドープすることができる。
【００２８】
本発明による方法のさらなるバリエーションにおいては、方法ステップＤ）において、少なくとも１層のコンタクト層を、構造化されていないミラー層に堆積させる。この利点として、コンタクト層の材料を、すでに構造化されている部分に堆積させる必要がなく、したがって、露出している隙間に材料が侵入し得ない（隙間の中の材料はさらなる方法ステップにおいて再び除去しなければならない）。コンタクト層の構造化（必要な場合）も、半導体層およびミラー層の構造化とまとめて実施することができる。
【００２９】
方法ステップＥ）において半導体層から成長基板を分離するステップは、レーザリフトオフ（ＬＬＯ）によって実施することが好ましい。
【００３０】
本方法のさらなる実施形態においては、方法ステップＦ）における構造化では、半導体層が溝によって複数の部分領域に分割される。これによってメサ構造が形成される。すなわち、例えばエッチング法によって形成される溝が、半導体層を完全に貫通している。溝は、それまで成長基板に接合していた側から適用される構造化法によって形成されるため、溝の断面は、例えばレーザリフトオフによって露出した面からミラー層の方向に次第に細くなっている。したがって、半導体層は側面に正のメサエッジを有する。このような半導体層は、負のメサエッジを有する半導体層と比較しての特徴として、例えば以降の工程ステップにおいて安定性が高い。
【００３１】
本発明によるさらなる方法は、方法ステップＡ）〜Ｆ）に加えて、さらなる方法ステップとして、方法ステップＧ）ミラー層に拡散バリア層を堆積させるステップと、方法ステップＨ）拡散バリア層にパッシベーション層を堆積させるステップと、を含んでいる。方法ステップＡ）〜方法ステップＨ）において形成される積層体を、さらなる方法ステップ（方法ステップＩ）において、キャリアに貼り付けることができる。
【００３２】
このようなキャリアは、例えば、ステップＩ１）キャリアウェハを形成するステップと、方法ステップＩ２）キャリアウェハにバリア層を堆積させるステップと、方法ステップＩ３）バリア層に接合層を堆積させるステップと、を含んでいる方法によって、形成することができる。
【００３３】
接合層は、方法ステップＡ）〜方法ステップＨ）において形成された積層体をキャリアに接合する。接合層には、例えば接着性材料またははんだ材料を使用することができる。キャリアは、特に、成長基板を剥離した後のさらなる方法ステップにおいてと、例えばオプトエレクトロニクス部品の使用時とに、積層体を安定化する役割を特に果たす。しかしながら、キャリアは、部品における電気的接続および電流伝導などの役割を果たすこともできる。
【００３４】
方法ステップＡ）における成長基板としては、サファイアまたはＳｉを使用することが好ましい。
【００３５】
方法ステップＣ）におけるミラー層には、主成分としてＡｇを備えている材料を使用することができる。方法ステップＣ）のミラー層は、例えば、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、電気めっき、から選択される方法によって、堆積させることができる。
【００３６】
ミラー層は、さらなる方法ステップ（方法ステップＣ）と方法ステップＤ）の間に入る）によって構造化することができ、このステップでは半導体層は構造化しない。構造化は、湿式化学エッチング、プラズマエッチング、リフトオフ法、のうちの１つによって実施することができる。構造化されたミラー層の利点として、部品の動作時に、ミラー層が除去されている領域において電流入力が減少する、または完全に抑制される。したがって、半導体層の反対側（光取り出し側）の、導体トラックあるいはボンディングパッドなどのシャドウイング要素が存在する領域において、電流入力を意図的に抑制することができる。
【００３７】
方法ステップＧ）における拡散バリア層には、ＴｉＷＮもしくはＴｉＮまたはその両方を備えている材料を使用することができる。拡散バリア層は、例えば、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ法のうちの１つによって堆積させることができる。
【００３８】
方法ステップＥ）からのパッシベーション層は、３層の副層から構成することができる。第１の副層が、例えば接合機能を担うことができ、第２の副層がバリア機能、第３の最後の層が実際の不動態化機能を担うことができる。
【００３９】
キャリアウェハには、Ｇｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、またはＳｉＮを備えている材料を使用することができる。キャリアウェハが導電性材料を備えている例示的な実施形態が可能であるが、キャリアウェハが導電性ではない実施形態も考えられる。
【００４０】
キャリアのコンタクト層には、元素Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｚｎのうちの少なくとも１つを備えている材料を使用することができる。コンタクト層は、例えば、スパッタリングまたは蒸着のいずれかによって堆積させることができる。
【００４１】
キャリアのバリア層には、ＴｉＷＮもしくはＴｉＮまたはその両方を備えている材料を使用することができる。バリア層は、例えば、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ法のうちの１つによって堆積させることができる。
【００４２】
キャリアの接合層には、Ｓｎを備えている材料を使用することができる。方法ステップＩにおいてキャリアに積層体を貼り付ける前に、接合層を加熱することができる。
【００４３】
構造化された半導体層を、さらなる方法ステップＪ１）において粗面化することができる。この方法ステップは、方法ステップＦ）の後に行う。次いで、粗面化された半導体層に、可視光放射、紫外放射、赤外放射、またはこれらの放射の組合せを透過させる材料を備えているトップコートを設けることができる（方法ステップＪ２））。このようなコーティングには、例えばビスベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）が適している。トップコートは、例えばスピンコートまたはスプレーコートによって半導体層に塗布することができる。ビスベンゾシクロブテンを使用する結果として、メサ溝のエッジが良好に覆われる。さらに、ＢＣＢは、放射に対する良好な安定性を示す。
【００４４】
方法のバリエーションにおいては、方法ステップＪ１）の粗面化を方法ステップＦ）の前に行うことができる。
【００４５】
さらなる方法ステップＪ３）において、トップコートを構造化することができる。これによって、半導体層の部分領域を再び露出させることができる。さらなる方法ステップＪ４）において、これらの露出した領域に電気コンタクトを形成することができる。
【００４６】
トップコートより前に電気コンタクトを半導体層に形成する方法も可能である。
【００４７】
本発明は、オプトエレクトロニクス部品の製造方法のみならず、オプトエレクトロニクス部品自体にも関する。
【００４８】
オプトエレクトロニクス部品の一実施形態は、積層体として、構造化された半導体層と、その上に配置されている金属ミラー層と、その上に配置されている拡散バリア層と、その上に配置されているパッシベーション層と、を備えている。半導体層は、側面に正のメサエッジを有し、すなわち、メサ溝は自由面からミラー層に向かって次第に細くなっている。
【００４９】
本オプトエレクトロニクス部品の動作時、半導体層に活性ゾーンが形成され、この活性ゾーンから放射が放出される。ミラー層の目的は、すべての放射が半導体層の上側面を介して外に放出されるように、放射が部品の中に逃げるのを阻止することである。ミラー層上の拡散バリア層の目的は、特に、部品の動作時に、ミラー層を構成している材料のイオンの移動を阻止することである。
【００５０】
オプトエレクトロニクス部品のさらなる実施形態は、さらなる層として、キャリアウェハと、キャリアウェハ上に配置されている電気コンタクト層と、コンタクト層上に配置されているバリア層と、バリア層上に配置されている接合層と、を備えている。接合層は、前述した積層体のパッシベーション層に接合されている。
【００５１】
以下では、本発明のさまざまなバリエーションについて、例示的な実施形態と図面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】
【００５２】
【図１】従来の方法（図１ａ）と本発明による方法（図１ｂ）の比較を示している。
【図２】積層体２０の概略的な側面図を示している。
【図３】積層体３０の概略的な側面図を示している。
【図４】積層体４０の概略的な側面図を示している。
【図５】積層体５０の概略的な側面図を示している。
【図６ａ】正のメサエッジを有するメサ溝を備えた、本発明による積層体の概略的な側面図を示している。
【図６ｂ】負のメサエッジを有するメサ溝を備えた、本発明による積層体の概略的な側面図を示している。
【図７】構造化された積層体の概略的な側面図を示している。
【図８】さらに粗面化された表面を有する、構造化された積層体の概略的な側面図を示している。
【図９】コーティングされた表面を有する、構造化された積層体の概略的な側面図を示している。
【図１０】電気的に接続された表面を有する、構造化された積層体の概略的な側面図を示している。
【図１１】さらなる実施形態の積層体の概略的な側面図を示している。
【図１２】構造化された半導体層を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図１３】２つのコンタクトを有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図１４】粗面化された半導体層を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図１５】メサ溝を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図１６】トップコートを有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図１７】個片化された部品の概略的な側面図を示している。
【図１８】低屈折率の誘電体を有するさらなる実施形態の積層体の概略的な側面図を示している。
【図１９】ミラーシステムを有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２０】構造化された金属ミラー層を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２１】拡散バリア層を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２２】キャリアウェハ上の積層体の概略的な側面図を示している。
【図２３】２つの積層体を一体に接合する結果としての積層体の概略的な側面図を示している。
【図２４】裏面のコンタクトを有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２５】成長基板を備えていない積層体の概略的な側面図を示している。
【図２６】粗面化された半導体層を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２７】第１のコンタクトを有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２８】メサ溝を有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図２９】トップコートを有する積層体の概略的な側面図を示している。
【図３０】個片化された部品の概略的な側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１ａおよび図１ｂは、従来の方法（図１ａ）と、本発明による方法のバリエーション（図１ｂ）の比較を示している。図１ａおよび図１ｂのいずれも、最初に、成長基板１と半導体層２とから成る積層体を示している。いずれの方法においても、最初に半導体層２に金属ミラー層３を堆積させる。図１ａに示した従来の方法では、次いで、金属ミラー層３を、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を利用して構造化する。本発明による方法では、この方法ステップを行わない。次の方法ステップで、金属ミラー層３に拡散バリア層４を堆積させる。図１ａに示した従来の方法では、前のステップで露出した金属ミラー層の領域にも拡散バリア層の材料が存在するという問題が生じる。図１ａの従来の方法では、次いで、さらなるフォトリソグラフィ法および１回または複数回のエッチングステップを実行する。エッチングステップによって、拡散バリア層４を構造化し、前のステップで露出した金属ミラー層３の領域を再び除去して、半導体層２を構造化する。各エッチングは、成長基板とは反対側から行う。図１ｂに示した本発明による方法では、これらの方法ステップを行わない。さらなる方法ステップにおいて、拡散バリア層４にパッシベーション層５を堆積させる。図１ａに示した方法では、この段階でさらなるフォトリソグラフィ法およびエッチング法をさらに実行している。この比較から明らかであるように、図１ａに示した従来の方法では、必要な方法ステップの数が著しく多い。具体的には、複数回のフォトリソグラフィ法およびエッチング法が必要であるのに対して、図１ｂに示した本発明による方法のバリエーションでは、この段階でフォトリソグラフィ法およびエッチング法はまだ使用していない。このことは、従来技術に優る明らかな利点である。本発明による方法（図１ｂ）では、さらなる方法ステップにおいて、成長基板１を除去し（例えばレーザリフトオフによって行うことができる）、したがって、半導体層２の表面が露出する。この段階で、露出した側から、１回のフォトリソグラフィステップおよび１回のエッチングステップによって半導体層２を構造化することができる。このエッチングステップでは、メサ側面１３を有するメサ溝１２がエッチングされる。
【００５４】
図１ｂに示した積層体の構造は、方法ステップＡ）〜Ｃ）および方法ステップＥ）〜Ｈ）に対応する。
【００５５】
図２は、本発明による方法のバリエーションによって形成される積層体２０の概略的な側面図を示している。この積層体は、５層、すなわち、積層体の成長基板１と、半導体層２と、ミラー層３と、拡散バリア層４と、パッシベーション層５とを備えている。図２に示した積層体２０の構造は、方法ステップＡ）〜Ｃ）および方法ステップＧ）〜Ｈ）に対応する。
【００５６】
図３は、本発明による方法のバリエーションによって形成される積層体３０の概略的な側面図を示している。この積層体は、例えばキャリアとして使用して、図２に示した積層体２０と一体に接合することができる。この積層体は、キャリアウェハ９と、その上に配置されているコンタクト層８と、その上に配置されているバリア層７と、その上に配置されている接合層６とを備えている。接合層６は、積層体３０を例えば図２に示した積層体２０に後から接合する役割を果たす。積層体３０は、例えば、方法ステップＩ１）〜Ｉ４）に記載した方法によって形成することができる。
【００５７】
図４は、本発明による方法のバリエーションによって形成される積層体４０の概略的な側面図を示している。この積層体４０は、図２に示した積層体２０と図３に示した積層体３０とを一体に接合した結果である。積層体２０と積層体３０は、接合層６の接着性材料によって一体に接合されている。積層体２０と積層体３０を一体に接合することによって、積層体２０の層２〜層５が積層体３０によってさらに安定化し、これにより、成長基板１を剥離した後にも十分な安定性が確保される。積層体を一体に接合するステップは、方法ステップＩ）に記載したように実施することができる。
【００５８】
図５は、本発明による方法のバリエーションによって形成される積層体５０の概略的な側面図を示している。この積層体は、例えば図４に示した積層体４０から、成長基板１を剥離することによって得られる。剥離するステップは、方法ステップＥ）に記載したように実施することができる。このステップは、例えばレーザリフトオフによって実施することができる。積層体２０からの残りの層２，３，４，５は、積層体３０によって安定化している。それまで成長基板１に接合していた半導体層２の表面が再び露出し、露出した側から構造化することができる。
【００５９】
図６ａは、例えば図２に示した積層体から得ることができる積層体の概略的な側面図を示している。これを目的として、方法ステップＥ）に記載したように、さらなる方法ステップにおいて成長基板１を剥離する必要があり、方法ステップＦ）に記載したように、半導体層２および金属ミラー層３をエッチング法によって構造化する必要がある。図６ａは、正のメサエッジ１３を有するメサ溝１２を示している。このように、メサ溝１２は半導体層２の中で、すなわち、それまで成長基板に接合されていた自由面から、半導体層２の下に続く層（例えば金属ミラー層３）の方向に、次第に細くなっている。
【００６０】
図６ｂは、本発明によらない方法によって形成される積層体の概略的な側面図を示している。積層体はメサ溝１２を有するが、依然として成長基板１を備えている。半導体層２は、成長基板とは反対側からエッチングされている。メサ溝１２は負のメサエッジ１３を有する。したがって、成長基板１を剥離した後、メサ溝１２は、露出した面から半導体層の中で次第に広がっている。さらなる層、すなわち金属ミラー層３、拡散バリア層４、およびパッシベーション層５も、成長基板とは反対側から同様に構造化されている。
【００６１】
図７は、構造化された積層体の実施形態の概略的な側面図を示している。このような実施形態は、例えば図５に示した積層体５０を構造化することによって得られる。図７では、半導体層２およびミラー層３は、構造化によって形成されるメサ溝１２によって完全に分断されている。半導体層２は、正のメサ側面１３を持つメサ溝１２を有する。溝の断面は、それまで成長基板１に接合されていた面からミラー層３の方に次第に細くなっている。図７に示した積層体は、１回のフォトリソグラフィステップステップまたはエッチングステップによって得ることができる。
【００６２】
図８は、表面がさらに粗面化されている、構造化された積層体の実施形態の概略的な側面図を示している。このような積層体は、例えば図７に示した積層体から得られる。表面の構造化は、方法ステップＪ１）に記載したように実施することができる。
【００６３】
図９は、表面がトップコート１０によってさらにコーティングされている、構造化された積層体の実施形態の概略的な側面図を示している。このような積層体は、例えば図８に示した積層体から得られる。表面のコーティングは、方法ステップＪ２）に記載したように実施することができる。トップコート１０には、例えばビスベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）が適している。トップコート１０は、部品の表面を不動態化して保護する。
【００６４】
図１０は、表面が電気コンタクト１１によってさらに接続されている、構造化された積層体の実施形態の概略的な側面図を示している。このような積層体は、例えば図９に示した積層体から得られる。表面の電気的接続は、方法ステップＪ３）に記載したように、あらかじめトップコート１０を構造化した後、方法ステップＪ４）に記載したように実施することができる。
【００６５】
図１１は、積層体として、キャリアウェハ９、バリア層７、接合層６、パッシベーション層５、拡散バリア層４、金属ミラー層３、および半導体層２を備えている層編成の実施形態の、概略的な側面図を示している。半導体層２の上に２つの第１のコンタクト１４がさらに配置されている。これら２つの第１のコンタクト１４は、後から部品を第１の電荷に関して電気的に接続する役割を果たし、この接続は例えばワイヤによって達成することができる。第１のコンタクトは、方法ステップＤ）において形成する。
【００６６】
図１２は、図１１に示した実施形態から得ることのできる層編成の実施形態の、概略的な側面図を示している。半導体層２は、さらなる方法ステップにおいて構造化されている。２つの第１のコンタクト１４は、例えばｎ型コンタクトとすることができる。半導体層２を構造化することによって半導体層２の導電層が露出しており、第１のコンタクト１４がｎ型コンタクトである場合、この導電層はｐ型層である。第１のコンタクトがｐ型コンタクトである場合、露出する層はｎ型層である。
【００６７】
図１３は、例えば図１２に示した実施形態から得ることのできる実施形態の、概略的な側面図を示している。図１３に示した実施形態は、図１２の実施形態において露出させた層の上に配置されている２つの第２のコンタクト１５をさらに備えている。これら２つの第２のコンタクト１５は、例えばｐ型コンタクトとすることができる。第２のコンタクト１５は、第１のコンタクト１４と同様に、ただし反対の電荷に関して、後から部品を電気的に接続する役割を果たす。
【００６８】
図１４は、半導体層２の表面が粗面化されている実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、図１３に示した実施形態から得ることができる。これを目的として、さらなる方法ステップにおいて、半導体層２の表面が粗面化されている。粗面化は、方法ステップＪ１）に従って実施する。
【００６９】
図１５は、メサ溝１２を有する実施形態の概略的な側面図を示しており、この実施形態は、図１４に示した実施形態から得ることができる。図１５は、エッチングステップによって半導体層２に形成されたメサ溝１２を追加的に有する。エッチングステップは上側の自由面から実施され、したがって、メサ溝１２は正のメサ側面１３を備えている。半導体層の構造化は、方法ステップＦ）に従って行う。
【００７０】
図１６は、トップコート１０を有する実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、図１５に示した実施形態から得ることができる。これを目的として、半導体層２の表面に、方法ステップＪ２）に従ってトップコート１０が設けられている。トップコート１０は、半導体層２を不動態化して保護する役割を果たす。トップコート１０は、第１のコンタクト１４および第２のコンタクト１５が依然として自由な状態であり、覆われていない領域を有する（したがって電気的接続が依然として可能である）ように塗布されている。
【００７１】
図１７は、個片化された部品の実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、例えば図１６に示した実施形態から得ることができる。さらなる方法ステップにおいて、２つの部品が個片化されている。これを目的として、例えばメサ溝１２の底部においてさらなるエッチング工程が行われ、この工程によってさらなる層すべてが切断されている。このような切断は、例えばレーザダイシングによって行うことができる。
【００７２】
図１８は、さらなる実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、積層体として、低屈折率の誘電体１６と、その上に配置されている半導体層２と、その上に配置されている成長基板１とを備えている。成長基板１は、例えばサファイアまたはシリコンとすることができる。半導体層２には、例えばＧａＩｎＮを使用することができる。半導体層２は、成長基板１上に方法ステップＢ）に従って成長させることによって得ることができる。低屈折率の誘電体１６（ミラーシステムの一部である）には、例えばＳｉＯ２を使用することができる。
【００７３】
図１９は、例えば図１８に示した実施形態から得ることのできる実施形態の概略的な側面図を示している。図１９に示した実施形態は、低屈折率の誘電体１６上に配置されている金属ミラー層３をさらに備えている。金属ミラー層３を堆積させる（方法ステップＣ）に従って実施する）前に、低屈折率の誘電体１６の部分領域が除去されており、したがって、低屈折率の誘電体１６の部分領域を金属ミラー層３が貫通している。これらの部分領域は、半導体層２まで達している。金属ミラー層３には、例えばＡｇを使用することができる。低屈折率の誘電体１６と金属ミラー層３の組合せは、全体としてミラーシステムを形成している。
【００７４】
図２０は、構造化された金属ミラー層３を有する実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、図１９に示した実施形態から得ることができる。図２０に示した実施形態では、金属ミラー層３が構造化されている。金属ミラー層３を構造化することで、低屈折率の誘電体１６の部分領域が露出している。
【００７５】
図２１は、例えば図２０に示した実施形態から得ることのできる実施形態の概略的な側面図を示している。図２１に示した実施形態は、金属ミラー層３上に配置されている拡散バリア層４をさらに備えている。ミラー層が除去された部分領域において、拡散バリア層４は低屈折率の誘電体１６まで達している。拡散バリア層４には、例えばＴｉを使用することができる。さらには、拡散バリア層４上に接合層６が配置されている。接合層６には、例えばＡｕを使用することができる。接合層６は、後からこの積層体をさらなる層またはさらなる積層体に接合する役割を果たす。
【００７６】
図２２は、さらなる積層体の概略的な側面図を示しているこの積層体は、キャリアウェハ９と、その上に配置されているバリア層７と、その上に配置されている接合層６とを備えている。キャリアウェハ９は、例えばシリコンなどの導電性材料から形成することができる。バリア層７は、特に、キャリアウェハ９と接合層６との間の接着を促進する役割を果たすことができる。バリア層７には、例えばＴｉを使用することができる。接合層６には、例えばＡｕおよびＳｎの積層体を使用することができる。このような積層体は、方法ステップＩ１）〜Ｉ３）によって得ることができる。
【００７７】
図２３は、例えば図２１に示した積層体と図２２に示した積層体とを一体に接合することによって得られる実施形態の、概略的な側面図を示している。これを目的として、２つの積層体がそれぞれの接合層６によって一体に接合されている。
【００７８】
図２４は、裏面のコンタクト１７を有する実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、例えば図２３に示した実施形態から得ることができる。図２４に示した実施形態は、キャリアウェハ９上に配置されている裏面のコンタクト１７をさらに備えている。裏面のコンタクト１７は、部品を電気的に接続するために使用することができる。
【００７９】
図２５は、例えば図２４に示した実施形態から得ることのできる実施形態の概略的な側面図を示している。これを目的として、方法ステップＣ）に従って半導体層２から成長基板１が除去されている。このステップは、例えばレーザリフトオフによって実施することができる。
【００８０】
図２６は、半導体層２の表面が粗面化されている実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、例えば図２５に示した実施形態から得ることができる。これを目的として、さらなる方法ステップにおいて、半導体層２の表面が粗面化されている。半導体層の粗面化は、方法ステップＪ１と同じように行うことができるが、この場合には半導体がまだ構造化されていない。
【００８１】
図２７は、例えば図２６に示した実施形態から得ることのできる実施形態の概略的な側面図を示している。図２７に示した実施形態は、２つの第１のコンタクト１４をさらに備えている。これら第１のコンタクト１４によって部品を電気的に接続することができる。したがって、部品それぞれは、電気的に接続するための要素を前面および裏面の両方に有する。
【００８２】
図２８は、メサ溝１２を有する実施形態の概略的な側面図を示している。この実施形態は、例えば図２７に示した実施形態から得ることができる。これを目的として、方法ステップＦ）に対応する方法ステップにおいて、メサ溝１２がエッチングされている。メサ溝１２は、半導体層２および低屈折率の誘電体１６を貫通している。メサ溝１２は、以前に成長基板１に接合していた面からエッチングされている。これによって、メサ溝１２は正のメサ側面を備えている。メサ溝１２は、以前のステップで金属ミラー層３が除去された部分領域に一致するように、部品内にエッチングされており、したがってメサ溝１２は拡散バリア４において終わっている。
【００８３】
図２９は、例えば図２８に示した実施形態から得ることのできる実施形態の概略的な側面図を示している。これを目的として、方法ステップＪ２）に従って、部品の表面にトップコート１０が設けられている。トップコート１０は、メサ溝１２の側壁（すなわちメサ側面）も覆っている。トップコート１０は、部品を不動態化して密封する役割を果たしている。トップコート１０は、第１のコンタクト１４によって依然として部品を電気的に接続できるように、部品の表面に塗布する。しかしながら、これらのコンタクトを最初にトップコート１０によって完全に覆い、さらなる方法ステップにおいて部分領域を再び露出させることもできる。
【００８４】
図３０は、個片化された部品の概略的な側面図を示している。これらの部品は、例えば図２９に示した実施形態から得ることができる。これを目的として、さらなる方法ステップにおいて、以前のステップで一体に接合された２つの要素が個片化されている。これを目的として、例えばメサ溝１２の底部においてさらなるエッチングステップが行われ、残りの層が切断されている。このような切断は、例えばレーザダイシングによって行うことができる。
【００８５】
ここまで、本発明について例示的な実施形態を参照しながら説明してきたが、本発明はこれらの説明に限定されない。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】
2011522427.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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