(57)【要約】本発明は、キャリア（２）とユーティリティ層（５）とを有する複合基板（１）に関する。ユーティリティ層（５）は誘電体接着層（３）によってキャリア（２）に固定される。キャリア（２）は放射変換材料を含有する。本発明はさらに、そのような複合基板を有する半導体チップ（１０）に関し、複合基板の製造方法、及び複合基板を有する半導体チップの製造方法も特定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア（２）と、誘電体接着層（３）によって前記キャリア（２）に装着されたユーティリティ層（５）と、を有し、放射変換材料を含有する、複合基板（１）。
【請求項２】
前記ユーティリティ層は、窒化物化合物半導体材料を含有する、請求項１に奇異債の複合基板。
【請求項３】
前記ユーティリティ層は、最大で１μｍの厚さを有する、請求項１又は２に記載の複合基板。
【請求項４】
前記誘電体接着層は、酸化物、窒化物又は酸窒化物を含有する、請求項１から３のいずれかに記載の複合基板。
【請求項５】
前記誘電体接着層の屈折率は、前記ユーティリティ層から前記キャリアに向かって低くなる、請求項１から４のいずれかに記載の複合基板。
【請求項６】
前記誘電体接着層は少なくとも１つの側においてパターニング（２５）を有する境界表面に隣接する、請求項１から５のいずれかに記載の複合基板。
【請求項７】
放射を生成するための活性領域（７０）を有する半導体ボディ（７）が前記ユーティリティ層上に配置され、動作中に生成された放射は前記放射変換材料によって少なくとも部分的に変換される、請求項１から６のいずれかに記載の複合基板を有する半導体チップ。
【請求項８】
前記キャリアは、前記半導体ボディから離れた側にミラー層（９６）を有する、請求項７に記載の半導体チップ。
【請求項９】
前記半導体ボディから離れた側の前記キャリアの主面は放射出射面を形成する、請求項７に記載の半導体チップ。
【請求項１０】
キャリア（２）とユーティリティ層（５）とを有する複合基板（１）の製造方法であって、
放射変換材料を含有する前記キャリア（２）を用意するステップと、
誘電体接着層（３）によって前記キャリア（２）に前記ユーティリティ層（５）を装着するステップと、
を有する方法。
【請求項１１】
前記ユーティリティ層は直接接着によって前記キャリアに装着される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ユーティリティ層は、補助キャリア（４）上に設けられ、前記キャリアへの装着後、前記ユーティリティ層は、残っている前記補助キャリアから取り外される、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ユーティリティ層の装着前、分離核（５１）が形成され、前記分離核に沿って前記ユーティリティ層が前記キャリアへの装着後に取り外される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
複数の半導体チップ（１０）の製造方法であって、
ａ）請求項１から６のいずれかに記載の複合基板を用意するステップと、
ｂ）前記複合基板上に、放射を生成するための活性領域を有する半導体層積層体を形成するステップと、
ｃ）前記半導体層積層体を有する前記複合基板を複数の半導体チップに単体化するステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
前記キャリアの厚さは前記ステップｂ）の後に減らされる、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、複合基板、複合基板を有する半導体チップ、並びに複合基板及び半導体チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オプトエレクトロニクス半導体チップをベースとする白色光源は典型的には、放射を生成するための半導体チップと、その半導体チップにて生成された放射を部分的に変換して、人間の目には白色に見える放射全体が放出されるようにする放射変換材料と、を有する。
【０００３】
この放射変換材料は半導体チップエンクロージャに埋設されることがある。
【０００４】
ポッティング目的で使用される材料の比較的低い屈折率は、半導体チップに対する放射変換材料の結合を難しくする。
【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、効率的で技術的に簡易な放射変換手法を提供することである。さらに、オプトエレクトロニクス半導体チップをベースとする白色光源において放射変換を効率的且つ安価に実現することができる製造方法を提供することを意図する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立項記載の複合基板及び複合基板の製造方法によって実現される。
【０００７】
一実施の形態によれば、複合基板は、キャリアとユーティリティ層とを有し、ユーティリティ層は誘電体接着層によりキャリアに装着される。キャリアは放射変換材料を含有する。
【０００８】
このような複合基板は、特にオプトエレクトロニクス半導体チップ製造用のエピタキシー基板としての使用に特に適している。キャリアから離れた側のユーティリティ層の表面は好ましくは成膜面として設けられる。
【０００９】
キャリアは、自立型（self-supporting）でさらに好ましくはキャリア上に成膜される材料をエピタキシー法で使用される例えば７００℃から１１００℃の温度でさえ機械的に安定化させる厚さを有することが好ましい。
【００１０】
キャリア内に放射される第１波長範囲の放射であって第１波長範囲と異なる第２波長範囲に変換される第１波長範囲の放射の割合は特に、励起効率、キャリア厚さ及び／又は放射変換材料濃度によって調整可能である。
【００１１】
好適な構成では、キャリアはセラミック及び／又はガラスを含有する。
【００１２】
セラミックを含有するキャリアは、その大部分が放射変換材料によって形成されることが好ましい。ここで、「その大部分が」とは、キャリアが少なくとも５０％の、放射変換材料の体積割合を有することを意味する。キャリアは少なくとも７５％の、放射変換材料の体積割合を有することが好ましく、少なくとも９０％の体積割合を有することがさらに好ましい。ただし、同一の変換率を維持しつつキャリア厚さを増大させるために、キャリアにおいて放射変換材料がより低い体積割合を占めていても良い。
【００１３】
セラミックは、一体に接着された粒子からなるもの、及び／又はセラミックを形成するためのさらなる粒子を有するものであることが好ましい。
【００１４】
好適な放射変換材料は特に、焼結によって接着されてセラミックを形成することができる材料である。例えばガーネット、特に希土類金属活性（rare earth metal-activated）ガーネット、一例としては例えばＣｅで活性化されたＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２、を使用することができる。
【００１５】
ガラス含有キャリアの場合、ガラスは、放射変換材料が埋設される母材の形態を採ることが好ましい。
【００１６】
ユーティリティ層はキャリアよりも薄いことが好都合である。ユーティリティ層が薄いほど、より安価に複合基板を製造することができる。ユーティリティ層は、最大で１μｍの厚さ、好ましくは１０ｎｍと５００ｎｍとの間（両端値を含む）の厚さ、特に好ましくは１０ｎｍと２００ｎｍとの間（両端値を含む）の厚さを有することが好ましい。
【００１７】
好適な構成では、ユーティリティ層は、窒化化合物半導体材料の成膜に適している。
【００１８】
本書において「窒化化合物半導体をベースとする」とは、活性エピタキシャル層積層体又はその少なくとも一層がＩＩＩ／Ｖ窒化化合物半導体、好ましくはＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍ（０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、且つｎ＋ｍ≦１）を有することを意味する。
【００１９】
この材料は必ずしも数学的に正確に上記化学式記載の化合物を示すものである必要はない。この材料は、ＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍ材料の特徴的物理特性を実質的に変更させない１つ以上のドーパント及び追加構成物質を有しても良い。簡単にするために上記化学式は結晶格子（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｎ）の基本的構成物質のみ含めているが、これらの物質が部分的に少量のさらなる物質で置き換えられても良い。
【００２０】
ユーティリティ層は、窒化化合物半導体材料をベースとするものであることが好ましい。このようなユーティリティ層は特に、高品質の窒化化合物半導体材料の成膜に適している。
【００２１】
好適な構成では、誘電体接着層のみがユーティリティ層とキャリアとの間に配置される。言い換えれば、放射変換材料は誘電体接着層によってユーティリティ層から離間される。さらに好適な構成では、誘電体接着層は、酸化物、例えば酸化ケイ素、窒化物、例えば窒化ケイ素、又は酸窒化物、例えば酸窒化ケイ素を含有する。製造中、このような接着層はユーティリティ層とキャリアとを特に簡易に且つ安定的に接着させる点で優れている。酸窒化物の場合、屈折率は材料組成によって調整可能である。
【００２２】
好適な構成では、誘電体接着層の屈折率はユーティリティ層からキャリアに向かって低減する。この低減は連続的に進むものであってもステージ毎に進むものであっても良い。誘電体接着層の材料の変更は、誘電体接着層用の高屈折率材料が低屈折率材料よりも高い吸収係数を呈する場合に特に好都合である。
【００２３】
好適な構成では、接着層は、パターン化された境界表面に対して少なくとも１つの側で隣接する。特に、ユーティリティ層に対向する側のキャリアの表面及び／又はキャリアに対向する側のユーティリティ層の表面はパターニングを有しても良い。パターニングは例えば粗面化の形態のような不規則なものであっても良いし、例えば周期的に繰り返すパターンの形態のような規則的なものであっても良い。
【００２４】
さらに、パターニングが光学要素を形成しても良い。
【００２５】
上述の複合基板は特に、オプトエレクトロニクス半導体チップの、特に発光ダイオードチップ、例えばＬＥＤの製造に適している。好適な構成では、放射を生成するための活性領域を有する半導体層積層体を有する半導体ボディは、ユーティリティ層上に配置され、活性領域において生成された第１波長範囲の放射は、動作中、放射変換材料によって少なくとも部分的に、第１波長範囲と異なる第２波長範囲に変換される。
【００２６】
よって、このような半導体チップの場合、複合基板は、製造中、エピタキシー基板としての役割を果たし、半導体チップが動作しているときに半導体チップ内に一体化された放射変換要素の機能を果たすことができる。言い換えれば、製造中、半導体チップは半導体チップアセンブリから単体化される前でさえ放射変換材料を有する。
【００２７】
よって、後で半導体チップに与えられたり半導体チップポッティング材料内に導入されたりする追加の放射変換材料を不要とすることができる。
【００２８】
さらに、半導体チップは、活性領域への放射変換材料の光学結合が特に良好であるという点で優れている。これは、放射変換材料と半導体チップの半導体材料との間に配置されるものが複合基板の誘電体接着層だけだからである。キャリアはさらに、半導体チップ全体が高度な機械的安定性によって優れたものとなるように、半導体ボディを機械的に安定化させることができる。また、半導体チップは、キャリア及び／又は誘電体接着層の比較的高い熱伝導性により放熱特性が良好である点で優れている。キャリア厚さは、完成品の半導体チップでは１０μｍと２００μｍとの間（両端値を含む）となることが好ましく、２０μｍと１００μｍとの間（両端値を含む）、例えば５０μｍとなることが特に好ましい。
【００２９】
構成の変形例では、キャリアは、半導体ボディから離れた側にミラー層を有する。このような半導体チップは好ましくは、ミラー層側上に実装することが意図される。活性領域によってキャリアに向けて放出された放射は、ミラー層で反射されて、キャリアを通る少なくとも１つのさらなる経路の後に、ミラー層から離れた側の半導体チップ放射出射面において特に、出射される。
【００３０】
代替的な構成では、半導体層積層体から離れた側のキャリアの主面は、放射出射面をなす。このような半導体チップは、フリップチップ配置での実装に特に適している。
【００３１】
キャリアとユーティリティ層とを有する複合基板の製造方法では、一実施の形態では、放射変換材料を含有するキャリアが設けられる。ユーティリティ層は誘電体接着層によってキャリアに装着される。
【００３２】
ユーティリティ層は直接接着によって装着されることが好ましい。接着剤層を用いる粘着性接着とは対照的に、装着のための粘着層が不要である。接着は例えば、入熱及び加圧によって直接的に実現することができる。
【００３３】
好適な構成では、ユーティリティ層は補助キャリア上に設けられる。キャリアへの装着後、ユーティリティ層は他方の補助キャリアから取り外される。好ましくは、補助キャリアはユーティリティ層の材料のエピタキシャル成膜に役立つ。補助キャリアの取り外し後、補助キャリアはさらなる製造ステップに再利用可能である。
【００３４】
好適な構成では、分離核（separation nuclei）が形成され、これに沿ってユーティリティ層はキャリアへの装着後に取り外される。これは例えば、イオン注入によって実現され、分離核の位置ひいては取り外し後のユーティリティ層の厚さが導入イオンのエネルギを通じて調整可能である。
【００３５】
取り外しは、キャリアと補助キャリアとからなるアセンブリの加熱中に進行することが好ましい。
【００３６】
複数の半導体チップの製造方法では、一実施の形態によれば、複合基板が設けられる。放射を生成するために設けられた活性領域を有する半導体層積層体は複合基板上に、好ましくはエピタキシャルに、例えばＭＢＥ又はＭＯＣＶＤを用いて成膜される。
【００３７】
半導体層積層体を有する複合基板は、複数の半導体チップに単体化される。単体化は、例えばコヒーレント放射によって機械的又は化学的に進行する。
【００３８】
製造中、複合基板は半導体層積層体を機械的に安定化させる。完成品の半導体チップでは、複合基板はコンポーネント内に完全に又は少なくとも部分的に残って、放射変換要素の機能を果たしても良い。
【００３９】
好適な構成では、キャリア厚さは半導体層積層体の成膜後に減らされる。よって、半導体層積層体のエピタキシャル成膜中の機械的安定性のために、キャリアは、完成品の半導体チップにおいてよりも大きな厚さを有しても良い。
【００４０】
半導体チップは、厚さ減少中でさえ電気的に接触されて、この厚さ減少により半導体チップにより放出される放射の色軌跡が特に半導体チップ毎に個別に調整可能であることが好ましい。
【００４１】
複合基板又は複数の半導体チップを製造するための方法は、さらに上記の複合基板又は半導体チップの製造に特に適している。したがって、複合基板又は半導体チップに関連して記載される特徴は、この製造方法における特徴に言及するものであり、その逆も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
さらなる特徴、構成及び好都合な態様は、例示的な実施の形態についての下記図面を用いた後述の説明によって明らかとなる。
【００４３】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれ、複合基板の第１及び第２の例示的な実施の形態を概略的な断面図で示す。
【図２】図２Ａ〜図２Ｅは、断面図で概略的に示す中間ステップによって複合基板を製造する方法の例示的な実施の形態を示す。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、複合基板を有する半導体チップ（図３Ａ）及びそのような半導体チップを有するコンポーネント（図３Ｂ）の例示的な実施の形態を示す。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、複合基板を有する半導体チップ（図４Ａ）及びそのような半導体チップを有するコンポーネント（図４Ｂ）の第２の例示的な実施の形態をそれぞれ概略的な断面図で示す。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、断面図で概略的に示す中間ステップによって複数の半導体チップを製造する方法の例示的な実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
同一の、同様の又は同一動作をする要素には、図中、同一の参照番号が付与されている。図示した要素の形状や要素間の大きさの比率は正しい縮尺どおりではないものとみなされたい。深く理解できるようにする目的で、個々の要素が、誇張した大きさで示されていることがある。
【００４５】
複合基板の第１の例示的な実施の形態を、図１Ａにおいて断面図で概略的に示す。複合基板１は、キャリア２とユーティリティ層５とを有する。キャリア２とユーティリティ層５との間には誘電体接着層３が配置される。キャリア２から離れた側のユーティリティ層５の表面はエピタキシャル成膜のための成膜面の形態を採る。
【００４６】
キャリア２は、例えば発光性又は蛍光性の材料である放射変換材料を有する。キャリア２はセラミックの形態を採り、発光性材料粒子の形態を採る放射変換材料は、例えば焼結によってセラミックに混入されてキャリアを形成する。セラミックを製造するために、さらなる粒子及び／又は添加物が、放射変換材料に加えて混合されても良い。添加物は、製造中にキャリアから完全に除去されても良いし、キャリア内に少なくとも部分的に残っても良い。
【００４７】
セラミックベースのキャリアは、その大部分が放射変換材料によって形成されることが好ましい。キャリアは少なくとも７５％の放射変換材料の体積割合を有することが好ましく、少なくとも９０％であることが特に好ましい。
【００４８】
放射変換材料を有するセラミック及びそのようなセラミックの製造方法は国際公開第２０１０／０４５９１５号に記載されており、その点に関して同文献の開示内容は参照によって本出願に明示的に組み込まれている。適当な放射変換材料は特にガーネットであり、例えば希土類金属（例えばＣｅ）でドープされたＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２である。
【００４９】
代替として又は追加として、キャリアは、希土類金属活性アルカリ土類金属硫化物、希土類金属活性チオガリウム酸塩、希土類金属活性アルミン酸塩、希土類金属活性オルトケイ酸塩、希土類金属活性クロロケイ酸塩、希土類金属活性アルカリ土類窒化ケイ素、希土類金属活性酸窒化物、希土類金属活性アルミニウム酸窒化物及び希土類金属活性窒化ケイ素のうち、少なくとも１つを含有しても良い。
【００５０】
代替として又は追加として、キャリアは、放射変換材料が埋設される母材（例えばガラス）を有しても良い。この場合、放射変換材料及びガラスは、放射変換材料が溶融ガラスへの導入時に劣化されたり破壊されたりしないように互いに適合されることが好都合である。放射変換材料の体積割合はこの場合、５％と３０％との間（両端値を含む）となることが好ましい。
【００５１】
誘電体接着層３は、酸化物、例えば酸化ケイ素、窒化物、例えば窒化ケイ素、又は酸窒化物、例えば酸窒化ケイ素を含有することが好ましい。酸窒化ケイ素の場合、屈折率は、窒素含有量をおよそ１．４５と２．５との間で変化させることにより調整可能であり、屈折率は、窒素含有量が大きいほど高い。
【００５２】
誘電体接着層３の組成は、垂直方向、すなわち複合基板１が延在する主たる平面に対して垂直な方向において変化しても良い。好ましくは、誘電体接着層３は、キャリア２に対向する側よりもユーティリティ層５に対向する側のほうが高い屈折率を呈する。屈折率は、キャリアに向かって連続的に低下しても良いし段階的に低下しても良い。
【００５３】
酸窒化ケイ素の場合、屈折率だけでなく、吸収係数も窒素含有量の増大に伴って高くなる。したがって、キャリア２に向かって減少する窒素含有量を有する誘電体接着層は、純酸化ケイ素層に比べて、半導体材料に対して屈折率をより良好に適合させることができる点で優れており、純窒化ケイ素に比べて、同一厚さでの吸収がより低度となる点で優れている。
【００５４】
ユーティリティ層５は、ＩＩＩ／Ｖ化合物半導体材料の成膜に適するように構成されることが好ましい。ユーティリティ層５は、窒化物化合物半導体材料をベースとするものであることが好ましい。ただし、これに対して、ユーティリティ層５が他の材料、特に他の半導体材料（例えば、ケイ素、炭化ケイ素、ガリウムリン又はガリウムヒ素）をさらに含有しても良いし、このような材料からなるものであっても良い。
【００５５】
複合基板についての図１Ｂに示す第２の例示的な実施の形態は、図１Ａに関連して説明した第１の例示的な実施の形態に実質的に対応する。
【００５６】
複合基板１はパターニング２５を有する。パターニング２５は例えば、キャリア２と誘電体接着層３との間の境界表面に形成される。代替として又は追加として、ユーティリティ層５と誘電体層３との間の境界表面がパターン化されても良い。
【００５７】
パターニング２５は例えば、粗面化によって不規則に形成されても良い。特に周期的に繰り返すパターンのように規則的なものが使用されても良い。パターニング２５は特に、複合基板１内に放射された放射及び／又は放射変換材料によって変換された放射の導波路効果を低減させる目的で設けられる。代替として又は追加として、パターニング２５は、例えばレンズ又は回折格子といった光学要素の機能を果たしても良い。さらに、パターニング及び／又は光学要素は、キャリア２においてユーティリティ層５から離れた側に、大体として又は追加として形成されても良い。
【００５８】
図２Ａ〜図２Ｅは、断面図で概略的に示す中間ステップによる複合基板製造の第１の実施の形態を示す。
【００５９】
図２Ａに示すように、半導体材料５０は補助キャリア４上に設けられる。補助キャリア４は特に、例えばＭＢＥ又はＭＯＣＶＤによる半導体材料５０のエピタキシャル成膜において役立つ。
【００６０】
分離核５１は、イオン（例えば水素イオン）を注入（図２Ｂにおいて矢印で示す）することにより半導体材料５０内に形成される。分離核５１は補助キャリア４から離れた側の半導体材料５０の表面に対して平行な平面に延在する。イオンのエネルギは半導体材料内へのイオンの侵入深さ、ひいては後に移送される半導体材料の厚さを決定する。
【００６１】
その厚さは、最大で１μｍとなることが好ましく、１０ｎｍと５００ｎｍとの間（両端値を含む）となることが好ましく、１０ｎｍと２００ｎｍとの間（両端値を含む）となることが特に好ましい。
【００６２】
第１誘電体サブレイヤ３１は半導体材料５０上に成膜される。このサブレイヤは、完成品の複合基板において誘電体接着層３の一部分を構成する。
【００６３】
キャリア２は、第２誘電体サブレイヤ３２で被覆される。ステップ２Ｄで示すように、キャリア２及び補助キャリア４は、第１誘電体サブレイヤ３１及び第２誘電体サブレイヤ３２が互いに直接的に隣接するように、互いに対して配置される。誘電体サブレイヤ３１、３２は、直接接着によって、例えば７００℃と１２００℃との間の温度において一緒に加圧することによって、接合され、一体として誘電体接着層３を形成する。接着剤層のような粘着層又ははんだ層はこの接着の形成には不要である。
【００６４】
直接接着接合が形成されると、補助キャリア４は分離核５１に沿って半導体材料５０の一部と共に取り外される。これは熱で誘導されることが好ましい。キャリア２上に残った半導体材料５０は複合基板１のユーティリティ層５を形成する（図２Ｅ）。取り外された補助キャリア４はさらなる複合基板の製造に再利用することができる。
【００６５】
この例示的な実施の形態とは異なるが、ユーティリティ層５用の半導体材料５０を補助キャリア４から直接生じさせることも実施可能である。この場合、補助キャリア４上でのエピタキシャル成膜は必要ではない。
【００６６】
半導体チップの第１の例示的な実施の形態を図３Ａにおいて概略的な断面図で示す。一例として、半導体チップ１０は、図１Ａに関連して説明したように構成された複合基板１を有する。
【００６７】
半導体層積層体を有する半導体ボディ７は複合基板１上に配置される。半導体ボディ７を形成する半導体層積層体は、活性領域７０を有し、活性領域７０は、第１半導体層７１と第２半導体層７２との間に配置される。第１半導体層７１及び第２半導体層７２は、導電型に関して互いに異なることが好都合である。例えば、第１半導体層７１はｎ型導電性であり、第２半導体層７２はｐ型導電性であり、その逆でも良い。
【００６８】
第１半導体層７１及び第２半導体層７２は第１接触部８１及び第２接触部８２にそれぞれ導電接続される。接触部８１、８２は半導体チップ１０の外部電気接触のためのものである。半導体チップ１０が動作しているとき、電荷担体は別々の側から接触部を介して活性領域７０内に注入され、そこで再合成して第１波長範囲の放射を放出することができる。
【００６９】
第１波長範囲の放射は、複合基板１において、特にキャリア２において、第１波長範囲と異なる第２波長範囲の放射に変換される。
【００７０】
例えば、活性領域７０は青色スペクトル範囲の放射を生成するものであって良く、キャリア２内の放射変換材料はその放射を、人間の目には白色に見える混合光が半導体チップ１０から現れるように、黄色スペクトル範囲の放射に変換するものであって良い。このように放射は半導体チップ自体において進行する。放射変換材料がエンクロージャに埋設されたコンポーネント又は放射変換材料が粘着層によって半導体チップに装着されたコンポーネントとは対照的に、放射は、放射変換前に、例えばシリコーンのような比較的低い屈折率を有する材料を通過することがない。半導体チップ１０の半導体材料からキャリア２の放射変換材料を分離する誘電体接着層３の屈折率がシリコーンに比べて高いため、放射変換材料は半導体材料に対して光学的に特に効率的に結合される。さらに、熱抵抗は誘電体接着層３によって、粘着層を用いて変換要素が装着される半導体チップに比べて低減される。酸化ケイ素からなる厚さ２５０ｎｍの誘電体接着層３の熱伝導は例えば、厚さ１μｍのシリコーン層のそれの約１０倍である。
【００７１】
このような半導体チップを有する放射放出コンポーネント１００の例示的な一実施の形態を図３Ｂにおいて概略的に断面図で示す。半導体チップ１０は、接続キャリア９に装着される。第１接触部８１及び第２接触部８２はそれぞれ第１ランド９１及び第２ランド９２によって接続キャリア９と導電接続される。
【００７２】
接続キャリア９は、例えば回路基板、特に印刷回路基板（ＰＣＢ）、中間キャリア（サブマウント）、例えばセラミックキャリア、又は特に表面実装可能なコンポーネント用のハウジング体で良い。特に、第１ランド９１及び第２ランド９２はリードフレームによって形成されても良い。
【００７３】
半導体チップ１０は、封止材（encapsulation）９５に埋設される。封止材９５は半導体チップ１０によって放出される放射に対して透明又は少なくとも半透明であることが好都合である。特に、封止材９５は放射変換材料を含有しなくて良い。これは、放射変換材料が既に複合基板１のキャリア２に含有されているからである。シリコーン、エポキシド、又はシリコーン及びエポキシドのハイブリッド材料は、封止材９５に特に適している。
【００７４】
代替として、さらなる放射変換材料及び／又は拡散材料が、キャリア２内の放射変換材料に加えて封止材９５内に含有されても良い。さらなる放射変換材料は特に、放射放出コンポーネント１００によって放出される放射の色軌跡を調整するために与えられて良い。
【００７５】
半導体チップ１０は、接続キャリア９上にフリップチップ配置で実装される。すなわち、複合基板１は、半導体ボディ７において接続キャリア９から離れた側に配置される。よって、半導体チップ１０が動作しているとき、キャリア２は、最上部で、つまり接続キャリア９から離れた位置で、半導体チップ１０の放射出射面を形成する。
【００７６】
成長基板が除去される薄膜半導体チップとは対照的に、複合基板１は半導体チップ１０に完全に又は少なくとも部分的に残る。よって、キャリア２は半導体ボディ７を機械的に安定化させることができ、破損のおそれを低下させることができる。
【００７７】
キャリア２の厚さは、１０μｍと２００μｍとの間（両端値を含む）となることが好ましく、２０μｍと１００μｍとの間（両端値を含む）、例えば５０μｍとなることが特に好ましい。半導体層積層体のエピタキシャル成膜中、キャリア２はそれよりも厚くても良い。これにより、エピタキシャル成膜に用いられる比較的高い温度でキャリア２が撓むおそれを低減させることができる。肉厚キャリアの厚さは成膜後、前述の厚さまで減らされる。その厚さにより、完成品の半導体チップによって放出される放射の色軌跡を調整することができる。
【００７８】
コンポーネント１００の製造時、半導体チップ１０は、封止材９５の形成前に放出放射の色軌跡を決定するために電気的に接触されていても良い。色軌跡を調整するために、特にキャリア２において変換される放射の割合を低減させるために、キャリア厚さは、例えば研削、ラップ加工若しくは研磨を用いて機械的に、或いは化学的に、例えば湿式化学的又は乾式化学的に、或いは例えばレーザ照射のようなコヒーレント放射による材料アブレーションによって、減らすことができる。よって、半導体チップによって放出される放射の色軌跡を、特に個々の半導体チップ毎に個別でも調整することができる。必要に応じて、半導体チップに、色軌跡を調整する被覆材を設けても良い。この被覆材も放射変換材料を含有していても良い。
【００７９】
図４Ａに示す半導体チップ１０の第２の例示的な実施の形態は、図３Ａに関連して説明した第１の例示的な実施の形態に実質的に対応する。複合基板１において半導体ボディ７から離れた側には、活性領域７０において生成された放射を反射するためのミラー層９６が形成される。好ましくは金属であるミラー層９６は、活性領域７０において生成された放射及び／又はキャリア２において放射変換材料によって変換された放射に対して高い反射性を呈することが好都合である。可視スペクトル範囲では、アルミニウム又は銀が公的な例である。
【００８０】
さらに、第１の例示的な実施の形態とは異なり、放射透過性接触層８２１が第２半導体層７２上に形成され、この放射透過性接触層８２１を介して、第２接触部８２に注入された電荷担体を、一様に且つ大領域にわたって第２半導体層７２内に与えることができる。
【００８１】
放射透過性接触層８２１は、透明導電酸化物（ＴＣＯ）、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有することが好ましい。代替として又は追加として、放射透過性接触層８２１は、半導体チップ１０において生成された放射を透過する程度に薄い金属層を備えていても良い。
【００８２】
図４Ｂに示すように、このような半導体チップは特に、ミラー層９６が接続キャリア９に対向する実装に適している。
【００８３】
接触部８１、８２は、例えばワイヤボンド接続を通じてリード９７を接続することにより、ランド９１、９２に導電接続されていても良い。
【００８４】
半導体チップ製造方法の例示的な一実施の形態は、図５Ａ〜図５Ｃにおいて中間ステップにより概略的に示される。
【００８５】
図５Ａに示すように、放射変換材料を含有するキャリア２と誘電体接着層３とユーティリティ層５とを有する複合基板１が与えられる。簡単な説明のため、図中、製造の結果として２つの半導体チップとなる複合基板１が示される。一例として、図４Ａに関連して説明したように構成された半導体チップの場合の方法について説明する。
【００８６】
第１半導体層７１、活性領域７０及び第２半導体層７２からなる半導体層積層体は、例えばＭＢＥ又はＭＯＣＶＤを用いて複合基板１のユーティリティ層５上にエピタキシャルに成膜される（図５Ｂ）。接着剤層のような粘着層又ははんだ層に対して、誘電体接着層３は、エピタキシーに典型的な温度、例えば７００℃と１１００℃との間の温度に耐え、これによりキャリア２は成膜中、半導体層積層体を機械的に安定化させることができる。
【００８７】
第１接触部８１を形成するために、第１半導体層７１は部分的に露出される。これは特に化学的に、例えば湿式化学的に又は乾式化学的に実行しても良い。
【００８８】
接触部８１、８２、放射透過性接触層８２１及びミラー層の成膜は、蒸着又はスパッタリングによって進行することが好ましい。
【００８９】
これに続いて、例えばレーザ照射による、機械的に例えば切り出しによる、又は化学的に例えば湿式化学エッチング若しくは乾式化学エッチングによる、半導体チップへの単体化が行われる。
【００９０】
上述の方法では、半導体層は、既に放射変換材料を含有している複合基板上にエピタキシャルに成膜される。
【００９１】
したがって、半導体チップを単体化するとき、既に放射変換材料を含有している半導体チップが得られる。
【００９２】
本発明について例示的な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施の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、それ自体が請求項或いは例示的な実施の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。
【００９３】
本願は独国特許出願第１０２０１００５６４４７．８号及び１０２０１１０１２２９８．２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組み込まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月25日(2013.6.25)
【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】
キャリア（２）と、誘電体接着層（３）によって前記キャリア（２）に装着されたユーティリティ層（５）と、を有する複合基板（１）であって、前記複合基板（１）は、半導体層のエピタキシャル成膜に用いられ、放射変換材料を含有し、
前記キャリア（２）はセラミックを含有し且つその大部分が放射変換材料によって形成されたキャリアであり、又は、前記キャリア（２）は放射変換材料が埋設された母材を有するキャリアである、
複合基板（１）。
【請求項２】
前記ユーティリティ層は、窒化物化合物半導体材料を含有する、請求項１に奇異債の複合基板。
【請求項３】
前記ユーティリティ層は、最大で１μｍの厚さを有する、請求項１又は２に記載の複合基板。
【請求項４】
前記誘電体接着層は、酸化物、窒化物又は酸窒化物を含有する、請求項１から３のいずれかに記載の複合基板。
【請求項５】
前記誘電体接着層の屈折率は、前記ユーティリティ層から前記キャリアに向かって低くなる、請求項１から４のいずれかに記載の複合基板。
【請求項６】
前記誘電体接着層は少なくとも１つの側においてパターニング（２５）を有する境界表面に隣接する、請求項１から５のいずれかに記載の複合基板。
【請求項７】
放射を生成するための活性領域（７０）を有する半導体ボディ（７）が前記ユーティリティ層上に配置され、動作中に生成された放射は前記放射変換材料によって少なくとも部分的に変換される、請求項１から６のいずれかに記載の複合基板を有する半導体チップ。
【請求項８】
前記キャリアは、前記半導体ボディから離れた側にミラー層（９６）を有する、請求項７に記載の半導体チップ。
【請求項９】
前記半導体ボディから離れた側の前記キャリアの主面は放射出射面を形成する、請求項７に記載の半導体チップ。
【請求項１０】
キャリア（２）とユーティリティ層（５）とを有し且つ半導体層のエピタキシャル成膜に用いられる複合基板（１）の製造方法であって、
放射変換材料を含有する前記キャリア（２）を用意し、前記キャリア（２）はセラミックを含有し且つその大部分が放射変換材料によって形成されたキャリアであり、又は、前記キャリア（２）は放射変換材料が埋設された母材を有するキャリアである、ステップと、
誘電体接着層（３）によって前記キャリア（２）に前記ユーティリティ層（５）を装着するステップと、
を有する方法。
【請求項１１】
前記ユーティリティ層は直接接着によって前記キャリアに装着される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ユーティリティ層は、補助キャリア（４）上に設けられ、前記キャリアへの装着後、前記ユーティリティ層は、残っている前記補助キャリアから取り外される、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ユーティリティ層の装着前、分離核（５１）が形成され、前記分離核に沿って前記ユーティリティ層が前記キャリアへの装着後に取り外される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
複数の半導体チップ（１０）の製造方法であって、
ａ）請求項１から６のいずれかに記載の複合基板を用意するステップと、
ｂ）前記複合基板上に、放射を生成するための活性領域を有する半導体層積層体を形成するステップと、
ｃ）前記半導体層積層体を有する前記複合基板を複数の半導体チップに単体化するステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
前記キャリアの厚さは前記ステップｂ）の後に減らされる、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
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