(57)【要約】本発明は、多くの一般的な用途においては最適ではないコンタクト層（６）を備えている半導体チップに関する。例えば、コンタクト層は、半導体チップに供給される動作電流に耐えるには薄すぎる。本発明はさらに、コンタクト層の準最適な形状構造が補正されるように半導体チップを組み込むことのできるオプトエレクトロニクスコンポーネントに関する。本コンポーネントにおいては、キャリア本体（１０）とは反対側の半導体ボディの面上にコンタクト層が配置されるように、半導体チップがキャリア本体（１０）に取り付けられている。半導体チップおよびキャリア本体は、少なくとも部分的に電気絶縁層（３）によって覆われ、絶縁層上に配置されている導電体（１４）が、半導体ボディから離れる方向に横方向に延在し、コンタクト層の少なくとも一部の表面に接触している。本発明はさらに、本コンポーネントの有利な製造方法に関する。
2010541224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップと、キャリア本体と、を有するオプトエレクトロニクスコンポーネントであって、
前記キャリア本体とは反対側の半導体ボディの面上にコンタクト層が配置されるように、前記キャリア本体上に前記半導体チップが取り付けられ、
前記半導体チップおよび前記キャリア本体が少なくとも部分的に電気絶縁層に覆われ、
前記絶縁層に形成されている導電体が、前記コンタクト層の外面の少なくとも一部分に接触し、前記半導体ボディから離れる方向に横方向に延在している、
オプトエレクトロニクスコンポーネント。
【請求項２】
前記導電体が、前記コンタクト層の前記外面の少なくとも５０％に接触している、請求項１に記載のオプトエレクトロニクスコンポーネント。
【請求項３】
前記導電体が前記コンタクト層に接触している領域における前記導電体と、この領域における前記コンタクト層とが、合わせて１．５μｍ以上の合計厚さを有する、請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクスコンポーネント。
【請求項４】
前記合計厚さが２μｍ以上である、請求項３に記載のオプトエレクトロニクスコンポーネント。
【請求項５】
前記絶縁層が、プラスチック、シリコンおよびガラスから成る群の少なくとも１つの材料を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクスコンポーネント。
【請求項６】
電気絶縁カバー層が前記導電体経路構造に形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクスコンポーネント。
【請求項７】
−  キャリア本体と請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップとを用意するステップと、
−  前記半導体チップを前記キャリア本体に取り付けるステップと、
−  前記半導体チップおよび前記キャリア本体に電気絶縁層を形成するステップと、
−  前記絶縁層に導電性部材を形成するステップと、を含み、
前記導電性部材が前記半導体チップのコンタクト層に接触し、かつ前記半導体チップから離れる方向に横方向に延在して導電体が形成されるようにする、
オプトエレクトロニクスコンポーネントの製造方法。
【請求項８】
前記導電性部材を形成するステップの前に、コンタクト層の少なくとも一部を露出させる目的で前記絶縁層に凹部を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記絶縁層を形成する前記ステップが、あらかじめ作製された層を形成するステップ、または前記絶縁層の材料を印刷する、噴霧する、あるいはスピンコーティングするステップ、を含む、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
導電性部材を形成させる前記ステップが、金属層を形成し、電気析出によって前記金属層を補強するステップ、を含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属層を形成する前記ステップが、ＰＶＤプロセスを使用するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
半導体ボディと前記半導体ボディに形成されている金属製の導電性コンタクト層とを有するオプトエレクトロニクス半導体チップであって、
前記コンタクト層が１μｍ以下の厚さを有する、
オプトエレクトロニクス半導体チップ。
【請求項１３】
前記コンタクト層が０．７μｍ以下の厚さを有する、請求項１２に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
【請求項１４】
前記コンタクト層が０．５μｍ以下の厚さを有する、請求項１２に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
【請求項１５】
前記コンタクト層が、前記半導体ボディの主面に形成され、前記主面の総領域の２５％以下の領域を覆っている、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、半導体ボディと半導体ボディに形成されている導電性コンタクト層とを有するオプトエレクトロニクス半導体チップに関する。さらに、本願は、このような半導体チップおよびキャリア本体を有するオプトエレクトロニクスコンポーネントと、オプトエレクトロニクスコンポーネントの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した種類のオプトエレクトロニクス半導体チップは、例えば、ルミネセンスダイオードチップの形態として、特に、発光ダイオードチップの形態として、公知である。通常、このようなチップは、金属コンタクト電極の形態を有する電気コンタクト層を有し、この層は、垂直方向に積層されている複数の異なる金属層を備えることがある。公知の半導体チップにおいては、このようなコンタクト層の厚さは、十分に大きな電流（少なくとも、意図する動作電流に一致する）にコンタクト層が耐えるように十分に大きく選択される。
【０００３】
コンタクト層が薄すぎると、半導体チップに動作電流が供給されるとき、コンタクト層、またはコンタクト層と半導体ボディとの間の電気接触部が破壊され、または重大な悪影響を受ける。
【０００４】
オプトエレクトロニクスコンポーネントにおいては、コンタクト層は、コンポーネントの導電体にボンディングワイヤによって電気的に接続されることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
目的は、従来の半導体チップと比較して、技術的により単純であり、より低コストで製造することのできる半導体チップを特定することである。さらには、半導体チップを特に有利に組み込むことのできるオプトエレクトロニクスコンポーネントを特定する。さらには、このようなオプトエレクトロニクスコンポーネントを製造するための有利な方法も特定する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した種類のオプトエレクトロニクス半導体チップであって、コンタクト層が１μｍ以下の厚さを有する、オプトエレクトロニクス半導体チップを特定する。本願に関して、層の厚さとは、特に、その層の広がりである主平面に対して垂直方向に測定した最大厚さを意味するものと理解されたい。
【０００７】
これに加えて、またはこれに代えて、コンタクト層は、ボンディングワイヤによって電気的に接続するためのボンディングパッドとしては使用できないように設計されている。
【０００８】
さらには、これに加えて、またはこれに代えて、コンタクト層は、半導体チップの意図された動作電流が自身に供給されたとき、重大な悪影響を受けるように設計されている。「悪影響を受ける」とは、意図された動作電流がチップに供給されたとき、チップの少なくとも１つのパフォーマンスパラメータが大きく低下する程度まで、コンタクト層自体、またはコンタクト層と半導体ボディとの間の導電接触部が変化することを意味する。例えば、半導体チップの全抵抗もしくは順方向電圧またはその両方が増大する。例えば、コンタクト層は、チップの意図された動作電流が供給されたときに、少なくとも部分的に溶融するように薄く設計されている。
【０００９】
半導体チップの一実施形態では、半導体チップは１Ａ（直流）以上の最大電流によって動作するように意図されており、コンタクト層は通常ではこのような最大電流に耐えられない。コンタクト層は、特に、ボンディングワイヤによって電気的に接続されているならば、このような動作電流には耐えられない。
【００１０】
さらには、これに加えて、またはこれに代えて、コンタクト層は、半導体ボディの主面上に形成されており、半導体ボディは、上から見たときの二次元の広がりがｘｍｍ２である。コンタクト層は、上から見たときの二次元の広がりがｙｍｍ２である。コンタクト層の厚さは、ｘ／（ｙ＊４）μｍ以下、特に好ましくはｘ／（ｙ＊３）μｍ以下、特に好ましくはｘ／（ｙ＊２．５）μｍないしｘ／（ｙ＊２）μｍ以下である。
【００１１】
本半導体チップは、多くの一般的な用途においては最適ではないコンタクト層を有する。その一方で、本半導体チップは最低のコストで製造することができ、なぜなら、コンタクト層が低コストであるように設計されているためである。このため、本半導体チップは、特に安価に製造することができる。
【００１２】
コンタクト層は、特に、金属導電性を有する。
【００１３】
本半導体チップの一実施形態においては、コンタクト層の厚さは、０．７μｍ以下である。本オプトエレクトロニクス半導体チップの別の実施形態では、コンタクト層は０．５μｍ以下の厚さを有する。
【００１４】
本半導体チップのさらなる実施形態においては、コンタクト層は、半導体ボディの面のうち、電磁放射が半導体チップから取り出される、または電磁放射が半導体チップに取り込まれる面に与えられている。言い換えれば、コンタクト層は、この面における半導体ボディの自由外面の全体を覆ってはいない。
【００１５】
さらなる実施形態においては、コンタクト層は、半導体ボディの主面に形成されており、この主面における半導体ボディの総領域の３０％以下の領域、好ましくは総領域の２５％以下の小さい領域、特に好ましくは総領域の２０％以下の領域を覆っている。
【００１６】
一実施形態における半導体チップは、活性ゾーンを有するエピタキシャル半導体層積層体を有する。半導体チップの動作時、この活性ゾーンは、電磁放射を発生させる、もしくは電磁放射を受け入れる、またはその両方を行う。
【００１７】
半導体チップは、特にルミネセンスダイオードチップであり、このチップは、動作時に電磁放射を放出するうえで適している。コンタクト層は、特に、ルミネセンスダイオードチップの主放出面上に配置されている。
【００１８】
さらなる実施形態においては、特に、半導体チップの活性ゾーンは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料、例えば、窒化物化合物半導体材料（ＩｎＡｌＧａＮなど）をベースとしている。別の実施形態においては、半導体層積層体は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料をベースとしている。
【００１９】
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料は、第ＩＩＩ族の典型元素（例えば、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなど）からの少なくとも１つの元素と、第Ｖ族の典型元素（例えば、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ａｓなど）からの１つの元素とを有する。具体的には、用語「ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料」は、第ＩＩＩ族の典型元素からの少なくとも１つの元素と、第Ｖ族の典型元素からの少なくとも１つの元素とを含む二元化合物、三元化合物、または四元化合物のグループ、例えば、窒化物化合物半導体およびリン化物化合物半導体（phosphide compound semiconductor）を含む。このような二元化合物、三元化合物、または四元化合物は、例えば、１つまたは複数のドーパントおよび追加の構成成分をさらに含むことができる。
【００２０】
同様に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料は、第ＩＩ族の典型元素（例えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ）からの少なくとも１つの元素と、第ＶＩ族の典型元素（例えば、Ｏ、Ｓ、Ｓｅなど）からの１つの元素とを有する。具体的には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料は、第ＩＩ族の典型元素からの少なくとも１つの元素と、第ＶＩ族の典型元素からの少なくとも１つの元素とを含む二元化合物、三元化合物、または四元化合物を含む。さらに、このような二元化合物、三元化合物、または四元化合物は、例えば、１つまたは複数のドーパントおよび追加の構成成分を含むことができる。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料に属する化合物としては、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、ＣｄＳ、ＺｎＣｄＳ、ＭｇＢｅＯが挙げられる。
【００２１】
「窒化物化合物半導体材料をベースとしている」とは、ここでは、半導体層積層体または少なくともその一部、特に好ましくは少なくとも活性ゾーンもしくは成長基板またはその両方が、窒化物化合物半導体材料、好ましくはＩｎｎＡｌｍＧａ１−ｎ−ｍＮを含む、またはＩｎｎＡｌｍＧａ１−ｎ−ｍＮから成ることを意味する（０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、ｎ＋ｍ≦１）。この材料は、上の化学式による数学的に正確な組成を有する必要はない。この材料は、例えば１つまたは複数のドーパントと、追加の構成成分とを含むことができる。しかしながら、説明を簡潔にする目的で、上の化学式は、結晶格子の重要な構成成分（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ）を示しているのみであるが、これらの構成成分は、その一部を少量の別の物質によって置き換える、または少量の別の物質も含む、またはその両方であるようにすることができる。
【００２２】
オプトエレクトロニクスコンポーネントであって、コンタクト層がキャリア本体とは反対側の半導体ボディの面に配置されているように、オプトエレクトロニクス半導体チップがキャリア本体に取り付けられている、オプトエレクトロニクスコンポーネントを特定する。半導体チップおよびキャリア本体は、少なくとも一部が電気絶縁層によって覆われている。この絶縁層には導電体が形成されており、導電体は半導体ボディから離れる方向に横方向に延在している。導電体は、特に、キャリアとは反対側の絶縁層の面に延在している。
【００２３】
「横方向」とは、半導体ボディまたは半導体ボディの層の広がりである主平面に対して平行に延びる方向を意味するものと理解されたい。
【００２４】
導電体は、コンタクト層の外面の少なくとも一部に接触している。コンタクト層の外面とは、本質的には、半導体ボディとは反対側のコンタクト層の外側面を意味する。半導体ボディの方を向いているコンタクト層の面は、外面ではない。
【００２５】
導電体の一部は、半導体ボディの一部分と重なり合っており、コンタクト層の少なくとも一部分または全体と重なり合っている。導電体の別の一部は、半導体ボディから離れる方向に横方向に延在している。
【００２６】
導電体は、基本的には、必要に応じた設計および構造とすることができ、特定の場合には、特に、構造化されていない導電層から構成することができる。実施形態においては、導電体は、いくつかの導体経路を有する導電体経路構造の電気部分であり、これらの導体経路は、互いに電気的に絶縁された状態で結合することができる。
【００２７】
本コンポーネントの実施形態においては、導電体は、コンタクト層の外面の少なくとも５０％に接触している。導電体は、コンタクト層の外面の好ましくは少なくとも７５％、特に好ましくは少なくとも９０％に接触している。コンタクト層の外面は、半導体チップの電気端子領域であり、すなわち、コンタクト層の外面は、半導体チップを電気的に接続するうえで適している。
【００２８】
本コンポーネントのさらなる発展形態においては、導電体は、コンタクト層に接触している領域において、コンタクト層自体と合わせて１．５μｍ以上の合計厚さを有する。この合計厚さは、２μｍ以上であることが有利である。コンタクト層は、コンタクト層に接触している導電体の部分によって、効果的に厚くなっている。これにより、厚くなっていないコンタクト層であれば損傷するであろう電流においても、本コンポーネントにおける半導体チップを動作させることができる。
【００２９】
この場合、半導体チップのコンタクト層を十分に大きい厚さとして設けるのではなく、コンポーネントの導電体をコンタクト層に重ねることにより、導電体によってコンタクト層が効果的に厚くなり、したがって、コンポーネントとしての動作時、たとえ大きな動作電流でもコンタクト層が損傷しない。言い換えれば、コンタクト層の不十分な特性が補正されるように、半導体チップがコンポーネントに組み込まれている。
【００３０】
オプトエレクトロニクスコンポーネントの実施形態においては、オプトエレクトロニクスコンポーネントは、半導体チップによって発生した電磁放射を、主放射方向に放出する。半導体チップは、第１の主面と、第１の接触面と、第２の接触面を有する第２の主面とを有し、第２の接触面は、第１の主面の反対側に位置しているコンタクト層によって形成されている。
【００３１】
さらなる実施形態においては、キャリア本体は、互いに電気的に絶縁されている２つの端子領域を有し、第１の主面を有する半導体チップがキャリア本体に取り付けられており、第２の接触面が導電体によって第２の端子領域に電気的に接続されている。絶縁層は、特に、透明である。主放射方向に放出される放射が絶縁層を通じて取り出される。
【００３２】
あるいは、半導体チップのコンタクト層は、別のコンポーネントの電気端子の表面に導電体によって電気的に接続されている。このさらなるコンポーネントは、別の半導体チップとする、または、適切なハウジングおよび半導体チップを有するコンポーネントとすることができる。特に、このさらなるコンポーネントは、オプトエレクトロニクス半導体チップとは異なる種類であるコンポーネントとすることもできる。このさらなるコンポーネントは、特に、同様にキャリア本体に取り付けられており、特に、少なくとも一部に絶縁層を設けることもできる。
【００３３】
「異なる種類の」とは、コンポーネントが、機能的な特徴もしくは構造的な特徴、またはその両方において、オプトエレクトロニクス半導体チップとは異なる、具体的には、コンポーネントが、異なる目的を果たす、動作モードにおける基本的な物理的効果が異なる、形状構造の異なる電気端子面を有する、あるいは、異なる方式において搭載可能であることを意味する。
【００３４】
電気絶縁層は、オプトエレクトロニクスコンポーネントにおいていくつかの機能を満たすことができ、これは有利である。絶縁層は、電気絶縁性であるため、形成されている導電層を通じての短絡の発生を防止する。例えば、半導体チップの側面に導電層が形成されてしまうことによって半導体チップのｐｎ接合が短絡する場合や、キャリア本体の２つの端子領域が導電体によって互いに接続される場合が挙げられる。さらに、絶縁層は、周囲条件の影響、特に汚れおよび湿気から半導体チップを保護する。
【００３５】
オプトエレクトロニクスコンポーネントによって主放射方向に放出された放射が絶縁層を通じて取り出される場合、例えば、紫外線や青色放射光を放出する半導体チップと組み合わせて白色光を生じさせる目的で、絶縁層がルミネセンス変換材料も含むことが有利であることがある。好適なルミネセンス変換材料、例えばＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）は、基本的に当業者に公知である。ルミネセンス変換の効率に関して、放射が取り出される半導体チップの面に絶縁材料が直接接しているならば、特に有利である。
【００３６】
絶縁層は、例えば、プラスチック層である。シリコン層であることが好ましく、なぜなら、シリコンは放射（特に紫外線光）に対する高い耐性を特徴としているためである。
【００３７】
絶縁層は、ガラス層を有する、またはガラス層から成ることが特に好ましい。ガラスを有する絶縁層は、ガラスの熱膨張係数がプラスチックの場合よりも通常では半導体チップに良好に一致するという利点を有する。このため、温度に関連する機械的応力（絶縁層の割れ、あるいは場合によっては絶縁層の分離につながりうる）が減少し、これは有利である。同様に、温度応力に起因して導電層が絶縁層から分離することが、回避される。さらに、ガラスは、吸湿性がプラスチックよりも低いことを特徴としている。さらには、ガラスから成る絶縁層では、紫外線光に対する耐性が極めて高い。
【００３８】
半導体チップの第１の主面は、同時に第１の接触面とすることができ、半導体チップを、この接触面においてキャリア本体の第１の端子領域に取り付けることができる。例えば、半導体チップの第１の接触面が、好ましくはメタライゼーションが設けられている基板の裏側であるようにすることができ、キャリア本体の第１の端子領域への電気的接続を、はんだ接合または導電性の接着剤によって行うことができる。
【００３９】
しかしながら、あるいは、第１の端子層とコンタクト層の両方が半導体チップの第２の主面上に位置しており、両方の接触面が、互いに絶縁されている導電層によってキャリア本体の２つの端子領域のそれぞれに接続されていることも可能である。この形態は、半導体チップが絶縁性の基板（例えばサファイア基板）を含む場合に有利である。絶縁性のサファイア基板は、例えば、窒化物化合物半導体をベースとする半導体チップの場合にしばしば使用されている。
【００４０】
導電体は、例えば、構造化された金属層である。オプトエレクトロニクスコンポーネントによって放出される放射が金属層において吸収されることを回避する目的で、この金属層は、半導体チップの第２の主面の小さい部分のみを覆っているように構造化されていることが好ましい。金属層を構造化するステップは、例えば、フォトリソグラフィによって行うことができる。
【００４１】
導電体は、放出される放射に対して透過性である層であることが特に好ましい。このことは、製造コストを低減するうえで特に有利であり、なぜなら、透明な層は、放射を取り出すように意図されている絶縁層の領域から除去する必要がなく、したがって、構造化が要求されないためである。導電体は、例えば、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、特にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）を含むことができる。
【００４２】
特に、オプトエレクトロニクスコンポーネントの、電位フリーの面が望ましい場合、本コンポーネントの一実施形態においては、絶縁カバー層（例えばワニス層）を導電体に形成する。
【００４３】
キャリア本体およびオプトエレクトロニクス半導体チップが利用可能な状態で組み込まれているオプトエレクトロニクスコンポーネントを製造する方法を特定する。半導体チップをキャリア本体に取り付ける。半導体チップおよびキャリア本体に、電気絶縁層を形成する。絶縁層に導電性部材を形成し、この場合、導電性部材が半導体チップのコンタクト層に接触し、かつ半導体チップから離れる方向に横方向に延在して導電体を形成するように形成させる。
【００４４】
本発明の一実施形態においては、最初に電気絶縁層を、コンタクト層が部分的または完全に覆われるように形成する。導電性部材を形成する前に、コンタクト層の少なくとも一部を露出させるための凹部を絶縁層に形成する。
【００４５】
本方法の実施形態においては、絶縁層の凹部は、レーザーアブレーションを使用して形成し、すなわち、絶縁層を少なくとも部分的にレーザー放射によって除去する。
【００４６】
本方法の実施形態においては、絶縁層はプラスチック層を有する。プラスチック層は、例えば、プラスチックフィルムを積層させる、ポリマー溶液を印刷する、または噴霧することによって、形成することができる。
【００４７】
本方法の１つのバリエーションにおいては、最初に前駆体層を、例えば、懸濁液のゾルゲルプロセス、蒸発、またはスピンコーティングによって、半導体チップおよびキャリア本体に形成する。次いで、第１の熱処理によって、前駆体層の有機成分を除去する。次いで、ガラス層の形態を有する絶縁層を形成する目的で、結果としての層を第２の熱処理によって固化させる。
【００４８】
導電体は、少なくとも一部分をＰＶＤプロセス（例えばスパッタリング）によって形成させることが有利である。
【００４９】
さらなる実施形態においては、導電体の金属層を形成し、次いで、電気析出（galvanic deposition）によって補強する。
【００５０】
あるいは、導電体を、印刷プロセス、特にスクリーン印刷プロセスによって形成させることもできる。さらには、導電体を、噴霧またはスピンコーティングプロセスによってコーティングすることもできる。
【００５１】
本半導体チップ、コンポーネントおよび方法のその他の利点、実施形態、および発展形態については、図面を参照しながら以下に説明する実施形態例から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】本半導体チップを製造するための例示的なプロセスのさまざまなプロセスステップにおける、複数の半導体チップの半導体ボディを有するウェハの一部分の概略的な断面図を示している。
【図１Ｂ】本半導体チップを製造するための例示的なプロセスのさまざまなプロセスステップにおける、複数の半導体チップの半導体ボディを有するウェハの一部分の概略的な断面図を示している。
【図１Ｃ】本半導体チップを製造するための例示的なプロセスのさまざまなプロセスステップにおける、複数の半導体チップの半導体ボディを有するウェハの一部分の概略的な断面図を示している。
【図２】半導体チップの実施形態の概略的な断面図を示している。
【図３】本オプトエレクトロニクスコンポーネントの第１の実施形態例の概略的な断面図を示している。
【図４Ａ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｂ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｃ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｄ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｅ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｆ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｇ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図４Ｈ】本プロセスの実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図５Ａ】本プロセスの別の実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図５Ｂ】本プロセスの別の実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネントの概略的な断面図を示している。
【図５Ｃ】本プロセスの別の実施形態例のさまざまなプロセスステップにおける、図３に示したコンポーネント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】
【００５３】
実施形態例および図面において、同じ部分または機能的に同じ部分には、それぞれ同じ参照数字を付してある。描かれている部分と、部分の互いのサイズの関係は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。図面のいくつかの細部は、深く理解できるように誇張してある。
【００５４】
半導体チップを製造する例示的なプロセスにおいては、電磁放射を発生させる活性ゾーンを有するエピタキシャル半導体層積層体を備えた半導体ウェハ１００を設ける。半導体層積層体は、例えば、窒化物化合物半導体をベースとしており、例えば、紫外線もしくは青色光、またはその両方を放出する。
【００５５】
複数のコンタクト層のための部材６０を薄層として半導体ウェハ１００に形成する（図１Ａを参照）。部材６０は、０．５μｍ未満の厚さで（例えば、０．３５μｍ、０．２５μｍまたは０．２μｍの最大厚さで）与えられる。この場合、部材６０は、例えば単一の金属層である、または少なくとも２つの異なる金属層を有する金属層積層体である。半導体ボディのコンタクト層を形成するうえで適している金属層の適切な材料および構造については、当業者に周知である。
【００５６】
次に、部材６０の表面全体の上にフォトレジスト６５を形成し、フォトリソグラフィによって構造化する（図１Ｂを参照）。フォトレジスト６５は、コンタクト層が形成される領域においてのみ残りそれ以外の領域では除去されるように、構造化する。
【００５７】
さらなるプロセスステップにおいては、フォトレジストのない領域において、例えばエッチングによって部材６０を除去する。次に、フォトレジストを除去し、したがって、複数の分離したコンタクト層６がウェハ１００上に残る（図１Ｃを参照）。
【００５８】
このプロセスにおいては、ウェハ１００と部材６０またはコンタクト層６との間に導電性コンタクトを形成することが必要とされることがあり、そのステップでは例えばエネルギを供給する。例えば、コンタクト層およびウェハの少なくとも熱処理を行うことができる。
【００５９】
本方法は、ウェハ（wafer bond）から半導体チップを個片化するステップをさらに含む。この個片化は、個片化線（図１Ｃに破線によって示してある）に沿って行うことができる。図２は、ウェハから個片化された半導体チップを示している。
【００６０】
本半導体チップは、例えば、コンタクト層６が上に配置されている主面の上から見たとき、１ｍｍ２の凹部を有する。本半導体チップは、例えば、少なくとも１Ａ（直流）の最大動作電流によって動作するように意図されている。本半導体チップは、一般的には、上から見たときに２次元の広がりがｘｍｍ２であり、ｘＡ（直流）の最大動作電流によって動作するように意図されている。これに加えて、またはこれに代えて、本半導体チップは、ｘｍｍ２の広がりの場合に、少なくとも２＊ｘＡ〜少なくとも５＊ｘＡ（いずれもパルス電流）の範囲の最大動作電流によって動作するように意図されている。
【００６１】
しかしながら、コンタクト層６は、自身がボンディングワイヤによって電気的に接続されている場合、そのような電流での動作が不可能であり半導体のパフォーマンスが大幅に低下するように設計されている。パフォーマンスの低下としては、例えば、半導体チップの順方向電圧が上昇する、コンタクト層が劣化する、コンタクト層と半導体ボディとの間の電気接触部が劣化するなどが起こりうる。
【００６２】
コンタクト層は、例えば、半導体ボディの主面の上から見たとき、主面全体の広がりの０．２倍（上から見たとき）である二次元の凹部を有する。コンタクト層の厚さは、例えば、０．２５μｍないし０．３μｍである。主面がコンタクト層によって覆われる程度が大きいほど、例えば厚さを小さくすることができる。
【００６３】
図２に示した実施形態例の代替形態として、半導体ボディは、同じ主面上に２つのコンタクト層を有することもできる。さらに、コンタクト層が主面の５０％以上を覆っていることも可能である。さらには、コンタクト層が透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を有する、または本質的に透明導電性酸化物（ＴＣＯ）から成ることも可能である。
【００６４】
図３に示した、オプトエレクトロニクスコンポーネントの第１の実施形態例は、キャリア本体１０を含んでおり、このキャリア本体１０の上には２つのコンタクトメタライゼーションが形成されており、これらが第１の端子領域７と第２の端子領域８とを形成している。半導体チップ１は、第１の電気接触面４を有する第１の主面２において第１の端子領域７の上に機械的かつ電気的に取り付けられている。半導体チップ１を第１の領域７の上に取り付けるステップは、例えば、はんだ付けまたは接着剤によって行う。半導体チップ１の第２の主面５（第１の主面２の上方に位置している）の上には、半導体チップ１は電気コンタクト層６（コンタクト層を形成している）を有する。
【００６５】
半導体チップ１およびキャリア本体１０には、絶縁性の層の形態を有する絶縁層３が設けられている。絶縁層３は、例えば、プラスチック層である。特に、絶縁層３はシリコン層とすることができ、なぜなら、シリコン層は放射に対する特に良好な耐性を特徴とするためである。絶縁層３は、ガラス層であることが特に好ましい。
【００６６】
コンタクト層６と第２の端子領域８は、絶縁層３の部分領域の上に設けられている導電性の層の形態を有する導電体１４によって互いに接続されている。導電体１４は、例えば、金属または透明導電性酸化物（ＴＣＯ）（例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、ＺｎＯ：Ａｌ、ＳｎＯ：Ｓｂ）を含んでいる。導電体は、コンタクト層の外面の例えば８０％に接触している。
【００６７】
電位フリーの面を得るため、絶縁カバー層１５（例えばワニス層）が導電体１４に形成されている。絶縁カバー層１５が透明である場合、これを構造化する必要はなく、したがって、オプトエレクトロニクスコンポーネントの面全体の上に形成することができ、これは有利である。絶縁層３およびカバー層１５を、例えば、端子面７，８の部分領域１６，１７から除去することができ、これによって、オプトエレクトロニクスコンポーネントに電力を供給するための電気接続をこれらの露出した部分領域１６，１７において形成することができる。
【００６８】
半導体チップ１は、周囲条件の影響、特に汚れあるいは湿気から、絶縁層３によって保護される。さらに、絶縁層３は、導電体１４の絶縁性キャリアとしても機能し、半導体チップ１の側面もしくはキャリア本体の２つの端子面７，８、またはその両方の短絡を防止する。
【００６９】
さらに、半導体チップ１によって主放射方向１３に放出される放射は、絶縁層３を通じてオプトエレクトロニクスコンポーネントから取り出される。この形態の利点として、放出される放射の少なくとも一部の波長を、より長い波長に変換することのできるルミネセンス変換材料を、絶縁層３に追加することが可能である。この方法では、特に、青色または紫外線のスペクトル範囲を放出する半導体チップ１によって発生する放射を、補色である黄色のスペクトル範囲に変換することによって、白色光を生じさせることができる。この目的には、窒化物化合物半導体材料（例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ）を含んでいる放射発生活性ゾーンを有する半導体チップを使用することが好ましい。
【００７０】
以下では、本プロセスの実施形態例について図４Ａ〜図４Ｈを参照しながらさらに詳しく説明する。
【００７１】
図４Ａはキャリア本体１０を示しており、キャリア本体１０の上には、例えば、メタライゼーション層を形成して構造化することによって、互いに電気的に絶縁されている２つの端子領域７，８が形成されている。
【００７２】
図４Ｂに示したステップにおいては、半導体チップ１（第１の主面２および第２の主面５を有する）を、第１の接触面４（この実施形態例においては半導体チップ１の第２の主面２と同じである）において、キャリア本体１０の第１の端子領域７の上に取り付ける。半導体チップ１をキャリア本体１０の上に取り付けるステップは、例えば、はんだ接合または導電性の接着剤によって行う。半導体チップ１は、第２の主面５の上にコンタクト層６を有し、このコンタクト層６は第２の主面５に形成されて接触面を形成している。コンタクト層６は、例えばフォトリソグラフィによって構造化されている。
【００７３】
図４Ｃは、半導体チップ１と、端子領域７，８が設けられているキャリア本体１０とに、絶縁層３を形成する中間ステップを示している。絶縁層３を形成するステップは、好ましくはポリマー溶液を噴霧またはスピンコーティングすることによって行う。さらに、印刷プロセス、特にスクリーン印刷は、絶縁層３を形成するうえで有利である。
【００７４】
図４Ｄに示したプロセスステップにおいては、第１の凹部１１（コンタクト層６によって形成されている第２の接触面の部分領域が、この凹部を通じて露出する）と、第２の凹部１２（キャリア本体１０の第２の端子領域８の部分領域が、この凹部を通じて露出する）とを、絶縁層３に形成する。凹部１１，１２は、レーザー処理（例えばレーザーアブレーション）によって形成することが好ましい。オプトエレクトロニクスコンポーネントのキャリア本体１０に電気的に接続できるようにする目的で、例えば、第１の端子領域７の部分領域１６と、第２の端子領域８の部分領域１７も露出させる。
【００７５】
図４Ｅ〜図４Ｇに示したプロセスステップにおいては、前のステップにおいて凹部１１を通じて露出させたコンタクト層６と、凹部１２を通じて露出させた第２の端子面８の領域とを、導電体１４によって電気的に接続する。
【００７６】
導電体１４は、例えば、金属層である。この層は、例えば、比較的薄い（例えば２００ｎｍないし約１００ｎｍの厚さを有する）金属層１４０を、絶縁層３の面全体の上に最初に形成させることによって、形成することができる。このステップは、例えば、蒸発またはスパッタリングによって行うことができる。図４Ｅは、このような薄い金属層１４０を形成するプロセスステップを示している。
【００７７】
次に、この薄い金属層の一部分を一時的な絶縁層１９によって覆う（図４Ｆを参照）。絶縁層１９は、例えば、フォトレジスト層の形態を有する金属層１４０の上に形成する。フォトレジスト層には、導電体１４によってコンタクト層６を第２の端子領域８に接続する領域に、写真技術によって凹部を形成する。薄い金属層１４０のうち覆われない部分は、後からさらに厚くする領域である。
【００７８】
フォトレジスト層の凹部の領域において、前のステップで覆われていない金属層を、例えば電気析出によって補強する。このステップは、電気析出によって補強する領域における金属層を、前のステップで面全体の上に形成させた金属層よりも相当に厚くすることによって行うことが有利である。電気析出によって補強する領域における金属層の厚さは、例えば、数μｍとすることができる。
【００７９】
次に、フォトレジスト層を除去してエッチングプロセスを実施することによって、電気析出によって補強されていない領域における金属層を完全に除去する。電気析出によって補強されている領域においては、金属層は、その相当な厚さのため部分的に除去されるのみであり、したがって、この領域においては金属層が導電体１４として残る（図４Ｇを参照）。
【００８０】
導電体１４がコンタクト層６に接触している領域においては、導電体１４とコンタクト層６とを合わせて、合計厚さｄ（例えば少なくとも１．７μｍ、２．１μｍ、または２．５μｍ）が形成される（図４Ｇを参照）。当然ながら、さらに大きな合計厚さ（例えば、少なくとも３μｍ、少なくとも４μｍ、場合によっては少なくとも５μｍ）とすることも可能である。
【００８１】
薄い金属層を電気析出によって補強するステップを使用して導電体１４を形成する代わりに、導電体を構造化された形状において絶縁層３の上に直接的に形成させることも、基本的には可能である。このステップは、例えば、印刷プロセスによって、特にスクリーン印刷プロセスによって行うことができる。しかしながら、この方法で達成できる導電体１４の厚さは、電気析出によって補強するときよりも通常では薄い。
【００８２】
放出される放射に対して透明である導電層１４を形成する場合、導電層１４を構造化するステップ、または構造化された形状において形成させるステップは、必要ない。特に、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、好ましくはインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）は、透明な導電層として適しており、あるいは、導電性のプラスチック層が適している。透明な導電層は、蒸発、印刷、噴霧、またはスピンコーティングによって形成することが好ましい。
【００８３】
図４Ｈに示したプロセスステップにおいては、電気絶縁カバー層１５を形成する。絶縁カバー層１５は、プラスチック層（例えばワニス層）であることが好ましい。絶縁カバー層１５は、電位フリーの面を形成する目的で、特に導電体１４を覆う。
【００８４】
以下では、絶縁層３を形成するステップ（図４Ｃに示した中間ステップ）の代替バリエーションについて、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを通じて説明する。
【００８５】
最初に、前駆体層９（有機成分および無機成分の両方を含んでいる）を、半導体チップ１およびキャリア本体１０に形成する。
【００８６】
前駆体層を形成するステップは、例えば、懸濁液のゾルゲルプロセス、蒸発、スパッタリング、噴霧、またはスピンコーティングによって行う。
【００８７】
図５Ｂにおける矢印１８によって示したように、中性のＮ２雰囲気またはＯ２分圧下で、好ましくは約２００℃〜４００℃の温度Ｔ１における約４時間〜８時間にわたる熱処理によって、前駆体層９から有機成分を取り除く。
【００８８】
次に、結果としての層を、図５Ｃに概略的に示したように、絶縁層３を形成する目的で焼結プロセスによって固化させる。焼結は、好ましくは約３００℃〜５００℃の温度Ｔ２における約４時間〜８時間にわたるさらなる熱処理によって行う。焼結は、ガラス層のタイプに応じて還元性雰囲気または酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。
【００８９】
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃに記載したプロセスステップは、カバー層１５（ガラスを有する、またはガラスから成る）を形成する場合にも類似する方式において使用することができる。この場合、最初に絶縁層３のガラス層を形成する目的でこれらのプロセスステップを実行し、導電層１４を形成した後、カバー層１５のガラス層を形成させる目的で再び実行することが好ましい。
【００９０】
電気絶縁層および導電層を形成するステップを何度か繰り返すことによって、多層回路を実施することも可能である。この方法は、複数の半導体チップを含んでいるＬＥＤモジュール、または少なくとも１つの半導体チップに加えて異なる種類の別のコンポーネントを含んでいるＬＥＤモジュールの場合に、特に有利である。
【００９１】
本発明は、実施形態例を参照しながらのここまでの説明に限定されない。本発明は、新規の特徴それぞれとその組合せ（特に、特許請求の範囲における特徴の任意の組合せを暗黙的に含む）を含んでおり、これらの特徴およびその組合せは、それ自体が特許請求の範囲または実施形態例に明示的に記載されていない場合でも本発明に含まれる。
【００９２】
本特許出願は、独国特許出願第１０２００７０４６３３７．７号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本願に組み込まれている。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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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４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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