(57)【要約】  本発明は、支持体（１）と、半導体素子（２）と、垂直方向において支持体と半導体素子との間に少なくとも部分的に配置されている配線構造（８）とを備える部品（１００）に関する。半導体素子を電気コンタクトするために、配線構造は、支持体に隣接し、部品における異なる電気極性の対となっている第１の接続表面（３１）と第２の接続表面（３２）とを有する。支持体は、金属支持層（４）と第１のビア（６１）とを含み、第１のビア（６１）は支持層中を垂直方向に延在し、絶縁層（５）によって支持層から電気的に絶縁されており、且つ配線構造に対向する支持体前面（１１）の接続表面（３１、３２）の１つと電気コンタクトしている。部品は、支持体を介して外部と電気コンタクトが可能であるように設計されており、支持体の金属含有量は６０体積％および／または重量％以上である。本発明は、さらにこのような部品を製造する方法に関する。
2018520515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア（１）と、半導体ボディ（２）と、前記キャリアと前記半導体ボディとの間に垂直方向に沿って少なくとも部分的に配置されている配線構造（８）とを備える部品（１００）であって、
前記配線構造は、前記半導体ボディに電気コンタクトするように構成されていると共に、前記キャリアに隣接し且つ前記部品の異なる電気極性が割り当てられている第１の接続領域（３１）と第２の接続領域（３２）とを含み、
前記キャリアは、金属キャリア層（４）と第１の貫通コンタクト部（６１）とを含み、
前記第１の貫通コンタクト部は、前記キャリア層中を貫いて垂直方向に延在し、絶縁層（５）を介して前記キャリア層から電気的に絶縁されており、且つ前記配線構造に対向する前記キャリアの前面（１１）で前記接続領域（３１、３２）の１つと電気コンタクトしており、
前記部品は、前記キャリアを介して外部と電気コンタクトが可能であるように形成されており、
前記キャリアの金属比率は、６０体積％および／または重量％以上である、
部品（１００）。
【請求項２】
前記キャリア層（４）は、ひとかたまりに形成されている、
請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記キャリア層（４）は、横方向に沿って、前記半導体ボディ（２）の側辺長の８０％以上にわたって延在している、
請求項１または２に記載の部品。
【請求項４】
前記半導体ボディ（２）の平面視で、前記キャリア層（４）は、前記キャリア（１）に対向する前記半導体ボディの主面（２０２）の７０％以上を覆う、
請求項１から３のいずれか一項に記載の部品。
【請求項５】
前記キャリア（１）の金属比率は、９０体積％および／または重量％以上である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の部品。
【請求項６】
前記キャリア層（４）は垂直厚さ（Ｄ４）を有し、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）は、前記キャリア層から垂直方向に略垂直高さ（Ｄ６）だけ突出しており、
前記垂直厚さ（Ｄ４）は、前記垂直高さ（Ｄ６）の３倍以上である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の部品。
【請求項７】
前記絶縁層（５）は、酸化金属層またはナノセラミック層である、
請求項１から６のいずれか一項に記載の部品。
【請求項８】
前記キャリア（１）は、第２の貫通コンタクト部（６２）を有し、
前記第１および第２の貫通コンタクト部（６１，６２）は、前記前面（１１）とは反対側の前記キャリアの後面（１２）で電気接続が可能であり、
前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、前記キャリア層（４）中を貫いて垂直方向に延在し、前記絶縁層（５）を介して前記キャリア層（４）から電気的に絶縁されており、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）は、前記前面（１１）で前記第１の接続領域（３１）と電気コンタクトしており、
前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、前記前面（１１）で前記第２の接続領域（３２）と電気コンタクトしている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項９】
前記第１の貫通コンタクト部（６１）および前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、導電性且つはんだ付け可能な材料によって形成されている、
請求項８に記載の部品。
【請求項１０】
前記キャリア（１）は、前記キャリア層（４）に形成されて前記キャリア層と電気コンタクトしている追加コンタクト部（６２）を含み、
前記追加コンタクト部（６２）は、前記キャリア層（４）を介して前記接続領域（３１，３２）の１つと導電接続されている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１１】
前記キャリア（１）は、金属層（４，６１、６２、７１、７２）のみから形成されており、前記絶縁層（５）は、金属酸化物から形成されている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１２】
前記金属キャリア層（４）は、前記配線構造（８）に対して堆積されたガルバニック層である、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１３】
前記配線構造（８）は、前記半導体ボディ（２）の異なる半導体層に対して、部分的に直接導電接続されている、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の部品（１００）を製造する方法であって、
前記キャリア層（４）と、前記絶縁層（５）と、前記第１の貫通コンタクト部（６１）とを含む前記キャリア（１）が、前記半導体ボディ（２）上に形成される、
方法。
【請求項１５】
前記キャリア層（４）は、ガルバニック法で前記配線構造（８）上に堆積される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記絶縁層（５）は、電気化学プロセスによって前記キャリア層（４）上に形成される、
請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリア層（４）と前記絶縁層（５）とは同一の金属を含有し、前記絶縁層の前記金属は前記電気化学プロセスによって酸化される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記半導体複合体（２０）と複数の前記金属キャリア層（４）とを含むウェハ複合体（２００）が設けられ、
前記半導体複合体が複数の半導体ボディ（２）に分割された際、前記半導体ボディ（２）それぞれが、前記キャリア層（４）の１つに割り当てられるように、複数の分離溝（６０）が形成され、
前記ウェハ複合体は、各部品（１００）が、前記半導体ボディ（２）、及び当該半導体ボディ（２）に対応する前記キャリア層（４）を有する前記キャリア（１）を含むように、前記分離溝（６０）に沿って複数の前記部品（１００）に個片化される、
複数の部品を製造するための請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリア層（４）は、前記個片化の前に、複数の支持棒（４０）によって機械的に互いに連結されており、
複数の前記支持棒（４０）は、それぞれ、２つの隣接する前記キャリア層を連結しており、平面視で、前記分離溝（６０）の１つを横方向に橋架けしており、且つ前記個片化時に切断される、
請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
金属キャリアを備える部品および複数の部品を製造する方法が提供される。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製の成形体を含むキャリアを備えるオプトエレクトロニクス部品は、少なくとも部分的に機械的安定性が不十分である。熱回復力（ｔｈｅｒｍａｌ  ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ）およびサイクル安定性、特に周期的な温度変化に関して、例えば注型混合物からなるプラスチック製の成形体には潜在的なリスクがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目的の１つは、機械的および熱的安定性の高い部品を提供することである。さらなる目的の１つは、１つまたは複数の部品を製造する費用効果の高い方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
部品の少なくとも一実施形態によれば、部品はキャリアとキャリアに配置された半導体ボディとを備える。キャリアは、半導体ボディに対向する前面と、半導体ボディとは反対側に面する後面とを有する。キャリアは特に、半導体ボディに、例えばウェハレベルでは半導体複合体に直接製造される。つまりキャリアは、例えば半導体ボディとは別個の製造工程で製造され接合層等によって半導体ボディに固定されるのではなく、半導体ボディに直接、つまり半導体ボディの存在下で製造される。キャリアは、例えば半導体ボディに順次堆積された複数の層を含む。
【０００５】
半導体ボディは例えば、キャリアの前面とは反対側に面する第１の電荷キャリア型の第１の半導体層と、キャリアの前面に対向する第２の電荷キャリア型の第２の半導体層と、垂直方向において第１および第２の半導体層の間に配置されている活性層とを含む。活性層は特にｐｎ接合領域であり、単層または複数の層の積層体として形成されている。活性層は、例えば可視、紫外、または赤外スペクトル領域に電磁放射を発するように、もしくは電磁放射を吸収して電気信号または電気エネルギーに変換するように構成されることが好ましい。半導体ボディは、エピタキシ法で成長基板に層として堆積されうる。しかしながら成長基板は、特に部品が成長基板を含まないように後の工程で半導体ボディから取り除かれることも可能である。
【０００６】
垂直方向とは特に、半導体ボディの主延在領域と直角をなす方向を意味すると理解される。垂直方向とは特に、半導体ボディの半導体層の成長方向である。横方向とは特に、半導体ボディの主延在領域に平行に広がる方向を意味すると理解される。垂直方向と横方向とは特に、例えば互いに直角をなして横切る方向にある。
【０００７】
部品の少なくとも一実施形態によれば、部品は、垂直方向においてキャリアと半導体ボディとの間に少なくとも部分的に配置されている配線構造を備える。配線構造は半導体ボディを電気コンタクトするように構成されている。配線構造は、例えば異なる電気極性が付与された第１の接続領域と第２の接続領域とをキャリアに対向する配線構造の表面に含みうる。キャリアの前面は特に、配線構造の第１および／または第２の接続領域と隣接する。
【０００８】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリアは金属キャリア層を含む。キャリア層は特に、キャリアの主要な必須部分を構成し、この金属キャリア層がキャリアおよび部品全体を機械的に支えて安定化している。この場合、キャリアの体積および／または重量の５０％以上、例えば６０％以上、または７０％以上がキャリア層で構成されうる。半導体ボディを電気コンタクトするために、キャリアは、キャリア層中を垂直方向に延在する第１の貫通コンタクト部を含みうる。この場合、第１の貫通コンタクト部は横方向においてキャリア層で完全に囲まれ、１つの絶縁層によってキャリア層から電気的に絶縁されうる。第１の貫通コンタクト部は、キャリアの前面で例えば接続領域の１つと物理的に、従って電気的にコンタクトしている。金属キャリア層は接続領域の１つと導電接続されうる、または第１の接続領域および第２の接続領域の両方から電気的に絶縁されうる。部品は、キャリアを介して外部と電気接続が可能であるように構成されうる。
【０００９】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリアの金属比率は６０体積％および／または重量％以上である。つまり、キャリアは主に金属からなる。このようなキャリアの機械的安定性はとりわけ高い。さらに、実質的に金属からなるキャリアは放熱にとりわけ好適である。キャリアの金属比率は７０体積％および／または重量％以上、８０体積％および／または重量％以上、好ましくは９０または９５体積％および／または重量％以上でありうる。部品のキャリアは特に、例えばエポキシ樹脂、またはシリコーンなどの成型混合物からなる成形体を含まない。
【００１０】
部品の少なくとも一実施形態によれば、部品は、キャリアと、半導体ボディと、垂直方向においてキャリアと半導体ボディとの間に少なくとも部分的に配置されている配線構造とを備える。配線構造は半導体ボディを電気コンタクトするように構成され、第１の接続領域と第２の接続領域とを有する。これらの配線構造の接続領域は、部品における異なる電気極性が付与され、且つキャリアと隣接する。キャリアは、金属キャリア層とキャリア層中を垂直方向に延在する第１の貫通コンタクト部とを含む。ここで第１の貫通コンタクト部は、絶縁層によってキャリア層から電気的に絶縁されており、配線構造に対向するキャリアの前面で接続領域の１つと電気コンタクトしている。部品は、キャリアを介して外部と電気コンタクトが可能であるように構成されている。キャリアの金属比率は６０体積％および／または重量％以上である。
【００１１】
このような部品は実質的に金属からなるキャリアを備え、この結果、部品はとりわけ機械的に安定であるように構成され、キャリアによって放熱がとりわけ促進される。
【００１２】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層はひとかたまりに形成され、単一の工程で製造されうる。キャリア層は、特に自立するように形成される。この場合、キャリア層の垂直厚さ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下、例えば０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、例えば０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。キャリア層は、例えばニッケル、銅、アルミニウムなどの金属を含む、またはこれらの金属の１つからなる。キャリア層は別の金属も含みうる。ニッケルは弾性率がとりわけ高く、したがって他の金属と比較してとりわけ硬いので、キャリア層がニッケルを含む、またはニッケルからなることが好ましい。さらにニッケルは、例えばガルバニック（ｇａｌｖａｎｉｃ）コーティング法でパターン化された，または構造化されていない形態で簡易に配線構造上に堆積されうる。
【００１３】
キャリア層のひとかたまりの構造および大きな厚さの結果、部品は広範な機械的支持を受け、高い曲げ荷重に耐えうる。
【００１４】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層は、半導体ボディの側辺長の８０％以上にわたって横方向に延在している。キャリア層は特に、半導体ボディの平面視でキャリアに対向する半導体ボディの主面の６０％以上、７０％以上、または８０％以上を覆いうる。キャリア層が半導体ボディの２つの互いに隣接する辺に沿って、または全ての側辺に沿って、半導体ボディの関連づけられたそれぞれの側辺長の７０％以上、例えば８０％以上、好ましくは９０％以上にわたって延在するように、キャリア層は形成されうる。
【００１５】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層は垂直厚さを有する。第１の貫通コンタクト部は特に、略垂直高さ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｈｅｉｇｈｔ）だけキャリア層から垂直方向に突出しており、キャリア層の垂直厚さは垂直高さの３倍以上、例えば５倍以上、または１０倍以上である。キャリア層は、第１の貫通コンタクト部が延在する開口を有しうる。ここで第１の貫通コンタクト部は、半導体ボディの平面視で第１の貫通コンタクト部が開口を完全に覆う、またはキャリア層の開口を完全に充填するように形成されうる。第１の貫通コンタクト部を電気的に絶縁するために、絶縁層がキャリア層と第１の貫通コンタクト部との間に配置されうる。絶縁層は、酸化金属層および／またはナノセラミック層であることが好ましい。このような絶縁層の熱伝導率はとりわけ高く、すなわち７または８Ｗ／（ｍ．・Ｋ）に及ぶ。ナノセラミック層とは、金属または金属酸化物を含有し、粒径が例えば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲のナノスケールである結晶粉末などを含む電気絶縁層を意味すると理解される。絶縁層は、例えば酸化アルミニウムを含有するナノセラミック層である。これとは別に、絶縁層を例えば窒化ケイ素または二酸化ケイ素などの他の無機誘電体から形成することも可能である。
【００１６】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリアは、第１の貫通コンタクト部に加えて、第２の貫通コンタクト部を含む。第１および第２の貫通コンタクト部は、前面とは反対側のキャリアの後面で電気接続が可能である。第１および第２の貫通コンタクト部がそれぞれ第１のコンタクト層または第２のコンタクト層で完全に覆われることも可能である。貫通コンタクト部はこのように、キャリアの後面でコンタクト層を介して電気接続が可能である。コンタクト層はそれぞれ、キャリアの後面ではんだ付け可能な表面を構成するように形成されうる。したがって部品は、キャリアの後面でもありうる、部品の後面を介して外部と電気接続が可能である表面実装用部品として構成されうる。部品の動作時に発生する熱は、直に配線構造を介してキャリア内に向けられ、キャリアを介して効果的に周囲に放散されうる。
【００１７】
第２のコンタクト部は、垂直方向において例えばキャリア層中に延在し、絶縁層によってキャリア層から電気的に絶縁されうる。第１の貫通コンタクト部および第２の貫通コンタクト部はそれぞれ、キャリアの前面で第１の接続領域および第２の接続領域と電気コンタクトしている。キャリアと接続構造とはこのように、キャリアの貫通コンタクト部が配線構造の接続領域と電気コンタクトしている共通の界面を有しうる。第１の貫通コンタクト部および／または第２の貫通コンタクト部は、銅、アルミニウム、銀、または他の金属などの高導電性且つ高熱伝導性の金属から形成されうる。キャリアは複数の第１および複数の第２の貫通コンタクト部を含みうる。
【００１８】
部品の少なくとも一実施形態によれば、第１の貫通コンタクト部および／または第２の貫通コンタクト部は、導電性且つはんだ付け可能な材料から形成されている。ここでキャリア層は、それぞれの開口において配線構造の第１または第２の接続領域が露出されるような複数の開口を有しうる。キャリア層の開口は、例えばはんだボールの形態である、はんだ付け可能な材料で充填されうる。再溶融工程の後、キャリア層の開口ははんだ付け可能な材料で完全に充填されうる。貫通コンタクト部がはんだ付け可能な材料、特にキャリア層から突出するはんだボールの形態からなる場合、例えば製造される部品をプリント基板に接続するには、はんだ付け用フラックスを供給するだけで十分である。というのも、貫通コンタクト部を含んで製造される部品はその完成時に、想定される組み立てのための貯蔵はんだをすでに含むからである。したがって、はんだ付け可能なコンタクト層の追加的な載置を省くことが可能である。
【００１９】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリアは追加コンタクト部を含む。追加コンタクト部は特に、キャリア層と電気コンタクトしている。つまりこの場合、キャリア層は半導体ボディを電気コンタクトするように構成されている。追加コンタクト部は、例えばキャリア層を介して第２の接続領域と導電接続されうる。キャリア層は、特にキャリアの前面で直接第２の接続領域と隣接することが可能で、したがって物理的且つ電気的に第２の接続領域とコンタクトしている。
【００２０】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリアは金属層と１つまたは複数の絶縁層のみから形成される。金属層はこの場合、キャリア層、貫通コンタクト部、追加コンタクト部、コンタクト層、および／または接着剤またはシード層でもありうる。ここでシード層は、例えばキャリア層、貫通コンタクト部、またはコンタクト層をガルバニックコーティング法によって堆積するために設けられる。１つの絶縁層または複数の絶縁層は、例えば１つの金属酸化物または複数の金属酸化物から形成される。１つの絶縁層または複数の絶縁層は、１つの金属酸化物または複数の金属酸化物からなることが好ましい。１つの絶縁層または複数の絶縁層は、１つの金属酸化物層に変換される１つの金属層または複数の金属酸化物層に変換される複数の金属層から形成されうる。絶縁層を形成するために、例えばアルミニウム層が酸化アルミニウム層に変換されうる。キャリアは特に、金属層、および１つの金属酸化物層または複数の金属酸化物層のみから形成されうる。つまり、キャリアは１００％に至るまで金属および金属酸化物からなりうる。ここでキャリアは、異なる金属および／または異なる金属酸化物を含有しうる。
【００２１】
１つまたは複数の部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層と、絶縁層と、第１の貫通コンタクト部とを備えるキャリアが、半導体ボディに、または複数の半導体ボディに個片化される半導体複合体に形成される。キャリア層は例えば、まず半導体ボディに、特に配線構造上に堆積される。キャリア層は構造化されて堆積されうる、または平面状に堆積された後にキャリア層が１つまたは複数の開口を有するように構造化されうる。配線構造の第１の接続領域または第２の接続領域は特に、１つまたは複数の開口に露出される。１つの貫通コンタクト部が１つの開口に形成される前に、または複数の貫通コンタクト部がキャリア層のそれぞれの開口に形成される前に、絶縁層が引き続いてキャリア層に形成されうる。キャリアはこのように、半導体ボディとは別個に製造され、例えば接合層によって半導体ボディに固定されるのではない。代わりにキャリアは、半導体ボディの存在下で、つまり半導体ボディに直接形成される。このようなキャリアの形成はウェハレベルで、つまりウェハ複合体において、ウェハ複合体が例えば複数の部品に個片化される前に行われうる。部品の製造コストはこのように、ウェハレベルでのキャリアの形成によって全体として削減されうる。
【００２２】
部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層はガルバニック法で配線構造に堆積される。キャリア層は特に、構造化されたラッカー層またはフォトレジスト層を用いて構造化され、配線構造上に堆積される。この場合、シード層がまず配線構造に堆積されうる。シード層は次にラッカー層で覆われ、ラッカー層がキャリア層の開口のための領域にのみ残るように、続く工程でラッカー層が構造化、例えば光構造化されうる。キャリア層は続いてガルバニック法でシード層に堆積されることが可能であり、キャリア層の開口を露出するためにラッカー層が後の一工程で取り除かれる。キャリア層がまずシード層の大部分に堆積され、続く工程で開口を形成するために部分的に取り除かれる、またはエッチングされることも考えられる。
【００２３】
部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、絶縁層は電気化学プロセスによってキャリア層に形成される。電気化学プロセスにおいて、金属酸化物層が絶縁層として形成される。この場合、１つの金属層が１つの金属酸化物層に変換されうる。金属酸化物層は、直接金属層上に堆積されることも可能である。キャリア層および絶縁層は特に、同じ材料を含有しうる。例えば、キャリア層はアルミニウムを含有する、またはアルミニウムからなる。アルミニウムがキャリア層を形成するように堆積される場合、アルミニウムは後に電気化学プロセスによって酸化アルミニウムに変換されうる。さらに、酸化アルミニウムはアルミニウム層に直接堆積されうる。この場合、酸化アルミニウムからなる絶縁層をアルミニウムからなるキャリア層に形成するために追加の光技術を必要としない。というのも、Ａｌ２Ｏ３などの酸化アルミニウムは通常アルミニウム上にのみ堆積されうる、またはアルミニウムから変換されるからである。
【００２４】
キャリア層がニッケル層であり、絶縁層が酸化ニッケル層であることも考えられる。ここで酸化ニッケル層は、電気化学プロセスによってニッケル層上に形成されうる。あるいは、絶縁層を形成するために、化学気相成長または物理気相成長などのコーティング法でキャリア層にさらなる無機誘電材料が堆積されうる。
【００２５】
複数の部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、ウェハ複合体が設けられる。ウェハ複合体は半導体複合体と複数の金属キャリア層とを含みうる。複数の分離溝が形成され、この結果、半導体複合体は、それぞれがキャリア層の１つに割り当てられた複数の半導体ボディに細分化される。各部品が半導体ボディと、関連づけられたキャリア層を含むキャリアとを備えるように、ウェハ複合体は分離溝に沿って複数の部品に個片化される。
【００２６】
ウェハ複合体は、例えば層状に半導体複合体がエピタキシ法で堆積される成長基板を含みうる。ウェハ複合体の個片化前に、好ましくは完成部品が成長基板を有さないように、成長基板は半導体複合体または半導体ボディから取り除かれうる。個片化直後に各部品が貫通コンタクト部を少なくとも１つ含むキャリアを備えるように、個片化前に１つの貫通コンタクト部または複数の貫通コンタクト部が形成される。
【００２７】
複数の部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層が互いに支持棒（ｓｕｐｐｏｒｔ  ｂａｒ）で機械的に連結されるように、個片化前にキャリア層が形成される。各支持棒は２つの隣接するキャリア層を連結しうる。支持アームがそれぞれ分離溝の１つを横方向に橋架けするように、支持棒は特に分離溝の形成後に製造される。支持棒は特に、ウェハ複合体の個片化時に切断される。成長基板が取り除かれた後でも、ウェハ複合体が１つの連なった構造、つまり連なったキャリア層でさらに機械的に支持されるように、キャリア層は支持棒で互いに機械的に連結されている。支持棒とキャリア層とは同じ材料および／または同じ工程で形成されうる。
【００２８】
部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、製造される部品の半導体ボディに変換層が堆積される。変換層は特に、第１の波長の電磁放射を、特に第１の波長よりも長い第２の波長の電磁放射に変換するように構成された変換材料を含有している。活性層は特に、第１の波長の電磁放射を発するように構成されている。変換層は、個片化工程の前または後に半導体複合体または半導体ボディに形成されうる。
【００２９】
上記方法は、上記部品の製造にとりわけ好適である。したがって、上記部品と関連して説明した特徴は上記方法にも当てはまり、その逆も同様である。
【００３０】
さらなる効果、好適な実施形態、並びに部品を製造する方法および部品のさらなる発展形態は、図１Ａから１１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】
【００３１】
【図１Ａ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図１Ｂ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図１Ｃ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図１Ｄ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図２Ａ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図２Ｂ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図３Ａ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図３Ｂ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図４Ａ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図４Ｂ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図４Ｃ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図５Ａ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図５Ｂ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図５Ｃ】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図６】図１Ａ〜図６は、１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図７】図７は、部品の例示的な実施形態を概略的な断面図で示す。
【図８Ａ】図８Ａ〜図９Ｂは、１つまたは複数の部品を製造する方法のさらなる例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図８Ｂ】図８Ａ〜図９Ｂは、１つまたは複数の部品を製造する方法のさらなる例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図８Ｃ】図８Ａ〜図９Ｂは、１つまたは複数の部品を製造する方法のさらなる例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図９Ａ】図８Ａ〜図９Ｂは、１つまたは複数の部品を製造する方法のさらなる例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図９Ｂ】図８Ａ〜図９Ｂは、１つまたは複数の部品を製造する方法のさらなる例示的な実施形態における異なる段階を概略的な断面図で示す。
【図９Ｃ】図９Ｃ〜図１１は、部品のさらなる例示的な実施形態を概略的な断面図で示す。
【図１０】図９Ｃ〜図１１は、部品のさらなる例示的な実施形態を概略的な断面図で示す。
【図１１】図９Ｃ〜図１１は、部品のさらなる例示的な実施形態を概略的な断面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
各図において、同一、同等、または同等に機能する要素は、同じ参照番号で示す。各図は概略図であって、必ずしも縮尺通りではない。比較的小さい要素および特に層厚は、むしろより明確となるように誇張、拡大して図示されうる。
【００３３】
図１Ａは複合体２００を示す。複合体２００は特に、ウェハ複合体である。複合体２００は、半導体複合体２０を含む。半導体複合体２０は、基板９に配置されている。基板９は特に、サファイア基板などの成長基板であり、半導体複合体２０はエピタキシ法で層状に基板９に成長されることが好ましい。成長方向は特に、基板９の延在する主面に直角である。成長方向は特に、半導体複合体２０の第１の主面２０１および／または第２の主面２０２に直角である。図１Ａでは、第１の主面２０１が基板９に対向し、第２の主面２０２が基板９とは反対側に面する。
【００３４】
半導体複合体２０は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料から構成されうる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎなどのＩＩＩ族典型元素、およびＮ、Ｐ、ＡｓなどのＶ族典型元素を含有する。「ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料」とは特に、例えば窒化物およびリン化物化合物半導体などの、少なくともＩＩＩ族典型元素の１つと少なくともＶ族典型元素の１つとを含有する二元、三元、または四元化合物群を含む。このような二元、三元、または四元化合物は、例えば１つ以上のドーパントおよび追加の構成成分をさらに含有しうる。半導体複合体２０はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料からも構成されうる。
【００３５】
半導体複合体２０は、第１の半導体層２１と、第２の半導体層２２と、垂直方向において半導体層間に配置されている活性層２３とを含む。第１の主面２０１は第１の半導体層２１の表面で形成され、第２の主面２０２は第２の半導体層２２の表面で形成されうる。例えば、第１の半導体層がｎ導電型に形成され、第２の半導体層２２がｐ導電型に形成される、またはその逆である。
【００３６】
配線構造８が半導体複合体２０の第２の主面２０２の側に形成される。配線構造８は、特に半導体複合体２０を電気コンタクトするように構成され、配線構造８は半導体複合体２０の異なる半導体層に直接または間接的に導電接続されうる。配線構造は、電気的に互いに分離され、それぞれが半導体層２１および２２の１つに導電接続されるサブ構造を含みうる（ここでは明瞭に図示していない）。
【００３７】
図１Ａにおいて、配線構造８は第１の接続領域３１と第２の接続領域３２とを含む。配線構造８は特に、垂直方向において接続領域３１および３２と同一平面で終端している。つまり接続領域３１および３２は、垂直方向において局所的に配線構造８の境界を定めている。第１の接続領域３１および第２の接続領域３２は、例えば第１の半導体層２１および第２の半導体層２２にそれぞれ、またはその逆に電気コンタクトするように設けられている。配線構造８は、複数の第１の接続領域３１および／または複数の第２の接続領域３２を含みうる。接続領域３１および３２は、例えば金などの貴金属で塞がれうる。
【００３８】
図１Ｂは、図１Ａに図示する複合体２００を平面図で示す。第１の接続領域３１および第２の接続領域３２は、半導体複合体２０から隔たった配線構造８の表面に露出されており、直接電気接続が可能である。第１の接続領域３１および第２の接続領域３２は特に、製造される部品における異なる電気極性が付与されている。例えば、第１の接続領域３１が部品の陰極、第２の接続層３２が陽極とされる、またはその逆である。図１Ｂにおいて、接続領域３１および３２は円形に図示されている。これからは外れるが、接続領域３１および３２はそれぞれ、例えば正方形、楕円形、条片状、多角形、または他の形状などのいかなる任意の形状でありうる。
【００３９】
図１Ｃに示す例示的な実施形態は、図１Ａに図示する例示的な実施形態と実質的に対応する。図１Ａの例示的な実施形態とは対照的に、配線構造８が幾分より詳細に、概略的に示されている。第１の接続領域３１は、配線構造８の貫通ビア８１と電気コンタクトしうる。第１の接続領域３１は特に、貫通ビア８１の表面でありうる。第１の接続領域３１が、貫通ビア８１に導電接続されたさらなる層の表面であることも可能である。貫通ビア８１は、垂直方向において少なくとも第２の主面２０２から第２の半導体層２２と活性層２３とを通って第１の半導体層２１内に延在している。このように貫通ビア８１は、垂直方向において半導体複合体２０で完全に囲まれている。貫通ビア８１を第２の半導体層２２および活性層２３から電気的に絶縁するために、貫通ビアは横方向においてパッシベーション層８３で囲まれている。このように第１の半導体層２１は、貫通ビア８１を介して第１の接続領域３１に電気接続されうる。
【００４０】
配線構造８は接続層８２を含む。接続層８２は、第２の半導体層２２を電気コンタクトするために設けられる。この場合、接続層８２は半導体層２２と隣接しうる。第２の接続領域３２は、接続層８２の表面でありうる、もしくは例えば接続層８１に隣接するさらなる層の表面、または例えば接続層８２に隣接し導電接続されるさらなる層の表面でありうる。
【００４１】
図１Ｃからは外れるが、配線構造８は、複数の貫通ビア８１および／または複数の接続層８２を含みうる。配線構造が、半導体複合体２０の第２の主面２０２に配置された、例えばミラー層のような放射反射層を１つ含むことも可能である。反射層は特に、製造される部品の動作時に発せられる電磁放射を半導体複合体２０の第１の主面２０１の方向に反射するように構成されている。ここで、配線構造８の反射層は導電性であるように構成されうる。特に、横方向への電流の拡散のために、反射層は複数の接続層８２または複数の貫通ビア８１に導電接続されうる。配線構造８は、例えば製造される部品の１つにそれぞれ割り当てられる複数の反射層を含みうる。製造される部品が多接合チップとして構成されることも可能である。このような部品は、セグメント化された半導体ボディと、例えば半導体ボディの異なるセグメントに電気コンタクトするための２つ以上の接続領域とを含みうる。
【００４２】
図１Ｄに示す例示的な実施形態は、図１Ａから１Ｃに図示する例示的な実施形態の１つと実質的に対応する。図１Ａから１Ｃの例示的な実施形態とは対照的に、ここで示す複合体は複数の第１の接続領域３１と複数の第２の接続領域３２とを含む。複合体２００は、複合体２００を複数の部分的領域に分割する複数の分離溝６０を有し、複合体２００の複数の部分的領域のそれぞれが、少なくとも第１の接続領域３１の１つと第２の接続領域３２とを有する配線構造８を含む。分離溝６０は、垂直方向において少なくとも部分的に半導体複合体２０内に、または半導体複合体２０を貫通して延在している。この結果、半導体複合体２０は、複数の半導体ボディ２に分割されうる。分離溝は、配線構造８の形成前に形成されることが好ましい。しかしながら、分離溝が配線構造８の形成後にのみ形成されることも考えられる。複合体２００は、後の一工程で分離溝６０に沿って複数の部品１００に個片化されうる。
【００４３】
図２Ａにおいて、キャリア層４が半導体複合体２０の配線構造８の側に形成される。キャリア層４は、１つの金属を、または例えば合金の形態で複数の金属を含有しうる。図２Ａに示すキャリア層４は、例えば複合体２００の部分的領域であり、部分的領域は製造する部品の１つに割り当てられている。キャリア層４は特に、連なって、例えばひとかたまりに形成されている。図２Ａに示すキャリア層は構造化されており、開口を２つ有する。配線構造８の接続領域３１または３２が各開口に露出されている。接続領域３１および３２は特に、キャリア層４から電気的に絶縁されている。
【００４４】
キャリア層４は、フォトレジスト層などの構造化されたラッカー層に、電気めっき層として形成されうる。図２Ａにおいて、構造化されたラッカー層は図示していない。しかしながら、このような構造化されたラッカー層はキャリア層４の開口の領域およびキャリア層４の側面を覆いうる。キャリア層４がまず配線構造８の大部分に堆積され、続く工程で開口を形成するために部分的に取り除かれる、またはエッチングされることも可能である。キャリア層４は、ガルバニックコーティング法で配線構造８に堆積されることが好ましい。ニッケル、銅、アルミニウム、銀、金などの金属、または他の電着可能な金属が、キャリア層４の材料としてとりわけ好適である。キャリア層４の垂直厚さＤ４は、例えば０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下、特に０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、例えば０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。
【００４５】
図２Ａからは外れるが、複数のキャリア層４が半導体複合体２０に形成されることも可能である。図１Ｄに示されるように、複合体２００の部分的領域は、例えば少なくとも開口を１つ有する当該領域に関連づけられたキャリア層４をそれぞれ含みうる。
【００４６】
図２Ｂに示す例示的な実施形態は、平面図として図２Ａに示す例示的な実施形態と実質的に対応する。複合体２００の一領域または一部分領域が図２Ｂに図示され、複合体２００の一領域または一部分領域は、製造される部品１００と対応する。キャリア層４はひとかたまりに形成される。配線構造８は、平面視で枠形状であり横方向においてキャリア層４を囲む端部領域を有する。このように配線構造８の端部領域は、キャリア層４で覆われていない。端部領域は特に、関連づけられた配線構造８の総面積の２０％以下、特に１０％以下、好ましくは５％以下である。配線構造８は図２Ｂにおいて、キャリア層４によって覆われず且つ第１の接続領域３１または第２の接続領域３２を囲む領域を、キャリア層４の各開口に有する。キャリア層の開口内における配線構造８のこのような領域は、電気絶縁材料を含有しうる、または絶縁材料で覆われうる。
【００４７】
図３Ａにおいて、絶縁層５がキャリア層４に形成される。特に、絶縁層４は電気化学プロセスで製造される。キャリア層４の材料としてのアルミニウムはガルバニック法で配線構造８に堆積されることが好ましい。アルミニウムは電気化学プロセスで酸化アルミニウムに変換されうる。酸化アルミニウムを、キャリア層４として形成されたアルミニウム層に直接堆積することも可能である。酸化アルミニウムは確実にアルミニウム上にのみ堆積されるので、この場合、追加の光技術を必要としない。キャリア層がニッケルを含有することも可能である。この場合、ニッケルは配線構造８に対して、ガルバニックプロセスで堆積されうる。ニッケルは、後の工程で部分的に酸化ニッケルに変換されうる。酸化ニッケルが、例えばニッケルを含有するキャリア層４上に電気化学プロセスで直接堆積されることも考えうる。マグネシウム、チタン、ジルコニウム、タンタル、またはベリリウムからなる金属酸化物層が電気化学プロセスで形成されることも考えられる。あるいは、無機誘電体が例えば化学気相成長または物理気相成長によってキャリア層４に堆積されうる。
【００４８】
例えば酸化アルミニウムまたは酸化ニッケルなどの電気化学法で堆積された金属酸化物を用いることで、アルミニウム層と酸化アルミニウム層との間などの、金属層と金属酸化物層との間の接合がとりわけ機械的に安定化する。この結果、キャリア全体にわたって特に高い熱伝導率が得られる一方で、従来の金属／誘電体接合と比較して高い接合強度も得られる。さらに上記堆積工程によって、キャリア層４の比較的大きな垂直厚さＤ４に起因して形成されるキャリア層４の段差が、分離を防ぐように確実にコーティングされうる。電気化学法で製造された金属酸化物層は、通常、対応する金属層よりも多孔度が高い。金属酸化物層の多孔度に基づいて、金属酸化物層が電気化学プロセスで製造されたかどうか判断しうる。絶縁層５を形成するために、キャリア層４がセラミックコーティングされることも可能である。セラミックコーティングの場合、キャリア層４の表面も部分的に酸化されうる。セラミックコーティング層および酸化アルミニウム層の両方とも熱伝導率がとりわけ高い。金属酸化物層の熱伝導率は特に、例えば４Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上８Ｗ／（Ｋ・ｍ）以下でありうる。セラミックコーティング層も同様に、熱伝導率が４Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上８Ｗ／（Ｋ・ｍ）以下でありうる。例えば、酸化アルミニウムまたはアルミニウムナノセラミックを含有する絶縁層５の熱伝導率は７Ｗ／（Ｋ・ｍ）を超えうる。絶縁層５の熱伝導率は４Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上、６Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上、または７Ｗ／（Ｋ・ｍ）以上であることが好ましい。
【００４９】
図３Ｂは、図３Ａに示す例示的な実施形態を平面図で示す。絶縁層５は、平面視でキャリア層４を完全に覆う。絶縁層５は特に連なって形成され、第１の接続領域３１または第２の接続領域３２が露出される開口を少なくとも１つ有する。絶縁層５がキャリア層４を覆い、特にキャリア層４の外形に倣うように、絶縁層５の厚さは金属層４と比較して小さい。
【００５０】
図４Ａにおいては、第１の貫通コンタクト部６１および第２の貫通コンタクト部６２が形成される。貫通コンタクト部６１および６２は、キャリア層４のそれぞれの開口を充填する。第１の貫通コンタクト部６１および／または第２の貫通コンタクト部６２は、キャリア層４を貫通して垂直方向に延在する、および／またはキャリア層４の開口の領域で第１の接続領域３１または第２の接続領域３２と導電接続されている。貫通コンタクト部６１および６２は、例えばガルバニック法または無電解法などのコーティング法でキャリア層に堆積されうる。貫通コンタクト部６１および６２は、物理または化学気相成長によっても形成されうる。キャリア層４と貫通コンタクト部６１および６２とは、同じ材料、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、金、または銀などの同一の金属を含有しうる。キャリア層４と貫通コンタクト部６１および６２とが同じ材料を含有する場合、熱膨張の観点からこれらからなるキャリア１の熱回復力はとりわけ高い。
【００５１】
垂直方向において、第１の貫通コンタクト部６１および第２の貫通コンタクト部６２は垂直高さＤ６だけキャリア層４から突出している。キャリア層４と貫通コンタクト部６１および６２とは特に、キャリア層４の垂直厚さＤ４が垂直高さＤ６の３倍以上、好ましくは５倍以上、または１０倍以上であるように形成されている。垂直高さＤ４は、例えば０．００１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、特に０．００１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、例えば０．００１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。
【００５２】
図４Ａにおいて、貫通コンタクト部６１および６２と接続領域３１および３２との両方が、絶縁層５によってキャリア層４から電気的に絶縁されている。このような構造において、キャリア層４は半導体複合体２０の電気コンタクトに寄与しない。
【００５３】
図４Ｂおよび図４Ｃは、貫通コンタクト部６１および６２の構造の異なる変形例を平面図で示す。貫通コンタクト部６１および６２は、キャリア層４のそれぞれの開口を完全に覆う。貫通コンタクト部６１および６２は、平面視で、関連づけられた配線構造８の一表面の３０％以上、６０％以上、または８０％以上を合計して覆うように形成されうる。図４Ｂに示すように貫通コンタクト部６１および６２は、横方向の１つに沿って完全に絶縁層５を覆いうる。貫通コンタクト部６１および６２は、絶縁層５の横方向幅よりも小さい横方向幅となるように構成されることも可能である。貫通コンタクト部６１および６２は平面視で、キャリア層４の開口の内側および外側の両方で絶縁層５との重なりがある。
【００５４】
図４Ａでは、キャリア層４の開口はそれぞれ配線構造８からの距離が増すにつれて増大する断面を有する。このような構成によって、貫通コンタクト部の形成およびキャリア層４への絶縁層の堆積が容易となる。これとは対照的に、断面が配線構造８からの距離が増すにつれて減少すること、または一定のままであることも可能である。
【００５５】
図５Ａでは、コンタクト層７１および７２が形成される。コンタクト層は、ガルバニック堆積プロセスまたは無電解堆積プロセスで貫通コンタクト部６１および６２に堆積されうる。例えばコンタクト層７１および７２は、ニッケル、パラジウム、または金などの金属を含有する。コンタクト層７１および７２は特に、それぞれ貫通コンタクト部とは反対側に面し、はんだ付けおよび電気コンタクトが可能であるように形成された表面を有する。製造される部品は特に、はんだ付けおよび電気コンタクトが可能なコンタクト層７１および７２の表面を含む実装表面を有する。コンタクト層は、無電解ニッケル／無電解パラジウム／置換金めっき（ＥＮＥＰＩＧ）層でありうる。製造される部品は特に、表面実装可能に構成される。
【００５６】
図５Ｂおよび５Ｃに示す例示的な実施形態は、図４Ｂおよび４Ｃに示す例示的な実施形態と実質的に対応する。図４Ｂおよび４Ｃの例示的な実施形態とは対照的に、コンタクト層７１および７２がここで図示されている。第１のコンタクト層７１は、平面視で、第１の貫通コンタクト部６１を完全に覆いうる。第２のコンタクト層７２は、平面視で、第２の貫通コンタクト部６２を完全に覆いうる。
【００５７】
図６は、例えば機械的方法、エッチング法、またはレーザリフトオフ法で半導体複合体２０または半導体ボディ２から取り除かれた成長基板９を示す。成長基板９の分離は、複合体２００を複数の部品１００に個片化する前または個片化した後に行われうる。
【００５８】
入射または出射効率を高めるために、成長基板を取り除く過程で露出される表面、特に半導体複合体２０または半導体ボディ２の第１の主面２０１は構造化されうる。ここで、構造化された表面は複合体２００の放射通過領域を形成しうる。変換層７が部品の放射通過領域に堆積されうる。この場合，変換層７は，構造化された放射通過領域の外形に倣って同様に構造化されうる。図６とは対照的に、変換層７が構造化されないことも可能である。
【００５９】
成長基板９が取り除かれた後、残った複合体２００は、例えば主にキャリア層４によって機械的に支持される。成長基板９を取り除いた後、個片化された部品１００がそれぞれキャリア１と、キャリア１に配置された半導体ボディ２とを備えるように、複合体２００は複数の部品１００に個片化されうる。ここで半導体ボディ２は半導体複合体２０の一部を含み、キャリア１は少なくとも貫通コンタクト部６１を１つ有するキャリア層４を１つ含む。例えば図１Ｄに示すように、複合体２００は分離溝６０に沿って個片化されうる。分離溝６０は特に、キャリア層４には及ばない。分離溝６０が少なくとも部分的に電気隔離層によって覆われることも可能である。ここで電気隔離層は、配線構造８の一部または絶縁層５の一部でありうる。分離溝６０の領域において電気隔離層は例えば半導体ボディ２の側面を部分的または完全に覆う。
【００６０】
図７に示す部品１００の例示的な実施形態は、図１Ａから６で説明した方法で製造される部品に実質的に対応する。
【００６１】
部品１００は、例えば変換層７の表面で形成された放射通過領域１０１を有する。部品１００は、放射通過領域１０１とは反対側に面する後面１０２を有する。部品１００の後面１０２は特に、キャリア１の後面１２で形成されている。キャリア１は後面１２とは反対側に面する前面１１を有する。キャリアの前面１１は特に、部品１００のキャリア１と配線構造８との間の界面である。つまり、キャリア１と配線構造８とは前面１１で互いに直接隣接している。第１の貫通コンタクト部６１と第２の貫通コンタクト部６２とは特に、前面１１でそれぞれ配線構造８の第１の接続領域３１および第２の接続領域３２と隣接している。
【００６２】
後面１２は、部分的に絶縁層５の表面で、また部分的にコンタクト層７１および７２の表面で形成されている。部品１００はキャリア１の後面１２を介して、または部品１００の後面１０２を介して、例えばはんだ付けが可能および電気コンタクトが可能であるように、表面実装可能に形成されている。
【００６３】
キャリア１の金属比率は特に、６０体積％および／または重量％以上、８０体積％および／または重量％以上、または９０体積％および／または重量％以上である。絶縁層５が金属酸化物層である場合は、キャリア１の全ての層が金属を含有する。キャリア１の金属比率は特に、９０体積％および／または重量％以上９８体積％および／または重量％以下である。キャリア１または部品１００は特に、例えばエポキシ、樹脂、またはシリコーンなどのポッティング混合物からなる成形体を含まない。このように、第１の貫通コンタクト部と第２の貫通コンタクト部との間の横方向への熱の拡散が著しく改善しうる。
【００６４】
図８Ａに示す例示的な実施形態は、図５Ａに示す１つまたは複数の部品を製造する方法の例示的な実施形態と実質的に対応する。図５Ａの例示的な実施形態とは対照的に、複合体は複数の支持棒４０を含む。このような支持棒４０は特に、図８Ｂおよび８Ｃにおいて平面図で示す。例えば製造される異なる部品１００に割り当てられるキャリア層４は、支持棒４０によって互いに機械的に連結されている。キャリア層４は特に、支持棒４０と共に連なった構造を形成している。このような連なった構造によって、例えば成長基板９が取り除かれた後に、複合体２００が機械的に安定化されうる。
【００６５】
支持棒４０は、キャリア層４と同じ材料でありうる。支持棒４０とキャリア層４とは特に、共通の工程時に製造されうる。支持棒４０は、横方向において例えばキャリア層４の側面または側辺を超えて突出し、それぞれ例えば２つの隣接するキャリア層４を相互に連結しうる。支持棒４０は、平面視で、２つの隣接するキャリア層の間に配置された分離溝６０を横方向に橋架けしうる。ここで支持棒４０の横方向幅は、関連づけられたキャリア層４の横方向幅の１／５以下、１／１０以下、１／１５以下、または好ましくは１／２０以下である。複合体２００の個片化時に、支持棒は特に分離溝６０の領域で切断、例えばのこ挽きされる。支持棒４０は、平面視で、絶縁層５で完全に覆われていることが好ましい。支持棒４０を絶縁層５で完全に覆うことで、例えば製造される部品１００の放射通過領域１０１の金属汚染の可能性が低くなりうる。
【００６６】
図９Ａに示す例示的な実施形態は、図５Ａに示す例示的な実施形態と実質的に対応する。図５Ａの例示的な実施形態とは対照的に、キャリア層４の開口は、例えば貫通コンタクト部６１および６２を形成するためのはんだ付けが可能な材料で充填されている。例えばはんだボールの形態であるはんだ付け可能な材料が特に、キャリア層４の開口に堆積されうる。はんだボールはあらかじめ作製されたものを、キャリア層４の対応する開口に堆積することも可能である。キャリア層４は、２を超えて、例えば３、４、または４より多くの開口を有しうる。三点支持のために、各キャリア層４がはんだ付け可能な材料で充填された開口を３つ以上有することが好ましい。
【００６７】
図９Ｂは、図９Ａに示す例示的な実施形態を平面図で示す。キャリア層４は、それぞれ接続領域３１が１つ露出される開口を２つ有し、開口は貫通コンタクト部６１を形成するためのはんだ付け可能な材料で充填されている。さらにキャリア層４は、第２の貫通コンタクト部６２を形成するためのはんだ付けが可能且つ導電性の材料で同様に充填されたさらなる開口を２つ有する。
【００６８】
図９Ｃは、例えば図９Ａに示す方法の例示的な実施形態に従って製造される部品のさらなる例示的な実施形態を示す。この例示的な実施形態は、図７に示す例示的な実施形態と実質的に対応する。図７の例示的な実施形態とは対照的に、部品１００はコンタクト層７１および７２を有さない。貫通コンタクト部６１および６２は、導電性且つはんだ付け可能な材料で形成されている。図９Ａに示すように、貫通コンタクト部６１および６２は、はんだボールを再溶融する工程の後に形成されうる。再溶融工程の後、貫通コンタクト部６１および６２は、キャリア層４の対応する開口を完全に充填しうる。貫通コンタクト部６１および６２は、平面視でキャリア層４の開口内においてのみ絶縁層５との重なりがある。しかしながら、貫通コンタクト部６１および６２がキャリア層４の開口の外でも絶縁層５との重なりがあることも考えうる。図９Ｃに示す部品は、特に放射を透過する基板、とりわけサファイア基板などの成長基板を含む。
【００６９】
図９Ｃからは外れるが、部品１００が構造化された放射通過領域１０１および／または放射通過領域１０１に配置された変換層７を含むことが可能である。部品１００が成長基板を含まないように、基板９が部品１００から完全に取り除かれることも可能である。
【００７０】
図１０に示す部品１００の例示的な実施形態は、図７に示す例示的な実施形態と実質的に対応する。図７の例示的な実施形態とは対照的に、接続層８２と、貫通ビア８１と、パッシベーション層８３とを含む配線構造８を図１Ｃと類似して示す。さらに、キャリア層４が半導体ボディ２の電気コンタクトに寄与するようにキャリア１が構成されている。図１０において、キャリア１は１つまたは複数の第１の貫通コンタクト部６１を含む。第２の貫通コンタクト部の代わりに、キャリアはキャリア層４に形成された追加コンタクト部６２を含む。追加コンタクト部６２は特に、キャリア層４に導電接続されている。キャリア層４は、前面１１において第２の接続領域３２と電気コンタクトしている。このように追加コンタクト部６２はキャリア層４を介して第２の接続領域３２、したがって接続層８２および第２の半導体層２２と導電接続されうる。図５Ａと比較すると、追加コンタクト部６２が例えばキャリア層４と直接電気コンタクトするように、図１０における絶縁層５は構造化されて形成されている。
【００７１】
図１０とは対照的に、キャリア層４が前面１１において第１の接続領域３１と電気コンタクトし、この時、第２の接続領域３２からは隔離されるように、キャリア１を形成することが可能である。
【００７２】
図１１は、放射通過領域１０１の平面図として部品１００の例示的な実施形態を示す。部品１００は、第１の半導体層２１を電気コンタクトするための複数の貫通ビア８１を含みうる。ここで貫通ビア８１は、例えば半導体ボディの第２の主面２０２から第２の半導体層２２および活性層２３を通って第１の半導体層２１内に延在する。
【００７３】
本出願は、独国特許出願第１０２０１５１１２２８０．４号の優先権を主張するものであり、この文書の開示内容は参照により本明細書に援用される。
【００７４】
本発明は例示的な実施形態を用いた説明に限定されない。むしろ本発明はいかなる新たな特徴およびいかなる特徴の組み合わせを包含し、たとえこれらの特徴またはその組み合わせ自体が本願特許請求項または例示的な実施形態に明示的に記述されていなくても、本発明は特に本願特許請求項におけるいかなる特徴の組み合わせも包含する。
【符号の説明】
【００７５】
１００  部品
１０１  放射通過領域
１０２  部品の後面
１  キャリア
１１  キャリアの前面
１２  キャリアの後面
２  半導体ボディ
２０  半導体複合体
２１  第１の半導体層
２２  第２の半導体層
２３  活性層
２００  複合体／ウェハ複合体
２０１  半導体ボディの第１の主面
２０２  半導体ボディの第２の主面
３１  第１の接続領域
３２  第２の接続領域
４  キャリア層
４０  支持棒
５  絶縁層
６０  分離溝
６１  第１の貫通コンタクト部
６２  第２の貫通コンタクト部／追加コンタクト部
７  変換層
７１  第１のコンタクト層
７２  第２のコンタクト層
８  配線構造
８１  貫通ビア
８２  接続層
８３  パッシベーション層
９  基板／成長基板
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月18日(2018.1.18)
【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（１）と、半導体ボディ（２）と、前記キャリアと前記半導体ボディとの間に垂直方向に沿って少なくとも部分的に配置されている配線構造（８）とを備える部品（１００）であって、
前記配線構造は、前記半導体ボディに電気コンタクトするように構成されていると共に、前記キャリアに隣接し且つ前記部品の異なる電気極性が割り当てられている第１の接続領域（３１）と第２の接続領域（３２）とを含み、
前記キャリアは、金属キャリア層（４）と第１の貫通コンタクト部（６１）とを含み、
前記第１の貫通コンタクト部は、前記キャリア層中を貫いて垂直方向に延在し、絶縁層（５）を介して前記キャリア層から電気的に絶縁されており、且つ前記配線構造に対向する前記キャリアの前面（１１）で前記接続領域（３１、３２）の１つと電気コンタクトしており、
前記部品は、前記キャリアを介して外部と電気コンタクトが可能であるように形成されており、
前記キャリアの金属比率は、６０体積％および／または重量％以上であり、
前記金属キャリア層（４）は、前記配線構造（８）に対して堆積されたガルバニック層である、
部品（１００）。
【請求項２】
前記キャリア層（４）は、ひとかたまりに形成されている、
請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記キャリア層（４）は、横方向に沿って、前記半導体ボディ（２）の側辺長の８０％以上にわたって延在している、
請求項１または２に記載の部品。
【請求項４】
前記半導体ボディ（２）の平面視で、前記キャリア層（４）は、前記キャリア（１）に対向する前記半導体ボディの主面（２０２）の７０％以上を覆う、
請求項１から３のいずれか一項に記載の部品。
【請求項５】
前記キャリア（１）の金属比率は、９０体積％および／または重量％以上である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の部品。
【請求項６】
前記キャリア層（４）は垂直厚さ（Ｄ４）を有し、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）は、前記キャリア層から垂直方向に略垂直高さ（Ｄ６）だけ突出しており、
前記垂直厚さ（Ｄ４）は、前記垂直高さ（Ｄ６）の３倍以上である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の部品。
【請求項７】
前記絶縁層（５）は、酸化金属層またはナノセラミック層である、
請求項１から６のいずれか一項に記載の部品。
【請求項８】
前記キャリア（１）は、第２の貫通コンタクト部（６２）を有し、
前記第１および第２の貫通コンタクト部（６１，６２）は、前記前面（１１）とは反対側の前記キャリアの後面（１２）で電気接続が可能であり、
前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、前記キャリア層（４）中を貫いて垂直方向に延在し、前記絶縁層（５）を介して前記キャリア層（４）から電気的に絶縁されており、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）は、前記前面（１１）で前記第１の接続領域（３１）と電気コンタクトしており、
前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、前記前面（１１）で前記第２の接続領域（３２）と電気コンタクトしている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項９】
キャリア（１）と、半導体ボディ（２）と、前記キャリアと前記半導体ボディとの間に垂直方向に沿って少なくとも部分的に配置されている配線構造（８）とを備える部品（１００）であって、
前記配線構造は、前記半導体ボディに電気コンタクトするように構成されていると共に、前記キャリアに隣接し且つ前記部品の異なる電気極性が割り当てられている第１の接続領域（３１）と第２の接続領域（３２）とを含み、
前記キャリアは、金属キャリア層（４）と第１の貫通コンタクト部（６１）とを含み、
前記第１の貫通コンタクト部は、前記キャリア層中を貫いて垂直方向に延在し、絶縁層（５）を介して前記キャリア層から電気的に絶縁されており、且つ前記配線構造に対向する前記キャリアの前面（１１）で前記接続領域（３１、３２）の１つと電気コンタクトしており、
前記部品は、前記キャリアを介して外部と電気コンタクトが可能であるように形成されており、
前記キャリアの金属比率は、６０体積％および／または重量％以上であり、
前記第１及び第２の貫通コンタクト部は、前記前面とは反対側の前記キャリアの裏面において、電気接続が可能であり、
前記第２の貫通コンタクト部は、前記キャリア層中を貫いて垂直方向に延在し、前記絶縁層（５）を介して前記キャリア層から電気的に絶縁されており、
前記前面（１１）において、前記第１の貫通コンタクト部は、前記第１の接続領域（３１）と電気コンタクトしており、前記第２の貫通コンタクト部は、前記第２の接続領域（３２）と電気コンタクトしており、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）および前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、
導電性且つはんだ付け可能な材料によって形成されており、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）および前記第２の貫通コンタクト部（６２）は、前記キャリア層から突出したはんだボールとして形成されている、
部品。
【請求項１０】
前記キャリア（１）は、前記キャリア層（４）に形成されて前記キャリア層と電気コンタクトしている追加コンタクト部（６２）を含み、
前記追加コンタクト部（６２）は、前記キャリア層（４）を介して前記接続領域（３１，３２）の１つと導電接続されている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１１】
前記キャリア（１）は、金属層（４，６１、６２、７１、７２）のみから形成されており、前記絶縁層（５）は、金属酸化物から形成されている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１２】
前記キャリア層（４）は、ひとかたまりに形成されており、
前記第１の貫通コンタクト部（６１）は、横方向において、前記キャリア層（４）によって完全に囲まれており、
前記キャリア（１）は、前記キャリア層（４）上に形成され、且つ前記キャリア層（４）と電気的に接続された追加コンタクト（６２）を有し、
前記追加コンタクト（６２）は、前記キャリア層（４）を介して、前記接続領域（３１、３２）のいずれかに電気的に導電接続されている、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１３】
前記配線構造（８）は、前記半導体ボディ（２）の異なる半導体層に対して、部分的に直接導電接続されている、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の部品（１００）を製造する方法であって、
前記キャリア層（４）と、前記絶縁層（５）と、前記第１の貫通コンタクト部（６１）とを含む前記キャリア（１）が、前記半導体ボディ（２）上に形成される、
方法。
【請求項１５】
前記キャリア層（４）は、ガルバニック法で前記配線構造（８）上に堆積される、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記絶縁層（５）は、電気化学プロセスによって前記キャリア層（４）上に形成される、  
請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリア層（４）と前記絶縁層（５）とは同一の金属を含有し、前記絶縁層の前記金属は前記電気化学プロセスによって酸化される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記半導体複合体（２０）と複数の前記金属キャリア層（４）とを含むウェハ複合体（２００）が設けられ、
前記半導体複合体が複数の半導体ボディ（２）に分割された際、前記半導体ボディ（２）それぞれが、前記キャリア層（４）の１つに割り当てられるように、複数の分離溝（６０）が形成され、
前記ウェハ複合体は、各部品（１００）が、前記半導体ボディ（２）、及び当該半導体ボディ（２）に対応する前記キャリア層（４）を有する前記キャリア（１）を含むように、前記分離溝（６０）に沿って複数の前記部品（１００）に個片化される、
複数の部品を製造するための請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記キャリア層（４）は、前記個片化の前に、複数の支持棒（４０）によって機械的に互いに連結されており、
複数の前記支持棒（４０）は、それぞれ、２つの隣接する前記キャリア層を連結しており、平面視で、前記分離溝（６０）の１つを横方向に橋架けしており、且つ前記個片化時に切断される、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各々が、キャリア（１）と、半導体ボディ（２）と、前記キャリアと前記半導体ボディとの間に垂直方向に沿って少なくとも部分的に配置されている配線構造（８）とを備える複数の部品（１００）を製造する方法であって、
前記配線構造は、前記半導体ボディに電気コンタクトするように構成されていると共に、前記キャリアに隣接し且つ前記部品の異なる電気極性が割り当てられている第１の接続領域（３１）と第２の接続領域（３２）とを含み、
前記キャリアは、金属キャリア層（４）と第１の貫通コンタクト部（６１）とを含み、
前記第１の貫通コンタクト部は、前記キャリア層中を貫いて垂直方向に延在し、絶縁層（５）を介して前記キャリア層から電気的に絶縁されており、且つ前記配線構造に対向する前記キャリアの前面（１１）で前記接続領域（３１、３２）の１つと電気コンタクトしており、
前記部品は、前記キャリアを介して外部と電気コンタクトが可能であるように形成されており、
前記キャリアの金属比率は、６０体積％および／または重量％以上であり、
前記キャリア層（４）、前記絶縁層（５）、及び前記第１の貫通コンタクト部（６１）を有する前記キャリアは、以下のステップによって、前記半導体ボディ（２）上に形成され、
半導体複合体（２０）と複数の前記金属キャリア層（４）とを含むウェハ複合体（２００）を設けるステップと、
前記半導体複合体が複数の半導体ボディ（２）に分割された際、前記半導体ボディ（２）それぞれが、前記キャリア層（４）の１つに割り当てられるように、複数の分離溝（６０）を形成するステップと、
前記ウェハ複合体を、それぞれの前記部品（１００）が、前記半導体ボディ（２）、及び当該半導体ボディ（２）に対応する前記キャリア層（４）を有する前記キャリア（１）を含むように、前記分離溝（６０）に沿って複数の部品（１００）に個片化するステップであって、前記キャリア層（４）は、前記個片化の前に、複数の支持棒（４０）によって機械的に互いに連結されており、複数の前記支持棒（４０）は、それぞれ、２つの隣接する前記キャリア層を連結しており、平面視で、前記分離溝（６０）の１つを横方向に橋架けしており、且つ前記個片化時に切断されるステップと、
を含む、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
部品の少なくとも一実施形態によれば、キャリア層は垂直厚さを有する。第１の貫通コンタクト部は特に、略垂直高さ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｈｅｉｇｈｔ）だけキャリア層から垂直方向に突出しており、キャリア層の垂直厚さは垂直高さの３倍以上、例えば５倍以上、または１０倍以上である。キャリア層は、第１の貫通コンタクト部が延在する開口を有しうる。ここで第１の貫通コンタクト部は、半導体ボディの平面視で第１の貫通コンタクト部が開口を完全に覆う、またはキャリア層の開口を完全に充填するように形成されうる。第１の貫通コンタクト部を電気的に絶縁するために、絶縁層がキャリア層と第１の貫通コンタクト部との間に配置されうる。絶縁層は、酸化金属層および／またはナノセラミック層であることが好ましい。このような絶縁層の熱伝導率はとりわけ高く、すなわち７または８Ｗ／（ｍ・Ｋ）に及ぶ。ナノセラミック層とは、金属または金属酸化物を含有し、粒径が例えば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲のナノスケールである結晶粉末などを含む電気絶縁層を意味すると理解される。絶縁層は、例えば酸化アルミニウムを含有するナノセラミック層である。これとは別に、絶縁層を例えば窒化ケイ素または二酸化ケイ素などの他の無機誘電体から形成することも可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図１Ｂは、図１Ａに図示する複合体２００を平面図で示す。第１の接続領域３１および第２の接続領域３２は、半導体複合体２０から隔たった配線構造８の表面に露出されており、直接電気接続が可能である。第１の接続領域３１および第２の接続領域３２は特に、製造される部品における異なる電気極性が付与されている。例えば、第１の接続領域３１が部品の陰極、第２の接続領域３２が陽極とされる、またはその逆である。図１Ｂにおいて、接続領域３１および３２は円形に図示されている。これからは外れるが、接続領域３１および３２はそれぞれ、例えば正方形、楕円形、条片状、多角形、または他の形状などのいかなる任意の形状でありうる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
配線構造８は接続層８２を含む。接続層８２は、第２の半導体層２２を電気コンタクトするために設けられる。この場合、接続層８２は半導体層２２と隣接しうる。第２の接続領域３２は、接続層８２の表面でありうる、もしくは例えば接続層８２に隣接するさらなる層の表面、または例えば接続層８２に隣接し導電接続されるさらなる層の表面でありうる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図３Ａにおいて、絶縁層５がキャリア層４に形成される。特に、絶縁層５は電気化学プロセスで製造される。キャリア層４の材料としてのアルミニウムはガルバニック法で配線構造８に堆積されることが好ましい。アルミニウムは電気化学プロセスで酸化アルミニウムに変換されうる。酸化アルミニウムを、キャリア層４として形成されたアルミニウム層に直接堆積することも可能である。酸化アルミニウムは確実にアルミニウム上にのみ堆積されるので、この場合、追加の光技術を必要としない。キャリア層がニッケルを含有することも可能である。この場合、ニッケルは配線構造８に対して、ガルバニックプロセスで堆積されうる。ニッケルは、後の工程で部分的に酸化ニッケルに変換されうる。酸化ニッケルが、例えばニッケルを含有するキャリア層４上に電気化学プロセスで直接堆積されることも考えうる。マグネシウム、チタン、ジルコニウム、タンタル、またはベリリウムからなる金属酸化物層が電気化学プロセスで形成されることも考えられる。あるいは、無機誘電体が例えば化学気相成長または物理気相成長によってキャリア層４に堆積されうる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
垂直方向において、第１の貫通コンタクト部６１および第２の貫通コンタクト部６２は垂直高さＤ６だけキャリア層４から突出している。キャリア層４と貫通コンタクト部６１および６２とは特に、キャリア層４の垂直厚さＤ４が垂直高さＤ６の３倍以上、好ましくは５倍以上、または１０倍以上であるように形成されている。垂直高さＤ６は、例えば０．００１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、特に０．００１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、例えば０．００１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。
【国際調査報告】
2018520515.tif 000027
2018520515.tif 000028
2018520515.tif 000029
2018520515.tif 000030
2018520515.tif 000031
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