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1. WO2020002514 - HALBLEITERBAUELEMENT MIT DRUCKVERSPANNTER SCHICHT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DES HALBLEITERBAUELEMENTS MIT DRUCKVERSPANNTER SCHICHT

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

HALBLEITERBAUELEMENT MIT DRUCKVERSPANNTER SCHICHT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DES HALBLEITERBAUELEMENTS MIT

DRUCKVERSPANNTER SCHICHT

HINTERGRUND

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 115 594.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden übli cherweise die einzelnen Schichten über einem Wafer aufgebracht und beispielsweise durch geeignete Verfahren strukturiert. Nach Prozessierung der Bauelemente auf Waferlevel werden diese unter Verwendung geeigneter Sägeverfahren zu Halbleiterchips vereinzelt .

Beispielsweise werden heterogene Schichtfolgen, beispielsweise durch Heteroepitaxie oder durch das Aufbringen von metalli schen, leitenden oder isolierenden Schichten aufgebracht. Da bei können Verspannungen innerhalb des prozessierten Wafers erzeugt werden. Diese Verspannungen können zu einer Verbiegung des Wafers führen, was die weitere Prozessierung erschwert.

Es werden daher Konzepte erforscht, mit denen die Verbiegung von Wafern bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ver hindert oder eingeschränkt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Halbleiterbauelement sowie ein verbessertes Ver fahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements zur Verfü gung zu stellen.

Gemäß Ausführungsformen wird die Aufgabe durch den Gegenstand und das Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

ZUSAMMENFASSUNG

Ein Halbleiterbauelement umfasst eine erste druckverspannte Schicht über einem Halbleiterkörper. Dabei ist ein Material der ersten druckverspannten Schicht ausgewählt aus Ta, Mo, Nb oder aus Verbindungen aus Ta, Mo oder Nb. Beispielsweise kann eine Verbindung aus Tantal Tantalnitrid oder Tantaloxid sein.

Eine Schichtdicke der ersten druckverspannten Schicht beträgt 100 nm bis 1,5 ym. Die erste druckverspannte Schicht erstreckt sich bis zu einem Rand des Halbleiterbauelements.

Das Halbleiterbauelement kann ferner einen Träger aufweisen, wobei ein Material der ersten druckverspannten Schicht elektrisch leitendes Material ist und geeignet ist, eine elektrische Verbindung von Komponenten des Halbleiterbauele ments zu dem Träger herzustellen. Gemäß Ausführungsformen kann eine zweite druckverspannte Schicht zwischen dem Träger und der ersten druckverspannten Schicht angeordnet sein. Dabei kann das Material der ersten druckverspannten Schicht elektrisch leitend oder isolierend sein.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann ein Material der ersten druckverspannten Schicht elektrisch leitendes Material sein. Das Halbleiterbauelement kann ferner Schaltkreiskomponenten umfassen, die innerhalb oder benachbart zu dem Halbleiterkör per angeordnet sind. Dabei können die Schaltkreiskomponenten mit der ersten druckverspannten Schicht elektrisch verbunden sein .

Der Halbleiterkörper kann beispielsweise geeignet sein, elekt romagnetische Strahlung zu erzeugen oder zu empfangen. Die druckverspannte Schicht kann als eine Stromaufweitungsstruktur wirken .

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann ein Material der ersten druckverspannten Schicht elektrisch isolierendes Material sein. Beispielsweise kann die erste druckverspannte Schicht geeignet sein, den Halbleiterkörper von dem Träger zu isolie ren .

Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements um fasst das Aufbringen einer ersten druckverspannten Schicht über einem Werkstück, welches einen Halbleiterkörper umfasst. Ein Material der ersten druckverspannten Schicht ist ausge wählt ist aus Ta, Mo, Nb oder Verbindungen aus Ta, Mo oder Nb. Das Verfahren umfasst weiterhin das Vereinzeln des Werkstücks in einzelne Halbleiterbauelemente. Beispielsweise beträgt eine Schichtdicke der ersten druckverspannten Schicht 100 nm bis 1 , 5 ym.

Die erste druckverspannte Schicht kann flächig über dem Werk stück aufgebracht werden und vor Vereinzeln des Werkstücks in Randbereichen der einzelnen Halbleiterbauelemente vorliegen.

Das Verfahren kann ferner das Aufbringen des Werkstücks auf einen Träger umfassen. Das Material der ersten druckverspann ten Schicht kann elektrisch leitendes Material sein und geeig net sein, eine elektrische Verbindung von Komponenten des Halbleiterbauelements zu dem Träger bereitzustellen.

Das Verfahren kann ferner das Aufbringen des Werkstücks auf einen Träger umfassen, wobei über dem Träger eine zweite druckverspannte Schicht angeordnet ist und das Werkstück und der Träger so zusammengefügt werden, dass erste und zweite druckverspannte Schicht zwischen Träger und Werkstück angeord net sind.

Der Träger kann beispielsweise ein leitendes, isolierendes o-der Halbleitermaterial umfassen oder aus diesem aufgebaut sein. Beispielsweise kann der Träger isolierend sein. Bei spielsweise kann der Träger ein isolierendes Material wie bei spielsweise Siliziumnitrid in beliebigen stöchiometrischen Verhältnissen oder ein Halbleitermaterial mit großer Bandlücke wie beispielsweise A1N umfassen oder aus diesen Materialien bestehen .

Beispielsweise kann die druckverspannte Schicht durch Sputtern aufgebracht werden. Eine Verspannung der druckverspannten Schicht kann durch Einstellen der Sputterrate eingestellt wer den .

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Aus führungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschau lichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Be schreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittel bar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht not wendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechen de Elemente und Strukturen.

FIG. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ein Werkstück .

FIG. 2A zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ein Halbleiterbauelement gemäß Ausführungsformen.

FIG. 2B zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ein Halbleiterbauelement gemäß Ausführungsformen.

FIG. 2C zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ein Halbleiterbauelement gemäß Ausführungsformen.

FIG. 3 fasst ein Verfahren gemäß Ausführungsformen zusammen.

FIG. 4A und 4B veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß Ausführungsformen.

DETAILBESCHREIBUNG

In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie "Oberseite", "Boden", "Vorder seite", "Rückseite", "über", "auf", "vor", "hinter", "vorne", "hinten" usw. auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Fi guren bezogen. Da die Komponenten der Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend.

Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschrän kend, da auch andere Ausführungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Be- reich abgewichen wird. Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.

Die Begriffe "Wafer" oder "Halbleitersubstrat", die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halb leiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Halbleiterschichten, gegebenenfalls getragen durch eine Basis unterlage, und weitere Halbleiterstrukturen einschließen. Bei spielsweise kann eine Schicht aus einem ersten Halbleitermate rial auf einem Wachstumssubstrat aus einem zweiten Halbleiter material oder aus einem isolierenden Material, beispielsweise auf einem Saphirsubstrat, gewachsen sein. Je nach Verwendungs zweck kann der Halbleiter auf einem direkten oder einem indi rekten Halbleitermaterial basieren. Beispiele für zur Erzeu gung elektromagnetischer Strahlung besonders geeignete Halb leitermaterialien umfassen insbesondere Nitrid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise ultraviolet tes, blaues oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaN, InGaN, A1N, AlGaN, AlGalnN, Phosphid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise grünes oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaAsP, AlGalnP, GaP, AlGaP, sowie weitere Halbleitermateria lien wie AlGaAs, SiC, ZnSe, GaAs, ZnO, Ga203, Diamant, hexago nales BN und Kombinationen der genannten Materialien. Das stö chiometrische Verhältnis der ternären Verbindungen kann vari ieren. Weitere Beispiele für Halbleitermaterialien können Si lizium, Silizium-Germanium und Germanium umfassen. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung schließt der Begriff „Halblei ter" auch organische Halbleitermaterialien ein.

Die Begriffe "lateral" und "horizontal", wie in dieser Be schreibung verwendet, sollen eine Orientierung oder Ausrich tung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder ei ner Die oder eines Chips sein.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung bezieht sich die Bezeich nung „über" im Zusammenhang mit aufgebrachten Schichten auf einen Abstand zu einer Basisschicht, beispielsweise einem Sub strat, auf dem die einzelnen Schichten aufgebracht werden. Beispielsweise bedeutet das Merkmal, dass eine erste Schicht „über" einer zweiten Schicht angeordnet ist, dass die erste Schicht einen größeren Abstand zu der Basisschicht hat als die zweite Schicht.

Soweit hier die Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und dergleichen verwendet werden, handelt es sich um offene Begriffe, die auf das Vorhandensein der besagten Elemente oder Merkmale hinweisen, das Vorhandensein von weite ren Elementen oder Merkmalen aber nicht ausschließen. Die un bestimmten Artikel und die bestimmten Artikel umfassen sowohl den Plural als auch den Singular, sofern sich aus dem Zusam menhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt.

Im Kontext dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „elektrisch verbunden" eine niederohmige elektrische Verbin dung zwischen den verbundenen Elementen. Die elektrisch ver bundenen Elemente müssen nicht notwendigerweise direkt mitei nander verbunden sein. Weitere Elemente können zwischen elektrisch verbundenen Elementen angeordnet sein.

Der Begriff „elektrisch verbunden" umfasst auch Tunnelkontakte zwischen den verbundenen Elementen.

Im Kontext der vorliegenden Beschreibung werden insbesondere Schichten beschrieben, die eine Verspannung, beispielsweise eine Zug- oder Druckspannung aufweisen. Generell kann eine Verspannung positiv oder negativ sein, d.h. eine Zug- oder ei ne Druckspannung sein. Eine Verspannung bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Beschreibung eine Spannung, die zu einer Ver biegung des zugehörigen Untergrundmaterials, beispielsweise eines Testwafers führt, wenn eine entsprechende Schicht auf dem Untergrundmaterial aufgebracht ist. Im Fall einer Zugspan nung nimmt das Untergrundmaterial mit aufgebrachter Schicht eine schüsselartige oder konkave Form an. Bei einer Druckspan nung nimmt das Untergrundmaterial mit aufgebrachter Schicht eine konvexe Form an.

FIG. 1 zeigt ein Werkstück 20 bei der Herstellung von Halblei terbauelementen gemäß Ausführungsformen. Das Werkstück 20 um fasst einen Halbleiterkörper 120. Beispielsweise umfasst der Halbleiterkörper 120 ein Substrat 100 sowie einen über eine erste Hauptoberfläche 101 des Substrats 100 aufgebrachten Halbleiterschichtstapel 115. Das Substrat 100 kann beispiels weise ein isolierendes Substrat oder ein Halbleitersubstrat oder ein leitendes Substrat sein. Beispielsweise kann das Sub strat 100 ein Wachstumssubstrat sein, auf dem der Schichtsta pel 115 epitaktisch aufgewachsen sein kann. Der Halbleiter schichtstapel 115 kann eine oder mehrere Schichten aus belie bigen der vorstehend erwähnten Halbleitermaterialien enthal ten. Die Halbleiterschichten können in geeigneter Weise do tiert sein, um die gewünschte Funktionalität des Halbleiter bauelements sicherzustellen.

Das Werkstück 20 umfasst weiterhin eine erste druckverspannte Schicht 130 über dem Halbleiterkörper 120. Ein Material der ersten druckverspannten Schicht 130 ist ausgewählt aus Ta, Mo, Nb oder Verbindungen aus Ta, Mo oder Nb. Beispielsweise kann das Material der ersten druckverspannten Schicht 130 auch eine Tantal-Legierung, beispielsweise mit Nickel, oder ein Molyb dän- oder ein Nioblegierung enthalten. Beispielsweise kann ei ne Schichtdicke der ersten druckverspannten Schicht kleiner als 1,5 pm oder kleiner als 1,0 pm sein. Beispielsweise kann eine Schichtdicke der ersten druckverspannten Schicht größer als 100 nm sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Schichtdicke der ersten druckverspannten Schicht 130 kleiner als 500 nm sein. Beispiele für das Material der ersten druck verspannten Schicht 130 können Ta, Mo, Nb oder eine binäre Verbindung aus diesen Materialien, beispielsweise MoNb, MoTa, NbO, TaN und weitere umfassen. Gemäß weiteren Ausführungsfor men kann das Material der ersten druckverspannten Schicht 130 ein Oxid oder Nitrid von Ta, Mo oder Nb sein. Beispielsweise kann das Oxid oder Nitrid eine beliebe stöchiometrische Zusam mensetzung haben. Das Oxid oder Nitrid von Ta, Mo oder Nb kann, wie nachfolgend ausgeführt werden wird, beispielsweise durch Ausheizen eines Werkstücks in einer Stickstoff- oder oxid- oder sauerstoffhaltigen Atmosphäre erzeugt werden. Bei spielsweise kann eine Zwischenschicht 117 zwischen dem Halb leiterschichtstapel 115 und der ersten druckverspannten Schicht 130 angeordnet sein.

Wie in FIG. 1 dargestellt, können die Schichten beispielsweise auf Waferebene aufgebracht sein, d.h. das Werkstück 20 ist Teil eines Wafers mit aufgebrachten Schichten. Dadurch, dass die erste druckverspannten Schicht 130 über dem Halbleiterkör per 120 angeordnet ist, können beispielsweise Zugverspannun gen, die sich durch das Aufbringen einer Metallisierung erge ben, kompensiert werden. Es hat sich zusätzlich gezeigt, dass die erste druckverspannte Schicht 130 aus den genannten Mate rialien sehr korrosionsbeständig ist.

Die erste druckverspannte Schicht 130 kann isolierend oder leitend sein. Wenn sie leitend ist, kann sie beispielsweise geeignet sein, eine elektrische Verbindung zwischen Elementen, beispielsweise in dem Halbleiterbauelement oder auch außerhalb herzustellen. Die erste druckverspannte Schicht 130 kann aber auch leitend sein und keine elektrische Verbindung zwischen Elementen hersteilen.

Das Werkstück 20 oder der bearbeitete Wafer kann nach Aufbrin gen und Strukturieren der jeweiligen Schichten beispielsweise durch Sägen oder andere Trennverfahren zu einzelnen Halb leiterchips 125 vereinzelt werden. Üblicherweise findet diese Vereinzelung in einem Randbereich 127 der zugehörigen Halb leiterchips 125 statt. Beispielsweise können Komponenten der Halbleiterbauelemente in dem Randbereich 127 nicht vorliegen, um zu verhindern, dass sie durch den Vereinzelungsprozess be schädigt werden. Generell wird dieser Randbereich auch als Sä gerand oder Kerf 127 bezeichnet.

Beispielsweise kann ein Plasma-Vereinzelungsverfahren verwen det werden. Es hat sich gezeigt, dass druckverspannte Schich ten aus Ta, Mo, Nb oder binären Verbindungen aus diesen Mate rialien, beispielsweise MoNb, MoTa, NbO, TaN und weiteren durch ein Fluorplasma oder andere aggressive Materialien nicht angegriffen werden. Insbesondere auch bei Anwesenheit von Ka talysatormaterialien wie Gold in ihrer Nähe ist eine druckver spannten Schicht aus den genannten Materialien gegenüber Kor rosion durch Feuchtigkeit nicht empfindlich. Insbesondere hat sich gezeigt, dass die druckverspannte Schicht aus den Materi alien auch im Randbereich 127 der Halbleiterchips 125 oder der Halbleiterbauelemente 10, 15 vorliegen kann, ohne dass eine Korrosion stattfindet. Entsprechend kann die druckverspannte Schicht 130 flächig über der gesamten Oberfläche des bearbei teten Wafers 100, also auch im Randbereich 127 aufgebracht werden. Das druckverspannte Material kann in einer beliebigen Dicke aufgebracht werden, wodurch die Verbiegung des Wafers durch bestehende zugverspannte Schichten gezielt reduziert o-der auch in die umgekehrte Richtung einstellbar ist. Bei spielsweise kann eine Verspannung in einem Bereich von -20 MPa bis -2000 MPa oder -200 MPa bis -1000 MPa liegen.

FIG. 2A zeigt ein Halbleiterbauelement 10 gemäß Ausführungs formen. Beispielsweise kann der Halbleiterkörper 120 auch un terschiedlich dotierte Halbleiterbereiche, beispielsweise Si liziumbereiche umfassen. Isolierende Schichten und leitende Schichten können in strukturierter Weise in oder auf dem Halb leiterkörper 120 angeordnet sein. Beispielsweise können Schaltkreiskomponenten 144 in dem Halbleiterkörper 120 ange ordnet sein. Die Schaltkreiskomponenten 144 können beispiels weise dotierte Bereiche, leitende Bereiche oder isolierende Bereiche, die geeignet strukturiert sind, umfassen. Beispiele für Schaltkreiskomponenten umfassen passive und aktive Bauele mente, beispielsweise Transistoren, Kondensatoren, Widerstand selemente und weitere. Die Schaltkreiskomponenten 144 können auch Sensoren oder Licht emittierende Vorrichtungen und weite re umfassen.

Über dem Halbleiterkörper 120 kann eine Zwischenschicht 117 aufgebracht sein. Die Zwischenschicht 117 kann beispielsweise eine isolierende Schicht sein. Die Zwischenschicht 117 kann beispielsweise strukturiert sein. Je nach Ausgestaltung des Halbleiterbauelements 10 kann die Zwischenschicht 117 auch weggelassen sein. Eine erste druckverspannte Schicht 130 ist über der Zwischenschicht 117 und über dem Halbleiterkörper 120 angeordnet. Ein Material der druckverspannten Schicht ist aus gewählt aus Ta, Mo, Nb oder aus Verbindungen aus Ta, Mo oder Nb. Beispielsweise kann das Material der ersten druckverspann ten Schicht 130 Tantal sein oder eine wie vorstehend disku- tierte Zusammensetzung haben. Die erste druckverspannte Schicht 130 hat eine Schichtdicke von 100 bis 1500 nm. Bei spielsweise kann sie 100 bis 500 nm betragen.

Das Halbleiterbauelement 10 kann weiterhin einen Träger 200, beispielsweise aus einem leitenden, isolierenden oder auch Halbleitermaterial umfassen. Eine zweite druckverspannte Schicht 210 kann über dem Träger 200 aufgebracht sein. Bei spielsweise kann die zweite druckverspannte Schicht 210 das selbe Material wie die erste druckverspannte Schicht 130 ent halten. Der Träger 200 mit der zweiten druckverspannten Schicht kann weiterhin über eine Lotschicht 215 mit der ersten druckverspannten Schicht 130 verbunden sein. Beispielsweise können Schaltkreiskomponenten 144 des Halbleiterbauelements über die erste druckverspannte Schicht 130, die Lotschicht 215 und zweite druckverspannte Schicht 210 elektrisch angeschlos sen sein. Die Lotschicht kann beispielsweise AuSn, AuInSn, Ni-InSn, NiSn sowie gegebenenfalls Sperr-und Haftschichten aus z.B. Pt und Ti enthalten. Beispielsweise kann die Lotschicht 215 eine Schichtdicke von mehr als 2ym haben. Die Schichtdicke der Lotschicht kann beispielsweise kleiner als 5 ym sein.

FIG. 2A zeigt einen bereits vereinzelten Halbleiterchip. Im Randbereich 127, in dem keine Schaltkreiskomponenten 144 ange ordnet sind, ist ebenfalls ein Teil der ersten druckverspannte Schicht 130 angeordnet. Die erste druckverspannte Schicht 130 ist somit flächig aufgebracht.

FIG. 2B zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 15 gemäß Ausführungsformen. Das optoelektronische Halbleiterbau element 15 kann beispielsweise eine Dünnschicht-LED sein. Der Halbleiterschichtstapel 115 des optoelektronischen Halbleiter chips umfasst beispielsweise eine erste Halbleiterschicht 105 von einem ersten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ. Der Halbleiterschichtstapel 115 umfasst darüber hinaus eine zweite Halbleiterschicht 107 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise p-Typ. Ein aktiver Bereich 109 kann zwischen erster und zweiter Halbleiterschicht 105, 107 angeordnet sein. Beispielsweise umfasst der aktive Bereich 109 einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, einen Einfachquantentopf (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruk tur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung. Die Be zeichnung „QuantentopfStruktur" entfaltet hierbei keine Bedeu tung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentöpfe, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Strukturen.

Eine Spiegelschicht 112 kann beispielsweise angrenzend an die erste Hauptoberfläche 110 des Halbleiterschichtstapels 115 an geordnet sein. Beispielsweise kann die Spiegelschicht 112 eine dielektrische Spiegelschicht sein. Eine Zwischenschicht 113 kann angrenzend an die dielektrische Spiegelschicht 112 ange ordnet sein. Ein Material der Zwischenschicht 113 kann bei spielsweise isolierend oder leitend sein, die Zwischenschicht 113 kann beispielsweise ein transparentes leitendes Material wie Indiumzinnoxid (ITO) enthalten. Die Zwischenschicht 113 kann auch weggelassen werden. Eine leitende erste druckver spannte Schicht 130, 132 ist angrenzend an die Spiegelschicht 112 oder die Zwischenschicht 113 angeordnet.

Das optoelektronische Halbleiterbauelement 15 umfasst weiter hin einen Träger aus einem beispielsweise leitenden, isolie renden oder Halbleitermaterial. Eine zweite druckverspannte Schicht 210 kann über dem Träger 200 angeordnet sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die zweite druckverspannte Schicht 210 jedoch auch weggelassen sein. Beispielsweise kann die zweite druckverspannte Schicht 210 über eine Lotschicht 215 beispielsweise aus den vorstehend erwähnten Materialien mit der ersten druckverspannten Schicht 130 verbunden sein.

Gemäß Ausführungsformen kann die erste druckverspannte Schicht zum einen eine Waferverbiegung durch bestehende zugverspannte Schichten reduzieren oder die Waferverbiegung in die entgegen gesetzte Richtung einstellen. Weiterhin kann die druckver spannte Schicht 130, wenn sie eine leitende druckverspannte Schicht 132 ist, als Stromaufweitungsstruktur wirken und ins besondere einen elektrischen Kontakt zur zweiten Halbleiter schicht 107 bewirken. Beispielsweise kann die dielektrische Spiegelschicht 112 abschnittsweise oder teilweise unterbrochen sein, so dass ein direkter elektrischer Kontakt zwischen druckverspannte Schicht 130 und zweiter Halbleiterschicht 107 entsteht. Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann bei spielsweise eine Dünnschicht-LED darstellen. Das optoelektro nische Halbleiterbauelement 15 kann darüber hinaus eine erste Kontaktfläche 136 umfassen, die die erste Halbleiterschicht 105 kontaktiert. Beispielsweise kann die erste Kontaktfläche 136 angrenzend an eine erste Hauptoberfläche 106 der ersten Halbleiterschicht 105 angeordnet sein. Das optoelektronische Bauelement 15 umfasst darüber hinaus einen Randbereich 127. Die erste und die zweite druckverspannte Schicht 130, 210 er strecken sich jeweils bis zum Randbereich 127. Dadurch, dass das Material der druckverspannten Schicht 130 korrosionsbe ständig ist, kann diese flächig bis zum feuchtigkeitsanfälli gen Chiprand aufgebracht sein. Entsprechend ist es nicht er forderlich, die erste druckverspannte Schicht 130 beispiels weise photolithographisch zu strukturieren, so dass der Rand bereich 127 jeweils frei von der druckverspannten Schicht 130 ist .

FIG. 2C zeigt ein Halbleiterbauelement 10 gemäß weiteren Aus führungsformen. Gemäß dieser Ausführungsformen ist - abwei- chend von den bisher beschriebenen Ausführungsformen - die erste druckverspannte Schicht 134 aus einem isolierenden Mate rial, beispielsweise NbO aufgebaut. Entsprechend kann sie bei spielsweise zusätzlich zu ihrer Wirkung als spannungskompen sierende Schicht als Teil einer Isolationsschicht eingesetzt werden. Das Halbleiterbauelement 10 umfasst einen Halbleiter schichtstapel 115, der beispielsweise unterschiedliche dotier te Schichten oder auch nur einen einheitlichen Halbleiterkör per umfassen kann. Beliebige Komponenten von Halbleitervor richtungen, beispielsweise Schaltkreiskomponenten 144 wie vor stehend erläutert oder andere können in dem Halbleiterkörper 120 angeordnet sein. Beispielsweise kann eine isolierende Schicht 139 über dem Halbleiterkörper 120 angeordnet sein. Weiterhin kann beispielsweise eine Kontaktschicht 141 über der isolierenden Schicht 139 angeordnet sein. Die Kontaktschicht 141 kann beispielsweise geeignet sein, Komponenten des Halb leiterbauelements 10 mit äußeren Anschlüssen zu verbinden. Über der leitenden Kontaktschicht 141 ist eine isolierende druckverspannte Schicht 134 aufgebracht. Beispielsweise kann ein Material der isolierenden druckverspannten Schicht TaN, NbO oder andere umfassen. Das Halbleiterbauelement 10 umfasst weiterhin einen Träger aus einem isolierenden, leitenden, oder Halbleitermaterial 200. Eine zweite druckverspannte Schicht 219 ist über dem Träger 200 angeordnet. Beispielsweise kann eine geeignete Zwischenschicht 205 zwischen der zweiten druck verspannten Schicht 219 und dem Träger angeordnet sein. Die zweite druckverspannte Schicht kann beispielsweise leitend o-der isolierend sein. Die zweite druckverspannte Schicht 219 ist über beispielsweise eine KlebstoffSchicht 217 mit der ers ten druckverspannten Schicht 134 verbunden. Gemäß den in FIG. 2C gezeigten Ausführungsformen kann die druckverspannte Schicht 134 hier gleichzeitig als Teil einer Isolationsschicht zur elektrischen Isolation zwischen stromführenden Schichten, beispielsweise der Kontaktschicht 141 und dem Träger 200 ein gesetzt werden.

Gemäß weiteren Modifikationen kann die elektrische Kontaktie rung auch über die Lotschicht 215 und/oder über den Träger 200 erfolgen .

FIG. 3 veranschaulicht ein Verfahren gemäß Ausführungsformen. Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelement 10, 15 umfasst das Aufbringen (S100) einer ersten druckverspannten Schicht 130 über einem Werkstück, welches einen Halbleiterkör per 120 umfasst. Ein Material der ersten druckverspannten Schicht ist aus Ta, Mo, Nb oder Verbindungen aus Ta, Mo oder Nb ausgewählt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Vereinzeln (S110) des Werkstücks 20 in einzelne Halbleiterbauelemente 10, 15 nach Aufbringen der ersten druckverspannten Schicht.

Beispielsweise kann die druckverspannte Schicht 130 durch Sputtern aufgebracht werden. Zum Beispiel kann die Druckver spannung durch Einstellen der Sputterrate verändert werden. Durch ein schnelles Sputtern oder eine hohe Sputterrate kann die Druckverspannung erhöht werden. Leitende druckverspannte Schichten 130, 132, 210 können beispielsweise durch Sputtern von Metallschichten hergestellt werden. Beispielsweise kann die Herstellung isolierender druckverspannter Schichten 134 das Sputtern einer entsprechenden Metallschicht, beispielswei se Ta, Mo, Nb beinhalten. Sodann wird der Wafer in Stickstoff oder Sauerstoff ausgeheizt, so dass ein isolierendes Oxid oder Nitrid erzeugt wird.

FIG. 4A und 4B veranschaulichen ein Beispiel, bei dem ein Werkstück 20 mit einer druckverspannten Schicht 130, 132, 134 mit einem Träger 200 zusammengefügt wird. Ein Halbleiter schichtstapel 115 sowie gegebenenfalls eine oder mehrere ge- eignete Zwischenschichten 117 sind zwischen einem Substrat 100 und der druckverspannten Schicht 130, 132, 134 angeordnet.

Eine zweite druckverspannte Schicht 210, 219 wird über einem geeigneten Träger 200 aufgebracht. Eine oder mehrere Zwischen schichten 205 können zwischen der zweiten druckverspannten Schicht 210, 219 und dem Träger angeordnet sein. Die zweite druckverspannte Schicht 210, 219 kann aus denselben Materia lien wie die erste druckverspannte Schicht 130, 132, 134 auf gebaut sein. Sodann werden der Träger 200 mit der aufgebrach ten druckverspannten Schicht 210, 219 und der Halbleiterkörper mit der aufgebrachten druckverspannten Schicht 130, 132, 134 zusammengefügt. Beispielsweise kann das Zusammenfügen über ei ne Lotschicht 215 erfolgen. Alternativ kann das Zusammenfügen auch über eine geeignete KlebstoffSchicht erfolgen, beispiels weise wenn die druckverspannten Schichten jeweils isolierend sind. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die zweite druck verspannte Schicht 210, 219 auch weggelassen werden.

Das beschriebene Verfahren kann auf Waferebene durchgeführt werden. FIG. 4B zeigt ein Beispiel eines sich ergebenden Werk stücks 20.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das gesputterte Material in Vakuum ausgeheizt werden oder einem Stickstoff- oder oxid haltigen Gasgemisch ausgesetzt werden. Beispielsweise kann das gesputterte Material, wenn es einem Stickstoff- oder oxidhal tigen Gasgemisch ausgesetzt wird, zu einer korrosionsresisten ten Verbindung reagieren. Beispielsweise kann Tantal zu Tan taloxid oder Tantalnitrid reagieren. Dabei kann das stöchio metrische Verhältnis des Tantaloxids oder Tantalnitrids ent sprechend den Reaktionsbedingungen eingestellt werden.

Durch einen Temperaturbehandlungsschritt kann die Druckver spannung des Materials weiter beeinflusst werden. Genauer ge sagt, kann die Verbiegung des Wafers auch zu späteren Zeit punkten der Prozessierung eingestellt werden, so dass eine ge wünschte Waferverbiegung erzielt werden kann.

Anschließend wird das Werkstück in die einzelnen Chips 125 vereinzelt, wie auch in FIG. 4B angedeutet ist. Beispielsweise kann ein Plasmatrennen beispielsweise unter Verwendung des Bosch-Verfahrens durchgeführt werden. Dadurch, dass das Mate rial der druckverspannten Schicht korrosionsbeständig ist, zersetzt sich sein Material bei einem Plasmatrennverfahren nicht. Beispielsweise ist das Material der druckverspannten Schichten, also beispielsweise Ta, Mo, Nb oder Verbindungen aus Ta, Mo oder Nb beständig, beispielsweise auch in Anwesen heit von Fluorgasen oder Fluorpolymeren beständig. Entspre chend können die Materialien der druckverspannten Schicht flä chig aufgebracht werden und es ist nicht erforderlich, die aufgebrachte druckverspannte Schicht zu strukturieren.

Dadurch, dass die Waferverbiegung durch das Aufbringen der druckverspannten Schicht kompensiert wird, ist es nicht not wendig, einen Träger 200 mit hoher Dicke einzusetzen, der die ser Verbiegung entgegenwirken würde. Entsprechend kann die Di cke des Trägers 200 weiter reduziert werden, beispielsweise auf eine Dicke kleiner als 120 ym, beispielsweise bis hin zu Werten von 40 ym, wodurch der thermische Widerstand des Bau elements sinkt.

Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Anmeldung soll jegliche Anpas sungen oder Variationen der hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Halbleiterbauelement

15 optoelektronisches Halbleiterbauelement

20 Werkstück

100 Substrat

101 erste Hauptoberfläche des Substrats

105 erste Halbleiterschicht

106 erste Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht

107 zweite Halbleiterschicht

109 aktiver Bereich

110 erste Hauptoberfläche des Halbleiterschichtstapels

112 Spiegelschicht

113 Zwischenschicht

115 Halbleiterschichtstapel

117 Zwischenschicht

120 Halbleiterkörper

125 Halbleiterchip

127 Randbereich

130 erste druckverspannte Schicht

132 leitende druckverspannte Schicht

134 isolierende druckverspannte Schicht

136 erste Kontaktfläche

139 isolierende Schicht

141 Kontaktschicht

144 Schaltkreiskomponente

200 Träger

205 Zwischenschicht

210 zweite druckverspannte Schicht

215 Lotschicht

217 KlebstoffSchicht

219 zweite druckverspannte Schicht