半导体器件和用于制造半导体器件的方法技术

提出一种用于制造半导体器件(100)的方法，其中提供载体(1)，所述载体具有第一绝缘层(12)、由第一绝缘层至少局部地覆盖的镜层(13)和联接元件(41)，其中载体具有露出的、平坦的安装面(11)并且联接元件穿过第一绝缘层延伸至安装面。此外提供主体(2)，所述主体具有半导体本体(20)、第二绝缘层(22)和用于电接触半导体本体的接触元件(42)，其中主体具有露出的、平坦的接触面(21)并且接触元件穿过第二绝缘层延伸至接触面。主体与载体连接，其中平坦的接触面与平坦的安装面汇聚以形成连接面(3)并且接触元件和联接元件彼此电连接。此外提出一种这样的半导体器件，其中镜层构成为是平的，在俯视图中侧向突出于主体，并且连接面(3)不具有连接材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种半导体器件和一种用于制造半导体器件的方法。
技术介绍
从文献US 8,427,839 B2中已知倒装芯片器件的电接触，其中基于焊接技术或粘接技术形成在倒装芯片和载体之间的机械连接以及在电接触部之间的电连接。使用导电的连接材料能够导致倒装芯片器件的短路。尤其在批量生产时低的器件次品量是降低制造成本的重要因素。
技术实现思路
目的是提出一种用于制造半导体器件的可靠的方法，其中简化并且能够可靠地实现在半导体器件的载体和主体之间的机械连接以及电连接。提出一种具有简化的接触结构和高度机械稳定性的半导体器件作为另外的目的。此外，该目的通过一种用于制造半导体器件的方法和一种根据独立权利要求所述的半导体器件来实现。其他的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。根据用于制造半导体器件的方法的至少一个实施方式，提供主体和载体。载体具有第一绝缘层。例如，绝缘层是氧化层、尤其二氧化硅层。例如，在载体的载体本体上构成第一绝缘层。载体具有至少一个导电的联接元件。联接元件在竖直方向上延伸穿过第一绝缘层。竖直方向理解为尤其垂直于载体的主延伸平面伸展的方向。根据所述方法的至少一个实施方式，镜层嵌入到第一绝缘层中。在载体本体的俯视图中，镜层至少局部地由第一绝缘层覆盖。尤其地，镜层完全嵌入到第一绝缘层中。换言之，镜层全面地由第一绝缘层包围。第一绝缘层能够构成为是单层的或多层的。根据所述方法的至少一个实施方式，载体的表面构成为平坦的安装面。尤其地，联接元件穿过第一绝缘层延伸至安装面。平坦的安装面尤其通过第一绝缘层的露出的表面和联接元件的露出的表面形成。尤其地，平坦的安装面沿竖直方向对载体限界。例如，平坦的安装面不具有棱边。例如，平坦的安装面构成为载体的连续的表面，所述表面在横向方向上在载体的整个主延伸平面之上延伸。横向方向理解为尤其平行于载体的主延伸平面伸展的方向。横向方向和竖直方向因此彼此垂直。平坦的面理解为尤其构成微观的平的面。例如，这种平坦的面具有例如小于10nm、尤其小于1nm的粗糙度。尤其地，这种平坦的面不具有棱边。根据所述方法的至少一个实施方式，提供主体。主体尤其具有半导体本体和设置在半导体本体上的第二绝缘层。主体例如具有露出的、平坦的接触面。尤其地，平坦的接触面沿竖直方向对主体限界。此外，主体具有至少一个接触元件以电接触半导体本体。接触元件沿竖直方向尤其穿过第二绝缘层延伸至接触面。尤其地，平坦的接触面通过接触元件的沿横向方向扩展的、露出的表面和第二绝缘层的沿横向方向扩展的、露出的表面形成。尤其地，平坦的接触面连续地构成。例如，在俯视图中平坦的接触面完全覆盖半导体本体或主体。根据所述方法的至少一个实施方式，主体和载体借助于直接的粘结方法彼此连接。尤其地，接触面和安装面汇聚以形成连接面。连接面尤其将载体与主体隔开并且反之亦然。尤其地，连接面和安装面具有相同的竖直位置。接触元件和联接元件沿着连接面彼此电连接、尤其直接彼此电连接，例如无需电的连接机构如焊料或胶粘剂。例如，接触元件在连接面上邻接于联接元件。尤其地，连接面是在汇聚时产生的、在接触面和安装面之间的重叠面。例如，安装面构成为大于接触面，或反之亦然。在载体的俯视图中，安装面例如沿横向方向突出于接触面。例如，接触面的重心和安装面的重心在俯视图中彼此间隔开。在所述方法的至少一个实施方式中，提供载体和主体。载体具有第一绝缘层、由第一绝缘层至少局部地覆盖的镜层和至少一个联接元件，其中载体具有露出的、平坦的安装面，并且联接元件穿过第一绝缘层延伸至安装面。主体具有半导体本体、第二绝缘层和用于电接触半导体本体的至少一个接触元件，其中主体具有露出的、平坦的接触面，并且接
触元件穿过第二绝缘层延伸至接触面。主体与载体连接，其中平坦的接触面和平坦的安装面汇聚以形成连接面，并且接触元件和联接元件彼此电连接。由于接触面和安装面的平坦的设计方案，主体和载体优选借助于直接的粘结方法彼此机械连接。在直接的粘结方法中，分别具有平坦的表面的两个本体在适合的压力和适合的温度下汇聚，并且由于范德瓦尔斯相互作用或在平坦的表面上在原子之间的氢键连接彼此机械连接。平坦的表面例如能够通过金属层或氧化层的表面构成。在该粘合技术中尤其能够弃用连接材料、例如胶粘剂或焊料。接触元件和联接元件直接彼此电连接，由此能够尽可能避免短路的危险。除此之外，载体和主体借助于替选的方法以连接材料彼此连接也是可考虑的。此外，由于单独制造在主体中的接触元件和在载体中的联接元件，能够实现半导体器件在与主体分开制成的载体中的相对复杂的布线，由此能够相对简单地实施半导体器件的布线的制造。此外，保护元件以及光学元件能够被集成在载体中，以提高半导体器件的效率，由此整体上简化半导体器件的可靠的制造。根据所述方法的至少一个实施方式，连接面不具有连接材料。尤其地，连接面形成在第一绝缘层和第二绝缘层之间的以及在联接元件和接触元件之间的界面。尤其地，第一绝缘层和第二绝缘层分别具有氧化物。联接元件和接触元件例如分别具有金属。连接面尤其局部地通过氧化物-氧化物界面、金属-金属界面和氧化物-金属界面形成。根据所述方法的至少一个实施方式，镜层完全嵌入到第一绝缘层中。由此尤其保护镜层免受周围环境影响。镜层能够构成为是导电的或电绝缘的。尤其地，镜层被结构化并且具有一个或多个开口。根据所述方法的至少一个实施方式，镜层构成为大到使得所述镜层在将载体与主体连接之后在载体的俯视图中例如局部地在全部侧上侧向地突出于主体。尤其地，镜层具有底面，所述底面比主体的底面更大。例如，镜层构成为是平的。平的层或平的面意味着，所述层或面除开口以外在制造公差的范围中尤其不具有局部的凸起或凹部。尤其地，镜层平行于安装面构成。根据所述方法的至少一个实施方式，半导体本体具有第一半导体层、第二半导体层和设置在第一半导体层和第二半导体层之间的有源区。尤其地，有源区设置用于发射或用于检测电磁辐射。例如，半导体器件构成为光电子半导体器件。根据所述方法的至少一个实施方式，将至少一个另外的接触元件引入到主体中。另外的接触元件尤其从接触面穿过第二绝缘层、第一半导体层和有源层延伸到第二半导体层中。尤其地，另外的接触元件在至少一个竖直的位置上由半导体本体、尤其由有源区横向地完全包围。接触元件和另外的接触元件尤其设置用于电接触半导体本体。接触元件例如邻接于第一半导体层。另外的接触元件尤其穿过第一半导体层和有源区延伸到第二半导体层中。经由接触元件和另外的接触元件，半导体本体能够从外部电接触。尤其地，经由接触元件和另外的接触元件，载流子能够从不同的侧到达有源区中并且在该处在发射辐射的条件下复合。根据所述方法的至少一个实施方式，在将主体与载体连接之后，施加转换层，使得在俯视图中所述转换层完全覆盖主体并且在主体侧面至少部分地覆盖镜层的区域。例如，转换层借助喷射、浇注或点胶施加到主体上并且施加到载体上。根据所述方法的至少一个实施方式，半导体本体逐层地被施加到生长衬底上、尤其外延沉积到生长衬底上。生长衬底例如在后续的方法步骤中变薄、结构化或从半导体本体完全移除。根据半导体器件的至少一个实施方式，所述半导体器件具有载体、设置在载体上的、具有半导体本体的主体和通孔结构。通孔结构设置用于电接触半导体本体。尤其地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造半导体器件(100)的方法，所述方法具有下列步骤：‑A)提供载体(1)，所述载体具有第一绝缘层(12)、由所述第一绝缘层至少局部地覆盖的镜层(13)和联接元件(41)，其中所述载体具有露出的、平坦的安装面(11)并且所述联接元件穿过所述第一绝缘层延伸至安装面，‑B)提供主体(2)，所述主体具有半导体本体(20)、第二绝缘层(22)和用于电接触所述半导体本体的接触元件(42)，其中所述主体具有露出的、平坦的接触面(21)并且所述接触元件穿过所述第二绝缘层延伸至接触面，以及‑C)连接所述主体与所述载体，其中所述平坦的接触面和所述平坦的安装面汇聚以形成连接面(3)，并且所述接触元件和所述联接元件彼此电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.23 DE 102014100773.51.一种用于制造半导体器件(100)的方法，所述方法具有下列步骤：-A)提供载体(1)，所述载体具有第一绝缘层(12)、由所述第一绝缘层至少局部地覆盖的镜层(13)和联接元件(41)，其中所述载体具有露出的、平坦的安装面(11)并且所述联接元件穿过所述第一绝缘层延伸至安装面，-B)提供主体(2)，所述主体具有半导体本体(20)、第二绝缘层(22)和用于电接触所述半导体本体的接触元件(42)，其中所述主体具有露出的、平坦的接触面(21)并且所述接触元件穿过所述第二绝缘层延伸至接触面，以及-C)连接所述主体与所述载体，其中所述平坦的接触面和所述平坦的安装面汇聚以形成连接面(3)，并且所述接触元件和所述联接元件彼此电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体(1)和所述主体(2)借助于直接的粘结方法彼此连接，其中在所述载体(1)和所述主体(2)之间形成的所述连接面(3)不具有连接材料。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述平坦的接触面(21)构成为是连续的，在俯视图中完全覆盖所述半导体本体(20)并且具有最高10nm的粗糙度。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述绝缘层(12，22)分别具有氧化物，所述联接元件(41)和所述接触元件(42)分别具有金属，并且所述连接面(3)局部地通过氧化物-氧化物界面、金属-金属界面和氧化物-金属界面形成。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述镜层(13)完全地嵌入到所述第一绝缘层(12)中。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述镜层(13)平地并且沿横向方向构成为，使得所述镜层在
\t所述载体(1)的俯视图中侧向突出于所述主体(2)。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述半导体本体(20)具有有源区(202)并且将至少一个另外的接触元件(52)引入到所述主体(2)中，所述另外的接触元件从所述接触面(21)延伸穿过所述第二绝缘层(22)并且延伸穿过所述有源区。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤C)之后将转换层(7)施加到所述主体(2)上并且施加到所述载体(1)上，其中在俯视图中所述转换层完全地覆盖所述主体，并且在所述主体侧面至少部分地覆盖所述镜层(13)的区域(132)。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述半导体本体(20)逐层地施加到生长衬底(25)上并且所述生长衬底在后续的方法步骤中变薄或者被完全移除。10.一种半导体器件(100)，所述半导体器件具有载体(1)、设置在所述载体上的主体(2)和通孔结构(4)，其中-所述载体具有第一绝缘层(12)、由第一绝缘层至少局部地覆盖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西格弗里德·赫尔曼，斯特凡·伊莱克，弗兰克·辛格，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE