Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen

Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines

optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben .

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils mit einer verringerten Produktionsfehlerrate anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein mit einem solchen Verfahren hergestelltes optoelektronisches

Halbleiterbauteil anzugeben.

Diese Aufgaben werden unter anderem durch das Verfahren und den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind

Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils einen Schritt A) , in dem ein durch Vereinzeln eines Wafers hergestellter Halbleiterchip bereitgestellt wird. Der

Halbleiterchip ist also von weiteren Halbleiterchips, die gleichzeitig mit ihm produziert wurden, bereits getrennt. Auch ist der Halbleiterchip selbst nicht dazu vorgesehen, weiter in zwei oder mehr kleinere Halbleiterchips vereinzelt zu werden. Bei dem Wafer handelt es sich zum Beispiel um ein Aufwachssubstrat für eine Mehrzahl von Halbleiterchips.

Beispielsweise umfasst der Halbleiterchip noch Teile des Wafers mit Spuren eines Vereinzelungsprozesses. Zum Beispiel weist der Wafer Si, SiC, GaN, Ge, Saphir, Metall, Kunststoff oder Glas auf oder besteht daraus. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Halbleiterchip ein Substrat und eine oder mehrere,

insbesondere genau eine, auf einer Hauptseite des Substrats aufgebrachte, bevorzugt direkt aufgebrachte,

Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst eine aktive Schicht. Die aktive Schicht verläuft bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zur

Hauptseite des Substrats.

Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um das

Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge handeln. Beispielsweise ist das Substrat ein Teil des vereinzelten Wafers. Das Substrat kann die gleichen Materialien wie die im Zusammenhang mit dem Wafer genannten Materialien aufweisen oder daraus bestehen. Es kann das Substrat an Seitenflächen, quer zur Hauptseite, Spuren eines Vereinzelungsprozesses, wie Sägerillen, aufweisen. Ferner sind die lateralen Ausdehnungen des Substrats, parallel zur Hauptseite des Substrats, bevorzugt im Wesentlichen den lateralen Ausdehnungen der Halbleiterschichtenfolge angepasst. Beispielsweise betragen die lateralen Ausdehnungen des Substrats zumindest 80 % oder zumindest 100 % und/oder höchstens 200 % oder höchstens 120 % der lateralen Ausdehnungen der Halbleiterschichtenfolge.

Die Halbleiterschichtenfolge basiert beispielsweise auf einem III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial . Bei dem

Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein

Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial , wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m N, oder um ein Phosphid-Verbindungs-Halbleitermaterial , wie Al _n Iri _] __ _n _ _m Ga _m P, oder auch um ein Arsenid-Verbindungs- Halbleitermaterial , wie Al _n In _] __ _n _ _m Ga _m As, wobei jeweils 0 -S n < 1, 0 -S m < 1 und m + n < 1 ist. Dabei kann die

Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche

Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also AI, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.

Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf AlInGaN.

Die aktive Schicht weist beispielsweise wenigstens einen pn- Übergang und/oder eine Quantentopfstruktur in Form eines einzelnen Quantentopfs, kurz SQW, oder in Form einer

Multiquantentopfstruktur, kurz MQW, auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die

Halbleiterschichtenfolge einen, insbesondere genau einen, aktiven Bereich zur Emission oder Absorption von Strahlung. In lateraler Richtung daneben, also in Richtung parallel zur Hauptseite daneben, ist ein Opferbereich angeordnet.

Bevorzugt ist der aktive Bereich überall entlang der gesamten lateralen Ausdehnung zur Emission oder Absorption von

Strahlung eingerichtet und bildet dort eine Leuchtfläche oder Detektionsfläche . Beispielsweise ist die aktive Schicht innerhalb des aktiven Bereichs zusammenhängend ausgebildet. Es kann der aktive Bereich auch eine pixelierte oder

segmentierte Leuchtfläche bilden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Opferbereich anders als der aktive Bereich nicht zur Emission oder

Absorption von Strahlung vorgesehen oder eingerichtet. Insbesondere trägt der Opferbereich nicht zur Leuchtfläche oder zur Detektionsfläche bei. Der Opferbereich erfüllt am fertigen Bauteil bevorzugt keine optoelektronische Funktion. Beispielsweise ist der Opferbereich am fertigen Bauteil elektrisch nicht kontaktiert.

Bevorzugt sind in dem aktiven Bereich und im Opferbereich die Halbleiterschichtenfolgen im Hinblick auf den Schichtaufbau identisch ausgebildet. Insbesondere sind die Höhen oder die Dicken der Halbleiterschichtenfolge in dem aktiven Bereich und im Opferbereich gleich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Graben in die Halbleiterschichtenfolge eingebracht, der die aktive Schicht durchdringt und den aktiven Bereich von dem Opferbereich trennt. Der Graben ist zum Beispiel von einer dem Substrat abgewandten Seite in die Halbleiterschichtenfolge

eingebracht. Bevorzugt sind dabei die aktive Schicht in dem Opferbereich und die aktive Schicht in dem aktiven Bereich nicht zusammenhängend ausgebildet. In Draufsicht auf die

Halbleiterschichtenfolge ist der Opferbereich beispielsweise in einem Randbereich oder Eckbereich der

Halbleiterschichtenfolge angeordnet und von dem aktiven

Bereich durch den Graben vollständig getrennt.

Die laterale Ausdehnung des Opferbereichs in eine oder mehrere Richtungen ist bevorzugt wesentlich kleiner als die laterale Ausdehnung des aktiven Bereichs in diese Richtung oder Richtungen. Beispielsweise ist in Draufsicht auf die Halbleiterschichtenfolge eine Fläche des Opferbereichs höchstens ein Zehntel oder 1/50 oder ein 1/100 der Fläche des aktiven Bereichs. Beispielsweise beträgt die laterale Ausdehnung der Halbleiterschichtenfolge in eine Richtung zumindest 100 ym oder 500 ym oder 1 mm. Die laterale Ausdehnung des

Opferbereichs in diese Richtung beträgt beispielsweise zumindest 10 ym oder zumindest 30 ym oder zumindest 50 ym. Alternativ oder zusätzlich ist die laterale Ausdehnung des Opferbereichs in diese Richtung höchstens 200 ym oder

höchstens 100 ym oder höchstens 60 ym. Die Breite des Grabens, gemessen parallel zur Hauptseite des Substrats, beträgt beispielsweise zumindest 10 ym oder 30 ym oder 50 ym. Alternativ oder zusätzlich ist die Breite des Grabens höchstens 200 ym oder 100 ym oder 60 ym. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt B) der Halbleiterchip mit der Halbleiterschichtenfolge voran auf einen Träger aufgebracht. Bei dem Träger handelt es sich bevorzugt um einen mechanisch selbsttragenden Träger, der geeignet ist, die Halbleiterchips mechanisch zu tragen und zu stabilisieren. Der Träger kann beispielsweise eine

Leiterplatte oder eine Folie oder ein Wafer, beispielsweise ein Siliziumwafer oder ein Germaniumwafer, sein. Insbesondere kann der Träger Kunststoff, Metall, Keramik, Glas oder ein Halbleitermaterial aufweisen oder daraus bestehen. Der Träger kann durch das Aufbringen des Halbleiterchips dauerhaft mit dem Halbleiterchip verbunden werden oder später wieder abgelöst werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt C) das Substrat von dem aktiven Bereich der

Halbleiterschichtenfolge abgelöst. Dabei bleibt der

Opferbereich der Halbleiterschichtenfolge mit dem Substrat zunächst mechanisch verbunden oder zumindest teilweise verbunden. Anders ausgedrückt wird im Schritt C) also

zunächst das Substrat im gesamten aktiven Bereich, nicht aber im gesamten Opferbereich abgelöst. Zwar kann in einem

Teilbereich des Opferbereichs ein Ablösen bereits vor dem Ablösen im aktiven Bereich erfolgen, eine mechanische

Verbindung zwischen Substrat und Halbleiterschichtenfolge im Opferbereich bleibt aber zumindest so lange bestehen, bis die Halbleiterschichtenfolge im aktiven Bereich vollständig vom Substrat abgelöst ist.

Bei dem Ablösen wird zum Beispiel ein Zwischenraum oder Spalt zwischen dem Substrat und der Halbleiterschichtenfolge gebildet. Dieser Zwischenraum oder Spalt kann beispielsweise mit Luft oder einem anderen Gas oder mit festen oder

flüssigen Substanzen, die sich beim Ablöseprozess bilden, gefüllt sein. Beispielsweise entstehen beim Ablösen eines Saphirsubstrats von einer GaN basierten

Halbleiterschichtenfolge mittels eines Lasers flüssige Ga- Tröpfchen in dem Spalt, die durch eine Zersetzung der

obersten GaN-Schichten durch den Laser entstehen. Der

Stickstoff entweicht dabei in Form von Gas.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen an den Schritt C) anschließenden Schritt D) , in dem das Substrat von der Halbleiterschichtenfolge endgültig

abgetrennt wird. Dies wird durch Ablösen, insbesondere vollständiges Ablösen, des Substrats im Opferbereich

erreicht. Beispielsweise wird dazu der Zwischenraum oder Spalt zwischen Halbleiterschichtenfolge und Substrat auch auf den Opferbereich fortgesetzt. Anschließend kann das Substrat vollständig von der Halbleiterschichtenfolge entfernt werden, so dass zwischen Halbleiterschichtenfolge und Substrat keine Verbindung mehr besteht. Mechanisch stabilisiert wird die Halbleiterschichtenfolge dann beispielsweise nur noch durch den Träger.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils einen Schritt A) , in dem ein durch Vereinzeln eines Wafers

hergestellter Halbleiterchip bereitgestellt wird, wobei der Halbleiterchip ein Substrat und eine auf einer Hauptseite des Substrats aufgebrachte Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht umfasst. Die Halbleiterschichtenfolge weist einen aktiven Bereich zur Emission oder Absorption von

Strahlung und einen in Richtung parallel zur Hauptseite daneben angeordneten Opferbereich auf. Der Opferbereich ist am fertigen Halbleiterbauteil nicht zur Emission oder

Absorption von Strahlung vorgesehen. Ein in die

Halbleiterschichtenfolge eingebrachter Graben durchdringt die aktive Schicht und trennt den aktiven Bereich von dem

Opferbereich. In einem Schritt B) wird der Halbleiterchip mit der Halbleiterschichtenfolge voran auf einen Träger

aufgebracht. In einem Schritt C) wird das Substrat von dem aktiven Bereich der Halbleiterschichtenfolge abgelöst, wobei in dem Opferbereich die Halbleiterschichtenfolge mit dem Substrat mechanisch verbunden bleibt. Anschließend wird in einem Schritt D) das Substrat endgültig von der

Halbleiterschichtenfolge durch Ablösen des Substrats im

Opferbereich abgetrennt.

Die hier beschriebene Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass beim Ablösen eines Substrats von einem

Einzelbauteil, wie einem Halbleiterchip, es immer eine Stelle an dem Einzelbauteil gibt, an dem das Substrat zuletzt abgelöst wird. Durch das beispielsweise explosionsartige Abtrennen und durch Verspannungen in dem Einzelbauteil ist die an dieser Stelle befindliche Halbleiterschichtenfolge besonders gefährdet für Beschädigungen durch Risse oder so genannte Cracks . Die Erfindung macht nun von der Idee Gebrauch, einen kleinen Opferbereich in der Halbleiterschichtenfolge auszubilden, in der das Substrat als Letztes mit der Halbleiterschichtenfolge verbunden bleibt. Beim endgültigen Abtrennen des Substrats kommt es dann höchstens im Opferbereich zu Beschädigungen. Eine Ausbreitung dieser Beschädigungen bis hinein in den aktiven Bereich wird durch den Graben unterbunden. Insgesamt wird somit ein Verfahren angegeben, bei dem Einzelbauteile besonders effizient und schonend von einem Substrat getrennt werden können.

Durch die Verwendung des Opferbereichs können die einzelnen Halbleiterchips insgesamt auch platzsparender und damit mit höherer Integrationsdichte produziert werden. Üblicherweise werden die Halbleiterschichtenfolgen mehrerer Halbleiterchips auf einem gemeinsamen Wafer oder Aufwachssubstrat

aufgewachsen. Beim Vereinzeln der Halbleiterchips muss zwischen zwei benachbarten Halbleiterschichtenfolgen ein ausreichender Abstand von zum Beispiel zumindest 30 ym vorhanden sein. Auf diese Weise wird garantiert, dass sich Risse, die beim Vereinzeln des Wafers oder Aufwachssubstrats entstehen, nicht in die Halbleiterschichten fortsetzen.

Durch die Verwendung des Opferbereichs kann der für die

Vereinzelung nötige Abstand zwischen zwei benachbarten

Halbleiterschichtenfolgen auf Werte kleiner oder gleich 20 ym reduziert werden. Somit wird die Integrationsdichte erhöht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A) bis D) in der angegebenen Reihenfolge als separate

Verfahrensschritte ausgeführt. Die Schritte C) und D) können auch fließend ineinander übergehen, das heißt der

Ablöseprozess kann kontinuierlich von dem aktiven Bereich in den Opferbereich fortgesetzt werden.

Der Graben kann vor dem Vereinzeln des Wafers in die

Halbleiterchips gebildet werden. Jedoch kann der Graben auch erst nach dem Schritt A) oder nach dem Schritt B) , bevorzugt jedoch vor dem Schritt C) , ausgebildet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mit dem Verfahren eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen hergestellt. Dabei werden im Schritt B) mehrere durch

Vereinzeln eines Wafers hergestellte Halbleiterchips

gemeinsam, lateral nebeneinander auf dem Träger aufgebracht. Die mehreren Halbleiterchips können wie der bisher und im Folgenden beschriebene Halbleiterchip ausgeführt sein. Vor dem Schritt C) , also vor dem Abtrennen des Substrats, weist jeder Halbleiterchip sein eigenes, eineindeutiges

zugeordnetes Substrat auf. Insbesondere sind die Substrate der einzelnen Halbleiterchips nicht mehr miteinander

verbunden, sondern voneinander separiert und beabstandet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bleibt das Substrat beim Ablösen in den Schritten C) und D) intakt. Insbesondere wird das Substrat nicht zerstört oder stark beschädigt.

Lediglich kleinere Risse an der Grenzfläche zwischen

Halbleiterschichtenfolge und Substrat können auftreten. Nach einem etwaigen Polierschritt kann das Substrat beispielsweise wieder verwendet werden, beispielsweise wieder als

Aufwachssubstrat dienen. Insbesondere wird das Substrat bei - lo ^¬ dern Ablöseprozess der Schritte C) und D) in seiner lateralen und/oder vertikalen Ausdehnung nicht oder nicht merklich reduziert. Das Substrat ist nach dem Abtrennen bevorzugt selbsttragend und mechanisch stabil.

Um dies zu erreichen, kann zwischen der

Halbleiterschichtenfolge und dem Substrat beispielsweise eine ebenfalls auf einem Halbleitermaterial basierende

Opferschicht verwendet sein. Bei dem Ablöseverfahren wird beispielsweise lediglich die Opferschicht zerstört, nicht aber das Substrat.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform durchdringt vor den Schritten C) und D) der Graben die Halbleiterschichtenfolge in vertikaler Richtung, senkrecht zur lateralen Richtung, vollständig. Dabei reicht der Graben bevorzugt bis hin an das Substrat. Insbesondere ist eine Bodenfläche des Grabens in oder auf dem Substrat ausgebildet. Zwischen der Bodenfläche des Grabens und dem Substrat ist dann also kein Rest der Halbleiterschichtenfolge vorhanden.

Dadurch, dass der Graben bis hin zum Substrat geführt ist, ist der Opferbereich besonders sicher von dem aktiven Bereich getrennt, so dass etwaige Schäden im Opferbereich sich kaum auf die Halbleiterschichtenfolge im aktiven Bereich

fortsetzen können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in den Schritten C) und D) das Substrat durch ein Lasertrennverfahren, englisch Laser-Lift-Off, kurz LLO, von der

Halbleiterschichtenfolge abgelöst. Dabei wird der Laser bevorzugt von einer vom Träger abgewandten Seite auf das Substrat eingestrahlt. Bevorzugt ist der Durchmesser des Lasers kleiner als die Breite beziehungsweise geringste laterale Ausdehnung des Opferbereichs. Zum Beispiel ist die Breite des Opferbereichs zumindest doppelt oder fünfmal oder zehnmal so groß wie der Durchmesser des Lasers. So kann die Wahrscheinlichkeit noch weiter erhöht werden, dass sich die Beschädigung der

Halbleiterschichtenfolge auf den Opferbereich beschränkt.

Es kann der Durchmesser des Laserstrahls aber auch größer als die Breite des Opferbereichs gewählt sein, beispielsweise zwischen 100 ym und 4 mm betragen. Das Ablösen wird dann zum Beispiel nicht durch einen einzelnen Laserpuls erreicht, sondern durch ein Abrastern mit nur geringem Versatz zwischen benachbarten Spuren, so dass Überlappbereiche entstehen, an denen der Laserstrahl zweimal oder öfter die

Halbleiterschichtenfolge trifft. Die Größe dieses

Überlappbereichs definiert dann die Größe des Ablösebereichs, in dem tatsächlich abgelöst wird. Der Ablösebereich kann dadurch auf Durchmesser deutlich kleiner als 1 mm eingestellt werden. Gerade bei größeren Laserstrahldurchmessern sind die Intensitäten nicht homogen, sondern beispielsweise gaußförmig über den Durchmesser verteilt, so dass der Durchmesser des Ablösebereichs im Bereich der Breite des Opferbereichs oder des Grabens eingestellt werden kann. Insbesondere bei einem kontinuierlichen Abfahren des Bauteils mit dem Laser kann erreicht werden, dass das Ablösen zuletzt im Opferbereich stattfindet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet der Opferbereich in Draufsicht auf die Halbleiterschichtenfolge eine

zusammenhängende Bahn, die vollständig rings um den aktiven Bereich der Halbleiterschichtenfolge verläuft. Bevorzugt bildet der Graben ebenfalls eine zusammenhängende Bahn, die ringsum vollständig um den aktiven Bereich verläuft. Anders ausgedrückt bilden der Opferbereich und/oder der Graben in Draufsicht einen Rahmen um den aktiven Bereich der

Halbleiterschichtenfolge. Die Breite des Rahmens im Falle des Opferbereichs liegt beispielsweise innerhalb der oben

genannten Grenzen für die laterale Ausdehnung des

Opferbereichs .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Halbleiterschichtenfolge eine Mehrzahl von Opferbereichen auf. Dabei sind die Opferbereiche untereinander bevorzugt ebenfalls durch wie oben beschriebene Gräben voneinander getrennt. Ferner ist bevorzugt jeder Opferbereich durch einen wie oben beschriebenen Graben von dem aktiven Bereich

getrennt. In Draufsicht auf die Halbleiterschichtenfolge sind die Opferbereiche beispielsweise rings um den aktiven Bereich angeordnet. Zum Beispiel bilden die Opferbereiche dann ebenfalls einen Rahmen um den aktiven Bereich, wobei der Rahmen mit Gräben durchsetzt ist und somit Unterbrechungen aufweist. Es ist der Rahmen dann also nicht zusammenhängend.

Bei der Ausführungsform mit mehreren Opferbereichen bleibt die Halbleiterschichtenfolge in nur einem Opferbereich oder in mehreren Opferbereichen oder in allen Opferbereichen bis zum endgültigen Abtrennen mit dem Substrat verbunden. Der

Verwender des Verfahrens kann selber entscheiden, in welchen der mehreren Opferbereiche das Substrat bis zum endgültigen Abtrennen mit der Halbleiterschichtenfolge verbunden bleibt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem Schritt

D) die Halbleiterschichtenfolge in dem Opferbereich entfernt. Am fertigen Bauteil weist die Halbleiterschichtenfolge des Opferbereichs zum Beispiel keine Funktion mehr auf und kann daher entfernt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt B) der Halbleiterchip auf dem Träger mechanisch dauerhaft befestigt und dabei zum Beispiel elektrisch kontaktiert. Bei dem Träger handelt es sich in diesem Fall bevorzugt um eine Leiterplatte, auf die der Halbleiterchip gelötet oder geklebt wird .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem Schritt D) der Träger von dem Halbleiterchip abgelöst. Bevorzugt wird der Träger noch entfernt, bevor die Halbleiterschichtenfolge im Opferbereich entfernt wird. Auch beim Ablösen des Trägers können in der Halbleiterschichtenfolge Risse entstehen. Durch die Verwendung des Opferbereichs werden solche Risse

bevorzugt auf den Opferbereich verlagert. An dem Graben reißen dann solche Risse ab und setzen sich nicht in den aktiven Bereich der Halbleiterschichtenfolge fort.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird vor den Schritten C) und D) , bevorzugt noch vor dem Vereinzeln der

Halbleiterchips, eine Kapselschicht in den Graben

eingebracht. Die Kapselschicht schützt dabei die

Halbleiterschichtenfolge bevorzugt vor äußeren Einflüssen.

Insbesondere wird die Kapselschicht auf Seitenflächen und auf eine Bodenfläche des Grabens aufgebracht, sodass Innenseiten des Grabens bevorzugt vollständig von der Kapselschicht bedeckt sind. Dabei kann die Kapselschicht beispielsweise ein Siliziumoxid, wie S1O2, oder ein Siliziumnitrid, wie SiN, aufweisen oder daraus bestehen. Besonders bevorzugt weist die Kapselschicht eine Absorptionsschicht auf oder besteht aus einer solchen. In der Absorptionsschicht wird die für den Ablöseprozess

eingestrahlte Laserstrahlung absorbiert. Diese Absorption kann weiterhin zu einer Zersetzung der Kapselschicht im

Bereich des Grabens führen. Dies gewährleistet ein schonendes Abtrennen des Substrats von der Halbleiterschichtenfolge, da die Kapselschicht im Bereich des Grabens nicht mechanisch getrennt werden muss, beispielsweise durch abreißen. Auch kann auf diese Weise verhindert werden, dass Laserstrahlung im Bereich des Grabens auf den Träger trifft und diesen dort beschädigt .

Auch in der Kapselschicht können beim Ablöseprozess des

Substrats und/oder des Trägers und/oder beim Vereinzeln der Halbleiterchips Schäden entstehen, die die

Alterungsbeständigkeit des fertigen Halbleiterbauteils verringern können. Allerdings werden durch die Verwendung des Grabens und des Opferbereichs Beschädigungen innerhalb der Kapselschicht, die beim Abtrennen des Substrats und/oder Trägers und/oder beim Vereinzeln der Halbleiterchips

entstehen können, ebenfalls auf den Opferbereich beschränkt. Aufgrund des Grabens können sich diese Schäden dann nicht auf den aktiven Bereich fortsetzen, so dass der aktive Bereich weiterhin optimal durch die Kapselschicht geschützt bleibt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Halbleiterchip um einen Saphir-Chip. Das Substrat ist in diesem Fall ein Saphir-Aufwachssubstrat . Die

Halbleiterschichtenfolge basiert zum Beispiel auf AlInGaN und ist auf dem Substrat aufgewachsen. Bei dem Träger handelt es sich beispielsweise um einen mikroelektronikhaltigen Si- Wafer . Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Das optoelektronische Halbleiterbauteil kann beispielsweise mit dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Das heißt, sämtliche in Verbindung mit dem Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

optoelektronische Halbleiterbauteil einen Träger auf, auf dem eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht angeordnet ist. Die aktive Schicht verläuft bevorzugt im Wesentlichen parallel zu einer Hauptseite des Trägers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Halbleiterbauteil einen Graben auf, der in die

Halbleiterschichtenfolge eingebracht ist und der sich

vollständig durch die Halbleiterschichtenfolge erstreckt. Dabei trennt der Graben bevorzugt einen aktiven Bereich der Halbleiterschichtenfolge von einem in lateraler Richtung daneben angeordneten Opferbereich der

Halbleiterschichtenfolge. Die laterale Richtung ist dabei bevorzugt eine Richtung parallel zur Hauptseite des Trägers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet der Opferbereich einen Randbereich der Halbleiterschichtenfolge. Insbesondere ist der Opferbereich in Draufsicht also nicht vollständig von dem aktiven Bereich der Halbleiterschichtenfolge umgeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in dem aktiven Bereich im bestimmungsgemäßen Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauteils Strahlung durch die aktive Schicht emittiert oder absorbiert. In dem Opferbereich dagegen kann die aktive Schicht und/oder die Halbleiterschichtenfolge beschädigt sein, sodass sich der Opferbereich weniger oder gar nicht zur Emission oder Absorption von Strahlung eignet. Insbesondere ist der Opferbereich gar nicht zur Emission oder Absorption von Strahlung vorgesehen oder eingerichtet oder trägt nicht dazu bei.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Halbleiterschichtenfolge frei von ihrem Aufwachssubstrat . Das heißt, das Aufwachssubstrat ist am fertigen Halbleiterbauteil abgelöst. Insbesondere ist der Halbleiterschichtenfolge in Richtung weg von dem Träger kein mechanisch selbsttragendes Substrat oder ein weiter selbsttragender Träger nachgeordnet. Beispielsweise bildet die Halbleiterschichtenfolge zusammen mit einer etwaigen Passivierungsschicht auf der

Halbleiterschichtenfolge eine Strahlungseintrittsfläche oder Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterbauteils.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Halbleiterbauteil mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren zur

Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie ein optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine

maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß

dargestellt sein.

Es zeigen: Figuren 1A bis IE verschiedene Positionen in einem alternativen Herstellungsverfahren in Seitenansicht und Draufsicht, Figuren 2A bis 2E und 3 verschiedene Positionen in

Ausführungsbeispielen eines hier beschriebenen Herstellungsverfahrens in Draufsicht und in

Seitenansicht, Figuren 2E bis 2L Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen in Draufsicht und

Figur 3 eine Position in einem Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Herstellungsverfahrens in

Seitenansicht .

In den Figuren 1A bis IE ist zunächst ein alternatives

Herstellungsverfahren für Halbleiterbauteile gezeigt.

In Figur 1A ist eine erste Position gezeigt, bei dem zwei Halbleiterchips 1 auf einem Träger 2 aufgebracht sind. Jeder der Halbleiterchips 1 ist dabei mittels eines Lotmaterials 4 oder eines Klebers 4 dauerhaft auf dem Träger 2 befestigt. Die Halbleiterchips 1 umfassen eine Halbleiterschichtenfolge 11 mit einer aktiven Schicht 12. Die aktive Schicht 12 ist beispielsweise im bestimmungsgemäßen Betrieb zur Emission oder Absorption von Strahlung vorgesehen. Die

Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht 12 verläuft im Wesentlichen parallel zu der Hauptseite des Trägers 2.

In Richtung weg von dem Träger 2 ist jeder

Halbleiterschichtenfolge 11 eines jeden Halbleiterchips 1 ein Substrat 10 nachgeordnet. Die Halbleiterschichtenfolgen 11 sind dabei jeweils direkt auf einer Hauptseite 110 des entsprechenden Substrats 10 aufgebracht. Bei dem Substrat 10 handelt es sich beispielsweise um ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge 11, beispielsweise um ein

Saphir-Substrat .

Die Halbleiterchips 1 sind in lateraler Richtung, parallel zu der Hauptseite des Trägers 2, nebeneinander und beabstandet zueinander auf dem Träger 2 aufgebracht. Der Abstand der beiden Halbleiterchips 1 auf dem Träger 2 beträgt

beispielsweise zwischen einschließlich 5 ym und 1 cm.

In Figur 1B ist eine darauffolgende Position in dem Verfahren gezeigt, bei dem die Substrate 10 von den

Halbleiterschichtenfolgen 11 abgelöst werden. Dies passiert vorliegend mit einem Laser, in einem so genannten Laser-Lift- Off-Verfahren . Durch die Laserstrahlung wird beispielsweise eine auf einem Halbleitermaterial basierende Opferschicht zwischen der Halbleiterschichtenfolge 11 und dem Substrat 10 aufgelöst oder zerstört, sodass das Substrat 10 von der

Halbleiterschichtenfolge 11 abgetrennt werden kann.

Zu erkennen ist in Figur 1B, dass die

Halbleiterschichtenfolge 11 und das Substrat 10 bis zum endgültigen Abtrennen des Substrats 10 in einem Randbereich miteinander verbunden bleiben. In diesem Randbereich kommt es zu erhöhten Verspannungen innerhalb der

Halbleiterschichtenfolge, so dass beim endgültigen Abtrennen des Substrats die Halbleiterschichtenfolge 11 in dem

Randbereich beschädigt werden kann. Dies ist vorliegend durch die gepunkteten Bereiche in der Halbleiterschichtenfolge 11 dargestellt . In den Figuren IC bis IE sind beispielhaft

Halbleiterschichten 11 in Draufsicht gezeigt, nachdem das Substrat 10 abgelöst wurde. Abhängig davon, ob der Laser in diagonale Richtung oder Querrichtung oder Längsrichtung über das Substrat geführt wurde, tritt die Beschädigung in der Halbleiterschichtenfolge 11 in einem Eckbereich oder einem Querbereich oder einem Längsbereich auf. Diese Bereiche der Halbleiterschichtenfolge 11 können derart beschädigt sein, dass sie sich im Weiteren nicht mehr zur Emission oder

Absorption von Strahlung eignen.

In den Figuren 2A bis 2D ist ein Ausführungsbeispiel für das hier beschriebene Herstellungsverfahren gezeigt, bei dem die zuvor genannte Problematik gelöst ist.

In Figur 2A ist eine erste Position in dem Verfahren gezeigt, bei dem zwei durch Vereinzeln eines Wafers hergestellte

Halbleiterchips 1 mit einer Halbleiterschichtenfolge 11 voran auf einen Träger 2 aufgebracht werden. Auf einer dem Träger 2 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 11 weist jeder Halbleiterchip 1 noch ein Substrat 10, zum Beispiel das

Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge 11, auf. Untereinander sind die Substrate 10 der einzelnen

Halbleiterchips 1 nicht miteinander verbunden.

Die Halbleiterschichtenfolge 11 basiert beispielsweise auf einem III-Nitrid-Halbleitermaterial . Die Substrate 10 sind zum Beispiel Saphir-Substrate. Der Träger 2 ist

beispielsweise ein mikroelektronikhaltiger Träger.

Sowohl auf dem Träger 2 als auch auf der

Halbleiterschichtenfolge 11 ist Lotmaterial 4 oder Kleber 4 vorgesehen . In Figur 2A sind anders als in Figur 1A die

Halbleiterschichtenfolgen 11 der einzelnen Halbleiterchips 1 in lateraler Richtung in zwei Bereiche, nämlich einen

Opferbereich 14 und einen aktiven Bereich 13, getrennt.

Der aktive Bereich 13 ist von dem Opferbereich 14 durch einen Graben 15 beabstandet, der sich vollständig durch die

Halbleiterschichtenfolge 11 erstreckt und bis zum Substrat 10 reicht. Der aktive Bereich 13 der Halbleiterschichtenfolge 11 ist derjenige Bereich, der im späteren fertigen

Halbleiterbauteil 100 zur Emission oder Absorption von

Strahlung vorgesehen ist. Die Opferbereiche 14 sind dagegen nicht zur Emission oder Absorption von Strahlung vorgesehen. In Figur 2B ist eine Position in dem Verfahren gezeigt, bei dem die Halbleiterchips 1 auf die Träger 2 aufgebracht sind und mit dem Träger 2 verlötet oder verklebt sind. Auf diese Weise sind die Halbleiterchips 1 elektrisch mit dem Träger 2 kontaktiert und dauerhaft mit dem Träger 2 verbunden.

In Figur 2C ist einer der Halbleiterchips 1 aus der Position der Figur 2B in Draufsicht auf das Substrat 10 gezeigt. Zu erkennen ist, dass der Opferbereich 14 eine zusammenhängende Bahn bildet, die ringsum vollständig um den aktiven Bereich 13 verläuft. Ebenso bildet der Graben 15 eine

zusammenhängende Bahn, die vollständig um den aktiven Bereich 13 verläuft. Anders ausgedrückt bilden der Opferbereich 14 und der Graben 15 jeweils einen zusammenhängenden Rahmen um den aktiven Bereich 13.

In Figur 2D ist eine Position in dem Verfahren gezeigt, in dem die Substrate 10 jeweils von der Halbleiterschichtenfolge 11 der Halbleiterchips 1 mittels eines Lasers abgelöst werden. Der Laser wird dabei von einer dem Träger 2

abgewandten Seite auf das Substrat 10 eingestrahlt. Das

Substrat 10 selber ist dabei im Wesentlichen transparent und nicht absorbierend für den Laser. Erst in der Grenzfläche zwischen der Halbleiterschichtenfolge 11 und dem Substrat 10, beispielsweise im Bereich einer Opferschicht der

Halbleiterschichtenfolge 11, wird die Laserstrahlung

absorbiert, wobei es zu einem Ablösen des Substrats 10 von der Halbleiterschichtenfolge 11 kommt. Beispielsweise rastert der Laser dazu die Grenzfläche zwischen dem Substrat 10 und der Halbleiterschichtenfolge 11 Punkt für Punkt oder

kontinuierlich ab.

In Figur 2D ist gezeigt, wie der Laser ein Ablösen des

Substrats 10 von der Halbleiterschichtenfolge 11 in dem aktiven Bereich 13 bewirkt. In dem Opferbereich 14 ist die Halbleiterschichtenfolge 11 noch mit dem Substrat 10

verbunden. Anschließend wird das Substrat 10 auch in dem Opferbereich 14 von der Halbleiterschichtenfolge 11 abgelöst und dabei endgültig von der Halbleiterschichtenfolge 11 getrennt. Das Substrat 10 bleibt dabei im Wesentlichen intakt, weist also nach dem Abtrennen bis zum Beispiel auf kleinere Risse an der Oberfläche keine Beschädigungen auf. Beispielsweise kann das Substrat 10 für einen weiteren

Aufwachsprozess wiederverwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen

Halbleiterbauteils 100 nach dem Abtrennen des Substrats 10 ist in der Figur 2E gezeigt. Dabei ist das Halbleiterbauteil 100 in Draufsicht auf die Halbleiterschichtenfolge 11

dargestellt. Zu erkennen sind wiederum der rahmenartige

Opferbereich 14 sowie der rahmenartige Graben 15, die ringsum den aktiven Bereich 13 verlaufen. Eine Beschädigung der Halbleiterschichtenfolge 11 tritt nur in dem Eckbereich des Opferbereichs 14 auf, in dem das Substrat 10 bis zum Ende mit der Halbleiterschichtenfolge 11 verbunden geblieben ist. Die Beschädigung in dem Opferbereich 14 ist nicht auf den aktiven Bereich 13 weitergeführt, da der Graben 15 ein Ausbreiten von Rissen oder Beschädigungen von dem Opferbereich 14 in den aktiven Bereich 13 unterbunden hat. Der aktive Bereich 13 kann dann optimaler Weise entlang seiner gesamten lateralen Ausdehnung zur Absorption oder Emission von Strahlung

beitragen.

In den Figuren 2F bis 2L sind verschiedene

Ausführungsbeispiele eines Halbleiterbauteils 100 wiederum in Draufsicht dargestellt. Dabei unterscheiden sich die

jeweiligen Halbleiterbauteile 100 insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung des Opferbereichs 14.

In Figur 2F sind vier Opferbereiche 14 vorhanden, die jeweils in Draufsicht L-förmige Querschnitte aufweisen und jeweils Eckbereiche des aktiven Bereichs 13 umgeben. Eine

Beschädigung zeigt nur derjenige Opferbereich 14, in dem das Substrat 10 als letztes von der Halbleiterschichtenfolge 11 abgelöst wurde. In Figur 2G sind acht Opferbereiche 14 vorhanden, die in Draufsicht ringsum den aktiven Bereich 13 verlaufen. In

Eckbereichen des aktiven Bereichs 13 sind wiederum L-förmige Opferbereiche 14 angeordnet, insgesamt bilden die

Opferbereiche 14 einen Rahmen um den aktiven Bereich 13, der an einigen Stellen durch Gräben 15 unterbrochen ist. Die Unterbrechungen zwischen den Opferbereichen erlauben ein Entweichen gasförmiger Ablöseprodukte, was den Druck und damit den Stress beim Trennen reduzieren kann. In Figur 2H sind vier Opferbereiche 14 jeweils an den Ecken des aktiven Bereichs 13 angeordnet und bilden dort

quaderförmige oder quadratische oder punktförmige Strukturen. Auch hier ist nur derjenige Opferbereich 14 beschädigt, in dem das Substrat bis zum Ende mit der

Halbleiterschichtenfolge 11 verbunden geblieben ist.

In Figur 21 ist eine Vielzahl von Opferbereichen 14 ringsum den aktiven Bereich 13 angeordnet. Die Opferbereiche 14 weisen jeweils quadratische oder rechteckige oder

punktförmige Grundformen auf. Untereinander sind die

Opferbereiche 14 durch Gräben 15 voneinander beabstandet.

In Figur 2J ist der aktive Bereich 13 von zwei Opferbereichen 14 vollständig umgeben. Jeder Opferbereich 14 bildet dabei eine zusammenhängend verlaufende Bahn ringsum den aktiven Bereich 13. Anders ausgedrückt ist der aktive Bereich 13 also von zwei rahmenartig ausgebildeten Opferbereichen 14 umgeben. Zwischen dem aktiven Bereich 13 und dem nächstliegenden

Opferbereich 14 ist ein rahmenartiger Graben 15 ausgebildet. Die Opferbereiche 14 sind untereinander ebenfalls durch einen rahmenartigen Graben 15 ringsum den aktiven Bereich 13 voneinander bestandet. Die Opferbereiche 14 weisen in einem Eckbereich jeweils Beschädigungen auf, die nicht auf den aktiven Bereich 13 fortgesetzt sind.

Eine solche Mehrzahl von hintereinander liegenden

Opferbereichen erhöht die mechanische Stabilität und

verhindert besser ein Verkippen des Substrats beim Ablösen.

In Figur 2K ist ein Ausführungsbeispiel eines

Halbleiterbauteils 100 gezeigt, das im Wesentlichen dem

Ausführungsbeispiel der Figur 2J entspricht. Anders als in Figur 2J ist aber der innere der beiden Rahmen in Teilbereichen durch einen Graben 15 unterbrochen. Der äußere Opferbereich 14 verläuft dagegen zusammenhängend und

unterbrechungsfrei um den aktiven Bereich 13.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 2L sind im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der aktive Bereich 13 und die rahmenartigen Opferbereiche 14 nicht quadratisch, sondern rechteckförmig ausgebildet. Insgesamt weist das

Halbleiterbauteil 100 der Figur 2L keine quadratische, sondern eine rechteckige Grundform auf. Es sind aber auch zum Beispiel runde, ovale oder dreieckige aktive Bereiche 13 oder Halbleiterbauteile 100 denkbar. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist eine Position in einem Verfahrensschritt zur Herstellung optoelektronischer

Halbleiterbauteile 100 gezeigt, die im Wesentlichen der

Position der Figur 2D entspricht. Anders als in Figur 2D ist aber im gesamten Bereich des Grabens 15 auf Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 11 eine Kapselschicht 3 aufgebracht. Die Kapselschicht 3 bedeckt alle Seiten der

Halbleiterschichtenfolge 11, die nicht von dem Substrat 10 oder dem Träger 2 überdeckt sind, vollständig. Insbesondere überdeckt die Kapselschicht 3 auch einen Bodenbereich des Grabens 15 vollständig.

Bei der Kapselschicht 3 kann es sich beispielsweise um eine SiN-Schicht handeln, die die Halbleiterschichtenfolge 11 vor äußeren Einflüssen, wie dem Eintritt von Feuchtigkeit, schützt. Bei dem Ablösen des Substrats 10 oder Vereinzeln der Halbleiterchips 1 werden etwaige Risse innerhalb der

Kapselschicht 3 nicht auf den Bereich des aktiven Bereichs 13 übertragen. Der aktive Bereich 13 bleibt bevorzugt durch die Kapselschicht 3 gut geschützt. Risse innerhalb der Kapselschicht 3 reißen bereits im Bereich von überformten Kanten am Opferbereich 14 ab und setzen sich nicht auf den aktiven Bereich 13 fort.

Vorteilhafterweise kann die Kapselschicht 3 auch eine

Absorptionsschicht aufweisen, die absorbierend für die eingestrahlte Laserstrahlung wirkt. Erreicht der Laserstrahl den Bereich des Grabens 15, so kann er dort ohne eine solche absorbierende Schicht ungehindert auf den Träger 2 treffen und diesen beschädigen. Die absorbierende Schicht sorgt dafür, dass der Laserstrahl zumindest teilweise absorbiert wird und den Träger 2 nicht bestrahlt und damit nicht beschädigt. Besonders vorteilhaft wird die Kapselschicht 3 beim Einstrahlen des Laserstrahls zersetzt, sodass sich im Bereich des Grabens 15 das Substrat 10 leicht ablösen lässt.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von

Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102015116983.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste

1 Halbleiterchip

2 Träger

3 KapselSchicht

4 Lotmaterial /Kleber

10 Substrat

11 Halbleiterschichtenfolge

12 aktive Schicht

13 aktiver Bereich

14 Opferbereich

15 Graben

100 optoelektronisches Halbleiterbauteil

110 Hauptseite des Substrats 10