JP2019096902A - 半導体部品を製造するための方法および半導体部品 - Google Patents

半導体部品を製造するための方法および半導体部品 Download PDF

Info

Publication number
JP2019096902A
JP2019096902A JP2019024750A JP2019024750A JP2019096902A JP 2019096902 A JP2019096902 A JP 2019096902A JP 2019024750 A JP2019024750 A JP 2019024750A JP 2019024750 A JP2019024750 A JP 2019024750A JP 2019096902 A JP2019096902 A JP 2019096902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
layer
contact
support
contact area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019024750A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6824307B2 (ja
Inventor
マシュー メイトル
Meitl Matthew
マシュー メイトル
クリストファー バウワー
Bower Christopher
クリストファー バウワー
タンセン バーギーズ
Varghese Tansen
タンセン バーギーズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
X Celeprint Ltd
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
X Celeprint Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH, X Celeprint Ltd filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of JP2019096902A publication Critical patent/JP2019096902A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6824307B2 publication Critical patent/JP6824307B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/819Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
    • H10H20/82Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/011Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0133Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials
    • H10H20/01335Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/011Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/018Bonding of wafers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/822Materials of the light-emitting regions
    • H10H20/824Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
    • H10H20/825Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/83Electrodes
    • H10H20/831Electrodes characterised by their shape
    • H10H20/8312Electrodes characterised by their shape extending at least partially through the bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/862Resonant cavity structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0363Manufacture or treatment of packages of optical field-shaping means

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

【課題】1つまたは複数の半導体部品を製造するための著しく柔軟性に富む方法を特定し、さらに、単純かつコスト効率的に製造可能な半導体部品を提供する。【解決手段】第1の半導体層21と第2の半導体層22と活性領域23とを有する半導体積層体が基板上に設けられ、第1および第2の半導体層を電気的に接触させるための接触構造が形成され、半導体積層体に補助基板14が設けられることにより、半導体積層体が補助基板と基板の間に配置され、基板が半導体積層体から取り外され、半導体積層体は、半導体本体を隔てるトレンチ20を形成することによって複数の半導体本体へと構造化され、トレンチおよび半導体本体の垂直面を覆うように固着層8が形成され、トレンチを覆う領域の固着層を構造化することとで複数のテザー83が形成され、テザーが補助基板から切り離されるような形で、スタンプ82によって選択的に拾い上げられる。【選択図】図13

Description

本発明は、半導体部品を製造するための方法、および半導体部品に関する。
LEDを用いたエリア照明には、多数の小型LEDを支持体にダイボンディングすることが必要となる。標準的なLED製造方法を利用し、標準的なダイボンディング技法を利用した場合、このことに長い時間と多くの費用が費やされる。
本発明の目的は、1つまたは複数の半導体部品を製造するための著しく柔軟性に富む方法を特定し、さらに、単純かつコスト効率的に製造可能な半導体部品を特定することである。
この目的は、独立請求項の主題によって達成される。従属請求項は、さらなる構成や発展に関するものである。
1つまたは複数の半導体部品を製造する方法の一実施形態では、基板が用意される。基板は、パターンを形成することも、平坦にすることも可能である。例えば、基板は、放射透過性、特に、透明なものとなる。基板は、例えば、この場合は特に、サファイアまたはシリコンで構成されるかサファイアまたはシリコンを含有し得る、成長基板となる。
半導体部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、第1の半導体層と、第2の半導体層と、活性領域とを有する半導体積層体が、基板上に、例えばエピタキシャル成長させるなどして設けられる。
半導体積層体は、基板に面する第1の主表面と、基板とは反対側を向く第2の主表面とを有する。第1の主表面は、例えば、基板の表面に面する。第1および第2の主表面は、特に、半導体積層体を垂直方向に区切るものとなる。垂直方向とは、活性領域の主延在平面に対して横断方向に、例えば鉛直に進む方向を意味するものと理解される。横方向とは、活性領域の主延在平面に対し、平行に進む方向である。特に、横方向と垂直方向は、互いに直角の関係となる。
例えば、第1の半導体層はn伝導層として形成され、第2の半導体層はp伝導層として形成される。この逆とすることも可能である。活性領域は、例えば、第1の半導体層と第2の半導体層との間に配置される。特に、活性領域は、半導体部品の動作中に電磁放射を発生させるか検出するために設けられる、pn接合域となる。
半導体積層体は、例えば、第13族から少なくとも1つの元素(例えば、Al、Ga、Inなど)、および第15族から少なくとも1つの元素(例えば、N、P、Asなど)を含む、III−V族化合物半導体材料系となる。特に、「III−V族化合物半導体材料」という用語は、例えば窒化物化合物半導体やリン化物化合物半導体など、第13族の少なくとも1つの元素と第15族の少なくとも1つの元素とを含有する二元化合物、三元化合物、および四元化合物から成る群を包含するものである。n伝導層およびp伝導層は、それぞれ、半導体材料を適切にドープすることによって製造可能である。半導体積層体は、II−VI族化合物半導体材料系とすることもできる。
方法の少なくとも一実施形態によれば、少なくとも第1の接触域と、第2の接触域と、バイアとを備える接触構造が、第2の主表面側に形成される。バイアは、例えば、第1の接触域に電気的に接続される。第1の半導体層と電気的に接触するために、バイアは、第2の主表面から、第2の半導体層および活性領域を貫通するように延び、第1の半導体層にまで達し得る。バイアは、第1の半導体層を貫通して延びてもよい。第2の接触域は、例えば、第2の半導体層に電気的に接続される。
特に、バイアは、半導体積層体に形成された凹部の垂直面を覆う。横方向において、凹部は、半導体積層体により、例えば完全に囲繞される。凹部は、第2の半導体層および活性領域を貫通して延び、第1の半導体層にまで達し、および/または第1の半導体層を貫通してもよい。凹部は、エッチング法(例えば、ドライエッチング法)によって形成され得る。複数の凹部と複数のバイアが形成されてよい。
方法の少なくとも一実施形態によれば、半導体積層体が、基板から離れた側にパターンを形成されることにより、基板から離れた、半導体積層体のパターン形成された第2の主表面が形成される。第2の主表面は、複数のマイクロプリズムを備え得る。特に、第2の主表面は、接触構造を形成するステップの前に(例えば、接触構造の第1の接触域と第2の接触域を形成する前に)パターン形成される。
方法の少なくとも一実施形態によれば、パターン形成された第2の主表面の上に、ミラー層が設けられる。ミラー層は、特に、少なくとも所々において、パターン形成された第2の主表面を再現する。半導体積層体の第1の主表面が、放射出口領域として形成されてよい。第2の主表面方向に放出された放射を、ミラー層により、第1の主表面に向けて反射させることができる。
方法の少なくとも一実施形態によれば、半導体積層体に補助基板が設けられることにより、半導体積層体が、補助基板と基板の間に配置される。接触構造の第1の接触域および第2の接触域は、特に、補助基板と半導体積層体との間に完全に配置される。補助基板は、ポリマを含み得る。ポリマは、その温度依存性のため、一時的な接合処理に特に適している。
補助基板は、接続層により、半導体積層体に機械的に固定(特に、一時的に接合)され得る。例えば、接続層は、スピンコーティング法によって半導体積層体に塗布することのできる、接合材を含む。例えば、接続層は、補助基板を半導体積層体に一時的に接合する、スピンオン接合材を含有する。このとき、接続層は、補助基板を半導体積層体から適時に解放することが可能となる。接続層は、例えば、温度依存性の粘着力を有する熱分解性のスピンオン接合材を含む。接続層には、他の好適な材料を使用することも可能である。例えば、接続層は、フォトレジスト材料から形成されてよい。フォトレジスト材料を使用することにより、接続層は、例えばフォトリソグラフィ工程により、単純な方法で溶解させることができる。
方法の少なくとも一実施形態によれば、基板が、半導体積層体から取り外される。特に、補助基板が、基板の取り外し処理の前に設けられる。凹部とバイア、または複数の凹部とバイアが、基板の取り外し前または取り外し後に形成され得る。
方法の少なくとも一実施形態によれば、半導体積層体が、複数の半導体本体へと構造化される。半導体積層体は、例えば、半導体本体を横方向に隔てる少なくとも1つまたは複数のトレンチを形成することにより、複数の半導体本体へと分割され得る。半導体積層体の構造化は、例えば、メサトレンチまたは複数のトレンチを形成するためのエッチングおよび/またはレーザ分離法によって進めることができる。トレンチは、第1の主表面から、半導体積層体を貫通して接続層にまで延びても、接続層を貫通して補助基板にまで延びてもよい。一例として、トレンチまたは複数のトレンチは、補助基板が部分的に露出するように形成される。半導体積層体を構造化した後、補助基板上に配置された半導体本体は、特に、互いに電気的に絶縁される。半導体積層体を複数の半導体本体へと構造化するステップは、補助基板を半導体積層体に固定する処理の前に行うことも可能である。
方法の少なくとも一実施形態によれば、半導体積層体が、パターン形成されていない(例えば、平坦または平面な)基板表面上に設けられることにより、初めは、半導体積層体の第1の主表面がパターンのないものとなり得る。基板の取り外し後、半導体本体の第1の主表面を、例えば、エッチング法によってパターン形成することができる。半導体積層体を複数の半導体本体へと構造化、および半導体本体の第1の主表面のパターン形成は、共通の処理ステップで実現することも、直に続く2つのステップで実現することも可能である。一方、基板にはパターン表面を設けることができ、その基板のパターン表面上に半導体積層体を設けることができる。半導体積層体の第1の主表面は、特に、基板を取り外す前にパターン形成される。例えば、第1の主表面は、基板のパターン表面を再現する。
方法の少なくとも一実施形態によれば、固着層が、構造化された半導体積層体の上に設けられる。このとき、固着層は、トレンチまたは複数のトレンチ、および半導体本体の垂直面を覆う。特に、固着層は、補助基板と直接物理的に接触する。固着層は、例えば、酸化ケイ素または窒化ケイ素などのシリコンを含有する誘電層とすることができる。固着層は、例えば、化学的または物理的な蒸着など、スパッタリングまたはコーティングによって半導体本体に設けることができる。固着層は、フォトレジスト層によって形成されてもよい。フォトレジスト材料を使用することにより、固着層は、例えばフォトリソグラフィ工程により、単純な仕方で構造化することができる。
方法の少なくとも一実施形態によれば、複数のテザーが、トレンチを覆う領域において固着層を構造化することによって形成される。特に、テザーが、トレンチまたは複数のトレンチ内に形成される。この場合、テザーは、平面視において、半導体本体の活性領域から横方向に配置される。テザーまたは複数のテザーは、固着層をエッチングすることによって形成され得る。フォトレジスト材料を含有する複数のテザーを形成するために、フォトリソグラフィ工程を利用することができる。
方法の少なくとも一実施形態によれば、固着層が構造化されることにより、異なる半導体本体に付随するテザーが切り離される。トレンチまたは複数のトレンチを覆う領域における固着層を構造化することにより、半導体本体の間に、少なくとも固着バーを形成することも可能である。このとき、半導体本体は、テザーによって固着バーに接続されている。固着バーは、例えば、半導体本体を隔てる少なくとも1つのトレンチに沿って延在する。また、固着バーは、半導体本体から補助基板を取り外すステップの間、半導体本体を定位置に固定する助けとなる。
方法の少なくとも一実施形態によれば、補助基板が、半導体本体から局部的に取り外される。補助基板を半導体本体から局部的に取り外すということは、特に、活性領域または半導体本体によって覆われる補助基板の少なくとも当該領域において、補助基板が半導体本体から切り離されるという意味である。ただし、半導体本体は、例えば、少なくとも部分的に半導体本体から側方に配置されるテザーにより、補助基板に間接的に接続されたままにすることが可能である。補助基板の局部的な取り外しは、補助基板と半導体本体の間の機械的接続を、接続層において溶解させることによって達成することができる。この作業は、例えば、接続層を取り外すか、接続層の接着効果を時間的に変化させることによって行われる。
補助基板の局部的取り外しは、テザーの形成後に進められ得る。半導体本体から補助基板を局部的に取り外すステップの間、および同ステップの後、テザーは、特に、補助基板に直接的または間接的に取り付けられたままとなる。この場合、少なくとも補助基板を局部的に取り外すステップの間、半導体本体を定位置に固定することができる。半導体本体から補助基板を局部的に取り外すステップの後、活性領域または半導体本体によって覆われる補助基板の少なくとも当該領域において、補助基板は半導体本体から切り離されている。ただし、補助基板は、テザーにより、特にテザーによって覆われる補助基板の当該領域において、半導体本体に機械的かつ間接的に接続されることが好ましい。
方法の少なくとも一実施形態によれば、1つの第1の半導体層と、1つの第2の半導体層と、1つの活性領域とを、付随する接触構造と併せ持つ、少なくとも1つの半導体本体が、補助基板からテザーを切り離すことにより、選択的に拾い上げられる。補助基板からのテザーの切り離しは、テザーを機械的に破壊するか、補助基板からテザーを解放または溶解することによって行うことができる。その後、少なくとも1つの半導体本体は、補助基板から完全に切り離され、インターポーザまたは最終ボードなどの支持体に移送される。特にテザーだけで補助基板に機械的に接続されている、半導体本体は、半導体本体の第1の主表面側に取り付けられたスタンプによって選択的に取り外すことができる。補助基板から半導体本体を持ち上げることにより、半導体本体を補助基板に取り付けているテザーを機械的に破壊または解放することができる。それにより、半導体本体は、補助基板から完全に切り離される。補助基板から複数の半導体本体を取り外す作業は、一斉にまたは逐次的に行うこともできる。
各々が半導体本体を有する複数の半導体部品を製造する方法の少なくとも一実施形態によれば、半導体積層体が基板上に設けられ、このとき、半導体積層体は、第1の半導体層と、第2の半導体層と、第1および第2の半導体層の間に配置される活性領域とを備える。第1の半導体層と第2の半導体層を電気的に接触させるための、接触構造が形成される。第1の半導体層を電気的に接触させるために、一例として、接触構造は、第2の半導体層および活性領域を貫通して延びる、少なくとも1つのバイアまたは複数のバイアを備える。半導体積層体は、半導体本体を隔てる少なくとも1つのトレンチまたは複数のトレンチを形成することにより、複数の半導体本体へと構造化される。半導体積層体に補助基板が設けられることにより、半導体積層体が、補助基板と基板の間に配置される。後続のステップでは、基板が、半導体積層体から取り外される。トレンチまたは複数のトレンチおよび半導体本体の垂直面を覆うように、固着層が補助基板の上に設けられる。次のステップでは、トレンチまたは複数のトレンチを覆う領域の固着層を構造化することにより、複数のテザーが形成される。テザーの形成後、補助基板が半導体本体から局部的に取り外されるが、テザーは補助基板に取り付けられたままとなる。次いで、各半導体本体または複数の半導体本体を、補助基板からテザーを切り離すことによって補助基板から選択的に拾い上げることができる。このとき、半導体本体は、1つの第1の半導体層と、1つの第2の半導体層と、1つの活性領域とを、1つの付随する接触構造と併せ持つ。
テザーによる補助基板への結合を利用することにより(このとき、半導体本体に接続されたテザーは、半導体本体同士を隔てるか絶縁する複数のトレンチの形成後に形成される)、各半導体本体を、半導体本体から補助基板を局部的に取り外すステップの間、テザーによって定位置に固定することができる。後続のステップでは、半導体本体を、例えばスタンプにより、補助基板からテザーを破壊するか解放することで選択的に拾い上げることができる。半導体本体は、逐次的に、または多数を一斉に、インターポーザまたは最終ボードなどの支持体に移送することが可能である。
方法の少なくとも一実施形態によれば、半導体部品が、直接接合方法によって形成される。このとき、半導体部品の半導体本体および接触構造を備える本体が、半導体部品の支持体に直接接合される。直接接合とは、本体を支持体に接続する処理が、特に、接着材を一切使用しないことを意味する。
本体は、例えば、第1の接触域と第2の接触域に面する半導体本体側に形成される、絶縁層を備える。本体は、本体を垂直方向に区切る、平らな接続面を持ち得る。この平らな接続面は、表面、特に、第1の接触域と、第2の接触域と、絶縁層とから成る、露出した横面によって形成され得る。
支持体は、第1の接触パッドと、絶縁パッドと、絶縁パッドによって第1の接触パッドから横方向に離間した、第2の接触パッドとを備え得る。支持体は、例えば、表面、特に、第1の接触パッドと、第2の接触パッドと、絶縁パッドとから成る、露出した横面によって形成される、平らな接合面を有することが好ましい。平らな接合面と平らな接続面を直接重ねて、本体と支持体の間に共通の境界面を形成することができる。共通の境界面は、少なくとも局部的に平面である。共通の境界面は、所々において、平らな接合面と平らな接続面が直接接触することのない、穴を備え得る。共通の境界面は、全体的に平面であることが好ましい。特に、共通の境界面には、ステップやエッジが存在しない。
一例として、共通の境界面は、金属と金属の境界面と、絶縁体と絶縁体の境界面と、金属と絶縁体の境界面とによって部分的に形成される。そうすると、半導体部品は、支持体と本体の間の共通の境界面に接着材がなくても済む。このとき、支持体と本体は、特に、共通の境界面において相互に固定される。この場合、第1の接触域および第2の接触域は、それぞれ、第1の接触パッドおよび第2の接触パッドに直接、電気的に接触し得る。直接接合方法を利用することにより、本体と支持体の電気的相互接続は、本体に対する電気的トラックのワイヤボンディングまたはプレーティングなどの追加のステップなしに実現することができる。
直接接合方法において、各々が平らな表面を有する2つの物体は、好適な圧力と好適な温度で重ね合わされ、平らな表面上の原子同士のファンデルワールス相互作用または水素結合によって相互に機械的に接続される。平らな表面とは、特に、微視的平坦に形成された表面を意味するものと理解される。例えば、そのような平らな表面が持つ凹凸は、例えば50nmよりも小さく、例えば10nmよりも小さく、とりわけ1nmよりも小さいものである。そのような平らな表面には、エッジがないことが好ましい。特に、この接合技法は、接着材またははんだ材などの接合材を全く使用する必要がない。このようにするのではなく、支持体および本体を、接合材を用いる代替的な方法によって相互接続することも可能である。
方法の少なくとも一実施形態によれば、平らな接合面を平らな表面に直接接合するステップの前に、接合面および接続面は、例えばプラズマ洗浄方法により、表面仕上げされ、平面化される。
半導体部品の少なくとも一実施形態によれば、部品が、本体および支持体を有する。本体は、支持体から離れた第1の主表面と、支持体に面する第2の主表面とを有する半導体本体を備える。半導体本体は、第1の半導体層、第2の半導体層、および第1の半導体層と第2の半導体層の間に配置される、活性領域を備える。本体は、第1の半導体層と電気的に接触するために、第2の主表面から、第2の半導体層および活性領域を貫通して延びるバイアを有する接触構造を備える。接触構造は、バイアに電気的に接続された第1の接触域と、第2の接触域とを、第2の主表面側にさらに備え、このとき、第1の接触域および第2の接触域は、絶縁層によって横方向に離間される。本体は、第1の接触域と、第2の接触域と、絶縁層との表面によって形成される、平らな接続面を備える。支持体は、平らな接合面を備え、この接合面が本体の平らな接続面と直接接触することにより、本体と支持体の間に共通の境界面が形成される。このとき、共通の境界面には、接着材が存在しない。共通の境界面は、特に、平らな接続面と平らな接合面とが重なる領域となる。
本体は、共通の境界面において、支持体に機械的に固定されることが好ましい。特に、共通の境界面には、肉眼で見える凹凸またはステップやエッジが存在しない。複数の本体を、単一で共通な支持体上に配置することが可能である。本体は、縦列と横列のある行列の形態で配置されてよい。
そのような半導体部品は、本明細書に記述される、半導体部品の製造方法によって製造することが可能である。したがって、1つまたは複数の半導体部品の製造方法に関連して記述される特徴は、半導体部品に対しても利用することが可能であり、その逆も同様である。
半導体部品の少なくとも一実施形態によれば、第2の主表面は、パターンを形成され、複数のマイクロプリズムを備える。半導体部品は、例えば、第2の主表面と支持体の間に配置され、好ましくは、少なくとも所々において、パターン形成された第2の主表面を再現する、ミラー層を備える。活性領域は、例えば、半導体部品の動作中に電磁放射を発生させるように構成される。電磁放射は、第1の主表面において、半導体部品から結合が解かれてよい。光出力結合の効率は、パターン形成されたミラー層によって改善され得る。なぜなら、パターン形成されたミラー層が電磁放射を様々な方向で第1の主表面に目がけて反射させる結果、第1の主表面における全内部反射による悪影響が抑えられるためである。
部品の少なくとも一実施形態によれば、支持体は、接合面から離れた背面を有する。このとき、垂直方向において、第1の接触パッドおよび第2の接触パッドが、接合面から、特に、支持体を貫通して背面にまで延びる。部品は、背面の上の第1および第2の接触パッドを通じて、外部電源へと電気的に接触させることが可能である。
部品の少なくとも一実施形態によれば、蛍光体粒子および/または散乱粒子が、第1の主表面を覆う層に埋め込まれる。蛍光体粒子は、活性領域によって放出された電磁放射を吸収し、蛍光体粒子が吸収した電磁放射よりもピーク波長が長い電磁放射を再放出することができる。その結果、部品は、合計した白色光を放出することが可能となる。
本明細書に記述される方法、および本明細書に記述される半導体部品について、例示的な実施形態と関連図面を参照しながら、以下でより詳細に説明する。
複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法の、異なる段階における概略断面図である。 半導体部品の例示的な実施形態を示す図である。 半導体部品の例示的な実施形態を示す図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 複数の半導体部品を製造する方法のさらなる実施形態の様々な方法段階の概略断面図である。 半導体部品の別の例示的な実施形態を示す図である。
同一または類似の要素、あるいは同様に作用する要素は、各図面において同一の参照番号を付して示す。いずれの場合も図面は概略図であるため、必ずしも縮尺が正しいとは限らない。むしろ、比較的小型な要素、とりわけ層厚については、説明のために過度に拡大して描写している場合がある。
図1では、基板9が用意される。基板9は、平坦な表面91を有する。基板9は、パターン表面91を備えることもある。基板9は、例えば、可視、赤外線、および/または紫外線のスペクトル範囲にある電磁放射に関して、放射透過性、特に、透明なものである。あるいは、基板9は、放射不透過性のものとすることができる。基板9は、窒化ガリウム、または炭化ケイ素、またはサファイアを含み得る。基板9は、特に、シリコン基板となる。
半導体積層体200が、基板9の表面91の上に設けられる。半導体積層体200は、第1の半導体層21、第2の半導体層22、および第1の半導体層21と第2の半導体層22の間に配置される活性領域23を備える。第1の半導体層21はn伝導層とすることができ、第2の半導体層22はp伝導層とすることができる。この逆とすることも可能である。活性領域23は、例えば、電磁放射を発生させるように、または電磁放射を電気信号もしくはエネルギに吸収させ変換するように構成される。
半導体積層体200は、基板9の上にエピタキシャル成長させてよい。半導体積層体200は、基板9に面する第1の主表面201と、基板9から離れた第2の主表面202とを有する。半導体積層体200というエピタキシャル半導体層の品質を向上させるために、基板9は、パターン表面91を有してもよい。さらに、半導体積層体200は、第1の主表面201が基板9のパターン表面91を再現できるように、パターン表面91の上に成長させてもよい。
ミラー層3が、基板9から離れた第2の主表面202の上に堆積される。ミラー層3は、互いが横方向に離間した、複数の小領域を備える。特に、ミラー層3は、複数の開口部30を備える。ミラー層3の各小領域は、例えば、ミラー層3の開口部30を少なくとも1つは備える、連続したものであってよい。
ミラー層3は、特に、導電性のものとなる。平面視において、ミラー層3は、例えば、同じく導電性である、連絡層4によって覆われる。ミラー層3および/または連絡層4には、アルミニウム、ロジウム、パラジウム、銀、金、またはプラチナなどの金属、またはこれらの元素の合金が含有されてよい。
図2では、例えば、窒化ケイ素層または酸化ケイ素層である誘電層5が、半導体積層体200の上に設けられる。このとき、誘電層5が、連絡層4と、特に半導体積層体200とを、完全に覆う。
図3では、複数の凹部24が、ミラー層3の開口部30の領域に形成される。垂直方向において、各凹部24は、誘電層5、第2の半導体層22、活性領域23を貫通するように延び、第1の半導体層21にまで達する。凹部24は、半導体積層体200に有底穴を形成する。このとき、横方向において、凹部24は、半導体積層体200により、例えば完全に囲繞される。凹部24は、エッチング法(例えば、ドライエッチング法)によって形成され得る。
凹部24の形成後、例えば、SiO2などの酸化ケイ素層または窒化ケイ素層である不活性化層61が、凹部24の垂直面を覆うように形成される。不活性化層61は、凹部24および誘電層5を完全に覆うことが可能である。後続のステップにおいて、不活性化層61は、部分的に除去され得る。不活性化層61および誘電層5は、異なる誘電材料で構成されることが好ましい。一例として、誘電層5は窒化ケイ素を含有するか主成分とし、不活性化層61は酸化ケイ素を含有するか主成分とする。
図4では、第1の半導体層21が凹部24の領域において露出するように、不活性化層61が、例えばエッチングによって部分的に除去される。不活性化層61を部分的に除去することにより、誘電層5も、少なくとも部分的に露出する。次のステップにおいて、誘電層5は、例えばエッチングにより、所々で除去される。その結果、誘電層5は、凹部24の領域における第1の開口部51に加え、凹部24の横方向に配置される複数の第2の開口部52を備える。第2の開口部52では、連絡層4などの導電層が、部分的に露出する。
図5では、第1の接触域71と、第2の接触域72と、バイア70とを備える接触構造7が、半導体積層体200の第2の主表面202の側に形成される。第1の接触域71および第2の接触域72は横方向に離間しており、このようにすることで、互いが電気的に絶縁する。垂直方向において、第2の接触域72は、誘電層5の第2の開口部52を貫通して延びており、ミラー層3および連絡層4により、第2の半導体層22に電気的に接続される。第1の接触域71は、凹部24の外側に堆積され、凹部24の内部に配置されたバイア70に電気的に接続される。垂直方向において、バイア70は、少なくとも第2の主表面202から、第2の半導体層22および活性領域23を貫通するように延び、第1の半導体層21にまで達する。凹部24の中では、横方向において、バイア70は、凹部24の垂直面を覆う不活性化層61により、第2の半導体層22および活性領域23から電気的に絶縁される。
図6では、絶縁層6が、半導体積層体200の第2の主表面202の側に形成される。一例として、絶縁層6は、まず接触構造7を完全に覆う。後続のステップにおいて、絶縁層6は、略平坦な、特に、略平面な接続面67が形成されるように平面化することができる。図6での接続面67は、例えば、第1の接触域71および第2の接触域72の表面と、半導体積層体200から離れた絶縁層6の表面とによって形成される。換言すれば、平面化が施された後、垂直方向において、絶縁層6の表面は、特に、第1の接触域71および第2の接触域72の表面と同一の高さになる。接続面67において、第1の接触域71および第2の接触域72は部分的に露出する。凹部24と、ミラー層3の小領域間の領域との外側では、接続面67が平らな接続面として形成されることが好ましい。絶縁層6が凹部24を完全に埋めてもよい。
図7では、補助基板14が、接続層13によって半導体積層体200に一時的に固定される。その結果、半導体積層体200は、補助基板14と基板9の間に配置される。補助基板14は、ポリマを含み得るか、ポリマ製のものとなる。接続層13は、スピンコーティング法によって接続面67に塗布することのできる接合材を含み得る。例えば、接続層13は、補助基板14を半導体積層体200に一時的に接合し、適時に半導体積層体200から補助基板14を解放するスピンオン接合材を含有する。接続層13は、例えば、温度依存性の粘着力を有する熱分解性のスピンオン接合材を含む。一例として、waferBOND(登録商標)処理(Brewer Science(登録商標))を利用すれば、補助基板14を半導体積層体200に一時的に接合し、その後、管理可能な時間を経た後で、補助基板14が勝手に剥離するようにすることが可能である。
接続層13には、他の好適な材料を使用することも可能である。例えば、接続層13は、フォトレジスト材料から形成されてよい。フォトレジスト材料(特に、ポジ型フォトレジスト材料)を使用することにより、接続層13は、例えばフォトリソグラフィ工程により、単純な方法で溶解させることができる。この場合、補助基板14は、放射透過性の材料から形成され得る。それにより、フォトレジスト材料を含む接続層13を、補助基板14を通過する放射に曝すことが可能となる。補助基板14の接続層13から離れた側に、保護層15が形成されることが好ましい。保護層15は、例えば放射不透過性であり、接続層13内のフォトレジスト材料の露出前に除去されてよい。例えば、保護層15は、Kapton(登録商標)層となる。
図8では、基板9が、半導体積層体200から切り離される。この切り離しは、例えば、機械的、化学的、または物理的な処理によってなされてよい。例えば、エッチング(特に、ドライエッチング)、研削、またはレーザ分離処理(レーザリフトオフ処理など)を利用することが可能である。基板除去のために、研削とエッチングを組み合わせて利用してもよい。
図9Aでは、半導体積層体200が横方向に構造化されて、複数の半導体本体2となる。横方向に構造化するということは、半導体積層体200が、互いが横方向に間隔を有する複数の半導体本体2へと分割されることを意味する。メサトレンチ20、または複数のトレンチ20が、半導体本体2の間に形成される。垂直方向において、トレンチ20は、半導体積層体200を貫通し、接続層13にまで延びる。トレンチ20は、エッチング法により(例えば、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、またはレーザエッチング法により)、特に、ミラー層3の小領域間の領域において形成され得る。トレンチ20は、半導体積層体200から側方に形成されてもよい。半導体積層体200を複数の半導体本体2へと構造化するステップは、補助基板14を固定し、基板9を除去する処理の前に行うことも可能である。
図9Aでは、半導体本体2の第1の主表面201にパターンが形成され、その結果、最適な光抽出面201となる。トレンチ20の形成および第1の主表面201のパターン形成は、共通の処理ステップで実現することも、直に続く2つのステップで実現することも可能である。とりわけ、トレンチ20を形成するステップは、半導体積層体200の第1の主表面201にパターンを形成するステップに続くものとなる。
図9Bに描かれた製造ステップは、実質的に、図9Aに描かれた製造ステップに相当するものである。図9Aと対照的なのは、基板9がパターン表面91を有しており、その上に半導体積層体200が設けられるということである。この場合、半導体積層体200は、パターンが形成された、特に、基板9のパターン表面91を再現した第1の主表面201を備える。基板9を除去し、半導体積層体200を構造化した後、各半導体本体2は、パターン形成された第1の主表面201を備えたものとなる。
図10では、補助基板14がトレンチ20の領域において露出するように、接続層13が部分的に除去される。トレンチ20の領域の接続層13は、例えば、エッチング法やフォトリソグラフィ工程により、溶媒を用いて除去することができる。その結果、保護層15が部分的または完全に除去され得る。
図11では、固着層8が、例えばコーティング法により、半導体本体2および補助基板14の上に設けられる。このとき、固着層8は、半導体本体2の垂直面と、半導体本体2の側方に配置された1つまたは複数のトレンチ20とを覆う。固着層8は、半導体本体2を補助基板に固定する。固着層8は、補助基板14と直接物理的に接触することが好ましい。図11に示すように、固着層8は、半導体本体2の垂直面および/または第1の主表面201を完全に覆うことができる。補助基板14を、半導体本体2に面するパターン表面(図示なし)を持たせて形成することが可能である。この場合、固着層8は、パターンが形成された補助基板14に侵入することができるため、固着層8が最適な形で補助基板14に固着される。なぜなら、表面がパターン形成されることによって補助基板14と固着層8の境界面が拡大されており、かかるパターン表面の接着面積も増大しているからである。
固着層8は、酸化ケイ素もしくは窒化ケイ素などの誘電材料から、またはフォトレジスト材料から形成され得る。例えば、固着層8は、フォトレジスト材料を相当に含むか、フォトレジスト材料から成るものとなる。固着層8は、実質的に、低温(<220℃)の誘電体から形成することや、低温の誘電体およびフォトレジスト材料によって形成することも可能である。
固着層8を設けた後、少なくとも、1つまたは複数のトレンチ20を覆う領域の固着層8を構造化することにより、複数のテザー83が形成される。テザー83は、特に、固着層8の一部を成すものであり、付随する半導体本体2の横方向に配置される。補助基板14を上面視した際、半導体本体2がテザー83と一切重なりを持たない場合もある。テザー83は、半導体本体2を補助基板14に機械的に固定するように形成される。固着層8を構造化するために、フォトリソグラフィ工程および/またはエッチング処理が利用され得る。
図11Aでは、テザー83を備える固着層8が、補助基板14を平面視した状態で示されている。各半導体本体2の垂直面は、固着層8によって覆われている。固着層8は、異なる半導体本体2に付随する、横方向に離間した複数の固着層8へと構造化される。各半導体本体2は、その側面に、少なくとも1つまたは複数のテザー83を備える。固着層8は、異なる半導体本体2に付随するテザー83が切り離されるような形で、トレンチ20を覆う領域において構造化される。これにより、個々の半導体本体2を持ち上げる処理が単純化され、隣接する半導体本体2に影響を与えることはなくなる。
図11Bでは、固着層8の別部分として、固着バー84が、半導体本体2の間に形成される。一例として、固着バー84は、横方向に沿って半導体本体2の列に沿って延在する。テザー83は、固着バー84に接続する。この場合、隣接する半導体本体2は、テザー83および固着バー84によって互いが機械的に接続されたものとなり得るため、複数の半導体本体2を、単純かつ安全な方法で同時に持ち上げることが可能となる。
図12では、補助基板14が、半導体本体2から局部的に取り外される。しかし、半導体本体2は、テザー83により、間接的に補助基板14に接続されたままとなる。補助基板14の局部的な取り外しは、補助基板14と半導体本体2との間の機械的接続を、接続層13において溶解させることによって達成することができる。この作業は、例えば、時間経過による接続層13の溶媒剥離を利用するか、接続層13の接着効果を時間的に変化させることによって行われる。接続層13がフォトレジスト材料から形成される場合、接続層13は、補助基板14を透過可能な放射に曝すことによって溶解させることができる。テザー83を形成するステップおよび補助基板14を局部的に取り外すステップは、例えばフォトリソグラフィ工程により、共通の処理ステップで実現することが可能である。
図13では、半導体本体2の第1の主表面201側に、スタンプ82が取り付けられる。1つの第1の半導体層21と、1つの第2の半導体層22と、1つの活性領域23とを、バイア70を有する付随の接触構造7と併せ持つ半導体本体2は、テザー83が補助基板14から切り離されるような形で、スタンプ82によって選択的に拾い上げられ、補助基板14から持ち上げられてよい。例えば、テザー83は、機械的に破壊されるか、補助基板14から解放される。テザー83、または少なくともテザー83の何らかの残余物は、半導体本体2が完全に補助基板14から取り去られた後も、固着層8がテザー83、または少なくともテザー83の何らかの残余物を備えたままとなるような形で、補助基板14から取り外すことが可能である。複数の半導体本体2を、同時かつ選択的に拾い上げることも可能である。
図14では、半導体本体2、ミラー層3、連絡層4、誘電層5、絶縁層6、不活性化層61、および接触構造7を有する本体210が、スタンプ82によって移送され、第1の接触パッド171と、絶縁パッド16によって第1の接触パッド171から横方向に離間された第2の接触パッド172とを有する支持体1に、機械的に接続される。支持体1は、例えば、第1の接触パッド171と、第2の接触パッド172と、絶縁パッド16との表面によって形成される、平らな接合面10を備える。本体210は、少なくとも凹部24の外側において、第1の接触域71と、第2の接触域72と、絶縁層6との表面によって形成される、平らな接続面67を備える。凹部24は、絶縁層6で完全に埋められてもよい。接合面10および接続面67は、例えばプラズマ洗浄方法により、表面仕上げされ、平面化されてよい。
特に、本体210および支持体1は、直接接合方法によって相互に接続される。この場合、接合面10が接続面67と直接接触することにより、本体210と支持体1の間に共通の境界面が形成される。このとき、共通の境界面は平らな表面であり、接着材は存在しない。共通の境界面は、特に、接続面67と接合面10の領域を直接重ねることによって形成される。特に、第1の接触域71および第2の接触域72は、それぞれ第1の接触パッド171および第2の接触パッド172と直接、電気的に接触する。例えば、共通の境界面は、金属と金属の境界面と、絶縁体と絶縁体の境界面と、金属と絶縁体の境界面とによって部分的に形成される(図15)。これとは対照的に、本体210を、接着材を用いる方法によって支持体1に接続することも可能である。
図15には、本明細書に記述される方法によって製造された、半導体部品100が示されている。接続面67と接合面10が直接重なり合う領域によって形成された共通の境界面において、第1の接触パッド171と合わさる第1の接触域71、および第2の接触パッド172と合わさる第2の接触域72は、いずれの場合も、垂直方向にステップ(すなわち、ジャンプ)を形成する。このことは、各接触域および各接触パッドが単一で共通の製造ステップではなく、異なる製造ステップにおいて形成され、直接接合方法によって相互に接続されることを示唆している。図15では、固着層8が、半導体部品100から完全に取り外される。特に、封止層が半導体本体2に設けられてよい。この封止層には、例えば、同封止層のマトリックス材料に埋め込まれた蛍光体粒子および/または散乱粒子が含まれる。固着層8は、放射透過性または放射透明な材料によって形成された場合、取り外す必要のないものとなり、半導体層部品100の封止層として機能し得る。
図16は、半導体部品100の別の例示的な実施形態を示す概略図である。この実施形態は、実質的に、図15の半導体部品100の実施形態に相当するものである。図15の実施形態と対照的なのは、垂直方向において、第1の接触パッド171および第2の接触パッド172が、接合面10から支持体1を貫通して基板の背面102にまで延びていることである。部品100は、例えば、背面102上の第1および第2の接触パッド171および172を通じて、外部電源へと電気的に接触させることが可能である。第1の主表面201は、放射通過領域101として、特に部品の放射出口領域として形成される。放射出口領域は、さらなる層によって保護されてもよい。
図17Aから図17Hは、複数の半導体部品100を製造する方法に関する、いくつかの別のステップを示す図である。
図17Aに描かれた製造ステップは、本質的に、図1で説明した製造ステップに相当するものである。対照的なのは、半導体積層体200には、基板9から離れた側にパターンが形成されており、その結果、半導体積層体200が有するパターン形成された第2の主表面202は、複数のマイクロプリズム222を備える形で形成されていることである。また、連絡層4が横方向に離間した複数の小領域を有しており、それらはいずれの場合も、誘電層を貫通して延び、第2の半導体層22と電気的に接触している。さらに、基板9と半導体層2との間に、中間層92が形成されている。中間層92は、エピタキシャル成長させる半導体本体2の品質を向上させることができる。特に、中間層92は、半導体本体2の半導体層のバンドギャップよりもバンドギャップが低い導電層となる。
図17Bでは、ミラー層3がパターン形成された第2の主表面202の上に設けられることにより、少なくとも所々で複数のマイクロプリズム222を形成している、パターン形成された第2の主表面202を、ミラー層3が再現する。ミラー層3は、連絡層4と電気的に接触する。絶縁層6にもパターンが形成される。
図17Cでは、接触構造7の第1の接触域71および第2の接触域72が、基板9から離れた半導体積層体200の側に形成される。このとき、平らな接続面67が、第1の接触域71と、第2の接触域72と、絶縁層6との表面によって形成される。平らな接続面67には、その全体にわたって凹凸が存在しない。
図17Dおよび図17Eに描かれた製造ステップは、本質的に、図8から図10で説明した製造ステップに相当する。対照的なのは、凹部24およびバイア70が、基板9の取り外し後に形成されることである。垂直方向において、凹部24は、第1の主表面201から、半導体積層体200の全体を貫通し、第1の接触域71にまで延びる。バイア70は、第1の接触域71から第1の主表面201へと垂直方向に延び、特に、第1の主表面201において、第1の半導体層21と直接、電気的に接触する。
図17Fおよび図17Gに描かれた別の製造ステップは、本質的に、図12および図13で説明した製造ステップに相当する。ここでは、本体210のバイア70が、半導体本体2を貫通して延びている。本体210は、テザー83が機械的に破壊されるように、補助基板14から選択的に持ち上げることが可能である。このとき、テザー83、または少なくともテザー83の何らかの残余物は、補助基板14から取り外される。選択的に持ち上げられた本体210の固着層8は、補助基板14から完全に取り外された後も、テザー83、または少なくともテザー83の何らかの残余物を備える。
図17Hに描かれた製造ステップは、本質的に、図14で説明した製造ステップに相当するものである。対照的なのは、平らな接続面67に凹部24が存在しないことである。この場合、平らな接続面67には、特に、その全体にわたって凹凸が存在しない。
図17Iは、図17Gに描かれた本体210と、図16に描かれた支持体1とを備える、半導体部品100の例示的な別の実施形態を示す図である。この半導体部品100は支持体1の接合面10に配置された少なくとも1つのテザー83またはテザー83の残余物を有する固着層8を備える。固着層8は、半導体本体2の少なくとも1つの垂直面を覆う。このとき、テザー83、またはテザー83の残余物は、半導体本体2から側方に配置される。固着層8は、部分的または完全に取り外されてよい。特に、固着層8は、活性領域23によって放出された放射に対して放射透過性または放射透明な材料から形成され得る。この場合、支持体1から離れた固着層8の表面は、部品の放射出口領域101として形成されてよい。図17Iでは、凹部24が、固着層8によって完全には埋められない。固着層8の材料または別の材料により、凹部24を完全に埋めることも可能である。
半導体本体を補助基板に結合するためのテザーを、半導体本体を隔てるメサトレンチ内に形成する形で利用することにより、補助基板を取り外す処理の間、およびそれ以降、半導体本体を定位置に固定することができる。次いで、半導体本体を選択的に拾い上げ、支持体に直接接合することができる。このとき、支持体に対する半導体本体を電気的相互接続するための追加のステップは不要である。テザーを使用することにより、複数の半導体部品を製造する方法が単純化され、結果的に製造コストが抑えられる。
例示的な実施形態を参照しながら行った説明は、本発明をそれらの実施形態に限定するものではない。むしろ、本発明は、あらゆる新規の特徴と、特に請求項内の特徴のあらゆる組み合わせを含む、特徴の組み合わせの一切とを、たとえそれらの特徴またはそれらの組み合わせ自体が請求項または例示的な実施形態において明示されないものであったとしても、包含するものである。
本出願は、米国特許出願第62/110,365号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照によって本明細書に組み込まれる。

Claims (17)

  1. 支持体(1)の上に配置される本体(210)を有する半導体部品であって、
    前記本体(210)が、前記支持体(1)から離れた第1の主表面(201)と、前記支持体(1)に面する第2の主表面(202)とを有する半導体本体(2)を備え、
    前記半導体本体(2)が、第1の半導体層(21)と、第2の半導体層(22)と、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に配置される活性領域(23)とを備え、
    前記本体(210)が、前記第1の半導体層(21)と電気的に接触するために、前記第2の主表面(202)から、前記第2の半導体層(22)および前記活性領域(23)を貫通して延びるバイア(70)を有する接触構造(7)を備え、
    前記接触構造(7)が、前記バイア(70)に電気的に接続された第1の接触域(71)と、第2の接触域(72)とを、前記第2の主表面(200)側に備え、
    前記第1の接触域(71)および前記第2の接触域(72)が、絶縁層(6)によって横方向に離間され、
    前記本体(210)が、前記第1の接触域(71)と、前記第2の接触域(72)と、前記絶縁層(6)との表面によって形成される、平らな接続面(67)を備え、
    前記支持体(1)が、平らな接合面(10)を備え、前記接合面(10)が前記本体(210)の前記平らな接続面(67)と直接接触することにより、前記本体(210)と前記支持体(1)との間に共通の境界面が形成され、前記共通の境界面には、接着材またははんだ材が一切存在しない、
    半導体部品。
  2. 前記支持体(1)が、第1の接触パッド(171)と、絶縁パッド(16)によって前記第1の接触パッド(171)から横方向に離間した第2の接触パッド(172)とを備え、
    前記平らな接合面(10)が、前記第1の接触パッド(171)と、前記第2の接触パッド(172)と、前記絶縁パッド(16)との表面によって形成され、
    前記共通の境界面が、金属と金属の境界面と、絶縁体と絶縁体の境界面と、金属と絶縁体の境界面とによって部分的に形成される、
    請求項1に記載の半導体部品。
  3. 前記支持体(1)および前記本体(210)は、前記共通の境界面で互いに固定され、
    前記第1の接触域(71)および前記第2の接触域(72)はそれぞれ、前記第1の接触パッド(171)および前記第2の接触パッド(172)に直接、電気的に接触する、
    請求項2に記載の半導体部品。
  4. 前記共通の境界面は、前記平らな接続面(67)と前記平らな接合面(10)の領域を直接重ねることによって形成され、全体的に平面であり、ステップやエッジが存在しない、
    請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体部品。
  5. 蛍光体粒子および/または散乱粒子は、前記第1の主表面(201)を覆う層に埋め込まれる、
    請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体部品。
  6. 前記第2の主表面(202)が、パターン形成され、複数のマイクロプリズム(222)を備え、
    ミラー層(3)が、前記第2の主表面(202)と前記支持体(1)との間に配置され、
    前記ミラー層(3)が、少なくとも所々において、前記パターン形成された第2の主表面(202)を再現する、
    請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体部品。
  7. 前記支持体(1)とは反対側を向いて、前記絶縁層(6)にパターンが形成され、
    前記絶縁層(6)の表面は、前記支持体(1)に面するように、前記第1の接触域(71)および前記第2の接触域(72)の表面と同一の高さにある、
    請求項6に記載の半導体部品。
  8. 前記第1の主表面(201)から、前記半導体本体(2)の全体を貫通し、前記第1の接触域(71)にまで延びる凹部(24)を備える、
    請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体部品。
  9. 前記バイア(70)は、前記凹部(24)内に配置され、前記第1の接触域(71)から前記第1の主表面(201)へと垂直方向に延び、前記第1の主表面(201)において前記第1の半導体層(21)と直接、電気的に接触する、
    請求項8に記載の半導体部品。
  10. 前記半導体本体(2)によって完全に囲繞され、前記半導体本体(2)に有底穴を形成する凹部(24)を備え、
    前記バイア(70)は、前記凹部(24)の内側に配置され、前記第2の主表面(202)から前記第2の半導体層(22)および前記活性領域(23)を通って前記第1の半導体層(21)まで延びる、
    請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体部品。
  11. 前記第1の接触域(71)は、前記凹部(24)の外側に堆積され、前記バイア(70)に電気的に接続される、
    請求項10に記載の半導体部品。
  12. 前記支持体(1)の前記接合面(10)に配置された少なくとも1つのテザー(83)またはテザー(83)の残余物を有する固着層(8)を備え、
    前記テザー(83)または前記テザー(83)の残部は、前記半導体本体(2)から側方に配置される、
    請求項1〜11の何れか1項に記載の半導体部品。
  13. 前記半導体本体(2)の垂直面は、前記固着層(8)によって覆われ、
    前記固着層(8)は、前記活性領域(23)によって放出された放射に対して放射透過性または放射透明な材料から形成され、
    前記支持体(1)から離れた前記固着層(8)の表面は、部品の放射出口領域(101)を形成する、
    請求項12に記載の半導体部品。
  14. 前記固着層(8)は、放射透過性または放射透明な材料から形成され、前記半導体部品の封止層として機能する、
    請求項12または13に記載の半導体部品。
  15. 支持体(1)の上に配置される本体(210)を有する半導体部品であって、
    前記本体(210)が、前記支持体(1)から離れた第1の主表面(201)と、前記支持体(1)に面する第2の主表面(202)とを有する半導体本体(2)を備え、
    前記半導体本体(2)が、第1の半導体層(21)と、第2の半導体層(22)と、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に配置される活性領域(23)とを備え、
    前記本体(210)が、前記第1の半導体層(21)と電気的に接触するために、前記第2の主表面(202)から、前記第2の半導体層(22)および前記活性領域(23)を貫通して延びるバイア(70)を有する接触構造(7)を備え、
    前記接触構造(7)が、前記バイア(70)に電気的に接続された第1の接触域(71)と、第2の接触域(72)とを、前記第2の主表面(202)側に備え、
    前記第1の接触域(71)および前記第2の接触域(72)が、絶縁層(6)によって横方向に離間され、
    前記本体(210)が、前記第1の接触域(71)と、前記第2の接触域(72)と、前記絶縁層(6)との表面によって形成される、平らな接続面(67)を備え、
    前記支持体(1)が、第1の接触パッド(171)と、絶縁パッド(16)によって前記第1の接触パッド(171)から横方向に離間した第2の接触パッド(172)とを備え、
    前記支持体(1)が、が、前記第1の接触パッド(171)と、前記第2の接触パッド(172)と、前記絶縁パッド(16)との表面によって形成される平らな接合面(10)を備え、
    前記支持体(1)および前記本体(210)は、接合材を用いて相互接続される、
    半導体部品。
  16. 請求項1〜15の何れか1項に記載の半導体部品(100)を複数備えるデバイスであって、
    全ての前記半導体部品(100)の前記支持体(1)が、単一で共通な支持体として形成される、
    デバイス。
  17. 前記半導体部品(100)のそれぞれは、前記単一で共通な支持体上に縦列と横列のある行列の形態で配置される本体(210)を備える、
    請求項16に記載のデバイス。
JP2019024750A 2015-01-30 2019-02-14 半導体部品を製造するための方法および半導体部品 Active JP6824307B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562110365P 2015-01-30 2015-01-30
US62/110,365 2015-01-30

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017536551A Division JP6483841B2 (ja) 2015-01-30 2016-01-28 半導体部品を製造するための方法、半導体部品およびデバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019096902A true JP2019096902A (ja) 2019-06-20
JP6824307B2 JP6824307B2 (ja) 2021-02-03

Family

ID=55405301

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017536551A Active JP6483841B2 (ja) 2015-01-30 2016-01-28 半導体部品を製造するための方法、半導体部品およびデバイス
JP2019024750A Active JP6824307B2 (ja) 2015-01-30 2019-02-14 半導体部品を製造するための方法および半導体部品

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017536551A Active JP6483841B2 (ja) 2015-01-30 2016-01-28 半導体部品を製造するための方法、半導体部品およびデバイス

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9773945B2 (ja)
JP (2) JP6483841B2 (ja)
CN (1) CN107210294B (ja)
DE (1) DE112016000533B4 (ja)
WO (1) WO2016120398A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014102029A1 (de) * 2014-02-18 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und Halbleiterbauelement
JP6483841B2 (ja) * 2015-01-30 2019-03-13 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH 半導体部品を製造するための方法、半導体部品およびデバイス
DE102017106730B4 (de) 2017-03-29 2026-01-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines Bauteils und Bauteil für ein elektronisches Bauelement
DE102017114467A1 (de) 2017-06-29 2019-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip mit transparenter Stromaufweitungsschicht
DE102017115794A1 (de) * 2017-07-13 2019-01-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
EP3591346B1 (de) * 2018-07-02 2020-11-11 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Verfahren zur herstellung einer lichtquelle für eine sensoreinheit einer positionsmesseinrichtung sowie eine positionsmesseinrichtung
EP3591345B1 (de) * 2018-07-02 2020-11-11 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Verfahren zur herstellung einer lichtquelle für eine sensoreinheit einer positionsmesseinrichtung sowie eine positionsmesseinrichtung
DE102019108701B4 (de) 2019-04-03 2026-02-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauteilen, Bauteil und Bauteilverbund aus Bauteilen
WO2020229013A1 (de) * 2019-05-13 2020-11-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Multi-chip trägerstruktur
EP3985744B1 (en) * 2019-06-13 2025-05-21 BOE Technology Group Co., Ltd. Mass transfer method for light-emitting diodes
DE102019004261A1 (de) * 2019-06-18 2020-12-24 lnfineon Technologies AG Verfahren zum Bearbeiten einer Substratanordnung und Wafer-Verbundstruktur
US11038088B2 (en) 2019-10-14 2021-06-15 Lextar Electronics Corporation Light emitting diode package
US12376414B2 (en) 2020-01-10 2025-07-29 Rockley Photonics Limited Source wafer and method of preparation thereof
TWM643626U (zh) * 2020-09-30 2023-07-11 日商信越化學工業股份有限公司 雷射誘導向前轉移系統、雷射誘導向前轉移裝置、已轉移了光學元件的受體基板的製造系統以及顯示器的製造系統
JP2022079295A (ja) * 2020-11-16 2022-05-26 沖電気工業株式会社 複合集積フィルム、複合集積フィルム供給ウェハ及び半導体複合装置
TWI894851B (zh) * 2024-03-11 2025-08-21 晶呈科技股份有限公司 發光二極體晶片及其製備方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173579A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
US20100317132A1 (en) * 2009-05-12 2010-12-16 Rogers John A Printed Assemblies of Ultrathin, Microscale Inorganic Light Emitting Diodes for Deformable and Semitransparent Displays
JP2011044643A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Oki Data Corp 半導体発光素子アレイ装置、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置
JP2012009901A (ja) * 2011-10-07 2012-01-12 Oki Data Corp 表示装置
JP2012019217A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Samsung Led Co Ltd 半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、照明装置及びバックライト
JP2014090052A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Nichia Chem Ind Ltd 発光素子、発光装置及び発光装置の製造方法
JP2014139999A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Toshiba Corp 半導体発光装置
JP2014160736A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Toshiba Corp 半導体発光装置及び発光装置
JP6483841B2 (ja) * 2015-01-30 2019-03-13 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH 半導体部品を製造するための方法、半導体部品およびデバイス

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088738A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Showa Denko K.K. Group iii nitride semiconductor light-emitting device, forming method thereof, lamp and light source using same
KR101430587B1 (ko) * 2006-09-20 2014-08-14 더 보오드 오브 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 일리노이즈 전사가능한 반도체 구조들, 디바이스들 및 디바이스 컴포넌트들을 만들기 위한 릴리스 방안들
DE102007019776A1 (de) 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente
JP4381439B2 (ja) * 2007-09-18 2009-12-09 株式会社沖データ Ledバックライト装置及び液晶表示装置
US8877648B2 (en) * 2009-03-26 2014-11-04 Semprius, Inc. Methods of forming printable integrated circuit devices by selective etching to suspend the devices from a handling substrate and devices formed thereby
DE102009056386B4 (de) * 2009-11-30 2024-06-27 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102010013494A1 (de) * 2010-03-31 2011-10-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
JP2014139998A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Toshiba Corp 半導体発光装置
US10242892B2 (en) * 2014-10-17 2019-03-26 Intel Corporation Micro pick and bond assembly

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173579A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
US20100317132A1 (en) * 2009-05-12 2010-12-16 Rogers John A Printed Assemblies of Ultrathin, Microscale Inorganic Light Emitting Diodes for Deformable and Semitransparent Displays
JP2011044643A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Oki Data Corp 半導体発光素子アレイ装置、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置
JP2012019217A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Samsung Led Co Ltd 半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、照明装置及びバックライト
JP2012009901A (ja) * 2011-10-07 2012-01-12 Oki Data Corp 表示装置
JP2014090052A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Nichia Chem Ind Ltd 発光素子、発光装置及び発光装置の製造方法
JP2014139999A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Toshiba Corp 半導体発光装置
JP2014160736A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Toshiba Corp 半導体発光装置及び発光装置
JP6483841B2 (ja) * 2015-01-30 2019-03-13 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH 半導体部品を製造するための方法、半導体部品およびデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018506850A (ja) 2018-03-08
CN107210294A (zh) 2017-09-26
WO2016120398A1 (en) 2016-08-04
US20160225953A1 (en) 2016-08-04
US9773945B2 (en) 2017-09-26
DE112016000533T5 (de) 2017-10-19
JP6824307B2 (ja) 2021-02-03
DE112016000533B4 (de) 2024-06-27
JP6483841B2 (ja) 2019-03-13
CN107210294B (zh) 2020-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019096902A (ja) 半導体部品を製造するための方法および半導体部品
JP6544730B2 (ja) 半導体部品を製造するための方法および半導体部品
US20250056937A1 (en) Etched trenches in bond materials for die singulation, and associated systems and methods
US8236584B1 (en) Method of forming a light emitting diode emitter substrate with highly reflective metal bonding
US8604491B2 (en) Wafer level photonic device die structure and method of making the same
KR101252032B1 (ko) 반도체 발광소자 및 이의 제조방법
US9691948B2 (en) Method for manufacturing light emitting device with preferable alignment precision when transferring substrates
US20110198609A1 (en) Light-Emitting Devices with Through-Substrate Via Connections
JP5964970B2 (ja) 半導体デバイス用不連続パターン化接合ならびに関連システムおよび方法
EP2438625B1 (en) Method of forming a dielectric layer on a semiconductor light emitting device, and semiconductor light emitting device with a dielectric layer
JP6470677B2 (ja) 封止された半導体発光デバイス
US20240097087A1 (en) Method of Transferring Patterned Micro-LED Die onto a Silicon Carrier for Wafer-to-Wafer Hybrid Bonding to a CMOS Backplane
WO2014120086A1 (en) Method of fabricating semiconductor devices
WO2013057668A1 (en) Led wafer bonded to carrier wafer for wafer level processing
TW201318236A (zh) 具增大面積之氮化鎵發光二極體及其製造方法
US20200194612A1 (en) Method of manufacturing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip
US20160343924A1 (en) LED-Based Light Emitting Devices Having Metal Spacer Layers
CN113451147A (zh) 集成半导体装置的制备方法和集成半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190214

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190703

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200602

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6824307

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250