CN103765585A - 具有倒装芯片式安装的固态辐射传感器的固态辐射传感器装置及其相关联系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种固态辐射传感器SSRT装置及SSRT装置的制造及使用方法。所述SSRT装置的一个实施例包含：辐射传感器(例如发光二极管)；及透射支撑组合件，其包含透射支撑部件，例如包含转换器材料的透射支撑部件。引线可定位在所述透射支撑部件的背侧处。所述辐射传感器可倒装芯片式安装到所述透射支撑组合件。例如，焊料连接可存在于所述辐射传感器的接触件与所述透射支撑组合件的所述引线之间。

Description

具有倒装芯片式安装的固态辐射传感器的固态辐射传感器装置及其相关联系统及方法
技术领域
本技术涉及一种固态辐射传感器装置及固态辐射传感器装置的制造方法。特定来说，本技术涉及具有倒装芯片式安装的固态辐射传感器的固态辐射传感器装置及其相关联系统及方法。
背景技术
许多移动电子装置(例如移动电话、个人数字助理、数码相机及MP3播放器)及其它装置(例如电视、计算机监视器及汽车)将发光二极管(“LED”)、有机发光二极管(“OLED”)、聚合物发光二极管(“PLED”)及其它固态辐射传感器(“SSRT”)用于背光照明。SSRT还用于标识、室内照明、室外照明及其它类型的一般照明。为在此类应用中运行，SSRT一般须与其它组件封装在一起以形成SSRT装置。常规SSRT装置可包含(例如)SSRT的背侧支撑件(例如安装件)、散热器、装置引线、将SSRT连接到所述装置引线的导线、光学组件(例如磷光体)及囊封剂。这些组件中每一者可提供若干功能中的一者或一者以上，其包含：(1)支撑SSRT；(2)保护SSRT；(3)在SSRT的操作期间散热；(4)修改来自SSRT的发射(例如改变SSRT发射的色彩)；及(5)将SSRT与外部系统的电路集成。
常规倒装芯片式安装方法通常将固态组件连接到其它装置组件而无需使用接线或其它导线。通常，在这些方法中，处理设备将焊料凸块沉积到固态组件的接触件上、使所述焊料凸块与其它装置组件的电极对准、将所述焊料凸块放置到其它装置组件的对应电极上及回焊所述焊料凸块。通常将底部填充材料安置在所安装固态组件与其它装置组件之间的空间中。
使用线接合(相比于倒装芯片式安装)来将常规SSRT连接到其它装置组件。然而，线接合具有若干缺点。例如，接线需要大量实体空间。这可在小型化应用及多个SSRT紧密集合的应用中成为问题。另外，接线形成是需要在昂贵设备上花时间的复杂过程。一旦形成，接线就成为SSRT封装的最不可靠部分中的一者。例如，导线与SSRT的差异热膨胀可随时间逝去而压迫导线且最终导致故障。鉴于常规SSRT装置的这些及/或其它缺陷，此领域仍需创新。
附图说明
可参考以下图式而更好地了解本发明的许多方面。图式中的组件未必按比例绘制。而是，重点在于清楚地说明本发明的原理。在图式中，相同参考数字标示全部若干视图中的对应部件。
图1为根据本技术的实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图2为图1中所展示的SSRT装置内的辐射传感器的示意横截面图。
图3为一系统的示意横截面图，其包含初级组件的外部系统安装件上的图1中所展示的SSRT装置。
图4为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图5为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图6为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图7为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图8为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图9为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图10为根据本技术的另一实施例的SSRT装置的示意横截面图。
图11A到11E为说明根据本技术的实施例的SSRT装置的形成过程的示意横截面图。
具体实施方式
下文中描述固态传感器(“SSRT”)装置及其相关联系统及方法的若干实施例的具体细节。术语“SSRT”及“辐射传感器”一般是指裸片或其它结构，其包含半导体材料作为有源媒体以将电能转换为可见光谱、紫外线光谱、红外线光谱及/或其它光谱内的电磁辐射。例如，SSRT包含固态发光体(例如LED、激光二极管等等)及/或除电丝极、等离子体或气体以外的其它发射源。替代地，SSRT可包含将电磁辐射转换为电的固态装置。另外，术语“衬底”可根据其所使用的上下文而指代晶片级衬底或单一化装置级衬底。相关领域的技术人员还应了解，本技术可具有额外实施例且可在无需以下参考图1到11而描述的实施例的若干细节的情况下实践本技术。
在某些应用中，常规SSRT封装的许多功能是不必要的。例如，一些常规SSRT装置被并入到具有用于足够支撑、保护及散热的组件的系统中，从而导致常规SSRT封装的此类组件变得多余。此外，常规SSRT封装的某些组件可导致可靠性问题。例如，SSRT以高温操作且SSRT的不同组件的不同膨胀及收缩可导致SSRT与导线(其通常用以将SSRT连接到装置引线)之间的连接故障。本技术的若干实施例无需接线及不必要的封装元件，同时以倒装芯片式安装保留完整功能性。
图1为根据本技术的实施例的SSRT装置100的示意横截面图。在一个实施例中，SSRT装置100包含：辐射传感器102，其在图2中更详细说明；及透射支撑组合件104，其通过倒装芯片式安装形式而电及机械地耦合到辐射传感器。透射支撑组合件104的至少一部分足以透射辐射传感器102产生或接收的辐射。透射支撑组合件104还具足够刚性，或具机械强度使得其在处置及实施期间保护及支撑辐射传感器102。常规辐射传感器及其它固态组件通常倒装芯片式安装到不透明支撑结构上的引线。相比之下，如图1中所展示，本技术的实施例可包含倒装芯片式安装到具至少部分透射性的结构(例如透射支撑组合件104)的辐射传感器102。此配置无需线接合及/或背侧支撑，同时仍提供光修改及与外部系统的电路的兼容性。
如图2中所展示，辐射传感器102包含传感器结构106，其具有第一半导体材料108、作用区110及第二半导体材料112。第一半导体材料108可为P型半导体材料，例如P型氮化镓(“P-GaN”)。第二半导体材料112可为N型半导体材料，例如N型氮化镓(“N-GaN”)。第一半导体材料108及第二半导体材料112可除N-GaN外还个别地包含砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化镓砷(GaAsP)、磷化镓(III)(GaP)、硒化锌(ZnSe)、氮化硼(BN)、氮化铝镓(AlGaN)及/或其它适合的半导体材料中的至少一者，或包含以上中的至少一者取代N-GaN。作用区110可包含单量子阱(“SQW”)、多量子阱(“MQW”)及/或块状半导体材料。术语“块状半导体材料”一般是指具有约10纳米与约500纳米之间的厚度的单颗粒半导体材料(例如氮化铟镓(“InGaN”))。在某些实施例中，作用区110可包含InGaN SQW、MQW或氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)块状材料。在其它实施例中，作用区110可包含磷化铝镓铟(AlGaInP)、氮化铝镓铟(AlGaInN)及/或其它适合的材料或配置。
图2中所说明的辐射传感器102为侧向类型且包含分别连接到第一半导体材料108及第二半导体材料112的第一接触件114及第二接触件116。第一接触件114及第二接触件116可包含金属，例如镍(Ni)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)及钨(W)。电介质材料118使第二接触件116与第一半导体材料108及作用区110隔离。电介质材料118可包含二氧化硅(SiO2)及/或氮化硅(SiN)。辐射传感器102还可包含第二半导体材料112处的载体衬底120。载体衬底120可为(例如)金属(例如镍(Ni)或金(Au))、硅、氮化铝或蓝宝石。辐射传感器102具有作用侧122及背侧124。为在载体衬底120不具反射性时改善来自作用侧122的发射，可将反射器(例如包含金属(例如镍(Ni)或金(Au))的反射器)定位在第二半导体材料112与载体衬底120之间。
虽然已结合图2中所展示的特定辐射传感器102来说明所揭示技术的实施例，但所揭示技术的实施例可与几乎任何辐射传感器102(其包含具有各种接触件结构的辐射传感器(例如垂直及侧向辐射传感器)以及具有各种尺寸及形状的辐射传感器)一起使用。本技术的实施例还可与单一辐射传感器或多个辐射传感器(例如一个或一个以上辐射传感器阵列)一起使用。载体衬底120也是任选的。如果载体衬底120存在，那么载体衬底120通常位于辐射传感器102的背侧124上(如图2中所展示的辐射传感器中)，但在一些情况中，载体衬底可位于辐射传感器的作用侧122上。当载体衬底120定位在辐射传感器102的作用侧122上时，载体衬底120可由透明材料(例如蓝宝石)制成。
在本技术的若干实施例中，辐射传感器102的背侧124为SSRT装置100的外表面。这与SSRT被完全围封在封装内的常规SSRT装置不同。考虑到这一点，并入有具有由非常适合于直接暴露于外部系统的材料(例如具有良好耐蚀性及耐久性的材料)制成的载体衬底120的SSRT 100可能是有效的。使载体衬底120包含具有高导热率以改善散热性的材料也可能是有效的。尤其适合于载体衬底120的材料的实例包含金(Au)及氮化铝(AlN)。
返回参考图1，SSRT装置100的所说明实施例进一步包含辐射传感器102与透射支撑组合件104之间的底部填充物126。透射支撑组合件104包含透射支撑部件128及边缘反射器130。透射支撑部件128可包含基质材料132(例如聚合材料)及转换器材料134(例如掺铈(III)钇铝石榴石(YAG)，其在基质材料中具有特定浓度以在光致发光下发出从绿色到黄色及到红色的色彩范围)。在其它实施例中，转换器材料134可包含掺钕YAG、钕铬双掺YAG、掺铒YAG、掺镱YAG、钕铈双掺YAG、钬铬铥三掺YAG、掺铥YAG、掺铬(IV)YAG、掺镝YAG、掺钐YAG、掺铽YAG及/或其它适合的波长转换材料。来自传感器结构106(图2)的发射(例如光)可照射转换器材料134，且经照射转换器材料可发出具有某一质量(例如色彩、暖和度、强度等等)的光。边缘反射器130可防止或减少通过透射支撑组合件104的边缘的光管道及发射损失。适合于边缘反射器130的材料包含银(Ag)及金(Au)。
在图1所说明的SSRT装置100的实施例中，透射支撑组合件104包含单一透射支撑部件128及透射支撑部件中的单一类型的转换器材料134。其它实施例可在透射支撑组合件104内具有一个以上透射支撑部件128。每一透射支撑部件128可不具有转换器材料134、具有一个转换器材料或具有多个转换器材料。例如，本技术的若干实施例可配置为红色-白色-绿色-蓝色(“RWGB”)装置。此类实施例的透射支撑组合件104可包含三个转换器材料134。第一转换器材料134可为黄色磷光体，其与由传感器结构106发出的蓝光混合以形成白色像素。第二及第三转换器材料134可分别为红色及绿色磷光体，其完全转换来自传感器结构的蓝光以形成对应红色及绿色像素。传感器结构106可产生蓝色发射且无需转换。RWGB装置可用在显示器、监视器、电视及/或其它适合的多色应用中。
透射支撑组合件104还可包含具有图案化在透射支撑部件128上的多个引线136的导电选路。例如，引线136可为具有光图案化在透射支撑部件128的背侧138上的垫的铜(Cu)或铝(Al)迹线。在若干实施例中，引线各自包含经定尺寸以接纳垫之间的焊料凸块及迹线的两个或两个以上垫。透射支撑组合件104可进一步包含焊接掩模140，其图案化在引线136及透射支撑部件128的背侧138上以在引线136的垫上具有开口。焊接掩模140可包含电介质材料，例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)及/或其它适合d电介质材料。
辐射传感器102有效封装在透射支撑组合件104上。例如，SSRT装置100可包含：焊料连接142，其介于辐射传感器102的作用侧122上的接合垫(图中未展示)与透射支撑部件128的背侧138上的引线136之间；及外部焊料凸块144，其在焊接掩模140的开口内被部分隔离。在所说明实施例中，外部焊料凸块144为SSRT装置100的唯一外部电极。其它实施例可具有额外外部电极或另一电极配置。例如，在若干实施例中，辐射传感器102为垂直装置且辐射传感器的背侧124包含额外外部电极。这些实施例可在辐射传感器102的背侧124上包含额外焊料以促进辐射传感器的背侧到外部系统的电连接。
焊料连接142及外部焊料凸块144可包含半导体制造技术中已知的任何焊接材料。在若干实施例中，焊料连接142及外部焊料凸块144包含金(Au)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)及/或其它适合的导电材料。焊料连接142及外部焊料凸块144还可包含导电聚合物(例如聚乙炔、聚吡咯或聚苯胺)。由于焊料连接142及引线136可定位在辐射传感器102的作用侧122上，所以可通过使用透明导电材料而潜在地改善来自SSRT装置100的输出。例如，焊料连接142及/或引线136可包含氧化铟锡(ITO)。
底部填充物126包围焊料连接142且占用辐射传感器102与透射支撑组合件104之间的剩余空间。底部填充物126可(例如)吸收由辐射传感器102及透射支撑组合件104的差异热膨胀及收缩引起的应力。这防止此膨胀及收缩导致焊料连接142受损，焊料连接142受损可导致装置故障。适合于底部填充物126的材料包含实质上透光材料，例如实质上透光聚硅氧或实质上透光环氧树脂。在若干实施例中，底部填充材料与透射支撑组合件104的一个或一个以上透射支撑部件128的基质材料132相同。
图3说明与初级组件147(例如可与SSRT装置100集成的灯、电器、车辆或其它产品)的外部系统安装件146的一个实例连接的SSRT装置100。外部系统安装件146包含衬底148、安装件150及两个系统电极152。为将SSRT装置100连接到外部系统安装件146，SSRT装置可被放置在外部系统安装件上使得外部焊料凸块144与系统电极152对准。接着，可回焊外部焊料凸块144。辐射传感器102可搁置在安装件150上、接合到安装件(例如经由黏着剂)或悬浮在安装件附近。在某些外部系统安装件146中，安装件150包含用于支撑辐射传感器102的托架或其它凹座。外部系统安装件146还可不包含安装件150且由外部焊料凸块144的回焊形成的焊料接合可向SSRT装置100提供机械支撑。
在具有侧向型辐射传感器102的所说明SSRT装置100中，外部焊料凸块144中的一者为P型连接且另一外部焊料凸块为N型连接。如图3中所展示，这些外部焊料凸块144分别连接到P型(+)及N型(-)系统电极。在辐射传感器102包含背侧接触件的实施例中，安装件150可包含额外系统电极。例如，在包含垂直型辐射传感器102的实施例中，辐射传感器的背侧接触件可焊接到安装件150上的系统电极或代替安装件150。在此类实施例中，与辐射传感器102的背侧124连接的系统电极可为P型且其它电极可为N型，或与辐射传感器的背侧连接的系统电极可为N型且其它电极可为P型。
图2中所展示的辐射传感器102的第一接触件114与第二接触件116在辐射传感器的作用侧122上实质上共面。此配置促进倒装芯片式安装，这是因为可使用具有实质上相同尺寸的焊料连接142来将一个表面上的两个或两个以上实质上共面接触件连接到另一表面上的两个或两个以上实质上共面引线。然而，此特征不是必需的。若干实施例包含具有作用侧122上的非共面接触件的辐射传感器102。在这些实施例中，不同尺寸焊料连接142可存在于辐射传感器102与透射支撑组合件104的引线136之间。替代地，可非对称地形成SSRT装置100的其它部分以接纳辐射传感器102上的不同接触位置。例如，引线136可具有不同厚度或被放置在一个或一个以上间隔层上。
SSRT装置100的外部焊料凸块144实质上为对称的且远离透射支撑组合件104而延伸到与辐射传感器102的背侧124实质上平齐的平面。此配置适合于将SSRT装置100连接到外部系统安装件146(其中安装件150与系统电极152实质上共面，例如图3中所展示的外部系统安装件146)。为连接到具有不同配置的外部系统安装件146，外部焊料凸块144可具不同尺寸以(例如)延伸到相对于辐射传感器102的背侧124的不同垂直位置。SSRT装置100的其它部分也可经不同配置以具有例如上述特征(其用于接纳具有不同垂直位置的辐射传感器102的接触件)的特征。例如，可通过延长或缩短引线136而容易地修改外部焊料凸块144的水平位置。为具更大变通性，还可用其它电连接类型(例如导线)替换外部焊料凸块144。用以替代外部焊料凸块144的导线可比常规SSRT装置中用以将SSRT连接到其它装置组件的导线可靠。用以替代外部焊料凸块144的导线(例如)可在组成上类似于引线136，且因此不经受由差异热膨胀引起的应力。
在本技术的若干实施例中，形成与辐射传感器102分离的透射支撑组合件104。相比而言，许多常规SSRT装置的透射组件直接形成于辐射传感器上(例如通过将材料沉积到辐射传感器的表面上)。分离地形成透射支撑组合件104可具有利性，这是因为某些形成过程(例如模制)难以直接在辐射传感器表面执行。特定来说，可使用模制来形成具有各种有效形状及表面特性的透射支撑组合件104的部分(例如图1中所展示的透射支撑部件128)。在常规设计中，直接形成于辐射传感器上的透射组件会被限制尺寸及形状。相比之下，本技术的实施例可包含透射支撑部件128，其尺寸及形状确定与辐射传感器102的尺寸及形状或阵列中辐射传感器的数目无关。因此，通常可根据SSRT装置100将被并入到的外部系统的次级光学组件或其它结构的规格而设定这些实施例的透射支撑部件128的尺寸及形状。例如，一些外部系统包含反射器腔、菲涅耳(Fresnel)透镜及/或枕形透镜以修改来自SSRT装置100的发射。可根据此类结构的规格而设定本技术的若干实施例的透射支撑部件128的尺寸及形状，使得SSRT装置100与此类结构有效集成。例如，本技术的若干实施例的透射支撑部件128经定尺寸及定形以支撑外部系统的某些组件(例如某些次级光学组件)或配合在其内部。
如(例如)图1中所展示，可用介入空间中的焊料连接142及底部填充材料126来隔开透射支撑组合件104与辐射传感器102。以此方式隔开透射支撑部件128与辐射传感器102可具有利性。例如，可能难以在透射组件直接形成于辐射传感器表面上时形成相对较厚、尺寸均匀且/或转换器浓度均匀的此类透射组件。一阵列中的多个辐射传感器还可安装到与所述辐射传感器阵列隔开的透射支撑部件128。此外，有效用于透射组件的一些材料(例如某些聚合物)可能因操作期间与辐射传感器直接接触产生的热而变暗或以其它方式受损。使这些材料与辐射传感器隔开可防止此损害发生。
图4说明SSRT装置200，其包含具有透射支撑部件204的透射支撑组合件202，透射支撑部件204实质上呈半球形且在SSRT装置的几乎整个表面上延伸。图5说明SSRT装置250，其包含具有透射支撑部件254的透射支撑组合件252，透射支撑部件254在边缘附近实质上呈平坦状且在SSRT装置的中心部分上实质上呈半球形。
在图4及5的SSRT装置200、250中，透射支撑部件204、254包含实质上均匀分布的转换器材料134。在其它实施例中，转换器材料134在透射支撑部件中的分布可不均匀。图6说明与图4的SSRT装置200类似的SSRT装置300，但其中透射支撑组合件302具有包含不均匀分布的转换器材料134的透射支撑部件304。图7说明与图5的SSRT装置250类似的SSRT装置350，但其中透射支撑组合件352具有包含不均匀分布的转换器材料134的透射支撑部件354。图6的透射支撑部件304包含：第一部分306，其具有低浓度的转换器材料134或不具有转换器材料；及第二部分308，其具有相对较高浓度的转换器材料。类似地，图7的透射支撑部件354包含：第一部分356，其具有低浓度的转换器材料134或不具有转换器材料；及第二部分358，其具有相对较高浓度的转换器材料。在图6及7中，用虚线指示透射支撑部件308、358的第一部分306、356与透射支撑部件304、354的第二部分308、358之间的界限，这是因为第一及第二部分位于相同透射支撑部件内。其它实施例可包含具有不同浓度的转换器材料的分离的透射支撑部件，例如与图6及7中所展示的透射支撑部件304、354的第一部分306、356及第二部分308、358相似的分离的透射支撑部件。
图8说明SSRT装置400，其具有包含第一透射支撑部件404及第二透射支撑部件406的透射支撑组合件402。第一透射支撑部件404包含转换器材料134。第二透射支撑部件406为定位在辐射传感器102与第一透射支撑部件404之间的过渡层。其它实施例可包含作为唯一透射支撑部件的过渡层、透射支撑组合件内的不同位置处的过渡层或透射支撑组合件内的多个过渡层。第二透射支撑部件406可由具有折射率的材料制成，所述折射率介于辐射传感器102的传感器结构106的折射率与比第二透射支撑部件更远离辐射传感器定位的第一透射支撑部件404的折射率之间。在若干实施例中，透射支撑部件(其为过渡层)具有从约1.6到约1.9的折射率。来自辐射传感器102的发射穿过此材料通常通过减少折射及其相关联背部反射而改善SSRT装置400的输出。适合于第二透射支撑部件406的材料的实例包含玻璃、三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯及聚碳酸酯。
在本技术的若干实施例中，可使透射支撑组合件的外表面或透射支撑组合件内的界面粗糙化及/或纹理化。图9说明SSRT装置450，其具有含透射支撑部件454(其具有纹理化表面456)的透射支撑组合件452。包含纹理化表面(例如纹理化表面456)可通过(例如)减少透射支撑组合件452内的全内反射而改善来自SSRT装置450的输出。纹理化可包含规则图案化、随机图案化、微图案化及/或宏图案化。纹理化方法包含在形成透射支撑部件之后光刻、蚀刻及磨蚀。也可使用模制(下文中更详细论述)来改动本技术的实施例中的透射支撑部件的表面特性。
图10说明SSRT装置500，其包含围绕SSRT装置的背侧的大部分的囊封剂502。囊封剂502可保护SSRT装置500的辐射传感器102及其它部分以及在操作期间消散来自辐射传感器的热。适合于囊封剂502的材料包含聚合材料，例如透明及不透明环氧树脂。外部焊料凸块504大于图1及图3到9中所展示的外部焊料凸块144以便延伸超出囊封剂502的外表面。当将SSRT装置500连接到外部系统安装件146时，囊封剂502的底面可搁置在安装件150上、接合到安装件(例如经由黏着剂)或悬浮在安装件附近。如果辐射传感器102包含背侧接触件，那么电极可延伸穿过囊封剂502以连接到外部电极。
图11A到11E说明根据本技术的实施例的SSRT装置100的形成过程。图11A展示已在形成衬底550上形成透射支撑部件128后的过程的阶段。形成衬底550可为具足够刚性或足够机械强度以支撑透射支撑部件128的任何衬底。例如，形成衬底550可为硅晶片、聚合物、玻璃或其它类型的晶片或薄片。透射支撑部件128可通过技术(例如模制、喷墨、旋转涂覆、化学气相沉积(“CVD”)或物理气相沉积(“PVD”))而形成于形成衬底550上。此外，模制通常非常适合于制造较厚透射支撑部件128，例如具有大于约150微米的厚度的透射支撑部件。旋转涂覆及其它沉积工艺通常更适合于制造较薄透射支撑部件128，例如具有小于约150微米的厚度的透射支撑部件。具有转换器材料134的较厚透射支撑部件128通常可实现与具有较低浓度的转换器材料的较薄透射支撑部件相同的转换程度。因此，可在较薄透射支撑部件需要超过饱和度的转换器材料浓度时使用具有转换器材料134的较厚透射支撑部件128。作为制造具有转换器材料134的透射支撑部件128的替代方案，可从(例如)Shin-Etsu Chemical有限公司(日本东京)购得具有转换器材料的预制透射支撑部件。
在本技术的若干实施例中，前驱体材料沉积在形成衬底550上且接着经固化(例如通过超音波或热)以形成透射支撑组合件104的一个或一个以上透射支撑部件128。适合的前驱体材料包含液体及/或粉末以及聚合及/或非聚合材料。适合于具有转换器材料134的透射支撑部件128的前驱体材料包含含有磷光体颗粒的环氧树脂。前驱体材料也可经模制(例如射出模制)，而非简单沉积。如果使用模制，那么形成衬底550可为模具的一部分。模制允许形成具有各种形状及尺寸的透射支撑部件，例如图1及图4到8中所展示的透射支撑部件128、204、254、304、354、404、406。还可使用模制来形成具有不同表面特性的透射支撑部件，例如图9中所展示的透射支撑部件454(其具有纹理化表面456)。例如，可将纹理图案并入到模具的一部分中。
可使用一些模制技术来形成具有不同部分及不同浓度的转换器材料134的透射支撑部件，例如图6及7的透射支撑部件304、354。例如，前驱体材料可经模制且接着被允许在固化前的周期期间静止，同时重力导致转换器材料134的颗粒沉降。使用重力，经模制前驱体材料在固化前的周期期间相对于重力方向的定向确定最终透射支撑部件的配置。替代地，可将经模制前驱体材料放置在离心机中，且经模制前驱体材料在固化前的周期期间相对于离心力方向的定向确定最终透射支撑部件的配置。适合于模制本技术的实施例中所使用的透射支撑部件的机器包含TOWA公司(日本京都)的型号LCM1010及FFT1030W。
图11B展示已在透射支撑部件128上形成引线136后的过程的阶段，且图11C展示已在引线136上形成焊接掩模140后的阶段。可使用半导体制造技术中已知的任何沉积及图案化技术(例如CVD、PVD或原子层沉积(“ALD”))随后使用光刻来形成引线136及焊接掩模140。
与图11A到11C中所展示的步骤分离，焊料球沉积到辐射传感器102的作用侧122上的接触件上。接着，辐射传感器102经翻转且被放置在图11C中所展示的结构上，其中辐射传感器的焊料球与引线136对准。接着，焊料经回焊(例如通过超音波或热)以产生具有图11D中所展示的焊料连接142的结构。替代地，焊料球可被放置在引线136上且辐射传感器102被放置到焊料球上。如图11E中所展示，底部填充物126接着被引入到透射支撑部件128与辐射传感器102之间的区域中。这可通过(例如)从图11D中所展示的结构的侧部注入经加热底部填充材料且接着固化所述底部填充材料(例如经由微波辐射)而完成。接着，外部焊料凸块144被沉积在焊接掩模140的开口中。最后，形成衬底550与透射支撑部件128分离以形成图1中所展示的SSRT装置100。虽然图11A到11E中未说明，但可(例如)通过蚀刻一阵列的SSRT装置内的个别SSRT装置之间及其周围的沟槽且在形成焊接掩模140之前将反射材料(例如银(Ag))沉积到所述沟槽中而形成边缘反射器130。一旦完成，就可沿所述沟槽的中心切割所述SSRT装置阵列使得所述反射材料的一部分保留在每一SSRT装置的边缘上。
可使用除参考图11A到11E而描述的过程以外的各种过程来制造根据本技术的实施例的SSRT装置100。例如，在若干实施例中，不使用形成衬底550。相反，SSRT装置100可形成于预形成的自行支撑透射支撑部件128(例如，包含转换器材料134的透射支撑部件或作为过渡层的透射支撑部件)上。当使用形成衬底550时，可在所述过程期间的各个时间移除形成衬底。例如，透射支撑组合件104可形成于形成衬底550上且接着在安装辐射传感器102之前从形成衬底移除。此外，辐射传感器102可安装到透射支撑组合件104或透射支撑组合件可安装到辐射传感器。
应从前述内容将了解，虽然本文中已出于说明的目的而描述本技术的特定实施例，但可在不背离本技术的情况下做出各种修改。例如，图1到11中所说明的实施例包含两个焊料连接142。本技术的其它实施例可包含一个、三个、四个、五个或更多数目的焊料连接142。可在其它实施例中组合或消除特定实施例的上下文中所描述的本技术的某些方面。例如，图1中所展示实施例的透射支撑组合件104可包含图8中所展示实施例的第二透射支撑部件406。此外，虽然已在那些实施例的上下文中描述与本技术的某些实施例相关联的优点，但其它实施例也可展现此类优点，且未必全部实施例均需要展现落在本技术的范围内的此类优点。因此，本发明及其相关联技术可涵盖本文中未明确展示或描述的其它实施例。

Claims (24)

1.一种固态辐射传感器SSRT装置，其包括：
辐射传感器，其包含第一半导体材料、第二半导体材料及所述第一半导体材料与所述第二半导体材料之间的作用区；及
透射支撑组合件，其附接到所述辐射传感器，其中所述透射支撑组合件包含具有背侧的透射支撑部件，所述透射支撑组合件经定位使得抵达或来自所述辐射传感器的发射在所述透射支撑部件的所述背侧处穿过所述透射支撑组合件，且所述透射支撑组合件包含与所述辐射传感器的接触件电连接的引线。
2.根据权利要求1所述的SSRT装置，其中所述透射支撑部件具有纹理化侧。
3.根据权利要求1所述的SSRT装置，其中所述透射支撑部件的一侧的至少一部分呈凸形。
4.根据权利要求1所述的SSRT装置，其中所述辐射传感器倒装芯片式安装在所述透射支撑组合件上。
5.根据权利要求1所述的SSRT装置，其进一步包括所述辐射传感器与所述透射支撑组合件之间的实质上透光底部填充材料。
6.根据权利要求1所述的SSRT装置，其进一步包括第一焊料连接及第二焊料连接，其中所述引线为第一引线，所述接触件为第一接触件，所述透射支撑组合件进一步包含第二引线，所述辐射传感器进一步包含第二接触件，所述第一焊料连接将所述辐射传感器的所述第一接触件连接到所述透射支撑组合件的所述第一引线，所述第二焊料连接将所述辐射传感器的所述第二接触件连接到所述透射支撑组合件的所述第二引线，且所述第一焊料连接与所述第一引线之间的接口同所述第二焊料连接与所述第二引线之间的接口实质上共面。
7.根据权利要求1所述的SSRT装置，其中所述透射支撑部件为第一透射支撑部件，所述透射支撑组合件包含定位在所述第一透射支撑部件与所述辐射传感器之间的第二透射支撑部件，所述第一透射支撑部件包含转换器材料，且所述第二透射支撑部件具有介于所述辐射传感器的折射率与所述第一透射支撑部件的折射率之间的折射率。
8.根据权利要求7所述的SSRT装置，其中所述第二透射支撑部件具有从约1.6到约1.9的折射率。
9.根据权利要求1所述的SSRT装置，其中所述透射支撑部件包含基质内的转换器材料。
10.根据权利要求9所述的SSRT装置，其中所述透射支撑部件包含具有第一浓度的转换器材料的第一部分及具有第二浓度的转换器材料的第二部分，且所述第一转换器材料浓度高于所述第二转换器材料浓度。
11.一种固态传感器SSRT装置，其包括倒装芯片式安装到透射支撑组合件的辐射传感器，所述辐射传感器具有第一半导体材料、第二半导体材料、所述第一半导体材料与所述第二半导体材料之间的作用区，及电连接到所述第一半导体材料且表面安装到所述透射支撑组合件的引线的接触件。
12.根据权利要求11所述的SSRT装置，其中所述透射支撑组合件透射抵达或来自所述辐射传感器的辐射。
13.根据权利要求11所述的SSRT装置，其中所述透射支撑组合件包含转换器材料。
14.根据权利要求11所述的SSRT装置，其中所述辐射传感器为发光二极管。
15.根据权利要求11所述的SSRT装置，其中所述辐射传感器为光伏电池。
16.一种制造固态辐射传感器SSRT装置的方法，其包括将辐射传感器倒装芯片式安装到透射支撑组合件上，使得所述辐射传感器的作用侧面向所述透射支撑组合件的透射支撑部件的背侧且所述辐射传感器的接触件电耦合到所述透射支撑部件的所述背侧处的引线。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括将实质上透光底部填充材料安置在所述辐射传感器与所述透射支撑部件之间。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述透射支撑部件为第一透射支撑部件，所述透射支撑组合件包含第二透射支撑部件，所述第一透射支撑部件包含转换器材料，所述第二透射支撑部件具有介于所述辐射传感器的折射率与所述第一透射支撑部件的折射率之间的折射率，且将所述辐射传感器倒装芯片式安装到所述透射支撑组合件上包含将所述辐射传感器倒装芯片式安装到所述透射支撑组合件上使得所述第二透射支撑部件定位在所述辐射传感器与所述第一透射支撑部件之间。
19.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括形成所述透射支撑部件，其中形成所述透射支撑部件包含将包含基质材料及所述基质材料内的转换器材料的前驱体材料旋转涂覆到衬底上，及固化所述前驱体材料。
20.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括形成所述透射支撑部件，其中形成所述透射支撑部件包含使所述透射支撑部件的一侧纹理化。
21.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括形成所述透射支撑部件，其中形成所述透射支撑部件包含模制包含基质材料及所述基质材料内的转换器材料的前驱体材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其中模制所述前驱体材料包含将所述前驱体材料引入到模具中，其中所述模具包含纹理化表面，且所述透射支撑部件包含与所述模具的所述纹理化表面对应的纹理化表面。
23.根据权利要求21所述的方法，其中模制所述前驱体材料包含将所述前驱体材料引入到模具中，其中所述模具包含凹面，且所述透射支撑部件包含与所述模具的所述凹面对应的凸面。
24.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括固化所述前驱体材料及在固化所述前驱体材料之前聚集所述转换器材料，其中聚集所述转换器材料包含允许所述基质材料内的所述前驱体材料在重力作用下沉降或将力施加到所述前驱体材料以使所述基质材料内的所述前驱体材料移位。
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