EP4473564A1 - Vorrichtung zum transferieren und verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum transferieren und verfahren

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EP4473564A1
EP4473564A1 EP23703176.0A EP23703176A EP4473564A1 EP 4473564 A1 EP4473564 A1 EP 4473564A1 EP 23703176 A EP23703176 A EP 23703176A EP 4473564 A1 EP4473564 A1 EP 4473564A1
Authority
EP
European Patent Office
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light pulse
semiconductor component
target substrate
light
pulse
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.)
Pending
Application number
EP23703176.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schwarz
Markus Boss
Sebastian Wittmann
Tobias Berthold
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
Original Assignee
Ams Osram International GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ams Osram International GmbH filed Critical Ams Osram International GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a device for transferring at least one semiconductor component and a method for transferring at least one component.
  • Target substrate can on the one hand be understood to mean another temporary carrier, but also a circuit board, a PCB, a backplane or the like.
  • a method is expediently used for this, which can transfer a large number of components in a very short time. It becomes difficult such a transfer mainly in the case of small components, the pLEDs mentioned above, since their lateral dimensions are only in the range of a few ⁇ m.
  • An essential aspect is to provide a solder between the contact surfaces of the semiconductor component and the target substrate for adhesion of the semiconductor component to the target substrate, which is melted with a second laser pulse shortly before the semiconductor component hits the target substrate. In other words, the solder is melted during the flight of the semiconductor device.
  • liquid solder wets both the target substrate and the semiconductor component so that it does not jump away on impact.
  • One aspect of the invention provides a device for transferring at least one semiconductor component, in particular an optoelectronic component, from a carrier substrate to a target substrate.
  • both the semiconductor component and the target substrate each include at least one contact area which corresponds to one another, with at least one of the contact areas having a soldering material.
  • the apparatus includes at least one laser device configured to emit a first pulse of light onto the semiconductor device for release from the carrier substrate towards the target substrate.
  • the device is also designed to emit a second light pulse after the first light pulse.
  • the second light pulse is configured, the solder material on the at least one contact surface to melt during the flight of the semiconductor substrate, d. H . before the semiconductor device reaches the target substrate.
  • This melting process results in a mechanical attachment when the semiconductor component hits it. This avoids the ricocheting that occurs with conventional methods. In this way, a connection is created which, due to the molten solder, is characterized by high shear strength and good electrical and thermal conductivity at the same time. Due to the short melting times of the solder, the risk of oxidation is reduced and good wetting and soldering are still achieved.
  • light pulse is understood to mean a light beam, generated in particular by a laser.
  • laser pulse or also light pulse are therefore understood synonymously in the sense of this application.
  • the energy required for detaching and/or melting can also be supplied in other ways, in particular by a radio pulse, IR pulse, xenon pulse lamp and the like. This type of energy supply should also come under the term light pulse.
  • a distance between the first light pulse and the second light pulse is greater than a pulse duration of at least one of the first and second light pulses, in particular longer than ten times the pulse duration of at least one of the first and second light pulses.
  • the energy introduced is set as far as possible in such a way that it is sufficient to melt the solder.
  • the second light pulse directly follows the first light pulse and in particular has the same energy or the same power. If necessary, this also allows a particularly simple realization with only one laser.
  • the device includes a beam splitter configured to generate the first and second light pulses.
  • the second light pulse can be delayed (eg due to a longer travel distance). It is also possible to split the energy of a light pulse by the beam splitter, so that the two resulting light pulses have different energies. Alternatively, 2 light pulses can also be combined by a beam splitter.
  • the first and second light pulses can essentially have the same wavelength. In some aspects, however, light pulses with different wavelengths can also be used for this purpose. In some configurations it is provided that the first light pulse has a significantly shorter wavelength than the second light pulse.
  • the first light pulse can have a wavelength in the ultraviolet range or blue spectrum, while the second light pulse is in the infrared range.
  • the wavelengths of both light pulses, and particularly the second light pulse are matched to the materials.
  • the second light pulse should have a wavelength that is well absorbed in the solder or the impinging surface in order to enable a high energy input.
  • At least she can a laser device for emitting the first laser pulse may be formed on at least one side of the semiconductor component, which faces away from the solder material.
  • the laser device is designed in such a way that the first light pulse impinges on a side of the semiconductor component that is connected to the carrier substrate.
  • This side can comprise a material which is arranged between the carrier substrate and the semiconductor component and heats up well as a result of the first light pulse or at least significantly reduces its adhesion, so that the semiconductor component detaches from the carrier substrate.
  • a material can be provided which vaporizes during the first laser pulse.
  • the semiconductor component is attached to the carrier substrate via a holding layer that can be detached by the first light pulse.
  • the side of the semiconductor component on which the first light pulse occurs can have roughening or structuring.
  • the solder is embodied on a pad of the semiconductor device.
  • the laser device for emitting the second light pulse is designed in such a way that the second light pulse impinges on the solder material on the contact surface of the semiconductor component or the target substrate.
  • the laser device is designed to emit the second light pulse in such a way that it impinges on the contact area of the semiconductor component that is covered with solder material. The second light pulse can thus run counter to the direction of fall of the semiconductor component or at least at an angle, in particular less than 45°.
  • Radiating the second light pulse directly onto the contact surface covered with solder has the advantage that energy is applied directly to the solder. Heat conduction through the semiconductor component is therefore not necessary, and the thermal load on the component is reduced.
  • the solder to be reflowed is on a contact surface of the target substrate. This is advantageous since a thermal load on the semiconductor component is further reduced and the melting process can be configured flexibly. A higher energy input is initially less problematic than for the semiconductor component.
  • the laser device is thus designed to emit the second light pulse onto a contact surface covered with solder material on the target substrate.
  • the contact pad of the semiconductor device also includes a thin layer of solder. This can serve as a buffer layer, which absorbs part of the thermal energy when the component hits the molten solder.
  • the second light pulse can thus strike the contact surface covered with solder material perpendicularly, but also at an angle.
  • a further aspect relates to a method for transferring a semiconductor component, in particular an optoelectronic component, from a carrier substrate to a target substrate, in which the semiconductor component has at least one contact area which corresponds to at least one contact area on the target substrate, with at least one of the contact areas having a solder material .
  • a first light pulse is generated and emitted onto the semiconductor component in order to detach the lab conductor substrate from the carrier substrate. After being released, the semiconductor substrate falls towards the target substrate.
  • a second light pulse is then generated after the first light pulse, which is configured in such a way that the solder material is melted on the at least one contact surface during the flight of the semiconductor component.
  • the second light pulse occurs later than the first light pulse, so that both light pulses are also separated in time. By timing the second light pulse, as well as its energy can be ensured that the solder material just before the impingement of the semiconductor component on the Contact surface of the target substrate is melted, so that the component sticks there.
  • the first light pulse it is expedient to allow the first light pulse to impinge on the semiconductor component on a side that faces away from the solder material. In some aspects it can be provided that the first light pulse radiates through the carrier substrate, d. H . falls on the semiconductor component from "behind". In some aspects, this can result in evaporation or dissolution of an adhesive layer between the semiconductor component and the carrier substrate.
  • the second light beam advantageously falls directly onto the contact surface covered with solder material.
  • the second light pulse can thus be irradiated from the "front".
  • the step of generating the second light pulse includes emitting the second light pulse onto solder material, which is arranged on a contact surface of the semiconductor component that is opposite the side.
  • the second light pulse can also be emitted onto and melt solder material that is located on a contact surface of the target substrate.
  • This light pulse can also be applied to the contact surface either from above or from an angle, but also from below, i. H . take place through the target substrate.
  • This variant has the advantage that thermal loading of the semiconductor component by the second light pulse is avoided.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a conventional semiconductor device transfer method
  • FIG. 2 shows a first step of a method for transferring a semiconductor component according to the proposed principle
  • FIG. 3 shows a second step of a method for transferring a semiconductor component according to the proposed principle
  • FIG. 4 shows various configurations of semiconductor components as are suitable for the proposed method
  • FIG. 5 shows the second step of a further exemplary embodiment of the method for transferring a semiconductor component with some aspects of the proposed principle
  • FIG. 6 shows the second step of a third exemplary embodiment of the method for transferring a semiconductor component according to some aspects of the proposed principle
  • FIG. 7 shows the second step of a fourth embodiment of the method for transferring a semiconductor device according to some aspects of the proposed principle
  • FIG. 8 is another example of the second step of one of the methods for transferring a semiconductor component according to some aspects of the proposed principle
  • FIG. 9 shows a schematic structure of a device for transferring semiconductor components according to some aspects of the proposed principle
  • FIG. 10 shows a diagram with some characteristic parameters over time for a method for transferring semiconductor components according to some aspects of the proposed principle
  • Figure 11 represents a second diagram with some characteristic parameters over time for a method for transferring semiconductor devices according to some aspects of the proposed principle
  • FIG. 12 is another diagram with some characteristic parameters over time for a method for transferring semiconductor devices according to some aspects of the proposed principle.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a device 1A for transferring semiconductor components from a carrier substrate to a target substrate.
  • the semiconductor components 2′ are attached to a carrier substrate 10 by means of an adhesive layer or another adhesive layer 12 .
  • a laser device not shown here, emits a first light pulse 200 which traverses the transparent carrier substrate 10 and causes a change in the adhesive layer 12 .
  • a change can be bulging, melting or evaporation of material in the adhesive layer 12, so that the semiconductor component 2' connected to the adhesive layer 12 is detached and accelerated in the direction of the target substrate 11.
  • the target substrate 11 in turn has one or more contact areas 21 which face the component 2 ′.
  • Such methods are generally known, the greatest problem here being the adhesion of the component 2' to the target substrate with the elements 21 located thereon.
  • the elements 21 can be coated with soldering pastes or the like, for example, so that they in turn act as an adhesive layer and prevent the semiconductor component falling on them from jumping away or bouncing off.
  • electrically insulating adhesive layers for example made of silicone or liquid or hardened epoxy, would also be conceivable here.
  • all of these solutions have in common that further measures and steps are necessary in order to achieve an adhesively stable and possibly also electrically conductive connection between the semiconductor component 2' and the target substrate 11.
  • the target substrate 11 is not a temporary carrier per se, but contains, for example, a backplane, a PCB or another structure that already has electronic circuitry.
  • the inventors propose a method for transferring semiconductor devices from a carrier substrate to
  • Target substrate before which is shown in Figures 2 and 3 with its main steps.
  • FIG. 2 shows the status of the transfer method after some semiconductor components of a large number of components have already been successfully transferred.
  • the individual components 2 include a semiconductor body 4 and at least two contact areas 20 on a surface opposite the target substrate 11 . Furthermore, a respective soldering material 3 is applied to the contact areas 20 of the components 2 .
  • the contact areas 20 of the components 2 correspond to contact areas 21 on a target substrate 11, d. H . they have the same distance and the respective relative position to each other.
  • the semiconductor components 2 are attached to a transparent carrier substrate 10 via an adhesive layer 12 .
  • a first laser light pulse 200 is now radiated through the transparent carrier substrate 10 onto the rear side of the semiconductor components 2 in a first step.
  • the energy introduced in this way is partially reflected and absorbed in the adhesive layer 12 , as a result of which it heats up and possibly partially evaporates or evaporates in the interface between the semiconductor component 2 and the carrier substrate 10 . becomes liquid.
  • the energy introduced reduces the adhesive force between the adhesive layer 12 and the semiconductor component in such a way that the latter detaches itself from the carrier substrate and the adhesive layer 12 and falls in the direction of the target substrate 11 .
  • the flight time of the semiconductor component essentially results from the distance between the carrier substrate 10 and the target substrate 11 and is in the range from many nanoseconds to a few microseconds. This results from the fact that the detachment process gives the component an initial impulse due to the explosive vaporization of the adhesive layer, so that whose initial speed is significantly higher.
  • FIG. 3 now shows the next step in the method for transferring semiconductor components according to the proposed principle.
  • a second laser light pulse 210 is emitted onto the rear of the semiconductor component 2 .
  • This is energetically higher than the first laser light pulse 200 .
  • it can also last longer and/or have a shorter wavelength and thus higher-energy radiation.
  • the energy introduced by the second laser light pulse 210 is sufficient to melt and at least partially liquefy the solder material 3 located on the surface of the contact surfaces 20 .
  • the melting process takes place during the flight phase, i. H . before the semiconductor component reaches the contact pads 21 on the target substrate 11 .
  • the melted solder now adheres directly to the contact areas 21 when the semiconductor component 2 strikes the target substrate 11 .
  • the laser light pulse 210 is already deactivated at this point in time, so that the melted solder material 3 adheres to the contact surfaces 21 and solidifies there. In this way, not only is a mechanical connection created between the semiconductor component 2 and the target substrate 11, but also an electrical connection at the same time.
  • the laser energy required to melt the soldering material can be estimated from the heat capacity of the semiconductor component and the soldering material.
  • a possible soldering material is, for example, tin, which is deposited on the contact surface 20 before the transfer process. With a possible contact area of 50*50 ⁇ m and a thickness of the solder contact layer of 3 ⁇ m, a total volume in the region of 7500 ⁇ m 3 results. With a density of tin of 6.5 g/cm 3 , this results in a mass of about 4.9 nanograms. This mass now has to be heated by the energy of the laser beam and then melted. The melting point of tin is around 232 ° C , so there is a difference of around 210K .
  • a typical laser energy for detaching the semiconductor component from the carrier substrate is in the range of approximately 2 pJ. This means that about three times the amount of energy is required for the actual melting process. There is one more Energy contribution, since part of the applied laser energy also heats the semiconductor component.
  • the devices used for the laser light for example excimer lasers, have the energy required to use very short pulses in the picosecond range to detach the semiconductor laser from the carrier substrate and to melt the solder material during flight.
  • part of the light pulse is coupled out and used to detach the semiconductor component from the carrier substrate.
  • the second, larger part is delayed in time, for example by an additional running distance, and then radiated back onto the semiconductor body during the flight phase.
  • the flight time of the semiconductor component is in the range of 3 ms due to the acceleration due to gravity of 9.81 m/s 2 and free fall in a vacuum, without taking into account the above-mentioned initial pulse.
  • the flight time due to an initial impulse is in the range of p seconds or even less. There is therefore the possibility of using both a single laser and two different lasers for the two process steps.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment in which two laser devices 20 and 21 are used to generate and emit the first light pulse 200 and 200 , respectively. of the second light pulse 210 are equipped.
  • the two laser devices emit their respective light pulses to a beam splitter 220 which is designed to be partially transparent.
  • the first light pulse 200 is diverted by the beam splitter 220 and is used to detach the semiconductor component from the carrier substrate 10 .
  • a second light pulse 210 is generated with a time delay by the second laser device 21, which melts the solder material on the contact surfaces of the semiconductor body during the flight, before the latter reaches the corresponding contact areas on the target substrate 11 .
  • the two laser devices 20 and 21 are designed to generate laser pulses of different wavelengths.
  • the wavelengths are each matched to the material in which they are to be absorbed. In this respect, different wavelengths are possible and the ranges mentioned above are to be understood only as examples.
  • FIG. 4 shows various semiconductor components which are suitable for such a transfer method.
  • Partial figure 4A shows a component which comprises a semiconductor body 4 on the surface of which a plurality of contact areas 20 are arranged.
  • a soldering material 3 made of tin, for example, is applied to the contact surfaces 20 .
  • the semiconductor component 2 is attached to the adhesive layer 12 on the rear side opposite the contact areas 20 .
  • FIG. 4B shows a further exemplary embodiment of a semiconductor component 2, which this time is in the form of an optoelectronic component.
  • This includes a semiconductor body 4 ′ with an active zone 41 .
  • the optoelectronic component is attached to the adhesive layer 12 via an adhesive layer 12'.
  • This additional adhesive layer 12 ′ is vaporized when it is detached by a laser light pulse. The generated gas detaches the semiconductor component from the adhesive layer 12 .
  • Partial FIG. 4C finally shows a further embodiment of a semiconductor component 2 in which the surface 40 of the component facing away from the contact areas 20 is roughened.
  • the roughening causes an improved energy transfer when detaching the component, so that on the one hand it can be detached more easily from the adhesive layer and on the other hand the melting process for the soldering material 3 is accelerated.
  • the possibility of radiating the second laser light pulse directly onto the component in which the second light pulse is emitted onto the semiconductor component along a different direction.
  • solder material 3 it is possible for solder material 3 to be applied not to the contact areas of the semiconductor component but to the contact areas 21 of the target substrate 11 and to be melted there. This has the advantage that the additional energy input into the semiconductor component required for melting is avoided, so that the latter does not experience any greater thermal stress.
  • the melting process can be controlled completely independently of the first light pulse and thus of the detachment process.
  • FIG. 5 shows such an embodiment.
  • a second light pulse is generated and directed onto the contact areas 21 of the target substrate.
  • the contact areas 21 of the target substrate 11 are covered with a soldering material 3 which is melted by the second laser pulse.
  • the second laser light pulse is radiated from below through the target substrate onto the contact areas 21, as shown in FIG.
  • the target substrate 11 is transparent for the light wavelength of the second light pulse.
  • This embodiment has the advantage that the laser beam is not covered or hidden by the falling semiconductor component. is shadowed. In this way, a reflection from the solder material onto the falling component is also avoided or at least reduced.
  • FIG. 6 shows a further alternative embodiment in which the laser beam 210 does not radiate through the starting substrate 10 but rather laterally onto the falling semiconductor component 2 becomes .
  • the irradiation takes place in this form from the side, so that both the semiconductor body 4 of the semiconductor component 2 and the soldering material 3 are uniformly illuminated and heated by the laser beam.
  • the second light pulse 210 is emitted from below, ie. H . from the side of the target substrate 11 onto the contact surfaces 20 of the falling component 2 and melts the existing solder material 3 there.
  • this configuration has the advantage that less energy input is required for melting and the thermal load on the semiconductor component is therefore reduced.
  • FIG. 7 shows a further embodiment.
  • both a soldering material 3 is applied to the contact areas 21 of the target substrate and a soldering material 3 ′ to the contact areas of the semiconductor component 2 .
  • the soldering material 3' serves as an additional heat buffer. The effect of this is that the component generally does not become warmer than the melting temperature of the soldering material (this property is also present in the other versions), since additional energy is used to generate the necessary melting energy, but without further increasing the temperature. A thermally sensitive semiconductor component can thus be protected by adapting the solder.
  • the second laser light pulse 210 is radiated onto the soldering material 3 on the contact surfaces 21 of the target substrate 11 and melts the soldering material there.
  • the solder now connects to the solder material 3' on the contact surfaces 20 and heat transfer takes place.
  • this heat transfer is at least partially sufficient for the solder material 3 ′ to be melted or melted at least on the surface. to make so soft that it connects well with the cooling solder material 3.
  • the solder material 3' acts on the Contact surfaces 20 as an additional heat sink and reduces the thermal load on the semiconductor body 2 .
  • soldering material 3 on the target substrate and the soldering material 3′ on the semiconductor component can be melt both the soldering material 3 on the target substrate and the soldering material 3′ on the semiconductor component. This can be done with a common light pulse that hits both solder materials, e.g. B. shortly before impact, or by another third light pulse.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment for the transfer of optoelectronic components.
  • the optoelectronic components have a first contact region 20 on a first side and a second contact region 20 ′ on an opposite second side. They are therefore as vertical light-emitting diodes or running vertical pLEDs .
  • a thin layer of soldering material 3 is applied to the contact surface thereof.
  • a second light pulse is radiated onto the component in the last flight phase. This melts the solder located on the contact surface 20 so that it mechanically and thermally connects to the corresponding contact surface 21 on the target substrate when it hits it.
  • the melting process is essentially complete before the component strikes.
  • Figures 10, 11 and 12 now show different time, energy and temperature diagrams, which on the one hand show the different flight phases of the semiconductor components during the transfer process and, on the other hand, the corresponding temperatures and light pulses.
  • two spaced short light pulses 200 and 200 respectively. 210 generated in the picosecond range.
  • the first light pulse 200 is used to detach the semiconductor component from the carrier substrate, which is shown in curve K1 moving with accelerated movement in the direction of the target substrate.
  • the semiconductor component can be given an additional impulse, for example by vaporized material of the carrier substrate or an adhesive layer, so that the component has a higher initial speed.
  • the curve K2 shows the temperature profile over the component.
  • the first light pulse produces a temperature rise in the component, but it is still below the melting temperature T SC hmeiz of the solder applied to the contact surfaces.
  • a second light pulse 210 is now generated and radiated onto the contact surfaces of the semiconductor component.
  • This second light pulse has a higher energy than the first light pulse and thus causes a sharp rise in the temperature of the solder material above the melting temperature T SC hmeiz .
  • the solder applied to the contact surfaces of the semiconductor body is then melted and then begins to decrease slightly in temperature for the remaining flight phase due to heat loss (eg radiation or heat conduction).
  • heat loss eg radiation or heat conduction
  • the solder solidifies and mechanically and electrically connects the two contact surfaces 20 and 21 to one another.
  • the intervals between the first and the second laser light pulse can be adapted to requirements.
  • the second light pulse should have ended before it hits it, so that the solder has melted (this aspect is independent of whether the solder is applied to the contact surfaces 20 or 21). Otherwise there is a risk of bouncing off fs, i. H . a bounce so that the lateral position or the inclination of the component may change significantly, thereby impairing the electrical function.
  • first light pulse 200 and the second light pulse 210 for melting the solder material follow one another directly.
  • FIG. 11 shows such an embodiment.
  • the first light pulse is used to detach the semiconductor component, which then moves in free fall along the curve K1 in the direction of the target substrate.
  • a second light pulse 210 is generated immediately, which brings the temperature of the slot on the contact surfaces above the melting temperature and thus causes the slot to melt.
  • this second light pulse can have the same energy as the first light pulse, but its energy can also be larger or smaller. It is essential that the power of the second light pulse is selected in such a way that the soldering material is essentially melted by the energy input of the second light pulse and not of the first light pulse.
  • FIG. 12 shows the temperature diagram for an embodiment in which the solder material is applied to the contact surfaces of the target substrate and additionally as a heat buffer to the contact surfaces of the component.
  • the temperature curve T is the temperature of the component.
  • the component is detached with the first light pulse 200 and begins to fall in the direction of the contact surface.
  • the second light pulse melts the solder on the contact side and also heats the solder on the contact areas of the semiconductor component.
  • the temperature of the component does not rise above the melting temperature, so that the component is protected.
  • the melting temperature then drops slightly until the component hits the contact surfaces at time TI. From this point on, the temperature drops again, and the two solder surfaces harden together. Due to the additional soldering material 3' on the contact areas 20 of the semiconductor component, the temperature of the component does not rise above the melting temperature, but basically remains slightly below it. This has the advantage that the thermal load on the component itself is reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transferieren wenigs- tens eines Halbleiterbauelements, insbesondere eines optoelektro- nischen Bauelements, von einem Träger subs trat (10) zu einem Zielsubstrat (11), wobei das Halbleiterbauelement (2) zumindest eine Kontaktfläche (20) aufweist, die zu zumindest einer Kontakt- f läche (21) auf dem Zielsubstrat (11) korrespondiert, wobei zumin- dest eine der Kontaktflächen (20, 21) ein Lotmaterial (3) aufweist. Die Vorrichtung umfasst hierzu wenigstens eine Lichtvorrichtung, die zur Abgabe eines ersten Lichtpulses (200) auf das Halbleiter- bauelement konfiguriert ist, wobei dadurch das Halbleitersubstrat von dem Trägersubstrat (10) gelöst wird. Ein zweiter Lichtpulses (200) nach dem ersten Lichtpuls (200) ist konfiguriert, das Lotma- terial auf der zumindest einen Kontaktfläche (20, 21) aufzuschmel- zen, bevor das Halbleiterbauelement (2) das Zielsubstrat (11) er- reicht.

Description

VORRICHTUNG ZUM TRANSFERIEREN UND VERFAHREN
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2022 102 364 . 8 vom 1 . Februar 2022 in Anspruch, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug auf genommen wird .
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transferieren wenigstens eines Halbleiterbauelements sowie ein Verfahren zum Transferieren wenigstens eines Bauelements .
HINTERGRUND
Halbleiterbauelemente , darunter auch sogenannte pLEDs müssen von einem Träger bzw . Ausgangssubstrat auf ein Zielsubstrat übertragen werden . Unter dem Begriff „Zielsubstrat" kann dabei zum einen ein weiterer temporärer Träger verstanden werden, aber auch eine Platine ein PCB ein Backplane oder ähnliches . Zweckmäßigerweise wird hierzu ein Verfahren verwendet , welches eine große Anzahl von Bauelementen in sehr kurzer Zeit übertragen kann . Schwierig wird ein derartiger Transfer vor allem bei kleinen Bauelementen, den oben erwähnten pLEDs , da deren laterale Abmessungen lediglich im Bereich weniger pm liegen .
Bei einem Transfer von Bauelementen mittels eines sogenannten La- ser-Lift-Off Prozesses , werden Bauelemente durch einen Laserimpuls von dem Trägersubstrat abgelöst , um anschließend auf das Zielsubstrat transferiert zu werden . In einem zweiten Schritt wird dann das Bauelement auf dem Zielsubstrat befestigt . Bei konventionellen Transferverfahren ist zu diesem Zweck ein elektrisch isolierender Catch Layer ( Silikon, flüssiges Epoxid) notwendig , um die Chips auf zufangen . Dies macht eine elektrische Verbindungstechnik auf dem Zielsubstrat schwierig . Die Verwendung von Lotpasten mit Flussmittel als Catch Layer sind zwar denkbar aber nur mit großem Aufwand strukturierbar . Zudem besteht die Gefahr, dass hohe Laserenergie das Halbleiterbauelement beschädigt . Es besteht daher das Bedürfnis nach Transferverfahren, die zum einen für den Massentransfer geeignet sind und zum anderen ein fehlerhaftes Setzen des Halbleiterbauelements reduzieren .
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen . Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die Erfinder schlagen für den Transfer ein Bündel geeigneter Maßnahmen vor, um einen derartigen Transfer sicher auszugestalten . Ein wesentlicher Aspekt ist dabei , ein Lot zwischen den Kontaktflächen des Halbleiterbauelements und des Zielsubstrats zur Haftung des Halbleiterbauelement an dem Zielsubstrat vorzusehen, welches mit einem zweiten Laserpuls kurz vor dem Auftreffen des Halbleiterbauelements auf dem Zielsubstrat auf geschmolzen wird . Mit anderen Worten wird das Lot während des Flugs des Halbleiterbauelements geschmolzen .
Dadurch benetzt flüssiges Lot sowohl das Zielsubstrat als auch das Halbleiterbauelement , so dass diesem beim Aufprall nicht wegspringt .
In einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Transferieren wenigstens eines Halbleiterbauelements , insbesondere eines optoelektronischen Bauelements , von einem Trägersubstrat zu einem Zielsubstrat vorgesehen . Dabei umfassen sowohl das Halbleiterbauelement als auch das Zielsubstrat j eweils mindestens eine Kontaktfläche , die zueinander korrespondieren, wobei zumindest eine der Kontaktflächen ein Lotmaterial aufweist . Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Laservorrichtung , die zur Abgabe eines ersten Lichtpulses auf das Halbleiterbauelement zum Lösen von dem Trägersubstrat in Richtung auf das Zielsubstrat konfiguriert ist . Ebenso ist die Vorrichtung zur Abgabe eines zweiten Lichtpulses nach dem ersten Lichtpuls ausgebildet . Der zweite Lichtpuls ist ausgestaltet , das Lotmaterial auf der zumindest einen Kontaktfläche während des Flugs des Halbleitersubstrats auf zuschmelzen, d . h . bevor das Halbleiterbauelement das Zielsubstrat erreicht .
Durch diesen Auf schmelzprozess wird eine mechanische Befestigung beim Auftreffen des Halbleiterbauelements bewirkt . Das bei konventionellen Verfahren auftretende Abprallen wird dadurch vermieden . Auf diese Weise wird eine Verbindung geschaffen, die sich wegen des auf geschmolzenen Lots durch eine hohe Scherfestigkeit bei gleichzeitiger guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit aus zeichnet . Wegen der kurzen Schmelz zeiten des Lots wird ein Oxidationsrisiko reduziert und dennoch eine gute Benetzung und Lötverbindung erreicht .
Unter dem Begriff Lichtpuls wird ein Lichtstrahl , insbesondere durch einen Laser erzeugt verstanden . Die Begriffe Laserpuls oder auch Lichtpuls werden daher im Sinne dieser Anmeldung synonym verstanden . Es sei j edoch erwähnt , dass die notwendige Energie zum Ablösen und/oder auf schmelzen auch anderweitig zugeführt werden kann, insbesondere durch einen Radiopuls , IR puls , Xenon Pulslampe und ähnliches . Diese Art von Energiezuführung soll ebenso unter den Begriff Lichtpuls fallen .
In einem Aspekt ist ein Abstand zwischen dem ersten Lichtpuls und dem zweiten Lichtpuls größer als eine Pulsdauer zumindest eines aus dem ersten und dem zweiten Lichtpuls , insbesondere länger als die zehnfache Pulsdauer zumindest eines aus dem ersten und dem zweiten Lichtpuls . Dadurch lässt sich der Auf Schmelz zeitpunkt gut steuern und so einstellen, dass dieser kurz vor dem Aufprallzeitpunkt des Halbleiterbauelements liegt . Die kurze Zeit reduziert die thermische Belastung auf das Bauelement , da diese gleich nach dem Aufschmelzen auf den Träger trifft , und der eingebrachte Energiebetrag wieder abgeführt wird . Der elektrische , mechanischer und thermischer Interconnect ist nach der Erstarrung des Lotes gebildet . Es hat sich in einigen Aspekten als zweckmäßig herausgestellt , eine Energie oder eine Leistung des zweiten Lichtpulses größer einzustellen als eine Energie oder eine Leistung des ersten Lichtpulses . Dabei wird die eingebrachte Energie möglichst so eingestellt , dass sie zum Auf schmelzen des Lots ausreichend ist . In einigen Aspekten ist hingegen vorgesehen, dass der zweite Lichtpuls direkt auf den ersten Lichtpuls folgt und insbesondere die gleiche Energie oder die gleiche Leistung aufweist . Dies erlaubt gegebenenfalls auch eine besonders einfache Realisierung mit lediglich einem Laser .
In diesem Zusammenhang weist in einigen Aspekten die Vorrichtung einen Strahlteiler auf , der ausgestaltet ist , den ersten und zweiten Lichtpuls zu erzeugen . Der zweite Lichtpuls kann dabei verzögert ( z . B . durch eine längere Laufstrecke ) werden . Ebenso ist es möglich, einen Lichtpuls durch den Strahlteiler in seiner Energie auf zuspalten, so dass die beiden resultierenden Lichtpulse unterschiedliche Energie aufweisen . Alternativ können durch einen Strahlteiler auch 2 Lichtpulse kombiniert werden .
Bei dieser Ausgestaltung können erster und zweiter Lichtpuls im Wesentlichen die gleiche Wellenlänge aufweisen . In einigen Aspekten lassen sich hierzu aber auch Lichtpulse mit unterschiedlicher Wellenlänge verwenden . So ist in einigen Ausgestaltungen vorgesehen, dass der erste Lichtpuls eine deutlich kürzere Wellenlänge aufweist als der zweite Lichtpuls . Der erste Lichtpuls kann eine Wellenlänge im Bereich des Ultravioletten, bzw . blauem Spektrum umfassen, während der zweite Lichtpuls im Infratoren Bereich liegt . In einigen Aspekten sind die Wellenlängen beider Lichtpulse und insbesondere des zweiten Lichtpulses auf die Materialien abgestimmt . So sollte der zweite Lichtpuls eine Wellenlänge aufweisen, die gut in dem Lot oder auch der auf treff enden Oberfläche absorbiert wird, um so einen hohen Energieeintrag zu ermöglichen .
Einige andere Aspekte beschäftigen sich mit der Orientierung und der Richtung der verschiedenen Lichtpulse . So kann die wenigstens eine Laservorrichtung zur Abgabe des ersten Laserimpulses auf wenigstens eine Seite des Halbleiterbauelements ausgebildet sein, die dem Lotmaterial abgewandt ist . Vereinfacht ausgedrückt , ist die Laservorrichtung so ausgestaltet , dass der erste Lichtpuls auf einer Seite des Halbleiterbauelements auftrifft , die mit dem Trägersubstrat verbunden ist . Diese Seite kann ein Material umfassen, welches zwischen dem Trägersubstrat und dem Halbleiterbauelement angeordnet ist und sich durch den ersten Lichtpuls gut aufheizt oder zumindest seine Haftung deutlich reduziert , so dass das Halbleiterbauelement sich von dem Trägersubstrat löst .
Hierzu kann ein Material vorgesehen sein, welches bei dem ersten Laserpuls verdampft . In einigen Aspekten ist das Halbleiterbauelement über eine durch den ersten Lichtpuls ablösbare Halteschicht an dem Trägersubstrat befestigt . Alternativ oder auch zusätzlich kann die Seite des Halbleiterbauelements , auf der der erste Lichtpuls auftritt , eine Aufrauhung oder eine Strukturierung aufweisen .
Weitere Aspekte beschäftigen sich mit der Position des Lotmaterials und daraus resultierend der Ausgestaltung des zweiten Lichtpulses zum Aufschmelzen des Lots . In einigen Aspekten ist das Lot auf einer Kontaktfläche des Halbleiterbauelements ausgeführt . Entsprechend ist in dieser Ausführungsform die Laservorrichtung zur Abgabe des zweiten Lichtimpulses derart ausgebildet , dass der zweite Lichtpuls auf das Lotmaterial auf der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements oder des Zielsubstrats auf trifft . In einigen Aspekten ist die Laservorrichtung zu Abgabe des zweiten Lichtpulses derart ausgebildet , dass sie auf die mit Lotmaterial bedeckte Kontaktfläche des Halbleiterbauelement trifft . Der zweite Lichtpuls kann somit entgegen der Fallrichtung des Halbleiterbauelement sein oder zumindest schräg, insbesondere weniger als 45 ° verlaufen . Ein Einstrahlen des zweiten Lichtpulses direkt auf die mit Lot bedeckte Kontaktfläche hat den Vorteil , dass das Lot direkt mit Energie beaufschlagt wird . Eine Wärmeleitung durch das Halbleiterbauelement ist daher nicht notwendig, und die thermische Belastung des Bauelements wird reduziert . In einem anderen Aspekt befindet sich das aufzuschmelzende Lot auf einer Kontaktfläche des Zielsubstrats . Dies ist vorteilhaft , da eine thermische Belastung des Halbleiterbauelement weiter reduziert wird und der Auf schmelzvorgang flexibel gestaltet werden kann . Auch ist ein höherer Energieeintrag erstmal unproblematischer als für das Halbleiterbauelement . In diesem Aspekt ist die Laservorrichtung somit ausgeführt , den zweiten Lichtpuls auf eine mit Lotmaterial bedeckte Kontaktfläche auf dem Zielsubstrat abzugeben . In einigen Aspekten umfasst auch die Kontaktfläche des Halbleiterbauelement eine dünne Lotschicht . Diese kann als Bufferschicht dienen, welche einen Teil der thermischen Energie aufnimmt , wenn das Bauelement auf das geschmolzene Lot trifft .
In einigen Aspekten kann somit der zweite Lichtpuls senkrecht , aber auch schräg auf die mit Lotmaterial bedeckte Kontaktfläche treffen .
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Transferieren eines Halbleiterbauelements , insbesondere eines optoelektronischen Bauelements , von einem Trägersubstrat auf ein Zielsubstrat , bei dem das Halbleiterbauelement zumindest eine Kontaktfläche aufweist , die zu zumindest einer Kontaktfläche auf dem Zielsubstrat korrespondiert , wobei zumindest eine der Kontaktflächen ein Lotmaterial aufweist . Bei dem Verfahren wird ein erster Lichtpuls erzeugt und auf das Halbleiterbauelement abgegeben zum Lösen des Lableitersubstrat von dem Trägersubstrat . Das Halbleitersubstrat fällt nach dem Lösen in Richtung auf das Zielsubstrat . Sodann wird ein zweiter Lichtpulses nach dem ersten Lichtpuls erzeugt , der so konfiguriert ist , das Lotmaterial während des Flugs des Hableiterbauelements auf der zumindest einen Kontaktfläche auf zuschmelzen .
In einigen Aspekten erfolgt der zweite Lichtpuls später als der erste Lichtpuls , so dass beide Lichtpulse auch zeitlich voneinander getrennt sind . Durch zeitliche Wahl des zweiten Lichtpulses , als auch dessen Energie kann sichergestellt werden, dass das Lotmaterial kurz vor dem Auftreffen des Halbleiterbauelements auf die Kontaktfläche des Zielsubstrates geschmolzen ist , so dass das Bauelement dort haften bleibt .
Es ist in einigen Aspekten zweckmäßig, den ersten Lichtpuls auf einer Seite auf das Halbleiterbauelement auftreffen zu lassen, die dem Lotmaterial abgewandt ist . In einigen Aspekten kann vorgesehen sein, dass der erste Lichtimpuls durch das Trägersubstrat strahlt , d . h . von „hinten" auf das Halbleiterbauelement fällt . Dadurch kann in einigen Aspekten ein Verdampfen oder Auflösen einer Haftschicht zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Trägersubstrat erfolgen .
In einigen anderen Aspekten kann wiederum vorgesehen sein, dass der zweite Lichtstrahl mit Vorteil direkt auf die mit Lotmaterial bedeckte Kontaktfläche fällt . Eine Einstrahlung des zweiten Lichtpulses kann somit von „vorne" erfolgen . Somit umfasst in einigen Aspekten der Schritt des Erzeugens des zweiten Lichtpulses ein Abgeben des zweiten Lichtpulses auf Lotmaterial , welches auf einer Kontaktfläche des Halbleiterbauelements angeordnet ist , die der Seite gegenüberliegt .
Alternativ kann der zweite Lichtpuls auch auf Lotmaterial abgegeben werden und dieses auf schmelzen, welches sich auf einer Kontaktfläche des Zielsubstrats befindet . Auch dieser Lichtimpuls kann entweder von oben oder von Schräg auf die Kontaktfläche erfolgen, aber auch von unten, d . h . durch das Zielsubstrat hindurch erfolgen . Diese Variante hat den Vorteil , dass eine thermische Belastung des Halbleiterbauelements durch den zweiten Lichtpuls vermieden wird .
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden .
Figur 1 zeigt eine Ausführung eines konventionellen Verfahrens zum Transfer von Halbleiterbauelementen; Figur 2 zeigt einen ersten Schritt eines Verfahrens zum Transferieren eines Halbleiterbauelement nach dem vorgeschlagenen Prinzip ;
Figur 3 stellt einen zweiten Schritt eines Verfahrens zum Transferieren eines Halbleiterbauelements nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar ;
Figur 4 zeigt verschiedene Ausgestaltungen von Halbleiterbauelementen, wie sie für das vorgeschlagene Verfahren geeignet sind;
Figur 5 zeigt den zweiten Schritt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Transferieren eines Halbleiterbauelements mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;
Figur 6 zeigt den zweiten Schritt eines dritten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Transferieren eines Halbleiterbauelements nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;
Figur 7 stellt den zweiten Schritt eines vierten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Transferieren eines Halbleiterbauelements nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips dar;
Figur 8 ist ein weiteres Beispiel für den zweiten Schritt eines des Verfahrens zum Transferieren eines Halbleiterbauelements nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;
Figur 9 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zum Transferieren von Halbleiterbauelementen nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;
Figur 10 zeigt ein Diagramm mit einigen charakteristischen Parameters über die Zeit für ein Verfahren zum Transferieren von Halbleiterbauelementen nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ; Figur 11 stellt ein zweites Diagramm mit einigen charakteristischen Parameters über die Zeit für ein Verfahren zum Transferieren von Halbleiterbauelementen nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips dar;
Figur 12 ist ein weiteres Diagramm mit einigen charakteristischen Parameters über die Zeit für ein Verfahren zum Transferieren von Halbleiterbauelementen nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips .
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip . Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu . Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben . Es versteht sich von selbst , dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird . Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf . Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne j edoch der erfinderischen Idee zu widersprechen .
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt , und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein . Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden . Begriffe wie "oben" , "oberhalb" , "unten" , "unterhalb" , "größer" , "kleiner" und dergleichen werden j edoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt . So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten . Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung 1A zum Transferieren von Halbleiterbauelementen von einem Trägersubstrat auf ein Zielsubstrat . Dabei sind die Halbleiterbauelemente 2 ' an einem Trägersubstrat 10 mittels einer Kleber- oder einer anderen Haftschicht 12 befestigt . Eine hier nicht gezeigte Laservorrichtung gibt einen ersten Lichtpuls 200 ab, der das transparente Trägersubstrat 10 durchquert und eine Veränderung der Haftschicht 12 bewirkt . Beispielsweise kann eine derartige Veränderung ein Ausbeulen, ein Aufschmelzen oder auch ein Verdampfen von Material in der Haftschicht 12 sein, sodass das mit der Haftschicht 12 verbundene Halbleiterbauelement 2 ' abgelöst wird und in Richtung auf das Zielsubstrat 11 beschleunigt wird .
Das Zielsubstrat 11 weist wiederum einen oder mehrere Kontaktflächen 21 auf , die dem Bauelement 2 ' zugewandt sind . Derartige Verfahren sind generell bekannt , wobei hier das größte Problem in dem Anhaften des Bauelement 2 ' auf dem Zielsubstrat mit den darauf befindlichen Elementen 21 besteht . Die Elemente 21 können beispielsweise mit Lötpasten oder ähnlichem bestrichen sein, sodass sie ihrerseits als Haftschicht wirken und ein Wegspringen oder Abprallen des darauf fallenden Halbleiterbauelements verhindern . Alternativ wäre hier auch elektrisch isolierende Haftschichten beispielsweise aus Silikon oder flüssigem oder angehärtetem Epoxyd denkbar . All diesen Lösungen ist j edoch gemein, dass weitere Maßnahmen und Schritte notwendig sind, um eine haftstabile und gegebenenfalls auch elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Halbleiterbauelement 2 ' und dem Zielsubstrat 11 zu erreichen . Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Zielsubstrat 11 für sich genommen kein temporärer Träger ist , sondern beispielsweise eine Backplane , ein PCB oder eine andere , bereits elektronische Schaltung aufweisende Struktur beinhaltet . In einem derartigen Fall ist es vorteilhaft , das Halbleiterbauelement bereits auf dafür vorgesehene Kontaktflächen zu bringen, um es anschließend dort zu befestigen . Zu diesem Zweck schlagen die Erfinder ein Verfahren zum Transferieren von Halbleiterbauelementen von einem Trägersubstrat auf ein
Zielsubstrat vor, welches in den Figuren 2 und 3 mit seinen wesentlichen Schritten dargestellt ist .
Figur 2 zeigt dabei den Zustand des Transferverfahrens nachdem bereits einige Halbleiterbauelemente einer Vielzahl von Bauelementen erfolgreich transferiert wurden . Die einzelnen Bauelemente 2 umfassen einen Halbleiterkörper 4 sowie wenigstens zwei Kontaktflächen 20 auf einer dem Zielsubstrat 11 gegenüberliegenden Oberfläche . Weiterhin ist auf den Kontaktflächen 20 der Bauelemente 2 j eweils ein Lotmaterial 3 aufgebracht . Die Kontaktflächen 20 der Bauelemente 2 korrespondieren zu Kontaktflächen 21 auf einem Zielsubstrat 11 , d . h . sie besitzen den gleichen Abstand und die j eweilige relative Position zueinander . Die Halbleiterbauelemente 2 sind über eine Haftschicht 12 an einem transparenten Trägersubstrat 10 befestigt .
Für einen Transfer auf das Zielsubstrat wird nun in einem ersten Schritt ein erster Laserlichtpuls 200 durch das transparente Trägersubstrat 10 auf die Rückseite der Halbleiterbauelemente 2 eingestrahlt . Die dabei eingebrachte Energie wird teilweise reflektiert und in der Haftschicht 12 absorbiert , wodurch diese sich erwärmt und gegebenenfalls im Interface zwischen dem Halbleiterbauelement 2 und dem Trägersubstrat 10 teilweise verdampft bzw . flüssig wird . In j edem Fall verringert sich durch die eingebrachte Energie die Haftkraft zwischen Haftschicht 12 und dem Halbleiterbauelement derart , dass dieses sich von dem Trägersubstrat und der Haftschicht 12 löst und in Richtung auf das Zielsubstrat 11 fällt .
Die Flugzeit des Halbleiterbauelements ergibt sich dabei im Wesentlichen aus dem Abstand zwischen dem Trägersubstrat 10 und dem Zielsubstrat 11 und liegt dabei im Bereich von vielen Nanosekunden bis einigen Mikrosekunden . Dies ergibt sich aus dem Umstand, dass der Ablösevorgang dem Bauelement aufgrund des explosionsartigen Verdampfens der Haftschicht einen Anfangsimpuls mitgibt , so dass deren Anfangsgeschwindigkeit deutlich höher ist . In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, das Trägersubstrat 10 und das Zielsubstrat 11 möglichst nahe zusammen zu bringen, um mögliche laterale Variationen während des Fluges zu minimieren . Diese können durch nicht senkrechte Kräfte beim Ablösen des Halbleiterbauelements 2 von der Haftschicht 12 entstehen, wodurch dem Halbleiterbauelement 2 ein Geschwindigkeitsvektor nicht nur senkrecht nach unten, sondern auch in eine laterale Richtung mitgegeben wird . Um daher die Auswirkungen diesbezüglich möglichst gering zu halten, ist es zweckmäßig, das Trägersubstrat 10 und das Zielsubstrat 11 möglichst dicht und nahe zueinander aus zurichten .
Figur 3 zeigt nun den nächsten Schritt des Verfahrens zum Transferieren von Halbleiterbauelementen nach dem vorgeschlagenen Prinzip .
Während der Fallzeit des Halbleiterbauelements 2 in Richtung auf das Zielsubstrat 11 und die zu den Kontaktflächen 20 korrespondierenden Kontaktflächen 21 wird rückseitig eine zweiter Laserlichtpuls 210 auf das Halbleiterbauelement 2 abgegeben . Dieser liegt energetisch höher als der erste Laserlichtpuls 200 . Alternativ kann er auch länger dauern und/oder eine kürzere Wellenlänge und damit energiereichere Strahlung aufweisen . In j edem Fall ist die durch den zweiten Laserlichtpuls 210 eingebrachte Energie ausreichend, das auf der Oberfläche der Kontaktflächen 20 befindliche Lotmaterial 3 aufzuschmelzen und zumindest teilweise zu verflüssigen .
Der Auf schmelzvorgang erfolgt während der Flugphase , d . h . bevor das Halbleiterbauelement die Kontaktflächen 21 auf dem Zielsubstrat 11 erreicht . Das auf geschmolzene Lot haftet nun bei Auftreffen des Halbleiterbauelements 2 auf dem Zielsubstrat 11 direkt an den Kontaktflächen 21 . Der Laserlichtpuls 210 ist zu diesem Zeitpunkt bereits deaktiviert , sodass das auf geschmolzene Lotmaterial 3 an den Kontaktflächen 21 haftet und dort erstarrt . Auf diese Weise wird nicht nur eine mechanische Verbindung zwischen dem Halbleiterbauelement 2 und dem Zielsubstrat 11 geschaffen, sondern gleichzeitig auch eine elektrische Verbindung . Durch die große Wärmekapazität der Kontaktflächen 21 sowie des Zielsubstrats 11 selbst wird die in dem auf geschmolzen Lotmaterial vorhandene Energie sowie die im Halbleiterbauelement vorhandene Wärme schnell abgeführt , sodass das Lotmaterial 3 im Wesentlichen bei Auftreffen des Halbleiterbauelements 2 auf den Kontaktflächen 21 fast sofort erstarrt und damit eine mechanische Verbindung gewährleistet ist . Die Ergebnisse eines solchen Transfers sind in den weiteren Bauelementen im linken Teil der Figuren 2 und 3 dargestellt . Das Lotmaterial 3 befindet sich dabei zwischen den beiden Kontaktflächen 20 und 21 .
Die notwendige Laserenergie zum Aufschmelzen des Lotmaterials lässt sich aus der Wärmekapazität des Halbleiterbauelements und des Lotmaterials abschätzen . Ein mögliches Lotmaterial ist beispielsweise Zinn, welches auf der Kontaktfläche 20 vor dem Transfervorgang abgeschieden wird . Bei einer möglichen Kontaktfläche von 50 * 50 pm sowie einer Dicke der Lotkontaktschicht von 3 pm ergibt sich ein Gesamtvolumen im Bereich von 7500 pm3 . Bei einer Dichte von Zinn mit 6 , 5 g/cm3 folgt daraus eine Masse von etwa 4 , 9 Nanogramm. Diese Masse muss nun zum einen durch die Energie des Laserstahls erwärmt und anschließend geschmolzen werden . Der Schmelzpunkt von Zinn liegt in etwa bei 232 ° C , so dass sich eine Differenz von ungefähr 210K ergibt . Bei einer spezifischen Wärmekapazität von 222 J/ kg/K ergibt sich eine notwendige Energie von etwa 2 , 2 pJ, um das Zinn auf der Kontaktfläche auf die Schmelztemperatur zu bringen . Hinzu kommt die Schmelzenergie von etwa 3 pJ, die sich aus der spezifischen Schmelzwärme von den etwa 7 kJ/mol Mol ergibt .
Demgegenüber steht eine typische Laserenergie zum Ablösen des Halbleiterbauelements vom Trägersubstrat im Bereich von etwa 2 pJ . Dies bedeutet , dass für den eigentlichen Schmelzvorgang in etwa die dreifache Menge an Energie notwendig ist . Hinzu kommt noch ein Energiebeitrag, da ein Teil der aufgebrachten Laserenergie ebenfalls das Halbleiterbauelement erwärmt .
Die für das Laserlicht verwendeten Vorrichtungen, beispielsweise Excimerlaser, besitzen die notwendige Energie , um mittels sehr kurzer Pulse im Pikosekundenbereich zum einen das Ablösen des Halbleiterlasers von dem Trägersubstrat zu bewirken und zum anderen das Lotmaterial während des Fluges aufzuschmelzen .
Dabei kann vorgesehen sein, eine Laservorrichtung für beide Bestrahlungsvorgänge zu verwenden und den von der Laservorrichtung abgegebenen Lichtpuls entsprechend auf zuteilen . Beispielsweise wird ein Teil des Lichtpulses ausgekoppelt und für das Ablösen des Halbleiterbauelements vom Trägersubstrat verwendet . Der zweite , größere Teil wird zeitlich verzögert , beispielsweise durch eine zusätzliche Laufstrecke und anschließend wieder auf den Halbleiterkörper während der Flugphase gestrahlt . Bei einem Abstand zwischen dem Trägersubstrat und dem Zielsubstrat von etwa 50 pm liegt die Flugzeit des Halbleiterbauelements aufgrund der Erdbeschleunigung von 9 , 81 m/s 2 und bei freiem Fall im Vakuum im Bereich von 3 ms ohne Berücksichtigung des oben erwähnten Anfangsimpulses . In der Praxis ist die Flugzeit aufgrund eines Anfangsimpulses im Bereich von p Sekunden oder sogar darunter . Es besteht also die Möglichkeit , sowohl einen einzelnen Laser als auch zwei verschiedene Laser für die beiden Verfahrensschritte zu verwenden .
Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel , bei der zwei Laservorrichtungen 20 und 21 zur Erzeugung und Abgabe des ersten Lichtpulses 200 bzw . des zweiten Lichtpuls 210 ausgerüstet sind . Die beiden Laservorrichtungen geben ihre j eweiligen Lichtpulse an einen Strahlteiler 220 ab , der teiltransparent ausgestaltet ist . Der erste Lichtpuls 200 wird vom Strahlteiler 220 umgeleitet und dient zur Ablösung des Halbleiterbauelements vom Trägersubstrat 10 . Zeitverzögert wird ein zweiter Lichtpuls 210 von der zweiten Laservorrichtung 21 erzeugt , der das Lotmaterial auf den Kontaktflächen des Halbleiterkörpers während des Fluges aufschmilzt , bevor dieser die korrespondierenden Kontaktflächen auf dem Zielsubstrat 11 erreicht . Die beiden Laservorrichtungen 20 und 21 sind hierzu zur Erzeugung von Laserpulsen unterschiedlicher Wellenlänge ausgeführt . Während die Vorrichtung 20 einen Laserpuls 200 im ultravioletten oder blauen Teil des Spektrums abgibt , erzeugt die Vorrichtung 210 einen Laser im infraroten Bereich . Dabei sind die Wellenlängen j eweils auf das Material abgestimmt , in dem sie absorbiert werden sollen . Insofern sind somit verschiedene Wellenlängen möglich und die oben genannten Bereiche sind lediglich beispielhaft zu verstehen .
Figur 4 zeigt diesbezüglich verschiedene Halbleiterbauelemente , die für ein derartiges Transferverfahren geeignet sind . In der Teilfigur 4A ist ein Bauelement dargestellt , welches einen Halbleiterkörper 4 umfasst , auf dessen Oberfläche mehrere Kontaktflächen 20 angeordnet sind . Auf den Kontaktflächen 20 ist ein Lotmaterial 3 beispielsweise aus Zinn aufgebracht . Auf der den Kontaktflächen 20 gegenüberliegenden Rückseite ist das Halbleiterbauelement 2 an der Haftschicht 12 befestigt .
Figur 4B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halbleiterbauelement 2 , welches diesmal als optoelektronisches Bauelement ausgebildet ist . Dieses umfasst einen Halbleiterkörper 4 ' , mit einer aktiven Zone 41 . Befestigt ist das optoelektronische Bauelement über eine Klebeschicht 12 ' an der Haftschicht 12 . Beim Ablösen durch einen Laserlichtpuls wird diese zusätzliche Kleberschicht 12 ' verdampft . Das erzeugte Gas löst das Halbleiterbauelement von der Haftschicht 12 ab .
Teilfigur 4C zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelement 2 , bei der die den Kontaktflächen 20 abgewandte Oberfläche 40 des Bauelements aufgeraut ist . Die Aufrauhung bewirkt beim Ablösen des Bauelements einen verbesserten Energietransfer, sodass sich dieses zum einen leichter von der Haftschicht ablösen lässt und zum anderen der Auf schmelzvorgang für das Lotmaterial 3 beschleunigt wird . Zu der Möglichkeit , den zweiten Laserlichtpuls direkt auf das Bauelement einzustrahlen bestehen mehrere Alternativen, bei der der zweite Lichtpuls entlang einer anderen Richtung auf das Halbleiterbauelement abgegeben wird . Darüber hinaus ist es möglich, dass Lotmaterial 3 nicht auf den Kontaktflächen des Halbleiterbauelements , sondern auf den Kontaktflächen 21 des Zielsubstrats 11 aufzubringen und dort auf zuschmelzen . Dies hat den Vorteil , dass der zusätzliche für das Aufschmelzen benötigte Energieeintrag in das Halbleiterbauelement vermieden wird, sodass dieses keine größere thermische Belastung erfährt . Zudem kann der Auf schmelzvorgang vollständig unabhängig vom erste Lichtpuls und damit vom Ablösevorgang gesteuert werden .
Figur 5 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel . Bei diesem wird nach dem Ablösen des Halbleiterbauelements 2 von der Haftschicht 12 kurz vor Auftreffen desselben auf dem Zielsubstrat 11 ein zweiter Lichtpuls erzeugt und auf die Kontaktflächen 21 des Zielsubstrats gelenkt . Die Kontaktflächen 21 des Zielsubstrats 11 sind mit einem Lotmaterial 3 bedeckt , welches durch den zweiten Laserpuls auf geschmolzen wird . Der zweite Laserlichtpuls wird hierzu wie in der Figur 5 dargestellt von unten durch das Zielsubstrat auf die Kontaktflächen 21 gestrahlt . Dabei ist das Zielsubstrat 11 für die Lichtwellenlänge des zweiten Lichtpulses transparent . Diese Ausführungsform hat den Vorteil , dass der Laserstrahl nicht durch das fallende Halbleiterbauelement verdeckt bzw . abgeschattet wird . Auch wird auf diese Weise eine Reflexion vom Lotmaterial auf das fallende Bauelement vermieden oder zumindest reduziert . Alternativ ist es j edoch auch möglich, den zweiten Laserlichtpuls 210 von oben bzw . seitwärts auf die Kontaktflächen 21 zu strahlen, um das dort vorhandene Lotmaterial 3 auf zuschmelzen . Der Auf schmelzvorgang ist abgeschlossen, wenn das Halbleiterbauelement 2 auf die Kontaktflächen 21 auftrifft .
Figur 6 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltungsform, bei der der Laserstrahl 210 nicht durch das Ausgangssubstrat 10 , sondern seitwärts auf das fallenden Halbleiterbauelement 2 eingestrahlt wird . Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Einstrahlung in dieser Form von der Seite her , sodass sowohl der Halbleiterkörper 4 des Halbleiterbauelements 2 als auch das Lotmaterial 3 gleichmäßig vom Laserstrahl ausgeleuchtet und auf gewärmt wird . In einer weiteren Ausgestaltungsform wird der zweite Lichtpuls 210 von unten, d . h . von der Seite des Zielsubstrats 11 auf die Kontaktflächen 20 des fallenden Bauelements 2 gelenkt und schmilzt dort das vorhandene Lotmaterial 3 auf . Diese Ausgestaltung hat wie die Ausgestaltung der Figur 5 den Vorteil , dass weniger Energieeintrag zum Aufschmelzen notwendig ist und damit die thermische Belastung des Halbleiterbauelements verringert wird .
Eine weitere Ausgestaltungsform zeigt die Figur 7 . Bei dieser ist sowohl ein Lotmaterial 3 auf den Kontaktflächen 21 des Zielsubstrats aufgebracht , als auch ein Lobmaterial 3 ' auf den Kontaktflächen des Halbleiterbauelements 2 . Das Lotmaterial 3 ' dient als zusätzlicher Wärmepuffer . Es bewirkt , dass das Bauelement generell nicht wärmer wird als die Schmelztemperatur des Lotmaterials ( diese Eigenschaft ist auch in den anderen Ausführungen vorhanden) , da zusätzlich eingebrachte Energie dazu dient , die notwendige Schmelzenergie zu erzeugen, ohne aber die Temperatur weiter zu erhöhen . Durch eine Anpassung des Lots kann so ein thermisch sensible Halbleiterbauelement geschützt werden .
Bei dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel wird der zweite Laserlichtpuls 210 auf das Lotmaterial 3 auf den Kontaktflächen 21 des Zielsubstrats 11 gestrahlt und schmilzt dort das Lotmaterial auf . Beim Auf treffen des Halbleiterkörpers 2 auf die Kontaktflächen 21 mit dem auf geschmolzen Lot 3 verbindet sich dieses nun mit dem Lotmaterial 3 ' auf den Kontaktflächen 20 und es erfolgt eine Wärmeübertragung . Je nach eingebrachte Energiemenge in das Material 3 reicht diese Wärmeübertragung zumindest teilweise dazu aus , dass Lotmaterial 3 ' wenigstens an der Oberfläche aufzuschmelzen bzw . so weich zu machen, dass es sich gut mit dem sich abkühlenden Lotmaterial 3 verbindet . In j edem Fall wirkt das Lotmaterial 3 ' auf den Kontaktflächen 20 auch als zusätzliche Wärmesenke und reduziert die thermische Belastung auf den Halbleiterkörper 2 .
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar sowohl das Lotmaterial 3 auf dem Zielsubstrat , als auch das Lotmaterial 3 ' auf dem Halbleiterbauelement aufzuschmelzen . Dies kann durch einen gemeinsamen Lichtpuls erfolgen, der beide Lotmaterialen trifft , z . B . kurz vor dem Auftreffen, oder auch durch einen weiteren dritten Lichtpuls .
Neben der Übertragung von Halbleiterbauelementen und auch horizontalen optoelektronischen Bauelementen in den vorangegangenen Figuren lassen sich auch vertikale optoelektronische Bauelemente mit dem vorgeschlagenen Prinzip transferieren .
Figur 8 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel zum Transfer von optoelektronischen Bauelementen . Die optoelektronischen Bauelemente weisen dabei einen ersten Kontaktbereich 20 auf einer ersten Seite auf sowie einen zweiten Kontaktbereich 20 ' auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite . Sie sind somit als vertikale Leuchtdioden bzw . vertikale pLEDs ausgeführt . Auf der dem Zielsubstrat zugewandten Seite der Bauelemente ist auf deren Kontaktfläche ein Lotmaterial 3 in einer dünnen Schicht aufgebracht . Während des Transfervorgangs wird nach einem ersten Lichtpuls zum Ablösen der Bauelemente von der Haftschicht 12 des Trägersubstrats 10 ein zweiter Lichtpuls in der letzten Flugphase auf das Bauelement gestrahlt . Dieses schmilzt das auf der Kontaktfläche 20 befindliche Lot auf , sodass es sich mit der korrespondierenden Kontaktflächen 21 auf dem Zielsubstrat bei Auftreffen mechanisch und thermisch verbindet . Auch hier ist der Auf schmelzvorgang vor dem Auftreffen des Bauelementes im Wesentlichen abgeschlossen .
Die Figuren 10 , 11 und 12 zeigen nun verschiedene Zeit , Energie und Temperaturdiagramme , die zum einen die unterschiedlichen Flug- phasen der Halbleiterbauelemente während des Transfervorgangs verdeutlichen und zum anderen die dazu korrespondierenden Temperaturen und Lichtpulse darstellen .
In Figur 10 werden zwei voneinander beabstandete kurze Lichtpulse 200 bzw . 210 im Pikosekundenbereich erzeugt . Der erste Lichtpuls 200 dient zum Ablösen des Halbleiterbauelements von dem Trägersubstrat , welches sich dargestellt in der Kurve Kl mit beschleunigter Bewegung in Richtung auf das Zielsubstrat bewegt . Dabei kann dem Halbleiterbauelement ein zusätzlicher Impuls , beispielsweise durch verdampftes Material des Trägersubstrats oder einer Haftschicht mitgegeben werden, so dass das Bauelement eine höhere Anfangsgeschwindigkeit besitzt .
Gleichzeitig zeigt die Kurve K2 den Temperaturverlauf über das Bauelement . Wie zu erkennen, erzeugt der erste Lichtimpuls einen Temperaturanstieg im Bauelement j edoch noch unterhalb der Schmelztemperatur TSChmeiz des auf den Kontaktflächen aufgebrachten Lots ist .
Während der Flugphase insbesondere zu Ende der Flugphase hin wird nun ein zweiter Lichtpuls 210 erzeugt und auf die Kontaktflächen des Halbleiterbauelements eingestrahlt . Dieser zweite Lichtpuls besitzt eine höhere Energie als der erste Lichtpuls und bewirkt so einen steilen Anstieg in der Temperatur des Lotmaterials über die Schmelztemperatur TSChmeiz hinweg . Das auf den Kontaktflächen des Halbleiterkörpers aufgebrachte Lot wird auf so geschmolzen und beginnt anschließend entsprechend durch Wärmeverlust ( z . B . Abstrahlung oder Wärmeleitung ) für die restliche Flugphase in der Temperatur leicht abzunehmen . Zum Zeitpunkt TI trifft das Bauelement auf die Kontaktflächen 21 auf dem Zielsubstrat und das Lot tritt in Kontakt mit den korrespondierenden Kontaktflächen . Durch die deutlich geringere Temperatur und die große Wärmekapazität dieser zusätzlichen Kontaktflächen 21 erstarrt das Lot und verbindet die beiden Kontaktflächen 20 und 21 mechanisch sowie elektrisch miteinander . Die Abstände zwischen dem ersten und dem zweiten Laserlichtpuls können dabei den Bedürfnissen angepasst werden . Der zweite Lichtpuls sollte j edoch vor dem Auftreffen beendet sein, so dass das Lot geschmolzen ist ( dieser Aspekt ist unabhängig davon, ob das Lot auf den Kontaktflächen 20 oder 21 aufgebracht ist ) . Andernfalls besteht die Gefahr eines Bouncing-of f s , d . h . eines Abprallens so dass sich eventuell die laterale Position oder auch die Neigung des Bauelements stark ändert und so die elektrische Funktion beeinträchtigt wird .
Alternativ kann auch eine deutlich vereinfachte Ausführungsform zum Einsatz kommen, bei der der erste Lichtpuls 200 und der zweite Lichtpuls 210 zum Aufschmelzen des Lotmaterials unmittelbar aufeinanderfolgen .
Figur 11 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel . Bei diesem wird mittels des ersten Lichtpulses das Ablösen des Halbleiterbauelements bewirkt , welches sich anschließend im freien Fall entlang der Kurve Kl in Richtung auf das Zielsubstrat bewegt . Zum Zeitpunkt TI hat es das Zielsubstrat erreicht . Nach dem ersten Lichtpuls wird unmittelbar ein zweiter Lichtpuls 210 erzeugt , der die Temperatur des Slots auf den Kontaktflächen über die Schmelztemperatur bringt und damit ein Auf schmelzen des Slots bewirkt . Dieser zweite Lichtpuls kann wie dargestellt die gleiche Energie wie der erste Lichtpuls besitzen, aber in seiner Energie auch größer oder kleiner gewählt sein . Wesentlich ist , dass die Leistung des zweiten Lichtpulses so gewählt ist , dass das Lotmaterial im Wesentlichen durch den Energieeintrag des zweiten Lichtpulses und nicht des ersten Lichtpulses auf schmilzt .
Während der Flugphase reduziert sich die Temperatur des geschmolzenen Lots , bis das Bauelement die zweiten Kontaktflächen auf dem Zielsubstrat erreicht . Durch die Verbindung zwischen den Kontaktflächen mittels des Lotmaterials wird die im Lotmaterial vorhandene Wärme schnell abgeführt , das Lot erstarrt und die Temperatur sinkt exponentiell ab . Figur 12 zeigt schließlich das Temperaturdiagramm für eine Ausgestaltungsform, bei der das Lotmaterial auf den Kontaktflächen des Zielsubstrats und zusätzlich als Wärmepuffer auf den Kontaktflächen des Bauelements aufgebracht ist . Die Temperaturkurve T ist in diesem Fall die Temperatur des Bauelements . Mit dem ersten Lichtpuls 200 wird das Bauelement abgelöst und beginnt in Richtung auf die Kontaktfläche zu fallen . Der zweite Lichtpuls schmilzt das Lot auf der Kontaktseite auf und erwärmt auch das Lot auf den Kontaktflächen des Halbleiterbauelements . Aufgrund des Wärmepuffers steigt j edoch die Temperatur des Bauelements nicht über die Schmelztemperatur an, so dass das Bauteil geschützt ist . In diesem Ausführungsbeispiel sinkt anschließend die Schmelztemperatur leicht ab , bis das Bauelement zum Zeitpunkt TI auf die Kontaktflächen trifft . Ab diesem Zeitpunkt sinkt die Temperatur wieder, die beiden Lotflächen verbunden aushärten . Durch das zusätzliche Lotmaterial 3 ' auf den Kontaktflächen 20 des Halbleiterbauelements steigt die Temperatur des Bauelements nicht über die Schmelztemperatur an, sondern bleibt grundsätzlich leicht darunter . Dies hat den Vorteil , dass die thermische Belastung auf das Bauelement selbst verringert wird .
BEZUGSZEICHENLISTE , la Vorrichtung , 2 ' Halbleiterbauelement Lotmaterial Halbleiterkörper ' optoelektronisches Bauelement0 Trägersubstrat 1 Zielsubstrat 2 Haftschicht 2 ' Klebeschicht 0 Kontaktfläche 0 ' Kontaktfläche 1 Kontaktfläche 0 Oberfläche 1 aktive Zone 00 erster Lichtpuls 10 zweiter Lichtpuls

Claims

PATENTANS PRÜCHE Vorrichtung zum Transferieren wenigstens eines Halbleiterbauelements (2) , insbesondere eines optoelektronischen Bauelements, von einem Trägersubstrat (10) zu einem Zielsubstrat (11) , wobei das Halbleiterbauelement (2) zumindest eine Kontaktfläche (20) aufweist, die zu zumindest einer Kontaktfläche (21) auf dem Zielsubstrat (11) korrespondiert, wobei zumindest eine der Kontaktflächen (20, 21) ein Lotmaterial (3) aufweist, die Vorrichtung umfassend:
- wenigstens eine Lichtvorrichtung, die konfiguriert ist:
- zur Abgabe eines ersten Lichtpulses (200) auf das Halbleiterbauelement, zum Lösen von dem Trägersubstrat (10) in Richtung auf das Zielsubstrat (11) ;
- zur Abgabe eines zweiten Lichtpulses (210) nach dem ersten Lichtpuls (200) , der konfiguriert ist, das Lotmaterial (3) auf der zumindest einen Kontaktfläche (20, 21) aufzuschmelzen, bevor das Halbleiterbauelement (2) das Zielsubstrat (11) erreicht . Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Abstand zwischen dem ersten Lichtpuls (200) und dem zweiten Lichtpuls (210) größer ist als eine Pulsdauer zumindest eines aus dem ersten und dem zweiten Lichtpuls (200, 210) , insbesondere länger ist als die zehnfache Pulsdauer zumindest eines aus dem ersten und dem zweiten Lichtpuls . Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der eine Energie oder eine Leistung des zweiten Lichtpulses (210) größer ist als eine Energie oder eine Leistung des ersten Lichtpulses (200) . Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der zweite Lichtpuls (210) direkt auf den ersten Lichtpuls (200) folgt und insbesondere die gleiche Energie oder die gleiche Leistung aufweist. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die wenigstens eine Lichtvorrichtung zur Abgabe des ersten Laserimpulses (200) auf wenigstens eine Seite des Halbleiterbauelements (2) ausgebildet ist, die dem Lotmaterial (3) abgewandt ist . Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Seite des Halbleiterbauelements (2) eine Aufrauhung (40) oder eine Strukturierung aufweist. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement über eine durch den ersten Lichtpuls (200) ablösbare Halteschicht (12) an dem Trägersubstrat (10) befestigt ist. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Lichtvorrichtung zur Abgabe des zweiten Lichtimpulses auf wenigstens eine mit Lotmaterial (3) bedeckte Kontaktfläche (20) des Halbleiterbauelements (2) ausgebildet ist; und/oder bei der die Lichtvorrichtung zur Abgabe des zweiten Lichtpulses (210) auf eine mit Lotmaterial (3) bedeckte Kontaktfläche (21) des Zielsubstrats (11) ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine wenigstens eine Kontaktfläche (20) des Halbleiterbauelements (2) mit einem Lotmaterial (3) bedeckt ist. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial (3) bei Erreichen des Zielsubstrats (11) geschmolzen ist. Verfahren zum Transferieren eines Halbleiterbauelements, insbesondere eines optoelektronischen Bauelements, von einem Trägersubstrat (10) auf ein Zielsubstrat (11) , bei dem das Halbleiterbauelement (2) zumindest eine Kontaktfläche () aufweist, die zu zumindest einer Kontaktfläche ( ) auf dem Zielsubstrat (11) korrespondiert, wobei zumindest eine der Kontaktflächen (20, 21) ein Lotmaterial (3) aufweist, umfassend die Schritte:
- Erzeugen eines ersten Lichtpulses (200) und Abgeben auf das Halbleiterbauelement (2) zum Lösen von dem Trägersubstrat (10) in Richtung auf das Zielsubstrat;
- Erzeugen eines zweiten Lichtpulses (210) nach dem ersten Lichtpuls (200) , der konfiguriert ist, das Lotmaterial () während des Flugs des Hableiterbauelements auf der zumindest einen Kontaktfläche () aufzuschmelzen. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem ein zeitlicher Abstand zwischen dem ersten Lichtpuls (200) und dem zweiten Lichtpuls (210) größer ist als eine Pulsdauer zumindest eines aus dem ersten und dem zweiten Lichtpuls (200, 210) , insbesondere länger ist als die zehnfache Pulsdauer zumindest eines aus dem ersten und dem zweiten Lichtpuls. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem eine Energie oder eine Leistung des zweiten Lichtpulses (210) größer ist als eine Energie oder eine Leistung des ersten Lichtpulses (200) . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, bei dem der erste Lichtpuls (200) auf einer Seite auf das Halbleiterbauelement (2) aufritt, die dem Lotmaterial (3) abgewandt ist, insbesondere durch das Trägersubstrat (11) strahlt . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, bei dem der Schritt des Abgebens des ersten Lichtpulses (200) auf das Halbleiterbauelement (2) ein vollständiges oder teilweise Verdampfen oder Auflösen einer Haftschicht (12) zwischen dem Halbleiterbauelement (2) und dem Trägersubstrat (10) umfasst . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 15, bei dem der Schritt des Erzeugens des zweiten Lichtpulses (210) ein Abgeben des zweiten Lichtpulses (200) auf Lotmaterial (30) umfasst, welches auf einer Kontaktfläche (20) des Halbleiterbauelements (2) angeordnet ist, die der Seite gegenüberliegt; und/ oder bei dem der Schritt des Erzeugens des zweiten Lichtpulses (200) ein Abgeben des zweiten Lichtpulses auf eine, wenigstens eine mit Lotmaterial (3) bedeckte Kontaktfläche (21) des Zielsubstrats (11) umfasst.
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