JP2018533223A - ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品 - Google Patents

ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品 Download PDF

Info

Publication number
JP2018533223A
JP2018533223A JP2018521912A JP2018521912A JP2018533223A JP 2018533223 A JP2018533223 A JP 2018533223A JP 2018521912 A JP2018521912 A JP 2018521912A JP 2018521912 A JP2018521912 A JP 2018521912A JP 2018533223 A JP2018533223 A JP 2018533223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
semiconductor component
glass
recess
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018521912A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6820329B2 (ja
Inventor
アンドレアス プルーセル
アンドレアス プルーセル
フランク ジンゲル
フランク ジンゲル
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
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of JP2018533223A publication Critical patent/JP2018533223A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6820329B2 publication Critical patent/JP6820329B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/13—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04105—Bonding areas formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bonding areas on chip-scale packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92244—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a build-up interconnect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1515—Shape
    • H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages

Abstract

本発明は、ガラス材料から作られかつ少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（３）が配置される少なくとも１つの凹部（４）を有する基板（１）を備える組み立て品であって、半導体部品（３）の少なくとも１つの表面が溶融したガラス面により基板（１）に接合される、組み立て品に関する。本発明はまた、ガラス材料から作られかつ半導体部品を備える基板を製造するための方法にも関する。【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体部品とともにガラス材料を含むキャリアを備える組み立て品および請求項１７に記載のガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品を製造するための方法に関する。
特許文献１は、オプトエレクトロニクス半導体部品を製造するための方法およびオプトエレクトロニクス半導体部品を開示しており、オプトエレクトロニクス半導体部品が、ガラス・キャリア上に配置されるまたはガラス・キャリアの凹部内に配置される。半導体部品は、例えば、シリコーンを含む充填媒体を介してガラス・キャリアに機械的に結合される。
独国特許出願公開第１０２０１４１００５８４号明細書
本発明の目的は、ガラス材料を含むキャリアおよびキャリアに結合されたオプトエレクトロニクス半導体部品を備える改良した組み立て品を提供することである。本発明のさらなる目的は、ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品を製造するための改良した方法を提供することである。
本発明の目的は、請求項１に記載の組み立て品により、また請求項１７に記載の方法により達成される。
方法の組み立て品のさらなる実施形態が、従属請求項で特定される。
説明する組み立て品の１つの利点は、ガラス材料を含むキャリアと半導体部品との間の長期安定性を示す確実な結合部が実現されることである。特に、結合部は、熱および光に関する老化に影響されない。この利点は、半導体部品がガラスを含む溶融面を介してキャリアに結合されることにより実現される。このようにして、キャリアと半導体部品との間の機械的結合部を形成するために、有機物質は、不要にされる。
１つの実施形態では、半導体部品の少なくとも表側が、ガラスを含む溶融面を介してキャリアに結合される。半導体部品とキャリアとの間の大面積カップリングが、表側を介した結合部により実現される。選択する実施形態に応じて、半導体部品のさらなる側を、ガラスを含む溶融面によりキャリアにも結合することができる。表側を、電磁放射が放出されるまたは半導体部品により吸収される側とすることができる。オプトエレクトロニクス半導体部品を、発光チップとしてまたはセンサーチップとして形成することができる。発光チップを、発光ダイオードとしてまたはレーザ・ダイオードとして形成することができる。センサーチップを、電磁放射を受光するように構成することができる。特に、センサーチップを、光センサーとしてまたは太陽電池として形成することができる。
さらなる実施形態では、半導体部品の少なくとも１つの側面が、ガラスを含む溶融面を介してキャリアに結合される。選択する実施形態に応じて、１つの側面だけを介した結合部が、半導体部品をキャリアに確実に固定するために十分であることがある。さらに、選択する実施形態に応じて、半導体部品の複数の側面、特にすべての側面を、ガラスを含む溶融面を介してキャリアに結合することができる。さらに、側面に加えて、半導体部品の表側を、ガラスを含む溶融面を介してキャリアにも結合することができる。さらに、側面に加えて、半導体部品の両方の表側を、ガラスを含む溶融面を介してキャリアにも結合することができる。次いで、半導体部品の電気的接触がフィードスルーを介してキャリアを通って半導体部品に導かれる。
半導体部品が少なくとも１つの側面を介してキャリアに結合される構成では、半導体部品の表側を、キャリアのないように配置することができ、半導体部品は、キャリアの連続する凹部内に配置され、かつキャリアへ横方向に結合される。
１つの実施形態では、溶融面が、キャリアと同じガラス材料から形成される。したがって、キャリアを加熱しそして半導体部品をキャリアと接触させることにより、キャリアと半導体部品との間に溶融面を形成することが可能である。溶融面が、このように、キャリアと同じ材料から材料的に一様に形成される。これは、半導体部品が確実にかつ長期安定性でキャリアに固定されることを可能にする。さらに、結果として、キャリアの光電特性が、溶融面の領域内でさえも、何らかの顕著な変化なしに維持される。特に、キャリアのガラス材料の屈折率がそれどころか、溶融面の領域内で実質的に維持される。このように、半導体部品とキャリアとの間の遷移領域内の電磁放射の規定された伝搬を実現することが可能である。これは、特にオプトエレクトロニクス半導体部品が、発光チップとして、特に発光ダイオードとしてまたはレーザ・ダイオードとして形成される場合には有利である。この特性は、半導体部品がセンサーの形態に形成される場合でも有利である。
さらなる実施形態では、溶融面が、キャリアと半導体部品との間の結合プロセスのために配置されるガラス材料から形成される。ガラス材料は、キャリアのガラス材料の組成と類似または同一の組成を実質的に含むことができる。とは言っても、さらに、溶融面を形成するためのガラス材料は、キャリアのガラス材料とは異なる組成をも含むことができる。したがって、キャリアのガラス材料とは無関係に溶融面の機械的特性、化学的特性および／または光学的特性の個々の適応を規定することが可能である。溶融面のフレキシビリティの増加そして特に溶融面の形成の最適化を、結果として可能にする。
さらなる実施形態では、変換材料を、溶融面に配置することができる。オプトエレクトロニクス部品により放出される電磁放射を、したがって、少なくとも一部異なる波長にシフトさせることができる。溶融面内での変換材料の配置は、組み立て品の小型で単純な構成を可能にする。
さらなる実施形態では、半導体部品は、電気コンタクトを含み、導体トラックが半導体部品上およびキャリア上に配置され、上記導体トラックが半導体部品の電気コンタクトに導かれる。これが、結果的に導体トラックの配置のフレキシビリティの増加をもたらす。
さらなる実施形態では、導体トラックが、キャリアの上側に焼結される。キャリアへの導体トラックの安定な固定がこのようにして実現される。特に、導体トラックの焼結を、製造法中にはキャリアの冷却と統合することができる。したがって、キャリアを半導体部品に結合させるために必要なキャリアの高い温度を、導体トラックを形成するために、特に金属導体トラックを形成するために同時に利用することができる。
さらなる実施形態では、半導体部品は、電磁放射に対して透過性である材料を少なくとも一部含む。特に、半導体部品を、発光チップとして形成することができる。この場合、発光チップにより放たれる電磁放射に対して透過性である材料を発光チップが含む場合には有利である。例として、発光チップは、サファイア材料を含むことができる。この実施形態では、発光チップは、すべての方向に発光することができる。
さらなる実施形態では、凹部が、キャリアを通って延びる穴の形態に形成され、半導体部品の表側が、凹部の開口面に割り当てられる。このようにして、半導体部品により吸収されるまたは放出される電磁放射は、キャリアのガラス材料を通過する必要がない。説明する組み立て品における半導体部品の受光特性および／または発光特性を、このように改善するまたは変えることができる。
さらなる実施形態では、半導体部品を有する複数のキャリアが、各場合において互いに重ねて配置される。これは、特に半導体部品が発光チップから形成される場合には有利である。したがって、小さな平面編成の場合、高い輝度を、高さオフセットさせかつ横方向オフセットさせた発光チップにより実現することができる。さらに、この実施形態では、異なる波長を放つ発光チップを、キャリア内に配置することができる。例として、青色光、赤色光および緑色光を発光する発光チップを設けることができる。特に、所望の色を有する混合された光を発生させるために、異なる波長を有する発光チップを設けることができる。例として、白色の混合された光を発生させるために、青色光を発生する発光チップ、赤色光を発生する発光チップおよび緑色光を発生する発光チップを、キャリア内に設けることができる。さらに、赤外光またはＵＶ光を発生する発光チップを、キャリア内にも配置することができる。ＵＶ光が発生される場合、ガラス材料を含むキャリアは、キャリアがＵＶ光に対して長期安定性を示すという利点を有する。
さらなる実施形態では、キャリアは、放射に影響を与えるための素子、特にミラー面、色粒子および／または放射案内構造を含むことができる。追加の機能を有する小型部品が、結果として提供される。
さらなる実施形態では、キャリアは、多孔質の第１のガラス材料を含み、第１のガラス材料内へ、より低い融点を有する第２のガラス材料が半導体部品に少なくとも隣接するように導入される、特に入り込ませる。第１のガラス材料の融点は、第２のガラス材料よりも高い。さらに、第１のガラス材料を、ガラスフリットの形態に形成することができ、第１のガラス材料の中へ第２のガラス材料を入り込ませる。選択する実施形態に応じて、キャリアを多孔質の第１のガラス材料から構成することができ、第２のガラス材料がキャリア全体に導入される。
さらなる実施形態では、表面に隣接するキャリアの少なくとも１つの側面が、傾斜して配置される。上記側面を、例えばはんだ結合部の光学検査用に使用することができる。部品がはんだ結合部を介してコンタクトで組み立て品の表面上に取り付けられる場合には、過剰なはんだが、傾斜した側面上へ横方向に押し出される。傾斜面上のはんだの存在を光学検査とともに使用し、例えばはんだ結合部が正しく実装されたことをチェックすることができる。
提案した方法は、半導体部品がガラスを含む溶融面を介してキャリアに結合されるという利点を含む。このようにして、結合面を形成するために、有機材料を不要にすることができる。これは結果的に、電磁放射および／または熱に対する安定性を大きくすることになる。
１つの実施形態では、半導体部品用の基板または半導体部品を、キャリアのガラス溶融物に押し込むことができ、このようにして、溶融面の形成に加えて、凹部の少なくとも一部を、キャリアへも導入することができる。選択する実施形態に応じて、基板または半導体部品を押し込む前に、キャリアは、凹部の一部をすでに含むことができる。さらに、選択する実施形態に応じて、キャリアは平面を含むことができ、この平面に基板または半導体部品が押し込まれる。
さらに、溶融面の形成を、キャリアと基板または半導体部品との間に導入されたガラス材料により作り出すことができる。ガラス材料の対応する加熱の結果として、ガラス材料が液化され、その結果溶融面を基板または半導体部品の少なくとも１つの表面に形成することができる。ガラス材料の冷却後、安定な溶融面がガラス材料から形成されており、溶融面が基板または半導体部品、およびキャリアに形成されている。この実施形態でも、キャリアと半導体部品との間またはキャリアと基板との間の機械的カップリングおよび／または光学的カップリングのための有機材料を不要にすることが可能である。
選択する実施形態に応じて、基板または半導体部品は、溶融面を形成するプロセスの前には金属コンタクトまたは導体トラックを含まないことがある。結果として、溶融面の形成中にはより高い温度を使用することが可能である。
さらなる実施形態では、半導体部品は、溶融面を形成するプロセスの前に金属コンタクトおよび／または金属導体トラックを含むことができる。
１つの実施形態では、キャリアの凹部内に基板を配置するプロセスの後で、オプトエレクトロニクス半導体部品が基板上に製造され、特に電磁放射を受光するためおよび／または発生するための活性領域が、凹部に隣接するようにキャリア上に形成される。活性領域が、特にエピタキシャル層として形成され、基板上およびキャリア上のエピタキシャル層が、実質的に同じ構造で形成される。このようにして、パターンを形成した基板、特にパターンを形成したサファイア基板の短距離規則性を、キャリア上の活性領域の長距離規則性に変換することができる。選択する実施形態に応じて、エピタキシャル層を、キャリア上の凹部から離れる横方向に、少なくとも数μｍまたは数ｍｍまたはそれ以上で基板上と同じ構造に形成することができる。したがって、活性領域を、キャリア上の凹部に横方向に並べても形成することができる。
さらなる実施形態では、キャリアの凹部内に基板を導入するプロセスの前に、電磁放射を送光するためおよび／または受光するための活性領域が、基板上に堆積され、オプトエレクトロニクス半導体部品が製造される。
この発明の上に記述した特性、特徴および利点ならびにこれらを実現する方法は、図面に関連して非常に詳細に説明される例示的な実施形態の下記の説明に関連してより明確になりそしてより明確に理解されるであろう。
キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第１の方法を示す図である。 キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第１の方法を示す図である。 キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第１の方法を示す図である。 キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第１の方法を示す図である。 ガラス材料を含むキャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第２の方法を示す図である。 ガラス材料を含むキャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第２の方法を示す図である。 ガラス材料を含むキャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第２の方法を示す図である。 ガラス材料を含むキャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を製造するための第２の方法を示す図である。 半導体部品をともなうキャリアを製造するための第３の方法を示す図である。 半導体部品をともなうキャリアを製造するための第３の方法を示す図である。 半導体部品をともなうキャリアを製造するための第３の方法を示す図である。 半導体部品をともなうキャリアを製造するための第３の方法を示す図である。 キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を形成するための第４の方法を示す図である。 キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を形成するための第４の方法を示す図である。 キャリアおよび半導体部品を備える組み立て品を形成するための第４の方法を示す図である。 半導体部品をともなうキャリアのさらなる実施形態を示す図である。 上方からの図１６の組み立て品の図である。 ミラー層を備えるさらなる組み立て品を示す図である。 ＳＭＤコンタクトを含む半導体部品をともなうキャリアを製造するための方法を示す図である。 ＳＭＤコンタクトを含む半導体部品をともなうキャリアを製造するための方法を示す図である。 ＳＭＤコンタクトを含む半導体部品をともなうキャリアを製造するための方法を示す図である。 コンタクト・ピンを有するキャリアを示す図である。 複数の半導体部品をともなうキャリアを示す図である。 半導体部品を有する２つのキャリアを備える組み立て品を示す図であり、上記キャリアが互いに重ねて配置される。 １つの凹部内に３つの半導体部品を有するキャリアを示す図である。
提案した組み立て品および提案した方法を、発光チップの形態でのオプトエレクトロニクス半導体部品の例に基づいて下記に説明する。発光チップを、発光ダイオードまたはレーザ・ダイオードとして形成することができる。発光チップの代わりに、オプトエレクトロニクス半導体部品を、センサーの形態に、特に光センサーの形態にも形成することができる。センサーを、電磁放射を受光するための光センサーとして形成することができる。さらに、センサーを、太陽電池として形成することができる。選択する実施形態に応じて、半導体部品をサファイア・キャリア上に構築することができ、その上には、例えば電磁放射を送光するおよび／または受光するための活性領域を配置する。活性領域を、サファイア・キャリア上にエピタキシャル層の形態で設けることができる。さらに、活性領域を含む半導体層は、金属コンタクトおよび／または金属導体トラックをすでに含むことができる。オプトエレクトロニクス半導体部品の製造に適している任意の他の半導体材料を、サファイアの代わりにも使用することができる。図１は、ガラス材料を含むキャリア１の凹部４内に半導体部品３を備える組み立て品を製造するための３つの方法ステップを示している。半導体部品３は、基板２９ならびに電磁放射を送光するおよび／または受光するための活性領域１４を備える。基板２９を、例えば、サファイアから形成することができる。キャリア１の中への半導体部品３の埋め込みを下記に説明する。選択する実施形態に応じて、基板２９とキャリア１との間の溶融結合部の形成後にだけ、活性領域１４を基板２９上にも堆積することができ、そして基板とキャリア１との間の溶融結合部の形成後にだけ、半導体部品３をこのように得ることができる。
図１は、概略的側面図でのキャリア１を示しており、キャリア１がガラス板の形態に形成されている。ガラス材料が融点に達し、少なくとも表面２の領域内のキャリア１は、オプトエレクトロニクス半導体部品３が自動的に沈むことができるまたは表面２の中に少なくとも一部押し込むことができるように軟らかくなるのに十分な程度まで、キャリア１を加熱する。
図１は、加熱したキャリア１の中に押し込まれる前のオプトエレクトロニクス半導体部品３を示している。図１では、変換材料１８の層を、半導体部品１の下の表面２上に設けている。変換材料１８は、追加的に、半導体部品３の横に配置されることができる。変換材料１８は、省略される場合もあり得る。
図２は、半導体部品３をキャリア１の中に押し込んだ後のキャリア１を備える組み立て品を示している。したがって、半導体部品３をキャリア１の凹部４内に配置している。キャリア１の材料を、プロセス中にも移動させることができる。この例示的な実施形態では、キャリア１の冷却後には、固化した溶融面が、半導体部品３の表側５および４つすべての側面６、７、８に形成され、上記溶融面がキャリア１のガラス材料に半導体部品３を機械的かつ光学的に結合させている。この場合、溶融面も、半導体部品３の裏側にも一部達することがあり、上記裏側は表側５の反対に位置している。さらに、基板２９または半導体部品３もキャリア１中に完全に埋め込むこともでき、その結果半導体部品３のすべての側面がキャリア１により同時に覆われる。
溶融面は、キャリア１と同じ材料から形成され、半導体部品３とキャリア１との間の、特に長期安定性を示す確実で安定な機械的結合部を可能にする。特に、キャリア１がガラス材料から形成される場合、溶融面は、熱および／または電磁放射に対する長期安定性を示す。表側５の領域では、例に示されているように、変換材料１８をキャリア１の溶融面および隣接する領域に混合することができる。さらに、表側５に隣接する領域のキャリア１は、半導体部品３の材料と同等の屈折率を含むことができる。屈折率は、表側５からの距離が増加するにつれて、キャリア１の材料の通常の屈折率に近づくことがある。例として、表側５に隣接する領域では、粒子をキャリア１の材料内に配することができ、上記粒子の濃度は表側５からの距離が増加するにつれて減少する。例として、ガラスを含むキャリア１の場合、キャリア１の表側５の方向に屈折率を大きくするために、粒子を銀および／またはタリウムから、および／またはナノ粒子から構成することができる。これが、光透過、特に、半導体部品３とキャリア１との間の光の取り出しを向上させる。
その後で、図３に図示したように、電気コンタクト１５、１６および導体トラック１０、１１を半導体部品３上におよびキャリア１の表面２上に設けることができる。金属コンタクトおよび導体トラックは、金属を含むことができる、特に、金属から形成することができる。蒸着法およびフォトリソグラフィ法をこの場合使用することができる。図示した例示的な実施形態では、表側５は放出側を構成し、これを介して、半導体部品３の表側５の全体にわたって電磁放射を放出方向９に放出する。図３は、半導体部品３の上側およびキャリア１の表面２上に配置された第１および第２の導体トラック１０、１１を概略的に図示している。電磁放射を送光するまたは受光するための活性領域を、上側１２に近い半導体部品３の上側領域に配置することができる。
図４は、キャリア１の表面２の上方からの図を示している。選択する実施形態に応じて、キャリア１の表面２および半導体部品３の上側１２を、ミラー層１３で一部または完全に覆うことができる。半導体部品３は、キャリア１の凹部４内に配置される。この場合、表側５および側面６、７、８を、固化した溶融面を介してキャリア１のガラス材料に結合する。さらに、キャリア１の表面２および半導体部品３の上側１２を、ミラー層１３で覆う。さらに、半導体部品は、コンタクト・パッド１５、１６を含み、これらを導体トラック１０、１１にそれぞれ電気的に導電性結合する。コンタクト・パッド１５、１６および導体トラック１０、１１を、電気的導電性材料から、特に金属から形成する。選択する実施形態に応じて、導体トラック１０、１１を、キャリア１の表面２に焼結することができる。この場合、半導体部品の融着プロセスの後でキャリア１の高い温度を使用することが可能である、すなわち、導体トラックは、依然として高温のキャリア１に設けられる。ミラー層１３を、導体トラック１０、１１の上方で形成する。導体トラック１０、１１の焼結中に、キャリア１の表面２が、依然として非常に高い温度、例えば３００℃よりも上にある間に、導体トラック１０、１１をキャリア１の表面２に設ける。このようにして、表面２の高い温度を導体トラック１０、１１の焼結プロセスに利用することができる。導体トラック１０、１１を、例えば金属から製造する。
図５から図７は、キャリア１を備える組み立て品を製造するためのさらなる方法の様々な方法ステップを示しており、半導体部品３を、ガラス材料を含むキャリア１の凹部４内に配置し、溶融面を介してキャリア１に結合している。図５は、概略的な配置で、ガラス材料から構成されるキャリア１を示している。凹部４をキャリア１の表面２に導入する。凹部４は、半導体部品３の形状およびサイズを実質的に備えることができ、または、長さがおよび／または幅がおよび／または高さが幾分か大きくてもよい。オプトエレクトロニクス半導体部品３を、図６に図示されているように凹部４に挿入する。その後で、キャリア１のガラス材料が、軟らかくなり、かつ半導体部品３の少なくとも１つの表面に対して、特にすべての表面に対して安定させるのに十分な程度まで、少なくとも凹部４の領域のキャリア１を加熱する。組み立て品を引き続いて冷却する。このようにして、半導体部品を、キャリア１のガラス材料からなる溶融面を介してキャリア１に機械的に結合させる。
図７に図示した引き続くプロセス・ステップでは、コンタクト・パッド１５、１６を、半導体部品３の上側１２に設ける。さらに、導体トラック１０、１１を、半導体部品３の上側１２およびキャリア１の表面２上に設ける。コンタクト・パッドおよび／または導体トラックは、金属を含むことができ、または金属から形成することができる。蒸着法およびフォトリソグラフィ法を、この目的のために使用することができる。さらに、ミラー層１３を、半導体部品３の上側１２およびキャリア１の表面２上に設けることができる。この実施形態でも、変換材料を、半導体部品とキャリアとの間に、特に溶融プロセスの前に半導体部品の表側５の領域内に配置することができる。
図８は、図７の配置の上方からの図を示している。選択する実施形態に応じて、導体トラック１０、１１を、キャリア１の表面２に焼結することができる。半導体部品３の周りを溶融させるときのキャリア１の高い温度を、この目的のために利用することができる。
選択する実施形態に応じて、図１および図２で説明した方法の場合、電気的導電性材料を含む、特に金属を含む電気コンタクト・パッド１５、１６および金属を同様に含むことができる導体トラック１０、１１は、半導体部品３をキャリア１に導入しそして少なくとも１つの溶融面を介してキャリア１に結合する前に、半導体部品３上に既に配置されていてもよい。
選択する実施形態に応じて、さらなる方法によれば、溶融プロセスの前に半導体部品３とキャリア１との間に導入するガラス材料１７を用いて、溶融面を半導体部品３とキャリア１との間に作り出すことができる。図３は、概略説明図で対応する方法ステップを示している。図９では、凹部４を含むガラス材料を備えるキャリア１を用意する。凹部４の少なくとも１つの表面、特に凹部４のすべての表面上で、ガラス材料１７を凹部４の中へ配置する。ガラス材料１７を、粉末またはペーストまたはペースト状の液体の形態に形成することができる。選択する実施形態に応じて、ガラス材料１７の組成は、キャリア１のガラス材料の組成と同じであっても異なっていてもよい。特に、ガラス材料１７の屈折率は、キャリア１のガラス材料の屈折率と同じであっても異なっていてもよい。このようにして、ガラス材料１７の対応する選択を通して、半導体部品３とキャリア１との間の熱的、光学的、化学的および／または物理的な結合の改善を実現することが可能である。さらに、変換材料１８を、凹部の表面に設けることができる。ガラス材料１７を、変換材料１８と混合することができる。図１０に図示したように、半導体部品３は凹部４内に挿入され、続いて、周りを溶融するプロセスが実行される。この場合、溶融面が半導体部品３および／またはキャリア１に形成される程度まで、少なくともガラス材料１７を加熱する。その後、組み立て品は冷却される。さらに、少なくとも凹部４に隣接している領域が液化され、ガラス材料１７と融着させるのに十分な程度まで、凹部４に少なくとも隣接しているキャリア１も加熱することができる。
図１１に図示したように、コンタクト・パッド１５、１６および電気導体トラック１０、１１を、半導体部品３の上側１２およびキャリア１の表面２上に設けることができる。コンタクト・パッドおよび／または導体トラックは、金属を含むことができ、または金属から形成することができる。蒸着法およびフォトリソグラフィ法を、この目的のために使用することができる。
図１２は、概略説明図で、図１１の配置の上方からの図を示している。この場合、ミラー層１３を、キャリア１の表面２上および半導体部品３の上側１２に追加で設けることができる。
ガラス材料１７と同じように、代わりにまたは追加的に、変換材料１８を、キャリア１と半導体部品３との間に導入することができる。図１３から図１５は、対応する方法を示しており、そこでは変換材料１８を凹部４の表面、特に凹部４の底面に配置している。図１３は、半導体部品３を凹部４内に挿入する方法ステップを示しており、半導体部品３とキャリア１との間に、変換材料１８を、特に表側５の領域内に配置している。さらに、この実施形態では、半導体部品３は、金属を含むコンタクト・パッド１５、１６を備える。他の方法でも、半導体部品３は、溶融プロセスの前にコンタクト・パッド１５、１６を含むことができる。さらに、この方法では、コンタクト・パッドのない半導体部品も使用され得る。
その後で、図１４に概略的に図示したように、変換材料１８がキャリア１のガラス材料内へ吸収され、加えて、変換材料１８と混合されたキャリア１のガラス材料を含む溶融面が半導体部品３の側面に形成されるのに十分な程度まで、キャリア１を加熱する。
図１５は、上方からの概略図での、図１４の組み立て品を示しており、側面および表側５の溶融面を介して、半導体部品３がキャリア１に結合されている。さらに、変換材料１８が、キャリア１の溶融面の領域内に形成されている。半導体部品３の周りを溶融する前にまたは半導体部品３の周りを溶融した後で、コンタクト・パッド１５、１６を半導体部品３の上側１２に設けることが可能である。さらに、コンタクト・パッド１５、１６に電気的に導電性結合されている電気導体トラック１０、１１を、キャリア１の表面２上および半導体部品３の上側１２に設けることができる。さらに、ミラー層１３を、キャリア１の表面２上および半導体部品３の上側１２に設けることができる。
図１６は、概略的な断面説明図でさらなる実施形態を示しており、この実施形態ではキャリア１が連続的な凹部４を含み、凹部内に半導体部品３を配置している。この実施形態では、半導体部品３を、単に少なくとも１つの側面により溶融面を介してキャリア１に結合している。この実施形態では、半導体部品３の表側５には、溶融面がなく、キャリア１の材料がない。この実施形態でも、溶融面は、キャリア１の材料によって作り出されてもよい。さらに、しかしながら、ガラス材料１７を、半導体部品３の少なくとも１つの側面とキャリア１の凹部４の表面との間にも配置することができ、溶融面に変換することができる。さらに、図１７に図示したように、半導体部品３上には、コンタクト・パッド１５、１６およびキャリア１の表面２上に延びる導体トラック１０、１１を設けることが可能である。
図１８は、概略的な断面説明図で、コンタクト・パッド１５、１６を含む２つの半導体部品３をともなうキャリア１の一部を示しており、コンタクト・パッド１５、１６を、キャリア１の表面２につながる導体トラック１０、１１に結合している。さらに、ミラー層１３を、キャリア１の表面２および半導体部品３の上側１２に設ける。
図１９から図２１は、後に個片化される複数の半導体部品をともなうキャリア１を製造するための方法ステップを示している。図１９は、キャリア１の一部を図示している。キャリア１は、説明した方法のうちの少なくとも１つによって、ガラスを含む溶融面を用いて製造された、複数の半導体部品３を備えている。半導体部品３の間には、例えばＶトレンチの形態のトレンチ２０を、キャリア１の表面２に導入する。その後で、導体トラック１０、１１およびミラー層１３をキャリア１の表面２上に設ける。この場合、トレンチ２０の側面２１、２２を、ミラー層１３を用いても覆う。この方法ステップを図２０に図示している。
その後で、ＳＭＤコンタクト２３、２４を、図２１に図示したように、半導体部品３の導体トラック１０、１１上に設ける。ＳＭＤコンタクトを、例えば、はんだ結合部を介してはんだ２９を用いてコンタクト・パッド１５、１６および／または導体トラック１０、１１に結合する。はんだ結合部の形成中には、はんだ材料２９を、傾斜した側面２１、２２の上にＳＭＤコンタクト２３、２４を介して横方向に押し出す。この場合、側面２１、２２の光学検査によって、はんだ材料が存在するかどうかをチェックすることが可能である。はんだ材料が存在しない場合、これは、コンタクト・パッドおよび／または導体トラックとＳＭＤコンタクトとの間が欠陥のあるはんだ結合部であることを示すことができる。他のコンタクトを、ＳＭＤコンタクトの代わりに設けることもできる。さらに、ＳＭＤコンタクトの代わりに、電子部品を、半導体部品に直接結合させることができる。
図２２に概略的に図示したさらなる実施形態では、キャリア１は、コンタクト・ピン２５、２６を追加で含むことができる。例えば、周りを溶融するプロセス中に、コンタクト・ピン２５、２６を軟らかいキャリア１の中に差し込むことができる。図示した実施形態では、コンタクト・ピン２５、２６は、キャリア１の表側２７から突き出している。コンタクト・ピン２５、２６を、電気的に導電性材料、例えば金属から形成することができ、端部領域では、導体トラック１０、１１に隣接することができ、導体トラック１０、１１と電気的に接触することができる。したがって、コンタクト・ピン２５、２６は、キャリア１の載置のために、同時に導体トラックの、したがって半導体部品３の電気的接触のために、使用されることができる。選択する実施形態に応じて、コンタクト・ピン２５、２６はまた、キャリア１の表面２から突き出すことができる。
キャリア１は、例えば、低融点を有するガラスからなり、これは、キャリア１と半導体部品３との間に溶融面を形成するために、３００℃の温度ですでに対応する粘度を有している。
図２３は、上方からの概略図でのキャリア１を示しており、このキャリアへ、上に説明した方法のうちの１つにより多数の半導体部品３を導入している。ガラス材料を含む溶融面を少なくとも介して、半導体部品３をキャリア１に機械的に結合する。コンタクト・パッドおよび導体トラックは、選択された説明図では図示されていない。キャリア１を、少なくとも１つまたは複数の半導体部品を含むサブユニットに個片化することができる。
図２４は、例えば図２３にしたがって形成され、先の方法のうちの１つにしたがって作り出された２つのキャリア１を互いに重ねて配置している組み立て品を通る概略的な断面を示している。各キャリア１は、複数の半導体部品、特に発光チップを備える。下側のキャリア１には、発光チップの形態の３つの半導体部品３をひと続きに配置している。上側のキャリア１には、２つの半導体部品３をひと続きに配置している。上側キャリアおよび下側キャリアの両者は、複数のひと続きの半導体部品を備えることができる。上側キャリア１の発光チップ３および下側キャリア１の発光チップ３の両者を、これらが下を向いた共通の放出方向９を備えるように配置する。この組み立て品を用いて、配置の小さな平面の編成の場合において高い輝度を実現することが可能である。選択する実施形態に応じて、１つだけの半導体部品または複数の半導体部品３、特に発光チップを、２つのキャリアの各々に配置することができる。さらに、２つ以上のキャリアをも、互いに重ねて配置することができる。さらに、発光チップを、放出した電磁放射に透過性である材料から構成することができる；特に、発光チップを、サファイアをベースに形成することができる。導体トラックの配置、変換材料の配置、等などの個々の詳細を、図２４の説明図には明示的には図示していない。キャリア１を、上に説明した方法のうちの１つにしたがって製造することができる。
半導体部品３を、例えばルミネッセンス・ダイオードの形態に形成することができ、ＡｌＧａＮＩｎエピタキシャル層を有するサファイア・キャリアを含むことができる。説明した方法を用いて、有機化合物材料を不要にすることができ、半導体部品を無機ガラス母材に埋め込むことができる。
説明した方法を用いて、半導体部品をガラスへ少なくとも一部溶融し、活性層、特に半導体エピタキシャル層を自由に利用することができ、さらに処理することができる。したがって、構造、コンタクト・パッド、リディストリビューション配線層および／またはミラー面を、キャリア上におよび／または半導体部品３上に引き続いて設けることができる。
したがって、中間段階として、パネル、すなわちガラス中に埋め込まれた多数の半導体部品、特にルミネッセンス・ダイオードを有するキャリアを製造することが可能である。この場合、半導体部品のコンタクト側を露出させ、自由に利用できる。さらに、細く、事実上感知できない電気導体トラック１０、１１を、例えばスクリーン印刷法により半導体部品上におよびキャリアの上側に引き続いて設けることができる。
半導体部品の周りを溶融するプロセス中に窒素を排除するために、例えば８００℃よりも高い特に高温を可能にする第１の方法変形形態では、キャリア中に埋め込まれた半導体部品には、金属コンタクト層および／またはミラー層および／または導体トラックがない。半導体部品をより低い温度で融着させることを可能にするさらなる方法変形形態では、例えば、金属コンタクト・パッド、ミラー面および導体トラックを含む完成した前もって製造した半導体部品、特に発光チップ、すなわち特にルミネッセンス・ダイオードを、キャリアに少なくとも一部融着させる。
前もって製造した発光ダイオードを、金属コンタクト・パッド、ミラー面およびリディストリビューション配線層とともにキャリアに埋め込む。あるいは、横方向だけが半導体部品を囲み、半導体部品のコンタクト側および反対の表側がオープンに利用可能なままであるキャリアを製造することが可能である。
埋め込みは、キャリアを加熱することにより、またはキャリアと半導体部品との間に配置されたガラス材料を溶融することにより無機的に実行する。ガラス材料を、蛍光体と混合することができる。あるいは、蛍光体を、キャリアの凹部内にまたはキャリア上に設けることができ、溶融面に同時に融着させることができる。さらに、選択する実施形態に応じて、１つの半導体部品だけでなく複数のオプトエレクトロニクス半導体部品、特に発光チップを、キャリア１の凹部４内に埋め込むことができ、溶融面によりキャリア１に結合することができる。
例として、オプトエレクトロニクス半導体部品を、発光チップの形態に、特に異なる波長の電磁放射を放つ発光ダイオードの形態に形成することができる。例として、３つの発光ダイオードを１つの凹部４内に配置することができ、第１の発光ダイオードが赤色光を発光し、第２の発光ダイオードが緑色光を発光し、そして第３の発光ダイオードが青色光を発光する。
対応する組み立て品を図２５に概略的に図示している。キャリア１は、凹部４の領域内および発光側に光学構造２８を備えることができ、上記光学構造が電磁放射を案内することを可能にする。光学構造を、凹面および／または凸面の形態に形成することができる。さらに、光学構造を、レンズまたは反射器またはミラーの形態に形成することができる。光学構造２８を、ミキシング、すなわち半導体部品の異なる色をした電磁放射の散乱を可能にするようにも構成することができる。したがって、３つの異なる発光ダイオードからの光を、均質的な光源として見ることができる。
１つまたは複数のキャリア１は、平板の形態にもしくは曲げた板の形態に、または複数の高さオフセット面（ｈｅｉｇｈｔ−ｏｆｆｓｅｔ ｓｕｒｆａｃｅｓ）を含む板の形態に形成することができる。
選択する実施形態に応じて、半導体部品を融着させるプロセスを、例えばブリキ槽上でキャリアの液体状態におけるガラス延伸法の間に行うことができる。
図２３の配置の場合、２つのキャリア１の半導体部品３は、異なる波長を有する電磁放射を放つ発光ダイオードを含むことができる。したがって、この組み立て品でも、赤色光、緑色光および青色光を上手く混合することができ、均一な光を発生させることができる。さらに、図２４の積層型配置の場合で実現できるものは、導体トラックまたは半導体部品それ自体を見にくくすることである。
さらに、選択する実施形態に応じて、キャリア１は、すでに色粒子を含み、したがって彩色されるおよび／または黒の彩色を有することがある。
提案した方法および組み立て品は、半導体部品が放射に対して安定にガラス母材に埋め込まれることを可能にする。例えば、オプトエレクトロニクス半導体部品を発光チップとして形成する場合、電磁放射の取り出しを、ガラスに直接行う。キャリアのガラス材料の屈折率を、この場合、半導体部品の材料と一致させることができる、または半導体部品の屈折率に少なくとも近づけることができる。さらに、キャリアを、例えば、携帯電話の場合などの、例えばバックライト照明の光導波路、等として直接使用することができる。さらに、熱伝導率の増加を、ガラス材料を含むキャリアに埋め込むことにより提供し、その結果、半導体部品の冷却の改善を、有機埋め込み用化合物の使用との比較により実現することができる。
ガラス材料を含むキャリアは、複数の機能：機械的照明器具およびランプ・キャリア、これらは、例えばＳＭＤ部品をも備えることができる；ミラー面として背面側金属トラックを含みかつ熱拡散を向上させるためのヒート・シンク；配光および光整形素子（横型光導波路、拡散器面、（ＴＩＲ）プリズム面）；取り出し素子（プリズム、レンズ、等）；半導体部品用の、特に発光チップ、特に発光ダイオードおよび変換器用のパッケージ材料；電気リード線用のプラットフォーム；デザイン要素を含むことができる。
凹部４の形成を、例えば、エッチング法、深絞り法、ホット・プレス加工、ホット・エンボス加工、ミリング加工、ドリル加工またはグラインディング加工を用いて製造することができる。選択する実施形態に応じて、例えば、ドライバおよび／またはセンサーなどのＳＭＤ部品を、キャリア上に、特に、対応する結合部を介して半導体部品上に設けることができる。
多種多様なガラス材料を、キャリア用のガラス材料として使用することができる。少なくとも１つの実施形態によれば、低い温度で溶融するガラスをガラス材料として使用することができる。例として、低融点を有するガラスは、ケイ酸塩ガラス、またはホウ酸塩ガラスもしくはリン酸塩ガラスである。ケイ酸塩ガラスは、主成分としてＳｉＯ２を含有し、ホウ酸塩ガラスは、主成分としてＢ２Ｏ３を含有し、そしてリン酸塩ガラスは、主成分としてＰ２Ｏ５を含有する。ケイ酸塩ガラスは、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏおよび／またはＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有することができ、ホウ酸塩ガラスは、ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＰｂＯおよびＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有することができ、そしてリン酸塩ガラスは、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏおよび／またはＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有することができる。ＡｇＯの割合は、例えば、少なくとも２０重量％または４０重量％である。例として、例えばソーダ−ライム・ガラスなどの無機ガラスであってもよい。さらに、高い温度で溶融するガラスを、ガラス材料としても使用することができる。さらに、ガラス混合物をガラス材料としても使用することができる。さらに、ガラスフリットの形態のガラス材料を使用することも可能であり、ガラスフリットにさらなるガラス材料を入り込ませる。
本発明を好ましい例示的な実施形態によってより具体的に示し、詳細に説明してきたが、他方で、本発明は開示した例によって限定されるものではなく、当業者であれば、開示した例から他の変形形態を、本発明の保護の範囲から逸脱することなく導出することができる。
この特許出願は、独国特許出願第１０２０１５１１９３４３．４号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれている。
１ キャリア
２ 表面
３ 半導体部品
４ 凹部
５ 表側
６ 第１の側面
７ 第２の側面
８ 第３の側面
９ 放出方向
１０ 第１の導体トラック
１１ 第２の導体トラック
１２ 上側
１３ ミラー層
１４ 活性領域
１５ 第１のコンタクト・パッド
１６ 第２のコンタクト・パッド
１７ ガラス材料
１８ 変換材料
１９ 底面
２０ トレンチ
２１ 第１の側面
２２ 第２の側面
２３ 第１のＳＭＤコンタクト
２４ 第２のＳＭＤコンタクト
２５ 第１のコンタクト・ピン
２６ 第２のコンタクト・ピン
２７ 表側
２８ 光学構造
２９ 基板
本発明は、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体部品とともにガラス材料を含むキャリアを備える組み立て品および請求項１５に記載のガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品を製造するための方法に関する。
本発明の目的は、請求項１に記載の組み立て品により、また請求項１５に記載の方法により達成される。
組み立て品およびその方法のさらなる実施形態が、従属請求項で特定される。
多種多様なガラス材料を、キャリア用のガラス材料として使用することができる。少なくとも１つの実施形態によれば、低い温度で溶融するガラスをガラス材料として使用することができる。例として、低融点を有するガラスは、ケイ酸塩ガラス、またはホウ酸塩ガラスもしくはリン酸塩ガラスである。ケイ酸塩ガラスは、主成分としてＳｉＯ２を含有し、ホウ酸塩ガラスは、主成分としてＢ ２ Ｏ ３ を含有し、そしてリン酸塩ガラスは、主成分としてＰ ２ Ｏ ５ を含有する。ケイ酸塩ガラスは、Ｂ ２ Ｏ ３ 、Ｐ ２ Ｏ ５ 、Ｎａ ２ Ｏ、Ｋ ２ Ｏおよび／またはＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有することができ、ホウ酸塩ガラスは、ＳｉＯ ２ 、Ｐ ２ Ｏ ５ 、Ｎａ ２ Ｏ、Ｋ ２ Ｏ、ＰｂＯおよびＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有することができ、そしてリン酸塩ガラスは、Ｂ ２ Ｏ ３ 、ＳｉＯ ２ 、Ｎａ ２ Ｏ、Ｋ ２ Ｏおよび／またはＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有することができる。ＡｇＯの割合は、例えば、少なくとも２０重量％または４０重量％である。例として、例えばソーダ−ライム・ガラスなどの無機ガラスを使用することができる。さらに、高い温度で溶融するガラスを、ガラス材料としても使用することができる。さらに、ガラス混合物をガラス材料としても使用することができる。さらに、ガラスフリットの形態のガラス材料を使用することも可能であり、ガラスフリットにさらなるガラス材料を入り込ませる。

Claims (23)

  1. ガラス材料を含むキャリア（１）であって、少なくとも１つの凹部（４）を備え、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（３）が前記キャリアの前記少なくとも１つの凹部（４）内に配置され、前記半導体部品（３）の少なくとも１つの表面がガラスを含む溶融面を介して前記キャリア（１）に結合されている、キャリア（１）を具備する組み立て品。
  2. 前記半導体部品（３）の少なくとも表側（５）が、ガラスを含む前記溶融面を介して前記キャリア（１）に結合されている、
    請求項１に記載の組み立て品。
  3. 前記半導体部品（３）の少なくとも１つの側面（６、７、８）、特にすべての側面（６、７、８）が、ガラスを含む溶融面を介して前記キャリア（１）に結合されている、
    請求項１または２に記載の組み立て品。
  4. 前記溶融面は、前記キャリア（１）の前記材料から形成されている、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の組み立て品。
  5. 前記溶融面は、ガラス材料（１７）から形成され、
    前記ガラス材料（１７）は、前記キャリア（１）と前記半導体部品（３）との間に配置されている、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の組み立て品。
  6. 変換材料（１８）は、前記溶融面に配置されている、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の組み立て品。
  7. 前記半導体部品（３）は、コンタクト・パッド（１５、１６）を備え、
    導体トラック（１０、１１）が、前記キャリア（１）および前記半導体部品（３）上に配置され、かつ前記コンタクト・パッド（１５、１６）に結合されている、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の組み立て品。
  8. 前記導体トラック（１０、１１）は、前記キャリア（１）の表面（２）に焼結されている、請求項７に記載の組み立て品。
  9. 前記半導体部品（３）は、前記半導体部品の電磁放射に対して透過性である材料を少なくとも一部備え、
    前記半導体部品は、特にサファイアを備える、
    請求項１〜８のいずれか一項に記載の組み立て品。
  10. 前記凹部（４）は、前記キャリア（１）を通って延びる穴の形態に形成され、
    前記半導体部品（３）の表側（５）は、前記凹部（４）の開口面に割り当てられている、
    請求項１、３〜９のいずれか一項に記載の組み立て品。
  11. 少なくとも１つの半導体部品（３）を各場合において有する複数のキャリア（１）が、互いに重ねて配置され、特に前記半導体部品（３）が、発光チップとして形成され、前記発光チップが、白色光を発生させるために異なる波長、特に赤色波長スペクトル、黄色波長スペクトルおよび青色波長スペクトルを放つ、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組み立て品。
  12. 前記半導体部品（３）が、発光チップとして、特に発光ダイオードとしてまたはレーザ・ダイオードとして形成されている、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組み立て品。
  13. 前記キャリア（１）の少なくとも１つの側面（２１、２２）が、傾斜して配置されている、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組み立て品。
  14. 少なくとも２つの半導体部品（３）が、前記キャリア（１）の凹部（４）内に互いに並んで配置され、または２つの半導体部品（３）が、前記キャリア（１）の２つの別々の凹部（４）内に配置されている、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の組み立て品。
  15. 前記キャリア（１）は、多孔質の第１のガラス材料から構成され、前記第１のガラス材料内へ、より低い融点を有する第２のガラス材料が前記半導体部品（３）に少なくとも隣接するように配置されている、
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組み立て品。
  16. 前記キャリア（１）は、電磁ビームを方向付けするための光学構造（２８）、特にレンズ、反射器および／または湾曲した表面を含む、
    請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組み立て品。
  17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組み立て品を製造するための方法であって、
    ガラス材料を含むキャリアが用意され、オプトエレクトロニクス半導体部品用の基板が用意され、前記基板の少なくとも１つの表面がガラスを含む溶融面を介して前記キャリアに結合され、前記基板が前記キャリアの凹部内に配置される、
    組み立て品を製造するための方法。
  18. 前記キャリアの前記凹部内に前記基板を配置する前記プロセスの後で、前記オプトエレクトロニクス半導体部品が前記基板上に製造され、特に、電磁放射を受光するためおよび／または発生させるための活性領域が前記凹部に隣接するように前記キャリア上に形成され、特に、前記活性領域がエピタキシャル層として形成され、前記基板上および前記キャリア上の前記エピタキシャル層が実質的に同じ構造を含む、
    請求項１７に記載の方法。
  19. 前記キャリアの前記凹部内に前記基板を導入する前記プロセスの前に、電磁放射を送光するためおよび／または受光するための活性領域が前記基板上に堆積され、オプトエレクトロニクス半導体部品が製造される、
    請求項１７に記載の方法。
  20. 前記キャリアは、前記キャリアの少なくとも一部分がガラス溶融物に変換されるように加熱され、前記基板または前記半導体部品が、前記ガラス溶融物と接触し、前記ガラス溶融物が冷却され、前記基板および／または半導体部品が、ガラスを含む溶融面を介して前記キャリアに結合される、
    請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記基板または前記半導体部品が、前記ガラス溶融物の中に押し込まれ、前記凹部が、前記押し込みプロセスにより形成される、
    請求項２０に記載の方法。
  22. 前記キャリアが凹部を含み、ガラス粉末が前記凹部内に供給され、前記基板または前記半導体部品が、前記凹部内に導入され、ガラス材料が、前記基板または前記半導体部品の側面と前記凹部の表面との少なくとも間に供給され、溶融プロセスによって、前記ガラス材料が液化され、かつ溶融面が前記基板または前記半導体部品の少なくとも１つの側面と前記キャリアの前記凹部の表面との間に形成される、
    請求項２１に記載の方法。
  23. 前記溶融結合部が形成された後で、電気導体トラックが前記半導体部品上に、特に前記キャリア上に設けられる、
    請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
JP2018521912A 2015-11-10 2016-11-10 ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品 Active JP6820329B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015119343.4A DE102015119343A1 (de) 2015-11-10 2015-11-10 Anordnung mit einem Träger aus einem Glasmaterial und einem optoelektronischen Halbleiterbauteil
DE102015119343.4 2015-11-10
PCT/EP2016/077316 WO2017081184A1 (de) 2015-11-10 2016-11-10 Anordnung mit einem träger aus einem glasmaterial und einem optoelektronischen halbleiterbauteil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018533223A true JP2018533223A (ja) 2018-11-08
JP6820329B2 JP6820329B2 (ja) 2021-01-27

Family

ID=57391947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018521912A Active JP6820329B2 (ja) 2015-11-10 2016-11-10 ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10651346B2 (ja)
JP (1) JP6820329B2 (ja)
KR (1) KR102580122B1 (ja)
DE (1) DE102015119343A1 (ja)
WO (1) WO2017081184A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102498252B1 (ko) * 2017-09-26 2023-02-10 삼성전자주식회사 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006286908A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Sony Corp 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置
WO2006117710A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light source with glass housing
JP2007080884A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Asahi Glass Co Ltd 発光装置の製造方法、発光装置および発光装置の中間部品
JP2008034473A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Toyoda Gosei Co Ltd 面状光源
JP2008270563A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置、光源装置及び発光装置の製造方法
JP2008288543A (ja) * 2006-08-03 2008-11-27 Toyoda Gosei Co Ltd 固体素子デバイス
JP2010100743A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体含有組成物の製造方法
JP2013519907A (ja) * 2010-02-12 2013-05-30 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング オプトエレクトロニクス半導体デバイス、照明装置およびレンズ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19803936A1 (de) 1998-01-30 1999-08-05 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Ausdehnungskompensiertes optoelektronisches Halbleiter-Bauelement, insbesondere UV-emittierende Leuchtdiode und Verfahren zu seiner Herstellung
US7488432B2 (en) * 2003-10-28 2009-02-10 Nichia Corporation Fluorescent material and light-emitting device
ATE541320T1 (de) * 2004-11-18 2012-01-15 Koninkl Philips Electronics Nv Beleuchter und verfahren zur herstellung eines derartigen beleuchters
DE102007046496B4 (de) * 2007-09-28 2017-01-05 Osram Oled Gmbh Verfahren zur Herstellung einer mit zumindest einer Kavität versehenen Schutzverkapselung für zumindest ein elektronisches Bauteil
DE102010045390A1 (de) 2010-09-15 2012-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronisches Halbleiterbauteils
US9666763B2 (en) * 2012-11-30 2017-05-30 Corning Incorporated Glass sealing with transparent materials having transient absorption properties
DE102013107862A1 (de) * 2013-07-23 2015-01-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102014100584A1 (de) 2014-01-20 2015-07-23 Osram Gmbh Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Halbleiterbauteilen und optoelektronisches Halbleiterbauteil

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006286908A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Sony Corp 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置
WO2006117710A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light source with glass housing
JP2007080884A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Asahi Glass Co Ltd 発光装置の製造方法、発光装置および発光装置の中間部品
JP2008034473A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Toyoda Gosei Co Ltd 面状光源
JP2008288543A (ja) * 2006-08-03 2008-11-27 Toyoda Gosei Co Ltd 固体素子デバイス
JP2008270563A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置、光源装置及び発光装置の製造方法
JP2010100743A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体含有組成物の製造方法
JP2013519907A (ja) * 2010-02-12 2013-05-30 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング オプトエレクトロニクス半導体デバイス、照明装置およびレンズ

Also Published As

Publication number Publication date
US20180374996A1 (en) 2018-12-27
US10651346B2 (en) 2020-05-12
KR102580122B1 (ko) 2023-09-20
DE102015119343A1 (de) 2017-05-11
WO2017081184A1 (de) 2017-05-18
JP6820329B2 (ja) 2021-01-27
KR20180081757A (ko) 2018-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11081471B2 (en) LED module with hermetic seal of wavelength conversion material
US9991672B2 (en) Method for manufacturing semiconductor laser device including wavelength converting member and light transmissive member
KR101825044B1 (ko) 반도체 칩 및 변환 소자를 구비한 방사선 방출 컴포넌트 그리고 방사선 방출 컴포넌트를 제조하기 위한 방법
US8115217B2 (en) Systems and methods for packaging light-emitting diode devices
CN103403894B (zh) 发光模块、灯、照明器和显示装置
CN102005525B (zh) 发光装置和具有该发光装置的平面光源以及具有该平面光源的液晶显示装置
JP2008060542A (ja) 発光装置、発光装置の製造方法、及びこれを備えた光源装置
US8399267B2 (en) Methods for packaging light emitting devices and related microelectronic devices
KR101170407B1 (ko) 무기 하우징을 갖는 발광 소자
CN103797597A (zh) 发光模块、灯、照明器和显示装置
CN107768303A (zh) 衬底、半导体装置和半导体封装结构
CN103179801B (zh) 发光装置的制造方法
JP2008153553A (ja) 発光装置およびその製造方法
JP6547661B2 (ja) 発光装置
JP6820329B2 (ja) ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品
JP2011210963A (ja) 発光装置の製造方法
KR102665584B1 (ko) 발광 장치, 그 제조 방법 및 디스플레이 모듈
JP2017059795A (ja) 発光装置
CN205542882U (zh) 发光二极管封装体
KR20120046394A (ko) 발광소자 패키지
KR20130064957A (ko) 광원 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180528

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180528

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190625

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190730

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190802

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190904

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200421

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200715

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6820329

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250