JP2022506167A - オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
半導体コンポーネントのために複数の半導体素子と共に成長基板が用意されるステップであって、半導体素子にはそれぞれ電気的コンタクト構造が設けられており、半導体素子は成長基板に向かって分離層を含むステップと、
剛性の第1の補助支持体が、半導体素子において成長基板とは反対側に被着されるステップであって、第1の補助支持体には第1の剥離層が設けられているステップと、
レーザ放射を用いて成長基板が剥離されるステップであって、このレーザ放射は分離層において吸収されるステップと、
剛性の第2の補助支持体が、半導体素子において第1の補助支持体とは反対側に被着されるステップであって、第2の補助支持体には第2の剥離層が設けられているステップと、
レーザ放射を用いて第1の補助支持体が剥離されるステップであって、このレーザ放射は第1の剥離層において吸収されるステップと、
半導体素子が少なくとも1つの恒久的支持体上に機械的および電気的に被着されるステップ。
・半導体素子3がまだ成長基板2上にあるうちにフロントエンド処理を行う。この場合、1つにつながったGaN分離層32が設けられており、コンタクト構造4または背面金属化部40が形成される。フォト技術により個別化が行われ(図1を参照)、またはたとえばニッケルから成る1つにつながった電気メッキ層が利用される(図15を参照)。
・薄い接着剤71による剛性の第1の補助支持体51との結合が行われる。
・GaN層32を用いて、レーザリフトオフまたは略してLLOとも称するレーザ除去法が行われる。
・任意選択的に、半導体素子3のKOH粗面化またはGaN側の他の処理が実施される。
・薄い接着剤72による剛性の第2の補助支持体52との結合が行われる。
・好ましくは面全体にわたる、第1の一時的支持体51からのレーザ除去が、好ましくはSiNまたはZnOから成る層61を用いて行われる。
・以前に成長基板2と向き合っていた側の洗浄が行われる。
・任意選択的に、第2の補助支持体52を通して試料測定および/または光測定が行われ、その際にコンタクト構造4における接触接続を行うことができる。
・任意選択的に薄い接着剤73による第3の補助支持体53との結合が行われる。
・SiN層またはZnO層62を介した第2の一時的支持体52の面全体にわたるレーザ除去が行われる。
・第3の補助支持体63が配置されていた側の洗浄が行われる。
・スタンプを用いた、またはLIFTによる直接的な、ターゲット基板5上および/または人工ウェハ5上へのチップ転写のようなバックエンドプロセスを実施することができ、この場合、個別チップレーザ除去を用いてそれぞれ所期のように個々のチップ10を、または複数のチップ10から成るグループを、剥離して転写することができる。
10 半導体チップ
2 成長基板
3 半導体素子
32 分離層
4 電気的コンタクト構造
40 金属化部
5 恒久的支持体
51 暫定的な第1の補助支持体
52 暫定的な第2の補助支持体
53 暫定的な第3の補助支持体
61 第1の剥離層
62 第2の剥離層
63 第3の剥離層
71 第1の結合剤層
72 第2の結合剤層
73 第3の結合剤層
81 粗面化部
82 充填材料
83 不活性化部
84 コンタクトニードル
85 半田層
86 スタンプ
87 蛍光体
88 ボンディングワイヤ
89 接触接続面
91 各半導体素子間の個別化レーン
92 各半導体チップ間の個別化レーン
L レーザ放射
R 半導体素子内で発せられた放射
Claims (16)
- オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント(1)の製造方法であって、以下のステップを記載された順序で含む、すなわち、
前記半導体コンポーネント(1)のために複数の半導体素子(3)と共に成長基板(2)が用意されるステップであって、前記半導体素子(3)にはそれぞれ電気的コンタクト構造(4)が設けられており、前記半導体素子(3)は前記成長基板(2)に向かって分離層(32)を含むステップと、
剛性の第1の補助支持体(51)が、前記半導体素子(3)において前記成長基板(2)とは反対側に被着されるステップであって、該第1の補助支持体(51)には第1の剥離層(61)が設けられているステップと、
レーザ放射(L)を用いて前記成長基板(2)が剥離されるステップであって、該レーザ放射(L)は前記分離層(32)において吸収されるステップと、
剛性の第2の補助支持体(52)が、前記半導体素子(3)において前記第1の補助支持体(51)とは反対側に被着されるステップであって、該第2の補助支持体(52)には第2の剥離層(62)が設けられているステップと、
レーザ放射(L)を用いて前記第1の補助支持体(51)が剥離されるステップであって、該レーザ放射(L)は前記第1の剥離層(61)において吸収され、剥離されたときに前記分離層(32)はまだ前記成長基板(2)全体にわたり延在し、
前記半導体素子(3)が少なくとも1つの恒久的支持体(5)上に機械的および電気的に被着されるステップと
を含む、
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント(1)の製造方法。 - 前記半導体素子(3)は、前記成長基板(2)に向かって上から見ると、10μm以上140μm以下の平均エッジ長を有し、
前記成長基板(2)から剥離された前記半導体素子(3)は、配属された前記電気的コンタクト構造(4)と共にフリップチップであり、これにより外部の電気的接触接続のためのすべての電気的コンタクト構造(4)が、前記半導体素子(3)において前記成長基板(2)とは反対側に被着される、
請求項1記載の方法。 - 前記半導体素子(3)のための半導体層列は、前記半導体素子(3)に対する構造化において前記分離層(32)まで除去されて、前記半導体層列の活性ゾーンが分断され、
前記分離層(32)は、完成した前記半導体コンポーネント(1)にもなお部分的に存在しており、
前記分離層(32)は、ドーピングされていないGaN層であり、前記半導体層列において前記分離層(32)に接する部分は、ドーピングされたGaNから成り、またはドーピングされたInGaNから成り、
前記分離層(32)は、完成した前記半導体コンポーネント(1)において前記半導体素子(3)から側方で突出している、
請求項1または2記載の方法。 - 前記補助支持体(51、52、53)は、結合剤層(71、72、73)を用いて前記半導体素子(3)に被着され、
前記結合剤層(71、72、73)は、前記剥離層(61、62、63)とは異なるものであり、該当する前記補助支持体(51、52、53)の除去後に完全に除去され、
前記結合剤層(71、72、73)は、該当する前記補助支持体(51、52、53)を除去するためのレーザ放射(L)によっても損傷されない、
請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 前記成長基板(2)が剥離されたときに、前記コンタクト構造(4)のための金属化部(40)が、すべての半導体素子(3)を越えて延在し、該半導体素子(3)間の領域を橋絡している、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記金属化部(40)は前記半導体素子(3)間の領域において、前記成長基板(2)の除去後、別個の分離ステップで細分化される、
請求項5記載の方法。 - 前記成長基板(2)が剥離されたときに、前記半導体素子(3)間の領域には、前記コンタクト構造(4)のための金属化部(40)が存在していない、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記半導体素子(3)は発光ダイオードとして構成され、前記第1の補助支持体(51)の剥離後、光出射を向上させるために前記半導体素子(3)に粗面化部(81)が形成される、
請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 - レーザ放射(L)を用いて前記第2の補助支持体(52)の剥離が行われ、該レーザ放射(L)は前記第2の剥離層(62)において吸収され、
前記半導体素子(3)は直接、前記第2の補助支持体(52)から前記恒久的支持体(5)に転写される、
請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1の補助支持体(51)の剥離後、剛性の第3の補助支持体(53)が被着され、それにより該第3の補助支持体(53)が前記コンタクト構造(4)に配置され、
その後、レーザ放射(L)を用いて前記第2の補助支持体(52)の剥離が行われ、該レーザ放射(L)は前記第2の剥離層(62)において吸収される、
請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 - レーザ放射(L)を用いて、かつ/またはスタンプ法を用いて、複数の前記半導体素子(3)が前記第3の補助支持体(53)から前記恒久的支持体(5)上に転写される、
請求項10記載の方法。 - 前記コンタクト構造(4)は、前記恒久的支持体(5)への被着前に充填材料(82)中に埋め込まれ、
前記充填材料(82)は、前記成長基板(2)の剥離後、前記半導体素子(3)間の領域において切断される、
請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。 - 前記半導体素子(3)を前記成長基板(2)から剥離するための、かつ/または前記補助支持体(51、52、53)のうちの少なくとも1つから剥離するための、前記レーザ放射(L)は、前記成長基板(2)を介して、かつ/または該当する前記補助支持体(51、52、53)を介して、スキャンされ、それにより個々の半導体素子(3)だけが前記成長基板(2)から、かつ/または該当する前記補助支持体(51、52、53)から、剥離される、
請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。 - 前記成長基板(2)上で成長させられた前記半導体素子(3)は、複数の異なる恒久的支持体(5)に分配され、
各支持体(5)上に複数の半導体素子(3)が被着され、個々の前記支持体(5)において隣り合う半導体素子(3)間の平均間隔は最大で0.2mmである、
請求項13記載の方法。 - 前記第1の補助支持体(51)の剥離後であって、少なくとも1つの前記恒久的支持体(5)上への前記半導体素子(3)の被着前に、該半導体素子(3)のテストおよび/または前記コンタクト構造(4)の材料切削加工処理が実施される、
請求項1から14までのいずれか1項記載の方法。 - 前記成長基板(2)はサファイアから成り、
前記半導体素子(3)はAlInGaNをベースとし、
前記分離層(32)および前記剥離層(61、62、63)は、それぞれ窒化ケイ素、窒化ガリウムおよび/または酸化亜鉛から成り、
前記補助支持体(51、52、53)は、サファイア、石英ガラスまたはガラスから成り、該当する前記補助支持体(51、52、53)を剥離するための前記レーザ放射(L)は、該補助支持体(51、52、53)を貫通して案内され、
前記コンタクト構造(4)は複数の金属から構成されている、
請求項1から15までのいずれか1項記載の方法。
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