KR20120099706A - 광전자 소자 그리고 광전자 소자를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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노르베르트 슈타트
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Abstract

본 발명에 따르면, 광전자 소자는 접속 영역(5)을 갖는 캐리어 몸체(3)를 포함한다. 상기 캐리어 몸체(3) 상에는 반도체 칩(7)이 배치되어 있다. 상기 캐리어 몸체(3)로부터 떨어져서 마주한 상기 반도체 칩(7)의 상부면(8)에는 콘택 영역(10)이 제공되어 있다. 상기 접속 영역(5)은 지지대 없는 라인 구조물(13)에 의해 상기 접촉 영역(10)과 도전 접속되어 있다. 본 발명에서는 광전자 소자를 제조하기 위한 방법이 기술된다.

Description

광전자 소자 그리고 광전자 소자를 제조하기 위한 방법 {OPTOELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 접속 영역을 갖는 캐리어 몸체를 구비한 광전자 소자에 관한 것이다. 그 외에도, 상기 캐리어 몸체상에는 반도체 칩이 제공되어 있다. 더 나아가, 본 발명은 광전자 소자를 제조하기 위한 방법과도 관련이 있다.
상기와 같은 광전자 소자 및 이와 관련된 제조 방법에 대한 예는 간행물 DE 10 2004 050 371 A1호에 공지되어 있다. 상기 간행물에 따르면, 캐리어 몸체상에는 전자기 방사선을 방출하기 위해 제공된 반도체 칩이 배치되어 있다. 상기 반도체 칩은 캐리어 몸체로부터 떨어져서 마주한 자신의 상부면에 콘택 영역을 갖는다. 또한, 상기 캐리어 몸체상에는 접속 영역이 제공되어 있다. 상기 어레인지먼트 상에는 전기적으로 절연되는, 특히 유기 절연 재료들로 이루어진 투명한 인캡슐레이션 층(encapsulation layer)이 제공되어 있다. 이러한 인캡슐레이션 층 상에서는 도전층이 반도체 칩 상의 콘택 영역과 캐리어 몸체의 접속 영역 사이에서 가이드 된다. 이러한 도전층에 의해서 전류가 반도체 칩에 공급된다.
이러한 경우, 반도체 칩으로부터 방출된 전자기 방사선에 의해 관통된 절연 층은 단지 제한된 온도 내성과 제한된 방사 저항(radiation resistance)만을 갖는다는 문제가 종종 있다. 그 외에 상기 절연층은 절연 재료 및 콘택 재료의 상이한 열 팽창 계수들에 의해 전기 접촉부들에 무시할 수 없을 정도의 응력을 야기시킨다. 또한, 결합 효과에 의한 광학 손실을 일으킨다. 마지막으로 유기 절연 재료들은 가격이 높다.
본 발명의 과제는 전술한 단점들을 완전히 방지하거나 또는 적어도 줄여주는 광전자 소자를 제공하는 것이다.
상기 문제점은 독립 청구항 1에 따른 광전자 소자 그리고 독립 청구항 10에 따른 광전자 소자를 제조하기 위한 방법에 의해 해결된다.
상기 광전자 소자 또는 상기 광전자 소자를 제조하기 위한 방법의 개선 예들 및 바람직한 실시 예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 광전자 소자의 다양한 실시 예들은 캐리어 몸체를 구비한 광전자 소자를 포함한다. 상기 캐리어 몸체상에는 반도체 칩이 배치되어 있고, 접속 영역이 제공되어 있다. 상기 캐리어 몸체로부터 떨어져서 마주한 반도체 칩의 상부면에는 콘택 영역이 제공되어 있다. 상기 캐리어 몸체상에 있는 접속 영역은 지지대 없는 라인 구조물을 통해서 반도체 칩 상에 있는 콘택 영역과 도전 접속되어 있다.
캐리어 몸체는 리드 프레임, 세라믹, 회로 기판(PCB: Printed Circut Board), 금속 코어 기판(MCB: Metal Core Board) 또는 도전성 기판일 수 있다.
반도체 칩은 순수 표면 방사체로서 설계된 약 10㎛의 두께를 갖는 박막칩일 수 있다. 대안적으로 상기 반도체 칩은 약 100㎛ 내지 200㎛ 크기의 두께를 갖는 부피 방사체일 수도 있다.
반도체 칩은, 그 내부에서 전자기 방사선이 생성되는, 활성 구역으로서 pn-접합부(pn-juncion)를 갖는다. 상기 반도체 칩은 바람직하게 III-V-화합물 반도체 재료, 특히 질화합물 반도체 재료로 이루어진다.
전기 라인 구조물이 지지대를 갖지 않는다는 또는 달리 표현해서 자력 지지된다는 사실은 특히 바람직하다. 상기와 같이 자력 지지되는 구조는 최종 공정 처리된 소자에 있어서 인캡슐레이션 층 또는 절연 층을 생략할 수 있게 한다. 전기 라인 구조물 아래에서 지지하는 방식의 인캡슐레이션 층 없이도 잘 유지되기 위해, 상기 전기 라인 구조물은 그 자체로 충분히 안정적이다. 다른 말로 하자면, 상기 전기 라인 구조물은 반도체 칩의 콘택 영역과 캐리어 몸체의 접속 영역 사이의 간격을 접촉 없이 링크로 연결(connnect by a link)할 수 있다. 라인 구조물의 지지대 없는 특성을 통해서는 상기 라인 구조물을 전기적으로 차폐시키기 위한 절연 층이 생략될 수 있다. 특히, 반도체 칩의 상부면 그리고 측면들에는 인캡슐레이션 층 또는 절연 층이 없다. 이와 같은 상태는 특히 하기의 장점들을 갖는다: 활성 구역에서 생성되는 전자기 방사선이 임의의 재료, 특히 실리콘을 관통할 필요 없이 광전자 소자를 벗어날 수 있다. 주변 공기(ambient air)의 분자들을 통한 전자기 방사선의 흡수는 무시될 정도로 작다. 이러한 현상은 소자의 높은 방사 저항을 가능하게 한다. 마찬가지로 광학 손실을 야기할 수 있는 결합 효과도 없다. 또한, 대부분 실리콘으로 이루어진 절연층이 콘택팅 이후 반도체 칩 상에 남아있는 어레인지먼트들에 비해 접촉부들에 대한 응력 하중이 상당히 감소된다. 온도 변화 시 실리콘은 크게 수축되거나 또는 팽창한다. 예를 들어 자동차 헤드 라이트에서 나타나는 150C를 초과하는 온도에서 실리콘은 취성(brittleness)이 생기고 유리화되어, 균열이 생기게 된다. 이러한 현상은 광 방출을 악화시키고, 습기가 침투하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 소자는 높은 온도 안정성을 갖는다. 마지막으로 더 적은 비용이 드는데, 그 이유는 비용이 많이 드는 절연 층 대신 상대적으로 더 저렴한 가격의 희생 물질(sacrifical substance)이 사용될 수 있기 때문이다.
광전자 반도체 소자의 한 바람직한 실시 예에서 반도체 칩으로부터 떨어져서 마주한 라인 구조물의 풋 섹션(foot section)은 캐리어 몸체의 접속 영역 상에서 공간적 연장부를 갖는다. 가급적 작은 전기 저항을 생성하기 위해서는, 풋 섹션에 의해 덮인 접속 영역의 표면이 가급적 클 때 특히 바람직하다. 그럼으로써, 고전류가 운반될 수 있다. 풋 섹션과 접속 영역 연결의 기계적인 안정성 역시 풋 섹션에 의한 접속 영역의 커버 면적이 커질수록 상승한다. 바람직하게 풋 섹션은 약 100㎛ x 약 100의 크기의 면적을 갖는다. 스퍼터링 공정에 의해서는 풋 섹션과 접속 영역 사이에서는 충분한 접착력이 달성된다. 상기 접착력은 추가 접착제 없이 성립되며 금속 대 금속(metal-on-metal) 결합을 기반으로 한다.
광전자 반도체 소자의 한 바람직한 실시 예에서 반도체 칩 쪽을 향한 라인 구조물의 헤드 섹션(head section)은 반도체 칩의 콘택 영역(결합-패드(Bond-Pad)) 상에서 공간적 연장부를 갖는다. 특히 바람직한 방법으로 헤드 섹션의 크기는 콘택 영역의 크기에 상응한다. 상기 콘택 영역은 바람직하게 반도체 칩의 전체 확장부에 걸쳐서 횡방향으로 연장될 수 있다. 그럼으로써 한편으로는 고전류가 운반될 수 있다. 다른 한편으로는 이러한 균일한 전류 공급은 반도체 칩의 활성 구역으로의 전하 캐리어들의 주입율을 높이고 그와 더불어 광 효율을 높인다. 콘택 영역에 의한, 방출된 전자기 방사선의 음영을 최소화하기 위해서는, 종방향으로의 콘택 영역의 연장부가 최소화될 수 있다. 다른 말로 표현해서, 이러한 방법은 특히 폭이 좁은 결합-패드를 얻게 한다. 바람직하게는 종방향으로 약 50㎛ 확장부를 갖는 결합-패드가 사용된다. 상대적으로 더 작은 길이도 바람직한데, 이 경우에는 필수적인 횡 전도율에 의해 최소 허용값(lower-limit)이 결정된다.
한 바람직한 추가 실시 예에서 종방향으로 풋 섹션과 헤드 섹션 사이의 간격은 반도체 칩 두께의 약 5배 이하이다. 사용된 반도체 칩들의 전형적인 두께는 약 200㎛ 이하이다. 특히 바람직한 경우는 반도체 칩 두께의 약 3배, 즉 약 600㎛의 간격을 링크로 연결하는 것이다.
한 바람직한 추가 실시 예에서 라인 구조물은 자체 풋 섹션과 헤드 섹션 사이에서 휘어진 형태를 갖는다. 특히 바람직하게는 S자-형태이다. 휘어진 형태에 의해서 라인 구조물은 온도 변화시 소자 재료의 팽창 또는 수축을 더 잘 허용할 수 있다. 휘어진 라인 구조물의 유연성은 완전한 직선 전기 라인에 비해 증가한다.
한 추가 실시 예에서 라인 구조물은 금속 또는 금속 합금을 포함한다. 이 경우에는 금속들 또는 금속 합금들의 높은 전도성 및 우수한 기계적 안정성이 바람직하다. 상기 라인 구조물은 도전 접착제 또는 금속 페이스트도 포함할 수 있다.
한 추가 실시 예에서 라인 구조물은 자신의 전체 연장부에 걸쳐 어느 정도의 균일한 라인 구조물 두께를 갖는다. 상기와 같은 균일한 라인 구조물 두께는 특히 바람직한데, 그 이유는 그로 인해 어느 정도 통일된 전기 저항이 달성될 수 있기 때문이다. 그럼으로써 라인 구조물의 안정성도 향상된다. 약 5㎛ 내지 약 60㎛의 라인 구조물 두께가 바람직하다. 약 15㎛ 내지 약 25㎛의 라인 구조물 두께가 특히 바람직하다.
한 추가 실시 예에서 라인 구조물은 자신의 전체 연장부에 걸쳐 어느 정도 균일한 라인 구조물 폭을 갖는다. 상기와 같은 균일한 라인 구조물 폭은 특히 바람직한데, 그 이유는 그로 인해 어느 정도 통일된 전기 저항이 달성되기 때문이다. 그럼으로써 라인 구조물의 안정성도 향상된다. 바람직하게 라인 구조물은 약 20㎛에서 종방향으로 반도체 칩의 전체 연장부까지, 달리 표현해서, 반도체 칩의 전체 폭까지 이르는 라인 구조물 폭을 갖는다. 즉, 현재의 기술에 따른 약 2000㎛의 전형적인 반도체 칩의 폭에 있어서 최대 라인 구조물 폭은 약 2000㎛이다. 바람직하게 라인 구조물 폭은 약 50㎛ 내지 약 150㎛이다. 종래의 와이어 본딩에 있어서는 사용된 재료에 따라 약 25㎛ 내지 약 50㎛의 지름을 갖는 본딩 와이어가 사용된다. 라인 구조물 폭이 50㎛보다 큰 라인 구조물들을 사용함으로써, 종래의 와이어 본딩과 비교해서 전류 용량 및 기계적 안정성이 향상될 수 있다.
한 추가 실시 예에서 캐리어 몸체는 반도체 칩과 캐리어 몸체 사이의 접속을 성립시키는 접속층을 갖는다. 이러한 접속층은 금속 또는 금속 합금 또는 다른 도전 물질로 이루어질 수 있다. 특히 반도체 칩을 캐리어 몸체상에 고정시키기 위해, 도전 접착제, 납땜 결합 또는 단일 금속계가 사용될 수 있다. 단일 금속계로서는 바람직하게 금속 대 금속이 적합하고, 상기 금은 초음파 용접(ultrasonic welding)에 의해 결합된다. 접속층은 기계적 그리고 전기적 결합 외에도 반도체 칩과 캐리어 사이의 열적인 결합을 보장하기 하기 위해서도 설치된다.
한 추가 실시 예에서는 접속층과 반도체 칩 사이에 놓이는 콘택면이 제공된다.
접속층과 콘택면의 조합은 특히 바람직하다. 이러한 조합은 반도체 칩과 캐리어의 기계적, 열적 그리고 전기적 결합을 상승시킨다.
한 추가 실시 예에서 콘택 층은 캐리어 몸체로부터 전기 절연될 수 있으며 라인 구조물에 의해 추가 반도체 칩의 콘택 영역에 도전 접속될 수 있다.
한 추가 실시 예에서 반도체 칩의 상부면은 제 2 콘택 영역을 갖는다. 상기 제 2 콘택 영역은 제 2 라인 구조물에 의해 추가 반도체 칩의 콘택 영역 또는 접속 영역에 도전 접속되어 있다. 상기와 같은 도전 접속은 특히 바람직한데, 그 이유는 다수의 반도체 칩을 통한 전류 통과(current passage)가 가능해지고, 고전압에서 광전자 소자의 작동이 가능하기 때문이다. 또한, 상기와 같은 도전 접속은 결과적으로 큰 전기적 손실 없이 통상적인 공급 전압에서 작동될 수 있는 반도체 광원들을 야기할 수 있다. 그럼으로써 특히 전반 조명에의 적용에 있어서 가격 하락에 근본적인 기여를 할 수 있다.
또한, 와이어 본딩 기술과는 반대로 반도체 칩들이 상호 50㎛의 간격으로 위치 설정될 수 있다는 것이 바람직하다. 이러한 위치 설정은 지지대 없는 매우 짧은 라인 구조물들을 가능하게 한다. 상기 반도체 칩의 공간 절약적인 어레인지먼트는 특히 종종 값비싼 캐리어 몸체 재료를 절약하도록 한다.
접속 영역을 갖는 캐리어 몸체 및 상기 캐리어 몸체상에 설치된 반도체 칩 그리고 상기 캐리어 몸체로부터 떨어져서 마주한 반도체 칩의 상부면에 제공된 콘택 영역을 포함하는 광전자 소자를 제조하기 위한 방법의 다양한 실시 예들은 하기의 방법 단계들을 갖는다: 제일 먼저 희생 물질이 광전자 소자 상에 제공된다. 이어서 콘택 영역(본딩-패드) 및 접속 영역 위에 있는 상기 희생 물질이 적어도 부분적으로 제거된다. 그 다음에 이어 라인 구조물이 상기 콘택 영역과 접속 영역 사이에 제공된다. 이 경우 상기 라인 구조물은 희생 물질 위로 진행한다. 바로 이은 방법 단계에서는 상기 희생 물질이 가급적 완전히 제거된다. 그럼으로써 콘택 영역과 접속 영역 사이에 있는 라인 구조물은 지지대를 갖지 않는다. 이 경우 특히 전자기 방사선이 방출될 수 있는 반도체 칩의 상부면과 측면들에는 희생 물질이 가급적 최대로 제거된다.
바람직하게 층 형태로 형성되어 있는 희생 물질은 다수의 다양한 방법에 의해 제공될 수 있다. 특히 진공 라미네이팅, 분배(dispense), 젯(jet), 스프레잉, 스탠실 프린팅, 몰딩 공정 및 스핀 코팅이라고도 불리는 스핀-온 증착이 고려된다. 상기 희생 물질은 적어도 캐리어 몸체 및 반도체 칩과 형상 결합방식으로 형성되며, 그 결과 희생층과 희생층에 의해 덮여 있는 영역들 사이에는 갭(gap)도 리세스(recess)도 형성되지 않는다.
실리콘-절연 재료 대신 임시 희생 물질을 사용하는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 소자상에 지속적으로 남아 있어야 하는 실리콘-절연 박막과는 반대로 희생 물질들에 대한 요구사항이 적기 때문이다. 실리콘은 예를 들어 가시 영역에서 투명하고, UV-내성 및 온도 내성을 가져야 한다.
희생 물질로서 비-임시 절연 재료들과는 반대로 다수의 물질들이 사용될 수 있다. 특히 포토 레지스트(photoresist), 포토 호일(photofolie), 에폭시, 폴리이미드, 아크릴레이트, 왁스, 안티 접착층, 페이스트 및 겔(gel)이 사용될 수 있다. 상기 물질들 모두는 실리콘보다 가격이 저렴하고, 그와 더불어 실리콘에 비해 가공 가능성에서 장점들을 갖는다. 예를 들어 실리콘은 액체 상태에서 흐르는 경향이 있고, 경화된 상태에서는 불량한 접착 상태를 갖는다.
콘택 영역 및 접속 영역 위의 희생 물질 제거는 바람직하게 레이저 어블레이션(laser ablation)에 의해 실행된다. 최소한으로 달성 가능한 노출 영역의 연장부는 최소한으로 달성 가능한 레이저 스팟(laser spot)의 표면에 의해 제한되며 약 50㎛이다. 특히 바람직하게 포토 호일 또는 포토 레지스트의 사용시 공정이 간단하고 가격이 저렴하기 때문에, 콘택 영역 및 접속 영역 위의 희생 물질이 노광(expose) 및 현상(development)에 의해 제거될 수 있다. 상대적으로 공정이 더 까다로운 레이저 어블레이션은 생략된다.
본 발명에 따른 방법의 한 추가 실시 예에서 라인 구조물은 금속화층(matallizaion)을 희생 물질 상으로 평면 제공함으로써 이루어진다. 평면 라인 구조물들은 특히 바람직한데, 그 이유는 이러한 평면 라인 구조물들은 전형적인 와이어 본딩 공정에서의 본딩 와이어와 비교해서 훨씬 더 많은 전류 용량을 가지기 때문이다. 또한, 그로 인해 전형적인 와이어 본딩에 비해 광전자 소자의 전체 높이가 줄어들 수 있다.
금속화층을 희생 물질 및 접속 영역의 적어도 부분 영역 그리고 콘택 영역의 적어도 부분 영역 상에 평면 제공하는 것은 구조화 방식으로 실행될 수 있다. 특히 대안적으로 하기의 방법들이 적용될 수 있다:
－ 실크 스크린 프린팅, 이 경우에는 스탠실 또는 커버 마스크를 사용함으로써 평면 금속화층이 희생 물질 상으로 제공된다. 이런 경우 공정 단계에서는 약 30㎛의 금속화층 두께가 달성될 수 있다. 바람직하게 상승된 전류 전도성 및 금속화된 구조물의 상승된 안정성을 위해 공정 단계가 여러 번으로 반복될 수 있다.
－ 분배, 이 경우에는 금속 입자 및 유기 매체가 하나의 페이스트로 혼합되어 있고, 상기 페이스트는 중공 니들(hollow needle) 및 분무기를 이용하여 압축 공기 펼스에 의해 희생 물질 상으로 제공된다. 이어서 상기 페이스트는 건조 및 탬퍼링된다. 이 경우 압력 및 시간 파라미터에 의해 임의의 금속화층의 형태가 달성될 수 있다는 것이 특히 바람직하다. 분배에 의해서는 매우 우수하게 고정 가능한 금속화층이 생성된다. 약 50㎛의 두께를 가진 금속화층이 생성될 수 있다.
－ 젯, 이 경우에는 짧은 펄스에 의해 저장 용기로부터 도전 물질로 된 작은 방울들이 희생 물질 상으로 제공된다. 상기 방법은 특히 바람직한데, 그 이유는 접촉 없이 공정이 진행되기 때문이다.
－ 도전 물질의 분무.
한 추가 실시 예에서는 소위 시드층(seedlayer), 또한 배엽층(germ layer)으로도 언급되는 평면 금속화층이 바람직하게 스퍼터링 공정에 의해 제공된다. 이 경우 바람직하게 약 2㎛ 내지 3㎛의 시드층 두께가 달성된다. 시드층의 재료로는 바람직하게 티탄 및 구리로 이루어진 화합물이 사용된다. 티탄과 구리는 바람직하게 한 단계에서 스퍼터링되며, 이 경우 티탄은 접착제로서 사용된다. 평면 금속화층은 라인 구조물이 희생 물질 상에 남아 있도록 구조화된다. 상기와 같은 금속화층의 추후 구조화는 하기의 방법 단계들을 포함한다:
－ 포토 리소그라피 단계;
본 발명에 제공되어 있는 것과 같은 3차원 구조들에 있어서는 바람직한 방식으로 포토 호일이 사용되며, 상기 포토 호일은 광전자 소자의 3차원 지형상으로 적층된다. 상기 포토 호일은 포토 레지스트와 반대로 에지들 위에서의 동일한 두께에 의해 더 우수한 에지 커버력을 갖는다. 포토 레지스트는 경화가 이루어질 수 있기 전에 스퍼터링된 시드층 상에 회전 코팅에 의한 평면 도포 후 반도체 칩의 에지 너머로 흐른다. 포토 레지스트는 이차원 구조들에 적합하지만, 본 발명의 대상은 아니다. 후속해서 시드층이 포토 마스크에 의해 노광된다. 그런 다음 숨어 있는 이미지의 현상이 실행되며, 이 경우 노광된 포토 레지스트의 영역들은 제거된다. 대안적으로 포토 레지스트의 노광된 영역들이 현상 후 지속되도록 포토 리소그라피 방법 단계가 실행될 수도 있다.
－ 포토 리소그라피된 시드층의 갈바니 전기적 강화 또는 전기 도금 단계.
이 경우 시드층 상에서 금속 침전물의 전기 화학 연속 증착이 실행된다. 이러한 방법 단계는 필수적인데, 그 이유는 시드층의 전류 용량이 시드층의 작은 두께로 인하여 매우 적을 것이기 때문이다. 이 경우 금속 재료는 그 내부에서 현상시 포토 레지스트가 제거되었던 영역들에 침전된다. 전기 도금시에는 금속화층의 두께가 약 50㎛ 이하로 달성 가능하다. 15㎛ 내지 30㎛의 두께가 특히 바람직하다. 금속화층 재료로는 바람직하게 구리가 사용된다.
－ 포토 호일의 제거 단계.
－ 갈바니 전기적 강화에 의해 덮여있지 않은 시드층의 에칭 제거 단계. 이러한 단계는 단락을 예방한다.
후속하는 방법 단계에서는 희생 물질이 제거된다. 다수의 적합한 방법이 존재한다. 적용될 방법은 대체적으로 사용된 희생 물질에 좌우된다.
희생 물질로서 포토 레지스트 또는 포토 호일을 사용할 경우, 희생 물질은 스트리핑(stripping)에 의해 제거된다. 이러한 공정은 소위 스트리퍼(stripper)에서 실행된다.
희생 물질로서 래커를 사용할 경우, 희생 물질은 플라즈마 애싱(plasma ashing)에 의해 제거될 수 있다. 이 경우 바람직하게 산소 플라즈마가 사용된다. 래커는 플라즈마 애싱 시에 연소된다. 이러한 공정은 소위 애시 트레이(ashtray)에서 실행된다.
예를 들어 희생 물질로서 에폭시 또는 아크릴레이트를 사용하는 경우, 상기 희생 물질은 애칭에 의해 제거된다. 애칭 수단 또는 애칭 매체로는 특히 아세톤이 사용된다.
멀티 칩 어레인지먼트를 위해서는 비용면에서 매우 경제적인 전기 접속 기술이 구현될 수 있다. 종래 방식의 와이어 본딩에 비해 비용면에서의 장점은 제조될 전기 접합부의 수에 상관 없이 항상 동일한 공정 순서만이 적용된다는 것이다. 그 때문에 본 발명에 따른 방법은 다수의 반도체 칩이 전기 접속되어야만 할 경우에 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 기술적 복잡함은 전기 접합부들이 단지 하나의 반도체 칩을 갖는 하나의 광전자 소자에 제공되어야 하는 경우 또는 다수의 반도체 칩에 전기 접속이 제공되어야 하는 경우와 상관없이 항상 동일하다.
본 발명에 따른 방법은 다수의 반도체 칩 사이에서 접속하는데 있어서 기계적으로 매우 안정적이고 동일한 품질로 생산된 라인 구조물들을 유도한다. 그로 인해 상기와 같은 다중 결합 기술의 작동 중 신뢰성은 단일 결합 기술과 반대로 상당히 향상된다. 이러한 장점은 소자 내에서 전기적 결합이 더 많이 구현되어야 할수록, 효과가 더 크다.
본 발명에 따른 해결책의 다양한 실시 예들은 도면을 참조하여 하기에서 더 자세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 광전자 소자의 제조 방법의 순서도를 보여주고;
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 제조 방법의 중간 제품들을 x-z-평면에서 개략적인 단면도로 보여주며;
도 2e는 도 1의 제조 방법의 최종 제품으로서 광전자 소자 실시 예를 x-z-평면에서 개략적인 단면도로 보여주고;
도 3은 광전자 소자의 실시 예를 3차원의 개략도로 보여주며;
도 4는 광전자 소자의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 보여주고,
도 5는 광전자 소자의 한 추가 실시 예를 x-y-평면상에서 개략적인 평면도로 보여주며;
도 6은 광전자 소자의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 보여주고,
도 7은 광전자 소자의 실시 예의 커트 아우트를 개략적인 3차원 도면으로 보여주며;
도 8은 광전자 소자의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 보여주고;
도 9는 광전자 소자의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 보여준다.
더 나은 방위를 위해 모든 도면에는 좌표계가 지시되어 있고, 이 경우 종방향은 X, 횡방향은 Y 그리고 X, Y에 대한 수직방향은 Z로 표시되어 있다.
도면들에서 동일한, 동일한 형태의 또는 동일하게 작용하는 소자들에는 동일한 도면 부호들이 제공되었다. 도면들 그리고 상기 도면들에 도시된 소자들의 상호 크기 비율들은 척도에 맞는 것으로 간주될 수 없다. 오히려 개별 소자들은 더 나은 개관을 위하여 그리고 더 나은 이해를 위하여 과도하게 크게 도시되어 있을 수 있다.
도 1은 광전자 소자를 제조하기 위한 순서도를 나타낸다. 제조 공정은 S0 내지 S4의 단계로 분류될 수 있다.
단계 S0에서는 접속 영역(5) 및 캐리어 몸체(3)상에 배치된 반도체 칩(7)을 갖는 캐리어 몸체(3)가 제공된다. 반도체 칩(7)은 약 10㎛ 내지 약 200㎛의 반도체 칩 두께(12)를 갖는다. 반도체 칩(7)은 예를 들어 소위 바이어스(vias) 삽입에 의해 캐리어 몸체(3)상에 바로 고정될 수 있다. 바이어스에 의한 이러한 고정은 도면들에는 도시되지 않았다. 캐리어 몸체(3)로부터 떨어져서 마주한 반도체 칩(7)의 상부면(8)에는 접촉 영역(10)이 제공되어 있다. 이와 관련된 중간 제품은 도 2a에 도시되어 있다. 상기 도면은 개략적인 단면도를 X-Z-평면으로 나타낸다. 캐리어 몸체(3)의 상부면(4)은 부분적으로 접속 영역(5) 및 반도체 칩(7)에 의해 덮여있다. 접속 영역(5) 및 반도체 칩(7)은 공간적으로 서로 분리되어 서로 전기적으로 절연되어 있다.
단계(S1)에서는 희생 물질(16)이 단계 S0에 준비된 중간 제품상에 제공된다. 희생 물질로는 포토 호일이 적층될 수 있거나 또는 포토 레지스트가 스핀-온 증착될 수 있다. 이러한 방법 단계의 결과는 도 2b에 도시되어 있다. 상기 도면은 개략적인 단면도를 X-Z-평면으로 나타낸다. 상기 희생 물질은 도 2a에 도시된 중간 제품의 모든 상부면을 덮는다. 접속 영역(5), 반도체 칩(7), 콘택 영역(10) 및 캐리어 몸체(3)의 상부면(4)은 희생 물질에 의해 덮여 있다. 희생 물질(16)은 본 발명에서는 희생층으로서 형성되어 있다. 3차원의 구조들의 경우에는 포토 호일이 특히 바람직한데, 그 이유는 라미네이팅 압력에 의해 포토 호일의 형성이 특히 우수하고 간단하게 제어될 수 있기 때문이다.
단계(S2)에서는 희생 물질(16)이 적어도 부분적으로 콘택 영역(10) 및 접속 영역(5) 위에서 제거된다. 그에 따라 적어도 콘택 영역(10)의 섹션 및 접속 영역(5)의 섹션에서 희생 물질이 완전히 제거된다. 희생 물질로서 포토 호일 또는 포토 레지스트가 사용될 때에는, 희생 물질의 부분 제거가 노광 및 현상에 의해 구현될 수 있다. 다른 희생 물질들을 위해서는 레이저 어블레이션이 사용될 수 있다. 방법 단계(S2)의 결과는 도 2c에 도시되어 있다. 상기 도면은 개략적인 단면도를 X-Z-평면으로 나타낸다. 희생 물질(16)은 전체 콘택 영역(10) 위에서는 완전히 제거되었다. 반도체 칩(7) 쪽을 향하는 접속 영역(5)의 단부 위에는 계속해서 약간의 희생 물질(16)이 남아있다.
단계(S3)에서는 라인 구조물(13)이 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에 있는 희생 물질(16) 상으로 제공된다. 이 경우 라인 구조물(13)은 희생 물질(16) 상에 평면으로 제공된다.
도 1에는 방법 단계(S3)를 실시하기 위한 두 가지 대안적인 방법이 나타나 있으며, 상기 두 가지 대안적인 방법들은, 도 2e, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 나타난것과 동일한 최종 제품으로 이어진다.
제 1 대안은 단지 하나의 방법 단계(도 1: S3a)만을 포함한다. 이 경우에는 금속 전기 라인 구조물이 한 단계 내에서 평면 주조로 희생 물질(16)의 영역들 그리고 적어도 접속층(5) 및 콘택 영역(10)의 영역들 상으로 제공된다. 상기 금속 라인 구조물의 제공은 실크 스크린 또는 젯 또는 분배 또는 분무에 의해 구현될 수 있다. 좀더 높은 라인 구조물 두께(14)를 얻기 위해서는 동일한 방법 단계가 두 번 또는 여러 번 연속하여 실행될 수 있다.
제 2의 대안(도 1: S3b)은 다수의 부분 단계들(도 1: S3b.1 내지 S3b.5)을 포함한다. 부분 단계(S3b.1)에서는 금속화층이 평면으로 제공된다. 후속해서 상기 금속화층 희생 물질 그리고 접속 영역(5)과 콘택 영역(10)의 일부분들을 덮는다. 금속화층은 스퍼터링 공정에 의한 시드층의 형태로 제공될 수 있다. 부분 단계(S3b.2)에서는 포토 리소그라피가 적용된다. 포토 마스크를 사용한 노광 및 이때 발생하는 이미지의 현상에 의해서 하나의 구조물이 시드층상에 형성된다. 이러한 구조물은 희생 물질(16)의 부분들 및 접속 영역(5)의 적어도 한 영역 그리고 콘택 영역(10)의 적어도 한 영역을 덮는다. 상기 구조물은 연속적이다. 이러한 구조물은 부분 단계(S3b.3)에서 갈바니 전기적으로 강화된다. 갈바니 전기적식 강화의 부분 단계는 대부분 구리로 이루어진 금속화층의 두께를 증가시키기 위해 여러 번으로 반복될 수 있다. 다른 말로 표현해서, 제 2 대안에 있어서 금속화층 공정은, 즉 그 사이에 포토 리소그라피-단계(S3b.2)를 갖는 2-단(S3b.1 및 S3b.3) 공정이다. 후속하는 부분 단계(S3b.4)에서는 포토 호일이 제거된다. 갈바니 전기적으로 강화된 구조물에 의해 덮여있지 않은 시드층의 영역은 부분 단계(S3b.5)에서 완전히 에칭 제거된다.
따라서 방법 단계(S3)가 대안(S3a) 또는 대안(S3b) 따라 실행되는지와 상관없이, 상기 방법 단계(S3)의 결과는 도 2d에 도시되어 있다. 도 2d는 개략적인 단면도로 희생 물질(16) 상에 설치되어 있는 라인 구조물(13)을 보여준다. 상기 라인 구조물은 상기 희생 물질과 형상 결합방식으로 형성되어 있다. 라인 구조물(13)은 접속 영역(5) 및 반도체 칩(7)의 콘택 영역(10)을 접속시킨다. 라인 구조물(13)은 헤드 섹션(13k) 및 풋 섹션(13f)을 갖는다. 풋 섹션(13f)은 접속 영역(5)에 도전적 그리고 기계적으로 접속되어 있다. 헤드 섹션(13k)은 콘택 영역(10)에 도전적 그리고 기계적으로 접속되어 있다. 라인 구조물(13)은 라인 구조물의 풋 섹션(13f)과 헤드 섹션(13k) 사이에서 X-Z-평면으로 휘어진 형태를 갖는다. 상기 휘어진 형태는 S-형태일 수 있다. 이러한 형태는 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에서 희생 물질(16)의 표면 형성으로부터 기인한다. 라인 구조물(13)은 금속 또는 금속 합금이다.
바로 이은 단계(S4)에서는 희생 물질(16)이 완전히 제거된다. 사용된 희생물질(16)에 따라 희생 물질(16)의 제거를 위한 다양한 방법들이 사용된다. 희생 물질(16)로서 포토 레지스트 또는 포토 호일을 사용할 경우에는, 스트리핑에 의해 제거될 수 있다. 플라즈마 소각에 의해서도 제거될 수 있다. 희생 물질로서 에폭시 또는 아크릴레이트를 사용할 경우, 희생 물질(16)은 에칭을 통해 제거될 수 있다.
방법 단계(S4)의 결과는 도 2e에 도시되어 있다. 도 2e는 단계들(S0 내지 S4)에서 실행된 방법으로부터 생성된 최종 제품을 도시한다. 도 2e는 최종 공정 처리된 광전자 소자(1)의 개략적인 단면도를 보여준다. 도 2a 내지 도 2d의 상세 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 2에 도시된 실시 예에도 유효하다. 라인 구조물(13)은 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에서 지지대를 갖지 않는다. 풋 섹션(13f)과 헤드 섹션(13k) 사이의 종방향(X)의 간격은 도 2e에서는 대략 반도체 칩(7) 두께(12)의 2.5배이다. 도시되지 않은 실시 예들에서는 이러한 간격이 반도체 칩(7) 두께(12)의 2.5배보다 작거나 클 수 있다. 최대로 상기 간격은 반도체 칩(7) 두께(12)의 약 5배일 수 있다. 라인 구조물(13)은 자신의 전체 연장부에 걸쳐 대략 균일한 라인 구조물 두께(14)를 갖는다. 라인 구조물 두께(14)는 약 5㎛ 내지 약 60㎛일 수 있다. 약 15㎛ 내지 약 25㎛의 범위의 라인 구조물 두께(14)가 특히 바람직하다.
도 3은 최종 공정 처리된 광전자 소자(1)의 개략적인 3차원 도면을 보여준다. 도 2a 내지 도 2e의 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 3에 도시된 실시 예에도 유효하다. 반도체 칩(7)으로부터 떨어져서 마주한 라인 구조물(13)의 풋 섹션(13f)은 접속 영역(5) 상에서 공간적인 연장부를 갖는다. 풋 섹션(13f)은 평면으로 형성되어 있고 종방향(X) 및 횡방향(Y)으로 확장된다. 본 발명의 실시 예에서 풋 섹션(13f)은 접속 영역(5)의 일부분만을 덮는다. 라인 구조물(13)의 헤드 섹션(13k)은 반도체 칩(7)의 콘택 영역(10) 상에서 공간적인 연장부를 갖는다. 헤드 섹션(13k)은 종방향(X) 및 횡방향(Y)으로 확장된다. 반도체 칩(7)으로부터 방출되는 전자기 방사선(2)의 음영을 작게 유지하기 위해서, 종방향으로의 콘택 영역(10)의 확장부는 약 50㎛이다. 상대적으로 더 작은 확장부도 바람직하다. 본 발명의 실시 예에서 헤드 섹션(13k)은 콘택 영역(10)의 일부분만을 덮는다. 캐리어 몸체(3)의 상부면(4)과 평면 라인 구조물(13) 사이에는 부피 영역(15)이 형성되어 있다. 부피 영역(15)에서는 희생 물질(16)이 완전히 제거되어 있다. 반도체 칩(7)의 측면들(11)과 상부면(8)에서는 희생 물질이 완전히 제거되어 있다. 반도체 칩(7)으로부터 방출된 전자기 방사선(2)은 더 이상 절연층을 통과할 필요가 없다. 라인 구조물(13)은 자신의 전체 연장부에 걸쳐 어느 정도 균일한 라인 구조물 폭(17)을 갖는다. 바람직하게 라인 구조물 폭들(17)은 약 20㎛ 내지 약 200㎛이다. 특히 바람직하게는 전기 라인 폭들(17)은 50㎛ 내지 150㎛이다.
도 4는 본 발명의 한 추가 실시 예를 3차원 도면으로 나타낸다. 도 2a 내지 도 2e 및 도 3의 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 4에 도시된 실시 예들에도 유효하다. 제 1 실시 예와 달리, 도 4에서는 풋 섹션(13f) 및 헤드 섹션(13k)의 공간적인 연장부가 최대이다. 풋 섹션(13f)은 전체 접속 영역(5)을 덮고, 헤드 섹션(13k)은 전체 콘택 영역(10)을 덮는다. 본 발명의 실시 예에서는 횡방향(Y)으로의 콘택 영역(10)이 횡방향(Y)으로의 반도체 칩의 전체 연장부에 걸쳐 연장되는 것이 특히 바람직하다. 상기와 같은 연장은 제 1 실시 예에 비해 확대된 전류 용량을 유도한다. 풋 섹션(13f)을 접속 영역(5) 상에서 유지시키고, 헤드 섹션(13k)을 접촉 영역(10) 상에서 유지시키는 접착력 또한 제 1 실시 예에 비해서 확대되었다. 제 1 실시 예와 비교해서 지지대가 없는 영역에서 (즉, 풋 섹션(13f)과 헤드 섹션(13k) 사이에서)의 라인 구조물(13)의 횡방향(Y)으로 더욱 증가된 확장부에 의해서는 라인 구조물의 전류 용량 및 기계적 안정성이 확대된다. 본 발명의 실시 예에서 라인 구조물 폭(17)은 횡방향(Y)으로의 반도체 칩(7)의 전체 연장부에 해당한다. 전형적인 폭이 2000㎛인 반도체 칩(7)에서는 라인 구조물 폭(17)도 마찬가지로 2000㎛에 달한다.
접속 영역(5) 상에서의 풋 영역(13f) 및/또는 콘택 영역(10) 상에서의 헤드 영역(13k)의 공간적 연장 및/또는 라인 구조물 폭(17)과 관련하여 도 3 및 도 4에서 도시된 실시 예들 사이에 있는 실시 예들은 도면에 도시되지 않았다.
도 5는 본 발명의 한 추가 실시 예를 X-Y-평면상에서 개략적인 평면도로 보여준다. 도 2a 내지 도 2e 그리고 도 3 및 도 4의 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 5에 도시된 실시 예들에도 유효하다. 도 5에서는 라인 구조물(13)가 X-Y-평면으로 휘어져 있다. S자 형태의 휨이 특히 바람직하다. 다른 말로 표현해서, 접속 영역(5) 상의 풋 섹션(13f)은 횡방향(Y)으로 콘택 영역(10) 상의 헤드 섹션(13k)과는 다른 위치에 놓인다. 헤드 섹션(13k)은 콘택 영역(10)의 일부분만 덮는다. X-Y평면에서 라인 구조물(13)의 S자 형태 휨은 라인 구조물(13)의 안정성을 높인다. 도시되지 않은 실시 예에서 라인 구조물(13)의 휨들은 X-Z-평면과 X-Y-평면으로 조합되어 있다.
도 6은 본 발명의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 나타낸다. 도 2a 내지 도 2e 그리고 도 3 내지 도 5의 상세 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 6에 기술된 실시 예에도 유효하다. 도 2e, 도 3 및 도 4에 나타난 실시 예들과는 달리, 캐리어 몸체(3)는 접속 영역(5)에 추가로 접속층(6)을 갖는다. 이와 더불어 접속층(6)과 반도체 칩(7) 사이에는 반도체 칩(7)의 콘택면(9)이 제공되어 있다. 접속층(6)은 납땜 결합 또는 도전성 접착제에 의해 콘택면(9)과 결합되어 있다. 상기 납땜 결합 또는 도전성 접착제는 반도체 칩(7)과 캐리어 몸체(3)의 기계적, 전기적 그리고 열적인 결합을 성립시킨다. 도시되지 않은 실시 예들에서는 반도체 칩(7)과 캐리어 몸체(3) 사이의 결합이 대안적으로 접속층(6)에 의해서만 구현되거나 또는 콘택면(9)에 의해서만 구현될 수 있다.
도 7은 광전자 소자의 실시 예의 커트 아우트를 개략적인 3차원 도면으로 보여준다. 도 2a 내지 도 2e 그리고 도 3 내지 도 6의 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 7에서 기재된 실시 예의 커트 아우트에도 유효하다. 도 7에는 콘택 영역(10)을 갖는 반도체 칩(7)과 헤드 섹션(13k)을 갖는 라인 구조물(13)의 일부분이 나타나 있다. 헤드 섹션(13k)은 오목한 부분(13e)을 갖는다. X-Y-평면의 오목한 부분의 형태는 원형이다. 오목한 부분(13e)의 측벽(13s)은 바람직하게 X-Y-평면에 대해 평행한 반도체 칩(7)의 상부면(8)에 대하여 기울어져 있다. 이러한 경사는 콘택 영역(10)에 위에 있는 희생 물질(16) 내에서 개구 형상에 의해 제어된다. 콘택 영역(10) 위에 있는 상기 희생 물질의 개구 형상은 레이져 어블레이션 방법에 의해 조절되어 영향을 줄 수 있다. 측벽(13s)의 경사에 의해서는, 금속화층의 공정 시에 측벽(13s)에 걸쳐 동일한 두께의 균일한 금속화층의 생성이 달성된다. 상기와 같은 금속화층의 생성은 전류 용량과 관련해서 유리하다. 도시되지 않은 실시 예들에서는 오목한 부분(13e)이 타원형(elliptical), 장원형(oval) 또는 장방형(eblongness) 형태를 갖는다. 도 4에 나타난 실시 예에서 헤드 섹션(13k)은 횡방향(Y)으로 콘택 영역(10) 또는 반도체 칩(7)의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 이러한 경우 오목한 부분(13e)은 헤드 섹션(13k)의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 이 경우 상기 오목한 부분(13e)의 형태는 장방형이다.
도 8은 본 발명의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 나타낸다. 도 2a 내지 도 2e 그리고 도 3 내지 도 7의 상세 설명에서 이미 기술되었던 부재들은 도 8에 도시된 실시 예에도 유효하다. 도 2e, 도 3, 도 4 및 도 6에서 나타난 실시 예들과는 달리, 캐리어 몸체(3) 상에는 다수의 반도체 칩(7)이 배치되어 있다. 이러한 실시 예에서 반도체 칩들(7)은 수직 전류 가이드를 갖는다. 반도체 칩들(7)은 예를 들어 실시 예(6)에서 기술된 것과 같은 납땝 결합 또는 도전성 접착제에 의해 접속층(6)과 결합되어 있다. 접속층(6)은 후속하는 반도체 칩(7)에 대한 전기 접속을 생성하기 위한 라인 구조물(13)용 접속 영역으로서도 이용될 수 있도록 설계되어 있다. 도전 캐리어 몸체(3)를 사용하는 경우에는, 캐리어 몸체(3)와 접속 영역(5) 또는 접속층(6) 사이에는 전기 절연 중간층(18)이 설치되어 있다. 그럼으로써 접속 영역(5)과 각각의 접속층들(6)이 공간적 그리고 전기적으로 상호 분리되도록 보장된다. 절연 중간층(18)은 예를 들어 SiO2 또는 SiN4 또는 다결정 실리콘으로 이루어져 있거나 또는 이러한 물질들의 조합으로 이루어져 있다. 전기 절연적 캐리어 몸체(3)를 사용하는 경우에는, 절연 중간층(18)이 생략될 수 있다. 상기 실시 예에 도시된 어레인지먼트는 순서상 마지막에 배치된 반도체 칩(7)의 접속 영역(5)과 접속층(6) 사이에 전기 압력이 인가되면서, 다수의 반도체 칩(7)을 통한 전류 통과를 가능하게 한다. 도시된 어레인지먼트는 임의의 반도체 칩 개수에 의해서 확대될 수 있다. 그럼으로써 높은 전압에서 광전자 소자의 작동이 가능하다. 캐리어 몸체(3)는 반도체 칩들(7)이 선형으로 일렬로 또는 곡류(meander) 형태로 또는 다른 임의의 형태로 배치되도록 치수 설계될 수 있다. 또한, 도시된 반도체 칩의 직렬 연결들이 평행한 전류 가이드에서 작동하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 한 추가 실시 예를 개략적인 3차원 도면으로 보여준다. 도 2a 내지 도 2e 그리고 도 3 내지 도 8의 설명에서 기술되었던 부재들은 도 9에 도시된 실시 예에도 유효하다. 실시 예 8과 달리, 실시 예 9에서는 정면에 각각 두 개의 콘택 영역(10)을 소유한 반도체 칩들(7)이 사용된다. 도전 캐리어 몸체(3)를 사용하고 전기적으로 절연되지 않는 반도체 칩(7)의 후면을 사용한 경우에는, 캐리어 몸체(3)에 전기 절연 중간 층(18)이 추가로 제공되어 있다. 반도체 칩(7)의 전기 절연성 후면을 사용하는 경우 또는 전기 절연 캐리어 몸체(3)를 사용하는 경우에는 절연 중간층(18)이 생략될 수 있다. 규정된 극성을 갖는 반도체 칩(7)의 콘택 영역(10)은 라인 구조물(13)을 통해서 반대 극성을 갖는 후속하는 반도체 칩(7)의 콘택 영역(10)과 도전 접속되어 있다. 실시 예에 도시된 어레인지먼트는 전기 압력이 순서상 출발 지점에 있는 접속 영역(5)과 순서상 마지막에 배치된 칩의 접속 영역(5) 사이에 인가되면서 다수의 반도체 칩(7)을 통한 전류 통과를 가능하게 한다. 도시된 어레인지먼트는 임의의 칩 수에 의해서 확장될 수 있고, 그럼으로써 높은 전압에서 광전자 소자의 작동이 가능하다. 캐리어 몸체(3)는 반도체 칩들(7)이 선형으로 일렬로 또는 곡류 형태 또는 임의의 다른 형태로 배치되어 있도록 치수 설계될 수 있다. 또한, 도시된 반도체 칩들의 직렬 연결들이 평행한 전류 가이드에서 작동하는 것도 가능하다.
광전자 반도체 소자 및 광전자 반도체 소자를 제조하기 위한 방법은 본 발명의 기초가 되는 개념을 구체적으로 설명하기 위해 몇몇 실시 예들을 참조하여 기술되었다. 이 경우 실시 예들은 특정한 특징 조합들에 한정되지 않는다. 몇몇 특징들과 실시 예들이 단지 특별한 실시 예 또는 개별 실시 예들과 관련해서만 기술되었을지라도, 상기 특징들과 실시 예들은 각각 다른 실시 예들의 다른 특징들과 조합될 수 있다. 일반적인 기술 이론이 구현되어 있는 한, 실시 예들에서 개별 기재된 특징들 또는 특별한 실시 예들을 생략하거나 또는 부가하는 것 또한 마찬가지로 고려할 수 있다.
광전자 반도체 소자를 제조하기 위한 방법의 단계들이 특정 순서로 기술되어 있다 하더라고, 확실한 것은 본 공개 문서에서 기술된 각각의 방법은 각각 다른 의미 있는 순서로 실행될 수 있고, 이때 기술된 기술 이론의 기본 생각과 상이하지 않는한, 방법 단계들은 생략되거나 또는 추가될 수도 있다.
1: 광전자 소자 2: 전자기 방사선
3: 캐리어 몸체 4: 캐리어 몸체의 상부면
5: 접속 영역 6: 접속층
7: 반도체 칩 8: 반도체 칩의 상부면
9: 콘택면 10: 콘택 영역
11: 측면 12: 반도체 칩 두께(Z축-방향)
13: 라인 구조물 13f: 풋 섹션
13k: 헤드 섹션 13e: 오목한 부분
13s: 측벽 14: 라인 구조물 두께(Z축-방향)
15: 부피 영역 16: 희생 물질
17: 라인 구조물 폭(Y축-방향) 18: 절연 중간층
X: 종방향 Y: 횡방향
Z: X축 및 Y축에 대한 수직 방향

Claims (15)

  1. 광전자 소자(1)로서,
    상기 광전자 소자는
    접속 영역(5)을 갖는 캐리어 몸체(3);
    상기 캐리어 몸체(3) 상에 배치된 반도체 칩(7);
    상기 캐리어 몸체(3)로부터 떨어져서 마주한 상기 반도체 칩(7)의 상부면(8)에 제공된 콘택 영역(10)
    을 포함하며,
    상기 접속 영역(5)은 지지대 없는 라인 구조물(13)에 의해 상기 콘택 영역(10)과 도전 접속되어 있는,
    광전자 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체 칩(7)으로부터 떨어져서 마주한 상기 라인 구조물(13)의 풋 섹션(13f)은 상기 접속 영역(5) 상에 공간적 연장부를 갖고 그리고/또는 상기 반도체 칩(7) 쪽을 향하는 상기 라인 구조물(13)의 헤드 섹션(13k)은 상기 콘택 영역(10) 상에 공간적 연장부를 갖는,
    광전자 소자.
  3. 제 2항에 있어서,
    종방향(X)으로 상기 풋 섹션(13f)과 헤드 섹션(13k) 사이의 간격은 상기 반도체 칩 두께(12)의 약 5배 이하인,
    광전자 소자.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 라인 구조물(13)이 자신의 풋 섹션(13f)과 헤드 섹션(13k) 사이에서 휨 형태를 갖는,
    광전자 소자.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 구조물(13)이 금속 또는 금속 합금을 포함하는,
    광전자 소자.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 구조물(13)이 자신의 전체 연장부에 걸쳐 어느 정도 균일한 라인 구조물 두께(14)를 갖는,
    광전자 소자.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 구조물(13)이 자신의 전체 연장부에 걸쳐 어느 정도의 균일한 라인 구조물 폭(17)을 갖고, 상기 라인 구조물(13)은 약 20㎛에서 횡방향(Y)으로 상기 반도체 칩(7)의 전체 연장부까지 이르는 폭(17)을 갖는,
    광전자 소자.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 몸체(3)가 접속층(6)을 갖고 그리고/또는 상기 접속층(6)과 상기 반도체 칩(7) 사이에 콘택면(9)이 제공되어 있는,
    광전자 소자.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 칩(7)의 상부면(8)에 제 2 콘택 영역(10)이 배치되어 있고, 상기 제 2 콘택 영역은 제 2 라인 구조물(13)에 의해 추가 반도체 칩(7)의 콘택 영역(10) 또는 접속 영역(5)에 도전 접속되어 있는,
    광전자 소자.
  10. 접속 영역(5)을 갖는 캐리어 몸체(3),
    상기 캐리어 몸체(3) 상에 배치된 반도체 칩(7),
    상기 캐리어 몸체(3)로부터 떨어져서 마주한 상기 반도체 칩(7)의 상부면(8)에 제공된 콘택 영역(10)
    을 포함하는 광전자 소자(1)를 제조하기 위한 방법으로서,
    광전자 소자(1) 상으로 희생 물질(16)을 제공하는 단계;
    상기 콘택 영역(10) 및 상기 접속 영역(5) 위에서 상기 희생 물질(16)을 제거하는 단계;
    상기 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에 라인 구조물(13)을 제공하는 단계;
    상기 라인 구조물(13)이 상기 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에서 지지대를 갖지 않도록 상기 희생 물질(16)을 제거하는 단계
    를 포함하는,
    광전자 소자를 제조하기 위한 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    금속화층(16)을 평면 제공함으로써 상기 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에 상기 라인 구조물(13)을 제공하는 공정을 실행하는,
    광전자 소자를 제조하기 위한 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    금속화층의 평면 제공 공정을
    스탠실 프린팅 또는
    젯 또는
    분배 또는
    분무에 의해 구조화 방식으로 실행하는,
    광전자 소자를 제조하기 위한 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    평면 제공된 금속화층은 상기 라인 구조물(13)이 상기 콘택 영역(10)과 접속 영역(5) 사이에 남아 있도록 구조화되는,
    광전자 소자를 제조하기 위한 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 금속화층의 구조화가
    포토 리소그라피 단계
    갈바니 전기적 강화 단계
    포토 호일 제거 단계
    시드층의 에칭 제거 단계를 포함하는,
    광전자 소자를 제조하기 위한 방법.
  15. 제 10항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 희생 물질(16)의 제거가
    스트리핑 또는
    애칭 또는
    플라즈마 애싱에 의해 실행되는,
    광전자 소자를 제조하기 위한 방법.
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