專利名稱：用于制造半導(dǎo)體器件的方法和薄膜半導(dǎo)體器件的制作方法
用于制造半導(dǎo)體器件的方法和薄膜半導(dǎo)體器件本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法和一種薄膜半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種簡(jiǎn)化的用于制造半導(dǎo)體器件的方法。此外， 本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種薄膜半導(dǎo)體器件，該器件容易處理并且機(jī)械穩(wěn) 定。該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法以及根據(jù)權(quán)利要求25和26 的薄膜半導(dǎo)體器件來解決。所述方法和薄膜半導(dǎo)體器件的有利的改進(jìn)方案 在從屬權(quán)利要求中說明。根據(jù)本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的第一變形方案包括以下 步驟-在生長(zhǎng)襯底上構(gòu)建包含半導(dǎo)體材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)，-將柔性的支承體層施加到所述層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，-將所述柔性的支承體層硬化為自支承的支承體層，-將生長(zhǎng)襯底剝離。于是，在層復(fù)合結(jié)構(gòu)的背離生長(zhǎng)襯底的側(cè)施加了柔性的支承體層，該 支承體層在硬化之后作為自支承的、優(yōu)選為剛性的支承體層附著在層復(fù)合 結(jié)構(gòu)上。根據(jù)本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的第二變形方案包括以下 步驟-在生長(zhǎng)襯底上構(gòu)建包含半導(dǎo)體材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)，-將自支承的支承體層施加到所述層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，其中支承體層具有基本 層和朝著層復(fù)合結(jié)構(gòu)的粘附層，該粘附層粘附在層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，-將生長(zhǎng)襯底剝離。于是，在層復(fù)合結(jié)構(gòu)的背離生長(zhǎng)襯底的側(cè)施加了支承體層。在完成的 半導(dǎo)體器件中，該支承體層作為自支承的、優(yōu)選為剛性的支承體層附著在層復(fù)合結(jié)構(gòu)上。有利的是，可以在層復(fù)合結(jié)構(gòu)和支承體層之間設(shè)置特別的連接，譬如焊接連接，由此可以省去導(dǎo)致開銷的方法步驟-*。根據(jù)第一變形方案，相對(duì)于柔性的支承體層，自支承的支承體層的優(yōu) 點(diǎn)是，其構(gòu)造更堅(jiān)固并且因此更易處理。在第二變形方案中，粘附層由熱熔粘合劑(Schmelzklebstoff)形成， 而基本層由固態(tài)塑料形成。在此，需要對(duì)粘附層加熱，以將該粘附層熔化， 并且實(shí)現(xiàn)層復(fù)合結(jié)構(gòu)的足夠的潤(rùn)濕并在硬化之后實(shí)現(xiàn)足夠的粘附。在室溫 時(shí)，粘附層優(yōu)選為固態(tài)的。此外可能的是，粘附層無需附加的加熱就粘附 在層復(fù)合結(jié)構(gòu)上。在這種情況中，粘附層例如可以包含硅樹脂，而基本層 包含聚酰亞胺。在所述方法的第二變形方案的 一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，基本層包含塑 料材料。替代地，基本層可以包含玻璃。優(yōu)選的是，支承體層是薄片(Folie)。特別地，支承體層可以是以片 狀(in Bahnen)制造的塑料片。在根據(jù)本發(fā)明的支承體層的較小的厚度 情況下也能實(shí)現(xiàn)足夠的穩(wěn)定性。因?yàn)橛捎谳^小的厚度，支承體層具有彈性， 由此減小了形成裂縫的危險(xiǎn)。在此，較小的厚度理解為優(yōu)選100jim，特 別優(yōu)選為小于100 nm。特別優(yōu)選的是，支承體層是透明的。這樣的優(yōu)點(diǎn)是，支承體層可以同 時(shí)用作耦合輸出層。借助根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地制造薄膜半導(dǎo)體器件，特別A^射輻 射的薄膜半導(dǎo)體器件。發(fā)射輻射的薄膜半導(dǎo)體器件的特征尤其是在于至少一個(gè)以下特征-在產(chǎn)生輻射的外延層序列的、朝著支承體元件的第一主面上優(yōu)選地 施加或者構(gòu)造了反射層，該反射層將外延層序列中產(chǎn)生的電磁輻射的至少 一部分反射回該外延層序列中；-外延層序列具有20 iu m或者更小范圍中的厚度，特別是10 ja m范 圍中的厚度；以及-外延層序列包含至少一個(gè)帶有至少一個(gè)面的半導(dǎo)體層，其中所述面 具有混勻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在理想情況下導(dǎo)致光在外延的外延層序列中的近似 各態(tài)歷經(jīng)的分布，即其具有盡可能各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)^L射特性。發(fā)射輻射的薄膜半導(dǎo)體器件的基本原理例如在1993年10月18日I. Schnitzer等人所著的Appl. Phys. Lett. 63(16)的第2174 - 2176頁中進(jìn)行了描述，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。這種發(fā)射輻射的薄膜半導(dǎo)體器件良好地近似于朗伯(Lambert，scher) 表面發(fā)射器。在本發(fā)明中，層復(fù)合結(jié)構(gòu)相應(yīng)地具有有源層序列，用于產(chǎn)生電磁輻射。 該有源層序列優(yōu)選外延地生長(zhǎng)在生長(zhǎng)襯底上。為了制造多個(gè)薄膜半導(dǎo)體器件，層復(fù)合結(jié)構(gòu)被結(jié)構(gòu)化為單個(gè)的層堆 疊。這些層堆疊例如可以通過鋸割來分離。支承體層可以預(yù)先結(jié)構(gòu)化地施加到層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，使得層復(fù)合結(jié)構(gòu)可 以沿著該結(jié)構(gòu)被分離為層堆疊。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一變形方案的 一種優(yōu)選的實(shí)施形式中使用 了具有塑料材料的支承體層。這種支承體層特別優(yōu)選地包含環(huán)氧樹脂， PET(^]"苯二曱酸乙二酯)或者聚合物，特別是聚酰亞胺，例如Kapton, 或者這些材料的組合。Kapton是由DuPont公司提供的聚酰亞胺產(chǎn)品的 商標(biāo)名稱。在傳統(tǒng)的方法中，在將層復(fù)合結(jié)構(gòu)M到支承體本體上時(shí)，典型地達(dá) 到400X:范圍的溫度。在隨后冷卻到室溫時(shí)，當(dāng)生長(zhǎng)襯底和支承體本體的 熱膨脹系數(shù)彼此差別較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)張緊或者扭曲。此外，由此會(huì)在支承 體本體中出現(xiàn)裂縫，使得形成的器件不再具有足夠的穩(wěn)定性。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的方法以較低的溫度實(shí)現(xiàn)，所以出現(xiàn)較小的熱張緊， 由此有利地減小了形成裂縫的危險(xiǎn)。例如，包含填充有銀的環(huán)氧樹脂的支承體層在8ox:至卯x:時(shí)熔化，并且在150"C的溫度時(shí)硬化，其中10%的偏差是可允許的。根據(jù)本發(fā)明的支承體層的另 一種可能性是用玻璃顆粒填充的粘合劑 膜。該粘合劑膜可以由混合材料形成，該混合材料特別是包含環(huán)氧樹脂和 丙烯酸鹽。帶有銀涂層的玻璃顆粒被嵌入到該混合材料中，其中粘合劑膜 有利地借助玻璃顆粒而導(dǎo)電。粘合劑膜可以在120X:時(shí)熔化，并且在160 "C時(shí)被硬化了 30分鐘長(zhǎng)。為了使得在根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的半導(dǎo)體器件中能夠?qū)С龉ぷ?時(shí)產(chǎn)生的損耗熱，支承 本層優(yōu)選地導(dǎo)熱地構(gòu)建。由此，可以避免不希望的 影響，例如半導(dǎo)體器件所發(fā)射的輻射的波長(zhǎng)偏移或者強(qiáng)度降低。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，支承體層用電絕緣的材料構(gòu)建。在支承體層上可以施加至少一個(gè)電印制導(dǎo)線，以便以后將由施 加在共同的支承體層上的層堆疊構(gòu)成的裝置或者被分割的器件與電極相 連。替代地，支承體層可以用導(dǎo)電的材料構(gòu)建。例如，支承體層含有金屬，特別是A1、 Ag、 Ti、 Cu或者合金，特別是黃銅。為了半導(dǎo)體器件的電接觸，層復(fù)合結(jié)構(gòu)在朝著支承體層的側(cè)設(shè)置有接 觸面，特別是包含有金屬的接觸金屬化物。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，針對(duì)接觸金屬化物選 擇了一種材料，該材料將在以后的工作中由有源的層堆疊產(chǎn)生的輻射至少 部分地>^射。特別是當(dāng)支承體層對(duì)于所產(chǎn)生的輻射不可穿透，并且輻射在 半導(dǎo)體器件的、與支承體層對(duì)置的側(cè)上耦合輸出時(shí)，這一點(diǎn)是有利的。生長(zhǎng)襯底優(yōu)選地通過激光剝離方法去除，例如由WO 98/14986所乂> 開的那樣，其內(nèi)容在此通過引用結(jié)合于此。生長(zhǎng)襯底也可以通過其它方法， 例如等離子體刻蝕或者干刻蝕來剝離或者以機(jī)械方式去除。在剝離生長(zhǎng)襯底之后，在層復(fù)合結(jié)構(gòu)的與支承體層背離的側(cè)上優(yōu)選地 施加第二接觸面，特別是接觸金屬化物，該第二接觸面設(shè)置用于另外地電 接觸以后的薄膜半導(dǎo)體器件。此夕卜，可以在層堆疊的背離支承體層的側(cè)施加柔性的覆蓋層，該覆蓋 層可以被硬化。替代地，柔性的覆蓋層可以保持未完全硬化的狀態(tài)。另一種可能性在于，施加具有基本層和朝著層復(fù)合結(jié)構(gòu)的粘附層的覆 蓋層，其中粘附層粘附在層復(fù)合結(jié)構(gòu)上。特別地，覆蓋層可以是薄片。優(yōu)選的是，覆蓋層對(duì)于有源層所產(chǎn)生的輻射是可穿透的。在一種有利 的實(shí)施形式中，覆蓋層包含轉(zhuǎn)換材料，用于將以后的有源層堆疊所產(chǎn)生的 輻射部分地it行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。特別優(yōu)選的是，覆蓋層具有與支承體層對(duì)應(yīng)的特性。然而，覆蓋層也 可以包含與支承體層不同的材料。根據(jù)一種優(yōu)選的變形方案，覆蓋層由玻璃構(gòu)成。此外，覆蓋層在朝著 層復(fù)合結(jié)構(gòu)的側(cè)可以具有至少一個(gè)印制導(dǎo)線，用于從上側(cè)接觸薄膜半導(dǎo)體 器件。其中該印制導(dǎo)線特別是包含輻射透射的材料，例如ITO(銦錫氧化 物)。有利的是，可以兩側(cè)地設(shè)置支承體層和覆蓋層來替代殼體。一種根據(jù)第一變形方案的根據(jù)本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器 件優(yōu)選地可以相應(yīng)于才艮據(jù)本發(fā)明的方法的第一變形方案來制造，具有以下的組成部分 -層堆疊，-自支承的、優(yōu)選為剛性的支承體層，該支承體層設(shè)置在層堆疊上，其中 支承體層被硬化。一種根據(jù)第二變形方案的根據(jù)本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器 件優(yōu)選地可以相應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的方法的第二變形方案來制造，具有以下 的組成部分-層堆疊，-自支承的支承體層，該支承體層設(shè)置在層堆疊上，其中支承體層具有基 本層和朝著層堆疊的粘附層，該粘附層粘附在層堆疊上。特別地，支承體層具有已經(jīng)結(jié)合所述方法的第一和第二變形方案所提 及的特性。因?yàn)樵诰哂懈鶕?jù)本發(fā)明的支承體層的薄膜半導(dǎo)體器件中，存在足夠的 機(jī)械穩(wěn)定性，所以無需附加的支承體。由此，半導(dǎo)體器件能夠以有利地小 的結(jié)構(gòu)高度(例如120um)來實(shí)施。薄膜半導(dǎo)體器件被設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生電磁輻射，并且為此具有有源的層堆 疊。該有源的層堆疊是層堆疊的一部分。例如，有源的層堆疊可以具有傳 統(tǒng)的pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)。此外，在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，薄膜半導(dǎo)體器件具有氮化物化合物 半導(dǎo)體，這意味著，有源的層堆疊或者其中至少一層包括氮化物-III/V -化合物半導(dǎo)體材料，優(yōu)選為AlnGaJiiLn-mN，其中(Ki1《1， (Xm《1 并且n+m《1。在此，該材料不必一定具有根據(jù)上式的數(shù)學(xué)上精確的組成。 更確切地說，該材料可以具有一種或者多種摻雜劑以及附加的組成部分， 它們基本上不改變AlnGaJnLn-JSf材料的典型的物理特性。然而，出于簡(jiǎn) 單的原因，上式僅僅包括晶格的主要組成部分(Al， Ga, In, N )，即使它們 可以部分地通過少量其它的物質(zhì)、例如P來替代。具有氮化物化合物半導(dǎo)體的薄膜半導(dǎo)體器件主要發(fā)射具有在可見光 鐠中的短波范圍中的波長(zhǎng)的輻射。波長(zhǎng)可以借助在輻射方向中設(shè)置在層堆疊之后的轉(zhuǎn)換元件至少部分 地轉(zhuǎn)化為較長(zhǎng)波長(zhǎng)。特別地，可以將轉(zhuǎn)換材料集成到薄膜半導(dǎo)體器件中，優(yōu)選集成在覆蓋 層中。根據(jù)本發(fā)明，支承體層可以包含塑料材料。對(duì)于支承體層優(yōu)選的材料例如是環(huán)氧樹脂、PET、聚合物，特別是聚酰亞胺，例如Kapton，或者 這些材料的組合。此外，支承體層或者覆蓋層可以具有任何結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法所提 及的特性。相應(yīng)的也適用于薄膜半導(dǎo)體器件。此外，在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，支承體層包含碳纖維。這些碳纖維 例如可以被嵌入聚合物膜中，并且具有比聚合物膜更高的導(dǎo)熱性，使得由 此有利地總體上得到粘附的并且導(dǎo)熱的支承體層。此外，支承體層可以具 有玻璃網(wǎng)，特別是硅酸鹽。在另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，支承 沐層對(duì)于由有源的層堆疊所產(chǎn)生的 輻射是可穿透的。這樣的優(yōu)點(diǎn)是，輻射可以直接耦合輸出，并且減少了由 于在有源的層堆疊中對(duì)祐L^射的輻射的吸收而會(huì)出現(xiàn)的輻射損耗?？赡艿氖?，將覆蓋層施加在背離支承體層的側(cè)，該覆蓋層可以保持未 完全硬化的狀態(tài)，而優(yōu)選的是自支承地、特別是剛性地構(gòu)建，并且具有對(duì) 應(yīng)于支承體層的特性。在一種有利的實(shí)施形式中，覆蓋層包括轉(zhuǎn)換材料，用于將有源的層堆 疊所產(chǎn)生的輻射部分地進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。此外，覆蓋層可以具有光學(xué)結(jié)構(gòu)。 光學(xué)結(jié)構(gòu)可以設(shè)置到覆蓋層的朝著層堆疊或者背離層堆疊的側(cè)上。有利的 是，可以借助光學(xué)結(jié)構(gòu)來影響在薄膜半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的輻射的輻射特 性。例如，光學(xué)結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建為透鏡狀、棱鏡狀或者棱錐狀。因?yàn)閷佣询B典型地具有在20 y m或者10 ju m范圍中的高度，所以支 承體層和覆蓋層(其厚度特別優(yōu)選地小于或者等于100 pm)可以包圍層 堆疊。這樣的優(yōu)點(diǎn)是，無需另外的殼體。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，在支承體層和覆蓋層之間設(shè)置了填充層。 填充層例如可以包含塑料材料。此外，薄膜半導(dǎo)體器件可以安裝到殼體中。在一種特別的實(shí)施形式中，支承體層和覆蓋層對(duì)于有源的層堆疊所產(chǎn)生的輻射都是可穿透的，這導(dǎo)致雙側(cè)發(fā)射的薄膜半導(dǎo)體器件。所述方法或者薄膜半導(dǎo)體器件的其它的特征和有利的擴(kuò)展方案由以下結(jié)合圖la至lf、 2和3進(jìn)一步闡述的實(shí)施例中得出。 其中圖la至lf借助六個(gè)制造步驟示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一 實(shí)施例，圖2是根據(jù)本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例的示意性透視圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施例的示意性透視圖，圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的根據(jù)本發(fā)明的薄膜半導(dǎo)體器件的示意性剖 面圖，其中該薄膜半導(dǎo)體器件設(shè)置在殼體中，圖5a至5d借助四個(gè)制造步驟示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二 實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，相同的或者作用相同的組成部分分別"^殳置有相同的 參考標(biāo)號(hào)。附圖
的所示的組成部分、特別是所示的層厚的大小基本上不能 視為符合比例。更確切地說，它們可以為了更好的理解而被部分夸大地示 出。在圖la至lf中分別示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例的制造步在圖la中所示的第一制造步驟中，有源層序列4祐:施加到生長(zhǎng)襯底 1上。這例如可以通過在藍(lán)寶石襯底或者SiC襯底上外延地生長(zhǎng)多個(gè)不同 的層來實(shí)現(xiàn)。其中這些層優(yōu)選地包含根據(jù)上述定義的氮化物化合物半導(dǎo) 體。這樣制造的有源層序列4優(yōu)選地適合于產(chǎn)生電磁輻射。其結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于 上述可能性之一來構(gòu)造。在圖lb中示出了第二制造步驟，其中在有源層序列4上施加接觸金 屬化物5。有源層序列4和接觸金屬化物5 —同形成了層復(fù)合結(jié)構(gòu)6。接 觸金屬化物5導(dǎo)電，并且此外在尤其是由層復(fù)合結(jié)構(gòu)形成的器件的以后的 工作中，反射由有源的層堆疊40發(fā)射的輻射。接觸金屬化物5可以整面地施加在有源層序列4上。替代地，接觸金 屬化物5可以例如通過掩模部分地施加在一些位置上，其中以后在這些位 置上構(gòu)建層堆疊。優(yōu)選的是，接觸金屬化物5包含金屬材料，例如Ag、 Al或Au，該 材料例如被氣相淀積。此外，可以在有源層序列4上設(shè)置帶有集成的電接 觸部和不同的介電常數(shù)的層，這些層形成布拉^^^射器。在以后的器件中，接觸金屬化物5可以同時(shí)形成背面的電接觸部。在圖lc中示出的第三制造步驟中，在層復(fù)合結(jié)構(gòu)6上首先設(shè)置共同 的柔性支承體層2，該支承體層2隨后被硬化為剛性的、自支承的支承體 層2。支承體層2的厚度優(yōu)選在100pm的范圍中。例如，針對(duì)支承體層2使用了填充銀的環(huán)氧樹脂粘合劑膜，該環(huán)氧樹 脂粘合劑膜包含80 %的銀和20 %的非揮發(fā)性的環(huán)氧樹脂。填充銀的環(huán)氧樹脂粘合劑膜被施加到層復(fù)合結(jié)構(gòu)6上，并且隨后被加熱到8ox:至90x:。在此，粘合劑膜容易熔化，由此該粘合劑膜獲得良好的初步粘附 (Primaerhaftung)。隨后，該膜在大約150t:的情況下硬化。這樣形成的 支承體層2導(dǎo)電，并且具有150至155C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。此外，支承 體層2是耐熱和耐化學(xué)腐蝕的。對(duì)于支承體2，特別是可以使用任意其他的材料，優(yōu)選使用一種塑料 材料，所述材料具有這樣的特性這些特性對(duì)應(yīng)于例如借助環(huán)氧樹脂粘合 劑膜表明的特性。在另一種變形方案中，支承體層2包括被填充的粘合劑膜。該粘合劑 膜由混合材料構(gòu)成，該混合材料包含環(huán)氧樹脂和丙烯酸鹽。帶有銀涂層的 玻璃顆粒被嵌入到該混合材料中，其中粘合劑膜有利地借助玻璃顆粒而導(dǎo) 電。粘合劑膜可以在120X:時(shí)熔化，并且在160t:時(shí)4皮硬化了 30分鐘長(zhǎng)。在圖ld中示出了第四制造步驟，其中生長(zhǎng)襯底1被從層復(fù)合結(jié)構(gòu)6 剝離。剝離可以借助激光剝離方法來進(jìn)4亍，如例如由WO 98/14986 z〉開 的那樣，其內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。替代地，剝離可以通過刻蝕或者其它 合適的提取方法來實(shí)現(xiàn)?；旧希诩す鈩冸x方法中，穿過生長(zhǎng)襯底1用電磁輻射(優(yōu)選為激 光輻射)照射在生長(zhǎng)襯底1和有源層序列4之間的邊界面，使得在該邊界 面上通過吸收輻射而產(chǎn)生材料分解。由此，生長(zhǎng)襯底1和有源層序列4 可以基本上無損壞地彼此分離。由此，可以繼續(xù)使用生長(zhǎng)襯底l。在圖le中示出的第五制造步驟中，由支承體層2上的層復(fù)合結(jié)構(gòu)6 形成彼此分離的層堆疊60，這些層堆疊具有有源的層堆疊40和各個(gè)導(dǎo)電 的接觸金屬化物50。這例如通過濕化學(xué)刻蝕或者干刻蝕進(jìn)行。替代地，層復(fù)合結(jié)構(gòu)6可以在結(jié)合圖lb所描述的制造步驟中已經(jīng)被 分離為單個(gè)的層堆疊60。這同樣可以通過刻蝕、例如通過等離子體刻蝕 進(jìn)行。在圖If中示出了第六制造步驟，其中將第二接觸金屬化物3施加到 層堆疊60上，第二接觸金屬化物3例如用于以后的半導(dǎo)體器件的上側(cè)的層堆疊60可以與支承體層2 —同沿著分割面7被分割，特別是鋸開。 由此形成單個(gè)的半導(dǎo)體器件8，這些半導(dǎo)體器件可以單個(gè)地安裝到殼體 中?？梢蕴砑恿硗獾闹圃觳襟E，其中在分割之前，在層堆疊60上在與支 承體層2對(duì)置的側(cè)施加柔性的覆蓋層，該覆蓋層隨后可以被硬化為剛性 的、自支承的覆蓋層，或者替代地可以保持未完全硬化的狀態(tài)。要指出的是，根據(jù)本發(fā)明的方法并非固定為根據(jù)實(shí)施形式所說明的次序。在圖2中示出了層堆疊60，其優(yōu)選地依照根據(jù)本發(fā)明的方法來制造。層堆疊60包括接觸金屬化物50和有源的層堆疊40。層堆疊60的高 度大約為10nm。在有源的層堆疊40上施加了第二接觸金屬化物3。層堆 疊60設(shè)置在剛性的、自支承的支承體層2上，該支承體層具有大約100pm 的厚度。根據(jù)第一實(shí)施形式，半導(dǎo)體器件8單獨(dú)地沿著分割面7分割。作為單 個(gè)的半導(dǎo)體器件，它們例如可以安裝在殼體中。因?yàn)橹С畜w層2剛性、自 支承并且足夠穩(wěn)定地構(gòu)建，所以半導(dǎo)體器件8容易處理，而無需附加的輔 助支承體用于進(jìn)一步加工。此外，支承體層2優(yōu)選導(dǎo)電地構(gòu)建，使得半導(dǎo)體器件8可以從背面通 過支承體層2連接到第一電極上。通過第二接觸金屬化物3，半導(dǎo)體器件 8可以從上側(cè)連接到第二電極。此外，接觸金屬化物50導(dǎo)電，并且將有 源的層堆疊40中產(chǎn)生的輻射反射。由此可以提高在輻射方向9中的輻射根據(jù)第二實(shí)施形式，支承體層2未被分割。更確切地說，設(shè)置在支承 體層2上的層堆疊60形成了矩陣。支承體層2例如可以是導(dǎo)電的。替4戈 地，支承體層2可以是電絕緣的，并且具有分離地施加的印制導(dǎo)線。這些印制導(dǎo)線可以將層堆疊60以任意的、預(yù)先給定的方式彼此相連。這種矩陣布置例如可以用于顯示器或者顯示器背光。在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件8,該器件具有i殳置在支承 體層2上的層堆疊60，該層堆疊具有施加在其上的第二接觸金屬化物3。在該實(shí)施例中，接觸金屬化物50導(dǎo)電，并且對(duì)于有源的層堆疊40 產(chǎn)生的輻射是可穿透的。此外，支承體層2是電絕緣的，并且對(duì)于有源的 層堆疊40產(chǎn)生的輻射是可穿透的。在半導(dǎo)體器件8的與支承體層2對(duì)置的側(cè)設(shè)置有覆蓋層11。覆蓋層 11如支承體層2那樣是電絕緣的，并且對(duì)于有源的層堆疊40產(chǎn)生的輻射 是可穿透的。由此，薄膜半導(dǎo)體器件8不但在輻射方向9上發(fā)射，而且在 輻射方向12上發(fā)射。覆蓋層11以及支承體層2可以具有光學(xué)結(jié)構(gòu)，如上 面已經(jīng)提及的那樣。優(yōu)選的是，兩個(gè)層2和11包含塑料材料。支承體層2和覆蓋層ll具有印制導(dǎo)線10a、 b,這些印制導(dǎo)線將薄膜 半導(dǎo)體器件8和電壓供給相連。支承體層2和覆蓋層11可以在施加到層 堆疊60上之前設(shè)置有印制導(dǎo)線10a、 b。在支承體層2和覆蓋層11之間 可以設(shè)置填充層17。優(yōu)選的是，填充層17包含電絕緣的材料，這樣防止 了在支承體層2和覆蓋層11之間的短路。所示的薄膜半導(dǎo)體器件8具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，使得可以省去進(jìn)一 步安裝到殼體中。由于層堆疊60的高度(大約10nm)比支承體層2和 柔性的覆蓋層11的厚度(大約100nm)小，層堆疊60在一定程度上可以 被兩個(gè)層2和11包圍。在圖4中示出的薄膜半導(dǎo)體器件8設(shè)置在殼體12中。為了安裝半導(dǎo) 體器件8，支承體層2被熔化和硬化。在硬化之后，半導(dǎo)體器件8被固定 在安裝面16上。支承體層2有利地包含導(dǎo)電的材料，如結(jié)合圖2已經(jīng)描 述的那樣，使得借助支承體層2可以從背面電連接。安裝面16優(yōu)選地設(shè) 置在引線框架的第一部分13a上，使得薄膜半導(dǎo)體器件8可以從背面借助 引線框架13a電連接。在上側(cè)，薄膜半導(dǎo)體器件8借助電導(dǎo)體14與第二 引線框架13b電連接。薄膜半導(dǎo)體器件8被嵌入填料(Verguss ) 15中。結(jié)合圖5a至5d所描述的根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例可以具有已 經(jīng)結(jié)合圖la和lb描述的方法步驟作為第一方法步驟。隨后的步驟在圖5a至5d中示出。這些步驟基本上類似于在圖lc至lf中示出的第一實(shí)施 例的步驟來實(shí)施。不同之處在于，在當(dāng)前情況中支承體層2以兩階段的方 式構(gòu)建。支承體層2具有基本層2b和粘附層2a。粘附層2a由粘合劑膜形成，該粘合劑膜例如包含粘性的硅樹脂材料。 粘附層2a設(shè)置在例如包含聚酰亞胺的基本層2b上。替代地，粘附層2a 可以由熱熔粘合劑形成，其中粘附層2a首先被熔化，并且在其粘附在層 復(fù)合結(jié)構(gòu)6上之前被硬化。在本申請(qǐng)中所描述的半導(dǎo)體器件在其它意義中也可以稱為"半導(dǎo)體芯 片"。為了清楚的原因，在此選擇了較中性的名稱"半導(dǎo)體器件"，以避免 與包含半導(dǎo)體材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)、即譬如外延的半導(dǎo)體層堆疊混淆。名稱 "半導(dǎo)體器件"特別對(duì)應(yīng)于德國(guó)專利申請(qǐng)102005037023.3和 102005055293.5的名稱"半導(dǎo)體芯片"，本申請(qǐng)要求了其優(yōu)先權(quán)。本發(fā)明并非通過借助實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的描述而局限于此。更確切地 說，本發(fā)明包括任意新的特征以及這些特征的任意組合，特別是包含權(quán)利 要求中的特征的任意組合，即使這些特征或者組合本身沒有明確地在權(quán)利 要求中或者實(shí)施例中被明確說明。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件(8)的方法，具有以下步驟-在生長(zhǎng)襯底(1)上構(gòu)建包含半導(dǎo)體材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)，-將柔性的支承體層(2)施加到所述層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)上，-將柔性的層硬化為自支承的支承體層(2)，-將生長(zhǎng)襯底(1)剝離。
2. —種用于制造半導(dǎo)體器件(8)的方法，具有以下步驟-在生長(zhǎng)襯底(1)上構(gòu)建包含半導(dǎo)體材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)，-將自支承的支承體層(2 )施加到所述層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6 )上，其中支 承體層(2)具有基本層(2b)和朝著層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)的粘附層(2a)， 該粘附層粘附在層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)上，-將生長(zhǎng)襯底(1)剝離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中粘附層(2a)由熱熔粘合劑形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中基本層(2b )由塑料材料 形成。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中支承體層(2)是 薄片。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中支承體層(2)是 透明的。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中半導(dǎo)體器件(8) 是薄膜半導(dǎo)體器件。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6) 具有有源的層序列(4)，用于產(chǎn)生電磁輻射。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6) 結(jié)構(gòu)化為單個(gè)的層堆疊(60)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或者根據(jù)引用權(quán)利要求1的各權(quán)利要求之一所述 的方法，其中支承體層(2)包含塑料材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中塑料材料包含環(huán)氧樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和/或聚合物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中塑料材料具有在150"C 范圍中的硬化溫度。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中支承體層(2) 具有小于或等于100pm的厚度。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中支承體層(2) 包含導(dǎo)熱的材料。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中支承體層(2) 包含電絕緣的材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)引用權(quán)利要求2的權(quán)利要求所述的方法， 其中支承體層(2)具有至少一個(gè)電印制導(dǎo)線(10a)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中支承體層(2) 具有導(dǎo)電的材料。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6) 在朝著支承體層(2)的側(cè)具有第一接觸金屬化物(50)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中接觸金屬化物(50)將有源 層序列(4)所產(chǎn)生的輻射至少部分地反射。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中生長(zhǎng)襯底(l) 借助激光剝離方法被剝離。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在剝離生長(zhǎng)襯底 (1)之后層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)設(shè)置有第二接觸金屬化物(3)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中將柔性的覆蓋層(11)施加 到第二接觸金屬化物(3)上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中柔性的覆蓋層(11)被部分 地或者完全地硬化。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其中覆蓋層(11)是薄片。
25. —種薄膜半導(dǎo)體器件(8 )，具有 -層堆疊(60),-設(shè)置在層堆疊(60 )上的自支承的支^L體層(2 )，其中支承體層(2 )被硬化。
26. —種薄膜半導(dǎo)體器件(8 ),具有 -層堆疊(60),-設(shè)置在層堆疊(60 )上的自支承的支承體層(2 ),其中支承體層(2 ) 具有基本層(2b)和朝著層堆疊(60)的粘附層(2a)，所述粘附層(2a) 粘附在層堆疊(60)上。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)，其中粘附層(2a) 由熱熔粘合劑形成。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8),其中基本層 (2b)由塑料材料形成。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25至28中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8), 其中支承體層(2)是薄片。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25至29中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8), 其中支承體層(2)是透明的。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25至30中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)， 其中層堆疊(60)具有有源的層堆疊(40)，用于產(chǎn)生電磁輻射。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25或者根據(jù)引用權(quán)利要求25的各權(quán)利要求之一所 述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)，其中支承體層(2)包含塑料材料。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)，其中支承體層包 含環(huán)氧樹脂、f^苯二甲酸乙二酯和/或聚酰亞胺。
34. 根據(jù)權(quán)利要求25至33中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)， 其中支承體層(2)包含電絕緣的材料。
35. 根據(jù)權(quán)利要求26或者根據(jù)引用權(quán)利要求26的權(quán)利要求所述的薄 膜半導(dǎo)體器件(8),其中支承體層(2)具有至少一個(gè)電印制導(dǎo)線(10a)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求25至33中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)， 其中支承體層(2)包含導(dǎo)電的材料。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8 )，其中支承體層(2 ) 含有金屬，特別是鋁、銀、鈦或者銅，或者合金，特別是黃銅。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8),其中支承體層(2) 包含碳纖維。
39. 根據(jù)權(quán)利要求25至37中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8 )， 其中支承體層(2)包含硅酸鹽。
40. 根據(jù)權(quán)利要求25至39中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8 )， 其中支承體層(2)具有小于或等于100nm的厚度。
41. 根據(jù)權(quán)利要求25至40中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8), 其中半導(dǎo)體器件在背離支承體層(2)的側(cè)具有自支承的覆蓋層(11)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8 )，其中覆蓋層(11) 具有光學(xué)結(jié)構(gòu)。
43. 根據(jù)權(quán)利要求41或42所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8 )，其中覆蓋層 (11)包含轉(zhuǎn)換材料。
44. 根據(jù)權(quán)利要求41至43中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)， 其中在支承體層(2)和覆蓋層(11)之間設(shè)置了填充層(17)。
45. 根據(jù)權(quán)利要求41至44中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8)， 其中支承體層(2)和覆蓋層(11)形成用于發(fā)射輻射的半導(dǎo)體器件(8) 的殼體。
46. 根據(jù)權(quán)利要求41至45中的任一項(xiàng)所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8 )， 其中覆蓋層(11)對(duì)于有源的層堆疊(40)產(chǎn)生的輻射是可穿透的。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的薄膜半導(dǎo)體器件(8),其中薄膜半導(dǎo)體 器件(8 )雙側(cè)地發(fā)射。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在生長(zhǎng)襯底(1)上構(gòu)建包含半導(dǎo)體材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)，將柔性的支承體層(2)施加到所述層復(fù)合結(jié)構(gòu)(6)上，將柔性的層硬化為自支承的支承體層(2)，以及將生長(zhǎng)襯底(1)剝離。替代地，支承體層(2)可以具有基本層(2b)和粘附在層復(fù)合結(jié)構(gòu)上的粘附層(2a)。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101238593SQ200680028708
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日
發(fā)明者西格弗里德·赫爾曼, 貝特霍爾德·哈恩 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司