用于制造光电子半导体芯片的方法和光电子半导体芯片技术

技术编号:12425336 阅读:95 留言:0更新日期:2015-12-03 10:57
在至少一个实施方式中,提出一种用于制造光电子半导体芯片(10)的方法,所述方法包括下述步骤:A)提供载体复合件(11),所述载体复合件是蓝宝石晶片;B)将半导体层序列(2)施加到载体复合件(11)上;以及C)将载体复合件(11)和半导体层序列(2)分成各个半导体芯片(10)。在此,步骤C)包括:D)在载体复合件(11)中在分离区域(S)中通过聚焦的、脉冲的激光辐射(L)分别产生多个能选择性刻蚀的材料改变部,其中激光辐射(L)具有下述波长,在所述波长下,载体复合件(11)是透明的;以及E)将材料改变部湿化学地刻蚀,使得载体复合件(11)仅通过湿化学的刻蚀或以与其他的材料去除法组合的方式分割成用于半导体芯片(2)的各个载体(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出一种用于制造光电子半导体芯片的方法。此外,提出一种相应制造的半导体 芯片。
技术实现思路
要实现的目的在于,提出一种方法,借助所述方法能够有效地并且多样地制造半 导体芯片。 所述目的此外通过具有独立权利要求的特征的一种方法和一种半导体芯片来实 现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。 根据至少一个实施方式,方法用于制造光电子半导体芯片。光电子半导体芯片优 选是发光器件,如发光二极管、简称LED,或者也是激光二极管,简称LD。 根据至少一个实施方式,方法包括提供载体复合件的步骤。载体复合件包括多个 用于半导体芯片或用于半导体芯片组的单独的载体。在载体复合件中,各个载体机械固定 地彼此连接。载体复合件特别优选是蓝宝石晶片。换言之,载体复合件进而用于半导体芯 片的载体分别由蓝宝石形成。 根据至少一个实施方式,方法具有将一个或多个半导体层序列施加到载体复合件 上的步骤。施加特别优选是外延生长。换言之,载体复合件进而蓝宝石晶片是用于半导体 层序列的生长衬底。对此替选地,半导体层序列也能够以其他方式施加到载体复合件上,例 如借助于焊接、粘接或晶片接合。 半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化 合物半导体材料、如AlJn 1 n ^GaniN或是磷化物化合物半导体材料、如AlJn1 n ^GaniP或也是砷 化物化合物半导体材料、如AlnIn1 n mGamAs,其中分别0彡η彡1,0彡m彡1并且n+m彡1。 在此,半导体层序列能够具有掺杂物以及附加的组成部分。然而,为了简单性,仅说明半导 体层序列的晶格的主要组成部分,即Al、As、Ga、In、N或P,即使所述组成部分能够部分地通 过少量其他物质替代和/或补充也如此。 根据至少一个实施方式,半导体层序列包括至少一个用于产生电磁辐射的有源 区。有源区能够是Pn结或是量子阱结构。 根据至少一个实施方式,方法包括将载体复合件和半导体层序列分成各个半导体 芯片或分成半导体芯片组的步骤。在此,在相邻的半导体芯片之间构成的分离区域中进行 尤其载体复合件的分开。可能的是,在分开时完全地移除或分解分离区域。 根据至少一个实施方式,分开载体复合件的步骤包括在载体复合件中产生多个能 选择性刻蚀的材料改变部的子步骤。在分离区域中优选通过聚焦的和脉冲的激光辐射来产 生材料改变部。激光辐射的激光脉冲尤其是飞秒脉冲、皮秒脉冲或纳秒脉冲。 根据至少一个实施方式,激光辐射具有下述波长,在所述波长下,载体复合件和/ 或半导体层序列是辐射能透射的、尤其是透视的和透明的。因此,例如通过在材料中的由激 光辐射在激光辐射的焦点中的高强度引起的非线性的光学效应,对载体复合件的材料进行 影响。 根据至少一个实施方式,分开载体复合件包括湿化学刻蚀材料改变部的步骤。湿 化学刻蚀的所述步骤在产生材料改变部的步骤之后进行。在刻蚀中,特别优选地选择性地、 例如以至少1:1000或至少1:5000的刻蚀选择性,仅刻蚀具有载体复合件的材料改变部的 区域并且不刻蚀载体复合件的其余的材料。 在至少一个实施方式中,提出用于制造多个光电子半导体芯片的方法,并且所述 方法至少包括下述步骤: A)提供载体复合件,所述载体复合件是蓝宝石晶片; B)将具有至少一个用于产生电磁福射的有源区的、优选基于AlInGaN的半导体层 序列施加到载体复合件上;以及 C)在相邻的半导体芯片或相邻的组之间的分离区域中,将载体复合件和半导体层 序列分成各个半导体芯片或半导体芯片组。 在此,步骤C)至少包括下述步骤: D)在载体复合件中在分离区域中通过聚焦的、脉冲的激光辐射分别产生多个能 选择性刻蚀的材料改变部,其中激光辐射具有下述波长,在所述波长下,载体复合件是透明 的;以及 E)将材料改变部湿化学地刻蚀,使得载体复合件仅通过湿化学刻蚀或以与其他的 材料去除法组合的方式分割成用于半导体芯片或用于组的各个载体。 各个方法步骤优选以给出的顺序执行。 蓝宝石在高频技术中和在光电子装置中用作为用于半导体元件的生长衬底。在高 频技术中蓝宝石以蓝宝石薄片载硅树脂的形式通常作为薄的硅层的载体用于真正的构件, 而光电子装置将蓝宝石用作为用于化合物半导体材料、如AlGaInN的生长衬底。 为了分割在薄片复合件中或在晶片复合件中制造的构件,由于蓝宝石的大的硬 度,基本上仅刻刮和折断是可用的。在此,刻刮尤其在借助激光产生的热感应的裂纹上进 行。受折断限制,蓝宝石基本上仅沿着直线是可分的。为了避免或减少在角上的损坏和折 断,折断直线必须基本上彼此成直角地引导。因此,在俯视图中观察,半导体芯片的仅矩形 的基面是可用的。然而,其他的基本形状提供在光耦合输出时的优点并且在用于光电子半 导体构件的多个应用中是期望的。此外,折断引起相对平滑的、典型地阶梯状成形的折断小 面。然而,在平滑的折断小面上,高的辐射份额经受全反射,这能够减少光耦合输出效率。 最后,蓝宝石的机械分离需要相对宽的分离沟槽,尤其在分割前将所述分离沟槽 从半导体层序列清除,以便避免在半导体层序列上的损害。所述分离沟槽典型地具有在 50 μπι的数量级中的宽度。所述分离沟槽示出缺失的、引起半导体芯片的较高的制造成本的 芯片面。 在这里所描述的方法中,将半导体芯片在至少两级的工艺中分割。在第一步骤中, 通过激光写入感应出材料改变部。在第二步骤中,能够有效地刻蚀所述材料改变部。因为 激光写入为所谓的按量计算选择性激光刻蚀(In-volume Selective Laser Etching)、简 称ISLE,所以在载体复合件中能够制成近似任意成形的分离区域进而半导体芯片的侧面和 形状。此外,这种分离区域仅具有小的宽度,使得晶片的能用于半导体芯片的半导体层序列 的面积提尚。 例如能够执行 isle 法,如在:H&rstm:aim-.Jun_gem:a:im 等在 Journal of Laser Micro-Nano Engineering,第五卷,第2号,2010年,第145-149页中发表的出版物中 那样。所述出版物的公开内容通过参引结合于此。 根据至少一个实施方式,将半导体层序列在分开的步骤之前在分离区域处部分地 或完全地移除。尤其,也将半导体层序列在分离区域旁边的窄的、激光辐射射入的条带中移 除。 根据至少一个实施方式,在半导体层序列被移除的分离区域上的条带的宽度或分 离区域本身的宽度为最小Iym或2. 5μηι或5μηι或7. 5μηι。替选地或附加地,所述宽度为 最大 35 μ m 或 20 μ m 或 15 μ m〇 根据至少一个实施方式,在辐射主侧的俯视图中观察,光电子半导体芯片分别具 有至少两个角部,在所述角部中,半导体芯片的棱边以辛90°的角度相交。优选地,所述角 度与90°偏差最少15°、25°或35°和/或最多75°、65°或55°。换言之,即在俯视图 中观察,半导体芯片不具有矩形的基本形状。例如,半导体芯片的基本形状是三角形的或六 角形的。也能够实现不对应于频数多边形的圆形的基本形状。 根据至少一个实施方式,在步骤C)中,将载体的侧面设有粗糙部。侧面例如是载 体的将载体沿横向于半导体层序列的生长方向限界的限界面。侧面能够分别完全地或本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种用于制造多个光电子半导体芯片(10)的方法,所述方法具有下述步骤:A)提供载体复合件(11),所述载体复合件是蓝宝石晶片;B)将具有至少一个用于产生电磁辐射的有源区的半导体层序列(2)施加到所述载体复合件(11)上;以及C)在相邻的半导体芯片(10)或组之间的分离区域(S)中,将所述载体复合件(11)和所述半导体层序列(2)分成各个半导体芯片(10)或半导体芯片组;其中所述步骤C)包括:D)在所述载体复合件(11)中在所述分离区域(S)中通过聚焦的、脉冲的激光辐射(L)分别产生多个能选择性刻蚀的材料改变部,其中所述激光辐射(L)具有下述波长,在所述波长下,所述载体复合件(11)是透明的;以及随后E)将所述材料改变部湿化学地刻蚀,其中将所述载体复合件(11)仅通过湿化学的刻蚀或以与其他的材料去除法组合的方式分割成用于所述半导体芯片(10)或用于所述组的各个载体(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:安德烈亚什·普洛索
申请(专利权)人:欧司朗光电半导体有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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