用于制造光电子器件的方法和光电子器件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造光电子器件(100)的方法，所述方法具有如下步骤：A)提供衬底(1)，B)提供金属液体(2)，所述金属液体结构化地设置在衬底(1)上并且具有至少一种第一金属(Me1)，C)提供半导体芯片(3)，所述半导体芯片分别在其背侧(31)上具有金属封闭层(4)，其中金属封闭层具有至少一种与第一金属(Me1)不同的第二金属(Me2)，以及D)将半导体芯片(3)自组织地设置(5)到金属液体(2)上，使得第一金属(Me1)和第二金属(Me2)构成至少一种金属间化合物(6)，所述金属间化合物与金属液体(2)的熔化温度相比具有更高的再熔化温度，其中金属间化合物(6)用作为在衬底(1)与半导体芯片(3)之间的连接层。

Methods and optoelectronic devices for manufacturing optoelectronic devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造光电子器件的方法和光电子器件
本专利技术涉及一种用于制造光电子器件的方法。此外，本专利技术涉及一种光电子器件。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于制造光电子器件的方法，所述方法能够实现容易地制造光电子器件。此外，本专利技术的目的是，提供一种成本适宜的光电子器件。所述目的通过根据权利要求1所述的用于制造光电子器件的方法来实现。本专利技术的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。此外，所述目的通过根据独立权利要求18所述的光电子器件来实现。在至少一个实施方式中，用于制造光电子器件的方法具有如下步骤：A)提供衬底，B)提供金属液体，所述金属液体结构化地设置在衬底上并且具有至少一种第一金属，C)提供半导体芯片，所述半导体芯片分别在其背侧上具有金属连接层，其中金属连接层具有至少一种与第一金属不同的第二金属，以及D)将半导体芯片自组织地设置到金属液体上，使得第一金属和第二金属构成至少一个金属间化合物，所述金属间化合物与金属液体的熔化温度相比具有更高的再熔化温度。尤其是，金属间化合物用作在衬底与半导体芯片之间的连接层。专利技术人已认识到，成型为带有壳体或不带壳体的多个半导体芯片能够有针对性地安装到衬底的特定的着陆面上，而不需要装配臂，所述装配臂单独抓取和放置每个单个半导体芯片。衬底和着陆面不必是平面的，即也可以非平面地成型。尤其是，半导体芯片由多种类型组成，所述类型在其功能和/或几何形状方面不同。已经认识到，将衬底、例如电路板耗费地装配多个半导体芯片可以显著地合理化，所述半导体芯片几何形状是相同的或不同的或者具有不同的功能。此外，通过该方法能够实现借助于金属间化合物更好地将半导体芯片联接到衬底上。优选地，在此使用唯一的金属化合物，即尤其唯一的焊料金属体系，这显著地简化了确保被装配的衬底的长期可靠性。根据至少一个实施方式，该方法具有步骤A)：提供衬底。衬底例如可以是陶瓷、导体板(Leiterplatte)、电路板(Platine)或通常是板，其由塑料材料、金属、陶瓷材料或半导体材料形成。衬底也可以是PCB(PrintedCircuitBoard，印刷电路板)。优选地，衬底是导体板。根据至少一个实施方式，衬底具有多个着陆面。着陆面分别设计用于容纳半导体芯片。着陆面在此和在下文中理解为衬底的如下区域，在所述区域处半导体芯片借助于自组织设置而定向。在着陆面上设置金属液体。在之后的方法步骤中，于是可以将相应的半导体芯片的背侧放置到金属液体上，其中构成金属间化合物。根据至少一个实施方式，着陆面在衬底的俯视图中相对彼此矩阵形地设置。根据至少一个实施方式，衬底具有多个着陆面，所述着陆面分别设计用于容纳半导体芯片并且金属液体设置到所述着陆面上。衬底引入溶剂中。接着将半导体芯片引入到溶剂中，其中半导体芯片自组织地设置到着陆面上。在此，着陆面上的金属液体和金属连接层的第二金属构成金属间化合物，所述金属间化合物相较于金属液体的熔化温度具有更高的再熔化温度。根据至少一个实施方式，该方法具有步骤B)：提供金属液体。金属液体结构化地设置在衬底上。尤其是，将金属液体设置到衬底的着陆面上。一个层、一个元件或一种液体设置或施加到另一层、另一元件或另一液体“上”或“之上”，在此和在下文中可以表示：一个层、一个元件或一种液体直接地以直接机械和/或电接触的方式设置在另一层、另一元件或另一液体上。此外，也可以表示，一个层、一个元件或一种液体间接地设置在另一层、另一元件或另一液体上或之上。在此，于是其他层和/或元件和/或液体可以设置在一个层与另一层之间或一个元件与另一元件之间或一种液体与另一液体之间。根据至少一个实施方式，金属液体以固态的聚集态施加到衬底上。这例如可以通过如下方式产生：第一金属的熔化温度大于衬底的环境温度。在其他方法步骤中，环境温度于是可以提高到超过金属液体的和/或第一金属的熔化温度，使得最后金属液体在衬底上是液态的。根据至少一个实施方式，金属液体是合金或混合物，即优选除了第一金属之外也还具有其他金属。在此，尤其第一金属是合金或混合物的组成部分。合金或混合物例如可以由铋、铟和锡形成。根据至少一个实施方式，第一金属是一种金属或多种金属的混合物和选自如下组或由此构成的组合：镓(Ga)、铟银(InAg)、铟锡(InSn)、铟锡锌(InSnZn)、铋铟(BiIn)、铋铟锡(BiInSn)、铋锡(BiSn)、镓铟(GaIn)、镓铟锡(GaInSn)、镓锡(GaSn)。根据至少一个实施方式，第一金属选自如下组：Ga、In、Ag、Sn、Zn、Bi。替选地，第一金属可以具有上述元素的混合物，所述元素尤其形成混合物的主要组成部分。附加地，其他元素可以以小的份额存在于混合物中。尤其是，第一金属具有小于85℃或小于160℃的熔化温度。根据至少一个实施方式，金属液体成型为共晶混合物。金属液体优选具有如下熔化温度，所述熔化温度低于衬底的环境温度和/或溶剂的沸腾温度。根据至少一个实施方式，该方法具有步骤C)，提供半导体芯片。半导体芯片具有前侧和背侧。在每个半导体芯片的背侧上设置有至少一个金属连接层。在此和在下文中，背侧可以指的是半导体芯片的与主辐射出射面相对置的侧。半导体芯片的如下侧也可以称作为背侧，所述侧与金属液体在制造期间直接机械接触。主辐射出射面在此指如下面，半导体芯片的辐射的至少大部分经由所述面发射。主辐射出射面垂直于半导体芯片的半导体层序列的生长方向定向。金属连接层具有第二金属。第二金属不同于第一金属。根据至少一个实施方式，在衬底上设置有多于一个的半导体芯片，例如两个、三个、四个、五个、十个、105、106或107个半导体芯片。优选地，半导体芯片矩阵形地设置在衬底上。根据至少一个实施方式，半导体芯片具有半导体层序列。半导体芯片的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AlnIn1-n-mGamN，或是磷化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamP，或也是砷化物化合物半导体材料，如AlnIn1-n-mGamAs，其中分别有0≤n≤1，0≤m≤1且n+m≤1。在此，半导体层序列可以具有掺杂材料以及附加的组成部分。出于简单原因，然而上式仅包含晶格的主要组成部分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使在这些主要组成部分可以部分地由少量其他物质替代和/或补充时也如此。半导体层序列包含有源层，所述有源层具有至少一个pn结和/或一个或多个量子阱结构。在半导体芯片运行时，在有源层中产生电磁辐射。半导体芯片于是在运行中设计用于发射辐射。辐射的波长、波长最大值或峰值波长最大值优选在紫外和/或可见光谱范围中，尤其在420nm和680nm之间的波长处，例如在440nm和480nm之间，其中包括边界值。根据至少一个实施方式，半导体芯片是发光二极管，简称LED。半导体芯片优选设计用于，发射蓝色的、红色的、绿色的或白色的光。根据至少一个实施方式，半导体芯片成型为倒装芯片。在这里和在下文中这指的是，半导体芯片将其电接触部都设置在一侧上。尤其，半导体芯片在背侧上具有所有电接触部。在倒装芯片的情况下，接触部于是尤其设置在半导体层序列与衬底之间。倒装芯片可以成型为蓝宝石倒装芯片。这样的半导体芯片展现出如下优点：为了电连接例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造光电子器件(100)的方法，所述方法具有如下步骤：A)提供衬底(1)，B)提供金属液体(2)，所述金属液体结构化地设置在所述衬底(1)上并且具有至少一种第一金属(Me1)，C)提供半导体芯片(3)，所述半导体芯片分别在其背侧(31)上具有金属封闭层(4)，其中所述金属封闭层具有至少一种与所述第一金属(Me1)不同的第二金属(Me2)，以及D)所述半导体芯片(3)自组织地设置(5)到所述金属液体(2)上，使得所述第一金属(Me1)和所述第二金属(Me2)形成至少一种金属间化合物(6)，所述金属间化合物与所述金属液体(2)的熔化温度相比具有更高的再熔化温度，其中所述金属间化合物(6)用作为在衬底(1)与半导体芯片(3)之间的连接层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.08 DE 102017104886.31.一种用于制造光电子器件(100)的方法，所述方法具有如下步骤：A)提供衬底(1)，B)提供金属液体(2)，所述金属液体结构化地设置在所述衬底(1)上并且具有至少一种第一金属(Me1)，C)提供半导体芯片(3)，所述半导体芯片分别在其背侧(31)上具有金属封闭层(4)，其中所述金属封闭层具有至少一种与所述第一金属(Me1)不同的第二金属(Me2)，以及D)所述半导体芯片(3)自组织地设置(5)到所述金属液体(2)上，使得所述第一金属(Me1)和所述第二金属(Me2)形成至少一种金属间化合物(6)，所述金属间化合物与所述金属液体(2)的熔化温度相比具有更高的再熔化温度，其中所述金属间化合物(6)用作为在衬底(1)与半导体芯片(3)之间的连接层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底(1)具有多个着陆面(11)，所述着陆面分别设计用于容纳半导体芯片(3)，其中在所述着陆面(11)上设置有金属液体(2)，其中所述衬底(1)引入溶剂中，接着将半导体芯片(3)引入到所述溶剂中，其中所述半导体芯片(3)自组织地设置到所述着陆面(11)上。3.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中顺序地进行步骤D)。4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中在步骤D)中首先第一类型的半导体芯片(32)，随后第二类型的半导体芯片(33)和随后可能其他类型的半导体芯片(34)自组织地设置，其中这些类型的半导体芯片(3，32，33，34)设计用于发射辐射，其中所述第一类型、第二类型和其他类型的半导体芯片(3，32，33，34)的辐射的峰值最大值是不同的。5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中在所有着陆面(11)上设置有所述金属液体(2)，其中接着借助覆盖层覆盖所述着陆面(11)的至少一部分，使得所述半导体芯片(3)仅仅自组织地设置到未被覆盖的着陆面(11)上，并且被覆盖的着陆面(11)保持没有半导体芯片(3)。6.根据权利要求5所述的方法，其中接着从被覆盖的着陆面(11)的一部分移除所述覆盖层，使得产...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺温·文马尔姆，安德烈亚斯·普洛斯尔，
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