半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

公开了诸如垂直腔表面发射激光器的半导体装置及其制造方法。半导体装置包括接触延伸部及导电粘合材料，诸如可熔金属合金或导电复合物。在一些情况下，半导体装置还包括结构化接触件。这些部件允许制造具有最小变形的半导体装置。例如，可制造展现少许弯曲至不弯曲的垂直腔表面发射激光器阵列。在一些情况下，具有最小变形的半导体装置展现了增强的效能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
技术介绍
半导体装置可包括具有本征应力的部件。例如，外延生长层可展现与外延生长层生长在其上的基板错位(mismatch)的晶格参数。该错位导致例如在两个部件之间的界面附近内发生的应变。此外，在一些情况下，半导体装置内的各种部件的热膨胀系数可彼此显着不同，从而导致在半导体装置的制造或操作期间的热应力。这些效应可引起半导体装置中的可测量变形(例如，弯曲)。该变形在半导体装置的阵列或晶圆中可以是显着的。对于需要大体上平坦(无变形)的半导体装置阵列的应用，变形可能特别成问题。应变补偿层在本领域是已知的。然而，应变补偿层(诸如介电应变补偿层)在一些情况下可能难以实施。因此，需要替代解决方案。
技术实现思路
本公开描述展现少许变形至没有变形的半导体装置(诸如离散半导体装置或半导体装置阵列)及其制造方法。例如，在一个方面，一种半导体装置包括：基板，其具有相对的第一侧及第二侧；以及外延层，其具有相对的第一侧及第二侧。外延层的第一侧邻接基板的第一侧。半导体装置还包括：基板接触件，其邻接基板的第二侧；外延接触件，其邻接外延层的第二侧；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：/n基板，其具有相对的第一侧及第二侧；/n外延层，其具有相对的第一侧及第二侧，所述外延层的所述第一侧邻接所述基板的所述第一侧；/n基板接触件，其邻接所述基板的所述第二侧；/n外延接触件，其邻接所述外延层的所述第二侧；/n子底座，其通过导电材料安装至子底座接触件，所述子底座接触件为所述外延接触件或所述基板接触件；/n正面子底座接触件，所述正面子底座接触件为不与所述子底座接触件相关联的所述外延接触件或所述基板接触件；以及/n接触延伸部，其邻接所述正面子底座接触件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171227 US 62/610,6521.一种半导体装置，包括：
基板，其具有相对的第一侧及第二侧；
外延层，其具有相对的第一侧及第二侧，所述外延层的所述第一侧邻接所述基板的所述第一侧；
基板接触件，其邻接所述基板的所述第二侧；
外延接触件，其邻接所述外延层的所述第二侧；
子底座，其通过导电材料安装至子底座接触件，所述子底座接触件为所述外延接触件或所述基板接触件；
正面子底座接触件，所述正面子底座接触件为不与所述子底座接触件相关联的所述外延接触件或所述基板接触件；以及
接触延伸部，其邻接所述正面子底座接触件。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括邻接所述子底座接触件的结构化延伸部。


3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述接触延伸部由与所述正面子底座接触件相同的材料组成，且所述接触延伸部的特征在于大体上类似于所述正面子底座接触件的微结构。


4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述接触延伸部由与所述正面子底座接触件相同的材料组成，且所述接触延伸部的特征在于大体上不同于所述正面子底座接触件的微结构。


5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，所述接触延伸部的特征在于大体上结晶或多晶微结构，且所述正面子底座接触件的特征在于大体上非晶微结构。


6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述接触延伸部由导电金属组成。


7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述导电金属包括选自由以下组成的组中的一个元素：金、铜、银、铝、铂、钯、铑、铟、铱、镓、铋、锑及锡。


8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述导电粘合剂包括可熔金属合金或导电复合物。


9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述正面子底座接触件由导电金属组成，其中，所述导电金属包括选自以下组成的组中的一个元素：金、铜、银、铝、铂、钯、铑、铟、铱、镓、铋、锑及锡。


10.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述结构化延伸部包括被配置为增加所述结构化延伸部与所述导电粘合材料之间的接触面积的钝齿状延伸部。


11.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述接触延伸部具有1微米至30微米的厚度。


12.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述基板由砷化镓组成且是10微米至200微米厚，所述外延层由铝砷化镓组成且是1微米至20微米厚，所述外延接触件由金组成且是0.1微米至5微米厚，所述基板接触件由金组成且是0.1微米至5微米厚，且所述接触延伸部是1微米至25微米厚。


13.根据权利要求12所述的半导体装置，其中，所述基板是100微米厚，所述外延层是10微米厚，所述外延接触件是0.1微米厚，所述基板接触件是0.1微米厚，且所述接触延伸部是20微米厚。


14.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体装置是垂直腔表面发射激光器。


15.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，所述外延层包括分布式布拉格反射器及有源区域，且所述基板、所述外延层、所述外延接触件、所述基板接触件及所述子底座可操作以产生光。


16.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，所述垂直腔表面发射激光器是顶部发射垂直腔表面发射激光器。


17.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，所述垂直腔表面发射激光器是底部发射垂直腔表面发射激光器。


18.一种半导体装置阵列，所述阵列包括：
基板，其具有相对的第一侧及第二侧；
外延层，其具有相对的第一侧及第二侧，所述外延层的所述第一侧邻接所述基板的所述第一侧，其中，所述基板的所述第一侧及所述外延层的所述第一侧的特征在于所述基板的所述第一侧及所述外延层的所述第一侧附近内的本征应力；
基板接触件，其邻接所述基板的所述第二侧；
外延接触件，其邻接所述外延层的所述第二侧；
子底座，其通过导电材料安装至子底座接触件，所述子底座接触件为所述外延接触件或所述基板接触件；
所述导电粘合材料的特征在于熔化温度，所述导电粘合材料在低于所述熔化温度时是大体上固态的；
正面子底座接触件，所述正面子底座接触件为不与所述子底座接触件相关联的所述外延接触件或所述基板接触件；
接触延伸部，其邻接所述正面子底座接触件；以及
多个隔离部件，其位于所述外延层内，所述多个隔离部件划分所述半导体装置阵列内的各个半导体装置。


19.根据权利要求18所述的半导体装置阵列，其中，所述接触延伸部可操作以抵消所述基板的所述第一侧及所述外延层的所述第一侧附近内的所述本征应力，使得所述半导体装置阵列采用在高于所述导电粘合材料的所述熔化温度的情况下是大体上平面的形式。


20.根据权利要求19所述的半导体装置阵列，其中，所述导电粘合材料可操作以将所述半导体装置阵列固定成在低于所述导电粘合材料的所述熔化温度的情况下是大体上平面的形式。


21.根据权利要求18所述的半导体装置阵列，还包括邻接所述子底座接触件的结构化延伸部。


22.根据权利要求21所述的半导体装置阵列，其中，所述接触延伸部可操作以抵消所述基板的所述第一侧及所述外延层的所述第一侧附近内的本征应力，使得所述半导体装置阵列采用在高于所述导电粘合材料的所述熔化温度的情况下是大体上平面的形式，且所述导电粘合材料及所述结构化延伸部可操作以将所述半导体装置阵列固定成在低于所述导电粘合材料的所述熔化温度的情况下是大体上平面的形式。


23.根据权利要求22所述的半导体装置阵列，其中，所述结构化延伸部包括被配置为增加所述结构化延伸部与所述导电粘合材料之间的接触面积的钝齿状延伸部。


24.根据权利要求18所述的半导体装置阵列，其中，所述接触延伸部由与所述正面子底座接触件相同的材料组成，且所述接触延伸部的特征在于大体上类似于所述正面子底座接触件的微结构。


25.根据权利要求18所述的半导体装置阵列，其中，所述接触延伸部由与所述正面子底座接触件相同的材料组成，且所述接触延伸部的特征在于大体上不同于所述正面子底座接触件的微结构。


26.根据权利要求25所述的半导体装置阵列，其中，所述接触延伸部的特征在于大...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·高希，许国阳，王清，
申请(专利权)人：普林斯顿光电子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US