半导体复合装置及其制造方法、LED头以及成像装置制造方法及图纸

一种半导体复合装置，它包括半导体薄膜层（１０５，５０１，８０６）以及基板（１０１，５０３，８０１）。半导体薄膜层（１０５，５０１，８０６）和基板被形成在半导体薄膜层与基板之间的高熔点金属和低熔点金属的合金层（１２１＋１２２，５１１＋５１２，９１１＋９１２）彼此键合。此合金的熔点高于低熔点金属（１０４，４０４，８０４）的熔点。合金层（１２１＋１２２，５１１＋５１２，９１１＋９１２）包含低熔点金属（１０４，４０４，８０４）与所述半导体薄膜层（１０５，５０１，８０６）的材料反应产生的产物（１２２，５１１，９１２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到半导体复合装置、该半导体复合装置的制造方法、采用该半导体复合装置的LED头、以及采用该LED头的成像装置。
技术介绍
图20A和20B示出了“M.Konagai et al.，Journal of CrystalGrowth 45(1978)，PP277-280”所公开的常规半导体器件的示意图。参照图20A，半导体复合器件具有GaAs/异质外延结构，其中，剥离层3002被夹在GaAs基板3001与半导体膜3003之间。剥离层3002是5微米的Ga0.3Al0.7As层。半导体薄膜3003具有GaAs外延结构。参照图20B，半导体膜3003被浸入在氟化氢(HF)中，以便腐蚀掉剥离层3002，从而将上部半导体膜3003与GaAs基板3001分开。从GaAs外延结构分离的半导体膜3003然后被键合到例如硅基板(未示出)上。待要键合的表面的平整度决定了诸如键合强度和粘附力之类的键合质量。于是，重要的是使键合表面非常平坦。例如该表面必须具有纳米尺度的平整度。而且，这种键合是用作用在待要键合的材料的键合表面之间的范德瓦尔斯力来实现的。因此，为了使作用在待要键合到一起的表面之间的力强度大，所述表面之间的距离必须短到纳米。此外，一般地说，材料元件不一定要完全被暴露其表面。待要键合的表面常常被例如有机物质覆盖。因此，良好的键合效果要求对键合表面进行清洗。此外，为了获得足够的键合强度，有时还需要对待要键合的表面进行活化。这种表面处理高度依赖于材料，因而可能很复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种半导体键合技术，其中，能够实现待要键合的表面的处理和键合工艺，而无须使表面极为平坦或进行特殊的表面处理。本专利技术的目的是提供一种半导体键合技术，其中，能够得到良好的键合效果和键合强度分布，而无须使表面极为平坦或执行特殊的表面处理。一种半导体复合装置包括半导体薄膜层(105，501，806)；以及基板(101，503，801)；其中，利用在所述半导体薄膜层与所述基板之间形成的高熔点金属(103，403，803)和低熔点金属(104，404，804)的合金(121+122，511+512，911+912)层，将所述半导体薄膜层(105，501，806)和所述基板(101，503)彼此键合。合金(121+122，511+512，911+912)的熔点高于所述低熔点金属(104，404，804)的熔点。合金(121+122，511+512，911+912)层包含低熔点金属(104，404，804)与所述半导体薄膜层(105，501，806)的材料的反应产生的产物(122，511，912)。合金(121+122)是AuxIny、PdxIny、NixIny和组成该半导体薄膜的元素之一。合金(121)层包含AuxIny、PdxIny、以及NixIny。一种半导体复合装置包括基板(101，503，801)；半导体薄膜层(105，501，806)；提供在所述半导体薄膜(105，501，806)与所述基板之间的高熔点金属层(103，403)；以及低熔点金属(104，404)与高熔点金属层(103，403)的一部分之间的反应产生的反应区(121+122，511+512，911+912)，所述反应区(121+122，511+512，911+912)形成在高熔点金属层(103，403)与所述半导体薄膜(105，501，806)之间。其中，利用形成在所述基板(101，503，801)与所述半导体薄膜(105，501，806)之间的所述高熔点金属层(103，403)和所述反应区(121+122，511+512，911+912)，将所述基板(101，503，801)和所述半导体薄膜(105，501，806)彼此键合。反应区(121+122，511+512，911+912)包含低熔点金属(104)与形成所述半导体薄膜(105，501，806)的材料之间的反应产生的产物(122，512，822，912)。反应区(122)是AuxIny、PdxIny、NixIny之一。一种半导体复合装置，包括基板(801)；半导体薄膜(806)；形成在所述基板(801)与所述半导体薄膜(806)之间的第一金属层(803+804)，所述第一金属层(803+804)由低熔点金属(804)和高熔点金属(803)形成；形成在所述半导体薄膜(806)与所述第一金属层(803+804)之间的第二金属层(805)，该第二金属层提供与所述半导体薄膜的粘附以最小化该金属层和该半导体薄膜(806)的表面之间的接触电阻；以及由所述第一金属层(803+804)和所述第二金属层(805)之间的反应产生的反应区(822，912)；其中所述第一金属层(803+804)包含由低熔点金属和高熔点金属之间的反应产生的反应区(821，911)。第一金属层(103+104，403+404)包含AuxIny、PdxIny、NixIny之一。一种半导体复合装置，包括包含第一材料的基板(101，503，801)；包含第二材料的半导体薄膜层(105，501，806)；提供在所述基板(101，503，801)与所述半导体薄膜(105，501，806)之间的金属层(121，512，911)，所述金属层(121，512，911)至少包含低熔点金属；以及所述第二材料与所述金属层(121，512，911)之间的反应产生的反应产物(122，511，912)；其中，利用位于所述半导体薄膜(105，501，806)与所述基板(101，503，801)之间的所述金属层(121，512，911)和所述反应产物(122，511，912)，将所述半导体薄膜(105，501，806)和所述基板(101，503，801)彼此键合。低熔点金属选自包括In、Sn、Bi、Ce和Tl的组。铊的熔点约为303℃。高熔点金属选自包括Au、Pd、Ni的组。高第二金属层(805)选自包括Ti、Ni、Ge的组。半导体薄膜包含AlGaAs(205，206，207)，并包括由GaAs形成的层(204)，该GaAs层(204)与另一金属形成的另一层相接触。半导体薄膜包含AlGaInP，并包含由GaAs形成的层，该GaAs层与另一金属形成的另一层相接触。半导体薄膜包含氮化物半导体。包含低熔点金属的层至少包含一种低熔点金属。包含低熔点金属的层至少包含一个层。半导体薄膜层包括形成在其中的发光元件。结合了上述半导体复合装置的LED头，还包括对从该半导体复合装置发射的光进行调节的光学系统(103)。结合了上述LED头(100，203c)的成像装置，包括被所述LED头(100，203c)照射的光电导体(201a)。一种制造半导体复合装置的方法，包含下列步骤形成半导体薄膜层；制备基板，此基板包括其表面上的高熔点金属层和形成在高熔点金属层上的低熔点金属层；将半导体薄膜层置于基板的低熔点金属层上，使得半导体薄膜层与低熔点金属层紧密接触；以及使低熔点金属层在高于该低熔点金属层的熔点但低于高熔点金属层的熔点的温度下熔化，此温度不影响半导体薄膜层。形成半导体薄膜包含形成与基板的低熔点金属层紧密接触的高熔点金属层。而且，从下列详细描述，本专利技术的应用范围将变得明显。但应该理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体复合装置，包含：　　　　半导体薄膜层（１０５，５０１，８０６）；以及　　　　基板（１０１，４０１，５０３，８０１）；　　　　其中，所述半导体薄膜层（１０５，５０１，８０６）和所述基板（１０１，４０１，５０３，８０１）被形成在所述半导体薄膜层（１０５，５０１，８０６）与所述基板（１０１，４０１，５０３，８０１）之间的高熔点金属（１０３，４０３，８０３）和低熔点金属（１０４，４０４，８０４）的合金层（１２１＋１２２，５１１＋５１２，８２１＋８２２，９１１＋９１２）彼此键合。

【技术特征摘要】
JP 2004-11-10 2004-3261231.一种半导体复合装置，包含半导体薄膜层(105，501，806)；以及基板(101，401，503，801)；其中，所述半导体薄膜层(105，501，806)和所述基板(101，401，503，801)被形成在所述半导体薄膜层(105，501，806)与所述基板(101，401，503，801)之间的高熔点金属(103，403，803)和低熔点金属(104，404，804)的合金层(121+122，511+512，821+822，911+912)彼此键合。2.根据权利要求1的半导体复合装置，其中，合金(121+122，511+512，821+822，911+912)的熔点高于所述低熔点金属(104，404，804)的熔点。3.根据权利要求1的半导体复合装置，其中，合金层(121+122，511+512)包含低熔点金属(104，404，804)与所述半导体薄膜层(105，501)的材料反应产生的产物(122，511)。4.根据权利要求1的半导体复合装置，其中，合金(121+122)包括制成该半导体薄膜的化学元素和包含AuxIny、PdxIny、NixIny的组中的一种。5.根据权利要求1的半导体复合装置，其中，合金层(121)包含AuxIny、PdxIny以及NixIny之一。6.一种半导体复合装置，包含基板(101，503，801)；半导体薄膜(105，501，806)；提供在所述半导体薄膜(105，501，806)与所述基板之间的高熔点金属层(103，403，803)；以及由低熔点金属(104，404，804)与所述高熔点金属层(103，403，803)的一部分反应产生的反应区(121+122，511+512，821+822，911+912)，所述反应区(121+122，511+512，821+822，911+912)形成在高熔点金属层(103，403，803)与所述半导体薄膜(105，501，806)之间。其中，所述基板(101，503，801)和所述半导体薄膜(105，501，806)被形成在所述基板(101，503，801)与所述半导体薄膜(105，501，806)之间的所述高熔点金属层(103，403，803)和所述反应区(121+122，511+512，821+822，911+912)彼此键合。7.根据权利要求6的半导体复合装置，其中，所述反应区(121+122，511+512)包含低熔点金属(104，404)与形成所述半导体薄膜(105，501)的材料反应产生的产物(122，511+512)。8.根据权利要求6的半导体复合装置，其中，所述反应区(121，512，831，911)是AuxIny、PdxIny、NixIny之一。9.一种半导体复合装置，它包含基板(801)；半导体薄膜(806)；形成在所述基板(801)与所述半导体薄膜(806)之间的第一金属层(803+804)，所述第一金属层(803+804)由低熔点金属(804)和高熔点金属(803)形成；形成在所述半导体薄膜(806)与所述第一金属层(803+804)之间的第二金属层(805)，所述第二金属层提供与所述半导体薄膜的粘接，以最小化该金属层和该半导体薄膜(806)的表面之间的接触电阻；以及由所述第一金属层(803+8...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻原光彦，藤原博之，铃木贵人，佐久田昌明，安孙子一松，
申请(专利权)人：冲数据株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]