顺应性结合结构布置在半导体装置和底座（４０）之间。在一些实施例中，该装置为发光装置。当半导体发光装置附连到底座时，例如通过提供超声能量到半导体发光装置，该顺应性结合结构瓦解从而部分地填充半导体发光装置和底座之间的空间。在一些实施例中，该顺应性结合结构为在结合期间经历塑性变形的多个金属凸点（３２）。在一些实施例中，该顺应性结合结构为多孔金属层（４６）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将半导体装置结合到其它结构的领域，并且更具体地涉及用于将半导体发光装置安装在其它结构上的顺应性结合结构。
技术介绍
包含发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL) 和边发射激光器的半导体发光装置属于当前可获得的最高效的光源。在制造能够跨过可见光谱操作的高亮度发光装置中当前感兴趣的材料系统包含III-V族半导体，特别是也称为III族氮化物材料的镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金。典型地，通过利用金属有机物化学气相沉积(M0CVD)、分子束外延(MBE)或者其它外延技术在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物、复合物或其它合适衬底上外延生长不同组成和掺杂剂浓度的半导体层的叠层来制作 III族氮化物发光装置。该叠层经常包含形成在衬底上方的掺杂有例如Si的一个或多个η 型层、形成于该一个或多个η型层上方的有源区域内的一个或多个发光层以及形成于该有源区域上方的掺杂有例如Mg的一个或多个ρ型层。电学接触形成于η和ρ型区域上。美国专利申请2007-0096130描述了一种在LED管芯结合到载具之后，使用激光剥离工艺移除生长衬底(例如蓝宝石)的用于形成LED结构的工艺。为了消除在载具和LED管芯之间使用底填料来支撑管芯的需要，LED管芯的底侧上形成有基本上在同一平面内的阳极和阴极电极，在那里所述电极覆盖LED结构的背面的至少85%。载具具有基本上在同一平面内的阳极和阴极电极的相应布局。LED管芯电极和载具电极互连在一起，使得LED管芯的几乎整个表面由电极和载具支撑。没有使用底填料。不同方法可以用于LED到载具的互连，诸如超声或热超声金属到金属互扩散(金-金、铜-铜、其它延性金属或者上述的组合)，或者利用诸如金-锡、金-锗、 锡-银、锡-铅或者其它类似合金系统的不同合金组成的焊接。使用激光剥离工艺随后从LED层移除形成该LED结构顶部的生长衬底，该激光剥离工艺消融在生长衬底和LED层的界面处的材料。由于所述电极和载具对LED层的大面积支撑，在激光剥离工艺期间形成的极高压力不损伤LED层。也可以使用其它衬底移除工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供半导体装置与该半导体装置安装在其上的结构之间的电学、 机械和热连接。依据本专利技术各实施例，顺应性结合结构布置在半导体装置和底座之间。当半导体装置附连到底座时，顺应性结合结构在固相中瓦解(collapse)从而部分地填充半导体装置和底座之间的空间。在一些实施例中，顺应性结合结构为在结合期间经历塑性变形的多个金属凸点。附图说明图1为生长在衬底上的III族氮化物装置的截面。图2为在沉积和图案化光致抗蚀剂层之后图1的装置的截面。图3为在光致抗蚀剂层中的开口中沉积金属之后图2的装置的截面。图4为在剥除光致抗蚀剂层之后图3的装置的截面。图5为连接到底座的图4的结构的截面。图6为连接到底座的III族氮化物装置的截面。图7为具有微凸点和边缘密封的LED装置的平面图。图8说明连续的线性边缘密封。图9说明在结合期间经历塑性变形之后图8的边缘密封。图10说明连续的非线性边缘密封。图11说明在结合期间经历塑性变形之后图10的边缘密封。图12说明非连续的边缘密封。图13说明在结合期间经历塑性变形之后图12的边缘密封。 具体实施例方式在如上文在美国专利申请2007-0096130中所述的具有大面积金属接触的装置中，大的结合压力和超声功率在结合期间可能是必要，从而克服LED管芯电极和载具电极的拓扑中的略微变化。侵袭性结合条件会造成在结合期间损伤LED中的半导体材料。由于电极大面积的原因，在结合期间电极中缺乏顺应性(即变形和瓦解)而使得侵袭性结合条件是有必要的。在本专利技术的一些实施例中，顺应性结合结构布置在LED管芯和底座之间。顺应性结合结构可以布置在LED管芯上、在底座上或者在LED管芯和底座二者上。在结合期间，顺应性结构瓦解并回流从而形成鲁棒的电学、热和机械连接，该连接可以不需要侵袭性结合条件并且可以补偿LED管芯和底座的拓扑中的略微变化。图1-4说明如何形成根据本专利技术实施例的顺应性结合结构。图1说明生长在衬底10上的III族氮化物装置。衬底10可以是任何合适的生长衬底，该生长衬底包含例如蓝宝石、Sic、GaN、或者诸如附连到绝缘体的SiC或附连到绝缘体的III族氮化物材料的工程衬底。适合于生长III族氮化物装置的工程衬底更详细描述于美国公布的专利申请2007-00723M，该专利申请通过引用结合于此。η型区域12首先生长在衬底10上方。η型区域12可包含不同组成和掺杂剂浓度的多个层，所述多个层包含例如可以是η型或者非故意掺杂的诸如缓冲层或成核层的准备层；设计成在衬底移除之后促进随后释放生长衬底或减薄半导体结构的释放层；以及针对发光区域高效发光所期望的具体光学或电学属性设计的η或者甚至P型装置层。发光或有源区域14生长在η型区域12上方。合适的发光区域的实例包含单个厚或薄的发光层，或者包含由垒层分隔的多个薄或厚量子阱发光层的多量子阱发光区域。 例如，多量子阱发光区域可包含由垒分隔的多个发光层，每个发光层厚度为25Α或更小，每个垒厚度为IOOA或更小。在一些实施例中，装置中每个发光层的厚度厚于50Α。ρ型区域16生长在发光区域14上方。类似于η型区域，ρ型区域可包含不同组成、厚度和掺杂剂浓度的多个层，所述多个层包含非故意掺杂的层或者η型层。在一些实施例中，衬底10约90微米厚，并且装置层12、14和16具有小于5微米的组合厚度。在生长半导体区域12、14和16之后，ρ型区域16和发光区域14的一个或多个部分被蚀刻掉以揭露部分的η型区域12。η接触沈形成于η型区域12的露出部分上。多层ρ接触形成于ρ型区域16上方。在图1所示实例中，欧姆接触层18形成为直接接触P型区域16，随后保护层20形成于欧姆接触层18上方，该保护层20可以是金属或电介质。如图1中所说明，保护层20可以在欧姆接触层18的侧面上延伸。例如，欧姆接触层18可包含银，其发生电迁移，这会造成短路或者可靠性问题。形成于欧姆接触层18上方的保护层20可防止或减小欧姆接触层18的电迁移。在一些实施例中，可以使用更多的 P接触层，或者可以略去保护层20。电介质层22可以将η接触沈与ρ接触18、20隔离。ρ结合焊盘M形成于ρ接触上方并且电学连接到该ρ接触。η结合焊盘观形成于η接触上方并且电学连接到该η接触。结合焊盘M和观在生长衬底10移除期间支撑装置层12、14和16，并且将热量传导离开装置层。结合焊盘M和观诸如可以由任何具有高导热性的金属，例如金、铜或铝形成。结合焊盘可以例如在一些实施例中电镀至介于6和 30微米的厚度，在一些实施例中电镀至介于15和25微米。空气间隙30可以电学隔离η和 P结合焊盘观和对，如图1中所说明。间隙宽度优选地小于50微米。如上所述，结合焊盘 24和观提供热传递并且在生长衬底10移除期间支撑半导体层。在不需要由结合焊盘M 和观提供的热传递以及不需要用于半导体层的支撑的装置中(即，在其中生长衬底不从装置移除的装置中)，结合焊盘M和观可以略去，并且微凸点32可以直接形成于ρ和η接触上。η和ρ结合焊盘28和M在一些实施例中覆盖LED的面积(S卩，LED上半导体材料的面积)的至少6本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种方法，包括：将顺应性结合结构布置在半导体装置和底座４０之间；以及将该半导体装置结合到该底座，其中结合导致该顺应性结合结构瓦解，使得该顺应性结合结构将该半导体装置电学且机械地连接到该底座，以及其中该顺应性结合结构在结合期间保持在固相。
【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：JG内夫，
申请(专利权)人：飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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