借助于等温凝固反应来连接接合配对件以形成In-Bi-Ag连接层的方法和接合配对件的相...的制作方法_3

文档序号:9383212阅读:来源:国知局

[0055]结合图3描述一个实施例,其中将由GaAs构成的半导体薄片用作为第一接合配对件I并且将由Si3N4或AlN构成的陶瓷薄片用作为第二接合配对件2。将511nm厚的银层11电化学地沉积到第一接合配对件I上,所述银层形成第一层序列。在第二接合配对件2上的第二层序列20包括428nm厚的铟层23、72nm厚的铋层24和190nm厚的银层25,这些层分别通过蒸镀施加。在115°C的接合温度和1bar的接合压强下,将两个接合配对件1、2挤压到一起120分钟并且以这种方式彼此连接。
[0056]结合图4描述一个实施例,其中在第一接合配对件I上作为第一层序列10施加有1775nm厚的银层。将铟-铋层29作为第二层序列20施加到第二接合配对件2上。铟-铋层29由具有33.3质量百分比的铋的铟-铋合金构成,所述铟-铋合金通过溅镀或等离子喷涂施加并且具有755nm的厚度。在接合前,将第一层序列10的和第二层序列20的背离相应的接合配对件的端面湿化学地例如用甲酸的含水的溶液清洁。随后,在15bar的接合压压强和95°C的接合温度下,在30分钟的接合时间中进行连接。
[0057]结合图5描述一个实施例,其中在第一接合配对件上作为第一层序列10施加具有最少160nm和最高1500nm、例如1350nm的厚度的银层11。
[0058]在第二接合配对件2上,在100nm厚的银层21之上蒸镀由五对各187nm厚的铟层23和63nm厚的祕层24构成的层堆,所述层堆分离地通过8nm厚的钛层26由260nm厚的银层25覆盖。在此,钛层26防止一方的铋或铟和另一方的银的过早的混合。这种钛层也能够在银层21和由铟和铋构成的层堆之间引入。此外,可能的是,当应该特别长时间地推迟混合时,也将这种钛层引入每对铟和铋层之间。
[0059]结合图6示出第一接合配对件I和第二接合配对件2通过连接层30连接成接合配对件的在此描述的装置,所述装置通过在此描述的方法产生。连接层30包括包含铋或由铋构成的区域32。例如,所述区域32是铋颗粒,其中能够溶解少量的银和/或铟。铋区域32从四周由包含银和铟的材料31包围。在此,在示出的横截面中,由铋构成的区域的面积份额优选最高为15%。
[0060]本申请要求德国专利申请DE 102013103081.5的优先权,其公开内容在此通过参引接合于此。
[0061]本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说,本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合,这尤其是包含在权利要求中的特征的任意的组合,即使所述特征或所述组合自身没有明确地在权利要求中或实施例中说明时也如此。
【主权项】
1.一种用于连接接合配对件(1,2)的方法,所述方法具有下述步骤: -提供第一接合配对件(I)和第二接合配对件(2); -将第一层序列(10)施加到所述第一接合配对件(I)上; -将第二层序列(20)施加到所述第二接合配对件(2)上; -在接合温度下,在预设的接合时间中,利用接合压强(P)将所述第一层序列(10)和所述第二层序列(20)在其分别背离所述第一接合配对件(I)和所述第二接合配对件(2)的端面上挤压到一起,其中 -所述第一层序列(10)包括至少一个包含银或由银构成的层(11,15); -所述第二层序列(20)包括至少一个包含铟和铋的层(29),或者所述第二层序列(20)包括至少一个包含铟的层(23)和包含铋(22,24)的层; -所述接合温度最高为120°C,并且 -所述第一层序列(10)和所述第二层序列(20)熔化成连接层(30),所述连接层直接邻接于所述第一接合配对件(I)和所述第二接合配对件(2)。2.根据上一项权利要求所述的方法, 其中所述连接层(30)的熔化温度至少为260°C。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述连接层(30)具有包含铋或由铋构成的区域(32),其中所述区域(32)完全地由包含铟和/或银的材料(31)包围。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述连接层(30)不具有由铋构成的层,或者其中所述连接层(30)不具有简单连贯的由铋构成的层。5.根据上一项权利要求所述的方法, 其中所述连接层(30)是导电的。6.根据上一项权利要求所述的方法, 其中所述连接层(30)不具有金或不具有熔剂。7.根据上一项权利要求所述的方法, 其中在所述连接层(30)的横截面中,所述横截面的由铋构成的份额至多为50%。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述第一层序列(10)和/或所述第二层序列(10)包括层或直接彼此邻接的层的序列,其中所述层或所述层序列仅包含铟或铋,其中铟的物质量份额至少为67原子%并且至多为85原子%。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述第一层序列(10)和/或所述第二层序列(20)包括至少一个由铟构成的层和至少一个由铋构成的层,其中所述由铟构成的层和所述由铋构成的层直接彼此邻接。10.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述第二层序列(20)由用铋-铟合金形成的层(29)构成。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述第一层序列(10)和/或所述第二层序列(20)包括至少一个层(26),该层由钛构成并且该层直接邻接于由铟构成的层(24)或由铋构成的层(23),其中所述由钛构成的层(26)设为用于:延迟银与铟和/或铋的混合。12.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述第一层序列(10)和/或所述第二层序列(20)包括由铟构成的层(13,23)和由铋构成的层(12,14,22,24)的序列,其中所述序列在其端面上分别被由钛构成的层覆至ΠΠ ο13.根据上两项权利要求中任一项所述的方法, 其中每个由钛构成的层(29)具有最大1nm的厚度。14.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中至少一半的由铟构成的层或每个由铟构成的层(13,23)比至少一半的由铋构成的层或每个由铋构成的层(12,14,22,24)更厚,其中至少一半的由铟构成的层和每个由铟构成的层(13,23)具有至少150nm并且至多850nm的厚度,并且一半的由祕构成的层或每个由铋构成的层(12,14,22,24)具有至少50nm并且至多300nm的厚度。15.根据上述权利要求中任一项所述的方法, 其中所述第一层序列的和所述第二层序列的至少一些层借助于下述沉积工艺中的一种沉积工艺产生:物理气相沉积、电镀沉积、无电流沉积。16.一种接合配对件的装置,所述装置具有: -第一接合配对件(I)和第二接合配对件(2),和 -连接层(30),所述连接层直接邻接于所述第一接合配对件和所述第二接合配对件,其中 -所述连接层(30)具有包含铋或由铋构成的区域(32),其中所述区域(32)完全地由包含铟和/或银的材料包围。17.根据上一项权利要求所述的接合配对件的装置, 其中 所述第一接合配对件(I)和所述第二接合配对件(2)由不同热膨胀特性的材料构成。18.根据上述权利要求中任一项所述的接合配对件的装置, 其中所述连接层(30)不具有由铋构成的层,或者其中所述连接层(30)不具有简单连贯的由铋构成的层。19.根据上述权利要求中任一项所述的接合配对件的装置, 其中在所述连接层(30)横截面中,所述横截面的由铋构成的份额至多为50%。
【专利摘要】提出一种用于连接接合配对件(1,2)、例如光电子半导体芯片(例如发光二极管芯片)和电路板或金属导体框的方法,所述方法具有下述步骤:提供第一接合配对件(1)和第二接合配对件(2);将第一层序列(10)施加到第一接合配对件(1)上,所述第一层序列包括至少一个包含银或由银构成的层(11,15);将第二层序列(20)施加到第二接合配对件(2)上,所述第二层序列包括至少一个包含铟和铋的层(29)或者包含铟的层(23)和包含铋的层(22,24);在最高120℃的接合温度下,在预设的接合时间中,利用接合压强(p)将第一层序列(10)和第二层序列(20)在其分别背离第一接合配对件(1)和第二接合配对件(2)的端面上加压到一起,其中第一层序列(10)和第二层序列(20)熔化成连接层(30),所述连接层直接邻接于第一接合配对件和第二接合配对件并且其熔化温度至少为260℃。
【IPC分类】H01L21/60, H01L23/488, H01L23/62
【公开号】CN105103287
【申请号】CN201480018514
【发明人】安德烈亚斯·普洛斯尔
【申请人】欧司朗光电半导体有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年3月24日
【公告号】DE102013103081A1, DE112014001708A5, WO2014154637A1
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