光电子照明装置,用于光电子半导体芯片的载体和光电子照明系统的制作方法

文档序号:16359057发布日期:2018-12-22 08:03阅读:136来源:国知局
光电子照明装置,用于光电子半导体芯片的载体和光电子照明系统的制作方法

本发明涉及光电子照明装置和用于生产光电子照明装置的方法。本发明更进一步地涉及用于光电子半导体芯片的载体,以及涉及用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法。本发明更进一步地涉及光电子照明系统。

本专利申请要求德国专利申请102016103862.8的优先权,该德国专利申请的公开内容被通过引用合并于此。

像这样的光电子半导体芯片是例如从公开的专利申请de102014107385a1已知的。

一般而言,光电子半导体芯片被焊接到载体上。在焊接期间可能发生的是,液体焊料在半导体芯片侧面处向上流动或上爬并且然后例如使p-n结短路。

这类似地适用于其中将光电子半导体芯片粘附地接合到载体上的情况。在此,在粘合剂接合期间,粘合剂也可能在半导体芯片侧面处向上流动或上爬,并且然后例如,如果粘合剂是导电的,则使p-n结短路。

本发明所基于的目的应当被认为是提供用于将光电子半导体芯片高效地粘接接合到载体的高效率构思。

该目的是借助于独立权利要求的相应的主题内容来实现的。本发明的有利配置是相应的从属子权利要求的主题内容。

根据一个方面,提供了一种光电子照明装置,包括:

-光电子半导体芯片,

-其包括顶侧和与顶侧相对的底侧,

-其中在顶侧和底侧之间形成半导体层序列,

-其中半导体层序列包括用于生成电磁辐射的有源区,

-其中在顶侧和底侧之一处形成有用于因为半导体芯片到载体的粘接接合而流动的接合材料的阻挡部。

根据进一步的方面,提供了一种用于生产光电子照明装置的方法,包括以下步骤:

-提供光电子半导体芯片,其包括顶侧和与顶侧相对的底侧,其中在顶侧和底侧之间形成半导体层序列,其中半导体层序列包括用于生成电磁辐射的有源区,

-在顶侧和底侧之一处形成用于因为半导体芯片到载体的粘接接合而流动的接合材料的阻挡部。

根据进一步的方面,提供了一种用于光电子半导体芯片的载体,包括:

-主体,其包括安装侧,

-其中,在安装侧处形成有用于因为半导体芯片到载体的粘接接合而流动的接合材料的阻挡部。

根据进一步的方面,提供了一种用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法,其中方法包括以下步骤:

-提供包括安装侧的主体,

-在主体的安装侧处形成用于因为半导体芯片到载体的粘接接合而流动的接合材料的阻挡部。

根据又一方面,提供了一种光电子照明系统,包括:

-光电子照明装置,其中照明装置

-包括光电子半导体芯片,

-其包括顶侧和与顶侧相对的底侧,其中在顶侧和底侧之间形成有半导体层序列,其中半导体层序列包括用于生成电磁辐射的有源区,以及

-载体,其包括主体,主体包括安装侧,

-其中,照明装置是依照根据本发明的照明装置配置的,和/或

-其中,载体是依照根据本发明的载体配置的,

-其中,半导体芯片是通过顶侧和底侧之一借助于接合材料粘附地接合到安装侧的。

本发明基于以下见解:可以通过针对流动的接合材料提供阻挡部来实现上面的目的。阻挡部充当挡块。阻挡部也可以被称为接合材料阻挡部。

在上面和/或相应地在下面使用的语句“顶侧和底侧之一”特别是意指“顶侧或底侧”。因此,语句“在顶侧和底侧之一处”也可以特别地由语句“在顶侧处或在底侧处”替代。因此也就是说,阻挡部例如被形成在顶侧处或者被形成在底侧处。因此,语句“通过顶侧和底侧中的一个”也可以特别地由语句“通过顶侧或通过底侧”替代。

阻挡部特别是形成相对于顶侧和/或相应地相对于底侧的升高部。因此,相对于顶侧和/或相应地相对于底侧,阻挡部被配置为关于顶侧和/或相应地关于底侧升高。因此也就是说,特别是一个或多个升高部,即阻挡部,被配置和/或相应地形成在顶侧处和/或被相应地配置和/或相应地形成在底侧处。

在一个实施例中,提供的是接合材料是焊料或者包括焊料。于是阻挡部还可以例如被称为焊料阻挡部。因此粘接接合根据一个实施例包括焊接或者粘接接合根据一个实施例是进行焊接。

在一个实施例中,提供的是接合材料是粘合剂或者包括粘合剂。粘合剂例如是导电粘合剂。于是阻挡部还可以例如被称为粘合剂阻挡部。因此粘接接合根据一个实施例包括粘合剂接合或者粘接接合根据一个实施例是粘合剂接合。

如果后文提到焊料阻挡部和/或相应地提到焊料和/或相应地提到焊接,则即便如此也总是意图一并指代接合材料的一般情况和粘合剂的更具体的情况。也就是说,根据作为在下面描述的实施例中的焊料的替换或补充的进一步的实施例,相应地使用粘合剂。

因此焊料阻挡部形成阻挡部,其还可以被称为用于因为半导体芯片到载体上的焊接而流动的焊料的挡块。因此阻挡部充当挡块。

这特别是提供了如下的技术优点:可以减少或者甚至防止焊料(或者一般地,接合材料)因为焊接(一般地,粘接接合)而流出到面对光电子半导体芯片的安装侧(也就是说,或者是顶侧或者是底侧)的一侧的下方。因此这提供了如下的技术优点:光电子半导体芯片可以被高效地焊接到载体上或者一般地被高效地粘接粘合到载体。

特别是,因此可以减少或者甚至排除在p-n结处的因为焊料向上流动或上爬的短路的风险。因此更进一步地也就是说,这可以提供如下的技术优点:可以避免在半导体芯片边缘处的分流。特别是,作为结果可以增加产出。

此外,这特别是提供了如下的技术优点:因为在半导体芯片边缘处的分流还可能在一些实例中仅在半导体芯片的操作期间发生,所以消除了潜在的老化风险。

焊料阻挡部或者一般地,阻挡部特别是更进一步有利地以高效方式充当间隔物,以使得半导体芯片可以不被任意紧密地放置在载体上。也就是说,焊料阻挡部或阻挡部预先限定半导体芯片的面对安装侧的该侧(顶侧或底侧)与安装侧之间的最小距离。也就是说,焊料阻挡部或阻挡部自动地预先限定用于将半导体芯片布置在安装侧上的最小的所要求距离。因此,作为结果,特别是以有利的方式扩大了处理窗口,因为只要焊料阻挡部或阻挡部自动地预先限定最小的所要求距离,就可以以高度变化的按上(press-on)压力来焊接上半导体芯片(或者一般地,在粘接接合期间按压上半导体芯片)。过度坚实地进行按上更进一步地不造成液体焊料或液体接合材料被按出到顶侧下方和/或底侧下方。这是因为即使在过度坚实地进行按上的情况下,距离也因为充当间隔物的阻挡部而保持恒定。

更进一步地,作为在半导体芯片和载体之间的被限定的距离的结果,特别是出现热阻抗的更窄的产生分布。

因此,语句“在半导体芯片的顶侧和底侧之一处”特别是意味着焊料阻挡部被形成在顶侧处或被形成在底侧处。

根据一个实施例,提供的是阻挡部,特别是焊料阻挡部,包括一个或多个壁,以使得借助于一个或多个壁以及顶侧和底侧中的一个来形成用于容纳流动的接合材料(特别是焊料和/或粘合剂)的至少一个(特别是多个)的至少部分地(特别是完全地)在横向上封闭的(多个)槽。

这特别是提供了如下的技术优点:可以高效地容纳流动的接合材料,以使得通过这种方式能够高效地防止其中流动的接合材料流动超过芯片边缘并且在半导体芯片的侧面处向上流动或上爬并且因此可以可能地使p-n结短路的情况。

语句“至少部分地在横向上封闭”特别是涵盖一个或多个槽完全在横向上封闭的事实。也就是说,多个壁或一个壁在每种情况下形成或构形出一个或多个独立的槽。

根据进一步的实施例,提供的是形成两个槽,其中在每种情况下,用于电接触半导体芯片的电接触被布置在这两个槽内,其中两个槽被一个或多个封闭的壁彼此分离开,以便防止通过两个电接触之间的流动的接合材料形成分流。

这特别是提供了如下的技术优点:可以高效地防止因为流动的接合材料而在两个电接触之间形成分流。这是因为,凭借完全彼此分离开的两个沟槽,接合材料不再可能从一个槽流动到另一个槽并且形成分流。

两个电接触例如是p型接触和n型接触。

根据进一步的实施例,提供的是至少部分地,特别是完全地借助于半导体层序列来形成阻挡部,特别是焊料阻挡部。

这特别是提供了如下的技术优点:可以高效地形成阻挡部。特别是提供的是在形成半导体层序列的处理期间立即一并形成阻挡部。通过示例的方式,提供的是半导体层序列被以如下这样的方式处理:经处理的半导体层序列至少部分地在整体上包括阻挡部。也就是说,至少部分地,特别是完全地借助于半导体层序列中的一个或多个半导体层而已经和/或相应地形成了阻挡部。

根据一个实施例,提供的是接合材料,特别是焊料和/或粘合剂被布置在顶侧和底侧中的一个处。

根据一个实施例,提供的是被提供有包括金的覆盖层的接合材料,特别是焊料和/或粘合剂被布置在顶侧和底侧中的一个处。

这特别是提供了如下的技术优点:通过提供包括金的覆盖层,从而可以高效地防止接合材料,特别是焊料和/或粘合剂的氧化。也就是说,通过包括金的覆盖层来保护所施加的接合材料。

覆盖层包括例如金合金。

根据一个实施例,提供的是半导体芯片是激光器。

根据一个实施例,提供的是激光器包括脊波导。脊波导也可以被称为“脊”。脊波导例如被形成在激光器的底侧处和/或相应地被形成在激光器的顶侧处。

阻挡部例如被形成在与脊波导相同的一侧处。

在一个实施例中,阻挡部高于脊波导。换句话说,阻挡部特别是突出到脊波导之上。换句话说,阻挡部特别是以突出到脊波导之上的方式配置的。也就是说,换句话说例如脊波导包括相对于半导体芯片的顶侧和/或相应地相对于半导体芯片的底侧的第一高度。也就是说,换句话说例如阻挡部包括相对于半导体芯片的顶侧和/或相应地相对于半导体芯片的底侧的第二高度。第二高度特别是排它地大于第一高度。

根据一个实施例,提供的是半导体芯片是激光器,其中阻挡部被以开口的方式配置在激光器的hr侧处。

这特别是提供了如下的技术优点:接合材料可以优选地经由开口侧,也就是说经由hr侧而不是经由激光器的可以可能地干扰激光器的发射特性的ar侧流出。“ar”代表“抗反射”,并且是激光器的体现有相对低的反射率的耦合输出小面。“hr”代表“高反射”,并且是激光器的高反射的后小面。换句话说,ar侧是激光器的耦合输出小面。换句话说,激光器的hr侧被与激光器的耦合输出小面相对地布置。换句话说,耦合输出小面特别是体现有比hr侧小的反射率。也就是说,换句话说特别是耦合输出小面以与hr侧相比更低的程度来反射在激光器内建立的激光辐射。

根据一个实施例,提供的是阻挡部是以封闭的方式配置在激光器的ar侧处的。

根据一个实施例,提供的是阻挡部,特别是焊料阻挡部包括用于在粘接接合期间,特别是在焊接和/或粘合剂接合期间排出空气的一个或多个间隙。

这特别是提供了如下的技术优点:可以在粘接接合期间高效地排出空气,特别是横向地排出空气。然而甚至包括间隙的阻挡部也仍然作为间隔物而足以高效地防止了接合材料因为如下而能被挤出到半导体芯片下方:没有阻挡部的半导体芯片可能被以过高的按上压力按压到安装表面上,这可能造成液体接合材料被挤出。

甚至包括间隙的阻挡部也至少部分地防止了接合材料向上流动。因此这样的阻挡部仍然至少部分地充当挡块。

此外,由此有利地可能的是在目标位置处引走多余的焊料(或者一般地,多余的接合材料),所述目标位置被特别地配置以使得不存在短路的风险。对应的优点是例如,焊料厚度(接合材料厚度)和焊料阻挡部的深度(阻挡部的深度)不需要被精确地彼此协调,这对于生产是更容易和/或不太昂贵的。然而当在下面描述包括阻挡部(阻挡部包括间隙)的示例性实施例时,总是意图一并指代上面的对应的优点。

根据一个实施例,提供的是半导体芯片是包括脊波导的激光器,其中阻挡部,特别是焊料阻挡部形成在距脊波导一定距离处。

这特别是提供了如下的技术优点:通过阻挡部而在机械上使脊波导减轻了负载,这有利地造成激光器的更好的老化稳定性。

根据一个实施例,提供的是用于容纳流动的接合材料,特别是焊料的一个或多个台面沟槽被形成在顶侧和底侧中的一个处。

这特别是提供了如下的技术优点:使得更大的体积即由台面沟槽提供的体积可用于接合材料外流,特别是焊料外流。

根据一个实施例,提供的是一个或多个台面沟槽中的一个从半导体芯片的第一小面延伸到与第一小面相对的第二小面,其中该一个台面沟槽包括两个小面区段以及中间区段,每个小面区段邻接两个小面中的一个,中间区段在两个小面区段之间延伸,其中中间区段的深度大于两个小面区段的相应的深度。

这特别是提供了如下的技术优点:相对于小面区段,在中间区段中更多的体积可用于流动的接合材料,以使得可以防止接合材料,特别是焊料和/或粘合剂上爬并且因此可以防止短路。

在小面区段中,相对于中间区段的深度更小,以使得能够在小面解理期间确保最佳的质量。

根据一个实施例,提供的是一个或多个台面沟槽已经被蚀刻和/或被相应地蚀刻。

根据一个实施例,提供的是,提供了被配置为激光器并且形成激光器巴条的多个光电子半导体芯片,其中半导体芯片的顶侧和底侧中的一个的相应的每个形成激光器巴条的共同的底侧和/或相应地形成激光器巴条的共同的顶侧。

这特别是提供了如下的技术优点:激光器巴条可以被高效地焊接到载体上。

根据一个实施例,提供的是多个槽被形成在激光器巴条的共同的底侧处和/或相应地被形成在激光器巴条的共同的顶侧处,在每种情况下,一个或多个激光器被布置在所述槽内。

这特别是提供了如下的技术优点:可以取决于有多少个激光器被布置在槽中而以标定的的方式影响激光器之间的热串扰。

通过示例的方式,提供的是在每种情况下将三个激光器布置在槽中。

通过示例的方式,提供的是所有的激光器被布置在共同的槽中。

根据一个实施例,提供和/或相应地形成润湿层,特别是金属润湿层。根据一个实施例,这样的润湿层被施加或布置在半导体芯片的顶侧和底侧中的一个上。根据一个实施例,这样的润湿层被施加或布置在安装表面上。

提供这样的润湿层特别是提供了如下的技术优点:可以实现在半导体芯片与载体之间的粘接接合,特别是焊接接合和/或粘合剂接合的改进的机械稳定性。

替代润湿层或者除了润湿层之外,根据一个实施例提供了接触焊盘。与润湿层相关地产生的优点类似地适用于接触焊盘。

根据一个实施例,提供的是半导体芯片是发光二极管芯片。

根据一个实施例,提供的是形成阻挡部,特别是焊料阻挡部包括形成一个或多个壁,以使得借助于一个或多个壁以及顶侧和底侧中的一个来形成用于容纳流动的接合材料的至少一个至少部分地在横向上封闭的槽。

根据进一步的实施例,提供的是形成了两个槽,其中在每种情况下,用于电接触半导体芯片的电接触被布置在这两个槽内,其中这两个槽被一个或多个封闭的壁彼此分离开,以便防止通过两个电接触之间的流动的接合材料,特别是通过流动的焊料而形成分流。

根据进一步的实施例,提供的是至少部分地借助于半导体层序列来形成阻挡部。

通过示例的方式,提供的是半导体层序列被提供有脊波导。也就是说,半导体层序列被以形成脊波导这样的方式处理。通过示例的方式,在处理半导体层序列的情形下,提供的是从半导体层序列中去除材料。根据一个实施例,去除材料是以如下这样的方式执行的:在形成脊波导的同时至少部分地特别是完全地形成阻挡部。也就是说,从半导体层序列中去除材料以便形成脊波导。在形成脊波导的情形下,同时地形成阻挡部的一部分或整个焊料阻挡部。

根据一个实施例,提供的是接合材料,特别是焊料和/或粘合剂被布置在顶侧和底侧中的一个处。

根据一个实施例,提供的是,被提供有包括金的覆盖层的接合材料,特别是焊料和/或粘合剂被布置在顶侧和底侧中的一个处,其中形成阻挡部包括在顶侧和底侧中的一个上施加sio2(二氧化硅),以使得包括覆盖层的顶侧和底侧中的一个完全被sio2覆盖,其中在从覆盖层选择性地去除覆盖的sio2之后,使得阻挡部是至少部分地借助于剩余的sio2形成的。

这特别是提供了如下的技术优点:可以高效地形成阻挡部。在接合材料上,特别是在焊料上提供包括金的覆盖层特别是提供了如下的技术优点:sio2仅微弱地粘附到覆盖层,以使得所施加的sio2层可以被再次高效地并且被选择性地从包括金的覆盖层去除。

在一个实施例中,提供的是替代sio2或者除了sio2之外还使用和/或相应地已经使用了以下的化合物中的一种或多种:所述化合物来自如下元素的氧化物或氮化物或氮氧化物的组:al,ce,ga,hf,in,mg,nb,rh,sb,si,sn,ta,ti,zn,zr。

根据一个实施例,提供的是半导体芯片是激光器,其中阻挡部被以开口的方式配置在激光器的hr侧。

在一个实施例中,提供的是半导体芯片是激光器,其中阻挡部被以封闭的方式配置在激光器的ar侧。

根据一个实施例,提供的是阻挡部包括用于在粘接接合期间使空气排出的一个或多个间隙。

根据一个实施例,提供的是半导体芯片是包括脊波导的激光器,其中阻挡部被形成在距脊波导一定距离处。

根据一个实施例,提供的是用于容纳流动的接合材料的一个或多个台面沟槽被形成在顶侧和底侧中的一个处。

根据一个实施例,提供的是一个或多个台面沟槽中的一个从半导体芯片的第一小面延伸到与第一小面相对的第二小面,其中该一个台面沟槽包括两个小面区段以及中间区段,每个小面区段邻接两个小面中的一个,中间区段在两个小面区段之间延伸,其中中间区段的深度大于两个小面区段的相应的深度。

根据一个实施例,提供的是,提供了被配置为激光器并且形成激光器巴条的多个光电子半导体芯片,其中半导体芯片的顶侧和底侧中的一个的相应的每个形成激光器巴条的共同的底侧和/或相应地形成激光器巴条的共同的顶侧。

根据一个实施例,提供的是多个槽被形成在激光器巴条的共同的底侧处和/或相应地被形成在激光器巴条的共同的顶侧处,在每种情况下,一个或多个激光器被布置在所述槽内。

根据载体的进一步的实施例,提供的是阻挡部,特别是焊料阻挡部,包括一个或多个壁,以使得借助于一个或多个壁以及安装侧来形成用于容纳流动的接合材料的至少一个(特别是多个)的至少部分地(特别是完全地)在横向上封闭的(多个)槽。

根据载体的进一步的实施例,提供的是形成两个槽,其中这两个槽被一个或多个封闭的壁彼此分离开。

根据载体的进一步的实施例,提供的是阻挡部包括用于在粘接接合期间,特别是在焊接期间和/或在粘合剂接合期间排出空气的一个或多个间隙。

根据载体的进一步的实施例,提供的是用于在将半导体芯片布置到载体上的处理期间使半导体芯片横向对准的对准元件被形成在安装侧处。

这特别是提供了如下的技术优点:使得在将半导体芯片布置到载体上的处理期间高效地使半导体芯片横向对准是可能的。

根据载体的一个实施例,提供的是对准元件包括一个或多个凹部和/或一个或多个止动部。

这特别是提供了如下的技术优点:使得高效的横向对准是可能的。

通过示例的方式,提供的是半导体芯片的阻挡部与(多个)对准元件协作以便高效地执行横向对准。通过示例的方式,提供的是一个或多个凹部至少部分地容纳焊料阻挡部。通过示例的方式,根据一个实施例,提供的是多个止动部或一个止动部形成用于阻挡部的止动部,以使得通过这种方式使得高效的横向对准是可能的。

根据载体的一个实施例,提供的是载体被配置为热沉。

这特别是提供了如下的技术优点:在半导体芯片的操作期间生成的热(热能)可以经由热沉高效地耗散。

根据一个实施例,提供的是主体由以下材料中的一种或多种形成:铜,sic,aln,cuw,al,陶瓷和dbc(直接接合的铜)。根据一个实施例,主体因此被配置为dbc主体。

根据一个实施例,提供的是焊料包括金和/或锡和/或铟。通过示例的方式,焊料包括ausn。通过示例的方式,au比例在60%和90%之间,优选地在70%和80%之间。

根据一个实施例,提供的是通过溅射和/或气相沉积将焊料施加到半导体芯片的安装侧上和/或相应地施加到半导体芯片的底侧和顶侧中的一个上。通过示例的方式,提供的是形成焊料层,焊料层例如被配置为单层或层堆叠(例如交替地为金层和锡层)。

通过示例的方式,提供的是焊料层的表面是以金(包括金的覆盖层)完结的,以便防止焊料的氧化。

根据一个实施例,包括例如pt和/或ti和/或tiw和/或tiwn的阻挡部层被施加在半导体芯片的金属-半导体接触和焊料之间。这样的阻挡部层有利地防止接触金属与焊料混合。

用于生产光电子照明装置的方法的技术功能类似地从光电子照明装置的对应的技术功能显见,并且反之亦然。

用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法的技术功能类似地从用于光电子半导体芯片的载体的对应的技术功能显见,并且反之亦然。

与装置关联地和/或相应地与载体关联地描述的优点类似地适用于用于生产光电子照明装置的方法和/或相应地适用于用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法,并且反之亦然。

根据一个实施例,提供的是已经和/或相应地借助于用于生产光电子照明装置的方法来生产了光电子照明装置。

根据一个实施例,提供的是已经和/或相应地借助于用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法来生产了用于光电子半导体芯片的载体。

也就是说,换句话说方法特征是从对应的装置特征显见的,并且反之亦然。

根据一个实施例,载体的阻挡部是与半导体芯片的阻挡部类似地配置或形成的。也就是说,根据一个实施例,载体的阻挡部包括与在半导体芯片处提供的阻挡部相同的特征。

与光电子照明装置相关联而对应地给出的解释类似地适用于方法和/或相应地适用于载体和/或相应地适用于照明系统,并且反之亦然。

根据一个实施例,例如,半导体芯片被配置为边缘发射半导体激光器。

在本描述的情形中描述的半导体芯片例如是led半导体芯片或者例如是半导体激光器芯片。

在一个实施例中,阻挡部被直接布置在半导体芯片的边缘处。因此阻挡部位于半导体芯片边缘处的顶侧上和/或相应地位于半导体芯片边缘处的底侧上。阻挡部被直接布置在半导体芯片的边缘处的事实特别是意味着阻挡部与半导体芯片的侧壁齐平。

在一个实施例中,在将半导体芯片布置在载体上的处理之后,也就是说在将半导体芯片布置在安装侧上的处理之后,半导体芯片的阻挡部与载体直接接触。因此也就是说,特别是在将半导体芯片布置在载体上的处理之后,半导体芯片的阻挡部不再被与载体间隔开。在布置之后,在半导体芯片的阻挡部和载体之间不再存在间隙。因此在将半导体芯片布置在载体上的处理之后半导体芯片的阻挡部触及载体。

在一个实施例中,在将半导体芯片布置在载体上的处理之后,也就是说在将半导体芯片布置在安装侧上的处理之后,载体的阻挡部与半导体芯片直接接触。因此也就是说,特别是在将半导体芯片布置在载体上的处理之后,载体的阻挡部不再被与载体间隔开。在布置之后,在载体的阻挡部和半导体芯片之间不再存在间隙。因此在将半导体芯片布置在载体上的处理之后载体的阻挡部触及半导体芯片。

在一个实施例中,在将半导体芯片布置在载体上的处理之后,也就是说在将半导体芯片布置在安装侧上的处理之后,在脊波导与载体,也就是说安装侧之间形成距离。因此在被布置的状态下,脊波导和安装侧例如被彼此间隔开。

在一个实施例中,阻挡部是沿着半导体芯片的纵向方向特别是平行于关于脊波导的纵向方向形成的,特别是连续地形成的。语句“连续地形成”意味着阻挡部沿着半导体芯片的纵向方向特别是平行于关于脊波导的纵向方向没有间隙。

在一个实施例中,载体的阻挡部是以如下这样的方式形成的:在将半导体芯片布置在载体上的处理之后,也就是说在将半导体芯片布置在安装侧上的处理之后,沿着半导体芯片的纵向方向特别是平行于关于脊波导的纵向方向形成阻挡部,特别是连续地形成阻挡部。语句“连续地形成”意味着阻挡部沿着半导体芯片的纵向方向特别是平行于关于脊波导的纵向方向没有间隙。

措辞“和/或相应地”特别是涵盖措辞“和/或”。

与关联于附图更详细地解释的以下的对示例性实施例的描述相关联地,本发明的以上描述的性质、特征和优点以及其中实现它们的方式将变得更清楚并且被更清楚地理解,在附图中:

图1示出光电子照明装置;

图2示出来自图1的光电子照明装置;

图3示出在焊接处理期间的来自图1的光电子照明装置;

图4示出光电子照明系统;

图5示出光电子照明装置;

图6示出来自图5的光电子照明装置;

图7至图11在每种情况下示出在用于生产光电子照明装置的方法中在时间上的点处的视图;

图12示出光电子照明系统;

图13示出在用于生产光电子照明装置的方法中在时间上的点处的光电子半导体芯片;

图14示出光电子照明装置;

图15示出光电子照明装置;

图16示出光电子照明装置;

图17示出来自图16的光电子照明装置以及还有用于光电子照明装置的载体;

图18示出光电子照明系统;

图19至图22在每种情况下示出光电子照明装置;

图23示出来自图22的光电子照明装置和用于光电子照明装置的载体;

图24示出光电子照明装置;

图25示出光电子照明装置;

图26示出光电子照明装置;

图27和图28在每种情况下示出来自图26的光电子照明装置的不同的截面视图;

图29示出光电子照明装置;

图30示出来自图29的光电子照明装置和用于光电子照明装置的载体;

图31示出光电子照明系统;

图32示出具有焊料的光电子照明装置;

图33示出没有焊料的来自图32的光电子照明装置;

图34示出包括作为焊料阻挡部的多部分槽的光电子照明装置;

图35至图37在每种情况下示出多部分槽的诸如可能被用于光电子照明装置的不同配置;

图38示出光电子照明装置;

图39和图40在每种情况下示出包括两个槽的焊料阻挡部的诸如可能被用于来自图38的光电子照明装置的不同配置;

图41示出光电子照明装置;

图42示出光电子照明装置;

图43示出光电子照明装置;

图44示出光电子照明系统;

图45和图46在每种情况下示出光电子照明系统;

图47示出用于光电子照明装置和来自图43的光电子照明装置的载体;

图48示出光电子照明系统;

图49示出用于光电子照明装置和来自图43的光电子照明装置的载体;

图50示出光电子照明系统;

图51示出用于生产光电子照明装置的方法的流程图;

图52示出用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法;

图53示出在焊接到载体上之前的光电子照明装置;

图54示出光电子照明系统;和

图55至图57在每种情况下示出在焊接到载体上之前的光电子照明装置。

在下文中,可以将相同的参照标记用于相同的特征。为了简单,各图一般地仅示出光电子半导体芯片(特别是激光器)的高度示意性的图示。一般而言,本发明的意义上的光电子半导体芯片特别地包括形成在衬底上的多个外延层,其中外延层已经被优选地和/或相应地图案化,其中外延层被优选地和/或相应覆盖有钝化层和/或金属焊盘。为了简单,在各图中一般地省略了这些细节,以使得一般而言仅描绘光电子半导体芯片和接合焊盘。

除了其它方面之外还在下面参照示例性实施例通过示例的方式解释根据本发明的构思,在示例性实施例中半导体芯片被焊接到载体上。替代地或附加地,根据进一步的实施例,提供的是半导体芯片被粘附地接合到载体上。

图1在从上方的视图中示出光电子照明装置101。光电子照明装置101包括光电子半导体芯片103。光电子半导体芯片103例如是激光器芯片。

根据一个实施例,例如半导体芯片103被配置为边缘发射半导体激光器。

半导体芯片103包括顶侧105。焊料107被施加在顶侧105上。更进一步地,焊料阻挡部109被形成在半导体芯片103的顶侧105上。

焊料阻挡部109包括四个壁111,113,115,117,它们形成独立的矩形,其中壁117,113是矩形的纵向壁,并且其中壁111,115形成矩形的横向壁。

在由四个壁111,113,115,117形成的矩形内,焊料107被布置在距四个壁111,113,115,117一定距离处。

焊料阻挡部109的四个壁111,113,115,117与顶侧105一起形成槽,其中容纳或布置有焊料107。

在焊接处理中,焊料107被加热并且融化。然而,由于焊料阻挡部109,焊料107可能不流动超过芯片边缘并且例如上爬半导体芯片103的侧壁。作为结果,可以有利地防止芯片边缘处的分流。

参照标记119指向以虚线方式描绘的截面线(ii-ii)。

图2示出沿着截面线119的横截面视图。

为了更好地理解,在此示意性地图示了包括半导体芯片103的多个半导体层203,205,207的半导体层序列209。半导体层序列209包括用于生成电磁辐射(特别是用于生成光)的有源区211。

半导体层序列209被生长或布置在衬底215上。

也就是说,根据一个实施例,在本发明的意义上的半导体芯片包括衬底,在衬底上布置或生长半导体层序列。

半导体芯片103包括与顶侧105相对的底侧201。

根据一个实施例,半导体芯片103的顶侧105是p侧。在这种情况下,半导体芯片103的底侧201于是是n侧。

半导体芯片的p侧表示半导体芯片103的面对半导体层序列209的p掺杂半导体层的一侧。对应地,半导体芯片103的n侧表示半导体芯片103的面对半导体层序列209的n掺杂半导体层的一侧。

因而焊料107因此例如被施加在半导体芯片103的p侧上,其中焊料阻挡部109因此被同样地布置或形成在半导体芯片103的p侧上。

与在图2中的横截面视图中相比,半导体芯片边缘213是更好地可辨识的。由于壁111,113,115,117,流动的焊料107可能不会流动超过所述芯片边缘213并且上爬半导体芯片103的侧壁。

图3以沿着截面线119的侧向截面视图示出光电子照明装置101和载体301。

载体301包括主体303。主体303包括安装侧305。半导体芯片103与焊料107和焊料阻挡部109一起被布置到安装表面305上,以便随后将半导体芯片103焊接到载体301,也就是说焊接到主体303。

通过示例的方式,进行预备以使顶侧105为半导体芯片103的p侧,以使得半导体芯片103被通过p侧焊接到安装表面305上。

图4示出光电子照明系统401。

照明系统401包括载体301并且还包括光电子照明装置101,其中半导体芯片103现在借助于焊料107被焊接在载体301上。

由于焊料阻挡部109的存在,焊料107可能不会流动超过芯片边缘213并且上爬半导体芯片105的侧壁403,405。否则这可能导致在芯片边缘213处的分流和/或导致在半导体层序列209的p-n结处的分流。

因此,壁111,113,115,117首先充当针对焊料107的阻挡部或挡块。

壁111,113,115,117更进一步地特别是充当间隔物,间隔物预先限定半导体芯片103的顶侧105与主体303的安装侧305之间的最小距离。这有利地使得能够在焊接处理期间的过度高的按上压力的情况下防止半导体芯片103被按压到安装表面305上,否则这可能导致焊料107被压出。

根据一个实施例,载体301被配置为热沉。这提供了例如如下的技术优点:在半导体芯片103的操作期间生成的热可以被高效地耗散。通过示例的方式,进行预备以使主体303包括铜。

因此,特别是应当在如下的事实中看到根据本发明的基本构思:一个或多个壁(其也可以被称为侧向壁,如在槽中)防止焊料流动超过芯片边缘。作为结果,可以有利地防止在芯片边缘处的分流。

图5以从上方的视图示出光电子照明装置501。

照明装置501被配置为实质上类似于来自图1的照明装置101。作为区别,焊料107并未以与焊料阻挡部109的壁111,113,115,117间隔开的方式布置。相反,焊料107与焊料阻挡部109的壁111,113,115,117直接接触。

图6示出根据图5的沿着截面线119(vi-vi)的横截面视图。

根据一个实施例,提供的是焊料107被直接施加在半导体芯片103的顶侧105上。这是对施加在接合焊盘上的替换。也就是说,根据替换的实施例,提供的是接合焊盘被施加在半导体芯片103的顶侧105上,其中焊料107然后被施加在接合焊盘上。

根据一个实施例,提供的是焊料107被提供有包括金的覆盖层。这有利地防止了焊料的氧化。这更进一步地有利地降低了(多个)电介质的粘附性。这在生产或形成焊料阻挡部时起重要作用,下面更详细地对此进行解释。

根据一个实施例,提供的是围绕焊料107构造一个或多个侧向壁(壁),这防止焊料107横向地流动并且同时防止将半导体芯片103过度深地按入到主体303上。否则这种延入(last),也就是说过度深地按入,可能把在半导体芯片103一侧处的焊料107挤出。

根据一个实施例,壁111,113,115,117中的一个或多个或全部的高度对应于所施加的焊料107的高度。

图7至图11在每种情况下以示意性图示示出在用于生产光电子照明装置的方法中的在时间上的点。

根据图7,提供了半导体芯片103,其中在顶侧105上形成二氧化硅层。因此,顶侧105被完全提供有sio2。通过示例的方式,提供的是sio2是借助于溅射处理或借助于cvd方法施加的。“cvd”代表“化学气相沉积”,并且一般被翻译成德语chemischesabscheideverfahren[化学沉积方法]。

焊料层107或焊料被提供有包括金的覆盖层701,以使得sio2不被直接施加在焊料107的顶侧上,而是被施加在金覆盖层701的表面705上。

凭借与在焊料107旁边的芯片表面的其余部分相比在包括金的覆盖层701上的sio2的一般来说非常低的粘附性,可以在金覆盖的区域中有利地选择性地去除sio2。这被示意性地示出在图8中。在这种情况下,参照标记803指代已经被去除的sio2层区段。

因而,因此形成如下的光电子照明装置801:其包括类似于图5中示出的焊料阻挡部的焊料阻挡部109。

根据一个实施例,覆盖层701由金或者由金合金形成。

选择性地去除sio2层可以是例如借助于高压处理和/或借助于施加粘合带并且随后剥离该粘合带(所谓的粘合带剥离方法)来执行的。

图9示出在顶侧105上施加sio2之前根据图7的布置。

图10以平面视图示出来自图7的布置。

图11以平面视图示出来自图8的布置,也就是说在选择性地去除sio2层之后。

图12以类似于图2的截面视图示出光电子照明系统1203。

照明系统1203包括光电子照明装置1201,其被配置为实质上类似于来自图1的照明装置101。

作为区别,焊料107被以如下这样的方式定尺寸:处于在载体301上的半导体芯片103的所布置的状态下的焊料阻挡部109的壁111,113,115,117不包括与主体303的安装表面305的接触;和/或焊料阻挡部109的壁111,113,115,117被以如下这样的方式定尺寸:处于在载体301上的半导体芯片103的所布置的状态下的焊料阻挡部109的壁111,113,115,117不包括与主体303的安装表面305的接触。

因此也就是说,焊料阻挡部109的壁111,113,115,117关于安装表面305(其一般还可以被称为焊料表面)具有一定距离,以使得焊料107包括一些用于扩张和/或流动的空间。

根据一个实施例,以如下这样的方式选取壁111,113,115,117内的体积:其对应于焊料107的体积。

因此,焊料最初向上突出到壁111,113,115,117之上,但是在与安装表面305(其一般还可以被称为热沉表面)接触时,可能横向地流动并且在槽中扩散。由此槽可能被完全填充或者另外仅被部分地填充。

根据一个实施例,槽的体积小于焊料的体积(焊料体积)。这提供了例如如下的技术优点:可以避免收缩孔。

根据一个实施例,槽的体积大于焊料体积。这特别是提供了如下的技术优点:可以确保没有焊料流出槽。

根据一个实施例,半导体芯片103被按压直到壁111,113,115,117与安装表面305接触或者还在较轻的程度上与安装表面305接触。在第一种情况下,有利地实现半导体芯片和/或相应地半导体芯片103的光发射面的非常精确的高度定位。在第二种情况下,壁111,113,115,117的一个或多个充当用于更大处理窗口的安全特征。

图13示出光电子半导体芯片103,其中脊波导1301是由被去除的半导体层序列209的一部分形成的。脊波导1301还可以被称为“脊”。通过示例的方式,蚀刻脊1301以使得半导体层序列209的一部分被去除。提供脊波导1301有利地改进了所生成的电磁辐射的波导。根据一个实施例,提供的是半导体层序列209被留在例如脊波导1301的边缘处,这由此已经产生焊料阻挡部109的壁111,113,115,117或者所述壁111,113,115,117的至少一部分。也就是说,焊料阻挡部109的壁111,113,115,117已经和/或相应地例如至少部分地(特别是完全地)从半导体层序列209形成。

留在半导体层序列209中的侧向壁由参照标记1303和1305标识。

钝化层1307被部分地施加在顶侧105上,其中焊料107被施加在钝化层1307上。

图14示出来自图13的布置,其中相应的升高部1403,1405被施加在侧向壁1303,1305上。升高部1403,1405例如已经借助于施加sio2而形成。通过示例的方式,替代sio2或者除了sio2之外,可以使用来自al,ce,ga,hf,in,mg,nb,rh,sb,si,sn,ta,ti,zn,zr的氧化物或氮化物或氮氧化物的组中的一种或多种化合物来用于形成升高部1403,1405。

因而,壁111,113,115,117的一部分由留下的侧向壁1303,1305形成,并且所述壁的另一部分由附加地施加的材料(也就是说升高部1403,1405)形成。

因此,图14示出根据本发明的一个示例性实施例的光电子照明装置1401。

图15示出在没有焊料107的情况下的根据图14的布置。替代焊料107,润湿层1503已经被施加在顶侧105上。这样的润湿层1503有利地带来改进的焊料到顶侧105的粘附性。这是有利的,例如如果焊料107被施加在主体303的安装表面305上的话。

一般地,主体303的安装表面305也可以被称为安装侧。因此,在本发明的含义内同义地使用主体的安装侧和安装表面。

因此,图15示出根据本发明的一个示例性实施例的光电子照明装置1501。

根据进一步的实施例,替代润湿层1503或者除了润湿层1503之外,还提供了接触焊盘。

根据一个实施例,提供的是将升高部1403,1405直接施加在留下的侧向壁1303,1305上,其中仅在那时将钝化层1307施加在升高部1403,1405上。

因此也就是说,升高部1403,1405可以位于钝化层1307上方或下方。

图16示出实质上类似于来自图8的光电子照明装置801而配置的光电子照明装置1601。

作为区别,顶侧105并未被提供有焊料。也就是说,光电子照明装置1601没有焊料。替代具有包括金的覆盖层701的焊料107而提供了润湿层1503。也就是说,润湿层1503被提供或布置在由焊料阻挡部109的壁111,113,115,117和半导体芯片103的顶侧105形成的槽内。

图17示出根据图16的沿着截面线119(xvii-xvii)的横截面视图。

焊料107现在被提供在载体301的主体303的安装侧305或安装表面上。更进一步地,焊料阻挡部109被提供在半导体芯片103的顶侧105处。

因此,半导体芯片103被通过其顶侧105布置到主体303的焊料107上。

图18示出在焊接之后的根据图17的布置。

提供焊料阻挡部109有利地防止了施加在安装侧305上的焊料107在焊接期间行进超过半导体芯片边缘并且上爬侧壁。作为结果有利地避免了分流。

在槽内提供润湿层1503(其还可以被称为接触层)因此有利地带来半导体芯片103至主体303的改进的和高效的粘附性。

因此,图18示出根据本发明的一个示例性实施例的光电子照明系统1801。

因此也就是说,根据一个实施例,焊料被提供在载体的主体上。由于主体因此包括特定结构,所以主体也可以被称为被结构化的主体。在载体被配置为热沉的范畴内,在这种情况下可以提及为被结构化的热沉。

根据一个实施例,所提供的焊料107的量仅为槽内可以容纳的那么多。

根据一个实施例,槽内的润湿层1503如槽本身那么宽,或者根据进一步的实施例,比槽本身窄。

图19以简化的平面视图示出进一步的光电子照明装置1901。

照明装置1901被配置为实质上类似于来自图1的照明装置101。

作为区别,槽在一侧处是开口的。也就是说,焊料阻挡部109仅包括三个壁111,113和117。也就是说,缺失了一个横向壁115。因此槽在一侧处是开口的,并且因此仅部分地在侧向上封闭。

根据一个实施例,如果半导体芯片103是激光器,则槽是朝向激光器的hr侧开口的。这例如有利地防止焊料在激光器的ar侧流出并且防止干扰发射特性。也就是说,例如,槽在ar侧处是封闭的。

激光器的hr侧因此位于槽的开口侧处。激光器的ar侧因此位于横向壁111处。

图20以简化的平面视图示出进一步的光电子照明装置2001。

照明装置2001被实质上类似于根据图1的照明装置101而配置。作为区别,槽是在矩形的各横向侧处开口的。也就是说,横向壁111,115缺失。因此,焊料阻挡部109仅由两个壁113,117形成。

图21示出被实质上类似于根据图20的照明装置2001而配置的照明装置2101。

作为区别,焊料107是以与半导体芯片103的顶侧105上的两个相对的纵向壁113,117间隔开的方式施加的。在半导体芯片103被配置为包括脊的激光器的范畴内,这有利地提供了如下的技术优点:壁113,117不接触脊,以使得由此机械地减轻了脊的负载。这有利地带来半导体芯片103的更好的老化稳定性。

因此,示例性实施例提供了在侧向上要被朝向一个或多个侧开口的槽,以便有利地使得多余的焊料能够流走。

即便由于多余的焊料流走而使焊料实际上在小面之一处被挤出,这也由于如下原因而一般并不是特别关键的:激光器一般被反射性地涂覆,也就是说在小面区域中例如涂覆有电介质。作为结果,它们同时被电气地钝化。在半导体芯片的侧壁处通常不存在这样的钝化,结果是在此可以特别容易地产生分流。

在进一步的实施例中,壁还是在其它限定的位置处开口的,在所述位置处例如芯片侧壁是以被标定的方式配置的,以使得侧壁在此对于分流更不敏感。在这方面,通过示例的方式,壁可以在其中台面沟槽(还被简单地称为台面)被非常深地蚀刻的区域中是开口的。然而,深台面在小面解理期间存在缺点。本发明有利地使得例如如下是可能的:台面(也就是说一个或多个台面沟槽)只需要在特定位置处被相应地形成得更深,在所述特定位置处这种形成不干扰小面解理。然后在那里使壁开口。

图22示出光电子照明装置2201。

光电子照明装置2201被实质上类似于根据图1的照明装置101而配置。作为区别,焊料阻挡部109的四个壁111,113,115,117包括间隙2203。也就是说,矩形或槽的各单独的壁不是完全封闭的,而是在一个或多个位置(也就是说间隙2203)处被中断。

因而,因此在芯片103的顶侧105上布置或形成有彼此间隔开的多个壁2205。有利地,在焊接期间,空气可以横向地通过间隙2203排出。然而,彼此间隔开的壁2205仍然充当防止焊料107被挤出到半导体芯片103下方的间隔物。

参照标记119(xxiii-xxiii)指代通过半导体芯片103的截面线。对应的截面视图被示出于图23中。

图23示出光电子照明系统2301。

照明系统2301包括来自图22的照明装置2201和载体301。在图23中示出的图示中,照明装置2201尚未被焊接在载体301上。

图24以横截面视图示出光电子照明装置2401。

照明装置2401被实质上类似于根据图14的照明装置1401而配置。

作为区别,两个台面沟槽2403,2405被形成在半导体芯片103的顶侧105处。所述台面沟槽2403,2405在槽内延伸。台面沟槽2403,2405优选地被覆盖有钝化层1307。

提供这样的台面沟槽2403,2405有利地具有如下效果:更多的体积可用于焊料流出。

根据一个实施例,提供的是台面沟槽2403,2405具有比半导体芯片103的长度短的长度。

根据一个实施例,台面沟槽的长度对应于半导体芯片的长度。

凭借布置在槽内的台面沟槽,因此有利地使得更多的用于焊料107流走的体积是可能的。

图25以横截面视图示出光电子照明装置2501。

照明装置2501被实质上类似于根据图24的照明装置2401而配置。

除了两个台面沟槽2403,2405之外,还提供或形成被布置在槽外部的相互相对的台面沟槽2503,2505。

所述台面沟槽2503,2505在半导体芯片103的顶侧105的边缘处沿着槽的纵向方向延伸。所述台面沟槽2503,2505因此延伸得如芯片边缘213那么远。根据一个实施例,提供的是所述台面沟槽2503,2505被提供有钝化层1307。

被布置在槽外部的台面沟槽2503,2505还有利地具有如下效果:附加的体积可用于焊料流出。这有利地带来阻止在芯片边缘213处的短路的附加安全性。

图26以平面视图示出光电子照明装置2601。

照明装置2601包括四个壁2205,它们被彼此间隔开。也就是说,在壁2205之间形成间隙2203。所述壁2205形成焊料阻挡部109。

台面沟槽2503,2505是类似于来自图25的照明装置2501而在顶侧105的边缘处沿着纵向方向形成的。

根据该实施例,台面沟槽2503,2505的每个包括两个小面区段2607。所述小面区段2607的每个邻接半导体芯片103的小面2603和/或相应地邻接小面2605。两个小面2603,2605被彼此相对地形成。

在每种情况下,在小面区段2607之间形成中间区段2609。也就是说,因此台面沟槽2503,2505在每种情况下从一个小面2603延伸到另一个小面2605,并且在每种情况下包括与两个小面2603,2605中的一个邻接的小面区段2607,以及在两个小面区段2607之间延伸的中间区段2609。

根据该实施例,提供的是中间区段2609的深度大于两个小面区段2607的相应的深度。

为了更好地图示,在图26中将两条截面线2611(xxviii-xxviii)、2613(xxvii-xxvii)描绘为虚线。

图27示出沿着截面线2613(xxvii-xxvii)的横截面视图。

图28示出沿着截面线2611(xxviii-xxviii)的横截面视图。

因此,根据一个实施例,提供的是一个或多个台面沟槽的深度在芯片长度上变化。通过示例的方式,台面沟槽的蚀刻深度在芯片上变化。

在小面区域中,深度特别是蚀刻深度与在中间区段中相比更小,以便有利地确保在小面解理期间的最佳质量。

在远离小面的区域中,也就是说在中间区段中,深度特别是蚀刻深度更大,以便高效地防止焊料上爬并且因此高效地防止短路。

照明装置2601包括焊料阻挡部109,其壁2205邻接小面区域2607。在小面区域2607中施加壁有利地具有如下效果:在焊接期间,焊料107被保持为远离平坦区域,也就是说远离台面沟槽2503,2505的小面区段2607。这有利地防止一处或多处短路。

在更深的区域(中间区段2609)中,流动的焊料107可以在焊接期间自由地扩散。这有利地带来关于焊料体积/沟槽体积(台面沟槽2503,2505的体积)的处理安全性。在这些区域中,在中间区段2609中,一般不存在经由侧壁403,405的短路风险,因为在此中间区段2609一般具有足够的深度以防止焊料107一直上爬到衬底215的未钝化的n-导电区域中。

图29以平面视图示出光电子照明装置2901。

照明装置2901没有焊料阻挡部。因此也就是说,在顶侧105处没有形成槽的壁。更进一步地,照明装置2901没有焊料。替代焊料,在半导体芯片103的顶侧105上施加润湿层1503。

图30示出根据图29的沿着截面线119(xxx-xxx)的横截面视图。

照明装置2901被布置到载体301上,以便将半导体芯片103焊接到载体301上。

载体301包括主体303,主体303包括安装侧305或安装表面。焊料107被布置在安装侧305上。焊料107被容纳在焊料阻挡部中。也就是说,类似于如已经与各种照明装置关联地描述的焊料阻挡部,这样的焊料阻挡部也可以被类似地形成或者布置或者配置在主体303的安装侧305上。因而,载体301的焊料阻挡部包括壁113,117,类似于根据图1的照明装置101的壁113,117。同样地,根据一个实施例,载体301的焊料阻挡部包括横向壁111,115,类似于根据图1的照明装置101的焊料阻挡部109的壁111,115。

因此,应当看到所得到的技术优点和技术效果与如关联于照明装置而描述的技术优点和技术效果类似。

图31示出处于被焊接状态的照明装置2901。也就是说,半导体芯片103被借助于焊料107焊接在主体303上。

因此,图31示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统3101。

因此也就是说,容纳焊料或者意图在焊接处理中对焊料进行容纳的槽还被形成或构造在载体的主体的安装侧上。

根据一个实施例,接合焊盘的宽度,特别是激光器的接合焊盘的宽度小于200μm,特别是小于100μm,因为所述接合焊盘一般仅被要求用于在焊料107上进行接触。

因此也就是说,润湿层1503包括例如小于200μm,特别是小于100μm的宽度。

这是因为在其中焊料被施加在安装侧305上的示例性实施例中,一般而言不再需要为半导体芯片103的顶侧105上的接合球在接合焊盘上寻找空间。

根据一个实施例,因此提供的是焊料107被施加或布置在主体303的顶侧105和/或安装侧305上。

图32以横截面视图示出光电子照明装置3201。

照明装置3201被实质上类似于来自图25的照明装置2501而配置。

作为区别,润湿层1503也被施加在钝化层1307上。然而,润湿层1503不覆盖整个钝化层1307,而是仅覆盖钝化层1307的从台面沟槽2405,2403中的一个延伸到两个台面沟槽2403,2405中的另一个的区域。因此,润湿层1503还被提供在焊料107下方。

图33示出根据图32的但是没有焊料107的光电子照明装置3201。

因此也就是说,特别是根据一个实施例,槽的内侧被至少部分地(特别是完全地)衬垫有润湿层,该润湿层例如是用于焊料的金属润湿层。特别地,如果焊料被施加在主体的安装侧上,则有利的是提供这样的润湿层。这是因为这有利地带来焊接连接的更好的机械稳定性。

图34以横截面视图示出光电子照明装置3401。

除了先前示出的侧向壁113,117之外,焊料阻挡部109还包括进一步的壁3403,其中所述进一步的壁3403沿着顶侧105的边缘或外边缘延伸。也就是说,一个纵向壁113被布置在两个壁117,3403之间。

如上面已经描述的那样,焊料107位于两个壁113,117之间,并且因此容纳在由两个壁117,113和顶侧105形成的槽3405内。

由于提供了进一步的壁3403,形成了由两个壁113,3403和顶侧105形成的第二槽3407。进一步的焊料107被容纳在所述槽内容纳,所述进一步的焊料带来在焊接状态下的改进的机械稳定性。

图35示出根据图34的照明装置3401的平面视图。描绘了截面线119(xxxiv-xxxiv),其中图34示出沿着根据图35的所述截面线119(xxxiv-xxxiv)的横截面视图。

两个槽3405,3407的每个在两个相对的侧处是开口的。这类似于在图20和图21中示出的焊料阻挡部。

图36和图37的每个示出光电子照明装置3601以及相应地光电子照明装置3701的简化的平面视图,光电子照明装置3601和3701包括用于焊料的两个的槽不同配置。

因此图36示出光电子照明装置3601,其中提供了进一步的横向壁3603,其将壁117连接到壁113。因而,初始的矩形因此借助于壁3603而被再划分为两个更小的矩形,以使得这些被再划分的矩形分别形成槽3405,3407。焊料107被布置在每个槽3405,3407内。

根据图36的照明装置3601的焊料阻挡部109因此包括两个槽3405,3407,其被完全彼此分离开。这是借助于壁3603做到的。

因此这提供了例如如下的技术优点:在焊接期间防止焊料107能够从一个槽流动到另一个槽或者从一个槽流入到另一个槽。作为结果,有利地防止了每个都位于各槽中的一个内的在电接触之间的分流。

图37以简化的平面视图示出光电子照明装置3701。

照明装置3701被实质上类似于根据图36的照明装置3601而配置。

作为区别,横向壁3603不是连续地形成的而是包括间隙2203。因此,两个槽3405,3407并不是完全彼此分离的。

图38以横截面视图示出光电子照明装置3801。

两个接触被形成或配置为半导体芯片103的顶侧105:p型接触3809和n型接触3811。p型接触3809因此接触半导体层序列209的p导电半导体层。n型接触3811接触半导体层序列209的n导电半导体层。n型接触3811因此延伸通过半导体层序列209并且被侧向地提供有钝化层1307以便不接触半导体层序列209的p导电半导体层。

因而,因此完全从顶侧105接触半导体芯片103。

照明装置3801包括焊料阻挡部,该焊料阻挡部包括两个槽3405,3407,该焊料阻挡部类似于包括根据依照图34的照明装置3401的两个槽的焊料阻挡部。

p型接触3809被容纳在槽3405内。n型接触3811被容纳在槽3407内。

图39和图40的每个示出光电子照明装置3910以及相应地光电子照明装置4001的简化的平面视图。在每种情况下描绘了截面线119(xxxviii-xxxviii),其中图38示出对应于所述截面线119(xxxviii-xxxviii)的横截面视图。

在这方面,图39示出光电子照明装置3901,其中在此根据该实施例的焊料阻挡部包括被彼此分离开的两个槽3405,3407。

根据图40中的照明装置4001,在对应的横向壁处形成有间隙2203的范畴内,槽3405在两个相对的侧处是开口的。

如在图38至图40中示出的具有参照标记3803的壁并且相应地具有参照标记3805的壁并且相应地具有参照标记3807的壁实质上对应于根据来自图34的照明装置3401的焊料阻挡部的壁117以及相应地壁113以及相应地壁3403。

图41示出光电子照明装置4101。

照明装置4101包括被配置为激光器4103的多个半导体芯片。多个激光器4103形成激光器巴条4105。激光器巴条4105的底侧4107由激光器4103的相应的底侧形成。

激光器巴条4105在其底侧4107处包括焊料阻挡部109,该焊料阻挡部109类似于根据依照图1的照明装置101的焊料阻挡部109而包括由四个壁111,113,115,117和底侧4107形成的槽。在所述槽内提供或容纳有焊料107。

图42以简化的平面视图示出光电子照明装置4201。

照明装置4201被实质上类似于来自图41的照明装置4101而配置。

作为区别,形成了三个槽4205,4207,4209。这特别是通过根据图41的初始矩形(由四个壁111,113,115,117形成,所述四个壁111,113,115,117被通过两个横向壁4203再划分为三个槽)来做到的。三个激光器4103被容纳在三个槽4205,4207,4209中的每个中,所述激光器的每个被提供有焊料107,其中各单独的激光器4103的相应的焊料107被彼此间隔开。

因此也就是说,根据一个实施例,在激光器巴条上,所有的发射器(激光器)被布置在单个槽内。这例如使得能够进行激光器彼此之间的良好的热链接并且特别是至热沉的良好的热链接。

根据一个实施例,提供的是每个激光器获得其自身的槽,也就是说激光器的焊料被容纳在专用的槽中。

根据一个实施例,提供的是多个激光器在相应的槽内被组合成组。作为结果可以有利地影响激光器之间的热串扰。

图43以横截面视图示出光电子照明装置4301。

根据该实施例,包括壁113,117的焊料阻挡部被布置在底侧201处,该底侧201例如是n侧。因而,在被对应地形成的槽中焊料107被布置在半导体芯片103的底侧201处。

润湿层1503被提供在半导体芯片103的顶侧105处,顶侧105例如是p侧。

因此,通过半导体芯片103的底侧201将照明装置4301布置到载体301的主体303的安装侧305上。

图44示出处于焊接状态的照明装置4301。也就是说,半导体芯片103被通过底侧201焊接在安装表面305上。

因此,图44示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统4401。

因此也就是说,在本描述的上下文中描述的所有实施例也可以被体现在半导体芯片的n侧上。确实的是,关于分流将n侧焊接到焊料表面或安装侧上一般并非对于将p侧焊接到安装表面上而是那么至关重要的。然而,槽或一般地焊料阻挡部还将有利地被用于如下效果:焊料107以被限定的方式保留在半导体芯片下方,特别是在激光器下方,并且不横向地流动。

特别是在软焊料安装的情况下(例如,如果焊料包括铟),因为焊料可能不会上爬半导体芯片的侧向壁,所以因此还可以有利地增加老化稳定性。此外,提供同时还充当间隔物的焊料阻挡部使竖向位置精度增加。

图45示出在已经被焊接在载体301上之后的简化的横截面视图中的光电子照明装置4503。图45因此示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统4501。

根据图45中的照明装置4503的半导体芯片103例如是发光二极管芯片(led芯片)。在此底侧201例如是p侧。照明装置4503的芯片103的顶侧105例如是n侧。

图46示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统4601。

照明系统4601包括光电子照明装置4603,其中在此顶侧105是n侧,并且半导体芯片103的底侧201是p侧。半导体芯片103例如是led芯片。

通过示例的方式,替代焊料107或者除了焊料107之外,提供了粘合剂,特别是导电粘合剂。如果使用不导电的粘合剂,则根据一个实施例,提供的是半导体芯片被和/或相应地已经被借助于接合布线电连接或电接触。

因此也就是说,根据进一步的实施例,根据本发明的焊料阻挡部的构思也被使用在发光二极管半导体芯片的情况中。例如,可以包括槽的这样的焊料阻挡部有利地防止焊料和/或粘合剂(例如导电粘合剂)涌出到半导体芯片之下并且润湿led半导体芯片的侧向壁。

作为结果,因为侧向壁并未覆盖有不透明的材料(焊料和/或粘合剂),所以可以更进一步地有利地实现更好的发射行为。此外,因为没有焊料和/或粘合剂可以上爬侧向壁并且使半导体芯片的p-n结短路,所以有利地增加了老化稳定性。

因此也就是说,在本描述的上下文中描述的半导体芯片可以是led半导体芯片和/或半导体激光器芯片。

因而,在如led半导体芯片的实施例的情况下,如已经针对半导体激光器芯片描述的同样的示例性实施例在原理上是可能的。半导体激光器芯片例如一般被配置为激光二极管。

图47示出在布置到用于光电子半导体芯片的载体4701的主体4703上的过程中的根据图43的光电子照明装置4301。主体4703包括安装表面或安装侧4705。半导体芯片103被通过其底侧201布置到安装表面4705上。

安装表面4705包括两个相对的止动部4707,4709。因此也就是说,特别是,这两个相互相对的止动部4707,4709被配置或形成在安装表面4705处。两个止动部4707,4709因此特别是被配置为安装表面4705的升高部。

两个止动部4707,4709之间的宽度或距离被以如下这样的方式定尺寸:所述宽度或所述距离对应于半导体芯片103的宽度。因此有利地使得高效的横向对准是可能的。这是因为在此在布置过程中壁117,113触碰到相对的止动部4707,4709的范畴内将壁117,113用于该对准,并且因此在布置过程中带来高效的横向对准或引导。

图48示出处于焊接状态的照明装置4301。也就是说,半导体芯片103已经被焊接到安装表面4705上。图48因此示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统4801。

图49示出在布置到载体4901上的过程中的根据图43的光电子照明装置4301。载体4901包括主体4903,主体4903包括安装表面4905。

两个凹部4907,4909被形成在安装表面4905处。凹部4907,4909被以如下这样的方式定尺寸并且被彼此间隔开:它们可以分别容纳半导体芯片103的焊料阻挡部109的壁117,113中的一个。

因而,因此在将半导体芯片103布置到主体4903的安装表面4905上的过程中达成和/或相应地实现高效的横向对准和定向。

图50示出处于焊接状态的照明装置4301。也就是说,半导体芯片103被借助于焊料107焊接在载体4901上。

因此,图50示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统5001。

图51示出用于生产光电子照明装置的方法的流程图。

方法包括以下步骤:

-提供5101光电子半导体芯片,其包括顶侧和与顶侧相对的底侧,其中半导体层序列被形成在顶侧和底侧之间,其中半导体层序列包括用于生成电磁辐射的有源区,

-针对接合材料,特别是焊料和/或粘合剂,在顶侧和底侧之一处形成5103阻挡部,特别是焊料阻挡部,所述接合材料由于半导体芯片到载体的粘接接合特别是焊接和/或粘合剂接合而流动。

图52示出用于生产用于光电子半导体芯片的载体的方法的流程图。

方法包括提供5201包括安装侧的主体的步骤。方法包括针对接合材料,特别是焊料和/或粘合剂,在主体的安装侧处形成5203阻挡部(例如焊料阻挡部)的步骤,所述接合材料由于半导体芯片到载体的粘接接合特别是焊接和/或粘合剂接合而流动。

总而言之,应当例如在如下事实中看到根据本发明的基本构思:在半导体芯片的p侧和/或相应地n侧处提供槽,所述槽借助于其侧向壁防止在焊接期间的焊料和/或相应地在粘合剂接合期间的粘合剂流动超过芯片边缘。作为结果,通过示例的方式,可以有利地防止芯片边缘处的分流。

根据一个实施例,提供的是焊料阻挡部的一个或多个壁由半导体层序列中的一个或多个层形成。

根据一个实施例,提供的是半导体层序列层的至少部分地、特别是完全地形成焊料阻挡部的一个或多个壁的这样的层包括金属、半导体、一种或多种电介质和/或一种或多种聚合物(例如bcb)。bcb代表苯并环丁烯,其例如用作为钝化和/或用于半导体技术中的平坦化。

根据一个实施例,提供的是焊料阻挡部的一个或多个壁已经被和/或相应地被借助于图案化方法(例如借助于光刻方法)而图案化。

根据一个实施例,提供的是一个或多个侧向壁的每个具有相对于焊料一定距离,以使得焊料在焊接处理的情形下具有用于扩展和/或相应地流动的余地或空间。根据一个实施例,槽内的体积是以如下这样的方式选取的:其对应于例如焊料体积。

在包括多个槽的实施例中,因此提供的是例如焊料被提供在每个槽中。也就是说,槽由多个区段构成,即各单独的槽。因此槽被再划分为(子)槽。这导致增加的机械稳定性,这导致例如在对应大小的半导体芯片(功率激光器或led)的情况下的增加的机械稳定性。其次,这样的配置使得在半导体芯片的同一侧上体现多个接触(例如,借助于通孔技术)是可能的。在p向下安装的情况下,槽/中间壁防止分流能够形成在接触之间。

图53以横截面视图示出光电子照明装置5301。

替代焊料107,在半导体芯片103的顶侧105上提供润湿层1503。类似于来自图1的照明装置101,照明装置5301包括焊料阻挡部,该焊料阻挡部包括多个壁111,113,115,117,其中由于横截面视图而可以看到仅两个相对的壁117,113。

照明装置5301的半导体芯片103被布置到包括主体303的载体301上,主体303包括安装侧305。这是借助于焊接和/或粘合剂接合而做到的。例如,替代焊料107或者除了焊料107之外还提供粘合剂。

包括多个壁的焊料阻挡部同样被提供在载体301的主体303的安装侧305上,其中根据横截面视图可以看到仅两个相对的壁113,117。图53中的载体301例如被实质上类似于来自图30的载体301而配置。

在载体301的焊料阻挡部的两个壁113,117之间,润湿层1503同样被施加在安装侧305上。

因此也就是说,半导体芯片103和载体301这两者的每个都被提供有焊料阻挡部。作为结果,有利地以高效的方式增加了用于焊料和/或粘合剂的体积。

焊料107被象征性地描绘在载体301和照明装置5301之间。这特别是意图表征例如针对要被施加在载体301的润湿层1503上的焊料107进行了准备。通过示例的方式,替代针对要被施加在半导体芯片103的润湿层1503上的焊料107进行准备或者除了针对要被施加在半导体芯片103的润湿层1503上的焊料107进行准备之外。

因此也就是说,半导体芯片103和主体303这两者都被提供有润湿层1503。

图54示出在载体301上处于布置状态的光电子照明装置5301。图54因此示出根据本发明的一个实施例的光电子照明系统5401。

图55至图57的每个示出在布置到载体301上之前的光电子照明装置。

在图55至图57中示出的示例性实施例中,提供的是类似于根据图53的示例性实施例,芯片103和主体303这两者都被提供有焊料阻挡部。

根据图55中的示例性实施例,根据图1的光电子照明装置101被焊接和/或粘附地接合到载体301上。半导体芯片103的顶侧105和载体301的主体303的安装侧305这两者的每个都被提供有焊料107。因而,特别是焊料107和/或粘合剂位于半导体芯片103和主体303这两者上。因此也就是说,载体301和半导体芯片103这两者都包括焊料107和/或(在未示出的实施例中)粘合剂。

根据图56中的示例性实施例,仅半导体芯片103的顶侧105包括焊料107。载体301的主体303的安装侧305在类似于图53中示出的布置的壁117,113之间被提供有润湿层1503。

因此也就是说,根据图56中示出的布置,仅半导体芯片103被提供有焊料107和/或(在未示出的实施例中)粘合剂。安装侧305仅被提供有润湿层1503。

图57示出相对于图56的相对配置。在此润湿层1503被提供在半导体芯片103的顶侧105上。载体301的主体303的安装侧305被提供有焊料107。因而,因此仅主体被提供有焊料107和/或(在未示出的实施例中)粘合剂,而半导体芯片103仅被提供有润湿层1503。

凭借半导体芯片和载体的主体这两者的每个都可以被提供有焊料阻挡部的事实,扩大了由相应的焊料阻挡部形成的槽的包封体积。如果然后将两个槽放置成一个在另一的顶部,则增加了相应的槽的对应的体积。

如果载体和半导体芯片的相应的阻挡部包括一个或多个壁,则那么根据一个实施例,在将半导体芯片布置到载体上的过程中,所述壁将组合以形成一个壁或形成多个壁。根据一个实施例,这个/这些组合的一个壁/多个壁因此由载体和半导体芯片的壁形成。因此,载体的和/或相应地半导体芯片的一个或多个壁因此可以被称为一个组合的壁和/或相应地多个组合的壁的部分。

虽然已经借助于优选的示例性实施例更具体地详细图示和描述了本发明,然而本发明不受所公开的示例约束,并且在不脱离本发明的保护范围的情况下,本领域技术人员可以从中得出其它变型。

参照标记列表

101光电子照明装置

103光电子半导体芯片

105光电子半导体芯片的顶侧

107焊料

109焊料阻挡部

111,113,115,117焊料阻挡部的壁

119截面线

201光电子半导体芯片的底侧

203,205,207半导体层

209半导体层序列

211有源区

213半导体芯片边缘

215衬底

301载体

303主体

305安装侧

401光电子照明系统

403,405半导体芯片的侧壁

501光电子照明装置

701包括金的覆盖层

703sio2层

705包括金的覆盖层的表面

801光电子照明装置

803去除的sio2层区段

1201光电子照明装置

1203光电子照明系统

1301脊波导

1303,1305半导体层序列的留下的侧向壁

1307钝化层

1401光电子照明装置

1403,1405升高部

1501光电子照明装置

1503润湿层

1601光电子照明装置

1801光电子照明系统

1901光电子照明装置

2001光电子照明装置

2101光电子照明装置

2201光电子照明装置

2203间隙

2205壁

2301光电子照明系统

2401光电子照明装置

2403,2405台面沟槽

2501光电子照明装置

2503,2505台面沟槽

2601光电子照明装置

2603,2605小面

2607小面区段

2609中间区段

2611截面线

2613截面线

2901光电子照明装置

3101光电子照明系统

3201光电子照明装置

3401光电子照明装置

3403壁

3405第一槽

3407第二槽

3601光电子照明装置

3603壁

3701光电子照明装置

3801光电子照明装置

3803壁

3805壁

3807壁

3809p型接触

3811n型接触

3901光电子照明装置

4001光电子照明装置

4101光电子照明装置

4103激光器

4105激光器巴条

4107激光器巴条的底侧

4201光电子照明装置

4203壁

4205,4207,4209槽

4301光电子照明装置

4401光电子照明系统

4501光电子照明系统

4503光电子照明装置

4601光电子照明系统

4603光电子照明装置

4701载体

4703主体

4705安装表面

4707,4709止动部

4801光电子照明系统

4901载体

4903主体

4905安装侧

4907,4909凹部

5001光电子照明系统

5101提供光电子半导体芯片

5103形成焊料阻挡部

5201提供主体

5203形成焊料阻挡部

5301光电子照明装置

5401光电子照明系统。

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