用于制造光电子器件的方法和光电子器件与流程

本发明涉及一种用于制造光电子器件的方法以及一种光电子器件。

背景技术：

1、本技术要求德国专利申请10 2021 116 242.4的优先权，其公开内容通过参引并入本文。

2、在现有技术中，已知如下光电子器件，所述光电子器件除了光电子半导体芯片以外也具有用于操控光电子半导体芯片的其他电子半导体芯片。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提出一种用于制造光电子器件的方法。本发明的另一目的在于，提供一种光电子器件。所述目的通过具有独立权利要求的特征的用于制造光电子器件的方法和光电子器件来实现。在从属权利要求中说明不同的改进方案。

2、用于制造光电子器件的方法包括以下步骤：将第一光电子半导体结构设置在玻璃板的下侧处，所述第一光电子半导体结构包括第一结构承载件和外延生长的第一半导体层序列，其中第一半导体层序列朝向玻璃板取向；将成形材料设置在玻璃板的下侧处，其中第一光电子半导体结构嵌入到成形材料中；去除成形材料和第一结构承载件的一部分，以便露出第一半导体层序列；在第一半导体层序列处构成电接触部；将具有在前侧处集成的电路的半导体元件与第一半导体层序列连接，其中电路的电路电接触部与第一半导体层序列的电接触部连接；在半导体元件的后侧处构成器件电接触部；以及通过切割玻璃板来分割光电子器件。

3、在所述制造方法中使用的半导体元件例如可以是完整的半导体晶片。在所述情况下，晶片在分割光电子器件期间与玻璃板一起被切割。然后，通过切割晶片形成半导体晶粒，所述半导体晶粒成为通过该方法可获得的光电子器件的一部分。但是，在该制造方法中使用的半导体元件例如也可以是通过先前切割半导体晶片形成的已经分割的半导体晶粒。在所述情况下，在分割光电子器件时仅切割玻璃板。

4、该方法能够实现制造具有非常紧凑的外部尺寸的光电子器件。通过所述方法可获得的光电子器件的横向尺寸可以与各个半导体晶粒的横向尺寸对应。通过该方法可获得的光电子器件的厚度可以小于1mm、例如甚至小于400μm。这尤其通过如下方式实现：在切割玻璃板期间形成的承载玻璃用作为光电子器件的承载元件，使得不需要其他承载元件。另一优点在于，该方法能够实现使用不同的光电子半导体结构。外延生长的半导体层序列的极性在此可以是任意的。

5、在该方法的一个实施方式中，在构成器件接触部之前，将半导体元件打薄到小于300μm的厚度、尤其小于100μm的厚度。半导体元件例如可以打薄到大约50μm的厚度。由此能够有利地实现通过该方法可获得的光电子器件的小的总厚度。将半导体元件打薄到如此小的厚度能够通过如下方式实现：半导体晶粒在制成的光电子器件中通过借助于切割玻璃板形成的承载玻璃来承载。

6、在该方法的一个实施方式中，构成器件接触部包括施加延伸穿过半导体元件的穿通接触部。有利地，穿通接触部能够实现经由在半导体元件的后侧处构成的器件接触部电接触在半导体元件的前侧处集成的电路和第一半导体层序列。

7、在该方法的一个实施方式中，半导体元件是晶片。晶片在分割光电子器件期间被切割成，使得形成半导体晶粒。有利地，由此能够实现通过在晶片级的加工来并行地制造多个相同类型的光电子器件。使用完整的晶片也有利地允许晶片相对于第一半导体层序列的特别精确的定位。

8、在该方法的另一实施方式中，半导体元件是半导体晶粒。在此可行的是，将多个相同类型的半导体晶粒并排放置，以便以所述方式同时制造多个相同类型的光电子器件。使用已经分割的半导体晶粒简化光电子器件的分割，因为在所述情况下仅必须切割玻璃板。

9、在该方法的一个实施方式中，在半导体晶粒的外棱边处设置导电连接部。导电连接部与器件接触部连接。有利地，所述导电连接部也能够实现经由在半导体元件的后侧处构成的器件电接触部电接触在半导体元件的前侧处集成的电路和第一半导体层序列。半导体晶粒的外棱边处的导电连接部可以对延伸穿过半导体元件的穿通接触部附加地或替选地施加。

10、在该方法的一个实施方式中，构成器件接触部包括在半导体元件的后侧处施加再布线层。再布线层例如可以建立在半导体元件的后侧处的接触栅与在半导体元件的前侧处集成的电路之间的接触。

11、在该方法的一个实施方式中，构成器件接触部包括在半导体元件的后侧处设置焊球。例如，焊球可以形成球栅阵列(ball grid array)，并且能够实现通过该方法可获得的光电子器件的表面安装。

12、在该方法的一个实施方式中，在玻璃板的下侧处在第一光电子半导体结构旁边设置第二光电子半导体结构。第二光电子半导体结构包括第二半导体层序列。光电子器件分割成，使得所述光电子器件包括第一半导体层序列和第二半导体层序列。第一半导体层序列和第二半导体层序列例如可以构成为发射具有不同波长的光。通过该方法可获得的光电子器件也可以包括多于两个半导体层序列，例如三个半导体层序列，所述半导体层序列构成为发射具有出自红色、绿色和蓝色的光谱范围的波长的光。在所述情况下，通过该方法可获得的光电子器件可以构成为放射具有可设定的光色的光。通过该方法可获得的光电子器件的一个优点在于，第一半导体层序列和第二半导体层序列可以彼此非常靠近地设置。那么，由光电子器件放射的光可以具有仅小的角度和位置相关性。

13、在该方法的一个实施方式中，在玻璃板的下侧处在第一光电子半导体结构旁边设置另一光电子半导体结构。该另一光电子半导体结构包括另一半导体层序列。在分割光电子器件期间形成另一光电子器件，所述另一光电子器件包括另一半导体层序列。该方法由此能够有利地实现并行制造多个相同类型的光电子器件。

14、在该方法的一个实施方式中，将第一光电子半导体结构设置在玻璃板的下侧处通过玻璃与玻璃键合或利用透明的聚合物粘附层或透明的粘接层进行。有利地，该方法能够实现第一光电子半导体结构与玻璃板的可靠的连接。

15、在该方法的一个实施方式中，在将半导体元件与第一半导体层序列连接之前，在成形材料上设置填充材料。填充材料被包围在半导体元件与成形材料之间。有利地，由此实现通过该方法可获得的光电子器件的附加的稳定。填充材料也可以用于保护第一半导体层序列免受通过外部影响引起的损坏。

16、在该方法的一个实施方式中，将半导体元件与第一半导体层序列连接通过焊接、金与金键合或借助于导电粘胶进行。有利地，所述方法能够实现在电路的电路电接触部与第一半导体层序列的电接触部之间建立可靠的电连接。

17、光电子器件包括承载玻璃、具有在前侧处集成的电路的半导体晶粒和第一半导体层序列，所述第一半导体层序列设置在承载玻璃的朝向半导体晶粒的前侧的下侧处。第一半导体层序列的电接触部与电路的电路电接触部直接连接。在半导体晶粒的后侧处设置有光电子器件的器件电接触部。

18、有利地，所述光电子器件可以具有极其紧凑的外部尺寸。在此，光电子器件的横向尺寸可以与半导体晶粒的横向尺寸相对应。光电子器件的厚度可以小于1mm、尤其甚至小于400μm。这可以通过如下方式实现：承载玻璃是光电子器件的唯一的承载部件。

19、在光电子器件的一个实施方式中，第一半导体层序列是led层序列。光电子器件可以构成用于发射电磁辐射、例如可见光。光电子器件在第一半导体层序列旁边也可以具有一个或多个另外的半导体层序列，所述另外的半导体层序列可以例如同样构成为led层序列。在所述情况下，光电子器件可以构成用于放射具有可设定的光色的光。

20、在光电子器件的一个实施方式中，第一半导体层序列嵌入到设置在承载玻璃的下侧处的成形材料中。成形材料可以例如反射地构成。由此，成形材料可以有利地反射由第一半导体层序列在侧向方向上放射的光。

21、在光电子器件的一个实施方式中，电路构成为操控第一半导体层序列。在此，操控可以例如进行成，使得第一半导体层序列放射具有期望的强度的光。例如，操控也可以根据第一半导体层序列的温度进行。

22、在光电子器件的一个实施方式中，电路包括光电二极管，所述光电二极管设为用于探测由第一半导体层序列发射的光。有利地，由此能够实现，确定由第一半导体层序列发射的光的强度。这有利地也能够实现，补偿发射的光的强度的变化。

23、在光电子器件的一个实施方式中，电路包括温度传感器，所述温度传感器设为用于确定第一半导体层序列的温度。确定第一半导体层序列的温度可以有利地实现，防止第一半导体层序列过热和/或补偿由第一半导体层序列发射的光的光色的温度相关的变化。

24、在光电子器件的一个实施方式中，在半导体晶粒的前侧处设置有光反射层。由此，由第一半导体层序列朝向半导体晶粒的前侧发射的光有利地在半导体晶粒的前侧处反射。

25、在光电子器件的一个实施方式中，承载玻璃具有小于1000μm的厚度、尤其小于500μm的厚度。在所述变型方案中，半导体晶粒具有小于300μm的厚度、尤其小于100μm的厚度。在所述变型方案中，第一半导体层序列具有小于50μm的厚度、尤其小于30μm的厚度。承载玻璃例如可以具有大约300μm的厚度。半导体晶粒例如可以具有大约50μm的厚度。第一半导体层序列例如可以具有大约10μm的厚度。有利地，整个光电子器件由此可以具有极其小的厚度，所述厚度例如小于400μm。