專利名稱：用于制造具有平面接觸的半導體器件的方法以及半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及按照權利要求1的前序部分的方法以及利用該方法制 造的半導體器件。本專利申請要求德國專利申請102005041099. 5的優(yōu)先權，在此通 過引用將其公開內容包含于此。
背景技術：
在由文獻W003/030247A2公開的平面連接工藝中，這種連接工藝 也稱為SiPLIT工藝，以預定層厚均勻疊加在形貌結構(Topographie) 上的薄膜包圍組件，并形成隔離層。利用平面連接技術的平面構成方 式的基本原理通過采用隔離膜實現(xiàn)了多種多樣的、特定于應用的結構 可能。傳統(tǒng)的，目前用透明的灌注材料或隔離膜來覆蓋組件。但在采用 傳統(tǒng)的隔離膜時，熱的、針對老化的或針對UV的抵抗力受到部分限制。發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種改進的半導體器件及其制造 方法，該方法結合平面連接工藝，而且其特征尤其在于改進的熱機械 和化學物理穩(wěn)定性。尤其是應當具有隔離層，該隔離層能抵抗老化、 基本上不受環(huán)境因素的影響，而且可以與光源結合來提高光輸出。該技術問題通過按照權利要求1的方法和按照權利要求15的半導 體器件解決。優(yōu)選的實施方式是從屬權利要求的內容。在本發(fā)明用于制造半導體器件、尤其是具有借助襯底上的電子組 件產生的表面結構或形貌結構的半導體結構的方法中，將一個或多個 電子組件敷設到襯底上，并且將隔離層敷設到借助襯底上的該至少一 個組件產生的形貌結構上。接著在隔離層中的所述至少一個電子組件的接觸位置上產生接觸 開口 ( Ankontaktierungs6ffnung),將隔離層和接觸位置平面地金屬化到接觸開口中，并且將該金屬層結構化以產生電連接，其中隔離層 具有玻璃涂層。通過采用玻璃涂層來代替?zhèn)鹘y(tǒng)上使用的聚合薄膜，可以為由一個或多個電子組件形成在襯底上的結構、尤其是由一個或多個LED形成 的結構產生密閉保護層，使得該結構不會受到環(huán)境的影響。另一個優(yōu) 點在于具有很高的透明度，從而可以結合光源實現(xiàn)高的光輸出。由于 玻璃涂層對紫外線具有很高的UV穩(wěn)定性，因此該結構的抗老化性相對 于傳統(tǒng)薄膜來說得到了改善。玻璃涂層可以實現(xiàn)比較高的熱機械穩(wěn)定性。為此將玻璃涂層的熱 膨脹系數(shù)CTE (coefficient of thermal expansion)優(yōu)選與至少一 個組件和/或襯底匹配。玻璃涂層的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選具有介于5*10—I1 (含)和30*10—7K—'(含)之間的值。此外玻璃涂層的特征還在于高的 化學物理穩(wěn)定性。玻璃涂層用作隔離層基本上不會影響制造平面連接結構的其它方 法步驟，從而玻璃涂層的使用可以通過簡單方式集成到用于產生平面 的連接和組合結構的公知方法中。由此通過用玻璃涂層來代替聚合薄 膜，尤其是給出了適用于由文獻W003/020247A2公開的平面連接方法 (SiPLIT方法)的過程。至于用于制造平面連接結構的各個方法步驟， 通過引用將該文獻的公開內容合并于此。隔離層可以完全由玻璃涂層組成。才艮據優(yōu)選實施方式，玻璃涂層 具有硼硅酸鹽玻璃。玻璃涂層可以完全由硼硅酸鹽玻璃來產生。這種 玻璃可以含有強堿。這種玻璃還可以由多個玻璃層組裝而成。按照另一優(yōu)選實施方式，首先在組件和/或襯底上敷設聚合物涂 層，然后敷設隔離層，其中要完成隔離層與組件和襯底面之間的熱機 械去耦。聚合物涂層優(yōu)選是高彈性的，使得能平衡熱機械張力。優(yōu)選 地，玻璃涂層的膨脹系數(shù)(CTE)與組件和襯底面的膨脹系數(shù)的差異可 以借助該聚合物涂層來平衡。這對于在運行期間組件會劇烈發(fā)熱的半 導體器件來說特別有利，如高功率的LED。聚合物涂層在這種情況下降低了玻璃層由于機械張力而破裂的危險，該機械張力可能由于組件的 靜止狀態(tài)和運行狀態(tài)之間的溫度差異而出現(xiàn)。按照另一優(yōu)選實施方式，隔離層可以具有并排設置的玻璃涂層和 聚合物層。由此隔離層可以有效地與組件的相應功能匹配。玻璃涂層對LED芯片是有利的，尤其是對所發(fā)射的射線的至少一部分具有位于 紫外線頻譜區(qū)域的波長的LED芯片很有利，因為玻璃涂層相對于聚合 物層來說具有更好的射線穩(wěn)定性。例如可以讓一個或多個設置在村底 上的LED芯片具有由玻璃制成的隔離層，而襯底和/或一個或多個設置 在襯底上的其它組件具有由聚合物制成的隔離層。按照另一優(yōu)選實施方式，玻璃涂層1僅設置在組件的電激活區(qū)域 中。作為例如LED芯片的電激活區(qū)域，在此假定是發(fā)射光的區(qū)域。尤 其是可以將玻璃涂層敷設在LED芯片的表面和側面上。按照另一優(yōu)選實施方式，所述玻璃涂層密閉地封裝了至少一個電 組件，尤其是LED芯片。按照另一優(yōu)選實施方式，所述玻璃涂層具有5到500nm范圍內的 厚度。按照另一優(yōu)選實施方式，所述玻璃涂層借助物理蒸鍍沉積(PVD) 和/或等離子輔助沉積(PIAD)、尤其是電子束PVD-PIAD敷設。按照另一優(yōu)選實施方式，所述玻璃涂層借助剝離(lift off)方 法來結構化。按照另一優(yōu)選實施方式，借助激光處理、化學蝕刻、干蝕刻或噴 砂來產生接觸開口。按照另一優(yōu)選實施方式，所述金屬化借助例如由TiW和/或TiCu 制成的籽晶層(Keimschicht)進行。在此例如借助濺射將薄金屬層敷 設在隔離層上。對于隨后的金屬層敷設，例如可以采用CVD、 PVD或電 解方法。按照另一優(yōu)選實施方式，借助光電方法執(zhí)行金屬層的結構化。


下面借助附圖中的實施例詳細描述本發(fā)明。圖1示出本發(fā)明半導體器件的第一實施例的橫截面的示意圖，圖2 示出本發(fā)明半導體器件的第二實施例的橫截面的示意圖，圖3示出本發(fā)明半導體器件的第三實施例的橫截面的示意圖，附圖中相同或等效的元件具有相同的附圖標記。
具體實施方式
圖1示出半導體器件，其中LED芯片2設置在襯底1上。襯底1 例如可以是晶片、印刷電路板(PCB )和/或柔性材料(Flexmaterial )。在村底1上和LED芯片2上敷設了由玻璃制成的隔離層3，例如薄 的硼硅酸鹽玻璃層。該硼硅酸鹽玻璃層既用作LED芯片2的熱保護層， 也用作襯底1的熱保護層。因此玻璃涂層3保護LED芯片2和襯底1 免受諸如潮氣、灰塵或射線的環(huán)境影響。隔離層3還用于LED2的子區(qū)域、尤其是LED芯片2的側面與電連 接4之間的電絕緣，該電連接4用于平面地電接觸LED芯片。在此， 平面的接觸應理解為借助結構化的金屬層形成的無線接觸，該金屬層 形成電連接4。因此尤其是不采用接合線(Bonddraht)來接觸LED芯 片2。這使得半導體器件的結構高度比較低。隔離層3尤其是防止LED 芯片2的短路，否則在將金屬層4直接敷設到LED芯片2的側面上時 就會出現(xiàn)這樣的短路。薄玻璃涂層3優(yōu)選通過PVD或PIAD方法產生。在將隔離層3敷設到電子組件2和襯底1上之后，可以通過剝離 技術對隔離層3進行結構化。在隔離層3中優(yōu)選通過激光處理、化學蝕刻、干蝕刻和/或噴砂來 實現(xiàn)用于產生平面接觸的開口 (dffnung) 5。其它方法也可以考慮。在隔離層3上形成電連接4優(yōu)選通過敷設和結構化金屬層來進行。 在敷設金屬層之前優(yōu)選在隔離層上敷設薄的、例如由TiCu或TiW制成 的籽晶層。對金屬層進行結構化例如可以借助照相平板印刷方法進行。 借助對金屬層的結構化，尤其是可以從金屬層4中空出LED芯片的射 線逸出平面11。玻璃涂層3優(yōu)選對由LED芯片2發(fā)射的射線是高度透 明的。在該實施例中，LED芯片2的第一連接觸點8與位于襯底1的背朝 LED芯片2的一面上的背面觸點6連接。LED芯片2的第二連接觸點9 與位于襯底1的面向LED芯片2的一面上的正面觸點7連接。當然還 可以考慮其它的接觸變形。用作為密閉保護層和介電質的硼硅酸鹽玻璃層對LED芯片2的封 裝尤其適用于平面連接和組裝技術，如在專利申請WO03/030247A2中 描述的。在圖2中示出的實施例中，隔離層具有由玻璃涂層3和聚合物層10組成的并排設置的子區(qū)域。LED芯片2的表面和側面具有玻璃涂層3, 而村底1的子區(qū)域通過聚合物層10與電連接4絕緣。由此優(yōu)選隔離層 3的直接受到LED芯片2的射線照射的子區(qū)域具有玻璃涂層3.
否則第二實施例就相當于第一實施例，尤其是在結合圖1描述的
優(yōu)選結構方面。
在圖3示出的實施例中，在敷設是玻璃涂層的隔離層3之前，在 設置于襯底上的表面結構上敷設聚合物層10，該表面結構包含LED芯 片2。
其優(yōu)點是，玻璃涂層3不直接與組件2鄰接，由此減小了通過熱 張力損壞玻璃層的危險，該熱張力可能由于玻璃和組件2和/或襯底1 的半導體材料之間的膨脹系數(shù)不同而出現(xiàn)。為了平衡熱機械張力，優(yōu)
選聚合物涂層是高彈性的。
聚合物層10優(yōu)選借助PIAD方法敷設到襯底和LED芯片2上。如 果在敷設玻璃涂層3之前敷設可能會在高溫下降低質量的聚合物層 10，則PIAD方法由于在待涂層的組件上比較低的處理溫度而成為優(yōu)選。
否則第三實施例就相當于第一實施例，尤其是在結合圖1描述的 優(yōu)選結構方面。
本發(fā)明不限于借助實施例進行的描述。本發(fā)明還包括每個新特征 以及特征的各種組合，該組合尤其是包含權利要求中的特征的各種組 合，即使該特征或該組合本身沒有在權利要求或實施例中直接給出。
權利要求
1.一種用于制造半導體器件的方法，具有步驟將一個或多個電子組件(2)敷設到襯底(1)上；將隔離層(3)敷設到借助襯底(1)上的該至少一個組件(2)產生的形貌結構上；在隔離層(3)中的所述電子組件的接觸位置(8，9)上產生接觸開口(5)；將隔離層(3)和接觸位置(8，9)平面地金屬化在接觸開口(5)中；將該金屬層結構化以產生電連接(4)，其特征在于，所述隔離層(3)具有玻璃涂層。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃涂層具有 硼硅酸鹽玻璃。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，首先在所述至 少一個組件(2)和/或所述襯底(1)上敷設聚合物涂層(10)，然后 敷設所述隔離層(3)。
4. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述隔離層 (3)具有并排設置的玻璃涂層和聚合物層(10)。
5. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述玻璃涂 層僅設置在組件(2)的電激活區(qū)域中。
6. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述 玻璃涂層密閉地封裝和/或覆蓋所述電組件(2)。
7. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述玻璃涂 層具有5到500nm的厚度。
8. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述玻璃涂 層借助物理蒸鍍沉積方法和/或物理蒸鍍沉積-等離子輔助沉積方法 敷設。
9. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述玻璃涂 層借助剝離方法來結構化。
10. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，借助激光處理、化學蝕刻、干蝕刻或噴砂來產生接觸開口 (5)。
11. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述金屬化 借助籽晶層進行。
12. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，借助光電結 構化執(zhí)行金屬層的結構化。
13. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述至少一 個電子器件(2)是發(fā)射射線的光電子器件。
14. 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述光電子器件 是LED芯片。
15. —種半導體器件，具有襯底(1)，在村底上敷設了一個或多 個電子組件(2 ),還具有敷設在該至少一個組件(2 )上的隔離層(3 )， 以及在隔離層(3)中的所述電子組件的接觸位置(8， 9)上的接觸開 口 (5)，其中隔離層(3)和接觸位置(8， 9)平面地金屬化在接觸 開口 (5)中，而且對該金屬層結構化以產生電連接(4),其特征在于，所述隔離層(3)具有玻璃涂層。
16. 根據權利要求15所述的半導體器件，其特征在于，所述半導 體器件是光電子器件。
17. 根據權利要求16所述的半導體器件，其特征在于，所述光電 子器件包含一個或多個LED芯片(2)。
全文摘要
在本發(fā)明用于制造半導體器件、尤其是具有借助襯底(1)上的電子組件(2)產生的表面結構或形貌結構的半導體結構的方法中，將一個或多個電子組件(2)敷設到襯底(1)上，并且將隔離層(3)敷設到借助襯底(1)上的該至少一個組件(2)產生的形貌結構上。接著在隔離層(3)中的所述至少一個電子組件(2)的接觸位置(8，9)上產生接觸開口(5)，將隔離層(3)和接觸位置(8，9)平面地金屬化到接觸開口(5)中，并且將該金屬層結構化以產生電連接(4)，其中隔離層(3)具有玻璃涂層。
文檔編號H01L23/482GK101253623SQ200680031823
公開日2008年8月27日 申請日期2006年8月30日 優(yōu)先權日2005年8月30日
發(fā)明者K·韋德納 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司