制备用于安装的半导体结构的工艺以及安装的光电子半导体结构制造技术

公开了一种用于制备半导体结构（30）以使其安装到载体（70）上的工艺，该工艺包括：使支撑材料（80，110）基本填充由形成在半导体结构中的表面所限定的孔隙；和使支撑材料充分固化以支撑被安装到载体时的半导体结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及半导体器件，而且更具体地涉及处理用于安装的半导体发光结构。
技术介绍
半导体发光器件比如发光二极管(LED)提供有效的光源并且比白炽灯泡和荧光管更鲁棒。例如，LED技术和加工的进步促进了在商业及住宅照明应用中把这样的器件用作传统光源的替代品。在安装半导体结构时，一般的做法是利用底部填充(underfill)材料来底部填充半导体结构和载体(carrier)之间的间隙。底部填充材料可以是具有弱的内部或内聚结合(cohesive bond)的材料(诸如环氧树脂)，并由此具有浸润其它表面的强烈趋势，尤其是具有高表面能的表面。与底部填充材料相比，用于半导体安装表面的许多材料具有高表面能，这使得底部填料借助于毛细管(capillary)吸引力被吸到(wick)间隙内。然后允许底部填充材料硬化(cure)，因而为器件提供增强的结构完整性。在试图利用毛细管底部填充方法来底部填充具有孔隙(void)的半导体结构时，尤其该结构具有沟槽或通孔时，可能出现问题。许多底部填充材料没有足够低的粘度以被完全吸到孔隙内，因而在其中留下一些未填充的间隙。这样的材料还具有填充在不想填充的区域(比如器件的侧壁)中的趋势。在某些情况下，底部填充倒角(fillet)可能必须从器件的侧壁去除以有助于进一步处理，例如去除衬底。
技术实现思路
依照本专利技术的一个方面，提供了一种制备用于安装到载体的半导体结构的工艺。该工艺包括:使支撑材料基本填充由形成在半导体结构中的表面所限定的孔隙；和使支撑材料充分固化以支撑被安装到载体时的半导体结构。使支撑材料基本填充孔隙可包括:使固化时具有比半导体结构的工作温度更高的玻璃转变温度的支撑材料基本填充孔隙。使支撑材料基本填充孔隙可包括:使固化时具有至少195摄氏度的玻璃转变温度的支撑材料基本填充孔隙。使支撑材料填充孔隙可包括:使支撑材料至少部分地过度填充孔隙，并且进一步包括:平坦化半导体结构以使得支撑材料的外表面与半导体结构的外表面基本共面。平坦化可包括以下步骤中的至少一个:研磨半导体结构和支撑材料的外表面；抛光半导体结构和支撑材料的外表面；以及等离子体蚀刻半导体结构和支撑材料的外表面。使支撑材料基本填充孔隙可包括:使支撑材料基本填充位于半导体晶片上的多个半导体结构中的若干孔隙。使支撑材料基本填充孔隙可包括以下步骤中的至少一个:使支撑材料基本填充在半导体结构的各区域之间形成的通孔，所述通孔有助于到半导体结构的各区域的电气连接；以及使支撑材料基本填充在半导体结构中形成的隔离沟槽，该隔离沟槽可操作以电气隔离半导体结构的各部分从而有助于与其的电气连接。使支撑材料基本填充孔隙可包括将支撑材料旋涂到半导体结构上。该工艺可包括硬化支撑材料。硬化可包括以下步骤中的至少一个:使支撑材料中的溶剂蒸发，由此至少部分地固化支撑材料；以及将半导体结构加热到足以使支撑材料至少部分固化的温度。使支撑材料基本填充孔隙可包括:使还充当钝化层的支撑材料基本填充孔隙，该钝化层可操作以防止半导体结构在后续处理期间的污染。半导体结构可被配置成以第一波长发光，并且使支撑材料基本填充孔隙可包括:使在暴露于第一波长的光时抗退化的支撑材料基本填充孔隙。使支撑材料基本填充孔隙可包括:使包括下列之一的支撑材料基本填充孔隙??聚酰亚胺材料；苯并环丁烯材料；包括聚酰亚胺和环氧树脂的材料；以及包括聚酰亚胺和硅树脂的材料。依照本专利技术的另一个方面，提供了一种用于安装半导体结构的工艺，该工艺包括上述的工艺且进一步包括将半导体结构安装到载体上以使得固化的支撑材料抵压(bearupon)在部分基座上从而容许固化的支撑材料进一步支撑半导体结构。半导体结构可包括其上形成有半导体结构的衬底，且该工艺可包括在将半导体结构安装到载体上之后去除衬底。半导体结构可包括位于半导体结构的与衬底相反的一侧上的安装表面，并且安装可包括将多个间隔开的金属结合构件引入到安装表面和载体之间，该金属结合构件可操作以将半导体结构结合到载体。使支撑材料基本填充孔隙可包括:使固化时具有与金属结合构件的热膨胀系数足够类似的热膨胀系数的支撑材料基本填充孔隙，从而在半导体结构的温度变化时使半导体结构中的热引发应力最小化。引入多个金属结合构件可包括在安装表面上形成结合构件，并且使支撑材料基本填充孔隙可进一步包括使支撑材料基本填充这些金属结合构件之间的空间。引入多个金属结合构件可包括在载体上形成结合构件，并且该工艺可进一步包括:使支撑材料基本填充这些金属结合构件之间的空间；和使支撑材料充分固化以支撑被安装到载体时的半导体结构。形成多个金属结合构件可包括形成多个包含金的结合构件。依照本专利技术的另一个方面，提供了一种半导体发光结构。该结构包括:第一导电类型半导体材料，第二导电类型半导体材料，以及设置在第一导电类型半导体材料和第二导电类型半导体材料之间的发光区。该结构进一步包括:位于半导体结构中的至少一个孔隙，所述孔隙由形成在半导体结构中的表面限定；和位于孔隙中的支撑材料，该支撑材料被充分固化以支撑被安装到载体时的半导体结构并且具有比半导体发光设备的工作温度更高的玻璃转变温度。依照本专利技术的另一个方面，提供了一种半导体发光设备，包括上述的半导体结构且进一步包括载体，所述半导体结构被安装到载体上以使得固化的支撑材料抵压在部分载体上从而容许固化的支撑材料进一步支撑半导体结构。【附图说明】在结合附图阅读本专利技术的具体实施例的以下描述时，本专利技术的其它方面和特征对本领域普通技术人员而言将变得明显。在图解说明本专利技术的实施例的附图中: 图1是依照本专利技术的第一实施例的半导体结构的示意性平面图； 图2是图1所示的半导体结构沿线2-2截取的示意性截面图。 图3是图2所示的半导体结构的进一步示意性截面； 图4是用于安装图3所示的半导体发光设备的载体的示意性截面图； 图5是半导体发光设备的示意性截面图，该半导体发光设备包括被安装到图4所示的载体的图3所示的半导体结构； 图6是依照本专利技术的替代性实施例的半导体结构的示意性截面图； 图7是用于安装图6所示的半导体结构的载体的示意性截面图；以及图8和图9是图解说明依照本专利技术实施例的半导体结构的处理的示意性截面图。【具体实施方式】参照图1和图2，通过依照本专利技术实施例的工艺为安装而制备的半导体发光结构大体上(generally)以30示出。半导体结构30在图1中以平面图示出而在图2中以截面图示出。参照图2，半导体结构30包括外延Epitaxial)结构32。该外延结构32包括在衬底34上生长的η型区36。外延结构32进一步包括在η型区36上生长的发光区38以及在发光区38上生长的P型区40。通常，η型区36、ρ型区40和发光区38可以每一个都包括不同的组分和掺杂浓度的多个层。在一个实施例中，当期望在处理之后去除衬底34时，η型区36可包括位于η型区和衬底之间的释放层(release layer)(未示出)，以有助于从外延结构32释放衬底。外延结构32进一步包括在ρ型区40上沉积的多个连接层42。连接层42可操作以提供至η型区36和ρ型区40的电气连接。连接层42包括与ρ型区40电气接触的ρ-金属层当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备用于安装到载体的半导体结构的工艺，该工艺包括：使支撑材料基本填充由形成在半导体结构中的表面所限定的孔隙，其中所述孔隙延伸到所述半导体结构中的外延结构中；使支撑材料充分固化以支撑被安装到载体时的半导体结构，其中所述外延结构包括设置在n型区和p型区之间的发光区，所述孔隙延伸通过所述p型区和所述发光区进入所述n型区中，并且所述孔隙是在半导体结构的各区域之间形成的通孔，所述通孔有助于到半导体结构的各区域的电气连接。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：D孙，X孙，OB施彻克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，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：荷兰;NL