光电子器件和用于制造光电子器件的方法技术

光电子器件(100)具有半导体芯片(1)，所述半导体芯片划分成多个沿横向方向彼此并排设置的、可单独且独立操控的像点(10)。器件(100)还包括金属的连接元件(2)，所述连接元件具有上侧(20)和下侧(21)，其中半导体芯片(1)在支承区域中与连接元件(2)的上侧(20)直接接触并且与所述连接元件机械稳定地连接。连接元件(2)具有连贯的、金属的连接层(22)，所述连接层由多个沿横向方向彼此并排设置的金属的第一过孔(23)完全地穿过。在此，连接层(22)沿垂直于横向方向的方向与上侧(20)和下侧(21)齐平连接。第一过孔(23)通过绝缘区域(24)与连接层(22)电绝缘且间隔开。每个第一过孔(24)还一一对应地与一个像点(10)相关联，与所述像点(10)导电连接并且形成所述像点(10)的第一电接触部。此外，半导体芯片(1)还通过连接元件(2)机械稳定地且导电地与直接位于连接元件(2)的下侧(21)上的载体(3)连接。

Optoelectronic devices and methods for the manufacture of optoelectronic devices

Optoelectronic devices (100) have semiconductor chips (1), and the semiconductor chips are divided into multiple independent and independent image points (10) arranged side-by-side along the transverse direction. The device (100) also includes a metal connecting element (2), and the connecting element has an upper side (20) and a lower side (21), wherein the semiconductor chip (1) is directly contacted with the upper side (20) of the connecting element (2) in the supporting area and is mechanically and reliably connected with the connecting elements. The connecting element (2) has a continuous metal connecting layer (22), and the connecting layer is completely penetrated by a plurality of first through holes (23) arranged side-by-side along the transverse direction. Here, the connecting layer (22) is connected to the upper side (20) and the lower side (21) in a direction perpendicular to the lateral direction. The first over hole (23) is electrically insulated and separated by the insulation area (24) and the connection layer (22). Each first through hole (24) is also one-to-one corresponding to a image point (10), which is electrically connected with the image point (10) and forms the first electrical contact part of the image point (10). In addition, the semiconductor chip (1) is also connected by a connecting element (2) mechanically and electrically with a carrier (3) directly located on the lower side (21) of the connecting element (2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子器件和用于制造光电子器件的方法
提出一种光电子器件。此外，提出一种用于制造光电子器件的方法。相关申请的交叉参引本申请要求德国专利申请102015108545.3的优先权，其公开内容在此通过参考并入本文。
技术实现思路
要实现的目的在于：提出一种电连接的几何形状尤其简单的光电子器件。另一要实现的目的在于：提出一种用于制造这种器件的方法。所述目的通过独立权利要求的主题和方法来实现。有利的设计方案和改进形式是从属权利要求的主题。根据至少一个实施方式，光电子器件包括半导体芯片，所述半导体芯片划分成多个沿横向方向彼此并排设置的、能单独且独立操控的像点，英文为Pixel(像素)。半导体芯片因此尤其能够是像素化的和/或分区段的半导体芯片。经由半导体芯片的辐射出射面，在运行中能够从半导体芯片中发射辐射，所述辐射出射面例如形成半导体芯片的平行于横向方向伸展的主侧，其中每个像点为辐射出射面的一部分。辐射出射面例如形成显示器。半导体芯片例如能够包括至少50个或100个或200个或1000个这种像点。在此，像点的平行于辐射出射面的横向尺寸例如在30μm和300μm之间，其中包括边界值。半导体芯片的辐射出射面例如具有在1mm2和50mm2之间的面积，其中包括边界值。但是也可行的是：半导体芯片形成高分辨率的显示器，例如用于FullHD应用(全高清应用)。在该情况下，像点也能够具有在2μm和5μm之间的横向尺寸，其中包括边界值。尤其将半导体芯片理解为具有集成的电子接触部和/或电路的功能半导体小板。优选地，半导体芯片是自身的且可单独操作的模块，所述模块能够插接或焊接或粘贴到载体上并且以该方式电接触。根据至少一个实施方式，光电子器件具有金属的连接元件，所述连接元件具有上侧和下侧。上侧和下侧例如形成连接元件的相对置的、基本上彼此平行伸展的主侧。根据至少一个实施方式，半导体芯片在支承区域中与连接元件的上侧直接接触，并且经由所述支承区域与连接元件机械稳定地连接。在此优选地，半导体芯片的与辐射出射面相对置的安装侧与连接元件的上侧直接接触。在此，支承区域是如下区域，尤其仅是如下区域，在所述区域中，半导体芯片的固体材料与连接元件的固体材料直接接触。“固体材料”优选是非气态材料。半导体芯片能够通过平放在支承区域中由连接元件机械支撑。连接元件在此能够是自承的或为了机械稳定而需要半导体芯片或另一载体。根据至少一个实施方式，连接元件包括连贯的、金属的连接层，所述连接层由多个沿横向方向彼此并排设置的、金属的第一过孔完全地穿过。因此，第一过孔至少从下侧伸展至上侧。第一过孔能够是金属的且导电的销，所述销插过连接层。“金属的”在此和在下文中能够表示：相应的金属元件的至少90重量％或99重量％由金属构成。连接层连贯地、但是非简单连贯地(einfach)构成，即具有孔状的穿口。在上侧的俯视图中，第一过孔于是横向完全地由连接层包围。例如，在每个穿口中仅设置有一个第一过孔。根据至少一个实施方式，连接层在垂直于横向方向的方向上与上侧和下侧齐平连接。这尤其表示：连接层形成上侧和下侧的一部分。连接层和第一过孔也能够在上侧和/或下侧上彼此齐平连接。根据至少一个实施方式，第一过孔通过绝缘区域与连接层电绝缘且间隔开。在此，绝缘区域防止：在第一过孔和连接层之间出现直接的机械和电接触。根据至少一个实施方式，每个第一过孔一一对应地或一对一地与半导体芯片的一个像点相关联，并且与这一个像点导电连接。每个第一过孔尤其形成相关联的像点的第一电接触部。因此，经由相关联的第一过孔能够电接触相应的像点。根据至少一个实施方式，半导体芯片通过连接元件机械稳定地且导电地与直接位于连接元件的下侧上的载体连接。连接元件或连接层和载体在下侧上直接机械接触和可能电接触。在连接元件或连接层和载体之间因此不设置有另外的金属层或绝缘层。在至少一个实施方式中，光电子器件具有半导体芯片，所述半导体芯片划分成多个沿横向方向彼此并排设置的、可单独且独立操控的像点。光电子器件还包括金属的连接元件，所述连接元件具有上侧和下侧，其中半导体芯片在支承区域中与连接元件的上侧直接接触并且与所述连接元件机械稳定地连接。连接元件具有连贯的、金属的连接层，所述连接层由多个沿横向方向彼此并排设置的金属的第一过孔完全地穿过。在此，连接层沿垂直于横向方向的方向与上侧和下侧齐平连接。第一过孔通过绝缘区域与连接层电绝缘且间隔开。每个第一过孔还一一对应地与一个像点相关联，与所述像点导电连接并且形成所述像点的第一电接触部。此外，半导体芯片还通过连接元件机械稳定地且导电地与直接位于连接元件的下侧上的载体连接。此外，在此描述的专利技术还基于如下知识：在具有多个像点的光电子器件中，必须在半导体芯片和接触半导体芯片的载体之间建立多个电端子。在此处描述的专利技术中，提出用于载体和半导体芯片之间的电接触的连接元件，所述连接元件共同地建立电接触部并且同时气密地封装电接触部。金属的连接层能够用作为用于内置的过孔的电屏蔽部。有利地，连接元件金属地形成并且大面积地平放在半导体芯片上。以该方式，连接元件能够同时用作为冷却元件，以便将在运行中由半导体芯片产生的热量有效地例如经由载体引出。连接元件也能够对半导体芯片具有支撑且稳定的作用，这能够实现半导体芯片中的生长衬底的剥离。在没有生长衬底的情况下，在相邻的像点之间能够实现极其好的明暗对比度。根据至少一个实施方式，载体是有源基体元件。有源基体元件例如能够基于Si或Ge或GaN或GaAs。优选地，载体在此是自承的并且例如对于光电子器件形成用于稳定的部件。此外，有源基体元件包括多个开关。在此，每个开关例如能够是晶体管，例如薄膜晶体管，尤其是场效应晶体管。例如，有源基体元件为金属氧化物半导体器件，称作为CMOS器件。每个开关于是能够经由第一过孔一一对应地或一对一地与一个像点相关联，并且与这一个像点导电连接。于是，在运行中可行的是：经由开关单独地且独立地电操控像点，即接触像点或对像点供电。根据至少一个实施方式，支承区域的面积至少为半导体芯片的朝向上侧的安装侧的面积的7/12或3/4或5/6。安装侧例如在半导体芯片的整个横向扩展之上延伸。经由这种面积份额于是机械地由连接元件承载或支撑半导体芯片。这种大面积的支承区域尤其有助于将在半导体芯片中产生的热量有效地进行散热，其中在所述支承区域中，半导体芯片的固体材料与连接元件的固体材料直接接触。根据至少一个实施方式，第一过孔与半导体芯片的第一接触元件和/或与有源基体元件的第一接触元件直接电和机械接触。特别地，半导体芯片的第一接触元件和有源基体元件的第一接触元件是与连接元件的第一过孔不同的且独立地或分开地制成的元件。这就是说：半导体芯片的和/或有源基体元件的第一接触元件和第一过孔能够由不同的材料构成。在制成的组件上这例如能够通过如下方式来证实：第一过孔沿垂直于横向方向的方向不与半导体芯片的和/或有源基体元件的第一接触元件一件式地构成。根据至少一个实施方式，第一过孔沿和/或连接层在垂直于横向方向的方向上不一件式地构成。特别地，连接层和/或第一过孔在垂直于横向方向的方向上分别具有多层结构或由其构成，所述多层结构由多个、彼此上下叠加的、不同的、金属的单层构成。在此可行的是：在彼此邻接的单层中，两个彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子器件(100)，所述光电子器件具有：‑半导体芯片(1)，所述半导体芯片划分成多个沿横向方向彼此并排设置的、能单独且独立操控的像点(10)，‑金属的连接元件(2)，所述连接元件具有上侧(20)和下侧(21)，其中‑所述半导体芯片(1)在支承区域中与所述连接元件(2)的所述上侧(20)直接接触，并且与所述连接元件机械稳定地连接，‑所述连接元件(2)包括连贯的、金属的连接层(22)，所述连接层由多个沿横向方向彼此并排设置的金属的第一过孔(23)完全地穿过，‑所述连接层(22)沿垂直于所述横向方向的方向与所述上侧(20)和所述下侧(21)齐平连接，‑所述第一过孔(23)通过绝缘区域(24)与所述连接层(22)电绝缘且间隔开，‑每个第一过孔(23)一一对应地与一个像点(10)相关联，与这一个像点(10)导电连接并且形成这一个像点(10)的第一电接触部，‑所述半导体芯片(1)通过所述连接元件(2)机械稳定地且导电地与直接位于所述连接元件(2)的所述下侧(21)上的载体(3)连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 DE 102015108545.31.一种光电子器件(100)，所述光电子器件具有：-半导体芯片(1)，所述半导体芯片划分成多个沿横向方向彼此并排设置的、能单独且独立操控的像点(10)，-金属的连接元件(2)，所述连接元件具有上侧(20)和下侧(21)，其中-所述半导体芯片(1)在支承区域中与所述连接元件(2)的所述上侧(20)直接接触，并且与所述连接元件机械稳定地连接，-所述连接元件(2)包括连贯的、金属的连接层(22)，所述连接层由多个沿横向方向彼此并排设置的金属的第一过孔(23)完全地穿过，-所述连接层(22)沿垂直于所述横向方向的方向与所述上侧(20)和所述下侧(21)齐平连接，-所述第一过孔(23)通过绝缘区域(24)与所述连接层(22)电绝缘且间隔开，-每个第一过孔(23)一一对应地与一个像点(10)相关联，与这一个像点(10)导电连接并且形成这一个像点(10)的第一电接触部，-所述半导体芯片(1)通过所述连接元件(2)机械稳定地且导电地与直接位于所述连接元件(2)的所述下侧(21)上的载体(3)连接。2.根据权利要求1所述的光电子器件(100)，其中-所述载体(3)是有源基体元件(3)，-所述有源基体元件(3)包括多个开关(30)，-每个开关(30)经由第一过孔(23)一对一地与一个像点(10)相关联，并且与这一个像点(10)导电连接，-在运行中经由所述开关(30)能够单独地且独立地操控所述像点(10)。3.根据权利要求2所述的光电子器件(100)，其中-其中所述支承区域的面积至少为所述半导体芯片(1)的朝向所述上侧(20)的安装侧(18)的面积的7/12，-所述第一过孔(23)与所述半导体芯片(1)的第一接触元件(13)和/或与所述有源基体元件(3)的第一接触元件(33)直接电接触和机械接触，-所述第一过孔(23)沿垂直于所述横向方向的方向与所述第一接触元件(13，33)非一件式地构成。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中所述半导体芯片(1)为像素化的和/或分区段的半导体芯片。5.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中-所述第一过孔(23)和/或所述连接层(22)在垂直于所述横向方向的方向上非一件式地构成，-所述连接层(22)和/或所述第一过孔(23)在垂直于所述横向方向的方向上分别具有多层结构或由多层结构构成，所述多层结构由多个、彼此上下叠加的、不同的、金属的单层构成。6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中所述第一过孔(23)和/或所述连接层(22)具有下述合金中的一种或多种和/或下述层结构中的一种或多种，或者由下述合金中的一种或多种和/或下述层结构中的一种或多种构成：AuxSny、Cr/NixSnyTizAuw、Ti/PtySnzInx、Ti/PtxSnyTizAuw。7.根据权利要求1至3中任一项所述的光电子器件(100)，其中-所述第一过孔(23)和/或所述连接层(22)具有至少两个沿竖直方向彼此叠加设置的单层，在所述单层之间构成边界面，-至少两个所述单层经由晶片键合在所述边界面处彼此连接，-所述单层具有Cu和/或Au和/或Ni和/或Ag或由其构成。8.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中-所述第一过孔(23)和/或所述连接层(22)是多孔的，其中孔的份额为至少10体积％。9.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中-所述绝缘区域(24)是用气体填充的空腔，-所述连接元件(2)的至少60体积％由金属构成。10.根据上述权利要求中任一项所述的光电子器件(100)，其中-所述连接层(22)与所述半导体芯片(1)导电连接，并且对于全部像点形成所述第一接触部的共同的配合接触部，-在运行中经由所述第一接触部和经由所述配合接触部，将电子和空穴注入到所述半导体芯片(1)中。11.根据权利要求1至9中任一项所述的光电子器件(100)，其中-所述连接层(22)与所述半导体芯片(1)电绝缘并且不形成与...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·F·普福伊费尔，诺温·文马尔姆，斯特凡·格勒奇，安德烈亚斯·普洛斯尔，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE