特許 6377846 オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法およびオプトエレクトロニクス半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6377846

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法およびオプトエレクトロニクス半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/54 20100101AFI20180813BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20180813BHJP

   H01L 21/56 20060101ALI20180813BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20180813BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/54

   H01L33/50

   H01L21/56 J

   H01L23/30 F

【請求項の数】14

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-516451(P2017-516451)

(86)(22)【出願日】2015年10月1日

(65)【公表番号】特表2017-531917(P2017-531917A)

(43)【公表日】2017年10月26日

(86)【国際出願番号】EP2015072674

(87)【国際公開番号】WO2016050903

(87)【国際公開日】20160407

【審査請求日】2017年4月21日

(31)【優先権主張番号】102014114372.8

(32)【優先日】2014年10月2日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】ジンゲル フランク

(72)【発明者】

【氏名】ゲーツ ブリッタ

(72)【発明者】

【氏名】ラッツ ダーヴィト

(72)【発明者】

【氏名】シュぺール マティアス

【審査官】 吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１０３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１４４０３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−２５１４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６６１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００４９５４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５０７８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６１６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４６８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１４９０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｈ０１Ｌ ２３／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ａ）電磁放射を発生させるために設けられる複数の半導体チップ（４）を設けるステップと；
ｂ）前記複数の半導体チップ（４）を平面状に配置するステップであって、前記半導体チップ（４）は、互いに横方向に離間する、ステップと；
ｃ）パッケージ本体集合体（８）を形成するステップであって、前記パッケージ本体集合体（８）の少なくとも一部は、前記半導体チップ（４）の間に配置される、ステップと；
ｄ）複数の変換要素（１２）を形成するステップであって、各変換要素は波長変換材料を含み、前記半導体チップ（４）の１つに配置される、ステップと；
ｅ）前記複数の変換要素（１２）を、前記複数の変換要素（１２）の少なくとも側縁部（２０）において前記変換材料とは異なる封止材料からなる封止部（１８）を設けて封止するステップと；
ｆ）前記パッケージ本体集合体（８）を複数のオプトエレクトロニクス半導体装置（１００）に個片化するステップであって、各半導体装置は、少なくとも１つの半導体チップ（４）、側方において封止された１つの変換要素（１２）、およびパッケージ本体（８２）としての前記パッケージ本体集合体（８）の一部を備える、ステップと、を備え、
ステップｄ）は、ステップｂ）の前、ステップｃ）の前、またはステップｅ）の前に実行され、
前記複数の変換要素（１２）は、前記変換材料を含む変換箔（１０）からの個片化によって形成され、
前記封止部（１８）の少なくとも１つの側面（２６）および前記パッケージ本体（８２）の少なくとも１つの側面（２４）は、互いに面一に終端している、
複数のオプトエレクトロニクス半導体装置（１００）の製造方法。

【請求項2】

前記変換材料は、波長変換量子ドットを含む、
請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記変換箔（１０）は、１つの変換要素（１２）が各半導体チップ（４）の上に形成されるように前記パッケージ本体集合体（８）および前記半導体チップ（４）に固着され、次いでトレンチ（１４）によって切断され、かつ、前記変換要素は、前記封止材料で少なくとも前記トレンチの領域において封止される、
請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記変換要素（１２）は、コーティングプロセスまたはキャスティングプロセスによって封止される、
請求項３に記載の製造方法。

【請求項5】

最初に前記変換箔（１０）は変換要素（１２）に個片化され、前記変換要素（１２）は前記半導体チップ（４）の上に形成され、次いで前記パッケージ本体集合体（８）は、前記複数の変換要素（１２）を、前記複数の変換要素（１２）の少なくとも側縁部において封止するように形成される、
請求項１に記載の製造方法。

【請求項6】

ステップｂ）において前記複数の半導体チップ（４）は、補助キャリア（２）に固着され、前記半導体チップ（４）は、互いに横方向において離間し、前記補助キャリア（２）は、ステップｃ）の後または１つの後続の方法ステップの後に除去される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項7】

ステップｂ）において前記複数の半導体チップ（４）は、構造化された金属複合物（３２）に固着され、ステップｆ）の実行後、各半導体装置（１００）は、前記構造化された金属複合物の少なくとも一部をリードフレーム（３４，３６）として備える、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項8】

前記変換要素（１２）はさらに、前記変換要素（１２）の前面において前記封止材料で封止され、前記封止材料は透明である、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項9】

前記パッケージ本体集合体（８）はステップｃ）において、圧縮成形法またはフィルム補助トランスファー成形法によって形成される、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項10】

前記半導体チップ（４）はステップｃ）において、オーバーモールドされ、次いで前記パッケージ本体集合体（８）は薄膜化され、その結果、前記半導体チップ（４）は所々で露出する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項11】

オプトエレクトロニクス半導体装置（１００）であって、
− 前記半導体装置は、電磁放射を発生させるために設けられた半導体チップ（４）を備え；
− 前記半導体装置は、前記半導体チップ（４）を横方向において取り囲むパッケージ本体（８２）を備え；
− 波長変換材料を含む変換要素（１２）が前記半導体チップ（４）の上に配置されており、前記変換要素の少なくとも側縁部（２０）に、前記変換材料とは異なる封止材料からなる封止部（１８）が設けられており；
− 前記パッケージ本体（８２）の側面（２４）は、個片化の痕跡を示しており；
− 前記封止部（１８）の少なくとも１つの側面（２６）および前記パッケージ本体（８２）の少なくとも１つの側面（２４）は、互いに面一に終端している、
オプトエレクトロニクス半導体装置（１００）。

【請求項12】

前記半導体チップ（４）の接触のために後面に２つの接触子（５２，５４，３４，３６）を備える、
請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス半導体装置。

【請求項13】

リードフレーム（５２，５４）をさらに備え、前記２つの接触子は、前記半導体装置の前記後面に前記リードフレームの部分によって形成されており、前記リードフレームは、前記半導体装置の少なくとも１つの側面（３８）の所々で露出している、
請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス半導体装置。

【請求項14】

前記変換要素（１２）は、前記変換材料を備える変換箔（１０）の個片化された部分であり、
前記変換箔（１０）は、前記パッケージ本体（８２）の前記側面（２４）を被覆することなく、前記半導体チップ（４）の電磁放射出射面、接触子（５２，５４，３４，３６）、および部分的に前記パッケージ本体（８２）を上部において被覆する、
請求項１２または１３に記載のオプトエレクトロニクス半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

放射を発生させるために設けられる半導体チップが事前に作製されたパッケージ内に搭載される、発光ダイオード等の半導体装置の配置が知られている。そのような配置を小型化して特に小型の発光ダイオードを製造することは困難である。

【0002】

この問題の解決策は先行技術から知られるように、マトリックス状に配置された半導体チップの間に配置されるパッケージ本体集合体（package body assembly）を形成することである。パッケージ本体集合体は例えば、キャスティング方法（casting method）を用いて製造されうる。パッケージ本体集合体は後続の方法ステップで、各個片化後の半導体装置が少なくとも１つの半導体チップ、およびパッケージ本体としてのパッケージ本体集合体の一部を備えるように複数のオプトエレクトロニクス半導体装置に個片化される。このように製造された半導体装置はさらに、波長変換材料からなる波長変換要素を備えることが多い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

高感度変換材料の変換要素を有すると同時に浅い構造のオプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法を提供することが達成すべき目的の１つである。長寿命化された、高感度変換材料の変換要素を有するオプトエレクトロニクス半導体装置を提供することが達成すべきさらなる目的である。

【0004】

これら目的は特に、それぞれ、本独立請求項に係る方法および半導体装置によって達成される。諸構成および好適な態様が従属請求項の主題を成している。

【0005】

複数のオプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法を提供する。

【0006】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、電磁放射を発生させるための複数の半導体チップを設けるステップを含む。半導体チップは特に、電磁放射を発生させるために設けられる活性領域を有する半導体ボディを備える。半導体ボディ、特に活性領域は例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を含む。さらに、半導体チップは特に、半導体ボディが配置されるキャリアを備える。キャリアは例えば、半導体ボディの半導体層の成長基板である。キャリアは代替的に、半導体ボディの半導体層の成長基板とは異なる。この場合、キャリアが半導体ボディの機械的安定化に役立つ結果、成長基板は機械的安定化のためには必要なく、除去されうる。成長基板が除去された半導体チップは、薄膜半導体チップとしても知られている。

【0007】

本明細書において１つの層または要素が他の層または要素「の上に」またはこれら他の層または要素「に亘って」配置または被着されているという記述は、当該１つの層または要素が他方の層または要素に直接機械的および／または電気的に接触して配置されていることを意味する。この記述はさらに、当該１つの層または要素が他方の層または要素の上にまたはこれら他方の層または要素に亘って間接的に配置されていることも意味しうる。この場合、さらなる層および／または要素が当該１つの層と他方の層との間に配置されうる。

【0008】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、複数の半導体チップを平面状に配置するステップを含む。半導体チップはこの場合、互いに横方向に離間する。本明細書において横方向とは、半導体チップが配置される平面に平行な方向を意味するものと理解される。また、縦方向とは、前記平面に直交する方向を意味するものと理解される。

【0009】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、パッケージ本体集合体を形成するステップであって、パッケージ本体集合体の少なくとも一部は、半導体チップの間に配置されるステップを含む。パッケージ本体集合体は特に、キャスティング方法を用いて製造されうる。

【0010】

本明細書においてキャスティング方法という用語は、成形材料を所定の型に導入し、かつ特に次いで硬化する全ての製造方法を包含する。キャスティング方法という用語は特に、キャスト法（casting）、射出成形法、トランスファー成形法、圧縮成形法、およびディスペンス法（dispensing）を包含する。パッケージ本体集合体は好ましくは、圧縮成形法またはフィルム補助トランスファー成形法（film assisted transfer molding）によって形成される。パッケージ本体集合体には例えば、充填用のまたは非充填用の成形用樹脂（例えば、エポキシ樹脂またはシリコーン）が含まれうる。パッケージ本体集合体の厚さは、５０μｍ〜５００μｍ、好ましくは１００μｍ〜２００μｍ、典型的には約１５０μｍでありうる。パッケージ本体集合体は好ましくは、白色材料によって形成される。

【0011】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、パッケージ本体集合体の形成に使用される形成用材料は、半導体チップの側面および／または半導体チップの後面を、それぞれ、少なくとも部分的に、好ましくは完全に被覆するように被着される。この場合、半導体チップは例えば、オーバーモールドされてもよく、次いでパッケージ本体集合体が薄膜化される。その結果、半導体チップは所々で露出する。

【0012】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、複数の変換要素を設けるステップを含む。各変換要素は波長変換材料を含み、半導体チップの１つに配置される。変換要素は、パッケージ本体集合体が形成される前に半導体チップの上に配置され得る。また、変換要素は任意選択的には、半導体チップが平面状に配置される前、例えば半導体チップが補助キャリアに、または構造化された金属複合物（structured metal composite）に固着される前に半導体チップの上に配置されることすらありうる。

【0013】

ここで、波長変換材料には、半導体チップによって出射される電磁放射の波長をこの変換材料において変換する特徴がある。したがって変換要素は、半導体チップにおいて発生した第１の波長の一次放射を第１の波長とは異なるより長波長の二次放射に変換するように構成される。例えば半導体装置は、混合光、特に人の目からは白色に見える混合光を発生させるために設けられる。例えば青色電磁放射は、変換要素によって少なくとも部分的にまたは完全に赤色放射および／または緑色放射に変換される。

【0014】

変換要素は特に、高感度の波長変換材料を含む。高感度変換材料には例えば、酸素および／または水等に接触する際に酸化等によって破壊され得、かつ／または損傷を受け得る特徴がある。さらに、高感度変換材料は温度の変動に敏感に反応し得、例えば、そのような温度の変動によって高感度変換材料の機能が損なわれうる。

【0015】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、本発明は、複数の変換要素を、少なくとも変換要素の側縁部において変換材料とは異なる封止材料で封止するステップを含む。封止材料は、水分および酸素の影響から変換要素を保護するように構成される。封止材料の水蒸気透過率は例えば、最大でも１×１０^−３ｇ／ｍ^２／日、例えば最大でも３×１０^−４ｇ／ｍ^２／日、好ましくは最大でも１×１０^−６ｇ／ｍ^２／日、特に好ましくは最大でも１×１０^−８ｇ／ｍ^２／日である。

【0016】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、パッケージ本体集合体を複数のオプトエレクトロニクス半導体装置に個片化するステップであって、各半導体装置が少なくとも１つの半導体チップ、１つの変換要素、およびパッケージ本体としてのパッケージ本体集合体の一部を有するステップを含む。このように各パッケージ本体は、個片化時にのみ、したがって半導体チップが既にパッケージ本体内に位置しているときにのみパッケージ本体集合体から形成される。パッケージ本体集合体の個片化の結果の１つとして、得られるオプトエレクトロニクス半導体装置の側面は、パッケージ本体の領域において個片化の痕跡を示す。

【0017】

すべてのまたは少なくともほとんどの製造ステップが集合体レベルで行われることにより、オプトエレクトロニクス半導体装置を特に効率的に製造することができ、その間に有利なことに、得られるオプトエレクトロニクス半導体装置内の変換要素の完全で緊密な封止が実現される。得られるオプトエレクトロニクス半導体装置はまた、特に浅く小型の設計を有することにより、例えばバックライト装置での使用に適している。

【0018】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、変換材料は、波長変換量子ドットを含む。変換要素は例えば、マトリックス材料を含み、波長変換量子ドットがマトリックス材料に導入されている。

【0019】

量子ドットを変換材料として使用することによって、良好な演色性が実現されうる。変換された電磁放射が相対的に狭帯域であることによって異なるスペクトルの色の混合が生じないからである。変換された放射のスペクトルの波長幅は例えば、少なくとも２０ｎｍ〜最大でも６０ｎｍである。これにより、非常に精確に一スペクトル域に色が割り当てられうる光を発生させることができる。これにより、本オプトエレクトロニクス半導体装置をバックライト装置において使用する場合に広い色域が実現されうる。

【0020】

量子ドットは好ましくは、ナノ粒子、すなわちナノメートル範囲の大きさの粒子である。量子ドットは半導体コアを備え、半導体コアは波長変換特性を有する。半導体コアは例えば、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＩｎＡｓ、ＣｕＩｎＳ_２、ＺｎＳｅ（例えば、Ｍｎドープ）、および／またはＩｎＰで形成され得、かつ例えばドープされうる。赤外線が用いられる用途の場合、半導体コアは例えば、ＣｄＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、および／またはＧａＡｓで形成され得、かつ同様に例えば、ドープされうる。半導体コアは、複数の層で被包されうる。換言すれば、半導体コアの外面は、さらなる層によって完全にまたは略完全に被覆されうる。

【0021】

量子ドットの第１の被包層は例えば、ＺｎＳ、ＣｄＳ、および／またはＣｄＳｅ等の無機材料で形成され得、量子ドットポテンシャルを作り出すことに役立つ。第１の被包層および半導体コアの露出した外面は、少なくとも１層の第２の被包層によって略完全に包囲されている。第２の層は例えば、シスタミンまたはシステイン等の有機材料で形成され得、マトリックス材料および／または溶媒の中での量子ドットの溶解性を高めることに役立ちうる（アミン類、および硫黄含有有機化合物またはリン含有有機化合物も使用されうる）。この場合、第２の被包層によって、量子ドットのマトリックス材料内での空間的に均一な分布を増進することができる。

【0022】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、複数の変換要素は、変換材料を含む変換箔（conversion foil）の個片化によって形成される。変換箔は好ましくは、２層のバリア層を備え、変換材料がこれらバリア層の間に配置され、かつこれらバリア層は、水分および酸素の影響からの保護を確実にする。この場合、個片化によって形成される変換要素には、変換要素の側縁部、すなわち変換箔が切断された（それにより開かれた）領域であって、変換材料が露出して保護されていない領域に封止部を設けることで十分である。この封止部が、バリア層と共に確実に変換材料を全側面から十分に保護する。

【0023】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、変換箔は、パッケージ本体集合体および半導体チップに固着される。変換箔は例えば、シリコーンまたはハイブリッドポリマーを使用して接着接合されてもよく、代替的に積層（laminated）されてもよい。変換箔が切断されて変換要素を形成するのは、固着した後にのみである。これは、変換箔にトレンチが導入され、本発明では半導体チップの上に形成される変換要素の範囲をトレンチが画定することによって実現されうる。次いで変換要素は、例えば少なくともトレンチの領域、すなわち個片化によって形成される変換要素の側縁部において封止材料で封止される。封止は好ましくは、変換材料への重大な損傷を防ぐために、トレンチ形成から短時間で（例えば、１時間、好ましくは３０分以内に）行われる。

【0024】

変換箔にトレンチを導入することによって変換要素を形成する目的は、後に製造される半導体装置に適切に放射出射面を画定すること、および半導体装置の効率を高めることである。

【0025】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、変換要素は、コーティング方法を使用して封止される。封止は例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）および／または化学気相蒸着（ＣＶＤ）および／またはスパッタリングによって行われうる。化学気相蒸着を、プラズマによって促進してもよい。例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、シロキサン、および／またはＳｉＯ_ｘＮ_ｙが封止材料として使用されうる。パリレンを使用することもできる。他の有機材料もしくは無機材料、またはそれらの組合せを使用してもよい。封止材料は、反射性材料、好ましくは非金属反射性材料（例えば、白色エポキシド等の白色プラスチック材料）であってもよく、これら材料の１つを含んでもよい。

【0026】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、変換要素は、キャスティング方法を使用して封止される。本明細書においてキャスティング方法という用語は、成形材料を所定の型に導入する上述の全ての製造方法を包含する。

【0027】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、最初に変換箔が変換要素に個片化され、変換要素は半導体チップの上に形成される。変換箔の変換要素への個片化は、変換箔／変換要素を半導体チップに固着する前に行っても固着した後に行ってもよい。個片化後にのみ、パッケージ本体集合体は形成される。この場合、パッケージ本体集合体が、複数の変換要素を変換要素の少なくとも側縁部において封止することが好ましい。したがって、封止が行われるのは、パッケージ本体集合体の形成時、例えばパッケージ本体集合体を形成するために使用されるキャスティング方法（好ましくは、フィルム補助キャスティング方法）を行うときである。この場合、封止材料は好ましくは、エポキシ樹脂を含む。

【0028】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、補助キャリアを設けるステップを含む。補助キャリアは、可撓性の構成、例えば膜の形状の構成であっても、剛性の構成であってもよい。

【0029】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、複数の半導体チップを補助キャリアに固着するステップを含む。オプトエレクトロニクス半導体チップは、互いに横方向に離間する。この場合、横方向は、補助キャリアの主延在面に一致する。補助キャリアは例えば、半導体チップが付着する接着膜の形態をとりうる。しかしながら、複数の半導体チップは、必ずしも直接的に補助キャリアに配置されなくてもよい。半導体チップを例えば、補助キャリアを被覆する接着層に配置すれば十分であり、その結果、半導体チップは補助キャリアに少なくとも間接的に搭載される。

【0030】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、例えば層間剥離によって補助キャリアを除去するステップを含む。これは好ましくは、パッケージ本体集合体の形成直後に行われるが、時間をおいて行われてもよい。

【0031】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、変換箔は、補助キャリアの除去後にパッケージ本体集合体および半導体チップに固着される。変換箔は好ましくは、パッケージ本体集合体の、補助キャリアが除去されるまで配置されていた面に形成される。すなわち、変換箔は、実質的に補助キャリアに取って代わる。

【0032】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、本方法は、複数の半導体チップを構造化された金属複合物に固着するステップを含む。オプトエレクトロニクス半導体チップは、互いに横方向に離間する。この場合、横方向は、構造化された金属複合物の主延在面に一致する。パッケージ本体集合体を複数のオプトエレクトロニクス半導体装置に個片化した後、各半導体装置は、構造化された金属複合物の少なくとも一部をリードフレームとして備える。

【0033】

本方法の少なくとも一実施形態によれば、変換要素は追加的に、変換要素の前面において封止材料で封止され、この場合、封止材料は透明である。本明細書において変換要素の前面とは、変換要素に接続された半導体チップとは反対側の面を意味するものと理解される。半導体チップの後面は反対に、半導体チップの、変換要素とは反対側の面を意味するものと理解される。

【0034】

少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体装置が電磁放射を発生させるために設けられた半導体チップを備える。

【0035】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、半導体装置は、半導体チップを横方向において取り囲むパッケージ本体を備える。

【0036】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、変換要素が半導体チップの上に配置されており、変換要素は、波長変換材料を含む。変換材料とは異なる封止材料からなる封止部が変換要素の少なくとも１つの側縁部に設けられている。封止部は例えば、金属層、特に金属反射層、吸収層、または非金属反射層を備えていてもよい。

【0037】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、パッケージ本体の側面は、個片化の痕跡を示している。

【0038】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、封止部の少なくとも１つの側面およびパッケージ本体の少なくとも１つの側面は、互いに面一に終端している。

【0039】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、半導体装置は後面に、半導体チップとの接触のための２つの接触子を備える。半導体装置の後面は、半導体装置の、半導体チップの後面に対応する面を意味するものと理解される。

【0040】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、半導体装置は追加的に、リードフレームを備える。２つの接触子は好ましくは、リードフレームの部分によって半導体装置の後面に形成されている。

【0041】

本オプトエレクトロニクス半導体装置の少なくとも一実施形態によれば、リードフレームは、半導体装置の少なくとも１つの側面の所々で露出している。

【0042】

上述の、オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法は、本オプトエレクトロニクス半導体装置の製造に特に適している。したがって、本方法に関連して記載した特徴は、本半導体装置にも使用され得、逆も同様である。

【0043】

さらなる特徴、構成、および好適な態様を、図と併せた例示的実施形態の以下の説明によって明らかにする。

【0044】

図において、同一の要素、同様の要素、または、同一の作用の要素には、同一の参照番号を付す。

【0045】

各図および図中に示した各要素の互いに対する大きさの比は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、平易な図示のために、かつ／または、理解しやすくするために、個々の要素、特に層の厚さは、誇張した大きさで示され得る。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1A】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1B】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1C】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1D】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1E】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1F】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1G】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1H】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図1I】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図2A】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図2B】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図2C】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図3A】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図3B】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図3C】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4A】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4B】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4C】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4D】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4E】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4F】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図4G】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図5A】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図5B】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図5C】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図5D】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【図5E】オプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の例示的実施形態を各中間ステップに基づいて示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

図１Ａ〜図１Ｉは、複数のオプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法の第１の例示的実施形態を示す。

【0048】

図１Ａに示すように、補助キャリア２を最初に設ける。例えば、自己粘着フィルムが補助キャリア２に適している。代替的に、半導体チップを仮止め接着剤によって固着してもよい。図１Ａに示す方法ステップでは、複数の半導体チップ４が直接的に補助キャリア２に固着される。半導体チップ４は、マトリックス状に配置され、互いに横方向に、すなわち補助キャリア２の主延在面に平行な方向に離間する。後続の説明は、電磁放射出射型の半導体装置の場合のものである。半導体チップは例えば、ルミネセントダイオード半導体チップ、例えば発光ダイオード半導体チップである。

【0049】

縦方向において、半導体チップ４は、前面４２と後面４４との間に伸長する。半導体チップ４はさらに、側面４６を備える。半導体チップ４は、前面４２が補助キャリア２に対向するように補助キャリア２に配置される。

【0050】

図１Ｂに示す次の方法ステップでは、隣接する半導体チップ４の間の領域を充填するパッケージ本体集合体８が圧縮成形法によって製造される。

【0051】

図１Ｃに示す次の方法ステップでは、パッケージ本体集合体８が、例えば研削等の機械的方法によって補助キャリア２とは反対側から薄膜化される。その結果、半導体チップ２の後面４４は露出する。さらに、補助キャリア２が層間剥離によって除去される結果、半導体チップの前面４２も露出する。

【0052】

半導体チップ４が後面４４の領域において露出するため、半導体チップ４の後側から半導体チップに接触することができる。図１Ｄでは一例として、半導体チップ４に電流を供給することができる前面接触子５２および後面接触子５４を示す。より良好に図形で表現するために、図１Ｃの構造が図１Ｄにおいて１８０°回転されている。後の半導体装置では、前面接触子５２および後面接触子５４の両方に、接触のために半導体装置の後側からアクセス可能である。

【0053】

図１Ｅにおいて、変換箔１０が、除去された補助キャリアに取って代わっている。変換箔１０は、この実施形態ではシリコーンからなる接着剤６によって半導体チップの前面４２およびパッケージ本体集合体８に接着接合される。代替的に、変換箔１０が接着層を備えてもよく、それにより半導体チップの前面４２およびパッケージ本体８に固着されうる（図示せず）。

【0054】

図１Ｆに示す次の方法ステップでは、変換箔１０は、変換要素１２の範囲を画定するトレンチ１４が変換箔１０に導入されることによって、切断されて変換要素１２を形成する。トレンチ１４は、この実施形態では変換箔１０およびシリコーン接着剤６を貫通してパッケージ本体集合体８内まで伸長し、したがって変換箔１０を完全に切断する。

【0055】

次いで金属コーティング膜１６が形成される。金属コーティング膜１６は、変換要素１２およびトレンチ１４を被覆する。この場合、フォトレジスト２２が、変換要素１２の、完成品の半導体装置において露出しかつ放射出口面として使用されるための領域に前もって被着される（図１Ｇ参照）。したがって、金属コーティング膜１６は、トレンチ１４の領域、すなわち変換要素１２の側縁部２０において封止部１８を形成する。この封止部は、変換要素１２を空気および水分の影響から保護する。

【0056】

金属コーティング膜１６の形成は好ましくは、変換材料への重大な損傷を防ぐために、トレンチ１４の形成から短時間で（例えば、１時間、好ましくは３０分以内）に行われる。

【0057】

次いで、所々に被着されたフォトレジスト２２は、適切な溶剤を使用して除去される。その結果、金属コーティング膜１６は、封止部１８として必要とされる領域に残存するのみである（図１Ｈ参照）。個片化して半導体装置１００を得るために、パッケージ本体集合体８は、個片化線２４に沿って切断される。これは例えば、機械的に（例えばソーイングによって）、化学的に（例えばエッチングによって）、および／またはコヒーレント放射（例えばレーザアブレーション）によって行われうる。

【0058】

得られる半導体装置１００は、それぞれ、少なくとも１つの半導体チップ４、側方封止部１８を有する１つの変換要素１２、およびパッケージ本体８２としてのパッケージ本体集合体の一部を備える（図１Ｉ参照）。さらに、オプトエレクトロニクス半導体装置１００は後面に、半導体チップ４の接触のための２つの接触子５２，５４を備える。

【0059】

パッケージ本体集合体の個片化の結果として、パッケージ本体８２の側面２４および封止部１８の側面２６は、個片化の痕跡を示している。さらに、封止部１８の側面２６およびパッケージ本体８２の側面２４は、互いに面一に終端している。

【0060】

図２Ａ〜図２Ｃに示す例示的実施形態は、図１Ａ〜図１Ｉに関連して説明した例示的実施形態に実質的に一致する。ここで、図２Ａは図１Ｆに対応している。図１Ｆに示すステップより前に行われる全ての方法ステップは、これら２つの例示的実施形態において一致する。

【0061】

図１Ｇに例示する方法ステップとは異なり、この実施形態では透明性コーティング膜がパリレン２８から（例えば、ラジカル重合によって）形成され、この透明性コーティング膜は、変換要素１２およびトレンチ１４を被覆する（図２Ｂ参照）。パリレン２８のコーティング膜は、トレンチ１４の領域、すなわち変換要素１２の側縁部２０においてのみならず、変換要素１２の前面３０全体に亘って封止部１８を形成する。この封止部は、変換要素１２を空気および水分の影響から保護する。コーティング膜は、例えばＡＬＤまたはＣＶＤによって、パリレンに代えて他の材料からも形成されうる。

【0062】

この実施形態でも、パッケージ本体８２の側面２４および封止部１８の側面２６は、完成した半導体装置１００において個片化の痕跡を示す（図２Ｃ参照）。さらに、封止部１８の側面２６およびパッケージ本体８２の側面２４は、互いに面一に終端する。

【0063】

図３Ａ〜図３Ｃに示す例示的実施形態も同様に、図１Ａ〜図１Ｉに関連して説明した例示的実施形態に実質的に一致する。ここで、図３Ａは図１Ｆに対応している。図１Ｆに示すステップより前に行われる全ての方法ステップは、これら２つの例示的実施形態において一致する。

【0064】

図１Ｇに示す方法ステップとは異なり、この実施形態では、図１Ｂに示すパッケージ本体集合体８を形成する先行する方法ステップで使用されたものと同じ材料がトレンチ１４に流し込まれる（図３Ｂ参照）。すなわち、パッケージ本体集合体８はこの場合、トレンチ１４を通って図３Ｂに示す組立品全体の前面まで伸長するように拡張される。パッケージ本体集合体８、すなわち個片化された半導体装置１００の後のパッケージ本体８２は、トレンチ１４の領域、すなわち変換要素１２の側縁部２０において封止部１８を形成する。この封止部１８は、空気および水分の影響から変換要素１２を保護する。パッケージ本体８２の側面２４は、この実施形態でも個片化の痕跡を示す（図３Ｃ参照）。

【0065】

図４Ａ〜図４Ｇは、複数のオプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法のさらなる例示的実施形態を示す。この実施形態は、図１Ａ〜図１Ｉに関連して説明した例示的実施形態に実質的に一致するが、補助キャリアが使用されない形態である。

【0066】

図４Ａに示す方法ステップでは、複数の半導体チップ４がこの実施形態では、構造化された金属複合体３２に固着される。この実施形態ではフリップチップの形態をとる半導体チップ４は、マトリックス状におよび横方向に配置される、すなわち構造化された金属複合物３２の主延在面に平行な方向に互いに離間する。構造化された金属複合物３２は、金属層であって、所々で切断されることによって複数の島状の金属構造部が形成された金属層から得られる。半導体チップ４は好ましくは、それぞれが２つの隣接する島状の金属構造部の上に配置されるように、構造化された金属複合物３２に固着される。

【0067】

図４Ｂに示す次の方法ステップでは、パッケージ本体集合体８がこの実施形態でも製造され、パッケージ本体集合体８は、隣接する半導体チップ４の間および隣接する島状金属構造部の間の領域に充填される。さらに、パッケージ本体集合体８は薄膜化され、その結果、半導体チップ４の前面４２は露出する。

【0068】

図４Ｃに示す次の方法ステップでは、図１Ｅと同様に、シリコーンからなる接着剤６を使用して変換箔１０が半導体チップの前面４２およびパッケージ本体集合体８に接着接合される。

【0069】

図４Ｄ〜図４Ｆに示す方法ステップは、図１Ｆ〜図１Ｈに示すステップに実質的に一致する。

【0070】

図４Ｄに示す方法ステップでは、変換箔１０はこの実施形態でも、変換要素１２の範囲を画定するトレンチ１４が変換箔１０に導入されることによって、切断されて変換要素１２を形成する。次いで金属コーティング膜１６が形成される（図４Ｅ参照）。金属コーティング膜１６は、変換要素１２およびトレンチ１４を被覆する。この場合、フォトレジスト２２が、変換要素１２の、完成品の半導体装置において露出しかつ放射出口面として使用されるための領域に前もって被着される。したがって、金属コーティング膜１６は、トレンチ１４の領域、すなわち変換要素１２の側縁部２０において封止部１８を形成する。この封止部は、変換要素１２を空気および水分の影響から保護する。

【0071】

次いで、所々に被着されたフォトレジスト２２は、適切な溶剤を使用して除去される。その結果、金属コーティング膜１６は、封止部１８として必要とされる領域に残存するのみとなる（図４Ｆ参照）。個片化して半導体装置１００を得るために、パッケージ本体集合体８は、個片化線２４に沿って分割される。

【0072】

得られる半導体装置１００は、それぞれ、少なくとも１つの半導体チップ４、側方封止部１８を有する１つの変換要素１２、およびパッケージ本体８２としてのパッケージ本体集合体の一部を備える（図４Ｇ参照）。オプトエレクトロニクス半導体装置１００はさらに、半導体装置の後側からの半導体チップ４の接触に適した２つのリードフレーム３４，３６であって、構造化された金属複合物３２を個片化時に分割することによって形成されるリードフレーム３４，３６を備える。

【0073】

パッケージ本体集合体の個片化の結果として、パッケージ本体８２の側面２４および封止部１８の側面２６は個片化の痕跡を示し、また、この例示的実施形態では、２つのリードフレーム３４，３６の側面３８も個片化の痕跡を示す。さらに、封止部１８の側面２６、パッケージ本体８２の側面２４、および２つのリードフレーム３４，３６の側面３８は、互いに面一に終端する。

【0074】

図５Ａ〜図５Ｅは、複数のオプトエレクトロニクス半導体装置の製造方法のさらなる例示的実施形態を示す。

【0075】

図５Ａに示すように、複数の半導体チップ４がこの実施形態でも直接的に補助キャリア２に固着される。先の例示的実施形態と異なり、最初に変換箔（図示せず）が変換要素１２に個片化され、変換要素１２は、半導体チップ４に固着される（図５Ｂ参照）。変換箔の変換要素１２への個片化は、変換箔／変換要素を半導体チップ４に固着する前に行っても固着した後に行ってもよい。

【0076】

図５Ｃに示す次の方法ステップでは、パッケージ本体集合体８が製造される。パッケージ本体集合体は、隣接する半導体チップ４の間の領域だけでなく、隣接する変換要素１２の間にも充填され、変換要素１２をその側縁部２０において封止する。このように封止は、パッケージ本体集合体８の形成時に行われる。変換要素１２の前面は既に露出しており、パッケージ本体集合体８によって被覆されない。したがって、パッケージ本体集合体８を補助キャリア２とは反対側から薄膜化する必要がない。

【0077】

図５Ｄに示す次の方法ステップでは、補助キャリア２は、層間剥離によって除去される。個片化して半導体装置１００を得るために、パッケージ本体集合体８はこの実施形態でも、個片化線２４に沿って分割される。

【0078】

得られる半導体装置１００は、それぞれ、少なくとも１つの半導体チップ４、１つの変換要素１２、および、パッケージ本体８２としてのパッケージ本体集合体の一部であって、同時に変換要素１２のための側方封止部１８にもなっているパッケージ本体集合体の一部を備える（図５Ｅ参照）。この実施形態でも、パッケージ本体集合体の個片化の結果として、パッケージ本体８２の側面２４は、個片化の痕跡を示す。

【0079】

本発明は、例示的実施形態を参照してなされた説明によって制限されるものではない。むしろ、本発明は、任意の新規な特徴および特徴の任意の組合せ（特に、請求項中の特徴の任意の組合せを含む）を、当該特徴または組合せ自体が請求項または例示的実施形態に明示的に特定されていないとしても包含するものである。

【0080】

本特許出願は、独国特許出願第１０２０１４１１４３７２．８号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図1H】

【図1I】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】