特表 2024-513337 オプトエレクトロニクス半導体部品の転送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-25

(54)【発明の名称】オプトエレクトロニクス半導体部品の転送方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20240315BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20240315BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20240315BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20240315BHJP

   H01L 33/54 20100101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

H01L33/48

H01L33/50

H01L33/58

H01L33/62

H01L33/54

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023557217

(86)(22)【出願日】2022-04-01

(85)【翻訳文提出日】2023-11-14

(86)【国際出願番号】 EP2022058758

(87)【国際公開番号】W WO2022207908

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】102021108397.4

(32)【優先日】2021-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ａｍｓ－ＯＳＲＡＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ－９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フォイファー アレクサンダー

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142AA32

5F142AA58

5F142AA82

5F142AA86

5F142BA32

5F142CA11

5F142CA13

5F142CB07

5F142CD02

5F142CG03

5F142CG05

5F142CG25

5F142CG32

5F142CG43

5F142DA12

5F142FA14

5F142FA26

5F142FA32

5F142FA34

(57)【要約】

本発明は、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアへ転送する方法であって、第１のキャリアに配置された少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品にパターニング可能な材料層を載せる工程と、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面上のパターニングされた材料層の部分領域がオプトエレクトロニクス半導体部品に割り当てられるように、少なくとも１つのパターニング可能な材料層をパターニングする工程と、パターニングされた材料層の部分領域の、オプトエレクトロニクス半導体部品とは反対側に位置する上面に転送ユニットを載置することを含む、転送ユニットを用いてオプトエレクトロニクス半導体部品を収容する工程と、オプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから持ち上げる工程と、第２のキャリアの第１の領域にオプトエレクトロニクス半導体部品を配置する工程であって、第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域がオプトエレクトロニクス半導体部品の上面を越えて突出する、工程と、第２のキャリアにオプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程と、を包含する方法に関する。
【選択図】 図４Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）を第１のキャリア（１０）から第２のキャリアへ転送する方法であって、
第１のキャリア（１０）にオプトエレクトロニクス半導体部品（１）を提供する工程と、
前記第１のキャリア（１０）に配置された前記少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）にパターニング可能な材料層（２０）を載せる工程と、
前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）の上面上のパターニングされた材料層の部分領域（１７）が前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）に割り当てられるように、前記少なくとも１つのパターニング可能な材料層（２０）をパターニングする工程と、
前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）の、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）とは反対側に位置する上面に転送ユニット（１２）を載置することを含む、前記転送ユニットを用いて前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を収容する工程と、
前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を前記第１のキャリア（１０）から持ち上げる工程と、
第２のキャリア（１１）の第１の領域（１８）に前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を配置する工程であって、前記第２のキャリア（１１）において前記第１の領域（１８）に隣接する少なくとも１つの第２の領域（１９）が前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）の前記上面を越えて突出する、工程と、
前記第２のキャリア（１１）に前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を固定する工程と、を包含する、方法。

【請求項2】

前記第１の領域（１８）に前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）が配置された後に、前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）の前記上面が前記少なくとも１つの第２の領域（１９）を越えて突出する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の領域（１８）は、キャビティ（１６）の底面を形成し、前記少なくとも１つの第２の領域（１９）は、前記キャビティ（１６）を形成する縁の表面を形成する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を固定する前記工程は、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を前記第２のキャリア（１１）に押し付けること、および任意的に、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を加熱することを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を固定する前記工程は、実質的に硬質のプレート（１４）を用いて実行され、前記プレート（１４）は、任意的に、硬度が異なる複数の層から形成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記第２のキャリア（１１）は、回路基板によって形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記第１のキャリア（１０）は、ウェハまたは成長基板によって形成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の領域（１８）はコンタクトパッド（１３）を含み、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）は前記コンタクトパッド（１３）に配置される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）の少なくとも一部を除去する工程をさらに包含する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記パターニング可能な材料層（２０）はフォトラッカを有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記パターニング可能な材料層（２０）は、少なくとも部分的に、例えばパリレンまたはシリコーンなどの透明材料を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記パターニング可能な材料層（２０）は、光変換粒子および／または光散乱粒子を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）は、周方向に見て前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を取り囲む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記パターニング可能な材料層（２０）を載せる前記工程は、スピンオンプロセス、スパッタコーティング、またはスピンコーティングを含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記方法を用いて、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品（１）が同時に前記第１のキャリア（１０）から前記第２のキャリア（１１）へ転送される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

オプトエレクトロニクス中間生成物（２１）であって、
少なくとも１つの第１の領域（１８）および前記第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域（１９）を有する回路基板（１１）と、
前記少なくとも１つの第１の領域（１８）に配置されている少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）と、
前記少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）の上面に配置されているパターニングされた犠牲層の部分領域（１７）と、を備え、
前記少なくとも１つの第２の領域（１９）が前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）の前記上面を越えて突出し、
前記パターニングされた犠牲層の前記部分領域（１７）の、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）とは反対側に位置する上面が前記少なくとも１つの第２の領域（１９）を越えて突出する、オプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項17】

前記第１の領域（１８）と前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）との間に配置されているコンタクトパッド（１３）をさらに含む、請求項１６に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項18】

前記パターニングされた犠牲層はフォトラッカを有する、請求項１６または１７に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項19】

前記パターニングされた犠牲層は、少なくとも部分的に、例えばパリレンまたはシリコーンなどの透明材料を有する、請求項１６～１８のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項20】

前記パターニングされた犠牲層は、光変換粒子および／または光散乱粒子を有する、請求項１６～１９のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この特許出願は、２０２１年４月１日の特許文献１の優先権を主張し、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアへ転送する方法に関する。特に、本発明は、オプトエレクトロニクス半導体部品と回路基板との間の電気的および機械的結合を作成する方法に関する。さらに、本発明は、特に、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアへ転送する方法中に生成され、続いてさらに加工されるオプトエレクトロニクス中間生成物に関する。

【背景技術】

【0003】

熱圧着接合は、例えば回路基板にオプトエレクトロニクス半導体部品を電気的および機械的に結合するための一般的な手法である。その際、例えば、大抵は硬質のプレートを用いて、オプトエレクトロニクス半導体部品の、回路基板とは反対側に位置する上面に力が加えられ、それによってオプトエレクトロニクス半導体部品が回路基板に押圧される。任意的に、それに加えてプレートを介してオプトエレクトロニクス半導体部品を加熱することができ、それにより回路基板に配置されたオプトエレクトロニクス半導体部品が回路基板と電気的および機械的に結合される。

【0004】

このような方法は、例えば特許文献２および非特許文献１から知られている。

【0005】

しかしオプトエレクトロニクス半導体部品が比較的深い空洞もしくはキャビティの中に転送されるか、またはオプトエレクトロニクス半導体部品が、垂直方向に見てオプトエレクトロニクス半導体部品を越えて突出する凸部または他の部材により取り囲まれる場合、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面に必要な圧力を加えることが難しい可能性がある。特に、大面積のプレートはオプトエレクトロニクス半導体部品を取り囲む凸部または他の部材とぶつかるだろうから、大面積のプレートを用いてオプトエレクトロニクス半導体部品の上面に必要な圧力を加えることは難しい可能性がある。したがって、それによって、回路基板とその上に配置されたオプトエレクトロニクス半導体部品との間の十分な電気的および機械的結合を作成するために必要な圧力をオプトエレクトロニクス半導体部品の上面に加えることができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０２１１０８３９７．４号明細書

【特許文献2】米国特許第８１００６０Ｂ２号明細書

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Myung Jin Yim, Kyung Wook Paik, ”Review of Electrically Conductive Adhesive Technologies for Electronic Packaging”

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、上記の問題に対処する、かつ少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアへ転送する方法、特に、高いトポグラフィ（例えば空洞）を有する表面にもオプトエレクトロニクス半導体部品を確実、簡単、かつ安価に載せることができる、オプトエレクトロニクス半導体部品と基板との間の電気的および機械的結合を作成する方法を提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の必要は、独立請求項１の特徴を有する方法によって、および独立請求項１６の特徴を有するオプトエレクトロニクス中間生成物で考慮される。本発明の実施形態および発展形態は従属請求項に記載される。

【0010】

少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアへ転送する本発明による方法は、
－第１のキャリアに少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を提供する工程と、
－第１のキャリアに配置された少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品にパターニング可能な材料層を載せる工程と、
－オプトエレクトロニクス半導体部品の上面上のパターニングされた材料層の部分領域がオプトエレクトロニクス半導体部品に割り当てられるように、少なくとも１つのパターニング可能な材料層を、特にエッチングプロセスの形態でパターニングする工程と、
－パターニングされた材料層の部分領域の、オプトエレクトロニクス半導体部品とは反対側に位置する上面に転送ユニットを載置することを含む、転送ユニット（例えばパンチ）を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品を収容する工程と、
－オプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから持ち上げる工程と、
－第２のキャリアの第１の領域にオプトエレクトロニクス半導体部品を配置する工程であって、第２のキャリアにおいて第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域がオプトエレクトロニクス半導体部品の上面を越えて突出する、工程と、
－第２のキャリアにオプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程と、を包含する。

【0011】

本発明の本質的な態様は、第２のキャリア上の表面トポグラフィをパターニングされた材料層によって補償することができ、それにより固定する工程中にオプトエレクトロニクス半導体部品に十分な圧力を加えることができるということにある。特に、材料層と半導体部品の厚さの合計を、この合計が第２の領域の高さと同じか、これより大きくなりさえするように選択することができる。それによって、オプトエレクトロニクス半導体部品がキャビティ内に配置されているか、または他の高い凸部または部材により取り囲まれていたとしても、オプトエレクトロニクス半導体部品と第２のキャリアとの機械的および電気的結合を向上させることができる。したがって、パターニングされた材料層の上面が取り囲む構造を越えて突出することにより、パターニングされた材料層によってオプトエレクトロニクス半導体部品とオプトエレクトロニクス半導体部品を取り囲む構造との間の高低差を補償することができる。それによって、パターニングされた材料層もしくはオプトエレクトロニクス半導体部品に所望の圧力を簡単かつ確実に加えることができる。

【0012】

パターニングされた材料層によって、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面上の出射構造を平坦化または平滑化することもできる。それによって、オプトエレクトロニクス半導体部品を持ち上げる工程、配置する工程、および固定する工程中に上面の損傷または侵食が低減される。このことは、特に、パターニングされた材料層の硬さがオプトエレクトロニクス半導体部品の個々の層より低いか、またはパターニングされた材料の硬さが、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面上の少なくとも出射構造より低い場合に当てはまる。

【0013】

いくつかの実施形態において、第１の領域にオプトエレクトロニクス半導体部品が配置された後に、パターニングされた材料層の部分領域の上面が少なくとも１つの第２の領域を越えて突出する。したがって、パターニングされた材料層の上面は、オプトエレクトロニクス半導体部品を取り囲む構造を越えて突出し得る。それによって、上面に容易にアクセスでき、例えば、実質的に硬質および大面積のプレートを用いて、パターニングされた材料層の上面に力を簡単に加えることができる。

【0014】

いくつかの実施形態において、第１の領域はキャビティの底面を形成し、少なくとも１つの第２の領域は、キャビティを形成する縁の表面を形成する。したがって、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を、第１の領域におけるキャビティ内に配置することができ、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品の上面はキャビティの中に配置されており、オプトエレクトロニクス半導体部品がキャビティ内に配置されている場合にこれを越えて突出しない。換言すると、キャビティもしくはオプトエレクトロニクス半導体部品は、オプトエレクトロニクス半導体部品の高さがキャビティの垂直方向の広がりより小さくなるように形成されており、かつキャビティ内に配置され得る。特に、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面が、キャビティを形成する縁の表面より下に位置することができる。例えば、オプトエレクトロニクス半導体部品の高さは、最大でもキャビティの垂直方向の広がりの１／２または最大でも３／４にしか相当し得ない。
キャビティを、例えば反射性に構成することができる。オプトエレクトロニクス半導体部品をキャビティもしくは空洞構造により取り囲むことができ、キャビティもしくは空洞構造の側壁を反射性に構成することができる。それによって、一方で、オプトエレクトロニクス半導体部品から放出される光の出力が大きい、改善された光案内が達成され、他方で、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品間のクロストークが防がれるか、または少なくとも格段に低減される。

【0015】

しかし第２の領域が、凸部の上面によって、または回路基板に配置されている別のコンポーネントの上面によって形成されていてもよい。オプトエレクトロニクス半導体部品の上面上のパターニングされた材料層なしには、それに対応して、第２の領域あるいは凸部または別のコンポーネントの上面が、パターニングされた材料層の上面に力を加える実質的に硬質のプレートとぶつかるかもしれない。しかしこのことは、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面上のパターニングされた材料によって防がれる。

【0016】

いくつかの実施形態において、オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程は、オプトエレクトロニクス半導体部品を第２のキャリアに押し付けることを含む。オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程は、任意的に、オプトエレクトロニクス半導体部品を加熱することをさらに含む。特に、オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程を、相応に、熱圧着接合（ＴＣＢ）プロセスのいくつかのステップにしたがって実行することができる。

【0017】

いくつかの実施形態において、オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程は、半導体部品および／または第２のキャリアにはんだシステムを載せること、および続いてはんだ付けすることを含む。

【0018】

いくつかの実施形態において、オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程は、実質的に硬質のプレートを用いて実行される。その際、プレートは、硬度が異なる複数の層から形成されていてもよい。特に、プレートの、オプトエレクトロニクス半導体部品の方を向いた層をプレートの他の層より軟質に設計することができる。プレートの、オプトエレクトロニクス半導体部品の方を向いた層をパターニングされた材料層の上面より軟質に形成することもできる。例えば、複数の層のうちの少なくとも１つがフォイル、特に軟質の、および任意的に一時的に載せられるフォイルによって形成されていてもよい。それによって、例えばオプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程中に、パターニングされた材料層の損傷または侵食を低減することができる。

【0019】

いくつかの実施形態において、第２のキャリアは、回路基板もしくはバックプレーンによって形成されている。特に、第２のキャリアを多層セラミック基板またはシリコンウェハによって形成されていてもよい。いくつかの実施形態において、電気接続部を載せた基板が形成されていてもよい。特に、第２のキャリアは薄膜トランジスタを含むことができる。

【0020】

第１のキャリアは、例えばウェハまたは成長基板によって形成されていてもよい。少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品は、例えば第１のキャリアに成長させられていてもよい。特に、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品が第１のキャリアに成長させられていて、第１のキャリアに互いに２μｍ～３μｍの間隔で配置されていてもよい。

【0021】

いくつかの実施形態において、第１の領域はコンタクトパッドを含み、オプトエレクトロニクス半導体部品はコンタクトパッドに配置される。コンタクトパッドの表面に導電性または非導電性の接着剤（等方的または異方的）を施すことができる。代替的に、コンタクトパッドとオプトエレクトロニクス半導体部品との間に接着剤なしで直接結合、特に金属－金属結合を行うことができる。コンタクトパッドにはんだが載せられること、およびオプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程がはんだプロセスを含むことも考えられる。

【0022】

いくつかの実施形態において、方法は、パターニングされた材料層の部分領域の少なくとも一部を除去する形態の別の工程を包含する。したがって、パターニングされた材料層またはパターニングされた材料層の少なくとも一部を、犠牲層の形態でオプトエレクトロニクス半導体部品に載せることができ、かつオプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程の後に、少なくとも部分的に再び除去することができる。その際、パターニングされた材料の部分領域の少なくとも一部を除去する工程を、溶剤、オゾン処理された水、プラズマ処理を使って、および／または灰化プロセスを使って行うことができる。

【0023】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパターニング可能な材料層をパターニングする工程は、パターニング可能な材料層にフォトパターニング可能なラッカ（Ｌａｃｋ）を載せること、および続いてオプトエレクトロニクス半導体部品の上面上のパターニングされた材料層の部分領域がオプトエレクトロニクス半導体部品に割り当てられるように、フォトパターニング可能なラッカおよびパターニング可能な材料層をパターニングすることを含む。フォトパターニング可能なラッカは、転送ユニットを用いてオプトエレクトロニクス半導体部品を収容する工程の前に再び除去することができるか、またはパターニング可能な材料層に残ることができる。

【0024】

いくつかの実施形態において、パターニング可能な材料層は犠牲層によって形成され、犠牲層は、オプトエレクトロニクス半導体部品に一時的にのみ配置されていて、オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程の後に少なくとも部分的に再び除去される。

【0025】

いくつかの実施形態において、パターニング可能な材料層自体がフォトパターニング可能なラッカ、特にフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）を有する。このことは、特に、パターニング可能な材料層が、オプトエレクトロニクス半導体部品に一時的にのみ配置されており、オプトエレクトロニクス半導体部品を固定する工程の後に少なくとも部分的に再び除去される場合に当てはまり得る。

【0026】

パターニングされた材料層を、例えば、それによって、オプトエレクトロニクス半導体部品を持ち上げる工程、配置する工程、および固定する工程中にオプトエレクトロニクス半導体部品の上面の損傷または侵食を低減できるように構成することができる。このことは、特に、パターニングされた材料層の硬さが、オプトエレクトロニクス半導体部品の個々の層より低いか、またはパターニングされた材料層の硬さが、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面より低い場合に当てはまり得る。

【0027】

パターニング可能な材料層は、例えば高圧および／または高温下で第２のキャリアにオプトエレクトロニクス半導体部品を固定するときに、パターニング可能な材料層もしくはオプトエレクトロニクス半導体部品が損傷しないように、例えば良好な温度安定性および／または圧力安定性の点で特徴的であり得る。

【0028】

いくつかの実施形態において、パターニング可能な材料層は、少なくとも部分的に、例えばパリレンまたはシリコーンなどの透明材料を有する。特に、パターニングされた材料層の、少なくとも部分的に透明な材料からなる少なくとも一部は、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面に永久的／恒久的に配置され得る。

【0029】

いくつかの実施形態において、パターニング可能な材料層は、光変換粒子および／または光散乱粒子を有する。この粒子または他の材料を光変換または光散乱のために用いることができる。それによって、例えば、オプトエレクトロニクス半導体部品の所望の光特性および所望の発光特性を達成することができる。

【0030】

いくつかの実施形態において、パターニングされた材料層の部分領域は、周方向に見てオプトエレクトロニクス半導体部品を取り囲む。したがって、パターニングされた材料層の部分領域は、オプトエレクトロニクス半導体部品の上面に配置されており、それに加えてオプトエレクトロニクス半導体部品をオプトエレクトロニクス半導体部品の周方向に取り囲む。特に、パターニングされた材料層の、少なくともオプトエレクトロニクス半導体部品を取り囲む部分は、オプトエレクトロニクス半導体部品に永久的／恒久的に配置されていて、かつ例えば光変換粒子および／または光散乱粒子を有することができる。

【0031】

いくつかの実施形態において、パターニングされた材料層の部分領域は、永久的／恒久的にオプトエレクトロニクス半導体部品に配置されている領域と、オプトエレクトロニクス半導体部品に一時的にのみ配置されている領域とを含む。

【0032】

いくつかの実施形態において、パターニング可能な材料層を載せる工程は、スピンオンプロセス、スパッタコーティング、またはスピンコーティング、もしくはそのために適した類似のプロセスを含む。

【0033】

いくつかの実施形態において、パターニング可能な材料層は良好な熱伝導率を有し、それによりパターニング可能な材料層の上面もしくはパターニングされた材料層の部分領域の上面に載せられ、かつ加熱されるプレートから少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品への良好な熱伝導が行われる。

【0034】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品は、オプトエレクトロニクス光源、特にＬＥＤによって形成されている。オプトエレクトロニクス半導体部品もしくはオプトエレクトロニクス光源のエッジ長（Ｋａｎｔｅｎｌａｅｇｅ）は、例えば、３００μｍ未満、特に１５０μｍ未満であり得る。これらの空間的広がりの場合、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品もしくはオプトエレクトロニクス光源を肉眼ではほとんど見ることができない。

【0035】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品はＬＥＤである。ＬＥＤを、特にミニＬＥＤと呼ぶことができ、そのエッジ長が、例えば２００μｍ未満、特に４０μ未満まで、特に２００μｍ～１０μｍの範囲である小型のＬＥＤである。他には１５０μｍ～４０μｍの範囲のものがある。

【0036】

ＬＥＤは、特に、エッジ長が７０μｍ～１０μｍの範囲である場合には、マイクロＬＥＤと呼ぶことも、μＬＥＤと呼ぶことも、またはμＬＥＤチップと呼ぶこともできる。いくつかの実施形態において、ＬＥＤの空間的寸法は９０×１５０μｍ、または空間的寸法は７５×１２５μｍであり得る。

【0037】

ミニＬＥＤまたはμＬＥＤチップは、いくつかの実施形態において、パッケージ化されていない半導体チップであり得る。パッケージ化されていないとは、チップがその半導体層の周りに、例えばダイなどのハウジングを有していないことを意味し得る。いくつかの実施形態において、パッケージ化されていないとは、チップが有機材料を全く含まないことを意味し得る。したがって、パッケージ化されない部品は、共有結合に炭素を含む有機化合物を含まない。

【0038】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品は、特定の色の光を放出することができる光源によって形成されている。いくつかの実施形態において、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品は、光を、例えば赤色、緑色、青色、および黄色などの異なった色で放出するように形成されていてもよい。しかし少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品は、センサ、特に光感知センサによって形成されていてもよい。

【0039】

いくつかの実施形態において、上記の方法を用いて、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品が同時に第１のキャリアから第２のキャリアへ転送される。特に、上記の方法を用いて、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品を同時に第２のキャリアに、例えばＴＣＢプロセスの形態で硬質のプレートを用いて固定することができる。

【0040】

本発明によるオプトエレクトロニクス中間生成物は、少なくとも１つの第１の領域および第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域を有する回路基板と、少なくとも１つの第１の領域に配置されている少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品と、を含む。パターニングされた材料層もしくは犠牲層の部分領域は、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品の上面に配置されている。その際、少なくとも１つの第２の領域がオプトエレクトロニクス半導体部品の上面を越えて突出し、パターニングされた材料層もしくは犠牲層の部分領域の、オプトエレクトロニクス半導体部品とは反対側に位置する上面は、少なくとも１つの第２の領域を越えて突出する。

【0041】

特に、オプトエレクトロニクス中間生成物は、上記の方法の中間生成物であり得る。中間生成物は、特に少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアへ転送する方法中に生成され、続いてさらに加工され得る。

【0042】

いくつかの実施形態において、オプトエレクトロニクス中間生成物は、第１の領域とオプトエレクトロニクス半導体部品との間に配置されているコンタクトパッドをさらに含む。

【0043】

いくつかの実施形態において、パターニングされた材料層もしくは犠牲層はフォトラッカ（Ｐｈｏｔｏｌａｃｋ）を有する。しかしパターニングされた材料層は、別の、再び簡単に除去可能な材料によって形成されていて、したがってキャリアにオプトエレクトロニクス半導体部品を固定した後に再び簡単に除去することができる犠牲層を形成することができる。

【0044】

いくつかの実施形態において、パターニングされた犠牲層は、少なくとも部分的に、例えばパリレンまたはシリコーンなどの透明な材料を有する。

【0045】

いくつかの実施形態において、パターニングされた犠牲層は、光変換粒子および／または光散乱粒子を有する。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】オプトエレクトロニクス半導体部品の断面図およびオプトエレクトロニクス半導体部品の簡略化した図である。

【図2】オプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアに転送する方法の方法工程の図である。

【図3】オプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアに転送する別の方法の方法工程の図である。

【図4A】提案される原理のいくつかの態様によるオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアに転送する方法の方法工程の図である。

【図4B】提案される原理のいくつかの態様によるオプトエレクトロニクス半導体部品を第１のキャリアから第２のキャリアに転送する方法の方法工程の図である。

【図5A】提案される原理のいくつかの態様によるオプトエレクトロニクス半導体部品の断面図である。

【図5B】提案される原理のいくつかの態様によるオプトエレクトロニクス半導体部品の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しながら詳しく説明する。

【0048】

以下の実施形態および実施例は、提案される原理による異なった態様とそれらの組み合わせを示す。実施形態および実施例は必ずしも縮尺通りではない。また、個々の態様を強調するために、いくつかの部品が拡大または縮小して示されることがある。当然のことながら、本発明による原理に不利な影響を及ぼすことなく、図に示された実施形態および実施例の個々の態様と特徴を互いに組み合わせることができる。いくつかの態様は、規則的な構造または形状を有する。実際には、理想的な形状からわずかに逸脱する可能性があるが、発明概念と矛盾しないことに注意すべきである。

【0049】

さらに、個々の図、特徴、および態様は、必ずしも正確な大きさで示されていず、個々の部品間の関係は必ず正確である必要はない。いくつかの態様および特徴は、これらが拡大して示されることにより強調される。しかし、部品に関連して「上」、「上方」、「下」、「下方」、「より大きい」、「より小さい」などの用語は図に正確に示される。したがって、部品間のそのような関係を、図をもとにして導き出すことが可能である。

【0050】

図１は、オプトエレクトロニクス半導体部品１もしくはＬＥＤチップの断面図、およびＬＥＤチップの簡略化した図を示す。その際、ＬＥＤチップは、ｎ型ドーピングされた半導体材料の層（ｎ層）２とｐ型ドーピングされた半導体材料の層（ｐ層）３を有する半導体積層体と理解することができる。ドーピングでは、半導体結晶が異原子で的確に「汚染」され、半導体結晶の導電性が変化する。このことがｎ層における電子過剰とｐ層における電子欠乏（正孔）につながる。半導体結晶に順方向に相応の電流が印加されると直ちに、ｎ層２の過剰電子がｐ層３の方向に移動する。過剰電子はいわゆる活性ゾーン４においてｐ層３の正孔に衝突する。移動した電子と正孔がそこで再結合を始める。この再結合によってエネルギーが発生し、このエネルギーは閃光（フォトン）の形態で放射し、光波の形態で半導体結晶から出る。活性ゾーン４は、層として、しかしさらに量子井戸として、多重量子井戸として、量子ドット構造で、または放射再結合するように設計された別の構造で形成されていてもよい。

【0051】

ｐ層の下方に、同時にミラーとしても機能し得る第１の電気コンタクト５が形成されており、第１の電気コンタクト５にコンタクトパッド６が形成されている。半導体積層体の上面には第２の電気接点７が形成されており、それにより２つのコンタクトを介してＬＥＤチップに電気エネルギーを供給することができる。それに加えて、半導体積層体は、その上面に光出射構造８を有し、この光出射構造を用いてＬＥＤチップの光出射効率を高めることができる。その際、第２の電気接点７は、光出射構造８の構造にならい、したがって、その上面にも対応する構造を有するように形成されている。それに加えて、半導体積層体は、半導体積層体（Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒｓｔａｐｅｌ）を包み込む誘電材料９を有する。

【0052】

このようなオプトエレクトロニクス半導体部品１の簡略化した図示が図中右に示され、この図示は他の図において使用される。

【0053】

図２は、オプトエレクトロニクス半導体部品１を第１のキャリア１０から第２のキャリア１１へ転送する方法の方法工程を示す。その際、第１の工程において、転送ユニット（例えばパンチ）１２を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１が第１のキャリア１０から持ち上げられ、続いて、第２の工程において、転送ユニットもしくはパンチ１２を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１が第２のキャリア１１において、そのために設けられたコンタクトバッド１３に配置される。

【0054】

次いで、次の工程において、ＴＣＢプロセスを用いて、例えばシリコーン製のプレートなどのプレート１４を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１の上面に所定の圧力が加えられることにより、第２のキャリア１１にオプトエレクトロニクス半導体部品１が固定される。それに加えて任意的に、プレート１４を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１を加熱することもでき、それにより、オプトエレクトロニクス半導体部品１と第２のキャリアとの間に十分に良好な機械的および電気的結合が作成される。最終生成物が図中下に示される。

【0055】

図３は、オプトエレクトロニクス半導体部品１を第１のキャリア１０から第２のキャリア１１へ転送するための別の方法の方法工程を示す。しかし図１に示される方法とは異なり、第２のキャリア１１が凸部１５もしくは凸部１５によって形成されるキャビティ１６を有する。第２の工程において、転送ユニット１２を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１が第２のキャリア１１においてそれぞれ１つのキャビティ１６内のそれぞれそのために設けられたコンタクトパッド１３に配置される。

【0056】

しかし、オプトエレクトロニクス半導体部品１を越えて突出する凸部１５により、先の図に示されるようにＴＣＢプロセスを用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１を第２のキャリア１１に固定することは可能でない。オプトエレクトロニクス半導体部品１の上面に圧力を加えようとすると、先の図に示されるプレート１４は凸部１５とぶつかり、それによりオプトエレクトロニクス半導体部品がコンタクトパッド１３に押し付けられることも、プレート１４を介して加熱されることもない。このことは、オプトエレクトロニクス半導体部品１と第２のキャリア１１もしくはコンタクトパッド１３との間の結合が、転送ユニット１２を用いてオプトエレクトロニクス半導体部品１を配置する工程のみによって作成されるということにつながる。しかしそれによって、オプトエレクトロニクス半導体部品１と第２のキャリア１１との間に十分に良好な機械的および電気的結合を達成することができない。

【0057】

図４Ａおよび図４Ｂは、提案される原理のいくつかの態様によるオプトエレクトロニクス半導体部品１を第１のキャリア１０から第２のキャリア１１へ転送する方法の方法工程を示す。その際、図４Ａによれば、第１の工程において、第１のキャリア１０に互いに離間して配置される多数のオプトエレクトロニクス半導体部品１の上面にパターニング可能な材料層２０が載せられる。続いて、この材料層２０が、例えばフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングされ、それによりオプトエレクトロニクス半導体部品の上面上のパターニングされた材料層の部分領域１７のみが各オプトエレクトロニクス半導体部品１に割り当てられる。

【0058】

次の工程において、転送ユニット１２を用いて複数のオプトエレクトロニクス半導体部品１が収容され、第２のキャリア１１へ転送される。この事例では、例示的に２つのオプトエレクトロニクス半導体部品１が収容され、第２のキャリア１１へ転送される。オプトエレクトロニクス半導体部品１は、第２のキャリアでは、それぞれキャビティ１６内のそれぞれそのために設けられたコンタクトパッド１３に配置される。その際、オプトエレクトロニクス半導体部品１の高さはキャビティ１６を形成する凸部１５より小さく、それによりオプトエレクトロニクス半導体部品１の上面がそれぞれキャビティ内部に入る。凸部１５の上面と比較して、オプトエレクトロニクス半導体部品１の上面は、凸部に対して、いわば下方にオフセットされている。その際、キャビティ１６のそれぞれの底は、第１の領域１８を形成し、凸部１５の上面は、それぞれ第２の領域１９を形成する。それに対応して、オプトエレクトロニクス半導体部品１もしくはコンタクトパッド１３は、第１の領域１８に配置され、第２の領域１９は、それぞれオプトエレクトロニクス半導体部品１の上面を越えて突出する。

【0059】

パターニングされた材料層の部分領域１７は、部分領域１７の上面が凸部１５の上面の上方、もしくは第２の領域１９の上方に位置するような高さを有する。続いて、オプトエレクトロニクス半導体部品１は、ＴＣＢプロセスを用いて、パターニングされた材料層の部分領域１７の上面にプレート１４を用いて所定の圧力が加えられることにより第２のキャリア１１に固定される。任意的に、それに加えてプレート１４を用いて、パターニングされた材料層の部分領域１７を介してオプトエレクトロニクス半導体部品１を加熱することができ、それによりオプトエレクトロニクス半導体部品１と第２のキャリアとの間に十分に良好な機械的および電気的結合が作成される。

【0060】

図４Ｂにおいて上に示されるように、生成された中間生成物２１は、特に回路基板の形態の第２のキャリア１１と、第２のキャリアにおいてそれぞれコンタクトパッド１３もしくは第１の領域１８に配置されている第２のオプトエレクトロニクス半導体部品１とを含む。第２のキャリア１１にはオプトエレクトロニクス半導体部品１を越えて突出する凸部１５が形成されており、それにより凸部１５の上面もしくはそれぞれ１つの第２の領域１９がオプトエレクトロニクス半導体部品１の上面を越えて突出する。パターニングされた材料層もしくは犠牲層の部分領域１７はそれぞれオプトエレクトロニクス半導体部品１の上面に配置され、それによりパターニングされた材料層もしくは犠牲層の部分領域１７の上面がそれぞれ第２の領域１９を越えて突出する。

【0061】

次の工程において、図４Ｂにおいて下に示されるように、パターニングされた材料層の部分領域１７を除去することができるが、部分領域は、少なくとも部分的オプトエレクトロニクス半導体部品１に残ることもできる。

【0062】

このような事例は、例えば図５Ａおよび図５Ｂに示される。その際、パターニングされた材料層の部分領域１７は、第２のキャリア１１にオプトエレクトロニクス半導体部品１を固定する工程の後に、オプトエレクトロニクス半導体部品１に残るように構成されている。したがって、パターニングされた材料層の部分領域１７は、オプトエレクトロニクス半導体部品１に恒久的に残ることができる。パターニングされた材料層の部分領域１７は、特に光成形または光散乱特性を有することができる。このことは、一方ではパターニングされた材料層の部分領域１７の形状（ここでは例示的に台形の形状）によって、または材料層中の光散乱粒子によって達成することができる。

【0063】

図５Ｂに示されるように、パターニングされた材料層の部分領域１７は、周方向に見てオプトエレクトロニクス半導体部品１を取り囲むように構成されてもよい。このことは、材料層が光変換粒子を有する場合に、オプトエレクトロニクス半導体部品から側方に放出される光も材料層を通過しなければならず、それにより光を変換できるため、特に有利であり得る。

【符号の説明】

【0064】

１ オプトエレクトロニクス半導体部品
２ ｎ層
３ ｐ層
４ 活性ゾーン
５ 第１の電気コンタクト
６ コンタクトパッド
７ 第２の電気コンタクト
８ 光出射構造
９ 誘電材料
１０ 第１のキャリア
１１ 第２のキャリア
１２ 転送ユニット
１３ コンタクトパッド
１４ プレート
１５ 凸部
１６ キャビティ
１７ 部分領域
１８ 第１の領域
１９ 第２の領域
２０ 材料層
２１ オプトエレクトロニクス中間生成物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【手続補正書】

【提出日】2023-11-14

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）を第１のキャリア（１０）から第２のキャリアへ転送する方法であって、
第１のキャリア（１０）にオプトエレクトロニクス半導体部品（１）を提供する工程と、
前記第１のキャリア（１０）に配置された前記少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）にパターニング可能な材料層（２０）を載せる工程と、
前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）の上面上のパターニングされた材料層の部分領域（１７）が前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）に割り当てられるように、前記少なくとも１つのパターニング可能な材料層（２０）をパターニングする工程と、
前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）の、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）とは反対側に位置する上面に転送ユニット（１２）を載置することを含む、前記転送ユニットを用いて前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を収容する工程と、
前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を前記第１のキャリア（１０）から持ち上げる工程と、
第２のキャリア（１１）の第１の領域（１８）に前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を配置する工程であって、前記第２のキャリア（１１）において前記第１の領域（１８）に隣接する少なくとも１つの第２の領域（１９）が前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）の前記上面を越えて突出する、工程と、
前記第２のキャリア（１１）に前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を固定する工程と、を包含し、
前記第１の領域（１８）に前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）が配置された後に、前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）の前記上面が前記少なくとも１つの第２の領域（１９）を越えて突出する、方法。

【請求項2】

前記第１の領域（１８）は、キャビティ（１６）の底面を形成し、前記少なくとも１つの第２の領域（１９）は、前記キャビティ（１６）を形成する縁の表面を形成する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を固定する前記工程は、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を前記第２のキャリア（１１）に押し付けること、および任意的に、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を加熱することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を固定する前記工程は、実質的に硬質のプレート（１４）を用いて実行され、前記プレート（１４）は、任意的に、硬度が異なる複数の層から形成されている、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第２のキャリア（１１）は、回路基板によって形成されている、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のキャリア（１０）は、ウェハまたは成長基板によって形成されている、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１の領域（１８）はコンタクトパッド（１３）を含み、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）は前記コンタクトパッド（１３）に配置される、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）の少なくとも一部を除去する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記パターニング可能な材料層（２０）はフォトラッカを有する、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記パターニング可能な材料層（２０）は、少なくとも部分的に、例えばパリレンまたはシリコーンなどの透明材料を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記パターニング可能な材料層（２０）は、光変換粒子および／または光散乱粒子を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記パターニングされた材料層の前記部分領域（１７）は、周方向に見て前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）を取り囲む、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記パターニング可能な材料層（２０）を載せる前記工程は、スピンオンプロセス、スパッタコーティング、またはスピンコーティングを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記方法を用いて、複数のオプトエレクトロニクス半導体部品（１）が同時に前記第１のキャリア（１０）から前記第２のキャリア（１１）へ転送される、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

オプトエレクトロニクス中間生成物（２１）であって、
少なくとも１つの第１の領域（１８）および前記第１の領域に隣接する少なくとも１つの第２の領域（１９）を有する回路基板（１１）と、
前記少なくとも１つの第１の領域（１８）に配置されている少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）と、
前記少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体部品（１）の上面に配置されているパターニングされた犠牲層の部分領域（１７）と、を備え、
前記少なくとも１つの第２の領域（１９）が前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）の前記上面を越えて突出し、
前記パターニングされた犠牲層の前記部分領域（１７）の、前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）とは反対側に位置する上面が前記少なくとも１つの第２の領域（１９）を越えて突出する、オプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項16】

前記第１の領域（１８）と前記オプトエレクトロニクス半導体部品（１）との間に配置されているコンタクトパッド（１３）をさらに含む、請求項１５に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項17】

前記パターニングされた犠牲層はフォトラッカを有する、請求項１５に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項18】

前記パターニングされた犠牲層は、少なくとも部分的に、例えばパリレンまたはシリコーンなどの透明材料を有する、請求項１５に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【請求項19】

前記パターニングされた犠牲層は、光変換粒子および／または光散乱粒子を有する、請求項１５に記載のオプトエレクトロニクス中間生成物。

【国際調査報告】