絶縁性接続媒体を用いた電気伝導性接続部
第１表面６を有する第１部品５と、第２表面９を有する第２部品８と、前記第１部品５の前記第１表面６と前記第２部品８の前記第２表面９との間の接続層７と、を備えるデバイスであって、前記接続層７は、電気絶縁性接着剤を含み、前記第１部品５の前記第１表面６と前記第２部品８の前記第２表面９との間には、電気伝導性コンタクトがある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１表面を有する第１部品と、第２表面を有する第２部品と、第１部品の第１表面と第２部品の第２表面との間の接続層と、を備えるデバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの部品を、機械的に、電気的に、又は／且つ熱的に、互いに接続することは、例えば半田又は接着剤等からなる接続層を用いる方法を採用することで、可能になる。一般に、導電性接着剤又は金属半田は、例えば特許文献１に記載されるように、電気伝導性接続を得ようとする場合に使用される。一方、電気絶縁性接着剤は、電気絶縁性接続のために使われる。しかし、比較的高いプロセス温度であるため、半田の使用が、必ずしもいつも可能ではない。さらに、導電性接着剤の使用は、一般に、電気絶縁性接着剤と比較すると、フィラーを含むため、高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９０５７９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的の１つは、両者の間に電気伝導性接続が形成される２つの部品の間に電気絶縁性接続層を備えるデバイスについて詳述することである。本発明の別の目的は、そのような接続部の製造方法について詳述することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの目的は、請求項１の特徴を含むデバイスによって達成される。その他の請求項は、有利なデバイスの形状及び方法に関する。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、デバイスは、特に、第１表面を有する第１部品と、第２表面を有する第２部品と、を備え、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つは、地形学的な（topographic）表面構造を有し、
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）は、電気絶縁性接続層（７）を介して、前記第２部品（８）の前記第２表面（９）に接続され、
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）と前記第２部品（８）の前記第２表面（９）との間に、前記地形学的な表面構造を介して、電気伝導性コンタクトがある。
【０００７】
“部品”なる用語は、完成された部品だけでなく、例えばＬＥＤ（light-emitting diodes）又はレーザーダイオードのような、基板又はエピタキシャル連続層も意味することを、ここに指摘しておく。例えば前記接続層により接続される前記第１部品及び前記第２部品は、上位の第３部品を形成し、又はそのような第３部品の部分となる。
【０００８】
それに関し、地形学的な表面構造を有する表面は、微視的な又は／且つ肉眼で見える高さのプロファイルを持つ。この場合、高さプロファイルは、全表面上、又は表面の一乃至複数の部分領域上に、その表面と平行な一方向に又は双方向に、規則的に又は不規則に拡張することができる。
【０００９】
さらに、第１表面及び第２表面の両方が地形学的な表面構造を持つことは可能となり得る。この場合、それら地形学的な表面構造は、少なくとも１つの部分領域において、同一、類似、又は異なることがある。
【００１０】
デバイスの一実施形態では、地形学的な表面構造が、第１表面及び／又は第２表面の粗さにより生じる。これは、特に、例えば第１表面と第２表面との異なる粗さに起因して、第１表面が有する地形学的な表面構造が、第２表面が有する地形学的な表面構造と異なることを意味し得る。第１表面の地形学的な表面構造と第２表面の地形学的な表面構造とは、同一又は類似となることが好ましい。これは、特に粗さ及び最高点から最下点まで（peak-to-valley）の高さが、第１表面と第２表面とで、互いに同一又は少なくとも類似であることを意味し得る。
【００１１】
デバイスの一実施形態では、部品の２つの表面の間に、十分薄い接続層が、電気伝導性接続層よりも、電気絶縁性接続層によってより有利に得られる。これは、電気絶縁性接続層が電気絶縁性接着剤を有すれば、特に可能となり得る。これはさらに、電気絶縁性接続層が、電気絶縁性接着剤、電気絶縁性接着剤の混合物、又は別の電気絶縁性添加物と電気絶縁性接着剤の混合物からなること、を意味し得る。電気絶縁性接着剤、電気絶縁性接着剤の混合物、又は別の電気絶縁性添加物と電気絶縁性接着剤の混合物は、例えば電気絶縁性接着剤が電気伝導性のフィラーを有さないという事実から、電気伝導性接着剤を使用する場合と比較して、有利となり得る。電気伝導性接着剤では、使用するときに、フィラーのため、数十μｍの範囲の接着剤の厚さが、必要になる。比較すると、例えば電気絶縁性接着剤を用いれば可能であるような、非常に薄い接続層により、接続層の熱抵抗は、より大きな厚みを有する接続層と比較して、有利に低減される。一例として、例えば全結合領域が平坦で、且つ、１Ｋ／Ｗ以下の熱負荷の場合には、１００ｎｍの厚みを持つ電気絶縁性接着剤を有する電気絶縁性接続層が、熱伝達抵抗に寄与し得る。その結果、第１部品と第２部品との間に、良好な熱的連結を確保することが可能になる。特に、電気絶縁性接着剤は、０．２〜０．４Ｗ／ｍＫの範囲内、特に２４℃で０．２９３Ｗ／ｍＫ、４５℃で０．３１０Ｗ／ｍＫ、６６℃で０．３２４Ｗ／ｍＫの、熱伝導率を有し得る。
【００１２】
デバイスの別の一実施形態では、電気絶縁性接続層が、電気絶縁性接着剤を有する。このことは、特に接続層が電気伝導性のフィラーを有しないこと、を意味し得る。したがって、例えばフィラーを含む電気伝導性接着剤による半導体チップの電気的なコンタクト接続と比較すると、電気伝導性のフィラー無しに電気絶縁性接続層を使用するとき、フィラー又はその成分で生じ得るマイグレーションに対して警戒する必要がなくなり得る。これは、特に銀を含むフィラーを使用するとき、半導体チップの機能性が、銀が半導体チップの機能層に入り込むことによるマイグレーションで制限され得るため、その限りにおいて有利となり得る。さらに、電気伝導性のフィラー無しに電気絶縁性接続層を使用することは、例えば金フィラーを含む（gold-filled）電気伝導性接着剤が製造コストを高め得ることからも、有利となり得る。加えて、一般的な電気伝導性接着剤は、例えば薄膜ＬＥＤの製造で使われるようなプロセスの化学物質と融和しないことが多い。
【００１３】
半田の使用と比較して、例えば電気絶縁性接着剤を有する電気絶縁性接続層を使用することは、特に電気絶縁性接続層が半田プロセスと比較して非常に低い温度で処理されるという利点を生む。半田接続は、金属接続を生じさせるため、２００℃以上のプロセス温度を必要とすることが多い。このことは、必ずしも、接続されるべき部品の要求と両立しない。加えて、例えば電気絶縁性接着剤を有する電気絶縁性接続層では、例えば半田接続の場合に時折必要となるような、拡散障壁による機能層の分離に関して、また機能層の保護のための追加の経費が不要となり得る。
【００１４】
第１部品又は第２部品又は両方は、例えば基板、ウェハ、ガラスキャリア、ヒートシンク、エピタキシャル連続層、又は半導体チップとすることができる。半導体チップは、例えばＬＥＤ（light-emitting diode）チップ、レーザダイオードチップ、又は有機ＬＥＤ（organic ＬＥＤ）もしくは半導体ＬＥＤ（semiconductor-based LED）のような他の光電子部品等である。したがって、接続層の横方向の広がりは、ウェハの大きさからチップコンタクトの大きさまでの範囲、及びより狭い範囲に、達し得る。
【００１５】
特に、作動中、電磁放射線が生成される活性ゾーンを有するエピタキシャル連続層は、第１部品として使うことができる。そして、ガラス基板又はウェハのようなキャリアは、第２部品として使うことができる。これら２つの部品の相互の接続は、例えば薄膜半導体チップの製造中において、好都合である。
【００１６】
薄膜半導体チップは、特に次の特徴的な要素の少なくとも１つを特徴とする。
−反射層は、放射線生成エピタキシャル連続層の、キャリアに面する第１主要領域に設けられ又は形成され、前記反射層は、エピタキシャル連続層で生成される電磁放射線の少なくとも一部を反射して後者の中に戻す。
−エピタキシャル連続層は、領域内でほぼ２０μｍ又はそれ以下、特にほぼ１０μｍの厚さを有する。
−エピタキシャル連続層は、エピタキシャル連続層において理想的に放射の近似エルゴード分布（an approximately ergodic distribution）へ導く混合構造を有する少なくとも１つの領域を有する少なくとも１つの半導体層を含む。すなわち、それは、可能な限りエルゴード的確率散乱挙動（ergodically stochastic scattering behavior）を有する。
【００１７】
薄膜ＬＥＤチップの基本原理は、例えばI.Schnitzer et al.,Appl.Phys.Left.63(16),October 18,1993,2174-2176に記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。
【００１８】
薄膜半導体チップの場合、放射線生成エピタキシャル連続層の成長基板は、除去され、又は薄くされ得る。そして、そのエピタキシャル連続層は、別のキャリアに移ることができる。キャリアとエピタキシャル連続層との接続は電気伝導性を有するべきであるから、特に本件において、薄膜半導体チップに適する場合、その接続は、キャリアを介して薄膜半導体チップとのコンタクトを形成することができるように、設計される。さらにこれは、結果的に、作動中に後者で生じる熱を、エピタキシャル連続層から効果的に放散することができる程度の低い温度抵抗となるくらい電気絶縁性接続層を十分薄くすることができる、という利点を生む。特に、キャリアとエピタキシャル連続層との非電気伝導性の接続で、エピタキシャル連続層の、キャリアから離れた側からコンタクト接続する可能性が必要になる場合もあり得る。しかしこの場合、エピタキシャル領域の追加の消費及びこれに関連する低経済の点で問題が生じるだろう。
【００１９】
さらに、第１部品は、例えば一側に少なくとも２つの電気的なコンタクト領域を有し得るエピタキシャル連続層などの、半導体連続層を含み得る。第２部品は、同様に、少なくとも２つの電気的なコンタクト領域を有し得る、例えば基板又はリードフレームなどの、キャリアとなり得る。それぞれの場合、第１部品及び第２部品の、少なくとも２つの電気的なコンタクト領域は、それぞれ同一の又は異なる電気的極性を有し得る。例として、第１部品は、上記のように、薄膜半導体チップのための、パターニングされたエピタキシャル連続層、又は、いわゆるフリップチップ実装（flip-chip mounting）のための、半導体チップとなり得る。この第１部品は、異なる電気的極性を有する２つの電気的コンタクト領域によって、一側を第２部品と電気的に接続することができる。
【００２０】
さらに、ここに記載される接続によれば、ＬＥＤチップ又はレーザダイオードチップのような、光電子半導体チップを、ヒートシンク又は部品のハウジングに固定することも可能である。
【００２１】
より好ましい一実施形態では、第１表面又は第２表面は、窪みを有する。この場合、窪みは、第１部品の第１表面だけに、又は第２部品の第２表面だけに、又は両方の表面に接続されるように、形成することができる。
【００２２】
別の一実施形態では、第１部品の第１表面及び／又は第２部品の第２表面は、接合領域を有する。接合領域には、電気絶縁性接着剤を付けることができ、また、電気伝導性接続層を形成することもできる。この場合、第１表面及び／又は第２表面の窪みは、各接合領域の周囲に配置されることが好ましい。窪みは、接着剤のための収集貯液部（collecting reservoirs）として役に立つものであることが好ましい。結果として、過度に適用されて、接合領域から排出された接着剤が、収集貯液部へ流れ込み、そこに残ることが可能になる。この場合、さらに複数の窪みを、規則的又は不規則に離れて間隔を空けるように、配置することができる。
【００２３】
より好ましい一実施形態では、窪み又は受貯液部（receiving reservoirs）は、均一の配置を有する。均一な又は規則的な配置は、有利となり得る。例えばエピタキシャル連続層を製造するためのプロセスにおいて、フォトマスクにより窪みを形成することが可能となり得るからである。また、均一な又は規則的な配置により、エピタキシャル領域の縮小を避けることが可能となり得るからである。
【００２４】
有利には、少なくとも１つの表面は、パターニングされた表面を有し得る。この場合、パターニングは、例えばマイクロプリズムパターニング（microprism patterning）又はマイクロリフレクタパターニング（microreflector patterning）により行うことができる。この場合、例えばエッチングにより製造されるマイクロプリズム又はマイクロリフレクタに基づいて、窪み又は収集貯液部を形成することができる。
【００２５】
窪み又は収集貯液部は、例えばメサトレンチとして、又はメサトレンチの各部として、形成することができる。メサトレンチは、例えばエピタキシャル連続層又はその部分を貫通する。この場合、窪みの深さは、エピタキシャル連続層の厚さに一致するか、それよりも小さい。さらに、その深さは、メサトレンチの幅により与えられ得る幅を有する。これらは、例えば後述するシンギュレーション（singulation）のようなプロセスステップ等により、順番に、予め決めることができる。この場合、その窪みが、排出された接着剤の全てを受け入れるために十分な大きさの体積を有していれば、有利になり得る。一方、窪み又は収集貯液部の体積、及び得られる接続層の厚さは、最大限活用されるような、接着層のための条件を提供することができる。例えば、その窪み又は収集貯液部が、ほぼ１０００μｍの隙間と、ほぼ４０μｍのトレンチ幅と、例えばほぼ７μｍのエピタキシャル連続層の厚さに一致する深さと、を有するメサトレンチにより形成されれば、有利になり得る。結果として、ほぼ０．５μｍの厚さが、接着層への適用に有利であることが分かっている。
【００２６】
別の一実施形態では、窪み又は収集貯液部を、表面又は表面の一領域の粗さ（凸凹）により提供することができる。
【００２７】
別のより好ましい一実施形態では、接続層の平均厚さは、概ね第１表面及び／又は第２表面の地形学的な表面構造の大きさである。これは、特に接続層の平均厚さが、概ね第１表面及び／又は第２表面の粗さの大きさ又は最高点から最下点までの高さである、ことを意味する。
【００２８】
粗さは、表面の高さ変化のＲＭＳ値（rms value）を示すために用いることができる。ＲＭＳ値は、表面の高さプロファイルの、表面の平均高さからの距離の自乗平均の平方根として定義される。表面の高さプロファイルは、例えば原子間力顕微鏡（atomic force microscope）により、表面の一乃至複数の抜粋領域内の高さプロファイルを記録することにより、決定することができる。例えば触針式表面形状測定法（stylus profilometry）又は白色光干渉法（white light interferometry）で感知し、原子間力顕微鏡により得られた表面の高さプロファイルから、高さプロファイルの算術的平均をはじめとする平均高さを決定することが可能である。決められた平均高さ及び高さプロファイルにより、ＲＭＳ値を、表面粗さの値として決定することができる。
【００２９】
接続層の厚さは、第１表面の平均高さと第２表面の平均高さとの距離として定義される。
【００３０】
これにより、表面又は表面の一領域の粗さは、例えば金属−半導体の電気的コンタクト層又は金属反射層等の、金属層堆積中に得られる自然な粗さと一致し得る。
【００３１】
表面又は表面の一領域の粗さは、例えばフォトリソグラフィパターニング又はサンドブラストのような方法により、増加し得る。さらに、粗さの増加は、例えば小さな気相成長速度且つ／又は高い基板温度のような、適切な堆積条件の選択を通じて、実現し得る。
【００３２】
このように、十分薄い接続層は、例えば第１表面の地形学的な表面構造の高い領域が直接、第２表面と接触する、且つ／又は第１表面と第２表面とを逆にして接触する、という事実のおかけで、特に構成要素の表面間に電気伝導性のコンタクトを確保することができる。特に第１表面の地形学的な表面構造の高い領域は、直接、第２表面の地形学的な表面構造の高い領域と接触することができる。第１表面及び／又は第２表面の地形学的な表面構造が、第１表面及び／又は第２表面の粗さにより提供されれば、それら地形学的な表面構造の高い領域は、特に第１表面の粗さの最高点及び／又は第２表面の粗さの最高点を含み得る又は一致し得る。そしてさらに、第１表面の粗さの最高点と第２表面の粗さの最高点とは、互いに直接接触する場合がある。
【００３３】
特に好ましい別の一実施形態では、少なくとも接合領域内における第１表面及び／又は第２表面の厚さが、少なくとも数ナノメートルである。
【００３４】
別の一実施形態では、第１表面及び第２表面は、それらが少なくとも部分的に電気伝導性を有するように、形成される。特に好ましくは、少なくとも接合領域の一部が、電気伝導性をもって、形成され得る。さらに、特に地形学的な表面構造の少なくとも部分的な領域を、電気伝導性を持つように形成することも可能である。
【００３５】
電気伝導性を持つように形成された第１表面及び／又は第２表面は、例えば金属からなる。しかしこれに限らず、そうした第１表面及び／又は第２表面は、電気伝導性をもって形成されるように、ＴＣＯ（Transparent Conductive Oxide）を含む、又はＴＣＯからなることもある。
【００３６】
別の一実施形態では、接続層を形成する電気絶縁性接着剤は、例えばＮＭＰ（N-methyl-pyrrolidone）、１−メチル−２−ピロリジノン（1-methyl-2-pyrrolidinone）、アセトン（acetone）、イソプロパノール（isopropanol）、エタノール（ethanol）、及び／又はメタノール（methanol）のような溶剤に対して耐溶解性を有する。さらに、ＫＯＨ（potassium hydroxide）、ＮａＯＨ（sodium hydroxide）、りん酸（phosphoric acid）等に対する耐アルカリ性及び／又は耐酸性が、有利になり得る。
【００３７】
電気絶縁性接着剤は、典型的なプロセス真空度に関しては、好ましくは０．１mbar〜数百mbar、より好ましくは１００mbarを適切な真空度とし、且つ／又は、２００℃以上を安定温度とする。こうした特徴は、一般に、後のプロセスステップ中の要件及び／又は後の部品の使用に関して、有利になり得る。特に、使用される接続技術は、習慣的なプロセスステップ、及びデバイスの製造工程で使用される化学物質と互換性があるべきである。加えて、接続層は、デバイス又は各部品の機能に関して、不利な影響を生じさせるべきではない。特に、溶剤のアウトガス、可塑剤、又は他の成分に起因して、不利な影響が生じなければ、有利になり得る。
【００３８】
別の一実施形態では、電気絶縁性接着剤が、ＵＶ（紫外線）硬化可能な接着剤である。これは、接続層が、少なくとも一側から、光学的にアクセス可能であれば、有利になり得る。例えば部品が透明であれば、透明な部品の上記の側から、接続層にＵＶ光を照射することができる。
【００３９】
特に好ましい一実施形態では、電気絶縁性接着剤が、ＢＣＢ（Bisbenzo CycloButene）を含む、又はＢＣＢからなる。ＢＣＢのプロセス特性は、文献T.Takahashi, Proc. 3rd Japan International SAMPE Symposium(1993), pp. 826-833に記載されている。この点についての開示内容は、参照により編入される。ＢＣＢは、例えば水のような副次的な生成物を生じることなく硬化して、極わずかな量しか減少しない、という利点を持つ。
【００４０】
第１表面を有する第１部品と第２表面を有する第２部品との間の電気伝導性接続部を製造する方法は、前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つが、地形学的な表面構造を有し、一実施形態では、
前記第１表面及び／又は前記第２表面へ電気絶縁性接続層を設ける工程と、
互いに関して前記第１表面と前記第２表面とを位置決めする工程と、及び、
前記第１表面と前記第２表面との間に前記地形学的な表面構造を介して電気的伝導性コンタクトが生じるまで、前記第１部品及び／又は前記第２部品へ力を加える工程と、
を含む。
【００４１】
上記方法の一実施形態では、第１表面及び第２表面が、地形学的構造を有する。
【００４２】
上記方法の別の一実施形態では、地形学的構造が、例えばエッチング又は研削のような方法により製造される。
【００４３】
上記方法の別の一実施形態では、接続される第１表面及び第２表面の少なくとも１つの窪みの製造が、例えばエッチング又は研削のような侵食パターニングにより、且つ／又は例えばエンボス加工のような塑性加工により、行われる。この場合、異なる手法により、異なる窪みを、１つの部品又は両方の部品に生じさせることができる。
【００４４】
上記方法の別の一実施形態では、例えば電気絶縁性接着剤等の電気絶縁性接続層が、パターニングされて形成される。これは、例えばインクジェット印刷又はスクリーン印刷のような印刷手法により、可能である。この場合、少なくとも１０μｍ程度の厚さを有する接続層がスクリーン印刷により形成され、約１０μｍ以下の接続層が、インクジェット印刷により形成されることで、有利となり得る。さらに、例えばスタンプ法を利用することも可能である。
【００４５】
別例として、例えば電気絶縁性接着剤等の電気絶縁性接続層は、例えばスピンコーティングにより、又は気相成長により、パターニングしないで形成することもできる。別の実施形態では、パターニングしないで形成される接続層が、その形成後にパターニングされる。パターニングは、例えば少なくとも１つの表面の少なくとも部分的な領域が、又は少なくともその全領域が、接続層に関して異なる濡れ性を有する、という事実から可能となり得る。異なる濡れ性は、例えば少なくとも１つの表面の部分的な領域又は少なくともその全領域の改質により、実現し得る。これに代えて又は追加して、例えば光により接続層をパターニングすることができれば、有利となり得る。露出は、例えばフォトマスクにより行うことができる。あるいは、レジストマスクを使って、例えば乾式又は湿式の化学エッチングにより、接続層をパターニングすることも可能である。
【００４６】
好ましい一実施形態では、形成後の接続層は、１０ｎｍ〜１００μｍの厚さを有する。形成後の接続層が１００ｎｍ〜１０μｍの厚さを有していれば、より有利となり得る。形成後の接続層が５００ｎｍ〜５μｍの厚さを有していれば、特に有利となり得る。この場合、形成後の接続層の厚さが、接続層の粘性及び／又はパターニングに、且つ／又は第１表面及び／又は第２表面の粗さに、依存する。
【００４７】
上記方法の特に好ましい一実施形態では、少なくとも１つの部品又は両方の部品に対して、その力を加えた後、接続層の厚さが、概ね第１表面及び／又は第２表面の粗さの大きさ又は最高点から最下点までの高さの大きさになるように、力が加えられる。これにより、接続層の厚さが減少する。これは、特に力を加えた後、少なくとも接続される両表面の粗さ最高点が互いに接触する程度まで、接続層の厚さが減少したことを意味する。
【００４８】
上記方法の別の一実施形態では、１〜４０ｋＮの範囲内の力が、２０〜７８ｃｍ２の領域に加えられる。
【００４９】
さらなる利点、有利な実施形態、及び発明の発展は、各図に関連して以下に記載される実施形態例から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｃ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｄ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｅ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｆ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図２】第１の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図３】第２の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図４Ａ】第３の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図４Ｂ】第４の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図５】第５の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ａ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｂ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｃ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｄ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｅ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
上記実施形態例及び各図では、同一の又は同様にふるまう構成要素が、それぞれ同一の参照符号で示されている。図面中の要素及びそれら要素同士の大きさの関係は、原則、実際の寸法とみなすべきではない。むしろ、例えば層の厚さ又は粗さのような、個々の要素は、より適した代表例となるように、且つ／又は説明の便宜上、強調した大きさで示されることがある。
【００５２】
図１Ａ〜図１Ｆに関する実施形態例では、薄膜半導体チップを製造するプロセス手順において、第１部品としてのエピタキシャル連続層が、接続層により、第２部品としてのキャリアウェハに接続される。
【００５３】
図１Ａに関する放射線を発する薄膜半導体チップを生成するため、エピタキシャル連続層２が、例えばＳｉＣ又はサファイア基板等の適切な成長基板１にエピタキシャル成長される。そのエピタキシャル連続層は、活性ゾーン３、さらに機能層４を含む。活性ゾーン３では、作動中、放射線が発せられる。放射線を発するため、活性ゾーン３は、例えばｐｎ接合、ダブルヘテロ構造、単量子井戸（single quantum well）、又はＭＱＷ（multiple quantum well）を有する。この場合、量子井戸構造は、量子化の次元に関する限定を含まない。したがって、量子井戸構造には、とりわけ、量子井戸、量子細線（quantum wires）、量子ドット（quantum dots）、又はそれらの構造の組合せも、含まれる。ＭＱＷ構造の例は、国際公開第０１／３９２８２号パンフレット、米国特許第５８３１２７７号明細書、米国特許第６１７２３８３号明細書、及び米国特許第５６８４３０９号明細書に記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。
【００５４】
さらに、反射層５は、エピタキシャル連続層２の、成長基板１から離れた側に設けられる。その反射層は、活性ゾーン３で発せられた放射線を反射する。それは、上記成長基板１から離れた側でエピタキシャル連続層２から出現して再びエピタキシャル連続層２に戻るだろう。この場合、反射層５は、Ａｕ、Ａｌ、又はＡｇ、又は３つの金属の合金を含み、独立した１つの層として、又は他の材料からなる層を含む連続層として、存在し得る。通常の薄膜半導体チップのエピタキシャル連続層２の厚さの合計は、数μｍ〜数十μｍの範囲内にある。
【００５５】
図１Ｂに関する続くステップでは、接続層７が、反射層５の、成長基板１から離れた側６に設けられる。この場合における上記の側は、第１部品の表面として機能する。この場合、反射層５の、成長基板１から離れた側６のマイクロプリズムパターニングを、事前のパターニング（prepatterning）として、有効に利用することができる。このことは、国際公開第０２／１３２８１号パンフレットに記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。マイクロプリズムのための切り抜きは、例えばその上に反射層５が堆積され得る半導体層の中にエッチング形成することができる。反射層５により、エピタキシャル連続層２とのコンタクトを形成することを可能にするため、反射層５は、電気伝導性材料から形成されることが好ましい。接続ステップの後に続き、数多くのプロセスステップが実行されるため、とりわけ、耐溶解性、適切な真空度、及び／又は温度の安定性を有し、さらには続く全てのプロセス及びワークステップと互換性がある接続媒体を必要とする。接続層７にとって適切な材料の１つは、例えばＢＣＢである。ＢＣＢ（bisbenzocyclobutene）は、例えばダウコーニング（Dow Corning）社製の商標名Cyclotene 3022-xxから、得られる。ここで、xxは、メシチレン溶媒中の予備重合されたＢＣＢモノマー（prepolymerized BCB monomers）の割合を明示する。ＢＣＢは、フォトレジストのように、スピンされることで、０．５〜１０μｍの範囲内の厚さをよく再現でき、一般に、接続すべき表面によく付着する。Cyclotene 3022-35又はCyclotene 3022-46を使用することで、それぞれ例えばその形成中に、約１．０〜約２．３μｍ又は約２．４〜約５．５μｍの層厚を達成することから、この使用が有利であることが分かる。
【００５６】
ＢＣＢフィルムの形成後、適宜、チタンマスクを用い、ＲＩＥ（reactive ion etching）により、そのＢＣＢフィルムを、パターニングすることができる。
【００５７】
別例として、Cyclotene 4022-xxを使用することで、例えばxx＝３５又はxx＝４６によりフォトパターニングが可能（photopatternable）になることから、この使用が有利であることが分かる。それとともに、それぞれ例えばその形成中に、約２．６〜約５．２μｍ又は約７．３〜約１４．２μｍの層厚を達成する。
【００５８】
これに代えて又は加えて、接続層７も、エピタキシャル連続層２に接続されるように、キャリア基板８に設けられる。
【００５９】
図１Ｃに関する続く製造ステップでは、第２表面９を有する第２部品としてのキャリア基板８が、エピタキシャル連続層２に対して所望の相対位置になるように、接続層７上に配置される。キャリア基板８にとって適切な材料は、例えばシリコン又は金属のような電気伝導性材料、又は電気伝導性表面を有する電気絶縁性材料である。結果として、続く方法ステップでは、キャリア基板８により、簡単な方式で、電気的なコンタクトをエピタキシャル連続層２に形成することが可能になる。
【００６０】
図１Ｄに関する続く製造ステップでは、力１０が、エピタキシャル連続層２で終わる反射層５の、及びキャリア基板８の、接続すべき表面６、９に対して実質上垂直に加えられる。結果として、接続層７の厚さは、例えば図２に示す実施形態例によれば、エピタキシャル連続層２で終わる反射層５の、及びキャリア基板８の、表面６、９の地形学的な表面構造の接触により、電気伝導性コンタクトが形成される程度まで、減少する。この場合、表面６、９の地形学的な表面構造は、有利には、図２の実施形態例に示されるように、粗さ最高点２０、２１になり得る。
【００６１】
このように、図１Ｅによると、厚さが減少した接続層７は、広い範囲内で自由に選ぶことができる温度範囲により、適度な圧力で、硬化する。この場合、約２０〜約７８ｃｍ２の領域に対して約１〜約４０ｋＮの力が、適切であることが示される。
【００６２】
ＢＣＢは、例えば約１５０〜約２００℃の範囲の温度で、硬化し得る。この場合、約１５０℃で約１２時間、又は約２００℃で約０．５時間、硬化させることが、特に有利であることが示される。さらに、低温、例えば約１５０℃で約３分間、事前硬化（pre-curing）を行うこと、また、より高い温度、例えば約２００℃で約２分間、事後硬化（post-curing）を行うことで、有利となり得る。
【００６３】
接続層７の機械的負荷容量及び温度安定性に関する良好なプロセス互換性により、上記デバイスを、さらに処理することができる。良好なプロセス互換性は、続くプロセスステップが、特に接続層から、制限を受けない、又は不利な影響を受けない、という事実により明らかにされる。例えば接続層は、後の真空中のプロセスステップにとって不利なアウトガスがないことにより、エッチングプロセスに対する安定性により、また、後のプロセスステップの温度を有する接続層の互換性により、例えば本発明に係る接続層を有する半導体チップの製造方法に関して不利な影響が生じないようにすることを可能にし得る。
【００６４】
成長基板１は、研削により、薄膜化され又は完全に除去される。続く方法ステップでは、エピタキシャル連続層２とのコンタクトを形成するためのボンディングパッド１２が、キャリア基板８から離れたエピタキシャル連続層２の表面１１に設けられる（図１Ｆ参照）。電気的コンタクトは、半導体チップ１３との間に形成され得る。これは、リード線により得られる。リード線は、キャリア基板８及びボンディングパッド１２とのコンタクトを形成する。例えばリードフレームのような適切なキャリア基板上の半導体チップ１３の配置は、図３〜図５の実施形態例に示される。
【００６５】
図示される方法は、成長基板上にエピタキシャル連続層を有する４インチエピタキシャルウェハの、キャリアウェハに対する大領域接続に使用される。
【００６６】
図１Ａ〜図１Ｆに図示される方法及びエピタキシャル連続層のパターニングは、例えば４インチキャリアウェハから、概ね約５００００の薄膜半導体チップを生成することを可能にする。薄膜半導体チップの電気的コンタクト接続は、キャリアウェハにより、薄膜半導体チップの各々について、検査し、確かめることができる。
【００６７】
さらに、評価により、例えば本発明に係る方法により製造され、約９００００μｍ２の接続層領域を有するチップが、少なくとも約７００μｍ２のコンタクト位置領域を持っていることを確かめることができた。
【００６８】
キャリアウェハと薄膜半導体チップとの間の電気的コンタクト抵抗は、別の通常の半田接続と比較して、増加しない。
【００６９】
図１Ｆに関する実施形態例とは違い、半導体チップ１３との電気的コンタクトは、反射層５の、キャリア基板８に面する側６上のキャリア基板８を介して、またエピタキシャル連続層２の、キャリア基板８から離れた側１１上のボンディングパッド１２を介しても形成されず、エピタキシャル連続層２の一側上だけの電気的コンタクトパターンを介して形成される。電気的コンタクトパターンは、電気絶縁性接着剤からなる接続層７により、例えば伝導性テープパターン上のリード線パターンと電気的にコンタクト接続される。いわゆるフリップチップ実装は、例えば欧州特許出願公開第０９０５７９７号明細書に記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。この場合、実装され、電気的コンタクト接続される薄膜半導体チップ１３は、反射するように形成されるコンタクト５を有し、例えば伝導性テープ上等のリード線上へ配置される。そこには、受液溝として働く適切な窪み４０が、反射するように形成されたコンタクト５のパターニングにより提供される。電気絶縁性接着剤は、本発明に係る接続層７として使用される。上記接着剤は、実装プロセスでの変動の結果としての短絡回路（short circuit）が基本的に避けられる、という利点を生む。例えば半導体チップの側領域、いわゆるチップフランク（chip flanks）を覆うような過剰な適用接着剤によってもエピタキシャル連続層の短絡回路を生じさせないことが可能になる。
【００７０】
本発明に係るデバイスの一例が、図２に関する実施形態例に示される。この場合、第１部品５の第１表面６及び第２部品８の第２表面９が、それぞれ地形学的な表面構造２２、２４を有する。地形学的な表面構造２２、２４は、例えば原子間力顕微鏡による測定で、高さプロファイルとして決定され得る。表面２２の平均高さライン２６及び表面２４の平均高さライン２７は、部品５、８の表面６、９を明示することができる。平均高さライン２６と平均高さライン２７との間の距離は、接続層７の厚さ２８を定義する。図示される実施形態例では、表面構造２２、２４が、例えば粗さ最高点のような丘部（elevations）２０、２１を有し、その間には、窪みが配置され得る。図示されるように、それらの丘部は、例えば粗さプロファイルがパターニングされない場合などに、不規則に配置され得る。別例（図示せず）として、それらの丘部を、少なくとも部分的な領域で規則的に配置することもできる。
【００７１】
第１部品５は、実施形態例１Ａから、例えば反射層を有するエピタキシャル連続層となり得る。そこでは、第１表面が、反射層の、エピタキシャル連続層から離れた側となり、第２部品８がキャリア基板となり得る。別例として、第１部品５は、例えば後の実施形態例の１つに係る薄膜半導体チップ等の半導体チップ１３ともなり得る。そこでは、例えば後の図に示されるように、第１表面６が、キャリア基板の、エピタキシャル連続層から離れた側となり得る。また、第２部品８が、表面実装可能な部品のハウジングのリードフレーム、又は半導体チップ１３にとって適切な他の基板となり得る。
【００７２】
力１０を加えることにより、部品５、８は、２つの表面６、９の地形学的な表面構造の丘部２０、２１が互いに接触するまで、互いに近づけられる。２つの部品５、８の表面６、９間の電気伝導性コンタクトは、これら互いに接触する丘部２０、２１により形成される。電気的コンタクトの全抵抗が小さいほど、より多くのコンタクトポイントが形成される。この場合、接続層の厚さ２８は、概ね地形学的な表面構造２２、２４の高さプロファイル、換言すれば、例えば表面６、９の粗さに相当する。
【００７３】
電気的コンタクトが部品５、８間に形成された状態で、接続層７は、接続層を形成する電気絶縁性接続媒体が丘部２０、２１間に配置されるように、成形され得る。これにより、部品５、８間の密着したコンタクトが確保される。
【００７４】
図３に関する実施形態例は、例えば方法１Ａ〜１Ｆに関連して製造された薄膜半導体チップ等の半導体チップ１３の実装を含む。上記チップは、表面実装可能な部品３０に取り付けられている。表面実装可能な部品３０は、例えばプラスチックからなるハウジング３１と、表面実装可能な部品３０の、例えばプリント回路基板上への実装及び電気的コンタクト接続を可能にするリードフレーム３２と、を備える。一側に取り付けられる半導体チップ１３は、実施形態例１Ｆに係る薄膜半導体チップの場合において、キャリア基板８の、エピタキシャル連続層２から離れた側から、電気絶縁性接着剤からなる接続層７により、ハウジング３１内のリードフレーム３２へ取り付けられ、電気的及び熱的に、リードフレーム３２と結合される。この場合、リードフレーム３２は、リード線として作用するだけでなく、半導体チップ１３で生じる熱を放散させるためのヒートシンクとしても役に立つ。特に電気伝導性接着剤の典型的な金属フィリング無しで、薄い電気絶縁性接続層７を使用することにより、その熱を特によく放散させることができる。
【００７５】
図１Ａ〜図１Ｆに示される実施形態例に係る方法に関連して、同様のプロセスパラメータで、ＢＣＢからなる接続層を有利に使用することが可能になる。取り付け、換言すれば、例えばリードフレーム３２への半導体チップ１３の配置は、時間的及び空間的に、接続層７の硬化から分離して行うことができる。
【００７６】
図４Ａに関する実施形態例は、リードフレーム３２上に実装された半導体チップ１３を示す。ここでは、リードフレーム３２、典型的には金属製テープが、接続層７の電気絶縁性接着剤のための窪み４０を有するように、エンボス加工により変形している。半導体チップ１３がリードフレーム３２へ配置される時、接続層７の厚さを減少させるように、プレスによる力が、接続層７として適用される接着剤に圧力を加える。この場合、接続層７に含まれる余分な接着剤は、接着剤のための収集貯液部として機能する窪み４０へ押し出される。この場合、接合領域４１内の接着剤の厚さは、電気伝導性コンタクトが半導体チップ１３とリードフレーム３２との間に生じるまで減少する。収集貯液部として機能する窪み４０により、排出された余分な接着剤は、実装すべき半導体チップ１３の周囲に生じない。これは、半導体チップ１３を、クリーンに、伝導性テープ３２上にコンタクト接続及び実装することを可能にする。
【００７７】
図４Ｂに関する実施形態例では、実施形態１Ｆに関する実装すべき半導体チップ１３が、接着剤のための収集貯液部として役に立つ窪み４０を有する。上記窪み４０は、キャリア基板８の、エピタキシャル連続層２から離れた側のパターンによっても、また、結晶学的なエッチング作用を含む研削プロセスの相互作用の結果として生じる粗さによっても、提供され得る。
【００７８】
コンタクトは、ボンディングパッド１２により、例えば半導体チップの、リードフレームから離れた側に、図４Ａの実施形態例に関する半導体チップ１３、又は図４Ｂの実施形態例に関する半導体チップ１３を用いて、形成され得る。別例として、半導体チップの両側についてのコンタクト接続の可能性は、半導体チップの、伝導性テープ３２に面する側でフリップチップ実装する場合に、提供され得る（図示せず）。また、ボンディングパッド１２の付属品は、割愛し得る。
【００７９】
図５に関する実施形態例では、放射線を発する半導体チップ１３が、透明な電気伝導性酸化物（Transparent Conductive Oxide、略してＴＣＯ）を含む、又はＴＣＯからなる層５１に覆われた透明な基板５０に実装される。ＴＣＯｓは、透明な電気伝導性材料、一般には、例えば酸化亜鉛（zinc oxide）、酸化スズ（tin oxide）、酸化カドミウム（cadmium oxide）、酸化チタン（titanium oxide）、酸化インジウム（indium oxide）、又はインジウムスズ酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）のような、金属酸化物である。並んで、例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３のような、２成分の金属−酸素化合物、例えばＺｎ２ＳｎＯ４、ＣｄＳｎＯ３、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、又はＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２のような、３成分の金属−酸素化合物、又は異なる透明な導電性酸化物の混合物も、ＴＣＯｓのグループに属する。さらに、ストイキオメトリーな組成に一致する必要はなく、ｐ型又はｎ型のドーピングをしてもよい。半導体チップ１３は、ＵＶ光で硬化し得る電気絶縁性接着剤からなる接続層７により、透明な基板５０に固定される。この場合、図１Ａ〜図１Ｆに示される実施形態例の方法に関連して生じ得る半導体チップ１３は、キャリア基板８が基板５０に面するように、基板に配置される。キャリア基板は、有利には透明に形成され、ガラス又は他の透明な材料を含む又はこれらからなる。結果として、半導体チップ１３により発せられる放射線は、半導体チップ１３のキャリア基板８を通って、また、接続層７、層５１、及び透明な基板５０を通って、発せられ得る。接続層７を設け、半導体チップ１３を位置決めした後、力を加えることにより、図２の実施形態例に示されるように、例えば両部品の地形学的な表面構造の、粗さ最高点等の複数の丘部の間の接触ポイントの配列により電気伝導性コンタクトが半導体チップ８と層５１との間に形成されるまで、半導体チップと層５１との間の距離が減少する。また、電気絶縁性接着剤は、例えばＵＶ光の使用により硬化し得、透明な基板５０の上記の側から接続層７へ光を当てられ得る。電気的コンタクトは、例えば一乃至複数の金属を含む、又は一乃至複数の金属からなるコンタクト位置を介して、形成され得る。そのようなコンタクト位置は、特に適切な半導体チップからの距離で、層５１上の、例えば半導体チップ１３の傍に配置され得る（図示せず）。
【００８０】
半導体チップの、基板５０から離れ、マイクロプリズムパターニングを有し得る側は、例えば同様の方式でコンタクト接続し得る。この場合、ガラスを含む又はガラスからなる別の透明な基板５２は、例えば加えて、半導体チップ１３の基板５０から離れた側に配置され得る。透明な基板５２は、ＴＣＯを含む又はＴＣＯからなる電気伝導性層５３で覆われ得る。半導体チップ１３の電気伝導性層５３への電気伝導性接続は、同様に接続層７を介してなされ得る。さらに、例えば電気絶縁性接着剤のような電気絶縁性材料からなる接続層７を使用することにより、半導体チップ１３の上記の側の領域１３１、１３２に接合する領域５４が、接続層材料で満たされる。半導体チップの短絡回路は、電気絶縁性接続層材料を使用することにより避けられる。
【００８１】
別例として、基板５０は、不透明であってもよく、基板５２は、透明であってもよい。
【００８２】
図６Ａは、２つの電気的コンタクト領域５１、５２を有する第１部品５を備える実施形態例を示す。第１部品５は、図示される一例にすぎないが、この場合には、一側上に電気的コンタクト領域５１、５２を介して電気的コンタクトがなされ得るエピタキシャル連続層として、形成される。この目的では、第１部品５が、連続的な第１表面６を有する。これは、電気的コンタクト領域５１、５２により、電気的に接続され得る。図示される実施形態例では、電気的コンタクト領域５１、５２が、異なる極性を有する。別例として、電気的コンタクト領域５１、５２は、第１表面６上に、パターニングされたコンタクト領域５１、５２を介して、１つの極性だけに関して第１部品の電気的接続がなし得るような、同一の電気的極性も有し得る。別例として、第１表面６は、同一の又は異なる極性を有する２つ以上の電気的コンタクト領域を有し得る。
【００８３】
第１部品５は、２つの電気的コンタクト領域８１、８２を有するキャリアである第２部品８上に配置される。この場合、そのキャリアは、キャリア基板として、又は例えば第２表面を有するリードフレームとして、形成され得る。これは、第１表面６上に、電気的コンタクト領域５１、５２の数と一致する電気的コンタクト領域８１、８２を有する。別例として、第２表面９上の電気的コンタクト領域は、第２表面上の１つ以上の電気的コンタクト領域とのコンタクトもなし得る。また、逆も同様である（図示せず）。
【００８４】
第１部品５は、固定され、表面６及び９間に配置された接続層７により、第２部品８上に電気的コンタクト接続される。この場合、接続層７は、先の実施形態例と同様に形成され、例えばＢＣＢ等の電気絶縁性接着剤を有する。
【００８５】
電気的コンタクト領域８１、８２の上の電気的コンタクト領域５１、５２の配置、及び、各々の表面６及び９の粗さ最高点が互いに接触し得るまでの接続層７の厚さの縮小により、電気的コンタクト領域５１及び８１と電気的コンタクト領域５２及び８２との間の電気的コンタクトを実現することが可能になる。この目的のため、図示される実施形態例のような接続層７は、連続的でパターニングされず、電気的コンタクト領域５１、５２、８１、８２の上を連続的な層として広がる。接続層が電気絶縁性接着剤からなるという事実により、第２部品８への第１部品５の大きな領域の密着固定が、電気的コンタクト領域５１及び５２と８１及び８２との間にそれぞれ短絡回路を生じさせずに、成し得る。
【００８６】
図６Ｂに示される実施形態例では、第１部品５及び第２部品８が、それぞれ高い電気的コンタクト領域５１、５２及び８１、８２を有する。第１部品５は、例えばフリップチップ実装のための半導体チップとなり得る。これは、第２部品８として、リードフレーム８１、８２を有するキャリアに設けられる。第１部品５の第２部品８への密着固定及び電気的接続は、上記方法で、接続層７を介してなされる。これは、各々の電気的コンタクト領域５１及び８１と５２及び８２との間にそれぞれ設けられる。
【００８７】
図６Ｃは、より良好な第１部品５の第２部品８への密着固定が可能になるように、接続層７が電気的コンタクト領域５１、５２、８１、８２の間にも配置される、別の実施形態例を示す。
【００８８】
図６Ｄに示される実施形態例は、電気的コンタクト領域８１、８２の上に追加の層を有する第２部品８を示す。これは、例えばＳｉＯ２のような酸化物等の絶縁材料８０１を含む。絶縁材料８０１は、それぞれ第２部品８の電気的コンタクト領域８１及び８２とのコンタクトをなす金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２を含有する。第１部品５は、その絶縁材料８０１を含む層の上に配置される。例えばパターニングされた電気的コンタクト領域５１、５２を有するエピタキシャル連続層が、上記方法で、接続層７により、それぞれ金属フィリング８１１、８１２及び８２１、８２２へ、また第２部品８の電気的コンタクト領域８１、８２へも、電気的に接続される。第２部品８は、例えばリード線８１、８２を用いる基板として形成され得る。この基板の上には、絶縁材料８０１及び金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２を含む上記層が配置される。別例として、金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２は、材料８０１が電気伝導性材料にもなり得るように、材料８０１との境界で、絶縁材料からなる層により、囲まれ得る。
【００８９】
図６Ｅに示される実施形態例では、金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２が、材料８０１よりも高くなる方法で、例えばマッシュルーム構造で、形成される。この場合、電気的コンタクトが、接続層７の厚さの十分な縮小により、金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２の第２表面９と電気的コンタクト領域５１及び５２の第１表面６との間に生じる。
【００９０】
適切な分布及び適切な寸法により、特に図示される実施形態例の金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２の寸法により、第２部品８への、第１部品５のアライメントフリー（位置決め不要）のコンタクト接続を実現することが可能になる。この場合、金属フィリングの数は、図示される数から分けることができる。これに代えて又は加えて、第１及び／又は第２部品は、金属フィリングの寸法及び配置に対する制約を取り除くことができるように、例えばガイド部又はガイド端のようなアライメント要素を有し得る。
【００９１】
本発明は、上記実施形態に基づく上記記述により、上記実施形態に限定されない。むしろ、本発明は、いかなる新しい特徴、及びいかなる特徴の組合せも、また特に、特許請求の範囲におけるいかなる特徴の組合せも、含む。これは、たとえ、この特徴又は特徴の組合せが、特許請求の範囲又は実施形態において、はっきりと明示されていない場合でも、である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１表面を有する第１部品と、第２表面を有する第２部品と、第１部品の第１表面と第２部品の第２表面との間の接続層と、を備えるデバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの部品を、機械的に、電気的に、又は／且つ熱的に、互いに接続することは、例えば半田又は接着剤等からなる接続層を用いる方法を採用することで、可能になる。一般に、導電性接着剤又は金属半田は、例えば特許文献１に記載されるように、電気伝導性接続を得ようとする場合に使用される。一方、電気絶縁性接着剤は、電気絶縁性接続のために使われる。しかし、比較的高いプロセス温度であるため、半田の使用が、必ずしもいつも可能ではない。さらに、導電性接着剤の使用は、一般に、電気絶縁性接着剤と比較すると、フィラーを含むため、高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９０５７９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的の１つは、両者の間に電気伝導性接続が形成される２つの部品の間に電気絶縁性接続層を備えるデバイスについて詳述することである。本発明の別の目的は、そのような接続部の製造方法について詳述することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの目的は、請求項１の特徴を含むデバイスによって達成される。その他の請求項は、有利なデバイスの形状及び方法に関する。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、デバイスは、特に、第１表面を有する第１部品と、第２表面を有する第２部品と、を備え、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つは、地形学的な（topographic）表面構造を有し、
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）は、電気絶縁性接続層（７）を介して、前記第２部品（８）の前記第２表面（９）に接続され、
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）と前記第２部品（８）の前記第２表面（９）との間に、前記地形学的な表面構造を介して、電気伝導性コンタクトがある。
【０００７】
“部品”なる用語は、完成された部品だけでなく、例えばＬＥＤ（light-emitting diodes）又はレーザーダイオードのような、基板又はエピタキシャル連続層も意味することを、ここに指摘しておく。例えば前記接続層により接続される前記第１部品及び前記第２部品は、上位の第３部品を形成し、又はそのような第３部品の部分となる。
【０００８】
それに関し、地形学的な表面構造を有する表面は、微視的な又は／且つ肉眼で見える高さのプロファイルを持つ。この場合、高さプロファイルは、全表面上、又は表面の一乃至複数の部分領域上に、その表面と平行な一方向に又は双方向に、規則的に又は不規則に拡張することができる。
【０００９】
さらに、第１表面及び第２表面の両方が地形学的な表面構造を持つことは可能となり得る。この場合、それら地形学的な表面構造は、少なくとも１つの部分領域において、同一、類似、又は異なることがある。
【００１０】
デバイスの一実施形態では、地形学的な表面構造が、第１表面及び／又は第２表面の粗さにより生じる。これは、特に、例えば第１表面と第２表面との異なる粗さに起因して、第１表面が有する地形学的な表面構造が、第２表面が有する地形学的な表面構造と異なることを意味し得る。第１表面の地形学的な表面構造と第２表面の地形学的な表面構造とは、同一又は類似となることが好ましい。これは、特に粗さ及び最高点から最下点まで（peak-to-valley）の高さが、第１表面と第２表面とで、互いに同一又は少なくとも類似であることを意味し得る。
【００１１】
デバイスの一実施形態では、部品の２つの表面の間に、十分薄い接続層が、電気伝導性接続層よりも、電気絶縁性接続層によってより有利に得られる。これは、電気絶縁性接続層が電気絶縁性接着剤を有すれば、特に可能となり得る。これはさらに、電気絶縁性接続層が、電気絶縁性接着剤、電気絶縁性接着剤の混合物、又は別の電気絶縁性添加物と電気絶縁性接着剤の混合物からなること、を意味し得る。電気絶縁性接着剤、電気絶縁性接着剤の混合物、又は別の電気絶縁性添加物と電気絶縁性接着剤の混合物は、例えば電気絶縁性接着剤が電気伝導性のフィラーを有さないという事実から、電気伝導性接着剤を使用する場合と比較して、有利となり得る。電気伝導性接着剤では、使用するときに、フィラーのため、数十μｍの範囲の接着剤の厚さが、必要になる。比較すると、例えば電気絶縁性接着剤を用いれば可能であるような、非常に薄い接続層により、接続層の熱抵抗は、より大きな厚みを有する接続層と比較して、有利に低減される。一例として、例えば全結合領域が平坦で、且つ、１Ｋ／Ｗ以下の熱負荷の場合には、１００ｎｍの厚みを持つ電気絶縁性接着剤を有する電気絶縁性接続層が、熱伝達抵抗に寄与し得る。その結果、第１部品と第２部品との間に、良好な熱的連結を確保することが可能になる。特に、電気絶縁性接着剤は、０．２〜０．４Ｗ／ｍＫの範囲内、特に２４℃で０．２９３Ｗ／ｍＫ、４５℃で０．３１０Ｗ／ｍＫ、６６℃で０．３２４Ｗ／ｍＫの、熱伝導率を有し得る。
【００１２】
デバイスの別の一実施形態では、電気絶縁性接続層が、電気絶縁性接着剤を有する。このことは、特に接続層が電気伝導性のフィラーを有しないこと、を意味し得る。したがって、例えばフィラーを含む電気伝導性接着剤による半導体チップの電気的なコンタクト接続と比較すると、電気伝導性のフィラー無しに電気絶縁性接続層を使用するとき、フィラー又はその成分で生じ得るマイグレーションに対して警戒する必要がなくなり得る。これは、特に銀を含むフィラーを使用するとき、半導体チップの機能性が、銀が半導体チップの機能層に入り込むことによるマイグレーションで制限され得るため、その限りにおいて有利となり得る。さらに、電気伝導性のフィラー無しに電気絶縁性接続層を使用することは、例えば金フィラーを含む（gold-filled）電気伝導性接着剤が製造コストを高め得ることからも、有利となり得る。加えて、一般的な電気伝導性接着剤は、例えば薄膜ＬＥＤの製造で使われるようなプロセスの化学物質と融和しないことが多い。
【００１３】
半田の使用と比較して、例えば電気絶縁性接着剤を有する電気絶縁性接続層を使用することは、特に電気絶縁性接続層が半田プロセスと比較して非常に低い温度で処理されるという利点を生む。半田接続は、金属接続を生じさせるため、２００℃以上のプロセス温度を必要とすることが多い。このことは、必ずしも、接続されるべき部品の要求と両立しない。加えて、例えば電気絶縁性接着剤を有する電気絶縁性接続層では、例えば半田接続の場合に時折必要となるような、拡散障壁による機能層の分離に関して、また機能層の保護のための追加の経費が不要となり得る。
【００１４】
第１部品又は第２部品又は両方は、例えば基板、ウェハ、ガラスキャリア、ヒートシンク、エピタキシャル連続層、又は半導体チップとすることができる。半導体チップは、例えばＬＥＤ（light-emitting diode）チップ、レーザダイオードチップ、又は有機ＬＥＤ（organic ＬＥＤ）もしくは半導体ＬＥＤ（semiconductor-based LED）のような他の光電子部品等である。したがって、接続層の横方向の広がりは、ウェハの大きさからチップコンタクトの大きさまでの範囲、及びより狭い範囲に、達し得る。
【００１５】
特に、作動中、電磁放射線が生成される活性ゾーンを有するエピタキシャル連続層は、第１部品として使うことができる。そして、ガラス基板又はウェハのようなキャリアは、第２部品として使うことができる。これら２つの部品の相互の接続は、例えば薄膜半導体チップの製造中において、好都合である。
【００１６】
薄膜半導体チップは、特に次の特徴的な要素の少なくとも１つを特徴とする。
−反射層は、放射線生成エピタキシャル連続層の、キャリアに面する第１主要領域に設けられ又は形成され、前記反射層は、エピタキシャル連続層で生成される電磁放射線の少なくとも一部を反射して後者の中に戻す。
−エピタキシャル連続層は、領域内でほぼ２０μｍ又はそれ以下、特にほぼ１０μｍの厚さを有する。
−エピタキシャル連続層は、エピタキシャル連続層において理想的に放射の近似エルゴード分布（an approximately ergodic distribution）へ導く混合構造を有する少なくとも１つの領域を有する少なくとも１つの半導体層を含む。すなわち、それは、可能な限りエルゴード的確率散乱挙動（ergodically stochastic scattering behavior）を有する。
【００１７】
薄膜ＬＥＤチップの基本原理は、例えばI.Schnitzer et al.,Appl.Phys.Left.63(16),October 18,1993,2174-2176に記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。
【００１８】
薄膜半導体チップの場合、放射線生成エピタキシャル連続層の成長基板は、除去され、又は薄くされ得る。そして、そのエピタキシャル連続層は、別のキャリアに移ることができる。キャリアとエピタキシャル連続層との接続は電気伝導性を有するべきであるから、特に本件において、薄膜半導体チップに適する場合、その接続は、キャリアを介して薄膜半導体チップとのコンタクトを形成することができるように、設計される。さらにこれは、結果的に、作動中に後者で生じる熱を、エピタキシャル連続層から効果的に放散することができる程度の低い温度抵抗となるくらい電気絶縁性接続層を十分薄くすることができる、という利点を生む。特に、キャリアとエピタキシャル連続層との非電気伝導性の接続で、エピタキシャル連続層の、キャリアから離れた側からコンタクト接続する可能性が必要になる場合もあり得る。しかしこの場合、エピタキシャル領域の追加の消費及びこれに関連する低経済の点で問題が生じるだろう。
【００１９】
さらに、第１部品は、例えば一側に少なくとも２つの電気的なコンタクト領域を有し得るエピタキシャル連続層などの、半導体連続層を含み得る。第２部品は、同様に、少なくとも２つの電気的なコンタクト領域を有し得る、例えば基板又はリードフレームなどの、キャリアとなり得る。それぞれの場合、第１部品及び第２部品の、少なくとも２つの電気的なコンタクト領域は、それぞれ同一の又は異なる電気的極性を有し得る。例として、第１部品は、上記のように、薄膜半導体チップのための、パターニングされたエピタキシャル連続層、又は、いわゆるフリップチップ実装（flip-chip mounting）のための、半導体チップとなり得る。この第１部品は、異なる電気的極性を有する２つの電気的コンタクト領域によって、一側を第２部品と電気的に接続することができる。
【００２０】
さらに、ここに記載される接続によれば、ＬＥＤチップ又はレーザダイオードチップのような、光電子半導体チップを、ヒートシンク又は部品のハウジングに固定することも可能である。
【００２１】
より好ましい一実施形態では、第１表面又は第２表面は、窪みを有する。この場合、窪みは、第１部品の第１表面だけに、又は第２部品の第２表面だけに、又は両方の表面に接続されるように、形成することができる。
【００２２】
別の一実施形態では、第１部品の第１表面及び／又は第２部品の第２表面は、接合領域を有する。接合領域には、電気絶縁性接着剤を付けることができ、また、電気伝導性接続層を形成することもできる。この場合、第１表面及び／又は第２表面の窪みは、各接合領域の周囲に配置されることが好ましい。窪みは、接着剤のための収集貯液部（collecting reservoirs）として役に立つものであることが好ましい。結果として、過度に適用されて、接合領域から排出された接着剤が、収集貯液部へ流れ込み、そこに残ることが可能になる。この場合、さらに複数の窪みを、規則的又は不規則に離れて間隔を空けるように、配置することができる。
【００２３】
より好ましい一実施形態では、窪み又は受貯液部（receiving reservoirs）は、均一の配置を有する。均一な又は規則的な配置は、有利となり得る。例えばエピタキシャル連続層を製造するためのプロセスにおいて、フォトマスクにより窪みを形成することが可能となり得るからである。また、均一な又は規則的な配置により、エピタキシャル領域の縮小を避けることが可能となり得るからである。
【００２４】
有利には、少なくとも１つの表面は、パターニングされた表面を有し得る。この場合、パターニングは、例えばマイクロプリズムパターニング（microprism patterning）又はマイクロリフレクタパターニング（microreflector patterning）により行うことができる。この場合、例えばエッチングにより製造されるマイクロプリズム又はマイクロリフレクタに基づいて、窪み又は収集貯液部を形成することができる。
【００２５】
窪み又は収集貯液部は、例えばメサトレンチとして、又はメサトレンチの各部として、形成することができる。メサトレンチは、例えばエピタキシャル連続層又はその部分を貫通する。この場合、窪みの深さは、エピタキシャル連続層の厚さに一致するか、それよりも小さい。さらに、その深さは、メサトレンチの幅により与えられ得る幅を有する。これらは、例えば後述するシンギュレーション（singulation）のようなプロセスステップ等により、順番に、予め決めることができる。この場合、その窪みが、排出された接着剤の全てを受け入れるために十分な大きさの体積を有していれば、有利になり得る。一方、窪み又は収集貯液部の体積、及び得られる接続層の厚さは、最大限活用されるような、接着層のための条件を提供することができる。例えば、その窪み又は収集貯液部が、ほぼ１０００μｍの隙間と、ほぼ４０μｍのトレンチ幅と、例えばほぼ７μｍのエピタキシャル連続層の厚さに一致する深さと、を有するメサトレンチにより形成されれば、有利になり得る。結果として、ほぼ０．５μｍの厚さが、接着層への適用に有利であることが分かっている。
【００２６】
別の一実施形態では、窪み又は収集貯液部を、表面又は表面の一領域の粗さ（凸凹）により提供することができる。
【００２７】
別のより好ましい一実施形態では、接続層の平均厚さは、概ね第１表面及び／又は第２表面の地形学的な表面構造の大きさである。これは、特に接続層の平均厚さが、概ね第１表面及び／又は第２表面の粗さの大きさ又は最高点から最下点までの高さである、ことを意味する。
【００２８】
粗さは、表面の高さ変化のＲＭＳ値（rms value）を示すために用いることができる。ＲＭＳ値は、表面の高さプロファイルの、表面の平均高さからの距離の自乗平均の平方根として定義される。表面の高さプロファイルは、例えば原子間力顕微鏡（atomic force microscope）により、表面の一乃至複数の抜粋領域内の高さプロファイルを記録することにより、決定することができる。例えば触針式表面形状測定法（stylus profilometry）又は白色光干渉法（white light interferometry）で感知し、原子間力顕微鏡により得られた表面の高さプロファイルから、高さプロファイルの算術的平均をはじめとする平均高さを決定することが可能である。決められた平均高さ及び高さプロファイルにより、ＲＭＳ値を、表面粗さの値として決定することができる。
【００２９】
接続層の厚さは、第１表面の平均高さと第２表面の平均高さとの距離として定義される。
【００３０】
これにより、表面又は表面の一領域の粗さは、例えば金属−半導体の電気的コンタクト層又は金属反射層等の、金属層堆積中に得られる自然な粗さと一致し得る。
【００３１】
表面又は表面の一領域の粗さは、例えばフォトリソグラフィパターニング又はサンドブラストのような方法により、増加し得る。さらに、粗さの増加は、例えば小さな気相成長速度且つ／又は高い基板温度のような、適切な堆積条件の選択を通じて、実現し得る。
【００３２】
このように、十分薄い接続層は、例えば第１表面の地形学的な表面構造の高い領域が直接、第２表面と接触する、且つ／又は第１表面と第２表面とを逆にして接触する、という事実のおかけで、特に構成要素の表面間に電気伝導性のコンタクトを確保することができる。特に第１表面の地形学的な表面構造の高い領域は、直接、第２表面の地形学的な表面構造の高い領域と接触することができる。第１表面及び／又は第２表面の地形学的な表面構造が、第１表面及び／又は第２表面の粗さにより提供されれば、それら地形学的な表面構造の高い領域は、特に第１表面の粗さの最高点及び／又は第２表面の粗さの最高点を含み得る又は一致し得る。そしてさらに、第１表面の粗さの最高点と第２表面の粗さの最高点とは、互いに直接接触する場合がある。
【００３３】
特に好ましい別の一実施形態では、少なくとも接合領域内における第１表面及び／又は第２表面の厚さが、少なくとも数ナノメートルである。
【００３４】
別の一実施形態では、第１表面及び第２表面は、それらが少なくとも部分的に電気伝導性を有するように、形成される。特に好ましくは、少なくとも接合領域の一部が、電気伝導性をもって、形成され得る。さらに、特に地形学的な表面構造の少なくとも部分的な領域を、電気伝導性を持つように形成することも可能である。
【００３５】
電気伝導性を持つように形成された第１表面及び／又は第２表面は、例えば金属からなる。しかしこれに限らず、そうした第１表面及び／又は第２表面は、電気伝導性をもって形成されるように、ＴＣＯ（Transparent Conductive Oxide）を含む、又はＴＣＯからなることもある。
【００３６】
別の一実施形態では、接続層を形成する電気絶縁性接着剤は、例えばＮＭＰ（N-methyl-pyrrolidone）、１−メチル−２−ピロリジノン（1-methyl-2-pyrrolidinone）、アセトン（acetone）、イソプロパノール（isopropanol）、エタノール（ethanol）、及び／又はメタノール（methanol）のような溶剤に対して耐溶解性を有する。さらに、ＫＯＨ（potassium hydroxide）、ＮａＯＨ（sodium hydroxide）、りん酸（phosphoric acid）等に対する耐アルカリ性及び／又は耐酸性が、有利になり得る。
【００３７】
電気絶縁性接着剤は、典型的なプロセス真空度に関しては、好ましくは０．１mbar〜数百mbar、より好ましくは１００mbarを適切な真空度とし、且つ／又は、２００℃以上を安定温度とする。こうした特徴は、一般に、後のプロセスステップ中の要件及び／又は後の部品の使用に関して、有利になり得る。特に、使用される接続技術は、習慣的なプロセスステップ、及びデバイスの製造工程で使用される化学物質と互換性があるべきである。加えて、接続層は、デバイス又は各部品の機能に関して、不利な影響を生じさせるべきではない。特に、溶剤のアウトガス、可塑剤、又は他の成分に起因して、不利な影響が生じなければ、有利になり得る。
【００３８】
別の一実施形態では、電気絶縁性接着剤が、ＵＶ（紫外線）硬化可能な接着剤である。これは、接続層が、少なくとも一側から、光学的にアクセス可能であれば、有利になり得る。例えば部品が透明であれば、透明な部品の上記の側から、接続層にＵＶ光を照射することができる。
【００３９】
特に好ましい一実施形態では、電気絶縁性接着剤が、ＢＣＢ（Bisbenzo CycloButene）を含む、又はＢＣＢからなる。ＢＣＢのプロセス特性は、文献T.Takahashi, Proc. 3rd Japan International SAMPE Symposium(1993), pp. 826-833に記載されている。この点についての開示内容は、参照により編入される。ＢＣＢは、例えば水のような副次的な生成物を生じることなく硬化して、極わずかな量しか減少しない、という利点を持つ。
【００４０】
第１表面を有する第１部品と第２表面を有する第２部品との間の電気伝導性接続部を製造する方法は、前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つが、地形学的な表面構造を有し、一実施形態では、
前記第１表面及び／又は前記第２表面へ電気絶縁性接続層を設ける工程と、
互いに関して前記第１表面と前記第２表面とを位置決めする工程と、及び、
前記第１表面と前記第２表面との間に前記地形学的な表面構造を介して電気的伝導性コンタクトが生じるまで、前記第１部品及び／又は前記第２部品へ力を加える工程と、
を含む。
【００４１】
上記方法の一実施形態では、第１表面及び第２表面が、地形学的構造を有する。
【００４２】
上記方法の別の一実施形態では、地形学的構造が、例えばエッチング又は研削のような方法により製造される。
【００４３】
上記方法の別の一実施形態では、接続される第１表面及び第２表面の少なくとも１つの窪みの製造が、例えばエッチング又は研削のような侵食パターニングにより、且つ／又は例えばエンボス加工のような塑性加工により、行われる。この場合、異なる手法により、異なる窪みを、１つの部品又は両方の部品に生じさせることができる。
【００４４】
上記方法の別の一実施形態では、例えば電気絶縁性接着剤等の電気絶縁性接続層が、パターニングされて形成される。これは、例えばインクジェット印刷又はスクリーン印刷のような印刷手法により、可能である。この場合、少なくとも１０μｍ程度の厚さを有する接続層がスクリーン印刷により形成され、約１０μｍ以下の接続層が、インクジェット印刷により形成されることで、有利となり得る。さらに、例えばスタンプ法を利用することも可能である。
【００４５】
別例として、例えば電気絶縁性接着剤等の電気絶縁性接続層は、例えばスピンコーティングにより、又は気相成長により、パターニングしないで形成することもできる。別の実施形態では、パターニングしないで形成される接続層が、その形成後にパターニングされる。パターニングは、例えば少なくとも１つの表面の少なくとも部分的な領域が、又は少なくともその全領域が、接続層に関して異なる濡れ性を有する、という事実から可能となり得る。異なる濡れ性は、例えば少なくとも１つの表面の部分的な領域又は少なくともその全領域の改質により、実現し得る。これに代えて又は追加して、例えば光により接続層をパターニングすることができれば、有利となり得る。露出は、例えばフォトマスクにより行うことができる。あるいは、レジストマスクを使って、例えば乾式又は湿式の化学エッチングにより、接続層をパターニングすることも可能である。
【００４６】
好ましい一実施形態では、形成後の接続層は、１０ｎｍ〜１００μｍの厚さを有する。形成後の接続層が１００ｎｍ〜１０μｍの厚さを有していれば、より有利となり得る。形成後の接続層が５００ｎｍ〜５μｍの厚さを有していれば、特に有利となり得る。この場合、形成後の接続層の厚さが、接続層の粘性及び／又はパターニングに、且つ／又は第１表面及び／又は第２表面の粗さに、依存する。
【００４７】
上記方法の特に好ましい一実施形態では、少なくとも１つの部品又は両方の部品に対して、その力を加えた後、接続層の厚さが、概ね第１表面及び／又は第２表面の粗さの大きさ又は最高点から最下点までの高さの大きさになるように、力が加えられる。これにより、接続層の厚さが減少する。これは、特に力を加えた後、少なくとも接続される両表面の粗さ最高点が互いに接触する程度まで、接続層の厚さが減少したことを意味する。
【００４８】
上記方法の別の一実施形態では、１〜４０ｋＮの範囲内の力が、２０〜７８ｃｍ２の領域に加えられる。
【００４９】
さらなる利点、有利な実施形態、及び発明の発展は、各図に関連して以下に記載される実施形態例から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｃ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｄ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｅ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図１Ｆ】本発明に係る方法の異なる段階にあるデバイスの概略断面図である。
【図２】第１の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図３】第２の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図４Ａ】第３の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図４Ｂ】第４の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図５】第５の実施形態例に係るデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ａ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｂ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｃ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｄ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【図６Ｅ】別の実施形態例に係る別のデバイスの一例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
上記実施形態例及び各図では、同一の又は同様にふるまう構成要素が、それぞれ同一の参照符号で示されている。図面中の要素及びそれら要素同士の大きさの関係は、原則、実際の寸法とみなすべきではない。むしろ、例えば層の厚さ又は粗さのような、個々の要素は、より適した代表例となるように、且つ／又は説明の便宜上、強調した大きさで示されることがある。
【００５２】
図１Ａ〜図１Ｆに関する実施形態例では、薄膜半導体チップを製造するプロセス手順において、第１部品としてのエピタキシャル連続層が、接続層により、第２部品としてのキャリアウェハに接続される。
【００５３】
図１Ａに関する放射線を発する薄膜半導体チップを生成するため、エピタキシャル連続層２が、例えばＳｉＣ又はサファイア基板等の適切な成長基板１にエピタキシャル成長される。そのエピタキシャル連続層は、活性ゾーン３、さらに機能層４を含む。活性ゾーン３では、作動中、放射線が発せられる。放射線を発するため、活性ゾーン３は、例えばｐｎ接合、ダブルヘテロ構造、単量子井戸（single quantum well）、又はＭＱＷ（multiple quantum well）を有する。この場合、量子井戸構造は、量子化の次元に関する限定を含まない。したがって、量子井戸構造には、とりわけ、量子井戸、量子細線（quantum wires）、量子ドット（quantum dots）、又はそれらの構造の組合せも、含まれる。ＭＱＷ構造の例は、国際公開第０１／３９２８２号パンフレット、米国特許第５８３１２７７号明細書、米国特許第６１７２３８３号明細書、及び米国特許第５６８４３０９号明細書に記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。
【００５４】
さらに、反射層５は、エピタキシャル連続層２の、成長基板１から離れた側に設けられる。その反射層は、活性ゾーン３で発せられた放射線を反射する。それは、上記成長基板１から離れた側でエピタキシャル連続層２から出現して再びエピタキシャル連続層２に戻るだろう。この場合、反射層５は、Ａｕ、Ａｌ、又はＡｇ、又は３つの金属の合金を含み、独立した１つの層として、又は他の材料からなる層を含む連続層として、存在し得る。通常の薄膜半導体チップのエピタキシャル連続層２の厚さの合計は、数μｍ〜数十μｍの範囲内にある。
【００５５】
図１Ｂに関する続くステップでは、接続層７が、反射層５の、成長基板１から離れた側６に設けられる。この場合における上記の側は、第１部品の表面として機能する。この場合、反射層５の、成長基板１から離れた側６のマイクロプリズムパターニングを、事前のパターニング（prepatterning）として、有効に利用することができる。このことは、国際公開第０２／１３２８１号パンフレットに記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。マイクロプリズムのための切り抜きは、例えばその上に反射層５が堆積され得る半導体層の中にエッチング形成することができる。反射層５により、エピタキシャル連続層２とのコンタクトを形成することを可能にするため、反射層５は、電気伝導性材料から形成されることが好ましい。接続ステップの後に続き、数多くのプロセスステップが実行されるため、とりわけ、耐溶解性、適切な真空度、及び／又は温度の安定性を有し、さらには続く全てのプロセス及びワークステップと互換性がある接続媒体を必要とする。接続層７にとって適切な材料の１つは、例えばＢＣＢである。ＢＣＢ（bisbenzocyclobutene）は、例えばダウコーニング（Dow Corning）社製の商標名Cyclotene 3022-xxから、得られる。ここで、xxは、メシチレン溶媒中の予備重合されたＢＣＢモノマー（prepolymerized BCB monomers）の割合を明示する。ＢＣＢは、フォトレジストのように、スピンされることで、０．５〜１０μｍの範囲内の厚さをよく再現でき、一般に、接続すべき表面によく付着する。Cyclotene 3022-35又はCyclotene 3022-46を使用することで、それぞれ例えばその形成中に、約１．０〜約２．３μｍ又は約２．４〜約５．５μｍの層厚を達成することから、この使用が有利であることが分かる。
【００５６】
ＢＣＢフィルムの形成後、適宜、チタンマスクを用い、ＲＩＥ（reactive ion etching）により、そのＢＣＢフィルムを、パターニングすることができる。
【００５７】
別例として、Cyclotene 4022-xxを使用することで、例えばxx＝３５又はxx＝４６によりフォトパターニングが可能（photopatternable）になることから、この使用が有利であることが分かる。それとともに、それぞれ例えばその形成中に、約２．６〜約５．２μｍ又は約７．３〜約１４．２μｍの層厚を達成する。
【００５８】
これに代えて又は加えて、接続層７も、エピタキシャル連続層２に接続されるように、キャリア基板８に設けられる。
【００５９】
図１Ｃに関する続く製造ステップでは、第２表面９を有する第２部品としてのキャリア基板８が、エピタキシャル連続層２に対して所望の相対位置になるように、接続層７上に配置される。キャリア基板８にとって適切な材料は、例えばシリコン又は金属のような電気伝導性材料、又は電気伝導性表面を有する電気絶縁性材料である。結果として、続く方法ステップでは、キャリア基板８により、簡単な方式で、電気的なコンタクトをエピタキシャル連続層２に形成することが可能になる。
【００６０】
図１Ｄに関する続く製造ステップでは、力１０が、エピタキシャル連続層２で終わる反射層５の、及びキャリア基板８の、接続すべき表面６、９に対して実質上垂直に加えられる。結果として、接続層７の厚さは、例えば図２に示す実施形態例によれば、エピタキシャル連続層２で終わる反射層５の、及びキャリア基板８の、表面６、９の地形学的な表面構造の接触により、電気伝導性コンタクトが形成される程度まで、減少する。この場合、表面６、９の地形学的な表面構造は、有利には、図２の実施形態例に示されるように、粗さ最高点２０、２１になり得る。
【００６１】
このように、図１Ｅによると、厚さが減少した接続層７は、広い範囲内で自由に選ぶことができる温度範囲により、適度な圧力で、硬化する。この場合、約２０〜約７８ｃｍ２の領域に対して約１〜約４０ｋＮの力が、適切であることが示される。
【００６２】
ＢＣＢは、例えば約１５０〜約２００℃の範囲の温度で、硬化し得る。この場合、約１５０℃で約１２時間、又は約２００℃で約０．５時間、硬化させることが、特に有利であることが示される。さらに、低温、例えば約１５０℃で約３分間、事前硬化（pre-curing）を行うこと、また、より高い温度、例えば約２００℃で約２分間、事後硬化（post-curing）を行うことで、有利となり得る。
【００６３】
接続層７の機械的負荷容量及び温度安定性に関する良好なプロセス互換性により、上記デバイスを、さらに処理することができる。良好なプロセス互換性は、続くプロセスステップが、特に接続層から、制限を受けない、又は不利な影響を受けない、という事実により明らかにされる。例えば接続層は、後の真空中のプロセスステップにとって不利なアウトガスがないことにより、エッチングプロセスに対する安定性により、また、後のプロセスステップの温度を有する接続層の互換性により、例えば本発明に係る接続層を有する半導体チップの製造方法に関して不利な影響が生じないようにすることを可能にし得る。
【００６４】
成長基板１は、研削により、薄膜化され又は完全に除去される。続く方法ステップでは、エピタキシャル連続層２とのコンタクトを形成するためのボンディングパッド１２が、キャリア基板８から離れたエピタキシャル連続層２の表面１１に設けられる（図１Ｆ参照）。電気的コンタクトは、半導体チップ１３との間に形成され得る。これは、リード線により得られる。リード線は、キャリア基板８及びボンディングパッド１２とのコンタクトを形成する。例えばリードフレームのような適切なキャリア基板上の半導体チップ１３の配置は、図３〜図５の実施形態例に示される。
【００６５】
図示される方法は、成長基板上にエピタキシャル連続層を有する４インチエピタキシャルウェハの、キャリアウェハに対する大領域接続に使用される。
【００６６】
図１Ａ〜図１Ｆに図示される方法及びエピタキシャル連続層のパターニングは、例えば４インチキャリアウェハから、概ね約５００００の薄膜半導体チップを生成することを可能にする。薄膜半導体チップの電気的コンタクト接続は、キャリアウェハにより、薄膜半導体チップの各々について、検査し、確かめることができる。
【００６７】
さらに、評価により、例えば本発明に係る方法により製造され、約９００００μｍ２の接続層領域を有するチップが、少なくとも約７００μｍ２のコンタクト位置領域を持っていることを確かめることができた。
【００６８】
キャリアウェハと薄膜半導体チップとの間の電気的コンタクト抵抗は、別の通常の半田接続と比較して、増加しない。
【００６９】
図１Ｆに関する実施形態例とは違い、半導体チップ１３との電気的コンタクトは、反射層５の、キャリア基板８に面する側６上のキャリア基板８を介して、またエピタキシャル連続層２の、キャリア基板８から離れた側１１上のボンディングパッド１２を介しても形成されず、エピタキシャル連続層２の一側上だけの電気的コンタクトパターンを介して形成される。電気的コンタクトパターンは、電気絶縁性接着剤からなる接続層７により、例えば伝導性テープパターン上のリード線パターンと電気的にコンタクト接続される。いわゆるフリップチップ実装は、例えば欧州特許出願公開第０９０５７９７号明細書に記載されている。この点についての開示内容は、ここに、参照により編入される。この場合、実装され、電気的コンタクト接続される薄膜半導体チップ１３は、反射するように形成されるコンタクト５を有し、例えば伝導性テープ上等のリード線上へ配置される。そこには、受液溝として働く適切な窪み４０が、反射するように形成されたコンタクト５のパターニングにより提供される。電気絶縁性接着剤は、本発明に係る接続層７として使用される。上記接着剤は、実装プロセスでの変動の結果としての短絡回路（short circuit）が基本的に避けられる、という利点を生む。例えば半導体チップの側領域、いわゆるチップフランク（chip flanks）を覆うような過剰な適用接着剤によってもエピタキシャル連続層の短絡回路を生じさせないことが可能になる。
【００７０】
本発明に係るデバイスの一例が、図２に関する実施形態例に示される。この場合、第１部品５の第１表面６及び第２部品８の第２表面９が、それぞれ地形学的な表面構造２２、２４を有する。地形学的な表面構造２２、２４は、例えば原子間力顕微鏡による測定で、高さプロファイルとして決定され得る。表面２２の平均高さライン２６及び表面２４の平均高さライン２７は、部品５、８の表面６、９を明示することができる。平均高さライン２６と平均高さライン２７との間の距離は、接続層７の厚さ２８を定義する。図示される実施形態例では、表面構造２２、２４が、例えば粗さ最高点のような丘部（elevations）２０、２１を有し、その間には、窪みが配置され得る。図示されるように、それらの丘部は、例えば粗さプロファイルがパターニングされない場合などに、不規則に配置され得る。別例（図示せず）として、それらの丘部を、少なくとも部分的な領域で規則的に配置することもできる。
【００７１】
第１部品５は、実施形態例１Ａから、例えば反射層を有するエピタキシャル連続層となり得る。そこでは、第１表面が、反射層の、エピタキシャル連続層から離れた側となり、第２部品８がキャリア基板となり得る。別例として、第１部品５は、例えば後の実施形態例の１つに係る薄膜半導体チップ等の半導体チップ１３ともなり得る。そこでは、例えば後の図に示されるように、第１表面６が、キャリア基板の、エピタキシャル連続層から離れた側となり得る。また、第２部品８が、表面実装可能な部品のハウジングのリードフレーム、又は半導体チップ１３にとって適切な他の基板となり得る。
【００７２】
力１０を加えることにより、部品５、８は、２つの表面６、９の地形学的な表面構造の丘部２０、２１が互いに接触するまで、互いに近づけられる。２つの部品５、８の表面６、９間の電気伝導性コンタクトは、これら互いに接触する丘部２０、２１により形成される。電気的コンタクトの全抵抗が小さいほど、より多くのコンタクトポイントが形成される。この場合、接続層の厚さ２８は、概ね地形学的な表面構造２２、２４の高さプロファイル、換言すれば、例えば表面６、９の粗さに相当する。
【００７３】
電気的コンタクトが部品５、８間に形成された状態で、接続層７は、接続層を形成する電気絶縁性接続媒体が丘部２０、２１間に配置されるように、成形され得る。これにより、部品５、８間の密着したコンタクトが確保される。
【００７４】
図３に関する実施形態例は、例えば方法１Ａ〜１Ｆに関連して製造された薄膜半導体チップ等の半導体チップ１３の実装を含む。上記チップは、表面実装可能な部品３０に取り付けられている。表面実装可能な部品３０は、例えばプラスチックからなるハウジング３１と、表面実装可能な部品３０の、例えばプリント回路基板上への実装及び電気的コンタクト接続を可能にするリードフレーム３２と、を備える。一側に取り付けられる半導体チップ１３は、実施形態例１Ｆに係る薄膜半導体チップの場合において、キャリア基板８の、エピタキシャル連続層２から離れた側から、電気絶縁性接着剤からなる接続層７により、ハウジング３１内のリードフレーム３２へ取り付けられ、電気的及び熱的に、リードフレーム３２と結合される。この場合、リードフレーム３２は、リード線として作用するだけでなく、半導体チップ１３で生じる熱を放散させるためのヒートシンクとしても役に立つ。特に電気伝導性接着剤の典型的な金属フィリング無しで、薄い電気絶縁性接続層７を使用することにより、その熱を特によく放散させることができる。
【００７５】
図１Ａ〜図１Ｆに示される実施形態例に係る方法に関連して、同様のプロセスパラメータで、ＢＣＢからなる接続層を有利に使用することが可能になる。取り付け、換言すれば、例えばリードフレーム３２への半導体チップ１３の配置は、時間的及び空間的に、接続層７の硬化から分離して行うことができる。
【００７６】
図４Ａに関する実施形態例は、リードフレーム３２上に実装された半導体チップ１３を示す。ここでは、リードフレーム３２、典型的には金属製テープが、接続層７の電気絶縁性接着剤のための窪み４０を有するように、エンボス加工により変形している。半導体チップ１３がリードフレーム３２へ配置される時、接続層７の厚さを減少させるように、プレスによる力が、接続層７として適用される接着剤に圧力を加える。この場合、接続層７に含まれる余分な接着剤は、接着剤のための収集貯液部として機能する窪み４０へ押し出される。この場合、接合領域４１内の接着剤の厚さは、電気伝導性コンタクトが半導体チップ１３とリードフレーム３２との間に生じるまで減少する。収集貯液部として機能する窪み４０により、排出された余分な接着剤は、実装すべき半導体チップ１３の周囲に生じない。これは、半導体チップ１３を、クリーンに、伝導性テープ３２上にコンタクト接続及び実装することを可能にする。
【００７７】
図４Ｂに関する実施形態例では、実施形態１Ｆに関する実装すべき半導体チップ１３が、接着剤のための収集貯液部として役に立つ窪み４０を有する。上記窪み４０は、キャリア基板８の、エピタキシャル連続層２から離れた側のパターンによっても、また、結晶学的なエッチング作用を含む研削プロセスの相互作用の結果として生じる粗さによっても、提供され得る。
【００７８】
コンタクトは、ボンディングパッド１２により、例えば半導体チップの、リードフレームから離れた側に、図４Ａの実施形態例に関する半導体チップ１３、又は図４Ｂの実施形態例に関する半導体チップ１３を用いて、形成され得る。別例として、半導体チップの両側についてのコンタクト接続の可能性は、半導体チップの、伝導性テープ３２に面する側でフリップチップ実装する場合に、提供され得る（図示せず）。また、ボンディングパッド１２の付属品は、割愛し得る。
【００７９】
図５に関する実施形態例では、放射線を発する半導体チップ１３が、透明な電気伝導性酸化物（Transparent Conductive Oxide、略してＴＣＯ）を含む、又はＴＣＯからなる層５１に覆われた透明な基板５０に実装される。ＴＣＯｓは、透明な電気伝導性材料、一般には、例えば酸化亜鉛（zinc oxide）、酸化スズ（tin oxide）、酸化カドミウム（cadmium oxide）、酸化チタン（titanium oxide）、酸化インジウム（indium oxide）、又はインジウムスズ酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）のような、金属酸化物である。並んで、例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３のような、２成分の金属−酸素化合物、例えばＺｎ２ＳｎＯ４、ＣｄＳｎＯ３、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、又はＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２のような、３成分の金属−酸素化合物、又は異なる透明な導電性酸化物の混合物も、ＴＣＯｓのグループに属する。さらに、ストイキオメトリーな組成に一致する必要はなく、ｐ型又はｎ型のドーピングをしてもよい。半導体チップ１３は、ＵＶ光で硬化し得る電気絶縁性接着剤からなる接続層７により、透明な基板５０に固定される。この場合、図１Ａ〜図１Ｆに示される実施形態例の方法に関連して生じ得る半導体チップ１３は、キャリア基板８が基板５０に面するように、基板に配置される。キャリア基板は、有利には透明に形成され、ガラス又は他の透明な材料を含む又はこれらからなる。結果として、半導体チップ１３により発せられる放射線は、半導体チップ１３のキャリア基板８を通って、また、接続層７、層５１、及び透明な基板５０を通って、発せられ得る。接続層７を設け、半導体チップ１３を位置決めした後、力を加えることにより、図２の実施形態例に示されるように、例えば両部品の地形学的な表面構造の、粗さ最高点等の複数の丘部の間の接触ポイントの配列により電気伝導性コンタクトが半導体チップ８と層５１との間に形成されるまで、半導体チップと層５１との間の距離が減少する。また、電気絶縁性接着剤は、例えばＵＶ光の使用により硬化し得、透明な基板５０の上記の側から接続層７へ光を当てられ得る。電気的コンタクトは、例えば一乃至複数の金属を含む、又は一乃至複数の金属からなるコンタクト位置を介して、形成され得る。そのようなコンタクト位置は、特に適切な半導体チップからの距離で、層５１上の、例えば半導体チップ１３の傍に配置され得る（図示せず）。
【００８０】
半導体チップの、基板５０から離れ、マイクロプリズムパターニングを有し得る側は、例えば同様の方式でコンタクト接続し得る。この場合、ガラスを含む又はガラスからなる別の透明な基板５２は、例えば加えて、半導体チップ１３の基板５０から離れた側に配置され得る。透明な基板５２は、ＴＣＯを含む又はＴＣＯからなる電気伝導性層５３で覆われ得る。半導体チップ１３の電気伝導性層５３への電気伝導性接続は、同様に接続層７を介してなされ得る。さらに、例えば電気絶縁性接着剤のような電気絶縁性材料からなる接続層７を使用することにより、半導体チップ１３の上記の側の領域１３１、１３２に接合する領域５４が、接続層材料で満たされる。半導体チップの短絡回路は、電気絶縁性接続層材料を使用することにより避けられる。
【００８１】
別例として、基板５０は、不透明であってもよく、基板５２は、透明であってもよい。
【００８２】
図６Ａは、２つの電気的コンタクト領域５１、５２を有する第１部品５を備える実施形態例を示す。第１部品５は、図示される一例にすぎないが、この場合には、一側上に電気的コンタクト領域５１、５２を介して電気的コンタクトがなされ得るエピタキシャル連続層として、形成される。この目的では、第１部品５が、連続的な第１表面６を有する。これは、電気的コンタクト領域５１、５２により、電気的に接続され得る。図示される実施形態例では、電気的コンタクト領域５１、５２が、異なる極性を有する。別例として、電気的コンタクト領域５１、５２は、第１表面６上に、パターニングされたコンタクト領域５１、５２を介して、１つの極性だけに関して第１部品の電気的接続がなし得るような、同一の電気的極性も有し得る。別例として、第１表面６は、同一の又は異なる極性を有する２つ以上の電気的コンタクト領域を有し得る。
【００８３】
第１部品５は、２つの電気的コンタクト領域８１、８２を有するキャリアである第２部品８上に配置される。この場合、そのキャリアは、キャリア基板として、又は例えば第２表面を有するリードフレームとして、形成され得る。これは、第１表面６上に、電気的コンタクト領域５１、５２の数と一致する電気的コンタクト領域８１、８２を有する。別例として、第２表面９上の電気的コンタクト領域は、第２表面上の１つ以上の電気的コンタクト領域とのコンタクトもなし得る。また、逆も同様である（図示せず）。
【００８４】
第１部品５は、固定され、表面６及び９間に配置された接続層７により、第２部品８上に電気的コンタクト接続される。この場合、接続層７は、先の実施形態例と同様に形成され、例えばＢＣＢ等の電気絶縁性接着剤を有する。
【００８５】
電気的コンタクト領域８１、８２の上の電気的コンタクト領域５１、５２の配置、及び、各々の表面６及び９の粗さ最高点が互いに接触し得るまでの接続層７の厚さの縮小により、電気的コンタクト領域５１及び８１と電気的コンタクト領域５２及び８２との間の電気的コンタクトを実現することが可能になる。この目的のため、図示される実施形態例のような接続層７は、連続的でパターニングされず、電気的コンタクト領域５１、５２、８１、８２の上を連続的な層として広がる。接続層が電気絶縁性接着剤からなるという事実により、第２部品８への第１部品５の大きな領域の密着固定が、電気的コンタクト領域５１及び５２と８１及び８２との間にそれぞれ短絡回路を生じさせずに、成し得る。
【００８６】
図６Ｂに示される実施形態例では、第１部品５及び第２部品８が、それぞれ高い電気的コンタクト領域５１、５２及び８１、８２を有する。第１部品５は、例えばフリップチップ実装のための半導体チップとなり得る。これは、第２部品８として、リードフレーム８１、８２を有するキャリアに設けられる。第１部品５の第２部品８への密着固定及び電気的接続は、上記方法で、接続層７を介してなされる。これは、各々の電気的コンタクト領域５１及び８１と５２及び８２との間にそれぞれ設けられる。
【００８７】
図６Ｃは、より良好な第１部品５の第２部品８への密着固定が可能になるように、接続層７が電気的コンタクト領域５１、５２、８１、８２の間にも配置される、別の実施形態例を示す。
【００８８】
図６Ｄに示される実施形態例は、電気的コンタクト領域８１、８２の上に追加の層を有する第２部品８を示す。これは、例えばＳｉＯ２のような酸化物等の絶縁材料８０１を含む。絶縁材料８０１は、それぞれ第２部品８の電気的コンタクト領域８１及び８２とのコンタクトをなす金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２を含有する。第１部品５は、その絶縁材料８０１を含む層の上に配置される。例えばパターニングされた電気的コンタクト領域５１、５２を有するエピタキシャル連続層が、上記方法で、接続層７により、それぞれ金属フィリング８１１、８１２及び８２１、８２２へ、また第２部品８の電気的コンタクト領域８１、８２へも、電気的に接続される。第２部品８は、例えばリード線８１、８２を用いる基板として形成され得る。この基板の上には、絶縁材料８０１及び金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２を含む上記層が配置される。別例として、金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２は、材料８０１が電気伝導性材料にもなり得るように、材料８０１との境界で、絶縁材料からなる層により、囲まれ得る。
【００８９】
図６Ｅに示される実施形態例では、金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２が、材料８０１よりも高くなる方法で、例えばマッシュルーム構造で、形成される。この場合、電気的コンタクトが、接続層７の厚さの十分な縮小により、金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２の第２表面９と電気的コンタクト領域５１及び５２の第１表面６との間に生じる。
【００９０】
適切な分布及び適切な寸法により、特に図示される実施形態例の金属フィリング８１１、８１２、８２１、８２２の寸法により、第２部品８への、第１部品５のアライメントフリー（位置決め不要）のコンタクト接続を実現することが可能になる。この場合、金属フィリングの数は、図示される数から分けることができる。これに代えて又は加えて、第１及び／又は第２部品は、金属フィリングの寸法及び配置に対する制約を取り除くことができるように、例えばガイド部又はガイド端のようなアライメント要素を有し得る。
【００９１】
本発明は、上記実施形態に基づく上記記述により、上記実施形態に限定されない。むしろ、本発明は、いかなる新しい特徴、及びいかなる特徴の組合せも、また特に、特許請求の範囲におけるいかなる特徴の組合せも、含む。これは、たとえ、この特徴又は特徴の組合せが、特許請求の範囲又は実施形態において、はっきりと明示されていない場合でも、である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面（６）を有する第１部品（５）と、第２表面（９）を有する第２部品（８）と、を備えるデバイスにおいて、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つが、地形学的な表面構造を有し、
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）は、電気絶縁性接続層（７）を介して前記第２部品（８）の前記第２表面（９）に接続され、そして、
前記第１表面（６）と前記第２表面（９）との間に、前記地形学的な表面構造を介して電気伝導性コンタクトがある、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記第１表面及び前記第２表面の両方が、地形学的な表面構造を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記地形学的な表面構造は、前記第１表面及び／又は前記第２表面の粗さにより生じる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１部品（５）及び／又は前記第２部品（８）は、基板、ウェハ、ガラスキャリア、ヒートシンク、エピタキシャル連続層、及び光電子半導体チップからなるグループから選ばれる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）及び／又は前記第２部品（８）の前記第２表面（９）は、窪み（４０）を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、接合領域（４１）を有し、
前記接合領域（４１）には、前記接続層（７）が取り付けられ、
前記第１表面（６）及び／又は前記第２表面（９）の前記窪み（４０）は、前記接合領域（４１）の周囲に配置される、
ことを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記窪み（４０）は、前記接続層の接着剤のための収集貯液部として機能する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のデバイス。
【請求項８】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、規則的に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、不規則に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記接続層（７）の平均厚さ（２８）は、概ね前記第１表面（６）の粗さ及び／又は前記第２表面（９）の粗さの大きさである、
ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１表面（６）の粗さ及び／又は前記第２表面（９）の粗さは、少なくとも数ナノメートル（ｎｍ）である、
ことを特徴とする請求項３又は１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、それらが少なくとも部分的に電気伝導性であるように形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１表面（６）及び／又は前記第２表面（９）は、少なくとも部分的に金属製に形成される、
ことを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記接続層は、電気絶縁性接着剤を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記接着剤は、耐溶解性、適切な真空度、温度安定性があり、且つ／又はＵＶ硬化可能である、
ことを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記接着剤は、ＢＣＢ（BisbenzoCycloButene）を含む、
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
第１表面（６）を有する第１部品（５）と第２表面（９）を有する第２部品（８）との間に電気伝導性接続部を製造する方法であって、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つが、地形学的な表面構造を有し、
前記第１表面及び／又は前記第２表面へ電気絶縁性接続層（７）を設ける工程と、
互いに関して前記第１表面（６）と前記第２表面（９）とを位置決めする工程と、
前記第１表面と前記第２表面との間に前記地形学的な表面構造を介して電気的伝導性コンタクトが生じるまで、前記第１部品（５）及び／又は前記第２部品（８）へ力（１０）を加える工程と、
を含む、
ことを特徴とする電気伝導性接続部の製造方法。
【請求項１８】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、地形学的な表面構造を有する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記地形学的な表面構造は、前記接続層が設けられるよりも前に形成される、
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記地形学的な表面構造は、エッチング、研削、フォトリソグラフィパターニング、及び／又はサンドブラストにより形成される、
ことを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記第１部品（５）及び／又は前記第２部品（８）は、基板、ウェハ、ガラスキャリア、ヒートシンク、エピタキシャル連続層、及び光電子半導体チップからなるグループから選ばれて使用される、
ことを特徴とする請求項１７乃至２０のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）及び／又は前記第２部品（８）の前記第２表面（９）は、窪み（４０）を有して、前記電気絶縁性接続層が設けられるよりも前に用意される、
ことを特徴とする請求項１７乃至２１のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、接合領域（４１）を有し、
前記接合領域（４１）には、前記接続層（７）が取り付けられ、
前記第１表面（６）及び／又は前記第２表面（９）の前記窪み（４０）は、前記接合領域（４１）の周囲に配置される、
ことを特徴とする請求項１７乃至２２のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記窪み（４０）は、前記接続層の接着剤のための収集貯液部として機能する、
ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の製造方法。
【請求項２５】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、規則的に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項２２乃至２４のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２６】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、不規則に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項２２乃至２４のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記窪み（４０）は、エッチング、研削、エンボス加工、フォトリソグラフィパターニング、及び／又はサンドブラストにより形成される、
ことを特徴とする請求項２２乃至２６のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２８】
前記接続層（７）は、パターニングされて形成される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項２９】
前記パターニングされた接続層の形成は、印刷法により行われる、
ことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記接続層（７）は、パターニングされずに設けられる、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記パターニングされない接続層の形成は、スピンコーティング、又は気相成長により行われる、
ことを特徴とする請求項３０に記載の製造方法。
【請求項３２】
設置後の前記接続層（７）の厚さ（２８）は、１００ｎｍ〜１０μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記接続層（７）の厚さ（２８）は、概ね前記第１表面（６）の粗さ及び／又は前記第２表面（９）の粗さの大きさであるように加えられる力（１０）により、設置後、減少する、
ことを特徴とする請求項３２に記載の製造方法。
【請求項３４】
接着剤を含む電気絶縁性接続層が使用される、
ことを特徴とする請求項１７乃至３３のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３５】
耐溶解性、適切な真空度、温度安定性があり、且つ／又はＵＶ硬化可能である接着剤が使用される、
ことを特徴とする請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３６】
ＢＣＢ（BisbenzoCycloButene）を含む接着剤が使用される、
ことを特徴とする請求項３４又は３５に記載の製造方法。
【請求項１】
第１表面（６）を有する第１部品（５）と、第２表面（９）を有する第２部品（８）と、を備えるデバイスにおいて、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つが、地形学的な表面構造を有し、
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）は、電気絶縁性接続層（７）を介して前記第２部品（８）の前記第２表面（９）に接続され、そして、
前記第１表面（６）と前記第２表面（９）との間に、前記地形学的な表面構造を介して電気伝導性コンタクトがある、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記第１表面及び前記第２表面の両方が、地形学的な表面構造を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記地形学的な表面構造は、前記第１表面及び／又は前記第２表面の粗さにより生じる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１部品（５）及び／又は前記第２部品（８）は、基板、ウェハ、ガラスキャリア、ヒートシンク、エピタキシャル連続層、及び光電子半導体チップからなるグループから選ばれる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）及び／又は前記第２部品（８）の前記第２表面（９）は、窪み（４０）を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、接合領域（４１）を有し、
前記接合領域（４１）には、前記接続層（７）が取り付けられ、
前記第１表面（６）及び／又は前記第２表面（９）の前記窪み（４０）は、前記接合領域（４１）の周囲に配置される、
ことを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記窪み（４０）は、前記接続層の接着剤のための収集貯液部として機能する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のデバイス。
【請求項８】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、規則的に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、不規則に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記接続層（７）の平均厚さ（２８）は、概ね前記第１表面（６）の粗さ及び／又は前記第２表面（９）の粗さの大きさである、
ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１表面（６）の粗さ及び／又は前記第２表面（９）の粗さは、少なくとも数ナノメートル（ｎｍ）である、
ことを特徴とする請求項３又は１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、それらが少なくとも部分的に電気伝導性であるように形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１表面（６）及び／又は前記第２表面（９）は、少なくとも部分的に金属製に形成される、
ことを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記接続層は、電気絶縁性接着剤を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記接着剤は、耐溶解性、適切な真空度、温度安定性があり、且つ／又はＵＶ硬化可能である、
ことを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記接着剤は、ＢＣＢ（BisbenzoCycloButene）を含む、
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
第１表面（６）を有する第１部品（５）と第２表面（９）を有する第２部品（８）との間に電気伝導性接続部を製造する方法であって、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも１つが、地形学的な表面構造を有し、
前記第１表面及び／又は前記第２表面へ電気絶縁性接続層（７）を設ける工程と、
互いに関して前記第１表面（６）と前記第２表面（９）とを位置決めする工程と、
前記第１表面と前記第２表面との間に前記地形学的な表面構造を介して電気的伝導性コンタクトが生じるまで、前記第１部品（５）及び／又は前記第２部品（８）へ力（１０）を加える工程と、
を含む、
ことを特徴とする電気伝導性接続部の製造方法。
【請求項１８】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、地形学的な表面構造を有する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記地形学的な表面構造は、前記接続層が設けられるよりも前に形成される、
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記地形学的な表面構造は、エッチング、研削、フォトリソグラフィパターニング、及び／又はサンドブラストにより形成される、
ことを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記第１部品（５）及び／又は前記第２部品（８）は、基板、ウェハ、ガラスキャリア、ヒートシンク、エピタキシャル連続層、及び光電子半導体チップからなるグループから選ばれて使用される、
ことを特徴とする請求項１７乃至２０のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記第１部品（５）の前記第１表面（６）及び／又は前記第２部品（８）の前記第２表面（９）は、窪み（４０）を有して、前記電気絶縁性接続層が設けられるよりも前に用意される、
ことを特徴とする請求項１７乃至２１のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記第１表面（６）及び前記第２表面（９）は、接合領域（４１）を有し、
前記接合領域（４１）には、前記接続層（７）が取り付けられ、
前記第１表面（６）及び／又は前記第２表面（９）の前記窪み（４０）は、前記接合領域（４１）の周囲に配置される、
ことを特徴とする請求項１７乃至２２のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記窪み（４０）は、前記接続層の接着剤のための収集貯液部として機能する、
ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の製造方法。
【請求項２５】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、規則的に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項２２乃至２４のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２６】
複数の前記窪み（４０）は、それらが、不規則に離れて間隔を空けるように配置される、
ことを特徴とする請求項２２乃至２４のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記窪み（４０）は、エッチング、研削、エンボス加工、フォトリソグラフィパターニング、及び／又はサンドブラストにより形成される、
ことを特徴とする請求項２２乃至２６のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２８】
前記接続層（７）は、パターニングされて形成される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項２９】
前記パターニングされた接続層の形成は、印刷法により行われる、
ことを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記接続層（７）は、パターニングされずに設けられる、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記パターニングされない接続層の形成は、スピンコーティング、又は気相成長により行われる、
ことを特徴とする請求項３０に記載の製造方法。
【請求項３２】
設置後の前記接続層（７）の厚さ（２８）は、１００ｎｍ〜１０μｍの厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記接続層（７）の厚さ（２８）は、概ね前記第１表面（６）の粗さ及び／又は前記第２表面（９）の粗さの大きさであるように加えられる力（１０）により、設置後、減少する、
ことを特徴とする請求項３２に記載の製造方法。
【請求項３４】
接着剤を含む電気絶縁性接続層が使用される、
ことを特徴とする請求項１７乃至３３のうちいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３５】
耐溶解性、適切な真空度、温度安定性があり、且つ／又はＵＶ硬化可能である接着剤が使用される、
ことを特徴とする請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３６】
ＢＣＢ（BisbenzoCycloButene）を含む接着剤が使用される、
ことを特徴とする請求項３４又は３５に記載の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【公表番号】特表２００９−５３７９７０（Ｐ２００９−５３７９７０Ａ）
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１０２８０（Ｐ２００９−５１０２８０）
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００７／０００８９７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３４５８１
【国際公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（５９９１３３７１６）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 (586)
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１６日（２００７．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００７／０００８９７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３４５８１
【国際公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（５９９１３３７１６）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 (586)
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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