[发明专利]将半导体装置结合到支持衬底的方法

说明书

根据本发明各实施例的方法包括提供生长在生长衬底上的半导体装置的晶片。该半导体装置的晶片具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第二表面为生长衬底的表面。该方法还包括将第一表面结合到第一晶片以及将第二表面结合到第二晶片。在一些实施例中，第一晶片和第二晶片分别具有与生长衬底不同的热膨胀系数。在一些实施例中，第二晶片可以补偿由第一晶片引入到半导体装置的晶片的应力。

技术领域

本发明涉及将诸如III族氮化物发光二极管的半导体发光装置附接到支持衬底的方法。

背景技术

包括发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)以及边发射激光器的半导体发光装置属于当前可获得的最高效的光源。在能够跨过可见光谱工作的高亮度发光装置的制造中当前感兴趣的材料体系包括III-V族半导体，特别是也称为III族氮化物材料的镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金。典型地，III族氮化物发光装置是利用金属氧化物化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技术，在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物或其它合适衬底上外延生长不同成份和掺杂剂浓度的半导体层堆叠来制作。该堆叠经常包括在衬底上形成的掺杂有例如Si的一个或多个n型层，在一个或多个n型层上形成的有源区域中的一个或多个发光层，以及在有源区域上形成的掺杂有例如Mg的一个或多个p型层。电接触形成于n和p型区域上。

图9说明在US6,876,008中更详细描述的附接到载具114的发光二极管管芯110。载具的顶表面和底表面上的可焊接表面之间的电连接形成于载具内。焊料球122-1和122-2布置于其上的载具顶部上的可焊接区域电连接到载具底部上的可焊接区域，载具底部上的可焊接区域通过载具内的导电路径附接到焊料结138。焊料结138将载具底部上的可焊接区域电连接到板134。载具114例如可以是具有若干不同区域的硅/玻璃复合物载具。硅区域114-2被金属化物118-1和118-2围绕，所述金属化物在载具的顶表面和底表面之间形成导电路径。诸如ESD保护电路的电路可以形成于被金属化物118-1和118-2围绕的硅区域114-2中，或者形成于其它硅区域114-3中。这种其它硅区域114-3也可以电接触管芯110或板134。玻璃区域114-1电隔离不同的硅区域。焊料结138可以被绝缘区域135电隔离，该绝缘区域可以是例如电介质层或空气。

在图9说明的装置中，在管芯110附接到载具114之前，包括金属化物118-1和118-2的载具114与管芯110分开形成。例如，US6,876,008解释，包括用于许多载具的位点的硅晶片被生长以包括任何期望电路，诸如上述的ESD保护电路。通过传统掩模和蚀刻步骤在晶片中形成孔洞。诸如金属的导电层形成于晶片上和孔洞内。导电层可以随后被图案化。玻璃层随后形成于晶片上和孔洞内。部分的玻璃层和晶片被移除从而露出导电层。晶片下侧上的导电层可以随后被图案化并且附加的导电层可以被添加或图案化。一旦晶片的下侧被图案化，单个LED管芯110可以通过互连122而物理和电连接到载具上的导电区域。换言之，LED110在被划片成单个二极管之后附接到载具114。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于将半导体装置的晶片附接到支持衬底晶片的晶片级方法，其中半导体装置的晶片中的翘曲保持足够小，使得半导体装置的晶片可以在附接到支持衬底晶片之后被加工。

根据本发明各实施例的方法包括提供生长在生长衬底上的半导体装置的晶片。该半导体装置的晶片具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第二表面为生长衬底的表面。该方法还包括将第一表面结合到第一晶片以及将第二表面结合到第二晶片。在一些实施例中，第一晶片和第二晶片分别具有与生长衬底不同的热膨胀系数。在一些实施例中，第二晶片可以补偿由第一晶片引入到半导体装置的晶片的应力。

附图说明

图1说明半导体发光装置的晶片的一部分。图1中说明了两个发光装置。

图2说明在添加一个或多个金属层和一个或多个聚合物层之后图1的装置的其中之一。