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制造多个发射辐射的器件的方法、发射辐射的器件、制造连接载体的方法和连接载体

文献发布时间:2023-06-19 11:34:14


制造多个发射辐射的器件的方法、发射辐射的器件、制造连接载体的方法和连接载体

技术领域

提出一种用于制造多个发射辐射的器件的方法和一种发射辐射的器件。此外,提出一种用于制造连接载体的方法和一种连接载体。

要提出一种改进的连接载体和具有改进的连接载体的发射辐射的器件。此外,要提出一种简化的用于制造连接载体的方法以及一种简化的用于制造具有连接载体的发射辐射的器件的方法。

发明内容

所述目的通过具有权利要求1的步骤的方法、具有权利要求8的步骤的方法、具有权利要求9的特征的连接载体以及具有权利要求10的特征的发射辐射的器件来实现。

这两种方法、连接载体和发射辐射的器件的有利的设计方案和改进方案是相应从属权利要求的主题。

根据用于制造多个发射辐射的器件的方法的一个实施方式,提供一种具有多个连接载体的复合结构。

优选地,每个连接载体具有透光基质。透光基质尤其优选对于可见光是可透过的。在这种情况下,透光基质优选透射可见光的85%并且特别优选透射至少95%。透光基质优选具有玻璃或由玻璃形成。

在每个连接载体的透光基质中,优选设置贯通部,所述贯通部从连接载体的第一主面贯通地延伸到连接载体的第二主面。换言之,贯通部特别优选完全地穿过透光基质。优选地,贯通部在连接载体的第一主面和/或第二主面上在横向方向上未被基质覆盖。特别优选地,基质的热膨胀系数匹配于贯通部的热膨胀系数。

贯通部能够具有不同的几何形状。尤其是,贯通部的横截面不一定必须圆环地或圆形地构成。在这种情况下,贯通部的侧壁能够垂直于连接载体的主面。此外也可行的是,侧壁也能够与连接载体的主面成不同于90°的角度。例如,贯通部具有锥形形状。

根据另一实施方式,连接载体通过框架彼此间隔开。在这种情况下,框架特别优选完全环绕每个连接载体。特别优选地,每个连接载体由一个框架环绕。特别优选地,紧邻的连接载体的框架彼此紧邻。例如,紧邻的连接载体的框架一件式地构成在复合结构中。优选地,框架由与贯通部相同的材料形成。

根据一个实施方式,复合结构由多个连接载体和多个框架形成,其中优选地,每个连接载体由一个框架环绕。

特别优选地,贯通部构成为是导电的。例如,贯通部和/或框架具有半导体材料。特别优选地,贯通部和/或框架具有硅。半导体材料,例如硅,特别优选是高度n型掺杂的或高度p型掺杂的。优选地,贯通部设置用于,与发射辐射的半导体芯片电接触。这尤其通过高掺杂的半导体材料,例如高掺杂的硅实现。

根据所述方法的另一实施方式,发射辐射的半导体芯片设置在两个贯通部上。特别优选地,发射辐射的半导体芯片与这两个贯通部导电连接。

此外也可行的是,发射辐射的半导体芯片仅设置在一个贯通部上或不设置在贯通部上。在这种情况下,发射辐射的半导体芯片与贯通部的电连接能够经由金属层产生。

例如,发射辐射的半导体芯片是发光二极管或表面发射的VCSEL(英语“verticalcavity surface emitting laser(垂直腔面发射激光器)”的缩写)。发射辐射的半导体芯片特别优选发射可见光,例如红光、绿光、紫外光和/或蓝光。此外也可行的是,发射辐射的半导体芯片发射红外光。除了发射辐射的半导体芯片之外,也能够在所述器件中使用用作为传感器的电子半导体芯片。传感器能够是光电二极管、相机或温度传感器。

根据一个特别优选的实施方式,通过完全或部分地去除框架来分割器件。

根据所述方法的另一实施方式,复合结构的提供包括在下文中描述的步骤。这样产生的复合结构尤其具有玻璃基质作为透光基质并且具有用于框架和贯通部的半导体材料。复合结构也能够称为玻璃半导体复合结构。

首先,提供半导体晶片并将半导体晶片结构化有凹部。凹部的深度例如在50微米至300微米之间,其中包括边界值。凹部的深度优选地在120微米至250微米之间,其中包括边界值。

半导体晶片的结构化能够例如利用光刻胶掩模借助于蚀刻来实现。凹部优选从半导体晶片的第一主面起,切开但是优选不完全地切开半导体晶片。柱体优选设置在凹部中,所述柱体从半导体晶片的与第一主面相对置的第二主面起,通过半导体晶片的材料连续地彼此连接。所述柱体特别优选构成后续的贯通部。在下一步骤中优选用玻璃填充凹部。特别优选地,通过玻璃晶片熔化用玻璃填充凹部,使得产生复合结构。为此,玻璃晶片优选施加到半导体晶片的第一主面上并且被加热。框架在这种情况下有利地用于在用玻璃填充凹部期间稳定结构化的半导体晶片。

根据另一实施方式,使复合结构减薄,使得产生多个连接载体。优选地,复合结构从第二主面起减薄。在从第二主面起使复合结构减薄之前,也能够使复合结构从第一主面起减薄,例如减去约50微米的厚度。在减薄之后,复合结构的厚度例如在80微米至120微米之间,其中包括边界值。在这种情况下,优选完全去除半导体晶片的如下材料,所述材料将柱体连续地彼此连接。在这种情况下,优选产生由基质和贯通部形成的表面。现在,复合结构具有优选两个相对置的主面,所述主面分别局部地由基质形成并且局部地由贯通部形成。

根据所述方法的另一实施方式,复合结构的这两个主面在减薄之后被抛光,例如通过化学机械抛光法或干式抛光法抛光。借助于化学机械抛光法,能够以期望的方式和方法设定基质和贯通部之间的形貌。例如,贯通部能够相对于基质回退。

根据所述方法的另一实施方式,在贯通部上设置有电连接部位。特别优选地,在每个贯通部上设置有电连接部位。电连接部位在这种情况下特别优选与贯通部直接接触。特别优选地,电连接部位完全覆盖贯通部。例如,电连接部位由金属形成或具有金属。电连接部位能够具有金或由金形成。

根据所述方法的另一实施方式,通过蚀刻完全地或部分地去除框架。这与锯割或激光切割相比具有以下优点:尺寸相对小的连接载体也能够彼此分开。连接载体例如具有在120微米至250微米之间的棱边长度,其中包括边界值。

蚀刻能够是各向异性蚀刻或各向同性蚀刻。在各向同性蚀刻的情况下,材料剥离通常仅略微有向地进行。在各向同性蚀刻中,优选在所有空间方向上相同地进行材料剥离。各向同性蚀刻能够通过诸如XeF

而在各向异性蚀刻的情况下,材料剥离通常有向地进行,即沿着优选方向进行。各向异性蚀刻能够通过诸如SF

根据一个特别优选的实施方式,在蚀刻之前将电连接部位设置在贯通部上。在这种情况下电连接部位分别优选完全地覆盖贯通部。在该实施方式中,优选地在施加电连接部位之后通过各向同性蚀刻借助于气体或液体完全或部分地去除框架。在这种情况下,有利地不使用覆盖贯通部的附加的光刻掩模。更确切地说,贯通部上的电连接部位有利地用于保护贯通部免受气体或液体的影响。这简化了制造方法。

在所述方法的该实施方式中,连接载体的因框架的完全或部分去除而产生的侧面优选完全由基质形成。换言之,在该实施方式中,贯通部在横向方向上完全设置在基质的体积区域中。各向同性蚀刻例如能够在诸如XeF

作为借助于气体或液体的各向同性蚀刻的替选方案,也能够使用借助于等离子体的各向异性蚀刻来完全或部分地去除框架。当前在各向异性蚀刻中特别优选使用掩模。在这种情况下,掩模优选覆盖贯通部,使得掩模保护贯通部免受等离子体的影响。而框架是可自由接近的,使得所述框架能够通过等离子体去除。基质优选基本上对等离子体是惰性的。

在所述方法的该实施方式中,能够有利地形成贯通部,所述贯通部部分地构成制成的连接载体的侧面。换言之,在分割之前,复合结构中的贯通部的材料连续地与框架的材料连接。通过各向异性蚀刻工艺,在贯通部和框架之间分别产生连接载体的侧面。所述方法的该实施方式的优点在于,能够将贯通部直接设置在连接载体的边缘上,使得能够实现具有连接载体的制成的发射辐射的器件的特别紧凑的构造。

例如,所谓的Bosch工艺能够用于各向异性蚀刻。在Bosch工艺中,干法蚀刻工艺通常与钝化步骤交替进行。在干法蚀刻工艺中,通常各向同性地去除待剥离的材料。在一定的材料剥离之后,在钝化步骤中给通过干法蚀刻工艺露出的表面设置钝化层。随后通过进一步的干法蚀刻工艺进行进一步的材料剥离,通常再次各向同性地进行。干法蚀刻工艺和钝化步骤交替执行直到材料被切开。以这种方式和方法产生具有分割痕迹的侧面,所述分割痕迹是Bosch工艺的特征。分割痕迹例如具有凹处或锯齿结构作为结构元件。凹处能够是贝壳形地构成。尤其是,借助于Bosch工艺产生的分割痕迹通常规则地构成,也就是说,相同或相似的结构元件以规则的顺序连接到彼此上。如上所述,分割痕迹对于Bosch工艺而言是典型的,使得能够在制成的连接载体或制成的器件上证明已经执行Bosch工艺以进行分离。

在下文中,详细描述一种用于制造多个连接载体的方法,其中优选地,连接载体在空间上彼此分开。结合用于制造多个发射辐射的器件的方法所描述的所有特征和实施方式也能够在用于制造在空间上彼此分开的多个连接载体的方法中构成,并且反之亦然。

用于制造多个连接载体的方法与用于制造多个发射辐射的器件的方法的不同之处尤其在于,在前者中不使用发射辐射的半导体芯片。例如,首先能够借助于所描述的方法制造多个连接载体,所述连接载体随后装配有半导体芯片。此外也可行的是,在连接载体的制造过程期间将发射辐射的半导体芯片施加到所述连接载体上,其中通过完全或部分地去除框架来产生多个发射辐射的器件。

根据用于制造多个在空间上彼此分开的连接载体的方法的一个实施方式,首先提供具有多个连接载体的复合结构。每个连接载体优选具有透光基质,在所述基质中设置有贯通部。贯通部优选从连接载体的第一主面贯通地延伸到连接载体的第二主面。此外,复合结构优选包括多个框架。连接载体优选通过框架彼此间隔开。每个连接载体优选被框架完全环绕。根据所述方法的一个实施方式,连接载体通过完全或部分地去除框架来分割。

借助于在此描述的用于制造多个连接载体和/或发射辐射的器件的方法,有利地可行的是,以有效的方式和方法产生连接载体或具有连接载体的器件,其中尽可能大的体积份额由透光基质形成。这提高具有该连接载体的发射辐射的器件的效率。

通过在此描述的方法,能够产生多个连接载体,所述连接载体优选在空间上彼此分开。结合用于制造多个连接载体的方法所描述的特征和实施方式也能够在连接载体中构成,并且反之亦然。

连接载体设置用于,将发射辐射的半导体芯片与连接载体导电方式连接。连接载体设置用于,形成发射辐射的器件的一部分。当前结合发射辐射的器件描述的所有实施方式和特征也能够在连接载体中构成,并且反之亦然。

根据一个实施方式,连接载体具有透光基质,在所述基质中设置有贯通部。贯通部优选从连接载体的第一主面贯通地延伸到连接载体的第二主面,其中第二主面与第一主面相对置。连接载体的侧面特别优选通过透光基质和/或贯通部形成。换言之,连接载体的侧面优选不具有与基质的材料和/或贯通部的材料不同的材料。

贯通部在连接载体中优选通过透光基质彼此电绝缘。基质有利地具有相对高的介电常数,使得借助于基质可以使贯通部彼此有效地电绝缘。

借助于上述方法能够产生发射辐射的器件。发射辐射的器件将在下面详细描述。在当前情况下结合用于制造多个发射辐射的器件的方法所描述的特征和实施方式也能够在发射辐射的器件中构成,并且反之亦然。

根据一个实施方式,发射辐射的器件包括具有透光基质的连接载体。优选地,在透光基质中设置有贯通部,所述贯通部从连接载体的第一主面贯通地延伸到连接载体的第二主面。连接载体的侧面优选由透光基质和/或贯通部形成。此外,发射辐射的器件特别优选包括至少一个发射辐射的半导体芯片。

发射辐射的半导体芯片在俯视图中能够具有多边形的,例如三角形的、矩形的或六边形的形状。此外可行的是,发射辐射的半导体芯片在俯视图中具有圆环形的、例如圆形的形状。

在俯视图中,连接载体也能够具有多边形的形状,例如三角形、矩形或六边形的形状。如果连接载体在俯视图中具有多边形的形状,例如矩形形状,那么角部能够是倒圆的。此外可行的是,连接载体在俯视图中具有圆环形的、例如圆形的形状。

发射辐射的半导体芯片特别优选能够借助于两个贯通部经由连接载体的第二主面电接触。连接载体的第二主面在这种情况下与连接载体的设置有半导体芯片的第一主面相对置。

根据一个实施方式,发射辐射的器件包括至少一个发射辐射的半导体芯片,所述半导体芯片发射来自可见光谱范围的电磁辐射。此外可行的是,发射辐射的半导体芯片发射红外辐射。发射辐射的半导体芯片也能够是VCSEL。

特别优选地,发射辐射的器件包括至少一个发射红色光的半导体芯片、至少一个发射绿色光的半导体芯片和至少一个发射蓝色光的半导体芯片。换言之,发射辐射的器件优选包括至少三个发射辐射的半导体芯片,其中一个半导体芯片发射红光,一个半导体芯片发射绿光,并且一个半导体芯片发射蓝光。

根据另一实施方式,发射辐射的器件包括至少一个发射红色光的半导体芯片和至少一个发射黄色的半导体芯片。这样的器件尤其适合于汽车领域的应用,例如在方向指示灯和/或尾灯中。

根据一个实施方式,发射辐射的器件包括发射辐射的半导体芯片,所述半导体芯片在运行时发射红外光谱范围中的电磁辐射。在该实施方式中,发射辐射的器件特别优选还包括至少一个发射红色光的半导体芯片、至少一个发射绿色光的半导体芯片和至少一个发射蓝色光的半导体芯片。

这种发射辐射的器件尤其适合于在显示器或视频墙中用于形成一个或多个像点。在显示器或视频墙运行时,红外的半导体芯片发射红外光谱范围中的电磁辐射,电磁辐射例如提供诸如QR码或其他2D码的信息。所述信息例如设置用于,由显示器或视频墙之外的相机识别。

此外,所述信息还能够对应于数据交换协议,使得所述信息能够被诸如智能手机的数据接收器接收和读取。特别优选地,在该实施方式中,发射辐射的器件包括适合于接收红外辐射的传感器。以这种方式和方法可行的是,显示器或视频墙也从外部接收信息。这样的显示器或这样的视频墙因此例如能够与路人的智能手机交换信息,例如出于广告目的。

当前,术语“视频墙”尤其是指具有像点的图像显示设备,其中两个紧邻的像点之间的距离至少为500微米。此外,视频墙通常模块化地由多个模块构建。视频墙例如在大型活动中用于图像显示。

当前,术语“显示器”尤其是指如下图像显示设备,其中两个紧邻的像素之间的距离至多为500微米。显示器尤其在电视机、计算机监视器、智能手表和/或智能手机中用于显示图像。

根据发射辐射的器件的另一实施方式,与半导体芯片导电连接的电连接部位施加到每个贯通部上。在这种情况下,半导体芯片优选分别地,特别优选完全地覆盖电连接部位。

根据发射辐射的器件的另一实施方式,连接载体在俯视图中具有六边形形状或矩形形状。特别优选地,六边形形状为正六边形。

根据另一实施形式,发射辐射的器件具有多个半导体芯片。在这种情况下,半导体芯片和连接载体在俯视图中具有矩形形状。在该实施方式中,半导体芯片尤其优选成行和/或成列地设置。

根据发射辐射的器件的另一实施方式,连接载体在俯视图中具有六边形形状。此外,发射辐射的器件优选包括多个半导体芯片,所述半导体芯片分别用侧面平行于连接载体的侧面地设置。在该实施例中,半导体芯片在俯视图中能够具有矩形或三角形的形状。

根据一个实施方式,发射辐射的器件包括至少一个电子半导体芯片。在电子半导体芯片的情况下,电子半导体芯片能够是传感器。例如,传感器在运行时检测红外辐射、温度如环境温度或者亮度例如环境的亮度。此外,电子半导体芯片能够是适合于图像记录的传感器,如CCD传感器或CMOS传感器。

根据一个实施方式,发射辐射的器件具有传感器,所述传感器在运行时检测温度。优选地,传感器检测器件的温度。如果已知发射辐射的器件的温度,那么开创如下可行性:能够补偿发射辐射的半导体芯片的电磁辐射由于温度差而导致的颜色偏移。

在该实施方式中,发射辐射的器件优选包括电子控制芯片,所述电子控制芯片用于操控发射辐射的器件的半导体芯片中的至少一个。例如,控制芯片包括集成电路。优选地,控制芯片设立用于,借助于脉宽调制信号来操控至少一个并且优选所有发射辐射的半导体芯片。脉宽调制信号通常适合于使由发射辐射的半导体芯片发射的光的色坐标动态地匹配于预设的值。在该实施方式中,尤其有利地可行的是,将另一电子高性能芯片集成到所述器件中,或者给操控芯片设置附加的高性能电子装置,而不会由于在运行时产生的高温而改变发射辐射的半导体芯片的光的颜色。

在此描述的发射辐射的器件尤其适合于在视频墙或显示器中使用。尤其是,具有发射红色光、发射绿色光和发射蓝色光的半导体芯片的发射辐射的器件能够有利地作为视频墙或显示器中的特别紧凑的RGB光源应用。RGB光源例如能够是视频墙或显示器的至少一个像点的一部分。此外,当前描述的连接载体具有透光基质,所述透光基质构成连接载体的特别大的体积份额。

根据一个实施方式,发射辐射的器件具有传感器,所述传感器在运行时检测周围环境的亮度。在该实施方式中,特别优选地,发射辐射的器件还包括至少一个在运行时发射红色光的半导体芯片、至少一个在运行时发射绿色光的半导体芯片以及至少一个在运行时发射蓝色光的半导体芯片。这种发射辐射的器件尤其适合在显示器或视频墙中用于形成一个或多个像点。借助于在运行时检测环境亮度的传感器,有利地可行的是,局部且动态地调整发射辐射的半导体芯片的辐射的亮度,使得即使在显示器或视频墙的不同区域中存在不同的环境亮度,在每个部位处也存在显示器或视频墙的可识别的图像。

根据另一实施方式,所述器件包括VCSEL。特别优选地,在该实施方式中,发射辐射的器件还包括至少一个在运行时发射红色光的半导体芯片、至少一个在运行时发射绿色光的半导体芯片和至少一个在运行时发射蓝色光的半导体芯片。这种发射辐射的器件尤其适合于在显示器或视频墙中使用,所述显示器或视频墙还配备有3D识别设备。以这种方式和方法,能够生成关于在显示器或视频墙之前是否存在物体例如观众的信息。

根据另一实施方式,所述器件具有CCD传感器和/或CMOS传感器。CCD传感器和/或CMOS传感器优选用于图像记录。特别优选地,在该实施方式中,发射辐射的器件还包括至少一个在运行时发射红色光的半导体芯片、至少一个在运行时发射绿色光的半导体芯片和至少一个在运行时发射蓝色光的半导体芯片。这种发射辐射的器件尤其适合在具有弯曲的屏幕的显示器或视频墙中形成一个或多个像点。例如,弯曲的屏幕具有球面的一个区段的形状。尤其是,结合显示器或视频墙的弯曲的屏幕,通过CCD传感器和/或CMOS传感器可行的是,构成复眼作为显示器或视频墙的摄像机。

在此所描述的发射辐射的器件尤其适合在用于图像显示的模块中使用。例如,所述模块是显示器或视频墙的一部分。在此仅结合发射辐射的器件所描述的特征和实施方式也能够在模块中构成,并且反之亦然。

根据一个实施方式,模块包括多个发射辐射的器件。发射辐射的器件优选设置在衬底的第一主面上并且设立用于构成用于图像显示的像点。

根据另一实施方式,模块包括在衬底的与第一主面相对置的第二主面上的电子控制芯片。控制芯片优选用于操控模块的至少一个器件的发射辐射的半导体芯片。优选地,控制芯片设立用于,操控所有器件的发射辐射的半导体芯片。例如,该控制芯片包括集成电路。优选地,控制芯片设立用于,借助于脉宽调制信号来操控模块的至少一个和优选所有发射辐射的半导体芯片。脉宽调制信号通常适合于使发射辐射的半导体芯片发射的光的色坐标动态地与预设值匹配。在该实施方式中,尤其有利可行的是,将另一电子高性能芯片集成到模块中或给操控芯片设置附加的高性能电子装置,而不会由于在运行时产生的高温而改变发射辐射的半导体芯片的光的颜色。

附图说明

下面根据附图详细阐述转换元件和发射辐射的器件这两种方法的有利的实施方案和改进方案。

图1至图6示出根据一个实施例的用于制造多个在空间上彼此分开的连接载体的方法的方法阶段的示意性剖视图。

图7示出根据一个实施例的多个连接载体的示意性剖视图。

图8至图9示出根据一个实施例的用于制造发射辐射的器件的方法的方法阶段的示意性剖视图。

图10至图13示出根据另一实施例的用于制造发射辐射的器件的方法的方法阶段的示意性俯视图。

图14至图15示出根据另一实施例的用于制造发射辐射的器件的方法的方法阶段的示意性俯视图。

图16至图22示出根据不同实施例的发射辐射的器件的示意性俯视图。

图23示出根据一个实施例的模块的示意性的立体视图。

图24示范性地示出模块的图像区的温度分布。

图25示例性地示出来自发射辐射的半导体芯片的光的色坐标的与温度T相关的坐标Cx和Cy。

图26示出根据一个实施例的视频墙的示意图。

图27示出根据一个实施例的显示器的示意图。

在附图中,相同、相类或起作用相同的元件设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件彼此间的大小关系不应视为按比例绘制。更确切地说,为了更好的可视性和/或为了更好的理解,能够夸张大地示出个别元件,尤其层厚度。

具体实施方式

在根据图1至图6的实施例的方法中,首先提供半导体晶片1(图1)。半导体晶片1例如由高掺杂的硅构成。

半导体晶片1从第一主面起结构化有凹部2,在所述凹部中设置有柱体3。凹部2例如具有大约200微米的深度。此外,半导体晶片1具有框架4,所述框架中的每个分别环绕多个柱体3(图2)。半导体晶片1的结构化例如能够借助于光刻掩模和蚀刻过程来进行。

在图3和图4中示意性示出的下一步骤中,给凹部2填充玻璃。为此,将玻璃晶片5在真空下施加到半导体晶片1的结构化的第一主面上(图3)并且例如通过加热使其熔化。液态玻璃特别优选完全地填充凹部2(图4)。

在下一步骤中,半导体晶片1从其与第一主侧相对置的第二主侧起减薄(图5)。通过减薄,半导体晶片1的从半导体晶片1的第二主侧起将柱体3彼此连接并且构成凹部2的底面的材料被去除。在减薄之后,玻璃在当前情况下是可自由接近的。

通过减薄产生具有透光基质7和多个贯通部8的复合结构6,所述透光基质在当前情况下由玻璃形成,所述贯通部由半导体晶片1的材料形成。此外,复合结构6包括多个框架4,所述框架分别完全地环绕多个贯通部8。换言之,复合结构6包括多个连接载体9,所述连接载体通过环绕的框架4彼此间隔开。框架4在这种情况下具有与贯通部8相同的材料,即高掺杂的硅。在减薄之后,在当前情况下,复合结构6具有大约100微米的厚度。

在下一步骤中,将电连接部位10设置在每个贯通部8上(图6)。电连接部位10在这种情况下彼此间隔开地定位。在当前情况下,每个电连接部位10完全覆盖贯通部8。电连接部位10特别优选金属地构成。例如,电连接部位10由金构成。电连接部位10也能够在减薄之前至少部分地施加。

在下一步骤中,分割连接载体9,在所述连接载体中框架4完全或部分地从复合结构6中去除,例如通过在等离子体中的各向异性蚀刻、在气体或液体中的各向同性蚀刻。在这种情况下,通过电连接部位10保护贯通部8免受等离子体的影响,使得能够有利地弃用掩模。

图7示出在空间上彼此分开的制成的连接载体9,所述连接载体能够通过根据图1至图6描述的方法来制造。

根据图7的实施例的连接载体9具有透光基质7,所述透光基质在当前情况下由玻璃形成。在透光基质7内设置有多个贯通部8,在当前情况下,所述贯通部具有高掺杂的硅。贯通部8从连接载体9的第一主面延伸到连接载体9的第二主面。贯通部8在这种情况下能够在这两个主面上分别与基质7齐平。此外也可行的是,贯通部8也能够在至少一个主面上相对于基质7回退(在此未示出)。贯通部8通过基质7彼此电绝缘。

在贯通部8上设置例如由金构成的电连接部位10。电连接部位10在这种情况下完全地覆盖贯通部8。在当前情况下,连接载体9的设置在第一主面与第二主面之间的侧面完全由透光基质7形成。连接载体9具有例如约140微米乘210微米的面积。

如已经根据图1至6所描述的那样,在根据图8和9的实施例的方法中,首先产生复合结构6。

将发射辐射的半导体芯片11施加到复合结构6的电连接部位10上(图8)。在这种情况下,发射辐射的半导体芯片11与复合结构6的第一主面的电连接部位10导电地连接,使得所述发射辐射的半导体芯片之后能够经由在复合结构6的第二主面上的电连接部位10从外部电接触。发射辐射的半导体芯片11也能够在减薄之前施加到复合结构6上。

在下一步骤中,分割发射辐射的器件12,在所述发射辐射的器件中框架4完全或部分地被去除,例如通过在气体中的各向同性蚀刻(图9)。

在根据图10至13的实施例的方法中,再次提供结构化的半导体晶片1。该半导体晶片具有多个框架4,所述框架中的每个环绕多个柱体3,所述柱体设置在凹部2中(图10)。

在下一步骤中,将透光基质7,在当前情况下即玻璃填充到每个框架4内的柱体3之间的凹部2中。电连接部位10被施加到贯通部8上(图11)。

然后将发射辐射的半导体芯片11施加到各两个电连接部位10上,如在图12中所示出的那样。半导体芯片11在这种情况下与电连接部位10导电连接。

在下一步骤中,框架4被完全或部分地去除,使得发射辐射的器件12被分割(图13)。框架4例如通过各向同性蚀刻来去除。发射辐射的器件12具有例如约140微米乘175微米的面积。

在根据图14和15的实施例的方法中,再次提供具有多个连接载体9的复合结构6(图14)。每个连接载体9在这种情况下具有多个贯通部8,所述贯通部在当前情况下完全地被电连接部位10覆盖。发射辐射的半导体芯片11被施加到电连接部位10上。电连接部位10在这种情况下通过透光基质7彼此电绝缘。在当前情况下,透光基质7由玻璃形成。此外,每个连接载体9被框架4围绕。环绕紧邻的连接载体的各两个框架4在这种情况下直接连通地构成。此外,每个框架4与框架4所环绕的连接载体9的贯通部8连贯地构成。在该方法阶段中,框架4内的至少一些贯通部8与框架4一件式地构成。

在下一步骤中,在当前情况下通过各向异性蚀刻,例如借助于Bosch工艺,来分割发射辐射的器件12(图15)。在分割期间,通过各向异性蚀刻,例如借助于Bosch工艺,完全或部分地去除框架4。在这种情况下,贯通部8保持并且分别构成经被分割的连接载体9的侧面的一部分。在当前情况下,器件12具有约为160微米乘205微米的面积。

根据图16的实施例的发射辐射的器件12包括在俯视图中具有矩形形状的连接载体9。此外,根据图16的实施例的发射辐射的器件12具有三个发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B,其中一个半导体芯片发射红光,一个半导体芯片发射绿光,并且一个半导体芯片在运行时发射蓝光。在当前情况下,发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B如连接载体9那样具有在俯视图中为矩形的形状。在当前情况下,半导体芯片11R,11G,11B设置成一列。

相对于根据图16的发射辐射的器件12,除了发射红色光的半导体芯片11R,发射绿色光的半导体芯片11G和发射蓝色光的半导体芯片11B之外,根据图17的实施例的发射辐射的器件12具有发射红外光的半导体芯片11IR,VCSEL 11L以及传感器13。例如,传感器13构成用于检测红外辐射。例如,借助于发射红外光的半导体芯片11IR能够提供不在可见范围内的信息。在该实施例中,发射可见范围中的光的发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B设置在共同的列中。在紧邻的列中设置发射红外光的半导体芯片11IR,VCSEL 11L以及传感器13。

相对于图16的发射辐射的器件12,根据图18的实施例的器件12包括在俯视图中具有六边形形状的连接载体9。在该实施例中,发射红色光的半导体芯片11R,发射绿色光的半导体芯片11G和发射蓝色光的半导体芯片11B具有矩形形状。发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B分别以侧面平行于连接载体9的侧面地设置。

相对于根据图18的发射辐射的器件12,根据图19的实施例的发射辐射的器件12具有在运行时发射红外辐射的另一半导体芯片11IR。发射红外辐射的半导体芯片11IR居中地定位在连接载体9上。

如根据图18和19的实施例的发射辐射的器件12那样,根据图20的实施例的发射辐射的器件12具有连接载体9,所述连接载体9在俯视图中具有六边形形状。然而,相对于图18和19中的实施例,根据图20的实施例的器件12的半导体芯片11R,11G,11B,11L,11IR 13具有三角形的形状。在这种情况下,半导体芯片11R,11G,11B,11L,11IR分别以侧面平行于连接载体9的侧面地设置。使用在俯视图中具有三角形形状的半导体芯片11R,11G,11B,11L,11IR,13和在俯视图中具有六角形形状的连接载体9,允许连接载体9的特别好的面利用。

根据图20的发射辐射的器件具有发射红色光的半导体芯片11R,发射蓝色光的半导体芯片11B和发射绿色光的半导体芯片11G。在当前情况下,在各两个发射可见光的半导体芯片11R,11G,11B之间设置有发射红外光的半导体芯片11IR,传感器13或VCSEL 11L。

相对于根据图16的发射辐射的器件12,除了在运行时发射红色光的半导体芯片11R,在运行时发射绿色光的半导体芯片11B和在运行时发射蓝色光的半导体芯片11B之外,根据图21的实施例的器件12具有发射辐射的半导体芯片11IR,所述半导体芯片在运行时发射红外辐射。发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B,11IR设置在一排中。

根据图21的实施例的发射辐射的器件12具有不同于根据图19的发射辐射的器件12的设计,而在发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B,11IR相同地构成。通过发射红外电磁辐射的发射辐射的半导体芯片11IR,能够有利地提供对于人眼不可见的信息。

相对于根据图21的器件12,根据图22的实施例的器件12具有传感器13而不是发射红外辐射的发射辐射的半导体芯片11IR,所述传感器13在运行时检测周围环境的亮度。

根据图23的实施例的模块具有多个发射辐射的器件12,所述器件12被施加到衬底17的第一主面上。发射辐射的器件12在当前情况下是不可见的。

优选地,发射辐射的器件12包括三个发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B,所述半导体芯片中的一个在运行时发射红光,一个在运行时发射绿光,并且一个在运行时发射蓝光。电子控制芯片14居中地设置在衬底17的第二主面上。此外,根据图23的实施例的模块的发射辐射的器件分别具有传感器13(未示出),所述传感器检测半导体芯片11R,11G,11B的温度。

在发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B的温度升高时,随着温度升高,由半导体芯片11R,11G,11B发射的电磁辐射的色坐标通常会移至较低的值。例如在图25中示出这种移动。由此产生模块的如在图24中所示出的那样的在图像区16上不均匀的温度分布。

在根据图23的实施例的模块中,温度T通过温度传感器测量,并且测量值被转发到模块的背侧上的电子控制芯片14。电子控制芯片14设立用于,在模块运行时借助于脉宽调制信号来操控发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B,使得由发射辐射的半导体芯片11R、11G、11B发射的光的色坐标在发射辐射的半导体芯片11R、11G、11B的温度改变时能够设定为所期望的值。

根据图26的实施例的视频墙具有多个发射辐射的器件12,如已经例如根据图16所描述的器件。此外,根据图26的实施例的视频墙具有至少一个发射辐射的器件12,如已经根据图21所描述的器件。换言之,视频墙具有至少一个具有半导体芯片11IR的发射辐射的器件12,所述半导体芯片在运行时发射红外辐射。器件12的在运行时发射红色光,在运行时发射绿色光并且在运行时发射蓝色光的半导体芯片11R,11G,11B构成视频墙的现有的像点。

红外辐射例如能够由诸如智能便携式电话的移动终端设备15接收,使得可以将适当的信息从视频墙发送到移动终端设备15。为此,红外辐射通常遵守IR协议。

此外可行的是,根据图26的实施例的视频墙能够替选地或附加地具有发射辐射的器件12,如已经根据图17所描述的器件。这样的器件12尤其具有VCSEL 11L,其与3D识别一起实现检测在视频墙的前面是否有观众。

此外,根据图17的器件12具有发射红外辐射的半导体芯片11IR和能够检测红外辐射的传感器13。这实现视频墙通过红外辐射与移动终端15的通信。

根据图27的实施例的显示器具有弯曲的图像区16。显示器具有多个发射辐射的器件12,其中仅在图像区16的中央的器件12除了用于构成像点的发射红色光的半导体芯片11R,发射绿色光的半导体芯片11G和发射蓝色光的半导体芯片11B外还具有传感器13,所述传感器适合于图像记录,诸如CCD传感器或CMOS传感器。为了清楚起见,在图27中未示出发射辐射的半导体芯片11R,11G,11B,而是仅示出传感器13,所述传感器在图像区的中央构成复眼。

本申请要求德国专利申请DE 102018128570.1的优先权,其公开内容通过引用结合于此。

本发明并不因根据实施例的描述而限于这些实施例。更确切地说,本发明包括任何新的特征以及特征的任何组合,这尤其包括权利要求中的特征的任何组合,即使该特征或该组合本身未明确在权利要求或实施例中说明时也如此。

附图标记列表

1 半导体晶片

2 凹部

3 柱体

4 框架

5 玻璃晶片

6 复合结构

7 透光基质

8 贯通部

9 连接载体

10 电连接部位

11,11R,11G,11B,11IR,11L 发射辐射的半导体芯片

12 发射辐射的器件

13 传感器

14 电子控制芯片

15 移动终端设备

16 图像区

17 衬底

相关技术
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技术分类

06120112978858