JP5361381B2 - 半導体構成素子を製作するための方法及び薄膜半導体構成素子 - Google Patents

Description

本発明は、半導体構成素子を製作するための方法及び薄膜半導体構成素子に関する。

本発明の課題は、半導体構成素子を製作するための簡単な方法を提供することにある。更に本発明の課題は、容易に取扱い可能で機械的に安定した薄膜半導体構成素子を提供することにある。

これらの課題は、請求項１及び２に記載の方法、即ち：
‐半導体材料を有する層複合体を成長基板上に形成し、
‐フレキシブルな支持体層を前記層複合体に付与し、
‐フレキシブルな支持体層を自己支持型の支持体層へと硬化させ、
‐成長基板を剥離することを特徴とする、半導体構成素子を製作するための方法、及び、
‐半導体材料を有する層複合体を成長基板上に形成し、
‐自己支持型の支持体層を層複合体に付与し、この場合、支持体層がベース層と、層複合体に面した付着層とを有しており、この付着層が層複合体に付着し、
‐成長基板を剥離することを特徴とする、半導体構成素子を製作するための方法、
並びに請求項２５及び２６に記載の薄膜半導体構成素子、即ち：
‐積層体と、
‐該積層体に配置された自己支持型の支持体層を有しており、しかも、該支持体層が硬化されていることを特徴とする、薄膜半導体構成素子、及び、
‐積層体と、
‐該積層体に配置された自己支持型の支持体層を有しており、しかも、該支持体層が、ベース層と、前記積層体に面した付着層とを有しており、該付着層が積層体に付着していることを特徴とする、薄膜半導体構成素子によって解決される。前記方法及び薄膜半導体構成素子の有利な改良は、従属請求項に記載されている。

半導体構成素子を製作するための本発明による方法の第１バリエーションは、以下の段階を有している。即ち：
‐半導体材料を有する層複合体を成長基板上に形成し、
‐フレキシブルな支持体層を層複合体に付与し、
‐フレキシブルな支持体層を自己支持型の支持体層へと硬化させ、
‐成長基板を剥離する。

つまり、層複合体の成長基板とは反対の側に、フレキシブルな支持体層を付与し、この支持体層は硬化後に、自己支持型の、有利には剛性の支持体層として、層複合体に付着する。

半導体構成素子を製作するための本発明による方法の第２バリエーションは、以下の段階を有している。即ち：
‐半導体材料を有する層複合体を成長基板上に形成し、
‐自己支持型の支持体層を層複合体に付与し、この場合、支持体層がベース層と、層複合体に面した付着層とを有しており、この付着層が層複合体に付着し、
‐成長基板を剥離する。

つまり、層複合体の成長基板とは反対の側に支持体層を付与し、この支持体層は、完成した半導体構成素子において、自己支持型の、有利には剛性の支持体層として、層複合体に付着する。

有利には、層複合体と支持体層との間の、例えばはんだ結合等の別個の結合を節約することができ、これにより、コストを発生させるボンディングの方法段階が節減可能である。

前記の第１バリエーションでは、フレキシブルな支持体層に比べて自己支持型の支持体層は、より形状安定的であり、従って、より簡単に取扱い可能であるという利点を有している。

第２バリエーションでは、付着層は溶融接着剤から形成されており、ベース層は形状安定性のプラスチックから形成されていてよい。この場合、付着層を溶融して、層複合体の十分な濡れ延いては硬化後の十分な付着を得るためには、付着層の加熱が必要とされている。付着層は、室温では有利には固体である。更に、付着層は付加的な加熱無しで層複合体に付着するということが考えられる。この場合、当該付着層は例えばシリコーンを有しており、ベース層はポリイミドを有していてよい。

当該方法の第２バリエーションの有利な実施形態では、ベース層がプラスチック材料を有している。択一的には、ベース層はガラスを有していてよい。

有利には、支持体層はシートである。特に、この支持体層はウェブに製作されたプラスチックシートであってよい。本発明による支持体層の比較的小さな厚さにおいても、十分な安定性が得られる。それというのも、比較的小さな厚さに基づき、支持体層は弾性なので、亀裂形成の危険が低下されているからである。この場合、比較的小さな厚さとは、有利には１００μｍ、特に有利には１００μｍ未満であると理解される。

特に有利には、支持体層は透明である。このことは、支持体層が同時に出射結合層として役立つことができるという利点を有している。

本発明の方法により、有利には薄膜半導体構成素子、特に放射線放射型の薄膜半導体構成素子が製作される。

放射線放射型の薄膜半導体構成素子は、特に以下の複数の特徴のうちの少なくとも１つによって優れている。即ち：
‐支持体エレメントに面した、放射線発生型のエピタキシ層列の第１の主要面に、有利には反射性の層が付与又は形成されており、この層が、エピタキシ層列において発生された電磁放射線の少なくとも一部を、エピタキシ層に反射し戻し、
‐エピタキシ層列が、２０μｍ又は２０μｍ未満の範囲内、特に１０μｍの範囲内の厚さを有しており、
‐エピタキシ層列が、混合層を有する少なくとも１つの面を備えた、少なくとも１つの半導体層を有しており、前記混合層が、理想的にはほぼエルゴード的な配光をエピタキシャルなエピタキシ層列内に生ぜしめる、即ち、前記混合層は、可能な限りエルゴード的な確率の散乱特性を有している。

放射線放射型の薄膜半導体構成素子の基本原理は、例えばＩ．Ｓｃｈｎｉｔｚｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６３（１６），１８．Ｏｋｔｏｂｅｒ １９９３，２１７４−２１７６に記載されており、この点においてその開示内容を引用する。

前記のような放射線放射型の薄膜半導体構成素子は、ほぼランバート表面放射体である。

従って、本発明では層複合体が電磁放射線を発生させるための活性層列を有しており、この活性層列は、有利には成長基板上でエピタキシャルに成長する。

複数の薄膜半導体構成素子を製作するためには、層複合体が複数の個別の積層体に構造化される。これらの積層体は、例えばソーイングによって個別化され得る。

支持体層は、予め構造化されて層複合体に付与されてよく、これにより、層複合体は前記構造体に沿って複数の積層体に個別化することができる。

本発明による方法の第１バリエーションの有利な実施形態では、プラスチック材料を有する支持体層が使用される。このような支持体層は、特に有利にはエポキシ樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はポリマ、特にポリイミド、例えばカプトン、又はこれらの材料の組合わせを有している。カプトンは、ＤｕＰｏｎｔ社により提供されるポリイミド製品の商標名である。

従来の方法では、支持体に層複合体をボンディングする際の典型的な温度は、４００℃の範囲内に達する。成長基板の熱膨張係数と、支持体の熱膨張係数とが互いに著しく異なっている場合は、続く室温への冷却時に、ひずみ若しくはゆがみの発生する恐れがある。更にこれにより、支持体に亀裂の生じる恐れがあるので、得られる構成素子は、最早十分な安定性を有してはいない。

本発明による方法は、より低い温度で間に合うので、より少ない熱的なゆがみが生じ、これにより、亀裂形成の危険が有利には低下されている。

例えば、銀充填されたエポキシ樹脂を有する支持体層は、８０℃〜９０℃で溶融され且つ１５０℃の温度で硬化される。この場合、１０％の偏差は許容可能である。

本発明による支持体層に関する別の手段は、ガラス粒子が充填された接着剤フィルムである。この接着剤フィルムは、特にエポキシ樹脂及びアクリレートを有するハイブリッド材料から形成されていてよい。このハイブリッド材料には、銀めっきを有するガラス粒子が入っており、この場合、接着剤フィルムは有利には前記ガラス粒子を介して導電性である。接着剤フィルムは、１２０℃で溶融され且つ１６０℃で３０分間硬化されてよい。

本発明による方法に対応して製作された半導体構成素子において、作動中に発生する損失熱を導出できるようにするためには、支持体層が有利には熱伝導性に形成される。これにより、波長のずれ又は半導体構成素子から放射される放射線の強度低下等の不都合な影響が回避され得る。

本発明による方法の有利な実施形態では、支持体層が電気的に絶縁性の材料により形成される。支持体層には少なくとも１つの電気的な導体路が付与され、これにより、後で共通の支持体層に付与された積層体から成る１ユニット又は個別化された構成素子が電極に接続される。

択一的に、支持体層は導電性の材料により形成可能である。例えば、支持体層は金属、特にＡｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｕ又は合金、特に黄銅を有している。

半導体構成素子の電気的な接触接続のためには、層複合体の、支持体層に面した側にコンタクト面、特に金属を有する金属化コンタクトが設けられる。

本発明による方法の有利な実施形態では、金属化コンタクト用に、後の作動時に活性積層体から発生される放射線を少なくとも部分的に反射する材料が選択される。このことは特に、支持体層が発生される放射線に関して透過性ではなく、放射線が、半導体構成素子の、支持体層とは反対の側で出射結合される場合に有利である。

成長基板は、例えばここで内容を引用するＷＯ９８／１４９８６から公知であるように、有利にはレーザ剥離法によって除去される。成長基板は、プラズマエッチング又はドライエッチング等の別の方法によっても剥離可能であるか、又は機械的に除去することもできる。

成長基板の剥離後に、層複合体の支持体層とは反対の側に、有利には第２のコンタクト面、特に金属化コンタクトが付与される。この第２のコンタクト面は、後の薄膜半導体構成素子の別の電気的な接触接続部用に設けられている。

更に、積層体の支持体層とは反対の側に、フレキシブルな被覆層が付与されてよく、この被覆層は硬化されてよい。択一的に、当該のフレキシブルな被覆層は、完全には硬化されていない状態のままであってよい。

別の手段は、ベース層と、層複合体に面した付着層とを有する被覆層を付与する点にある。この場合、付着層が層複合体に付着する。

特に、被覆層はシートであってよい。

有利には、当該被覆層は活性層から発生される放射線に関して透過性である。有利な構成では、被覆層は、後の活性積層体から発生される放射線の波長変換に関与するための変換材料を有している。

被覆層は、特に有利には支持体層に対応した特性を有している。但し当該被覆層は、支持体層とは異なる材料を有していてもよい。

有利な変化態様では、被覆層はガラスから形成されている。更に、被覆層は、層複合体に面した側に、薄膜半導体構成素子の表面接触接続用に、少なくとも１つの導体路を有していてよく、この導体路は、特にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の放射線透過材料を有している。

有利には、支持体層及び被覆層の両面配置は、１ケーシング体が代替することができる。

有利には本発明による方法の第１バリエーションに対応して製作可能な、本発明による薄膜半導体構成素子の第１バリエーションは、以下の構成部材を有している。即ち：
‐積層体、
‐該積層体に配置された自己支持型の、有利には剛性の支持体層を有しており、しかも、該支持体層は硬化されている。

有利には本発明による方法の第２バリエーションに対応して製作可能な、本発明による薄膜半導体構成素子の第２バリエーションは、以下の構成部材を有している。即ち：
‐積層体、
‐該積層体に配置された自己支持型の支持体層を有しており、しかも、該支持体層が、ベース層と、前記積層体に面した付着層とを有しており、該付着層が積層体に付着している。

特に、支持体層は、第１及び第２バリエーションの方法に関連して既に述べた特性を有している。

本発明による支持体層を備えた薄膜半導体構成素子は、十分な機械的安定性を有しているので、付加的な支持体は必要とされない。これにより、半導体構成素子は有利には小さな構成高さ、例えば１２０μｍで構成され得る。

薄膜半導体構成素子は、電磁放射線を発生させるために設けられており、このためには積層体の構成部材である活性積層を有している。例えば、この活性積層は従来のｐｎ移行部、ダブルヘテロ構造、シングル量子井戸構造又はマルチ量子井戸構造を有していてよい。

更に、薄膜半導体構成素子は、有利な構成では窒化化合物半導体を有しており、このことは、活性積層体又はこの活性積層体のうちの少なくとも１つの層が、窒化物‐ＩＩＩ／Ｖ‐化合物半導体材料、有利にはＡｌ_ｎＧａ_ｍＩｎ_{ｌ‐ｎ‐ｍ}Ｎを有しているということを意味しており、この場合、０≦ｎ≦１，０≦ｍ≦１，ｎ＋ｍ≦１である。この材料は、必ずしも前記公式に従った数学的に正確な組成を有している必要はない。むしろ、前記材料は、１つ又は複数のドープ剤及びＡｌ_ｎＧａ_ｍＩｎ_{ｌ‐ｎ‐ｍ}Ｎ材料を特徴付ける物理的な特性をほぼ変えない付加的な成分を有していてよい。但し便宜上、前記公式に含まれるのは、部分的に少量の別の物質、例えばＰにより代替可能であるとしても、結晶格子の重要な成分（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｎ）だけである。

窒化化合物半導体を有する薄膜半導体構成素子は、主に可視スペクトルの短波領域の波長を有する放射線を放射する。

前記波長は、積層体に放射方向で見て後置された変換素子により、少なくとも部分的により長い波長に変換され得る。

特に、変換素子は薄膜半導体構成素子、有利には被覆層に組み込まれていてよい。

本発明では、支持体層はプラスチック材料を有していてよい。支持体層用に有利な材料は、例えばエポキシ樹脂、ＰＥＴ、ポリマー、特にポリイミド、例えばカプトン、又はこれらの材料の組み合わせである。

更に、支持体層若しくは被覆層は、本発明による方法に関連して述べたあらゆる特性を有していてよい。同じことが薄膜半導体構成素子に当てはまる。

更に、支持体層は有利な構成では炭素繊維を有している。炭素繊維は、例えばポリマーフィルムに埋め込まれており且つこのポリマーフィルムよりも高い熱伝導率を有していてよいので、有利には全体として付着性で熱伝導性の支持体層が得られる。

更に、支持体層はガラス繊維、特にケイ酸塩を有していてよい。

別の有利な構成では、支持体層は活性積層体から発生される放射線に関して透過性である。このことは、放射線を直接に出射結合することができ且つ反射された放射線の吸収により活性積層体で生じる恐れのある放射損失が減少されているという利点を有している。

支持体層とは反対の側に被覆層が付与されており、該被覆層が、完全には硬化されていない状態のままであってよく、但し有利には自己支持型、特に剛性に形成されており且つ支持体層と同じ特性を有しているということが考えられる。

有利な構成では、被覆層は活性積層体から発生される放射線の波長転換に関与するための転換材料を有している。更に、被覆層は光学的な構造を有していてよい。この光学的な構造は、被覆層の積層体に面した側又は該積層体とは反対の側に設けられていてよい。有利には光学的な構造によって、薄膜半導体構成素子で発生される放射線の放射特徴に影響を及ぼすことができる。例えば光学的な構造は、レンズ形、プリズム形又はピラミッド形に形成されていてよい。

積層体は、典型的には２０μｍ若しくは１０μｍの範囲内の高さを有しているので、特に有利には１００μｍ未満又は１００μｍの厚さの支持体層及び被覆層は、積層体を取り囲むことができる。このことは、別のケーシング体を必要としないという利点を有している。

有利な構成では、支持体層と被覆層との間に充填層が配置されている。この充填層は、例えばプラスチック材料を有していてよい。

更に、薄膜半導体構成素子は、ケーシング体に組み込まれてよい。

特別な構成では、支持体層と被覆層の両方が、活性積層体から発生される放射線に関して透過性であり、このことは、両面放射型の薄膜半導体構成素子を生ぜしめる。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。実施例において、同一構成部材又は同一作用を有する構成部材には同一符号が付されている。図示の構成部材、特に図示の層厚さは、基本的に縮尺通りではないと見なされるものであり、むしろ、より良い理解のために部分的に誇張した大きさで表されていてよい。

図１ａ〜図１ｆには、それぞれ本発明による方法の第１実施例の各製作段階が示されている。

図１ａに示した第１製作段階では、活性層列４が成長基板１上に付与される。このことは、例えばサファイア基板又はＳｉＣ基板における、有利には上述の定義に基づく窒化化合物半導体を含む複数の異なる層のエピタキシャル成長により行うことができる。このようにして製作された活性層列４は、有利には電磁放射線を発生させるために適している。活性層４の構造は、前記手段に相応して構成されている。

図１ｂに示した第２製作段では、活性層列４に金属化コンタクト５が付与される。活性層列４及び金属化コンタクト５は一緒に層複合体６を形成する。金属化コンタクト５は導電性である上に、とりわけ層複合体から形成される構成エレメントの後の作動時に、活性積層４０から放射される放射線を反射する。

金属化コンタクト５は、活性層列４上に全面的に付与されていてよい。択一的に、金属化コンタクト５は例えばマスクによって、後で積層体が形成される箇所に部分的に付与されていてよい。

有利には、金属化コンタクト５は、例えば蒸着されるＡｇ，Ａｌ又はＡｕ等の金属材料を有している。更に、ブラッグミラーを形成する、電気コンタクトが組み込まれ且つ異なる誘電率を有する複数の層が、活性層列４上に配置されてよい。

金属化コンタクト５は、後の構成エレメントにおいて、同時に裏側の電気的なコンタクトを形成することができる。

図１Ｃに示した第３製作段階では、層複合体６にまず共通のフレキシブルな支持体層２が配置され、次いでこの支持体層２は、剛性で自己支持型の支持体層２に硬化される。この支持体層２の厚さは、有利には１００μｍの範囲内で選択される。

例えば、支持体層２用には銀充填されたエポキシ接着剤フィルムが使用され、このエポキシ接着剤フィルムは、８０％の銀及び２０％の不揮発性のエポキシ樹脂を有している。銀充填されたエポキシ接着剤フィルムは、層複合体６に付与されてから、８０°〜９０°に加熱される。この場合、接着剤フィルムは容易に溶融され、これにより、接着剤フィルムは良好な一次付着を得る。次いで、フィルムは約１５０°の温度で硬化される。このようにして生ぜしめられた支持体層２は導電性であり且つ１５０〜１５５℃のガラス移行温度を有している。更に、当該の支持体層２は熱的及び化学的な耐性を有している。

支持体層２用には、特に例えばエポキシ接着剤フィルムに基づき明らかな特性に対応する特性を有する他のあらゆる材料、有利にはプラスチック材料が使用され得る。

別の変化態様では、支持体層２は充填接着剤フィルムを有している。この充填接着剤フィルムは、エポキシ樹脂及びアクリレートを含むハイブリッド材料から形成されている。このハイブリッド材料には、銀めっきされたガラス粒子が埋め込まれており、この場合、当該接着剤フィルムは有利にはガラス粒子を介して導電性を有している。当該の接着剤フィルムは１２０℃で溶融され且つ１６０℃で３０分間硬化されてよい。

図１Ｄに示した第４製作段階では、成長基板１が層複合体６から剥離される。この剥離は、例えばＷＯ９８／１４９８６に記載された内容から公知のように、レーザ剥離法によって行うことができる。択一的に、前記剥離はエッチング又はその他の適当な除去法によって行うことができる。

主としてレーザ剥離法では、成長基板１を貫通して、この成長基板１と活性層列４との間の境界面に電磁放射線、有利にはレーザ光線が放射され、これにより、前記境界面では放射線の吸収による材料分解が行われる。これにより、成長基板１と活性層列４とは、ほぼ非破壊で互いに分離され得る。従って、成長基板１は引き続き使用可能である。

図１Ｅに示した第５製作段階では、支持体層２上の層複合体６から、活性積層４０と各１つの導電性の金属化コンタクト５０とを備えた、複数の互いに分離された積層体６０が形成される。このことは、例えば湿式化学エッチング又はドライエッチングにより行われる。

択一的に、層複合体６は図１Ｂに関連して説明した製作段階において既に、個別の積層体６０に分離されてよい。このこともやはり、例えばプラズマエッチング等のエッチングにより行うことができる。

図１Ｆに示した第６製作段階では、積層体６０に第２の金属化コンタクト３が、例えば後の半導体構成エレメントの上側の接触接続用に付与される。

積層体６０は、支持体層２と一緒に分離平面７に沿って分離、特にソーカットされ得る。これにより、複数の個別の半導体構成エレメント８が生じ、これらの半導体構成エレメント８は１つのケーシング体に個別に組み込むことができる。

分離前に、積層体６０の支持体層２に対向位置する側にフレキシブルな被覆層を付与する、別の製作段階を加えることが可能である。前記被覆層は、次いで剛性で自己支持型の被覆層に硬化されるか、又は択一的に、不完全硬化状態のままにされてよい。

本発明による方法は、前記実施例に基づき記載した順序に固定されるものではないということを指摘しておく。

図２に示した積層体６０は、有利には本発明による方法に対応して製作されている。

積層体６０は、金属化コンタクト５０と活性積層４０とを有している。積層体６０の高さは、約１０μｍである。活性積層４０には第２の金属化コンタクト３が付与されている。当該積層体６０は、剛性で自己支持型の支持体層２に配置されており、この支持体層２は約１００μｍの厚さを有している。

第１実施例では、半導体構成素子８はそれぞれ個別に分離平面７に沿って分離されて存在している。これらの半導体構成素子８は個別の半導体構成素子として、例えば１つのケーシング体に組み込まれていてよい。支持体層２は剛性で自己支持性に且つ十分に安定的に形成されているので、前記半導体構成素子８は、後加工用に付加的な補助支持体を必要とすることなく、容易に取り扱い可能である。

更に、支持体層２は有利には導電性に形成されているので、半導体構成素子８の裏面側は、当該支持体層２を介して第１の電極に接続可能である。半導体構成素子８の上面側は、第２の金属化コンタクト３を介して第２の電極に接続可能である。更に、金属化コンタクト５０は導電性であり且つ活性積層４０から発生された放射線を反射する。これにより、放射方向９でのＧ値が高められる。

第２実施例では、支持体層２は分断されていない。むしろ、支持体層２に配置された複数の積層体６０はマトリックスを形成している。当該支持体層２は、例えば導電性であってよい。択一的に、当該支持体層２は電気的に絶縁性であり且つ別個に付与された複数の導体路を有していてよい。これらの導体路は、積層体６０をそれぞれ予め規定された任意の形式で互いに接続可能である。

前記のようなマトリックス配置形式は、例えばディスプレイ又はディスプレイバックライトに使用され得る。

図３に示した本発明による半導体構成素子８は、支持体層２に配置された、第２の金属化コンタクト３が付与された積層体６０を有している。

この実施例では、金属化コンタクト５０は導電性であり且つ活性積層４０から発生される放射線に関して透過性である。更に、支持体層２は電気的に絶縁性であり且つ活性積層４０から発生される放射線に関して透過性である。

半導体構成素子８の支持体層２とは反対の側には被覆層１１が配置されている。この被覆層１１は、支持体層２と同様に電気的に絶縁性であり且つ活性積層４０から発生される放射線に関して透過性である。これにより、薄膜半導体構成素子８は、放射方向９と放射方向１２の両方向で放射する。被覆層１１及び支持体層２は、上で既に述べたように光学的な構造を有していてよい。

有利には、２つの層２，１１はプラスチック材料を有している。

支持体層２及び被覆層１１は、導体路１０ａ，１０ｂを有しており、これらの導体路１０ａ，１０ｂは、薄膜半導体構成素子８を電圧供給部に接続する。支持体層２及び被覆層１１は、積層体６０に付与される前に導体路１０ａ，１０ｂを設けられてよい。支持体層２と被覆層１１との間には、充填層１７が配置されていてよい。有利には、この充填層１７は電気的に絶縁性の材料を有しているので、支持体層２と被覆層１１との間の短絡が防止される。

図示の薄膜半導体構成素子８は、十分な機械的安定性を有しているので、更にケーシング体に組み込むことは省かれてよい。それというのも、支持体層２及びフレキシブルな被覆層１１の厚さ（約１００μｍ）との比較における積層体６０の小さな高さ（約１０μｍ）に基づき、積層体６０は２つの層２，１１によってほとんど取り囲まれているからである。

図４に示した薄膜半導体構成素子８は、ケーシング体１２内に配置されている。半導体構成素子８を組み付けるためには、支持体層２が溶融されてから硬化される。硬化後は、半導体構成素子８は組付け面１６に位置固定されている。支持体層２は、有利には図２との関連において既に説明したように導電性材料を有しているので、支持体層２を介した裏面の電気的な接続が可能である。組付け面１６は、有利には導体フレームの第１の部分１３ａに設けられているので、薄膜半導体構成素子８の裏側は、導体フレーム１３ａを介して電気的に接続可能である。薄膜半導体構成素子８の上側は、電気的な導体１４を介して第２の導体フレーム１３ｂと電気的に接続されている。当該の薄膜半導体構成素子８は、封止剤１５に埋め込まれている。

図５ａ〜図５ｄに関連して説明する本願発明による方法の第２実施例は、第１の方法段階として既に図１ａ及び図１ｂに関連して説明した方法段階を有していてよい。後続の段階は、図５ａ〜図５ｄに示されている。これらの方法段階は、図１ｃ〜図１ｆに示した第１実施例の段階とほぼ同様に実施されている。相違点は支持体層２にあり、この支持体層２はベース層２ｂと付着層２ａとを有している。

この付着層２ａは、例えば粘性のシリコーン材料を有する接着剤フィルムから形成されている。付着層２ａは、例えばポリイミドを有するベース層２ｂに配置されている。択一的に、付着層２ａは溶融接着剤から形成されていてよく、この場合、付着層２ａはまず最初に溶融され、層複合体６に付着する前に硬化される。

本発明で説明した半導体構成素子は、別の意味で「半導体チップ」と呼ぶこともできる。半導体材料を有する層複合体、つまりエピタキシャルな半導体積層体との混同を避けて明瞭化を図るために、本発明では中立的な呼称「半導体構成素子」が選択された。この「半導体構成素子」という呼び名は、特に優先権が請求されるドイツ連邦共和国特許出願第１０２００５０３７０２３．３号明細書の「半導体チップ」という呼称に相当する。

本発明は、前期実施例に基づく説明に限定されるものではない。むしろ、本発明はあらゆる新規の特徴及びこれらの特徴のあらゆる組み合わせを包括するものであり、このことは特に、前記特徴又は前記組み合わせ自体が特許請求項又は実施例に明確に記載されていないとしても、特許請求項に記載の構成のあらゆる組み合わせを含むものである。

図１ａ〜図１ｆは、本発明による方法の第１実施例を、６つの製作段階に基づき概略的に示した図である。 本発明による薄膜半導体構成素子の第１実施例の概略的な斜視図である。 本発明による薄膜半導体構成素子の第２実施例の概略的な斜視図である。 ケーシング体内に配置された本発明による薄膜半導体構成素子の第１実施例の概略的な断面図である。 図５ａ〜図５ｄは、本発明による方法の第２実施例を、４つの製作段階に基づき概略的に示した図である。

Claims (42)

1. ‐半導体材料を有する層複合体（６）を成長基板（１）上に形成し、前記層複合体（６）は、電磁放射線を発生させるための活性層列（４）を有しており、
   ‐フレキシブルな支持体層（２）を前記層複合体（６）に付与し、
   ‐フレキシブルな支持体層を自己支持型の支持体層（２）へと硬化させ、
   ‐成長基板（１）を剥離し、
   ‐シートであるフレキシブルな被覆層（１１）を、前記層複合体（６）の、前記支持体層（２）とは反対の側に付与し、前記支持体層（２）と前記被覆層（１１）とは、完成した薄膜半導体チップ内にとどまり、
   ‐前記層複合体（６）を、各１つの積層体（６０）を有する複数の薄膜半導体チップ（８）に個別化することを特徴とする、放射線放射型の薄膜半導体チップ（８）を製作するための方法。
2. ‐半導体材料を有する層複合体（６）を成長基板（１）上に形成し、前記層複合体（６）は、電磁放射線を発生させるための活性層列（４）を有しており、
   ‐自己支持型の支持体層（２）を層複合体（６）に付与し、この場合、支持体層（２）がベース層（２ｂ）と、層複合体（６）に面した付着層（２ａ）とを有しており、この付着層が層複合体（６）に付着し、
   ‐成長基板（１）を剥離し、
   ‐シートであるフレキシブルな被覆層（１１）を、前記層複合体（６）の、前記支持体層（２）とは反対の側に付与し、前記支持体層（２）と前記被覆層（１１）とは、完成した薄膜半導体チップ内にとどまり、
   ‐前記層複合体（６）を、各１つの積層体（６０）を有する複数の薄膜半導体チップ（８）に個別化することを特徴とする、放射線放射型の薄膜半導体チップ（８）を製作するための方法。
3. 付着層（２ａ）を溶融接着剤から形成する、請求項２記載の方法。
4. ベース層（２ｂ）をプラスチック材料から形成する、請求項２又は３記載の方法。
5. 支持体層（２）がシートである、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 支持体層（２）が透明である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 支持体層（２）がプラスチック材料を有している、請求項１又は請求項１を引用する請求項５又は６記載の方法。
8. 前記プラスチック材料が、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリマーを有している、請求項７記載の方法。
9. 前記プラスチック材料が１５０℃の範囲内の硬化温度を有している、請求項７又は８記載の方法。
10. 支持体層（２）が、１００μｍ未満又は１００μｍの厚さを有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 支持体層（２）が熱伝導性材料を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 支持体層（２）が電気的に絶縁性の材料を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 支持体層（２）が少なくとも１つの電気的な導体路（１０ａ）を有している、請求項２又は請求項２を引用する、請求項３から６，１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 支持体層（２）が導電性材料を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. 層複合体（６）が、支持体層（２）に面した側に第１の金属化コンタクト（５０）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 前記金属化コンタクト（５０）が、活性層列（４）から発生された放射線を少なくとも部分的に反射する、請求項１５記載の方法。
17. 成長基板（１）を、レーザ剥離法により剥離する、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
18. 成長基板（１）の剥離後に、層複合体（６）に第２の金属化コンタクト（３）を設ける、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
19. 第２の金属化コンタクト（３）に被覆層（１１）を付与する、請求項１８記載の方法。
20. フレキシブルな被覆層（１１）を部分的に又は完全に硬化させる、請求項１又は２記載の方法。
21. ‐電磁放射線を発生させるための活性積層（４０）を有する積層体（６０）と、
    ‐該積層体（６０）に配置された自己支持型の支持体層（２）を有しており、しかも、該支持体層が硬化されており、
    ‐シートであり、前記積層体（６０）の、前記支持体層（２）とは反対の側に配置される被覆層（１１）を有していることを特徴とする、放射線放射型の薄膜半導体チップ（８）。
22. ‐電磁放射線を発生させるための活性積層（４０）を有する積層体（６０）と、
    ‐該積層体（６０）に配置された自己支持型の支持体層（２）を有しており、しかも、該支持体層（２）が、ベース層（２ｂ）と、前記積層体（６０）に面した付着層（２ａ）とを有しており、該付着層が積層体（６０）に付着しており、
    ‐シートであり、前記積層体（６０）の、前記支持体層（２）とは反対の側に配置される被覆層（１１）を有していることを特徴とする、放射線放射型の薄膜半導体チップ（８）。
23. 付着層（２ａ）が溶融接着剤から形成されている、請求項２２記載の薄膜半導体チップ。
24. ベース層（２ｂ）がプラスチック材料から形成されている、請求項２２又は２３記載の薄膜半導体チップ。
25. 支持体層（２）がシートである、請求項２１から２４までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
26. 支持体層（２）が透明である、請求項２１から２５までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
27. 支持体層（２）がプラスチック材料を有している、請求項２１又は請求項２１を引用する請求項２５又は２６記載の薄膜半導体チップ。
28. 支持体層が、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリイミドを有している、請求項２７記載の薄膜半導体チップ。
29. 支持体層（２）が電気的に絶縁性の材料を有している、請求項２１から２８までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
30. 支持体層（２）が少なくとも１つの電気的な導体路（１０ａ）を有している、請求項２２又は請求項２２を引用する、請求項２３から２６、２９のいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
31. 支持体層（２）が導電性材料を有している、請求項２１から２８までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
32. 支持体層（２）が金属、特にアルミニウム、銀、チタン又は銅を有しているか、あるいは合金、特に黄銅を有している、請求項３１記載の薄膜半導体チップ。
33. 支持体層（２）が炭素繊維を有している、請求項３１記載の薄膜半導体チップ。
34. 支持体層（２）がケイ酸塩を有している、請求項２１から３２までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
35. 支持体層（２）が、１００μｍ未満又は１００μｍの厚さを有している、請求項２１から３４までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
36. 被覆層（１１）が自己支持型である、請求項２１から３５までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
37. 前記被覆層（１１）が光学的な構造を有している、請求項３６記載の薄膜半導体チップ。
38. 前記被覆層（１１）が変換材料を有している、請求項３６又は３７記載の薄膜半導体チップ。
39. 支持体層（２）と被覆層（１１）との間に充填層（１７）が配置されている、請求項３６から３８までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
40. 支持体層（２）及び被覆層（１１）が、放射線を放射する半導体構成素子（８）のためのケーシング体を形成している、請求項３６から３９までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
41. 被覆層（１１）が、活性積層（４０）から発生される放射線に関して透過性である、請求項３６から４０までのいずれか１項記載の薄膜半導体チップ。
42. 薄膜半導体チップ（８）が両面放射型である、請求項４１記載の薄膜半導体チップ。

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