发明名称 光半导体元件与支撑基底的合成单元以及在支撑基底上镶嵌光半导体元件的方法
摘要 光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中光半导体元件,其后方表面具有一或多个电极图样,与支撑基底,其顶部表面具有一或多个电极图样,系藉由一次熔解与固化一或多个焊料块而彼此固定,该焊料块系插入光半导体元件后方表面上所提供之一或多个电极图样,与支撑基底顶部表面上所提供之一或多个电极图样之间,在其间之相互几何位置上,于水平方向上,具有良好准确度等级,此系由于在本专利说明书中所指称之"自动对准结果"现象所致,在此现象中,熔融金属系以表面张力为基础,易于变成球;及在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其系基于相同技术原理,而在其间之相互几何位置上,于水平方向上,具有良好准确度等级。为实现前述结果,每一个根据本发明之光半导体元件与支撑基底之合成单元,均赋予对于其中每一个为特定之不同结构,及每一种根据本发明之方法均赋予对于其中每一种为特定之不同步骤或程序。
申请公布号 TW381411 申请公布日期 2000.02.01
申请号 TW086114341 申请日期 1997.10.02
申请人 冲电气工业股份有限公司 发明人 松仓寿夫;工藤保彦;堀田一;平川明夫;菅原正树;宇都宫次郎;黑泽清
分类号 H05K1/18 主分类号 H05K1/18
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有至少两个在其顶部表面上制成并以电极图样做内衬之凹陷,及一个沿着其顶部表面制成之凹槽,且该光半导体元件具有至少两个在其后方表面上制成之电极图样,其位置系相应于在该凹陷中制成之电极图样,及至少两个焊料块经安排在其后方表面上制成之电极图样上,于是该光半导体元件与支撑基底,系在将各该焊料块置于各该凹陷中之后,藉由一次熔解并固化该焊料块而互相固定。2.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:将经安排在该光半导体元件后方表面上制成之各电极图样上之各焊料块,放置在该支撑基底顶部表面上制成之各凹陷中之步骤,及熔解该焊料块并固化该焊料块以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。3.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:在该支撑基底之顶部表面上制成之各凹陷中喂入乳膏状软焊料之步骤,刮除过量该孔膏状软焊料之步骤,将在该光半导体元件后方表面上制成之各电极图样放置在被喂入该凹陷中之乳膏状软焊料上之步骤,及熔解该乳膏状软焊料并固化该乳膏状软焊料以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。4.根据申请专利范围第3项在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其中该电极图样之位置系偏离其相应凹陷之位置。5.根据申请专利范围第1项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该至少两个凹陷系连接至少一个沿着该支撑基底之顶部表面延伸之凹槽。6.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有在其顶部表面上制成之至少两个凹陷及至少一个电极图样,及一个沿着其顶部表面制成之凹槽,以及经安排在该至少一个电极图样上之软焊料团块,且该光半导体元件具有至少一个在其后方表面上制成之电极图样,其位置系相应于在该凹陷中制成之电极图样,及至少两个在其后方表面上制成之凹块。于是该光半导体元件与该支撑基底,系在将各该凸块置于各该凹陷中之后,藉由一次熔解及固化该软焊料团块而互相固定。7.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:将软焊料团块安排在该支撑基底顶部表面上制成之至少一个电极图样中之每一个上之步骤,将该光半导体元件放置在该支撑基底上之步骤,以将该光半导体元件后方表面上制成之至少两个凸块中之每一个,放置在该支撑基底顶部表面上制成之至少两个凹陷之每一个中,及将在该光半导体元件后方表面上制成之至少一个电极图样,放置在该软焊料团块上,及熔解该凸块且固化该凸块以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。8.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有在其顶部表面上制成之至少三个凹陷及至少一个电极图样,及一个沿着其顶部表面制成之凹槽,以及经安排在其顶部表面上制成之至少一个电极图样上之软焊料团块,且该光半导体元件具有在其后方面表面上制成之至少一个电极图样,其位置系相应于在该支撑基底顶部表面上制成之电极图样,其进一步包含:经安排在各该凹陷中之金属球,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该软焊料团块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。9.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:将金属球安排在该支撑基底顶部表面上制成之至少三个凹陷之每一个中之步骤,将软焊料团块安排在该支撑基底顶部表面上制成之至少一个电极图样中之每一个上之步骤,将该光半导体元件放置在该支撑基底上以使至少一个电极图样置于该乾焊料团块上之步骤,及熔解并固化该软焊料团块以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。10.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有一个在其顶部表面上制成之底座,及至少一个在顶部表面上制成之电极图样,及一个沿着其顶部表面制成以容纳光纤之凹槽,以及至少一个软焊料团块,经安排在该至少一个于其上制成之电极图样上,且该光半导体元件具有至少一个在其后方表面上制成之电极图样,其位置系相应于在该支撑基底上制成之至少一个电极图样,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该软焊料团块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。11.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:将软焊料团块安排在该支撑基底顶部表面上制成之至少一个电极图样上之步骤,于该基底上已产生一个底座,将该光半导体元件放置在该支撑基底上之步骤,以将在该光半导体元件后方表面上制成之至少一个电极图样放置在各该软焊料团块上,及熔解该软焊料团并下压该光半导体元件,直到该光半导体元件之后方表面接触该底座之顶部表面为止,及使该软焊料团块固化,以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。12.根据申请专利范围第10项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该底座之水平形状为十字形。13.根据申请专利范围第10或12项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该底座为Ti/Pt/Au层、SiO2及Si层之堆积物体。14.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有至少三个凹陷,其每一个底部表面系被电极图样覆盖,电极图样系在该支撑基底之顶部表面上制成,及软焊料团块系被安排在该电极图样上,该电极图样系覆盖该支撑基底中所制成之凹陷之底部表面,且该光半导体元件具有至少三个在其后方面表面上制成之电极图样,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该软焊料团块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。15.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:将软焊料团块安排在至少三个凹陷中制成之各电极图上之步骤,该凹陷系在该支撑基底中制成,于该支撑基底上已产生Ti/Pt/Au之堆积层,将该光半导体元件放置在该支撑基底上之步骤,以在各该软焊料团块上放置至少三个电极图样,及在将该光半导体元件置于该支撑基底之后,熔解该软焊料团块并下压该光半导体元件,且固化该软焊料团块以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。16.根据申请专利范围第14项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其进一步包含一个插入该光半导体元件与该支撑基底间之金属层。17.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有一个金属底座及至少一个在其顶部表面上制成之电极图样,且该光半导体元件具有至少一个在其后方面表面上制成之电极图样,及至少一个在其后方表面上制成之电极图样上制成之凸块,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该凸块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。18.根据申请专利范围第17项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该金属底座之水平形状为十字形。19.根据申请专利范围第17项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该金属底座为具有十字形水平形状之Ti/Pt/Au之堆积层。20.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:在支撑基底之顶部表面上制造一个金属底座及至少一个电极图样之步骤,在该光半导体元件之后方表面上制造至少一个电极图样之步骤,在该光半导体元件后方表面上制成之至少一个电极图样上制造至少一个凸块之步骤,及在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,熔解该至少一个凸块并使该至少一个凸块固化,以固定该光半导体元件与该支撑基底之步骤。21.根据申请专利范围第17项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该金属底座为具有矩形水平形状之铜板,且在该支撑基底顶部表面上制成之电极图样之数目及在各该电极图样上制成之凸块数目,系为至少二。22.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:将顶部与后方表面被软焊料薄膜覆盖之矩形铜板,放置在该支撑基底之顶部表面上,及放置至少两个电极图样之步骤,在该支撑基底上制成之两个电极图样之每一个上制造至少两凸块之步骤,及将在该光半导体元件后方表面上制成之至少两个电极图样中之每一个,及在该半导体元件后方表面上制成之一个矩形电极图样,个别放置在该支撑基底上制成之至少两个凸块中之每一个及该矩形铜板上之步骤,及熔解该至少两个凸块并固化该至少两个凸块之步骤。23.根据申请专利范围第17项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该金属底座为四个金属圆盘之组合,且在该支撑基底顶部表面上制成之电极图样数目,及在各该电极图样上制成之凸块数目,系为四。24.根据申请专利范围第17项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该金属底座为由软焊料做内衬之金属线所制成之圆圈,该由软焊料做内衬之金属线所制成之圆圈系插入一个在该光半导体元件后方表面上制成之圆形电极图样与另一个在该支撑基底上制成之圆形电极图样之间,且在该支撑基底顶部表面上制成之电极图样数目,及在各该电极图样上制成之凸块数目,系为四。25.根据申请专利范围第17项之光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该金属底座为由软焊料所覆盖之金属线所制成之圆圈,一个圆形电极图样系插入由软焊料做内衬之金属线所制成之圆圈与该支撑基底之间,且在该支撑基底顶部表面上制成之电极图样数目,及在各该电极图样上制成之凸块数目,系为四。26.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有由金属线所制成且被安排在其顶部表面上之圆形金属底座,及四个在其顶部表面上制成之电极图样,以及在该四个电极图样上制成之四个凸块,且该光半导体元件具有四个在其后方表面上制成之电极图样,其位置系相应于在该支撑基底顶部表面上制成之四个电极图样中之每一个。于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该凸块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。27.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有至少三个通孔,在垂直于其顶部与后方表面之方向上穿透该支撑基底,制造电极图样以围绕各该通孔之顶端,及放置焊料块以覆盖各该通孔,且该光半导体元件具有至少三个在其后方表面上制成之电极图样,其位置系相应于该至少三个通孔,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该凸块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。28.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:放置至少三个焊料块以覆盖各电极图样之步骤,该电极图样系被制成以围绕被制成穿透该支撑基底之各通孔顶端,抽取被限制在该通孔中之空气之步骤,放置该光半导体元件,以该光半导体元件后方表面上制成之各电极图样覆盖各该焊料块之步骤,及熔解并固化该焊料块之步骤。29.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有两个顶部表面,其系被一个具有垂直表面之阶层分隔,且其系互相平行,该两个顶部表面之较低者具有一个凹陷,其系在垂直于该阶层之垂直表面之方向上延伸,并具有至少两个在该凹陷中制成之电极图样,及至少两个在各该电极图样上制成之凸块,该两个顶部表面之较高者具有一个凹槽以容纳光纤,该凹槽系垂直于该阶层之垂直表面,且该光半导体元件具有至少两个在其后方表面上制成之电极图样,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该凸块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。30.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:制造一个阶层以使该支撑基底之顶部表面分隔成两个表面之步骤,该表面之位阶系彼此不同且其系互相平行,在垂直于该阶层之方向上制造沿着该下方表面延伸之凹陷之步骤,在该凹陷之底部上制造至少两个电极图样之步骤,在各该电极图样上制造凸块之步骤。在该较高表面上制造凹陷之步骤,该凹陷系对准在该下方表面上制成之凹陷,在该光半导体元件之后方表面上制造至少两个电极图样之步骤,其位置系相应于在该凹陷之底部上制成之各该电极图样,将在该光半导体元件之后方表面上制成之电极图样,放置在该凹陷中制成之电极图样上之步骤,促使该光半导体元件朝向该阶层之垂直表面之步骤,及一次熔解并固化该凸块之步骤。31.一种光半导体元件与支撑基底之合成单元,其中该支撑基底具有一个矩形凹陷,其具有至少两个于其中制成之电极图样,及在该两个电极图样之每一个上制成之至少两个凸块,于其上沿着垂直于该凹陷之纵向侧面之线条排列之两个凸出部份,及一个容纳光纤之凹槽,该凹槽之中心线系对准中央,此中央系对准该凹陷,该光半导体元件具有至少两个在其后方表面上制成之电极图样,于是在将该光半导体元件置于该支撑基底上之后,藉由一次熔解并固化该凸块,使该光半导体元件与该支撑基底互相固定。32.一种在支撑基底上镶嵌光半导体元件之方法,其包括:在该支撑基底之顶部表面上制造一对凸出部份之步骤,在垂直于连接该两个凸出部份之线条之方向上制造沿着该支撑基底之顶部表面延伸之矩形凹陷之步骤,在该凹陷之底部上制造至少两个电极图样之步骤,在各该电极图样上制造凸块之步骤,在该支撑基底之顶部表面上制造凹陷之步骤,该凹陷系对准该矩形凹陷,在该光半导体元件之后方表面上制造至少两个电极图样之步骤,其位置系相应于在该矩形凹陷之底部上制成之各该电极图样,将该光半导体元件后方表面上制成之电极图样放置在该凹陷中制成之电极图样上之步骤,促使该光半导体元件朝向该凸出部份对之步骤,及一次熔解并固化该凸块之步骤。图式简单说明:第一图为支撑基底之平面图,其系构成可用于先前技术艺上之半导体元件与支撑基底之合成单元,第二图为光半导体元件之后视图,其系构成可用于先前技艺上之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第三图为被放置在支撑基底上之光半导体元件之示意侧视图,其系在调整光半导体元件与支撑基底之相互几何位置之进展中,第四图为支撑基底之平面图,其系构成根据本发明第一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第五图为在采用含有KOH之蚀刻剂所进行之蚀刻程序下之Si板之横截面。第六图为Si板之横截面,已对其完成采用含有KOH之蚀刻剂所进行之蚀刻程序,第七图为半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第八图为根据本发明第一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图。第九图为根据根据本发明第一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之放大横截面示意图,此横截面系专注于凹陷及欲被连接凹陷之电极图样上,第十图为说明"自动对准结果"现象之示意侧视图,第十一图为说明"自动对准结果"现象之示意侧视图,第十二图为光半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第十三图为支撑基底之横截面示意图,其系构成根据本发明第二个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在喂入乳膏状软焊料之进展中,第十四图为支撑基底之横截面示意图,其系构成根据本发明第二个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在刮除过量乳膏状软焊料之进展中,第十五图为根据本发明第二个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,此横截面系专注于凹陷及欲被连接凹陷之电极图样上,第十六图为根据本发明第三个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,此横截面系专注于凹陷,电极图样系欲被连接至此凹陷,及欲被连接此凹陷之电极图样,第十七图为支撑基底之平面图,其系构成根据本发明第四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第十八图为光半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第十九图为根据本发明第四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,第二十图为根据本发明第四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之放大横截面示意图,此横截面系说明凸块被熔解前之位置,第二十一图为根据本发明第四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之放大横截面示意图,此横截面系说明凸块被一次熔解并经固化之位置,第二十二图为支撑基底之平面图,其系构成根据本发明第五个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第二十三图为光半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第五个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第二十四图为根据本发明第五个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意横截面部份视图,第二十五图为支撑基底之平面图,其系构成根据本发明第六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第二十六图为光半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,第二十七图为根据本发明第六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意横截面部份视图,第二十八图为支撑基底之侧视图,其系构成根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第二十九图为支撑基底之侧视图,其系构成根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第三十图为支撑基底之侧视图,其系构成根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第三十一图为支撑基底之侧视图,其系构成根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第三十二图为光半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第三十三图为根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之侧视图,在进行制造中,第三十四图为根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之侧视图,第三十五图为根据本发明第七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第三十六图为根据本发明第八个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,第三十七图为根据本发明第八个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第三十八图为支撑基底之示意侧视图,其系构成根据本发明第九个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第三十九图为支撑基底之示意侧视图,其系构成根据本发明第九个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第四十图为支撑基底之示意侧视图,其系构成根据本发明第九个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第四十一图为根据本发明第九个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,第四十二图为根据本发明第九个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第四十三图为支撑基底之示意侧视图,其系构成根据本发明第十个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第四十四图为支撑基底之示意侧视图,其系构成根据本发明第十个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第四十五图为根据本发明第十个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,在进行制造中,第四十六图为根据本发明第十个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,第四十七图为根据本发明第十个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第四十八图为根据本发明第十一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,第四十九图为根据本发明第十一个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第五十图为根据本发明第十二个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,第五十一图为根据本发明第十二个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第五十二图为根据本发明第十三个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,第五十三图为根据本发明第十三个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第五十四图为根据本发明第十四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之示意侧视图,第五十五图为根据本发明第十四个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之平面图,第五十六图为支撑基底之横截面示意图,其系构成根据本发明第十五个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第五十七图为支撑基底之横截面示意图,其系构成根据本发明第十五个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第五十八图为根据本发明第十五个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,在进行制造中,第五十九图为支撑基底之横截面示意图,其系构成根据本发明第十六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第六十图为支撑基底之侧视意图,其系构成根据本发明第十六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第六十一图为光半导体元件之后视图,其系构成根据本发明第十六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元,在进行制造中,第六十二图为根据本发明第十六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,在进行制造中,第六十三图为根据本发明第十六个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之横截面示意图,在进行制造中,第六十四图为根据本发明第十六个具体实施例之横截面示意图,及第六十五图为根据本发明第十七个具体实施例之光半导体元件与支撑基底之合成单元之透视图。
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