CN105593999B - 用于制造具有发光二极管的光电子器件的方法 - Google Patents

用于制造具有发光二极管的光电子器件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生产光电子器件的方法，包括以下的连续步骤：提供具有第一面的衬底(10)；在所述第一面上形成包括线形、圆锥形或尖锥形的半导体元件的发光二极管的集合；用包封发光二极管的层(40)覆盖第一面的全部；形成与衬底绝缘并且从第二面到至少第一面延伸通过衬底的导电元件(56)；减小衬底的厚度；并且将产生的结构切割以分开发光二极管的每个集合。

Description

用于制造具有发光二极管的光电子器件的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求法国申请FR13/59413的优先权，通过引用将其并入本文。
技术领域
本发明大体涉及基于半导体材料制造光电子器件的方法。本发明更具体地涉及制造包括由尤其是半导体微米线或纳米线的三维元件形成的发光二极管的光电子器件的方法。
背景技术
术语“具有发光二极管的光电子器件”指代能够将电信号转换成电磁辐射的器件，并且尤其是专用于发出电磁辐射(尤其是光)的器件。能够形成发光二极管的三维元件的示例是包括基于化合物的半导体材料的微米线或纳米线，化合物主要包括至少一个组III元素和一个组V元素(例如氮化镓GaN)(在下文中被称为III-V化合物)，或者主要包括至少一个组II元素和一个组VI元素(例如氧化锌ZnO)(在下文中被称为II-VI化合物)。
三维元件(尤其是半导体微米线或纳米线)一般被形成在衬底上，其之后被锯开以对个体光电子器件进行定界。每个光电子器件之后被布置在封装中，尤其是要保护三维元件。封装可以被附接到支撑体，例如印刷电路。
这样的光电子器件制造方法的缺点在于保护三维半导体元件的步骤必须单独地针对每个光电子器件来执行。另外，与包括发光二极管的光电子器件的有源区域相比较，封装的体积可能是重大的。
发明内容
因此，实施例的目的在于至少部分地克服先前描述的包括发光二极管的尤其具有微米线或纳米线的光电子器件的缺点。
实施例的另一目的在于抑制包括发光二极管的光电子器件的个体保护封装。
实施例的另一目的是使包括由半导体材料制成的发光二极管的光电子器件能够以工业规模并且以低成本来制造。
因此，实施例提供一种制造光电子器件的方法，其包括以下的连续步骤：
(a)提供包括第一表面的衬底；
(b)在第一表面上形成包括圆锥形或尖椎形的线形半导体元件的发光二极管的组件；
(c)针对发光二极管的每个组件，形成覆盖所述组件的每个发光二极管的电极层和在所述组件的发光二极管周围覆盖电极层的导电层；
(d)覆盖包封发光二极管的层的整体第一表面；
(e)减小衬底厚度，在步骤(e)之后衬底包括与第一表面相对的第二表面；
(f)形成与衬底绝缘并且从第二表面跨衬底一直到至少第一表面的导电元件，导电元件与导电层相接触；
(g)在第二表面上形成与衬底相接触的至少一个第一导电垫；并且
(h)将所获得的结构切割以分开发光二极管的每个组件。
根据实施例，该方法包括：在步骤(f)处，在第二表面上形成与导电元件相接触的至少一个第二导电垫。
根据实施例，该方法包括：形成与衬底绝缘并且从第二表面跨所述衬底一直到至少第一表面并且与发光二极管中的至少一个的基极相接触的至少一个额外的导电元件。
根据实施例，导电元件的形成连续地包括：在步骤(e)之后，从第二表面在衬底中蚀刻开口，至少在开口的侧壁上形成绝缘层，并且形成覆盖绝缘层的导电层，或者利用导电材料填充开口。
根据实施例，导电元件的形成包括：在步骤(b)之前，跨衬底厚度的一部分从第一表面在衬底中蚀刻开口，该开口在衬底打薄步骤之后在第二表面上被打开。
根据实施例，电极层和导电层还被形成在开口中。
根据实施例，该方法包括：在步骤(b)之前，至少在开口的侧壁上形成绝缘部分，并且利用导电材料填充开口。
根据实施例，在步骤(e)处，衬底完全被移除。
根据实施例，该方法还包括：针对发光二极管的每个组件，沉积与所述组件的二极管的基极相接触的至少一个导电层。
根据实施例，该方法包括：在步骤(e)之前，将支撑体附接到包封发光二极管的层的步骤。
根据实施例，包封发光二极管的层包括在发光二极管之间的荧光粉。
根据实施例，该方法包括：形成覆盖包封发光二极管的层或覆盖支撑体的荧光粉层的步骤。
根据实施例，该方法包括：在包封发光二极管的层与荧光粉层之间形成能够发射由发光二极管发出的光线且反射由荧光粉发出的光线的层的步骤。
根据实施例，该方法包括：在衬底与包封发光二极管的并且具有比发光二极管的高度大50％的高度的层之间的发光二极管周围形成反射器的步骤。
附图说明
前述和其他特征和优点将在下面结合附图对特定实施例的非限制性描述中详细进行讨论，在附图之中：
图1是具有包括在其上形成微米线或纳米线的多个光电子器件的半导体衬底晶片的示例的部分简化俯视图；
图2A到图2F是以制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图；
图3A和图3B是以制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图；
图4和图5是通过制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的其他实施例获得的结构的部分简化横截面视图；
图6A到图6C是以制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图；
图7A和7B是以制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图；
图8到图10是通过制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的其他实施例获得的结构的部分简化横截面视图；
图11A到11D是以制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图；
图12A到图12E是以制造包括微米线或纳米线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图；
图13是在锯开衬底之前包括在衬底晶片上形成的微米线或纳米线的光电子器件的实施例的部分简化横截面视图；
图14是图13的光电子器件的部分简化俯视图；并且
图15到图27是包括微米线或纳米线的光电子器件的实施例的部分简化横截面视图。
具体实施方式
为清楚起见，在各个附图中利用相同的附图标记来指代相同的元件，并且另外，如在电子电路的表示中常见的，各个附图不一定是按比例绘制的。另外，仅仅示出并将描述对理解本发明有用的那些元件。具体地，在下文中描述的光电子器件控制装置在本领域技术人员的能力内并且将不进行描述。
在下面的描述中，除非另行明确指示，术语“基本上”、“大约”和“约”意味着“在10％内”。另外，“主要由材料形成的化合物”或“基于材料的化合物”意味着化合物包括大于或等于95％的所述材料的比例，该比例优选大于99％。
本说明书涉及包括三维元件的光电子器件，三维元件例如微米线、纳米线、圆锥形元件或尖椎形元件。在下面的描述中，描述了针对包括微米线或纳米线的光电子器件的实施例。然而，这些实施例可以被实施用于除了微米线或纳米线以外的三维元件，例如金字塔形三维元件。
术语“微米线”或“纳米线”指代具有沿着优选方向的细长形状的三维结构，其具有被称为小尺寸的在从5nm到2.5μm的范围中的优选在从50nm到2.5μm的范围中的至少两个尺寸，以及被称为大尺寸的至少等于小尺寸的1倍、优选至少5倍并且更优选最大的甚至至少10倍的第三尺寸。在某些实施例中，小尺寸可以小于或等于大约1μm，优选在100nm到1μm的范围中，更优选在从100nm到300nm的范围中。在某些实施例中，每个微米线或纳米线的高度可以大于或等于500nm，优选在从1μm到50μm的范围中。
在下面的描述中，术语“线”被用于意指“微米线或纳米线”。优选地，延伸通过在垂直于线的优选方向的平面中的横截面的重心的线的平均线路基本上形成直线并且在下文中被称为线的“轴”。
图1是具有在其上形成线的半导体衬底的晶片10的部分简化俯视图。作为示例，其是具有从500μm到1500μm的范围中(例如大约725μm)的初始厚度并且具有从100mm到300mm的范围中(例如大约200mm)的直径的单晶体硅晶片。有利地，其是当前在尤其是基于金属氧化物场效应晶体管或MOS晶体管的微电子器件中的电路制造的方法中使用的硅晶片。作为变型，可以使用与微电子器件制造方法兼容的任何其他单晶体半导体，例如锗。优选地，半导体衬底被掺杂以将衬底的电阻率减小到针对发光二极管的串联电阻的可接受的水平并且减小到与优选小于几mohm.cm的金属的电阻率接近的电阻率。
包括发光二极管的多个光电子器件14同时被形成在晶片10上。虚线12示出在光电子器件14之间的分开界限的示例。发光二极管的数目可以根据光电子器件14而是不同的。光电子器件14可以占用具有不同表面积的晶片10的部分。光电子器件14通过沿着由线12示出的锯开路径锯开晶片10的步骤来分开。
根据实施例，制造包括由三维元件(尤其是半导体线)形成的发光二极管的光电子器件11的方法，包括以下步骤：
在晶片10的第一表面上形成光电子器件的发光二极管；
利用包封层保护发光二极管的组件；
针对每个光电子器件在与包封层相反的侧面上形成用于使发光二极管偏置的接触垫；并且
锯开晶片10以使光电子器件分开。
包封层在接触垫形成步骤期间保护发光二极管并且在光电子器件已经被分开之后被保持。包封层在衬底已经被锯开之后保持保护发光二极管。不必针对每个光电子器件提供在光电子器件已经被分开之后附接到该器件的针对发光二极管的保护封装。可以减小光电子器件的体积。
另外，保护光电子器件14的发光二极管的步骤通过在包封层对线的包封来执行，包封层在锯开晶片10的步骤之前被全部沉积在晶片10上。该步骤因此针对被形成在晶片10上的所有光电子器件14仅仅被执行一次。因此减小每个光电子器件的制造成本。
因此，在微米线或纳米线制造步骤之后包封全部在晶片规模上被执行。在晶片规模上的这样的汇集包封使得能够减小专用于包封的步骤的数目，并且因此减小包封成本。另外，最后经包封的光电子部件的表面积几乎等于参与发光的芯片的有源区域的表面积，这使得能够减小光电子部件的尺寸。
图2A到图2F是以制造包括利用诸如先前描述的线形成的并且能够发射电磁辐射的光电子器件的方法的实施例的连续步骤获得的对应于光电子器件的结构的部分简化横截面视图。图2A到图2F对应于在衬底10上形成的光电子器件之一。
图2A示出一种结构，其在图2A中从底部到顶部包括：
半导体衬底10，包括上表面22；
种子垫24，其促进线的增长并被布置在表面22上；
具有高度H1的线26(两个线被示出)，每个线26与种子垫24中的一个相接触，每个线26包括具有高度H2的与种子垫24相接触的下部分28和具有高度H3的延续下部分28的上部分30；
绝缘层26，其在衬底10的表面22上延伸并且在每个线26的下部分28的侧面上延伸；
外壳34，其包括覆盖每个上部分30的半导体层的堆叠；
层36，其形成覆盖每个外壳30的第一电极并且还在绝缘层32上延伸；以及
导电层38，其覆盖在线26之间的电极层36而不在线26上延伸。
由每个线26形成的组件、相关联的种子垫24和外壳34形成发光二极管LED。二极管LED的基极对应于种子垫24。外壳34尤其包括有源层，其是这样的层，由发光二极管LED递送的大多数电磁辐射从该层发射。
衬底10可以与一片结构对应或者与覆盖由另外的材料制成的支撑体的一层对应。衬底10例如是半导体衬底，优选是与在微电子器件中实施的制造方法兼容的半导体衬底，例如由硅、锗、这些化合物的合金制成的衬底。衬底被掺杂使得衬底电阻率低于几mohm.cm。
优选地，衬底10是半导体衬底，例如硅衬底。衬底10可以掺杂有第一导电类型，例如N型掺杂的。衬底20的表面22可以是<100>表面。
种子垫24(还被称为种子岛)由促进线26的增长的材料制成。作为变型，种子垫24可以利用衬底10的种子层覆盖表面22来替代。在种子垫的情况下，还可以提供处置以保护种子垫的侧面和未覆盖有种子垫的衬底部分的表面以防止线在种子垫的侧面上并且在未覆盖有种子垫的衬底部分的表面上增长。处置可以包括在种子垫的侧面上形成介电区并且延伸在衬底的顶部上和/或内部，并且针对每对垫将该对的垫中的一个连接到该对的另一个垫，其中在介电区上没有线的增长。
作为示例，形成种子垫24的材料可以是来自元素周期表的列IV、V或VI的过渡金属的氮化物、碳化物或硼化物或者这些化合物的组合。作为示例，种子垫24可以由氮化铝(AlN)、硼(B)、氮化硼(BN)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、铪(Hf)、氮化铪(HfN)、铌(Nb)、氮化铌(NbN)、锆(Zr)、锆硼酸(ZrB2)、硼化锆(ZrN)、碳化硅(SiC)、碳氮化钽(TaCN)、以MgxNy形式的氮化镁、或镁氮化镓(MgGaN)、钨(W)、氮化钨(WN)、或它们的组合制成，其中x大约等于3，并且y大约等于2，例如以Mg3N2形式的氮化镁。
种子垫24可以掺杂有与衬底10的导电类型相同或者相反的导电类型。
绝缘层32可以由介电材料制成，例如由氧化硅(SiO2)、氮化硅(SixNy，其中x大约等于3，并且y大约等于4，例如，Si3N4)、氮氧化硅(SiOxNy，其中x大约等于1/2，并且y大约等于1，例如，Si2ON2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化铪(HfO2)、或者金刚石制成。作为示例，绝缘层32的厚度处在从5nm到800nm的范围中，例如等于大约30nm。
线26可以至少部分地基于至少一种半导体材料来形成。半导体材料可以是硅、锗、碳化硅、III-V化合物、II-VI化合物、或这些化合物的组合。
线26可以至少部分地由主要包括III-V化合物，例如III-N化合物的半导体材料形成。组III元素的示例包括镓(Ga)、铟(In)或铝(Al)。III-N化合物的示例是GaN、AlN、InN、InGaN、AlGaN或AlInGaN。还可以使用其他组V元素，例如磷或砷。一般地，III-V化合物中的元素可以与不同的摩尔分数进行组合。
线26可以至少部分地基于主要包括II-VI化合物的半导体材料形成。组II元素的示例包括组IIA元素，尤其是铍(Be)和镁(Mg)，以及组IIB元素，尤其是锌(Zn)和镉(Cd)。组VI元素的示例包括组VIA元素，尤其是氧(O)和碲(Te)。II-VI化合物的示例是ZnO、ZnMgO、CdZnO或CdZnMgO。一般地，II-VI化合物中的元素可以与不同的摩尔分数进行组合。
线26可以包括掺杂剂。作为示例，针对III-V化合物，掺杂剂可以选自包括组II P型掺杂剂(例如镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、或汞(Hg))、组IV P型掺杂剂(例如碳(C))或组IV N型掺杂剂(例如硅(Si)、锗(Ge)、硒(Se)、硫(S)、铽(Tb)、或锡(Sn))的组。
线26的横截面可以具有不同的形状，例如椭圆形的、圆形的或多边形形状，尤其是三角形、矩形、方形或六边形。因此应当理解关于线或被沉积在该线上的层的横截面提到的术语“直径”指代与该横截面中的靶向结构的表面积相关联的量，对应于例如具有与向横截面相同的表面积的盘的直径。每个线26的平均直径可以在从50nm到2.5μm的范围中。每个线26的高度可以H1可以在从250nm到50μm的范围中。
每个线26可以具有沿着与表面22基本上垂直于的轴D的细长半导体结构。每个线26可以具有大体圆柱形形状。
两个线26的轴可以相距从0.5μm到10μm，并且优选从1.5μm到4μm。作为示例，线26可以有规则地被分布。作为示例，线26可以被分布在六边形网络中。
作为示例，每个线26的下部分28主要由III-N化合物(例如氮化镓)制成，具有第一导电类型的掺杂，例如硅。下部分28沿着可以在从100nm到25μm的范围中的高度H2延伸。
作为示例，每个线26的上部分30至少部分地由III-N化合物(例如GaN)制成。上部分30可以被掺杂有第一导电类型，或者没有被有意掺杂。上部分30沿着可以在从100nm到25μm的范围中的高度H3延伸。
在线26主要由GaN制成的情况下，线26的晶体结构可以是纤维锌矿类型的，线沿着轴C延伸。线26的晶体结构还可以是立方类型的。
外壳34可以包括覆盖相关联的线26的上部分30的有源层的堆叠和在有源层与电极36之间的结合层的堆叠。
有源层是这样的层，由发光二极管LED递送的大多数辐射从该层发射。根据示例，有源层可以包括约束装置，例如多个量子阱。其例如由GaN层和InGaN层的交替形成，GaN层和InGaN层具有从5到20nm的范围中的(例如，8nm)的厚度和从1到10nm的范围中的(例如，2.5nm)的相应厚度。GaN层可以是例如类型N或P掺杂的。根据另一示例，有源层可以包括单个InGaN层，例如具有大于10nm的厚度。
结合层可以对应于半导体层或半导体层的堆叠并且使得能够与有源层和/或上部分30形成P-N结或P-I-N结。其使得能够经由电极36将孔注入到有源层中。半导体层的堆叠可以包括由三元合金(例如铝氮化镓(AlGaN)或铝氮化铟(AlInN))形成的电子屏蔽层，其与有源层和额外层相接触以提供在电极36与有源层之间的良好电接触，例如由氮化镓(GaN)制成以与电子屏蔽层并且与电极36相接触。结合层可以掺杂有与部分30的导电类型相反的导电类型，例如P型掺杂的。
电极36能够使每个线26的有源层偏置并且能够让由发光二极管LED发射的电磁辐射通过。形成电极36的材料可以是透明的且导电的材料，例如氧化铟锡(ITO)、掺杂铝的氧化锌或石墨烯。作为示例，根据期望发射波长，电极36具有在从10nm到150nm的范围中的厚度。
导电层38可以是单个层或与两层或多于两层的堆叠对应。导电层38还能够至少部分地反射由发光二极管LED发射的辐射。作为示例，导电层38对应于金属单层。根据另一示例，导电层38与例如包括覆盖有介电层或多个介电层的金属层的层的堆叠。导电层38的金属层可以被形成在例如由钛制成的结合层上。作为示例，形成导电层38(单层或多层)的金属层的材料可以是铝，基于铝的合金，尤其是AlSiz、AlxCuy(例如，其中x等于1并且y等于0.8％)、银、金、镍、铬、铑、钌、钯、或者这些化合物中的两个或者这些化合物中的多于两个的合金。作为示例，导电层38(单层或多层)具有在从100nm到1000nm的范围中的厚度。
提供图2A中示出的结构的制造方法的实施例包括以下步骤：
(1)在衬底10的表面22上形成种子垫24。
种子垫24可以通过诸如化学气相沉积(CVD)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)(还称为金属有机气相外延(MOVPE))的方法来获得。然而，可以使用诸如分子束外延(MBE)、气源MBE(GSMBE)、金属有机MBE(MOMBE)、等离子辅助MBE(PAMBE)、原子层外延(ALE)、氢化物气相外延(HVPE)的方法以及原子层沉积方法(ALD)。另外，可以使用诸如蒸发或活性阴极溅射的方法。
当种子垫24由氮化铝制成时，它们可以基本上具有特定纹理并且具有优选极性。垫24的纹理化可以通过在种子垫24的沉积之后执行的额外处置来获得。例如其是氨流(NH3)下的退火。
(2)保护衬底10的表面22的没有覆盖有种子垫24的部分以避免线在这些部分上的随后增长。这可以通过渗氮步骤来获得，渗氮步骤引起在衬底10的表面处、在种子垫24之间形成氮化硅区(例如，Si3N4)。
(3)使每个线26的下部分28沿着高度H2增长。每个线26从下面的种子垫24的顶部增长。
线26可以通过CVD、MOCVD、MBE、GSMBE、PAMBE、ALE、HVPE类型的过程来增长。另外，可以使用电化学过程，例如化学浴沉积(CBD)、热液过程、液体喷雾热解或电沉积。
作为示例，线增长方法可以包括将组III元素的前体和组V元素的前体注入到反应器中。组III元素的前体的示例是三甲基镓(TMGa)、三乙基化镓(TEGa)、三甲基铟(TMIn)或三甲基铝(TMAl)。组V元素的前体的示例是氨气(NH3)、磷酸三丁酯(TBP)、砷化氢(AsH3)或偏二甲肼(UDMH)。
根据本发明的实施例，在III-V化合物的线的增长的第一阶段中，除了III-V化合物的前体之外，可以过量地添加额外元素的前体。额外元素可以是硅(Si)。硅的前体的示例是硅烷(SiH4)。
作为示例，在其中上部分28由重掺杂的N型GaN制成的情况下，MOCVD类型方法可以通过将镓前体气体(例如三甲基镓(TMGa))和氮前体气体(例如氨气(NH3)注入到淋浴头类型MOCVD反应器中。作为示例，可以使用由AIXTRON商业化的淋浴头类型3x2"MOCVD反应器。处于5-200范围内的优选处于10-100范围内的三甲基镓与氨之间的分子流比率使得能够促进线的增长。作为示例，确保有机金属元素一直扩散到反应器的载体气体使有机金属元素在TMGa起泡器中带电荷。后者根据标准运行条件来设置。例如针对TMGa选择60sccm(每分钟标准立方厘米)的流，而针对NH3(标准NH3瓶)使用300-sccm流。使用大约800mbar(800hPa)的压力。气态混合物还包括被注入到MOCVD反应器的硅烷，其材料是硅的前体。硅烷可以用氢来稀释，提供在1000ppm和20-sccm的流。反应器中的温度例如处于从950℃到1100℃的范围中，优选从990℃到1060℃的范围中。为了将标本从起泡器的出口运输到两个反应器充气室，使用在两个充气室之间分布的载体气体(例如N2)的2000-sccm流。先前指示的气体流被给出作为指示并且应当根据反应器的大小和特异性来调整。
在前体气体之中硅烷的存在引起硅在GaN化合物内的并入。由此获得N型掺杂下部分28。这进一步转化为对氮化硅层(未示出)的形成，其覆盖高度H2的部分28的外周，除了顶部，因为部分28增长。
(4)使每个线26的高度H3的上部分30在下部分28的顶部上增长。针对上部分30的增长，作为示例，如果没有反应器中的硅烷流被减小例如大于或等于10的因子，则MOCVD反应器的先前描述的运行条件被维持，或者被停止。即使在硅烷流被停止时，由于在源自于相邻钝化部分的掺杂剂的该活动部分中的扩散或由于GaN的残余掺杂，上部分30可以是N型掺杂的。
(5)针对每个线26通过外延来形成构成外壳34的层。给定覆盖下部分28的外围的氮化硅层的存在，则构成外壳34的层的沉积仅仅发生在线26的上部分30上。
(6)例如通过在步骤(5)处获得的整个结构上共形地沉积绝缘层来形成绝缘层32并且对该层进行蚀刻以暴露每个线26的外壳34。在先前描述的实施例中，绝缘层32不覆盖外壳34。作为变型，绝缘层32可以覆盖外壳34的一部分。另外，绝缘层32可以在外壳34之前形成。
(7)例如通过保形沉积来形成电极36。
(8)例如通过在步骤(7)处获得的整个结构上进行物理气相沉积(PVD)来形成导电层38并对该层进行蚀刻以暴露每个线26。图2B示出在已经将包封层40沉积在整个晶片10上之后获得的结构。包封层40的最大厚度处于从12μm到1000μm的范围中，例如大约50μm，使得包封层40完全覆盖在发光二极管LED的顶部处的电极36。包封层40由至少部分透明的绝缘材料制成。
包封层40可以由至少部分透明的无机材料制成。
作为示例，无机材料选自包括具有类型SiOx(其中，x是在1和2之间的实数)或者SiOyNz(其中，y和z是在0和1之间的实数)的氧化硅以及氧化铝(例如Al2O3)的组。无机材料可以通过低温CVD(尤其是在低于300℃-400℃的温度)沉积，例如通过PECVD(等离子增强化学气相沉积)来沉积。
包封层40可以由至少部分透明的有机材料制成。作为示例，包封层40是硅树脂聚合物、环氧聚合物、丙烯酸类聚合物或聚碳酸酯。包封层40可以之后通过旋转涂层方法、通过喷绘印刷方法或者通过丝印方法来沉积。也能够在可编程装备上以自动化模式进行通过时间/压力分发器或通过体积分发器分发的方法。
图2C示出在将额外的支撑体42(被称为手柄)附接在包封层40上之后获得的结构。作为示例，手柄具有从200μm到1000μm的范围中的厚度。
根据实施例，手柄42被意图为一锯开就被保持在光电子器件上。然后，手柄42由至少部分透明的材料制成。其可以是玻璃，尤其是硼硅玻璃，例如派热克斯玻璃或蓝宝石。观察者感知由发光二极管LED发射的光线，其跨与手柄42的与包封层40相反的表面43。
根据另一实施例，手柄42被意图为在制造方法的后续步骤处被移除。在这种情况下，手柄42可以例如由与制造方法的后续步骤兼容的任何类型的材料制成。其可以是硅或与微电子平坦度标准兼容的任何平面衬底。
手柄42可以通过任何手段，例如通过结合，例如通过使用有机温度可交联粘合剂层(未示出)或者还通过分子结合(直接结合)或利用UV固化粘合剂的光学结合附接到包封层40。当包封层40由有机材料制成时，该材料可以用作针对手柄42的粘合剂。当粘合剂层被使用时，其应当是至少部分透明的。
图2D示出在对衬底10进行打薄的步骤之后获得的结构。在打薄之后，衬底10的厚度可以处于从20μm到200μm的范围中，例如大约为30μm。打薄步骤可以通过一个或多于一个铣削或蚀刻步骤和/或通过化学机械抛光方法(CMP)来执行。经打薄的衬底10包括与表面22相反的表面44。表面22和44优选是平行的。
图2E示出在以下步骤之后获得的结构：
–在衬底10的后表面上形成例如由氧化硅(SiO2)或氮氧化硅(SiON)制成的绝缘层45。绝缘层45例如通过由PECVD的共形沉积来执行；
–针对每个光电子器件蚀刻跨绝缘层45、衬底10、绝缘层32和电极36的开口46以暴露金属层38的一部分。对衬底10的蚀刻可以是深反应离子蚀刻(DRIE)。对绝缘层32的部分的蚀刻也通过利用适于绝缘层32的化学过程的等离子蚀刻来执行。同时，电极层36可以被蚀刻。作为变型，层36可以在形成金属层38的步骤之前从通孔46被形成在其中的区域移除。开口46可以具有圆形横截面。根据例如图1中示出的单元光电子部件14的大小，开口46的直径可以处于从5μm到200μm的范围中，例如大约15μm。多个圆形开口46可以之后同时被形成以创建并联连接。这使得能够减小连接的电阻。这样的连接可以被布置在发光二极管LED被形成在其中的区域的外围处。作为变型，开口46可以对应于沟槽，例如沿着光电子器件的至少一个侧面延伸。优选地，根据例如图1中示出的单元光电子部件14的大小，沟槽宽度处于从15μm到200μm的范围中，例如大约15μm。
–在开口46的内壁上并且可能在层45上形成例如由SiO2或SiON制成的绝缘层48，覆盖层45的层48的部分在附图中未示出。绝缘层48例如由共形PECVD形成。绝缘层48具有从200nm到5000nm的范围中(例如大约3μm)的厚度；
–对绝缘层48进行蚀刻以在开口46的底部处暴露导电层38。该蚀刻是各向异性的；并且
–对绝缘层45中的至少一个开口50进行蚀刻以暴露衬底10的表面44的一部分。为了执行该蚀刻，开口46可以例如利用树脂暂时地堵塞。
图2F示出当在开口50中形成第二电极52和在绝缘层48上形成导电层54之后获得的结构，导电层54覆盖开口46的内壁以与金属部分36相接触，并且在开口46周围的表面46上延伸。电极52和导电层54可以包括两层(如附图中示出的)或多于两层的堆叠。其例如是TiCu或TiAl。该层可以被覆盖有另一金属层，例如金、铜或共晶合金(Ni/Au或Sn/Ag/Cu)以实施焊接方法。第二电极52和导电层54可以通过电化学沉积(ECD)来形成，尤其在铜的情况下。电极层52和导电层54的厚度可以处于从1μm到10μm的范围中，例如大约5μm。
包括开口46、绝缘层48和导电层54的组件形成垂直连接56或TSV(硅穿孔)。垂直连接56使得能够使第一电极36从衬底10的后表面偏置，而对线26的偏置通过穿过衬底10的第二电极52来获得。
图3A和图3B是以包括关于图2A到图2E描述的所有步骤的制造具有线的光电子器件的方法的另一实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图。
图3A示出在以下步骤之后获得的结构：
–在绝缘层44的开口50中形成导电垫60；
–对绝缘层62进行沉积，尤其覆盖金属垫60。绝缘层62可以由氧化硅或氮化硅制成或者可以对应于两个堆叠的层或更多的堆叠并且具有从200nm到1000nm的范围中的厚度；并且
–在绝缘层62中蚀刻开口64以暴露导电垫60的部分。
图3B示出在与先前关于图2F描述的在开口64中形成第二电极66和在开口46中形成导电层54的步骤类似的步骤之后获得的结构。
关于图3A和图3B描述的实施例有利地使得能够调节第二电极66的位置和尺寸。
图4示出了制造方法的另一个实施例，其在先前关于图2F描述的步骤之后包括以下步骤：
–对绝缘层68进行沉积，尤其覆盖垫52并填充开口46。其可以是绝缘层，例如BCB(苯并环丁烯)抗蚀剂，其具有从2μm到20μm的范围中的厚度，或者氧化硅或氮化硅或者两者，并且具有从2 00nm到1000nm的范围中的厚度。
–在绝缘层68中形成开口70以暴露第二电极52和导电层54的部分。其在绝缘层68由无机材料制成时可以是等离子类型蚀刻或者在绝缘层68由抗蚀剂制成时是照射和发展的步骤；并且
–在开口70中形成导电凸块72。凸块72由与电子器件中的焊接操作兼容的材料(例如基于锡或金的合金)制成。凸块72可以用于将光电子器件附接到支撑体(未示出)。
在先前描述的实施例中，电流在第一电极36与第二电极52、66之间流动通过衬底10。
图5示出了其中发光二极管直接在线26的基底处直接被偏置的另一个实施例。线26被形成在种子层74上，其之后对光电子器件的发光二极管LED的组件是共用的。垂直连接76被形成在衬底10中，例如类似于垂直连接56，其不同在于垂直连接76连接到种子层74。
图6A到图6C是以包括关于图2A到图2E描述的所有步骤的制造具有线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图。
图6A示出在对厚金属层80(例如铜)的沉积之后获得的结构。其可以是ECD。绝缘层80的厚度例如约10μm。金属层80充分厚以填充开口46。
图6B示出在对金属层80进行抛光以对开口50中的金属部分82和开口46中的金属部分84进行定界的步骤之后获得的结构。使层80平面化的步骤可以由CMP执行。
图6C示出在与先前关于图3A和图3B描述的那些步骤类似的步骤之后的结构，包括：将绝缘层86沉积在衬底10的整个后表面上并且形成跨和金属部分82相接触的层86的第二电极88和跨和金属部分84相接触的层86的导电垫90。尤其由聚合物制成的钝化层可以被沉积在后表面侧上的结构上，开口被形成在钝化层中以暴露电极88和导电垫90。
包括开口46、绝缘层48、金属部分84和金属垫90的组件形成TSV 91，TSV 91起着与先前描述的TSV 56相同的作用。金属垫88和90用于组装被包封在它的最终支撑体(例如印刷电路)上的光电子部件。组装方法可以通过焊接来执行。金属堆叠被选择为与在电子器件中使用的焊接操作兼容，并且尤其与例如在利用有机可焊接性保护完成(OSP)或Ni-Au(通过可以是化学(ENIG，无电镀镍浸金)或电化学的过程)完成的Cu、Sn、Sn-Ag、Ni-Pd-Au、Sn-Ag-Cu、Ti-Wn-Au或ENEPIG(无电镀镍/无电镀钯/浸金)中使用的焊接兼容。
图7A和图7B是以制造具有线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图。
初始步骤可以包括先前关于图2A描述的步骤，其不同在于在步骤(5)到(7)之前，开口92被形成在衬底10中。开口92可以通过DRIE类型蚀刻来形成。在打薄步骤之后，开口92的深度严格地大于衬底10的厚度。作为示例，开口92的深度处于从10μm到200μm的范围中，例如约35μm。
在实施了步骤(5)到(7)之后，绝缘层32、电极36和导电层38也被形成在开口92中。
图7B示出在执行以下步骤之后获得的结构：
–与先前关于图2B已经描述的步骤类似对包封层40进行沉积。包封层40部分地或完全地穿透到开口92中；
–与先前关于图2C已经描述的步骤类似安装手柄42；
–与先前关于图2D已经描述的步骤类似对衬底10一直到开口92进行打薄；
–在保护开口92的同时在衬底10的后表面44上形成绝缘层94；并且
–在绝缘层94中形成开口96以暴露衬底10的一部分。
包括开口92以及绝缘层32、电极层36和在开口92中延伸的导电层38的部分的组件形成TSV 98，其起着与先前描述的TSV 56相同的作用。
该方法的后续步骤可以与先前关于图2F已经描述的步骤类似。
图8示出其中衬底10至少在TSV的水平处被锯开一次的实施例，TSV可以对应于先前描述的TSV 56、91或98之一。锯开暴露在TSV的内壁上延伸的导电层的一部分。发光二极管LED的第一电极36的偏置可以之后从光电子器件的一侧被执行。作为示例，光电子器件可以通过与衬底14的后表面相接触的连接垫102和与TSV的侧向暴露部分相接触的连接垫104附接到支撑体100。
图9示出其中TSV 106被提供在光电子器件的每个线26的水平处的实施例。每个TSV 106与相关联的线26的种子垫24相接触。TSV 106可以彼此不连接。线26能够之后被单独地偏置。作为变型，被提供在衬底10的后表面44的一侧上的电极(未示出)可以连接到与同一光电子器件相关联的所有垂直连接106。
图10示出其中TSV 110同时与多个线26的种子垫24相接触的实施例。垂直连接106、110可以根据先前针对TSV 56、91和98的形成描述的制造方法中的任何来形成。
图11A到图11D是以制造具有线的光电子器件的方法的另一实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图。
图11A和图11B示出在执行在先前关于图2A描述的步骤(1)之前的步骤之后获得的结构。
图11A示出在以下步骤之后获得的结构：
–在衬底10中蚀刻开口120。开口120可以通过反应性离子蚀刻类型的蚀刻(例如DRIE蚀刻)来形成。在打薄步骤之后，开口120的深度严格大于衬底10的靶向厚度。作为示例，开口120的深度处于从10μm到200μm的范围中，例如大约35μm。在开口120的侧壁之间的距离处于从1μm到10μm的范围中，例如为2μm；并且
–例如通过热氧化方法来在开口120的侧壁上形成例如由氧化硅制成的绝缘部分122。在该步骤处，绝缘部分还可以形成在开口120的底部处和衬底10的剩余部分上。绝缘部分的厚度可以处于从100nm到3000nm的范围中，例如大约200nm。
图11B示出在执行以下步骤之后获得的结构：
–各向异性地对在开口120的底部处的绝缘部分和覆盖衬底10的表面22的绝缘部分进行蚀刻以将绝缘部分122保持在开口120的侧面上。作为示例，对覆盖衬底10的表面22的绝缘部分的蚀刻可以被省略。在这种情况下，通过光刻形成的掩膜可以被提供以保护所述未经蚀刻的绝缘部分；
–利用填充材料来填充开口120，填充材料例如多晶硅、钨、或难熔金属材料，其在尤其关于步骤2A到2D例如通过LPCVD沉积来执行高温的先前描述的步骤期间支持热预算。多晶硅有利地具有接近于硅的热膨胀系数的热膨胀系数并且因此使得能够减小在尤其关于步骤2A到图2D在高温时执行的先前描述的步骤期间的机械压力；
–例如通过CMP类型方法来移除填充材料层。在覆盖衬底10的表面22的绝缘部分的蚀刻已经在对在开口122的底部处的绝缘部分的各向异性的蚀刻期间被省略的情况下，所述未经蚀刻的层可以有利地在移除填充材料层期间用作停止层。在这种情况下，对填充材料层的移除后跟有对覆盖衬底10的表面22的绝缘部分进行蚀刻的步骤。由此获得填充材料的一部分124。
图11C示出在与先前关于图2A到2D描述的步骤类似的步骤的实施之后获得的结构，其不同在于它包括在形成导电层38之前在电极层36中和绝缘层32中蚀刻开口125的步骤使得导电层38与部分124相接触。
图11D示出在与先前关于图7B、图3A和图3B描述的步骤类似的以下步骤的实施之后获得的结构：
–对衬底10进行打薄以到达导电部分124；
–在衬底10的后表面44上形成绝缘层126；
–在绝缘层126中形成暴露衬底10的后表面44的一部分的开口128和暴露导电部分124的开口130；
–在开口128中形成与衬底10相接触的导电垫132，并且在开口130中形成与导电部分124相接触的导电垫134；
–形成覆盖绝缘层126和导电垫132、134的绝缘层136；
–在绝缘层136中形成暴露导电垫132的一部分的开口138和暴露导电垫134的开口140；并且
–在开口138中形成与导电垫132相接触的第二电极142并且在开口130中形成于导电垫134相接触的导电垫144。
包括由绝缘部分122定界的填充材料的部分124的组件形成TSV 145，该TSV 145起着与先前描述的TSV 56相同的作用。将垫144连接到金属层38的导电部分124由填充材料的部分124形成。
作为变型，绝缘层126可以不存在并且导电垫132、144可以直接被形成在衬底10上。
根据另一变型，代替形成由绝缘部分与衬底10隔离的填充材料的部分124，该方法可以包括形成对衬底的起着部分124的作用的部分进行定界的绝缘沟槽的步骤。优选地，例如具有大于或等于1019原子/cm3的掺杂剂浓度的重掺杂硅用于减小该连接的电阻。该导电部分可以由在活动区域周围的一个或多个硅沟槽或者由一个或多个绝缘硅通孔形成。
先前关于图11A到图11D描述的实施例可以被实施以形成先前关于图9和图10描述的垂直连接106和110。
图12A到图12E是以制造具有线的光电子器件的方法的另一个实施例的连续步骤获得的结构的部分简化横截面视图。初始步骤可以包括先前关于图2A到图2C描述的步骤，其不同在于导电层38不存在。
图12A示出在移除衬底10的步骤之后获得的结构。对衬底10的移除可以通过一个或多于一个蚀刻步骤来执行。因此在移除衬底之后暴露的结构的后表面利用附图标记150来指代。在图12A中，蚀刻被停止在绝缘层32上和种子垫24上。作为变型，该方法还可以包括移除种子垫24。
图12B示出在执行以下步骤之后获得的结构：
–在绝缘层32中蚀刻开口152；
–将反射镜层154沉积在后表面150上并且沉积在开口152中；并且
–沉积覆盖反射镜层154的导电层156。
反射镜层154可以是单个层或对应于两层或多于两层的堆叠。作为示例，反射镜层154对应于金属单层。根据另一示例，反射镜层154对应于包括覆盖有介电层或多个介电层的金属层的层的堆叠。反射镜层154的金属层可以被形成在例如由钛制成的结合层上。反射镜层154(单层或多层)的厚度大于15nm，例如处于从30nm到2μm的范围中。反射镜层154可以通过ECD来沉积。
根据实施例，反射镜层154能够至少部分地反射由发光二极管LED发射的辐射。
根据实施例，形成种子垫24和反射镜层154(单层或多层)的材料的复数光学指数以及种子垫24和反射镜层154的厚度被选择为增大种子垫24和反射镜层154的平均反射率。层或层的堆叠的平均反射率是由层或层的堆叠反射的电磁能量与针对在给定波长处的所有可能入射角度的入射能量的比率的平均。期望平均反射率尽可能高，优选大于80％。
复数光学指数(还称为复数折射率)是描述介质的光学性质(尤其是吸收和扩射)的无量纲数。折射率等于复数光学指数的实数部分。消光系数(还称为衰减系数)测量电磁辐射穿过该材料的能量损失。消光系数等于复数光学指数的虚数部分的相反数。材料的折射率和消光系数可以例如通过椭圆偏振法来确定。在由John Wiley&Sons,Ltd(2007)出版的Hiroyuki Fujiwara的题目为“Spectroscopic ellipsometry,Principles andApplications”的著作中描述了分析椭圆偏振数据的方法。
作为示例，形成反射镜层154(单层或多层)的金属层的材料可以是铝、银、铬、铑、钌、钯、或者这些化合物中的两个或这些化合物中的多于两个的合金。
根据实施例，每个种子垫24的厚度小于或等于20nm。
根据实施例，每个种子垫24的折射率针对从380nm到650nm的范围中的波长处于从1到3的范围中。
根据实施例，每个种子垫24的消光系数针对从380nm到650nm的范围中的波长小于或等于3。
作为示例，形成每个种子垫24的材料可以对应于先前指示的示例。
导电层156可以由铝、银或任何其他导电材料制成。作为示例，其具有从30nm到2000nm的范围中的厚度。导电层156可以由ECD沉积。反射镜层154和导电层156可以被混杂。
图12C示出在对导电层156和反射镜层154进行蚀刻以对包括连接到电极层36的反射镜层154的一部分160和导电层156的一部分162的垫164和包括连接到种子垫24的反射镜层154的一部分166和导电层156的一部分168的垫158进行定界的步骤之后获得的结构。
图12D示出在以下步骤之后获得的结构：
–对绝缘层170进行沉积，绝缘层170延伸在垫158、164上并且延伸在垫158、164之间；
–在绝缘层170中蚀刻暴露导电垫158的开口172和暴露导电垫164的开口174；并且
–对导电层176进行沉积，导电层176覆盖绝缘层170并穿透到开口172、174中。
绝缘层170可以由通过低温PECVD沉积的氧化硅或具有几微米(通常3-5μm)的厚度的BCB环氧树脂类型的有机材料制成。
导电层176可以由TiCu或TiAl制成。作为示例，其具有从500nm到2μm的范围中的厚度。
图12E示出在对导电层176进行蚀刻以对连接到导电垫158的导电垫178、连接到导电垫164的第二电极180、以及与绝缘层170相接触的导电部分182进行定界的步骤之后获得的结构。导电部分182可以起着散热器的作用。绝缘层170可以尤其使得能够将散热器182与电接触垫158和/或与导电层156电绝缘。
关于图12A到图12E描述的实施例具有抑制由于衬底10的串联电阻的优点。
图13和图14分别是在对衬底10进行打薄的步骤之后并且在锯开衬底10之前具有在衬底的晶片10上形成的线的光电子器件190的实施例的部分的且简化的横截面视图和俯视图。在图13中，已经进一步部分地示出与光电子器件190相邻的光电子器件192。
每个光电子器件190、192被填充有绝缘材料的一个或多个沟槽194(在当前示例中为两个)包围，一个或多个沟槽194跨经打薄的衬底10的整体厚度延伸。作为示例，每个沟槽具有大于1μm的宽度，例如大约2μm。在两个沟槽194之间的距离大于5μm，例如大约6μm。由短虚线196示出的衬底10的锯开线被形成在光电子器件190的沟槽194与相邻光电子器件192的沟槽194之间。沟槽194提供硅衬底的侧向电绝缘并且由此在锯开之后提供光电子器件190的侧向电绝缘。
如图14所示，额外的沟槽198将两个相邻光电子器件190、192的外部沟槽194连接。在锯开之后，衬底10的一部分200保持在每个光电子器件190、192的外围处。沟槽198使得能够将外围部分200划分成多个绝缘段202。这使得能够在导电垫将与这些段接触的情况下减小短路风险。
根据实施例，光电子器件还包括荧光粉，在它们被由发光二极管发出的光激发时能够发出在与由发光二极管发出的光的波长不同的波长的光。作为示例，发光二极管能够发出蓝光，并且荧光粉在它们被蓝光激发时能够发出黄光。由此，观察者感知到对应于蓝光和黄光的成分的光，其根据每个光的比例可以实质上是白色的。由观察者感知到的最后的颜色特征在于例如由国际照明委员会的标准限定的其色度坐标。
根据实施例，荧光粉层被提供在包封层40内。优选地，荧光粉的平均直径被选择使得在形成包封层40的步骤期间荧光粉的至少部分分布在线26之间。优选地，荧光粉具有从45nm到500nm的范围中的直径。荧光粉层的荧光粉浓度和厚度之后根据靶向的色度坐标来调节。
光电子器件的提取比率一般由从光电子器件离去的光子的数目与由发光二极管发出的光子的量的比率定义。每个发光二极管在所有方向上发出光，并且尤其是朝向相邻发光二极管。发光二极管的有源层倾向于捕获具有小于或等于发射波长的波长的光子。由此，由发光二极管发出的光的部分一般由相邻发光二极管的有源层捕获。将荧光粉布置在线26之间的优点在于在蓝光到达相邻发光二极管之前荧光粉将由发光二极管发出的光的一部分(例如蓝色)转换成在更高波长(例如黄色)的光。由于黄光没有被相邻发光二极管的有源层吸收，所以增加了光电子器件的提取比率。
另一优点在于由于荧光粉被定位靠近衬底10，由在操作时加热荧光粉期间生成的热的衬底的放电被改善。
另一优点在于由于荧光粉没有被布置在单独的层中，减小了光电子器件的总厚度。
另一优点在于改善了由光电子器件发出的光的同质性。实际上，在所有方向上从包封层40离去的光对应于由发光二极管发出的光和由荧光粉发出的光的成分。
图15示出光电子器件205的实施例，其包括图2F中示出的所有元件并且还在包封层40与手柄42之间包括在包封层40上延伸的荧光粉层206以及可能还有从荧光粉层206延伸的粘合剂层208，手柄42在粘合剂层208上延伸。荧光粉层206的厚度可以处于从50μm到100μm的范围中。荧光粉层206可以对应于具有荧光粉嵌入在其中的硅烷层或环氧聚合物层。荧光粉层206可以通过旋转涂层方法、通过喷绘印刷方法或者通过丝印方法或者通过片沉积方法来沉积。荧光粉层206的荧光粉浓度和厚度根据靶向的色度坐标来调节。如与其中荧光粉存在于包封层40中的实施例相比较，可以使用大直径的荧光粉。另外，可以更容易控制荧光粉层206的荧光粉分布和荧光粉层206的厚度。
图16示出包括图15中示出的光电子器件205的所有元件的光电子器件210的实施例，其不同在于荧光粉层206覆盖手柄42。保护层(未示出)可以覆盖荧光粉层206。在当前实施例中，荧光粉层206有利地在光电子器件制造方法的最后步骤中被形成。光电子器件的色度属性可以因此在光电子器件制造方法的大部分期间进行进一步修改。另外，光电子器件的色度属性可以在需要时通过修改荧光粉层，例如通过添加额外的荧光粉层在过程的结束容易地被校正。
图17示出光电子器件215的实施例，其包括图16中示出的光电子器件210的所有部件并且还包括在手柄42中延伸的并且填充有荧光粉层206的沟槽216。优选地，沟槽216跨手柄42的整个厚度延伸。在每个沟槽216的侧壁之间的距离优选基本上等于覆盖手柄42的荧光粉层206的厚度。
针对图16中示出的光电子器件210，由发光二极管LED发出的光的部分可以从手柄42的侧边缘离去而不跨荧光粉层206。侧向地离去的光的颜色因此和跨荧光粉层206的光的颜色不同，这可能在期望同质颜色的光的情况下是不期望的。针对光电子器件215，从手柄42侧向地离去的光跨填充有荧光粉层206的沟槽216。通过表面43或侧向地从手柄42离去的光因此有利地具有同质颜色。
图18示出包括图15中示出的光电子器件205的所有元件的光电子器件220的实施例，其不同在于粘合剂层208未示出并且中间层222被插设在包封层40与荧光粉层206之间。
中间层222能够使通过由发光二极管LED发出的光线在第一波长处或处于第一波长范围中并且能够反射由荧光粉发出光线的在第二波长处或处于第二波长范围中。光电子器件220的提取比率之后有利地被增大。作为示例，中间层222可以对应于分色镜，其是反射具有在特定范围内的波长的光线并使具有不属于该范围的波长的光线通过的反射镜。分色镜可以由具有不同光学指数的介电层的堆叠形成。
根据另一示例，中间层222可以是由具有小于包封层40的折射率并且小于荧光粉层的折射率的折射率的材料制成的单层。中间层222可以对应于硅烷层或环氧聚合物层。另外，被称为纹理化的表面处置在形成中间层222之前应用到包封层40的表面224以形成在表面224上的凸起区域。在中间层222与荧光粉层206之间的界面226基本上是平面的。
即使中间层222的折射率小于包封层40的折射率，由发光二极管LED发出的光线跨界面224，界面224是不规则的，同时给定界面226是平面的并且中间层222的折射率小于荧光粉层206的折射率的情况下，由荧光粉发出的光线主要反射在界面226上。
引起在表面处的凸起区域的形成的纹理化方法可以应用到手柄42的自由表面43和/或与手柄42相接触的荧光粉层206的表面228。
针对由无机材料制成的层，对层的表面进行纹理化的方法可以包括化学蚀刻步骤或机械磨损步骤，可能在存在经处置的表面的淹没保护部分的情况下，以便促进在表面处的凸起区域的形成。针对由有机材料制成的层，对层的表面进行纹理化的方法可以包括压花、模制等的步骤。
针对先前描述的光电子器件，由发光二极管LED发射的光的部分可以通过包封层40的侧边缘离去。这一般是不期望的，因为该光在光电子器件的正常运行条件下没有被观察者感知到。根据实施例，光电子器件还包括能够反射从光电子器件侧向地离去的光线以增加从手柄42的表面43离去的光的量。
图19示出光电子器件230的实施例，其包括图2F中示出的光电子器件的所有部件并且还包括被布置在绝缘层32上的并且至少部分地包围发光二极管LED的组件的块232。每个块232覆盖有金属层234，例如对应于导电层38的延伸。作为示例，块232可以对应于在对包封层40的沉积之前被形成在绝缘层32上的抵制块。优选地，块232的高度小于包封层40的最大高度。在图19中，块232的侧边缘236基本上垂直于衬底10的表面22。作为变型，侧边236可以相对于表面22被倾斜以促进对光线朝向手柄42的表面43的反射。
图20示出光电子器件240的实施例，其包括图2F中示出的光电子器件的所有部件并且还包括被布置在绝缘层32上的并且至少部分地包围发光二极管LED的组件的块242。块242由反射材料制成。其可以是填充有反射粒子(例如氧化钛粒子(TiO2))的硅烷。作为示例，块242可以在对包封层40的沉积之前通过丝印方法被形成在绝缘层32上。优选地，块242的高度小于包封层40的最大高度。在图20中，块242的侧边缘244基本上垂直于衬底10的表面22。作为变型，侧边缘244可以相对于表面22被倾斜以促进对光线朝向手柄42的表面43的反射。
图21示出包括图2F中示出的光电子器件的所有部件的光电子器件245的实施例，其不同在于发光二极管LED被形成在被形成在衬底10中的腔246中。腔246的侧边248被覆盖有绝缘层250，例如对应于绝缘层32的延伸，并且被覆盖有金属层252，例如对应于导电层38的延伸。优选地，腔246的高度小于包封层40的最大高度。在图21中，腔的侧边缘248基本上垂直于手柄42的表面43。作为变型，侧边缘248可以相对于表面43被倾斜以促进对光线朝向手柄42的表面43的反射。
图22示出光电子器件255的实施例，其包括图2F中示出的光电子器件的所有部件并且还包括包围发光二极管LED的沟槽256，单个沟槽被示出在图22中。沟槽256跨衬底10和包封层40。每个沟槽256的内壁覆盖有反射层258，例如金属层(例如由银或铝制成)或具有从30nm到2000nm的范围中的厚度的清漆层。绝缘层(未示出)可以从衬底10被提供到绝缘反射层258。沟槽256可以在先前关于图2D描述的对衬底10进行打薄的步骤之后形成。超越光电子器件230、240和245的优点在于包封层40可以被形成在平面表面上，其使沉积更容易。
图23示出光电子器件260的实施例，其包括图2F中示出的光电子器件的所有部件并且还包括被形成在包封层40中并且包围发光二极管LED的沟槽262，单个沟槽被示出在图23中。沟槽262可以被填充有空气。在其中包封层40由无机材料制成的情况下，沟槽262可以在形成包封层40的步骤之后蚀刻而形成。沟槽262在包封层40中对具有发光二极管嵌入在其中的中心块264和至少部分地围绕中心块264的外围块266进行定界。每个外围块266被覆盖有金属层268，金属层268例如由银或铝制成并且具有从30nm到2000nm的范围中的厚度。粘合剂层269可以被提供在手柄42与块264、266之间。在图23中，外围块266的侧边270基本上垂直于衬底10的表面22。作为变型，侧边270可以相对于表面22被倾斜以促进对光线朝向手柄42的表面43的反射。超越光电子器件230、240和245的优点在于包封层40可以被形成在平面表面上，其使沉积更容易。
图24示出光电子器件275的实施例，其包括图2F中示出的光电子器件的所有部件并且还包括在发光二极管LED之间但不覆盖发光二极管LED的电极层32上延伸的绝缘层276。绝缘层276被覆盖有反射层278。反射层278优选对应于金属层，例如由铝、尤其是AlSiz、AlxCuy的基于铝的合金(例如，其中x等于1并且y等于0.8％)或银、金、镍或钯。作为示例，反射层278具有在30nm与2000nm之间的范围中的厚度。反射层278可以包括多个层的堆叠，尤其包括例如由钛制成的结合层。绝缘层276和反射层278的厚度被选择为使得与包封层40相接触的反射层的表面280靠近外壳34的端部，例如远离外壳34的端部小于1μm。如与先前描述的实施例进行比较的，反射表面280有利地使得能够避免由发光二极管LED发出到发光二极管的外部的光线穿透到发光二极管的下部分28或相邻发光二极管的下部分28中。因此增大提取比率。
图25示出包括图24中示出的光电子器件275的所有部件的光电子器件285的实施例，其不同在于绝缘层276和反射层280利用在发光二极管LED之间的电极层32上延伸而不覆盖发光二极管LED的反射层286来代替。其可以是填充有反射粒子(例如TiO2粒子或TiO2层)的硅烷层。反射层286的厚度被选择使得与包封层40相接触的反射层286的表面288靠近外壳34的端部，例如远离外壳34的端部小于1μm。因此增大提取比率。
根据实施例，一个或多个透镜被提供在手柄42的表面43上。透镜使得能够增加沿着垂直于表面43的方向从表面43离去的光线的聚集，并且因此增加由用户观看表面43感知到的光线的量。
图26示出包括图19中示出的光电子器件230的所有部件的光电子器件290的实施例，其不同在于手柄42不存在。另外，光电子器件290包括针对每个发光二极管LED的被布置在包封层40上的会聚透镜292。
图27是与其中透镜296与多个发光二极管LED相关联的实施例295的图26类似的视图。
已经描述了本发明的特定实施例。本领域技术人员将进行各种更改和修改。另外，尽管在先前描述的实施例中，每个线26在线与种子垫24中的一个相接触的基底处包括钝化部分28，但是钝化部分28可以不存在。
另外，尽管已经针对对于其外壳34覆盖相关联的线26的顶部和线26的侧边的一部分的光电子器件描述了实施例，但是能够仅仅将外壳提供在线26的顶部处。

Claims (10)

1.一种制造光电子器件(14)的方法，包括以下的连续步骤：
(a)提供具有第一表面(22)的衬底(10)；
(b)在所述衬底中形成第一绝缘沟槽(194)，所述第一绝缘沟槽从所述第一表面延伸；
(c)在所述第一表面上形成包括圆锥形或尖椎形的线形半导体元件的发光二极管(LED)的组件；
(d)针对发光二极管的每个组件，形成覆盖所述组件的每个发光二极管的电极层(36)和在所述组件的所述发光二极管周围覆盖所述电极层的导电层(38)；
(e)覆盖包封所述发光二极管的层(40)的整体第一表面；
(f)减小衬底厚度，在步骤(f)之后所述衬底具有与所述第一表面(22)相反的第二表面(44)，所述第一绝缘沟槽在步骤(f)之后从所述第一表面延伸到所述第二表面并且包围所述衬底的第一部分，所述发光二极管的组件位于所述衬底的第一部分上；
(g)形成与所述衬底绝缘并且从所述第二表面跨所述衬底一直到至少所述第一表面(22)的导电元件(56)，所述导电元件与所述导电层相接触；
(h)在步骤(e)、步骤(f)和步骤(g)之后，在所述第二表面上形成与所述衬底相接触的至少一个第一导电垫(52、60、82、102、132)；并且
(i)将在所述第一绝缘沟槽之间所获得的结构切割以分开发光二极管的每个组件，
其中，步骤(g)至少部分在步骤(c)之前被执行并且包括在步骤(c)之前跨所述衬底厚度的一部分从所述第一表面(22)在所述衬底中蚀刻开口(92)，所述开口在步骤(f)处在所述第二表面(44)上被打开，
其中，所述方法还包括：在步骤(c)之前至少在所述开口(92)的侧壁上形成绝缘部分(122)，并且利用导电材料填充所述开口。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：在步骤(g)处，在所述第二表面(44)上形成与所述导电元件(56)相接触的至少一个第二导电垫(72、90、134)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括：形成与所述衬底绝缘并且从所述第二表面跨所述衬底一直到至少所述第一表面(22)并且与所述发光二极管(LED)中的至少一个的基极相接触的至少一个额外的导电元件(106、110)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电元件(56)的形成连续地包括：在步骤(f)之后，从所述第二表面(44)在所述衬底(10)中蚀刻开口(46)，至少在所述开口的侧壁上形成绝缘层(48)，并且形成覆盖所述绝缘层的导电层(54)，或者利用导电材料填充所述开口。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电极层(36)和所述导电层(38)还被形成在所述开口(92)中。
6.根据权利要求1或2所述的方法，包括：在步骤(f)之前将支撑体(42)附接到包封所述发光二极管(LED)的所述层(40)的步骤。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，包封所述发光二极管(LED)的所述层(40)包括在所述发光二极管之间的荧光粉。
8.根据权利要求6所述的方法，包括对覆盖包封所述发光二极管(LED)的所述层(40)的荧光粉层(206)或覆盖所述支撑体(42)的所述荧光粉层(206)进行形成的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，包括：在包封所述发光二极管(LED)的所述层(40)与所述荧光粉层(206)之间形成能够发射由所述发光二极管发出的光线且反射由所述荧光粉发出的光线的层(222)的步骤。
10.根据权利要求1或2所述的方法，包括：在所述衬底(10)与包封所述发光二极管(LED)的并且具有比所述发光二极管的高度大50％的高度的所述层(40)之间在所述发光二极管(LED)周围形成反射器(232、242)的步骤。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3041148A1 (fr) * 2015-09-14 2017-03-17 Valeo Vision Source lumineuse led comprenant un circuit electronique
DE102015116865A1 (de) * 2015-10-05 2017-04-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips und Halbleiterchip
DE102015121056A1 (de) * 2015-12-03 2017-06-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauelementen und Bauelement
FR3053530B1 (fr) * 2016-06-30 2018-07-27 Aledia Dispositif optoelectronique a pixels a contraste et luminance ameliores
US10480719B2 (en) * 2016-08-16 2019-11-19 King Abdullah University Of Science And Technology Ultrabroad linewidth orange-emitting nanowires LED for high CRI laser-based white lighting and gigahertz communications
US10290779B2 (en) * 2016-12-15 2019-05-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light emitting element
FR3061357B1 (fr) * 2016-12-27 2019-05-24 Aledia Procede de realisation d’un dispositif optoelectronique comportant une etape de gravure de la face arriere du substrat de croissance
FR3061607B1 (fr) * 2016-12-29 2019-05-31 Aledia Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes
FR3061608B1 (fr) * 2016-12-29 2019-05-31 Aledia Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes
US10770440B2 (en) * 2017-03-15 2020-09-08 Globalfoundries Inc. Micro-LED display assembly
FR3068514B1 (fr) 2017-06-30 2019-08-09 Aledia Dispositif optoelectronique
FR3068515B1 (fr) * 2017-06-30 2019-10-25 Aledia Dispositif optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes
FR3069378B1 (fr) 2017-07-21 2019-08-23 Aledia Dispositif optoelectronique
FR3069379B1 (fr) 2017-07-21 2019-08-23 Aledia Dispositif optoelectronique
US10559727B2 (en) * 2017-07-25 2020-02-11 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Manufacturing method of colorful Micro-LED, display modlue and terminals
DE102017117414A1 (de) 2017-08-01 2019-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
US11961875B2 (en) 2017-12-20 2024-04-16 Lumileds Llc Monolithic segmented LED array architecture with islanded epitaxial growth
FR3077653A1 (fr) 2018-02-06 2019-08-09 Aledia Dispositif optoelectronique avec des composants electroniques au niveau de la face arriere du substrat et procede de fabrication
FR3082657B1 (fr) * 2018-06-19 2021-01-29 Aledia Procede de fabrication d’un dispositif optoelectronique a parois de confinement lumineux auto alignes
US11271033B2 (en) 2018-09-27 2022-03-08 Lumileds Llc Micro light emitting devices
FR3090199B1 (fr) 2018-12-18 2021-10-22 Aledia Dispositif optoélectronique pour l'acquisition d'images selon plusieurs points de vue et/ou l'affichage d'images selon plusieurs points de vue
TWI690102B (zh) * 2019-01-04 2020-04-01 友達光電股份有限公司 發光裝置及其製造方法
JP7230650B2 (ja) * 2019-04-05 2023-03-01 Tdk株式会社 無機材料基板の加工方法、デバイス、およびデバイスの製造方法
FR3098011B1 (fr) 2019-06-28 2022-07-15 Aledia Procede de fabrication de microfils ou nanofils
US11777059B2 (en) 2019-11-20 2023-10-03 Lumileds Llc Pixelated light-emitting diode for self-aligned photoresist patterning
US11674795B2 (en) 2019-12-18 2023-06-13 Lumileds Llc Miniature pattern projector using microLEDs and micro-optics
US11848402B2 (en) 2020-03-11 2023-12-19 Lumileds Llc Light emitting diode devices with multilayer composite film including current spreading layer
US11569415B2 (en) 2020-03-11 2023-01-31 Lumileds Llc Light emitting diode devices with defined hard mask opening
US11735695B2 (en) 2020-03-11 2023-08-22 Lumileds Llc Light emitting diode devices with current spreading layer
US11942507B2 (en) 2020-03-11 2024-03-26 Lumileds Llc Light emitting diode devices
RU2739863C1 (ru) * 2020-03-23 2020-12-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ создания диодных оптоэлектронных пар, стойких к гамма-нейтронному излучению
FR3111235A1 (fr) * 2020-06-04 2021-12-10 Aledia Dispositif optoélectronique pour affichage lumineux à parois de confinement lumineux conductrices et procédé de fabrication
US11626538B2 (en) 2020-10-29 2023-04-11 Lumileds Llc Light emitting diode device with tunable emission
US11901491B2 (en) 2020-10-29 2024-02-13 Lumileds Llc Light emitting diode devices
US12040432B2 (en) 2020-10-30 2024-07-16 Lumileds Llc Light emitting diode devices with patterned TCO layer including different thicknesses
US11955583B2 (en) 2020-12-01 2024-04-09 Lumileds Llc Flip chip micro light emitting diodes
US11705534B2 (en) 2020-12-01 2023-07-18 Lumileds Llc Methods of making flip chip micro light emitting diodes
US11600656B2 (en) 2020-12-14 2023-03-07 Lumileds Llc Light emitting diode device
DE112022003001T5 (de) * 2021-09-08 2024-03-28 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches bauelement, bauelementeinheit und verfahren zu deren herstellung
FR3128311A1 (fr) * 2021-10-15 2023-04-21 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique
US11935987B2 (en) 2021-11-03 2024-03-19 Lumileds Llc Light emitting diode arrays with a light-emitting pixel area

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1453884A (zh) * 2002-04-25 2003-11-05 诠兴开发科技股份有限公司 纳米线发光元件及显示装置
CN101443887A (zh) * 2006-03-10 2009-05-27 Stc.Unm公司 Gan纳米线的脉冲式生长及在族ⅲ氮化物半导体衬底材料中的应用和器件
CN101685823A (zh) * 2004-02-20 2010-03-31 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电组件及其制造方法以及具有多个光电组件的装置
CN102593100A (zh) * 2011-01-04 2012-07-18 纳普拉有限公司 电子设备用基板及电子设备
WO2013080174A1 (fr) * 2011-12-01 2013-06-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif optoélectronique comprenant des nanofils de structure cœur/coquille

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1359413A (fr) 1963-04-04 1964-04-24 Shell Int Research Procédé de préparation de composés organiques oxygénés
JP2985691B2 (ja) * 1994-03-23 1999-12-06 株式会社デンソー 半導体装置
JP2001144173A (ja) * 1999-11-17 2001-05-25 Denso Corp 半導体装置の製造方法
JP2003008069A (ja) * 2001-06-19 2003-01-10 Sanyo Electric Co Ltd 発光装置
US6724794B2 (en) * 2001-06-29 2004-04-20 Xanoptix, Inc. Opto-electronic device integration
WO2003012884A1 (en) * 2001-08-01 2003-02-13 Nam-Young Kim Display system
US9000461B2 (en) * 2003-07-04 2015-04-07 Epistar Corporation Optoelectronic element and manufacturing method thereof
TWI303491B (en) * 2004-02-20 2008-11-21 Toshiba Kk Semiconductor relay apparatus and wiring board fabrication method
CN101032034A (zh) * 2004-06-30 2007-09-05 克里公司 用于封装发光器件的芯片级方法和芯片级封装的发光器件
EP2410582B1 (en) * 2005-05-24 2019-09-04 LG Electronics Inc. Nano rod type light emitting diode and method for fabricating a nano rod type light emitting diode
JP2007059864A (ja) * 2005-07-29 2007-03-08 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置および発光ダイオード装置
JP4690870B2 (ja) * 2005-11-29 2011-06-01 京セラ株式会社 光電気集積配線基板及び光電気集積配線システム
KR100746784B1 (ko) * 2006-03-02 2007-08-06 엘지전자 주식회사 나노선을 갖는 발광 소자 및 그의 제조 방법
WO2008048704A2 (en) * 2006-03-10 2008-04-24 Stc.Unm Pulsed growth of gan nanowires and applications in group iii nitride semiconductor substrate materials and devices
KR100764742B1 (ko) * 2006-06-16 2007-10-08 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조 방법
WO2008079077A2 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 Qunano Ab Nanoelectronic structure and method of producing such
EP2126986B1 (en) * 2006-12-22 2019-09-18 QuNano AB Led with upstanding nanowire structure and method of producing such
US8183587B2 (en) * 2006-12-22 2012-05-22 Qunano Ab LED with upstanding nanowire structure and method of producing such
JP4982176B2 (ja) * 2006-12-28 2012-07-25 パナソニック株式会社 化合物半導体素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体素子の製造方法
JP5268043B2 (ja) * 2007-03-08 2013-08-21 独立行政法人物質・材料研究機構 極微小ダイオード及びその製造方法
US8237151B2 (en) * 2009-01-09 2012-08-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Diode-based devices and methods for making the same
JP5112761B2 (ja) * 2007-06-26 2013-01-09 パナソニック株式会社 化合物半導体素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体素子の製造方法
JP2009010012A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Panasonic Electric Works Co Ltd 半導体発光素子、その製造方法及び発光装置
FR2922685B1 (fr) * 2007-10-22 2011-02-25 Commissariat Energie Atomique Dispositif optoelectronique a base de nanofils et procedes correspondants
TWI372478B (en) * 2008-01-08 2012-09-11 Epistar Corp Light-emitting device
JP5221166B2 (ja) * 2008-02-20 2013-06-26 スタンレー電気株式会社 ＺｎＯ系半導体素子とその製造方法及び光半導体素子
KR100982986B1 (ko) * 2008-04-17 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 서브마운트, 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
CN103022282B (zh) * 2008-07-07 2016-02-03 格罗有限公司 纳米结构led
KR100958024B1 (ko) * 2008-08-05 2010-05-17 삼성엘이디 주식회사 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법
JP2010153742A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Seiko Instruments Inc 貫通電極付基板、発光デバイス及び貫通電極付基板の製造方法
CN101771025A (zh) * 2008-12-26 2010-07-07 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管
KR101007130B1 (ko) * 2009-02-18 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
FR2942911B1 (fr) * 2009-03-09 2011-05-13 Soitec Silicon On Insulator Procede de realisation d'une heterostructure avec adaptation locale de coefficient de dilatation thermique
US8587017B2 (en) * 2009-07-05 2013-11-19 Industrial Technology Research Institute Light emitting device and method of fabricating a light emitting device
JP2011035198A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Ccs Inc Ｌｅｄ発光デバイスの製造方法
DE102009053064A1 (de) * 2009-11-13 2011-05-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Dünnfilm-Halbleiterbauelement mit Schutzdiodenstruktur und Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterbauelements
JP2011113877A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sharp Corp 光電気混載基板および半導体装置
JP2011135058A (ja) * 2009-11-30 2011-07-07 Honda Motor Co Ltd 太陽電池素子、カラーセンサ、ならびに発光素子及び受光素子の製造方法
US8558262B2 (en) * 2010-02-12 2013-10-15 Xintec Inc. High-reflection submount for light-emitting diode package and fabrication method thereof
JP4586934B2 (ja) * 2010-03-17 2010-11-24 パナソニック電工株式会社 半導体発光素子およびそれを用いる照明装置
JP2011258856A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Toshiba Corp 発光素子および発光装置
AU2011268135B2 (en) * 2010-06-18 2014-06-12 Glo Ab Nanowire LED structure and method for manufacturing the same
TWI540754B (zh) * 2010-12-27 2016-07-01 鴻海精密工業股份有限公司 發光二極體及其形成方法
US8653542B2 (en) * 2011-01-13 2014-02-18 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Micro-interconnects for light-emitting diodes
WO2012160880A1 (ja) * 2011-05-23 2012-11-29 並木精密宝石株式会社 発光素子の製造方法および発光素子
JP5250707B2 (ja) * 2011-05-26 2013-07-31 有限会社 ナプラ 電子機器用基板及び電子機器
CN103650171B (zh) * 2011-07-15 2018-09-18 亮锐控股有限公司 将半导体装置结合到支持衬底的方法
US8350251B1 (en) * 2011-09-26 2013-01-08 Glo Ab Nanowire sized opto-electronic structure and method for manufacturing the same
JP2013074245A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Oki Electric Ind Co Ltd 発光ダイオードの製造方法及び発光ダイオード
JP5929115B2 (ja) * 2011-11-17 2016-06-01 富士通株式会社 半導体ナノデバイス
KR20130083721A (ko) * 2012-01-13 2013-07-23 삼성전자주식회사 레이저 어블레이션을 이용한 관통 실리콘 비아 형성방법
KR101958418B1 (ko) * 2013-02-22 2019-03-14 삼성전자 주식회사 발광 소자 패키지

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1453884A (zh) * 2002-04-25 2003-11-05 诠兴开发科技股份有限公司 纳米线发光元件及显示装置
CN101685823A (zh) * 2004-02-20 2010-03-31 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电组件及其制造方法以及具有多个光电组件的装置
CN101443887A (zh) * 2006-03-10 2009-05-27 Stc.Unm公司 Gan纳米线的脉冲式生长及在族ⅲ氮化物半导体衬底材料中的应用和器件
CN102593100A (zh) * 2011-01-04 2012-07-18 纳普拉有限公司 电子设备用基板及电子设备
WO2013080174A1 (fr) * 2011-12-01 2013-06-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif optoélectronique comprenant des nanofils de structure cœur/coquille

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Publication number Publication date
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