CN110491983A - 光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法 - Google Patents

光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110491983A
CN110491983A CN201910405749.7A CN201910405749A CN110491983A CN 110491983 A CN110491983 A CN 110491983A CN 201910405749 A CN201910405749 A CN 201910405749A CN 110491983 A CN110491983 A CN 110491983A
Authority
CN
China
Prior art keywords
opto
semiconductor module
electronic semiconductor
semiconductor body
changing element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910405749.7A
Other languages
English (en)
Inventor
布丽塔·格厄茨
诺温·文·马尔姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN110491983A publication Critical patent/CN110491983A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光电子半导体器件(1),具有半导体本体(10),所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域(103)和耦合输出面(10A),所述有源区域具有多个可彼此独立操控的发射区域(50)。此外,光电子半导体器件(1)包括波长转换元件(30),所述波长转换元件借助于金属分离器(301)具有彼此光学分离的转换区域(60),并且所述波长转换元件沿所述有源区域(103)的所述主放射方向位于所述半导体本体(10)的下游。所述发射区域(50)至少部分地对准所述转换区域(60)并且与所述转换区域(60)一对一地相关联。此外提出一种用于制造光电子半导体器件(1)的方法。

Description

光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法
技术领域
提出一种光电子半导体器件和一种用于制造光电子半导体器件的方法。光电子半导体器件尤其能够是发射辐射的光电子半导体器件,所述光电子半导体器件在运行时发射电磁辐射,例如光。
发明内容
要实现的目的在于,提出一种光电子半导体器件,所述光电子半导体器件具有改进的光学特性。
另一要实现的目的在于,提出一种用于制造光电子半导体器件的方法,所述方法能够实现简化的制造。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,光电子半导体器件包括半导体本体,所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域、多个可相互独立地操控的发射区域和耦合输出面。有源区域优选横向于半导体本体的主放射方向延伸并且包括pn结,优选双异质结构、单量子阱结构(SQW,single quantum well)或者特别优选地,包括多量子阱结构(MQW,multi quantum well)以产生辐射。半导体本体优选在生长衬底上外延生长。
光电子半导体器件优选具有唯一的外延生长的半导体本体。此外,半导体本体优选包括全部发射区域。尤其,光电子半导体器件是像素化的发射器。
主放射方向是下述方向,由半导体本体发射的电磁辐射的主要部分沿着该方向放射。半导体本体的耦合输出面与此相应地横向于、优选垂直于主放射方向设置,在有源区域中产生的电磁辐射的至少一部分通过所述耦合输出面耦合输出。此外,关于半导体本体的主延伸平面,主放射方向横向于、优选垂直于该主延伸平面设置,使得换言之,半导体本体的耦合输出面和主延伸平面优选彼此平行地定向。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,光电子半导体器件包括波长转换元件,所述波长转换元件借助于金属分离器具有彼此光学分离的转换区域,并且所述波长转换元件沿有源区域的主放射方向位于半导体本体的下游。波长转换元件将由有源区域产生的辐射至少部分地转换为其它波长的辐射。
波长转换元件优选用基质材料形成,例如聚合物,例如硅树脂、环氧树脂或包含硅树脂、环氧树脂和/或其他聚合物的杂化材料,所述杂化材料填充有转换材料的颗粒。用于基质材料的其它有利的材料例如是无机溶胶-凝胶材料,如氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铪或氧化锆。此外,波长转换元件也能够构成为陶瓷的波长转换元件,优选具有陶瓷基质材料,所述陶瓷基质材料填充有转换材料颗粒。
尤其陶瓷颗粒、发荧光的有机分子/聚合物或者还有量子点适合作为转换材料。量子点是下述结构,在所述结构中载流子在其在所有三个空间方向上的可运动性方面受到限制,使得其能量仅还具有离散值。量子点吸收电磁辐射并且重新发射在期望的光谱范围内的所述电磁辐射。
转换材料的颗粒的直径优选是尽可能小的。转换颗粒的D50直径优选在位于20μm和0.5μm之间的范围中,并且特别优选在位于1μm和5μm之间的范围中。在此平均粒径可理解为D50直径。换言之,D50直径表示,50%的颗粒小于所提出的值。
光学分离通常通过在两个相邻的光源之间的进行吸收的或进行反射的层产生。光学分离的转换区域当前通过金属分离器形成,所述金属分离器设置在相应的转换区域之间。光学分离尤其有利于增加相邻的转换区域的对比度。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,发射区域至少部分地对准转换区域并且与转换区域一对一地相关联。换言之,发射区域的至少一部分,优选多个发射区域或者甚至全部发射区域对准相应的转换区域并且一对一地相关联。
根据至少一个实施形式,光电子半导体器件包括半导体本体,所述半导体本体沿着主放射方向具有:
-设计为用于产生电磁辐射的有源区域和耦合输出面,所述有源区域具有多个可彼此独立操控的发射区域;
-波长转换元件,所述波长转换元件借助于金属分离器具有彼此光学分离的转换区域并且沿所述有源区域的所述主放射方向位于所述半导体本体的下游,其中
-所述发射区域至少部分地对准所述转换区域并且与所述转换区域一对一地相关联。
在此描述的光电子半导体器件还基于下述思考。为了制造像素化的光电子半导体器件,即具有多个可彼此独立操控的发射区域的半导体器件,在各个发射区域和转换区域之间的高的对比度是期望的。在位于下游的波长转换元件中不利的例如能够是,在波长转换元件内部的波导和散射引起在相邻的转换区域之间的光学串扰。在转换区域之间的串扰引起对比度变差。
在此描述的光电子半导体器件还利用下述构思,使用各个转换区域的光学隔离,以便获得具有改进的对比度的光电子半导体器件。这例如通过将金属分离器引入波长转换元件中发生,其例如呈留空部的形式,所述留空部用金属材料和优选反射性材料填充。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,每个发射区域与刚好一个转换区域相关联。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,在不同的转换区域中设置有不同的转换材料。也就是说,在不同的转换区域中设置有彼此不同的转换材料,所述转换材料尤其在转换的辐射的波长方面不同。例如可制造RGB单元,也就是说,具有适合于发射红色辐射的转换材料的、适合于绿色辐射的转换材料和适合于蓝色辐射的转换材料的单元,其并排布置进而能够发射所使用的三种转换材料的任意的混合色彩。此外,各个转换区域也能够是空的或者用透明材料填充,使得在所述有源区域中产生的电磁辐射不变地透射。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,发射区域和转换区域沿横向于主放射方向的方向具有在200μm至300μm,优选在100μm至150μm和特别优选30μm至50μm的范围中的延展。发射区域和转换区域的较小的延展能够有利地实现较高的分辨率。尤其,发射区域和转换区域方形地构成。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,波长转换元件沿主放射方向具有在5μm至20μm的范围中的延展。波长转换元件沿主放射方向的较大的延展有利地增大所发射的电磁辐射的转换程度。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,金属分离器形成网格,使得所述波长转换元件分成转换区域。网格具有对应于转换区域的网格单元。金属网格例如能够用金、银、铝、镍、铂、钯、铜或钼形成。金属网格优选对于在光电子半导体器件中产生的电磁辐射具有高的反射率。在光电子半导体器件中产生的电磁辐射包括由所述半导体本体的有源区域直接发射的电磁辐射和在波长转换元件中转换和再发射的辐射。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,半导体本体借助于嵌在半导体本体内部的隔离网格被分为发射区域。嵌入半导体本体中的所述隔离网格用于发射区域相互的电隔离和/或光学隔离。因此,相邻的发射区域可有利地彼此分离地操控。此外,增加了在相邻的发射区域之间的对比度。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,金属分离器在背离半导体本体的侧上完全穿透波长转换元件。金属分离器的完全穿透高度防止了在相邻的转换区域上的串扰,进而相应地增加在相邻的转换区域之间的对比度。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,金属分离器具有进行反射的层。在金属分离器的表面上的进行反射的层有利地增加其反射率从而增加光电子半导体器件的辐射产量。此外,因此能够实现虽然具有良好的分离特性但具有比光学分离器的基本框架(Grundgerüst)更低的反射率的其他金属的使用。进行反射的层尤其能够用银构成。优选地,进行反射的层能够构成为包括多个介电层的多层的层堆叠。例如,将介电层作为ALD层沉积,并且用电介质如氧化铝和/或氧化铌形成。
ALD层(ALD:Atomic Layer Deposition,原子层沉积)能够借助于ALD沉积方法制造,其中沉积单层的原子。单层的沉积能够通过沉积多个亚单层来进行,例如借助于有机金属的前体,如三甲基铝进行。在此,甲基基团借助于各个配体的“空间位阻”来防止完整的单层,因此首先构成亚单层。该循环能够重复多次,直至由多个亚单层产生单层。因此,没有构成上下堆叠的原子层,而是仅一个单原子层沉积在面上。这种单层的沉积的优点是非常好的表面覆盖和甚至对最小的颗粒和不平整部的包覆。由此产生非常致密的层,所述层能够有利地为良好的扩散阻挡。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,金属分离器的进行反射的层构成为具有多层构造的介电镜。介电镜是具有限定的光学厚度和各自不同的折射率的多个介电层的序列。由于折射率在不同的材料的分界面处的突变,所述层堆叠用作为对于如下波长进行反射的层:对于该波长,所选择的光学层厚度产生相长干涉。
此外提出一种用于制造光电子半导体器件的方法。借助该方法尤其能够制造在此描述的半导体器件。也就是说,全部对于半导体器件描述的特征也对于所述方法公开,并且反之亦然。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,所述方法具有下述步骤:提供半导体本体,所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域和耦合输出面。所述半导体本体的区域尤其外延生长。
根据所述方法的至少一个实施形式,从耦合输出面的侧将具有多个留空部的掩膜层构成在半导体本体上。掩膜层能够由光致抗蚀剂或者尤其干抗蚀剂形成。干抗蚀剂具有下述优点:所述干抗蚀剂能够具有较大的层厚度,进而可制造较厚的掩膜层。较厚的掩膜层能够实现沿主放射方向的方向制造具有较大尺寸的结构。
根据所述方法的至少一个实施形式,将金属分离器沉积在留空部中。在此,金属分离器的高度受到掩膜层沿主放射方向的方向的延展的限制。
根据所述方法的至少一个实施形式,借助于例如点胶、喷射、喷涂、刮涂、冲压或其他印刷方法将波长转换元件施加在半导体本体的耦合输出面上。波长转换元件的施加进行为,使得所述波长转换元件通过嵌入其中的金属分离器分为多个转换区域。金属分离器至少部分地嵌入所述波长转换元件中。换言之,金属分离器至少部分地被波长转换元件包覆。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,将粘附层施加在半导体本体和金属分离器之间。粘附层用于改进金属分离器在半导体本体上的粘附并且尤其能够包含与金属分离器相同的金属或材料。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,粘附层在沉积金属分离器之后再次被移除。粘附层的移除避免了在转换区域内在粘附层上的干扰性反射。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,留空部自掩膜层的背离半导体本体的侧起完全穿透所述掩膜层并且对准半导体本体的发射区域。
根据用于制造光电子半导体器件的至少一个实施形式,金属分离器构成网格,所述网格将波长转换元件分为转换区域。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,在将金属分离器沉积在留空部中之后再次移除掩膜层。在掩膜层不透明地构成的情况下,通过移除掩膜层有利地防止光在所述掩膜层上的吸收或反射。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,金属分离器的沉积以电镀方式进行。电镀沉积能够实现所制造的结构的高的沉积速率和有利的高的纵横比。高的纵横比在金属分离器的制造中是有利的,因为由此能够沿主放射方向制造具有大的延展的细长结构。沿主放射方向的大的延展有利地能够实现相邻的转换区域的高度光学分离,并且小的横向尺寸有利地减小金属分离器的所需的面积。粘附层能够在电镀沉积期间用作为电接触部,并且同时改善电镀沉积的材料在半导体本体上的粘附。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,将进行反射的层无电流地沉积在金属分离器上。无电流的沉积方法尤其包括借助于自催化的离子交换方法或还原沉积。进行反射的层例如能用金属如银、金、镍、铝或铜形成。进行反射的层有利地增加金属分离器对于在光电子半导体器件中产生的电磁辐射的反射率。
根据用于制造光电子半导体器件的方法的至少一个实施形式,将转换层的材料从金属分离器的背离所述半导体本体的侧移除。在将转换材料引入金属分离器的网格中时,转换材料的残留物例如能够粘附在金属分离器的上侧处。所述残留物会使在相邻的转换区域之间的对比度变差。剩余的转化材料的移除例如借助于蚀刻、研磨、抛光或超声处理进行。有利的是,转化材料的去除速率大于或等于金属分离器的金属的去除速率。由此避免了过度去除金属分离器。
附图说明
从下面的结合在附图中示出的实施例得出光电子半导体器件的另外的优点和有利的设计方案和改进方案。
附图示出:
图1示出穿过根据第一实施例的光电子半导体器件的示意性横截面;
图2示出穿过根据第二实施例的光电子半导体器件的示意性横截面;
图3示出穿过根据第三实施例的光电子半导体器件的示意性横截面;
图4A至4H示出在其根据在此描述的方法的实施例的制造的不同阶段中穿过根据第四实施例的光电子半导体器件的示意性横截面;
图5示出穿过根据第五实施例的光电子半导体器件的示意性横截面。
相同的、类似的或相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件相互间的大小比例不视为是符合比例尺的。更确切地说,各个元件能够为了更好的可示出性和/或为了更好的理解而夸大地示出。
具体实施方式
图1示出穿过根据第一实施例的光电子半导体器件的示意性横截面。在此示出的光电子半导体器件1包括具有有源区域103的半导体本体10,所述有源区域优选具有pn结。在半导体本体10中构成多个发射区域50,所述发射区域通过隔离网格110的多个元件彼此分离。隔离网格110尤其将发射区域彼此电隔离。每个发射区域50可分开操控并且例如为显示单元的像素。所述半导体本体10具有耦合输出面10A,通过该耦合输出面,在有源区域103中产生的电磁辐射的至少一部分被耦合输出。波长转换元件30位于耦合输出面10A的下游。
波长转换元件30包括多个转换区域60,所述转换区域分别借助于金属分离器301彼此分离。金属分离器301设置在半导体本体10和波长转换元件30的分界面处并且完全地嵌入波长转换元件30的材料中。所述发射区域50对准转换区域60,使得各一个发射区域50与转换区域60相关联。金属分离器301用高反射性的材料,如银形成。通过金属分离器301,由于电磁辐射的散射引起相邻的转换区域60的串扰并且有利地减小波导效应。
图2示出穿过根据第二实施例的光电子半导体器件1的示意性横截面,所述第二实施例很大程度上对应于第一实施例。与此不同,金属分离器301完全延伸通过波长转换元件30。该实施方案具有下述优点:完全阻止在波长转换元件30内的串扰。
图3示出穿过根据第三实施例的光电子半导体器件1的示意性横截面。在该实施例中,波长转换元件30的转换区域60分别用不同的转换材料310、320、330填充。例如,第一转换材料310发射在绿色光谱范围中的电磁辐射,第二转换材料320发射在红色光谱范围中的电磁辐射,第三转换材料330发射在蓝色范围中的电磁辐射。第三转换材料330在此尤其能够是透明的填充材料,所述透明的填充材料尤其不会引起波长转换。例如,设置用于第三转换材料330的转换区域60也能够在不填充的情况下构成为用于直接发射在有源区域103中产生的电磁辐射。借助于这样构建的光电子半导体器件1,能够有利地制造RGB单元,所述RGB单元能够在观察者处产生不同的混合辐射和色彩印象。
图4A示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的第一步骤中的示意性横截面。所示出的是具有有源区域103和多个发射区域50的半导体本体10,其由隔离网格110的元件划分。粘附层70在朝向耦合输出面10A的侧上施加到所述半导体本体10上。粘附层70尤其包括能够电镀沉积并且对所述半导体本体10的材料具有良好的粘附性的金属。
图4B示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的另一步骤中的示意性横截面。在背离半导体本体10的粘附层70的侧上施加掩模层80。掩模层80尤其包括干抗蚀剂层或光致抗蚀剂层。掩模层80能够借助于层压或旋涂施加到粘附层70上。
图4C示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的另一步骤中的示意性横截面。在掩模层80中引入多个留空部90。所述留空部90从掩模层80的背离所述半导体本体10的表面延伸至粘附层70并且完全穿透掩模层80。沿平行于半导体本体10的主延伸方向的方向,所述留空部90对准金属分离器110。
图4D示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1的在其制造的另一步骤中的示意性横截面。在留空部90中,借助于电镀沉积引入多个金属分离器301。在电镀沉积工艺中,例如,粘附层70能够用作为生长层并且同时用于电镀工艺的电接触。金属分离器301对于在光电子半导体器件1中产生的电磁辐射具有高的反射率。
图4E示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的另一步骤中的示意性横截面。完全移除掩模层80并且露出金属分离器301。尤其,在使用具有差的光学透明度的掩模层80时,完全移除掩模层80是有利的。
图4F示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的另一步骤中的示意性横截面。粘附层70从所述半导体本体10完全移除。尤其在使用具有差的光学透明度的金属粘附层70时,完全移除粘附层70是有利的。
图4G示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的另一步骤中的示意性横截面。金属分离器301被反射层302盖上,以改进其光学反射率。反射层302例如能够用高度反射的金属形成,例如尤其金、银、铝、镍或铜。进行反射的层302例如借助于还原沉积或离子交换方法沉积在金属分离器301上。尤其,进行反射的层302是由具有交替的折射率的介电层构成的多层构造,以构成介电镜。尤其,为了沉积介电层,能够将ALD沉积工艺用于产生介电的ALD层。
图4H示出穿过根据第四实施例的光电子半导体器件1在其制造的另一步骤中的示意性横截面。金属分离器301的中间空间用波长转换元件30的材料填充。所述波长转换元件30在此突出于金属分离器301,由此金属分离器301完全嵌在波长转换元件30中。
波长转换元件30例如能够借助于喷涂、喷射、点胶、刮涂或冲压来施加并且包含基质材料。基质材料例如能够是聚合物、硅树脂、环氧化物或杂化材料,或者由无机的溶胶-凝胶材料构成。将转换颗粒引入基质材料中,所述转换颗粒是尽可能小的。也就是说,D50位于1μm至5μm的范围内。在该示例中,转换区域60的横向尺寸等于40μm。波长转换层30在主放射方向上的高度等于10μm。
图5示出穿过根据第五实施例的光电子半导体器件1的示意性横截面。在该实施例中,移除波长转换元件30高于金属分离器301的突出部。换言之,例如借助于蚀刻、抛光、研磨或超声净化将波长转换元件30去除到金属分离器301的高度。尤其,在研磨工艺中在金属分离器301处的去除速率小于或等于波长转换材料的去除速率。
本发明不受根据实施例的描述的限制。相反,本发明包括每个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没有在权利要求或实施例中明确说明。
该专利申请要求德国专利申请102018111595.4的优先权,其公开内容通过参引的方式并入本文。
附图标记列表:
1 光电子半导体器件
10 半导体本体
30 波长转换元件
50 发射区域
60 转换区域
70 粘附层
80 掩膜层
90 留空部
103 有源区域
110 隔离网格
10A 耦合输出面
301 金属分离器
302 进行反射的层
310 第一转换材料
320 第二转换材料
330 第三转换材料

Claims (19)

1.一种光电子半导体器件(1),具有:
-半导体本体(10),所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域(103)和耦合输出面(10A),和
-波长转换元件(30),所述波长转换元件借助于金属分离器(301)具有彼此光学分离的转换区域(60),并且所述波长转换元件沿所述有源区域(103)的所述主放射方向位于所述半导体本体(10)的下游,其中
-所述有源区域(103)具有多个可彼此独立操控的发射区域(50),和
-所述发射区域(50)至少部分地对准所述转换区域(60)并且与所述转换区域(60)一对一地相关联。
2.根据上一项权利要求所述的光电子半导体器件(1),其中每个发射区域(50)与刚好一个转换区域(60)相关联。
3.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1),其中在不同的转换区域(60)中设置有不同的转换材料。
4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1),其中所述发射区域(50)和所述转换区域(60)沿横向于所述主放射方向的方向具有在200μm至300μm,优选在100μm至150μm和特别优选30μm至50μm的范围中的延展。
5.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1),其中所述波长转换元件(30)沿所述主放射方向具有在5μm至20μm的范围中的延展。
6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1),其中所述金属分离器(301)形成网格,所述网格将所述波长转换元件(30)分成所述转换区域(60)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体器件(1),其中所述半导体本体(10)借助于嵌在所述半导体本体(10)内部的隔离网格(110)被分为所述发射区域(50)。
8.根据上一项权利要求所述的光电子半导体器件(1),其中所述金属分离器(301)在背离所述半导体本体(10)的侧上完全穿透所述波长转换元件(30)。
9.根据权利要求5或6所述的光电子半导体器件(1),其中所述金属分离器(301)具有进行反射的层(302)。
10.一种用于制造光电子半导体器件(1)的方法,所述方法具有下述步骤:
-提供半导体本体(10),所述半导体本体沿着主放射方向具有设计为用于产生电磁辐射的有源区域(103)和耦合输出面(10A),
-从所述耦合输出面(10A)的侧将具有多个留空部(90)的掩膜层(80)构成在所述半导体本体(10)上,
-将金属分离器(301)沉积在所述留空部(90)中,
-将波长转换元件(30)施加在所述半导体本体(10)的所述耦合输出面(10A)上,其中所述波长转换元件(30)施加为,使得所述金属分离器(301)至少部分地嵌入其中。
11.根据上一项权利要求所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中将粘附层(70)设置在所述半导体本体(10)和所述金属分离器(301)之间。
12.根据上一项权利要求所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中在所述金属分离器(301)沉积之后再次移除所述粘附层(70)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中所述留空部(90)自所述掩膜层(80)的背离所述半导体本体(10)的侧起完全穿透所述掩膜层(80)并且沿横向于所述主放射方向的方向对准所述半导体本体(10)的发射区域(50)。
14.根据上述权利要求中任一项所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中所述金属分离器(301)构成网格,所述网格将所述波长转换元件(30)分为所述转换区域(60)。
15.根据上述权利要求中任一项所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中在所述金属分离器(301)沉积之后再次移除所述掩膜层(80)。
16.根据上一项权利要求所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中所述金属分离器(301)的沉积以电镀方式进行。
17.根据上述权利要求中任一项所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中进行反射的层(302)优选无电流地沉积在所述金属分离器(301)上。
18.根据上述权利要求中任一项所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中将所述波长转换元件(30)的材料从所述金属分离器(301)的背离所述半导体本体(10)的侧移除。
19.根据上述权利要求中任一项所述的用于制造光电子半导体器件(1)的方法,其中所述有源区域(103)具有多个可彼此独立操控的发射区域(50)。
CN201910405749.7A 2018-05-15 2019-05-15 光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法 Pending CN110491983A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018111595.4A DE102018111595A1 (de) 2018-05-15 2018-05-15 Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
DE102018111595.4 2018-05-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110491983A true CN110491983A (zh) 2019-11-22

Family

ID=68419158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910405749.7A Pending CN110491983A (zh) 2018-05-15 2019-05-15 光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11309461B2 (zh)
CN (1) CN110491983A (zh)
DE (1) DE102018111595A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114188497A (zh) * 2020-08-24 2022-03-15 北京芯海视界三维科技有限公司 用于制作光转换层、发光器件的方法和电子装置
TWI776516B (zh) * 2020-05-22 2022-09-01 大陸商北京芯海視界三維科技有限公司 發光模組、顯示模組、顯示幕及顯示器

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102551354B1 (ko) * 2018-04-20 2023-07-04 삼성전자 주식회사 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
JP6989786B2 (ja) * 2019-01-30 2022-01-12 日亜化学工業株式会社 波長変換部品及びこれを用いた発光装置
DE102020101470A1 (de) * 2020-01-22 2021-07-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bauelement mit konverterschicht und verfahren zur herstellung eines bauelements
DE112022004339T5 (de) * 2021-09-07 2024-06-20 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronische vorrichtung und optoelektronisches halbleiterbauelement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101970720A (zh) * 2008-03-13 2011-02-09 巴斯夫欧洲公司 施加金属层至基质的方法和分散体及可金属化热塑性模塑组合物
CN103733243A (zh) * 2011-08-05 2014-04-16 夏普株式会社 荧光体基板、显示装置和电子设备
DE102012110957A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement zur Emission von mischfarbiger Strahlung und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
WO2017077290A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-11 Nanoco Technologies Ltd Display devices comprising green-emitting quantum dots and red ksf phosphor
US20170250316A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-emitting diode (led) device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014108282A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements sowie Lichtquelle mit einem optoelektronischen Halbleiterbauelement
CN109557714A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 群创光电股份有限公司 光源装置及显示装置
KR102551354B1 (ko) * 2018-04-20 2023-07-04 삼성전자 주식회사 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101970720A (zh) * 2008-03-13 2011-02-09 巴斯夫欧洲公司 施加金属层至基质的方法和分散体及可金属化热塑性模塑组合物
CN103733243A (zh) * 2011-08-05 2014-04-16 夏普株式会社 荧光体基板、显示装置和电子设备
DE102012110957A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement zur Emission von mischfarbiger Strahlung und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
WO2017077290A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-11 Nanoco Technologies Ltd Display devices comprising green-emitting quantum dots and red ksf phosphor
US20170250316A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-emitting diode (led) device
CN107134469A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 三星电子株式会社 发光二极管装置和发光设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI776516B (zh) * 2020-05-22 2022-09-01 大陸商北京芯海視界三維科技有限公司 發光模組、顯示模組、顯示幕及顯示器
CN114188497A (zh) * 2020-08-24 2022-03-15 北京芯海视界三维科技有限公司 用于制作光转换层、发光器件的方法和电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018111595A1 (de) 2019-11-21
US11309461B2 (en) 2022-04-19
US20220199868A1 (en) 2022-06-23
US11804579B2 (en) 2023-10-31
US20190355880A1 (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110491983A (zh) 光电子半导体器件和用于制造光电子半导体器件的方法
JP7389021B2 (ja) 発光素子及びそれを有する表示装置
CN101636852B (zh) 垂直发光二极管及其制造方法
KR101968592B1 (ko) 통합된 컬러 led 마이크로 디스플레이
KR102488929B1 (ko) 포토레지스트의 광발광 패드들을 포함하는 광전자 디바이스를 제조하기 위한 프로세스
US8969900B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for the production thereof
CN112820724A (zh) 图像显示元件及图像显示元件的制造方法
CN112951866A (zh) 显示装置和制造该显示装置的方法
CN105531833A (zh) 具有衬底中的散射特征的led
CN111261763A (zh) 微发光元件及图像显示元件
DE202011110759U1 (de) Licht emittierender Dioden Chip
EP2412021B1 (de) Leuchtdiode
CN111684591A (zh) 光电半导体芯片、光电器件及其制造方法
WO2022239354A1 (ja) 発光装置および画像表示装置
CN113130716A (zh) 一种发光二极管器件及其制备方法、显示装置
KR101573095B1 (ko) 광전 소자 및 그 제조 방법
EP2930749B1 (en) Light-emitting device and method of producing the same
WO2019115344A1 (de) Lichtemittierendes halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines licht emittierenden halbleiterbauteils
US20220310892A1 (en) Led displays fabricated using hybrid bonding
US12009460B2 (en) Method for producing a conversion element, and conversion element
WO2023176539A1 (ja) 発光装置および発光装置の製造方法ならびに画像表示装置
CN117253901A (zh) 显示芯片以及显示芯片的制备方法
US20220197041A1 (en) Illumination unit, method for producing an illumination unit, converter element for an optoelectronic component, radiation source inlcuding an led and a converter element, outcoupling structure, and optoelectronic device
JP2023166821A (ja) 光源装置
DE102021131740A1 (de) Lichtemittierende halbleitervorrichtungen und verfahren zur herstellung derselben

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination