DE112017005899T5 - Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement - Google Patents

Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement Download PDF

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Britta Göötz
Alexander Behres
Darshan Kundaliya
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren umfasst:- Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge, umfassend ein erstes Halbleitermaterial, das im Betrieb eine erste Strahlung emittiert,- Aufbringen eines Konversionselements zumindest teilweise auf die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Kaltverfahrens,wobei das Konversionselement ein zweites Halbleitermaterial umfasst undwobei das zweite Halbleitermaterial die erste Strahlung im Betrieb in eine zweite Strahlung umwandelt.

Description

  • Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der Anmeldung mit der Anmeldenummer 62/425,574, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug mit aufgenommen wird.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Es wird ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Halbleiter-Konversionselemente mit epitaktischen Schichten können als lichtkonvertierende Elemente verwendet werden. Herkömmliche Konversionselemente sind überwiegend Dielektrika mit sehr breiten Bandabständen (Eg >> 5 eV) und keine Halbleiter. Das Phänomen der Lichtkonversion ist hier auf Seltenerd-Aktivierungsionen zurückzuführen, die per Dotierung in diese dielektrischen Materialien eingebracht werden. Typischerweise wird eine auf Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) basierende blaue LED mittels MOCVD-Dünnschichtabscheidung auf Saphir aufgewachsen, und herkömmliche Konversionselemente werden mittels Klebstoffs auf der Oberseite der blauen InGaN-LED befestigt. Die Konversionselemente absorbieren dann die blaue Wellenlänge einer LED und wandeln sie je nach Seltenerd-Aktivierungsion in eine andere Wellenlänge um. Der Klebstoff kann ein organisches Material sein, wie zum Beispiel Silikon. Das Konversionselement wird mit Silikon auf die Oberfläche des LED-Chips geklebt. Dadurch entsteht jedoch eine dicke Zwischenschicht aus Kleber zwischen dem LED-Chip und dem herkömmlichen Konversionselement. Bei dieser Bauweise kann es zu einem Übersprechen in pixelierten LED-Konzepten kommen, so dass eine dünnere Verbindung zwischen dem LED-Chip und dem Konversionselement erforderlich ist. Eine andere Idee besteht darin, dass das Substrat, beispielsweise ein Wafer, das für die Konversion verwendet wird, mittels Direktbonden oder Wafer-Bonden mit dem LED-Wafer, der zusätzliches Material enthält, wie zum Beispiel siliziumdioxidbeschichtete Wafer, verbunden werden kann. Auch die Dicke des herkömmlichen Konversionselements muss verringert werden, um ein Übersprechen bei pixelierten LED-Konzepten zu vermeiden.
  • Dies könnte durch den Einsatz von Halbleiterkonversionselementen, wie sie hier erfunden wurden, gelöst werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements das Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge, die ein erstes Halbleitermaterial umfasst, das im Betrieb eine erste Strahlung emittiert, das Aufbringen eines Konversionselements zumindest teilweise auf die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Kaltverfahrens, wobei das Konversionselement ein zweites Halbleitermaterial umfasst und wobei das zweite Halbleitermaterial die erste Strahlung im Betrieb in eine zweite Strahlung umwandelt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Verfahren:
    • - Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge, die gewachsen oder auf einem Substrat aufgewachsen wurde und ein erstes Halbleitermaterial umfasst, das im Betrieb eine erste Strahlung emittiert,
    • - Aufbringen eines Konversionselements zumindest teilweise auf die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Kaltverfahrens,
    wobei das Konversionselement ein zweites Halbleitermaterial umfasst und
    wobei das zweite Halbleitermaterial die erste Strahlung im Betrieb in eine zweite Strahlung umwandelt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Halbleiterschichtenfolge. Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann eine oder mehrere Halbleiterschichtenfolgen umfassen. Die Halbleiterschichtenfolge basiert vorzugsweise auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial, hier als erstes Halbleitermaterial bezeichnet. Das erste Halbleitermaterial ist beispielsweise ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamN oder ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamP oder ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamAs, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. In diesem Fall kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe und zusätzliche Bestandteile umfassen. Der Einfachheit halber werden jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolgen, d.h. Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch kleine Mengen weiterer Substanzen ersetzt und/oder ergänzt werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Halbleitermaterial AlnIn1-n-mGamN. Für n, m und n+m kann gelten: 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und/oder n + m ≤ 1.
  • Die mindestens eine Halbleiterschichtenfolge kann gewachsen sein. Insbesondere ist oder wurde die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch auf einem Substrat aufgewachsen.
  • Gemäß einer Ausführungsform basiert das Substrat beispielsweise auf Saphir oder anderen Keramiken, Glas, glasartigen Materialien, Glaskeramiken oder anderen transparenten oder lichtdurchlässigen Materialien oder besteht aus diesen. Alternativ kann das Substrat auch reflektierend sein, kann z.B. Aluminiumoxid, polykristallines Aluminiumoxid, andere Keramiken, Aluminium, andere Metalle oder Alanod umfassen oder aus diesen bestehen.
  • Insbesondere ist das Substrat ein Wafer oder ein Pumpwafer.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das erste Halbleitermaterial im Betrieb eine erste Strahlung emittieren. Insbesondere weist die erste Strahlung eine dominante Wellenlänge im blauen und/oder UV-Spektralbereich auf. Die dominante Wellenlänge ist die Wellenlänge des monochromen Lichts, das das gleiche visuelle Empfinden vermitteln würde, wenn es in einem geeigneten Verhältnis mit einem achromatischen Licht kombiniert würde.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Aufbringen eines Konversionselements auf die Halbleiterschichtenfolge. Insbesondere wird das Konversionselement auf die dem Substrat abgewandte Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Das Konversionselement wird zumindest teilweise auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Konversionselement vollständig auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Das Konversionselement wird mittels eines Kaltverfahrens aufgebracht. Kaltverfahren bedeutet hier und im Folgenden, dass das Verfahren bei einer maximalen Temperatur von 550°C, insbesondere bei einer maximalen Temperatur von 400°C, zum Beispiel bei 380°C, durchgeführt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Kaltverfahren Sputtern oder Laserstrahlverdampfen. Diese Methoden sind einem Fachmann bekannt und werden daher nicht im Detail erläutert. Das Kaltverfahren kann ein Aerosol-Abscheidungsverfahren (englisch Aerosol Deposition Method, ADM) bei Raumtemperatur sein. Das Kaltverfahren kann ein Laserstrahlverdampfen (englisch Pulse Laser Deposition, PLD) sein. Das PLD-Verfahren kann bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis zu mindestens 700°C erfolgen. Das Kaltverfahren kann eine Atomlagenepitaxie (ALE) sein, die bei bis zu 600°C durchgeführt werden kann. Das Kaltverfahren kann ein plasmagestütztes (oder -verstärktes) MOVPE bei einer Temperatur zwischen 200°C und 600°C sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Kaltverfahren bei bis zu 700°C, vorzugsweise bei unter 550°C, durchgeführt werden.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass das Aufbringen des Konversionselements im Kaltverfahren zu einem optoelektronischen Bauelement führt, das bei niedrigeren Temperaturen hergestellt werden kann. Das bedeutet, dass die Halbleiterschichtenfolge durch das Aufbringen des Konversionselements nicht zerstört wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Konversionselement ein zweites Halbleitermaterial. Das Halbleitermaterial kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Indium-Gallium-Nitrid (InGaN), Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid (AlGalnN), Aluminium-Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (AlGalnAsP).
  • Gemäß einer Ausführungsform wandelt das zweite Halbleitermaterial die erste Strahlung im Betrieb in eine zweite Strahlung um. Die zweite Strahlung kann eine dominante Wellenlänge aufweisen, die größer ist als die dominante Wellenlänge der ersten Strahlung. Insbesondere liegt die dominante Wellenlänge der zweiten Strahlung im roten, grünen, gelben oder orangefarbenen Spektralbereich.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst jedes des ersten und zweiten Halbleitermaterials Indium. Der Indiumgehalt des ersten Halbleitermaterials ist kleiner als der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials. Die Halbleiterschichtenfolge kann Indium-Gallium-Nitrid umfassen oder aus diesem bestehen. Der Indiumgehalt des Indium-Gallium-Nitrids der Halbleiterschichtenfolge ist kleiner als der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials, das auch Indium-Gallium-Nitrid sein kann. Der Gehalt an Indium beeinflusst die dominante Wellenlänge der ersten und/oder zweiten Strahlung. Ein niedriger Indiumgehalt im Indium-Gallium-Nitrid führt zu einer ersten Strahlung im blauen Spektralbereich. Ein höherer Indiumgehalt führt zu einer Strahlung im gelben oder roten Spektralbereich.
  • Epitaktische Schichten können auf einem Pumpwafer durch Sputtern oder Laserstrahlverdampfen (PLV) abgeschieden werden. Beide Techniken sind potentiell Kaltverfahren, die die Abscheidung auf Wafern ermöglichen, insbesondere auf teilbearbeiteten Wafern oder Chip-Arrays. Bei Verwendung von Indium-Gallium-Nitrid ist die mögliche Menge an Indium, die abgeschieden werden kann, wesentlich höher. Aus Indium-Gallium-Nitrid kann daher grünes und rotes Licht erzeugt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens liegt der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials zwischen 30 Atom% und 60 Atom% (Grenzen eingeschlossen).
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch Aufbringen eines Konversionselements im Kaltverfahren ein dünnes Konversionselement hergestellt werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Konversionselement als Schicht mit einer Schichtdicke von 20 nm bis 200 nm, insbesondere einer Dicke von 25 nm bis 100 nm, zum Beispiel 50 nm, ausgebildet (Grenzen eingeschlossen).
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Konversionselement als Schicht mit einer Schichtdicke von größer als 500 nm ausgebildet. Dadurch kann die Absorption verbessert werden. Die Schichtdicke kann je nach gewünschter Farbe angepasst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann nach dem Aufbringen des Konversionselements eine Struktur gebildet werden. Diese Struktur kann dann zerteilt werden, um eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen zu bilden. Die Struktur kann auf einen Wafer gelegt und dann z.B. durch Würfeln zerteilt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Konversionselement eine Oberfläche, die von der Halbleiterschichtenfolge abgewandt angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ wird das Konversionselement strukturiert. Das Konversionselement kann mittels photolithographischer Schritte strukturiert werden, um eine Mikropixel-Konversion zu ermöglichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Konversionselement den Aufbau einer Quantentopfvorrichtung. Dadurch können sehr dünne Konversionselemente oder Konversionsschichten erzeugt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform emittiert das optoelektronische Halbleiterbauelement im Betrieb weiße Strahlung. Die weiße Strahlung ist die Summe aus der ersten Strahlung und der zweiten Strahlung. Alternativ emittiert das optoelektronische Halbleiterbauelement nur die zweite Strahlung, wobei die erste Strahlung vollständig in die zweite Strahlung umgewandelt wird. Dies wird auch als Vollkonversion bezeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement keine Klebeschicht, die die Halbleiterschichtenfolge mit dem Konversionselement verklebt.
  • Das heißt, das Konversionselement wird ohne Klebeschicht direkt auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Das Fehlen einer Klebeschicht führt zu einer direkten Verbindung des Konversionselements mit der Halbleiterschichtenfolge und sorgt für einen besseren thermischen Übergang und eine bessere thermische Verbindung zwischen dem Konversionselement und der Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Konversionselement auf die gesamte Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Dann wird das Konversionselement teilweise von der Oberfläche entfernt und ein drittes Halbleitermaterial auf die Fläche des entfernten Konversionselements aufgebracht. Das dritte Halbleitermaterial emittiert im Betrieb eine dritte Strahlung, wobei die zweite und die dritte Strahlung voneinander verschieden sind. Alternativ dazu haben die zweite und die dritte Strahlung die gleiche dominante Wellenlänge.
  • Gemäß einer Ausführungsform hat die zweite und/oder dritte Strahlung eine dominante Wellenlänge im grünen oder roten Spektralbereich. Dadurch können rote und grüne Pixel nebeneinander direkt auf der Halbleiterschichtenfolge erzeugt werden. Das bedeutet, dass das zweite und dritte Halbleitermaterial in einer Ebene angeordnet sind. Im Gegensatz dazu befinden sich beim Wafer-Bonden rote und grüne Pixel in unterschiedlichen Ebenen und haben in einer Seitenansicht unterschiedliche Höhen.
  • Eine gemeinsame Verarbeitung ist vorgesehen, da die Materialklasse des Konversionsmaterials derjenigen der Halbleiterschichtenfolge ähnelt. Mit anderen Worten, man könnte die gleichen Materialien verwenden, d.h. man würde auch die gleichen Chemikalien verwenden, um das gleiche Element zu erhalten. Dadurch wird das Verfahren vereinfacht. Das Wachstum kann auch besser sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Konversionselement aufgeraut. Dadurch kann die Auskopplung optimiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement eine Absorptionsschicht. Die Absorptionsschicht kann blaue Strahlung absorbieren. Die Absorptionsschicht kann auf dem Konversionselement angeordnet werden. Die Absorptionsschicht kann die erste Strahlung absorbieren. Dies sorgt für eine reine Farbe.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Entfernen des Konversionselements mittels Laser-Lift-Offs erfolgen. Das Laser-Lift-Off-Verfahren ist dem Fachmann bekannt und wird daher nicht im Detail erläutert.
  • Die Erfindung beansprucht auch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement. Das optoelektronische Halbleiterbauelement ist insbesondere durch das oben genannte Verfahren herstellbar. Daher gelten alle für das Verfahren genannten Ausführungsformen und Definitionen auch für das optoelektronische Halbleiterbauelement und umgekehrt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und ein optoelektronisches Halbleiterbauelement werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In diesem Fall weisen identische Bezugszeichen auf identische Elemente in den einzelnen Figuren hin. Größenverhältnisse sind in diesem Fall nicht maßstabsgetreu dargestellt. Einzelne Elemente können hingegen zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • In den Figuren:
    • zeigen die 1A und 1B schematische Darstellungen von Verfahren zur Herstellung eines hierin beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements;
    • die 2A und 2B schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hierin beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelementen und
    • die 3A bis 3C eine schematische Darstellung eines hierin beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements. Zunächst wird eine Halbleiterschichtenfolge 1 mit einem ersten Halbleitermaterial 11 bereitgestellt. Das erste Halbleitermaterial kann ein epitaktisches Material sein, zum Beispiel Indium-Gallium-Nitrid (InGaN). Das erste Halbleitermaterial kann im Betrieb eine erste Strahlung emittieren, die beispielsweise eine dominante Wellenlänge im blauen Spektralbereich aufweist. Mittels eines Kaltverfahrens 3 wird ein Konversionselement 2 aufgebracht. Auf die Halbleiterschichtenfolge 1, insbesondere auf die Strahlungsfläche der Halbleiterschichtenfolge, wird zumindest teilweise ein Konversionselement 2 aufgebracht. Alternativ wird das Konversionselement 2 vollständig auf die Halbleiterschichtenfolge 1 aufgebracht. Das Konversionselement 2 umfasst ein zweites Halbleitermaterial 21 mit einer zweiten Strahlung 22 mit einer dominanten Wellenlänge, die größer ist als eine dominante Wellenlänge der ersten Strahlung 12. Das zweite Halbleitermaterial 21 kann auch Indium-Gallium-Nitrid sein, aber der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials ist größer als der Indiumgehalt des ersten Halbleitermaterials 11. Der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials 21 kann zwischen 30 Atom% und 60 Atom%, zum Beispiel bei 50 Atom%, liegen.
  • Aus diesem beschriebenen Verfahren resultiert mindestens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 100.
  • zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 100, 101, 102. Die Struktur, die sich nach dem Schritt des Aufbringens des Konversionselements ergibt, kann zerteilt werden, um eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 100, 101 und 102 zu bilden. Das erste Halbleitermaterial kann auf einem Substrat 4, z.B. einem Saphirwafer, aufgewachsen werden. Der Saphirwafer kann später entfernt werden.
  • zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 1, die mittels einer Klebeschicht 5 mit einem Konversionselement 2 verklebt ist. Die Klebeschicht kann aus Silikon bestehen. Diese Klebeschicht ist sehr dick und verhindert somit nicht ein Übersprechen in pixelierten LED-Konzepten. Daher sind dünnere Bauweisen erforderlich. Dies wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder ein optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 18 erreicht.
  • 2B zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines hierin beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 100. Dieses optoelektronische Halbleiterelement 100 unterscheidet sich von dem Bauteil gemäß 1A in der Oberfläche 23 des Konversionselements 2. Die Oberfläche 23 des Konversionselements 2 ist strukturiert. Die Struktur kann durch photolithographische Schritte erzeugt werden. Dies ermöglicht eine Mikropixel-Konversion.
  • Die 3A bis 3C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 100. 3A zeigt eine Halbleiterschichtenfolge 1 und ein Konversionselement 2, das direkt auf einer Halbleiterschichtenfolge 1 angeordnet ist. Nachdem das Konversionselement 2 auf die gesamte Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge 1 aufgebracht wurde, wird das Konversionselement 2, insbesondere in Streifen, teilweise von der Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge 1 entfernt (siehe 3B). Danach kann ein drittes Halbleitermaterial 6 auf die Fläche des entfernten Konversionselements 2 aufgebracht werden, wobei das dritte Halbleitermaterial 6 im Betrieb eine dritte Strahlung emittiert. Insbesondere sind die zweite und dritte Strahlung voneinander verschieden. So liegt beispielsweise die dominante Wellenläge der zweiten Strahlung im roten Spektralbereich, und die dritte Strahlung kann eine dominante Wellenlänge im grünen Spektralbereich aufweisen. Somit können rote und grüne Pixel nebeneinander direkt auf der Halbleiterschichtenfolge 1 in gleicher Höhe oder in einer Ebene erzeugt werden.
  • Die Halbleiterschichtenfolge 1 kann blaue Strahlung emittieren und das Konversionselement 2 rote oder grüne Strahlung und das dritte Halbleitermaterial 6 grüne oder rote Strahlung, so dass das optoelektronische Halbleiterbauelement 100 im Betrieb weiße Strahlung emittiert, hier mit 7 gekennzeichnet.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Beschreibung auf Grundlage der Ausführungsbeispiele. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal und auch jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen einschließt, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht ausdrücklich in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 101, 102
    optoelektronische Halbleiterbauelemente
    1
    Halbleiterschichtenfolge
    2
    Konversionselement
    3
    Kaltverfahren
    4
    Substrat
    5
    Kleber oder Klebeschicht
    6
    drittes Halbleitermaterial
    7
    Summe der Strahlung
    11
    erstes Halbleitermaterial
    12
    erste Strahlung
    21
    zweites Halbleitermaterial
    22
    zweite Strahlung
    23
    Oberfläche des Konversionselements
    61
    dritte Strahlung

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren umfasst: - Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge, die ein erstes Halbleitermaterial umfasst, das im Betrieb eine erste Strahlung emittiert, - Aufbringen eines Konversionselements zumindest teilweise auf die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Kaltverfahrens, wobei das Konversionselement ein zweites Halbleitermaterial umfasst und wobei das zweite Halbleitermaterial die erste Strahlung im Betrieb in eine zweite Strahlung umwandelt.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes des ersten und zweiten Halbleitermaterials Indium umfasst, wobei der Indiumgehalt des ersten Halbleitermaterials kleiner ist als der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials.
  3. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Indiumgehalt des zweiten Halbleitermaterials zwischen 30 Atom% und 60 Atom% liegt (Grenzen eingeschlossen).
  4. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement als Schicht mit einer Schichtdicke von 20 nm bis 200 nm ausgebildet ist.
  5. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kaltverfahren bei einer maximalen Temperatur von 550 °C durchgeführt wird.
  6. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kaltverfahren Sputtern oder Laserstrahlverdampfen ist.
  7. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Halbleitermaterial aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: InGaN, AlGaInN, AlGaInAsP.
  8. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschichtenfolge epitaktisch auf einem Substrat aufgewachsen wird.
  9. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Halbleitermaterial AlnIn1-n-mGamN mit 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und/oder n + m ≤ 1 ist.
  10. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Strahlung eine dominante Wellenlänge im blauen und/oder UV-Spektralbereich aufweist.
  11. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Strahlung eine dominante Wellenlänge aufweist, die größer ist als die dominante Wellenlänge der ersten Strahlung.
  12. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Aufbringen des Konversionselements eine Struktur gebildet wird, die dann zerteilt wird, um eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen zu bilden.
  13. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement eine Oberfläche umfasst, die so angeordnet ist, dass sie von der Halbleiterschichtenfolge abgewandt ist, und strukturiert ist.
  14. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement im Betrieb weiße Strahlung emittiert.
  15. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Konversionselement und der Halbleiterschichtenfolge keine Klebeschicht angeordnet ist.
  16. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement auf die gesamte Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht wird, das Konversionselement dann teilweise von der Oberfläche entfernt wird und dann ein drittes Halbleitermaterial auf die Fläche des entfernten Konversionselements aufgebracht wird, wobei das dritte Halbleitermaterial im Betrieb eine dritte Strahlung emittiert, wobei die zweite und die dritte Strahlung voneinander verschieden sind.
  17. Das Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei das Entfernen des Konversionselements mittels Laser-Lift-Offs erfolgt.
  18. Optoelektronisches Halbleiterbauelement, das durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche herstellbar ist.
DE112017005899.6T 2016-11-22 2017-11-17 Verfahren zur Herstellung mindestens eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement Pending DE112017005899T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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US62/425,574 2016-11-22
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