JP2017536704A - オプトエレクトロニクス半導体デバイスおよびオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

オプトエレクトロニクス半導体デバイスおよびオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017536704A
JP2017536704A JP2017529695A JP2017529695A JP2017536704A JP 2017536704 A JP2017536704 A JP 2017536704A JP 2017529695 A JP2017529695 A JP 2017529695A JP 2017529695 A JP2017529695 A JP 2017529695A JP 2017536704 A JP2017536704 A JP 2017536704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conversion element
semiconductor chip
main surface
emission
partition wall
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.)
Granted
Application number
JP2017529695A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6479188B2 (ja
Inventor
ゲーツ ブリッタ
ゲーツ ブリッタ
ヴァルター ヴェークライター
ヴェークライター ヴァルター
グレッチュ シュテファン
グレッチュ シュテファン
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 JP2017536704A publication Critical patent/JP2017536704A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6479188B2 publication Critical patent/JP6479188B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 bodies
    • H01L33/08Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape
    • H01L33/382Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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

Abstract

オプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)であって、相互に並んで配置された複数の放出野(11)を含む主面(10)を有する半導体チップ(1)が設けられている。各放出野(11)は個々にかつ相互に独立に駆動可能であり、各放出野を介して動作中にそれぞれの放射が半導体チップ(1)から出力される。主面(10)は上部に配設された反射性隔壁(20)を有しており、この隔壁(20)は、隣り合う放出野(11)間に配置されており、かつ、主面(10)を上から見たとき各放出野(11)を少なくとも部分的に取り囲んでいる。さらに、主面(10)は、半導体チップ(1)に面する側に下面(41)が位置しかつ半導体チップ(1)とは反対の側に上面(42)が位置するように配設された変換素子(4)を有する。隔壁(20)は、半導体チップ(1)の半導体材料とは異なる材料から形成されており、かつ、主面(10)から離れる方向で、半導体チップ(1)から突出している。変換素子(4)は、少なくとも1つの放出野(11)を少なくとも部分的に覆い、当該放出野(11)に機械的に安定に接続されている。変換素子(4)の下面(41)は、覆われた放出野(11)の領域において、主面(10)から離れる方向で、隔壁(20)の高さの最大10%、この隔壁を上回る位置にある。

Description

オプトエレクトロニクス半導体デバイスを提供する。また、オプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法を提供する。
解決すべき課題は、隣り合う放出野もしくは複数の像点(英語:pixel)の光分離を特に効率的に行えるオプトエレクトロニクス半導体デバイスを提供することである。解決すべきさらなる課題として、こうした半導体デバイスの製造方法を提供することも挙げられる。
この課題は、各独立請求項の対象によって解決される。有利な実施形態および発展形態は、各従属請求項の対象となっている。
少なくとも1つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは、主面を有する半導体チップを備えている。当該主面は、好ましくは、半導体チップの放射出射面として形成されている。当該主面は、特に、相互に並んで配置された複数の放出野を含み、各放出野は個々にかつ相互に独立に駆動可能である。例えばいずれかの放出野が駆動もしくは作動されると、主面に対して平行な水平方向の広がりの特に全体にわたって、半導体チップから放射が出力される。
主面を上から見ると、放出野は特に半導体チップの個々の像点またはピクセルを形成する。放出野は、例えば上から見ると、正方形などの四角形もしくは六角形もしくは円形の断面形状を有することができる。
半導体チップは、好ましくは、例えばIII‐V族化合物半導体材料をベースとした半導体積層体を含む。当該半導体材料は、例えばAlIn1−n−mGaNなどの窒化物半導体材料、または、AlIn1−n−mGaPなどのリン化物半導体材料、または、AlIn1−n−mGaAsなどのヒ化物半導体材料であり、ここでそれぞれ[0≦n≦1,0≦m≦1,m+n≦1]である。この場合、半導体積層体は、ドープ物質および付加的な成分を含むことができる。ただし、簡明性のために、これらの物質に少量の別の物質を部分的に置換可能かつ/または少量の別の物質を補充可能であっても、半導体積層体の結晶格子の主成分すなわちAl,As,Ga,In,NもしくはPのみを記すことにする。好ましくは、半導体積層体はAlInGaNをベースとする。
半導体積層体は、電磁放射を形成するように形成された少なくとも1つの活性層を含む。活性層は、特には少なくとも1つのpn接合部および/または少なくとも1つの量子井戸構造を含む。動作中に活性層が形成する放射は、特には400nm以上800nm以下のスペクトル領域にある。
少なくとも1つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは、主面に配設された反射性隔壁を有する。この場合、各隔壁は特に、隣り合う放出野間に位置し、主面を上から見たとき、少なくとも部分的に、特には完全に、放出野を取り囲む。
各隔壁は、好ましくは、主面に直接に接触する。この場合、各隔壁は、主面との間に接着剤などの付加的な接続手段を設けることなく、主面に固定される。
反射性隔壁は、好ましくは、動作している放出野とその隣の放出野との光分離を行う。言い換えれば、観察者に対し、直接に隣り合う2つの放出野が、通常は半導体チップから10cm以上の距離を置いて、相互に明確に分離される。したがって、駆動されている放出野が直隣の駆動されていない放出野を照明したり、または、そのことが観察者に認識されたりすることはない。よって、隣り合う放出野どうしでのクロストークが隔壁によって低減される。
特に好ましくは、隔壁はマトリクス状に並んで配置されるメッシュを含む反射格子の一部である。ここでは、複数の反射性隔壁がメッシュの周囲に格子ネットワークを形成し、主面を上から見ると、全ての放出野が1対1で反射格子の各メッシュ内に位置する。特に、主面を上から見ると、1つもしくは複数の放出野は、中断部なしで連続するように形成された各隔壁のレールを完全に取り囲む。
少なくとも1つの実施形態によれば、主面には少なくとも1つの変換素子が配設される。この場合、変換素子は、半導体チップに面する下面と、半導体チップの反対側の上面とを有する。
変換素子は、動作中、部分的にまたは完全に、半導体チップから変換素子へ入射する1次放射を他の波長の2次放射へ変換する。例えば、半導体チップは、青色光もしくは紫外光を放出でき、これらの光が変換素子によって少なくとも部分的に赤色光および/または緑色光および/または黄色光へ変換される。1次放射と変換素子から放出された2次放射とを混合することにより、半導体デバイスは、相応の放出野を介して、混合光、例えば白色光を放出できる。
変換素子は、例えば、無機蛍光物質、例えばイットリウム‐アルミニウム‐ガーネット(略称YAG)および/またはルテチウム‐アルミニウム‐ガーネット(略称LuAG)および/またはルテチウム‐イットリウム‐アルミニウム‐ガーネット(略称LuYAG)および/または希土類を含む他のガーネットを含むことができるかまたはこれらの物質から形成可能である。また、当該蛍光物質は、アルカリ土類ケイ化窒化物および/またはアルカリ土類アルミニウムケイ化窒化物を含むことができるかまたはこれらの物質から形成可能である。さらに、蛍光物質として、他の窒化物および/または硫化物および/またはケイ酸塩も考えられる。特に、変換素子は、上述した蛍光物質を、例えばシリコーンまたはエポキシドなどのマトリクス材料に埋め込まれて分散された粒子の形態で含むことができる。また、変換素子は、例えば少なくとも70%もしくは少なくとも90%の蛍光物質または完全に蛍光物質から形成されるセラミック変換素子であってよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、各隔壁は、半導体チップの半導体材料とは異なる材料から形成される。特には、隔壁は、半導体チップの半導体積層体の一部ではなく、他の材料から製造され、半導体チップが完成した後にはじめて半導体チップ上に配設される。この場合、隔壁は、半導体チップから放出される光に対して反射性もしくは拡散性を有することができる。特に、反射性隔壁は、主面に対して平行な方向でかつ/または垂直な方向で半導体チップから放出された放射に対して不透過であり、例えば、この放射に対して、少なくとも80%または90%または95%の反射率を有する。隔壁の材料は、例えば、二酸化チタン粒子(略してTiO)、および/または、銀もしくはアルミニウムもしくは金などの金属粒子、および/または、BaTiOなどのチタン酸バリウム粒子、および/または、YBOなどのホウ酸イットリウム粒子、および/または、CaCOもしくはMgCOなどの炭酸アルカリ土類金属、および/または、ZnSおよび/またはZnOおよび/またはZrOおよび/またはBaSOなど、反射性粒子が添加されたエポキシドまたはシリコーンであってよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、隔壁は、主面から離れる方向で半導体チップから突出する。この場合、隔壁は例えば、主面に対して垂直に測定される、例えば少なくとも3μmもしくは少なくとも5μmもしくは少なくとも10μmの高さを有することができる。これに代えてもしくはこれに加えて、隔壁の高さは20μm以下もしくは15μm以下もしくは10μm以下であってよい。主面に対して平行な方向での隔壁の最大幅は、例えば、最大50μmもしくは最大20μmもしくは最大10μmである。これに代えてもしくはこれに加えて、最大幅は1μm以上もしくは5μm以上もしくは10μm以上であってよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は少なくとも1つの放出野を覆い、当該放出野に機械的に安定に接続される。半導体チップの主面を上から見たとき、変換素子は、対応する放出野の一部または全部を覆うことができる。機械的に安定にとは、変換素子が、規定通りの動作中に生じる通常の力作用または加速度のもとで、対応する放出野から剥離しないこと、または、放出野に対する変換素子の位置が変化しないことを意味する。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子の下面は、覆われた放出野の領域において、主面から離れる方向で、隔壁の高さの最大10%もしくは最大5%もしくは最大1%、この隔壁を上回る位置にある。このことは、好ましくは、放出野の領域全体に当てはまる。例えば、変換素子の下面は、覆われた放出野の領域において、最大で1μmもしくは最大で500nmもしくは最大で100nmもしくは最大で50nm、隔壁を上回る位置にある。
半導体チップの主面に対して平行に延在する平衡面が、対応する放出野を取り囲む隔壁のうち、主面から最大距離にある点、すなわち、最も離れた点を通るように配置される場合、当該平衡面から放出野の領域の変換素子までの距離は、最大で、上述した距離に相当する。
少なくとも1つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは、相互に並んで配置された複数の放出野を含む主面を有する半導体チップを有する。各放出野は個々にかつ相互に独立に駆動可能である。各放出野を介して動作中にそれぞれの放射が半導体チップから出力される。主面には、複数の反射性隔壁が、隣り合う放出野間に位置するように、かつ、主面を上から見たとき各放出野を少なくとも部分的に取り囲むように配設される。さらに、半導体チップに面する側に下面が位置しかつ半導体チップとは反対の側に上面が位置するよう、変換素子が主面に配設される。各隔壁は、半導体チップの半導体材料とは異なる材料から形成され、主面から離れる方向で半導体チップから突出する。変換素子は、少なくとも1つの放出野を少なくとも部分的に覆い、当該放出野に機械的に安定に接続される。覆われた放出野の領域における変換素子の下面は、主面から離れる方向で、隔壁の高さの最大10%、この隔壁を上回る位置にある。
本発明は、特に、以下ではピクセル化チップとも称する、複数の個別の放出野を有する半導体チップにおいて、個々の像点間またはピクセル間の光分離が特に重要であるという認識を基礎としている。ピクセルから出る光の変換が付加的に所望される場合、可能な手段として例えば、共通の1つの変換素子によって全てのピクセルを覆うことが挙げられる。この場合、変換素子は例えば、接着剤によって半導体チップ上に被着することができる。ただし、接着層の内部で既に隣り合うピクセルのクロストークが発生し、このために隣り合うピクセルの光分離度が低下することが判明している。本発明では、放出野を部分的に取り囲む複数の反射性隔壁から成る反射格子が半導体チップ上に配設される。また、配設された変換素子は隔壁を僅かに上回る位置にあることに注意されたい。このようにすれば、隣り合うピクセルのクロストークを、例えば接着層によって防止できる。これにより、隣り合うピクセルの光分離度が高められる。
少なくとも1つの実施形態によれば、隔壁および変換素子は、相互に並ぶように半導体チップ上に配設された、半導体デバイスの素子である。好ましくは、製造時には、半導体チップ上に、まず隔壁が配設され、ついで変換素子が配設される。このことは、例えば、隔壁と半導体チップとの機械的接続と、変換素子と半導体チップとの機械的接続とが同一の接続手段によっては形成されないことで、識別可能である。特に、隔壁は付加的な接続手段なしで主面上に取り付けることができ、変換素子は接着剤によってまたは同様に付加的な接続手段なしで半導体チップの主面上に固定できる。よって、特には、隔壁の下方と変換素子の下方との双方に位置する接着層のような連続した接続層は、主面に存在しない。
少なくとも1つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは、少なくともいずれかの放出野上に配設され、かつ、放出野を取り囲む反射性隔壁の側壁を少なくとも部分的に形状結合によって覆う、透明接着剤を含む。この場合、側壁とは、主面に対して横断方向または垂直方向に延在する、隔壁の側辺である。
つまり、透明接着剤は、少なくとも部分的に水平方向で隔壁によって画定され、隔壁に直接に接触する位置にあり、特に隔壁の側壁に対してコンフォーマルとなるように成形される。この場合、隔壁は、例えば、相応の放出野からの接着剤の流出を防止することができる。ここで透明とは、以下では、接着剤が例えば放出野から放出される光に対して透過性を有すること、特には、少なくとも80%もしくは少なくとも90%の透過率で透明であるかまたはほぼ透明であることを意味する。ここでの水平方向とは、以下では、半導体チップの主面に対して平行な方向である。
透明接着剤とは、例えば、シリコーンもしくはエポキシドもしくは樹脂であってよい。
主面に対して垂直な方向での透明接着剤の層厚さは、好ましくは、3μm以上もしくは5μm以上もしくは10μm以上である。これに代えてまたはこれに加えて、透明接着剤の層厚さは、20μm以下もしくは15μm以下もしくは10μm以下であってよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は、透明接着剤を用いた素材結合により、放出野に固定される。この場合、半導体チップおよび変換素子の双方が透明接着剤に直接に接触する。よって、透明接着剤は、放出野と変換素子との機械的接続を担当する。素材結合とは、例えば、主としてもしくは専ら分子間力および/または原子間力が変換素子と放出野との結合に作用することを意味する。素材結合による接続は、使用されている接続手段を破壊しないかぎり解除されることはない。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は自己担持型小板、例えばセラミック小板として形成される。ここで、小板の上辺および下辺は、製造差の範囲において、水平方向の広がり全体にわたって、好ましくはプレーナ状にかつ/または相互に平行に、延在する。この場合、上辺および下辺は、完全に意図的に導入されたかまたは偶発的に生じた粗面部もしくは凹凸部を有することができる。上辺および下辺を通るようにそれぞれ1つずつの平衡面が置かれる場合、これらの平衡面はプレーナ状または平坦にかつ/または相互に平行に延在する。
少なくとも1つの実施形態によれば、半導体チップの主面は、半導体チップの横方向の広がり全体にわたって、平坦にかつ凹凸部なしに形成される。この場合、主面は、放射出力を改善するために、製造に起因する粗面部、または、意図的に導入された粗面部を有することができる。「平坦に」とは、ここでは、主面を通るように置かれる平衡面が平坦であることを意味する。「凹凸部なしに」とは、主面が、半導体チップの半導体積層体に意図的に導入された、4μm以上もしくは3μm以上もしくは2μm以上の高さもしくは深さの凹凸部を有さないことを意味する。特に、こうした凹凸部は、隣り合う放出野間の領域にはまったく存在しない。
少なくとも1つの実施形態によれば、半導体チップの主面は、半導体チップの横方向の広がり全体にわたって、唯一の材料から形成される。主面の材料は、例えば、半導体チップ内に存在する半導体積層体の半導体材料であってよく、また、電極材料、例えばITOなどの透明電極材料であってもよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、半導体チップの活性層は、半導体チップの横方向の広がり全体にわたって、一貫して中断部なしに形成される。つまり、特に、活性層は、隣り合う放出野間においてかつ/または反射性隔壁の領域において、中断されない。
少なくとも1つの実施形態によれば、半導体チップの、主面とは反対側の面に複数のコンタクト素子が配置され、各コンタクト素子は個々にかつ相互に独立に通電可能であり、相互に離間してもしくは分離されて配置される。この場合、各コンタクト素子は、好ましくは、放出野に1対1で対応づけられる。各コンタクト素子に通電することにより、対応する放出野が駆動され、放射が出力される。この場合、放出野の横方向の広がりは、好ましくは、コンタクト素子の横方向の広がりによって定められる。通電されたコンタクト素子の領域においてのみ、活性層が放射を形成し、この放射がついで放出野を介して出力される。ここで、各コンタクト素子または各放出野の横方向の広がりは、例えば、少なくとも5μmもしくは少なくとも50μmもしくは少なくとも100μmであってよい。これに代えてもしくはこれに加えて、横方向の広がりは、200μm以下もしくは150μm以下もしくは125μm以下であってもよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子の下面は、覆われた放出野の領域において、主面から離れる方向では反射性隔壁を上回らない。つまり、放出野を取り囲む隔壁の最高点は、覆われた放出野の領域の変換素子の下面に比べて、主面からより大きく離間する。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は、隔壁と透明接着剤とに直接に接触する。
隔壁が接着性を有して、変換素子と半導体チップとを機械的に安定に接合することができるようにしてもよい。特に、隔壁が接着性を有する場合、透明接着剤を省略することもできるので、変換素子と覆われた放出野との間の領域が、透明接着剤または他の材料を有さない空隙によって形成される。この場合、変換素子と隔壁との機械的に安定な接続は、主としてもしくは専ら、隔壁の接着作用によって達成される。
少なくとも1つの実施形態によれば、主面を上から見たとき、複数の放出野とその間を延在する隔壁とが、一貫して連続するように形成される共通の変換素子によって部分的にもしくは完全に覆われる。この場合、変換素子は、小板、例えばセラミック小板であってよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、共通の変換素子は隔壁の領域に複数の溝を有する。この場合、主面を上から見ると、当該溝は、部分的にもしくは完全に隔壁に重なっている。特に、各溝は協働して、反射性隔壁の格子ネットワークに対応する格子ネットワークを形成することができる。上から見て、例えば、変換素子によって覆われる放出野を、連続する溝によって完全に取り囲むことができる。放出野の領域では、変換素子は好ましくは溝を有さない。
溝は、例えば変換素子の上面および/または下面から、半導体チップの主面の方向またはこの主面から離れる方向で、変換素子の内部へと延在し、例えばその少なくとも30%もしくは少なくとも50%もしくは少なくとも75%まで進入する。これに代えてもしくはこれに加えて、溝が、最大95%もしくは最大90%もしくは最大85%まで変換素子に進入してもよい。溝は、例えば、少なくとも1μmもしくは少なくとも5μmもしくは少なくとも10μmの深さを有することができる。これに代えてもしくはこれに加えて、溝の深さは、80μm以下もしくは60μm以下もしくは20μm以下であってよい。主面に対して平行な溝の最大幅は、好ましくは、隔壁の幅以上であっても隔壁の幅以下であってもよい。溝は特に、放射を放出する放出野とその隣の放出野との光分離に作用する。当該光分離は、反射性隔壁によって達成される光分離に対する付加的な作用である。
少なくとも1つの実施形態によれば、1つのグループとして配置された全てのまたは複数の放出野は、各放出野に1対1で対応づけられたそれぞれ固有の変換素子を有する。変換素子を、例えば、透明接着剤によって放出野上に配置して、機械的に固定することができる。この場合、変換素子は、主面を上から見て、対応する放出野のみを覆い、隣の放出野を覆わない。
少なくとも1つの実施形態によれば、隔壁の領域では、隣り合う2つの放出野の変換素子が空隙によってそれぞれ相互に水平方向に離間される。つまり、特には、隣り合う放出野の変換素子は、相互に直接には接触しない。
少なくとも1つの実施形態によれば、透明接着剤は、隣り合う放出野の2つの変換素子間の空隙を少なくとも部分的に充填する。好ましくは、この場合、透明接着剤は、空隙の領域において、主面から離れる方向で、変換素子の上面を上回らない。
少なくとも1つの実施形態によれば、隣り合う放出野の変換素子間の空隙は、少なくとも部分的にもしくは完全に、反射性材料によって充填される。反射性材料とは、半導体チップからの1次放射または変換素子から放出される2次放射に対して反射性および/または拡散性を有する材料であってよい。主面を上から見ると、各変換素子は、反射性材料から形成される連続するレールを部分的にもしくは完全に取り囲むことができる。反射性材料は、ここでは、観察者に対して、隣り合う放出野の付加的な光分離に作用する。
少なくとも1つの実施形態によれば、隔壁は、覆われた放出野の領域において、主面から離れる方向で、1つもしくは複数の変換素子から突出する。ここで、各隔壁は、覆われた放出野の領域において、変換素子の上面から、例えば少なくとも2μmもしくは少なくとも5μmもしくは少なくとも10μm突出することができる。これに代えてもしくはこれに加えて、各隔壁が、覆われた放出野の領域において、変換素子の上面から最大15μmもしくは最大10μmまたは最大7μm突出してもよい。
ここで、各隔壁は、好ましくは、隣り合う2つの変換素子間の空隙を通って延在し、この空隙を完全に貫通する。特には、この場合、変換素子は水平方向で隔壁によって画定される。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は、一貫して連続するように形成された層であり、複数の放出野とその間に配置される隔壁とを形状結合によって覆う。この場合特に、変換素子は、半導体チップの主面または隔壁に直接に接触する。ここで、覆われた隔壁と覆われた放出野との間には、好ましくは、空隙も変換素子に対する中間空間も形成されない。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は、少なくとも10μmもしくは少なくとも30μmもしくは少なくとも50μmの、主面に対して横断方向の厚さを有する。これに代えてもしくはこれに加えて、変換素子の厚さは150μm以下もしくは100μm以下もしくは70μm以下であってよい。好ましくは、変換素子の厚さは、10μm以上15μm以下、または、40μm以上100μm以下である。
さらに、オプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法を提供する。本発明の方法は、特に、ここで説明しているオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造に適する。つまり、オプトエレクトロニクス半導体デバイスに関連して開示した特徴の全てが方法についても開示されており、逆に、方法に関連して開示した特徴の全てがオプトエレクトロニクス半導体デバイスについても開示されているものとする。
少なくとも1つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法は、主面を有する半導体チップを用意するステップA)を含む。当該主面は、相互に並んで配置された複数の放出野を含み、各放出野は個々にかつ相互に独立に駆動可能であり、各放出野を介して動作中にそれぞれの放射が半導体チップから出力される。
少なくとも1つの実施形態によれば、本発明の方法は、隣り合う放出野間の主面に反射性隔壁を配設するステップB)を含む。ここで、主面を上から見たとき、複数の放出野が、隔壁によって少なくとも部分的に取り囲まれる。隔壁は、主面から離れる方向で、半導体チップから突出する。
少なくとも1つの実施形態によれば、本発明の方法は、ステップB)の後、半導体チップに面する側に下面が位置しかつ半導体チップとは反対の側に上面が位置するように、変換素子を少なくとも放出野上に配設するステップであって、配設後、変換素子の下面が、相応の覆われた放出野の領域において、主面から離れる方向で、反射性隔壁の高さの最大10%、この隔壁を上回る位置にあるようにするステップC)を含む。
少なくとも1つの実施形態によれば、本発明の方法では、ステップB)の後、ステップC)の前に、透明接着剤がいずれかの放出野を取り囲む隔壁の側壁を少なくとも部分的に形状結合により覆うように、当該透明接着剤が少なくとも放出野上に塗布される。
少なくとも1つの実施形態によれば、ステップC)において、変換素子が、放出野に、透明接着剤によって被着される。ここで、変換素子は好ましくは接着剤に直接に接触するので、変換素子は、透明接着剤を介して、放出野に間接的に接続される。
少なくとも1つの実施形態によれば、続くステップにおいて透明接着剤が硬化され、これにより、変換素子と放出野との素材結合による機械的に安定な接続が形成される。
少なくとも1つの実施形態によれば、本発明の方法では、反射性隔壁がエアロゾルジェットプロセスを用いて塗布される。エアロゾルジェットプロセスは、プリンティングヘッドによって表面にエアロゾルを噴霧するプリンティングプロセスである。このようにすれば、マイクロメートル領域またはナノメートル領域の小構造体をプリンティングできる。好ましくは、このようにしてプリンティングされる反射性隔壁は、反射性接着剤を含む。こうした接着剤は、例えば、シリコーン接着剤もしくは樹脂もしくはエポキシドであってよい。
少なくとも1つの実施形態によれば、プリンティングプロセスの後、反射性隔壁の硬化が開始されるが、ただし完全硬化はされない。この場合、隔壁は、好ましくは、隔壁と透明接着剤との混合を生じさせずに透明接着剤を塗布できる程度まで硬化される。また、硬化される反射性隔壁が透明接着剤の塗布によって変形または破壊されてはならない。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は、透明接着剤および反射性隔壁の双方に直接に接触するように、半導体チップ上に被着される。
少なくとも1つの実施形態によれば、次のステップで、透明接着剤および反射性隔壁が完全硬化され、これにより変換素子が素材結合によって半導体チップ上に固定される。素材結合による半導体チップ上への変換素子の固定は反射性隔壁によってのみ行うこともでき、この場合、放出野上の透明接着剤を省略できる。
少なくとも1つの実施形態によれば、反射性隔壁はリソグラフィプロセスを用いて半導体チップ上に形成される。このために、例えば、パターニングされたマスクを用いてフォトレジスト層によって半導体チップを覆い、続いてフォトレジストを露光および完全硬化し、硬化されなかったフォトレジスト層部分を再び除去する。これにより、専ら反射性隔壁のみが残留する。
続いて、少なくとも1つの実施形態によれば、反射性隔壁を設けた後、ディッププロセスを用いて透明接着剤が半導体チップの主面に塗布される。この場合、ディッププロセスにより、反射性隔壁間の領域に透明接着剤が部分的にもしくは完全に充填される。
少なくとも1つの実施形態によれば、変換素子は、スプレープロセスを用いて、形状結合により、隔壁上および放出野上に塗布される。この場合、付加的な透明接着剤は、変換素子と放出野との接続のためには必要とされない。
以下では、ここで説明しているオプトエレクトロニクス半導体デバイスおよびオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法を、図を参照しながら実施形態に即して詳細に説明する。ここでは、各図において、同様の要素には同様の参照番号を付してある。ただしこの場合、図は縮尺通りに描かれておらず、むしろ理解しやすくするために個々の要素を意図的に拡大して示したところがある。
製造中のオプトエレクトロニクス半導体デバイスの一実施形態を示す側面図である。 製造中のオプトエレクトロニクス半導体デバイスの一実施形態を示す上面図である。 製造中のオプトエレクトロニクス半導体デバイスの一実施形態を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスの一実施形態を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスの別の実施形態を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスの別の実施形態を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法を示す側面図である。 オプトエレクトロニクス半導体デバイスを示す側面図である。
図1Aには、平坦かつプレーナ状に延在する主面10を有するオプトエレクトロニクス半導体チップ1が示されており、この主面は例えば半導体チップ1の放射出力面を形成している。主面10は、水平方向の広がり全体に沿って、唯一の材料、例えばパシベーションから形成されており、意図的に導入された凹凸部を有さない。半導体チップ1はさらに、動作中に電磁放射を形成する活性層12を含む、例えばAlInGaNから形成された半導体積層体を含む。
半導体チップ1の主面10とは反対側の下面には、複数のコンタクト素子13が配置されている。コンタクト素子13は、例えば、Agなどの金属、または、ITOなどの透明導電性酸化物から形成されている。ここで、各コンタクト素子は、半導体積層体に直接に接触している。各コンタクト素子13を介して、半導体チップ1の半導体積層体に通電を行うことができる。各コンタクト素子13は相互に分離され、離間している。
各コンタクト素子13は、ここでは、半導体チップ1の主面10上の放出野11に1対1で対応づけられている。コンタクト素子13の通電時には、コンタクト素子13の領域で活性層12に放射が形成され、この放射が対応する放出野11を介して半導体チップ1から出射される。この場合、コンタクト素子13の横方向の広がりは、放出野11の横方向の広がりを画定しており、例えば5μm〜125μmである。
個々のコンタクト素子13間の水平方向では、半導体積層体が、駆動不能であって、半導体チップ1の動作中にも活性層12がまったくまたは僅かしか電磁放射を形成しない、中間空間を有する。当該中間空間は、例えば、5μm〜20μmの、主面10に対して平行な方向での幅を有する。当該中間空間は図1Aでは白条片として表されている。
図1Aでは、隣り合う2つの放出野11間の水平方向で、主面10上に、反射性隔壁20が配置されている。ここで、隔壁20は、主面10から離れる方向で半導体チップ1から突出しており、例えば5μm〜20μmの高さを有する。この場合、隔壁20は、中間空間の領域に配置されており、主面を上から見ると、中間空間を部分的にもしくは完全に覆っている。よって、隔壁20の下方では、半導体積層体内で、好ましくは、電磁放射がまったくまたは僅かしか形成されない。
ここでの隔壁20は、例えば、二酸化チタン粒子などの放射反射性の粒子を含んだシリコーンもしくはエポキシドもしくは樹脂から形成されている。
図1Bには、主面10を上から見た図で、配設された複数の反射性隔壁20を有する半導体チップ1が示されている。各隔壁20が協働して1つの反射格子2を形成しており、半導体チップ1の放出野11がマトリクス状に反射格子2のメッシュ内に配置されており、各放出野11が反射格子2のメッシュに1対1で対応することが見て取れる。つまり、各放出野11は、少なくとも部分的に、隔壁20によって取り囲まれている。隔壁20は、主面10を観察している観察者に対して、動作している放出野11とその隣の放出野11との光分離の改善を担当する。放出野11の動作は、対応するコンタクト素子13に通電がなされることによって制御される。
図1Cには、半導体チップ1の主面10に透明な、特には透過性を有する接着剤3が塗布された一実施形態が側面図で示されている。透明接着剤3は、例えばシリコーン接着剤である。透明接着剤3は、全面にわたる、連続した中断部のない層として、複数の放出野11上に塗布され、この場合、放出野11間に存在する反射性隔壁20を覆う。接着剤層の平均厚さは、ここでは、隔壁20の高さより大きい。接着剤3は、隔壁20と放出野11とを形状結合により覆うので、透明接着剤3と隔壁20または放出野11との間には空隙もしくはギャップは形成されない。
図1Dの実施形態では、完成したオプトエレクトロニクス半導体デバイス100が示されている。この場合、半導体チップ1の主面10には、変換素子4が配設されている。ここで、主面10を上から見ると、変換素子4は複数の放出野11とその間に存在する隔壁20とを完全に覆っている。変換素子4は、好ましくは、上面42および下面41を有する小板であり、上面42および下面41は相互にほぼ平行に延在している。変換素子4は、一貫連続して中断部なしに形成されている。
図1Dの変換素子4は、例えば、自己担持型であって、機械的安定のために半導体チップ1を必要としない。その厚さは例えば40μm以上100μm以下である。さらに、変換素子4は、反射性隔壁20および透明接着剤3に直接に接触する強さで、半導体チップ1に押しつけられている。よって、放出野11の領域における変換素子4の下面41は、主面10から離れる方向で隔壁20を上回らない。
これに代えて、図1Dの変換素子4を、支持体を用いて配設し、この支持体を変換素子4の配設後に剥離させてもよい。変換素子4は、例えば、10μm以上15μm以下の厚さを有し、例えば自己担持型ではない。
変換素子4は、例えば、YAGなどの蛍光体から形成されるセラミック変換素子4である。例えば、変換素子4は、UV放射もしくは青色放射を赤色光もしくは緑色光もしくは黄色光に変換するように形成されている。
図1Dの変換素子4は、透明接着剤3を介して素材結合により機械的に半導体チップ1に接続されている。この場合、変換素子4の剥離は、透明接着剤3を破壊または切割しないかぎり不可能である。また、反射性隔壁20が接着性を有し、付加的にまたはこれのみで、半導体チップ1と変換素子4との機械的に安定な素材結合による接続を生じさせるように構成することもできる。
図1Dでは、半導体チップ1の全ての放出野11が共通の変換素子4によって完全に覆われている。主面10を上から見ると、変換素子4は、半導体チップ1の全体を完全に覆い、水平面の全ての方向でその上方にある。これに代えて、変換素子4を、その面が水平方向で半導体チップ1の側面に一致して続くように構成することもできる。
図2の実施形態では、図1Dとは異なり、変換素子4は付加的に、この変換素子4の上面42から下面41へ向かって延在する複数の溝40を有する。溝40は、変換素子4に、例えば少なくとも55%から最大85%まで進入している。さらに、溝40は、反射性隔壁20の領域に配置されているので、主面10を上から見ると、各溝40は部分的にもしくは完全に反射性隔壁20に重なっている。図2の変換素子4は自己担持型であってもよい。
変換素子4の溝40は、反射性隔壁20に加えて、隣り合う放出野11間の光分離に作用する。溝40の側面で、変換素子4を通って走行する光の一部が全反射されることにより、隣り合う2つの放出野11から放出される光のクロストークが抑制される。こうして、変換素子4の上面42を観察する観察者にとっては、動作している放出野11が隣の放出野11から光学的に分離して見える。
溝40は、例えば、反射性隔壁20と同じ格子状構造を有する。こうした手段により、ピクセル化された半導体デバイス100が実現される。図3のAの実施形態には、オプトエレクトロニクス半導体デバイス100において、複数の放出野11がそれぞれ固有に1対1で対応づけられた変換素子4によって覆われていることが示されている。この場合、各変換素子4は、主面10を上から見ると、対応する放出野11のみを部分的にもしくは完全に覆い、隣の放出野11は覆わない。また、変換素子4は、少なくとも部分的に、放出野11間に存在する隔壁20を覆う。ここで各変換素子4は、自己担持型の例えばセラミック小板として形成可能である。隣り合う2つの放出野11の隣り合う2つの変換素子4間にはそれぞれ1つずつ空隙43が存在する。この場合、空隙43は、隣り合う2つの変換素子4を相互に分離している。主面10を上から見ると、空隙43は少なくとも部分的に反射性隔壁20に重なっている。さらに、空隙43には、少なくとも部分的に、透明接着剤3が充填されている。ここでは、透明接着剤3は空隙43を少なくとも1/2まで充填している。
図3のBの実施形態には、図3のAの実施形態と同じオプトエレクトロニクス半導体デバイス100が示されている。付加的に、図3のBの実施形態では、空隙43にさらに反射性材料6が導入されている。この場合、反射性材料は、反射性隔壁20の材料と同じであってもよいし、または、異なる材料であってもよい。ここでは、空隙43は透明接着剤3および反射性材料6によって完全に充填されているので、反射性材料6は、主面10から離れる方向で変換素子4から部分的に突出している。オプトエレクトロニクス半導体デバイス100を上から見ると、例えば、各変換素子4は、反射性材料6から形成される一貫して連続するレールによって、部分的にもしくは完全に取り囲まれている。
図4Aには、オプトエレクトロニクス半導体デバイス100の製造方法が側面図で示されている。ここで、図4Aは図1Cの実施形態に類似している。ただし、図4Aでは、隔壁20が図1Bよりも高く、例えば最小10μmから最大20μmの高さを有する。また、図4Aの実施形態では、透明接着剤3は放出野11の領域のみに配置されており、反射性隔壁20は覆っていない。むしろ、透明接着剤3は、隣り合う2つの反射性隔壁20間の領域を部分的に充填している。透明接着剤3から形成される層の高さは、この場合、反射性隔壁20の高さの1/2より小さい。
図4Bには、変換素子4が配設された後の、完成したオプトエレクトロニクス半導体デバイス100が示されている。この場合、図3Aと同様に、全ての放出野11上に1対1で対応づけられた固有の変換素子4が配設されている。変換素子4は、反射性隔壁20間に配置されており、水平方向で各隔壁によって画定されている。また、変換素子4を、放出野11の領域における上面42の位置で、主面10から離れる方向に、反射性隔壁20が、例えば少なくとも2μmもしくは5μmもしくは10μm上回っている。この場合、反射性隔壁20は隣り合う2つの変換素子4間の空隙43を突き通っている。また、空隙43には少なくとも部分的に透明接着剤3が充填されている。よって、変換素子4の水平方向の広がりは、向かい合う隔壁20間の距離より小さい。
図4Cの実施形態では、図4Bと同じ特性を有するオプトエレクトロニクス半導体デバイス100が示されている。ただし付加的に、図4Cでは、隣り合う変換素子4間の空隙43のうち、透明接着剤3もしくは反射性隔壁20で充填されていない領域が、付加的な反射性材料6によって充填されている。変換素子4間の空隙43は、ここでは反射性材料6と透明接着剤3と反射性隔壁20とによって完全に充填されている。
図5の実施形態では、変換素子4は、接着剤によって隔壁20または半導体チップ1に被着されるのではなく、一貫連続する中断部なしの層として設けられている。変換素子4は、ここでは例えば、スプレープロセスを用いて放出野11および隔壁20に塗布することができる。このようにして塗布された変換素子4は、隔壁20および放出野11の双方を形状結合によって完全に覆う。特に、こうした手段によれば、唯一の変換素子4によって、複数の放出野11および隔壁20が覆われる。
本発明を幾つかの実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに限定されない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲または実施形態に明示されていなくても、新規な特徴の全て、ならびに、特に特許請求の範囲に記載されている特徴の全ての組み合わせを含めた、特徴の組み合わせの全てを含む。
本願は、独国特許出願公開第102014117902.1号および独国特許出願公開第102015103055.1号の優先権を主張するものであり、これらの開示内容は引用により本願に組み込まれるものとする。
1 半導体チップ、 2 反射格子、 3 透明接着剤、 4 変換素子、 6 反射性材料、 10 半導体チップ1の主面、 11 放出野、 12 活性層、 13 コンタクト素子、 20 反射性隔壁、 40 溝、 41 変換素子4の下面、 42 変換素子4の上面、 43 空隙、 100 オプトエレクトロニクス半導体デバイス

Claims (16)

  1. オプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)であって、
    ・相互に並ぶように配置された複数の放出野(11)を含む主面(10)を有する半導体チップ(1)が設けられており、前記複数の放出野(11)は個々にかつ相互に独立に駆動可能であり、前記複数の放出野を介して動作中にそれぞれの放射が前記半導体チップ(1)から出力され、
    ・前記主面(10)に直接に接触するように前記主面(10)に配設された反射性隔壁(20)が設けられており、前記隔壁(20)は、隣り合う前記放出野(11)間に配置されており、かつ、前記主面(10)を上から見たとき前記複数の放出野(11)を少なくとも部分的に取り囲んでおり、
    ・前記半導体チップ(1)に面する側に下面(41)が位置しかつ前記半導体チップ(1)とは反対の側に上面(42)が位置するように前記主面(10)に配設された、少なくとも1つの変換素子(4)が設けられており、
    ・前記隔壁(20)は、前記半導体チップ(1)の半導体材料とは異なる材料から形成されており、
    ・前記隔壁(20)は、前記主面(10)から離れる方向で、前記半導体チップ(1)から突出しており、
    ・前記変換素子(4)は、少なくとも1つの前記放出野(11)を少なくとも部分的に覆い、かつ、前記放出野(11)に機械的に安定に接続されており、
    ・前記変換素子(4)の前記下面(41)は、覆われている前記放出野(11)の領域において、前記主面(10)から離れる方向で、前記隔壁(20)の高さの最大10%、当該隔壁(20)を上回る位置にあり、
    ・前記隔壁(20)および前記変換素子(4)は、相互に並ぶように前記主面(10)上に配設された、前記半導体デバイス(100)の素子であり、このため、前記隔壁(20)と前記半導体チップ(1)との機械的接続と、前記変換素子(4)と前記半導体チップ(1)との機械的接続とは、同一の接続手段によって形成されていない、
    オプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  2. 少なくとも前記放出野(11)上に配設されており、かつ、前記放出野(11)を取り囲む前記反射性隔壁(20)の側壁を少なくとも部分的に形状結合によって覆う、透明接着剤(3)が設けられており、
    ・前記変換素子(4)は、前記透明接着剤(3)によって、素材結合により、前記放出野(11)に固定されており、
    ・前記変換素子(4)は自己担持型小板として形成されており、該小板の上面(42)および下面(41)は、製造差の範囲内で平坦かつ相互に平行に延在している、
    請求項1に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  3. ・前記半導体チップ(1)の前記主面(10)は、前記半導体チップ(1)の水平方向の広がりの全体にわたって平坦にかつ凹凸部なしに形成されており、
    ・前記半導体チップ(1)の活性層(12)は、前記半導体チップ(1)の水平方向の広がりの全体にわたって一貫して中断部なく延在しており、
    ・個々の前記放出野(11)は、前記半導体チップ(1)の前記主面(10)とは反対の側に設けられた、1対1で対応する別個のコンタクト素子(13)の通電によって、個々にかつ相互に独立に駆動可能である、
    請求項1または2に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  4. ・前記変換素子(4)の前記下面(41)は、覆われた前記放出野(11)の領域において、前記主面(10)から離れる方向で前記反射性隔壁(20)から突出せず、
    ・前記変換素子(4)は、前記隔壁(20)と前記透明接着剤(3)とに直接に接触している、
    請求項2に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  5. ・前記複数の放出野(11)とその間を延在する前記隔壁(20)とが、一貫して連続するように形成された共通の変換素子(4)によって覆われており、
    ・前記共通の変換素子(4)は、前記隔壁(20)の領域に、前記変換素子(4)の前記上面(42)および/または前記下面(41)から、前記主面(10)へ向かう方向でかつ/または前記主面(10)から離れる方向で、前記変換素子(4)内へ延在する溝(40)を有しており、
    ・前記溝(40)は、放射を放出している放出野(11)とその隣の放出野(11)との光分離に作用する、
    請求項1から4までのいずれか1項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  6. ・前記複数の放出野(11)は、それぞれ1つずつ固有の変換素子(4)を有しており、前記変換素子(4)は、それぞれ1つずつの放出野(11)に1対1で対応づけられており、かつ、それぞれ透明接着剤(3)によって前記放出野(11)に配置されており、
    ・前記隔壁(20)の領域において、2つの隣り合う前記放出野(11)の前記変換素子(4)が、それぞれ空隙(43)によって水平方向で相互に離間している、
    少なくとも請求項2に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  7. ・前記透明接着剤(3)は、前記空隙(43)を少なくとも部分的に充填しており、
    ・前記空隙(43)には、少なくとも部分的に反射性材料(6)が充填されている、
    請求項6に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  8. 前記隔壁(20)は、それぞれ覆われた前記放出野(11)の領域において、前記主面(10)から離れる方向で前記変換素子(4)から突出しており、この場合、それぞれ前記空隙(43)を通って2つの隣り合う前記変換素子(4)の間を延在している、
    少なくとも請求項6に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  9. 前記変換素子(4)は、一貫して連続するように形成された層であり、前記層は、複数の前記放出野(11)とその間に存在する隔壁(20)とを形状結合によって覆い、この場合、前記主面(10)と前記隔壁(20)とに直接に接触している、
    請求項1に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  10. ・前記反射性隔壁(20)は、内部にTiO粒子が導入されたエポキシドもしくは樹脂もしくはシリコーンを含み、
    ・前記透明接着剤(3)は、シリコーン接着剤を含む、
    少なくとも請求項2に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  11. ・前記隔壁(20)は、5μm〜10μmの高さを有し、
    ・前記変換素子(4)は、少なくとも10μmの厚さを有する、
    請求項1から10までのいずれか1項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)。
  12. オプトエレクトロニクス半導体デバイス(100)の製造方法において、
    A)相互に並ぶように配置された複数の放出野(11)を含む主面(10)を有する半導体チップ(1)を用意するステップであって、前記複数の放出野(11)が個々にかつ相互に独立に駆動可能であり、前記複数の放出野を介して動作中にそれぞれの放射を前記半導体チップ(1)から出力させるステップと、
    B)隣り合う前記放出野(11)間の前記主面(10)に反射性隔壁(20)を配設するステップであって、前記隔壁(20)が、前記主面(10)を上から見たとき前記複数の放出野(11)を少なくとも部分的に取り囲み、かつ、前記半導体チップ(1)の半導体材料とは異なる材料から形成され、かつ、前記主面(10)から離れる方向で前記半導体チップ(1)から突出するようにするステップと、
    C)続いて、前記半導体チップ(1)に面する側に下面(41)が位置しかつ前記半導体チップ(1)とは反対の側に上面(42)が位置するように、少なくとも1つの変換素子(4)を少なくとも前記放出野(11)上に配設するステップであって、配設後、前記変換素子(4)の前記下面(41)は、相応の前記放出野(11)の領域において、前記主面(10)から離れる方向で、前記反射性隔壁(20)の高さの最大10%、当該隔壁(20)を上回る位置にあるようにするステップと
    を含む、方法。
  13. ・前記ステップB)の後、前記ステップC)の前に、透明接着剤(3)がいずれかの放出野(11)を取り囲む前記隔壁(20)の側壁を少なくとも部分的に形状結合により覆うように、当該透明接着剤(3)を少なくとも前記放出野(11)上に塗布し、
    ・前記ステップC)において、前記変換素子(4)を、前記放出野(11)上に前記透明接着剤(3)によって被着し、
    ・続いて前記透明接着剤(3)を完全硬化し、これにより、前記変換素子(4)と前記放出野(11)との素材結合による接続を形成する、
    請求項12に記載の方法。
  14. ・反射性接着剤を含有する前記反射性隔壁(20)を、エアロゾルジェットプロセスを用いて塗布し、
    ・続いて前記反射性隔壁(20)の硬化を行い、ただし完全硬化はさせず、
    ・前記変換素子(4)が前記透明接着剤(3)にも前記反射性隔壁(20)にも直接に接触するように、前記変換素子(4)を前記半導体チップ(1)に被着し、
    ・続いて前記透明接着剤(3)および前記反射性隔壁(20)を完全硬化させ、これにより、前記変換素子(4)を素材結合によって前記半導体チップ(1)上に固定する、
    請求項13に記載の方法。
  15. ・前記反射性隔壁(20)を、リソグラフィプロセスを用いて前記半導体チップ(1)上に形成し、
    ・前記反射性隔壁(20)の完全硬化後、前記透明接着剤を、ディッププロセスを用いて、前記半導体チップ(1)の前記主面(10)上に塗布する、
    請求項13に記載の方法。
  16. 前記変換素子(4)を、スプレープロセスを用いて、前記隔壁(20)および前記放出野(11)上に形状結合によって塗布する、
    少なくとも請求項12に記載の方法。
JP2017529695A 2014-12-04 2015-12-02 オプトエレクトロニクス半導体デバイスおよびオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法 Active JP6479188B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014117902 2014-12-04
DE102014117902.1 2014-12-04
DE102015103055.1A DE102015103055A1 (de) 2014-12-04 2015-03-03 Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102015103055.1 2015-03-03
PCT/EP2015/078403 WO2016087542A1 (de) 2014-12-04 2015-12-02 Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017536704A true JP2017536704A (ja) 2017-12-07
JP6479188B2 JP6479188B2 (ja) 2019-03-06

Family

ID=55974360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017529695A Active JP6479188B2 (ja) 2014-12-04 2015-12-02 オプトエレクトロニクス半導体デバイスおよびオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10586827B2 (ja)
JP (1) JP6479188B2 (ja)
CN (1) CN107004692B (ja)
DE (2) DE102015103055A1 (ja)
WO (1) WO2016087542A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11792898B2 (en) 2012-07-01 2023-10-17 Ideal Industries Lighting Llc Enhanced fixtures for area lighting
US10529696B2 (en) 2016-04-12 2020-01-07 Cree, Inc. High density pixelated LED and devices and methods thereof
FR3061603B1 (fr) * 2016-12-29 2021-01-29 Aledia Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes
US10651357B2 (en) * 2017-08-03 2020-05-12 Cree, Inc. High density pixelated-led chips and chip array devices
US10734363B2 (en) 2017-08-03 2020-08-04 Cree, Inc. High density pixelated-LED chips and chip array devices
DE102018111637A1 (de) 2018-01-26 2019-08-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer halbleiterchip, verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements und optoelektronisches bauelement
DE102018111417A1 (de) * 2018-05-14 2019-11-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konversionselement, optoelektronisches bauteil, verfahren zur herstellung einer vielzahl von konversionselementen, verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen bauteilen und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils
US10903265B2 (en) 2018-12-21 2021-01-26 Cree, Inc. Pixelated-LED chips and chip array devices, and fabrication methods
US11817526B2 (en) 2019-10-29 2023-11-14 Creeled, Inc. Texturing for high density pixelated-LED chips and chip array devices
US11437548B2 (en) 2020-10-23 2022-09-06 Creeled, Inc. Pixelated-LED chips with inter-pixel underfill materials, and fabrication methods

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273148A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Fuji No Kai:Kk Led照明ユニット
JP2008177353A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Fujifilm Corp 圧電素子及びインクジェットヘッド
JP2008294224A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP2011060967A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 照明装置
US20120037885A1 (en) * 2009-04-20 2012-02-16 3M Innovative Properties Company Non-radiatively pumped wavelength converter
WO2013092304A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung
DE102012101393A1 (de) * 2012-02-21 2013-08-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
WO2013131729A1 (de) * 2012-03-06 2013-09-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102012102301A1 (de) * 2012-03-19 2013-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Scheinwerfer mit einem solchen Halbleiterchip
JP2014165062A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Sharp Corp 蛍光体基板および表示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008062933B4 (de) * 2008-12-23 2021-05-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronische Projektionsvorrichtung
DE102009037186A1 (de) 2009-08-12 2011-02-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauteil
DE102009047788A1 (de) * 2009-09-30 2011-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungseinrichtung für eine Kamera sowie Verfahren zum Betrieb derselben
US8492182B2 (en) 2011-04-29 2013-07-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for the producing of a light-emitting semiconductor chip, method for the production of a conversion die and light-emitting semiconductor chip
DE102012101892B4 (de) * 2012-03-06 2021-05-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wellenlängenkonversionselement, Licht emittierendes Halbleiterbauelement und Anzeigevorrichtung damit sowie Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements
DE102012107797A1 (de) 2012-08-23 2014-02-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Halbleiterbauelements und Licht emittierendes Halbleiterbauelement
DE102012112149A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
DE102013207611A1 (de) 2013-04-25 2014-10-30 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit optoelektronischem Bauelement
DE102013109031B4 (de) 2013-08-21 2021-11-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273148A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Fuji No Kai:Kk Led照明ユニット
JP2008177353A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Fujifilm Corp 圧電素子及びインクジェットヘッド
JP2008294224A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
US20120037885A1 (en) * 2009-04-20 2012-02-16 3M Innovative Properties Company Non-radiatively pumped wavelength converter
JP2011060967A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 照明装置
WO2013092304A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung
DE102012101393A1 (de) * 2012-02-21 2013-08-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
WO2013131729A1 (de) * 2012-03-06 2013-09-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE102012102301A1 (de) * 2012-03-19 2013-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Scheinwerfer mit einem solchen Halbleiterchip
JP2014165062A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Sharp Corp 蛍光体基板および表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015005495A5 (de) 2017-08-17
US20180261648A1 (en) 2018-09-13
US10586827B2 (en) 2020-03-10
CN107004692B (zh) 2020-07-07
JP6479188B2 (ja) 2019-03-06
CN107004692A (zh) 2017-08-01
DE102015103055A1 (de) 2016-06-09
WO2016087542A1 (de) 2016-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6479188B2 (ja) オプトエレクトロニクス半導体デバイスおよびオプトエレクトロニクス半導体デバイスの製造方法
US11201271B2 (en) Method for manufacturing light emitting device including first and second reflectors
JP6278101B2 (ja) 発光装置
US11482648B2 (en) Light emitting device and method for manufacturing the same
TWI691103B (zh) 光源裝置及發光裝置
TWI712189B (zh) 發光裝置及其製造方法
JP6257764B2 (ja) 発光半導体コンポーネント及びその製造方法並びに当該発光半導体コンポーネントを備えた波長変換素子の製造方法
KR102488929B1 (ko) 포토레지스트의 광발광 패드들을 포함하는 광전자 디바이스를 제조하기 위한 프로세스
JP6668757B2 (ja) 発光装置の製造方法
US9164354B2 (en) Conversion component
JP2017526180A (ja) オプトエレクトロニクス半導体チップおよびオプトエレクトロニクス半導体チップを製造するための方法
US9842970B2 (en) Light emitting device
WO2015135839A1 (en) Wavelength conversion element, light-emitting semiconductor component comprising a wavelength conversion element, method for producing a wavelength conversion element and method for producing a light-emitting semiconductor component comprising a wavelength conversion element
JP2013175531A (ja) 発光装置
JP6156402B2 (ja) 発光装置
JP6623577B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP6511809B2 (ja) 発光装置及びその実装方法、並びに光源装置の製造方法
KR20140026163A (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
TWI710146B (zh) 發光元件封裝結構
JP6696521B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP2015111626A (ja) 発光装置およびその製造方法
JP6521119B2 (ja) 発光装置
KR101299563B1 (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
KR101299562B1 (ko) 반도체 소자 구조물
JP6669292B2 (ja) 発光装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170731

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170731

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180802

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6479188

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250