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
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Abstract
Description
Claims (16)
- 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)。 - 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)。 - ・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)。 - ・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)。 - ・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)。 - ・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)。 - ・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)。 - 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)。 - 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)。 - ・前記反射性隔壁(20)は、内部にTiO2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)。 - ・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)。 - 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。 - ・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。 - ・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。 - ・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。 - 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。
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