KR102421288B1 - 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법, 및 광전자 반도체 부품 - Google Patents

광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법, 및 광전자 반도체 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전자 반도체 부품(100)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 반도체 층 시퀀스(14)가 제공되는 단계 A)를 포함하고, 여기서 반도체 층 시퀀스는 복수의 발광 영역(11, 12)을 갖는 복사 면(10)을 포함한다. 단계 B)에서는, 광 구조화(photostructured) 가능한 제1 광 층(photo layer)(2)이 복사 면 상에 도포된다. 단계 C)에서는, 제1 광 층이 광 구조화되고, 여기서 제1 발광 영역의 구역에서 제1 광 층 내에 홀(20)이 형성된다. 단계 D)에서, 제1 변환기 재료(31)가 광 구조화된 제1 광 층 상에 도포되고, 여기서 제1 변환기 재료는 홀을 부분적으로 또는 완전히 충전하고, 이 경우 홀에는 해당 제1 발광 영역을 덮는 제1 변환기 요소(5)가 형성된다. 단계 E)에서는, 제1 광 층이 제거된다. 단계 F)에서는, 적어도 제1 발광 영역과는 상이한 제2 발광 영역의 구역에서 복사 면 상에 제2 변환기 재료(32)가 도포된다. 단계 A) 내지 F) 후에, 제1 변환기 요소는 제2 변환기 재료와 직접 접촉한다.

Description

광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법, 및 광전자 반도체 부품
본 발명에서는 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에서는 광전자 반도체 부품이 제공된다.
달성해야 할 과제는, 반도체 칩의 사전 결정된 픽셀 상에 다양한 변환기 재료들이 도포되는 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 달성해야 할 또 다른 과제는, 방출된 복사선의 색도 좌표가 연속적으로 조정될 수 있는 광전자 반도체 부품을 제공하는 것이다.
이러한 과제들은 독립 청구항의 방법 및 주제에 의해 달성된다. 유리한 실시예 및 개발예들은 종속 청구항의 주제이다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법은 반도체 층 시퀀스가 제공되는 단계 A)를 포함한다. 반도체 층 시퀀스는 복사 면을 포함한다. 복사 면은 복수의 발광 영역을 포함한다.
반도체 층 시퀀스는 예를 들어 III-V-화합물 반도체 재료에 기초한다. 반도체 재료는 예를 들어 AlnIn1 -n- mGamN과 같은 질화물 화합물 반도체 재료, 또는 AlnIn1 -n-mGamP와 같은 인화물 화합물 반도체 재료, 또는 AlnIn1 -n- mGamAs 또는 AlnIn1 -n- mGamAsP와 같은 비소 화합물 반도체 재료이고, 여기서 각각 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 및 m + n ≤ 1이다. 이 경우, 반도체 층 시퀀스는 도펀트 및 추가 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 간략화를 위해, 이들이 부분적으로 소량의 추가 물질로 대체되고 그리고/또는 보완될 수 있는 경우에도, 반도체 층 시퀀스의 결정 격자의 필수 성분들, 즉 Al, As, Ga, In, N 또는 P만이 명시된다. 바람직하게는, 반도체 층 시퀀스는 AlInGaN에 기초한다.
반도체 층 시퀀스의 활성 층은 특히 적어도 하나의 pn 접합부 및/또는 적어도 하나의 양자 우물 구조를 포함하고, 예를 들어 정상 작동시 청색 또는 녹색 또는 적색 스펙트럼 범위 또는 UV 범위의 전자기 복사선을 생성할 수 있다. 바람직하게는, 활성 층은 UV 복사선 및/또는 청색 광을 생성한다.
반도체 층 시퀀스는 웨이퍼 복합체로 제공될 수 있다. 반도체 층 시퀀스는 바람직하게는 연속적으로 형성된다. 예를 들어 반도체 층 시퀀스는 반도체 칩의 전체 측방향 범위에 걸쳐 연장되는 연속적인 활성 층을 포함한다. 특히, 반도체 층 시퀀스는 기판 상에 도포된다. 단계 A)에서는 또한, 반도체 층 시퀀스를 구비하는, 이하에서 더 정의되는 바와 같은 단일 반도체 칩이 제공될 수도 있다.
반도체 층 시퀀스의 복사 면은 특히 반도체 층 시퀀스의 주면이다. 복사 면은 복수의 발광 영역을 포함한다. 각각의 발광 영역은 예를 들어 완성된 구성 요소 상에서 그리고 정상 작동시 다른 발광 영역과는 개별적으로 그리고 독립적으로 전기적으로 구동될 수 있고, 다른 발광 영역과는 개별적으로 그리고 독립적으로 전자기 복사선을 방출할 수 있다. 각각의 발광 영역은 예를 들어 적어도 1 ㎛2 또는 적어도 10 ㎛2 또는 적어도 100 ㎛2의 면적을 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 발광 영역의 면적은 최대 100000 ㎛2 또는 최대 10000 ㎛2 또는 최대 500 ㎛2이다. 발광 영역은 예를 들어 매트릭스로 배치된다. 반도체 층 시퀀스의 정상 작동시, 발광 영역을 통해, 바람직하게는 변환되지 않은 복사선이 반도체 층 시퀀스로부터 출사된다.
즉, 발광 영역들은 복사 면의 서로 분리된 영역들이다. 예를 들어 반도체 층 시퀀스의 복사 면 상에 또는 복사 면의 반대 면 상에 접촉 요소가 도포되고, 여기서 접촉 요소는 발광 영역의 크기 및 위치를 정의할 수 있다. 발광 영역은 예를 들어 복사 면 상으로의 접촉 요소의 프로젝션이고, 이 경우 각각의 접촉 요소에 발광 영역이 고유하게 할당된다. 그러나 또한, 발광 영역을 분리하기 위해, 트렌치가 반도체 층 시퀀스 내에 도입되거나 또는 도입될 수 있다. 그러나, 또한 개별 발광 영역의 위치와 크기는 이러한 방법에 의해서만 사전 설정될 수도 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 본 방법은 복사 면 상에 광 구조화(photostructured) 가능한 제1 광 층(photo layer)이 도포되는 단계 B)를 포함한다. 제1 광 층은 바람직하게는 복수의 발광 영역, 특히 모든 발광 영역에 걸쳐 또는 전체 복사 면에 걸쳐 단일의 연속되는 층으로서 도포된다. 광 층은 예를 들어 포지티브 또는 네거티브 광 재료로 형성될 수 있다. 제1 광 층은 스핀 코팅(Spin-Coating) 또는 라미네이팅(Laminating)에 의해 복사 면을 따라 분포될 수 있다. 그러나, 제1 광 층으로서, 접착되는 건조 광 재료도 또한 사용될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 본 방법은 제1 광 층이 광 구조화되는 단계 C)를 포함한다. 이 경우, 제1 발광 영역의 구역에서 제1 광 층 내에 홀이 형성된다.
제1 광 층 내에 홀을 생성하기 위해, 포토리소그래피(photolithography) 공정이 사용된다. 이 경우, 제1 광 층은 부분적으로 노광된다. 그런 다음, 노광 후에도 여전히 가용성인 구역은 용매에 의해 복사 면으로부터 제거될 수 있으며, 이에 의해 홀이 형성된다. 노광은 예를 들어 마스크에 의해 또는 스테퍼 공정을 통해 또는 LDI 공정(Laser-Direct-Imaging Method)을 통해 이루어질 수 있다. 그러나 또한, 개별 발광 영역은, 복사선을 방출하고 원하는 위치에서 제1 광 층을 노광시키도록, 그에 상응하여 구동될 수 있다. 이러한 경우, 제1 광 층의 재료는 특히 포지티브 광 재료이다.
구조화를 통해 제1 광 층 내에 생성된 홀은 제1 발광 영역의 구역에 위치하게 된다. 이 경우, 예를 들어 제1 광 층 내의 각각의 홀에는 제1 발광 영역이 고유하게 할당된다. 이 경우, 각각의 홀은 측방향으로, 즉 활성 층에 대해 평행한 방향으로, 제1 광 층으로부터의 에지 또는 벽에 의해 둘러싸이며, 특히 완전히 둘러싸인다. 여기서, 각각의 홀의 측방향 범위는 바람직하게는 관련된 제1 발광 영역의 측방향 범위에 실질적으로 대응한다. 예를 들어 복사 면을 평면도로 볼 때, 제1 광 층 내의 각각의 홀은 관련된 제1 발광 영역과 완전히 중첩된다. 복사 면의 평면도에서, 홀 및 해당 제1 발광 영역의 면적은 예를 들어 최대 20 % 또는 최대 10 % 또는 최대 5 %만큼 상이하다.
예를 들어 복사 면의 모든 발광 영역의 적어도 20 % 또는 적어도 40 %는 제1 발광 영역이며, 그 위에 홀이 제1 광 층 내에서 형성된다. 그러나 또한, 제1 발광 영역의 크기 및 위치는 제1 홀이 형성됨에 의해서만 정의될 수도 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 본 방법은 광 구조화된 제1 광 층 상에 제1 변환기 재료가 도포되는 단계 D)를 포함한다. 이 경우, 제1 변환기 재료는 홀을 부분적으로 또는 완전히 충전한다. 이를 통해, 홀에는 관련된 제1 발광 영역을 덮는 제1 변환기 요소가 형성된다.
제1 변환기 재료는 하나 이상의 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광 물질 또는 복수의 발광 물질은 매트릭스 재료 내에 매립될 수 있다. 이를 위해, 발광 물질 또는 복수의 발광 물질은 입자 또는 분자의 형태로 존재할 수 있다. 매트릭스 재료는 예를 들어 중합체 또는 실리콘 또는 수지 또는 에폭시를 포함하거나 또는 이들로 이루어질 수 있다.
변환기 재료는 예를 들어 적층되거나 또는 분무될 수 있다. 제1 변환기 재료가 도포된 후, 이들은 경화될 수 있다.
제1 변환기 요소는 관련된 제1 발광 영역을 예를 들어 적어도 90 %까지 또는 적어도 95 %까지 또는 적어도 99 %까지 또는 완전히 덮는다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 본 방법은 제1 광 층이 복사 면으로부터 제거되는 단계 E)를 포함한다. 즉, 특히 단계 C)의 광 구조화 공정 동안 아직 제거되지 않은 제1 광 층의 구역이 제거된다. 이를 위해, 예를 들어 추가의 용매가 사용될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 본 방법은 적어도 제2 발광 영역의 구역에서 복사 면 상에 제2 변환기 재료가 도포되는 단계 F)를 포함한다. 제2 발광 영역은 바람직하게는 제1 발광 영역과는 상이하다. 예를 들어 제2 발광 영역은 각각의 제1 발광 영역에 바로 인접하여 배치된다.
예를 들어 모든 발광 영역의 적어도 20 % 또는 적어도 40 %는 제2 발광 영역이다. 예를 들어 복사 면은 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역으로만 이루어진다.
제2 변환기 재료는, 제1 변환기 재료와 같이 하나 이상의 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광 물질 또는 복수의 발광 물질은 예를 들어 입자 또는 분자의 형태로 존재한다. 발광 물질 또는 복수의 발광 물질은 매트릭스 재료에 분포되고 매립될 수 있다.
매트릭스 재료는 제1 변환기 재료의 경우와 같이 선택될 수 있다. 제2 변환기 재료는 바람직하게는 하나의 발광 물질 또는 복수의 발광 물질 또는 모든 발광 물질이 제1 변환기 재료와 상이하다.
제2 변환기 재료는 제2 발광 영역을 바람직하게는 각각 완전히 또는 적어도 90 %까지 또는 적어도 95 %까지 또는 적어도 99 %까지 덮는다.
특히, 제1 변환기 재료는 작동시 반도체 층 시퀀스로부터 방출된 제1 파장 범위의 복사선을 부분적으로 또는 완전히 제2 파장 범위의 복사선으로 변환하도록 구성된다. 제2 변환기 재료는 바람직하게는 반도체 층 시퀀스로부터 방출된 제1 파장 범위의 복사선을 부분적으로 또는 완전히 제3 파장 범위의 복사선으로 변환하도록 구성된다. 제1, 제2 및 제3 파장 범위는 바람직하게는 쌍으로 서로 상이하다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 단계 A) 내지 F) 후에, 제1 변환기 요소는 제2 변환기 재료와 직접 접촉한다. 특히, 제1 변환기 요소는 인접한 제2 발광 영역 상에 위치한 제2 변환기 재료와 직접 접촉한다. 바람직하게는, 제1 변환기 요소는 또한 완성된 반도체 부품에서 제2 변환기 재료와 직접 접촉하는 상태를 유지한다. 즉, 제1 변환기 요소는 트렌치에 의해, 배리어에 의해 또는 중간 층에 의해 제2 변환기 재료로부터 분리되지 않는다. 특히, 본 방법에서 제2 변환기 재료는 제1 변환기 재료 상에 직접 도포되거나, 또는 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
그러나, 대안적으로 제1 변환기 요소가 분리 벽, 특히 반사성 분리 벽에 의해 제2 변환기 재료로부터 분리되는 것도 또한 가능하다.
적어도 하나의 실시예에서, 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법은 반도체 층 시퀀스가 제공되는 단계 A)를 포함하고, 여기서 반도체 층 시퀀스는 복수의 발광 영역을 갖는 복사 면을 포함한다. 단계 B)에서는, 광 구조화 가능한 제1 광 층이 복사 면 상에 도포된다. 단계 C)에서는, 제1 광 층이 광 구조화되고, 여기서 제1 발광 영역의 구역에서 제1 광 층 내에 홀이 형성된다. 단계 D)에서, 제1 변환기 재료가 광 구조화된 제1 광 층 상에 도포되고, 여기서 제1 변환기 재료는 홀을 부분적으로 또는 완전히 충전하고, 이 경우 홀에는 해당 제1 발광 영역을 덮는 제1 변환기 요소가 형성된다. 단계 E)에서는, 제1 광 층이 제거된다. 단계 F)에서는, 적어도 제1 발광 영역과는 상이한 제2 발광 영역의 구역에서 복사 면 상에 제2 변환기 재료가 도포된다. 단계 A) 내지 F) 후에, 제1 변환기 요소는 제2 변환기 재료와 직접 접촉한다.
본 발명은 특히 반도체 층 시퀀스의 개별 픽셀 또는 발광 영역이 상이한 변환기 재료로 코팅될 수 있는 방법을 제공하는 사상을 기초로 하여, 방출된 복사선의 색도 좌표가 연속적으로 조정될 수 있는 반도체 부품이 형성된다. 발광 영역은 바람직하게는, 관찰자가 육안으로 인지할 수 없을 정도로 작다. 따라서, 관찰자는 상이한 발광 영역으로부터 출사되는 혼합 복사선만을 볼 수 있지만, 그러나 상이한 발광 영역으로부터 상이한 색상의 복사선이 출사되는 것은 인지할 수 없다. 제공된 방법에 따르면, 인접한 발광 영역과 독립적으로, 매우 작은 발광 영역도 또한 변환기 재료로 코팅될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 단계 B) 내지 E)는 연속적으로 그리고 지정된 순서로 수행된다. 단계 F)는 예를 들어 단계 B) 전에 또는 단계 E) 후에 수행될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 반도체 층 시퀀스는 단계 E) 및 F) 후에 복수의 픽셀화된 반도체 칩으로 개별화된다. 이 경우, 각각의 반도체 칩은 반도체 층 시퀀스의 일부, 및 제1 및 제2 발광 영역을 포함하는 복사 면의 일부를 포함한다. 각각의 반도체 부품은 예를 들어 정확히 하나의 이러한 반도체 칩을 포함한다.
반도체 칩이라 함은, 여기서 그리고 이하에서 별도로 취급될 수 있고 전기적으로 접촉 가능한 요소인 것으로 이해된다. 반도체 칩은 특히 성장 기판 상에서 성장된 반도체 층 시퀀스의 개별화로 형성된다. 반도체 칩은 바람직하게는 성장된 반도체 층 시퀀스의 정확히 하나의 최초의 연속적인 구역을 포함한다. 반도체 칩의 반도체 층 시퀀스는 바람직하게는 연속적으로 형성된다. 반도체 칩은 연속되는 또는 세그먼트화된 활성 층을 포함한다. 활성 층의 주 연장 방향에 대해 평행하게 측정되는 반도체 칩의 측방향 범위는 예를 들어 활성 층의 측방향 범위보다 최대 1 % 또는 최대 5 % 더 크다. 반도체 칩은 또한 예를 들어 전체 반도체 층 시퀀스가 성장되는 성장 기판을 포함한다.
픽셀화된 반도체 칩이라 함은, 복사 면이 복수의 개별 픽셀 또는 발광 영역으로 세분되는 반도체 칩인 것으로 이해된다. 반도체 칩은 특히 이러한 발광 영역들 중 각각이 다른 발광 영역들과 개별적으로 그리고 독립적으로 구동될 수 있고, 그런 다음 다른 발광 영역들과 개별적으로 그리고 독립적으로 전자기 복사선을 방출하도록 구성된다. 예를 들어 반도체 칩은 적어도 16개 또는 적어도 100개 또는 적어도 2500개의 이러한 발광 영역을 포함한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제1 광 층은 광 구조화 가능한 실리콘을 포함하거나 또는 광 구조화 가능한 실리콘으로 이루어진다. 광 구조화 가능한 실리콘은 당업자에게 공지되어 있다. 광 구조화 가능한 실리콘에는 발광 물질이 충전될 수 있다.
본 발명자는 광 구조화 가능한 실리콘이 픽셀화된 반도체 칩을 위한 작은 변환기 요소의 제조에 특히 유리하다는 것을 발견하였다. 이에 대한 이유는, 광 구조화 가능한 실리콘이 매우 낮은 탄성 계수를 포함하기 때문이다. 이를 통해, 제1 광 층은, 형성된 제1 변환기 요소가 손상될 위험 없이, 단계 E)에서 분리될 수 있다.
또한, 실리콘은 복사 면에 매우 잘 접착된다. 제조 공정 동안 예를 들어 반도체 층 시퀀스가 가열되면, 복사 면 또는 개별 발광 영역의 측방향 범위가 변화된다. 이러한 측방향 범위의 변화는 실리콘의 낮은 탄성 계수 및 복사 면의 높은 접착력으로 인해 제1 광 층으로 쉽게 전달될 수 있으므로, 공정 동안 제1 광 층의 파단 위험이 감소된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 단계 E) 전에 또는 단계 E)에서, 홀의 측방향 옆에 있는 영역으로부터 제1 변환기 재료가 제거된다. 즉, 특히 제1 변환기 재료는 제1 발광 영역의 구역에서 제1 변환기 요소의 형태로만 유지된다. 완성된 반도체 부품에서, 제2 발광 영역에는 예를 들어 제1 변환기 재료가 실질적으로 없다. 여기서 "실질적으로 없다"는 것은, 예를 들어 단계 E) 후에 제2 발광 영역의 최대 5 % 또는 최대 1 %의 면적이 제1 변환기 재료에 의해 덮인다는 것을 의미한다.
단계 E) 전에, 제1 광 층 상에 위치한 제1 변환기 재료는 예를 들어 그라인딩(grinding)될 수 있거나 또는 리프트 오프 공정(Lift-Off-Process)에 의해 제거될 수 있다.
본 방법의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 단계 F)는 단계 A) 내지 E) 후에 수행된다. 즉, 특히 이는 제2 변환기 재료가 제1 변환기 재료 다음에 복사 면 상에 도포된다는 것을 의미한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료는 복수의 발광 영역 상에 도포되고, 여기서 이미 제1 변환기 요소로 덮여 있는 제1 발광 영역도 또한 덮인다. 제2 발광 영역의 구역에서, 제2 변환기 재료는 예를 들어 복사 면 상에 직접 도포된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제1 발광 영역의 구역에서, 제2 변환기 재료는 제1 변환기 요소 상에 직접 도포된다. 따라서, 제1 변환기 요소와 제2 변환기 재료 사이에는 추가의 재료가 배치되지 않는다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 단계 F)에서 광 구조화 가능한 제2 광 층이 복사 면 상에 도포된다. 이어서, 제2 발광 영역의 구역에 홀이 형성되도록, 제2 광 층이 광 구조화된다. 그런 다음, 제2 변환기 재료는 광 구조화된 제2 광 층 상에 도포되고, 제2 변환기 재료는 홀을 부분적으로 또는 완전히 충전하고, 이 경우 제2 광 층의 홀에는 해당 제2 발광 영역을 덮는 제2 변환기 요소가 형성된다.
제2 광 층은 제1 광 층과 동일한 재료들을 포함하거나 또는 이들로 이루어질 수 있다. 제2 광 층은 제1 광 층과 동일한 방법으로 도포될 수 있다. 제2 광 층의 광 구조화는 제1 광 층의 광 구조화와 같이 진행될 수 있다. 광 구조화된 제1 광 층의 홀 및 해당 제1 발광 영역에 대한, 특히 측방향 범위에 관한 모든 설명은 제2 광 층 내의 홀 및 이러한 홀에 할당된 제2 발광 영역에 대해 유사하게 적용될 수 있다.
바람직하게는, 제2 광 층은 제1 발광 영역의 구역에서 제1 변환기 요소 상에 직접 그리고/또는 제2 발광 영역의 구역에서 복사 면 상에 직접 도포된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 요소는 제1 변환기 요소에 바로 인접해 있다. 특히, 제1 변환기 요소 및 제2 변환기 요소는 복사 면 상에서 서로 인접하게 위치하게 되고 그리고 서로에 대해 접촉하는 플레이트를 형성한다.
그러나, 대안적으로, 제1 변환기 요소가 분리 벽, 특히 반사성 분리 벽에 의해 제2 변환기 요소와 이격되는 것도 또한 가능하다. 분리 벽은 바람직하게는 완성된 반도체 부품에 유지된다.
제1 및/또는 제2 발광 영역은 복사 면의 평면도에서 각각 직사각형 또는 정사각형 또는 육각형 기하학적 형상을 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 변환기 요소는 평면도로 볼 때 바람직하게는 마찬가지로 직사각형 또는 정사각형 또는 육각형으로 형성된다. 이는 예를 들어 제1 및/또는 제2 광 층 내의 홀이 직사각형 또는 정사각형 또는 육각형으로 설계됨으로써 달성된다. 평면도로 볼 때, 바람직하게는 각각의 제1 변환기 요소의 직사각형 또는 정사각형 또는 육각형의 모서리는 제2 변환기 요소의 직사각형 또는 정사각형 또는 육각형의 모서리에 인접해 있다.
제1 및 제2 발광 영역은 바람직하게는 규칙적인 패턴, 특히 주기적으로 그리고/또는 교대로 배치된다. 예를 들어 제1 및 제2 발광 영역은 매트릭스의 형태로 배치된다. 제1 및 제2 변환기 요소는 바람직하게는 이러한 패턴을 따른다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 단계 F)는 단계 B) 내지 E) 전에 수행된다. 즉, 제1 광 층 및 제1 변환기 재료가 도포되기 전에, 제2 변환기 재료가 복사 면 상에 도포된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료는 복사 면 상에 단일의 연속되는 층으로서 도포된다. 제2 변환기 재료로 이루어진 층은 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 덮는다. 예를 들어 복사 면의 모든 발광 영역은 제2 변환기 재료로 이루어진 층으로 덮인다. 제2 변환기 재료로 이루어진 층은 바람직하게는 제1 및 제2 발광 영역 상에 직접 도포된다. 그런 다음, 제1 변환기 재료로 이루어진 층의, 복사 면에 반대되는 측면은 바람직하게는 제조 공차의 범위 내에서 전체 측방향 범위에 걸쳐 편평하다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 복사 면은 제3 발광 영역을 포함한다. 즉, 제3 발광 영역은 바람직하게는 제1 발광 영역뿐만 아니라 제2 발광 영역과도 또한 상이하다. 예를 들어 모든 발광 영역의 적어도 20 %가 제3 발광 영역이다. 예를 들어 복사 면은 제1, 제2 및 제3 발광 영역으로만 이루어진다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제3 발광 영역은 제1 변환기 재료 및 제2 변환기 재료가 없는 상태로 유지된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 RGB 이미터가 구현될 수 있다. 즉, 완성된 반도체 부품에서, 제3 발광 영역에는 제1 변환기 재료 및 제2 변환기 재료가 실질적으로 없다. 즉, 예를 들어, 제3 발광 영역의 각각 최대 5 % 또는 각각 최대 1 %의 면적이 제1 및 제2 변환기 재료에 의해 덮인다.
또한, 광전자 반도체 부품이 제공된다. 광전자 반도체 부품은 특히 여기에 설명된 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 본 방법과 관련하여 개시된 모든 특징들이 광전자 반도체 부품에 대해서도 또한 개시되고, 그 반대도 마찬가지이다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 광전자 반도체 부품은 픽셀화된 반도체 칩을 포함하고, 여기서 반도체 칩은 복수의 발광 영역 또는 픽셀을 갖는 복사 면을 포함한다. 개별 픽셀 또는 발광 영역은 바람직하게는 개별적으로 그리고 서로에 대해 독립적으로 구동될 수 있다.
반도체 부품의 정상 작동시, 예를 들어 반도체 칩에 의해 방출된 전체 복사선의 적어도 50 % 또는 적어도 80 %가 복사 면을 통해 반도체 칩으로부터 커플링-아웃된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제1 발광 영역은 제1 변환기 재료로 이루어진 제1 변환기 요소에 의해 덮인다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제1 발광 영역에는 각각 제1 변환기 요소가 고유하게 할당된다. 특히, 제1 발광 영역에 할당된 제1 변환기 요소는 제1 발광 영역을 적어도 95 %까지 덮고 그리고 다른 발광 영역을 최대 5 %까지 덮는다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 광전자 반도체 부품은 제1 변환기 재료와는 상이한 제2 변환기 재료를 포함한다. 제2 변환기 재료는 제1 발광 영역과는 상이한 제2 발광 영역을 덮는다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료는 제1 변환기 요소에 바로 인접해 있다. 특히, 제1 변환기 요소는 인접한 제2 발광 영역 상에 위치한 제2 변환기 재료와 직접 접촉한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료는 복수의 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역에 걸쳐 단일의 연속되는 층으로서 배치된다. 예를 들어 제2 변환기 재료로 이루어진 층은 반도체 칩의 모든 발광 영역 또는 픽셀의 대부분, 즉 적어도 50 % 또는 적어도 80 %를 덮는다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료로 이루어진 층은 제1 발광 영역의 구역에서 반도체 칩과 제1 변환기 요소 사이에 배치된다. 이 경우, 제1 변환기 요소는 예를 들어 제2 변환기 재료로 이루어진 층 바로 위에 위치하게 된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료는 제1 변환기 요소 상에 추가적으로 도포되어, 제1 변환기 요소는 반도체 칩과 제2 변환기 재료 사이에 배치된다. 이러한 경우, 제2 변환기 재료는 또한 단일의 연속되는 층으로서 제1 및 제2 발광 영역 상에 도포될 수 있다. 이에 대해 대안적으로, 제2 변환기 재료는 다른 제1 변환기 요소 상에서 제2 변환기 재료로 이루어진 층과 연결되지 않은 층을 제1 변환기 요소 상에 각각 형성할 수 있다. 제2 변환기 재료는 다시, 모든 발광 영역의 적어도 50 % 또는 적어도 80 % 상에 도포될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 발광 영역은 제2 변환기 재료로 이루어진 제2 변환기 요소에 의해 덮인다. 바람직하게는, 제2 발광 영역에는 이 경우 각각 제2 변환기 요소가 고유하게 할당된다. 즉, 제2 발광 영역에 할당된 제2 변환기 요소가 해당 제2 발광 영역을 적어도 95 %까지 그리고 복사 면의 모든 다른 발광 영역을 최대 5 %까지 덮는다. 그런 다음, 제1 변환기 요소가 배치되는 제1 발광 영역은 바람직하게는 제2 변환기 재료에 의해 최대 5 %까지 덮인다. 복사 면의 평면도에서 볼 때, 제1 변환기 요소 및 제2 변환기 요소는 예를 들어 서로 나란히 위치하게 되고, 서로에 대해 인접하게 위치하게 된다. 제1 변환기 요소와 제2 변환기 요소는 복사 면에 대해 수직으로 측정된 상이한 두께를 포함할 수 있다. 그러나 대안적으로, 제1 및 제2 변환기 요소의 두께는 제조 공차의 범위 내에서 또한 동일할 수도 있다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 반도체 칩은 정상 작동시 제1 파장 범위의 복사선을 방출한다. 제1 파장 범위의 복사선은 바람직하게는 예를 들어 430 nm 이상 480 nm 이하의 최대 강도를 갖는 청색 스펙트럼 범위의 복사선이다. 이 경우, 반도체 칩은 예를 들어 AlInGaN 기반의 반도체 칩이다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제1 변환기 재료 및 제2 변환기 재료는, 제1 발광 영역의 구역에서 반도체 부품으로부터 출사되는 복사선이 온백색(warm white) 광이고 제2 발광 영역의 구역에서 반도체 부품으로부터 출사되는 복사선이 냉백색(cold white) 광이 되도록 선택된다.
예를 들어 제2 변환기 재료는 YAG:Cer와 같은 황색 발광 물질을 포함한다. 제1 변환기 재료는 예를 들어 희토류가 도핑된 알칼리토류 질화규소 및/또는 알칼리토류 알루미늄 질화규소와 같은 적색 발광 물질을 포함한다.
본 경우에, 냉백색 광이라 함은, 특히 적어도 5300 K의 색 온도를 갖는 광인 것으로 이해된다. 본 경우에, 온백색 광이라 함은, 예를 들어 최대 3300 K의 색 온도를 갖는 광인 것으로 이해된다. 반도체 부품에서 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역이 얼마나 많이 구동되는지에 따라, 방출된 전체 백색광의 색 또는 색 온도가 연속적으로 설정될 수 있다.
그러나, 제1 발광 영역의 구역에서 출사되는 복사선이 냉백색 광이고, 제2 발광 영역의 구역에서 출사되는 복사선이 온백색 광이 되도록 제1 변환기 재료 및 제2 변환기 재료가 선택되는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 상기 언급된 가능한 발광 물질은 예를 들어 상기 지정된 바와 정확히 반대되는 방식으로 2개의 변환기 재료 상에 분포된다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 반도체 칩은 작동시 청색 광을 방출한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제1 변환기 재료는 청색 광을 녹색 광으로 변환하도록 선택된다. 즉, 제1 변환기 재료는 녹색 변환기이다. 이 경우, 특히 제1 변환기 재료는 제1 발광 영역 상에 두껍게 도포되어, 제1 발광 영역으로부터 출사되는 복사선은 완전히 녹색 광으로 변환된다. 예를 들어 제1 변환기 재료는 발광 물질로서 BaSrSiO4:Eu와 같은 도핑된 바륨 스트론튬 실리콘 산화물을 포함한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 제2 변환기 재료는 청색 광을 적색 광으로 변환하도록 선택된다. 즉, 제2 변환기 재료는 적색 변환기이다. 제2 변환기 재료로 이루어진 층은 특히 제2 발광 영역에 상에 두껍게 도포되어, 제2 발광 영역으로부터 출사되는 복사선은 완전히 적색 광으로 변환된다. 예를 들어 제2 변환기 재료는 발광 물질로서 희토류가 도핑된 알칼리토류 질화규소 및/또는 알칼리토류 알루미늄 질화규소를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 반도체 부품은 베이어 매트릭스(Bayer-Matrix)를 갖는 복사 영역을 포함한다. 이 경우 특히, 반도체 칩은 제1 변환기 재료에 의해 또는 제2 변환기 재료에 의해서도 5 % 초과까지 덮이지 않는 제3 발광 영역을 포함한다. 이러한 발광 영역의 구역에서, 변환되지 않은 청색 복사선이 반도체 부품으로부터 출사될 수 있다. 복사 영역은 예를 들어 도포된 변환기 재료를 갖는 복사 면에 의해 형성된다.
본 명세서에 설명된 광전자 반도체 부품 및 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 본 명세서에 설명된 방법은 예시적인 실시예에 기초하여 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명된다. 여기서 동일한 참조 부호는 개별 도면에서 동일한 요소를 나타낸다. 그러나, 여기서 축척 기준이 도시되지 않으며, 오히려 보다 나은 이해를 위해 개별 요소가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1a 내지 도 3f는 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법의 예시적인 실시예들의 상이한 위치를 측면도로 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 광전자 반도체 부품의 예시적인 실시예를 복사 면의 평면도로 도시한다.
도 1a 내지 도 1f에는, 광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법의 제1 예시적인 실시예가 도시된다.
도 1a의 상태에서, 반도체 층 시퀀스(14)는 예를 들어 웨이퍼 복합체로 제공된다. 반도체 층 시퀀스(14)는 복수의 발광 영역(11, 12)을 갖는 복사 면(10)을 포함한다. 반도체 층 시퀀스(14)는 예를 들어 정상 작동시 청색 스펙트럼 범위의 광을 생성하는 AlInGaN 기반의 반도체 층 시퀀스이다. 발광 영역(11, 12)은 늦어도 반도체 부품의 제조 완료 후에, 정상 작동시 예를 들어 개별적으로 그리고 서로에 대해 독립적으로 구동될 수 있으므로, 이들은 개별적으로 그리고 서로에 대해 독립적으로 전자기 복사선을 방출할 수 있다.
복사 면(10) 상에는 제1 광 구조화 가능한 광 층(2)이 도포된다. 광 층(2)은 예를 들어 광 구조화 가능한 실리콘으로 이루어진다. 광 구조화 가능한 실리콘은 예를 들어 스핀 코팅 공정에 의해 복사 면(10) 상에 분포된다.
도 1b의 상태에서 제1 광 층(2)은 광 구조화된다. 특히, 제1 발광 영역(11)의 구역에서 제1 광 층(2) 내에 홀(20)이 형성된다. 이것은, 예를 들어 대응하는 마스크를 사용하여 제1 광 층(2)을 노광시키고, 그리고 이어서 나머지 가용성 영역을 제거함으로써 수행된다.
도 1b에는, 제1 광 층(2)에서의 홀(20)이 제1 발광 영역(11)의 대략 측방향 범위를 갖는 것이 도시된다.
도 1c에는, 제1 변환기 재료(31)가 복사 면(10) 상에 도포되는 방법의 상태가 도시된다. 제1 변환기 재료(31)는 특히 홀(20)의 구역에서 제1 발광 영역(11) 상에 도포되고, 그곳에서 개별적인 제1 변환기 요소(5)를 형성한다. 또한, 제1 변환기 재료(31)는 제1 광 층(2)의 그 외 나머지 구역 상에도 또한 도포된다. 제1 변환기 재료(31)의 도포는 예를 들어 분무 공정에 의해 수행된다. 제1 변환기 재료(31)가 도포된 후에, 이들은 경화될 수 있다.
제1 변환기 재료(31)는 예를 들어 YAG:Ce와 같은 황색 발광 물질의 입자를 포함하고, 이들은 예를 들어 실리콘과 같은 매트릭스 재료 내에 매립된다.
도 1d의 상태에서, 제1 변환기 재료(31)는 제1 발광 영역(11)의 외부에 있는 구역, 특히 제1 광 층(2)의 그 외 나머지 구역으로부터 제거된다. 이것은 예를 들어 제1 변환기 재료(31)의 백그라인딩(back grinding)에 의해 또는 리프트 오프 공정에 의해 수행된다.
도 1e의 상태에서, 복사 면(10)으로부터 제1 광 층(2)이 제거된다. 이를 위해, 예를 들어 제1 광 층(2)의 남아 있는 나머지 성분들은 용매에 의해 분리된다.
도 1e에 도시된 바와 같이, 제1 광 층(2)의 분리 후에 제1 변환기 재료(31)로 이루어진 개별 제1 변환기 요소(5)는 남는다. 이 경우, 각각의 제1 변환기 요소(5)는 제1 발광 영역(11)에 고유하게 할당된다.
도 1f의 상태에서, 복사 면(10) 상에 그리고 특히 제1 변환기 요소(5) 상에도 또한 제2 광 층(4)이 도포된다. 제2 광 층(4)은 제1 광 층(2)과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
도 1g에 도시된 본 방법의 상태에서, 제2 광 층(4)은 다시 광 구조화된다. 이러한 경우, 제1 발광 영역(11)과는 상이한 제2 발광 영역(12)의 구역에서 홀(40)이 형성된다. 홀(40)의 측방향 범위는 다시, 제2 발광 영역(12)의 측방향 범위에 실질적으로 대응한다. 제2 광 층(4)은 제1 변환기 요소(5) 상에만 유지된다.
도 1h에 도시된 상태에서, 복사 면(10) 상에 제2 변환기 재료(32)가 도포된다. 제2 변환기 재료(32)는 홀(40)을 충전하고, 제2 발광 영역(12)의 구역에서 제2 변환기 요소(6)를 형성한다. 제2 변환기 재료(32)는 예를 들어 희토류로 도핑된 알칼리토류 실리콘 질화물 및/또는 알칼리토류 알루미늄 실리콘 질화물과 같은 적색 발광 물질의 입자를 포함하며, 이들은 예를 들어 실리콘으로 이루어진 매트릭스 재료 내에 매립되어 있다. 제2 변환기 재료(32)의 도포 후에, 이들은 경화될 수 있다.
도 1i에 도시된 본 방법의 상태에서, 광 구조화 후에 남아 있는 나머지 제2 광 층(4)의 잔존물 및 그 위에 위치한 제2 변환기 재료(32)의 부분이 복사 면(10)으로부터 제거된다. 나머지의 것은 복사 면(10) 상에 제1 변환기 요소(5)와 제2 변환기 요소(6)를 포함하는 반도체 칩(1)을 구비한 광전자 반도체 부품(100)이다. 반도체 칩(1)은 예를 들어 반도체 층 시퀀스(14)로부터의 개별화를 통해 형성된다. 제2 변환기 요소(6)는 제2 발광 영역(12)에 각각 고유하게 할당된다. 측방향으로, 반도체 칩(1)의 주 연장 방향에 평행하게, 제1 변환기 요소(5)는 제2 변환기 요소(6)에 바로 인접해 있다.
광전자 반도체 부품을 제조하기 위한 방법의 제2 예시적인 실시예가 도 2a 내지 도 2f에 도시된다.
도 2a의 상태에서, 제1 예시적인 실시예의 반도체 층 시퀀스와 같이 구성된 반도체 층 시퀀스(14) 상에 제2 변환기 재료(32)가 단일의 연속되는 층의 형태로 도포된다. 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 층은 다수의 제1 발광 영역(11) 및 제2 발광 영역(12)을 덮는다. 제2 변환기 재료(32)의 재료 조성은 예를 들어 제1 예시적인 실시예에서와 같이 선택된다.
도 2b의 상태에서, 광 구조화 가능한 제1 광 층(2)이 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 층 상에 도포된다. 제1 광 층(2)은 마찬가지로 다수의 제1 발광 영역(11) 및 제2 발광 영역(12)을 덮는다. 제1 광 층(2)의 재료는 예를 들어 제1 예시적인 실시예에서와 같이 선택된다.
도 2c에는 제1 광 층(2)이 광 구조화된 본 방법의 상태가 도시된다. 제1 발광 영역(11)의 구역에서 제1 광 층(2) 내에 홀(20)이 형성된다.
도 2d의 상태에서, 홀(20) 내에 그리고 제1 광 층(2)의 잔존물 상에, 제1 예시적인 실시예에서와 같이 다시 선택되는 제1 변환기 재료(31)가 도포된다. 제1 변환기 재료(31)는 제1 발광 영역(11)의 구역에서 홀(20)을 완전히 충전하고, 그곳에서 제1 변환기 요소(5)를 형성한다.
도 2e의 상태에서, 예를 들어 제1 광 층(2)의 구역에서 제1 변환기 재료(31)는 예를 들어 그라인딩 공정을 통해 제거된다.
도 2f에는 제2 발광 영역(12)의 구역에서 제1 광 층(2)의 잔존물이 또한 제거된 후의 상태가 도시된다. 개별화 공정 후에도 여전히 남아 있는 나머지의 것은 광전자 반도체 부품(100)이고, 그 복사 면(10)은 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 단일의 연속되는 층에 의해 덮인다. 제1 발광 영역(11)의 구역에서, 제1 변환기 요소(5)는 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 층 상에 추가적으로 도포된다.
반도체 부품(100)의 정상 작동시, 반도체 칩(1)은 청색 스펙트럼 범위의 광을 방출한다. 이러한 광은 복사 면(10)으로부터 출사된 후, 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 층을 통해 부분적으로 변환되어, 전체적으로 냉백색 광이 제1 변환기 재료(32)로 이루어진 층에서 나오게 된다. 제1 발광 영역(11)의 구역에서, 이러한 냉백색 광은 제1 변환기 요소(5)에 의해 부분적으로 더 변환되어, 제1 발광 영역(11)의 구역에서 온백색 광이 반도체 부품(100)으로부터 출사된다.
발광 영역(11, 12)은 바람직하게는 개별적으로 그리고 서로에 대해 독립적으로 구동될 수 있기 때문에, 구동되는 제1 발광 영역(11) 및 제2 발광 영역(12)을 선택함으로써, 방출된 광의 색 온도가 연속적으로 설정될 수 있다.
도 3a 내지 도 3f에는 반도체 부품을 제조하기 위한 본 방법의 제3 예시적인 실시예가 도시된다.
도 3a 내지 도 3e에 도시된 상태는 도 1a 내지 도 1e에 도시된 상태에 대응한다.
도 3f에 도시된 상태에서, 제1 변환기 요소(5) 및 노출된 제2 발광 영역(12) 상에 제2 변환기 재료(32)가 바로 도포된다. 제2 발광 영역(12)의 구역에서, 제2 변환기 재료(32)는 복사 면(10) 바로 위에 배치된다. 제1 발광 영역(11)의 구역에서, 제2 변환기 재료(32)는 제1 변환기 요소(5)를 덮고, 제1 변환기 요소(5)와 직접 접촉한다.
도 3f에는 완성된 광전자 반도체 부품(100)의 예시적인 실시예가 도시된다. 제2 발광 영역(12)은 제2 변환기 재료(32)에 의해서만 덮이는 반면, 제1 발광 영역(11)은 제1 변환기 요소(5) 및 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 각각 하나의 층에 의해 덮인다. 따라서, 제2 발광 영역(12)의 구역에서 반도체 부품(100)으로부터 출사되는 광은 제1 발광 영역(11)의 구역에서 반도체 부품(100)으로부터 출사되는 광과는 상이한 색 온도를 포함한다.
도 4a 내지 도 4c에는 광전자 반도체 부품(100)의 상이한 예시적인 실시예들이 복사 면(10)의 평면도로 도시된다.
도 4a에서, 전체 복사 면(10)은 측방향으로, 복사 면(10)에 대해 평행하게 서로에 대해 바로 인접해 있는 제1 변환기 요소(5) 및 제2 변환기 요소(6)에 의해 덮인다. 변환기 요소(5, 6)는 각각 할당된 발광 영역(11, 12)과 같이 정사각형 기본 형상을 포함하고, 바둑판 패턴으로 분포되고 배치된다. 제1 변환기 요소(5)는 예를 들어 황색 발광 물질을 포함하고, 제2 변환기 요소(6)는 예를 들어 적색 발광 물질을 포함한다. 제1 변환기 요소(5)의 구역에서는, 반도체 부품(100)으로부터 예를 들어 냉백색 광이 출사되고, 제2 변환기 요소(6)의 구역에서는, 반도체 부품(100)으로부터 예를 들어 온백색 광이 출사된다.
도 4b의 예시적인 실시예에서, 복사 면(10)은 변환기 요소(5, 6)에 의해 완전히 덮이지 않는다. 오히려, 복사 면(10)의 제3 발광 영역(13)이 변환기 요소(5, 6)가 없는 상태로 남겨진다. 이 경우, 제3 발광 영역(13)을 통해, 변환되지 않은 청색 복사선이 반도체 부품(100)으로부터 출사된다. 본 경우에, 변환기 요소(5, 6)는 예를 들어 복사 면(10)으로부터 출사되는 청색 복사선의 완전한 변환을 위해 구성된다. 예를 들어 제1 변환기 요소(5)는 청색 광을 녹색 광으로 변환한다. 제2 변환기 요소(6)는 청색 광을 예를 들어 적색 광으로 변환한다. 전체적으로, 노출된 제3 발광 영역(13), 제1 변환기 요소(5) 및 제2 변환기 요소(6)는 베이어 매트릭스가 형성되도록 분포된다. 반도체 부품(100)은 예를 들어 RGB-LED이다.
도 4c의 예시적인 실시예에서, 복사 면(10)은 다시 제1 발광 영역(11), 제2 발광 영역(12) 및 제3 발광 영역(13)을 포함하고, 여기서 제1 및 제2 발광 영역(11, 12)은 제1 변환기 요소(5) 및 제2 변환기 요소(6)에 의해 덮이며, 이들은 예를 들어 도 4b의 변환기 요소와 같이 구성된다.
도 4c에서, 제1 발광 영역(11), 제2 발광 영역(12) 및 제3 발광 영역(13)은 각각 스트립 형상으로 배치되어, LCD 디스플레이에서와 같은 RGB 스트립 픽셀 배치가 구현된다.
본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2017 119 872.5호의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 발명은 예시적인 실시예들에 기초하는 상세한 설명에 의해 제한되지는 않는다. 오히려, 본 발명의 특징 또는 조합 자체가 청구항 또는 예시적인 실시예에서 명시적으로 언급되지 않더라도, 본 발명은 각각의 새로운 특징, 및 특히 청구항에서의 특징들의 각각의 조합을 포함하는 각각의 특징들의 조합을 포함한다.
1 반도체 칩
2 광 구조화 가능한 제1 광 층
4 광 구조화 가능한 제2 광 층
5 제1 변환기 요소
6 제2 변환기 요소
10 복사 면
11 제1 발광 영역
12 제2 발광 영역
13 제3 발광 영역
14 반도체 층 시퀀스
20 제1 광 층(2) 내의 홀
31 제1 변환기 재료
32 제2 변환기 재료
40 제2 광 층(4) 내의 홀
100 광전자 반도체 부품

Claims (18)

  1. 광전자 반도체 부품(100)을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    A) 반도체 층 시퀀스(14)를 제공하는 단계 - 상기 반도체 층 시퀀스(14)는 복수의 발광 영역(11, 12)을 갖는 복사 면(10)을 포함함 -;
    B) 상기 복사 면(10) 상에 광 구조화(photostructured) 가능한 제1 광 층(photo layer)(2)을 도포하는 단계;
    C) 상기 제1 광 층(2)을 광 구조화하는 단계 - 제1 발광 영역(11)의 구역에서 상기 제1 광 층(2) 내에 홀(20)이 형성됨 -;
    D) 상기 광 구조화된 제1 광 층(2) 상에 제1 변환기 재료(31)를 도포하는 단계 - 상기 제1 변환기 재료(31)는 상기 홀(20)을 부분적으로 또는 완전히 충전하고, 이 경우 상기 홀(20)에는 해당 제1 발광 영역(11)을 덮는 제1 변환기 요소(5)가 형성됨 -;
    E) 상기 제1 광 층(2)을 제거하는 단계;
    F) 적어도, 상기 제1 발광 영역(11)과는 상이한 제2 발광 영역(12)의 구역에서 상기 복사 면(10) 상에 제2 변환기 재료(32)를 도포하는 단계
    를 포함하고,
    - 상기 단계 A) 내지 F) 후에, 상기 제1 변환기 요소(5)는 상기 제2 변환기 재료(32)와 직접 접촉하고,
    - 상기 단계 E) 및 F) 후에, 상기 반도체 층 시퀀스(14)는 복수의 픽셀화된 반도체 칩(1)으로 개별화되고, 각각의 반도체 칩(1)은 상기 반도체 층 시퀀스(14)의 일부, 활성 층, 및 상기 제1 및 제2 발광 영역(11, 12)을 포함하는 상기 복사 면(10)의 일부를 포함하고,
    - 반도체 칩의 상기 활성 층은 연속적으로 형성되고,
    - 상기 단계 F)는 상기 단계 A) 내지 E) 후에 수행되고,
    - 상기 제2 변환기 재료(32)는 복수의 발광 영역(11, 12) 상에 도포되고, 이 경우 이미 상기 제1 변환기 요소(5)로 덮여 있는 상기 제1 발광 영역(11)도 또한 덮이는 것인, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광 층(2)은 광 구조화 가능한 실리콘을 포함하거나 또는 이것으로 이루어지는 것인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단계 E) 전에 또는 상기 단계 E)에서, 상기 홀(20)의 측방향 옆에 있는 영역으로부터 상기 제1 변환기 재료(31)가 제거되는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역(11)의 구역에서, 상기 제2 변환기 재료(32)는 상기 제1 변환기 요소(5) 상에 직접 도포되는 것인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 F)에서,
    - 먼저, 광 구조화 가능한 제2 광 층(4)이 상기 복사 면(10) 상에 도포되고,
    - 이어서, 상기 제2 발광 영역(12)의 구역에 홀(40)이 형성되도록, 상기 제2 광 층(4)이 광 구조화되고,
    - 이어서, 상기 제2 변환기 재료(32)가 상기 광 구조화된 제2 광 층(4) 상에 도포되고, 상기 제2 변환기 재료(32)는 상기 홀(40)을 부분적으로 또는 완전히 충전하고, 이 경우 상기 홀(40)에는 해당 제2 발광 영역(12)을 덮는 제2 변환기 요소(6)가 형성되며,
    - 상기 제2 변환기 요소(6)는 상기 제1 변환기 요소(5)에 바로 인접한 것인, 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단계 F)는 상기 단계 B) 내지 E) 전에 수행되는 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 변환기 재료(32)는 상기 제1 발광 영역(11) 및 상기 제2 발광 영역(12)을 덮는 단일의 연속되는 층으로서 도포되는 것인, 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 상기 복사 면(10)은 제3 발광 영역(13)을 포함하고,
    - 상기 제3 발광 영역(13)은 상기 제1 변환기 재료(31) 및 상기 제2 변환기 재료(32)가 없는 상태로 유지되는 것인, 방법.
  9. 광전자 반도체 부품(100)에 있어서,
    - 픽셀화된 반도체 칩(1)을 포함하고,
    - 상기 반도체 칩(1)은 복수의 발광 영역(11, 12)을 갖는 복사 면(10)을 포함하고,
    - 제1 발광 영역(11)은 제1 변환기 재료(31)로 이루어진 제1 변환기 요소(5)에 의해 덮이고,
    - 상기 제1 발광 영역(11)에는 이 경우 각각 제1 변환기 요소(5)가 고유하게 할당되고,
    - 상기 제1 변환기 재료(31)와는 상이한 제2 변환기 재료(32)가, 상기 제1 발광 영역(11)과는 상이한 제2 발광 영역(12)을 덮고,
    - 상기 제2 변환기 재료(32)는 상기 제1 변환기 요소(5)에 바로 인접하고,
    - 상기 제1 변환기 재료(31) 및 상기 제2 변환기 재료(32)는 발광 물질 입자가 내부에 분포되어 있는 매트릭스 재료를 각각 포함하고,
    - 상기 제2 변환기 재료(32)는 상기 제1 변환기 요소(5) 상에 추가적으로 도포되어, 상기 제1 변환기 요소(5)는 상기 반도체 칩(1)과 상기 제2 변환기 재료(32) 사이에 배치되는 것인, 반도체 부품(100).
  10. 제9항에 있어서,
    - 상기 제2 변환기 재료(32)는 복수의 제1 발광 영역(11) 및 제2 발광 영역(12)에 걸쳐 단일의 연속되는 층으로서 배치되고,
    - 상기 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 층은 상기 제1 발광 영역(11)의 구역에서 상기 반도체 칩(1)과 상기 제1 변환기 요소(5) 사이에 배치되는 것인, 반도체 부품(100).
  11. 제9항에 있어서,
    - 상기 제2 발광 영역(12)은 상기 제2 변환기 재료(32)로 이루어진 제2 변환기 요소(6)에 의해 덮이고,
    - 상기 제2 발광 영역(12)에는 이 경우 각각 제2 변환기 요소(6)가 고유하게 할당되는 것인, 반도체 부품(100).
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    - 상기 반도체 칩(1)은 정상 작동시 제1 파장 범위의 복사선을 방출하고,
    - 상기 제1 변환기 재료(31) 및 상기 제2 변환기 재료(32)는, 상기 제1 발광 영역(11)의 구역에서 상기 반도체 부품(100)으로부터 출사되는 복사선은 온백색(warm white) 광이고 상기 제2 발광 영역(12)의 구역에서 상기 반도체 부품(100)으로부터 출사되는 복사선은 냉백색(cold white) 광이 되도록 선택되는 것인, 반도체 부품(100).
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    - 상기 반도체 칩(1)은 정상 작동시 청색 광을 생성하고,
    - 상기 제1 변환기 재료(31)는 청색 광을 녹색 광으로 변환하도록 선택되고,
    - 상기 제2 변환기 재료(32)는 청색 광을 적색 광으로 변환하도록 선택되는 것인, 반도체 부품(100).
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 반도체 부품(100)은 베이어 매트릭스(Bayer-Matrix)를 갖는 복사 영역을 포함하는 것인, 반도체 부품(100).
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