WO2014090605A1 - Anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung - Google Patents

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WO2014090605A1
WO2014090605A1 PCT/EP2013/075122 EP2013075122W WO2014090605A1 WO 2014090605 A1 WO2014090605 A1 WO 2014090605A1 EP 2013075122 W EP2013075122 W EP 2013075122W WO 2014090605 A1 WO2014090605 A1 WO 2014090605A1
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display device
layer
semiconductor layer
pixels
circuit
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PCT/EP2013/075122
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French (fr)
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Alexander F. PFEUFFER
Norwin Von Malm
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/385—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending at least partially onto a side surface of the semiconductor body
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present application relates to a display device and a method for producing a display device.
  • Display device can be as large as the maximum
  • Luminosity of a single pixel Luminosity of a single pixel.
  • the drive elements for the drive and the radiation-emitting LED structures are manufactured on separate carriers and connected to one another by an adjusted bonding process.
  • An object is to provide a display device which is characterized by a high luminosity and at the same time can be produced in a simple manner. Furthermore, a method is to be specified, with which a display device can be made simple and permissible. This task is among others by a
  • the display device has a layer stack. Under a stack of layers is arranged an arrangement of superimposed, in particular on each other,
  • Layers understood.
  • the individual layers may be structured in the lateral direction or unstructured.
  • a direction is understood that runs parallel to a main extension plane of the layer stack.
  • the structuring of one of the layers of the layer stack may take place between the deposition of a first layer and the deposition of a second layer of the layer stack.
  • Different deposition processes can also be used for the deposition of the individual layers.
  • connection layer does not form a layer stack in the sense of the present application.
  • the display device in particular the layer stack, has a semiconductor layer sequence with an active region provided for generating radiation.
  • the active one is provided for generating radiation.
  • the semiconductor layer sequence in particular the active region, preferably contains a III-V compound semiconductor material.
  • I I I-V compound semiconductor materials are for generating radiation in the
  • Alx In y Gai-xy N in particular for blue to green radiation
  • Alx In y Gai- x - y P in particular for yellow to red
  • the semiconductor layer sequence forms a plurality of
  • Pixels of the display device are arranged side by side in the lateral direction, for example in the form of a matrix.
  • the semiconductor layer sequence has a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, wherein the active region between the first
  • the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are expediently different from each other in terms of their conductivity type.
  • the active region is designed, for example, as a pn junction or as a quantum structure.
  • quantum structure includes in particular any structure in which charge carriers can undergo quantization of their energy states by confinement.
  • quantum structure does not include information about the dimensionality of the quantization. It thus includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
  • the display device in particular the layer stack, has a circuit layer.
  • a switch is formed for each pixel.
  • the switch is electrically connected to the respective pixel.
  • the switches are each with the first
  • the first semiconductor layer is disposed between the active region and the circuit layer.
  • the circuit layer is expediently on the
  • an insulating layer is arranged in particular at least in regions.
  • the insulation layer can in particular be connected to the semiconductor layer sequence and to the circuit layer
  • the display device has a layer stack which has a semiconductor layer sequence with an active region provided for generating radiation and a layer
  • Circuit layer has.
  • the semiconductor layer sequence forms a plurality of pixels and in the
  • Circuit layer is formed for each pixel, a switch which is electrically connected to the respective pixel.
  • the provided for generating radiation active area and the circuit layer in which the switches are designed to control the pixels are therefore integrated into a common stack of layers.
  • Display device can be dispensed with a bonding process in which the prefabricated active areas and in particular separately prefabricated switches are connected to each other.
  • Display device is thereby simplified. Furthermore, the reliability of production is increased.
  • the pixels may have an edge length of between 2 pm and 300 pm inclusive, preferably between 2 pm and 50 pm inclusive, more preferably between and including 2 pm and
  • the display device is free of a material connection between the semiconductor layer sequence and the circuit layer.
  • a cohesive connection the particular prefabricated connection partners are held together by means of atomic or molecular forces. Forming a cohesive connection can
  • connection layer such as a solder layer or an adhesive layer.
  • a bonding layer such as a solder layer or an adhesive layer.
  • the separation of a material connection is accompanied by the destruction of the connection layer and / or at least one of the connection partners.
  • Individual layers that are deposited on each other are not different to be regarded as elements that have a cohesive nature
  • the circuit layer comprises a polycrystalline
  • Circuit layer contain polycrystalline silicon or consist of such a material.
  • the circuit layer may further comprise one or more doped regions
  • polycrystalline or monocrystalline semiconductor material have a greatly increased charge carrier mobility.
  • carrier mobility can be achieved that is one-half the value of monocrystalline material or more.
  • Monocrystalline silicon typically has a carrier mobility of 400 to 500 cm 2 / Vs.
  • Simplified switches can be formed in the circuit layer that are capable of carrying out the same for
  • Radiation generation in the pixels of the display device required currents to switch.
  • the circuit layer may be a high amorphous semiconductor material
  • Charge carrier mobility that is with a
  • Carrier mobility of at least 100 cm ⁇ / Vs for at least one charge carrier type have.
  • This material stands out by a high electron mobility and further by low leakage currents.
  • the semiconductor layer sequence and the circuit layer in the lateral direction each have a periodically recurring structure with a unit cell, wherein in the lateral direction an extension of the unit cell of the
  • Circuit layer is less than or equal to an extension of the unit cell of the semiconductor layer sequence.
  • Center distance between two adjacent pixels is thus not determined by the lateral extent of the drive circuit for the respective pixels, but only by the lateral extent of the pixels themselves and optionally their distance from each other.
  • the pixels cover the image in plan view
  • the layer stack has a mirror layer.
  • the mirror layer is especially for the
  • Circuit layer radiated radiation may be at the
  • Mirror layer are reflected and subsequently through the Radiation passage area emerge.
  • the mirror layer is a metallic mirror layer
  • the mirror layer further preferably additionally serves for the injection of charge carriers into the
  • the mirror layer can be any material.
  • TCO Trigger-Coupled Device
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • the semiconductor layer sequence is attached to a carrier.
  • the circuit layer is arranged between the semiconductor layer sequence and the carrier.
  • the carrier is thus arranged on the side of the circuit layer facing away from the semiconductor layer sequence.
  • the carrier itself may be free of electronic elements for the drive circuit. However, in the carrier or on the carrier can
  • Wiring elements arranged or formed, for example, conductor tracks or electrically conductive
  • the carrier is designed as an electrically insulating carrier.
  • the display device in particular the layer stack, has a first connection layer that is in line with the first
  • the semiconductor layer is electrically connected.
  • the first connection layer is in particular outside the
  • the display device in particular the layer stack, has a second connection layer which is connected to the second
  • the semiconductor layer is electrically connected.
  • the second connection layer is in particular outside the
  • Connection layer can be arranged at least partially between the semiconductor layer sequence and the circuit layer.
  • the active area extends continuously over at least two adjacent pixels, in particular over all
  • Pixels A structuring of the semiconductor layer sequence for the separation of the active regions for the formation of the pixels is therefore not necessary.
  • the active region is subdivided into individual segments, which in particular each form a pixel.
  • the active area is thus severed, for example by trenches, each between adjacent active areas are formed.
  • the trenches can extend completely or only partially through the semiconductor layer sequence in the vertical direction.
  • the segments are electrically contacted along a circumference, in particular along the entire circumference, of the segments.
  • the second semiconductor layer of the segments is electrically contacted along the circumference.
  • a connection layer for the electrical contacting of the second semiconductor layer, for example the second connection layer is led over a side surface of the segment.
  • Connection layer extends in the lateral direction, in particular partially between the active regions of two
  • Terminal layer the active region in the lateral direction at least partially.
  • the semiconductor layer sequence has at least one recess which extends from the circuit layer through the active region.
  • the at least one recess may extend through the first semiconductor layer and the active region and terminate in the second semiconductor layer.
  • charge carriers of both types of conduction ie electrons and holes, can be produced from the rear side of the semiconductor layer sequence
  • each pixel has at least one recess which extends from the circuit layer through the active region.
  • each pixel has exactly one recess, which in supervision of the
  • Display device overlaps with the center of gravity of the pixel. Especially with comparatively large
  • pixels can also have more than one recess each pixel.
  • the pixels on one side of the active region are connected to a common contact, such as a ground contact,
  • the other side of the active area is connected to the switch.
  • the pixels on one side of the active region are connected to a common connection layer.
  • all first semiconductor layers of the pixels or all second semiconductor layers of the pixels are with a
  • Connection layer electrically connected.
  • either the first connection layer or the second connection layer is the common connection layer.
  • the common connection layer extends over the entire area of the radiation exit surface of the display device
  • the second connection layer is expediently permeable to the radiation generated in the active region.
  • the second connection layer contains a TCO material.
  • the first semiconductor layer covers a side surface of the second semiconductor layer at least in regions. The total useful for generating radiation surface is thus increased.
  • the structured deposition of the first semiconductor layer on the second semiconductor layer can take place in such a way that the first semiconductor layer also covers the side surfaces of the second semiconductor layer at least in regions. Deviating from this, however, the first semiconductor layer can also be deposited on the second semiconductor layer such that the first semiconductor layer only on the second
  • the display device is designed as a surface-mounted component (smd).
  • At least partially a radiation conversion element is arranged downstream of the pixels in the emission direction.
  • Radiation conversion element can be arranged directly on the associated pixel or spaced from the pixel.
  • the radiation conversion element is
  • Display device be provided to emit radiation in the red, green and blue spectral range.
  • a pro tion device according to at least one
  • the optical element may for example comprise one or more lenses.
  • Pro edictionsvoroplasty can also more than one
  • Display device for example, three
  • the emitted radiation can be superimposed in this case by means of the optical element to form a common image.
  • a layer stack is provided with a layer stack according to at least one embodiment Semiconductor layer sequence, the one for the production of
  • Has radiation provided active area and which forms the pixels, and with a circuit layer in which a switch is formed for each pixel,
  • Semiconductor layer sequence are deposited on each other.
  • connection of the pixels of the semiconductor layer sequence with a respective associated switch for driving the pixel thus takes place in particular via deposition processes and structuring processes.
  • an amorphous layer is formed to form the circuit layer
  • Recrystallization can, for example, by means of a
  • Recrystallization can take place over the entire surface or only in certain areas. The recrystallization can also be done in one
  • the deposition of the amorphous semiconductor material takes place for example via a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, for example by means of a PECVD method.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the circuit layer is formed on the semiconductor layer sequence
  • the semiconductor layer sequence in the lateral direction unstructured or already formed in pixels structured. Furthermore, at least one recess can be formed in the semiconductor layer sequence, which extends through the active region from the side on which the circuit layer is deposited. Furthermore, further layers may already be deposited on the semiconductor layer sequence, for example a mirror layer and / or one or more insulation layers and / or one or more
  • the semiconductor layer sequence is deposited in a structured manner in such a way that the pixels are formed during the deposition.
  • a subsequent structuring method for the formation of individual segments can therefore be dispensed with.
  • the structured deposition can take place such that the first semiconductor layer at least partially a
  • a masking layer in particular through openings in a masking layer.
  • the masking layer is suitable
  • the growth takes place in particular in such a way that the active area in each case has a larger cross-section than the associated opening of the masking layer.
  • the deposition of the subsequent first semiconductor layer can take place such that the finished first
  • Semiconductor layer is formed contiguous.
  • the semiconductor layer sequence can be deposited over the entire surface.
  • the semiconductor layer sequence may be the active region
  • Wafer composite are formed, in particular the
  • Circuit layer are electrically connected.
  • the method described is for producing a
  • the display device described above is particularly suitable. In the context of the display device mentioned features can therefore be used for the process and vice versa.
  • Figures 1A to IC a first embodiment of a
  • Circuit layer (Figure IC); Figures 1D and IE are each an embodiment of a Pro edictionsvortechnische with a
  • Figures 5A and 5B show a fifth embodiment of a
  • FIGS. 6A to 6C show a sixth exemplary embodiment of FIG
  • FIGS. 8A to 8E show an exemplary embodiment of a
  • the display device 1 according to the figures 1A to IC
  • the layer stack 2 comprises a semiconductor layer sequence 20.
  • the semiconductor layer sequence comprises an active region
  • the semiconductor layers may also be inverted with regard to their polarity.
  • Semiconductor layer sequence 20, in particular the active region 200, is based on an I I I-V semiconductor material and is provided for generating radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range. In the vertical direction extends the
  • Semiconductor layer sequence 20 extending direction is the active region 200 in a plurality of segments 30th divided, each forming a pixel.
  • Display device has a plurality of pixels, which are arranged in a matrix of a plurality of columns and a plurality of rows. Between adjacent segments 30, a trench 22 is formed in each case, which in the vertical direction completely through the
  • Semiconductor layer sequence 20 extends therethrough.
  • Insulation layer serves as a passivation layer and in particular protects the active region 200 exposed at the side surfaces.
  • the layer stack 2 further comprises a circuit layer 25.
  • the circuit layer 25 is a
  • the Drive circuit 40 is formed.
  • the drive circuit 40 has a switch 4 for each pixel.
  • the pixels 3 can each be controlled via the switches, so that all pixels of the
  • Display device 1 can be controlled independently and operated simultaneously.
  • the circuit layer 25 preferably includes a
  • polycrystalline semiconductor material for example
  • the switches can be designed in particular as thin-film transistors, for example as MOSFETs.
  • the layer stack 2 further comprises a first
  • the first terminal layer is provided for electrical contacting of the first semiconductor layer 201. In the one shown in Figure 1A
  • the first connection layer extends 231 connected over all pixels 3 of the
  • the first connection layer 231 is further as a
  • Display device generated in the active region 200 and radiated toward the circuit layer 25 radiation can be reflected at the mirror layer and in the direction of
  • Radiation exit surface are deflected. The risk of radiation absorption in the circuit layer is thus avoided.
  • the layer stack 2 further comprises a second one
  • the second connection layer 232 is provided for the electrical contacting of the second semiconductor layers 202 of the pixels 3.
  • the switches 4 are each connected via the second connection layer 232 to the second semiconductor layer 202 of the associated one
  • a recess 21 is formed in each pixel 3, which extends from the back side 272 through the first semiconductor layer 201 and the active region 200 into the second semiconductor layer 202 inside.
  • the second connection layer 232 is connected in each case to the second semiconductor layer 202 in the recesses 21.
  • a first insulation layer 241 is formed between the second connection layer 232 and the active region 200 and between the second connection layer and the first semiconductor layer 201.
  • the first insulating layer 241 is still disposed between the first terminal layer 231 and the second terminal layer 232.
  • the lateral structure of the semiconductor layer sequence 20 and the circuit layer 25 each have a unit cell 209 and 259, respectively. In the lateral direction, the structure of the unit cells repeats periodically.
  • the lateral extent of unit cell 209 is illustrated by lines 210.
  • the lateral extent of the unit cell 259 of the circuit layer 25 is equal to the unit cell 209 of the semiconductor layer sequence 20. The distance of adjacent pixels 3 is thus determined only over the lateral extent of the pixels 3 and not over the space required for the drive circuit per pixel. 3
  • each pixel 3 completely covers the respectively associated switch 4 in a plan view of the display device.
  • the radiation exit surface 271 is furthermore free of electrical contacts. The risk of shading by radiopaque layers, such as metallic contact layers is avoided.
  • the layer stack 2 is fastened to a carrier 5 by means of a connecting layer 6, for example an adhesive layer, in a materially bonded manner.
  • the carrier is preferably electrically insulating
  • the support may contain or be made of a ceramic, such as an aluminum-containing ceramic such as aluminum nitride or Al 2 O 3, or boron nitride
  • silicon or germanium may find application for the carrier.
  • openings 50 are formed.
  • the carrier 5 On a rear side facing away from the layer stack 2, the carrier 5 has a first contact 71, a second contact 72 and further contacts 73 for the external electrical contacting of the display device.
  • the second contact 72 may
  • the first connection layer 231 is electrically conductively connected via a feed line 75 to the second contact 72.
  • the operating voltage for the pixels can be supplied via the first contact.
  • the display device is free of a growth substrate for the epitaxial deposition of the semiconductor layer sequence 20.
  • the growth substrate can therefore be independent of its optical properties are selected.
  • the growth substrate may also be at least partially, for example in thinned form, in the finished display device
  • the display device 1 is surface mountable
  • FIG. 1B shows a circuit diagram showing the
  • a horizontal line 28 illustrates the separation between the
  • Embodiment variant is in the in Figure 1B
  • Semiconductor layer 202 of the pixels is electrically conductively connected via the second connection layer 232 to the common second contact 72.
  • connection to the common contact can take place via a continuous configuration of the second connection layer 232 or, as indicated in FIG. 1B, by means of the drive circuit 40.
  • Control signals can be supplied via the further contacts 73, which signals the respective switches 4 of the pixels 3 Taxes.
  • the contacts 73 may serve as input for optical image data supplied to the switches 4 via a shift register (not shown) included in the circuit layer 25, for example.
  • the number of contacts 73 may be much smaller than the number of contacts
  • Pixels in particular smaller than the sum formed by the number of rows and the number of columns of
  • a section of the circuit layer 25 is shown schematically in FIG. Recesses 250, which extend completely through the circuit layer 25 in the vertical direction, are provided in the circuit layer 25.
  • the recesses 250 are provided for producing an electrically conductive connection with the pixels, in FIG. 1C by way of example for producing an electrically conductive connection with the second
  • Terminal layer 232 Terminal layer 232.
  • a third insulation layer 243 is formed between the semiconductor layer sequence 20 and the circuit layer 25, in particular between the second connection layer 232 and the circuit layer 25.
  • a fourth insulation layer 244 is formed on the side of the circuit layer 25 facing away from the semiconductor layer sequence 20.
  • a gate electrode 41 of the switch 4 is formed on the side of the fourth insulating layer 244 facing away from the circuit layer 25, a gate electrode 41 of the switch 4 is formed.
  • the switch also has further electrodes 42.
  • Electrode 42 such as a source electrode or a drain electrode, of the switch 4 is electrically conductively connected to the second connection layer 232 via a supply layer 43.
  • the lead layer extends in the vertical direction through the circuit layer 25 and the third Insulation layer 243 therethrough.
  • the further electrodes 42 each adjoin a doped region 252 of FIG.
  • Circuit layer 25 at. In supervision on the
  • the gate electrode between the doped regions 252 is arranged.
  • the drive circuit 40 may have further components, such as capacitors, such as for the formation of a sample-and-hold circuit, driver chips, circuit elements and / or
  • Shift register In particular, some of these elements may not be associated with a single pixel alone but with multiple or all pixels.
  • Insulating layer 241, second insulating layer 242, third insulating layer 243, and fourth insulating layer 244 are, for example, an oxide, such as silicon oxide, a nitride, such as silicon nitride, or an oxynitride, such as silicon oxynitride.
  • an oxide such as silicon oxide
  • a nitride such as silicon nitride
  • an oxynitride such as silicon oxynitride.
  • Insulation layers for example, a CVD is suitable
  • the first connection layer 231 and the second connection layer 231 are referred to as vapor deposition or an ALD (atomic layer deposition) method, or a PVD (physical vapor deposition) method, such as sputtering.
  • ALD atomic layer deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • Terminal layer 232 may include a metal and / or a TCO material.
  • the first connection layer 231 is preferably as a mirror layer 26 for those in the active region Formed 200 generated radiation.
  • the mirror layer contains silver, aluminum, rhodium, palladium, nickel or chromium. These materials are characterized by a high reflectivity in the visible spectral range and in the ultraviolet spectral range. For the infrared
  • Spectral range is for example a
  • the pixels 3 each radiation conversion elements 8a, 8b, 8c in
  • the semiconductor layer sequence 20, in particular the active region 200, may in operation be primary radiation in the ultraviolet
  • the primary radiation may be in the blue spectral range.
  • the radiation conversion element 8a can be dispensed with in this case.
  • such radiation conversion elements can also be used in the exemplary embodiments described below. For ease of illustration, these are not shown in the other figures.
  • FIGS. 1D and IE each show an exemplary embodiment of a projection device 10. Details of
  • Display device 1 which may be embodied as described in connection with FIGS. 1A to 1C and with the following figures, are not shown for the sake of simplicity.
  • the projection device 10 each comprises an optical element 9 in the beam path of
  • Display device 10 10.
  • the pixels of the display device each have
  • Display device is in this case three times as large as the number of optically representable pixels, so that during operation of the Pro etechnischsvortechnisch a full-color image is created.
  • the projection device 10 comprises three display devices 1, which are each provided for the generation of radiation in a wavelength range.
  • the number of pixels of the display devices is in each case equal to the number of optically representable
  • the second embodiment shown in Figure 2 substantially corresponds to the first embodiment described in connection with Figure 1.
  • the display device 1 is designed as a component which is electrically contactable not externally but externally on the front side.
  • the first contact 71, the second contact 72 and the other contacts 73 are therefore on the same side of the
  • the third exemplary embodiment illustrated in FIG. 3 differs from the first exemplary embodiment described in connection with FIGS. 1A to 1C in that no adjacent image pixels 3 are present
  • the semiconductor layer sequence 20 therefore extends continuously over the pixels. On a structuring step for the formation of individual
  • Segments of the active area 200 may be omitted.
  • Such a continuous semiconductor layer is particularly suitable if the transverse conductivity of the first or second semiconductor layer connected to the switch 4 is so small that the lateral extent of the region in which radiation is emitted in a charge carrier ion is essentially due to the expansion of the associated semiconductor layer
  • Terminal layer is determined.
  • Switch 4 connected semiconductor layer is advantageously formed p-type.
  • the electrical contacting of the individual pixels takes place as described in connection with FIG. 1B.
  • the first semiconductor layer 201 is thus over the first
  • Terminal layer 231 each electrically connected to the associated switches 4.
  • the second connection layer 232 forms a common contact for all pixels 3 of the display device 1.
  • the fourth exemplary embodiment illustrated in FIGS. 4A and 4B substantially corresponds to that in FIG.
  • Semiconductor layer sequence 20 free of the recesses 21, which extend through the active region 200 therethrough.
  • the semiconductor layer sequence 20 is therefore completely unstructured in the lateral direction.
  • the second For electrical contacting of the second semiconductor layer 202, the second extends
  • Connection layer 232 via the radiation exit surface 271 and is laterally of the semiconductor layer sequence 20 via a semiconductor layer sequence in the lateral direction
  • the side surface 205 is at least at the level of the active region 200 and at the height of the first
  • the semiconductor layer 201 covered with a first insulating layer 241.
  • the first insulating layer 241 is between the side surface 205 and the second terminal layer 232
  • the second connection layer 232 in this exemplary embodiment preferably contains a TCO material, such as ITO or ZnO.
  • circuit sketch shown in FIG. 4B apart from the contacting of the second semiconductor layer 202 with the common contact 72, corresponds to the circuit sketch illustrated in FIG. 1B.
  • the switches 4 are each as described in connection with FIG. 1B via the first one Connection layer 231 electrically conductively connected to the first semiconductor layer 201 of the pixels 3.
  • the electrical contacting of the second semiconductor layer 202 takes place via the trenches 22 formed between the pixels 3.
  • the trenches extend through the first semiconductor layer 201 and the active region 200 and terminate in the second semiconductor layer.
  • the second connection layer 232 is electrically conductively connected in the trenches to the second semiconductor layer 202.
  • the contacting of the second semiconductor layer thus takes place in each case along the circumference of the pixels.
  • the second connection layer covers the
  • the second connection layer assumes the form of a particular metallic grid.
  • the surface of the mirror layer 26 is thus opposite to a configuration with a recess in the semiconductor layer sequence
  • a first insulation layer 241 is formed between the second connection layer 232 and the active region 200.
  • the second connection layer 232 may be radiation-transmissive or radiopaque.
  • the optical crosstalk between adjacent pixels by means of the second
  • Terminal layer 232 suppressed or at least reduced.
  • FIGS 5A and 5B described fifth embodiment. In contrast, the trenches 22 extend
  • Crosstalk between adjacent pixels can be reduced even further.
  • the second semiconductor layer 202 has a projection 203.
  • the projection covers the second connection layer 232 in regions. Reliable electrical contact between the second connection layer and the second
  • Insulation layer 241 extends in the direction of
  • the second connection layer 232 additionally has a further sub-layer 233 on.
  • the further partial layer can be formed over the whole area on the radiation exit surface 271 and adjoin the partial layer of the second connection layer arranged in the trenches in the region of the trenches. A laterally uniform energization of the pixels can thereby continue
  • the further partial layer 233 extends over the entire side surface 301 of the segment 30. Furthermore, the first insulating layer 241 completely covers the side surface of the segment.
  • the electrical contacting corresponds to the individual
  • a masking layer 2011 is applied during the epitaxial deposition.
  • the second semiconductor layer grows through the openings 2012 of the masking layer. The position of the later pixels is already on the
  • the active region 200 has a U-shaped structure, which in the vertical direction through the masking layer 2011
  • Cutting through the active region 200 for example by means of a wet-chemical or dry-chemical process, can therefore be dispensed with. This can defects that occur in such a structuring process and the
  • Radiation power of the individual pixels can reduce, be avoided.
  • the active region 200 and the first semiconductor layer 201 are so on the second semiconductor layer 202 deposited so that the first semiconductor layer 201 in the lateral direction beyond the second semiconductor layer 202 also protrudes.
  • the side surfaces 2020 of the second semiconductor layer 202 are covered by the active region 200 and the first semiconductor layer 201.
  • Range 200 are increased.
  • the masking layer 2011 is bordered both by the first one
  • the semiconductor layer 201 and the second semiconductor layer 202 in regions.
  • the first semiconductor layer 201 extends continuously over adjacent pixels 3. During production, the growth of the first occurs
  • the radiation passage area has a structuring 12 for increasing the coupling-out efficiency.
  • the structuring may be, for example, a roughening.
  • FIGS. 8A to 8E An exemplary embodiment of a method for producing a display device is illustrated in FIGS. 8A to 8E by a schematic sectional view
  • Display device is exemplary of a display device, which is designed as described in connection with Figures 1A to IC.
  • the figures each show only a section of a
  • Display device During production, a multiplicity of similar display devices can be produced side by side in a wafer composite. After completion of the
  • the wafer composite can be separated into a plurality of display devices.
  • Semiconductor layer 202 epitaxially deposited on a growth substrate 29, such as MOVPE or MBE. After the epitaxial deposition, a plurality of recesses 21 are formed, wherein the recesses extend through the first semiconductor layer 201 and the active region 200 into the second semiconductor layer 202.
  • a first connection layer 231 is deposited.
  • the recesses 21 may also after the deposition of the first connection layer 231
  • a first insulating layer 241 is structured such that the second
  • a second connection layer 232 is deposited on the first insulation layer 241 and laterally
  • the second connection layer adjoins the second semiconductor layer 202 in the region of the recesses 21.
  • connection layers 231, 232 is a third
  • Insulation layer 243 deposited.
  • an amorphous semiconductor layer 251 is deposited, for example by means of a PECVD method. The thus formed
  • Layer stack 2 is shown in FIG. 8B.
  • the amorphous semiconductor layer 251 is at least partially
  • recrystallized This can be done for example by scanning the surface with a laser beam.
  • a driving circuit 40 is provided with a circuit
  • Metallization layers such as for the formation of the gate electrodes and the other electrodes of the switch. 4
  • circuit layer 25 (compare Fig. IC), not shown explicitly in Fig. 8C.
  • circuit layer 25 (compare Fig. IC), not shown explicitly in Fig. 8C.
  • Drive circuit 40 includes in particular
  • electrodes 42 for the switches such as source and drain electrodes, and the connection of the electrodes to the associated terminal layers;
  • the formation of the circuit layer may also include the formation of doped regions 252, such as by ion implantation.
  • a first contact 71, a second contact 72 and further contacts 73 are formed. These are electrically connected via openings 50 to the circuit layer 25. Forming the apertures 50 may be before or after
  • the growth substrate 29 is removed. This can be
  • Segments 30 are formed trenches 22, such as by wet chemical or dry chemical etching. Deviating from the described embodiment, the trenches 22 can also be formed before the layer stack 2 is attached to the carrier 5, in particular before the third insulating layer 243 and the amorphous
  • Semiconductor layer 251 are formed.
  • the formation of the trenches 22 can also be completely dispensed with.
  • the side surfaces of the segments 301, in particular the exposed parts of the active region 200, are provided with a second insulation layer 242.
  • the growth substrate 29 can also remain completely or partially, for example in thinned form, in the display device.
  • Display devices are produced in which the radiation-generating semiconductor layers, in particular the active region 200, and provided for the electrical drive layers, in particular the circuit layer 25 are integrated into a common stack of layers.
  • the radiation-generating semiconductor layers, in particular the active region 200, and provided for the electrical drive layers, in particular the circuit layer 25 are integrated into a common stack of layers.

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Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung (1) mit einem Schichtstapel (2) angegeben, der eine Halbleiterschichtenfolge (20) mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (200) und eine Schaltungsschicht (25) aufweist. Die Halbleiterschichtenfolge bildet eine Mehrzahl von Bildpunkten (3). In der Schaltungsschicht ist für jeden Bildpunkt ein Schalter (4), der mit dem jeweiligen Bildpunkt elektrisch leitend verbunden ist, ausgebildet. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung angegeben.

Description

Beschreibung
Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer
Anzeigevorrichtung
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung.
Zur Herstellung von Anzeigevorrichtungen können Leuchtdioden Anwendung finden, bei denen jeweils eine einzeln ansteuerbare LED einen Bildpunkt bildet. Bei der Verwendung einer so genannten Passiv-Matrix erfolgt die Kontaktierung der
Bildpunkte über Zeilen- und Spaltenleitungen. Bei diesem Ansatz können jedoch nicht mehrere Leuchtdioden gleichzeitig betrieben werden, sodass die Leuchtkraft der gesamten
Anzeigevorrichtung maximal so groß sein kann wie die
Leuchtkraft eines einzelnen Bildpunkts.
Alternativ kann eine so genannte Aktiv-Matrix-Schaltung
Anwendung finden, bei der auch mehrere Bildpunkte parallel, also gleichzeitig, betrieben werden können. Zur Herstellung solcher Anzeigevorrichtungen werden die Treiberelemente für die Ansteuerung und die Strahlungsemittierenden LED- Strukturen auf separaten Trägern gefertigt und durch einen justierten Bondprozess miteinander verbunden. Ein solcher
Bondprozess ist jedoch aufwendig und stellt mit zunehmender Miniaturisierung der Bildpunkte immer größere Anforderungen an die Justagegenauigkeit beim Bondprozess. Eine Aufgabe ist es, eine Anzeigevorrichtung anzugeben, die sich durch eine hohe Leuchtkraft auszeichnet und gleichzeitig auf einfache Weise herstellbar ist. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem eine Anzeigevorrichtung einfach und zulässig hergestellt werden kann . Diese Aufgabe wird unter anderem durch eine
Anzeigevorrichtung beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung einen SchichtStapel auf. Unter einem SchichtStapel wird eine Anordnung von aufeinander angeordneten, insbesondere aufeinander abgeschiedenen,
Schichten verstanden. Die einzelnen Schichten können in lateraler Richtung strukturiert oder unstrukturiert sein.
Unter einer lateralen Richtung wird im Zweifel eine Richtung verstanden, die parallel zu einer Haupterstreckungsebene des SchichtStapels verläuft.
Insbesondere kann die Strukturierung einer der Schichten des SchichtStapels zwischen der Abscheidung einer ersten Schicht und der Abscheidung einer zweiten Schicht des Schichtstapels erfolgen. Für die Abscheidung der einzelnen Schichten können auch verschiedene Abscheidungsprozesse Anwendung finden.
Zwei vorgefertigte Elemente, die nachfolgend aneinander befestigt werden, beispielsweise mittels einer
Verbindungsschicht, bilden dagegen keinen Schichtstapel im Sinne der vorliegenden Anmeldung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung, insbesondere der SchichtStapel , eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Der aktive
Bereich kann zur Erzeugung von Strahlung im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich vorgesehen sein. Vorzugsweise enthält die Halbleiterschichtenfolge, insbesondere der aktive Bereich, ein III-V- Verbindungshalbleitermaterial . I I I-V-Verbindungs- Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im
ultravioletten (Alx Iny Gai-x-y N) über den sichtbaren
(Alx Iny Gai-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Alx Iny Gai-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote
Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Gai-x-y As)
Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils
0 < x < l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x + 1, y + 1, x + 0 und/oder y + 0. Mit I I I-V-Verbindungs- Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten
Materialsystemen, können weiterhin bei der
Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden .
Die Halbleiterschichtenfolge bildet eine Mehrzahl von
Bildpunkten der Anzeigevorrichtung. Die Bildpunkte sind in lateraler Richtung nebeneinander angeordnet, beispielsweise matrixförmig .
In einer vertikalen Richtung, also senkrecht zur
Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der
Halbleiterschichtenfolge, erstreckt sich die
Halbleiterschichtenfolge insbesondere zwischen einer
Strahlungsaustrittsfläche und einer der
Strahlungsaustrittsfläche gegenüber liegenden Rückseite. Beispielsweise weist die Halbleiterschichtenfolge eine erste Halbleiterschicht und eine zweite Halbleiterschicht auf, wobei der aktive Bereich zwischen der ersten
Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht
angeordnet ist. Die erste Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht sind zweckmäßigerweise bezüglich ihres Leitungstyps voneinander verschieden. Beispielsweise kann die erste Halbleiterschicht p-leitend und die zweite
Halbleiterschicht n-leitend ausgebildet sein oder umgekehrt.
Der aktive Bereich ist beispielsweise als ein pn-Übergang oder als eine Quantenstruktur ausgebildet. Die Bezeichnung Quantenstruktur umfasst im Rahmen der Anmeldung insbesondere jegliche Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss ( "confinement " ) eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren können. Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantenstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentöpfe, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung, insbesondere der SchichtStapel , eine Schaltungsschicht auf. In der Schaltungsschicht ist für jeden Bildpunkt ein Schalter ausgebildet. Der Schalter ist mit dem jeweiligen Bildpunkt elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise sind die Schalter jeweils mit der ersten
Halbleiterschicht oder mit der zweiten Halbleiterschicht der zugeordneten Bildpunkte elektrisch leitend verbunden.
Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht zwischen dem aktiven Bereich und der Schaltungsschicht angeordnet. Die Schaltungsschicht ist zweckmäßigerweise auf der der
Strahlungsaustrittsfläche abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Zwischen der Schaltungsschicht und der Halbleiterschichtenfolge ist insbesondere zumindest bereichsweise eine Isolationsschicht angeordnet. Die Isolationsschicht kann insbesondere an die Halbleiterschichtenfolge und an die Schaltungsschicht
angrenzen. Beispielsweise sind in der Isolationsschicht
Aussparungen ausgebildet, durch die die Bildpunkte mit dem Schalter elektrisch leitend verbunden sind. In mindestens einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung einen SchichtStapel auf, der eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich und eine
Schaltungsschicht aufweist. Die Halbleiterschichtenfolge bildet eine Mehrzahl von Bildpunkten und in der
Schaltungsschicht ist für jeden Bildpunkt ein Schalter ausgebildet, der mit dem jeweiligen Bildpunkt elektrisch leitend verbunden ist. Der zur Strahlungserzeugung vorgesehene aktive Bereich und die Schaltungsschicht, in der die Schalter zur Steuerung der Bildpunkte ausgebildet sind, sind also in einen gemeinsamen SchichtStapel integriert. Bei der Herstellung der
Anzeigevorrichtung kann auf einen Bondprozess, bei dem die vorgefertigten aktiven Bereiche und die insbesondere getrennt davon vorgefertigten Schalter miteinander verbunden werden, verzichtet werden. Die Miniaturisierung der
Anzeigevorrichtung wird dadurch vereinfacht. Weiterhin ist die Zuverlässigkeit der Herstellung erhöht.
Insbesondere können die Bildpunkte eine Kantenlänge zwischen einschließlich 2 pm und einschließlich 300 pm, bevorzugt zwischen einschließlich 2 pm und einschließlich 50 pm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 2 pm und
einschließlich 10 pm aufweisen. Je kleiner die Bildpunkte sind, desto größer kann die Auflösung der Anzeigevorrichtung bei gleicher lateraler Ausdehnung sein. Alternativ kann die gleiche Auflösung der Anzeigevorrichtung bei geringerer lateraler Ausdehnung erzielt werden. Dadurch können mehr Anzeigevorrichtung gleichzeitig, etwa aus einem Waferverbund, gefertigt werden. Ferner können die jeweils zugeordneten Schalter jeweils hinter den Bildpunkten, also auf der der
Strahlungsaustrittsfläche abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge, angeordnet sein. Insbesondere kann die gesamte Ansteuerschaltung hinter den Bildpunkten
angeordnet sein. Im Vergleich zu einer Anordnung von Teilen der Ansteuerschaltung zwischen benachbarten Bildpunkten kann die Gefahr einer Abschattung durch die Ansteuerschaltung vermieden werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist die Anzeigevorrichtung frei von einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Schaltungsschicht. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung werden die insbesondere vorgefertigten Verbindungspartner mittels atomarer oder molekularer Kräfte zusammengehalten. Das Ausbilden einer stoffschlüssigen Verbindung kann
beispielsweise mittels einer Verbindungsschicht, etwa einer Lotschicht oder einer Klebeschicht, erfolgen. Typischerweise geht die Trennung einer stoffschlüssigen Verbindung mit der Zerstörung der Verbindungsschicht und/oder zumindest eines der Verbindungspartner einher. Einzelne Schichten, die aufeinander abgeschieden sind, sind im Unterschied dazu nicht als Elemente anzusehen, die über eine Stoffschlüssige
Verbindung miteinander verbunden sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Schaltungsschicht ein polykristallines
Halbleitermaterial auf. Beispielsweise kann die
Schaltungsschicht polykristallines Silizium enthalten oder aus einem solchen Material bestehen. Die Schaltungsschicht kann weiterhin einen oder mehrere dotierte Bereiche
aufweisen.
Im Vergleich zu amorphem Halbleitermaterial kann
polykristallines oder monokristallines Halbleitermaterial eine stark erhöhte Ladungsträgermobilität aufweisen.
Beispielsweise kann durch die Rekristallisierung von amorphem Silizium eine Ladungsträgerbeweglichkeit erreicht werden, die die Hälfte des Wertes für monokristallines Material oder mehr beträgt. Monokristallines Silizium weist typischerweise eine Ladungsträgerbeweglichkeit von 400 bis 500 cm^/Vs auf. Durch die Verwendung von polykristallinem Halbleitermaterial anstelle von amorphem Halbleitermaterial können also
vereinfacht Schalter in der Schaltungsschicht ausgebildet werden, die in der Lage sind, auch die für die
Strahlungserzeugung in den Bildpunkten der Anzeigevorrichtung erforderlichen Ströme zu schalten.
Alternativ dazu kann die Schaltungsschicht ein amorphes Halbleitermaterial mit einer hohen
Ladungsträgerbeweglichkeit, das heißt mit einer
Ladungsträgerbeweglichkeit von mindestens 100 cm^/Vs für zumindest einen Ladungsträgertyp, aufweisen. Beispielsweise kann Indium-Gallium-Zinkoxid (IGZO) mittels MOCVD oder
Sputterns aufgebracht werden. Dieses Material zeichnet sich durch eine hohe Elektronenbeweglichkeit und weiterhin durch niedrige Leckströme aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weisen die Halbleiterschichtenfolge und die Schaltungsschicht in lateraler Richtung jeweils eine periodisch wiederkehrende Struktur mit einer Einheitszelle auf, wobei in der lateralen Richtung eine Ausdehnung der Einheitszelle der
Schaltungsschicht kleiner oder gleich einer Ausdehnung der Einheitszelle der Halbleiterschichtenfolge ist. Ein
Mittenabstand zwischen zwei benachbarten Bildpunkten ist also nicht durch die laterale Ausdehnung der Ansteuerschaltung für die jeweiligen Bildpunkte, sondern lediglich durch die laterale Ausdehnung der Bildpunkte selbst und gegebenenfalls deren Abstand voneinander bestimmt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung überdecken die Bildpunkte in Draufsicht auf die
Anzeigevorrichtung die zugeordneten Schalter jeweils
vollständig. Die Schalter ragen also in lateraler Richtung nicht über die Bildpunkte hinaus. Der Abstand zwischen benachbarten Bildpunkten kann so vereinfacht minimiert werden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist der SchichtStapel eine Spiegelschicht auf. Die
Spiegelschicht ist insbesondere zwischen der
Halbleiterschichtenfolge und der Schaltungsschicht
angeordnet. Die Spiegelschicht ist insbesondere für die
Reflexion der im Betrieb der Anzeigevorrichtung im aktiven Bereich erzeugten Strahlung vorgesehen. In Richtung der
Schaltungsschicht abgestrahlte Strahlung kann an der
Spiegelschicht reflektiert werden und nachfolgend durch die Strahlungsdurchtrittsfläche austreten. Vorzugsweise weist die Spiegelschicht für eine Peak-Wellenlänge der im aktiven
Bereich erzeugten Strahlung eine Reflektivität von mindestens 60 %, bevorzugt von mindestens 70 % auf. Insbesondere ist die Spiegelschicht als eine metallische Spiegelschicht
ausgebildet. Die Spiegelschicht dient weiterhin bevorzugt zusätzlich der Injektion von Ladungsträgern in die
Halbleiterschichtenfolge. Die Spiegelschicht kann
einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Die
Spiegelschicht kann unmittelbar an die
Halbleiterschichtenfolge angrenzen. Alternativ kann zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Spiegelschicht eine ein TCO-Material enthaltende Schicht angeordnet sein. TCO
(Transparent Conductive Oxide ) -Materialien sind transparente leitfähige Oxide. Beispielsweise kann das TCO-Material
Zinkoxid oder Indiumzinnoxid (ITO) enthalten oder aus einem solchen Material bestehen. Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit kann das TCO-Material weiterhin dotiert sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist die Halbleiterschichtenfolge an einem Träger befestigt. Vorzugsweise ist zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Träger die Schaltungsschicht angeordnet. Der Träger ist also auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Schaltungsschicht angeordnet. Der Träger selbst kann frei von elektronischen Elementen für die Ansteuerschaltung sein. In dem Träger oder auf dem Träger können jedoch
Verdrahtungselemente angeordnet oder ausgebildet sein, beispielsweise Leiterbahnen oder elektrisch leitfähig
befüllte Durchbrüche. Beispielsweise ist der Träger als ein elektrisch isolierender Träger ausgebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung, insbesondere der SchichtStapel eine erste Anschlussschicht auf, die mit der ersten
Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Die erste Anschlussschicht ist insbesondere außerhalb der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet und dient der
elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Anzeigevorrichtung, insbesondere der SchichtStapel eine zweite Anschlussschicht auf, die mit der zweiten
Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Die zweite Anschlussschicht ist insbesondere außerhalb der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet und dient der
elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht.
Die erste Anschlussschicht und/oder die zweite
Anschlussschicht können zumindest bereichsweise zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Schaltungsschicht angeordnet sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung erstreckt sich der aktive Bereich durchgängig über zumindest zwei benachbarte Bildpunkte, insbesondere über alle
Bildpunkte. Eine Strukturierung der Halbleiterschichtenfolge zur Durchtrennung der aktiven Bereiche für die Ausbildung der Bildpunkte ist also nicht erforderlich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist der aktive Bereich in einzelne Segmente unterteilt, die insbesondere jeweils einen Bildpunkt bilden. In diesem Fall ist der aktive Bereich also durchtrennt, beispielsweise durch Gräben, die jeweils zwischen benachbarten aktiven Bereichen ausgebildet sind. Mittels der Gräben kann eine räumlich begrenzte Bestromung der aktiven Bereiche in lateraler
Richtung vereinfacht erzielt werden. Die Gräben können sich in vertikaler Richtung vollständig oder nur teilweise durch die Halbleiterschichtenfolge hindurch erstrecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die Segmente entlang eines Umfangs, insbesondere entlang des gesamten Umfangs, der Segmente elektrisch kontaktiert. Beispielsweise ist die zweite Halbleiterschicht der Segmente entlang des Umfangs elektrisch kontaktiert. Insbesondere ist eine Anschlussschicht für die elektrische Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht, etwa die zweite Anschlussschicht, über eine Seitenfläche des Segments geführt. Die zweite
Anschlussschicht verläuft in lateraler Richtung insbesondere bereichsweise zwischen den aktiven Bereichen zweier
benachbarter Segmente. Insbesondere bedeckt die
Anschlussschicht den aktiven Bereich in lateraler Richtung zumindest teilweise.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist die Halbleiterschichtenfolge zumindest eine Ausnehmung auf, die sich von der Schaltungsschicht her durch den aktiven Bereich hindurch erstreckt. Beispielsweise kann sich die zumindest eine Ausnehmung durch die erste Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch erstrecken und in der zweiten Halbleiterschicht enden.
Mittels der zumindest einen Ausnehmung können Ladungsträger beider Leitungstypen, also Elektronen und Löcher, von der Rückseite der Halbleiterschichtenfolge her von
unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Auf der Strahlungsaustrittsfläche angeordnete
Kontaktschichten für die elektrische Kontaktierung der
Halbleiterschichtenfolge sind also nicht erforderlich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung weist jeder Bildpunkt zumindest eine Ausnehmung auf, die sich von der Schaltungsschicht her durch den aktiven Bereich hindurch erstreckt. Beispielsweise weist jeder Bildpunkt genau eine Ausnehmung auf, die in Aufsicht auf die
Anzeigevorrichtung mit dem Schwerpunkt des Bildpunkts überlappt. Insbesondere bei vergleichsweise großen
Bildpunkten kann jeder Bildpunkt aber auch mehr als eine Ausnehmung aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung sind die Bildpunkte auf einer Seite des aktiven Bereichs mit einem gemeinsamen Kontakt, etwa einem Massekontakt,
verbunden. Zweckmäßigerweise ist die andere Seite des aktiven Bereichs mit dem Schalter verbunden. Insbesondere sind die Bildpunkte auf einer Seite des aktiven Bereichs mit einer gemeinsamen Anschlussschicht verbunden. Mit anderen Worten sind alle ersten Halbleiterschichten der Bildpunkte oder alle zweiten Halbleiterschichten der Bildpunkte mit einem
gemeinsamen Kontakt, insbesondere mit einer gemeinsamen
Anschlussschicht, elektrisch leitend verbunden.
Beispielsweise ist entweder die erste Anschlussschicht oder die zweite Anschlussschicht die gemeinsame Anschlussschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung erstreckt sich die gemeinsame Anschlussschicht vollflächig über die Strahlungsaustrittsfläche der
Halbleiterschichtenfolge und grenzt insbesondere an die
Strahlungsaustrittsfläche an. Beispielsweise ist die zweite Anschlussschicht die gemeinsame Anschlussschicht. In diesem Fall ist die zweite Anschlussschicht zweckmäßigerweise für die im aktiven Bereich erzeugte Strahlung durchlässig.
Beispielsweise enthält die zweite Anschlussschicht ein TCO- Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung bedeckt die erste Halbleiterschicht eine Seitenfläche der zweiten Halbleiterschicht zumindest bereichsweise. Die insgesamt für die Strahlungserzeugung nutzbare Fläche ist also vergrößert.
Zur Herstellung solcher Bildpunkte kann die
Halbleiterschichtenfolge bereits strukturiert epitaktisch aufgewachsen werden. Eine nachfolgende Durchtrennung der Halbleiterschichtenfolge, beispielsweise mittels eines
Ätzverfahrens, ist für die Ausbildung von Segmenten in der Halbleiterschichtenfolge also nicht erforderlich. Die strukturierte Abscheidung der ersten HalbleiterSchicht auf der zweiten Halbleiterschicht kann derart erfolgen, dass die erste Halbleiterschicht auch die Seitenflächen der zweiten Halbleiterschicht zumindest bereichsweise bedeckt. Davon abweichend kann die erste Halbleiterschicht aber auch so auf der zweiten Halbleiterschicht abgeschieden werden, dass die erste Halbleiterschicht nur auf der zweiten
Halbleiterschicht und nicht an den Seitenflächen der zweiten Halbleiterschicht aufgewachsen wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist die Anzeigevorrichtung als ein oberflächenmontierbares Bauteil (Surface Mounted Device, smd) ausgebildet.
Beispielsweise weist der Träger auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite Kontakte für die externe elektrische Kontaktierung auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist den Bildpunkten in Abstrahlrichtung zumindest teilweise ein Strahlungskonversionselement nachgeordnet. Das
Strahlungskonversionselement kann direkt auf dem zugehörigen Bildpunkt angeordnet oder von dem Bildpunkt beabstandet angeordnet sein. Das Strahlungskonversionselement ist
insbesondere dafür vorgesehen, im Betrieb der
Anzeigevorrichtung im aktiven Bereich erzeugte
Primärstrahlung vollständig oder zumindest teilweise in
Sekundärstrahlung umzuwandeln. Insbesondere kann die
Anzeigevorrichtung dafür vorgesehen sein, Strahlung im roten, grünen und blauen Spektralbereich zu emittieren.
Eine Pro ektionsvorrichtung weist gemäß zumindest einer
Ausführungsform zumindest eine Anzeigevorrichtung mit
zumindest einem der vorstehend beschriebenen Merkmale und ein optisches Element auf, das der Anzeigevorrichtung in
Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Das optische Element kann beispielsweise eine oder mehrere Linsen aufweisen. Die
Pro ektionsvorrichtung kann auch mehr als eine
Anzeigevorrichtung aufweisen, beispielsweise drei
Anzeigevorrichtungen, deren abgestrahlte Strahlung in
voneinander verschiedenen Spektralbereichen liegt. Die abgestrahlte Strahlung kann in diesem Fall mittels des optischen Elements zu einem gemeinsamen Bild überlagert werden .
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Bildpunkten wird gemäß zumindest einer Ausführungsform ein SchichtStapel mit einer Halbleiterschichtenfolge, die einen zur Erzeugung von
Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist und die die Bildpunkte bildet, und mit einer Schaltungsschicht, in der für jeden Bildpunkt ein Schalter ausgebildet ist,
ausgebildet. Die Schaltungsschicht und die
Halbleiterschichtenfolge werden aufeinander abgeschieden.
Die Verbindung der Bildpunkte der Halbleiterschichtenfolge mit einem jeweils zugeordneten Schalter zur Ansteuerung des Bildpunkts erfolgt also insbesondere über Abscheideprozesse und Strukturierungsprozesse . Das Herstellen einer justierten Bondverbindung zwischen einem Träger, auf dem Schalter ausgebildet sind, und einem weiteren Träger, auf dem die Bildpunkte ausgebildet sind, ist dagegen nicht erforderlich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur Ausbildung der Schaltungsschicht eine amorphe
Halbleiterschicht abgeschieden und vorzugsweise nachfolgend zumindest bereichsweise rekristallisiert. Das
Rekristallisieren kann beispielsweise mittels eines
Laserstrahls erfolgen, der in einem Rasterverfahren über die Oberfläche der amorphen Schicht geführt wird. Die
Rekristallisierung kann vollflächig oder nur bereichsweise erfolgen. Das Rekristallisieren kann auch in einem
mehrstufigen Prozess erfolgen.
Das Abscheiden des amorphen Halbleitermaterials erfolgt beispielsweise über ein CVD (Chemical Vapor Deposition) - Verfahren, etwa mittels eines PECVD-Verfahrens .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Schaltungsschicht auf der Halbleiterschichtenfolge
abgeschieden. Beim Abscheiden der Schaltungsschicht kann die Halbleiterschichtenfolge in lateraler Richtung unstrukturiert oder bereits in Bildpunkte strukturiert ausgebildet sein. Weiterhin kann in der Halbleiterschichtenfolge zumindest eine Ausnehmung ausgebildet sein, die sich von der Seite, auf der die Schaltungsschicht abgeschieden wird, durch den aktiven Bereich hindurch erstreckt. Weiterhin können bereits weitere Schichten auf der Halbleiterschichtenfolge abgeschieden sein, beispielsweise eine Spiegelschicht und/oder eine oder mehrere Isolationsschichten und/oder eine oder mehrere
Anschlussschichten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Halbleiterschichtenfolge derart strukturiert abgeschieden, dass die Bildpunkte bei der Abscheidung ausgebildet werden. Auf ein nachfolgendes Strukturierungsverfahren zur Ausbildung einzelner Segmente kann also verzichtet werden. Insbesondere kann die strukturierte Abscheidung derart erfolgen, dass die erste Halbleiterschicht zumindest bereichsweise eine
Seitenfläche der zweiten Halbleiterschicht bedeckt. Die
Abscheidung der zweiten Halbleiterschicht erfolgt
insbesondere durch Öffnungen in einer Maskierungsschicht hindurch. Für die Maskierungsschicht eignet sich
beispielsweise eine Oxidschicht oder eine Nitridschicht. Ausgehend von den Öffnungen erfolgt das Wachstum insbesondere so, der aktive Bereich jeweils einen größeren Querschnitt aufweist als die zugehörige Öffnung der Maskierungsschicht. Die Abscheidung der nachfolgenden ersten HalbleiterSchicht kann so erfolgen, dass die fertig gestellte erste
Halbleiterschicht zusammenhängend ausgebildet ist.
Alternativ kann die Halbleiterschichtenfolge vollflächig abgeschieden werden. Bei einer vollflächigen Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge kann sich der aktive Bereich
durchgängig über benachbarte Bildpunkte erstrecken. Falls eine räumliche Trennung der Bildpunkte gewünscht ist, kann diese nachfolgend mittels eines Strukturierungsverfahrens erfolgen, etwa mittels eines nasschemischen oder
trockenchemischen Ätzens.
Mit dem beschriebenen Verfahren können mehrere
Anzeigevorrichtungen gleichzeitig hergestellt werden.
Beispielsweise können die Anzeigevorrichtungen in einem
Waferverbund ausgebildet werden, der insbesondere die
Halbleiterschichtenfolge und die Schaltungsschicht aufweist und nachfolgend in einzelne Anzeigevorrichtungen vereinzelt wird. Zweckmäßigerweise erfolgt das Vereinzeln, nachdem die Bildpunkte jeweils bereits mit einem Schalter der
Schaltungsschicht elektrisch leitend verbunden sind.
Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung einer
vorstehend beschriebenen Anzeigevorrichtung besonders geeignet. Im Zusammenhang mit der Anzeigevorrichtung genannte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .
Es zeigen:
Die Figuren 1A bis IC ein erstes Ausführungsbeispiel für eine
Anzeigevorrichtung in schematischer Schnittansicht (Figur 1A) , in einer schematischen Schaltungsskizze (Figur 1B) und in einer schematischen
Schnittansicht eines Ausschnitts der
Schaltungsschicht (Figur IC) ; die Figuren 1D und IE jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine Pro ektionsvorrichtung mit einer
Anzeigevorrichtung in schematischer Schnittansicht; die Figuren 2 und 3 ein zweites beziehungsweise drittes
Ausführungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung in schematischer Schnittansicht; die Figuren 4A und 4B ein viertes Ausführungsbeispiel einer
Anzeigevorrichtung anhand einer schematischen
Schnittansicht (Figur 4A) und einer schematischen Schaltungsskizze (Figur 4B) ; die Figuren 5A und 5B ein fünftes Ausführungsbeispiel einer
Anzeigevorrichtung anhand einer schematischen
Schnittansicht (Figur 5A) und einer schematischen Schaltungsskizze (Figur 5B) ; die Figuren 6A bis 6Cein sechstes Ausführungsbeispiel für
eine Anzeigevorrichtung anhand einer schematischen
Schnittansicht in Figur 6A und anhand zweier
Ausgestaltungsvarianten, von denen jeweils ein Ausschnitts in den Figuren 6B und 6C gezeigt ist; Figur 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel für eine
Anzeigevorrichtung in schematischer Schnittansicht; und die Figuren 8A bis 8E ein Ausführungsbeispiel für ein
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können
vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere
Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein . Die Anzeigevorrichtung 1 gemäß den Figuren 1A bis IC
ausgebildeten ersten Ausführungsbeispiels weist einen
SchichtStapel 2 auf.
Der SchichtStapel 2 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 20. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst einen aktiven Bereich
200, der zwischen einer p-leitenden ersten Halbleiterschicht 201 und einer n-leitenden zweiten Halbleiterschicht 202 angeordnet ist. Die Halbleiterschichten können bezüglich ihrer Polarität aber auch invertiert sein. Die
Halbleiterschichtenfolge 20, insbesondere der aktive Bereich 200, basiert auf einem I I I-V-Halbleitermaterial und ist zur Erzeugung von Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich vorgesehen. In vertikaler Richtung erstreckt sich die
Halbleiterschichtenfolge zwischen einer
Strahlungsaustrittsfläche 271 und einer der
Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden Rückseite 272. In lateraler Richtung, also in einer entlang einer
Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der
Halbleiterschichtenfolge 20 verlaufenden Richtung ist der aktive Bereich 200 in eine Mehrzahl von Segmenten 30 unterteilt, die jeweils einen Bildpunkt bilden. Die
Anzeigevorrichtung weist eine Mehrzahl von Bildpunkten auf, die matrixförmig in einer Mehrzahl von Spalten und einer Mehrzahl von Zeilen angeordnet sind. Zwischen benachbarten Segmenten 30 ist jeweils ein Graben 22 ausgebildet, der sich in vertikaler Richtung vollständig durch die
Halbleiterschichtenfolge 20 hindurch erstreckt. Die
Seitenflächen 301 der Segmente sind jeweils mit einer zweiten Isolationsschicht 242 versehen. Diese zweite
Isolationsschicht dient als eine Passivierungsschicht und schützt insbesondere den an den Seitenflächen freiliegenden aktiven Bereich 200.
Der SchichtStapel 2 umfasst weiterhin eine Schaltungsschicht 25. Mittels der Schaltungsschicht 25 ist eine
Ansteuerschaltung 40 gebildet. Die Ansteuerschaltung 40 weist für jeden Bildpunkt jeweils einen Schalter 4 auf. Im Betrieb der Anzeigevorrichtung sind die Bildpunkte 3 jeweils über die Schalter ansteuerbar, so dass alle Bildpunkte der
Anzeigevorrichtung 1 unabhängig voneinander angesteuert und gleichzeitig betrieben werden können.
Die Schaltungsschicht 25 enthält vorzugsweise ein
polykristallines Halbleitermaterial, beispielsweise
polykristallines Silizium. Die Schalter können insbesondere als Dünnfilm-Transistoren, beispielsweise als MOSFETs ausgebildet sein.
Der SchichtStapel 2 umfasst weiterhin eine erste
Anschlussschicht 231. Die erste Anschlussschicht ist zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 201 vorgesehen. Bei dem in Figur 1A dargestellten
Ausführungsbeispiel erstreckt sich die erste Anschlussschicht 231 zusammenhängend über alle Bildpunkte 3 der
Anzeigevorrichtung und bildet einen gemeinsamen Kontakt für die Bildpunkte 3. Die erste Anschlussschicht 231 ist weiterhin als eine
Spiegelschicht 26 ausgebildet. Im Betrieb der
Anzeigevorrichtung im aktiven Bereich 200 erzeugte und in Richtung der Schaltungsschicht 25 abgestrahlte Strahlung kann an der Spiegelschicht reflektiert und in Richtung der
Strahlungsaustrittsfläche umgelenkt werden. Die Gefahr einer Strahlungsabsorption in der Schaltungsschicht wird so vermieden .
Der SchichtStapel 2 umfasst weiterhin eine zweite
Anschlussschicht 232. Die zweite Anschlussschicht 232 ist für die elektrische Kontaktierung der zweiten Halbleiterschichten 202 der Bildpunkte 3 vorgesehen.
Bei dem in Figur 1A dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schalter 4 jeweils über die zweite Anschlussschicht 232 mit der zweiten Halbleiterschicht 202 des zugeordneten
Bildpunkts 3 elektrisch leitend verbunden. In der
Halbleiterschichtenfolge 20 ist in jedem Bildpunkt 3 eine Ausnehmung 21 ausgebildet, die sich von der Rückseite 272 durch die erste Halbleiterschicht 201 und den aktiven Bereich 200 in die zweite Halbleiterschicht 202 hinein erstreckt. Die zweite Anschlussschicht 232 ist in den Ausnehmungen 21 jeweils mit der zweiten Halbleiterschicht 202 verbunden. Zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses ist zwischen der zweiten Anschlussschicht 232 und dem aktiven Bereich 200 sowie zwischen der zweiten Anschlussschicht und der ersten Halbleiterschicht 201 eine erste Isolationsschicht 241 ausgebildet. Die erste Isolationsschicht 241 ist weiterhin zwischen der ersten Anschlussschicht 231 und der zweiten Anschlussschicht 232 angeordnet.
Die laterale Struktur der Halbleiterschichtenfolge 20 und der Schaltungsschicht 25 weist jeweils eine Einheitszelle 209 beziehungsweise 259 auf. In lateraler Richtung wiederholt sich die Struktur der Einheitszellen periodisch. Die laterale Ausdehnung der Einheitszelle 209 ist durch die Linien 210 veranschaulicht. Die laterale Ausdehnung der Einheitszelle 259 der Schaltungsschicht 25 ist gleich der Einheitszelle 209 der Halbleiterschichtenfolge 20. Der Abstand benachbarter Bildpunkte 3 ist also lediglich über die laterale Ausdehnung der Bildpunkte 3 bestimmt und nicht über den Platzbedarf für die Ansteuerschaltung pro Bildpunkt 3.
Insbesondere überdeckt jeder Bildpunkt 3 in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung den jeweils zugeordneten Schalter 4 vollständig . Durch die Integration der Halbleiterschichtenfolge 20 und der Schaltungsschicht 25 in den gemeinsamen SchichtStapel 2 ist auf einfache Weise eine Anzeigevorrichtung realisiert, bei der auch sehr kleine Bildpunkte zuverlässig und gleichzeitig elektrisch ansteuerbar sind. Auf einen justierten Bond- Schritt zwischen einer in Bildpunkte strukturierten
Halbleiterschichtenfolge und einem Träger, in den eine
Ansteuerschaltung integriert ist, kann bei der Herstellung verzichtet werden. Die laterale Ausdehnung der Bildpunkte ist so in weiten
Grenzen variierbar. Insbesondere beträgt die laterale
Ausdehnung der Bildpunkte zwischen einschließlich 2 pm und einschließlich 300 pm, bevorzugt zwischen einschließlich 2 pm und einschließlich 50 pm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 2 pm und einschließlich 10 pm.
Die Strahlungsaustrittsfläche 271 ist weiterhin frei von elektrischen Kontaktierungen. Die Gefahr einer Abschattung durch strahlungsundurchlässige Schichten, beispielsweise metallische Kontaktschichten, ist so vermieden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schichtstapel 2 mittels einer Verbindungsschicht 6, beispielsweise einer Klebeschicht, Stoffschlüssig an einem Träger 5 befestigt. Der Träger ist vorzugsweise elektrisch isolierend
ausgebildet. Beispielsweise kann der Träger eine Keramik, etwa eine Aluminium-haltige Keramik wie Aluminiumnitrid oder AI2O3, oder Bornitrid enthalten oder aus einem solchen
Material bestehen. Auch ein Halbleitermaterial,
beispielsweise Silizium oder Germanium kann für den Träger Anwendung finden. In dem Träger 5 sind Durchbrüche 50 ausgebildet. Auf einer dem SchichtStapel 2 abgewandten Rückseite weist der Träger 5 einen ersten Kontakt 71, einen zweiten Kontakt 72 und weitere Kontakte 73 für die externe elektrische Kontaktierung der Anzeigevorrichtung auf. Der zweite Kontakt 72 kann
beispielsweise als ein Massekontakt ausgebildet sein.
Die erste Anschlussschicht 231 ist über eine Zuleitung 75 mit dem zweiten Kontakt 72 elektrisch leitend verbunden.
Über den ersten Kontakt kann die Betriebsspannung für die Bildpunkte zugeführt werden.
Die Anzeigevorrichtung ist frei von einem Aufwachssubstrat für die epitaktische Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge 20. Das Aufwachssubstrat kann daher unabhängig von seinen optischen Eigenschaften gewählt werden. Insbesondere bei einem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat kann das Aufwachssubstrat aber auch zumindest teilweise, etwa in gedünnter Form, in der fertigen Anzeigevorrichtung
verbleiben.
Die Anzeigevorrichtung 1 ist oberflächenmontierbar
ausgeführt. Die elektrische Kontaktierung der
Anzeigevorrichtung erfolgt ausschließlich über deren
Rückseite. Auf vorderseitige Kontakte kann also verzichtet werden .
In Figur 1B ist eine Schaltungsskizze gezeigt, die die
Verschaltung der einzelnen Bildpunkte 3 veranschaulicht. Eine horizontale Linie 28 illustriert die Trennung zwischen der
Halbleiterschichtenfolge 2 mit den Anschlussschichten und der Schaltungsschicht 25 mit der Ansteuerschaltung 40. Im
Unterschied zu der in Figur 1A dargestellten
Ausgestaltungsvariante ist bei der in der Figur 1B
dargestellten Ausgestaltungsvariante die erste
Halbleiterschicht 201 der jeweiligen Bildpunkte 3 über die erste Anschlussschicht 231 mit den jeweils zugeordneten
Schaltern 4 elektrisch leitend verbunden. Die zweite
Halbleiterschicht 202 der Bildpunkte ist über die zweite Anschlussschicht 232 mit dem gemeinsamen zweiten Kontakt 72 elektrisch leitend verbunden. Die elektrisch leitende
Verbindung mit dem gemeinsamen Kontakt kann ähnlich wie in Figur 1A über eine durchgängige Ausgestaltung der zweiten Anschlussschicht 232 oder, wie in Figur 1B angedeutet, mittels der Ansteuerschaltung 40 erfolgen.
Über die weiteren Kontakte 73 können Steuersignale zugeführt werden, die die jeweiligen Schalter 4 der Bildpunkte 3 steuern. Insbesondere können die Kontakte 73 als Eingang für optische Bilddaten dienen, die beispielsweise über ein in der Schaltungsschicht 25 enthaltenes Schieberegister (nicht gezeigt) den Schaltern 4 zugeführt werden. Die Anzahl der Kontakte 73 kann sehr viel kleiner sein als die Anzahl der
Bildpunkte, insbesondere kleiner als die Summe gebildet durch die Anzahl der Zeilen und die Anzahl der Spalten der
matrixförmigen Anzeigevorrichtung .
Ein Ausschnitt der Schaltungsschicht 25 ist in Figur IC schematisch dargestellt. In der Schaltungsschicht 25 sind jeweils Aussparungen 250 vorgesehen, die sich in vertikaler Richtung vollständig durch die Schaltungsschicht 25 hindurch erstrecken. Die Aussparungen 250 sind für die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit den Bildpunkten vorgesehen, in Figur IC exemplarisch zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit der zweiten
Anschlussschicht 232. Zwischen der Halbleiterschichtenfolge 20 und der Schaltungsschicht 25, insbesondere zwischen der zweiten Anschlussschicht 232 und der Schaltungsschicht 25 ist eine dritte Isolationsschicht 243 ausgebildet.
Auf der der Halbleiterschichtenfolge 20 abgewandten Seite der Schaltungsschicht 25 ist eine vierte Isolationsschicht 244 ausgebildet. Auf der der Schaltungsschicht 25 abgewandten Seite der vierten Isolationsschicht 244 ist eine Gate- Elektrode 41 des Schalters 4 ausgebildet. Der Schalter weist weiterhin weitere Elektroden 42 auf. Eine der weiteren
Elektrode 42, etwa eine Source-Elektrode oder eine Drain- Elektrode, des Schalters 4 ist über eine Zuleitungsschicht 43 elektrisch leitend mit der zweiten Anschlussschicht 232 verbunden. Die Zuleitungsschicht erstreckt sich in vertikaler Richtung durch die Schaltungsschicht 25 und die dritte Isolationsschicht 243 hindurch. Die weiteren Elektroden 42 grenzen jeweils an einen dotierten Bereich 252 der
Schaltungsschicht 25 an. In Aufsicht auf die
Anzeigevorrichtung ist die Gate-Elektrode zwischen den dotierten Bereichen 252 angeordnet.
Selbstverständlich kann die Ansteuerschaltung 40 noch weitere Bauelemente aufweisen, beispielsweise Kondensatoren, etwa für die Ausbildung einer Abtast-Halte-Schaltung (Sample-and- Hold), Treiberbausteine, Schaltungselemente und/oder
Schieberegister. Insbesondere können einige dieser Elemente nicht einem einzelnen Bildpunkt allein, sondern mehreren oder allen Bildpunkten zugeordnet sein.
Für die Isolationsschichten, insbesondere die erste
Isolationsschicht 241, die zweite Isolationsschicht 242, die dritte Isolationsschicht 243 und die vierte Isolationsschicht 244 eignet sich beispielsweise ein Oxid, etwa Siliziumoxid, ein Nitrid, etwa Siliziumnitrid, oder ein Oxinitrid, etwa Siliziumoxinitrid . Die Nummerierung der einzelnen
Isolationsschichten dient lediglich der vereinfachten
Beschreibung und impliziert keine Einschränkung hinsichtlich der Reihenfolge der Herstellung oder der Anzahl der
vorhandenen Isolationsschichten. Für das Ausbilden der
Isolationsschichten eignet sich beispielsweise ein CVD
(chemical vapor deposition) -Verfahren, etwa Aufdampfen oder ein ALD (atomic layer deposition) -Verfahren, oder ein PVD (physical vapor deposition) -Verfahren, etwa Aufsputtern. Die erste Anschlussschicht 231 und die zweite
Anschlussschicht 232 können ein Metall und/oder ein TCO- Material enthalten. Die erste Anschlussschicht 231 ist vorzugsweise als Spiegelschicht 26 für die im aktiven Bereich 200 erzeugte Strahlung ausgebildet. Beispielsweise enthält die Spiegelschicht Silber, Aluminium, Rhodium, Palladium, Nickel oder Chrom. Diese Materialien zeichnen sich durch eine hohe Reflektivität im sichtbaren Spektralbereich und im ultravioletten Spektralbereich aus. Für den infraroten
Spektralbereich eignet sich beispielsweise eine
Spiegelschicht, die Gold enthält oder aus Gold besteht.
Optional können, wie in Figur 1A dargestellt, den Bildpunkten 3 jeweils Strahlungskonversionselemente 8a, 8b, 8c in
Abstrahlrichtung nachgeordnet sein. Beispielsweise kann die Halbleiterschichtenfolge 20, insbesondere der aktive Bereich 200, im Betrieb Primärstrahlung im ultravioletten
Spektralbereich abstrahlen, die mittels der
Strahlungskonversionselemente 8a, 8b, 8c insbesondere
vollständig in Sekundärstrahlung im blauen, roten
beziehungsweise grünen Spektralbereich konvertiert wird.
Alternativ kann die Primärstrahlung im blauen Spektralbereich liegen. Auf das Strahlungskonversionselement 8a kann in diesem Fall verzichtet werden. Selbstverständlich können solche Strahlungskonversionselemente auch bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen Anwendung finden. Zur vereinfachten Darstellung sind diese in den weiteren Figuren jedoch nicht gezeigt.
In den Figuren 1D und IE ist jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine Projektionsvorrichtung 10 gezeigt. Details der
Anzeigevorrichtung 1, die wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC sowie mit den nachfolgenden Figuren beschrieben ausgeführt sein kann, sind zur vereinfachten Darstellung nicht gezeigt. Die Projektionsvorrichtung 10 umfasst jeweils ein optisches Element 9 im Strahlengang der
Anzeigevorrichtung 10. Bei dem in Figur 1D dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Bildpunkte der Anzeigevorrichtung jeweils
Strahlungskonversionselemente 8a, 8b, 8c auf, die wie
vorstehend beschrieben die im Betrieb erzeugte Strahlung konvertieren. Die Anzahl der Bildpunkte der
Anzeigevorrichtung ist hierbei dreimal so groß wie die Anzahl der optisch darstellbaren Bildpunkte, so dass im Betrieb der Pro ektionsvorrichtung ein vollfarbiges Bild entsteht.
Im Unterschied zu dem in Figur 1D dargestellten
Ausführungsbeispiel umfasst die Projektionsvorrichtung 10 drei Anzeigevorrichtungen 1, die jeweils für die Erzeugung von Strahlung in einem Wellenlängenbereich vorgesehen sind. Die Anzahl der Bildpunkte der Anzeigevorrichtungen ist jeweils gleich der Anzahl der optisch darstellbaren
Bildpunkte. Im Strahlengang der Anzeigevorrichtungen ist jeweils ein für die gesamte Anzeigevorrichtung gemeinsames Strahlungskonversionselement 8a, 8b, 8c angeordnet. Die von den Anzeigevorrichtungen 1 abgestrahlte Strahlung wird mittels einer Überlagerungsanordnung 91 zu einem gemeinsamen vollfarbigen Bild überlagert. Die Überlagerungsanordnung kann beispielsweise mittels gekreuzter dichroitisch beschichteter Prismen gebildet sein. Das in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist die Anzeigevorrichtung 1 als ein Bauelement ausgebildet, das nicht rückseitig, sondern vorderseitig extern elektrisch kontaktierbar ist. Der erste Kontakt 71, der zweite Kontakt 72 und die weiteren Kontakte 73 (nicht explizit dargestellt) sind also auf derselben Seite der
Schaltungsschicht 25 angeordnet wie die Halbleiterschichtenfolge 20. Eine derartige Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung eignet sich auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele . Das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass zwischen benachbarten Bildpunkten 3 keine
Gräben ausgebildet sind. Die Halbleiterschichtenfolge 20 erstreckt sich also durchgängig über die Bildpunkte. Auf einen Strukturierungsschritt zur Ausbildung einzelner
Segmente des aktiven Bereichs 200 kann verzichtet werden. Eine solche durchgängige Halbleiterschicht eignet sich insbesondere, wenn die Querleitfähigkeit der mit dem Schalter 4 verbundenen ersten oder zweiten Halbleiterschicht so gering ist, dass die laterale Ausdehnung des Bereichs, in dem bei einer Ladungsträgerin ektion Strahlung emittiert wird, im Wesentlichen durch die Ausdehnung der zugehörigen
Anschlussschicht bestimmt ist. Bei einer
Halbleiterschichtenfolge basierend auf AlInGaN weist
typischerweise das p-leitende Halbleitermaterial eine
geringere Querleitfähigkeit auf als n-leitende
Halbleitermaterial, so dass die durchgängige, mit dem
Schalter 4 verbundene Halbleiterschicht zweckmäßigerweise p- leitend ausgebildet ist.
Die elektrische Kontaktierung der einzelnen Bildpunkte erfolgt wie im Zusammenhang mit Figur 1B beschrieben. Die erste Halbleiterschicht 201 ist also über die erste
Anschlussschicht 231 jeweils mit den zugeordneten Schaltern 4 elektrisch leitend verbunden. Die zweite Anschlussschicht 232 bildet einen gemeinsamen Kontakt für alle Bildpunkte 3 der Anzeigevorrichtung 1. Das in den Figuren 4A und 4B dargestellte vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit Figur 3 beschriebenen dritten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist die
Halbleiterschichtenfolge 20 frei von den Ausnehmungen 21, die sich durch den aktiven Bereich 200 hindurch erstrecken. Die Halbleiterschichtenfolge 20 ist in lateraler Richtung also völlig unstrukturiert. Zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 202 erstreckt sich die zweite
Anschlussschicht 232 über die Strahlungsaustrittsfläche 271 und ist seitlich der Halbleiterschichtenfolge 20 über eine die Halbleiterschichtenfolge in lateraler Richtung
begrenzende Seitenfläche 205 geführt. Zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses ist die Seitenfläche 205 zumindest auf Höhe des aktiven Bereichs 200 und auf Höhe der ersten
Halbleiterschicht 201 mit einer ersten Isolationsschicht 241 bedeckt. Die erste Isolationsschicht 241 ist zwischen der Seitenfläche 205 und der zweiten Anschlussschicht 232
angeordnet. Die zweite Anschlussschicht 232 enthält in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise ein TCO-Material, etwa ITO oder ZnO.
Die in Figur 4B dargestellte Schaltungsskizze entspricht abgesehen von der Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 202 mit dem gemeinsamen Kontakt 72 der in der Figur 1B dargestellten Schaltungsskizze.
Das in den Figuren 5A und 5B dargestellte fünfte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in
Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel. Insbesondere sind die Schalter 4 jeweils wie im Zusammenhang mit Figur 1B beschrieben über die erste Anschlussschicht 231 mit der ersten Halbleiterschicht 201 der Bildpunkte 3 elektrisch leitend verbunden.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 202 über die zwischen den Bildpunkten 3 ausgebildeten Gräben 22. Die Gräben erstrecken sich durch die erste Halbleiterschicht 201 und den aktiven Bereich 200 hindurch und enden in der zweiten Halbleiterschicht. Die zweite Anschlussschicht 232 ist in den Gräben mit der zweiten Halbleiterschicht 202 elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht erfolgt also jeweils entlang des Umfangs der Bildpunkte. Die zweite Anschlussschicht bedeckt die
Seitenfläche 301 der Segmente 30 bereichsweise. In Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung nimmt die zweite Anschlussschicht die Form eines insbesondere metallischen Gitters an. Auf eine zusätzlich zu den Gräben vorgesehene Ausnehmung durch den aktiven Bereich 200 kann also verzichtet werden. Die Fläche der Spiegelschicht 26 ist so gegenüber einer Ausgestaltung mit einer Ausnehmung in der Halbleiterschichtenfolge
vergrößert .
Zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses ist zwischen der zweiten Anschlussschicht 232 und dem aktiven Bereich 200 eine erste Isolationsschicht 241 ausgebildet.
Die zweite Anschlussschicht 232 kann strahlungsdurchlässig oder strahlungsundurchlässig ausgebildet sein. Bei einer strahlungsundurchlässigen Ausgestaltung, beispielsweise mittels einer Metallschicht, kann das optische Übersprechen zwischen benachbarten Bildpunkten mittels der zweiten
Anschlussschicht 232 unterdrückt oder zumindest verringert werden . Die in Figur 5B dargestellte Schaltungsskizze entspricht abgesehen von der randseitigen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 202 der in der Figur 1B dargestellten
Schaltungsskizze .
Das in Figur 6A bis 6C dargstellte sechste
Ausführungsbeispiel mit drei Ausgestaltungsvarianten
entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit den
Figuren 5A und 5B beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu erstrecken sich die Gräben 22
vollständig in vertikaler Richtung durch die
Halbleiterschichtenfolge 20 hindurch. Das optische
Übersprechen zwischen benachbarten Bildpunkten kann so noch weitergehend vermindert werden.
Bei der in Figur 6A dargestellten Ausgestaltungsvariante weist die zweite Halbleiterschicht 202 einen Vorsprung 203 auf. Der Vorsprung überdeckt die zweite Anschlussschicht 232 bereichsweise. Ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen der zweiten Anschlussschicht und der zweiten
Halbleiterschicht wird so vereinfacht. Die erste
Isolationsschicht 241 erstreckt sich in Richtung der
Strahlungsaustrittsfläche 271 bis zum Vorsprung 203. Bei der in Figur 6C dargestellten Ausgestaltungsvariante weist die zweite Anschlussschicht 232 zusätzlich eine weitere Teilschicht 233 auf. Die weitere Teilschicht kann wie im Zusammenhang mit Figur 4A beschrieben vollflächig auf der Strahlungsaustrittsfläche 271 ausgebildet sein und im Bereich der Gräben an die in den Gräben angeordnete Teilschicht der zweiten Anschlussschicht angrenzen. Eine lateral gleichmäßige Bestromung der Bildpunkte kann dadurch weitergehend
vereinfacht werden. Bei der in Figur 6B dargestellten Ausgestaltungsvariante erstreckt sich die weitere Teilschicht 233 jeweils über die gesamte Seitenfläche 301 des Segments 30. Weiterhin bedeckt die erste Isolationsschicht 241 die Seitenfläche des Segments vollständig.
Bei dem in Figur 7 dargestellten siebten Ausführungsbeispiel entspricht die elektrische Kontaktierung der einzelnen
Bildpunkte 3 dem im Zusammenhang mit den Figuren 4A und 4B beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel. Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge 20 im Unterschied zu den
vorangegangenen Ausführungsbeispielen derart, dass die laterale Strukturierung der Halbleiterschichtenfolge bereits bei der epitaktischen Abscheidung entsteht. Hierfür wird bei der epitaktischen Abscheidung eine Maskierungsschicht 2011 aufgebracht. Die zweite Halbleiterschicht wächst durch die Öffnungen 2012 der Maskierungsschicht hindurch. Die Position der späteren Bildpunkte wird also bereits über die
Maskierungsschicht festgelegt. Insbesondere ist jedem
Bildpunkt genau eine Öffnung zugeordnet. Im Querschnitt weist der aktive Bereich 200 eine U-förmige Struktur auf, die in vertikaler Richtung durch die Maskierungsschicht 2011
begrenzt ist. Auf eine nachfolgende Strukturierung zum
Durchtrennen des aktiven Bereichs 200, beispielsweise mittels eines nasschemischen oder trockenchemischen Verfahrens kann also verzichtet werden. Dadurch können Defekte, die bei einem solchen Strukturierungsprozess auftreten und die
Strahlungsleistung der einzelnen Bildpunkte vermindern können, vermieden werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden der aktive Bereich 200 und die erste Halbleiterschicht 201 so auf der zweiten Halbleiterschicht 202 abgeschieden, dass die erste Halbleiterschicht 201 in lateraler Richtung über die zweite Halbleiterschicht 202 hinaus ragt. Insbesondere sind die Seitenflächen 2020 der zweiten Halbleiterschicht 202 durch den aktiven Bereich 200 und die erste Halbleiterschicht 201 bedeckt. Durch die beschriebene Art der Abscheidung kann die für die Strahlungserzeugung nutzbare Fläche des aktiven
Bereichs 200 vergrößert werden. An die Maskierungsschicht 2011 grenzen sowohl die erste
Halbleiterschicht 201 als auch die zweite Halbleiterschicht 202 bereichsweise an. Die erste Halbleiterschicht 201 erstreckt sich durchgängig über benachbarte Bildpunkte 3. Bei der Herstellung erfolgt das Wachstum der ersten
Halbleiterschicht 201 also so, dass die zunächst lateral voneinander getrennten Teilbereiche dieser Schicht
zusammenwachsen .
Die Öffnung 2012 der Maskierungsschicht 2011 und die
jeweilige erste Anschlussschicht 231 des Bildpunkts 3
überlappen in Aufsicht auf die Anzeigevorrichtung 1.
Weiterhin weist die Strahlungsdurchtrittsfläche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Strukturierung 12 zur Erhöhung der Auskoppeleffizienz auf. Die Strukturierung kann beispielsweise eine Aufrauung sein. Eine solche
Strukturierung kann auch bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Anwendung finden. Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung ist in den Figuren 8A bis 8E anhand von schematisch in Schnittansicht dargestellten
Zwischenschritten gezeigt. Die Herstellung der Anzeigevorrichtung erfolgt exemplarisch für eine Anzeigevorrichtung, die wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC beschrieben ausgeführt ist. Die Figuren zeigen jeweils nur einen Ausschnitt einer
Anzeigevorrichtung. Bei der Herstellung kann eine Vielzahl gleichartiger Anzeigevorrichtungen nebeneinander in einem Waferverbund hergestellt werden. Nach Abschluss des
Herstellungsverfahrens kann der Waferverbund in eine Mehrzahl von Anzeigevorrichtungen vereinzelt werden.
Wie in Figur 8A dargestellt, wird eine
Halbleiterschichtenfolge 20 mit einem aktiven Bereich 200, einer ersten Halbleiterschicht 201 und einer zweiten
Halbleiterschicht 202 epitaktisch, etwa mittels MOVPE oder MBE, auf einem Aufwachssubstrat 29 abgeschieden. Nach der epitaktischen Abscheidung wird eine Mehrzahl von Ausnehmungen 21 ausgebildet, wobei sich die Ausnehmungen durch die erste Halbleiterschicht 201 und den aktiven Bereich 200 in die zweite Halbleiterschicht 202 hinein erstrecken.
Auf der dem Aufwachssubstrat 29 abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge 20 wird eine erste Anschlussschicht 231 abgeschieden. Alternativ können die Ausnehmungen 21 auch nach dem Abscheiden der ersten Anschlussschicht 231
ausgebildet werden.
Auf der dem Aufwachssubstrat 29 abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge 20 wird eine erste Isolationsschicht 241 derart strukturiert ausgebildet, dass die zweite
Halbleiterschicht 202 im Bereich der Ausnehmungen 21
zumindest teilweise freiliegt. Nachfolgend wird auf der ersten Isolationsschicht 241 eine zweite Anschlussschicht 232 abgeschieden und lateral
strukturiert. Die zweite Anschlussschicht grenzt im Bereich der Ausnehmungen 21 an die zweite Halbleiterschicht 202 an.
Auf die Anschlussschichten 231, 232 wird eine dritte
Isolationsschicht 243 abgeschieden. Nachfolgend wird eine amorphe Halbleiterschicht 251 abgeschieden, beispielsweise mittels eines PECVD-Verfahrens . Der so gebildete
SchichtStapel 2 ist in Figur 8B gezeigt.
Zur Erhöhung der Ladungsträgerbeweglichkeit wird die amorphe Halbleiterschicht 251 zumindest bereichsweise
rekristallisiert. Dies kann beispielsweise durch Abtasten der Oberfläche mit einem Laserstrahl erfolgen.
Mittels der so gebildeten Schaltungsschicht 25 ist, wie in Figur 8C gezeigt, eine Ansteuerschaltung 40 mit einer
Mehrzahl von Schaltern 4 gebildet. Zur vereinfachten
Darstellung sind die für die Ausbildung der Ansteuerschaltung vorgesehenen zusätzlichen Isolations- und
Metallisierungsschichten, etwa für die Ausbildung der Gate- Elektroden und der weiteren Elektroden der Schalter 4
(vergleiche Fig. IC), in Figur 8C nicht explizit dargestellt. Das Ausbilden der Schaltungsschicht 25 mit der
Ansteuerschaltung 40 umfasst insbesondere
- das Freilegen der ersten Anschlussschicht 231 und der zweiten Anschlussschicht 232;
- die Abscheidung von Elektroden 42 für die Schalter, etwa Source-Elektrode und Drain-Elektroden, und die Verbindung der Elektroden mit den zugehörigen Anschlussschichten; und
- die Abscheidung einer Oxidschicht (vierte Isolationsschicht 244 in Fig. IC), auf der nachfolgend die Gate-Elektrode 41 aufgebracht wird.
Weiterhin kann das Ausbilden der Schaltungsschicht auch das Ausbilden dotierter Bereiche 252, etwa durch Ionen- Implantation umfassen.
Nach dem Ausbilden der Ansteuerschaltung 40 wird der
SchichtStapel 2 mittels einer Verbindungsschicht 6 an einem Träger 5 befestigt (Figur 8D) . Den einzelnen Bildpunkten der Anzeigevorrichtung ist also bereits jeweils ein Schalter zugeordnet, noch bevor die Befestigung an dem Träger 5 erfolgt. Für eine elektrische Kontaktierung der
Anzeigevorrichtung von der dem SchichtStapel 2 abgewandten Seite des Trägers 5 her sind an der Rückseite des Trägers 5 ein erster Kontakt 71, ein zweiter Kontakt 72 und weitere Kontakte 73 ausgebildet. Diese sind über Durchbrüche 50 mit der Schaltungsschicht 25 elektrisch leitend verbunden. Das Ausbilden der Durchbrüche 50 kann vor oder nach der
Befestigung des Trägers 5 an dem SchichtStapel 2 erfolgen.
Nach der Befestigung des SchichtStapels 2 an dem Träger 5 wird das Aufwachssubstrat 29 entfernt. Dies kann
beispielsweise mechanisch, etwa mittels Schleifens, Läppens oder Polierens, und/oder chemisch, etwa mittels
nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens oder mittels eines Laserablöseverfahrens (Laser Lift Off, LLO) erfolgen. Zur Unterteilung des aktiven Bereichs 200 in einzelne
Segmente 30 werden Gräben 22 ausgebildet, etwa mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens. Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend können die Gräben 22 auch ausgebildet werden, bevor der SchichtStapel 2 an dem Träger 5 befestigt wird, insbesondere noch bevor die dritte Isolationsschicht 243 und die amorphe
Halbleiterschicht 251 ausgebildet werden.
Zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung, bei der der aktive Bereich 200 nicht in Segmente 30 unterteilt ist, kann auf das Ausbilden der Gräben 22 auch vollständig verzichtet werden.
Nach dem Ausbilden der Gräben werden die Seitenflächen der Segmente 301, insbesondere die freiliegenden Teile des aktiven Bereichs 200 mit einer zweiten Isolationsschicht 242 versehen .
Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend kann das Aufwachssubstrat 29 auch vollständig oder teilweise, etwa in abgedünnter Form, in der Anzeigevorrichtung verbleiben.
Mit dem beschriebenen Herstellungsverfahren können
Anzeigevorrichtungen hergestellt werden, bei denen die strahlungserzeugenden Halbleiterschichten, insbesondere der aktive Bereich 200, und die für die elektrische Ansteuerung vorgesehenen Schichten, insbesondere die Schaltungsschicht 25 in einen gemeinsamen SchichtStapel integriert sind. Auf einen aufwändigen Bond-Prozess , bei dem vorgefertigte Bildpunkte und eine vorgefertigte Ansteuerschaltung hochgenau, also mit einer Justagegenauigkeit kleiner oder gleich dem
Mittenabstand benachbarter Bildpunkte, zueinander
positioniert werden müssen, ist also nicht erforderlich. An die Befestigung des SchichtStapels 2 an dem Träger 5 sind verglichen hiermit nur vergleichsweise geringe
Justageanforderungen gestellt, die weitgehend unabhängig von der Größe der einzelnen Bildpunkte sind. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 112 302.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung (1) mit einem SchichtStapel (2), der eine Halbleiterschichtenfolge (20) mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (200) und eine Schaltungsschicht (25) aufweist, wobei
die Halbleiterschichtenfolge eine Mehrzahl von Bildpunkten (3) bildet und in der Schaltungsschicht für jeden Bildpunkt ein Schalter (4), der mit dem jeweiligen Bildpunkt elektrisch leitend verbunden ist, ausgebildet ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Anzeigevorrichtung frei von einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Schaltungsschicht ist.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Schaltungsschicht ein polykristallines
Halbleitermaterial oder ein amorphes Halbleitermaterial mit einer Ladungsträgerbeweglichkeit von mindestens 100 cm^/Vs für zumindest einen Ladungsträgertyp aufweist.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Halbleiterschichtenfolge und die Schaltungsschicht entlang einer lateralen Richtung jeweils eine periodisch wiederkehrende Struktur mit einer Einheitszelle aufweisen, wobei in der lateralen Richtung eine Ausdehnung der
Einheitszelle der Schaltungsschicht (259) gleich einer
Ausdehnung der Einheitszelle der Schaltungsschicht (209) ist.
5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Bildpunkte in Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung die zugeordneten Schalter jeweils vollständig überdecken.
6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der SchichtStapel eine Spiegelschicht (26) aufweist, die zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der
Schaltungsschicht angeordnet ist.
7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Halbleiterschichtenfolge an einem Träger (5) befestigt ist und zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Träger die Schaltungsschicht angeordnet ist.
8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei sich der aktive Bereich durchgängig über die Bildpunkte erstreckt .
9. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der aktive Bereich in einzelne Segmente (30) unterteilt ist, die jeweils einen Bildpunkt bilden.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9,
wobei die Segmente entlang eines Umfangs der Segmente elektrisch kontaktiert sind.
11. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Halbleiterschichtenfolge zumindest eine Ausnehmung (21) aufweist, die sich von der Schaltungsschicht her durch den aktiven Bereich (200) hindurch erstreckt.
12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11,
wobei jeder Bildpunkt zumindest eine Ausnehmung (21)
aufweist, die sich von der Schaltungsschicht her durch den aktiven Bereich (200) hindurch erstreckt.
13. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Bildpunkte auf einer Seite des aktiven Bereichs mit einer gemeinsamen Anschlussschicht (231, 232) verbunden sind.
14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13,
wobei sich die gemeinsame Anschlussschicht vollflächig über eine Strahlungsaustrittsfläche (271) der
Halbleiterschichtenfolge erstreckt .
15. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der aktive Bereich zwischen einer ersten
Halbleiterschicht (201) und einer zweiten Halbleiterschicht (202) ausgebildet ist und die erste Halbleiterschicht eine Seitenfläche (2020) der zweiten Halbleiterschicht zumindest bereichsweise bedeckt.
16. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei den Bildpunkten in Abstrahlrichtung zumindest teilweise ein Strahlungskonversionselement (8a, 8b, 8c) nachgeordnet ist .
17. Pro ektionsvorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem optischen Element, das der Anzeigevorrichtung in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist.
18. Verfahren zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung (1) mit einer Mehrzahl von Bildpunkten (3), bei dem ein SchichtStapel (2) mit einer Halbleiterschichtenfolge (20), die einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (200) aufweist und die die Bildpunkte (3) bildet, und mit einer Schaltungsschicht (25), in der für jeden Bildpunkt ein
Schalter (4) ausgebildet ist, ausgebildet wird, wobei die Schaltungsschicht und die Halbleiterschichtenfolge
aufeinander abgeschieden werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
wobei zur Ausbildung der Schaltungsschicht eine amorphe
Halbleiterschicht (251) abgeschieden und nachfolgend
rekristallisiert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 19,
wobei eine Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt wird.
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