WO2015078919A1 - Verfahren zur herstellung optoelektronischer bauelemente für die kapselung von schichten - Google Patents

Verfahren zur herstellung optoelektronischer bauelemente für die kapselung von schichten Download PDF

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WO2015078919A1
WO2015078919A1 PCT/EP2014/075678 EP2014075678W WO2015078919A1 WO 2015078919 A1 WO2015078919 A1 WO 2015078919A1 EP 2014075678 W EP2014075678 W EP 2014075678W WO 2015078919 A1 WO2015078919 A1 WO 2015078919A1
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WO
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mask
layer
capsule
carrier
material structure
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PCT/EP2014/075678
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English (en)
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Sabine VOM DORP
Rainer Hartmann
Martin Herz
Michael Huber
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Definitions

  • the invention relates to a method for producing optoelectronic components for the encapsulation of layers.
  • a carrier comprises a
  • Carrier main side with main directions of extension Carrier main side with main directions of extension.
  • the support preferably has a radiation-permeable, in particular transparent or milky-turbid material, for example glass.
  • the carrier may be suitable for light emission
  • the carrier may, for example, be a sapphire substrate having one thereon
  • the carrier may also comprise or consist of a metal.
  • a mask is applied to the carrier main side. It has the mask one of the carrier main side facing mask bottom on. Furthermore, the mask has a first mask layer, wherein the first mask layer comprises the mask underside of the mask.
  • the mask further comprises a second mask layer.
  • Mask layer is the first mask layer in the direction away from the mask bottom, in particular directly
  • the mask may have, in addition to the first and second mask layer, further mask layers, for example a total of three or four or five mask layers.
  • the first and the second mask layer or each further mask layer may be the same or different
  • first and the second mask layer and also each further mask layer may consist of the same material.
  • the mask has one or more apertures.
  • the at least one breakthrough completely penetrates the mask in a direction perpendicular to the carrier main side.
  • Carrier main exposed In this case, the exposed part of the carrier main page is in particular completely exposed, that is, in the area of the opening are no
  • the first mask layer has at least one undercut with respect to the second mask layer in the area of the aperture.
  • the undercut of the first mask layer can be present in the entire area of the opening.
  • Undercut is to be understood, for example, a region of the breakdown in the first mask layer, which is projected in the direction away from the carrier main side of the second mask layer.
  • the undercut of the first mask layer is a defined spatial region of the first mask layer
  • an imaginary straight line can be pulled perpendicular to the carrier main page. If one follows the straight line from the relevant point in space in a direction away from the main beam side, then the straight line intersects
  • the undercut is a contiguous volume of the undercut
  • Breakthrough is partially adjacent to the vehicle's main side and away from the vehicle's main side
  • Undercut for example, have a rectangular shape.
  • the undercut may further have a triangular or a concave or a convex cross-sectional shape.
  • the aperture in the region of the second mask layer the aperture has its smallest width and / or smallest diameter.
  • a functional material is deposited on the mask in such a way that at least one material structure arises on the main carrier side in the region of the aperture.
  • the material structure is based on the functional material, or is formed from the functional material.
  • the functional material may further at least partially on the side facing away from the carrier main side of the second
  • Mask layer are deposited. At least part of the functional material passes the breakthrough of the mask and settles on the exposed by the breakthrough
  • At least one capsule layer is applied at least to the
  • the capsule layer is applied so that they all before applying the
  • the capsule layer may be on parts of the
  • the mask can be completely removed so that only the material structure and the material structure
  • a carrier comprising a carrier main side is provided with
  • Carrier main side of the carrier a mask is applied, wherein the mask facing one of the carrier main side
  • Mask bottom has. Furthermore, the mask has a first mask layer which comprises the mask underside. The first mask layer is facing away from the
  • the mask has at least one opening, which extends the mask in the direction perpendicular to the carrier main side
  • Mask layer in the region of the opening at least one
  • a functional material is deposited so that in the region of the opening at least one on the
  • Carrier main side arranged material structure arises.
  • the material structure is based on the functional material.
  • at least one capsule layer is deposited on at least the material structure.
  • the capsule layer is deposited such that before applying the
  • Capsule layer exposed sides of the material structure are completely covered with the capsule layer.
  • the mask is after applying the
  • the method described here allows the application of a material structure and the subsequent encapsulation of the material structure with only a single mask.
  • Capsule layer serves, for example, to protect the
  • Material structure and / or the capsule layer can be minimized.
  • the preferred thickness of the material structure is dependent on the function provided for the material structure, for example, the material structure as
  • Reflection layer and / or current-carrying layer may be formed.
  • the thickness of the capsule layer can be minimized by the method.
  • the application and removal of the mask comprises intermediate steps.
  • a first lacquer layer is applied to the carrier main side of the carrier. The first
  • Paint layer forms the first mask layer of the mask.
  • a second lacquer layer is applied to the side of the first lacquer layer facing away from the main side of the carrier.
  • the second lacquer layer forms the second mask layer.
  • the second lacquer layer can be
  • At least one breakthrough is made in the first and the second lacquer layers by means of a lithographic process, for example by means of an optical lithography process.
  • the first and the second lacquer layer have different chemical properties, for example different development rates or different exposure sensitivities, so that the undercut of the first one results from the lithography process
  • Mask layer automatically forms. For example, the first coat of paint is a higher one
  • Exposure sensitivity provided as the second
  • the mask is completely removed.
  • the mask can be removed, for example, by means of a suitable solvent, for example via a tape-lift-off method. Alternatively, the mask can also be removed by ashing and / or washing.
  • the functional material comprises or consists of an electrically conductive and / or reflective material.
  • the functional material may comprise a transparent material, for example a transparent conductive material, such as for example
  • the functional material may also comprise or consist of a semiconducting material.
  • the at least one capsule layer is applied to protect the material structure.
  • the capsule layer can, for example, a
  • Functional material reacts and / or the functional material protects against chemical reactions with other materials.
  • the capsule layer may also constitute a diffusion barrier for the functional material, for example the capsule layer may protect the functional material from moisture
  • the capsule layer may, for example, comprise or consist of a metal, such as, for example, platinum or gold.
  • the capsule layer comprises or consists of an optically transparent material.
  • the capsule layer may comprise, for example, silicon dioxide or silicon nitride or a metal oxide such as zinc oxide or indium tin oxide.
  • the capsule layer may be formed of metal nitrides such as TiWN. According to at least one embodiment, according to the
  • a further layer of material Applying the at least one capsule layer and applied before removing the mask, a further layer of material.
  • another Layer sequence of further material layers and other capsule layers are applied.
  • the capsule layer then protects the material structure from chemical
  • the material structure applied to the carrier main side has a material base surface facing the carrier main side.
  • the material base area is limited by material side surfaces along the main extension directions of the carrier main side.
  • the shape of the material base is determined by the shape of the opening. For example, the shape of the material base by a projection of the
  • projected shadow of the mask is then preferably not or only slightly covered by the material structure.
  • Functional material has a direction of flight.
  • the main coating direction results, for example, from the mean direction of flight of all particles of the functional material.
  • the main coating direction runs
  • Carrier main side run. Furthermore, the particle flow may have a widening in the direction of the carrier main side. In directed
  • Particle stream low, for example, deviates the direction of flight of a particle striking the carrier to at least 95% by less than 20 ° from the main coating direction. In less directed or undirected procedures,
  • the expansion is larger, for example, the direction of flight one on the carrier
  • the main coating direction deviate or the application is isotropic or substantially isotropic.
  • Capsule layer can for example also take place in a reactor.
  • a source of the particle stream may then be placed, for example, in the center of the reactor and / or emit particles radially in all directions.
  • the above-mentioned particle flow is then local, to be defined on the space angle occupied by the carrier and / or with regard to the respective material base area. The farther the carrier is away from the radially emitting source, the smaller is the solid angle occupied by the carrier and the smaller is the widening of the particle stream locally defined on the carrier.
  • the material structure applied on the carrier main side is formed as a material island. The material island is a limited along the main extension directions,
  • the extent or average extent of the material island along the main extension directions is preferred.
  • Material island at least 1 ym, for example ⁇ 2 ym, for example ⁇ 10 ym.
  • Material island may, for example, have a round or elliptical or rectangular or hexagonal shape.
  • the material structure applied to the carrier main side has a grid-like shape.
  • the material structure therefore has at least one region in which the carrier main side is not covered with the functional material, this region being in all main directions of extension of
  • Material structure may be, for example, a continuous layer of the functional material, which has after removal of the mask arranged in a matrix-like regions in which the main carrier side is free of the functional material.
  • the material structure can thus in the form of
  • the breakthrough is before removal of the mask
  • Capsule layer deformed or at least partially destroyed thus, the encapsulation of the material structure remains intact and any protection of the material structure by the capsule layer is ensured.
  • the first mask layer has a thickness.
  • the thickness of the first mask layer may be greater than a common thickness of the material structure and that on the material structure
  • the thickness of the first mask layer but also less than or equal to the common thickness of the material structure and on the
  • the first mask layer has, for example, a thickness of at least 100 nm, for example 200 200 nm, for example 500 500 nm. Alternatively or additionally, the thickness of the first mask layer is 5 5 ⁇ m, for example 2 2 ⁇ m, for example 1 1 ⁇ m.
  • the second mask layer typically has a thickness of at least 500 nm, for example ⁇ 700 nm, for example> 1 ⁇ m. Alternatively or additionally, the thickness of the second mask layer is 10 10 ⁇ m, for example 8 8 ⁇ m. Especially For example, the thickness of the second mask layer may be greater than the thickness of the first mask layer, for example at least twice or at least three times or at least four times as thick.
  • the undercut has a depth or average depth or maximum depth or minimum depth parallel to the
  • Main extension directions which is -S 50 ym, for example -S 30 ym, for example -S 10 ym.
  • the depth of the undercut is 1 ym
  • the depth of the undercut is greater than the thickness of the first mask layer, for example three times or five times or ten times larger.
  • the material structure has a thickness or average thickness or maximum thickness or minimum thickness of> 10 nm
  • the material structure has a thickness of ⁇ 5 ⁇ m, for example ⁇ 500 nm, for example 200 200 nm.
  • the capsule layer has an average thickness of at least 1 nm, for example ⁇ 10 nm, for example 50 50 nm.
  • Capsule layer ⁇ 10 ym or ⁇ 500 nm or ⁇ 200 nm.
  • the local thickness of the capsule layer ie the thickness at each point of the capsule layer, preferably differs from the average thickness of the capsule layer by less than 50%.
  • a very homogeneous thickness of the capsule layer By a very homogeneous thickness of the capsule layer, a secure encapsulation of the material structure is achieved even with a small thickness of the capsule layer.
  • the supernatants are> 1 nm or> 10 nm or> 50 nm.
  • the functional material is at least locally directed
  • the material structure on the carrier main side is preferably formed sharp-edged.
  • the material side surfaces include, for example, an angle of at least 70 ° with the material base.
  • Capsule layer can be carried out, for example, via a little directional or non-directional method.
  • Deposition process can be used.
  • the little-directed or non-directional application of the capsule layer can be used.
  • the direction of flight of a particle impacting the support may differ by more than 20 ° from the main coating direction.
  • an undirected method may be a method in which particles are applied to the support as isotropically as possible and as homogeneously as possible. This allows, for example, an effective deposition of the capsule layer on the material side surfaces of the material structure.
  • the directions of flight of individual particles can deviate greatly, for example, more than 90 ° or more than 150 °, from the main coating direction. It may then be difficult, if not impossible
  • Non-directional methods can be, for example, sputtering or CVD.
  • the functional material is deposited in a slightly directed method. Due to the less directed method, the material structure preferably has flattened material side surfaces.
  • the material side surfaces include, for example, with the material base an angle of at most 70 °.
  • a non-directional method can be used.
  • the undercut has concave and / or convex flow areas, so that the Bellows of the concave or convex curved Umströmungs Schemee towards or away from the material structure show.
  • the particles of the capsule layer can be deflected by the flow areas and thus deposit more effectively or more homogeneously on the material side surfaces of the material structure.
  • the carrier can also be further structured.
  • Carrier be applied.
  • the carrier may be, for example, wet-chemical or
  • Dry chemical etching can be further structured with chlorine.
  • By encapsulating the material structure is preferably protected from chemical reactions with, for example, ozone or chlorine.
  • the mask has a plurality of matrix-like arranged
  • a plurality of encapsulated material structures are produced in one step. This can be for example for simultaneous
  • the distance between two separate material structures arranged on the carrier and adjacent one another is ⁇ 100 ⁇ m, for example 50 ⁇ m, for example 20 ⁇ m.
  • the distance between two material structures can be understood as the shortest distance between any two points located on two adjacent islands of material.
  • FIGS. 2a to 2c are schematic sectional views of the method described here using differently directed
  • FIG. 3a to 3c are schematic sectional views
  • Figure 5a to 5b is a schematic plan view of a mask with
  • FIG. 1 a is a first sectional view
  • a provided carrier 1 comprises a carrier main side 10 with
  • Main extension directions T On the carrier main page 10, a mask 2 is applied.
  • the mask 2 comprises a mask underside 20 facing the carrier main side 10.
  • the mask 2 has a first mask layer 21, which comprises the mask underside 20.
  • the mask layer 21 is a second one in the direction away from the mask bottom 20
  • FIG. 1b shows a further step of the method according to which the mask 2 has been applied to the carrier main side 10.
  • the mask 2 on an opening 200, the parts of the carrier main page 10th
  • the second mask layer 22 here comprises the Area of breakthrough 200 at which the diameter of the
  • Breakthrough 200 is the lowest. Further, the breakthrough
  • the height of the undercuts defines a thickness Hl of the first mask layer 21.
  • the first mask layer 21 has
  • Mask layer 22 has, for example, a thickness H2 of 5 ⁇ m.
  • the undercuts 201 In the direction parallel to the main extension directions T, the undercuts 201 have a depth U.
  • the depth U of the undercuts is for example 5 ym.
  • Carrier main side 10 has, for example, an extension along the main extension directions T of 80 ym.
  • FIG. 1c shows a further step of the method.
  • a functional material 4 is applied on the mask 2, in particular on the exposed through the opening 200 main carrier side 10.
  • a material structure 41 is formed on the carrier main side 10.
  • the material structure 41 may, for example, be a material island 41.
  • Material structure 41 has a material base 410. Along the main extension directions T is the
  • Material base 410 limited by material side surfaces 411.
  • the functional material 4 for example, via a directed
  • Material structure 41 is thereby formed sharp-edged, that is, the material side surfaces 411 close with the material base 410 at an angle of at least 70 °.
  • the shape of the material base 410 is replaced by a
  • the main coating direction M results, for example, from a mean direction of flight of all
  • Particles of the functional material 4 which are applied by means of a directed onto the carrier main page 10 particle flow.
  • the shape of the material base 410 is predetermined by the shape of the opening 200 in the region of the second mask layer 22, so that in particular a width of the opening 200 in the region of the second mask layer 22 has a width of
  • FIG. 1 d shows an exemplary embodiment for a further step of the method.
  • a capsule layer 5 is applied to the functional material 4, in particular to the
  • the capsule layer 5 is thereby over a little directed or undirected method, such as over
  • Capsule layer 5 is covered.
  • the capsule layer 5 has, for example, an average thickness of 100 nm.
  • the capsule layer 5 completely encloses the material structure 41.
  • the capsule layer 5 located on the material structure 41 points in all directions
  • the supernatants are, for example, by the thickness of the capsule layer 5 on the
  • FIG. 2 a shows, in a similar manner to FIG. 1 d, an exemplary embodiment of a method step in which the capsule layer 5 has already been applied to the functional material 4.
  • the capsule layer 5 in FIG. 2 a has extensions which are arranged in the region of the material side surfaces 411. These spurs may arise, for example, when the capsule layer 5 in a little bit
  • Main extension direction T of at least 1 ym.
  • FIG. 2b shows a further exemplary embodiment analogous to FIG. 2a. In contrast to Figure 2a was in
  • Material structure 41 a flattened shape.
  • Material side surfaces 411 include, for example, an angle of 40 ° with the material base 410.
  • the capsule layer 5 has in turn been applied by a slightly directed or non-directional method, so that all surfaces of the material structure 41 exposed before the application of the capsule layer 5 are completely covered by the capsule layer 5.
  • a further material layer 6 is applied, for example via a non-directional method.
  • the material layer 6 may be a single material or even a layer sequence of several further material layers and other capsule layers.
  • the functional material 4 comprises aluminum, which
  • Capsule layer 5 may comprise, for example, platinum. Furthermore, the further material layer 6 may also comprise a metal. The capsule layer 5 then acts, for example, as
  • a mask 2 with an aperture 200 is shown whose cross-sectional shape deviates from the cross-sectional shape of the apertures 200 in FIGS. 1 a to 2 b.
  • Breakthrough 200 is less idealized than that in the previous embodiments.
  • the breakthrough 200 in the region of the first mask layer 21 and in the region of the second mask layer 22 is rounded
  • Such side surfaces may arise, for example, in a lithography process, wherein the first mask layer 21, for example, a higher
  • the second mask layer comprises the region of the opening 200 at which the opening 200 has the smallest diameter. Furthermore, the first mask layer 21 here too has undercuts 201 with respect to the second mask layer 22. The boundaries of the undercuts 201 along the
  • Main directions of extension T are marked by two dashed, perpendicular to the carrier main page 10 extending lines.
  • the position one each Dashed line is defined over a point of the first mask layer 21. This point is located on the adjacent to the opening 200 side surface of the first mask layer 21 and lies closest to
  • Carrier main page 10 The position of each other dashed line will be over a point of the second
  • Mask layer 22 defined. This point is a point of the second mask layer 22 where the aperture 200 has the smallest diameter.
  • the undercut 201 in the left region of the opening 200 is defined.
  • the distance between the two dashed lines specifies the depth U of the undercut 201.
  • the delineation of the undercut 201 in the right area of the opening 200 on the two rightmost, dashed, perpendicular to the carrier main page 10 extending lines given.
  • the opening 200 in the direction away from the carrier main side 10 is surmounted by the second mask layer 22.
  • the opening 200 in the direction away from the carrier main side 10 is surmounted by the second mask layer 22.
  • Breakthrough 200 a concave or convex
  • the flow areas 202 can advantageously act on the material structure 41 when the capsule layer 5 is applied. During application, the particles of the capsule layer 5 can be deflected by the flow areas 202 and thus deposit more effectively or more homogeneously on the material side surfaces 411 of the material structure 41.
  • Mask layer 21 the aperture 200, for example, the shape of a tapering in the direction away from the carrier 1
  • the opening 200 has the shape of a trapezoid widening in the direction away from the carrier 1.
  • Mask layer 22 in turn comprises the region of the aperture 200 with the smallest diameter.
  • Undercuts 201 are as in Figure 3a on the
  • the undercuts 201 of the first mask layer 21 also satisfy the same definition as the undercuts 201 in Figure 3a, that is, each perpendicular to the carrier main page 10 extending straight line through any point in the room
  • Carrier main side 10 is surmounted by the second mask layer 22.
  • the opening 200 has the cross-sectional shape of a trapezium tapering in the direction away from the carrier 1.
  • the thickness of the first mask layer Hl is greater than the thickness of the second mask layer H2.
  • Mask layer 21 to the thickness H2 of the second mask layer 22 in Figure 3a are freely selected.
  • the second mask layer 22 could have a very small thickness H2
  • a thickness H2 of only a few nanometers can be assigned, so that the mask 2 is formed almost exclusively by the first mask layer 21.
  • the second mask layer 22 in turn comprises the region of the opening 200 which has the smallest diameter.
  • the undercuts 201 extend into the
  • Main extension directions T turn as defined in Figure 3a, ie within each two dashed, perpendicular to the carrier main page 10 extending lines with fixed predetermined positions.
  • Undercuts 201 thus again the definition, after which every space point in the region of an undercut 201 an imaginary straight line perpendicular to the carrier main side 10 can be pulled. If one follows this straight line from the point of space in the direction of the main carrier side 10, then the straight line does not intersect the mask 2, one follows the straight line of the latter
  • the second mask layer 22 thus has, for example, different chemical properties than the first mask layer 21, in particular the first and the second mask layer can therefore have different materials or consist of different materials.
  • an opening 200 is introduced into the first lacquer layer 21b and the second lacquer layer 22b.
  • the aperture 200 may, for example, be introduced in one step by means of an optical lithography method.
  • Paint layer 21b for example, a higher
  • Exposure sensitivity as the second resist layer 22b Due to the different exposure sensitivities, undercuts 201 can automatically form in the area of the first lacquer layer 21b, so that in the area of the Subsection 201, the second lacquer layer 22b, the first
  • Paint coat can be particularly easy a mask for the
  • FIG. 5 a shows a possible embodiment of a mask 2 with a plurality of apertures 200.
  • the mask 2 is considered in plan view perpendicular to the main extension directions T. Mainly one of the
  • the openings 200 are like a matrix in the mask 2
  • the openings 200 are shown as white areas. Furthermore, the openings 200 have a
  • each aperture 200 may also be round or triangular or hexagonal.
  • the solid rectangles show the cross-sectional shape of the openings 200 in the region of the second mask layer 22.
  • the dashed rectangular shapes indicate the breakthrough shapes in the region of the first mask layer 21, which is covered by the second mask layer 22 in FIG.
  • the dashed rectangles are larger than the solid rectangles and completely enclose the solid rectangles. That is to say, in the entire area of each opening 200, there is an undercut 201 of the first one Mask layer 21 is formed with respect to the second mask layer 22.
  • Openings 200 may be used to create and encapsulate a plurality of islands of material.
  • Breakthroughs 200 in a mask 2 is possible for all embodiments shown.
  • FIG. 5b differs from FIG. 5 a in that in FIG. 5 b a continuous opening 200 is introduced into the mask 2.
  • Breakthrough 200 encloses areas of the mask 2 such that the opening 200 extends in a grid-like manner in plan view.

Landscapes

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente für die Kapselung von Schichten angegeben. Dazu wird ein Träger (1) mit einer Trägerhauptseite (10) bereitgestellt. Auf die Trägerhauptseite (10) des Trägers (1) wird eine Maske (2) aufgebracht. Die Maske (2) weist eine erste Maskenschicht (21) und eine zweite Maskenschicht (22) auf. Ferner weist die Maske (2) zumindest einen Durchbruch (200) auf, der die Maske (2) in Richtung senkrecht zur Trägerhauptseite (10) vollständig durchdringt. Des Weiteren weist die erste Maskenschicht (21) im Bereich des Durchbruchs (200) zumindest einen Unterschnitt (201) bezüglich der zweiten Maskenschicht (22) auf. Nach dem Aufbringen der Maske (2) auf den Träger (1) wird ein Funktionsmaterial (4) so abgeschieden, dass im Bereich des Durchbruchs (200) zumindest eine auf der Trägerhauptseite (10) angeordnete Materialstruktur (41) entsteht. Anschließend wird eine Kapselschicht (5) auf zumindest der Materialstruktur (41) abgeschieden. Die Kapselschicht (5) wird derart abgeschieden, dass vor dem Aufbringen der Kapselschicht (5) freiliegende Seiten der Materialstruktur (41) vollständig mit der Kapselschicht (5) bedeckt werden. In einem weiteren Schritt wird die Maske (2) nach dem Aufbringen der Kapselschicht (5) entfernt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente für die Kapselung von Schichten
Es wird ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente für die Kapselung von Schichten angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein einfaches
Verfahren zur Kapselung von Schichten anzugeben.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind
Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Träger bereitgestellt. Der Träger umfasst eine
Trägerhauptseite mit Haupterstreckungsrichtungen.
Der Träger weist bevorzugt ein strahlungsdurchlässiges, insbesondere transparentes oder milchig-trübes Material, beispielsweise Glas, auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger eine zur Lichtemission geeignete
Halbleiterschichtenfolge umfassen oder sein. Der Träger kann beispielsweise ein Saphirsubstrat mit einer darauf
gewachsenen III-V-Halbleiterschichtenfolge, zum Beispiel einer AlInGaN-Schichtenfolge, sein. Ferner kann der Träger auch ein Metall aufweisen oder aus einem solchen bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Maske auf die Trägerhauptseite aufgebracht. Es weist die Maske eine der Trägerhauptseite zugewandte Maskenunterseite auf. Ferner weist die Maske eine erste Maskenschicht auf, wobei die erste Maskenschicht die Maskenunterseite der Maske umfasst .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Maske weiter eine zweite Maskenschicht. Die zweite
Maskenschicht ist der ersten Maskenschicht in Richtung weg von der Maskenunterseite insbesondere unmittelbar
nachgeordnet .
Die Maske kann neben der ersten und zweiten Maskenschicht noch weitere Maskenschichten aufweisen, beispielsweise insgesamt drei oder vier oder fünf Maskenschichten. Die erste und die zweite Maskenschicht oder jede weitere Maskenschicht können gleiche aber auch unterschiedliche
Materialien aufweisen. Insbesondere können die erste und die zweite Maskenschicht und auch jede weitere Maskenschicht aus dem gleichen Material bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Maske einen oder mehrere Durchbrüche auf. Dabei
durchdringt der zumindest eine Durchbruch die Maske in eine Richtung senkrecht zur Trägerhauptseite vollständig. Im
Bereich des Durchbruchs ist also ein Teil der
Trägerhauptseite freigelegt. Dabei ist der freigelegte Teil der Trägerhauptseite insbesondere vollständig freigelegt, das heißt im Bereich des Durchbruchs befinden sich keine
Maskenreste auf der Trägerhauptseite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die erste Maskenschicht im Bereich des Durchbruchs zumindest einen Unterschnitt bezüglich der zweiten Maskenschicht auf. Insbesondere kann der Unterschnitt der ersten Maskenschicht im gesamten Bereich des Durchbruchs vorhanden sein. Als
Unterschnitt ist beispielsweise ein Bereich des Durchbruchs in der ersten Maskenschicht zu verstehen, der in Richtung weg von der Trägerhauptseite von der zweiten Maskenschicht überragt wird.
Gemäß einer alternativen Definition ist der Unterschnitt der ersten Maskenschicht ein definierter Raumbereich des
Durchbruchs. Dabei sind alle Raumpunkte des Unterschnitts insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass durch jeden
Raumpunkt des Unterschnitts eine imaginäre Gerade senkrecht zur Trägerhauptseite gezogen werden kann. Verfolgt man die Gerade von dem betreffenden Raumpunkt aus in eine Richtung weg von der Trägerhauptseite, so schneidet die Gerade
irgendwann die Maske. Verfolgt man die Gerade von dem
Raumpunkt aus in Richtung hin zur Trägerhauptseite, so schneidet die Gerade die Maske nicht. Alle Raumpunkte des Durchbruchs, die diese Eigenschaften aufweisen, sind Teil des Unterschnitts der ersten Maskenschicht.
Eine weitere alternative Definition für den Unterschnitt ist, dass der Unterschnitt ein zusammenhängendes Volumen des
Durchbruchs ist, welches teilweise an die Trägerhauptseite grenzt und in Richtung weg von der Trägerhauptseite
vollständig von der Maske überragt wird.
Zumindest eine der drei angeführten Definitionen des
Unterschnitts ist für die Maske gemäß dem angegebenen
Verfahren zutreffend. Es können alle oder mehrere der
Definitionen zutreffen. Betrachtet man den Querschnitt des Unterschnitts, wobei die Querschnittsebene den Durchbruch durchschneidet und dabei senkrecht zur Trägerhauptseite gewählt ist, kann der
Unterschnitt beispielsweise eine rechteckige Form aufweisen. Der Unterschnitt kann ferner eine dreieckige oder eine konkave oder eine konvexe Querschnittsform aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist im Bereich der zweiten Maskenschicht der Durchbruch seine geringste Breite und/oder kleinsten Durchmesser auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Funktionsmaterial so auf die Maske abgeschieden, dass im Bereich des Durchbruchs zumindest eine Materialstruktur auf der Trägerhauptseite entsteht. Die Materialstruktur basiert dabei auf dem Funktionsmaterial, beziehungsweise ist aus dem Funktionsmaterial gebildet.
Das Funktionsmaterial kann ferner zumindest teilweise auf der von der Trägerhauptseite abgewandten Seite der zweiten
Maskenschicht abgeschieden werden. Zumindest ein Teil des Funktionsmaterials passiert den Durchbruch der Maske und lagert sich auf der durch den Durchbruch freigelegten
Trägerhauptseite an, so dass sich die Materialstruktur ausbildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine Kapselschicht zumindest auf die
Materialstruktur aufgebracht. Die Kapselschicht wird dabei so aufgebracht, dass sie alle vor dem Aufbringen der
Kapselschicht freiliegenden Seiten und/oder Flächen der
Materialstruktur vollständig bedeckt. Insbesondere weist die Materialstruktur nach dem Aufbringen der Kapselschicht also keine freiliegenden Seiten und/oder Flächen auf.
Die Kapselschicht kann sich auf Teilen der von der
Trägerhauptseite abgewandten Seite der zweiten Maskenschicht ablagern. Zumindest ein Teil der Kapselschicht passiert den Durchbruch und lagert sich auf der Materialstruktur ab.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Aufbringen der zumindest einen Kapselschicht die
Maske entfernt. Auf dem Träger bleiben also überwiegend die Materialstruktur und die auf die Materialstruktur
aufgebrachte Kapselschicht zurück. Insbesondere kann die Maske vollständig entfernt werden, so dass ausschließlich die Materialstruktur und die auf die Materialstruktur
aufgebrachte Kapselschicht auf dem Träger zurück bleiben.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Träger, aufweisend eine Trägerhauptseite mit
Haupterstreckungsrichtungen, bereitgestellt. Auf die
Trägerhauptseite des Trägers wird eine Maske aufgebracht, wobei die Maske eine der Trägerhauptseite zugewandte
Maskenunterseite aufweist. Ferner weist die Maske eine erste Maskenschicht auf, die die Maskenunterseite umfasst. Der ersten Maskenschicht ist in Richtung weg von der
Maskenunterseite eine zweite Maskenschicht nachgeordnet.
Ferner weist die Maske zumindest einen Durchbruch auf, der die Maske in Richtung senkrecht zur Trägerhauptseite
vollständig durchdringt. Des Weiteren weist die erste
Maskenschicht im Bereich des Durchbruchs zumindest einen
Unterschnitt bezüglich der zweiten Maskenschicht auf, wobei der Unterschnitt ein Bereich des Durchbruchs ist, der in Richtung weg von der Trägerhauptseite von der zweiten Maskenschicht überragt wird. Nach dem Aufbringen der Maske auf den Träger wird ein Funktionsmaterial so abgeschieden, dass im Bereich des Durchbruchs zumindest eine auf der
Trägerhauptseite angeordnete Materialstruktur entsteht. Die Materialstruktur basiert dabei auf dem Funktionsmaterial. Anschließend wird zumindest eine Kapselschicht auf zumindest der Materialstruktur abgeschieden. Die Kapselschicht wird derart abgeschieden, dass vor dem Aufbringen der
Kapselschicht freiliegende Seiten der Materialstruktur vollständig mit der Kapselschicht bedeckt werden. In einem weiteren Schritt wird die Maske nach dem Aufbringen der
Kapselschicht entfernt.
Das hier beschriebene Verfahren ermöglicht das Aufbringen einer Materialstruktur und die anschließende Verkapselung der Materialstruktur mit nur einer einzigen Maske. Die
Kapselschicht dient beispielsweise zum Schutz der
Materialstruktur oder als Diffusionsbarriere zwischen der Materialstruktur und weiteren Schichten. Vorteilhafterweise sind bei dem angegebenen Verfahren die einzuplanenden
Toleranzen gering. Durch das Verwenden einer einzigen
Maskenschicht wird der Verkapselungsprozess vereinfacht.
Ferner wird durch das Verfahren eine hohe
Überformungsqualität erreicht, wodurch eine Dicke der
Materialstruktur und/oder der Kapselschicht minimiert werden kann .
Die bevorzugte Dicke der Materialstruktur ist dabei abhängig von der für die Materialstruktur vorgesehenen Funktion, beispielsweise kann die Materialstruktur als
Reflexionsschicht und/oder stromtragende Schicht ausgebildet sein. Insbesondere kann also die Dicke der Kapselschicht durch das Verfahren minimiert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Aufbringen und Entfernen der Maske Zwischenschritte. In einem ersten Schritt wird eine erste Lackschicht auf die Trägerhauptseite des Trägers aufgebracht. Die erste
Lackschicht bildet dabei die erste Maskenschicht der Maske.
In einem darauffolgenden Schritt wird eine zweite Lackschicht auf die der Trägerhauptseite abgewandte Seite der ersten Lackschicht aufgebracht. Die zweite Lackschicht bildet dabei die zweite Maskenschicht. Die zweite Lackschicht kann
zumindest teilweise andere chemische Eigenschaften als die erste Lackschicht aufweisen.
Nach dem Aufbringen der zweiten Lackschicht wird zumindest ein Durchbruch in die erste und die zweite Lackschicht mittels eines Lithographieverfahrens, beispielsweise mittels eines optischen Lithographieverfahrens, eingebracht.
Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Lackschicht unterschiedliche chemische Eigenschaften, zum Beispiel unterschiedliche Entwicklungsraten oder unterschiedliche Belichtungsempfindlichkeiten auf, so dass sich durch das Lithographieverfahren der Unterschnitt der ersten
Maskenschicht automatisch ausbildet. Beispielsweise ist die erste Lackschicht dafür mit einer höheren
Belichtungsempfindlichkeit vorgesehen als die zweite
Lackschicht .
Nach dem Aufbringen des Funktionsmaterials und nach dem
Aufbringen der Kapselschicht wird die Maske vollständig entfernt. Die Maske kann dabei beispielsweise mittels eines geeigneten Lösungsmittels entfernt werden, zum Beispiel über ein Tape-Lift-Off Verfahren. Alternativ kann die Maske auch mittels Veraschen und/oder Abwaschen entfernt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Funktionsmaterial ein elektrisch leitendes und/oder spiegelndes Material auf oder besteht aus einem solchen.
Beispielsweise weist das Funktionsmaterial Silber oder
Aluminium oder Gold auf. Ferner kann das Funktionsmaterial ein transparentes Material aufweisen, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Material, wie zum Beispiel
Indiumzinnoxid, kurz ITO. Ferner kann das Funktionsmaterial auch ein halbleitendes Material aufweisen oder aus einem solchen bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die wenigstens eine Kapselschicht zum Schutz der Materialstruktur aufgebracht. Die Kapselschicht kann beispielsweise ein
Material aufweisen, das nicht chemisch mit dem
Funktionsmaterial reagiert und/oder das Funktionsmaterial vor chemischen Reaktionen mit weiteren Materialien schützt.
Ferner kann die Kapselschicht auch eine Diffusionsbarriere für das Funktionsmaterial darstellen, zum Beispiel kann die Kapselschicht das Funktionsmaterial vor Feuchtigkeit
schützen. Die Kapselschicht kann beispielsweise ein Metall, wie zum Beispiel Platin oder Gold, aufweisen oder aus einem solchen bestehen. Bevorzugt weist die Kapselschicht ein optisch transparentes Material auf oder besteht aus einem solchen. Die Kapselschicht kann beispielsweise Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid oder ein Metalloxid wie Zinkoxid oder Indiumzinnoxid aufweisen. Ebenso kann die Kapselschicht aus Metallnitriden wie TiWN geformt sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem
Aufbringen der zumindest einen Kapselschicht und vor dem Entfernen der Maske eine weitere Materialschicht aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine weitere Schichtenfolge von weiteren Materialschichten und weiteren Kapselschichten aufgebracht werden. Insbesondere schützt die Kapselschicht die Materialstruktur dann vor chemischen
Reaktionen mit der weiteren Materialschicht und/oder mit der weiteren Schichtenfolge.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die auf die Trägerhauptseite aufgebrachte Materialstruktur eine der Trägerhauptseite zugewandte Materialgrundfläche auf. Die Materialgrundfläche wird durch Materialseitenflächen entlang den Haupterstreckungsrichtungen der Trägerhauptseite begrenzt. Die Form der Materialgrundfläche wird dabei durch die Form des Durchbruchs vorgegeben. Beispielsweise kann die Form der Materialgrundfläche durch eine Projektion des
Durchbruchs entlang einer Hauptbeschichtungsrichtung auf die Trägerhauptseite vorgegeben werden. Der durch die
Hauptbeschichtungsrichtung auf die Trägerhauptseite
projizierte Schatten der Maske wird dann vorzugsweise nicht oder nur geringfügig durch die Materialstruktur bedeckt.
Für das Aufbringen des Funktionsmaterials wird zum Beispiel ein Materialstrom aus Ionen und/oder Atomen und/oder
Molekülen und/oder Clustern, im Folgenden allgemein als
Partikel beziehungsweise Partikelstrom bezeichnet, auf die Trägerhauptseite gerichtet. Jedes einzelne Partikel des
Funktionsmaterials weist dabei eine Flugrichtung auf. Die Hauptbeschichtungsrichtung ergibt sich beispielsweise aus der mittleren Flugrichtung aller Partikel des Funktionsmaterials. Zum Beispiel verläuft die Hauptbeschichtungsrichtung
senkrecht zur Trägerhauptseite. Alternativ kann die
Hauptbeschichtungsrichtung aber auch unter einem Winkel kleiner als 90°, beispielsweise kleiner als 85°, zur
Trägerhauptseite verlaufen. Ferner kann der Partikelstrom eine Aufweitung in Richtung hin zur Trägerhauptseite aufweisen. In gerichteten
Abscheideverfahren, beispielsweise beim thermischen
Verdampfen mit Kugelkalotte, ist die Aufweitung des
Partikelstroms gering, beispielsweise weicht die Flugrichtung eines auf den Träger treffenden Partikels zu zumindest 95 % um weniger als 20° von der Hauptbeschichtungsrichtung ab. In wenig gerichteten oder ungerichteten Verfahren,
beispielsweise beim Verdampfen mit Knudsen-Kalotte oder
Kathodenzerstäubung, englisch Sputtering, oder CVD, englisch Chemical-Vapour-Deposition, ist die Aufweitung größer, zum Beispiel kann die Flugrichtung eines auf den Träger
treffenden Partikels um mehr als 20° von der
Hauptbeschichtungsrichtung abweichen oder das Aufbringen ist isotrop oder im Wesentlichen isotrop.
Die Ausdehnung der Projektion des Durchbruchs entlang der Hauptbeschichtungsrichtungen, und damit die Ausdehnung der Materialgrundfläche, werden umso größer, je größer die
Aufweitung des Partikelstroms ist.
Das Abscheiden des Funktionsmaterials und/oder der
Kapselschicht kann beispielsweise auch in einem Reaktor stattfinden. Eine Quelle für den Partikelstrom kann dann zum Beispiel im Zentrum des Reaktors platziert sein und/oder Partikel radial in alle Richtungen emittieren. Der oben genannte Partikelstrom ist dann lokal, auf dem durch den Träger eingenommenen Raumwinkel und/oder hinsichtlich der jeweiligen Materialgrundfläche zu definieren. Je weiter weg der Träger also von der radial emittierenden Quelle entfernt ist, desto kleiner ist der vom Träger eingenommene Raumwinkel und desto kleiner ist die Aufweitung des lokal auf dem Träger definierten Partikelstroms. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die auf der Trägerhauptseite aufgebrachte Materialstruktur als Materialinsel ausgebildet. Die Materialinsel ist dabei eine entlang der Haupterstreckungsrichtungen begrenzte,
zusammenhängende Schicht des Funktionsmaterials. Innerhalb der Materialinsel gibt es bevorzugt keine Durchbrüche, das heißt keine Bereiche der Trägerhauptseite, die frei von dem Funktionsmaterial sind und in den Haupterstreckungsrichtungen vollständig von dem Funktionsmaterial umschlossen sind.
Ferner sind zwei benachbarte Materialinseln nicht durch
Funktionsmaterial miteinander verbunden.
Die Ausdehnung oder mittlere Ausdehnung der Materialinsel entlang den Haupterstreckungsrichtungen ist bevorzugt
höchstens 5 mm, beispielsweise -S 200 ym, beispielsweise -S 100 ym. Alternativ oder zusätzlich ist die Ausdehnung der
Materialinsel mindestens 1 ym, beispielsweise ^ 2 ym, beispielsweise ^ 10 ym. Die Materialgrundfläche der
Materialinsel kann beispielsweise eine runde oder elliptische oder rechteckige oder hexagonale Form aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die auf die Trägerhauptseite aufgebrachte Materialstruktur eine gitterartige Form auf. Die Materialstruktur weist also zumindest einen Bereich auf, in dem die Trägerhauptseite nicht mit dem Funktionsmaterial bedeckt ist, wobei dieser Bereich in alle Haupterstreckungsrichtungen von
Funktionsmaterial begrenzt ist. Eine gitterartige
Materialstruktur kann beispielsweise eine zusammenhängende Schicht des Funktionsmaterials sein, die nach dem Entfernen der Maske matrixartig angeordnete Bereiche aufweist, in denen die Trägerhauptseite frei von dem Funktionsmaterial ist. Insbesondere kann die Materialstruktur also in Form von
Gitternetzlinien auf der Trägerhauptseite aufgebracht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens befinden sich vor dem Entfernen der Maske die im Durchbruch
angeordnete Materialstruktur und/oder die an diese
Materialstruktur grenzende Kapselschicht in keinem direkten Kontakt zu der ersten und/oder der zweiten Maskenschicht. Dadurch wird erreicht, dass beim Entfernen der Maske weder die auf der Trägerhauptseite aufgebrachte Materialstruktur noch die sich auf dieser Materialstruktur befindliche
Kapselschicht deformiert oder zumindest teilweise zerstört wird. Somit bleibt die Verkapselung der Materialstruktur intakt und ein eventueller Schutz der Materialstruktur durch die Kapselschicht bleibt gewährleistet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die erste Maskenschicht eine Dicke auf. Die Dicke der ersten Maskenschicht kann größer als eine gemeinsame Dicke der Materialstruktur und der auf der Materialstruktur
befindlichen Kapselschicht sein. Alternativ kann die Dicke der ersten Maskenschicht aber auch kleiner oder gleich der gemeinsamen Dicke der Materialstruktur und der auf der
Materialstruktur befindlichen Kapselschicht sein.
Die erste Maskenschicht hat beispielsweise eine Dicke von mindestens 100 nm, beispielsweise ^ 200 nm, beispielsweise ^ 500 nm. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der ersten Maskenschicht ^ 5 ym, beispielsweise ^ 2 ym, beispielsweise ^ 1 ym. Die zweite Maskenschicht hat typischerweise eine Dicke von zumindest 500 nm, beispielsweise ^ 700 nm, beispielsweise > 1 ym. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der zweiten Maskenschicht ^ 10 ym, beispielsweise ^ 8 ym. Insbesondere kann die Dicke der zweiten Maskenschicht größer als die Dicke der ersten Maskenschicht sein, beispielsweise zumindest doppelt oder zumindest dreimal oder zumindest viermal so dick .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Unterschnitt eine Tiefe oder mittlere Tiefe oder maximale Tiefe oder minimale Tiefe parallel zu den
Haupterstreckungsrichtungen auf, die -S 50 ym, beispielsweise -S 30 ym, beispielsweise -S 10 ym ist. Alternativ oder
zusätzlich ist die Tiefe des Unterschnitts ^ 1 ym,
beispielsweise ^ 2 ym, beispielsweise ^ 5 ym. Bevorzugt ist die Tiefe des Unterschnitts größer als die Dicke der ersten Maskenschicht, beispielweise dreimal oder fünfmal oder zehnmal größer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Materialstruktur eine Dicke oder mittlere Dicke oder maximale Dicke oder minimale Dicke von > 10 nm,
beispielsweise ^ 50 nm, beispielsweise ^ 150 nm. Alternativ oder zusätzlich hat die Materialstruktur eine Dicke von < 5 ym, beispielsweise ^ 500 nm, beispielsweise ^ 200 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Kapselschicht eine mittlere Dicke von mindestens 1 nm, beispielsweise ^ 10 nm, beispielsweise ^ 50 nm auf.
Alternativ oder zusätzlich ist die mittlere Dicke der
Kapselschicht ^ 10 ym oder < 500 nm oder < 200 nm. Die lokale Dicke der Kapselschicht, also die Dicke an jeder Stelle der Kapselschicht, weicht bevorzugt von der mittleren Dicke der Kapselschicht um weniger als 50 % ab. Durch eine möglichst homogene Dicke der Kapselschicht wird schon bei einer geringen Dicke der Kapselschicht eine sichere Kapselung der Materialstruktur erreicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die auf der Materialstruktur befindliche Kapselschicht
Überstände bezüglich der Materialstruktur in alle
Haupterstreckungsrichtungen auf. Die Überstände ergeben sich dabei zum Beispiel aus der Dicke der auf die
Materialseitenflächen aufgebrachten Kapselschicht. Bevorzugt sind die Überstände der Kapselschicht -S 10 ym oder < 500 nm oder < 200 nm. Alternativ oder zusätzlich sind die Überstände > 1 nm oder > 10 nm oder > 50 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Funktionsmaterial in einem zumindest lokal gerichteten
Verfahren abgeschieden. Durch das gerichtete Verfahren wird die Materialstruktur auf der Trägerhauptseite bevorzugt scharfkantig ausgebildet. Die Materialseitenflächen schließen beispielsweise mit der Materialgrundfläche einen Winkel von zumindest 70° ein. Das darauffolgende Abscheiden der
Kapselschicht kann beispielsweise über ein wenig gerichtetes oder ungerichtetes Verfahren durchgeführt werden. Für das gerichtete Verfahren zum Aufbringen des
Funktionsmaterials kann beispielsweise ein thermisches
Verdampfen etwa mit einem Reaktor mit Kugelkalotte als
Abscheidungsprozess verwendet werden. Das wenig gerichtete oder ungerichtete Aufbringen der Kapselschicht kann
beispielsweise über thermisches Verdampfen mit einer Knudsen- Kalotte oder Kathodenzerstäubung oder über einen CVD, englisch Chemical-Vapour-Deposition, Prozess durchgeführt werden .
Mit der obigen Definition ist unter einem gerichteten
Abscheideverfahren ein Verfahren zu verstehen, bei dem die Flugrichtung eines auf den Träger treffenden Partikels beispielsweise zu zumindest 95 % um weniger als 20° von der Hauptbeschichtungsrichtung abweicht. Bei einem wenig
gerichteten Abscheideverfahren kann die Flugrichtung eines auf den Träger treffenden Partikels zum Beispiel um mehr als 20° von der Hauptbeschichtungsrichtung abweichen. Mit
ungerichtetem Verfahren kann zum Beispiel ein Verfahren gemeint sein, in dem Partikel möglichst isotrop und möglichst homogen auf den Träger aufgebracht werden. Dies ermöglicht beispielsweise ein effektives Abscheiden der Kapselschicht auf den Materialseitenflächen der Materialstruktur. In ungerichteten Verfahren können die Flugrichtungen einzelner Partikel stark, zum Beispiel mehr als 90° oder mehr als 150°, von der Hauptbeschichtungsrichtung abweichen. Es kann dann gegebenenfalls schwierig sein, überhaupt eine konkrete
Hauptbeschichtungsrichtung anzugeben. Ungerichtete Verfahren können zum Beispiel Kathodenzerstäubung oder CVD sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Funktionsmaterial in einem wenig gerichteten Verfahren abgeschieden. Durch das wenig gerichtete Verfahren weist die Materialstruktur bevorzugt abgeflachte Materialseitenflächen auf. Die Materialseitenflächen schließen beispielsweise mit der Materialgrundfläche einen Winkel von höchstens 70° ein. Beim anschließenden Aufbringen der Kapselschicht kann
beispielsweise ein ungerichtetes Verfahren verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Unterschnitt konkave und/oder konvexe Umströmungsbereiche auf, sodass die Bäuche der konkav oder konvex gekrümmten Umströmungsbereiche hin oder weg von der Materialstruktur zeigen. Beim Aufbringen der Kapselschicht können die Partikel der Kapselschicht durch die Umströmungsbereiche umgelenkt werden und sich somit effektiver oder homogener auf den Materialseitenflächen der Materialstruktur ablagern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden nach dem Abscheiden der Kapselschicht oder nach dem Entfernen der Maske weitere Schichten auf die Trägerhauptseite
aufgebracht. Zusätzlich oder alternativ kann der Träger auch weiter strukturiert werden.
Beispielsweise können nach dem Entfernen der Maske weitere Schichten in einem ALD Verfahren, englisch Atomic-Layer- Deposition, - insbesondere mit Ozonunterstützung auf den
Träger aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger beispielsweise über nasschemisches oder
trockenchemisches Ätzen mit Chlor weiter strukturiert werden. Durch das Verkapseln ist die Materialstruktur bevorzugt vor chemischen Reaktionen mit beispielsweise Ozon oder Chlor geschützt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Maske eine Mehrzahl von matrixartig angeordneten
Durchbrüchen auf. Damit kann beim Abscheiden des
Funktionsmaterials und/oder der Kapselschicht eine Mehrzahl von verkapselten Materialstrukturen in einem Schritt erzeugt werden. Dies kann beispielsweise für die gleichzeitige
Produktion von mehreren Chips auf einem Saphir- oder
Silizium-Wafer vorteilhaft sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Abstand zweier getrennter, auf dem Träger angeordneten und benachbarten Materialstrukturen < 100 ym, beispielsweise ^ 50 ym, beispielsweise ^ 20 ym.
Unter dem Abstand zweier Materialstrukturen kann dabei der kürzeste Abstand zwischen zwei beliebigen, sich auf zwei benachbarten Materialinseln befindlichen Punkten verstanden werden .
Durch das Aufbringen der Materialstrukturen und der
Kapselschicht mit einer einzigen Maske können zu
berücksichtigende Toleranzen gering gehalten werden. Dadurch wird es ermöglicht, Materialstrukturen mit kleinem Abstand voneinander zu produzieren. Ferner wird durch das hier beschriebene Verfahren ein genaues und selbstj ustiertes
Aufeinanderbringen von Materialstruktur und Kapselschicht ermöglicht . Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren zur
Herstellung optoelektronischer Bauelemente für die Kapselung von Schichten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figur la bis le schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen des hier beschriebenen
Verfahrens , Figur 2a bis 2c schematische Schnittdarstellungen des hier beschriebenen Verfahrens unter Verwendung unterschiedlich stark gerichteter
Abscheidungsprozesse,
Figur 3a bis 3c schematische Schnittdarstellungen
unterschiedliche Ausführungsformen der hier beschriebenen Maske,
Figur 4a bis 4b einzelne Schritte zur Herstellung der Maske aus zumindest zwei Lackschichten,
Figur 5a bis 5b schematische Aufsicht auf eine Maske mit
mehreren Durchbrüchen beziehungsweise einem zusammenhängendem gitterartigen Durchbruch.
In Figur la ist in einer Schnittdarstellung ein erster
Schritt des Verfahrens gezeigt. Ein bereitgestellter Träger 1 umfasst eine Trägerhauptseite 10 mit
Haupterstreckungsrichtungen T. Auf die Trägerhauptseite 10 wird eine Maske 2 aufgebracht. Die Maske 2 umfasst dabei eine der Trägerhauptseite 10 zugewandte Maskenunterseite 20.
Ferner weist die Maske 2 eine erste Maskenschicht 21 auf, die die Maskenunterseite 20 umfasst. Der Maskenschicht 21 ist in Richtung weg von der Maskenunterseite 20 eine zweite
Maskenschicht 22 nachgeordnet.
Figur lb zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens, nach dem die Maske 2 auf die Trägerhauptseite 10 aufgebracht wurde. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Maske 2 einen Durchbruch 200 auf, der Teile der Trägerhauptseite 10
freilegt. Die zweite Maskenschicht 22 umfasst hier den Bereich des Durchbruchs 200, an dem der Durchmesser des
Durchbruchs 200 am geringsten ist. Ferner ist der Durchbruch
200 so ausgebildet, dass die erste Maskenschicht 21
Unterschnitte 201 bezüglich der zweiten Maskenschicht
ausbildet. In den Unterschnitten 201 wird ein Teil des
Durchbruchs 200 in Richtung weg von der Trägerhauptseite 10 von der zweiten Maskenschicht 22 überragt. In der
Schnittdarstellung gemäß Figur lb weisen die Unterschnitte
201 rechteckige Querschnittsformen auf.
Die Höhe der Unterschnitte definiert eine Dicke Hl der ersten Maskenschicht 21. Die erste Maskenschicht 21 hat
beispielsweise eine Dicke Hl von 800 nm. Die zweite
Maskenschicht 22 hat beispielsweise eine Dicke H2 von 5 ym.
In Richtung parallel zu den Haupterstreckungsrichtungen T weisen die Unterschnitte 201 eine Tiefe U auf. Die Tiefe U der Unterschnitte beträgt beispielsweise 5 ym. Der durch den Durchbruch 200 freigelegte Teil der
Trägerhauptseite 10 hat beispielsweise eine Ausdehnung entlang den Haupterstreckungsrichtungen T von 80 ym.
Figur lc zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens. Auf die Maske 2, insbesondere auf die durch den Durchbruch 200 freigelegte Trägerhauptseite 10, wird ein Funktionsmaterial 4 aufgebracht. Auf der Trägerhauptseite 10 bildet sich dadurch eine Materialstruktur 41. Die Materialstruktur 41 kann beispielsweise eine Materialinsel 41 sein. Die
Materialstruktur 41 weist eine Materialgrundfläche 410 auf. Entlang der Haupterstreckungsrichtungen T wird die
Materialgrundfläche 410 durch Materialseitenflächen 411 begrenzt . In dem in Figur lc dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Funktionsmaterial 4 zum Beispiel über ein gerichtetes
Verfahren, zum Beispiel über thermisches Verdampfen mit einer Kugelkalotte als Abscheidungsprozess , aufgebracht. Die
Materialstruktur 41 wird dadurch scharfkantig ausgebildet, das heißt die Materialseitenflächen 411 schließen mit der Materialgrundfläche 410 einen Winkel von zumindest 70° ein.
Die Form der Materialgrundfläche 410 wird durch eine
Projektion des Durchbruchs 200 entlang einer
Hauptbeschichtungsrichtung M auf die Trägerhauptseite 10 vorgegeben. Die Hauptbeschichtungsrichtung M ergibt sich beispielsweise aus einer mittleren Flugrichtung aller
Partikel des Funktionsmaterials 4, die mittels eines auf die Trägerhauptseite 10 gerichteten Partikelstroms aufgebracht werden. Unter Partikeln können zum Beispiel Ionen und/oder Atome und/oder Moleküle und/oder Cluster des
Funktionsmaterials 4 verstanden werden. In Figur lc verläuft die Hauptbeschichtungsrichtung M senkrecht oder nahezu senkrecht zur Trägerhauptseite 10.
In dem in Figur lc gegebenen Ausführungsbeispiel ist die Form der Materialgrundfläche 410 durch die Form des Durchbruchs 200 im Bereich der zweiten Maskenschicht 22 vorgegeben, so dass insbesondere eine Breite des Durchbruchs 200 im Bereich der zweiten Maskenschicht 22 einer Breite der
Materialgrundfläche 410 entspricht. Ferner ist die
Trägerhauptseite 10 im Bereich der Unterschnitte 201 frei oder nahezu frei von dem Funktionsmaterial 4. Die Breite oder mittlere Breite der Materialgrundfläche 411 ist zum Beispiel 70 ym, eine mittlere Dicke der Materialstruktur 41 beträgt zum Beispiel 500 nm. In Figur ld ist ein Ausführungsbeispiel für einen weiteren Schritt des Verfahrens dargestellt. Eine Kapselschicht 5 wird auf das Funktionsmaterial 4 insbesondere auf die
Materialstruktur 41 oder die Materialinsel 41 aufgebracht. Die Kapselschicht 5 wird dabei über ein wenig gerichtetes oder ungerichtetes Verfahren, wie zum Beispiel über
thermisches Verdampfen mit einer Knudsen-Kalotte oder
Kathodenzerstäubung oder CVD, englisch Chemical-Vapour- Deposition, oder ALD, englisch Atomic-Layer-Deposition, abgeschieden. Dabei setzt sich die Kapselschicht 5 auf allen zuvor freiliegenden Seiten der Materialstruktur 41 ab, so dass die Materialstruktur 41 vollständig mit der
Kapselschicht 5 bedeckt ist. Die Kapselschicht 5 weist zum Beispiel eine mittlere Dicke von 100 nm auf.
Figur le zeigt die auf dem Träger 1 angeordnete
Materialstruktur 41 mit Kapselschicht 5 nach dem
vollständigen Entfernen der Maske 2. Die Kapselschicht 5 umschließt die Materialstruktur 41 vollständig. Durch das Benutzen einer einzigen Maske 2 für das Aufbringen des
Funktionsmaterials 4 und der Kapselschicht 5 wird eine hohe Überformungsqualität bei gleichzeitig geringen einzuplanenden Toleranzen erreicht. Dies ermöglicht eine Minimierung der Dicke der Kapselschicht 5.
In Figur le weist die sich auf der Materialstruktur 41 befindliche Kapselschicht 5 in alle
Haupterstreckungsrichtungen T Überstände bezüglich der
Materialstruktur auf. Die Überstände werden zum Beispiel durch die Dicke der Kapselschicht 5 auf den
Materialseitenflächen 411 bestimmt und sind beispielsweise 80 nm breit. Figur 2a zeigt ähnlich wie Figur ld ein Ausführungsbeispiel für einen Verfahrensschritt, bei dem die Kapselschicht 5 bereits auf das Funktionsmaterial 4 aufgebracht wurde. Im Unterschied zu Figur ld weist die Kapselschicht 5 in Figur 2a Ausläufer auf, die im Bereich der Materialseitenflächen 411 angeordnet sind. Diese Ausläufer können beispielsweise entstehen, wenn die Kapselschicht 5 in einem wenig
gerichteten Verfahren aufgebracht wird. Die Ausläufer
bedecken einen zusätzlichen Teil der Trägerhauptseite 10 und können beispielsweise eine Ausdehnung entlang der
Haupterstreckungsrichtung T von mindestens 1 ym haben.
Figur 2b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel analog zu Figur 2a. Im Unterschied zu Figur 2a wurde im
Ausführungsbeispiel von Figur 2b das Funktionsmaterial 4 mittels eines wenig gerichteten Verfahrens aufgebracht, zum Beispiel durch thermisches Verdampfen mit Knudsen-Kalotte. Durch das wenig gerichtete Verfahren weist die
Materialstruktur 41 eine abgeflachte Form auf. Die
Materialseitenflächen 411 schließen beispielsweise mit der Materialgrundfläche 410 einen Winkel von 40° ein.
Die Kapselschicht 5 ist wiederum mit einem wenig gerichteten oder ungerichteten Verfahren aufgebracht worden, so dass alle vor dem Aufbringen der Kapselschicht 5 freiliegenden Flächen der Materialstruktur 41 von der Kapselschicht 5 vollständig bedeckt werden.
In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2c wurden das
Funktionsmaterial 4 und die Kapselschicht 5 zum Beispiel so wie in Figur 2b aufgebracht. Zusätzlich ist in Figur 2c noch eine weitere Materialschicht 6, beispielsweise über ein ungerichtetes Verfahren, aufgebracht. Bei der Materialschicht 6 kann es sich um ein einzelnes Material oder auch um eine Schichtenfolge aus mehreren weiteren Materialschichten und weiteren Kapselschichten handeln. Beispielsweise weist in Figur 2c das Funktionsmaterial 4 Aluminium auf, die
Kapselschicht 5 kann zum Beispiel Platin aufweisen. Ferner kann auch die weitere Materialschicht 6 ein Metall aufweisen. Die Kapselschicht 5 wirkt dann zum Beispiel als
Diffusionsbarriere und verhindert eine Reaktion zwischen der Materialstruktur 41 und der weiteren Materialschicht 6.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3a ist eine Maske 2 mit einem Durchbruch 200 gezeigt, dessen Querschnittsform von der Querschnittsform der Durchbrüche 200 in den Figuren la bis 2b abweicht. Die hier gezeigte Querschnittsform des
Durchbruchs 200 ist weniger idealisiert dargestellt als die in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Insbesondere weist der Durchbruch 200 im Bereich der ersten Maskenschicht 21 und im Bereich der zweiten Maskenschicht 22 abgerundete
Seitenflächen auf. Solche Seitenflächen können beispielsweise in einem Lithographieverfahren entstehen, wobei die erste Maskenschicht 21 zum Beispiel eine höhere
Belichtungsempfindlichkeit als die zweite Maskenschicht 22 aufweist . Die zweite Maskenschicht umfasst den Bereich des Durchbruchs 200, an dem der Durchbruch 200 den kleinsten Durchmesser aufweist. Ferner weist die erste Maskenschicht 21 auch hier Unterschnitte 201 bezüglich der zweiten Maskenschicht 22 auf. Die Abgrenzungen der Unterschnitte 201 entlang der
Haupterstreckungsrichtungen T werden über jeweils zwei gestrichelte, senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verlaufende Linien gekennzeichnet. Die Position jeweils einer gestrichelten Linie wird dabei über einen Punkt der ersten Maskenschicht 21 definiert. Dieser Punkt befindet sich auf der an den Durchbruch 200 grenzenden Seitenfläche der ersten Maskenschicht 21 und liegt dabei am nächsten zur
Trägerhauptseite 10. Die Position einer jeweils anderen gestrichelten Linie wird über einen Punkt der zweiten
Maskenschicht 22 definiert. Dieser Punkt ist ein Punkt der zweiten Maskenschicht 22, an dem der Durchbruch 200 den geringsten Durchmesser aufweist.
Zwischen zum Beispiel den beiden am weitesten links
angeordneten gestrichelten, senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verlaufenden Linien, ist also der Unterschnitt 201 im linken Bereich des Durchbruchs 200 definiert. Der Abstand der beiden gestrichelten Linien gibt dabei die Tiefe U des Unterschnitts 201 vor. Analog dazu ist die Abgrenzung des Unterschnitts 201 im rechten Bereich des Durchbruchs 200 über die beiden am weitesten rechts befindlichen, gestrichelten, senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verlaufenden Linien vorgegeben.
Für alle Raumpunkte in den Unterschnitten 201 gilt ferner, dass durch jeden dieser Raumpunkte eine Gerade gezogen werden kann, die senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verläuft.
Verfolgt man die Gerade von dem Raumpunkt aus in Richtung weg von der Trägerhauptseite 10, so schneidet die Gerade die Maske 2. Verfolgt man die Gerade von dem Raumpunkt aus in Richtung hin zur Trägerhauptseite 10, gibt es keinen
Schnittpunkt mit der Maske 2. Ferner gilt, dass im Bereich der Unterschnitte 201 der Durchbruch 200 in Richtung weg von der Trägerhauptseite 10 von der zweiten Maskenschicht 22 überragt wird. Links neben dem linken Unterschnitt 201 beziehungsweise rechts neben dem rechten Unterschnitt 201 weist der
Durchbruch 200 einen konkaven beziehungsweise konvexen
Umströmungsbereich 202 auf. Die Umströmungsbereiche 202 können vorteilhaft beim Aufbringen der Kapselschicht 5 auf die Materialstruktur 41 wirken. Beim Aufbringen können die Partikel der Kapselschicht 5 durch die Umströmungsbereiche 202 umgelenkt werden und sich somit effektiver oder homogener auf den Materialseitenflächen 411 der Materialstruktur 41 ablagern.
In Figur 3b ist eine weitere mögliche Querschnittsform des Durchbruchs 200 angegeben. Im Bereich der ersten
Maskenschicht 21 weist der Durchbruch 200 beispielsweise die Form eines sich in Richtung weg vom Träger 1 verjüngenden
Trapezes auf. Im Bereich der zweiten Maskenschicht 22 weist der Durchbruch 200 die Form eines sich in Richtung weg vom Träger 1 verbreiternden Trapezes auf. Die zweite
Maskenschicht 22 umfasst wiederum den Bereich des Durchbruchs 200 mit dem kleinsten Durchmesser. Die Tiefen U der
Unterschnitte 201 sind wie in Figur 3a über die
gestrichelten, senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verlaufenden Linien definiert. Die Position dieser Linien entlang den Haupterstreckungsrichtungen T ist ebenfalls wie in Figur 3a definiert.
Die Unterschnitte 201 der ersten Maskenschicht 21 genügen außerdem derselben Definition wie die Unterschnitte 201 in Figur 3a, das heißt jede senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verlaufende Gerade durch einen beliebigen Raumpunkt der
Unterschnitte 201 schneidet, von dem Raumpunkt aus gesehen, die Maske 2 in Richtung weg von der Trägerhauptseite.
Verfolgt man die Gerade von dem Raumpunkt aus in Richtung hin zur Trägerhauptseite 10, so schneidet die Gerade die Maske 2 nicht. Das heißt insbesondere, dass der Durchbruch 200 im Bereich der Unterschnitte 201 in Richtung weg von der
Trägerhauptseite 10 von der zweiten Maskenschicht 22 überragt wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3c hat der Durchbruch 200 die Querschnittsform eines sich in Richtung weg vom Träger 1 verjüngenden Trapezes. Die Dicke der ersten Maskenschicht Hl ist größer als die Dicke der zweiten Maskenschicht H2.
Allerdings ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel keine eindeutige Grenze zwischen der ersten Maskenschicht 21 und der zweiten Maskenschicht 22 vorgegeben, da zum einen die erste Maskenschicht 21 und die zweite Maskenschicht 22 gleiche Materialien aufweisen oder aus gleichen Materialien bestehen und da zum anderen der Durchbruch sich konstant in Richtung weg von der Trägerhauptseite verjüngt. Insbesondere kann daher das Verhältnis aus der Dicke Hl der ersten
Maskenschicht 21 zu der Dicke H2 der zweiten Maskenschicht 22 in Figur 3a frei gewählt werden. Zum Beispiel könnte der zweiten Maskenschicht 22 eine sehr geringe Dicke H2,
beispielsweise eine Dicke H2 von nur wenigen Nanometern, zugeordnet werden, so dass die Maske 2 nahezu ausschließlich von der ersten Maskenschicht 21 gebildet wird. Die zweite Maskenschicht 22 umfasst wiederum den Bereich des Durchbruchs 200, der den kleinsten Durchmesser aufweist.
Die Unterschnitte 201 erstrecken sich in den
Haupterstreckungsrichtungen T wiederum wie in Figur 3a definiert, also innerhalb jeweils zweier gestrichelter, senkrecht zur Trägerhauptseite 10 verlaufender Linien mit fest vorgegebenen Positionen. Insbesondere genügen die
Unterschnitte 201 damit wieder der Definition, wonach durch jeden Raumpunkt im Bereich eines Unterschnitts 201 eine imaginäre Gerade senkrecht zur Trägerhauptseite 10 gezogen werden kann. Verfolgt man diese Gerade von dem Raumpunkt aus in Richtung hin zur Trägerhauptseite 10, so schneidet die Gerade die Maske 2 nicht, folgt man der Geraden von dem
Raumpunkt aus in Richtung weg von der Trägerhauptseite 10, so schneidet die Gerade die Maske 2.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4a ist eine
Schnittdarstellung für ein Herstellungsverfahren der Maske 2 angegeben. In einem ersten Schritt wird die erste
Maskenschicht in Form einer ersten Lackschicht 21b auf die Trägerhauptseite 10 aufgebracht. Anschließend wird auf die von der Trägerhauptseite 10 abgewandte Seite der ersten
Maskenschicht 21 die zweite Maskenschicht 22 in Form einer zweiten Lackschicht 22b aufgebracht. Die zweite Maskenschicht 22 weist somit beispielsweise andere chemische Eigenschaften als die erste Maskenschicht 21 auf, insbesondere können die erste und die zweite Maskenschicht also unterschiedliche Materialien aufweisen oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen .
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4b wird ein Durchbruch 200 in die erste Lackschicht 21b und die zweite Lackschicht 22b eingebracht. Der Durchbruch 200 kann beispielsweise in einem Schritt mittels eines optischen Lithographieverfahrens eingebracht werden. Vorzugsweise weist dabei die erste
Lackschicht 21b zum Beispiel eine höhere
Belichtungsempfindlichkeit auf als die zweite Lackschicht 22b. Durch die unterschiedlichen Belichtungsempfindlichkeiten können sich im Bereich der ersten Lackschicht 21b automatisch Unterschnitte 201 ausbilden, so dass im Bereich des Unterschnitts 201 die zweite Lackschicht 22b die erste
Lackschicht 21b überragt.
Durch das Aufbringen einer ersten und einer zweiten
Lackschicht kann besonders einfach eine Maske für das
Verkapseln von Schichten gemäß dem hier beschriebenen
Verfahren hergestellt werden.
In Figur 5a ist eine mögliche Ausführungsform einer Maske 2 mit mehreren Durchbrüchen 200 angegeben. Dabei wird die Maske 2 in Draufsicht senkrecht zu den Haupterstreckungsrichtungen T betrachtet. Hauptsächlich ist also eine von der
Trägerhauptseite 10 abgewandte Seite der zweiten
Maskenschicht zu sehen, die als gepunktete Fläche dargestellt ist.
Die Durchbrüche 200 sind matrixartig in der Maske 2
angeordnet. Die Durchbrüche 200 sind als weiße Flächen dargestellt. Ferner weisen die Durchbrüche 200 eine
rechteckförmige Querschnittsform auf. Beispielsweise kann die Querschnittsform jedes Durchbruchs 200 aber auch rund oder dreieckig oder hexagonal ausgebildet sein.
Die durchgezogenen Rechtecke zeigen die Querschnittsform der Durchbrüche 200 im Bereich der zweiten Maskenschicht 22. Die gestrichelten Rechteckformen deuten die Durchbruchformen im Bereich der ersten Maskenschicht 21 an, die in Figur 5a durch die zweite Maskenschicht 22 verdeckt ist. Insbesondere sind die gestrichelten Rechtecke größer als die durchgezogenen Rechtecke und umschließen die durchgezogenen Rechtecke vollständig. Das heißt weiterhin, dass im gesamten Bereich eines jeden Durchbruchs 200 ein Unterschnitt 201 der ersten Maskenschicht 21 bezüglich der zweiten Maskenschicht 22 ausgebildet ist.
Die in Figur 5a gezeigte Maske mit einer Mehrzahl an
Durchbrüchen 200 kann zur Erzeugung und zur Verkapselung einer Mehrzahl von Materialinseln verwendet werden. Die
Verwendung oder das Einbringen einer Mehrzahl von
Durchbrüchen 200 in einer Maske 2 ist für alle gezeigten Ausführungsbeispiele möglich.
Ferner ist es möglich, dass der Durchbruch 200 in die Maske 2 in Form eines Gitternetzes eingebracht ist. Ein in Draufsicht betrachtetes entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Figur 5b dargestellt. Figur 5b unterscheidet sich von Figur 5a dahingehend, dass in Figur 5b ein durchgehender Durchbruch 200 in die Maske 2 eingebracht ist. Der durchgehende
Durchbruch 200 umschließt dabei Bereiche der Maske 2 so, dass der Durchbruch 200 in Draufsicht gitternetzartig verläuft.
Die hier beschriebene 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 Ausführungsbeispielen ausgeführt ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 113 191.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente für die Kapselung von Schichten, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Trägers (1), aufweisend eine
Trägerhauptseite (10) mit Haupterstreckungsrichtungen (T) ,
- Aufbringen einer Maske (2) auf die Trägerhauptseite (10), wobei die Maske (2)
a) eine der Trägerhauptseite (10) zugewandte
Maskenunterseite (20),
b) eine die Maskenunterseite (20) umfassende erste
Maskenschicht (21),
c) eine der ersten Maskenschicht (21) in Richtung weg von der Maskenunterseite (20) nachgeordnete zweite
Maskenschicht (22),
d) und zumindest einen die Maske (2) vollständig in
Richtung senkrecht zur Trägerhauptseite (10)
durchdringenden Durchbruch (200) aufweist, wobei
die erste Maskenschicht (21) im Bereich des Durchbruchs
(200) zumindest einen Unterschnitt (201) bezüglich der zweiten Maskenschicht (22) aufweist, wobei der
Unterschnitt (201) ein Bereich des Durchbruchs (200) ist, der in Richtung weg von der Trägerhauptseite (10) von der zweiten Maskenschicht (22) überragt ist,
- Abscheiden eines Funktionsmaterials (4), so dass im Bereich des Durchbruchs (200) zumindest eine auf der Trägerhauptseite (10) angeordnete Materialstruktur (41) entsteht, die auf dem Funktionsmaterial (4) basiert, - Abscheiden zumindest einer Kapselschicht (5) auf zumindest die Materialstruktur (41), so dass vor dem Aufbringen der Kapselschicht (5) freiliegende Seiten der Materialstruktur (41) vollständig mit der Kapselschicht (5) bedeckt werden, und
- Entfernen der Maske (2) .
Verfahren nach Anspruch 1, wobei
- der Unterschnitt (201) einen konkaven oder konvexen Umströmungsbereich (202) aufweist,
- das Funktionsmaterial (4) in einem gerichteten
Verfahren abgeschieden wird, so dass eine scharfkantige Materialstruktur (41) entsteht, bei der eine der
Trägerhauptseite (10) zugewandte Materialgrundfläche (410) mit Materialseitenflächen (411) der
Materialstruktur (41) einen Winkel von mindestens 70° einschließt, wobei die Materialgrundfläche (410) entlang der Haupterstreckungsrichtungen (T) durch die
Materialseitenflächen (411) begrenzt wird,
- die Kapselschicht (5) in einem wenig gerichteten oder ungerichteten Verfahren abgeschieden wird, wobei beim Aufbringen der Kapselschicht (5) Partikel der
Kapselschicht (5) durch den Umströmungsbereich (202) umgelenkt und homogen auf die Materialseitenflächen (411) abgeschieden werden,
- sich vor dem Entfernen der Maske (2) die
Materialstruktur (41) in keinem direkten Kontakt zu der ersten Maskenschicht (21) und/oder der zweiten
Maskenschicht (22) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für das
Aufbringen und Entfernen der Maske (2) folgende
Zwischenschritte ausgeführt werden:
- Aufbringen einer ersten Lackschicht (21b) auf die
Trägerhauptseite (10), wobei durch die erste Lackschicht (21b) die erste Maskenschicht (21) gebildet wird,
- Aufbringen einer zweiten Lackschicht (22b) auf einer der Trägerhauptseite (10) abgewandten Seite der ersten Lackschicht (21b) , wobei durch die zweite Lackschicht
(22b) die zweite Maskenschicht (22) gebildet wird, und wobei die zweite Lackschicht (22b) zumindest teilweise andere chemische Eigenschaften als die erste Lackschicht
(22a) aufweist,
- Einbringen des zumindest einen Durchbruchs (200) in die erste und zweite Lackschicht (21b, 22b) mittels eines Lithographieverfahrens, so dass sich der zumindest eine Unterschnitt (201) durch das Lithographieverfahren ausbildet,
- Vollständiges Entfernen der Maske (2) nach dem
Aufbringen der Materialstruktur (41) und der
Kapselschicht (5) .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Aufbringen der Kapselschicht (5) und vor dem Entfernen der Maske (2) eine weitere Materialschicht (6) aufgebracht wird, wobei das Funktionsmaterial (4)
Aluminium aufweist und wobei die Kapselschicht (5) Platin aufweist .
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Funktionsmaterial (4) Silber aufweist und wobei die Kapselschicht (5) S1O2 aufweist.
Verfahren nach mindestens Anspruch 2, wobei die Form der Materialgrundfläche (410) durch eine Projektion des
Durchbruchs (200) entlang einer
Hauptbeschichtungsrichtung (M) auf die Trägerhauptseite (10) vorgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Materialstruktur (41) als Materialinsel (41)
ausgebildet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Materialstruktur (41) eine gitterartige Form
aufweist .
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich vor dem Entfernen der Maske (2) die an die
Materialstruktur (41) grenzende Kapselschicht (5) in keinem direkten Kontakt zu der ersten Maskenschicht (21) und/oder der zweiten Maskenschicht (22) befinden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Maskenschicht (21) eine Dicke (Hl) zwischen 100 nm und 5 ym aufweist, und wobei die Dicke (Hl) der ersten Maskenschicht (21) größer ist als eine gemeinsame Dicke der Materialstruktur (41) und der Kapselschicht (5) .
11. Verfahren nach zumindest Anspruch 7, wobei die
Materialinsel (41) Ausdehnungen entlang der
Haupterstreckungsrichtungen (T) zwischen 1 ym und 5 mm aufweist,
wobei der Unterschnitt (201) eine Tiefe (U) parallel zu den Haupterstreckungsrichtungen (T) zwischen 1 ym und 20 ym hat,
und wobei die Kapselschicht (5) eine mittlere Dicke zwischen 1 nm und 2 ym aufweist, wobei eine lokale Dicke der Kapselschicht (5) von der mittleren Dicke der
Kapselschicht (5) je um weniger als 50 % abweicht.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Funktionsmaterial (4) in einem wenig gerichteten Verfahren abgeschieden wird, so dass eine abgeflachte Materialstruktur (41) entsteht, bei der die
Materialseitenflächen (411) mit der der Trägerhauptseite (10) zugewandten Materialgrundfläche (410) einen Winkel zwischen 0° und 70° aufweisen, und wobei die
Kapselschicht (5) in einem ungerichteten Verfahren abgeschieden wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Abscheiden der Kapselschicht (5) oder nach dem Entfernen der Maske (2) weitere Schichten auf die
Trägerhauptseite (10) aufgebracht werden oder wobei der Träger (1) weiter strukturiert wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger eine zur Strahlungsemission geeignete
Halbleiterschichtenfolge aufweist .
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maske (2) eine Mehrzahl von matrixartig angeordneten Durchbrüchen (200) aufweist, so dass beim Abscheiden des Funktionsmaterials (4) und der Kapselschicht (5) eine Mehrzahl von verkapselten Materialstrukturen (41) entsteht .
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Abstand zwischen zwei Materialstrukturen (41) kleiner als 20 ym ist, wobei unter dem Abstand die kürzeste Strecke zwischen zwei Materialstrukturen (41), die nicht mit dem
Funktionsmaterial (4) bedeckt ist, verstanden wird.
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