WO2018077957A1 - Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen und optoelektronisches halbleiterbauteil - Google Patents

Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen und optoelektronisches halbleiterbauteil Download PDF

Info

Publication number
WO2018077957A1
WO2018077957A1 PCT/EP2017/077326 EP2017077326W WO2018077957A1 WO 2018077957 A1 WO2018077957 A1 WO 2018077957A1 EP 2017077326 W EP2017077326 W EP 2017077326W WO 2018077957 A1 WO2018077957 A1 WO 2018077957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pixels
layer sequence
semiconductor layer
conversion unit
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/077326
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Isabel OTTO
Alexander F. PFEUFFER
Britta GÖÖTZ
Norwin Von Malm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020227023970A priority Critical patent/KR102638174B1/ko
Priority to JP2019521459A priority patent/JP7003124B2/ja
Priority to KR1020197010680A priority patent/KR20190047048A/ko
Priority to US16/335,632 priority patent/US11018283B2/en
Priority to DE112017005374.9T priority patent/DE112017005374B4/de
Priority to KR1020217003459A priority patent/KR102422146B1/ko
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to KR1020247004986A priority patent/KR20240024361A/ko
Publication of WO2018077957A1 publication Critical patent/WO2018077957A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US17/206,336 priority patent/US11557700B2/en
Priority to US18/082,440 priority patent/US12349523B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • H10H29/142—Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0133—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials
    • H10H20/01335—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0137—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/018—Bonding of wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0361—Manufacture or treatment of packages of wavelength conversion means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • H10H20/8512—Wavelength conversion materials
    • H10H20/8513—Wavelength conversion materials having two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8515—Wavelength conversion means not being in contact with the bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8516—Wavelength conversion means having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer or wavelength conversion layer with a concentration gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856—Reflecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components

Definitions

  • the invention relates to a method for producing optoelectronic semiconductor components.
  • an optoelectronic semiconductor device is specified.
  • An object to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor device with many pixels, which emits adjustable light of different colors, and which can be produced efficiently. This object is achieved, inter alia, by a method and by a semiconductor device having the features of
  • the method is used to produce optoelectronic semiconductor components.
  • a plurality of the semiconductor components can be produced together in a wafer composite.
  • the optoelectronic semiconductor components are colored to produce
  • Semiconductor components serve as, for example
  • Display devices as displays or in headlamps with tunable emission characteristics, for example in
  • the method comprises the step of providing a primary light source.
  • Primary light source generates via electroluminescence electromagnetic radiation, in particular primary light.
  • the primary light is preferably blue light, for example with a maximum intensity wavelength of at least 420 nm or 435 nm and / or at most 480 nm or 460 nm.
  • the primary light source may alternatively or additionally
  • the primary light source may alternatively or in addition to the blue light generate ultraviolet radiation, for example at a maximum intensity wavelength of at least 365 nm and / or at most 420 nm.
  • the primary light source may produce green light alternatively or in addition to the blue light.
  • a maximum intensity wavelength at least 485 nm and / or at most 575 nm.
  • the carrier includes a plurality of control units.
  • the carrier is a semiconductor carrier based on
  • the control units can be generated in CMOS technology.
  • the carrier is preferably based on a semiconductor material such as silicon or germanium.
  • a semiconductor layer sequence is mounted on the carrier.
  • Primary radiation set up This includes the
  • the semiconductor layer sequence at least one active zone.
  • the semiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material For example, it may be a nitride compound semiconductor material such as Al n In ] __ n _ m Ga m N or one
  • Phosphide compound semiconductor material such as
  • the semiconductor layer sequence is seen in plan view in a
  • This structuring is carried out in particular by removing material of a part of the semiconductor layer sequence.
  • a material removal takes place from the
  • the pixels are electrically electrically independent of each other and independently controllable. That from each other
  • each of the pixels is assigned exactly one of the AnSteuerüen the carrier and vice versa.
  • the method comprises the step of providing one or more
  • the at least one conversion unit is configured to partially or partially illuminate the primary light
  • Conversion unit or all conversion units are each connected from at least one
  • Conversion units can be on the same
  • Semiconductor materials are based, such as
  • Semiconductor layer sequence of the primary light source or on different semiconductor materials.
  • Conversion units for generating the secondary light in each case a single-quantum well structure or, preferably, a
  • Conversion units may be composed of a sequence of multiple semiconductor layers. In a lateral direction, in particular parallel to one
  • Main expansion direction of the vehicle changes one
  • Composition of the conversion units preferably not or not significantly. In other words, the sit down
  • Conversion units are removed.
  • the semiconductor material is preferably completely removed, so that recesses and / or holes are formed in the conversion units as seen in plan view. Furthermore, it is possible that only islands of the semiconductor material of the
  • Conversion units remain, which are not interconnected by semiconductor material of the respective conversion unit.
  • this is done
  • the same grid is used in structuring the semiconductor material with which the
  • Semiconductor layer sequence is structured in the pixels. Thus, it is possible to assign at least a part of the pixels to a region of the semiconductor material of the conversion unit, so that the corresponding pixel generates the secondary light during operation.
  • the structured conversion unit is applied to the semiconductor layer sequence
  • the method is configured for the production of optoelectronic semiconductor components and comprises the following steps,
  • the carrier comprises a plurality of AnSteuerüen for controlling the pixels
  • Convert secondary light wherein the conversion unit is grown contiguous from at least one semiconductor material
  • Semiconductor material is assigned to a part of the pixels clearly. According to at least one embodiment, the
  • Primary light source constructed as indicated in the document DE 10 2014 101 896 AI or DE 10 2014 105 999 AI.
  • Such primary light sources which comprise a carrier with on-control units and a semiconductor layer sequence structured in picture elements, are also referred to as micro-LEDs, in short micro-LEDs.
  • Micro LEDs are mostly monochromatic emitting components. In order to be able to produce a colored image with three monochromatically emitting micro-LEDs, that is to say a micro-LED for red light, one for green light and one for blue light, the light emitted by the micro-LEDs can be mixed together and superimposed over a prism become.
  • the at least one conversion unit can be in
  • Semiconductor layer sequence can be produced on the wafer level.
  • Photoluminescence in the conversion units makes it possible to use a monochromatically emitting primary light source in the form of a micro-LED.
  • an embodiment of electrical contacts and passivation layers is included comparatively simple and efficient, compared to other solutions.
  • Semiconductor layers for the conversion units allow the generation of a layer stack, which has several
  • the conversion units can be applied to the primary light source via direct bonding.
  • a first conversion unit for converting blue light into green light and a second conversion unit for converting blue light into red light. Emits the primary light source ultraviolet
  • a third conversion unit for generating blue light is preferably present.
  • the conversion units are grown on top of each other on a common growth substrate.
  • the conversion units may have a common, contiguously grown semiconductor layer sequence
  • one or more of the conversion units is still patterned on the common growth substrate.
  • the structuring takes place, for example, photolithographically and via etching.
  • the conversion units are temporally successive
  • the composite After structuring this conversion unit, the composite becomes the Conversion units and the common growth substrate attached to the semiconductor layer sequence, preferably by wafer bonding. Subsequently, a detachment of the
  • Growth substrate for example by means of laser treatment, etching and / or mechanical methods such as grinding.
  • At least one further conversion unit is structured, wherein this structuring at the
  • Conversion units grown on its own growth substrate The conversion units thus each provide a separately produced, own semiconductor layer sequence
  • this is done
  • Planarization layer is formed of a radiation-transmissive material and is preferably made of inorganic materials, such as an oxide such as silica or alumina or a nitride such as silicon nitride or aluminum nitride.
  • Semiconductor material result, mechanically fixed together. This may be a material for the
  • Planarleiterstik are located directly on the semiconductor material of the conversion units. Alternatively, it is possible that between the material of the planarization layer and the semiconductor material of the conversion units
  • Coating in particular an optically functionalized coating such as an optical isolation or a mirror is located.
  • Conversion units each grown on separate growth substrates. Subsequently, the conversion units are attached to one another before the growth substrates are detached, in particular by direct bonding with or without
  • the layer sequence is structured from the conversion units, wherein in particular only one of the conversion units is structured.
  • Conversion unit are structured.
  • Waferbonden Conversion units attached to the semiconductor layer sequence by Waferbonden. This may be wafer bonding without intermediate layer, in particular so-called direct bonding or anodic bonding. Alternatively, a
  • oxide or nitridic interlayer can be used and the Waferbonden is about a eutectic bonding, a glass bonding or adhesive bonding.
  • an optical path is located between the carrier and a carrier facing away from the carrier
  • Pixels assigned to none of the conversion units From these pixels, the primary light is emitted without wavelength conversion. Furthermore, the remaining pixels are assigned to exactly one of the conversion units. Thus, there are no stacked pixels
  • pixels that emit the primary light without wavelength conversion that emit blue light.
  • pixels may be present be that emit the primary light without that one
  • Wavelength conversion occurs that emit green light.
  • blue and green light are generated via an electrically pumped layer stack and red light is generated via an optically pumped semiconductor layer.
  • Display areas are also referred to as colored pixels.
  • the display areas can emit light of different colors. Due to the arrangement of the pixels in
  • Display areas it is possible to represent images or films or varying light patterns with the semiconductor device.
  • adjacent ones are
  • Pixels and / or adjacent display areas by means of an intermediate wall optically isolated from each other.
  • the intermediate wall may be composed of one or more opaque materials.
  • the partition may be absorbent or reflective to the radiation generated.
  • the intermediate wall extends completely through the conversion unit. It is possible that the partition flush with the
  • the intermediate wall is designed for example of an electrically insulating material or made electrically insulating towards the semiconductor layer sequence.
  • the intermediate wall is designed for example of an electrically insulating material or made electrically insulating towards the semiconductor layer sequence.
  • Semiconductor layer sequence is electrically contacted via the intermediate walls, it can be realized through the intermediate wall thus a common electrical contact across the pixels away.
  • the semiconductor layer sequence extends continuously and coherently, and preferably also without gaps over all pixels.
  • the semiconductor layer sequence in areas between adjacent pixels and / or display areas is completely removed, so that the pixels or
  • Conversion units at least one mirror layer
  • the one or more mirror layers are for the one generated in the associated conversion unit
  • the mirror layers are preferably set up to reflect this secondary light.
  • the mirror layers are preferably set up to reflect this secondary light.
  • the filter layer is opaque to the primary light and to the secondary light
  • the filter layer can act absorbing or reflective for the primary light.
  • the filter layer is designed as an antireflection layer for the secondary light.
  • At least one of the conversion units has or has all
  • Semiconductor layer sequence has a thickness of at least 1 ym or 2 ym and / or of at most 15 ym or 10 ym or 6 ym. In other words, the conversion units and the semiconductor layer sequence are thin.
  • the pixels, seen in plan view have an average diameter of
  • the mean diameter is at most
  • these values apply not only to the average diameter, but also to a mean edge length of the pixels, if these, seen in plan view, are square or rectangular in shape.
  • a spacing between adjacent pixels is at least 0.3 ym or 0.5 ym or 1 ym and / or at most 10 ym or 6 ym or 3 ym.
  • the distance between the pixels is preferably at most 25% or 10% or 3% of the average diameter of the pixels.
  • the finished semiconductor device comprises at least 10 or 100 or 1000 of the
  • Pixels at most 10 ⁇ or 10 ⁇ or 10 ⁇ or 10 5 are pixels at most 10 ⁇ or 10 ⁇ or 10 ⁇ or 10 5 .
  • an optoelectronic semiconductor device is specified.
  • the semiconductor device is preferably fabricated by a method as recited in connection with one or more of the above embodiments.
  • this includes
  • Optoelectronic semiconductor device a primary light source having a carrier and a mounted thereon
  • Semiconductor layer sequence for generating primary light includes. Furthermore, the semiconductor device comprises at least one conversion unit of at least one
  • the zoom lens is set up to convert the primary light via photoluminescence in at least one secondary light.
  • the semiconductor layer sequence and the conversion unit are produced separately from one another and have grown incessantly.
  • the semiconductor layer sequence is, as seen in plan view, structured in a plurality of electrically independently controllable pixels.
  • the carrier has a large number of control units for controlling the pixels, which are preferably present in a 1: 1 assignment to the pixels. Some of the pixels are not
  • Pixels is assigned to exactly one conversion unit.
  • a plurality of differently colored emitting pixels are combined to form a display area which is adapted to emit color adjustable light. Furthermore, an optical path between the carrier and a light exit side of the conversion unit facing away from the carrier is free of organic materials.
  • FIGS 1 to 3 and 6 are schematic sectional views of process steps of embodiments of methods described herein for the production of here
  • FIGS 4, 5 and 7 are schematic sectional views of embodiments of here described
  • FIG. 1 schematically illustrates a method for producing optoelectronic semiconductor components 1.
  • a growth substrate 5 is provided.
  • Growth substrate 5 is, for example, a GaAs substrate.
  • two semiconductor materials 31, 41 for two conversion units 3, 4 are grown.
  • a second semiconductor material 41 for generating red light and then a first semiconductor material 31 for generating green light is grown.
  • the two semiconductor materials 31, 41 are based approximately on InGaAlP.
  • the second semiconductor material 41 for generating red light is preferably based on InGaAlP.
  • the first semiconductor material 31 may also be based on InGaN grown, for example, on a sapphire substrate. Such a translucent sapphire substrate can
  • the semiconductor materials 31, 41 are each composed of several layers and preferably comprise one
  • Multiquantentopf Korean, with the photoluminescence green or red secondary light can be generated.
  • a multi-quantum well structure may include ten or more quantum well structures.
  • a multi-quantum well structure in the first semiconductor material 31 may have twenty or more quantum well structures
  • the multi-quantum well structure in the first semiconductor material 31 may comprise, for example, one hundred or fewer quantum well structures.
  • the multi-quantum well structure in the second semiconductor material 41 may include twenty or more quantum well structures. Further, the multi-quantum well structure in the second semiconductor material 41 may include, for example, one hundred or fewer quantum well structures. According to one
  • the number of quantum well structures in the first and / or second semiconductor material is between twenty and fifty quantum well structures.
  • Semiconductor material 41 may be different. Furthermore, the number of quantum well structures in the first and / or second semiconductor material 31, 41 may be greater than the number of quantum well structures in the semiconductor layer sequence 22 of the primary light source 2.
  • the first semiconductor material 31 is removed in places completely, so that in some areas the second semiconductor material 41 is exposed. Of this structuring, the second semiconductor material 41 is otherwise unaffected.
  • the structuring of the first semiconductor material 31 takes place, for example, by wet-chemical or dry-chemical etching.
  • the individual, remaining inseiform regions of the first semiconductor material 31 correspond to the size of pixels 24 of the semiconductor device 1. Die
  • Insect-shaped areas have, for example, an edge length of at least 3 ym and / or of at most 200 ym. Seen in plan view, these areas are for example
  • Planarization layer 73 is preferably made of an electrically insulating, dielectric material, for example, of silicon dioxide.
  • Planarization layer 73 are spaces between the inseparated, remaining areas of the first
  • the inseibörmigen portions of the first semiconductor material 31 are firmly connected to each other by the planarization layer 73.
  • the planarization layer 73 together with the first semiconductor material 31 form the first conversion unit 3.
  • the planarization layer 73 has the same thickness as the first semiconductor material 31, so that the first semiconductor material 31 and the planarization layer 73 are flush in the direction away from the growth substrate 5
  • a thickness of the planarization layer 73 is greater than a thickness of the first semiconductor material 31.
  • the first semiconductor material 31 is completely separated from the first semiconductor material 31
  • Planarization layer 73 covered.
  • the planarization layer 73 together with the first semiconductor material 31 again has a constant, constant thickness.
  • This thickness is, for example, at least 5 ⁇ m and / or at most 12 ⁇ m, wherein the planarization layer 73 preferably projects beyond the first semiconductor material 31 by at most 5 ⁇ m or 2 ⁇ m or 1 ⁇ m. This applies preferably in all other embodiments.
  • the variants with regard to the planarization layer 73, as illustrated in FIGS. 1 and 2 can correspondingly also be present in all other exemplary embodiments. to Simplification of the presentation is illustrated below only ever one of these variants.
  • FIG. 1D shows that the composite from FIG. 1C, or alternatively from FIG. 2C, at a primary light source 2
  • the composite from FIG. 1C can be brought directly into connection with a semiconductor layer sequence 22 of the primary light source 2, as shown in FIG. 1D.
  • Intermediate layer such as silicon dioxide
  • planarization layer 73 from FIG. C2 can be used for an adhesion promoter.
  • the primary light source 2 also has a carrier 21.
  • the carrier 21 is a plurality of
  • the carrier 21 is preferably based on silicon, and the drive units 23 are produced in the carrier 21 in CMOS technology.
  • Semiconductor layer sequence 22 is based on AlInGaN and is designed to produce blue light. It is the
  • Semiconductor layer sequence 22 is divided into a plurality of pixels 24.
  • Each of the pixels 24 is preferably assigned to exactly one of the control units 23 and vice versa.
  • separation areas 26 Between adjacent pixels 24 are optional separation areas 26. Between adjacent pixels 24 are optional separation areas 26. About the separation areas 26 is a
  • Pixels 24 can be achieved from each other.
  • Semiconductor layer sequence 22 is of the separation regions 26, for example by unfilled or filled trenches realized, only partially broken and extends as a continuous layer over the entire carrier 21 away. Seen in plan view, the pixels 24 are designed, for example, rectangular, square, round or hexagonal.
  • the growth substrate 5 is removed from FIG. 1D.
  • the semiconductor layer sequence 22 is of this
  • Semiconductor material 41 form the second conversion unit 4.
  • Semiconductor materials 31, 41 have the same size as the areas of the semiconductor layer sequence 22 for the
  • Pixels 24 For example, one third of the pixels 24 is approximately in the case of an RGB unit or a quarter of the
  • the remaining pixels 24 are associated with only exactly one of the conversion units 3, 4.
  • first secondary light G and second secondary light R is generated, which is preferably to green and red light is on.
  • the primary light B becomes complete or nearly
  • Three differently colored emitting pixels 24 are referred to a display area 6, also referred to as pixels,
  • the pixels are set up
  • the individual display areas 6 each have exactly one area for red, green and blue light, thus forming an RGB unit. Similarly, there may be two green light areas, so that one RGGB unit has four
  • Pixel 26 is formed, or also an additional unit for yellow light for an RGBY unit. Furthermore, it is possible that in addition a unit with a
  • Fluorescent to produce white light is present, resulting in an RGBW unit.
  • the generation of white or yellow light takes place in a third conversion unit, not shown, which is arranged stacked over the first and second conversion units 3, 4.
  • Display regions 6 preferably each comprise exactly three or four of the pixels 26.
  • the primary source 2 may be an ultraviolet emitting semiconductor layer sequence provided with three phosphors for red, blue and green and optionally yellow or white, the individual phosphor regions preferably being independent are excitable from each other.
  • planarization layers 73 of FIG. 1F it is also possible to use further, in particular transparent thin layers, not shown, as additional or alternative passivation and / or encapsulation.
  • Planarleiters harshen 73 the optional intermediate layer and the passivation and / or encapsulation can in addition to silicon dioxide from silicon nitride, alumina,
  • Tantalum nitride transparent oxides or nitrides of Zn, Sn, Ta, Ga, Ni, Zr, Hf, Ti or rare earth metals. The two can
  • Planarleiters für 73 may be made of the same material or of different materials.
  • the emission of the primary radiation from the semiconductor layer sequence 22 out of certain, actively operated pixels 24 can be used to locally cure or solubilize photoresists. This takes place, for example, in the structuring of the conversion units 3, 4 directly at the
  • Conversion units 3, 4 or the semiconductor layer sequence 22 on a side facing away from the carrier 21 each have a roughening.
  • additional protective layers may be applied to such a roughening, which may optionally be planarized.
  • Planarizing layer 73 are provided with a roughening.
  • Figure 2A the method of Figure 2, see Figure 2A, the
  • Growth substrates 5 structured see Figure 3A. This is followed by the application of the planarization layers 73, see FIG. 3B.
  • the semiconductor device 1 As shown in FIG. 4, 24 light-impermeable intermediate walls 25a, 25b are present between adjacent pixels. Via these partitions 25a, 25b, an optical isolation between the pixels 24, or alternatively only between adjacent display regions 6, achievable and an optical Crosstalk is reduced or prevented. Thus, saturated colors can be displayed and a larger gamut range can be achieved.
  • the partitions 25a, 25b may be formed with the structuring of the conversion units 3, 4, for example by metallically or dielectrically mirroring etched flanks of the semiconductor materials 31, 32 prior to generating the associated planarization layer 73. Likewise, the partitions 25a, 25b may be formed after the production of the
  • Planarleiterstik 73 are prepared for example by etching trenches and subsequent filling with reflective or absorbent material.
  • the partition walls 25a may remain restricted to the conversion units 3, 4.
  • the intermediate walls 25a extend only as far as the semiconductor layer sequence 22, but not into the semiconductor layer sequence 22.
  • the intermediate walls 25a, 25b are made of a metal, for example. If the intermediate walls 25b are made of an electrically conductive material, the intermediate walls 25b particularly preferably do not reach as far as an unshown metallization between the pixels 24
  • intermediate walls 25a, 25b an electrical contacting of the semiconductor layer sequence 22 to a carrier 21st be achieved opposite side.
  • the intermediate walls 25 a, 25 b may also be metal spacer or through
  • Photographic technology generated optical separations act. It is possible for individual pixels 24 to be patterned on the p-side, that is to say in particular on a side facing the carrier 21. For a n-contact, in particular on a side facing away from the carrier 21, the
  • Isolation of the pixels 24 from each other can then be removed from the n-side, in particular before the conversion units 3, 4 are applied, the n-type GaN up to this n-type contact. Likewise, everyone can
  • Conversion units 3, 4 are applied, structured and planarized, and only then becomes a
  • Pixels 24 structured, in particular lithographically.
  • trenches or recesses may extend into the n-GaN.
  • Such partitions 25a, 25b may also be present in all other embodiments.
  • the intermediate walls 25a of the left half of the image in FIG. 4 or only the intermediate walls 25b of the right half of the image are preferably present only continuously.
  • Mirror layers 71 and / or filter layers 72 present.
  • the mirror layers 71 for example dichroic
  • Mirror layers 71 attached directly to the semiconductor material 31, 41. It is achieved by the mirror layers 71 that the secondary light generated from the primary light does not pass back into the semiconductor layer sequence 22. Unlike shown in Figure 5, it is possible that the
  • Semiconductor layer sequence 22 is generated and not on the first or second semiconductor material 31, 41st
  • filter layers 72 are present.
  • the filter layers 72 prevent unconverted, in particular blue, primary light from the individual pixels 24
  • the filter layer 72 may be continuously applied over a plurality of the pixels 24 or limited to individual pixels 24.
  • FIG. 6 illustrates a method for producing the intermediate walls 25a. According to Figure 6A is on the structured
  • the raw material layer 27 is a
  • the raw material layer 27 is, for example, via chemical vapor deposition, physical
  • an anisotropic etching such as dry etching takes place so that the raw material layer 27 remains only on flanks of the semiconductor material 31 and thus the
  • Partitions 25a forms.
  • the method steps of FIG. 6 can additionally be carried out, for example, in the method steps of FIGS. 1B or 3A or 1F.
  • connection with the figure 7 is another
  • pixels 24 which emit a first primary light Bl, without that a wavelength conversion takes place.
  • pixels 24 will be present, the second
  • Primary light G2 emit, without that one
  • the first primary light Bl is blue light
  • the second primary light G2 is green light. Blue and green light are generated by electric pumps.
  • the secondary light Rl for
  • the red light is generated by the second conversion units 4.
  • the semiconductor layer sequence 22 to know a first
  • semiconductor layer sequence 22 is, for example, as follows: first semiconductor layer sequence 22a comprising a p-doped layer, for example p-GaN, an active layer for
  • an n-doped layer for example n-GaN, tunnel junction, second
  • Semiconductor layer sequence 22b comprising a p-doped
  • Layer for example, p-GaN, an active layer for
  • an n-doped layer for example n-GaN.
  • the p-doped layer and the green light generation active layer of the first semiconductor layer sequence 22a are removed.
  • the n-contact connects to the top n-doped layer of the second
  • the n-contact connects to the lower n-doped layer of the first semiconductor layer sequence 22a.
  • the n-contact not shown, is led out laterally.
  • the p-doped layer and the green light generation active layer of the first semiconductor layer sequence 22a may be removed.
  • the n-contact connects to the top n-doped layer of the second
  • the p-doped layer and the active layer may be left to generate green light and to excite one
  • the n-contact connects to the lower n-doped layer of the first semiconductor layer sequence 22a.

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

In einer Ausführungsform ist das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen (1) eingerichtet und umfasst die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Primärlichtquelle (2) mit einem Träger (21) und einer darauf angebrachten Halbleiterschichtenfolge (22) zur Erzeugung von Primärlicht (B), wobei die Halbleiterschichtenfolge (22) in eine Vielzahl von elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbaren Bildpunkten (24) strukturiert wird und der Träger (21) eine Vielzahl von AnSteuereinheiten (23) zur Ansteuerung der Bildpunkte (24) umfasst, - Bereitstellen einer Konversionseinheit (3, 4), die dazu eingerichtet ist, das Primärlicht (B) in Sekundärlicht (G, R) umzuwandeln, wobei die Konversionseinheit (3, 4) zusammenhängend aus einem Halbleitermaterial (31, 41) gewachsen wird, - Strukturieren der Konversionseinheit (3, 4), wobei Teilgebiete des Halbleitermaterials (31, 41) entsprechend den Bildpunkten (24) entfernt werden, und - Aufbringen der Konversionseinheit (3, 4) auf die Halbleiterschichtenfolge (22), sodass das verbleibende Halbleitermaterial (31, 41) einem Teil der Bildpunkte (24) eindeutig zugeordnet wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAUTEILEN UND OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEIL
Es wird ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen angegeben. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit vielen Bildpunkten anzugeben, das einstellbar Licht in unterschiedlichen Farben emittiert, und das effizient herstellbar ist. Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren und durch ein Halbleiterbauteil mit den Merkmalen der
unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß zumindest einer Ausführungsform dient das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen. Dabei können mehrere der Halbleiterbauteile gemeinsam in einem Wafer-Verbund hergestellt werden. Die optoelektronischen Halbleiterbauteile sind zur Erzeugung von farblich
abstimmbarem Licht eingerichtet. Die hergestellten
Halbleiterbauteile dienen beispielsweise als
Anzeigeeinrichtungen, als Displays oder in Scheinwerfern mit abstimmbarer Emissionscharakteristik, beispielsweise in
Kraftfahrzeugen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Primärlichtquelle. Die
Primärlichtquelle erzeugt über Elektrolumineszenz eine elektromagnetische Strahlung, insbesondere Primärlicht. Bei dem Primärlicht handelt es sich bevorzugt um blaues Licht, beispielsweise mit einer Wellenlänge maximaler Intensität bei mindestens 420 nm oder 435 nm und/oder bei höchstens 480 nm oder 460 nm.
Die Primärlichtquelle kann alternativ oder zusätzlich
elektromagnetische Strahlung in anderen Wellenlängenbereichen erzeugen. Die Primärlichtquelle kann zum Beispiel alternativ oder zusätzlich zum blauen Licht ultraviolette Strahlung erzeugen, beispielsweise mit einer Wellenlänge maximaler Intensität bei mindestens 365 nm und/oder bei höchstens 420 nm. Die Primärlichtquelle kann zum Beispiel alternativ oder zusätzlich zum blauen Licht grünes Licht erzeugen,
beispielsweise mit einer Wellenlänge maximaler Intensität bei mindestens 485 nm und/oder bei höchstens 575 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Primärlichtquelle einen Träger. Der Träger beinhaltet eine Vielzahl von AnSteuereinheiten. Insbesondere handelt es sich bei dem Träger um einen Halbleiterträger auf Basis von
Silizium, der Transistoren und/oder Schalteinheiten und/oder Steuereinheiten aufweist. Die AnSteuereinheiten können in CMOS-Technologie erzeugt sein. Der Träger basiert bevorzugt auf einem Halbleitermaterial wie Silizium oder Germanium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf dem Träger eine Halbleiterschichtenfolge angebracht. Die
Halbleiterschichtenfolge ist zur Erzeugung der
Primärstrahlung eingerichtet. Hierzu umfasst die
Halbleiterschichtenfolge zumindest eine aktive Zone. Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V- Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn]__n_mGamN oder um ein
Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie
AlnIn]__n_mGamP oder auch um ein Arsenid- Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn]__n_mGamAs oder wie
AlnGamIn]__n_mAskP]__k, wobei jeweils 0 ^ n 1, 0 ^ m 1 und n + m < 1 sowie 0 -S k < 1 ist. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der
Halbleiterschichtenfolge 0 < n < 0,8, 0,4 < m < 1 und n + m < 0,95 sowie 0 < k < 0,5. Dabei kann die
Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche
Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also AI, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Halbleiterschichtenfolge in Draufsicht gesehen in eine
Vielzahl von elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbaren Bildpunkten strukturiert. Diese Strukturierung erfolgt insbesondere durch eine Wegnahme von Material eines Teils der Halbleiterschichtenfolge. Mit anderen Worten wird die
Halbleiterschichtenfolge etwa durch Ätzen strukturiert.
Bevorzugt erfolgt eine Materialwegnahme aus der
Halbleiterschichtenfolge heraus zwischen benachbarten
Bildpunkten .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bildpunkte elektrisch unabhängig voneinander elektrisch kontaktiert und unabhängig voneinander ansteuerbar. Das voneinander
unabhängige Ansteuern erfolgt über die Ansteuereinheiten in dem Träger. Bevorzugt ist jedem der Bildpunkte genau eine der AnSteuereinheiten des Trägers zugeordnet und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer oder mehrerer
Konversionseinheiten. Die mindestens eine Konversionseinheit ist dazu eingerichtet, das Primärlicht teilweise oder
vollständig zu absorbieren und in zumindest ein Sekundärlicht umzuwandeln. Die Erzeugung des Sekundärlichts erfolgt über Fotolumineszenz aus dem Primärlicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die
Konversionseinheit oder werden alle Konversionseinheiten jeweils zusammenhängend aus zumindest einem
Halbleitermaterial gewachsen. Insbesondere wird jede
Konversionseinheit epitaktisch gewachsen. Die
Konversionseinheiten können auf denselben
Halbleitermaterialien basieren, wie die
Halbleiterschichtenfolge der Primärlichtquelle, oder auf hiervon verschiedenen Halbleitermaterialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die
Konversionseinheiten zur Erzeugung des Sekundärlichts jeweils eine Einfach-Quantentopfstruktur oder, bevorzugt, eine
Mehrfach-Quantentopfstruktur . Das heißt, die
Konversionseinheiten können aus einer Abfolge von mehreren Halbleiterschichten zusammengesetzt sein. In einer lateralen Richtung, insbesondere parallel zu einer
Hauptausdehnungsrichtung des Trägers, ändert sich eine
Zusammensetzung der Konversionseinheiten bevorzugt nicht oder nicht signifikant. Mit anderen Worten setzen sich die
Halbleiterschichten der Konversionseinheiten über die gesamte jeweilige Konversionseinheit hinweg fort, bevorzugt in im Rahmen der Herstellungstoleranzen ungeänderter
Zusammensetzung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die
Konversionseinheiten strukturiert. Beim Strukturieren wird in Teilgebieten das Halbleitermaterial, aus dem die
Konversionseinheiten sind, entfernt. Bevorzugt wird in den Teilgebieten das Halbleitermaterial vollständig entfernt, sodass in Draufsicht gesehen Ausnehmungen und/oder Löcher in den Konversionseinheiten entstehen. Weiter ist es möglich, dass nur Inseln des Halbleitermaterials der
Konversionseinheiten stehen bleiben, die untereinander nicht durch Halbleitermaterial der jeweiligen Konversionseinheit verbunden sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt das
Strukturieren der zumindest einen Konversionseinheit
entsprechend den Bildpunkten der Halbleiterschichtenfolge. Beispielsweise wird dasselbe Raster beim Strukturieren des Halbleitermaterials verwendet, mit dem die
Halbleiterschichtenfolge in die Bildpunkte strukturiert ist. Somit ist es möglich, zumindest einen Teil der Bildpunkte je einem Bereich des Halbleitermaterials der Konversionseinheit zuzuordnen, sodass der entsprechende Bildpunkt im Betrieb das Sekundärlicht erzeugt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die strukturierte Konversionseinheit auf die Halbleiterschichtenfolge
aufgebracht. Hierdurch erfolgt eine Zuordnung des nach dem Strukturieren verbleibenden Halbleitermaterials der
Konversionsschichten zu einem Teil der Bildpunkte. Diese Zuordnung ist bevorzugt eineindeutig. In mindestens einer Ausführungsform ist das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen eingerichtet und umfasst die folgenden Schritte,
beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge:
- Bereitstellen einer Primärlichtquelle mit einem Träger und einer darauf angebrachten Halbleiterschichtenfolge zur
Erzeugung von Primärlicht, wobei die Halbleiterschichtenfolge in Draufsicht gesehen in eine Vielzahl von elektrisch
unabhängig voneinander ansteuerbaren Bildpunkten strukturiert wird und der Träger eine Vielzahl von AnSteuereinheiten zur Ansteuerung der Bildpunkte umfasst,
- Bereitstellen zumindest einer Konversionseinheit, die dazu eingerichtet ist, das Primärlicht in zumindest ein
Sekundärlicht umzuwandeln, wobei die Konversionseinheit zusammenhängend aus wenigstens einem Halbleitermaterial gewachsen wird,
- Strukturieren der Konversionseinheit, wobei Teilgebiete des Halbleitermaterials entsprechend den Bildpunkten entfernt werden, und
- Aufbringen der Konversionseinheit auf die
Halbleiterschichtenfolge, sodass das verbleibende
Halbleitermaterial einem Teil der Bildpunkte eindeutig zugeordnet wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Primärlichtquelle aufgebaut, wie in der Druckschrift DE 10 2014 101 896 AI oder DE 10 2014 105 999 AI angegeben. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften hinsichtlich der Primärlichtquelle wird durch Rückbezug aufgenommen. Solche Primärlichtquellen, die einen Träger mit AnSteuereinheiten und eine in Bildpunkte strukturierte Halbleiterschichtenfolge umfassen, werden auch als Mikroleuchtdioden, kurz Mikro-LED, bezeichnet . Mikro-LEDs sind meist monochromatisch emittierende Bauteile. Um mit drei monochromatisch emittierenden Mikro-LEDs, also einer Mikro-LED für rotes Licht, einer für grünes Licht und einer für blaues Licht, ein farbiges Bild erzeugen zu können, kann das von den Mikro-LEDs emittierte Licht über ein Prisma zusammengemischt und überlagert werden. Weiterhin ist es möglich, ein farbiges Bild direkt aus der Emission einzelner Pixel zu erzeugen, wobei verschiedenfarbig emittierende, einzelne Bildpunkte aus einem Halbleitermaterial entweder seitlich nebeneinander gesetzt oder vertikal übereinander gestapelt angeordnet werden können. Solche Anordnungen sind jedoch entweder nur sehr aufwendig herzustellen, dadurch bedingt, dass einzelne Bildpunkte einzeln platziert werden müssen, oder weisen zusätzliche optische Komponenten auf.
Mit dem hier beschriebenen Verfahren hingegen lässt sich ein Halbleiterbauteil in Form einer Mikro-LED effizient
herstellen, wobei die einzelnen Bildpunkte aus einer einzigen Halbleiterschichtenfolge resultieren. Durch das Aufbringen der zumindest einen Konversionseinheit lassen sich in
kompakter und effizient herstellbarer Bauweise Bildpunkte erzeugen, die in unterschiedlichen Farben emittieren. Dies wird insbesondere durch die Strukturierung der
Konversionseinheiten gemäß der Aufteilung der
Halbleiterschichtenfolge in die Bildpunkte erreicht. Dabei sind sowohl die Konversionseinheiten als auch die
Halbleiterschichtenfolge auf Wafer-Ebene herstellbar.
Durch die Erzeugung von verschiedenen Farben über
Fotolumineszenz in den Konversionseinheiten ist es möglich, eine monochromatisch emittierende Primärlichtquelle in Form einer Mikro-LED zu verwenden. Etwa eine Ausgestaltung von elektrischen Kontakten und Passivierungsschichten ist dabei vergleichsweise einfach und effizient, gegenüber anderen Lösungen. Die Verwendung von epitaktisch gewachsenen
Halbleiterschichten für die Konversionseinheiten ermöglicht die Erzeugung eines Schichtenstapels, welcher mehrere
Schichten beinhaltet, die in unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Außerdem ist es mit solchen Halbleiterschichten für die Konversionseinheiten möglich, einen hohen
Absorptionsgrad insbesondere für blaues Licht einzustellen, so dass eine lokale Vollkonversion des Primärlichts erzielt werden kann. Ferner sind spektral schmalbandige Spektren der jeweiligen Fotolumineszenzstrahlung erzielbar, was zum
Beispiel bei Displayanwendungen einen großen Gamut-Bereich erschließt. Da an einem bestimmten Ort oberhalb der
Halbleiterschichtenfolge besonders bevorzugt nur eine einzige Konversionseinheit vorhanden ist, sind unerwünschte
Absorptionsverluste vermeidbar. Durch die Verwendung von Planarisierungsprozessen zum Erfüllen von Zwischenräumen zwischen Halbleitermaterialbereichen der Konversionseinheiten ist eine mechanische Stabilisierung ermöglicht. Außerdem können die Konversionseinheiten über Direktbonden auf die Primärlichtquelle aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt beim
Strukturieren der Halbleiterschichtenfolge zu den Bildpunkten keine Veränderung einer Lage von verbleibenden Gebieten der Halbleiterschichtenfolge relativ zueinander. Mit anderen Worten werden die Bereiche für die einzelnen Bildpunkte nicht erst etwa durch ein nachträgliches Platzierungsverfahren nebeneinandergesetzt, sondern die Bildpunkte entstehen direkt aus der Halbleiterschichtenfolge heraus, ohne ein
nachfolgendes Umordnen oder Umplatzieren. Bevorzugt gilt dies auch für die Strukturierung der Konversionseinheiten. Das heißt, auch die verbleibenden Teilgebiete des Halbleitermaterials der Konversionseinheiten werden
hinsichtlich ihrer Position und Lage nach dem oder
Strukturieren relativ zueinander nicht verändert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden auf die
Halbleiterschichtenfolge mehrere Konversionseinheiten
aufgebracht. Bevorzugt werden genau zwei Konversionseinheiten angebracht. Dabei dient eine erste Konversionseinheit zur Umwandlung von blauem Licht in grünes Licht, und eine zweite Konversionseinheit zur Umwandlung von blauem Licht in rotes Licht. Emittiert die Primärlichtquelle ultraviolette
Strahlung und kein oder kaum blaues Licht, so ist bevorzugt eine dritte Konversionseinheit zur Erzeugung von blauem Licht vorhanden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die
Halbleiterschichten der Konversionseinheiten übereinander auf einem gemeinsamen Wachstumssubstrat aufgewachsen. Mit anderen Worten können die Konversionseinheiten eine gemeinsame, zusammenhängend gewachsene Halbleiterschichtenabfolge
darstellen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine oder werden mehrere der Konversionseinheiten noch auf dem gemeinsamen Wachstumssubstrat strukturiert. Die Strukturierung erfolgt beispielsweise photolithografisch und über Ätzen. Bevorzugt werden die Konversionseinheiten zeitlich nacheinander
strukturiert .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird nur eine der Konversionseinheiten auf dem gemeinsamen
Wachstumssubstrat strukturiert. Nach dem Strukturieren dieser Konversionseinheit wird der Verbund aus den Konversionseinheiten und dem gemeinsamen Wachstumssubstrat an der Halbleiterschichtenfolge befestigt, bevorzugt mittels Waferbonden. Anschließend erfolgt ein Ablösen des
Wachstumssubstrats, beispielsweise mittels Laser-Behandlung, Ätzen und/oder mechanischen Methoden wie Schleifen.
Schließlich wird zumindest eine weitere Konversionseinheit strukturiert, wobei dieses Strukturieren an der
Halbleiterschichtenfolge der Primärlichtquelle erfolgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mehrere
Konversionseinheiten auf der Halbleiterschichtenfolge der Primärlichtquelle aufgebracht. Dabei wird jede der
Konversionseinheiten auf einem eigenen Wachstumssubstrat gewachsen. Die Konversionseinheiten stellen also je eine separat hergestellte, eigene Halbleiterschichtenabfolge da
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt das
Strukturieren der Konversionseinheiten auf dem je zugehörigen Wachstumssubstrat. Damit ist eine Strukturierung der
Konversionseinheiten direkt an der Halbleiterschichtenfolge vermeidbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem
Strukturieren der entsprechenden Konversionseinheit eine oder mehrere Planarisierungsschichten aufgebracht. Die
Planarisierungsschicht ist aus einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet und besteht bevorzugt aus anorganischen Materialien, beispielsweise aus einem Oxid wie Siliziumoxid oder Aluminiumoxid oder einem Nitrid wie Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid .
Gemäß zumindest einer sführungsform werden durch die
Planarisierungsschicht inzelne inselförmige Bereiche Konversionseinheiten, die aus dem Strukturieren des
Halbleitermaterials resultieren, mechanisch fest miteinander verbunden. Dabei kann sich ein Material für die
Planarisierungsschicht direkt an dem Halbleitermaterial der Konversionseinheiten befinden. Alternativ ist es möglich, dass zwischen dem Material der Planarisierungsschicht und dem Halbleitermaterial der Konversionseinheiten eine
Beschichtung, insbesondere eine optisch funktionalisierte Beschichtung wie eine optische Isolierung oder ein Spiegel, befindet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überdeckt die
Planarisierungsschicht eine dem zugehörigen Wachstumssubstrat abgewandte Seite der betreffenden Konversionseinheit
teilweise oder vollständig. Dabei kann die
Planarisierungsschicht diese Seite dauerhaft oder nur
zeitweise während bestimmter Herstellungsschritte bedecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die
Konversionseinheiten je auf separaten Wachstumssubstraten gewachsen. Nachfolgend werden die Konversionseinheiten noch vor dem Ablösen der Wachstumssubstrate aneinander befestigt, insbesondere durch Direktbonden mit oder ohne
Zwischenschicht. Hierdurch entsteht eine Schichtenfolge aus den Konversionseinheiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Schichtenfolge aus den Konversionseinheiten strukturiert, wobei insbesondere nur eine der Konversionseinheiten strukturiert wird.
Nachfolgend wird diese Schichtenfolge an der
Halbleiterschichtenfolge der Primärlichtquelle befestigt. Hierauf kann das verbleibende Wachstumssubstrat entfernt werden. Danach kann die zuvor noch nicht strukturierte
Konversionseinheit strukturiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die
Konversionseinheiten untereinander oder die
Konversionseinheiten an der Halbleiterschichtenfolge mittels Waferbonden befestigt. Dabei kann es sich um Waferbonden ohne Zwischenschicht handeln, insbesondere um sogenanntes direktes Bonden oder anodisches Bonden. Alternativ kann eine
insbesondere oxidische oder nitridische Zwischenschicht verwendet werden und bei dem Waferbonden handelt es sich etwa um ein eutektisches Bonden, ein Glasbonden oder ein adhäsives Bonden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Lichtweg zwischen dem Träger und einer dem Träger abgewandten
Lichtaustrittsseite der Konversionseinheiten frei von
organischem Material. Mit anderen Worten durchläuft Licht innerhalb des Halbleiterbauteils lediglich anorganische
Materialien. Hierdurch ist eine lange Lebensdauer erreichbar und hohe Leistungsdichten insbesondere von blauem Licht sind erzielbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird einigen der
Bildpunkte keine der Konversionseinheiten zugeordnet. Von diesen Bildpunkten wird das Primärlicht emittiert, ohne dass eine Wellenlängenumwandlung erfolgt. Weiterhin wird den übrigen Bildpunkten je genau eine der Konversionseinheiten zugeordnet. Somit liegen keine übereinandergestapelten
Konversionseinheiten bei den Bildpunkten vor. Beispielsweise sind Bildpunkte, die das Primärlicht emittieren, ohne, dass eine Wellenlängenumwandlung erfolgt, vorhanden, die blaues Licht emittieren. Zusätzlich können Bildpunkte vorhanden sein, die das Primärlicht emittieren, ohne, dass eine
Wellenlängenumwandlung erfolgt, die grünes Licht emittieren. In diesem Fall ist es zum Beispiel möglich, dass blaues und grünes Licht über einen elektrisch gepumpten Schichtstapel erzeugt werden und rotes Licht über eine optische gepumpte Halbleiterschicht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mehrere,
insbesondere genau drei, verschiedenfarbig emittierende
Bildpunkte zu einem Anzeigebereich zusammengefasst . Solche
Anzeigebereiche werden auch als farbige Pixel bezeichnet. Die Anzeigebereiche können einstellbar verschiedenfarbig Licht emittieren. Durch die Anordnung der Bildpunkte in
Anzeigebereichen ist es möglich, mit dem Halbleiterbauteil Bilder oder Filme oder variierende Leuchtmuster darzustellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind benachbarte
Bildpunkte und/oder benachbarte Anzeigebereiche mittels einer Zwischenwand optisch voneinander isoliert. Die Zwischenwand kann aus einem oder mehreren lichtundurchlässigen Materialien zusammengesetzt sein. Die Zwischenwand kann absorbierend oder reflektierend für die erzeugte Strahlung sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Zwischenwand vollständig durch die Konversionseinheit. Dabei ist es möglich, dass die Zwischenwand bündig zur
Halbleiterschichtenfolge hin abschließt oder auch die
Halbleiterschichtenfolge teilweise oder vollständig
durchdringt. Ragt die Zwischenwand in die
Halbleiterschichtenfolge hinein, so ist die Zwischenwand beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material gestaltet oder hin zur Halbleiterschichtenfolge elektrisch isolierend ausgeführt. Alternativ ist es möglich, dass beispielsweise eine n-leitende Seite der
Halbleiterschichtenfolge über die Zwischenwände elektrisch kontaktiert ist, es kann durch die Zwischenwand somit ein gemeinsamer elektrischer Kontakt über die Bildpunkte hinweg realisiert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Halbleiterschichtenfolge durchgehend und zusammenhängend und bevorzugt auch lückenlos über alle Bildpunkte hinweg.
Alternativ ist die Halbleiterschichtenfolge in Bereichen zwischen benachbarten Bildpunkten und/oder Anzeigebereichen vollständig entfernt, sodass die Bildpunkte oder
Anzeigebereiche durch Inseln aus der Halbleiterschichtenfolge heraus realisiert sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist an einer der
Halbleiterschichtenfolge zugewandten Seite der
Konversionseinheiten wenigstens eine Spiegelschicht
aufgebracht. Die eine oder die mehreren Spiegelschichten sind für das in der zugeordneten Konversionseinheit erzeugte
Sekundärlicht undurchlässig oder weitgehend undurchlässig. Bevorzugt sind die Spiegelschichten zur Reflexion dieses Sekundärlichts eingerichtet. Insbesondere sind die
Spiegelschichten für das Primärlicht durchlässig und etwa durch dichroitische Spiegel realisiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich an einer dem Träger abgewandten Seite der Konversionseinheiten
wenigstens eine Filterschicht. Die Filterschicht ist für das Primärlicht undurchlässig und für das Sekundärlicht
durchlässig. Dabei kann die Filterschicht absorbierend oder reflektierend für das Primärlicht wirken. Optional ist es möglich, dass die Filterschicht als Antireflexionsschicht für das Sekundärlicht gestaltet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die
Filterschicht und/oder die Spiegelschicht die zugehörige
Konversionseinheit vollständig. Alternativ ist die zugehörige Konversionseinheit von der Filterschicht und/oder der
Spiegelschicht nur zum Teil bedeckt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist zumindest eine der Konversionseinheiten oder weisen alle
Konversionseinheiten und/oder weist die
Halbleiterschichtenfolge eine Dicke von mindestens 1 ym oder 2 ym und/oder von höchstens 15 ym oder 10 ym oder 6 ym auf. Mit anderen Worten sind die Konversionseinheiten und die Halbleiterschichtenfolge dünn.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Bildpunkte in Draufsicht gesehen einen mittleren Durchmesser von
mindestens 2 ym oder 3 ym oder 10 ym auf. Alternativ oder zusätzlich liegt der mittlere Durchmesser bei höchstens
300 ym oder 200 ym oder 80 ym. Insbesondere gelten diese Werte nicht nur für den mittleren Durchmesser, sondern auch für eine mittlere Kantenlänge der Bildpunkte, falls diese, in Draufsicht gesehen, quadratisch oder rechteckig geformt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Abstand zwischen benachbarten Bildpunkten bei mindestens 0,3 ym oder 0,5 ym oder 1 ym und/oder bei höchstens 10 ym oder 6 ym oder 3 ym. Der Abstand zwischen den Bildpunkten beträgt bevorzugt höchstens 25 % oder 10 % oder 3 % des mittleren Durchmessers der Bildpunkte. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das fertige Halbleiterbauteil mindestens 10 oder 100 oder 1000 der
Bildpunkte. Alternativ oder zusätzlich liegt die Zahl der
Bildpunkte bei höchstens 10^ oder 10^ oder 10^ oder 105.
Gleiches kann für die Anzahl der Anzeigebereiche gelten.
Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Das Halbleiterbauteil ist bevorzugt mit einem Verfahren hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben.
Merkmale für das Verfahren sind daher auch für das
Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterbauteil eine Primärlichtquelle, die einen Träger und eine darauf angebrachte
Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung von Primärlicht beinhaltet. Weiterhin umfasst das Halbleiterbauteil zumindest eine Konversionseinheit aus wenigstens einem
Halbleitermaterial, wobei die Konversionseinheit dazu
eingerichtet ist, das Primärlicht über Fotolumineszenz in zumindest ein Sekundärlicht umzuwandeln. Die
Halbleiterschichtenfolge und die Konversionseinheit sind separat voneinander hergestellt und nicht zusammenhängend gewachsen. Die Halbleiterschichtenfolge ist, in Draufsicht gesehen, in eine Vielzahl elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbaren Bildpunkten strukturiert. Der Träger weist eine Vielzahl von AnSteuereinheiten zur Ansteuerung der Bildpunkte auf, die bevorzugt in einer 1 : 1-Zuordnung zu den Bildpunkten vorliegen. Einigen der Bildpunkte ist keine
Konversionseinheit zugeordnet, sodass diese Bildpunkte das Primärlicht emittieren und wobei den verbleibenden
Bildpunkten je genau eine Konversionseinheit zugeordnet ist. Mehrere verschiedenfarbig emittierende Bildpunkte sind zu einem Anzeigebereich zusammengefasst , der dazu eingerichtet ist, bezüglich der Farbe einstellbares Licht zu emittieren. Ferner ist ein Lichtweg zwischen dem Träger und einer dem Träger abgewandten Lichtaustrittsseite der Konversionseinheit frei von organischen Materialien.
Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Verfahren und ein hier beschriebenes Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung 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:
Figuren 1 bis 3 und 6 schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung von hier
beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen, und
Figuren 4, 5 und 7 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterbauteilen.
In Figur 1 ist schematisch ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen 1 illustriert. Gemäß Figur 1A wird ein Wachstumssubstrat 5 bereitgestellt. Das
Wachstumssubstrat 5 ist beispielsweise ein GaAs-Substrat. Auf das Wachstumssubstrat 5 werden zwei Halbleitermaterialien 31, 41 für zwei Konversionseinheiten 3, 4 aufgewachsen. Dabei wird zuerst ein zweites Halbleitermaterial 41 zur Erzeugung von rotem Licht und daraufhin ein erstes Halbleitermaterial 31 zur Erzeugung von grünem Licht aufgewachsen. Die beiden Halbleitermaterialien 31, 41 basieren etwa auf InGaAlP. Das zweite Halbleitermaterial 41 zur Erzeugung von rotem Licht basiert bevorzugt auf InGaAlP. Alternativ zu InGaAlP kann das erste Halbleitermaterial 31 auch auf InGaN basieren, gewachsen beispielsweise auf einem Saphirsubstrat. Ein solches, lichtdurchlässiges Saphirsubstrat kann
abweichend von der Darstellung in Figur 1 auch noch an dem Halbleitermaterial 31 angebracht verbleiben. Es sind die Halbleitermaterialien 31, 41 je aus mehreren Schichten aufgebaut und umfassen bevorzugt eine
Multiquantentopfstruktur, mit der über Fotolumineszenz grünes oder rotes Sekundärlicht erzeugbar ist.
Eine Multiquantentopfstruktur kann zum Beispiel zehn oder mehr Quantentopfstrukturen umfassen. Die
Multiquantentopfstruktur im ersten Halbleitermaterial 31 kann zum Beispiel zwanzig oder mehr Quantentopfstrukturen
umfassen. Ferner kann die die Multiquantentopfstruktur im ersten Halbleitermaterial 31 zum Beispiel einhundert oder weniger Quantentopfstrukturen umfassen. Die
Multiquantentopfstruktur im zweiten Halbleitermaterial 41 kann zum Beispiel zwanzig oder mehr Quantentopfstrukturen umfassen. Ferner kann die die Multiquantentopfstruktur im zweiten Halbleitermaterial 41 zum Beispiel einhundert oder weniger Quantentopfstrukturen umfassen. Gemäß einer
Ausführungsform liegt die Anzahl der Quantentopfstrukturen im ersten und/oder zweiten Halbleitermaterial zwischen zwanzig und fünfzig Quantentopfstrukturen . Die Anzahl der
Quantentopfstrukturen im ersten Halbleitermaterial 31 und die Anzahl der Quantentopfstrukturen im zweiten
Halbleitermaterial 41 können unterschiedlich sein. Ferner kann die Anzahl der Quantentopfstrukturen im ersten und/oder zweiten Halbleitermaterial 31,41 größer sein, als die Anzahl der Quantentopfstrukturen in der Halbleiterschichtenfolge 22 der Primärlichtquelle 2.
Im Verfahrensschritt der Figur 1B ist gezeigt, dass das erste Halbleitermaterial 31 strukturiert wird. Dabei wird,
insbesondere über Ätzen, das erste Halbleitermaterial 31 stellenweise vollständig entfernt, sodass bereichsweise das zweite Halbleitermaterial 41 freigelegt wird. Von dieser Strukturierung bleibt das zweite Halbleitermaterial 41 ansonsten unbeeinflusst .
Die Strukturierung des ersten Halbleitermaterials 31 erfolgt beispielsweise über nasschemisches oder trockenchemisches Ätzen. Die einzelnen, verbleibenden inseiförmigen Bereiche des ersten Halbleitermaterials 31 entsprechen dabei der Größe von Bildpunkten 24 des Halbleiterbauteils 1. Die
inseiförmigen Bereiche weisen beispielsweise eine Kantenlänge von mindestens 3 ym und/oder von höchstens 200 ym auf. In Draufsicht gesehen sind diese Bereiche beispielsweise
quadratisch, rechteckig, rund oder sechseckig. Diese Bereiche können kartesisch in einem rechteckigen Muster oder auch hexagonal angeordnet sein. Entsprechendes gilt auch für das zweite Halbleitermaterial 41 und auch hinsichtlich aller anderen Ausführungsbeispiele. Im Verfahrensschritt der Figur Cl wird flächig eine
Planarisierungsschicht 73 abgeschieden. Die
Planarisierungsschicht 73 ist bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden, dielektrischem Material hergestellt, beispielsweise aus Siliziumdioxid. Durch die
Planarisierungsschicht 73 sind Zwischenräume zwischen den inseiförmigen, verbliebenen Bereichen des ersten
Halbleitermaterials 31 aufgefüllt, sodass insgesamt eine Schicht mit einer gleichbleibenden, konstanten Dicke
entsteht. Weiterhin sind durch die Planarisierungsschicht 73 die inseiförmigen Bereiche des ersten Halbleitermaterials 31 fest miteinander verbunden. Die Planarisierungsschicht 73 zusammen mit dem ersten Halbleitermaterial 31 bilden die erste Konversionseinheit 3.
Gemäß Figur Cl weist die Planarisierungsschicht 73 dieselbe Dicke auf wie das erste Halbleitermaterial 31, sodass das erste Halbleitermaterial 31 und die Planarisierungsschicht 73 in Richtung weg von dem Wachstumssubstrat 5 bündig
miteinander abschließen. Demgegenüber ist in Figur C2
illustriert, dass eine Dicke der Planarisierungsschicht 73 größer ist als eine Dicke des ersten Halbleitermaterials 31. An einer dem Wachstumssubstrat 5 abgewandten Seite ist das erste Halbleitermaterial 31 vollständig von der
Planarisierungsschicht 73 bedeckt. Die Planarisierungsschicht 73 zusammen mit dem ersten Halbleitermaterial 31 weist wiederum eine gleichbleibende, konstante Dicke auf. Diese Dicke liegt beispielsweise bei mindestens 5 ym und/oder bei höchstens 12 ym, wobei die Planarisierungsschicht 73 das erste Halbleitermaterial 31 bevorzugt um höchstens 5 ym oder 2 ym oder 1 ym überragt. Dies gilt bevorzugt auch in allen anderen Ausführungsbeispielen. Die Varianten hinsichtlich der Planarisierungsschicht 73, wie in den Figuren Cl und C2 illustriert, können entsprechend auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nachfolgend je nur noch eine dieser Varianten illustriert.
In Figur 1D ist gezeigt, dass der Verbund aus Figur Cl, oder alternativ aus Figur C2, an einer Primärlichtquelle 2
angebracht wird. Dieses Anbringen erfolgt bevorzugt über Direktbonden. Dabei kann der Verbund aus Figur Cl unmittelbar mit einer Halbleiterschichtenfolge 22 der Primärlichtquelle 2 in Verbindung gebracht werden, wie in Figur 1D gezeigt.
Alternativ ist es möglich, dass eine nicht dargestellte
Zwischenschicht, etwa aus Siliziumdioxid, zur Haftvermittlung zwischen der Primärlichtquelle 2 und dem Verbund aus Figur Cl aufgebracht wird. Alternativ kann zu einer Haftvermittlung die Planarisierungsschicht 73 aus Figur C2 herangezogen werden.
Die Primärlichtquelle 2 weist zudem einen Träger 21 auf. In dem Träger 21 befindet sich eine Vielzahl von
AnSteuereinheiten 23. Der Träger 21 basiert bevorzugt auf Silizium, und die AnSteuereinheiten 23 sind in CMOS- Technologie in dem Träger 21 erzeugt. Die
Halbleiterschichtenfolge 22 basiert auf AlInGaN und ist zur Erzeugung von blauem Licht eingerichtet. Dabei ist die
Halbleiterschichtenfolge 22 in eine Vielzahl von Bildpunkten 24 unterteilt. Jeder der Bildpunkte 24 ist bevorzugt genau einer der AnSteuereinheiten 23 zugeordnet und umgekehrt.
Zwischen benachbarten Bildpunkten 24 befinden sich optional Trennbereiche 26. Über die Trennbereiche 26 ist eine
elektrische und/oder optische Isolierung der einzelnen
Bildpunkte 24 voneinander erzielbar. Die
Halbleiterschichtenfolge 22 ist von den Trennbereichen 26, beispielsweise durch ungefüllte oder gefüllte Gräben realisiert, nur teilweise durchbrochen und erstreckt sich als zusammenhängende Schicht über den gesamten Träger 21 hinweg. In Draufsicht gesehen sind die Bildpunkte 24 beispielsweise rechteckig, quadratisch, rund oder hexagonal gestaltet.
Beim Verfahrensschritt der Figur IE ist das Wachstumssubstrat 5 aus Figur 1D entfernt. Das Ablösen des Wachstumssubstrats 5 erfolgt beispielsweise durch Schleifen, Polieren, Nassätzen oder Trockenätzen, durch Laserabhebeverfahren oder
Kombinationen hieraus.
Nachfolgend, siehe Figur 1F, wird das zweite
Halbleitermaterial 41 in gleicher Weise strukturiert wie zuvor das erste Halbleitermaterial 31, wobei das
Strukturieren an der Halbleiterschichtenfolge 22 durchgeführt wird. Die Halbleiterschichtenfolge 22 ist von diesem
Strukturieren nicht betroffen. Ebenso erfolgt das Aufbringen einer weiteren Planarisierungsschicht 73. Die weitere
Planarisierungsschicht 73 zusammen mit dem zweiten
Halbleitermaterial 41 bilden die zweite Konversionseinheit 4.
Die inseiförmigen, verbliebenen Bereiche der beiden
Halbleitermaterialien 31, 41 weisen dieselbe Größe auf wie die Bereiche der Halbleiterschichtenfolge 22 für die
Bildpunkte 24. Zum Beispiel ist ein Drittel der Bildpunkte 24 etwa im Falle einer RGB-Einheit oder ein Viertel der
Bildpunkte 24 etwa bei einer RGGB-Einheit frei von den
Konversionseinheiten 3, 4, sodass aus diesen Bildpunkten 24 unmittelbar ein Primärlicht B, bevorzugt blaues Licht, emittiert wird. Den verbleibenden Bildpunkten 24 ist je nur genau eine der Konversionseinheiten 3, 4 zugeordnet. Über die Konversionseinheiten 3, 4 wird erstes Sekundärlicht G und zweites Sekundärlicht R erzeugt, wobei es sich bevorzugt um grünes und rotes Licht handelt. In den Konversionseinheiten 3, 4 wird das Primärlicht B vollständig oder nahezu
vollständig absorbiert. Drei verschiedenfarbig emittierende Bildpunkte 24 sind zu einem Anzeigebereich 6, auch als Pixel bezeichnet,
zusammengefasst . Die Pixel sind dazu eingerichtet,
einstellbar verschiedenfarbig Licht zu emittieren, das aus dem Primärlicht B und aus dem Sekundärlicht G, R
zusammengesetzt ist.
In Figur 1 weisen die einzelnen Anzeigebereiche 6 je genau einen Bereich für rotes, grünes und blaues Licht auf, bilden also eine RGB-Einheit. Ebenso können zwei Bereiche für grünes Licht vorhanden sein, sodass eine RGGB-Einheit mit vier
Bildpunkten 26 gebildet wird, oder auch eine zusätzliche Einheit für gelbes Licht für eine RGBY-Einheit . Weiterhin ist es möglich, dass zusätzlich eine Einheit mit einem
Leuchtstoff zur Erzeugung von weißem Licht vorhanden ist, sodass eine RGBW-Einheit resultiert. Die Erzeugung von weißem oder gelbem Licht erfolgt in einer nicht dargestellten, dritten Konversionseinheit, die über den ersten und zweiten Konversionseinheiten 3, 4 gestapelt angeordnet ist. Die
Anzeigebereiche 6 umfassen bevorzugt je genau drei oder vier der Bildpunkte 26. Ebenso kann als Primärquelle 2 eine ultraviolett emittierende Halbleiterschichtenfolge vorhanden sein, die mit drei Leuchtstoffen für rot, blau und grün und optional für gelb oder weiß versehen ist, wobei die einzelnen Leuchtstoffbereiche bevorzugt unabhängig voneinander anregbar sind.
Da die Konversionseinheiten 3, 4 an der
Halbleiterschichtenfolge 22 nicht überlappen, können die Konversionseinheiten 3, 4 in beliebiger Reihenfolge
aufgebracht werden.
Neben den Planarisierungsschichten 73 der Figur 1F können auch nicht gezeichnete weitere, insbesondere transparente dünne Schichten als zusätzliche oder alternative Passivierung und/oder Verkapselung zum Einsatz kommen. Die
Planarisierungsschichten 73, die optionale Zwischenschicht sowie die Passivierung und/oder Verkapselung können neben Siliziumdioxid auch aus Siliziumnitrid, Aluminiumoxid,
Tantalnitrid, transparenten Oxiden oder Nitriden von Zn, Sn, Ta, Ga, Ni, Zr, Hf, Ti oder Metalle der Seltenen Erden hergestellt sein. Dabei können die beiden
Planarisierungsschichten 73 aus demselben Material oder auch aus voneinander verschiedenen Materialien hergestellt sein.
Um eine aufwändige Justage zwischen den Bildpunkten 24 der Halbleiterschichtenfolge 22 und den strukturierten
Konversionseinheiten 3, 4 zu vermeiden, kann die Emission der Primärstrahlung aus der Halbleiterschichtenfolge 22 heraus von bestimmten, aktiv betriebenen Bildpunkten 24 genutzt werden, um Fotolacke lokal auszuhärten oder löslich zu machen. Dies erfolgt beispielsweise bei der Strukturierung der Konversionseinheiten 3, 4 direkt an der
Halbleiterschichtenfolge 22, vergleiche etwa Figur 1F.
Zu einer verbesserten Lichtauskopplung können die
Konversionseinheiten 3, 4 oder die Halbleiterschichtenfolge 22 an einer dem Träger 21 abgewandten Seite jeweils eine Aufrauung aufweisen. Eventuell können hierzu zusätzliche Schutzschichten an einer solchen Aufrauung aufgebracht werden, die optional planarisiert sein können. Weiterhin können auch optional die Planarisierungsschichten 73 oder zumindest eine dem Träger 21 entfernt liegende
Planarisierungsschicht 73 mit einer Aufrauung versehen werden . Beim Verfahren der Figur 2 werden, siehe Figur 2A, die
Halbleitermaterialien 31, 41 auf zwei verschiedenen
Wachstumssubstraten 5 aufgewachsen. Nachfolgend, siehe Figur 2B, werden die Halbleitermaterialien 31, 41 aneinander gebondet und eines der Wachstumssubstrate 5 wird entfernt.
Die weiteren Verfahrensschritte können analog zu den Figuren 1A bis 1F erfolgen.
Beim Verfahren, wie in Figur 3 illustriert, werden die
Halbleitermaterialien 31, 41 jeweils auf den separaten
Wachstumssubstraten 5 gewachsen und auch auf den
Wachstumssubstraten 5 strukturiert, siehe Figur 3A. Daraufhin erfolgt das Aufbringen der Planarisierungsschichten 73, siehe Figur 3B.
Nachfolgend werden entweder die beiden Konversionseinheiten 3, 4 erst miteinander verbunden und anschließend an der
Halbleiterschichtenfolge 22 angebracht oder es erfolgt ein sequentielles Anbringen der Konversionseinheiten 3, 4
nacheinander auf der Halbleiterschichtenfolge 22, siehe Figur 3C.
Beim Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1, wie in Figur 4 dargestellt, sind zwischen benachbarten Bildpunkten 24 lichtundurchlässige Zwischenwände 25a, 25b vorhanden. Über diese Zwischenwände 25a, 25b ist eine optische Isolation zwischen den Bildpunkten 24, oder alternativ nur zwischen benachbarten Anzeigebereichen 6, erreichbar und ein optisches Übersprechen wird reduziert oder verhindert. Somit sind gesättigtere Farben darstellbar und ein größerer Gamut- Bereich ist erzielbar. Die Zwischenwände 25a, 25b können mit der Strukturierung der Konversionseinheiten 3, 4 entstehen, zum Beispiel durch metallisches oder dielektrisches Verspiegeln von geätzten Flanken der Halbleitermaterialien 31, 32 vor dem Erzeugen der zugehörigen Planarisierungsschicht 73. Ebenso können die Zwischenwände 25a, 25b nach dem Erzeugen der
Planarisierungsschicht 73 beispielsweise durch Ätzen von Gräben und nachfolgendem Auffüllen mit reflektierendem oder absorbierendem Material hergestellt werden. Die Zwischenwände 25a können auf die Konversionseinheiten 3, 4 beschränkt bleiben. Die Zwischenwände 25a reichen nur bis an die Halbleiterschichtenfolge 22 heran, jedoch nicht in die Halbleiterschichtenfolge 22 hinein. Demgegenüber können bei nachträglich, nach dem Strukturieren der Konversionseinheiten 3, 4 erzeugte Zwischenwände 25b bis in die
Halbleiterschichtenfolge 22 hineinreichen und die
Halbleiterschichtenfolge 22, optional zusammen mit den optional vorhandenen Trennbereichen 26, vollständig
durchdringen .
Die Zwischenwände 25a, 25b sind beispielsweise aus einem Metall hergestellt. Sind die Zwischenwände 25b aus einem elektrisch leitfähigen Material, so reichen die Zwischenwände 25b besonders bevorzugt nicht bis an eine nicht gezeichnete Metallisierung zwischen den Bildpunkten 24 heran, um
elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden. Alternativ kann über die Zwischenwände 25a, 25b eine elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 22 an einer dem Träger 21 abgewandten Seite erzielt sein. Bei den Zwischenwänden 25a, 25b kann es sich ferner um Metallspacer oder durch
Fototechnik erzeugte optische Trennungen handeln. Es ist möglich, dass einzelne Bildpunkte 24 p-seitig, also insbesondere an einer dem Träger 21 zugwandten Seite, strukturiert sind. Für einen n-Kontakt, insbesondere an einer dem Träger 21 abgewandten Seite, kann die
Halbleiterschichtenfolge 22 zwischen benachbarten Bildpunkten 24 teilweise entfernt werden. Zur besseren optischen
Isolation der Bildpunkte 24 voneinander kann dann von der n- Seite her, insbesondere bevor die Konversionseinheiten 3, 4 aufgebracht werden, das n-leitende GaN bis zu diesem n- Kontakt entfernt werden. Ebenso können zunächst alle
Konversionseinheiten 3, 4 aufgebracht werden, strukturiert und planarisiert werden, und erst anschließend wird ein
Graben oder werden Ausnehmungen zwischen den einzelnen
Bildpunkten 24 strukturiert, insbesondere lithografisch .
Diese mit einem reflektierenden oder absorbierenden Material verfüllten Gräben oder Ausnehmungen können bis in das n-GaN hineinragen .
Solche Zwischenwände 25a, 25b können auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein. Bevorzugt sind in dem Halbleiterbauteil 1 nur durchgehend die Zwischenwände 25a der linken Bildhälfte in Figur 4 oder nur die Zwischenwände 25b der rechten Bildhälfte vorhanden.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 sind zusätzlich
Spiegelschichten 71 und/oder Filterschichten 72 vorhanden. Die Spiegelschichten 71, beispielsweise dichroitische
und/oder dielektrische Spiegel, befinden sich je an einer der Primärlichtquelle 2 zugewandten Seite der zugehörigen Konversionseinheit 3, 4. Insbesondere sind die
Spiegelschichten 71 unmittelbar an dem Halbleitermaterial 31, 41 angebracht. Durch die Spiegelschichten 71 wird erreicht, dass das aus dem Primärlicht erzeugte Sekundärlicht nicht zurück in die Halbleiterschichtenfolge 22 gelangt. Anders als in Figur 5 dargestellt ist es möglich, dass die
Spiegelschicht 71 durchgehend direkt an der
Halbleiterschichtenfolge 22 erzeugt ist und nicht an dem ersten oder zweiten Halbleitermaterial 31, 41.
Alternativ oder zusätzlich zu den Spiegelschichten 71 sind Filterschichten 72 vorhanden. Über die Filterschichten 72 wird verhindert, dass nicht konvertiertes, insbesondere blaues Primärlicht aus den einzelnen Bildpunkten 24
herausgelangt. Die Filterschicht 72 kann durchgehend über mehrere der Bildpunkte 24 aufgebracht sein oder auf einzelne Bildpunkte 24 beschränkt sein.
In Figur 6 ist ein Verfahren zur Erzeugung der Zwischenwände 25a illustriert. Gemäß Figur 6A wird auf das strukturierte
Halbleitermaterial 31 eine Rohmaterialschicht 27 durchgehend und konform mit konstanter Dicke aufgebracht. Beispielsweise handelt es sich bei der Rohmaterialschicht 27 um eine
Metallschicht. Die Rohmaterialschicht 27 wird beispielsweise über chemische Gasphasenabscheidung, physikalische
Gasphasenabscheidung, Atomlagenabscheidung oder Sputtern aufgebracht .
Nachfolgend, siehe Figur 6B, erfolgt ein anisotropes Ätzen wie Trockenätzen, sodass die Rohmaterialschicht 27 nur an Flanken des Halbleitermaterials 31 verbleibt und so die
Zwischenwände 25a bildet. Die Verfahrensschritte der Figur 6 können beispielsweise in den Verfahrensschritten der Figuren 1B oder 3A oder 1F zusätzlich erfolgen. In Verbindung mit der Figur 7 ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem Bildpunkte 24 vorhanden sind, die ein erste Primärlicht Bl emittieren, ohne, dass eine Wellenlängenumwandlung erfolgt. Zusätzlich sind Bildpunkte 24 vorhanden sein, die ein zweites
Primärlicht G2 emittieren, ohne, dass eine
Wellenlängenumwandlung erfolgt. Bei dem ersten Primärlicht Bl handelt es sich um blaues Licht, bei dem zweiten Primärlicht G2 handelt es sich um grünes Licht. Blaues und grünes Licht werden dabei durch elektrisches Pumpen erzeugt. Es sind ferner Bildpunkte 24 vorhanden, die Sekundärlicht Rl, zum
Beispiel rotes Licht, emittieren. Das rote Licht wird durch die zweiten Konversionseinheiten 4 erzeugt.
Die Halbleiterschichtenfolge 22 weißt dazu eine erste
Halbleiterschichtenfolge 22a zur Erzeugung des zweiten
Primärlichts G2 und eine zweite Halbleiterschichtenfolge 22b zur Erzeugung des ersten Primärlichts Bl auf. Die
Schichtenabfolge vom Träger 21 weg gerichtet in der
Halbleiterschichtenfolge 22 ist beispielsweise wie folgt: erste Halbleiterschichtenfolge 22a umfassend eine p-dotierte Schicht, zum Beispiel p-GaN, eine aktive Schicht zur
Erzeugung von grünem Licht, eine n-dotierte Schicht, zum Beispiel n-GaN, Tunnelkontakt, zweite
Halbleiterschichtenfolge 22b umfassend eine p-dotierte
Schicht, zum Beispiel p-GaN, eine aktive Schicht zur
Erzeugung von blauem Licht, eine n-dotierte Schicht, zum Beispiel n-GaN. Für blaue Bildpunkte 24 werden die p-dotierte Schicht und die aktive Schicht zur Erzeugung von grünem Licht der ersten Halbleiterschichtenfolge 22a entfernt. Der n-Kontakt schließt an die obere n-dotierte Schicht der zweiten
Halbleiterschichtenfolge 22b an.
Für grüne Bildpunkte 24 schließt der n-Kontakt an die untere n-dotierte Schicht der ersten Halbleiterschichtenfolge 22a an. Der nicht gezeigte n-Kontakt ist seitlich heraus geführt.
Für rote Bildpunkte 24 kann die p-dotierte Schicht und die aktive Schicht zur Erzeugung von grünem Licht der ersten Halbleiterschichtenfolge 22a entfernt werden. Der n-Kontakt schließt an die obere n-dotierte Schicht der zweiten
Halbleiterschichtenfolge 22b an. Alternativ kann die p- dotierte Schicht und die aktive Schicht zur Erzeugung von grünem Licht belassen werden und zur Anregung einer
Konversionseinheit 4 genutzt werden. Der n-Kontakt schließt für diesen Fall an die untere n-dotierte Schicht der ersten Halbleiterschichtenfolge 22a an.
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 hier die
Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen und Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE
102016220915.9 beansprucht, die hiermit durch Rückbezug aufgenommen ist. Bezugs zeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauteil
2 Primärlichtquelle
21 Träger
22 Halbleiterschichtenfolge
22a erste Halbleiterschichtenfolge
22b zweite Halbleiterschichtenfolge
23 Ansteuereinheit
24 Bildpunkt
25 lichtundurchlässige Zwischenwand
26 Trennbereich
27 Rohmaterialschicht
3 erste Konversionseinheit
31 Halbleitermaterial
4 zweite Konversionseinheit
40 Lichtaustrittsseite
41 Halbleitermaterial
5 Wachstumssubstrat
6 Anzeigebereich (Pixel)
71 Spiegelschicht
72 Filterschicht
73 Planarisierungsschicht B Primärlicht
Bl erstes Primärlicht
G erstes Sekundärlicht
G2 zweite Primärlicht
R zweites Sekundärlicht
Rl Sekundärlicht

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen (1) mit den Schritten:
- Bereitstellen einer Primärlichtquelle (2) mit einem Träger
(21) und einer darauf angebrachten Halbleiterschichtenfolge
(22) zur Erzeugung von Primärlicht (B) , wobei die
Halbleiterschichtenfolge (22) in Draufsicht gesehen in eine Vielzahl von elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbaren Bildpunkten (24) strukturiert wird und der Träger (21) eine Vielzahl von AnSteuereinheiten (23) zur Ansteuerung der Bildpunkte (24) umfasst,
- Bereitstellen zumindest einer Konversionseinheit (3, 4), die dazu eingerichtet ist, das Primärlicht (B) in zumindest ein Sekundärlicht (G, R) umzuwandeln, wobei die
Konversionseinheit (3, 4) zusammenhängend aus wenigstens einem Halbleitermaterial (31, 41) gewachsen wird,
- Strukturieren der Konversionseinheit (3, 4), wobei
Teilgebiete des Halbleitermaterials (31, 41) entsprechend den Bildpunkten (24) entfernt werden, und
- Aufbringen der Konversionseinheit (3, 4) auf die
Halbleiterschichtenfolge (22), sodass das verbleibende
Halbleitermaterial (31, 41) einem Teil der Bildpunkte (24) eindeutig zugeordnet wird. 2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem weder beim Strukturieren der Halbleiterschichtenfolge (22) zu den Bildpunkten noch beim Strukturieren des
Halbleitermaterials (31, 41) eine Lage von verbleibenden Gebieten der Halbleiterschichtenfolge (22) oder des
Halbleitermaterials (31, 41) relativ zueinander verändert wird,
wobei die Halbleiterschichtenfolge (22) auf AlInGaN, das Halbleitermaterial (31, 41) auf AlInGaN, AlInGaP oder
AlInGaAs und der Träger (21) auf Si oder Ge basiert.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens zwei Konversionseinheiten (3, 4)
übereinander auf einem gemeinsamen Wachstumssubstrat (5) aufgewachsen werden,
wobei mindestens eine der Konversionseinheiten (3, 4) noch auf dem gemeinsamen Wachstumssubstrat (5) strukturiert wird.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem nur eine der Konversionseinheiten (3) auf dem
gemeinsamen Wachstumssubstrat (5) strukturiert wird,
wobei nach dem Strukturieren dieser Konversionseinheit (3) ein Befestigen an die Halbleiterschichtenfolge (22) und daraufhin ein Ablösen des Wachstumssubstrats (5) erfolgt und erst danach die mindestens eine weitere Konversionseinheit (3) strukturiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
bei dem mehrere der Konversionseinheiten (3, 4) je auf einem eigenen Wachstumssubstrat (5) gewachsen werden.
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Konversionseinheiten (3, 4) je auf dem
zugehörigen Wachstumssubstrat (5) strukturiert werden, wobei jeweils nach dem Strukturieren eine
Planarisierungsschicht (73) aus einem strahlungsdurchlässigen Material aufgebracht wird und die Planarisierungsschicht (73) die Konversionseinheiten (3, 4) an einer dem zugehörigen Wachstumssubstrat (5) abgewandten Seite mindestens zeitweise vollständig bedeckt.
7. Verfahren nach Anspruch 5,
bei dem die Konversionseinheiten (3, 4) vor dem Ablösen der Wachstumssubstrate (5) aneinander befestigt werden,
wobei nachfolgend eine der Konversionseinheiten (3)
strukturiert wird, daraufhin ein Befestigen an die
Halbleiterschichtenfolge (22) erfolgt, nachfolgend ein
Ablösen des verbliebenen Wachstumssubstrats (5) durchgeführt wird und erst danach die mindestens eine weitere
Konversionseinheit (3) strukturiert wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine Konversionseinheit (3, 4) mittels Waferbonden an der Halbleiterschichtenfolge (22) angebracht wird,
wobei ein Lichtweg zwischen dem Träger (21) und einer dem Träger (21) abgewandten Lichtaustrittsseite (40) der
Konversionseinheit (3, 4) frei von organischen Materialien ist .
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem einigen der Bildpunkte (24) keine Konversionseinheit (3) zugeordnet wird, sodass diese Bildpunkte das Primärlicht (B) emittieren,
wobei den verbleibenden Bildpunkten (24) je genau eine
Konversionseinheit (3, 4) zugeordnet wird, sodass keine übereinander gestapelten Konversionseinheiten (3) vorliegen, und
wobei drei verschiedenfarbig emittierende Bildpunkte (24) zu einem Anzeigebereich (6) zusammengefasst sind, der
einstellbar verschiedenfarbiges Licht emittieren kann.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem benachbarte Bildpunkte (24) mittels einer
lichtundurchlässigen Zwischenwand (25) optisch voneinander isoliert sind, wobei die Zwischenwand (25) die mindestens eine Konversionseinheit (3, 4) vollständig und die
Halbleiterschichtenfolge (22) zumindest zum Teil durchdringt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Halbleiterschichtenfolge (22) durchgehend und zusammenhängend über alle Bildpunkte (24) hinweg
erstreckt .
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an einer der Halbleiterschichtenfolge (22)
zugewandten Seite der Konversionseinheiten (3, 4) wenigstens eine Spiegelschicht (71) aufgebracht wird und die
Spiegelschicht (71) für das in der zugeordneten
Konversionseinheit (3, 4) erzeugte Sekundärlicht (G, R) undurchlässig und für das Primärlicht (B) durchlässig ist. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an einer dem Träger (21) abgewandten Seite der
Konversionseinheiten (3, 4) wenigstens eine Filterschicht (72) aufgebracht wird und die Filterschicht (72) für das Primärlicht (B) undurchlässig ist,
wobei die Filterschicht (72) die Konversionseinheiten (3, 4) vollständig bedeckt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Konversionseinheit (3, 4) oder jede der
Konversionseinheiten (3, 4) und/oder die
Halbleiterschichtenfolge (22) eine Dicke zwischen
einschließlich 1 ym und 10 ym aufweisen,
wobei die Bildpunkte (24) in Draufsicht einen mittleren
Durchmesser zwischen einschließlich 3 ym und 200 ym haben, wobei ein Abstand zwischen benachbarten Bildpunkten (24) zwischen einschließlich 0,3 ym und 6 ym liegt, und wobei das fertige Halbleiterbauteil (1) zwischen einschließlich 100 und 10^ der Bildpunkte (24) beinhaltet.
15. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit
- einer Primärlichtquelle (2), die einen Träger (21) und eine darauf angebrachte Halbleiterschichtenfolge (22) zur
Erzeugung von Primärlicht (B) , und
- zumindest einer Konversionseinheit (3, 4) aus wenigstens einem Halbleitermaterial (31, 41), die dazu eingerichtet ist, das Primärlicht (B) in zumindest ein Sekundärlicht (G, R) umzuwandeln,
wobei
- die Halbleiterschichtenfolge (22) und die
Konversionseinheit (3, 4) separat voneinander hergestellt und nicht zusammenhängend gewachsen sind,
- die Halbleiterschichtenfolge (22) in Draufsicht gesehen in eine Vielzahl von elektrisch unabhängig voneinander
ansteuerbaren Bildpunkten (24) strukturiert ist,
- der Träger (21) eine Vielzahl von AnSteuereinheiten (23) zur Ansteuerung der Bildpunkte (24) umfasst,
- einigen der Bildpunkte (24) keine Konversionseinheit (3) zugeordnet ist, sodass diese Bildpunkte das Primärlicht (B) emittieren, und den verbleibenden Bildpunkten (24) je genau eine Konversionseinheit (3, 4) zugeordnet ist,
- mehrere verschiedenfarbig emittierende Bildpunkte (24) zu einem Anzeigebereich (6) zusammengefasst sind, der dazu eingerichtet ist, einstellbar verschiedenfarbiges Licht zu emittieren, und
- ein Lichtweg zwischen dem Träger (21) und einer dem Träger (21) abgewandten Lichtaustrittsseite (40) der
Konversionseinheit (3, 4) frei von organischen Materialien ist .
PCT/EP2017/077326 2016-10-25 2017-10-25 Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen und optoelektronisches halbleiterbauteil Ceased WO2018077957A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019521459A JP7003124B2 (ja) 2016-10-25 2017-10-25 オプトエレクトロニクス半導体素子の製造方法およびオプトエレクトロニクス半導体素子
KR1020197010680A KR20190047048A (ko) 2016-10-25 2017-10-25 광전자 반도체 컴포넌트들을 제조하기 위한 방법 및 광전자 반도체 컴포넌트
US16/335,632 US11018283B2 (en) 2016-10-25 2017-10-25 Method of producing optoelectronic semiconductor components and an optoelectronic semiconductor component
DE112017005374.9T DE112017005374B4 (de) 2016-10-25 2017-10-25 Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen und optoelektronisches halbleiterbauteil
KR1020217003459A KR102422146B1 (ko) 2016-10-25 2017-10-25 광전자 반도체 컴포넌트들을 제조하기 위한 방법 및 광전자 반도체 컴포넌트
KR1020227023970A KR102638174B1 (ko) 2016-10-25 2017-10-25 광전자 반도체 컴포넌트들을 제조하기 위한 방법 및 광전자 반도체 컴포넌트
KR1020247004986A KR20240024361A (ko) 2016-10-25 2017-10-25 광전자 반도체 컴포넌트들을 제조하기 위한 방법 및 광전자 반도체 컴포넌트
US17/206,336 US11557700B2 (en) 2016-10-25 2021-03-19 Method of producing optoelectronic semiconductor components and an optoelectronic semiconductor component
US18/082,440 US12349523B2 (en) 2016-10-25 2022-12-15 Method of producing optoelectronic semiconductor components and an optoelectronic semiconductor component

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016220915.9 2016-10-25
DE102016220915.9A DE102016220915A1 (de) 2016-10-25 2016-10-25 Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen und optoelektronisches Halbleiterbauteil

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/335,632 A-371-Of-International US11018283B2 (en) 2016-10-25 2017-10-25 Method of producing optoelectronic semiconductor components and an optoelectronic semiconductor component
US17/206,336 Continuation US11557700B2 (en) 2016-10-25 2021-03-19 Method of producing optoelectronic semiconductor components and an optoelectronic semiconductor component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018077957A1 true WO2018077957A1 (de) 2018-05-03

Family

ID=60201552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/077326 Ceased WO2018077957A1 (de) 2016-10-25 2017-10-25 Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen und optoelektronisches halbleiterbauteil

Country Status (5)

Country Link
US (4) US11018283B2 (de)
JP (1) JP7003124B2 (de)
KR (4) KR102638174B1 (de)
DE (2) DE102016220915A1 (de)
WO (1) WO2018077957A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019042965A1 (de) * 2017-08-30 2019-03-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen halbleiterbauteils und optoelektronisches halbleiterbauteil
WO2020151963A1 (de) * 2019-01-21 2020-07-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden halbleiterbauteils und strahlungsemittierendes halbleiterbauteil
DE102024106446A1 (de) * 2024-03-06 2025-09-11 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum ausbilden von konversionselementen und verfahren zur herstellung von optoelektronischen bauelementen

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101086A1 (de) 2018-01-18 2019-07-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Epitaktisches konversionselement, verfahren zur herstellung eines epitaktischen konversionselements, strahlungsemittierende rgb-einheit und verfahren zur herstellung einer strahlungsemittierenden rgb-einheit
DE102018101089A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Epitaktisches konversionselement, verfahren zur herstellung eines epitaktischen konversionselements, strahlungsemittierender halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden halbleiterchips
KR102551354B1 (ko) * 2018-04-20 2023-07-04 삼성전자 주식회사 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
KR102884889B1 (ko) * 2020-01-30 2025-11-11 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지
JP7531089B2 (ja) * 2020-09-18 2024-08-09 日亜化学工業株式会社 画像表示装置の製造方法および画像表示装置
JP7523738B2 (ja) * 2020-09-18 2024-07-29 日亜化学工業株式会社 画像表示装置の製造方法および画像表示装置
DE112022005756T5 (de) * 2021-12-03 2024-09-26 Ams-Osram International Gmbh Epitaktisch gewachsene konverterschicht, optoelektronische anordnung und verfahren zur herstellung derselben
IL295430B2 (en) 2022-08-07 2025-09-01 Ka Dynamic Color Ltd Adaptive appearance
DE102022122980A1 (de) * 2022-09-09 2024-03-14 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
DE102022122981A1 (de) * 2022-09-09 2024-03-14 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
FR3144392B1 (fr) * 2022-12-22 2026-03-27 Aledia Procédé de collage de deux couches réduisant les contraintes
US20260026140A1 (en) * 2024-07-17 2026-01-22 Lumileds Llc Monolithic led array and method of manufacturing of thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011056888A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
DE102012109460A1 (de) * 2012-10-04 2014-04-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdioden-Displays und Leuchtdioden-Display
DE102014101896A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102014105999A1 (de) 2014-04-29 2015-10-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102014112750A1 (de) * 2014-09-04 2016-03-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6366018B1 (en) 1998-10-21 2002-04-02 Sarnoff Corporation Apparatus for performing wavelength-conversion using phosphors with light emitting diodes
JP2002217454A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｌｅｄアレー及びこれを用いたｌｅｄ表示装置
TWI255669B (en) * 2003-09-19 2006-05-21 Sony Corp Display device, manufacturing method thereof, organic light emitting device, and manufacturing method thereof
JP2005309112A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Dainippon Printing Co Ltd 反射型色変換カラーフィルタおよびこれを用いた反射型表示装置
US9196799B2 (en) * 2007-01-22 2015-11-24 Cree, Inc. LED chips having fluorescent substrates with microholes and methods for fabricating
US8941566B2 (en) * 2007-03-08 2015-01-27 3M Innovative Properties Company Array of luminescent elements
JP2008262993A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Nikon Corp 表示装置
JP5207812B2 (ja) 2008-04-25 2013-06-12 京セラ株式会社 発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法
US20110186877A1 (en) * 2008-06-05 2011-08-04 Haase Michael A Light emitting diode with bonded semiconductor wavelength converter
US8350462B2 (en) * 2008-12-24 2013-01-08 3M Innovative Properties Company Light generating device having double-sided wavelength converter
JP2012514335A (ja) * 2008-12-24 2012-06-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 両方の側の波長変換器及びそれを使用する光生成デバイスの作製方法
KR101034211B1 (ko) 2009-04-16 2011-05-12 (재)나노소자특화팹센터 수직형 발광소자
EP2422371A2 (de) * 2009-04-20 2012-02-29 3M Innovative Properties Company Nicht mit strahlung gepumpter wellenlängenumsetzer
US8541803B2 (en) 2009-05-05 2013-09-24 3M Innovative Properties Company Cadmium-free re-emitting semiconductor construction
EP2622650B1 (de) 2010-09-29 2020-06-10 Lumileds Holding B.V. Wellenlängenkonvertierte lichtemittierende vorrichtung
WO2012090786A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 シャープ株式会社 発光デバイス、表示装置、及び照明装置
JP2012169189A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュールおよび車両用灯具
TWI467751B (zh) * 2011-12-12 2015-01-01 Sony Corp A solid-state imaging device, a driving method of a solid-state imaging device, and an electronic device
DE102012106859B4 (de) * 2012-07-27 2019-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen LED-Displays
DE102013102667A1 (de) 2013-03-15 2014-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung
DE102013109031B4 (de) * 2013-08-21 2021-11-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
US9705980B2 (en) 2014-03-05 2017-07-11 Teachers Insurance And Annuity Association Of America Visualization of performance parameters of distributed computer systems
DE102014103620A1 (de) 2014-03-17 2015-09-17 Waldner Laboreinrichtungen Gmbh & Co. Kg Medienversorgungsvorrichtung
DE102014112769A1 (de) 2014-09-04 2016-03-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
DE102014117983A1 (de) 2014-12-05 2016-06-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konversionselement, optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung von Konversionselementen
CN111028715A (zh) * 2015-07-23 2020-04-17 首尔半导体株式会社 显示装置
KR102553630B1 (ko) * 2016-08-11 2023-07-10 삼성전자주식회사 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치
WO2018070666A1 (ko) * 2016-10-11 2018-04-19 주식회사 루멘스 Led 디스플레이 모듈 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011056888A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
DE102012109460A1 (de) * 2012-10-04 2014-04-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdioden-Displays und Leuchtdioden-Display
DE102014101896A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102014105999A1 (de) 2014-04-29 2015-10-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102014112750A1 (de) * 2014-09-04 2016-03-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019042965A1 (de) * 2017-08-30 2019-03-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen halbleiterbauteils und optoelektronisches halbleiterbauteil
WO2020151963A1 (de) * 2019-01-21 2020-07-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden halbleiterbauteils und strahlungsemittierendes halbleiterbauteil
DE102024106446A1 (de) * 2024-03-06 2025-09-11 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum ausbilden von konversionselementen und verfahren zur herstellung von optoelektronischen bauelementen

Also Published As

Publication number Publication date
US12349523B2 (en) 2025-07-01
US20190312184A1 (en) 2019-10-10
KR20220104274A (ko) 2022-07-26
KR102422146B1 (ko) 2022-07-18
DE112017005374A5 (de) 2019-07-11
KR20240024361A (ko) 2024-02-23
DE112017005374B4 (de) 2026-08-06
US11018283B2 (en) 2021-05-25
KR102638174B1 (ko) 2024-02-16
KR20190047048A (ko) 2019-05-07
JP2019534564A (ja) 2019-11-28
US20210210661A1 (en) 2021-07-08
JP7003124B2 (ja) 2022-01-20
US11557700B2 (en) 2023-01-17
US20230120107A1 (en) 2023-04-20
DE102016220915A1 (de) 2018-04-26
KR20210014781A (ko) 2021-02-09
US20250287744A1 (en) 2025-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016220915A1 (de) Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen und optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102012109460B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdioden-Displays und Leuchtdioden-Display
DE102017105746B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE102015119353B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE112014000592B4 (de) Verfahren zum Herstellen von lichtemittierenden Nanostrukturhalbleitervorrichtungen
WO2020229043A2 (de) Optoelektronisches bauelement, pixel, displayanordnung und verfahren
WO2016034388A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE112009002311T5 (de) Farbabstimmbare Halbleiter-Breitbandlichtquellen und Vollfarbmikrodisplays
EP2294614B1 (de) Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen bauelementen
EP3642878B1 (de) Halbleiterdisplay
WO2018234154A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement
EP3327796B1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE112024000564T5 (de) Farbvariierbare led-elemente und anzeigesysteme sowie verfahren davon querverweis auf verwandte anmeldungen
WO2014060318A1 (de) Strahlungsemittierendes bauelement
WO2009132614A1 (de) Strahlung emittierender dünnfilm-halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines strahlung emittierenden dünnfilm-halbleiterchips
WO2019175168A1 (de) Multipixelchip und verfahren zur herstellung eines multipixelchips
DE112018004815B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102021102332A1 (de) Verfahren zur herstellung einer anordnung von halbleiterchips und anordnung von halbleiterchips
WO2020127029A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil
DE102023102295A1 (de) Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren derselben
WO2019110737A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiterlichtquellen und halbleiterlichtquelle
DE102012218897A1 (de) Lichtemittierende Diode und Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Diode

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17792019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197010680

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019521459

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112017005374

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17792019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1020247004986

Country of ref document: KR