WO2020187533A1 - Verfahren zum sortieren von optoelektronischen halbleiterbauelementen und vorrichtung zum sortieren von optoelektronischen halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zum sortieren von optoelektronischen halbleiterbauelementen und vorrichtung zum sortieren von optoelektronischen halbleiterbauelementen Download PDF

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semiconductor components
optoelectronic semiconductor
sorting
electromagnetic radiation
optoelectronic
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Tobias Meyer
Korbinian Perzlmaier
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • An optoelectronic semiconductor component is in particular for generating and / or detecting electromagnetic
  • One problem to be solved consists in specifying a method for sorting optoelectronic semiconductor components that allows efficient sorting of
  • Another problem to be solved is to find a
  • the semiconductor components each have an active one
  • the active region preferably comprises a pn junction, a double heterostructure, a
  • SQW Single quantum well structure
  • MQW multiple quantum well structure
  • Both Semiconductor components can be luminous or
  • the semiconductor components are introduced into a sorting area on a predetermined path.
  • the sorting area is, for example, the area in which the sorting of the semiconductor components takes place according to one or more of their properties.
  • the introduction of semiconductor components into the sorting area takes place on a predetermined path.
  • the introduction takes place by means of compressed air, with the help of gravity or a
  • the optoelectronic semiconductor components are irradiated
  • Optoelectronic semiconductor component can be generated in the active region, an electron-hole pair that a
  • the first wavelength range can be in the range of the emission or detection wavelength of this light emitting diode or photodiode.
  • the first wavelength can also be smaller than the emission
  • the generated dipole moment is
  • the optoelectronic semiconductor components are deflected
  • electromagnetic field creates a deflecting force on a dipole moving through the field.
  • optoelectronic semiconductor components in which a large dipole moment has formed experience a greater deflection than optoelectronic semiconductor components which have a lower or no dipole moment.
  • the method for sorting optoelectronic semiconductor components which each have an active region for the emission or detection of electromagnetic radiation, comprises
  • Optoelectronic semiconductor components are based, among other things, on the following considerations: For sorting optoelectronic semiconductor components,
  • a so-called pick-and-place method is conventionally used, in which the semiconductor components are removed from a wafer or a carrier film and then placed again. For example, all components that do not have a certain sorting parameter can be removed from the wafer or the film. With an increasing number of semiconductor components, however, the number of pick-and-place processes required also increases, which means that the
  • Sorting times increase. Furthermore, a pick-and-place process can be achieved with a small edge length
  • Optoelectronic semiconductor components makes use, inter alia, of the idea of realizing a sorting of optoelectronic semiconductor components as a function of a dipole moment generated in these semiconductor components.
  • the semiconductor components are introduced into a sorting area on a predetermined path. In the sorting area, the optoelectronic semiconductor components are emitted with electromagnetic radiation from a first
  • Irradiated wavelength range whereby a dipole moment can form in the semiconductor components.
  • the size of this dipole moment depends, among other things, on whether a semiconductor component has a short circuit or an electrical shunt. Going further depends on the generated
  • Dipole moment of emission or detection wavelength, for which the semiconductor component is provided in relation to the first wavelength range.
  • the semiconductor components then experience a deflection from the predetermined path by means of an inhomogeneous electromagnetic field
  • Sort semiconductor components according to the size of their dipole moment. Picking up and placing one at a time
  • a further advantage is that semiconductor components with an edge length of at most 100 ⁇ m, preferably of
  • a maximum of 10 gm and particularly preferably a maximum of 1 gm can be sorted.
  • Semiconductor components set up for the emission or detection of electromagnetic radiation within different wavelength ranges.
  • the different wavelength ranges differ in their peak or dominant wavelengths.
  • the different wavelength ranges differ in their peak or dominant wavelengths.
  • Wavelength ranges can overlap. Different wavelength ranges can have different spectral ranges
  • Wavelength range has such a large bandwidth that all groups of optoelectronic semiconductor components
  • the first comprises
  • Wavelength range in its spectral bandwidth the peak or dominant wavelengths from all groups of
  • optoelectronic semiconductor components This means that all optoelectronic semiconductor components can simultaneously
  • Sorting of semiconductor components of different emission or detection wavelengths according to the presence of a short circuit or an electrical shunt can thus be advantageous
  • Optoelectronic semiconductor components that have no short circuit or electrical shunt form a dipole moment, for example, and thus experience one
  • Semiconductor components which, on the other hand, have a short circuit or an electrical shunt, for example, form no or only a reduced dipole moment and thus experience little or no deflection from the specified path.
  • Wavelength range has such a small bandwidth that only one of the groups of different
  • the first wavelength range can have a monochromatic electromagnetic radiation, the wavelength of which is identical to the peak or dominant wavelength of one of the groups, or the first
  • the wavelength range can have a certain wavelength distance from the peak or dominant wavelength, which means, for example, that a Stokes shift may be present
  • a group that is set up to emit red light is separated from a group that is set up to emit blue light become.
  • a dipole moment is only present in the
  • Wavelength range is located. Includes the first
  • Wavelength range only one optoelectronic semiconductor component which is provided for the emission or detection of electromagnetic radiation lying in the red wavelength range is deflected from its predetermined path.
  • a component provided for the emission or detection of electromagnetic radiation lying in the blue wavelength range experiences little or no deflection from its predetermined path. Sorting according to the emission or detection wavelengths of different wavelengths can thus be advantageous
  • the predefined path is a fall axis along which the semiconductor components are positioned after being introduced into the predefined path
  • the inhomogeneous electromagnetic field is used to deflect the sorting area (neglecting air friction) in free fall.
  • the intensity of the electromagnetic radiation of the first wavelength range is modulated over time and / or the intensity and / or polarization of the inhomogeneous time modulated electromagnetic field.
  • the time-modulated intensity of the electromagnetic radiation of the first wavelength range can cause a time-varying current flow in the optoelectronic semiconductor components.
  • the semiconductor component is advantageously small enough to avoid damage to the semiconductor components.
  • a semiconductor component in which a time-varying current flow is generated can experience a deflecting force in an electromagnetic field, which can lead to a deflection from its predetermined path.
  • the generated current flow in a semiconductor component with a short circuit or an electrical shunt can differ from the generated current flow in a
  • the magnitude of the deflecting force can vary.
  • electromagnetic radiation of the first wavelength range can, but does not have to, occur in phase.
  • This synchronization makes it possible to achieve a deflection in the same direction regardless of the direction of the current flow and thus the deflection is amplified in a resonant manner. This is especially true for an oscillating one
  • the semiconductor components pass through a homogeneous electromagnetic auxiliary field before the inhomogeneous electromagnetic field.
  • the homogeneous electromagnetic auxiliary field can be applied to an optoelectronic field having a dipole moment
  • Semiconductor component can take place parallel to the field lines of the auxiliary field.
  • the field lines of the are preferred
  • Optoelectronic semiconductor components before passing through the inhomogeneous field can, for example, have a uniform deflection when passing through the inhomogeneous field
  • auxiliary fields can be used to align the electromagnetic field.
  • two or more auxiliary fields can be used to align the electromagnetic field.
  • auxiliary fields are arranged transversely, preferably orthogonally to one another, in a plane transversely, in particular orthogonally to the predetermined path.
  • the semiconductor components are at least partially separated before being introduced into the sorting area.
  • optoelectronic semiconductor component according to size its dipole moment can be deflected from the given path. At least partially isolated means that the semiconductor components are individual, but not
  • the optoelectronic semiconductor components each have an active region for the emission or detection of
  • the semiconductor components are used to emit radiation in one
  • the device comprises a sorting area. Within the sorting area, the optoelectronic Semiconductor components according to a desired
  • the device comprises a light source for generating electromagnetic radiation of a first
  • the light source can, for example, one or more semiconductor light emitting diodes or
  • the light source can emit more coherently and / or incoherently
  • the light source is a spectrally tunable light source whose peak or dominant wavelength and / or whose spectral bandwidth can be changed.
  • the device comprises a first source for an inhomogeneous electromagnetic field.
  • An inhomogeneous electromagnetic field exerts a force on a body that has a dipole moment. The body can thereby be deflected from a predetermined path.
  • the semiconductor components move on a predetermined path in the sorting area.
  • the semiconductor components move on a predetermined path in the sorting area.
  • the light source emits electromagnetic radiation of a first wavelength range which is suitable for exciting the optoelectronic semiconductor components and thus generating a dipole moment in the semiconductor components.
  • the wavelength of the electromagnetic radiation of the first wavelength range can advantageously be in the emission or detection wavelength range of the optoelectronic
  • the optoelectronic semiconductor components are in
  • the sorting area comprises a reservoir which receives a plurality of semiconductor components and at least them
  • the reservoir may comprise a funnel that has a single delivery of optoelectronic
  • Isolation can for example by means of a vibrating movement or the embedding of individual semiconductor components in droplets of a liquid.
  • the predefined path is a fall axis along which the semiconductor components move freely at least at times.
  • the semiconductor components are in a substantially free fall along a fall axis and can be deflected from their fall axis.
  • the optoelectronic semiconductor components are moved
  • a reduced air or gas pressure can in particular be a partial vacuum.
  • a reduced air or gas pressure reduces or avoids an undesired deflection of freely falling optoelectronic semiconductor components along their fall axis due to turbulent air currents or other undesirable aerodynamic effects.
  • a viscous liquid can increase the frictional resistance of the semiconductor components in a falling motion and thereby their
  • the liquid used in this case is expediently transparent to the electromagnetic radiation of the first wavelength range.
  • the device for sorting optoelectronic semiconductor components there are different groups of optoelectronic
  • Semiconductor components set up for the emission and / or detection of electromagnetic radiation within different wavelength ranges and the light source can have such a broadband spectral emission characteristic that all groups of optoelectronic
  • the device for sorting optoelectronic semiconductor components there are different groups of optoelectronic
  • the light source having such a narrow spectral emission characteristic that only one of the groups of different optoelectronic semiconductor components is selectively excited in each case.
  • the light source comprises monochromatic radiation, the wavelength of which is the peak or dominant wavelength of the emission or detection wavelength range of
  • the optoelectronic semiconductor components corresponds to one of the groups. Sorting according to the emission or detection wavelength range of a selected group can thus advantageously take place in a simple manner.
  • the first source is arranged downstream of a second source of an electromagnetic field, which is set up to generate a homogeneous electromagnetic auxiliary field, along the predetermined path.
  • the field lines of the auxiliary field advantageously run transversely, in particular orthogonally, to the predetermined path of the semiconductor components.
  • the homogeneous auxiliary field can produce a torque on a dipole and thus an alignment of the dipole along the field lines of the homogeneous auxiliary field. Uniform alignment of the
  • the first and / or second electromagnetic field is a
  • the first and / or second electromagnetic field is a
  • a magnetic field can be generated by means of a current-carrying conductor, such as a coil, or a permanent magnet.
  • Figure 1A is a schematic representation of one here
  • Figure 1B is a schematic representation of a first and second collecting container here
  • FIG. 2 is a schematic representation of one here
  • FIG. 3 is a schematic representation of one here
  • FIG. 4 is a schematic representation of one here
  • FIG. 5 shows the time profile of the intensity of an electromagnetic radiation and an electromagnetic field according to a first exemplary embodiment
  • FIG Figure 6 shows the time course of the intensity of a
  • Figure 1A shows a schematic representation of a device described here for sorting
  • the device for sorting optoelectronic semiconductor components 1 comprises a funnel-shaped reservoir 20 in which a plurality of optoelectronic semiconductor components 10 is located.
  • Semiconductor components 10 have, for example, an internal short circuit or an electrical shunt and are therefore defective. The remaining semiconductor components 10 are intact.
  • the reservoir 20 has an opening on its underside through which the optoelectronic
  • Semiconductor components 10 can be released individually along a predetermined path 3. Due to the force of gravity acting on them, the optoelectronic semiconductor components 10 move on a predefined path 3.
  • the predefined path 3 is oriented vertically and thus corresponds to an axis of fall.
  • the alignment of the field lines of the inhomogeneous electromagnetic field 60 is advantageous across the specified path 3.
  • the optoelectronic semiconductor components 10 enter the sorting area 2 along the predetermined path 3.
  • the sorting area 2 is used to sort the
  • Semiconductor components 10 according to a predetermined property, such as the presence of a
  • the sorting takes place by means of a selective deflection of the semiconductor components 10
  • Radiation 50 excited a first wavelength range.
  • Semiconductor component 10 which has a short circuit or an electrical shunt via its pn junction can form only a small or no dipole moment.
  • the first and second collecting containers 31, 32 can be at least partially filled with a liquid in order to avoid the impact of the optoelectronic
  • FIG. 1B shows a schematic representation of a first and second collecting container 31, 32 of a device described here for sorting optoelectronic
  • Collecting container 32 is located concentrically within first collecting container 31.
  • Several optoelectronic semiconductor components 10 are located in collecting containers 31, 32.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a semiconductor component 10 described here in accordance with a first exemplary embodiment.
  • Semiconductor component 10 comprises an active region 100 which has a pn junction.
  • Wavelength range 50 which is emitted by a light source 500 can be the optoelectronic
  • the electron-hole pairs generate a dipole moment in the optoelectronic semiconductor component 10.
  • the optoelectronic semiconductor component 10 is identified by an arrow with the letter F.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of an optoelectronic semiconductor component 10 described here in accordance with a second exemplary embodiment.
  • the exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment, but deviating therefrom shows a defective optoelectronic semiconductor component 10 which has a short circuit or an electrical shunt.
  • the active zone 100 can perform a charge separation, but due to its short circuit or electrical shunt, the dipole moment is immediately again reduced. There is thus little or no
  • Semiconductor component 10 thus experiences no or only a small force, although it is in an inhomogeneous
  • electromagnetic field 60 is located. In a movement along a predetermined path 3, this optoelectronic semiconductor component 10 would not be deflected by the inhomogeneous electromagnetic field 60.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a device described here for sorting
  • Optoelectronic semiconductor components 10 are by means of a light source 500 along the predetermined path 3 with electromagnetic radiation 50 of a first
  • Semiconductor components 10 form a dipole moment.
  • the isolated optoelectronic semiconductor components 10 initially enter a homogeneous electromagnetic component
  • Auxiliary field 70 which is generated by a second source 700.
  • the homogeneous auxiliary field 70 generates a torque on the semiconductor components 10 as a function of their
  • the sorting area 2 comprises a first source 600 for an inhomogeneous electromagnetic field 60.
  • the inhomogeneous electromagnetic field 60 causes a force transverse to the predetermined path 3 depending on the
  • Optoelectronic semiconductor components 10 can be staggered one behind the other, or several excitations with electromagnetic radiation 50 of different types can be used
  • Wavelength ranges and several sorting areas 2 arranged one behind the other take place. For example, within a device for sorting
  • Optoelectronic semiconductor components 1 defective semiconductor components 10 can be sorted out in a first sorting step and then the intact ones could
  • Detection wavelength are sorted.
  • Figure 5 shows the time course of the intensity of an electromagnetic radiation Ii and one
  • the intensity of the electromagnetic radiation in is on the y-axis labeled Ii
  • the intensity of the electromagnetic radiation Ii being a phase shift to the intensity of the
  • electromagnetic radiation can trigger a current flow in an irradiated optoelectronic semiconductor component 1.
  • the electromagnetic field can consequently exert a force on the semiconductor component 1.
  • FIG. 6 shows the time profile of the intensity of electromagnetic radiation and an electromagnetic field according to a second exemplary embodiment.
  • Axis labeling of the diagrams shown in FIG. 6 corresponds to the axis labeling shown in FIG. In the second exemplary embodiment shown here, the polarization of the electromagnetic field I2 is reversed.
  • the polarization of the electromagnetic field I2 alternates between the switch-on process and the Switching off the electromagnetic radiation Ii. Since the direction of an induced current is in a
  • Reversing the polarization of the electromagnetic field I2 can, however, advantageously result in a deflection of the optoelectronic semiconductor component 1 in a single direction.

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) angegeben. Die Halbleiterbauelement (10) weisen jeweils einen aktiven Bereich (100) zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: - Einbringen der Halbleiterbauelemente (10) in einen Sortierbereich (2) auf einer vorgegebenen Bahn (3), - Bestrahlung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10) mit elektromagnetischer Strahlung (50) eines ersten Wellenlängenbereichs zur Erzeugung von Dipolmomenten durch Ladungstrennung in den aktiven Bereichen (100) der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10), und - Ablenkung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10) von der vorgegebenen Bahn (3) in Abhängigkeit ihres Dipolmoments mittels eines inhomogenen elektromagnetischen Feldes (60). Es wird weiterhin eine Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) angegeben.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM SORTIEREN VON OPTOELEKTRONISCHEN
HALBLEITERBAUELEMENTEN UND VORRICHTUNG ZUM SORTIEREN VON
OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAUELEMENTEN
Es wird ein Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und eine Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen angegeben. Ein optoelektronisches Halbleiterbauelement ist insbesondere zur Erzeugung und/oder Detektion von elektromagnetischer
Strahlung, insbesondere von für das menschliche Auge
wahrnehmbarem Licht, eingerichtet.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen anzugeben, das eine effiziente Sortierung von
Halbleiterbauelementen ermöglicht .
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine
Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen anzugeben, die eine effiziente
Sortierung von Halbleiterbauelementen ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, weisen die Halbleiterbauelemente jeweils einen aktiven
Bereich zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung auf. Der aktive Bereich umfasst bevorzugt einen pn- Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine
EinfachquantentopfStruktur (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung oder -detektion. Bei den Halbleiterbauelementen kann es sich um Leucht- oder
Photodioden handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, erfolgt ein Einbringen der Halbleiterbauelemente in einen Sortierbereich auf einer vorgegebenen Bahn. Der
Sortierbereich ist beispielsweise der Bereich, in dem die Sortierung der Halbleiterbauelemente entsprechend einer oder mehrerer ihrer Eigenschaften erfolgt. Das Einbringen von Halbleiterbauelemente in den Sortierbereich erfolgt auf einer vorgegebenen Bahn. Beispielsweise erfolgt das Einbringen mittels Druckluft, mithilfe der Schwerkraft oder eines
Flüssigkeitsstrahls.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen erfolgt eine Bestrahlung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente mit elektromagnetischer Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zur Erzeugung von Dipolmomenten durch Ladungstrennung in den aktiven Bereichen der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente. Durch den Einfall von elektromagnetischer Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs in den aktiven Bereich eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements kann in dem aktiven Bereich ein Elektron-Loch-Paar erzeugt werden, das ein
Dipolmoment in dem Halbleiterbauelement hervorruft. Der erste Wellenlängenbereich kann für eine Leucht- oder Photodiode im Bereich der Emissions- oder Detektionswellenlänge dieser Leucht- oder Photodiode liegen. Weitergehend kann die erste Wellenlänge auch kleiner sein als die Emissions
beziehungsweise Detektionswellenlänge und beispielsweise 10 nm bis 200 nm kleiner sein als Emissions- beziehungsweise Detektionswellenlänge. Das erzeugte Dipolmoment ist
zweckmäßigerweise so klein, dass ein Schaden an den
Halbleiterbauelementen durch elektrostatische Entladungen vermieden wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen erfolgt eine Ablenkung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente in Abhängigkeit ihres Dipolmomentes von der vorgegebenen Bahn mittels eines inhomogenen
elektromagnetischen Feldes. Ein inhomogenes
elektromagnetisches Feld bewirkt eine ablenkende Kraft auf einen sich durch das Feld bewegenden Dipol. Beispielsweise erfahren optoelektronische Halbleiterbauelemente, in denen sich ein großes Dipolmoment ausgebildet hat, eine größere Ablenkung als optoelektronische Halbleiterbauelemente, die ein geringeres oder kein Dipolmoment aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, die jeweils einen aktiven Bereich zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung aufweisen, umfasst das
Verfahren die folgenden Schritte:
- Einbringen der Halbleiterbauelemente in einen
Sortierbereich auf einer vorgegebenen Bahn,
- Bestrahlung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente mit elektromagnetischer Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs zur Erzeugung von Dipolmomenten durch Ladungstrennung in den aktiven Bereichen der
optoelektronischen Halbleiterbauelementen, und
- Ablenkung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente von der vorgegebenen Bahn in Abhängigkeit ihres Dipolmoments mittels eines inhomogenen elektromagnetischen Feldes. Einem hier beschriebenen Verfahren zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen wird
herkömmlicherweise ein sogenanntes Pick-and-Place Verfahren angewandt, bei dem die Halbleiterbauelemente von einem Wafer oder einer Trägerfolie abgenommen und wieder neu platziert werden. Beispielsweise können so alle Bauelemente, die einen bestimmten Sortierparameter nicht aufweisen, von dem Wafer oder der Folie entfernt werden. Mit zunehmender Anzahl von Halbleiterbauelementen erhöht sich jedoch auch die Anzahl von benötigten Pick-and-Place Vorgängen, wodurch die
Sortierzeiten ansteigen. Weiterhin kann ein Pick-and-Place Verfahren durch eine kleine Kantenlänge der
Halbleiterbauelemente beeinträchtigt werden, da diese ein sicheres Greifen einzelner Halbleiterbauelemente erschwert.
Das hier beschriebene Verfahren zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen macht unter anderem von der Idee Gebrauch, eine Sortierung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen in Abhängigkeit von einem in diesen Halbleiterbauelementen erzeugten Dipolmoment zu realisieren. Die Halbleiterbauelemente werden auf einer vorgegebenen Bahn in einen Sortierbereich eingeführt. In dem Sortierbereich werden die optoelektronischen Halbleiterbauelemente mit einer elektromagnetischen Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs bestrahlt, wodurch sich ein Dipolmoment in den Halbleiterbauelementen ausbilden kann. Die Größe dieses Dipolmomentes hängt unter anderem davon ab, ob ein Halbleiterbauelement einen Kurzschluss oder elektrischen Nebenschluss aufweist. Weitergehend hängt das erzeugte
Dipolmoment von der Emissions- oder Detektionswellenlänge, für die das Halbleiterbauelement vorgesehen ist, in Bezug auf den ersten Wellenlängenbereich ab. Die Halbleiterbauelemente erfahren dann mittels eines inhomogenen elektromagnetischen Feldes eine Ablenkung aus der vorgegebenen Bahn in
Abhängigkeit der Größe ihres Dipolmomentes. Somit kann ein Sortierprozess eine hohe Anzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen nach der Größe ihres Dipolmomentes sortieren. Ein Aufnehmen und einzelnes Platzieren von
Bauelementen kann vorteilhaft vermieden werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass so auch Halbleiterbauelemente mit einer Kantenlänge von höchstens 100 gm, bevorzugt von
höchstens 10 gm und besonders bevorzugt von höchstens 1 gm sortiert werden können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen sind unterschiedliche Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung innerhalb unterschiedlicher Wellenlängenbereiche eingerichtet. Die unterschiedlichen Wellenlängenbereiche unterscheiden sich in ihren Peak- oder Dominantwellenlängen. Die unterschiedlichen
Wellenlängenbereiche können sich überlappen. Unterschiedliche Wellenlängenbereiche können unterschiedliche spektrale
Bandbreiten aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen weist die elektromagnetische Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs eine so große Bandbreite auf, dass alle Gruppen von optoelektronischen Halbleiterbauelementen
angeregt werden. Bevorzugt umfasst der erste
Wellenlängenbereich in seiner spektralen Bandbreite die Peak- oder Dominantwellenlängen von allen Gruppen von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen. Damit können alle optoelektronischen Halbleiterbauelemente gleichzeitig
angeregt werden. Vorteilhaft kann so eine Sortierung von Halbleiterbauelementen unterschiedlicher Emissions- oder Detektionswellenlängen entsprechend dem Vorhandensein eines Kurzschlusses oder eines elektrischen Nebenschlusses
erfolgen. Optoelektronische Halbleiterbauelemente, die keinen Kurzschluss oder elektrischen Nebenschluss aufweisen, bilden beispielsweise ein Dipolmoment aus und erfahren so eine
Ablenkung aus der vorgegebenen Bahn. Optoelektronische
Halbleiterbauelemente, die hingegen einen Kurzschluss oder elektrischen Nebenschluss aufweisen, bilden beispielsweise kein oder nur ein verringertes Dipolmoment aus und erfahren so nur eine geringe oder keine Ablenkung aus der vorgegebenen Bahn .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen weist die elektromagnetische Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs eine so kleine Bandbreite auf, dass nur jeweils eine der Gruppen von unterschiedlichen
optoelektronischen Halbleiterbauelementen selektiv angeregt wird. Beispielsweise kann der erste Wellenlängenbereich eine monochromatische elektromagnetische Strahlung aufweisen, deren Wellenlänge mit der Peak- oder Dominantwellenlänge einer der Gruppen identisch ist, oder der erste
Wellenlängenbereich kann einen bestimmten Wellenlängen- Abstand zu der Peak- oder Dominantwellenlänge haben, wodurch beispielsweise ein eventuell vorhandener Stokes-Shift
berücksichtigt werden kann. So kann beispielsweise eine
Gruppe, die zur Emission von rotem Licht von einer Gruppe, die zur Emission von blauem Licht eingerichtet ist, getrennt werden. Ein Dipolmoment wird dabei nur in den
Halbleiterbauelementen induziert, deren Emission- oder
Detektionswellenlänge sich innerhalb des ersten
Wellenlängenbereichs befindet. Umfasst der erste
Wellenlängenbereich beispielsweise nur eine
elektromagnetische Strahlung in einem roten
Wellenlängenbereich, so wird auch nur ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das zur Emission- oder Detektion einer im roten Wellenlängenbereich liegenden elektromagnetischen Strahlung vorgesehen ist, von seiner vorgegebenen Bahn abgelenkt. Ein zur Emission- oder Detektion einer im blauen Wellenlängenbereich liegenden elektromagnetischen Strahlung vorgesehenes Bauelement erfährt jedoch nur eine geringe oder keine Ablenkung aus seiner vorgegebenen Bahn. Vorteilhaft kann so eine Sortierung entsprechend der Emissions- oder Detektionswellenlängen von unterschiedlichen
Halbleiterbauelementen erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen ist die vorgegebene Bahn eine Fallachse, entlang der sich die Halbleiterbauelemente nach dem Einbringen in den
Sortierbereich (unter Vernachlässigung von Luftreibung) im Wesentlichen im freien Fall bewegen. Mittels des inhomogenen elektromagnetischen Feldes erfolgt eine Ablenkung der
Halbleiterbauelemente in Abhängigkeit des erzeugten
Dipolmoments quer zur Fallachse.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen wird die Intensität der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs zeitlich moduliert und/oder es wird die Intensität und/oder Polarisation des inhomogenen elektromagnetischen Feldes zeitlich moduliert. Die zeitlich modulierte Intensität der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs kann einen zeitlich variierenden Stromfluss in den optoelektronischen Halbleiterbauelementen hervorrufen. Der induzierte Stromfluss in dem
Halbleiterbauelement ist vorteilhaft klein genug, um einen Schaden an den Halbleiterbauelementen zu vermeiden.
Ein Halbleiterbauelement, in dem ein zeitlich variierender Stromfluss erzeugt wird, kann in einem elektromagnetischen Feld eine ablenkende Kraft erfahren, die zu einer Ablenkung von seiner vorgegebenen Bahn führen kann.
Der hervorgerufene Stromfluss in einem Halbleiterbauelement mit einem Kurzschluss oder einem elektrischen Nebenschluss kann sich von dem hervorgerufenen Stromfluss in einem
intakten Halbleiterbauelement unterschieden. Dadurch kann die Höhe der ablenkenden Kraft unterschiedlich groß sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen werden die Intensität und/oder die Polarisation des
inhomogenen elektromagnetischen Feldes synchron zur
Intensität der elektromagnetischen Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs moduliert. Die synchrone Modulation des inhomogenen elektromagnetischen Feldes und der
elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs kann, muss aber nicht phasengleich erfolgen. Durch diese Synchronisation kann erreicht werden, dass unabhängig von der Richtung des Stromflusses eine Ablenkung in gleicher Richtung erfolgt und somit die Ablenkung gleichsam resonant verstärkt wird. Dies ist insbesondere bei einem oszillierenden
Stromfluss von Vorteil, bei dem sich ansonsten Ablenkungen in entgegengesetzte Richtungen kompensieren könnten. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen durchlaufen die Halbleiterbauelemente vor dem inhomogenen elektromagnetischen Feld ein homogenes elektromagnetisches Hilfsfeld. Das homogene elektromagnetische Hilfsfeld kann auf ein ein Dipolmoment aufweisendes optoelektronisches
Halbleiterbauelement ein Drehmoment ausüben. Das Drehmoment variiert in Abhängigkeit der Orientierung des
optoelektronischen Halbleiterbauelements und bewirkt somit eine Ausrichtung des optoelektronischen
Halbleiterbauelements. Die Ausrichtung des
Halbleiterbauelements kann parallel zu den Feldlinien des Hilfsfeldes erfolgen. Bevorzugt sind die Feldlinien des
Hilfsfeldes quer, insbesondere orthogonal zur vorgegebenen Bahn ausgerichtet. Eine einheitliche Ausrichtung der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente vor dem Durchlaufen des inhomogenen Feldes kann beispielsweise eine gleichmäßige Ablenkung beim Durchlaufen des inhomogenen
elektromagnetischen Feldes erleichtern. Insbesondere können zwei oder mehrere Hilfsfelder zu einer Ausrichtung der
Halbleiterbauelemente verwendet werden. Beispielsweise sind dazu zwei Hilfsfelder quer, bevorzugt orthogonal zueinander in einer Ebene quer, insbesondere orthogonal zur vorgegebenen Bahn angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen werden die Halbleiterbauelemente vor dem Einbringen in den Sortierbereich zumindest teilweise vereinzelt. Eine
Vereinzelung von Halbleiterbauelementen erleichtert
vorteilhaft das Sortieren, da somit jedes einzelne
optoelektronische Halbleiterbauelement entsprechend der Größe seines Dipolmoments aus der vorgegebenen Bahn abgelenkt werden kann. Zumindest teilweise vereinzelt heißt, dass die Halbleiterbauelemente zwar einzeln sind, aber nicht
zwingendermaßen streng nacheinander in den Sortierbereich eintreten müssen. Beispielsweise erfolgt ein einzelnes
Ablösen von Halbleiterbauelementen von einem Träger oder eine vereinzelte Abgabe aus einem Reservoir.
Des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen angegeben. Mit der Vorrichtung kann insbesondere ein hier beschriebenes
Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen ausgeführt werden. Das heißt,
sämtliche für das Verfahren zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen offenbarten
Merkmale sind auch für die Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen offenbart und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, weisen die optoelektronischen Halbleiterbauelemente jeweils einen aktiven Bereich zur Emission oder Detektion von
elektromagnetischer Strahlung auf. Die Halbleiterbauelemente sind zur Emission einer Strahlung in einem
Emissionswellenlängenbereich und/oder zur Detektion einer elektromagnetischen Strahlung in einem
Detektionswellenlängenbereich eingerichtet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, umfasst die Vorrichtung einen Sortierbereich. Innerhalb des Sortierbereichs können die optoelektronischen Halbleiterbauelemente entsprechend einer gewünschten
Eigenschaft sortiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen umfasst die Vorrichtung eine Lichtquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine oder mehrere Halbleiterleuchtdioden oder
Halbleiterlaserdioden umfassen. Die Lichtquelle kann zur Emission von kohärenter und/oder inkohärenter
elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sein. Insbesondere ist die Lichtquelle eine spektral abstimmbare Lichtquelle, deren Peak- oder Dominantwellenlänge und/oder deren spektrale Bandbreite veränderbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen umfasst die Vorrichtung eine erste Quelle für ein inhomogenes elektromagnetisches Feld. Ein inhomogenes elektromagnetisches Feld übt auf einen Körper, der ein Dipolmoment aufweist, eine Kraft aus. Der Körper kann dadurch aus einer vorgegebenen Bahn abgelenkt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen bewegen sich die Halbleiterbauelemente auf einer vorgegebenen Bahn in dem Sortierbereich. Beispielsweise werden die
Halbleiterbauelemente unter Verwendung eines Luftstroms auf der vorgegebenen Bahn bewegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen emittiert die Lichtquelle elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs, die dazu geeignet ist, die optoelektronischen Halbleiterbauelemente anzuregen und so ein Dipolmoment in den Halbleiterbauelementen zu erzeugen. Die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs kann vorteilhaft im Emissions- oder Detektionswellenlängenbereich der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente oder 10 nm bis 200 nm darunter liegen. So ist eine effiziente Anregung der Halbleiterbauelemente möglich. Unter einer Anregung ist insbesondere die Erzeugung eines Elektron-Loch-Paares und folglich die Erzeugung eines Dipolmomentes in einem Halbleiterbauelement zu verstehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen werden die optoelektronischen Halbleiterbauelemente in
Abhängigkeit ihres Dipolmomentes von der vorgegebenen Bahn mittels des inhomogenen elektromagnetischen Feldes abgelenkt. Entsprechend der Ablenkung kann so eine Sortierung der
Halbleiterbauelemente in Abhängigkeit ihres Dipolmomentes erfolgen. Beispielsweise bildet sich in
Halbleiterbauelementen, die einen Kurzschluss oder
elektrischen Nebenschluss aufweisen, ein geringeres oder kein Dipolmoment aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen umfasst der Sortierbereich ein Reservoir, das eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen aufnimmt und sie zumindest
teilweise vereinzelt in der vorgegebenen Bahn abgibt. Das Reservoir kann beispielsweise einen Trichter umfassen, der eine einzelne Abgabe von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen ermöglicht. Die Vereinzelung kann beispielsweise mittels einer vibrierenden Bewegung oder der Einbettung von einzelnen Halbleiterbauelementen in Tröpfchen einer Flüssigkeit erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen ist die vorgegebene Bahn eine Fallachse, entlang der sich die Halbleiterbauelemente zumindest zeitweise frei bewegen. Mit anderen Worten, die Halbleiterbauelemente befinden sich in einem im Wesentlichen freien Fall entlang einer Fallachse und können von ihrer Fallachse abgelenkt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen erfolgt die Bewegung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente entlang der vorgegebenen Bahn in einer Kammer mit vermindertem Luft- oder Gasdruck oder in einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammer. Ein verminderter Luft oder Gasdruck kann insbesondere ein teilweises Vakuum sein. Beispielsweise vermindert oder vermeidet ein verminderter Luft- der Gasdruck eine unerwünschte Ablenkung von frei fallenden optoelektronischen Halbleiterbauelementen entlang ihrer Fallachse durch turbulente Luftströmungen oder weitere unerwünschte aerodynamische Effekte. Eine viskose Flüssigkeit kann den Reibungswiderstand der Halbleiterbauelemente in einer Fallbewegung erhöhen und dadurch ihre
Fallgeschwindigkeit vermindern. Eine verminderte
Fallgeschwindigkeit kann vorteilhaft eine längere
Verweildauer in dem inhomogenen elektromagnetischen Feld zur Folge haben und so zu einer größeren Ablenkung aus der
Fallachse beitragen. Die dabei verwendete Flüssigkeit ist zweckmäßigerweise für die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs durchlässig. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen sind unterschiedliche Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen zur Emission und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung innerhalb unterschiedlicher Wellenlängenbereiche eingerichtet und die Lichtquelle kann eine derart breitbandige spektrale Emissionscharakteristik aufweisen, dass alle Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen angeregt werden. Durch die Anregung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen aller Gruppen kann vorteilhaft einfach eine Sortierung nach
funktionierenden Halbleiterbauelementen und defekten
Halbleiterbauelementen, beispielsweise aufgrund eines
Kurzschlusses oder eines elektrischen Nebenschlusses, erfolgen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen sind unterschiedliche Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen zur Emission und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen eingerichtet, wobei die Lichtquelle eine derart schmale spektrale Emissionscharakteristik aufweist, dass nur jeweils eine der Gruppen von unterschiedlichen optoelektronischen Halbleiterbauelementen selektiv angeregt wird. Beispielsweise umfasst die Lichtquelle eine monochromatische Strahlung, deren Wellenlänge der Peak- oder Dominantwellenlänge des Emissions- oder Detektionswellenlängenbereich von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen einer der Gruppen entspricht. Damit kann vorteilhaft einfach eine Sortierung nach dem Emissions- oder Detektionswellenlängenbereich einer ausgewählten Gruppe erfolgen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen ist die erste Quelle entlang der vorgegebenen Bahn einer zweiten Quelle eines elektromagnetischen Feldes, die zur Erzeugung eines homogenen elektromagnetischen Hilfsfeldes eingerichtet ist, nachgeordnet. Die Feldlinien des Hilfsfeldes verlaufen vorteilhaft quer, insbesondere orthogonal zur vorgegebenen Bahn der Halbleiterbauelemente. Das homogene Hilfsfeld kann ein Drehmoment auf einen Dipol und somit eine Ausrichtung des Dipols entlang der Feldlinien des homogenen Hilfsfeldes hervorrufen. Eine gleichmäßige Ausrichtung der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente kann vorteilhaft eine vereinfachte Ablenkung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente in nur eine Richtung bewirken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen ist das erste und/oder zweite elektromagnetische Feld ein
elektrisches Feld.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen ist das erste und/oder zweite elektromagnetische Feld ein
magnetisches Feld. Ein magnetisches Feld kann mittels eines stromdurchflossenen Leiters, etwa einer Spule, oder einem Permanentmagneten erzeugt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des Verfahrens zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren
dargestellten, Ausführungsbeispielen . Es zeigen:
Figur 1A eine schematische Darstellung einer hier
beschriebenen Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 1B eine schematische Darstellung eines ersten und zweiten Auffangbehälters einer hier
beschriebenen Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer
Draufsicht,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines hier
beschriebenen Halbleiterbauelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines hier
beschriebenen Halbleiterbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine schematische Darstellung einer hier
beschriebenen Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 5 den zeitlichen Verlauf der Intensität einer elektromagnetischen Strahlung und eines elektromagnetischen Feldes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und Figur 6 den zeitlichen Verlauf der Intensität einer
elektromagnetischen Strahlung und eines
elektromagnetischen Feldes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel .
Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Figur 1A zeigt eine schematische Darstellung einer hier beschriebenen Vorrichtung zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 umfasst ein trichterförmiges Reservoir 20, in dem sich eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 befindet. Die mit einem X gekennzeichneten optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 weisen beispielsweise einen internen Kurzschluss oder einen elektrischen Nebenschluss auf und sind somit defekt. Die übrigen Halbleiterbauelemente 10 sind intakt. Das Reservoir 20 verfügt an seiner Unterseite über eine Öffnung, über die die optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 entlang einer vorgegebenen Bahn 3 vereinzelt abgegeben werden können. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 bewegen sich, bedingt durch die auf sie wirkende Schwerkraft, auf einer vorgegebenen Bahn 3. Die vorgegebene Bahn 3 ist senkrecht ausgerichtet und entspricht somit einer Fallachse. Die Ausrichtung der Feldlinien des inhomogenen elektromagnetischen Feldes 60 ist vorteilhaft quer zu der vorgegebenen Bahn 3.
Entlang der vorgegebenen Bahn 3 treten die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 in den Sortierbereich 2 ein. In dem Sortierbereich 2 erfolgt eine Sortierung der
Halbleiterbauelemente 10 entsprechend einer vorbestimmten Eigenschaft, wie beispielsweise das Vorhandensein eines
Kurzschlusses oder eines elektrischen Nebenschlusses in einem Halbleiterbauelement 10 oder der vorgesehenen Emissions- oder Detektionswellenlänge eins Halbleiterbauelements 10. Die Sortierung erfolgt mittels einer selektiven Ablenkung der Halbleiterbauelemente 10. Um eine selektive Ablenkung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 hervorzurufen, werden sie zunächst mittels einer elektromagnetischen
Strahlung 50 eines ersten Wellenlängenbereichs angeregt.
Bedingt durch die Anregung können Elektron-Loch-Paare in den aktiven Bereichen 100 der Halbleiterbauelemente 10 generiert werden, die ein Dipolmoment innerhalb eines
Halbleiterbauelements 10 hervorrufen. Ein defektes
Halbleiterbauelement 10, das einen Kurzschluss oder einen elektrischen Nebenschluss über seinen pn-Übergang aufweist kann nur ein geringes oder kein Dipolmoment ausbilden.
Eine selektive Ablenkung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 von der vorgegebenen Bahn 3 in
Abhängigkeit ihres Dipolmomentes erfolgt anschließend mittels eines inhomogenen elektromagnetischen Feldes 60, welches von einer ersten Quelle 600 bereitgestellt wird. Die mit einem X gekennzeichneten defekten optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10, die kein oder nur ein geringes Dipolmoment aufweisen, werden aus der vorgegebenen Bahn 3 wenig oder nicht abgelenkt und fallen somit in den dafür vorgesehenen zweiten Auffangbehälter 32. Die intakten optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10, die aufgrund ihres Dipolmomentes durch das inhomogene elektromagnetische Feld 60 aus der vorgegebenen Bahn 3 abgelenkt wurden, fallen in den dafür vorgesehenen ersten Auffangbehälter 31. Es erfolgt somit eine Trennung von defekten
Halbleiterbauelementen 10 von intakten Halbleiterbauelementen
10.
Beispielsweise können der erste und zweite Auffangbehälter 31, 32 zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt sein, um den Aufprall der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente 10 zu dämpfen.
Figur 1B zeigt eine schematische Darstellung eines ersten und zweiten Auffangbehälters 31, 32 einer hier beschriebenen Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht. Die hier gezeigten Auffangbehälter 31,
32 weisen eine konzentrische Form auf. Der zweite
Auffangbehälter 32 befindet sich konzentrisch innerhalb des ersten Auffangbehälters 31. In den Auffangbehältern 31, 32 befinden sich mehrere optoelektronische Halbleiterbauelemente 10. Der Mittelpunkt des zweiten Auffangbehälters 32 befindet sich vorteilhaft am unteren Endpunkt der vorgegebenen Bahn 3.
Diejenigen optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10, die keine Ablenkung oder nur eine geringe Ablenkung durch das inhomogene elektromagnetische Feld 60 erfahren, befinden sich somit innerhalb des zweiten Auffangbehälters 32. Diejenigen optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10, die ein großes Dipolmoment aufweisen befinden sich in dem dafür vorgesehenen ersten Auffangbehälter 31. Die konzentrische Anordnung der beiden Auffangbehälter 31, 32 ermöglicht vorteilhaft das Aufsammeln von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 unabhängig von ihrer, durch ihre unterschiedliche
Orientierung bedingte, unterschiedlichen Ablenkungsrichtung.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines hier beschriebenen Halbleiterbauelements 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das optoelektronische
Halbleiterbauelement 10 umfasst einen aktiven Bereich 100, der einen pn-Übergang aufweist. Mittels einer Anregung durch eine elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs 50, die von einer Lichtquelle 500 ausgesandt wird, kann das optoelektronische
Halbleiterbauelement 10 in der aktiven Zone 100 Elektron- Loch-Paare ausbilden. Die Elektron-Loch-Paare erzeugen in dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 10 ein Dipolmoment.
Da sich das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 innerhalb einer ersten Quelle 600 für ein inhomogenes elektromagnetisches Feld 60 befindet, wirkt nun aufgrund des Dipolmomentes eine Kraft auf das optoelektronische
Halbleiterbauelement 10. Die Kraft, die auf das
optoelektronische Halbleiterbauelement 10 wirkt, ist durch einen Pfeil mit dem Buchstaben F gekennzeichnet.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, zeigt abweichend davon jedoch ein defektes optoelektronisches Halbleiterbauelement 10, das einen Kurzschluss oder einen elektrischen Nebenschluss aufweist. Die aktive Zone 100 kann eine Ladungstrennung ausführen, bedingt durch ihren Kurzschluss oder elektrischen Nebenschluss wird das Dipolmoment jedoch sogleich wieder abgebaut. Es bildet sich somit ein kleines oder kein
Dipolmoment in dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 10 aus. Das hier dargestellte optoelektronische
Halbleiterbauelement 10 erfährt somit keine oder nur eine geringe Kraft, obwohl es sich in einem inhomogenen
elektromagnetischen Feld 60 befindet. In einer Bewegung entlang einer vorgegebenen Bahn 3 würde sich für dieses optoelektronische Halbleiterbauelement 10 keine Ablenkung durch das inhomogene elektromagnetische Feld 60 ergeben.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer hier beschriebenen Vorrichtung zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Eine Mehrzahl von
unterschiedlichen optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 befindet sich in einem Reservoir 20, das die
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 über eine Öffnung vereinzelt, in einer vorgegebenen Bahn 3 abgibt. Die
optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 werden mittels einer Lichtquelle 500 entlang der vorgegebenen Bahn 3 mit elektromagnetischer Strahlung 50 eines ersten
Wellenlängenbereichs angeregt. In den angeregten
Halbleiterbauelementen 10 bildet sich ein Dipolmoment aus.
Die vereinzelten optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 treten zunächst in ein homogenes elektromagnetisches
Hilfsfeld 70 ein, das von einer zweiten Quelle 700 erzeugt wird. Das homogene Hilfsfeld 70 erzeugt ein Drehmoment auf die Halbleiterbauelemente 10 in Abhängigkeit ihres
Dipolmomentes und ihrer Orientierung zu den Feldlinien des Hilfsfeldes 70. Dadurch ergibt sich eine Ausrichtung der Halbleiterbauelemente 10. Die ausgerichteten optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10 bewegen sich weiter entlang der vorgegebenen Bahn 3 in den Sortierbereich 2. Der Sortierbereich 2 umfasst eine erste Quelle 600 für ein inhomogenes elektromagnetisches Feld 60. Das inhomogene elektromagnetische Feld 60 bewirkt eine Kraft quer zur vorgegebenen Bahn 3 in Abhängigkeit des
Dipolmomentes des optoelektronischen Halbleiterbauelementes 10.
Defekte, beispielsweise kurzgeschlossene,
Halbleiterbauelemente 10 die kein oder nur ein geringes
Dipolmoment aufweisen, erfahren somit nur eine geringe oder keine Ablenkung aus der vorgegebenen Bahn 3. Ohne eine ablenkende Kraft folgen die defekten Halbleiterbauelemente 10 der vorgegebenen Bahn 3 bis zu dem zweiten Auffangbehälter 32. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10, die aufgrund ihres Dipolmomentes eine Ablenkung erfahren, verlassen die vorgegebene Bahn 3 und bewegen sich zu dem dafür vorgesehenen ersten Auffangbehälter 31.
Zur Realisierung eines mehrstufigen Sortiersystems können auch mehrere Vorrichtungen zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10 hintereinander gestaffelt angeordnet sein oder es können mehrere Anregungen mit elektromagnetischer Strahlung 50 unterschiedlicher
Wellenlängenbereiche und mehreren hintereinander angeordneten Sortierbereichen 2 erfolgen. Beispielsweise könnten so innerhalb einer Vorrichtung zum Sortieren von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 in einem ersten Sortierschritt defekte Halbleiterbauelemente 10 aussortiert werden und anschließend könnten die intakten
Halbleiterbauelemente 10 nach ihrer Emissions- oder
Detektionswellenlänge sortiert werden. Figur 5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Intensität einer elektromagnetischen Strahlung Ii und eines
elektromagnetischen Feldes I2 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel. Auf der mit Ii beschrifteten y-Achse ist die Intensität der elektromagnetischen Strahlung in
Abhängigkeit der Zeit t aufgetragen. Auf der mit I2
beschrifteten y-Achse ist die Intensität des
elektromagnetischen Feldes in Abhängigkeit der Zeit t aufgetragen. Die Modulation der Intensität der
elektromagnetischen Strahlung Ii erfolgt synchron zur
Modulation der Intensität des elektromagnetischen Feldes I2, wobei die Intensität der elektromagnetischen Strahlung Ii eine Phasenverschiebung zu der Intensität des
elektromagnetischen Feldes I2 aufweist. Die
elektromagnetische Strahlung kann einen Stromfluss in einem bestrahlten optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 auslösen. Das elektromagnetische Feld kann folglich eine Kraft auf das Halbleiterbauelement 1 ausüben. Um eine
Ablenkung in eine einzige Richtung zu erzielen ist es vorteilhaft, wenn das elektromagnetische Feld lediglich während des Einschaltvorgangs der elektromagnetischen
Strahlung vorhanden ist.
Figur 6 zeigt den zeitlichen Verlauf der Intensität einer elektromagnetischen Strahlung und eines elektromagnetischen Feldes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die
Achsenbeschriftung der in Figur 6 dargestellten Diagramme entspricht der in Figur 5 gezeigten Achsenbeschriftung. Bei dem hier gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Umkehr der Polarisation des elektromagnetischen Feldes I2.
Die Polarisation des elektromagnetischen Feldes I2 wechselt jeweils zwischen dem Einschaltvorgang und dem Ausschaltvorgang der elektromagnetischen Strahlung Ii. Da sich die Richtung eines induzierten Stroms in einem
bestrahlten optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 bei einem Einschaltvorgang der elektromagnetischen Strahlung von der Richtung bei einem Ausschaltvorgang der
elektromagnetischen Strahlung unterscheidet, wechselt die ablenkende Kraft bei einer konstanten Polarisation des elektromagnetischen Feldes I2 ihre Richtung. Durch eine
Umkehr der Polarisation des elektromagnetischen Feldes I2 kann jedoch vorteilhaft eine Ablenkung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in eine einzige Richtung erfolgen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102019107143.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen
2 Sortierbereich
3 vorgegebene Bahn
10 optoelektronisches Halbleiterbauelement
20 Reservoir
31 erster Auffangbehälter
32 zweiter Auffangbehälter
50 elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs
60 inhomogenes elektromagnetisches Feld
7 0 homogenes elektromagnetisches Hilfsfeld
100 aktiver Bereich
500 Lichtquelle
600 erste Quelle
7 00 zweite Quelle
Ii Intensität einer elektromagnetischen Strahlung
I2 Intensität eines elektromagnetischen Feldes t Zeit

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10), die jeweils einen aktiven
Bereich (100) zur Emission oder Detektion von
elektromagnetischer Strahlung aufweisen, umfassend die folgenden Schritte:
- Einbringen der Halbleiterbauelemente (10) in einen
Sortierbereich (2) auf einer vorgegebenen Bahn (3),
- Bestrahlung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10) mit elektromagnetischer Strahlung (50) eines ersten Wellenlängenbereichs zur Erzeugung von Dipolmomenten durch Ladungstrennung in den aktiven Bereichen (100) der
optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10), und
- Ablenkung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10) von der vorgegebenen Bahn (3) in Abhängigkeit ihres
Dipolmoments mittels eines inhomogenen elektromagnetischen Feldes ( 60 ) .
2. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß dem vorhergehenden
Anspruch, wobei unterschiedliche Gruppen von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung innerhalb unterschiedlicher Wellenlängenbereiche eingerichtet sind.
3. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß dem vorhergehenden
Anspruch, wobei die elektromagnetische Strahlung (50) des ersten Wellenlängenbereichs eine so große Bandbreite
aufweist, dass alle Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) angeregt werden.
4. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) gemäß Anspruch 2, wobei die elektromagnetische Strahlung (50) des ersten
Wellenlängenbereichs eine so kleine Bandbreite aufweist, dass nur jeweils eine der Gruppen von unterschiedlichen
optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) selektiv angeregt wird.
5. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Bahn (3) eine Fallachse ist, entlang der sich die Halbleiterbauelemente (10) nach dem Einbringen in den Sortierbereich (2) bewegen.
6. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Intensität der elektromagnetischen
Strahlung (50) des ersten Wellenlängenbereichs zeitlich moduliert wird und/oder die Intensität und/oder Polarisation des inhomogenen elektromagnetischen Feldes (60) zeitlich moduliert wird.
7. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß dem vorhergehenden
Anspruch, wobei die Intensität und/oder die Polarisation des inhomogenen elektromagnetischen Feldes (60) synchron zur Intensität der elektromagnetischen Strahlung (50) des ersten Wellenlängenbereichs moduliert wird.
8. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterbauelemente (10) vor dem inhomogenen elektromagnetischen Feld (60) ein homogenes elektromagnetisches Hilfsfeld (70) durchlaufen.
9. Verfahren zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterbauelemente (10) vor dem
Einbringen in den Sortierbereich (2) zumindest teilweise vereinzelt werden.
10. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1), die jeweils einen aktiven Bereich (100) zur Emission oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung aufweisen, umfassend einen Sortierbereich (2) mit einer Lichtquelle (500) und einer ersten Quelle (600) für ein inhomogenes elektromagnetisches Feld (60), wobei
- sich die Halbleiterbauelemente (10) auf einer vorgegebenen Bahn (3) in dem Sortierbereich (2) bewegen,
- die Lichtquelle (500) elektromagnetische Strahlung (50) eines ersten Wellenlängenbereichs emittiert, die dazu
geeignet ist, die optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10) anzuregen und so ein Dipolmoment in den
Halbleiterbauelementen (10) zu erzeugen, und
- die optoelektronischen Halbleiterbauelemente (10) in
Abhängigkeit ihres Dipolmomentes von der vorgegebenen Bahn
(3) mittels des inhomogenen elektromagnetischen Feldes (60) abgelenkt werden.
11. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Sortierbereich (2) ein Reservoir (20) umfasst, das eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen (10) aufnimmt und sie zumindest teilweise vereinzelt in der vorgegebenen Bahn (3) abgibt.
12. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die vorgegebene Bahn (3) eine Fallachse ist, und sich die Halbleiterbauelemente (10) zumindest zeitweise frei entlang der Fallachse bewegen.
13. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Bewegung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente (10) entlang der vorgegebenen Bahn (3) in einer Kammer mit vermindertem Luft- oder Gasdruck oder in einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammer erfolgt.
14. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
- unterschiedliche Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) zur Emission und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung innerhalb unterschiedlicher Wellenlängenbereiche eingerichtet sind, und
- die Lichtquelle (500) eine derart breitbandige spektrale Emissionscharakteristik aufweist, dass alle Gruppen von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) angeregt werden können.
15. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
- unterschiedliche Gruppen von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (10) zur Emission von
elektromagnetischer Strahlung innerhalb unterschiedlicher Wellenlängenbereiche eingerichtet sind, und - die Lichtquelle (500) eine derart schmale spektrale
Emissionscharakteristik aufweist, dass nur jeweils eine der Gruppen von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10) selektiv angeregt werden können.
16. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Quelle (600) entlang der vorgegebenen Bahn (3) einer zweiten Quelle (700) eines elektromagnetischen Feldes nachgeordnet ist, die zur
Erzeugung eines homogenen elektromagnetischen Hilfsfeldes (70) eingerichtet ist.
17. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste und/oder zweite
elektromagnetische Feld (60, 70) ein elektrisches Feld ist.
18. Vorrichtung zum Sortieren von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste und/oder zweite
elektromagnetische Feld (60, 70) ein magnetisches Feld ist.
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