(57)【要約】発光ダイオードおよび発光ダイオードを製造するための方法が、本願明細書において開示されている。一実施形態において、発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造するための方法は、第１の光変換材料をＬＥＤ上の第１の領域に付与することと、第２の光変換材料をＬＥＤ上の第２の異なる領域に付与することを含む。ＬＥＤの一部分は、第１および第２の光変換材料を付与した後に露光される。【選択図】図６
2013522916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造するための方法であって、
第１の光変換材料をＬＥＤ上の第１の領域に付与することと、
第２の光変換材料をＬＥＤ上の第２の異なる領域に付与することを含み、前記ＬＥＤの少なくとも一部は、前記第１および前記第２の光変換材料を付与した後に露光される方法。
【請求項２】
前記ＬＥＤはワークピース上の複数のＬＥＤのうちの１つであり、更に、
前記第１の光変換材料を前記ワークピース上の多重ＬＥＤ上の前記第１の領域に付与すること、および、
前記第２の光変換材料を前記ワークピース上の多重ＬＥＤ上の前記第２の領域に付与することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の光変換材料は、前記ワークピース上の２つ以上のＬＥＤに同時にまたはほぼ同時に付与され、
前記第２の光変換材料は、前記ワークピース上の２つ以上のＬＥＤに同時にまたはほぼ同時に付与される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ワークピース上の各ＬＥＤは第１および第２の光変換材料と同じ配置を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ワークピース上の各ＬＥＤは第１および第２の光変換材料と異なる配置を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ワークピースは第１の発光特性を有する第１のＬＥＤセットと前記第１の放射特性とは異なる第２の放射特性を有する第２のＬＥＤセットを含み、そして：
前記第１および第２の光変換材料は、前記第１のＬＥＤセットの各ＬＥＤ上、相互に関連する第１の配置を有し、
前記第１および第２の光変換材料は、前記第２のＬＥＤセットの各ＬＥＤ上、相互に関連する第２の配置であって、前記第１の配置とは異なる第２の配置を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
第２の光変換材料を前記ＬＥＤ上の第２の異なる領域に付与することは、前記第２の光変換材料を前記第１の光変換材料が前記第２の光変換材料から離隔するように付与することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の光変換材料を前記第１の領域へ付与することは、前記第１の光変換材料を前記ＬＥＤ上の複数の独立した第1の直線で囲まれたブロックに前記独立した第1のブロックを互いに分離する第１のチャンネルと共に付与することと、
前記第２の光変換材料を前記第２の領域へ付与することは、前記第２の光変換材料を前記ＬＥＤ上の複数の独立した第２の直線で囲まれたブロックに前記独立した第1のブロックを互いにおよび前記第1のブロックから分離する第２のチャンネルと共に付与することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、
前記第１の光変換材料を付与することの前に前記第１の光変換材料を選択することであって、、第１の蛍光体が所望の第１の放射波長を持つように、組成物、濃度および第１の蛍光体の量の少なくとも１つを選択することを含むことと、
前記第２の光変換材料を付与することの前に前記第２の光変換材料を選択することであって、前記第２の蛍光体が所望の第２の放射波長を持つように、組成物、濃度および第２の蛍光体の量の少なくとも１つを選択することを含むことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の光変換材料は黄色もしくは黄色がかった蛍光体を含み、前記第２の光変換材料は赤色蛍光体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の光変換材料を付与することおよび前記第２の光変換材料を付与することは、前記ＬＥＤ上への前記第１および第２の光変換材料のスクリーン印刷することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の光変換材料を付与することは、第１のフォトリソグラフィー工程を用いて前記第１の光変換材料を付与することと、
前記第２の光変換材料を付与することは、第２のフォトリソグラフィー工程を用いて前記第２の光変換材料を付与することを含む、 請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の光変換材料は第１の蛍光体を含み、前記第２の光変換材料は第２の蛍光体を含み、
前記第１の光変換材料を付与することは、前記ＬＥＤ上に第１のフォトレジスト材料を付与してパターン化することと、
電気泳動を使用して前記第１のフォトレジスト材料中の開口へ前記第１の蛍光体を蒸着することを含み、
前記第２の光変換材料を付与することは、前記第１のフォトレジスト材料の除去することと、
前記ＬＥＤ上に第２のフォトレジスト材料を付与してパターン化することと、 
電気泳動を使用して前記第２のフォトレジスト材料中の開口へ前記第２の蛍光体を蒸着することと、
前記第２のフォトレジスト材料を除去することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＬＥＤはワークピース上の複数のＬＥＤのうちの１つであり、前記方法は更に、前記第１の光変換材料を前記ワークピース上に付与する前に複数のＬＥＤの発光特性を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
更に、前記ＬＥＤ上の前記第１の光変換材料用の第１のパターンおよびＬＥＤ上の前記第２の光変換材料用の第２のパターンを、少なくとも部分的に前記ＬＥＤと前記第１および第２の光変換材料からの組合せ放射が、少なくとも白色光に近いように、測定された放射特性に基づいて選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
更に、前記第１の光変換材料用の組成物および前記第２の光変換材料用の組成物を、少なくとも部分的に前記ＬＥＤと前記第１および第２の光変換材料からの組合せ放射が少なくとも白色光に近いように、測定された発光特性に基づいて選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
マイクロエレクトロニクスワークピースの個々の発光ダイオード（ＬＥＤ）の放射特性を変更する方法であって、
第１のパターンで各ＬＥＤ上へ第１の蛍光体材料を選択的に付与することと、
前記第１のパターンと異なる第２のパターンで各ＬＥＤ上へ、選択的に第２の蛍光体材料を付与することを含み、
前記個々のＬＥＤ用に、対応するＬＥＤ、前記第１の蛍光体材料および前記第２の蛍光体材料からの組合せの放射が所望のスペクトル成分を有する光を生成する方法。
【請求項１８】
更に、個々のＬＥＤの放射特性を変更する前に、前記ワークピース基板上に複数のＬＥＤを形成することを含み、個々のＬＥＤを形成することは、順次にＮ型窒化ガリウム（ＧａＮ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）およびＰ型窒化ガリウムを、エピタキシャル成長によりシリコン基板上へ付与することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各ＬＥＤは、ＩｎＧａＮＬＥＤを含み、
第１の蛍光体材料を付与することは、セリウム（III）ドープ型イットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ：ＹＡＧ）を含む黄色蛍光体を付与することを含み、前記第１のパターンは個々のＬＥＤ全体の第１の部分のアレーを含み、
前記第２の蛍光体材料を付与することは、Ｃｅ：ＹＡＧを含む赤色蛍光体を付与することを含み、前記第２のパターンは、個々のＬＥＤ全体の第２部分のアレーを含み、前記第１の部分とは接触せず、更に、前記第１および第２の部分は、完全にＬＥＤを覆わない、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
個々のＬＥＤの放射特性を変更することは、それぞれのＬＥＤからの発光が少なくとも白色光に近いように、前記ＬＥＤの放射特性を調節することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
更に、前記第１および第２のパターンと異なる第３のパターンでそれぞれのＬＥＤ上へ第３の蛍光体材料を付与することを含み、前記対応するＬＥＤ、前記第１の蛍光体材料、前記第２の蛍光体材料および前記第３の蛍光体材料からの組合せ放射が所望の色を生成する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記ワークピースは複数の第１のＬＥＤを含む第１のワークピースを含み、
前記方法は、更に、
前記第１のパターンの各第２のＬＥＤ上へ、前記第１の蛍光体材料を選択的に付与することと、
前記第２のパターンで各第２のＬＥＤ上へ、前記第２の蛍光体材料を選択的に付与することによって、複数の第２のＬＥＤを含む第２のワークピースを処理することを含み、
前記個々の第２のＬＥＤ用に、前記対応する第２のＬＥＤ、前記第１の蛍光体材料および第２の蛍光体材料からの組合せ放射は、前記所望の色の光を生成する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）の色補正のための方法であって、
ＬＥＤの第１の離散的領域上に第１の色補正材料を形成することであって、第１の色補正材料は、第１の発光波長を有する第１の蛍光体を含むことと、
ＬＥＤの第２の離散的領域上に第２の色補正材料を形成することであって、前記第２の色補正材料は、第１の発光波長と異なる第２の発光波長を有する第２の蛍光体を含み、前記ＬＥＤならびに前記第１および第２の色補正材料からの組合せ発光は、少なくとも白色光に近いこと
を含む方法。
【請求項２４】
半導体基板と、
基板上の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記個々のＬＥＤは、
前記ＬＥＤ上の第１の予め定められたパターンの第１の変換材料と、
前記ＬＥＤ上の第２の予め定められたパターンの第２の変換材料であって、前記第２のパターンは前記第１のパターンと異なり、前記ＬＥＤの少なくとも一部は前記第１および第２のパターンでアクセス可能である第２の変換材料と、
前記ＬＥＤ、前記第１の変換材料および前記第２の変換材料からの組合せ放射は、所望のスペクトルの成分を有する光を生成する、マイクロエレクトロニクスワークピース。
【請求項２５】
前記基板上の前記個々のＬＥＤは、Ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）材料およびＰ型窒化ガリウム材料間のインジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）材料を含み、 
前記第１の変換材料は、黄色蛍光体材料を含み、
前記第２の変換材料は、赤色蛍光体を含む、請求項２４に記載のマイクロエレクトロニクスワークピース。
【請求項２６】
前記第１のパターンは、ＬＥＤ全体の第１のブロックのアレーを含み、第１のギャップによって分離され、
前記第２のパターンが、ＬＥＤ全体の第２のブロックのアレーを含み、第２のギャップによって分離される、請求項２４に記載のマイクロエレクトロニクスワークピース。
【請求項２７】
前記第１のブロックが、一般に円形、直線状および／または多角形状のブロックを含み、
前記第２のブロックが、一般に円形、直線状および／または多角形状のブロックを含む、 請求項２６に記載のマイクロエレクトロニクスワークピース。
【請求項２８】
前記第１の変換材料は、前記個々のＬＥＤ上のギャップによって前記第２の変換材料から離隔している、請求項２４に記載のマイクロエレクトロニクスワークピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に発光ダイオードならびに発光ダイオードを製造するための方法に向けたものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、コンピュータ・モニタ、テレビジョン、携帯電話、デジタル・カメラおよび他の電子デバイス、ならびに種々の応用のための効率的な光源である。白色光ＬＥＤもまた、一般的な照明、建築用、戸外用、商用のおよび／または住居用の照明において利用可能である。しかしながら、ＬＥＤは概して特定の一波長を放射するだけなので、真の白色光ＬＥＤは得られない。人間の眼が色を白と受容するには、波長の混合が必要である。
【０００３】
ＬＥＤによって白色光を模擬するための従来の技術の１つは、基材（例えば、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ））に光変換材料（例えば、蛍光体）を蒸着することを含む。作動中に、ＩｎＧａＮ基材は青色光を放射し、光変換材料を刺激して黄色光を放射させる。黄色光が人間の眼の赤緑受容体を刺激するので、基材および光変換材料が適切に整合すると、青色光と黄色光との混合の結果として目に白の呈色が与えられる。しかしながら、適切に整合しなければ、組合せ発光は灰色がかった白色となり、電子デバイスの色忠実度を低減し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】図１Ａは、本技術の実施形態によって構成されるマイクロエレクトロニクスデバイスを搭載した代表的なマイクロエレクトロニクスワークピースを示す部分概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されるワークピースからシンギュレート（単一化）されるマイクロエレクトロニクスデバイスの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す断面図である。
【図６】図６は、本技術の実施形態によってＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す平面図である。
【図７】図７は、本技術の他の実施形態によってＬＥＤ上に選択的に光変換材料を付与した後のマイクロエレクトロニクスワークピースの一部分を部分的に図解する上面図である。
【図８】図８は、本技術の更に他の実施形態によってＬＥＤ上に選択的に光変換材料を付与した後のマイクロエレクトロニクスワークピースの一部分を部分概略上面図である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
その上に形成される（複数の）ＬＥＤを有するマイクロエレクトロニクスワークピースおよびこの種の（複数の）ＬＥＤを製造するための方法のさまざまな実施形態について以下に説明する。用語「マイクロエレクトロニクスワークピース」は、全体を通じてマイクロエレクトロニクスデバイス、マイクロメカニカルデバイス、データ記憶エレメント、読み出し／書き込みコンポーネントおよび他の特徴（フィーチャー）がその上および／またはそこに形成される基板を含む。たとえば、基板は半導体片（例えばシリコンウェーハ、砒化ガリウムウェーハまたは他の半導体ウェーハ）、非導電性片（例えばさまざまなセラミック基板）または導電性片でありえる。この種のシステムとしばしば関連する周知の構造、システムおよび方法は、不必要に本技術のさまざまな実施形態の記述を不明瞭にすることを避けるために示さないかまたは詳述しなかった。関連した技術の当業者は、したがって、本技術が付加的な実施形態を有することができ、そして、本技術が図１Ａ〜８に関して示されまたは後述できる数個の要件なしで実践できることを理解するだろう。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１Ａは、多重マイクロエレクトロニクスデバイスまたはコンポーネント１２０を含む半導体ウェーハ１１０の形態のマイクロエレクトロニクスワークピース１００である。後述の少なくとも幾つかの工程は、ウェーハレベルでマイクロエレクトロニクスワークピース１００に対して実施でき、そして、デバイス１２０がより大きいウェーハ１１０からシンギュレート（単一化）されたあと、他の工程をマイクロエレクトロニクスワークピース１００の個々のマイクロエレクトロニクスデバイス１２０に実施できる。したがって、特に明記しない限り、マイクロエレクトロニクスワークピースの文脈で後述する構造および方法は、ウェーハ１１０、ウェーハ１１０から形成されるデバイス１２０および／または支持部材に取り付けられる一つ以上のデバイス１２０のアセンブリに適用できる。図１Ｂは、図１Ａに示されるウェーハ１１０からシンギュレートされた後の個々のデバイス１２０の概略図である。デバイス１２０は、オプションとして保護封入体内に封入される、動作可能なマイクロエレクトロニクス構造を含むことができる。たとえば、素子１２０はＩｎＧａＮおよび／または他のタイプの（複数の）ＬＥＤ、トランジスタ、キャパシタ、カラーフィルタ、鏡および／または他のタイプの電気的／機械的／光学的ワークピースを含むことができる。デバイス１２０は、ピン、ボンドパッド、半田ボール、再分布構造および／または他の導電性構造によって外部構造上のデバイスに対して電気的に接続し得る。
【０００７】
図２Ａ〜６は、本技術の実施形態によって（複数の）ＬＥＤ上へ選択的に光変換材料を付与する方法のさまざまな段階を示す。下記で詳述する通り、１つ以上の光変換材料または変換材料（例えば蛍光体）は、ワークピースまたはウェーハ上の各ＬＥＤの個別の領域上へ付与できる。用語「蛍光体」は、励起された粒子（例えば電子および／または光子）に露光の後、輝くことを維持できる材料を意味する。光変換材料（複数の光変換材料）は、ウェーハ全体の色自由度補償を助成するために各ＬＥＤ上へパターン化されるまたは選択的に付与できる。更に、ウェーハ上の個々の構成要素の色（複数の色）は、本願明細書において記載されている方法を用いて正確に調整または制御できる。
【０００８】
図２Ａは、ワークピース２００上に光変換材料を付与する前の初期段階における、マイクロエレクトロニクスワークピース２００の一部を部分概略上面図である。図２Ｂは、実質的に図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った部分概略側面断面図である。図２Ａおよび２Ｂを共に参照すると、マイクロエレクトロニクスワークピース２００は、前面またはアクティブ側面２０４（図２Ｂ）を有する半導体基板２０２および前側面２０４（図２Ｂ）に形成されるＬＥＤ ２１０（例えばＩｎＧａＮＬＥＤ）を含む。単一のＬＥＤ２１０だけが示されているものの、図２Ａ−６に関して本願明細書において記載されている方法が同時に多重デバイスにまたはほぼ同時にワークピース２００全体に実行できることはいうまでもない。
【０００９】
ワークピース２００は、図１Ａおよび１Ｂを参照して上述したワークピース１００と全般的に類似の幾つかの特徴を含み得る。たとえば、基板２０２はウェーハ上のダイ・パターンに配置される複数のマイクロエレクトロニクスデバイスまたは構成要素（例えばＬＥＤ ２１０）を有する半導体ウェーハであり得る。個々のＬＥＤ２１０もまた、端子２１２（例えば図２Ａで示すボンドパッド）および端子２１２に電気的に結合する回路（図示せず）を含む。ＩｎＧａＮＬＥＤを形成するための１つの技術には、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）および／またはシリコン（Ｓｉ）基板上に金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）工程におけるエピタキシャル成長によって窒素ドープ型ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、および燐ドープ型ＧａＮを順次に付与することを含み得る。しかしながら、他の実施形態において、他の適切な技術をＬＥＤ ２１０形成に用いてもよい。
【００１０】
光変換材料は、様々な異なる方法を使用してＬＥＤ２１０に選択的に付与できる。たとえば、図示した実施形態において、第１のマスクまたはレチクル２２０は、ＬＥＤ２１０上に配置される。第１のマスク２２０は、ＬＥＤ２１０上の第１の光変換材料（図示されていないが、図３Ａおよび３Ｂを参照して下記に詳細に記載される）の所望のパターンと一致している複数のアパーチャまたは開口２２２を含む。第１のマスク２２０はＬＥＤ２１０の上表面から離隔した離散的要素であり得る、または、マスク２２０はＬＥＤ２１０（図２Ｂの破線に示す）の上表面に付与されるフォトレジスト材料または他の適切なマスク材料を含むことができ、フォトリソグラフィーおよび／または他の適切な技術を使用してパターン化される。端子２１２もまた、処理の間の短絡または汚染（コンタミネーション）を妨ぐためにマスクされ得る。
【００１１】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、第１の光変換材料または第１の変換材料２２４（例えば黄色蛍光体）は、ＬＥＤ ２１０上に所望のパターンで付与される。第１の光変換材料２２４は、スクリーン印刷プロセスおよび／または他の適切な方法を使用して付与される。上記した通り、第１の光変換材料２２４がＬＥＤ ２１０の所望の領域だけの上へ選択的に付与されるように、第１のマスク２２０は特定の接触領域を除外するように構成される。図示した実施形態において、第１の光変換材料２２４は、ＬＥＤ２１０上の選択されたパターンで配置された複数のブロックまたは「島」を含む。第１の光変換材料２２４の個々の部分は、複数の第１のギャップまたは溝２２５によって相互に分離される。図３Ａおよび３Ｂに示したパターンは単に、第１の光変換材料２２４の特定のパターンの代表的なものに過ぎない。第１の光変換材料２２４は、多種多様な異なるパターンまたは配置でＬＥＤ ２１０上へ付与できる。
【００１２】
第１の光変換材料２２４は、刺激を受けると所望の波長で発光する組成物を有し得る。たとえば、一実施形態において、第１の光変換材料２２４は、燐含有セリウム（III）ドープ型イットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ：ＹＡＧまたはＹＡＧ：Ｃｅ）を特定の濃度で含み得る。この種の材料は、光ルミネセンスの下で緑色から黄色まで、そして、赤色までの広範囲の色を放射することができる。他の実施形態において、第１の光変換材料２２４は、ネオジムドープ型ＹＡＧ、ネオジム-クロミウム二重ドープ型ＹＡＧ、エルビウムドープ型ＹＡＧ、イッテルビウムドープ型ＹＡＧ、ネオジム-セリウム二重ドープ型ＹＡＧ、ホルミウム‐クロミウム‐ツリウム三重ドープ型ＹＡＧ、ツリウムドープ型ＹＡＧ、クロミウムドープ型ＹＡＧ、ジスプロシウムドープ型ＹＡＧ、サマリウムドープ型ＹＡＧ、テルビウムドープ型ＹＡＧ、および／または他の適切な燐組成物を含み得る。他の実施形態において、第１の光変換材料２２４は、ユウロピウム蛍光体（例えばＣａＳ：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、 Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、 Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、 ＳｒＳｉ２Ｎ２Ｏ２：Ｅｕ、 ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、 Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、 ＳｒＳｉＡｌ２Ｏ３Ｎ：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、ＢａＳＯ４：Ｅｕ、および／またはＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕ）を含み得る。光変換材料の前述のリストは、網羅的ではない。蛍光体材料はまた、適切なキャリヤ材料（エポキシ、シリコーン、その他）に混合できる。
【００１３】
上記した通り、第１の光変換材料（そして、任意のそれに続く光変換材料）は、選択的に多くの異なる方法を使用してＬＥＤ２１０に付与できる。たとえば、ＬＥＤ２１０上に第１の光変換材料２２４を選択的に付与するための適切な他の方法において、蛍光体材料（例えば、Ｃｅ：ＹＡＧ）は感光性の材料（例えばＰＶＡおよび重クロム酸アンモニウム）と混合でき、そして、組成物の層はＬＥＤ２１０上へ付与される。フォトリソグラフィーの手順は選択的に組成物の部分を露光するために用いられ、露光した部分はＬＥＤ２１０上の所望の位置で「固定され」、第１の光変換材料２２４を形成する。この付与／露光／現像工程は、ＬＥＤ２１０上へ選択的に付加的光変換材料を付与するために何度も繰り返され得る。
【００１４】
第１の光変換材料２２４を選択的に付与するためのさらに別の適切な技術は、ＬＥＤ２１０上にフォトレジスト材料をスピン塗布し、材料をパターン化してＬＥＤ２１０の所望面積または領域上に開口を形成することを含む。第１の光変換材料２２４は、電気泳動または適切な他の工程を使用して開口内に、およびＬＥＤ２１０上へ付与できる。第１の光変換材料２２４を付与した後に、フォトレジストは除去できる。代替の実施形態において、感光性材料を使用するよりはむしろ、ある他の適切な材料はＬＥＤ２１０上へ付与でき、開口はエキシマ・レーザ・アブレーションまたは適切な他の工程を使用して、選択的に形成できる。更に他の実施形態において、他の適切な技術は、ＬＥＤ ２１０上へ選択的に第１の光変換材料２２４（そして、任意のそれに続く光変換材料）を付与するために用い得る。
【００１５】
図４Ａおよび４Ｂを参照すると、第２のマスクまたはレチクル２３０は、ＬＥＤ２１０上に配置される。第２のマスク２３０は、ＬＥＤ ２１０上の第２の光変換材料（図示されないが、図５Ａおよび５Ｂを参照して下記に詳述される）の所望のパターンに対応する複数のアパーチャまたは開口２３２を含む。第１のマスク２２０と同様に、第２のマスク２３０はＬＥＤ ２１０の上表面から離隔した離散的構成要素であり得る、または、第２のマスク２３０はＬＥＤ２１０上の表面に付与されるフォトレジスト材料または他の適切なマスク材料を含むことができて、フォトリソグラフィーおよび／または他の適切な技術を使用してパターン化される。
【００１６】
次に図５Ａ及び５Ｂを参照すると、第２の光変換材料２３４（例えば赤色蛍光体）は、ＬＥＤ２１０上に所望のパターンで選択的に付与される。図示した実施形態において、たとえば、第２の光変換材料２３４は、ＬＥＤ２１０上の選択されたパターンで配置された複数のブロックまたは「島」を含み、そのパターンでは、第２の光変換材料２３４が第１の光変換材料２２４の隣接した部分に接触するかまたは接触できない。第２の光変換材料２３４の個々の部分は、たとえば、互いに分離され、第１の光変換材料２２４は複数の第２のギャップまたはチャネル２３５によって分離される。図５Ａ及び５Ｂに示されるパターンは単に、第２の光変換材料２３４用の１つの特定のパターンの代表的なものに過ぎない。第２の光変換材料２３４は、多種多様な異なるパターンまたは配置でＬＥＤ２１０上へ付加できる。
【００１７】
第２の光変換材料２３４は、図３Ａおよび３Ｂを参照して上述した第１の光変換材料（例えば、Ｃｅ：ＹＡＧ、等）の材料と類似した材料を含むことができる。加えて、第２の光変換材料２３４は、図３Ａおよび３Ｂを参照して上述した第１の光変換材料２２４を付与するために用いる材料と同様な材料を使用しているＬＥＤ２１０上へ付与できる。しかしながら他の実施形態において、第２の光変換材料２３４は、異なる材料から構成されおよび／または異なる技術を使用しているＬＥＤ２１０上へ付与できる。
【００１８】
図６は、第１および第２の光変換材料２２４および２３４がＬＥＤ２１０の所望の部分に選択的に付与され、第２のマスク２３０（図５Ａ及び５Ｂ）は除去された後の、ワークピース２００の部分概略上面図である。ＬＥＤ２１０は、どの光変換材料も含まない青色光を通過させる複数の非塗布もしくは非被覆部分２４０を含む。ＬＥＤ２１０はしたがって、非塗布部分２４０、第１の光変換材料２２４の部分、および第２の光変換材料２３４の部分の配置と寄与に基づいて所望の色の光を生成するように構成されている。第１および第２の光変換材料２２４および２３４用の特定の組成物の選択およびＬＥＤ２１０上の第１および第２の光変換材料２２４および２３４のＬＥＤ２１０上への正確な配置によって、ＬＥＤ２１０は、任意の所望の色の光（例えば白色光）も生成できることはいうまでもない。さらに、２つの光変換材料だけが本願明細書において記載されているものの、他の実施形態において、単一の光変換材料のみまたは２より多くの光変換材料をＬＥＤ２１０上へ付加できる。
【００１９】
先述の通り、単一のＬＥＤ２１０のみが図２Ａ〜６に関して示されているが、本願明細書において記載されている方法はワークピース２００全体の多重ＬＥＤ２１０に、同時にまたはほぼ同時に実行できる。一実施形態において、たとえば、ワークピース２００上の各ＬＥＤ２１０は、光変換材料の同一であるか全般的に同一のパターンを使用して処理できる。しかしながら他の実施形態において、個々のＬＥＤ２１０上の光変換材料のパターンは、ワークピース２００全体で変化できる。たとえば、ウェーハレベルでマイクロエレクトロニクスデバイスを製造する１つの挑戦では、個々のマイクロエレクトロニクスデバイスの相違を配慮している。たとえば、同じマイクロエレクトロニクスワークピース上のマイクロエレクトロニクスデバイスの形成の間のエピタキシャル成長、化学的機械研摩、湿潤エッチング、および／または、他の操作の処理の相違によってワークピース２００の一領域のＬＥＤに他の領域とは異なる波長で発光させる。その結果、ワークピース２００全体の各ＬＥＤが選択的に付与された光変換材料の同じパターンを含む場合、少なくとも幾つかのＬＥＤからの発光は不一致もしくはオフホワイト（例えば、赤、青および／または緑色をおびた）であり得る。図２Ａ〜６に関連して上記した方法の実施形態は、ワークピース２００全体のＬＥＤの前述の発光変動を、個々のＬＥＤ２１０のための第１および第２の光変換材料２２４および２３４の組成および／または配置を特定してアドレス指定できる。
【００２０】
しかしながら他の実施形態において、各ＬＥＤ２１０のためのパターンをカスタマイズすることよりむしろ選択的に付与した光変換材料のパターンが、ワークピース２００上の特定の領域の多重ＬＥＤのために使用し得る。たとえば、オペレータは個々のＬＥＤ２１０の領域のための代表として、ワークピース２００上の選択されたＬＥＤ２１０の発光特性を測定することができる。更なる実施形態において、測定された発光特性は、平均化、濾過、および／または他様に操作できて個々のＬＥＤ２１０の領域の代表的値として、値を導出することができる。さらに他の実施形態において、処理されるワークピースは前もってソートされることができ、同様な発光特性を有するワークピースの第１のバッチが個々のワークピース上の素子のための光変換材料の第１の選択されたパターンを使用して、一緒に処理されることができて、ワークピースの第２のバッチは、個々のワークピース、等の上のデバイスのための光変換材料の第２のパターンを使用して、一緒に処理されることができる。
【００２１】
図７および８は、図２Ａ〜６を参照して上述したように、マイクロエレクトロニクスワークピース上へ選択的に光変換材料を付与する方法の２つの付加的実施形態を示す。図７および８のそれぞれにおいて、幾つかの特徴は、図２Ａ〜６のワークピース２００と関連して議論された上記と同一であってもよい。したがって、同様な参照番号は図２Ａ〜６ならびに図７および８の同様な構成要素を意味する。
【００２２】
図７は、たとえば、本技術の他の実施形態によってＬＥＤ２１０上に光変換材料を付与したワークピース３００を部分概略上面図である。より具体的には、ワークピース３００は第１の光変換材料３２４および第２の光変換材料３３４が、図６の第１および第２の光変換材料２２４および２３４とは選択的に。異なるパターンのＬＥＤ２１０上へ付与されたという点で図２Ａ〜６に示されるワークピース２００と異なる。本実施形態において、たとえば、第１の光変換材料３２４は、ＬＥＤ２１０全体にわたり複数の一般的な同心円を含む。他の形状、例えば、三角形、六角形等もまた、考慮される。第１の光変換材料３２４の個々の環状部は、チャネルまたはギャップ３２５によって分離される。これらのチャネルまたはギャップ３２５の一部は、非塗布領域３４０を含み、ＬＥＤ２１０から青色光が通過できる。
【００２３】
図８は、本技術の更に他の実施形態によってＬＥＤ２１０上に光変換材料を付与したワークピース４００を部分概略上面図である。ワークピース４００は、第１の光変換材料４２４がＬＥＤ２１０全体の複数の個々の直線状部分のＬＥＤ２１０上へ付与されたという点で、図２Ａ〜７に関して上記したワークピース２００および３００と異なる。第１の光変換材料４２４の個々の直線状部分は、チャネルまたはギャップ４２５によって分離される。第２の光変換材料４３４の個々の部分は、第１の光変換材料４２４の直線状部分の配置と一般に一致しているパターンのＬＥＤ２１０上へ付与される。さらに他の実施形態において、第１のおよび／または第２の光変換材料の一部は、他の形状（例えば、多角形の）または適切なパターンのＬＥＤ２１０上へ、選択的に付与できる。
【００２４】
前述のことから、本技術のある実施形態が説明のために本願明細書において記載されていたことはいうまでもない、しかしながら、そのさまざまな変更は本技術の趣旨および権利範囲から逸脱することなく実行できる。たとえば、ある実施形態の文脈に記載されている構造および／または工程は他の実施形態において組合せることができるかまたは消去できる。特に、ある実施形態に関して上記した第１のおよび／または第２の光変換材料の配置はウェーハ全体の選択されたＬＥＤ上へ選択的に付与される１つ以上の付加的光変換材料を含むことができ、または、上記した光変換材料のうちの１つ以上は省略できる。さらに、本技術のある実施形態と関連する効果がこれらの実施形態の文脈に記載されると共に、他の実施形態はまた、この種の効果を呈することができ、実施形態が必ずしも必要とする全技術の権利範囲内に含まれる効果を示すというわけではない。したがって、本技術の実施形態は添付請求項以外では制限されることはない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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