(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与のチップ内で透明導電性層によって相互に接続された発光ワイヤのアレイをそれぞれが備える少なくとも２つの隣接したチップの製造方法において、
−  前記２つのチップ（ＳＰ１、ＳＰ２）の累計面積よりも大きな領域（ＳＮＴ）にわたって延在するワイヤを成長させるための複数の個々の成長ゾーンを基板上に作るステップであって、前記個々の成長ゾーンが、前記基板の表面に位置するマスクに画定された孔（ｚｃｉａ、ｚｃｉ）である、ステップと、
−  前記個々の成長ゾーンでワイヤ（ＮＴｉ）を成長させるステップと、
−  前記ワイヤのアレイ（ＮＴ１ｉ、ＮＴ２ｉ）を画定するために、インプリントと呼ばれる、前記ワイヤと同一平面上にある個々の成長ゾーン（ｚｃｉ０）を備える当初の自由域（ＳＬ０）を形成する少なくとも１つのゾーンからワイヤを除去するステップであって、前記ワイヤを含むマスクが前記自由域に残存しているステップと、
−  所与のワイヤのアレイの前記ワイヤを電気的に接続させるために、透明導電性層であって、各導電性層（ＣＮＴ１ｉ）が隣り合うチップの前記導電性層（ＣＮＴ２ｉ）から自由域（ＳＬ）によって分離されている透明導電性層を、各ワイヤのアレイに堆積させるステップと、
を含むことを特徴とする、少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項２】
前記基板が、前記マスクが位置する核形成層を備えることを特徴とする、請求項１に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項３】
前記個々の成長ゾーンが、核形成パッド（ｚｃｉｂ）であることを特徴とする、請求項１に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項４】
前記透明導電性層が、発光ワイヤが除去された前記個々の成長ゾーンを部分的に覆うように堆積されることを特徴とする、請求項１または２に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項５】
前記チップを電気的に接続することを可能にする電気パッドであって、前記対応する導電性層に設けられる電気パッドを作るステップを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項６】
前記ワイヤを除去するステップが、
−  前記基板の当初の自由域に位置するワイヤのアレイと同一平面上にある孔を含む保護マスクであって、少なくとも、前記当初の自由域によって分離された第１のワイヤのアレイおよび第２のワイヤのアレイを封入する保護マスクを作るステップと、
−  前記当初の自由域の前記ワイヤを除去するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項７】
前記ワイヤが、前記保護マスクを介して直接エッチング処理によって除去されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項８】
前記ワイヤが、前記保護マスクを介して、直接化学エッチング処理によって除去されるか、または前記保護マスクを介して、ＲＩＥもしくはＩＣＰプラズマを用いて直接ドライエッチング処理によって除去されることを特徴とする、請求項７に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項９】
少なくとも２つの隣接したチップの製造方法において、前記ワイヤを破壊させる機械的作用によって、前記ワイヤが除去されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項１０】
前記機械的作用が、超音波もしくは流体の高圧ジェットによって送達されるか、またはソリッドツールが存在する状態で送達されることを特徴とする、請求項９に記載の機能的支援の製造方法。
【請求項１１】
前記ワイヤを核形成層から成長させる場合に、前記ワイヤを除去するステップが、前記核形成層を化学的に攻撃することによって行なわれることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の少なくとも２つの隣接したチップの製造方法。
【請求項１２】
基板上に配置された少なくとも２つのチップを備える発光装置であって、それぞれのチップが、透明チップ電極と呼ばれる専用の透明導電性層によって相互に接続された発光ワイヤのアレイから形成され、それぞれのワイヤが、前記基板上の個々の成長ゾーンに配置された発光装置において、
−  前記２つのチップが、発光ワイヤ適用対象外である、インプリントと呼ばれる複数の個々の成長ゾーン（ｚｃｉ０）を含む自由域であって、前記透明チップ電極が存在しない自由域によって互いから分離され、
かつ、
−  前記透明チップ電極に電源パッドを備え、
前記個々の成長ゾーンが、前記基板の表面に位置するマスクに画定された孔（ｚｃｉａ、ｚｃｉ）であり、前記ワイヤを含むマスクが前記自由域に存在していることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
前記個々の成長ゾーンが、前記基板の前記表面の核形成パッド（ｚｃｉｂ）であることを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記透明チップ電極のうちの少なくとも１つが、インプリントと呼ばれる、発光ワイヤ適用対象外である前記個々の成長ゾーン（ｚｃｉ０）の一部も覆うことを特徴とする、請求項１２または１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
２つの隣り合うチップ間の前記自由域の幅が、１０μｍ〜２００μｍの間に含まれることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記ワイヤおよび前記個々の成長ゾーンが、周期的に分布することを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記ワイヤの周期および前記個々の成長ゾーンの周期が、１μｍ〜１０μｍの間に含まれることを特徴とする、請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
ワイヤ適用対象外である個々の成長ゾーンを覆う透明電極領域の幅が、数ミクロン〜数百ミクロンの間に含まれることを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記ワイヤが、１つ以上のＩＩＩ−Ｖ材料からなるか、または１つ以上のＩＩＩ−Ｖ材料の合金からなることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、可能であればとくにシリコン、ＧａＮ、またはサファイアからなる基板上で、局部的に成長させてウェーハ規模で製造される、小型ワイヤ（可能であればサイズが通常１ミクロンよりも小型である）を主体とした部品の分野である。
【０００２】
より正確には、本発明の分野は、発光ワイヤを主体とした部品に関する分野であってもよい。ワイヤは、発光ダイオードを形成し、以下ではこのワイヤをＬＥＤ（発光ダイオード）ワイヤと呼ぶ。
【背景技術】
【０００３】
ｐ−ｎ接合を含み、相互に並列に接続されている垂直ＩｎＧａＮ／ＧａＮワイヤを主体とした可視発光ダイオード（ＬＥＤ）が、ここ数年の間に製造されている。
【０００４】
それらの潜在的固有特性（良好な結晶品質、自由垂直面における応力の緩和、導波路を通る光の効率のよい取り出し等）によって、これらのワイヤは、（２Ｄ）平面構造に組み立てられた従来のＧａＮ  ＬＥＤで目下直面している難点に対処するのに非常に有望な候補であると考えられている。
【０００５】
異なる成長技術に基づく２つのＬＥＤワイヤ配線アプローチが、Ｇｒｅｎｏｂｌｅ  ＣＥＡによって開発されている。
【０００６】
１つ目のアプローチは、ＩｎＧａＮ量子井戸を含んでいるＧａＮワイヤを、軸を構成するように分子線エピタキシー（ＭＢＥ：ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｂｅａｍ  ｅｐｉｔａｘｙ）によってエピタキシャル成長させる方法である。これらのワイヤから組み立てられた装置は、緑色スペクトル領域で有望な結果をもたらしている。１ｍｍ２の面積の処理されたチップは、１００ｍＡの電流を直接作動させるために５５０ｎｍで約１０μＷを発光することが可能である。
【０００７】
図１は、通常シリコンで作られ、ｎ型下側コンタクト１０と接触する基板１１の表面にワイヤＮＴｉが設けられ、ｐ型上側コンタクトが、厚いｐ型コネクタ１３に接続された透明層１２によって設けられているような構成を示す。軸構造のワイヤＮＴｉは、可能であれば、そして通常はｎ型にドープしたＧａＮからなるｎ型ドープゾーンと、ＩｎＧａＮで作られるか、もしくは量子井戸構造を持つ活性ゾーンＺＡと、可能であればｐ型にドープしたＧａＮからなるｐ型ドープゾーンと、を備える。
【０００８】
ＭＢＥ成長技術を用いると、ランダムな核形成機構のために多少の不均一性が見られるものの、５５０ｎｍで発光するワイヤ１本に対して、通常５０ｎＷの、すなわち１００本の発光ワイヤ／ｍｍ２で、５Ｗ／ｍｍ２の光パワーが得られる。
【０００９】
さらに近年、有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ：ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｕｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成長技術により、放射状ＬＥＤ構造（コア／シェル構成）を含むＩｎＧａＮ／ＧａＮワイヤの製造が可能になっている。
【００１０】
図２は、この型の構成を示し、この構成では、ワイヤＮＴｉは、核形成層１２で覆われた基板１１の表面上に作られ、下側コンタクト層１０も設けられている。局部的エピタキシーが、マスク２０を介して確実に行われる。ワイヤはコア／シェル構造を有する。コア３０は、ドーピングレベルが通常１０１９ｃｍ−３のｎ型にドープしたＧａＮ材料と、各層が可能であればアンドープＧａＮおよびＩｎＧａＮからなる交互の層を有する量子井戸構造と、最後に、可能であればドーピングレベルが通常１０１９ｃｍ−３である、ｐ型にドープしたＧａＮの層からなるシェル３１と、を備えてもよい。
【００１１】
誘電体層４０が、上側コンタクトと下側コンタクトを絶縁する。
【００１２】
上側コンタクトは、光伝導構造の発光波長において透明の、導電性上側層５０によって設けられる。金属コンタクト層６０も設けられる。
【００１３】
このアプローチでは、ＬＥＤ構造がコア／シェル構成を有するので、活性ゾーンの面積は、２Ｄ  ＬＥＤワイヤ配線アプローチに対するよりも大きい。
【００１４】
この特性は、発光面積が増加し、活性ゾーンの電流密度が減少するという２つの有利な効果を有する。完全なＬＥＤ構造がシリコン基板上で作られ、技術的処理の後に組み込まれたワイヤのアレイに対し、青色スペクトル領域（４５０ｎｍ）での発光が可能になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、本出願人は、ＭＯＣＶＤ法のようなエピタキシャル方法は、とりわけガス種の消費が原因で、縁効果を発生させることを認めた。縁効果により、均一な部品が得にくくなり、ワイヤ成長ゾーンが不連続になり、より正確には、ウェーハ上の領域成長速度が一様でなくなる。
【００１６】
実際、特にＬＥＤの場合には、成長パターン上で、例えばＧａＮのエピタキシーによって組み立てられたワイヤは、標準的なマイクロエレクトロニクス技術によって製造されてもよい。
【００１７】
これらのパターンは、ゾーンが密集した規則的なパターン形状で、基板上に配置される。規則的なパターン形状は、正方形、円形などであり、ＬＥＤの活性領域を画定する。これらのゾーンは、寸法が例えば１ｍｍ×１ｍｍであり、製品のエンドユーザの要求事項に応じて設定される。各成長ゾーンは、ある空間分だけ隣り合う成長ゾーンから分離される。空間のサイズは、少なくとも、ＬＥＤを供給するための金属接続が通ることができ、かつ、基板を鋸により切断することができるように調節される。
【００１８】
成長ゾーン間のこれらの空間では、エピタキシーが望まれないので、多くの欠陥、すなわち、
−  成長ゾーン間が不連続になることに関連した、ワイヤのネットワークの高さおよび形状の不均一性
−  バックエンドオブライン工程時の回路にとって致命的な欠陥である、ナノ結晶の、例えばＧａＮの予期せぬ成長
および
−  導電性材料からなるウェーハの表面を一面に覆う、寄生ＩｎＧａＮの堆積
が生じる原因となっている。
【００１９】
図３は、ワイヤのアレイの図、および非成長のゾーンに現われる欠陥の集合を示す。また、この顕微鏡写真図は、走査電子顕微鏡で撮影されたが、寄生成長Ｃｒｐａおよび残余成長堆積物Ｒｃｒを示す。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この理由により、前述の欠点を克服するために、本出願人は、２つの隣接したチップが、もはや上述したような不均一性によって分離されないＬＥＤワイヤを備えるチップの製造方法を考案した。これを行うために、本発明の製造方法は、連続的に、基板上にＬＥＤワイヤを成長させる一般化された処理を行うことと、次に均一なＬＥＤワイヤを備える個々のチップを画定するために、前記基板の、ある特定領域のワイヤを選択的に除去することと、を含む。
【００２１】
より正確には、本発明の１つの対象は、所与のチップ内で透明導電性層によって相互に接続された発光ワイヤのアレイをそれぞれが備える少なくとも２つの隣接したチップの製造方法であって、以下のステップ、すなわち、
−  前記２つのチップの累計面積よりも大きな領域にわたって延在するワイヤを成長させるための複数の個々のゾーンを基板上に作るステップと、
−  個々の成長ゾーンでワイヤを成長させるステップと、
−  前記ワイヤのアレイを画定するために、インプリントと呼ばれる、ワイヤと同一平面上にある個々の成長ゾーンを備える当初の自由域を形成する少なくとも１つのゾーンからワイヤを除去するステップと、
−所与のワイヤのアレイのワイヤを電気的に接続させるために、透明導電性層であって、各導電性層が隣り合うチップの透明導電性層から自由域によって分離されている透明導電性層を、各ワイヤのアレイに堆積させるステップと、
を含むことを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、個々のワイヤ成長ゾーンは、前記基板の表面に位置するマスクに画定された孔である。
【００２３】
一変形例として、個々の成長ゾーンは、核形成パッドである。この場合、パッド間に位置する基板領域を、酸化ステップまたは窒化ステップを用いて誘電体にするのが有利である。
【００２４】
したがって、本発明の方法によれば、少なくとも２つの隣接したチップが製造され、それぞれのチップは、いわゆる活性領域を画定するＬＥＤワイヤのアレイを備え、透明電極層であって、突出部と呼ばれるその一部が、基板の基部に置かれ、電源パッドを受けるように意図されている。
【００２５】
したがって、２つの隣接したチップは、ＬＥＤワイヤを局部的に除去することによって形成された前記自由域によって分離される。
【００２６】
「チップ」という用語は、所与の透明導電性層に電気的に接続されたワイヤのアレイを意味すると理解される。導電性層はまた、基板上を、少なくともワイヤのアレイの境界部分にわたって延在する。
【００２７】
「インプリント」という用語は、個々のワイヤ成長ゾーンを意味すると理解される。個々のワイヤ成長ゾーンの対応するワイヤは、ワイヤを除去するステップの間に除去される。したがって、インプリントは当初の自由域に位置する。インプリントの一部は、透明導電性層のうちの１つによって覆われてもよい。ワイヤが周期的に分布している場合には、インプリントのピッチはワイヤのピッチに等しい。
【００２８】
「当初の自由域」という表現は、ワイヤを除去するステップの後に画定されるような、ワイヤのアレイ間に位置するゾーンを意味すると理解される。
【００２９】
「自由域」という表現は、チップ間に、より正確には、対応するワイヤのアレイの導電性層間に位置するゾーンを意味すると理解される。
【００３０】
透明層は、当初の自由域へと延在しなくてもよい。その場合には、自由域は、実質的に当初の自由域に相当し、実質的に同一のサイズである。
【００３１】
一変形例として、前記導電性層の両方であってもよいが、少なくとも前記導電性層の１つは、当初の自由域へと（したがってワイヤのアレイと境界をなしている基板上にわたって）延在している。この場合、自由域は、当初の自由域よりもサイズが小さい。
【００３２】
層が基板上にわたって延在する際に、基板と直接接触する必要はない。したがって、少なくとも１つの中間要素または中間層が、前記層と基板との間に存在してもよい。したがって、透明導電性層が当初の自由域へと延在する際に、透明導電性層は、基板上にわたって延在し、少なくとも１つのインプリントが、前記層と基板との間に位置する。
【００３３】
インプリントの一部は、インプリントの一部が露出されたまま、前記チップのそれぞれのワイヤを接続する透明導電性層の下に位置してもよい。
【００３４】
本発明の１つの変形例によれば、基板は核形成層を備え、この核形成層に前記マスクが位置する。
【００３５】
本発明の１つの変形例によれば、製造方法は、前記チップを接続することを可能にする電気パッドであって、前記対応する導電性層に設けられる電気パッドを作るステップを含む。
【００３６】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤの除去は、以下のステップ、すなわち、
−  基板の当初の自由域に位置するワイヤのアレイと同一平面上にある孔を含む保護マスクであって、少なくとも、前記当初の自由域によって分離された第１のワイヤのアレイおよびワイヤの第２のアレイを、封入する保護マスクを作るステップと、
−  前記当初の自由域のワイヤを除去するステップと、
を含む。
【００３７】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤが、前記保護マスクを介して直接エッチング処理によって除去される。
【００３８】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤが、前記保護マスクを介して直接化学エッチング処理によって除去される。
【００３９】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤが、ＲＩＥまたはＩＣＰプラズマを用いて、前記保護マスクを介して直接ドライエッチング処理によって除去される。
【００４０】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤが、前記ワイヤを破壊させる機械的作用によって除去される。
【００４１】
本発明の１つの変形例によれば、機械的作用が、超音波によって送達される。
【００４２】
本発明の１つの変形例によれば、機械的作用が、流体の高圧ジェットによって実現される。
【００４３】
本発明の１つの変形例によれば、機械的作用が、ソリッドツールが存在する状態で実現される。
【００４４】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤを核形成層から成長させる場合に、ワイヤを除去するステップが、前記核形成層を化学的に攻撃することによって行なわれる。
【００４５】
本発明の別の主題は、基板上に配置された少なくとも２つのチップを備える発光装置であって、それぞれのチップが、透明チップ電極と呼ばれる専用の透明導電性層によって相互に接続された発光ワイヤのアレイから形成され、それぞれのワイヤが、基板上の個々の成長ゾーンに配置されるとともに、
−  前記２つのチップが、ＬＥＤワイヤ適用対象外である、インプリントと呼ばれる複数の個々の成長ゾーンを含む自由域であって、透明チップ電極が存在しない自由域によって互いから分離され、かつ、
−  前記透明電極に電源パッドを備えることを特徴とする発光装置である。
【００４６】
１つの変形例によれば、個々の成長ゾーンが、前記基板の表面に位置するマスクに画定された孔である。
【００４７】
１つの変形例によれば、個々の成長ゾーンが、前記基板の表面上の核形成パッドである。
【００４８】
１つの変形例によれば、前記透明電極の少なくとも１つが、インプリントと呼ばれる、ＬＥＤワイヤ適用対象外である個々の成長ゾーンの一部も覆う。
【００４９】
本発明の１つの変形例によれば、２つの隣接したチップ間の前記自由域の幅が、１０μｍ〜２００μｍの間に含まれる。
【００５０】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤおよび個々の成長ゾーンが、周期的に分布する。
【００５１】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤの周期および個々の成長ゾーンの周期が、１μｍ〜１０μｍの間に含まれる。
【００５２】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤ適用対象外である個々の成長ゾーンを覆う透明電極領域の幅が、数ミクロン〜数百ミクロンの間に含まれる。
【００５３】
本発明の１つの変形例によれば、基板が、シリコンからなる。
【００５４】
本発明の１つの変形例によれば、マスクが、可能であればＳｉＮまたはＳｉＯ２からなるハードマスクである。
【００５５】
本発明の１つの変形例によれば、核形成パッドが、金属からなり、可能であればＴｉＮからなる。
【００５６】
本発明の１つの変形例によれば、ワイヤが、１つ以上のＩＩＩ−Ｖ材料からなるか、または１つ以上のＩＩＩ−Ｖ材料の合金からなる。
【００５７】
本発明の１つの変形例によれば、透明導電性層が、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）からなる。
【００５８】
非限定的な例として与えられる以下の説明を読むことにより、また添付図面によって、本発明がさらによく理解され、他の利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来技術によるワイヤを備える第１のＬＥＤの例を示す。
【図２】従来技術によるワイヤを備える第２のＬＥＤの例を示す。
【図３】従来技術の構成において欠陥が存在している、非成長のゾーンによって分離されたワイヤのアレイの図を示す。
【図４ａ】成長マスクに作られた個々の成長ゾーンの第１の例を示し、領域全体にわたるワイヤの成長を示す。
【図４ｂ】成長マスクに作られた個々の成長ゾーンの第１の例を示し、領域全体にわたるワイヤの成長を示す。
【図５ａ】核形成パッドから作られた個々の成長ゾーンの第２の例を示し、前記パッド上のワイヤの成長を示す。
【図５ｂ】核形成パッドから作られた個々の成長ゾーンの第２の例を示し、前記パッド上のワイヤの成長を示す。
【図６ａ】核形成層に堆積された成長マスクが使用されている場合の、本発明による隣接したチップの製造方法の様々なステップを示す。
【図６ｂ】核形成層に堆積された成長マスクが使用されている場合の、本発明による隣接したチップの製造方法の様々なステップを示す。
【図６ｃ】核形成層に堆積された成長マスクが使用されている場合の、本発明による隣接したチップの製造方法の様々なステップを示す。
【図７ａ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｂ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｃ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｄ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｅ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｆ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｇ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｈ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｉ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【図７ｊ】本発明による、ＬＥＤワイヤの２つの隣接したチップの製造方法例の、ワイヤの一部を除去するための機械的動作を含むステップのすべてを示す。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
全体としては、本発明では、チップの集合であって、それぞれがＬＥＤワイヤのアレイを備え、かつ、均一な成長条件下での製造が可能なチップの集合を備える装置を提供することが提案されている。
【００６１】
これを行うために、本発明の製造方法は、基板の広範囲な領域にわたって個々のＬＥＤワイヤ成長ゾーンを作る第１のステップと、次にＬＥＤワイヤを全体的に成長させ、続いてＬＥＤワイヤの一部を局部的に除去するステップと、を含む。
【００６２】
個々のワイヤ成長ゾーンは、当技術分野において公知の様々な方法を用いて作られてもよい。
【００６３】
図４ａは、第１の変形例を示し、第１の変形例では、前記個々の成長ゾーンｚｃｉａに対応する孔を備える成長マスク２００が、幅ｄＳＮＴの表面領域の基板１００上に作られている。このようにして、公知のように、ＬＥＤワイヤＮＴｉを、図４ｂに示されるようにこれらの個々の成長ゾーンから局部的に成長させることが可能であり、基板の表面ＳＮＴ全体が、このようにしてワイヤＮＴｉのアレイで覆われている。
【００６４】
本発明の別の変形例によれば、個々の成長ゾーンは、図５ａに示されるように、基板１００の表面に組み立てられた核形成パッドｚｃｉｂから作られてもよい。図５ｂは、これらの核形成パッドｚｃｉｂからの、ワイヤＮＴｉの成長を示し、この成長は、基板の表面ＳＮＴ全体にわたって生じている。核形成パッドｚｃｉｂ間に位置する基板１００の領域を、米国特許出願公開第２０１２／０００１３０３号明細書に記述されているように、酸化または窒化によって誘電体にするのが有利である。これによりワイヤが基板の表面で成長するのを防ぐ。
【００６５】
本発明の方法によれば、個々のＬＥＤチップが連続して画定される。
【００６６】
この目的のために、図６ａ、６ｂおよび６ｃは、コンタクト層１０１を裏面に備える基板１００の表面の核形成層１０２の表面に堆積されたマスク２００を介して作られた個々の成長ゾーンｚｃｉの場合についてのステップのすべてを示す。示されているワイヤは、通常ワイヤコア３００およびシェル３０１を備えるワイヤである。図６ａに示されるように、ワイヤＮＴｉは、このように表面ＳＮＴの全体にわたって成長している。
【００６７】
次に、図６ｂに示されるように、ワイヤが、幅ｄＳＬ０の当初の自由域ＳＬ０を残して、少なくとも２つのワイヤのアレイＮＴ１ｉおよびＮＴ２ｉの間から局部的、かつ選択的に除去される。ワイヤＮＴ１ｉは、成長ゾーンｚｃｉ１の表面に位置し、ワイヤＮＴ２ｉは、成長ゾーンｚｃｉ２の表面に位置する。また、ワイヤ適用対象外である成長ゾーンが、インプリントｚｃｉ０である。
【００６８】
次に、各ＬＥＤワイヤのアレイ上に、専用の透明電極が作られる。これにより所与のＬＥＤチップ内で、前記ＬＥＤワイヤが相互に接続される。図６ｃに示されるように、電極層ＣＮＴ１ｉが、ワイヤのアレイＮＴ１ｉを接続し、電極層ＣＮＴ２ｉが、ワイヤのアレイＮＴ２ｉを接続する。２つの電極層は、当初の自由域ＳＬ０よりも小さい自由域ＳＬによって、互いから分離され、これにより接続パッド（図示せず）を位置決めする空間が作られる。すなわち、ｄ  ＳＬ＜ｄ  ＳＬ０である。
【００６９】
したがって、図６ｃは、互いから分離された２つの隣接したＬＥＤチップ、すなわち、
−  共通の電極層ＣＮＴ１ｉによって覆われたＬＥＤワイヤのアレイＮＴ１ｉを備える、図示された幅ｄＳＰ１の領域にわたって延在する第１のチップＰ１
および
−  共通の電極層ＣＮＴ２ｉによって覆われたＬＥＤワイヤのアレイＮＴ２ｉを備える、図示された幅ｄＳＰ２の領域にわたって延在する第２のチップＰ２が作られたことを示すとともに、
−  それぞれのチップが、ＬＥＤワイヤを有する個々の成長ゾーン、およびこの当初の自由域からＬＥＤワイヤが除去された後に残された、ＬＥＤワイヤ適用対象外であり、したがってインプリントに相当する成長ゾーンｚｃｉ０を備えることを示す。
【００７０】
通常、２つの隣接したチップ間の自由域の幅ｄＳＬは、１０〜２００μｍの間に含まれてもよい。
【００７１】
ワイヤのない領域、すなわち当初の自由域の幅は、以下の幅の和に相当するが、その最小サイズは、
−  チップＰ１の基板の上方に突出している透明導電性電極層ＣＮＴ１ｉ用に約５μｍ、
−  自由域の幅約１０μｍ、および
−  チップＰ２の基板の上方に突出している透明導電性電極層ＣＮＴ２ｉ用に約５μｍ
であってもよい。
【００７２】
通常、成長ゾーンｚｃｉｏにわたって延在する透明電極層の部分の幅は、対応するワイヤのアレイの周囲５μｍ〜５０μｍの間に含まれてもよい。金属パッドへの接続専用である同じ透明電極層の部分の幅は、５０μｍ〜２００μｍの間に含まれてもよい。
【００７３】
ワイヤの周期性、したがって個々の成長ゾーンの周期性もまた、１μｍ〜１０μｍの間に含まれてもよい。
【００７４】
ワイヤのアレイを局部的に除去するために、本発明では様々な手段が使用されてもよい。
【００７５】
とりわけ、ワイヤを残しておくことが望まれるゾーンが、選ばれた方法に応じてハードマスクまたはレジストマスクを用いて保護された後に、マイクロエレクトロニクスで一般に使用される手段で、この除去が行なわれてもよい。
【００７６】
化学エッチング法を用いて、ワイヤのアレイを除去する第１の手段：
ワイヤのアレイを残すためにワイヤのアレイが保護マスクに被覆された後に、例えば水酸化カリウムＫＯＨ溶湯を用いて、直接エッチング処理を行なうことができる。この場合、この溶湯に対して耐性があるマスク、したがって、可能であればとりわけＳｉＯ２またはＳｉＮからなるハードマスクが選択される。
【００７７】
ドライエッチング法を用いて、ワイヤのアレイを除去する第２の手段：
ワイヤのアレイを残すためにワイヤのアレイが、可能であればレジストからなる保護マスクに被覆された後に、ドライエッチング処理を行なうことができる。高速エッチングを達成可能にするプラズマリアクタを使用するのが有利である。
【００７８】
この目的で、２つのリアクタカテゴリ、すなわち容量結合（ＣＣＰ：ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）リアクタおよび誘導結合（ＩＣＰ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）リアクタに分類された２つのタイプのＲＦ源、および例えばＳｉＣｌ４とＣｌ２との化学反応からなる塩素系ガス、またはＣｌ２とＡｒからなる混合物が、とりわけ使用されてもよい。
【００７９】
化学エッチング法および核形成層を用いて、ワイヤのアレイを除去する第３の手段：
例えば、シリコン基板上でＧａＮを主体としたワイヤを成長させるために、ＴｉＮ核形成層を使用する。
【００８０】
残そうとするワイヤが、保護マスクに被覆された後に、溶液を用いて、可能であればＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ系溶液を用いて、核形成層の選択的な化学的攻撃を行ってもよい。
【００８１】
ナノワイヤを破壊させる機械的作用を用いて、ワイヤのアレイを除去する第４の手段：
残そうとするワイヤが、保護マスクに被覆された後に、例えば、超音波にさらされた媒体にキャリアが設けられ、キャリアが振動性の機械的作用を送達することにより、被覆されていない、したがって保護されていないワイヤを破壊する。
【００８２】
水または別の流体（不活性ガス、ＣＯ２等）の高圧ジェットを使用して、機械的作用を加えてもまたよい。
【００８３】
ソリッドツール、任意で切断用具または研磨用具を使用して機械的作用を加えて、ワイヤの破壊点を越えてワイヤを変形させたり、ワイヤを摩耗させたりしてもよい。
【００８４】
ＧａＮワイヤを主体としたチップの集合の組み立てに関連する本発明の方法の例示的実施形態
図７ａ〜７ｊは、２チップ構成用の本発明の装置を得るために実施される様々なステップをすべて概略的に示す。
【００８５】
図７ａに示されるステップ１：
図２に示されるように、ワイヤは、公知の方法でコア／シェル構成に作られる。
【００８６】
より正確には、核形成層１０２で覆われた基板１００の表面上では、ワイヤＮＴｉが、誘電体マスク２００の孔を介して成長し、ナノワイヤのコア３００は、通常ｎ型にドープしたＧａＮおよび本来ドープされていないＧａＮからなり、シェル３０１は、ｐ型にドープしたＧａＮからなる。マスクに作られた孔は、ワイヤの個々の成長ゾーンｚｃｉに相当する。基板は、裏面に下側コンタクト層１０１を備える。
【００８７】
図７ｂに示されるステップ２：
次に、保護フォトレジスト４００を、ワイヤＮＴｉ全体にわたって堆積させる。
【００８８】
図７ｃに示されるステップ３：
従来のフォトリソグラフィ法を使用して、除去しようとするワイヤと同一平面上にあるレジスト４００を除去し、除去しようとするこれらのワイヤのそれぞれの側に、レジストで被覆されたワイヤのアレイＮＴ１ｉおよびレジストで被覆されたワイヤのアレイＮＴ２ｉが残るようにする。
【００８９】
図７ｄに示されるステップ４：
２つのワイヤのアレイＮＴ１ｉおよびＮＴ２ｉと同一平面上にあるレジストで局部的に覆われた基板は、マスク２００の表面でワイヤを破壊させることが可能な超音波作用を受ける。
【００９０】
このようにして、個々の成長ゾーンｚｃｉ１および個々の成長ゾーンｚｃｉ２の上方にそれぞれ、残されたワイヤの２つのアレイＮＴ１ｉおよびＮＴ２ｉが得られる。なぜなら、それらは保護レジスト層によって保護されているからである。その一方で、個々の成長ゾーンｚｃｉ０は露出したままであり、その結果レジストで保護されないワイヤが破壊され、これらの局部的に除去されたワイヤが、対応するインプリントを残す。
【００９１】
ワイヤを除去した後には、これらの個々の成長ゾーンｚｃｉ０は、図示された例におけるワイヤの構成材料で構成される。
【００９２】
このようにして、幅ｄＳＬ０の当初の自由域が、それぞれ第１のチップおよび第２のチップに属するように意図された、２つのワイヤのアレイの間に残され、前記当初の自由域は、前記インプリントを含む。
【００９３】
図７ｅに示されるステップ５：
次に、保護レジストをすべて除去して、２つのワイヤのアレイＮＴ１ｉおよびＮＴ２ｉを露出させる。
【００９４】
図７ｆに示されるステップ６：
次いで、誘電体層５００が堆積された後に、フォトレジスト６００を用いて、ｐ型の上側コンタクト用に意図されたエッチングマスクが作られる。フォトレジスト６００は、レジスト４００と同一であってもよい。
【００９５】
図７ｇに示されるステップ７：
次いで、マスキング層６００を介して、誘電体層５００の部分的なエッチングが行なわれる。
【００９６】
図７ｈに示されるステップ８：
次いで、部分的にエッチングされた誘電体層５００を露出したままで、レジスト層６００が除去される。
【００９７】
図７ｉに示されるステップ９：
次に、可能であれば、そして通常はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる、透明導電性制御層７００が堆積され、電気指令の作用の下で発光された光の伝達を可能にする。
【００９８】
図７ｊに示されるステップ１０：
最後に、金属コンタクト８００が、ワイヤ間に堆積され、エッチングされる。２つの金属コンタクト８００は、必ずしも当初の自由域に位置しなくてもよい。
【００９９】
要約すると、ＬＥＤチップの累計面積よりも大きな領域にわたってワイヤを均一に成長させ、次いで、ワイヤの一部を除去してワイヤ適用対象外である中間ゾーンを形成することで隣接するチップの画定を行う、本発明において実施されるＬＥＤワイヤを主体とする２つの隣接したチップの製造方法の、以下の様々な利点が想起されよう。すなわち、
−  ワイヤのエピタキシー中の縁効果を回避することにより、ウェーハ規模で非常に均一性の高いワイヤ成長が得られ、
−  例えばＧａＮ結晶などの結晶の、技術的に有用なパターン間の寄生成長が回避され、
−  技術に応じた複数の方法を必要とするのではなく、１つの方法だけを種々のエピタキシャル成長技術に使用することができることにより、さらに良好なプロセス制御が可能になり、
−  エピタキシー以前のテクノロジーに対して１つのデザインだけを用いることができるので、組み立て物資の調達管理の体系化が容易になり、
−  基板レベルにおけるチップの個別化が遅延される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【図７ｈ】
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【図７ｉ】
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【図７ｊ】
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