(57)【要約】  本発明は、少なくとも２つの異なるサブピクセル領域（３）を有するピクセル領域（２）を有する半導体ボディ（１）を設けるステップと；少なくとも部分的にプロトン性の反応相手と反応して塩化するように設計されている導電層（１８）を少なくとも１つのサブピクセル領域（３）の放射出口面（９）に形成するステップと；変換層（１９，１９’）を導電層（１８）に電気泳動プロセスによって成膜するステップと、によるオプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法に関する。
2016532295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも２つの異なるサブピクセル領域（３）を含むピクセル領域（２）を有する半導体ボディ（１）を設けるステップと、
−  導電層（１８）を少なくとも１つのサブピクセル領域（３）の放射出口面（９）上に形成するステップであって、前記導電層（１８）は、少なくとも部分的に、プロトン性反応物質と反応して塩を形成することに適している、ステップと、
−  変換層（１９，１９’）を、電気泳動プロセスによって前記導電層（１８）上に成膜するステップと、
を含む、オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法。
【請求項２】
前記サブピクセル領域（３）は互いに電気的に絶縁され、各サブピクセル領域（３）が第１の波長域の電磁放射を出射することに適した活性層（５）を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）が導電性であり、
−  前記電気泳動プロセスにおいて、前記変換層（１９，１９’）が形成される前記サブピクセル領域（３）に、他のサブピクセル領域（３）から独立して電圧が印加される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）が導電性であり、
−  前記導電層（１８）は、前記半導体ボディ（１）の前部の表面全体に亘って形成され、
−  フォトレジスト層（１７，１７’）が少なくとも１つのサブピクセル領域（３）内の前記導電層（１８）上に形成される一方、さらなるサブピクセル領域（３）内では、前記導電層（１８）は自由にアクセスされることができる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記サブピクセル領域（３）の前記導電性放射出口面（９）は、ＴＣＯ材料を含む透明導電層（１３）によって形成される、
請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性放射出口面（９）は、前記サブピクセル領域（３）に形成されたパッシベーション層（１０）を除去することにより形成される、
請求項３または４に記載の方法。
【請求項７】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）がパッシベーション層（１０）によって形成され、
−  前記導電層（１８）は、前記半導体ボディ（１）の前部の表面全体に形成され、
−  フォトレジスト層（１７，１７’）が少なくとも１つのサブピクセル領域（３）内の前記導電層（１８）上に形成される一方、さらなるサブピクセル領域（３）内では、前記導電層（１８）は自由にアクセスされることができる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記導電層（１８）は、前記電気泳動プロセス中に横方向において電気的に接触される、
請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）がパッシベーション層（１０）によって形成され、
−  前記パッシベーション層（１０）が少なくとも１つのサブピクセル領域（３）の前記放射出口面（９）の領域内で除去されることにより、前記サブピクセル領域（３）の前記放射出口面（９）が導電性になる一方、前記パッシベーション層（１０）は、少なくとも１つのサブピクセル領域（３）内で保持される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
−  前記パッシベーション層（１０）がさらなるサブピクセル領域（３）内で除去されることにより、前記さらなるサブピクセル領域（３）の放射出口面（９）が導電性になり、
−  前記導電層（１８）は、前記さらなるサブピクセル領域（３）の前記放射出口面（９）に形成され、
−  さらなる変換層（１９，１９’）が電気泳動プロセスによって前記導電層（１８）上に成膜される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ピクセル領域（２）が、それぞれ、正確に３つのサブピクセル領域（３）を含み、
−  第１のサブピクセル領域（３）に変換層（１９，１９’）が存在しないままであり、
−  第２のサブピクセル領域（３）に、前記第１の波長域の放射を第２の波長域の放射に変換することに適した前記変換層（１９，１９’）が設けられ、
−  第３のサブピクセル領域（３）に、前記第１の波長域の放射を前記第１のおよび第２の波長域とは異なる第３の波長域の放射に変換することに適したさらなる変換層（１９，１９’）が設けられる、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の波長域は青色光を含み、前記第２の波長域は緑色光を含み、前記第３の波長域は赤色光を含む、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも前記導電層（１８）が前記プロトン性反応物質内に導入されることにより、前記導電層（１８）は、少なくとも部分的に、前記プロトン性反応物質と反応して塩を形成する、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記塩は、少なくとも部分的に、前記半導体チップから洗浄される、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記導電層（１８）は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、チタン、アルミニウム、シリコン、ガリウム、スズ、ジルコニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、または、酸化スズの１つを含む、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
特に、本方法は、変換層を半導体ボディ上に電気泳動によって成膜することを含む。変換層の形成方法は例えば、非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２１０５６９１．９号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】C. R. Belton et al.による論文, J. Phys. D.: Appl. Phys. 41, 094006 (2008).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、様々な色を生み出すために、比較的小さなサブピクセル領域に変換層を形成することができる方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的は、請求項１のステップを含む方法によって達成される。本方法の有利なさらなる発展形態および実施形態が従属請求項の主題である。
【０００７】
半導体チップを製造するための本方法では、ピクセル領域を有する半導体ボディを設ける。ピクセル領域は、少なくとも２つのサブピクセル領域を含む。サブピクセル領域は好ましくは、互いに電気的に絶縁されている。各サブピクセル領域は好ましくは、半導体ボディの作動時に第１の波長域の電磁放射を出射することに適した活性層を備える。第１の波長域は特に好ましくは、青色光を含むかまたは青色光から形成されている。
【０００８】
サブピクセル領域の辺長は例えば、最大でも１５０マイクロメートルである。サブピクセル領域は、溝等によって互いに分離されていてもよい。サブピクセル領域は例えば、互いに距離をとって配置されている。一例を挙げると、２つの直接隣接しているサブピクセル領域間の距離は、１０マイクロメートル以下である。
【０００９】
さらに、導電層を少なくとも１つのサブピクセル領域の放射出口面に形成する。導電層は、少なくとも部分的に、プロトン性反応物質と反応して塩を形成することに適している。
【００１０】
特に好ましくは、導電層は、金属、金属合金、半金属、もしくは、半導体材料を含むか、または、金属、半金属、もしくは、半導体材料から形成されている。一例を挙げると、導電層は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、チタン、アルミニウム、シリコン、ガリウム、スズ、ジルコニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、もしくは、酸化スズの１つを含むか、または、これら材料の１つから形成されている。
【００１１】
導電層の厚さは、特に好ましくは、２０ナノメートル〜２０マイクロメートル（両端値を含む）である。例えば、導電層の厚さは、２０ナノメートル〜３００ナノメートル（両端値を含む）である。特に好ましくは、導電層の厚さは、２０ナノメートル〜１００ナノメートル（両端値を含む）である。
【００１２】
導電層の導電率は、好ましくは、少なくとも１ジーメンス／メートルである。また、導電層の導電率をドーピングによって高めてもよい。有利なことに、そのような導電率によって、２０ナノメートル〜３００ナノメートル（両端値を含む）または２０ナノメートル〜１００ナノメートル（両端値を含む）等の厚さの、比較的薄い導電層の場合でさえ、十分な電荷の輸送が可能である。
【００１３】
導電層は例えば、熱蒸着またはスパッタリングによって成膜され得る。
【００１４】
変換層は、電気泳動プロセスによって導電層上に成膜される。変換層は、第１の波長域の電磁放射を第２の波長域の電磁放射に変換することに適している。換言すると、変換層は、波長を変換するように構成されている。
【００１５】
本明細書において、「波長を変換する」という表現は特に、放射される所定の波長域の電磁放射が他の、好ましくは長波長の、波長域の電磁放射に変換されることを意味することが意図されている。一般に、波長変換要素は、放射された波長域の電磁放射を吸収し、原子レベルおよび／または分子レベルでの電子的プロセスによって当該電磁放射を他の波長域の電磁放射に変換し、当該変換された電磁放射を再出射する。
【００１６】
概して、変換層は、変換層に波長変換性質を付与するルミネセンス材料の粒子を含む。
【００１７】
一例を挙げると、希土類金属をドープしたガーネット、希土類金属をドープしたアルカリ土類硫化物、希土類金属をドープしたチオガレート、希土類金属をドープしたアルミネート、希土類金属をドープしたシリケート、希土類金属をドープしたオルトシリケート、希土類金属をドープしたクロロシリケート、希土類金属をドープしたアルカリ土類金属窒化シリコン、希土類金属をドープした酸窒化物、希土類金属をドープした酸窒化アルミニウム、希土類金属をドープした窒化シリコン、または、希土類金属をドープしたサイアロンの１つがルミネセンス材料粒子に適している。
【００１８】
特に好ましくは、比較的小さいルミネセンス材料粒子が、本方法において比較的小さいサブピクセル領域を被覆するために使用される。特に好ましくは、かかるルミネセンス材料粒子の直径は、５マイクロメートルを超えない。
【００１９】
電気泳動プロセスでは、用いられるルミネセンス材料等の粒子を、これら粒子の層が設けられている表面上に成膜されるように、電界によって加速する。一般に、被覆対象の表面は、変換層を形成する目的の粒子を含む電気泳動溶液内に設けられる。電気泳動プロセスでは、上記粒子は、表面の導電性の部分にのみ成膜される。これら粒子は概して、かかる領域の導電性に応じて様々に成膜される。
【００２０】
被覆対象面に導電層を形成すること、したがって、電気泳動による成膜のための同一の表面を常に提供することが本発明のコンセプトの１つである。
【００２１】
電気泳動層の成膜方法の１つが、例えば特許文献１に記載され、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【００２２】
本方法の特に好ましい実施形態では、導電層は、電気泳動溶液の有機溶剤に対して実質的に化学的に不活性である。「化学的に不活性」という表現は、本明細書において、導電層に有機溶剤による重大な化学反応が起こらない（実際には、２つの材料間のわずかな化学反応は通常、完全に排除されることはできない）ことを意味するものと理解されたい。
【００２３】
例えば、電気泳動溶液は、アルコール、ケトン、芳香族化合物、または、アルデヒドの１つを有機溶剤として含む。
【００２４】
本方法の一実施形態によれば、電気泳動によって製造される変換層のルミネセンス材料粒子は、電気泳動プロセス後に結合剤によって固定される。結合剤は、例えば、シリコーン、エポキシド、または、これら材料の混合物を含み得る。他の適切な材料またはコーティングを結合剤として使用してもよい。
【００２５】
一実施形態によれば、各サブピクセル領域は、導電性の放射出口面を有する。一例を挙げると、各サブピクセル領域の放射出口面は、本発明では、透明導電層によって形成される。透明導電層は、特に好ましくは、ＴＣＯ材料で形成されるか、または、ＴＣＯ材料を含む（「ＴＣＯ」とは、透明導電性酸化物である）。
【００２６】
透明導電性酸化物は通常、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウム、または、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の金属酸化物である。二元金属−酸素化合物（例えば、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、または、Ｉｎ２Ｏ３）に加えて、三元金属−酸素化合物（例えば、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、または、Ｉｎ４Ｓｎ３Ｏ１２）、または、様々な透明導電性酸化物の混合物もＴＣＯ群に属する。さらに、ＴＣＯは、必ずしも化学量論的組成に一致していなくてもよく、さらに、ｐ型にドープしても、ｎ型にドープしてもよい。
【００２７】
この場合、導電層が少なくとも１つのサブピクセル領域の放射出口面に形成され、さらなるサブピクセル領域の放射出口面には導電層が存在しない。
【００２８】
本方法の一実施形態によれば、変換層の電気泳動による成膜において、変換層が形成されるサブピクセル領域には、他のサブピクセル領域から独立して電圧が印加される。これにより、電圧が印加されているサブピクセル領域のみに正確に局所的に変換層が形成され得る一方、電流が供給されていない他のサブピクセル領域には変換層が存在しないままである。
【００２９】
サブピクセル領域に、変換層の成膜時に個別に電圧が印加され得る場合、かつ、当該サブピクセル領域の放射出口面が導電性である場合、半導体ボディに変換層を設けることは特に容易であり、特に、様々なサブピクセル領域に様々な変換層を設けることは特に容易である。
【００３０】
各サブピクセル領域の放射出口面が導電性である場合、かつ、サブピクセル領域に個別に電流を供給することが不可能であるかまたは困難である場合、本方法のさらなる実施形態によれば、導電層を半導体ボディの前部の表面全体に亘って形成する。この場合、フォトレジスト層を少なくとも１つのサブピクセル領域内の導電層上に形成する一方、さらなるサブピクセル領域内では、導電層は自由にアクセスされることができる。次いで、電気泳動プロセスを行い、変換層を通常は表面全体に成膜する。この目的のために、導電層は好ましくは、それぞれ、横方向において電気的に接触される。フォトレジスト層が電気絶縁性の表面を有するため、電気泳動プロセスにおいて、ルミネセンス材料粒子は、自由にアクセス可能な導電層の領域上のみに成膜される。電気泳動プロセスの完了後に、フォトレジスト層を再度除去する。
【００３１】
次いで、フォトレジスト層を再度形成することができ、この時、他のサブピクセル領域の導電層にはフォトレジスト層が存在しないままにすることができる。次いで、後続の電気泳動プロセスにおいて、さらなる変換層を自由にアクセス可能な導電層上に成膜する。この場合、上記さらなる変換層は、好ましくは、第１の波長域の電磁放射を第１のおよび第２の波長域とは異なる第３の波長域の電磁放射に変換することに適している。
【００３２】
さらに、半導体ボディのサブピクセル領域の表面を最初にパッシベーション層によって形成することもできる。パッシベーション層は、例えば、電気絶縁性であり、半導体ボディを外部からの影響から保護するために設けられる。一例を挙げると、パッシベーション層は、酸化物もしくは窒化物から形成されるか、または、これら材料の１つを含む。概して、パッシベーション層は、半導体ボディの前部の表面全体に亘って形成される。本明細書において、半導体ボディの前部は、サブピクセル領域の放射出口面を含む。
【００３３】
本方法の一実施形態によれば、導電性の放射出口面は、サブピクセル領域に形成されていたパッシベーション層を除去することにより設ける。
【００３４】
さらに、パッシベーション層は、半導体ボディの前部上に、したがってサブピクセル領域の放射出口面上に残ったままであることもできる。本方法のかかる実施形態では、導電層を半導体ボディの前部の表面全体に形成する。次のステップにおいて、フォトレジスト層を、少なくとも１つのサブピクセル領域内の導電層に設ける一方、さらなるサブピクセル領域内では、導電層は自由にアクセスされることができる。
【００３５】
特に好ましくは、表面全体に亘って形成された導電層は、電気泳動プロセス中に横方向において電気的に接触される。
【００３６】
各サブピクセル領域の放射出口面がパッシベーション層によって形成されている半導体ボディが設けられる場合、パッシベーション層をサブピクセル領域の放射出口面から除去してもよく、それにより、放射出口面が導電性になり得る一方、パッシベーション層は、少なくとも１つのサブピクセル領域の放射出口面上に保持される。次いで、導電層を、導電性放射出口面上に形成する一方、サブピクセル領域のパッシベーションによって形成された放射出口面には導電層が存在しないままである。次いで、変換層を、電気泳動プロセスによって導電層上に形成する。
【００３７】
この場合、変換層は、パッシベーションが先に除去されている領域上のみに形成され、パッシベーションが先に除去されている領域以外の表面には変換層が存在しないままである。パッシベーションが除去されていない表面が導電性ではないからである。
【００３８】
本方法のかかる実施形態では、好ましくは、上記段落において記載した、さらなる変換層をさらなるサブピクセル領域上に形成するステップを繰り返す。この目的のために、さらなるサブピクセル領域の放射出口面の領域内のパッシベーション層を除去し、導電層をかかる露出した領域に形成する。次いで、さらなる変換層を、さらなる電気泳動プロセスによって導電層上に形成する。この場合、さらなる変換層は、第１の波長域の電磁放射を第１のおよび第２の波長域とは異なる第３の波長域の電磁放射に変換することに適している。
【００３９】
各ピクセル領域は、好ましくは、正確に３つのサブピクセル領域を含む。一例を挙げると、３つのサブピクセル領域の１つは緑色光を出射するように設けられ、さらなるサブピクセル領域は赤色光を発生させるように設けられ、第３のサブピクセル領域は青色光を出射することが意図される。例えば第１の波長域が青色光を含む場合、１つのサブピクセル領域には、特に好ましくは変換層が存在しない。さらなるサブピクセル領域は好ましくは、第１の、青色波長域の電磁放射を第２の波長域の電磁放射に変換することに適した変換層を含み、この場合、第２の波長域は好ましくは、緑色光を含むかまたは緑色光からなる。第３のサブピクセル領域は好ましくは、第１の波長域の青色放射を、特に好ましくは赤色光を含むかまたは赤色光からなる第３の波長域の放射に変換することに適したさらなる変換層を含む。
【００４０】
変換層は、特に好ましくは、当該変換層が第１の波長域の放射を第２のまたは第３の波長域の放射に、できるだけ完全に変換するように構成されている。
【００４１】
本方法の一実施形態によれば、導電層を、導電層が少なくとも部分的にプロトン性反応物質と反応して塩を形成するように、電気泳動プロセス後にプロトン性反応物質内に導入する。これにより、少なくとも部分的に塩に変換された導電層が一般に導電層自体よりも可視光を透過させる利点が提供される。このように導電層が放射出口面上に形成される場合、導電層は、塩への変換後、放射出口面からの光取出しをわずかに妨げる効果のみを有する。さらに、塩を完成した部品からできるだけ完全に洗浄することもできる。
【００４２】
本方法の一実施形態によれば、塩が少なくとも部分的に半導体チップから洗浄される。
【００４３】
この場合、特に好ましくは、塩を半導体ボディの表面から除去する。
【００４４】
この場合、導電層の材料Ｍを概して次式のように一般式ＲＯＨのプロトン性反応物質と反応させる。
Ｍ＋ＲＯＨ→４Ｍ（ＯＲ）＋Ｈ２      ………（１）
【００４５】
例えば導電層がアルミニウムを含む場合、アルミニウムは次式のようにプロトン性反応物質としての水と反応して塩を形成する。
２Ａｌ＋６Ｈ２Ｏ→２ＡＬ（ＯＨ）３＋２Ｈ２      ………（２）
【００４６】
プロトン性反応物質として作用する水は、この場合、液体状または水蒸気のような気体状で存在し得る。
【００４７】
代替として、例えば塩酸を、アルミニウムを含有する導電層のためのプロトン性反応物質として使用することもできる。この場合、塩の形成は例えば次式に従って進行する。
Ａｌ＋ＨＣｌ→ＡｌＣｌ３＋Ｈ２      ………（３）
【００４８】
例えば導電層がナトリウムを含む場合、ナトリウムは概して次式のようにプロトン性反応物質としての水と反応して塩を形成する。
２Ｎａ＋４Ｈ２Ｏ→２Ｎａ（ＯＨ）２＋２Ｈ２      ………（４）
【００４９】
例えば導電層がシリコンを含む場合、シリコンは概して次式のようにプロトン性反応物質としての塩酸と反応して塩を形成する。
Ｓｉ＋３ＨＣｌ→ＨＳｉＣｌ３＋Ｈ２      ………（５）
【００５０】
有利なことに、導電層の材料とプロトン性反応物質との化学反応は通常、塩基またはアルカリを加えることによって加速され得る。さらに、導電層の材料とプロトン性反応物質との化学反応は、直接的にプロトン性反応物質内で、または、対応する量のプロトン性反応物質が加えられた非プロトン性溶媒内においても進行し得る。
【００５１】
本方法の一実施形態では、プロトン性反応物質は、液体もしくは気体内に含まれているか、または、液体または気体として存在している。
【００５２】
一例を挙げると、プロトン性反応物質は、水、アルコール、カルボン酸、鉱酸、アミン、アミド、または、少なくとも２種類のそのような物質の混合物である。
【００５３】
電気泳動によって形成された変換層は細孔を含み、かかる細孔を通って、液体状もしくは気体状のプロトン性反応物質または溶剤が導電層に達し得るか、または、形成された塩に達し得、かかる塩を洗浄し得る。これにより、プロトン性反応物質と導電層との化学反応は進行し得る。さらに、形成された塩は、溶剤内に拡散して洗浄され得る。
【００５４】
本発明のさらなる有利な実施形態およびさらなる発展形態を、図との関連において以下に記載した例示的実施形態によって明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本明細書に記載の方法によって提供され得る、例示的実施形態に係わる半導体ボディの概略断面図である。
【図２】本明細書に記載の方法によって提供され得る、例示的実施形態に係わる半導体ボディの概略断面図である。
【図３】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図４】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図５】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図６】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図７】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図８】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図９】第１の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１０】第２の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１１】第２の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１２】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１３】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１４】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１５】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１６】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１７】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１８】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【図１９】第３の例示的実施形態に係わる方法を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図において、同一の要素、同様の要素、または、同一の作用の要素には、同一の参照番号を付す。各図および図中に示した各要素の互いに対する大きさの比は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、平易な図示のために、かつ／または、理解しやすくするために、個々の要素、特に層厚さは、誇張した大きさで示され得る。
【００５７】
図１の例示的実施形態に係わる半導体ボディ１は、３つのサブピクセル領域３を有するピクセル領域２を含む。各サブピクセル領域３は、第１の波長域の電磁放射を発生させることに適した活性層５を有する半導体積層体４を含む。図１の形態では、活性層５は、可視の青色光を発生させることに適している。各２つの直接隣接するサブピクセル領域３は、溝６によって互いに分離されている。各溝６は、活性層５を完全に通過している。さらに、図１の形態では、溝６はまた、半導体積層体４を完全に通過している。これにより、各サブピクセル領域３の半導体積層体４は、突出部を形成している。
【００５８】
半導体ボディ１は、ピクセル領域２が配置されているキャリア要素７をさらに含む。キャリア要素７と半導体積層体４との間に、反射層８が配置されている。反射層８は、活性層５において発生させた電磁放射をサブピクセル領域３の放射出口面９方向に反射することに適している。さらに、反射層８が導電性であることにより、各サブピクセル領域３は、キャリア要素７を介して後部において電気的に接触され得る。キャリア要素７は、ディスプレイのアクティブマトリックス要素等であり得る。
【００５９】
パッシベーション層１０が半導体積層体４の側面に形成されている。図１の形態では、パッシベーション層１０は、半導体積層体４の側面を完全に被覆している。さらに、パッシベーション層１０は、各隣接するサブピクセル領域３間の溝６内にも形成されている。パッシベーション層１０は、放射出口面９から半導体積層体４の側面上に、溝６および隣接するサブピクセル領域３の側面に亘って当該隣接するサブピクセル領域３の放射出口面９まで延在している。但し、各サブピクセル領域３の半導体積層体４の放射出口面９に対向する前部にはパッシベーション層１０は存在しない。
【００６０】
キャリア要素７の半導体積層体４に対向する主面上に、電気絶縁性の領域１１が配置されている。電気絶縁性領域１１は、上記主面に沿って、直接隣接するサブピクセル領域３間に延在するが、上記主面はそれぞれ、キャリア要素７の導電性材料で充填されている凹部１２をサブピクセル領域３の領域内に有する。キャリア要素７の電気絶縁性領域１１は、サブピクセル領域３の側面上の、および、溝６内のパッシベーション層１０と共に各サブピクセル領域３を互いに電気的に絶縁している。電気絶縁性領域１１間の凹部１２によって、各サブピクセル領域３は、後部において電気的に接触される。
【００６１】
さらに、サブピクセル領域３は、各サブピクセル領域３の放射出口面９上に透明導電層１３を備え、透明導電層１３を介して、サブピクセル領域３は、前部において電気的に接触される。図１の形態では、透明導電層１３は、サブピクセル領域３の放射出口面９を含むピクセル領域２の前部の表面全体に亘って形成されている。図１の例示的実施形態では、透明導電層１３は、サブピクセル領域３の放射出口面９およびサブピクセル領域３の側面を完全に被覆している。
【００６２】
透明導電層１３上には、次いで、金属導電トラック１４がサブピクセル領域３間の各溝６内に形成されている。かかる金属導電トラック１４は、サブピクセル領域３の外部からの接触のために使用される。
【００６３】
この場合、各図には、３つのサブピクセル領域３を有する１つのピクセル領域２のみが一例として示されているが、半導体ボディ１は通常、複数のそのようなピクセル領域２を有することに留意されたい。この場合、特に好ましくは、ピクセル領域２はすべて、同様の構成である。
【００６４】
図２の例示的実施形態に係わる半導体ボディ１は同様に、３つのサブピクセル領域３を有する１つのピクセル領域２を備える。各サブピクセル領域３は、好ましくは青色光の第１の波長域の電磁放射を出射することに適した活性層５を有する半導体積層体４を含む。図２の形態においても、サブピクセル領域３は、溝６によって互いに分離され、溝６は活性層５および半導体積層体４を完全に通過している。半導体ボディ１はまた、既に上述したようなキャリア要素７を備える。キャリア要素７は、アクティブマトリックス要素等の形態である。そのようなアクティブマトリックス要素は例えば、シリコンを含むかまたはシリコンから形成されている。
【００６５】
図１の例示的実施形態のように、導電性の反射層８がキャリア要素７と活性半導体積層体４との間に形成されている。
【００６６】
しかしながら、図１の例示的実施形態に係わる半導体ボディ１とは異なり、パッシベーション層１０が図２の例示的実施形態に係わる半導体ボディ１の前部の表面全体に亘って形成されている。この場合、パッシベーション層１０は、酸化物または窒化物等の電気絶縁材料によって形成されている。図２の形態では、パッシベーション層１０は、各サブピクセル領域３の放射出口面９、サブピクセル領域３の側面、および、サブピクセル領域３間の溝６の底部を完全に被覆している。
【００６７】
図２の例示的実施形態に係わる半導体ボディ１の場合、サブピクセル領域３の放射出口面９がパッシベーション層１０の電気絶縁性材料によって形成されているため、これらサブピクセル領域３は、サブピクセル領域３それぞれの放射出口面９を介して電気的に接触されることができない。このため、活性層５を通る貫通ビア１５を有する、さらなる金属導電層８’がキャリア要素７と反射層８との間に形成されている。貫通ビア１５は、半導体積層体４を前部において電気的に接触させることに使用される。さらなる金属層８’および貫通ビア１５は、反射層８、活性層５、および、半導体積層体４のキャリア要素７に対向する領域から電気絶縁層１６によって分離されている。
【００６８】
図３〜図９の第１の例示的実施形態に係わる方法では、図１を参照して既に詳細に説明した半導体ボディ１を設ける。フォトレジスト層１７を半導体ボディ１の前部の表面全体に亘って形成する（図３）。フォトレジスト層１７の光パターニングによって、２つのサブピクセル領域３の放射出口面９を露出する一方、第３のサブピクセル領域３の放射出口面９は、フォトレジスト層１７によって完全に被覆されている。２つの露出したサブピクセル領域３間の溝６にもフォトレジスト層１７が充填されている（図４）。
【００６９】
次のステップにおいて、導電層１８を半導体ボディ１の前部の表面全体に亘って形成する（図５）。導電層１８は、少なくとも部分的に、プロトン性反応物質と反応して塩を形成することに適している。
【００７０】
図６に概略的に図示する次のステップにおいて、パターニングしたフォトレジスト層１７を除去する。この場合、導電層１８は、サブピクセル領域３の自由にアクセス可能な放射出口面９上に位置決めされる。一方、サブピクセル領域３のフォトレジスト層１７によって被覆されていた放射出口面９は、自由にアクセスされることができる。導電層１８は、半導体積層体４の側面およびサブピクセル領域３間の溝６にも存在しない。換言すれば、２つのサブピクセル領域３の放射出口面９のみが導電層１８によって被覆され、ピクセル領域２の、当該２つのサブピクセル領域３の放射出口面９以外の前部には導電層１８が存在しない。
【００７１】
次のステップにおいて、変換層１９を、電気泳動プロセスによってサブピクセル領域３の導電層１８上に成膜する（図７）。この場合、変換層１９は、第１の波長域の電磁放射を第２の波長域の電磁放射に変換することに適している。第２の波長域はここでは、緑色光から形成されている。変換層１９は、サブピクセル領域３の放射出口面９によって出射される電磁放射をできるだけ完全に緑色光に変換するように構成されている。
【００７２】
変換層１９の電気泳動による成膜において、この場合、変換層１９を形成されることが意図されるサブピクセル領域３のみに電流を供給する。これにより、ルミネセンス材料粒子は、電気泳動プロセス中にかかるサブピクセル領域３のみに付着する。
【００７３】
次いで、次のステップにおいて、さらなる変換層１９’を、放射出口面９が導電層１８によって被覆されているさらなるサブピクセル領域３に形成する（図８）。さらなる変換層１９’は、第１の波長域の電磁放射を、第１のおよび第２の波長域とは異なる第３の波長域の電磁放射に変換することに適している。特に好ましくは、さらなる変換層１９’は、活性層において発生させた青色光をできるだけ完全に赤色光に変換することに適している。
【００７４】
次いで、次のステップにおいて、導電層が少なくとも部分的にプロトン性反応物質と反応して塩を形成するように、少なくとも導電層をプロトン性反応物質内に導入することによって導電層の材料を溶解する。さらなるステップにおいて、形成された塩を半導体チップから洗浄する（図９）。特に、洗浄することによって、塩を半導体ボディ１の表面から除去する。
【００７５】
図３〜図９に係わる方法では、サブピクセル領域３に個別に電流が供給され得る半導体ボディ１を使用する。したがって、電気泳動プロセスにおいて個々のサブピクセル領域３に電流を供給することができることにより、電流が供給されたサブピクセル領域３上のみに変換層１９，１９’を成膜することができる。サブピクセル領域３に個別に電流を供給することが不可能であるかまたは望ましくない場合、変換層１９，１９’の電気泳動による成膜より先に、半導体ボディ１の前部の、変換層１９，１９’が設けられることが意図されていない各領域を、それぞれ、フォトレジスト層１７で被覆する。電気泳動プロセス中、半導体ボディ１の前部の被覆対象の領域のみに自由にアクセスすることができる。
【００７６】
図１０および図１１の例示的実施形態に係わる方法では、第１のステップにおいて、図２を参照して既に詳細に説明した半導体ボディ１を設ける（図１０）。次のステップにおいて、パッシベーション層１０を、フォトリソグラフィ法によってサブピクセル領域３の放射出口面９から除去する。これによりサブピクセル領域３の放射出口面９は、導電性になる（図１１）。サブピクセル領域３に個別に電圧を印加する場合、図３〜図９を参照して既に詳細に説明したように、２つの異なる変換層１９，１９’を２つのサブピクセル領域３の導電性放射出口面９上に形成する一方、１つのサブピクセル領域３の放射出口面９には変換層１９，１９’が存在しないままである（不図示）。
【００７７】
サブピクセル領域３に個別に電流を供給することが不可能である場合、被覆対象のサブピクセル領域のみを順次、選択的に露出させ、かかるサブピクセル領域に、それぞれ、図３〜図９に係わる方法に従って変換層１９，１９’を設ける（不図示）。
【００７８】
図１２〜図１９の例示的実施形態に係わる方法では、図２を参照して既に詳細に説明した半導体ボディ１を同様に設ける（図１２参照）。しかしながら、図１０および図１１に係わる方法とは異なり、この場合の半導体ボディ１では、パッシベーション層１０を半導体ボディ１上に完全に保持することが意図されている。
【００７９】
最初のステップにおいて、少なくとも部分的にプロトン性反応物質と反応して塩を形成することに適した導電層１８を、半導体ボディ１の、サブピクセル領域３の放射出口面９を含む前部の表面全体に亘って形成する（図１３）。
【００８０】
次いで、パターニングしたフォトレジスト層１７’を導電層１８上に形成する。フォトレジスト層１７’が２つのサブピクセル領域３を被覆する一方、さらなるサブピクセル領域３内では、導電層１８は自由にアクセスされることができる（図１４）。
【００８１】
次いで、導電層１８に自由にアクセスすることができる領域内に、変換層１９を電気泳動プロセスによって成膜する（図１５）。電気泳動プロセスのために、導電層１８は、半導体ボディ１の横方向において接触される（不図示）。
【００８２】
次のステップにおいて、本形態でも、フォトレジスト層１７’を除去する（図１６）。この場合、サブピクセル領域３の１つの放射出口面９上に、変換層１９が配置される一方、他のサブピクセル領域３には変換層１９が存在しない（図１６）。
【００８３】
次いで、パターニングしたフォトレジスト層１７’を再度形成する。フォトレジスト層１７’は、既に形成されている変換層１９および直接隣接するサブピクセル領域３の１つを被覆する。１つのサブピクセル領域３のみが自由にアクセスされることができる（図１７）。
【００８４】
次いで、電気泳動プロセスを再度行い、自由にアクセス可能なサブピクセル領域３の放射出口面９上方の導電層上に、さらなる変換層１９’を成膜する（図１８）。
【００８５】
さらなるステップにおいて、フォトレジスト層１７’を最初に除去し、次いで、半導体ボディ１をプロトン性反応物質内に導入することにより、導電層１８をまた、塩に変化させ、次いで洗浄する（図１９）。
【００８６】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１３１０９０３１．１号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【００８７】
本発明は、例示的実施形態を参照する上記説明によって、当該例示的実施形態に制限されない。むしろ、任意の新規な特徴、または、特に請求項中の特徴の任意の組合せを含む特徴の任意の組合せが、それら自体、請求項または例示的実施形態に明示的に特定されていないとしても、本発明は、上記特徴または上記組合せを含む。
【図１】
2016532295.tif 000003
【図２】
2016532295.tif 000004
【図３】
2016532295.tif 000005
【図４】
2016532295.tif 000006
【図５】
2016532295.tif 000007
【図６】
2016532295.tif 000008
【図７】
2016532295.tif 000009
【図８】
2016532295.tif 000010
【図９】
2016532295.tif 000011
【図１０】
2016532295.tif 000012
【図１１】
2016532295.tif 000013
【図１２】
2016532295.tif 000014
【図１３】
2016532295.tif 000015
【図１４】
2016532295.tif 000016
【図１５】
2016532295.tif 000017
【図１６】
2016532295.tif 000018
【図１７】
2016532295.tif 000019
【図１８】
2016532295.tif 000020
【図１９】
2016532295.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月15日(2016.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも２つの異なるサブピクセル領域（３）を含むピクセル領域（２）を有する半導体ボディ（１）を設けるステップと、
−  少なくとも１つのサブピクセル領域（３）の放射出口面（９）上に導電層（１８）を形成するステップであって、前記導電層（１８）は、少なくとも部分的に、プロトン性反応物質と反応して塩を形成することに適している、ステップと、
−  変換層（１９，１９’）を、電気泳動プロセスによって前記導電層（１８）上に成膜するステップと、
を含む、オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法。
【請求項２】
前記サブピクセル領域（３）は互いに電気的に絶縁され、各サブピクセル領域（３）が第１の波長域の電磁放射を出射することに適した活性層（５）を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）が導電性であり、
−  前記電気泳動プロセスにおいて、前記変換層（１９，１９’）が形成される前記サブピクセル領域（３）に、他のサブピクセル領域（３）から独立して電圧が印加される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）が導電性であり、
−  前記導電層（１８）は、前記半導体ボディ（１）の前部の表面全体に亘って形成され、
−  フォトレジスト層（１７，１７’）が少なくとも１つのサブピクセル領域（３）内の前記導電層（１８）上に形成される一方、さらなるサブピクセル領域（３）内では、前記導電層（１８）は自由にアクセスされることができる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記サブピクセル領域（３）の前記導電性放射出口面（９）は、ＴＣＯ材料を含む透明導電層（１３）によって形成される、
請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性放射出口面（９）は、前記サブピクセル領域（３）に形成されたパッシベーション層（１０）を除去することにより形成される、
請求項３または４に記載の方法。
【請求項７】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）がパッシベーション層（１０）によって形成され、
−  前記導電層（１８）は、前記半導体ボディ（１）の前部の表面全体に形成され、
−  フォトレジスト層（１７，１７’）が少なくとも１つのサブピクセル領域（３）内の前記導電層（１８）上に形成される一方、さらなるサブピクセル領域（３）内では、前記導電層（１８）は自由にアクセスされることができる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記導電層（１８）は、前記電気泳動プロセス中に横方向において電気的に接触される、
請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
−  各サブピクセル領域（３）の放射出口面（９）がパッシベーション層（１０）によって形成され、
−  前記パッシベーション層（１０）が少なくとも１つのサブピクセル領域（３）の前記放射出口面（９）の領域内で除去されることにより、前記サブピクセル領域（３）の前記放射出口面（９）が導電性になる一方、前記パッシベーション層（１０）は、少なくとも１つのサブピクセル領域（３）内で保持される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
−  前記パッシベーション層（１０）がさらなるサブピクセル領域（３）内で除去されることにより、前記さらなるサブピクセル領域（３）の放射出口面（９）が導電性になり、
−  前記導電層（１８）は、前記さらなるサブピクセル領域（３）の前記放射出口面（９）に形成され、
−  さらなる変換層（１９，１９’）が電気泳動プロセスによって前記導電層（１８）上に成膜される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ピクセル領域（２）が、それぞれ、正確に３つのサブピクセル領域（３）を含み、
−  第１のサブピクセル領域（３）に変換層（１９，１９’）が存在しないままであり、
−  第２のサブピクセル領域（３）に、第１の波長域の放射を第２の波長域の放射に変換することに適した前記変換層（１９，１９’）が設けられ、
−  第３のサブピクセル領域（３）に、前記第１の波長域の放射を前記第１のおよび前記第２の波長域とは異なる第３の波長域の放射に変換することに適したさらなる変換層（１９，１９’）が設けられる、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の波長域は青色光を含み、前記第２の波長域は緑色光を含み、前記第３の波長域は赤色光を含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも前記導電層（１８）が前記プロトン性反応物質内に導入されることにより、前記導電層（１８）は、少なくとも部分的に、前記プロトン性反応物質と反応して塩を形成する、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記塩は、少なくとも部分的に、前記半導体チップから洗浄される、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記導電層（１８）は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、チタン、アルミニウム、シリコン、ガリウム、スズ、ジルコニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、または、酸化スズの１つを含む、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記成膜された変換層（１９，１９’）は、細孔を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
−  少なくとも２つの異なるサブピクセル領域（３）を含むピクセル領域（２）を有する半導体ボディ（１）を設けるステップと、
−  少なくとも１つのサブピクセル領域（３）の放射出口面（９）上に導電層（１８）を形成するステップであって、前記導電層（１８）は、少なくとも部分的に、プロトン性反応物質と反応して塩を形成することに適している、ステップと、
−  変換層（１９，１９’）を、電気泳動プロセスによって前記導電層（１８）上に成膜するステップであって、前記成膜された変換層（１９，１９’）は細孔を有する、ステップと、
−  前記導電層（１８）が前記プロトン性反応物質と反応して少なくとも部分的に塩を形成するように、前記細孔を通して液体状または気体状の前記プロトン性反応物質を導入するステップと、
を含む、オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法。
【国際調査報告】
2016532295.tif 000022
2016532295.tif 000023
2016532295.tif 000024
2016532295.tif 000025
2016532295.tif 000026
2016532295.tif 000027