具有发光二极管的光电器件制造技术

本发明专利技术涉及一种制造光电器件(10)的方法，包括以下连续步骤：提供至少部分地由半导体材料制成并具有相对的第一和第二面的衬底；在第一面上形成半导体层(22，23，24)的堆叠(19)，堆叠(19)包括相对的第三面和第四面(20，21)，第四面(21)在衬底侧上，所述堆叠包括发光二极管(16)；从第二面侧在衬底中形成穿过开口(34)，所述开口与至少一部分发光二极管相对并限定衬底中的壁(30)；在与堆叠接触的至少一些开口中的第四面上形成导电垫(36)；以及在至少一些开口中形成光致发光块(38)。

Photoelectric devices with light emitting diodes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有发光二极管的光电器件本专利申请要求法国专利申请FR16/63509的优先权，其将被认为是本说明书的组成部分。
技术介绍
本公开涉及一种光电器件，特别涉及一种具有基于半导体材料的发光二极管的显示屏或图像投影器件及其制造方法。相关技术的讨论图像的像素对应于由光电器件显示的图像的单位元素。当光电器件是彩色图像显示光电器件时，它通常包括用于显示图像的每个像素的至少三个组件(component)，该组件也称为显示子像素，每个组件发射基本上为单色的光辐射(例如，红、绿和蓝)。由该三个显示子像素发射的辐射的叠加为观察者提供了与所显示的图像的像素相对应的色感。在这种情况下，由用于显示图像像素的三个显示子像素形成的组合(assembly)称为光电器件的显示像素。存在包括基于半导体材料的发光二极管的光电器件，该半导体材料包括半导体层的堆叠，半导体层例如包括至少一个III族元素(element)和一个V族元素，下文称为III-V族化合物，特别是氮化镓(GaN)。可以在半导体层堆叠上形成光致发光材料块。每个块适于将发光二极管发射的辐射转换成所需的辐射。根据子像素的排列，块位于半导体层堆叠上。在图像显示器件中，当与一个子像素相关联的发光二极管发出的光到达与另一个子像素相关联的光致发光块时，发生串扰。为了减少子像素之间的串扰，已知在光致发光块之间提供不透明的或反射的壁。可以通过电镀技术制成壁。然而，这些技术通常不允许形成具有适合于子像素和光致发光块的尺寸的纵横比的壁。
技术实现思路
实施例的目的旨在克服先前描述的包括发光二极管的光电器件的全部或部分缺点。实施例的另一个目的是减小相邻子像素之间的串扰。实施例的另一个目的是发光二极管包括半导体层的堆叠，半导体层例如主要包含III-V族化合物。实施例的另一个目的是在红、绿和蓝的原色不存在于来自发光二极管的同一个块中的情况下，壁应形成容纳颜色转换层的空腔。在红、绿和蓝的原色存在于来自发光二极管的同一个块中、例如发光二极管主要包括III-V族化合物的情况下，壁应当用作像素块的子像素。因此，实施例提供了一种制造光电器件的方法，包括以下连续步骤：a)提供至少部分由半导体材料制成并具有相对的第一和第二面的衬底；b)在第一面上形成半导体层的堆叠，所述堆叠包括相对的第三和第四面，第四面在衬底侧上，所述堆叠包括发光二极管；c)将堆叠(19)在第三面(20)侧接合到电子电路(14)；d)从第二面侧在衬底中形成穿过开口，所述开口与至少一部分发光二极管相对并限定衬底中的壁；e)在与堆叠接触的至少一些开口中的第四面上形成导电垫；和f)在至少一些开口中形成光致发光块。根据实施例，步骤b)包括形成与衬底接触的种子层，种子层由有利于堆叠的至少一个半导体层的生长的材料制成。根据实施例，种子层可以至少部分地由氮化铝、氮化铝镓、氮化铝铟镓、氮化铝铟或氮化硅制成。根据实施例，衬底包括由电绝缘层覆盖的支撑件，所述电绝缘层由半导体基底覆盖，并且在步骤b)，堆叠形成在半导体基底上，与半导体基底接触。根据实施例，步骤d)包括完全蚀刻支撑件并蚀刻开口穿过绝缘层和半导体基底。根据实施例，该方法还包括，在步骤c)之前，蚀刻堆叠中的沟槽以及用电绝缘涂层覆盖每个沟槽的步骤，沟槽在堆叠中从第三面延伸。根据实施例，该方法还包括，在步骤c)之前，将离子注入堆叠中以形成在堆叠中从第三面延伸的电绝缘区的步骤。根据实施例，该方法还包括，在步骤b)之前，在衬底中从第一面形成开口并在所述开口中形成壁，该壁至少部分由不同于衬底的材料制成，方法还包括，在步骤d)中，移除衬底以暴露壁。另一实施例提供一种光电器件，包括：堆叠，包括发光二极管；壁，至少部分地由搁置在堆叠上的半导体或电绝缘材料制成，该壁限定开口，该开口与发光二极管的至少一部分相对；导电垫，在与堆叠接触的至少一些开口中；和光致发光块，在至少一些开口中。根据实施例，光电器件还包括在壁和堆叠之间、与壁和堆叠接触的种子部，种子部由有利于堆叠的至少一个半导体层生长的材料制成。根据实施例，种子部可以至少部分地由氮化铝、氮化铝镓、氮化铝铟镓、氮化铝铟或氮化硅制成。根据实施例，光电器件还包括在壁的顶部上的电绝缘部。根据实施例，光电器件还包括在堆叠中延伸的沟槽，每个沟槽被电绝缘涂层覆盖。根据实施例，光电器件还包括在堆叠中延伸的电绝缘区。根据实施例，堆叠包括被粗糙化或包括周期性图案的面。根据实施例，导电垫由对发光二极管发射的辐射至少部分透明的材料制成。根据实施例，光电器件还包括从第三面穿过堆叠到第四面的电连接(electricalconnection)，所述电连接与堆叠的半导体层绝缘并与壁接触。根据实施例，每个壁包括覆盖有电绝缘层的半导体材料的芯。附图说明在下面结合附图对特定实施例的非限制性描述中将详细讨论前述和其他特征和优点，其中：图1和图2分别是光电器件的实施例的简化剖视图和俯视图；图3至图6是光电器件的其他实施例的局部简化剖视图；图7A至7E是在图2所示的光电器件的制造方法的实施例的连续步骤中获得的结构的局部简化剖视图；图8A至8D是在图3所示的光电器件的制造方法的实施例的连续步骤中获得的结构的局部简化剖视图；图9是光电器件的另一个实施例的局部简化剖视图；以及图10A至图10G是在图9中所示的光电器件的制造方法的实施例的连续步骤中获得的结构的局部简化剖视图。具体实施方式为清楚起见，在各个附图中用相同的附图标记表示相同的元件，并且，通常在电子电路的表示中，各种附图未按比例绘制。此外，仅示出并将描述对理解本说明书有用的那些元件。特别地，用于偏置光电器件的发光二极管的装置是公知的，并且将不再描述。在下面的描述中，除非另有说明，否则术语“基本上”、“接近于”和“大约”表示“在10％以内”。此外，发光二极管的“有源区”表示发光二极管中的从其中由发光二极管提供的大部分电磁辐射被发射的区域。此外，当第一元件通过外延关系被所谓“链接”到第二元件时，这意味着第一元件由第一层制成，并且第二元件由第二层制成，而第二层在第一层上外延生长或反向生长。此外，应当从广义上理解诸如在本公开的上下文中使用的术语“颗粒”，并且其不仅对应于或多或少具有球形形状的致密颗粒，而且对应于角形颗粒、扁平颗粒、片状颗粒、纤维状颗粒或纤维颗粒等等。应当理解，本公开的上下文中的颗粒的“大小”是指颗粒的最小横向尺寸。材料的颗粒是指单独考虑的颗粒，即已知该材料可以以颗粒簇的形式出现的情况下，材料的单位元素。根据本公开的内容，颗粒的“平均大小”词组是指颗粒大小的算术平均值，即颗粒大小的总和除以颗粒的数量。可以通过使用例如MalvernMastersizer2000的激光粒度测量法来测量颗粒的粒度测定。图1和2示出了例如对应于显示屏或图像投影设备的光电器件10的实施例。器件10包括两个集成电路12、14。第一集成电路12包括发光二极管16，并且在下面的描述中称为光电电路或光电芯片。第二集成电路14包括未示出的电子元件，尤其是晶体管，用于控制第一集成电路12的发光二极管16。在下面的描述中，第二集成电路14被称为控制电路或控制芯片。光电电路12被接合(bond)到控制电路14。根据接合类型，可以在光电芯片12和控制芯片14之间存在边界垫18。根据一个实施例，发光二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造光电器件(10；40；50；70；80)的方法，包括以下连续步骤：a)提供至少部分由半导体材料制成并具有相对的第一面和第二面(91，92)的衬底(90；100)；b)在第一面(92)上形成半导体层(22，23，24)的堆叠(19)，所述堆叠(19)包括相的对第三面和第四面(20，21)，第四面(21)在衬底侧上，所述堆叠包括发光二极管(16)；c)将堆叠(19)在第三面(20)侧接合到电子电路(14)；d)从第二面(91)侧在所述衬底中形成穿过开口(34)，所述开口与至少一部分发光二极管相对并限定衬底中的壁(30；122)；e)在与堆叠接触的开口中的至少一些开口中的第四面上形成导电垫(36；72)；和f)在开口中的至少一些开口中形成光致发光块(38)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.29 FR 16635091.一种制造光电器件(10；40；50；70；80)的方法，包括以下连续步骤：a)提供至少部分由半导体材料制成并具有相对的第一面和第二面(91，92)的衬底(90；100)；b)在第一面(92)上形成半导体层(22，23，24)的堆叠(19)，所述堆叠(19)包括相的对第三面和第四面(20，21)，第四面(21)在衬底侧上，所述堆叠包括发光二极管(16)；c)将堆叠(19)在第三面(20)侧接合到电子电路(14)；d)从第二面(91)侧在所述衬底中形成穿过开口(34)，所述开口与至少一部分发光二极管相对并限定衬底中的壁(30；122)；e)在与堆叠接触的开口中的至少一些开口中的第四面上形成导电垫(36；72)；和f)在开口中的至少一些开口中形成光致发光块(38)。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)包括形成与所述衬底(100)接触的种子层(94)，所述种子层由有利于所述堆叠(19)的半导体层中的至少一个半导体层生长的材料制成。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述种子层(94)能够至少部分地由氮化铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝铟镓(AlInGaN)、氮化铝铟(AlInN)或氮化硅(SiN)制成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述衬底(100)包括由电绝缘层(106)覆盖的支撑件(108)，所述电绝缘层由半导体基底(110)覆盖，并且其中，在步骤b)中，所述堆叠(19)形成在所述半导体基底上，与所述半导体基底接触。5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤d)包括完全蚀刻所述支撑件(108)并蚀刻所述开口(34)穿过所述绝缘层(106)和所述半导体基底(110)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：在步骤c)之前，蚀刻所述堆叠(19)中的沟槽(52)以及用电绝缘涂层(58)覆盖每个沟槽的步骤，所述沟槽在所述堆叠中从所述第三面(20)延伸。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括，在步骤c)之前，将离子注入到所述堆叠(19)中以形成在所述堆叠中从所述第三面(20)延伸的电绝缘区(34)的步骤。8.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡正松，谭伟新，文森特·贝克斯，菲力浦·吉莱，皮埃尔·楚尔菲安，
申请(专利权)人：艾利迪公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR