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Title:
METHOD FOR PRODUCING A LATERALLY STRUCTURED PHOSPHOR LAYER AND OPTOELECTRONIC COMPONENT COMPRISING SUCH A PHOSPHOR LAYER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/107211
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for producing a laterally structured layer, more particularly a phosphor lamina (1), comprising the following steps: - providing a carrier (2) having a first electrically conductive layer (21) at a carrier top side (20), - applying an insulation layer (23) to the first electrically conductive layer (21) and a second electrically conductive layer (22) to the insulation layer (23), - applying an etching mask (3) to the second electrically conductive layer (22) and structuring said etching mask, - etching the second electrically conductive layer (22) and the insulation layer (23), wherein the first electrically conductive layer (21) is maintained as a continuous layer, - applying a voltage to the first electrically conductive layer (21) and electrophoretically coating the first electrically conductive layer (21) with a first material (4), and - applying a voltage to the second electrically conductive layer (22) and electrophoretically coating the second electrically conductive layer (22) with a second material (5).

Inventors:
GÖÖTZ BRITTA (DE)
STOLL ION (DE)
PFEUFFER ALEXANDER F (DE)
SCHOLZ DOMINIK (DE)
OTTO ISABEL (DE)
Application Number:
EP2015/050976
Publication Date:
July 23, 2015
Filing Date:
January 20, 2015
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
C25D7/00; C25D13/02; C25D13/12; C25D13/22; H01L33/50; H01L33/00
Domestic Patent References:
WO2013150455A12013-10-10
Foreign References:
US6120339A2000-09-19
US20120223875A12012-09-06
US5120591A1992-06-09
US20080302559A12008-12-11
JP2005197190A2005-07-21
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer lateral strukturierten Schicht, insbesondere eines Leuchtstoffplättchens (1), mit den Schritten:

- Bereitstellen eines Trägers (2) mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht (21) an einer

Trägeroberseite (20),

- Aufbringen einer Isolationsschicht (23) auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (21) und einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (22) auf die

Isolationsschicht (23) ,

- Aufbringen und Strukturieren einer Ätzmaske (3) auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (22),

- Ätzen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (22) und der Isolationsschicht (23) , wobei die erste

elektrisch leitfähige Schicht (21) als durchgehende

Schicht erhalten bleibt,

- Anlegen einer Spannung an die erste elektrisch

leitfähige Schicht (21) und elektrophoretisches

Beschichten der ersten elektrisch leitfähigen Schicht

(21) mit einem ersten Material (4), und

- Anlegen einer Spannung an die zweite elektrisch

leitfähige Schicht (22) und elektrophoretisches

Beschichten der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht

(22) mit einem zweiten Material (5) .

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,

wobei

- als lateral strukturierte Schicht ein

Leuchtstoffplättchen (1) hergestellt wird,

- das erste Material (4) ein Leuchtstoff oder eine

Leuchtstoffmischung ist, - das zweite Material (5) ein für sichtbares Licht reflektierendes oder absorbierendes Material enthält oder ist, und

- die zweite elektrisch leitfähige Schicht (22) nach dem Ätzen in Draufsicht gesehen ein Gitter bildet, sodass die erste elektrisch leitfähige Schicht (21), in Draufsicht gesehen, in eine Vielzahl rahmenförmig umschlossener Bereiche unterteilt ist.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Material (4, 5) jeweils als Partikel abgeschieden werden,

wobei ein mittlerer Partikeldurchmesser der Partikel des zweiten Materials (5) um mindestens einen Faktor 3 kleiner ist als ein mittlerer Partikeldurchmesser der Partikel des ersten Materials (4) .

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach dem Ätzen die erste und die zweite

elektrisch leitfähige Schicht (21, 22) zusammengenommen, in Draufsicht gesehen, die Trägeroberseite (20)

vollständig bedecken.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite elektrisch leitfähige Schicht (22) und die Isolationsschicht (23) gegenüber der ersten

elektrisch leitfähigen Schicht (22) selektiv nasschemisch ätzbar sind.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach dem Beschichten auf das erste und das zweite Material (4, 5) ein Matrixmaterial (6) gegeben wird, sodass die lateral strukturierte Schicht ein einziges, zusammenhängendes Plättchen (1) ist,

wobei das Matrixmaterial (6) ein Silikon, ein Silikon- Epoxid-Hybridmaterial , ein Polysilazan und/oder ein

Parylen enthält oder hieraus besteht.

7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,

wobei dem Matrixmaterial (6) ein drittes Material (60) in Form von Partikeln beigegeben ist und das dritte Material (60) ein Leuchtstoff oder eine Leuchtstoffmischung ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem der Schritt des Bereitstellens des Trägers (2) beinhaltet, auf der Trägeroberseite (20) die erste elektrisch leitfähige Schicht (21) abzuscheiden,

wobei der Träger (2) elektrisch isolierend ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem

- die erste elektrisch leitfähige Schicht (21) ein transparenten leitfähigen Oxid aufweist und eine Dicke zwischen einschließlich 50 nm und 400 nm hat,

- die Isolationsschicht (23) aus einem Siliziumoxid oder einem Siliziumnitrid gebildet ist und eine Dicke zwischen einschließlich 150 nm und 800 nm hat,

- die zweite elektrisch leitfähige Schicht (21) eine metallische Schicht mit Ti, W, AI und/oder Ca aufweist und eine Dicke zwischen einschließlich 50 nm und 500 nm hat,

- das erste Material (4) ein Leuchtstoff ist und einen mittleren Partikeldurchmesser zwischen einschließlich

7 ym und 13 ym aufweist,

- das zweite Material (4) einen mittleren

Partikeldurchmesser zwischen einschließlich 100 nm und 500 nm aufweist und ein Titanoxid, Siliziumoxid,

Aluminiumoxid, Ruß oder Graphit ist, und

- eine Dicke des fertig hergestellten

Leuchtstoffplättchens (1) zwischen einschließlich 20 ym und 150 ym liegt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die im Anspruch 1 aufgezählten Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem nach dem Beschichten mit dem ersten und dem zweiten Material (4, 5) der Träger (2) von der

hergestellten, lateral strukturierten Schicht (1) entfernt wird,

wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht (21), die zweite elektrisch leitfähige Schicht (22) und/oder die Isolationsschicht (23) teilweise oder vollständig an der lateral strukturierten Schicht (1) verbleiben.

12. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10) mit

- mindestens einem Leuchtdiodenchip (7),

- mindestens einem Leuchtstoffplättchen (1), das mit einem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche hergestellt ist und das auf den Leuchtdiodenchip (7) aufgebracht ist,

wobei

- der Leuchtdiodenchip (7) eine Mehrzahl von einzelnen Pixeln (70) aufweist.

13. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10) nach dem

vorhergehenden Anspruch,

bei dem - eine Strukturierung des Leuchtdiodenchips (7) zu den Pixeln (70) einer Strukturierung des

Leuchtstoffplättchens (1) in Bereiche mit dem ersten und dem zweiten Material (4, 5) entspricht, sodass jedem der Pixel (70) genau ein Bereich mit dem ersten Material (4) zugeordnet ist und sodass durch das zweite Material (5) ein optisches Übersprechen zwischen benachbarten Pixeln (70) reduziert oder verhindert wird,

- ein Pixelabstand (D) zwischen benachbarten Pixeln (70), in Draufsicht gesehen, zwischen einschließlich 2 ym und 30 ym liegt und eine Breite der Bereiche mit dem zweiten Material (5) , mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 2, gleich dem Pixelabstand (D) ist, und

- der Leuchtdiodenchip (7) aus einer einzigen,

zusammenhängend gewachsenen Halbleiterschichtenfolge (71) hergestellt ist.

Description:
Beschreibung

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER LATERAL STRUKTURIERTEN PHOSPHORSCHICHT UND OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEIL MIT EINER SOLCHEN PHOSPHORSCHICHT

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer lateral

strukturierten Schicht, insbesondere eines

Leuchtstoffplättchens , angegeben. Darüber hinaus wird

optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einer solchen

Schicht angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren

anzugeben, mit dem eine lateral strukturierte Schicht effizient herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren und durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit den

Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mit dem Verfahren eine lateral strukturierte Schicht hergestellt. Lateral strukturiert bedeutet insbesondere, dass die Schicht, in Draufsicht auf eine Hauptseite gesehen, mehrere Teilgebiete aufweist, die sich in ihren Eigenschaften unterscheiden.

Insbesondere unterscheiden sich die Teilgebiete in ihrer Materialzusammensetzung voneinander und/oder in ihren

optische Eigenschaften. In Richtung senkrecht zu den

Hauptseiten können in den Teilgebieten Materialien homogen oder inhomogen verteilt vorliegen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens eines Trägers. Bei dem Träger kann es sich um einen temporären Träger handeln, der nur während des Herstellungsverfahrens vorhanden ist. Der Träger ist bevorzugt mechanisch stabil, sodass der Träger eine oder die mechanisch tragende und stützende Komponente der

herzustellenden Schicht darstellt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger an einer Trägeroberseite eine erste elektrisch leitfähige

Schicht auf. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann integraler Bestandteil des Trägers sein oder auch auf der Trägeroberseite aufgebracht sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Aufbringens einer elektrischen

Isolationsschicht auf die erste elektrisch leitfähige

Schicht. Bevorzugt wird die Isolationsschicht ganzflächig und homogen sowie in einer gleichmäßigen Schichtdicke über der ersten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht. Hierbei kann auch die erste elektrisch leitfähige Schicht eine durchgehende, unstrukturierte Schicht mit im Rahmen der Herstellungstoleranzen konstanter Dicke sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird auf die

Isolationsschicht eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht. Das Aufbringen der zweiten elektrisch

leitfähigen Schicht erfolgt bevorzugt unstrukturiert, wie dies auch für die erste elektrisch leitfähige Schicht der Fall sein kann. Durch die Isolationsschicht sind die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht elektrisch voneinander isoliert. Die erste elektrisch leitfähige Schicht, die

Isolationsschicht und die zweite elektrisch leitfähige

Schicht sind bevorzugt aus jeweils einer einzigen Schicht gebildet. Alternativ hierzu ist es möglich, dass für diese Schichten jeweils eine Kombination aus mehreren Teilschichten verwendet wird. In Richtung weg von dem Träger folgt die Isolationsschicht bevorzugt unmittelbar auf die erste

elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige Schicht bevorzugt unmittelbar auf die

Isolationsschicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird auf einer dem Träger abgewandten Seite der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht eine Ätzmaske aufgebracht. Die Ätzmaske wird

bevorzugt fotolithografisch strukturiert. Beispielsweise ist die Ätzmaske aus einer Fotolackschicht herausgebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die Isolationsschicht geätzt. Das Ätzen erfolgt strukturiert, wobei eine

Strukturierung durch die Ätzmaske vorgegeben ist.

Insbesondere werden die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die Isolationsschicht bei dem Ätzen stellenweise

vollständig von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht entfernt, sodass die erste elektrisch leitfähige Schicht nach dem Ätzen stellenweise frei liegt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei dem Ätzen die erste elektrisch leitfähige Schicht nicht oder nicht

signifikant beeinträchtigt oder entfernt. Insbesondere bleibt die erste elektrisch leitfähige Schicht als durchgehende, unstrukturierte oder im Wesentlichen unstrukturierte Schicht erhalten . Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird an die erste elektrisch leitfähige Schicht zeitweise eine Spannung

angelegt. Mittels Elektrophorese erfolgt dann ein Beschichten der ersten elektrisch leitfähigen Schicht mit einem ersten Material. Bevorzugt wird die erste elektrisch leitfähige Schicht in allen von der Isolationsschicht unbedeckten

Gebieten mit dem ersten Material beschichtet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Spannung an die zweite elektrisch leitfähige Schicht angelegt und ein zweites Material mittels Elektrophorese auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht abgeschieden. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht ist dabei bevorzugt frei von dem ersten Material. Mit anderen Worten wird das erste

Material dann selektiv auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und das zweite Material bevorzugt selektiv auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht abgeschieden. In mindestens einer Ausführungsform ist das Verfahren zur Herstellung einer lateral strukturierten Schicht,

insbesondere eines Leuchtstoffplättchens , eingerichtet. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines Trägers mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht an einer Trägeroberseite,

- Aufbringen einer Isolationsschicht auf die erste elektrisch leitfähige Schicht und einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auf die Isolationsschicht,

- Aufbringen und Strukturieren einer Ätzmaske auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht,

- Ätzen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und der Isolationsschicht, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht als durchgehende Schicht erhalten bleibt, - Anlegen einer Spannung an die erste elektrisch leitfähige Schicht und elektrophoretisches Beschichten der ersten elektrisch leitfähigen Schicht mit einem ersten Material, und

- Anlegen einer Spannung an die zweite elektrisch leitfähige Schicht und elektrophoretisches Beschichten der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht mit einem zweiten Material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die

Verfahrensschritte des hier beschriebenen Verfahrens in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Alternativ hierzu ist es möglich, dass das Beschichten mit dem ersten und dem zweiten Material in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt wird . Insbesondere für pixelierte Leuchtdiodenchips ist es

erforderlich, einen Leuchtstoff zu einer

Wellenlängenkonversion gezielt strukturiert auf einzelne oder mehrere Pixel aufzubringen. Dabei ist es auch oft

erforderlich, dass benachbarte Pixel optisch voneinander isoliert sind, sodass ein optisches Übersprechen zwischen benachbarten Pixeln vermieden wird. Durch eine solche

optische Isolation voneinander ist ein hoher Kontrast etwa zwischen benachbarten angeschalteten und ausgeschalteten Pixeln möglich.

Entsprechend pixelierte Leuchtdiodenchips werden zum Beispiel fotolithografisch strukturiert, um vergleichsweise kleine Strukturgrößen realisieren zu können. Zur optischen

Isolierung ist es damit auch erforderlich, dass ein auf dem Leuchtdiodenchip angebrachter Leuchtstoff in gleicher Weise mit vergleichsweise kleinen Strukturgrößen versehen werden kann. Durch das hier beschriebene Verfahren ist es möglich, mit einer fotolithografisch hergestellten Maske eine Schicht mit lateral strukturierten optischen Eigenschaften,

beispielsweise mit Leuchtstoffbereichen und mit

strahlungsundurchlässigen Bereichen, mit der erforderlichen Genauigkeit herzustellen. Dadurch, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige

Schicht elektrisch voneinander getrennt ansprechbar sind, sind speziell das erste Material und das zweite Material selektiv in bestimmten Bereichen auf dem Träger abscheidbar. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der lateral strukturierten Schicht um ein Leuchtstoffplättchen . Mit anderen Worten umfasst dann die Schicht einen oder mehrere Leuchtstoffe. Das Leuchtstoffplättchen ist dazu eingerichtet, auf einen optoelektronischen Halbleiterchip wie einen Leuchtdiodenchip aufgebracht zu werden. Insbesondere ist die lateral strukturierte Schicht dazu eingerichtet und mechanisch ausreichend stabil, um mit einem

Platzierungsverfahren, englisch pick-and-place-process , gehandhabt zu werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Material ein Leuchtstoff oder eine Leuchtstoffmischung oder umfasst einen Leuchtstoff oder eine Leuchtstoffmischung . Als

Leuchtstoffe können beispielsweise folgenden Materialien verwendet werden: mit seltenen Erden dotierte Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte

Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte

Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte

Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte SiAlON-Materialien und/oder mit seltenen Erden dotierte SiON-Materialien . Insbesondere sind Ce3+-dotierte Granate, etwa YAG:Ce und LuAG:Ce als Leuchtstoffe geeignet. Weiterhin sind insbesondere Eu 2+ -dotierte Nitride, wie

CaAlSiN 3 :Eu 2+ , (Ba, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ , Eu 2+ -dotierte Sulfide, SiA10N:Eu 2+ , Orthosilikate wie beispielsweise

(Ba, Sr) 2S1O4 : Eu 2+ , Bariummagnesiumaluminat : Eu 2+ und/oder Halophosphate als Leuchtstoffe geeignet. Gemäß zumindest eine Ausführungsform handelt es sich bei dem zweiten Material um ein für sichtbares Licht reflektierendes oder absorbierendes Material. Insbesondere die reflektierende Wirkung kann im Zusammenspiel mit einem

Brechungsindexunterschied hin zu einem das zweite Material umgebenden Material auftreten. Beispielsweise umfasst oder ist das zweite Material eines der folgenden Materialien:

S1O2, AI2O3, T1O2, Zr02, AfC>2, Graphit, Ruß,

Kohlenstoffnanoröhrchen . Alternativ oder zusätzlich weist das zweite Material ein Oxid, ein Sulfid und/oder ein Zyanid eines Übergangsmetalls oder einer seltenen Erde auf,

insbesondere als anorganisches Pigment zur Einstellung eines bestimmten Farbeindrucks.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite

elektrisch leitfähige Schicht nach dem Schritt des Ätzens, in Draufsicht gesehen, wie ein Gitter geformt. Insbesondere handelt es sich dann bei der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht um eine einzige, elektrisch zusammenhängende

Struktur .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste

elektrisch leitfähige Schicht vor dem Schritt des

Beschichtens mit dem ersten und dem zweiten Material und nach dem Schritt des Ätzens durch eine Vielzahl von inseiförmigen Bereichen gebildet, die jeweils rahmenförmig von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht umschlossen sind. Mit anderen Worten befindet sich die erste elektrisch leitfähige Schicht, in Draufsicht gesehen, in Maschen des Gitters, das durch die zweite elektrisch leitfähige Schicht gebildet ist. Die erste elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige Schicht befinden sich dabei bevorzugt in zwei unterschiedlichen Ebenen parallel zur Trägeroberseite.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden das erste

Material und/oder das zweite Material in Form von Partikeln abgeschieden. Die Partikel können jeweils durch ein homogenes Material gebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass es sich bei den Partikeln um Kompositpartikel handelt, beispielsweise mit einem Kern aus Titandioxid und mit einer Beschichtung aus Aluminiumoxid und/oder Siliziumoxid.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform übersteigt ein

mittlerer Partikeldurchmesser der Partikel des ersten

Materials einen mittleren Partikeldurchmesser der Partikel des zweiten Materials um mindestens einen Faktor 2 oder 3 oder 5 oder 10. Mit anderen Worten sind die Partikel des zweiten Materials dann signifikant kleiner als die Partikel des ersten Materials.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedecken die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht zusammengenommen, in Draufsicht gesehen und nach dem Schritt des Ätzens und vor dem Schritt des Beschichtens, die Trägeroberseite

vollständig. Mit anderen Worte ist es dann möglich, dass in Draufsicht gesehen die erste und die zweite elektrisch leitfähigen Schichten direkt aneinander grenzen. Insbesondere durch die Isolationsschicht ist dann, in Draufsicht gesehen, kein oder kein signifikanter nichtleitender Zwischenbereich zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht vorhanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite

elektrisch leitfähige Schicht zusammen mit der

Isolationsschicht gegenüber der ersten elektrisch leitfähigen Schicht selektiv ätzbar, insbesondere selektiv nasschemisch oder trockenchemisch ätzbar. Selektiv ätzbar kann bedeuten, dass sich Ätzraten der beteiligten Materialien der Schichten um mindestens einen Faktor 5 oder 10 oder 50 oder 100 voneinander unterscheiden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem

Beschichten mit dem ersten und/oder dem zweiten Material ein Matrixmaterial auf die Trägeroberseite aufgebracht. Über das Matrixmaterial ist eine zusammenhängende, lateral

strukturierte Schicht insbesondere in Form eines einzigen, zusammenhängenden Plättchens herstellbar. Mit anderen Worten stellt das Matrixmaterial dann ein Bindemittel zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material, insbesondere zwischen den jeweiligen Partikeln, dar. Durch das

Matrixmaterial ist eine lückenlose, durchgehende Schicht erzielbar. Beispielsweise wird das Matrixmaterial durch

Pressen oder Spritzpressen, englisch molding, durch Spin- Coating oder durch Dispensieren aufgebracht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Matrixmaterial strahlungsdurchlässig im sichtbaren Spektralbereich. Ebenso ist das Matrixmaterial bevorzugt alterungsstabil.

Beispielsweise handelt es sich bei dem Matrixmaterial um ein Silikon, um ein Silikon-Hybridmaterial wie ein Silikon- Epoxid-Hybridmaterial , um ein Polysilazan, um ein Parylen oder um ein niedrigschmelzendes Glas.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Matrixmaterial oder ist dem Matrixmaterial ein drittes

Material beigegeben. Das dritte Material liegt zum Beispiel in Form von Partikeln vor. Ein Durchmesser der Partikel des Matrixmaterials liegt beispielsweise im gleichen

Größenbereich wie die Durchmesser der Partikel des ersten Materials und/oder des zweiten Materials. Bei dem dritten

Material kann es sich um einen weiteren Leuchtstoff oder um eine Leuchtstoffmischung handeln.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens

beinhaltet der Schritt des Bereitstellens des Trägers, die erste elektrisch leitfähige Schicht auf die Trägeroberseite abzuscheiden. Dabei ist der Träger bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Das Abscheiden der ersten elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt beispielsweise durch ein Aufdampfen, durch eine Gasphasenabscheidung oder durch Sputtern, ebenso wie dies für die zweite elektrisch leitfähige Schicht möglich ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste

elektrisch leitfähige Schicht aus einem transparenten

leitfähigen Oxid wie ZnO oder Indiumzinnoxid, kurz ITO, gebildet. Alternativ hierzu kann die erste elektrisch

leitfähige Schicht auch ein Metall oder mehrere Metalle aufweisen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste

elektrisch leitfähige Schicht eine Dicke von mindestens 50 nm oder 75 nm oder 100 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Dicke der ersten elektrisch leitfähigen Schicht bei höchstens 2 ym oder 1 ym oder 400 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Isolationsschicht aus einem elektrisch isolierenden Oxid oder Nitrid oder Oxinitrid gebildet, insbesondere aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Isolationsschicht eine Dicke von mindestens 100 nm oder 150 nm oder 200 nm und/oder von höchstens 1,5 ym oder 800 nm oder 500 nm auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite elektrisch leitfähige Schicht eine oder mehrere metallische Schichten auf. Beispielsweise beinhaltet die zweite

elektrisch leitfähige Schicht Titan, Wolfram, Aluminium und/oder Kalzium. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht ein Halbleitermaterial wie Silizium oder Galliumnitrid aufweisen oder hieraus bestehen. Auch ist es möglich, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid wie Zinkoxid geformt ist. Ist die zweite elektrisch leitfähige Schicht aus einem Halbleitermaterial gebildet, so kann zusätzlich eine Dotierung vorhanden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das erste

Material einen mittleren Partikeldurchmesser von mindestens 2 ym oder 7 ym auf und/oder von höchstens 25 ym oder 13 ym. Alternativ oder zusätzlich liegt ein mittlerer Durchmesser der Partikel des zweiten Materials bei mindestens 50 nm oder 100 nm oder 150 nm und/oder bei höchstens 5 ym oder 1 ym oder 500 nm. Als mittlerer Partikeldurchmesser wird insbesondere ein d50-Wert herangezogen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die fertig hergestellte lateral strukturierte Schicht eine Dicke von mindestens 10 ym oder 20 ym oder 30 ym auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Dicke bei höchstens 250 ym oder 150 ym oder 90 ym. Die Dicke der Schicht kann dabei eine

gleichmäßige Dicke sein. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Dicke der Schicht gezielt strukturiert ist,

beispielsweise in gleicher Weise wie die zweite elektrisch leitfähige Schicht, in Draufsicht gesehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Träger nach dem Beschichten mit dem ersten und dem zweiten Material und bevorzugt nach dem Aufbringen des Matrixmaterials von der hergestellten, lateral strukturierten Schicht entfernt.

Beispielsweise wird der Träger nasschemisch abgelöst.

Alternativ ist es auch möglich, dass der Träger fotochemisch abgelöst wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform verbleiben nach dem Ablösen von dem Träger die erste elektrisch leitfähige

Schicht, die zweite elektrisch leitfähige Schicht und/oder die Isolationsschicht teilweise oder vollständig an der lateral strukturierten Schicht. Insbesondere kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht in der lateral strukturierten Schicht, also insbesondere in dem Leuchtstoffplättchen, vorhanden sein. Über solche zurückbleibende Bereiche der insbesondere zweiten elektrisch leitfähigen Schicht ist das Verfahren auch am fertigen Produkt eindeutig nachweisbar. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Das Halbleiterbauteil umfasst mindestens ein

Leuchtstoffplättchen, das mit einem Verfahren nach wenigstens einer der vorhergehenden Ausführungsformen hergestellt ist. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das

Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das

optoelektronische Halbleiterbauteil wenigstens einen

optoelektronischen Halbleiterchip, insbesondere mindestens einen Leuchtdiodenchip zur Erzeugung von sichtbarem Licht. Bevorzugt emittiert der Leuchtdiodenchip blaues Licht. Ferner beinhaltet das Halbleiterbauteil mindestens ein

Leuchtstoffplättchen . Das Leuchtstoffplättchen ist auf dem Leuchtdiodenchip, insbesondere auf einer

Strahlungshauptseite, angebracht. Der Leuchtdiodenchip ist dabei in eine Mehrzahl von einzelnen Pixeln strukturiert. Bevorzugt sind die einzelnen Pixeln oder Gruppen von

einzelnen Pixeln separat und unabhängig voneinander

elektrisch ansteuerbar.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform entspricht eine

Strukturierung des Leuchtdiodenchips zu den Pixeln einer Strukturierung des Leuchtstoffplättchens in Bereiche mit dem ersten Material und in Bereiche mit dem zweiten Material. Beispielsweise befinden sich jeweils über den

lichtemittierenden Pixeln Bereiche nur mit dem ersten

Material. Über Zwischenbereiche zwischen benachbarten Pixeln befinden sich bevorzugt Teilgebiete des

Leuchtstoffplättchens , die zu einer optischen Isolierung nur das zweite Material aufweisen. Hierdurch ist es möglich, dass eine 1 : 1-Zuordnung zwischen Bereichen mit dem ersten Material und den Pixeln entsteht. Durch das strahlungsundurchlässige zweite Material ist damit eine optische Isolierung zur

Verhinderung eines optischen Übersprechens zwischen

benachbarten Pixeln gebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Pixeln, in Draufsicht gesehen, mindestens 1 ym oder 2 ym oder 3 ym oder 5 ym. Alternativ oder zusätzlich liegt der Pixelabstand bei höchstens 30 ym oder 15 ym oder 12 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist, in Draufsicht gesehen, der Bereich mit dem zweiten Material des

Leuchtstoffplättchens eine Breite auf, die mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 3 oder 2 oder 1,5 oder 1,25 gleich dem Pixelabstand ist. Mit anderen Worten können dann die Bereiche mit dem zweiten Material deckungsgleich zu

Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixeln des

Leuchtdiodenchips verlaufen, in Draufsicht gesehen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der

Leuchtdiodenchip aus einer einzigen Halbleiterschichtenfolge hergestellt. Die Halbleiterschichtenfolge erstreckt sich insbesondere in einer ungeänderten Zusammensetzung und mit gleichen Schichten über dem gesamten Leuchtdiodenchip hinweg. Bevorzugt ist die Halbleiterschichtenfolge hierbei

zusammenhängend entlang genau einer Wachstumsrichtung

gewachsen. Der Leuchtdiodenchip sowie dessen Pixelierung ist dann beispielsweise durch ein fotolithografisches

Strukturieren der Halbleiterschichtenfolge erzeugt, wobei die einzelnen Pixel nach einem selektiven Materialabtrag von Material der Halbleiterschichtenfolge nicht mehr relativ zueinander bewegt werden. Mit anderen Worten sind dann die Pixel einzig durch ein Ätzen einer zusammenhängenden Halbleiterschichtenfolge erzeugt und positioniert und nicht durch einen Umsetzprozess oder durch ein Umplatzieren.

Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Verfahren und ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Es zeigen: Figur 1 schematische Schnittdarstellungen von

Verfahrensschritten eines hier beschriebenen

Verfahrens ,

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf strukturierte,

elektrische leitfähige Schichten für ein hier beschriebenes Verfahren, und

Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines hier

beschriebenen optoelektronischen

Halbleiterbauteils.

In Figur 1 ist ein Herstellungsverfahren für eine lateral strukturierte Schicht illustriert. Bei der fertigen lateral strukturierten Schicht handelt es sich besonders bevorzugt um ein Leuchtstoffplättchen 1.

Gemäß Figur 1A wird ein Träger 2 mit einer Trägeroberseite 20 bereitgestellt. Bei dem Träger 2 handelt es sich zum Beispiel um einen Saphirwafer. Ebenso können aber auch andere

elektrisch isolierende Materialien verwendet werden. Auf die Trägeroberseite 20 wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht 21 aufgebracht, beispielsweise mittels Sputtern oder Gasphasenabscheidung . Die erste elektrisch leitfähige Schicht 21 ist beispielsweise aus ZnO gebildet und weist eine Dicke von ungefähr 150 nm auf.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, ein elektrisch

leitfähiges Substrat 2 zu verwenden. In diesem Fall ist die erste elektrisch leitfähige Schicht 21 ein Teil des Trägers 2 und der Trägeroberseite 20.

In Figur 1B ist illustriert, dass auf die erste elektrisch leitfähige Schicht 21 eine Isolationsschicht 23 abgeschieden wird. Die Isolationsschicht 23 ist elektrisch isolierend. Beispielsweise ist die Isolationsschicht 23 aus S13N4 geformt. Eine Dicke der Isolationsschicht 23 liegt zum

Beispiel bei ungefähr 350 nm.

In Figur IC ist dargestellt, dass auf die Isolationsschicht 23 eine zweite elektrisch leitfähige Schicht 22 durchgehend abgeschieden wird. Beispielsweise ist die zweite elektrisch leitfähige Schicht 22 aus Ti/TiW:N gebildet. Eine Dicke der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 22 beträgt zum

Beispiel ungefähr 300 nm.

Die Schichten 21, 23, 22 folgen bevorzugt unmittelbar

aufeinander. Eine Gesamtdicke aus den Schichten 21, 23, 22 liegt insbesondere bei höchstens 2 ym oder 1,5 ym oder 1 ym. Eine Strukturierung der Schichten 21, 23 und/oder 22 kann alternativ oder zusätzlich durch eine Laserbearbeitung oder durch ein mechanisches Ritzen erfolgen. Wie in Figur 1D dargestellt, wird auf die Schichten 21, 23, 22 eine Fotolackschicht 30 aufgebracht. Die Fotolackschicht 30 wird fotolithografisch strukturiert, sodass eine Maske 3 resultiert, die die Schichten 21, 23, 22 teilweise bedeckt. Die Maske 3 ist schematisch in Figur IE illustriert.

In Figur 1F ist dargestellt, dass die Isolationsschicht 23 sowie die zweite elektrisch leitfähige Schicht 22 mit Hilfe der Maske 3 durch ein Ätzen strukturiert werden. Die

resultierende Struktur der Schichten 22, 23 entspricht dabei bevorzugt der Struktur der Maske 3. Bei dem Ätzen handelt es sich beispielsweise um ein nasschemisches Ätzen mit

gepufferter Flusssäure, kurz BOE, oder um ein

trockenchemisches Ätzen etwa mit Fluorplasma. Die Schichten 22, 23 sind dabei bevorzugt gegenüber der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 21 selektiv ätzbar.

Eine Ausdehnung der Schichten 22, 23 in Richtung parallel zu der Trägeroberseite 20 ist dabei bevorzugt um mindestens einen Faktor 5 oder 10 oder 50 größer als eine Gesamtdicke der Schichten 22, 23. Eine mittlere Ausdehnung der

freiliegenden Bereiche der ersten leitfähigen Schicht 21, in Richtung parallel zu der Trägeroberseite 20, liegt bevorzugt bei mindestens 20 ym oder 50 ym oder 100 ym. Die mittlere

Ausdehnung der freiliegenden Bereiche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 21 übersteigt die mittlere Ausdehnung der verbleibenden Bereiche der Schichten 22, 23 insbesondere um mindestens einen Faktor 5 oder 10.

Die resultierende Struktur der elektrisch leitfähigen

Schichten 21, 22 aus Figur 1F ist in der schematischen

Draufsicht gemäß Figur 2 gezeigt. Durch die zweite elektrisch leitfähige Schicht 22 ist ein Gitter ausgebildet, in dem inselartig, beispielsweise rechteckige Bereiche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 21 freiliegen. Bevorzugt sind beide elektrisch leitfähigen Schichten 21, 22 jeweils

zusammenhängende und/oder einstückige Schichten.

Optional ist es möglich, dass zwischen manchen der

freiliegenden Bereiche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 21 ein größerer Abstand angeordnet ist. In solchen Bereichen kann eine Separationslinie S vorgesehen sein, um die lateral strukturierte Beschichtung in einzelne

Leuchtstoffplättchen 1 zu unterteilen.

Gemäß Figur IG wird an die erste elektrisch leitfähige

Schicht 21 eine Spannung U angelegt. Über Elektrophorese, insbesondere in einem Elektrophoresetauchbad, werden Partikel eines ersten Materials 4 auf freiliegende Bereiche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 21 abgeschieden. Bei dem ersten Material 4 handelt es sich bevorzugt um

Leuchtstoffpartikel .

Anders als dargestellt ist ein mittlerer Durchmesser der Leuchtstoffpartikel 4 bevorzugt deutlich größer als eine Höhe der Isolationsschicht 23 zusammen mit der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 22. Eine laterale Ausdehnung, in Richtung parallel zu der Trägeroberseite 20, der verbleibenden

Bereiche der Isolationsschicht 23 und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 22 ist bevorzugt ebenfalls größer oder gleich einem mittleren Durchmesser der Leuchtstoffpartikel 4.

Gemäß Figur 1H wird nachfolgend an die zweite elektrisch leitfähige Schicht 22 die Spannung U angelegt und ein zweites Material 5 wird selektiv über der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 22 abgeschieden. Bei dem zweiten Material 5 handelt es sich beispielsweise um Titandioxidpartikel. Die Partikel des zweiten Materials 5 weisen bevorzugt einen kleineren Durchmesser auf als die Partikel des ersten

Materials 4.

Anders als dargestellt kann auch das Abscheiden des zweiten Materials 5 vor dem Abscheiden des ersten Materials 4

erfolgen. Ferner ist es optional möglich, dass eine dünne, durchgehende Schicht des zweiten Materials 5 auf eine dem

Träger 2 abgewandte Seite des ersten Materials 4 abgeschieden wird .

Gemäß Figur II wird ein Matrixmaterial 6 auf das erste

Material 4 sowie auf das zweite Material 5 aufgebracht. Die

Bereiche mit dem ersten und dem zweiten Material 4, 5 sind in Figur II schematisch durch Strich-Linien voneinander

getrennt. Anders als dargestellt ist es möglich, dass ein dem Träger 2 abgewandte Seite des resultierenden

Leuchtstoffplättchens 1 eine Strukturierung aufweist und keine glatte Oberseite.

In Figur 1J ist der Träger 2 von dem Leuchtstoffplättchen 1 entfernt. Bevorzugt ist auch die erste elektrisch leitfähige Schicht 21 vollständig von dem Matrixmaterial 6 mit den

Materialien 4, 5 entfernt, anders als dargestellt.

Optional ist es aber auch möglich, dass die Isolationsschicht 23 und/oder die zweite elektrisch leitfähige Schicht 22 teilweise oder vollständig an dem Leuchtstoffplättchen 1 verbleiben, siehe Figur 1J. Bevorzugt jedoch werden die

Materialien der Schichten 22, 23 von dem Leuchtstoffplättchen 1 entfernt. Dieses Entfernen geschieht beispielsweise durch ein selektives Ätzen. Werden die Schichten 22, 23 entfernt, so ist es möglich, dass in dem Leuchtstoffplättchen 1 eine Gitterstruktur an der Unterseite verbleibt. Diese

Gitterstruktur entspricht dann einem Negativ der

Gitterstruktur, wie in Figur 2 dargestellt.

In Figur 3 ist ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 10 gezeigt. Das Halbleiterbauteil 10 weist ein

Leuchtstoffplättchen 1 auf, insbesondere wie in Verbindung mit Figur 1 hergestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die gitterartige Struktur durch ein Entfernen der

Schichten 22, 23 an dem Leuchtstoffplättchen 1 nicht gezeigt.

Ferner weist das Halbleiterbauteil 10 einen Leuchtdiodenchip 7 auf. Der Leuchtdiodenchip 7 umfasst eine

Halbleiterschichtenfolge 71, die etwa durch Ätzen zu

einzelnen Pixeln 70 strukturiert ist. Die Pixel 70 befinden sich auf einem gemeinsamen Chipträger 72, der bevorzugt auch eine elektrische Verschaltung der Pixel 70 beinhaltet. Bei dem Leuchtdiodenchip 7 handelt es sich beispielsweise um einen Chip, wie in Verbindung mit den Druckschriften

US 2011/0241031 AI oder DE 10 2012 109 460 AI beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird durch

Rückbezug mit aufgenommen.

Ein Abstand D zwischen benachbarten Pixeln 70 liegt

beispielsweise bei ungefähr 5 ym und entspricht einer Breite der Bereiche des Leuchtstoffplättchens 1 mit dem zweiten Material 5. Eine Zwischenschicht 23 befindet sich bevorzugt zwischen benachbarten Pixeln 70. Über die Zwischenschicht 23 ist eine optische Isolation der Pixel voneinander innerhalb der Halbleiterschichtenfolge 71 erzielbar. Das Leuchtstoffplättchen 1 ist beispielsweise über eine

Klebeschicht 8 auf der Halbleiterschichtenfolge 21

angebracht. Die Klebeschicht 8 ist bevorzugt dünn ausgeprägt, bevorzugt mit einer Dicke von höchsten 5 ym oder höchstens 1 ym. Die Klebeschicht 8 besteht bevorzugt aus zumindest einem klarsichtigen, strahlungsdurchlässigen Material.

Alternativ ist es möglich, dass das Leuchtstoffplättchen 1 direkt auf die Halbleiterschichtenfolge 21 aufgebracht wird, zum Beispiel in einem teilvernetztem Zustand mit

nachträglicher vollständiger Vernetzung zu einer Befestigung.

Über die Bereiche mit dem ersten Material 4 erfolgt eine insbesondere teilweise Wellenlängenkonversion von Strahlung aus der Halbleiterschichtenfolge 71 in Strahlung einer hiervon verschiedenen, weiteren Wellenlänge. Über die

Bereiche mit dem zweiten Material 5 sind die Pixel 70 optisch voneinander isoliert, sodass ein optisches Übersprechen zwischen benachbarten Pixeln zumindest innerhalb des

Leuchtstoffplättchens 1 stark reduziert oder verhindert ist.

Die hier beschriebene 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 10 2014 100 542.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.