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JP2019145830A - 発光ダイオードを備えた光電子デバイスを製造する方法 - Google Patents

発光ダイオードを備えた光電子デバイスを製造する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】マイクロワイヤ又はナノワイヤを有する発光ダイオードを備えた光電子デバイスを工業規模且つ低コストで製造する。【解決手段】第１の表面を有する基板を準備する工程、第１の表面に、円錐形又は円錐台形のワイヤ状の半導体要素を有する複数組の発光ダイオードを形成する工程、発光ダイオードを密閉する層で第１の表面全体を覆う工程、基板から絶縁され、基板を通って第２の表面から少なくとも第１の表面に延びる導電層５４を形成する工程、基板の厚さを減らす工程、及び得られた構造体を切断して各組の発光ダイオードを分離する工程を順次的に有する。【選択図】図２Ｆ

Description

本発明は一般に、半導体材料に基づく光電子デバイスを製造する方法に関する。本発明はより具体的には、三次元要素、特に半導体のマイクロワイヤ又はナノワイヤによって形成された発光ダイオードを備えた光電子デバイスを製造する方法に関する。
「発光ダイオードを備えた光電子デバイス」という用語は、電気信号を電磁放射線に変換することができるデバイス、特に電磁放射線、特に光の放射のためのデバイスを表す。発光ダイオードを形成することができる三次元要素の例として、以降III-V 族化合物と称される少なくとも１つのIII 族元素及び１つのV 族元素を主として含む化合物（例えば窒化ガリウムGaN ）、又は以降II-VI 族化合物と称される少なくとも１つのII族元素及び１つのVI族元素を主として含む化合物（例えば酸化亜鉛ZnO ）に基づく半導体材料を有するマイクロワイヤ又はナノワイヤがある。
三次元要素、特に半導体のマイクロワイヤ又はナノワイヤは一般に基板上に形成され、次に、基板は個々の光電子デバイスを画定すべく切断される。その後、各光電子デバイスは、特に三次元要素を保護すべく包装体に配置される。包装体は、支持体、例えばプリント回路に取り付けられてもよい。
米国特許出願公開第2011／291145号明細書
このような光電子デバイスの製造方法の不利点は、半導体の三次元要素を保護する工程を光電子デバイス毎に別々に行う必要があるということである。更に、発光ダイオードを備えた光電子デバイスの活性領域と比較して、包装体の体積が著しく大きい場合がある。
従って、実施形態の目的は、特にマイクロワイヤ又はナノワイヤを有する発光ダイオードを備えた上記の光電子デバイスの不利点を少なくとも部分的に克服することである。
実施形態の別の目的は、発光ダイオードを備えた光電子デバイスの個々の保護包装体を抑制することである。
実施形態の別の目的は、半導体材料から形成された発光ダイオードを備えた光電子デバイスが工業規模且つ低コストで製造され得ることである。
従って、実施形態は、
(a) 第１の表面を有する基板を準備する工程、
(b) 前記第１の表面に、円錐形又は円錐台形のワイヤ状の半導体要素を有する発光ダイオードの組立体を形成する工程、
(c) 発光ダイオードの組立体毎に、該組立体の各発光ダイオードを覆う電極層、及び前記組立体の発光ダイオードの周りで前記電極層を覆う導電層を形成する工程、
(d) 前記発光ダイオードを密閉する密閉層で前記第１の表面全体を覆う工程、
(e) 前記基板の厚さを減らして、工程(e) の後、前記第１の表面の反対側に第２の表面を有する前記基板を形成する工程、
(f) 前記基板から絶縁され、前記第２の表面から少なくとも前記第１の表面に至るまで前記基板を横切り、前記導電層と接する導電要素を形成する工程、
(g) 前記第２の表面に、前記基板と接する少なくとも１つの第１の導電パッドを形成する工程、及び
(h) 得られた構造体を切断して発光ダイオードの各組立体を分離する工程
を順次的に有する光電子デバイスを製造する方法を提供する。
実施形態によれば、前記方法は、工程(f) で、前記導電要素と接する少なくとも１つの第２の導電パッドを、前記第２の表面に形成する工程を有する。
実施形態によれば、前記方法は、前記基板から絶縁され、前記第２の表面から少なくとも前記第１の表面に至るまで前記基板を横切り、前記発光ダイオードの内の少なくとも１つの基部と接する少なくとも１つの追加の導電要素を形成する工程を有する。
実施形態によれば、前記導電要素を形成する工程は、工程(e) の後、前記第２の表面から前記基板に開口部をエッチングする工程、少なくとも前記開口部の側壁に絶縁層を形成する工程、及び該絶縁層を覆う導電層を形成するか前記開口部に導電性材料を充填する工程を順次的に有する。
実施形態によれば、前記導電要素を形成する工程は、工程(b) の前に、前記第１の表面から前記基板の厚さの一部に亘って前記基板に開口部をエッチングする工程を有し、前記基板を薄膜化する工程の後、前記第２の表面に前記開口部を開口させる。
実施形態によれば、前記電極層及び前記導電層を、前記開口部内に更に形成する。
実施形態によれば、前記方法は、工程(b) の前に、少なくとも前記開口部の側壁に絶縁部分を形成して前記開口部に導電性材料を充填する工程を有する。
実施形態によれば、工程(e) で、前記基板を完全に除去する。
実施形態によれば、前記方法は、発光ダイオードの組立体毎に、該組立体の発光ダイオードの基部に接する少なくとも１つの導電層を成膜する工程を更に有する。
実施形態によれば、前記方法は、工程(e) の前に、前記発光ダイオードを密閉する前記密閉層に支持体を取り付ける工程を有する。
実施形態によれば、前記発光ダイオードを密閉する密閉層は、前記発光ダイオード間に蛍光体を有する。
実施形態によれば、前記方法は、前記発光ダイオードを密閉する密閉層を覆うか、又は前記支持体を覆う蛍光体の蛍光体層を形成する工程を有する。
実施形態によれば、前記方法は、前記発光ダイオードを密閉する密閉層と前記蛍光体層との間に、前記発光ダイオードによって放射される光線を通して前記蛍光体によって放射される光線を反射することができる層を形成する工程を有する。
実施形態によれば、前記方法は、前記基板と前記発光ダイオードを密閉する前記密閉層との間の前記発光ダイオードの周りに、前記発光ダイオードの高さの50％より大きい高さを有する反射体を形成する工程を有する。
前述及び他の特徴及び利点を、添付図面を参照して本発明を限定するものではない具体的な実施形態について以下に詳細に説明する。
マイクロワイヤ又はナノワイヤが形成された複数の光電子デバイスを有する半導体基板ウエハの例を示す部分的な平面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の他の実施形態で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の他の実施形態で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の他の実施形態で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の他の実施形態で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の他の実施形態で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。 基板を切断する前に基板ウエハに形成されたマイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 図１３の光電子デバイスを示す部分的な平面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。 マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスの実施形態を示す部分的な断面略図である。
明瞭化のために、同一の要素は様々な図面において同一の参照番号で示されており、更に電子回路の表示ではよくあるように、様々な図面は正しい縮尺で示されていない。更に、本明細書の理解に有用な要素のみが示され記載されている。特に、以下に記載されている光電子デバイス制御手段は、当業者の技能の範囲内であり記載されていない。
以下の記載では、「実質的に」、「およそ」及び「程度」という用語は「10％の範囲内」を意味する。更に、「材料から主として形成された化合物」又は「材料に基づく化合物」という用語は、化合物の割合が前記材料の95％以上であり、優先的には99％より大きいことを意味する。
本明細書は、三次元要素、例えばマイクロワイヤ、ナノワイヤ、円錐形の要素又は円錐台形の要素を備えた光電子デバイスに関する。以下の記載では、マイクロワイヤ又はナノワイヤを備えた光電子デバイスに関する実施形態が記載されている。しかしながら、これらの実施形態は、マイクロワイヤ又はナノワイヤ以外の三次元要素、例えばピラミッド状の三次元要素に関して実施されてもよい。
「マイクロワイヤ」又は「ナノワイヤ」という用語は、優先的な方向に沿って細長い形状の三次元構造を表し、このような三次元構造は、５nm〜2.5 μｍ、好ましくは50nm〜2.5 μｍの範囲内の小寸法と称される少なくとも２つの寸法と、小寸法の最大の少なくとも１倍、好ましくは少なくとも５倍、更に好ましくは少なくとも10倍の大寸法と称される第３の寸法とを有する。ある実施形態では、小寸法は、およそ１μｍ以下であってもよく、好ましくは100 nm〜１μｍの範囲内であってもよく、更に好ましくは100 nm〜300 nmの範囲内であってもよい。ある実施形態では、各マイクロワイヤ又はナノワイヤの高さは、500 nm以上であってもよく、好ましくは１μｍ〜50μｍの範囲内であってもよい。
以下の記載では、「ワイヤ」という用語は「マイクロワイヤ又はナノワイヤ」を意味すべく使用されている。好ましくは、ワイヤの優先的な方向に垂直な面における断面の重心を通るワイヤの平均線が実質的に直線的であり、以降ワイヤの「軸芯」と称される。
図１は、ワイヤが形成された半導体基板のウエハ10を示す部分的な平面略図である。例として、ウエハは、最初の厚さが500 μｍ〜1,500 μｍの範囲内、例えばおよそ725 μｍであり、直径が100 mm〜300 mmの範囲内、例えばおよそ200 mmである単結晶シリコンウエハである。有利には、ウエハは、特に金属酸化膜電界効果トランジスタ、又はMOS トランジスタに基づいてマイクロエレクトロニクスで回路を製造する方法で現在使用されているシリコンウエハである。変形例として、ゲルマニウムのようなマイクロエレクトロニクスの製造方法と適合するあらゆる他の単結晶半導体を使用してもよい。半導体基板をドープして、基板の電気抵抗率を発光ダイオードの直列抵抗の許容レベル、及び金属の抵抗率に近い、好ましくは数メガオームセンチメートルより小さい抵抗率に低下させることが好ましい。
発光ダイオードを備えた複数の光電子デバイス14が、ウエハ10に同時的に形成される。点線12は、光電子デバイス14間の分離境界の例を示す。発光ダイオードの数は光電子デバイス14に応じて異なってもよい。光電子デバイス14は、ウエハ10の表面積が異なる部分を占めてもよい。光電子デバイス14は、点線12によって示されている切断路に沿ってウエハ10を切断する工程によって分離される。
実施形態によれば、三次元要素、特に半導体ワイヤから形成された発光ダイオードを備えた光電子デバイス14を製造する方法は、
ウエハ10の第１の表面に光電子デバイスの発光ダイオードを形成する工程、
発光ダイオードの組立体を密閉層で保護する工程、
密閉層の反対側に光電子デバイス毎に発光ダイオードのバイアスのための導体パッドを形成する工程、及び
ウエハ10を切断して光電子デバイスを分離する工程
を有する。
密閉層は、導体パッドを形成する工程中、発光ダイオードを保護し、光電子デバイスが分離された後保持される。基板が切断された後、密閉層は発光ダイオードを保護し続ける。従って、光電子デバイスが分離された後、光電子デバイスに取り付けられた、発光ダイオードのための保護包装体を光電子デバイス毎に設ける必要がない。光電子デバイスの体積が減少し得る。
更に、光電子デバイス14の発光ダイオードを保護する工程は、ウエハ10を切断する工程の前にウエハ10全体に亘って成膜された密閉層にワイヤを密閉することにより行われる。従って、この工程は、ウエハ10に形成された全ての光電子デバイス14に関して一度のみ行われる。このようにして個々の光電子デバイスの製造コストが下がる。
従って、マイクロワイヤ又はナノワイヤの製造工程後にウエハ規模で全体的に密閉を行う。ウエハ規模でのこのような一括的な密閉により、密閉のためだけの工程の数を減らし、ひいては密閉コストを下げることが可能になる。更に、最終の密閉された光電子要素の表面積は、光の放射に関与するチップの活性領域の表面積と略同一であり、このため、光電子要素の寸法を減少させることが可能になる。
図2A〜2Fは、上述したようなワイヤを用いて形成され、電磁放射線を放射することができる光電子デバイスを製造する方法の実施形態の順次的な工程で得られた光電子デバイスに相当する得られた構造を示す部分的な断面略図である。図2A〜2Fは、基板10に形成された光電子デバイスの内の１つを示す。
図2Aは、図2Aの下から上に、
上面22を有する半導体基板10と、
ワイヤの成長を促して上面22に配置された成長パッド24と、
成長パッド24の内の１つと夫々接する高さH1のワイヤ26であって、成長パッド24に接する高さH2の下方部分28と、下方部分28に連なる高さH3の上方部分30とを夫々有する複数のワイヤ26（２本のワイヤが示されている）と、
基板10の上面22と、各ワイヤ26の下方部分28の側面とに延びる絶縁層32と、
各上方部分30を覆う半導体層の積層体を有するシェル34と、
各シェル34を覆って絶縁層32上を更に延びる、第１の電極を形成する電極層36と、
ワイヤ26上を延びることなくワイヤ26間の電極層36を覆う導電層38と
を備えた構造を示す。
各ワイヤ26、関連する成長パッド24及びシェル34によって形成された組立体が発光ダイオードDEL を形成する。ダイオードDEL の基部は成長パッド24に相当する。シェル34は特に活性層を有し、活性層は、発光ダイオードDEL による電磁放射線の大部分が放射される層である。
基板10は一体構造に相当してもよく、又は別の材料から形成された支持体を覆う層に相当してもよい。基板10は、例えば半導体基板であり、好ましくはマイクロエレクトロニクスで実施される製造方法と適合する半導体基板であり、例えばシリコン、ゲルマニウム又はこれらの化合物の合金から形成された基板である。基板の抵抗率が数メガオームセンチメートル未満であるように基板がドープされている。
基板10はシリコン基板のような半導体基板であることが好ましい。基板10は、第１の導電型でドープされてもよく、例えばＮ型でドープされてもよい。基板20の上面22は<100> 表面であってもよい。
成長アイランドとも称される成長パッド24は、ワイヤ26の成長を促す材料から形成されている。変形例として、成長パッド24は基板10の上面22を覆う成長層と置き換えられてもよい。成長パッドの場合、成長パッドの側面及び成長パッドで覆われていない基板の部分の表面でワイヤが成長することを防ぐために、成長パッドの側面及び成長パッドで覆われていない基板の部分の表面を保護する処理を更に施してもよい。この処理は、成長パッドの側面に誘電性領域を形成して基板の最上部及び／又は内部に延ばし、誘電性領域でワイヤを成長させずに成長パッドの対毎に対の成長パッドの一方をその対の他方の成長パッドに接続する工程を有してもよい。
例として、成長パッド24を形成する材料は、元素の周期表のIV列、V 列又はVI列の遷移金属の窒化物、炭化物又はホウ化物、或いはこれらの化合物の組合せであってもよい。例として、成長パッド24は、窒化アルミニウム(AlN )、ホウ素(B )、窒化ホウ素(BN)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN )、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN )、ハフニウム(Hf)、窒化ハフニウム(HfN )、ニオブ(Nb)、窒化ニオブ(NbN )、ジルコニウム(Zr)、ホウ化ジルコニウム(ZrB2)、窒化ジルコニウム(ZrN )、炭化シリコン(SiC )、炭窒化タンタル(TaCN)、MgxNyの形態の窒化マグネシウム（ここでｘはおよそ３に等しく、ｙはおよそ２に等しく、例えばMg3N2 の形態の窒化マグネシウム）、窒化マグネシウムガリウム(MgGaN )、タングステン(W )、窒化タングステン(WN)、又はこれらの組合せから形成されてもよい。
成長パッド24は、基板10と同一の導電型、又は反対の導電型でドープされてもよい。
絶縁層32は、誘電材料、例えば酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン（SixNy 、ここでｘはおよそ３に等しく、ｙはおよそ４に等しく、例えばSi3N4 ）、酸化アルミニウム(Al2O3 )、酸化ハフニウム(HfO2)又はダイヤモンドから形成されてもよい。例として、絶縁層32の厚さは、５nm〜800 nmの範囲内であり、例えばおよそ30nmである。
ワイヤ26は、少なくとも１つの半導体材料に基づいて少なくとも部分的に形成されてもよい。半導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、III-V 族化合物、II-VI 族化合物、又はこれらの化合物の組合せであってもよい。
ワイヤ26は、III-V 族化合物、例えばIII-N 化合物を主として含む半導体材料から少なくとも部分的に形成されてもよい。III 族元素の例として、ガリウム(Ga)、インジウム(In)又はアルミニウム(Al)がある。III-N 化合物の例として、GaN ，AlN ，InN ，InGaN ，AlGaN 又はAlInGaN がある。他のＶ族元素、例えばリン又はヒ素が使用されてもよい。一般に、III-V 族化合物の元素は異なるモル分率で化合されてもよい。
ワイヤ26は、II-VI 族化合物を主として含む半導体材料に基づいて少なくとも部分的に形成されてもよい。II族元素の例として、IIA 族元素、特にベリリウム(Be)及びマグネシウム(Mg)、並びにIIB 族元素、特に亜鉛(Zn)及びカドミウム(Cd)がある。VI族元素の例として、VIA 族元素、特に酸素(O )及びテルル(Te)がある。II-VI 族元素の例として、ZnO 、ZnMgO 、CdZnO 又はCdZnMgO がある。一般に、II-VI 族化合物の元素は異なるモル分率で化合されてもよい。
ワイヤ26はドーパントを含んでもよい。例として、III-V 族化合物に関して、ドーパントは、II族のＰ型ドーパント、例えばマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)若しくは水銀(Hg)、IV族のＰ型ドーパント、例えば炭素(C )、又はIV族のＮ型ドーパント、例えばシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、セレン(Se)、硫黄(S )、テルビウム(Tb)若しくはスズ(Sn)を含む群から選択されてもよい。
ワイヤ26の断面形状は異なってもよく、例えば楕円形、円形又は多角形、特に三角形、矩形、正方形若しくは六角形であってもよい。従って、ワイヤ又はこのワイヤに成膜された層の断面に関連して述べられる「直径」という用語は、この断面における対象の構造の表面積に関連した量を表し、例えばワイヤの断面と同一の表面積を有するディスクの直径に相当すると理解すべきである。各ワイヤ26の平均直径は50nm〜2.5 μｍの範囲内であってもよい。各ワイヤ26の高さH1は250 nm〜50μｍの範囲内であってもよい。
各ワイヤ26は、上面22に実質的に垂直な軸芯Ｄに沿って細長い半導体構造を有してもよい。各ワイヤ26は一般的な円筒状であってもよい。
２つのワイヤ26の軸芯は、0.5 μｍ〜10μｍ、好ましくは1.5 μｍ〜４μｍ離れてもよい。例として、ワイヤ26は規則的に分散していてもよい。例として、ワイヤ26は六角形の網目状に分散していてもよい。
例として、各ワイヤ26の下方部分28は、III-N 化合物、例えば第１の導電型、例えばシリコンでドープされた窒化ガリウムから主として形成されている。下方部分28は、100 nm〜25μｍの範囲内であってもよい高さH2まで延びている。
例として、各ワイヤ26の上方部分30は、III-N 化合物、例えばGaN から少なくとも部分的に形成されている。上方部分30は、第１の導電型でドープされてもよく、意図的にドープされなくてもよい。上方部分30は、100 nm〜25μｍの範囲内であってもよい高さH3まで延びている。
GaN から主として形成されたワイヤ26の場合、ワイヤ26の結晶構造がウルツ鉱型であってもよく、ワイヤは軸芯Ｄに沿って延びている。ワイヤ26の結晶構造は立方型であってもよい。
シェル34は、関連するワイヤ26の上方部分30を覆う活性層、並びに活性層及び電極層36間の接合層の積層体を有してもよい。
活性層は、発光ダイオードDEL による放射線の大部分が放射される層である。実施例によれば、活性層は、多重量子井戸のような閉込め手段を有してもよい。活性層は、例えば、厚さが５〜20nm（例えば８nm）のGaN 層及び厚さが１〜10nm（例えば2.5 nm）のInGaN 層を交互に形成することにより得られる。GaN 層は、例えばＮ型又はＰ型でドープされてもよい。別の例によれば、活性層は、例えば厚さが10nmより大きい１つのInGaN 層を有してもよい。
接合層は、半導体層又は半導体層の積層体に相当してもよく、活性層及び／又は上方部分30と共にP-N 接合又はP-I-N 接合を可能にする。接合層によって、電極層36を介して活性層にホールを注入することが可能になる。半導体層の積層体は、三元合金、例えば窒化アルミニウムガリウム(AlGaN )又は窒化アルミニウムインジウム(AlInN )から形成された、活性層と接する電子障壁層と、電極層36及び活性層間に優れた電気接触性を与えるための、電子障壁層及び電極層36と接する例えば窒化ガリウム(GaN )から形成された追加の層とを有してもよい。接合層は、上方部分30の導電型と反対の導電型でドープされてもよく、例えばＰ型でドープされてもよい。
電極層36は、各ワイヤ26の活性層にバイアスをかけて発光ダイオードDEL によって放射される電磁放射線を通すことが可能である。電極層36を形成する材料は、インジウムスズ酸化物(ITO )、アルミニウム亜鉛酸化物又はグラフェンのような透明な導電性材料であってもよい。例として、電極層36の厚さは、所望の放射波長に応じて10nm〜150 nmの範囲内である。
導電層38は１つの層であってもよく、２若しくは３以上の層の積層体に相当してもよい。導電層38は、発光ダイオードDEL によって放射される放射線を少なくとも部分的に反射することができてもよい。例として、導電層38は金属単層に相当する。別の実施例によれば、導電層38は、例えば一又は複数の誘電体層で覆われた金属層を含む複数の層の積層体に相当する。導電層38の金属層は、例えばチタンから形成された接合層上に形成されてもよい。例として、導電層38（単層又は多層）の金属層を形成する材料は、アルミニウム、アルミニウムに基づく合金、特にAlSiz 、AlxCuy（例えばｘは１に等しく、ｙは0.8 ％に等しい）、銀、金、ニッケル、クロム、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、又はこれらの化合物の内の２若しくは３以上の合金であってもよい。例として、導電層38（単層又は多層）の厚さは、100 nm〜2,000 nmの範囲内である。
図2Aに示されている構造をもたらす製造方法の実施形態は、以下の工程を有する。
(1) 基板10の上面22に成長パッド24を形成する工程
化学蒸着法(CVD )又は有機金属気相エピタキシ法(MOVPE )としても知られている有機金属化学蒸着法(MOCVD )のような方法によって成長パッド24を得てもよい。しかしながら、分子線エピタキシ法(MBE )、ガスソースMBE 法(GSMBE )、有機金属MBE 法(MOMBE )、プラズマ支援MBE 法(PAMBE )、原子層エピタキシ法(ALE )、ハイドライド気相エピタキシ法(HVPE)、及び原子層成膜法(ALD )のような方法を使用してもよい。更に、蒸着法又は反応性カソードスパッタリング法のような方法を使用してもよい。
成長パッド24が窒化アルミニウムから形成されている場合、成長パッドは実質的にテクスチャリングが施されてもよく、好ましい極性を有してもよい。成長パッド24のテクスチャリングは、成長パッド24の成膜後に行われる追加の処理によって行われてもよい。テクスチャリングは、例えばアンモニア(NH3)の流れを用いたアニールである。
(2) 成長パッド24で覆われていない基板10の上面22の部分を保護して、これらの部分でのワイヤのその後の成長を防ぐ工程
この工程は、基板10の表面の成長パッド24間に窒化シリコン（例えばSi3N4）の領域を形成する窒化工程によって行われてもよい。
(3) 各ワイヤ26の下方部分28を高さH2まで成長させる工程
各ワイヤ26は下にある成長パッド24の最上部から成長する。
CVD 、MOCVD 、MBE 、GSMBE 、PAMBE 、ALE 、HVPEのタイプの処理によってワイヤ26を成長させてもよい。更に、電気化学処理を用いてもよく、例えば化学浴析出法(CBD )、熱水処理、液体エーロゾル熱分解又は電着を用いてもよい。
例として、ワイヤ成長法は、III 族元素の前駆体及びV 族元素の前駆体を反応器に注入する工程を有してもよい。III 族元素の前駆体の例として、トリメチルガリウム(TMGa)、トリエチルガリウム(TEGa)、トリメチルインジウム(TMIn)又はトリメチルアルミニウム(TMAl)がある。V 族元素の前駆体の例として、アンモニア(NH3 )、第三ブチルホスフィン(TBP )、アルシン(AsH3)又は非対称ジメチルヒドラジン(UDMH)がある。
本発明の実施形態によれば、III-V 族化合物のワイヤの成長の第１段階では、III-V 族化合物の前駆体に加えて追加の元素の前駆体を過度に加える。追加の元素はシリコン(Si)であってもよい。シリコンの前駆体の例としてシラン(SiH4)がある。
例として、下方部分28が高濃度にドープされたＮ型のGaN から形成される場合、ガリウム前駆体ガス、例えばトリメチルガリウム(TMGa)及び窒素前駆体ガス、例えばアンモニア(NH3)をシャワーヘッド型のMOCVD 反応器に注入することによってMOCVD タイプの方法を行ってもよい。例として、AIXTRON によって商品化されているシャワーヘッド型の３×２″MOCVD 反応器を使用してもよい。トリメチルガリウム及びアンモニアの分子流量比が５〜200 の範囲内、好ましくは10〜100 の範囲内であることにより、ワイヤの成長を促すことが可能になる。例として、有機金属元素を反応器まで確実に拡散するキャリアガスが、有機金属元素と共にTMGaバブラーに充填される。TMGaバブラーは標準動作条件に応じて設定される。例えばTMGaに関して60sccm（標準立方センチメートル毎分）の流れが選択される一方、NH3 （標準のNH3 ボトル）に関して300 sccmの流れが使用される。およそ800 mbar(800hPa)の圧力を使用する。ガス状混合物は、MOCVD 反応器に注入されるシランを更に含み、この材料はシリコンの前駆体である。シランは1,000 ppm で水素に希釈されてもよく、20sccmの流れが与えられる。反応器内の温度は、例えば950 ℃〜1,100 ℃の範囲内であり、好ましくは990 ℃〜1,060 ℃の範囲内である。バブラーの出口から２つの反応器のプレナム部に種を運ぶために、２つのプレナム部間に分散したキャリアガス、例えばN2の2,000 sccmの流れを使用する。上記に示したガスの流れは一例として与えられており、反応器のサイズ及び仕様に応じて適合させるべきである。
前駆体ガスとしてシランが存在することにより、シランがGaN 化合物内に取り込まれる。このようにして、Ｎ型にドープされた下方部分28が得られる。これは、下方部分28が成長するにつれて、最上部を除いて高さH2の下方部分28の周囲を覆う窒化シリコン層（不図示）が形成されると更に解釈される。
(4) 下方部分28の最上部で各ワイヤ26の高さH3の上方部分30を成長させる工程
上方部分30を成長させるために、反応器内のシランの流れが例えば１０分の１以下に減少するか停止することがなければ、MOCVD 反応器の上述した動作条件が一例として維持される。シランの流れが停止する場合であっても、上方部分30は、隣り合う不動態化された部分からのドーパントのこの活性部分における拡散により、又はGaN の残りのドーピングによりＮ型にドープされてもよい。
(5) ワイヤ26毎に、シェル34を形成する層をエピタキシにより形成する工程
下方部分28の周囲を覆う窒化シリコン層が存在することを考慮すると、シェル34を形成する層の成膜が、ワイヤ26の上方部分30のみで生じる。
(6) 例えば、工程(5) で得られた構造全体に亘って絶縁層を共形的に成膜して絶縁層32を形成し、この絶縁層をエッチングして各ワイヤ26のシェル34を露出させる工程
上述した実施形態では、絶縁層32はシェル34を覆っていない。変形例として、絶縁層32はシェル34の一部を覆ってもよい。更に、絶縁層32はシェル34の前に形成されてもよい。
(7) 例えば共形成膜によって電極層36を形成する工程
(8) 例えば、工程(7) で得られた構造全体に亘る物理蒸着（PVD ）によって導電層38を形成して、この導電層をエッチングして各ワイヤ26を露出させる工程
図2Bは、ウエハ10全体に亘って密閉層40を成膜した後に得られた構造を示す。密閉層40が発光ダイオードDEL の最上部で電極層36を完全に覆うように、密閉層40の最大の厚さは12μｍ〜1,000 μｍの範囲内であり、例えばおよそ50μｍである。密閉層40は、少なくとも部分的に透明な絶縁材料から形成されている。
密閉層40は、少なくとも部分的に透明な無機材料から形成されてもよい。
例として、無機材料は、SiOx（ここでｘは１〜２の間の実数である）又はSiOyNz（ここでｙ及びｚは０〜１の間の実数である）の形態の酸化シリコン、及び酸化アルミニウム、例えばAl2O3 を含む群から選択される。そのため、特に300 ℃〜400 ℃より低い温度で低温CVD によって、例えばPECVD （プラズマ化学蒸着法）によって無機材料を成膜してもよい。
密閉層40は、少なくとも部分的に透明な有機材料から形成されてもよい。例として、密閉層40は、シリコーンポリマー、エポキシドポリマー、アクリルポリマー又はポリカーボネートである。そのため、密閉層40は、スピンコート法、インクジェット法又はシルクスクリーン法によって成膜されてもよい。更に、時間／圧力ディスペンサ又は容積式ディスペンサによるディスペンシング法が、プログラム可能な機器での自動モードで可能である。
図2Cは、密閉層40にハンドルと称される追加の支持体42を取り付けた後に得られた構造を示す。例として、ハンドルの厚さは、200 μｍ〜1,000 μｍの範囲内である。
実施形態によれば、ハンドル42は、切断されると光電子デバイス上で保持されるように構成されている。そのため、ハンドル42は、少なくとも部分的に透明な材料から形成されている。このような材料は、ガラス、特にホウケイ酸ガラス、例えばパイレックス（登録商標）、又はサファイアであってもよい。観察者は、密閉層40とは反対のハンドル42の表面43を横切る、発光ダイオードDEL によって放射される光線を感知する。
別の実施形態によれば、ハンドル42は、製造方法のその後の工程で除去されるように構成されている。この場合、ハンドル42は、製造方法のその後の工程と適合するあらゆるタイプの材料から形成されてもよい。このような材料はシリコンであってもよく、又はマイクロエレクトロニクスの平坦度基準と適合するあらゆる平面の基板であってもよい。
ハンドル42は、あらゆる手段によって、例えば有機温度架橋性接着剤（不図示）の層を用いた接合、分子結合（直接結合）又はＵＶ硬化式接着剤を用いた光接合によって密閉層40に取り付けられてもよい。密閉層40が有機材料から形成される場合、この材料はハンドル42のための接着剤として使用されてもよい。接着剤層が使用される場合、接着剤層は少なくとも部分的に透明である必要がある。
図2Dは、基板10を薄膜化する工程の後に得られた構造を示す。薄膜化する工程の後、基板10の厚さは、20μｍ〜200 μｍの範囲内であってもよく、例えばおよそ30μｍであってもよい。一又は複数のフライス加工若しくはエッチング工程、及び／又は化学機械研磨法(CMP )によって薄膜化する工程を行ってもよい。薄膜化された基板10は、上面22の反対側に下面44を有する。上面22及び下面44は平行であることが好ましい。
図2Eは、以下の工程の後に得られた構造を示す。
−基板10の下面に、例えば酸化シリコン(SiO2)又は酸窒化シリコン(SiON)から形成された絶縁層45を形成する工程
絶縁層45は、例えばPECVD による共形成膜によって形成される。
−光電子デバイス毎に、絶縁層45、基板10、絶縁層32及び電極層36を横切る少なくとも１つの開口部46をエッチングして導電層38の一部を露出する工程
基板10のエッチングは深掘り反応性イオンエッチング（DRIE）であってもよい。絶縁層32の一部のエッチングが更に、絶縁層32に適した化学反応を用いたプラズマエッチングによって行われる。同時的に、電極層36をエッチングしてもよい。変形例として、電極層36は、導電層38を形成する工程の前に開口部46が形成される領域から除去されてもよい。開口部46の断面は円形であってもよい。そのため、開口部46の直径は、図１に示されているような１つの光電子要素14のサイズに応じて５μｍ〜200 μｍの範囲内であってもよく、例えばおよそ15μｍであってもよい。そのため、複数の円形の開口部46が、接続部分を並行して形成すべく同時的に形成されてもよい。このため、接続部分の抵抗を下げることが可能になる。このような接続部分は、発光ダイオードDEL が形成される領域の周囲に配置されてもよい。変形例として、開口部46は、例えば光電子デバイスの少なくとも一側に沿って延びるトレンチに相当してもよい。トレンチの幅は、図１に示されているような１つの光電子要素14のサイズに応じて15μｍ〜200 μｍの範囲内であり、例えばおよそ15μｍであることが好ましい。
−開口部46の内壁、及び場合によっては絶縁層45上に、例えばSiO2又はSiONから形成された絶縁層48を形成する工程
絶縁層45を覆う絶縁層48の部分は図面に示されていない。絶縁層48は、例えば共形的なPECVD によって形成される。絶縁層48の厚さは、200 nm〜5,000 nmの範囲内であり、例えばおよそ３μｍである。
−絶縁層48をエッチングして開口部46の底部で導電層38を露出させる工程
このエッチングは異方性である。
−絶縁層45に少なくとも１つの開口部50をエッチングして基板10の下面44の一部を露出させる工程
このエッチングを行うために、開口部46が、例えば樹脂で一時的に塞がれてもよい。
図2Fは、開口部50に第２の電極52を形成し、開口部46の内壁を覆って電極層36と接して開口部46の周囲の下面44上を延びる導電層54を絶縁層48上に形成した後に得られた構造を示す。第２の電極52及び導電層54は、図面に示されているように２層の積層体を有してもよく、３層以上の積層体を有してもよい。層は例えばTiCu又はTiAlから形成されている。この層は、半田付け法を行うために別の金属層、例えば金、銅又は共晶合金（Ni/Au 又はSn/Ag/Cu）で覆われてもよい。第２の電極52及び導電層54は、特に銅の場合、電気化学成膜(ECD )によって形成されてもよい。第２の電極52及び導電層54の厚さは１μｍ〜10μｍの範囲内であってもよく、例えばおよそ５μｍであってもよい。
開口部46、絶縁層48及び導電層54を有する組立体が、垂直接続部56、つまりTSV （貫通シリコンビア）を形成する。垂直接続部56によって、基板10の下面から第１の電極36にバイアスをかける一方、ワイヤ26に基板10を通して第２の電極52によってバイアスをかけることが可能になる。
図3A及び3Bは、図2A〜2Eに関連して記載された全ての工程を有する、ワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。
図3Aは、
−絶縁層45の開口部50に導電パッド60を形成する工程、
−金属の導電パッド60を特に覆う絶縁層62を成膜する工程（絶縁層62は、酸化シリコン若しくは窒化シリコンから形成されてもよく、又は２以上の積層された層の積層体に相当してもよく、200 nm〜1,000 nmの範囲内の厚さを有してもよい。）、及び
−絶縁層62に開口部64をエッチングして導電パッド60の一部を露出させる工程
の後に得られた構造を示す。
図3Bは、開口部64に第２の電極66を形成して開口部46に導電層54を形成すべく図2Fに関連して上記に記載された工程と同様の工程の後に得られた構造を示す。
図3A及び3Bに関連して記載された実施形態によって、第２の電極66の位置及び寸法を調節し得ることが有利である。
図４は、図2Fに関連して上記に記載された工程の後、
−導電パッド52を特に覆って開口部46を充填する絶縁層68を成膜する工程（その材料は絶縁ポリマーであってもよく、例えば厚さが２μｍ〜20μｍの範囲内のBCB （ベンゾシクロブテン）レジストであってもよく、又は厚さが200 nm〜1,000 nmの範囲内の酸化シリコン、窒化シリコン若しくはこれら両方であってもよい。）、
−絶縁層68に開口部70を形成して第２の電極52及び導電層54の一部を露出させる工程（その処理は、絶縁層68が無機材料から形成されている場合プラズマタイプのエッチングであってもよく、絶縁層68がレジストから形成されている場合照射及び現像の工程であってもよい。）、及び
−開口部70に導電パッド72を形成する工程（導電パッド72は、エレクトロニクスでの半田付け作業と適合する材料から形成されており、例えばスズ系の合金又は金系の合金から形成されている。導電パッド72を使用して光電子デバイスを支持体（不図示）に取り付けてもよい。）
を有する製造方法の別の実施形態を示す。
上記に記載した実施形態では、電流が基板10を通って第１の電極36及び第２の電極52,66 間に流れる。
図５は、発光ダイオードにワイヤ26の基部で直接バイアスをかける別の実施形態を示す。ワイヤ26が成長層74上に形成されており、成長層は、光電子デバイスの発光ダイオードDEL の組立体に共通である。垂直接続部76が、例えば垂直接続部56と同様に基板10に形成されており、差異は、垂直接続部76が成長層74に接続されている点である。
図6A〜6Cは、図2A〜2Eに関連して記載された全ての工程を有する、ワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。
図6Aは、例えば銅の厚い金属層80を成膜した後に得られた構造を示す。その処理はECD であってもよい。金属層80の厚さは、例えば10μｍ程度である。金属層80は、開口部46を充填すべく十分厚い。
図6Bは、金属層80を研磨することにより開口部50に金属部分82を画定して開口部46に金属部分84を画定する工程の後に得られた構造を示す。金属層80を平坦化する工程を、CMP によって行ってもよい。
図6Cは、図3A及び3Bに関連して上記に記載された工程と同様の、基板10の下面全体に亘って絶縁層86を成膜して、絶縁層86を横切って金属部分82に接する第２の電極88と絶縁層86を横切って金属部分84に接する導電パッド90とを形成する工程の後に得られた構造を示す。特にポリマーから形成されたパッシベーション層が、構造体に下面側で成膜されてもよく、開口部がパッシベーション層に形成されて第２の電極88及び導電パッド90を露出させる。
開口部46、絶縁層48、金属部分84及び金属の導電パッド90を有する組立体が、上記のTSV 56と同一の機能を果たすTSV 91を形成する。金属の第２の電極88及び金属の導電パッド90を用いて、最終の支持体、例えばプリント回路に密閉された光電子要素を組み立てる。組立てを半田付けによって行ってもよい。金属の積層体は、エレクトロニクスで使用される半田付け作業と適合すべく選択され、特に、例えばプリフラックス(OSP )仕上げ若しくは（化学的（ENIG、無電解ニッケル置換金）であってもよく電気化学的であってもよい処理による）Ni-Au 仕上げでの銅、Sn、Sn-Ag 、Ni-Pd-Au、Sn-Ag-Cu、Ti-Wn-Au、又はENEPIG（無電解ニッケル／無電解パラジウム／置換金）に使用される半田付け作業と適合すべく選択される。
図7A及び7Bは、ワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。
最初の工程は、図2Aに関連して上記に記載された工程を有してもよく、差異は、工程(5) 〜工程(7) の前に開口部92を基板10に形成する点である。開口部92をDRIEタイプのエッチングによって形成してもよい。開口部92の深さは、薄膜化する工程の後、基板10の厚さより厳密に大きくなる。例として、開口部92の深さは、10μｍ〜200 μｍの範囲内であり、例えば35μｍ程度である。
工程(5) 〜工程(7) を行っている間、絶縁層32、電極層36及び導電層38が更に開口部92に形成される。
図7Bは、
−図2Bに関連して上記に記載された工程と同様に密閉層40を成膜する工程（密閉層40は開口部92内に部分的又は完全に入り込む。）、
−図2Cに関連して上記に記載された工程と同様にハンドル42を設ける工程、
−図2Dに関連して上記に記載された工程と同様に基板10を開口部92に至るまで薄膜化する工程、
−開口部92を保護しながら、基板10の下面44に絶縁層94を形成する工程、及び
−絶縁層94に開口部96を形成して基板10の一部を露出させる工程
を行った後に得られた構造を示す。
開口部92と、開口部92内に延びる絶縁層32、電極層36及び導電層38の一部とを有する組立体が、上記のTSV 56と同一の機能を果たすTSV 98を形成する。
本方法のその後の工程は、図2Fに関連して上記に記載されている工程と同様であってもよい。
図８は、基板10が、上記のTSV 56、TSV 91又はTSV 98の内の１つに相当してもよいTSV の位置で少なくとも一度切断された実施形態を示す。切断により、TSV の内壁に延びる導電層の一部が露出する。その後、発光ダイオードDEL の第１の電極36に光電子デバイスの側からバイアスをかけてもよい。例として、光電子デバイスが、基板10の下面に接する接続用の導電パッド102 と、TSV の横方向に露出した部分に接する接続用の導電パッド104 とによって支持体100 に取り付けられてもよい。
図９は、TSV 106 が光電子デバイスの各ワイヤ26の位置に設けられている実施形態を示す。各TSV 106 は関連するワイヤ26の成長パッド24に接する。TSV 106 は互いに接続されなくてもよい。その後、ワイヤ26に別々にバイアスをかけることができる。変形例として、基板10の下面44の側に設けられた電極（不図示）が、同一の光電子デバイスに関連した全ての垂直接続部106 に接続されてもよい。
図10は、TSV 110 が複数のワイヤ26の成長パッド24と同時に接する実施形態を示す。垂直接続部106, 110は、TSV 56、TSV 91及びTSV 98の形成に関して上述された製造方法の内のいずれかに従って形成されてもよい。
図11A 〜11D は、ワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。
図11A 及び図11B は、図2Aに関連して上記に記載された工程(1) の前の工程を行った後に得られた構造を示す。
図11A は、
−基板10に開口部120 をエッチングする工程（開口部120 は、反応性イオンエッチングタイプのエッチング、例えばDRIEエッチングによって形成されてもよい。開口部120 の深さは、薄膜化する工程の後、基板10の対象の厚さより厳密に大きい。例として、開口部120 の深さは10μｍ〜200 μｍの範囲内であり、例えばおよそ35μｍである。開口部120 の側壁間の距離は、１〜10μｍの範囲内であり、例えば２μｍである。）、及び
−開口部120 の側壁に、例えば熱酸化法によって例えば酸化シリコンから絶縁部分122 を形成する工程（この工程では、絶縁部分が、開口部120 の底部及び基板10の残り部分に更に形成されてもよい。絶縁部分の厚さは100 nm〜3,000 nmの範囲内であってもよく、例えばおよそ200 nmであってもよい。）
の後に得られた構造を示す。
図11B は、
−開口部120 の側面に絶縁部分122 を保持すべく、開口部120 の底部の絶縁部分及び基板10の上面22を覆う絶縁部分を異方的にエッチングする工程（例として、基板10の上面22を覆う絶縁部分のエッチングが省略されてもよい。この場合、フォトリソグラフィによって形成されたマスクが、エッチングされない絶縁部分を保護するために設けられてもよい。）、
−特に図2A〜2Dに関連して高温で行われる上記の工程中、例えばLPCVD による成膜中に熱収支を支援する充填材料、例えばポリシリコン、タングステン又は耐熱性の金属材料を開口部120 に充填する工程（ポリシリコンは、シリコンの熱膨張係数に近い熱膨脹係数を有しているため、特に図2A〜2Dに関連して高温で行われる上記の工程中に機械的応力を下げ得ることが有利である。）、及び
−例えばCMP タイプの方法によって充填材料の層を除去する工程（基板10の上面22を覆う絶縁部分のエッチングが、開口部120 の底部の絶縁部分の異方性エッチング中に省かれる場合、エッチングされない層が、充填材料の層を除去する間に停止層として有利に使用されてもよい。この場合、充填材料の層を除去した後、基板10の上面22を覆う絶縁部分をエッチングする工程を行う。充填材料の導電部分124 がこのようにして得られる。）
を行った後に得られた構造を示す。
図11C は、図2A〜図2Dに関連して上記に記載された工程と同様の工程を行った後に得られた構造を示し、差異は、導電層38を形成する前に、導電層38が導電部分124 と接するように電極層36及び絶縁層32に開口部125 をエッチングする工程を有する点である。
図11D は、図7B、図3A及び図3Bに関連して上記に記載された工程と同様の、
−基板10を薄膜化して導電部分124 に達する工程、
−基板10の下面44に絶縁層126を形成する工程、
−絶縁層126 に開口部128 を形成して基板10の下面44の一部を露出させ、開口部130 を形成して導電部分124 を露出させる工程、
−基板10に接する開口部128 に導電パッド132 を形成して、導電部分124 に接する開口部130 に導電パッド134 を形成する工程、
−絶縁層126 及び導電パッド132 ,134を覆う絶縁層136 を形成する工程、
−絶縁層136 に開口部138 を形成して導電パッド132 の一部を露出させ、開口部140 を形成して導電パッド134 を露出させる工程、及び
−導電パッド132 に接する開口部138 に第２の電極142 を形成して、導電パッド134 に接する開口部130 に導電パッド144 を形成する工程
を行った後に得られた構造を示す。
絶縁部分122 によって画定された充填材料の導電部分124 を有する組立体が、上記のTSV 56と同一の機能を果たすTSV 145 を形成する。導電パッド144 を導電層38に接続する導電部分124 は充填材料の導電部分124 によって形成されている。
変形例として、絶縁層126 が設けられなくてもよく、導電パッド132 ,144が基板10に直接形成されてもよい。
別の変形例によれば、絶縁部分によって基板10から絶縁された充填材料の導電部分124 を形成する代わりに、本方法は、後で導電部分124 の機能を果たす基板の一部を画定する絶縁トレンチを形成する工程を有してもよい。例えば1019atoms/cm3 以上のドーパント濃度を有する高濃度にドープされたシリコンを使用してこの接続の抵抗を下げることが好ましい。この導電部分は、活性領域の周りの一又は複数のシリコントレンチによって、又は一又は複数の絶縁されたシリコンビアによって形成されてもよい。
図11A 〜11D に関連して上記に記載された実施形態を実施して、図９及び10に関連して上記に記載された垂直接続部106, 110を形成してもよい。
図12A 〜12E は、ワイヤを備えた光電子デバイスを製造する方法の別の実施形態の順次的な工程で得られた構造を示す部分的な断面略図である。最初の工程は、図2A〜2Cに関連して上記に記載された工程を有してもよく、差異は、導電層38が設けられない点である。
図12A は、基板10を除去する工程の後に得られた構造を示す。基板10の除去を一又は複数のエッチング工程によって行ってもよい。基板を除去した後にこのように露出した構造体の下面が、参照番号150 で示されている。図12A では、絶縁層32及び成長パッド24でエッチングを停止している。変形例として、本方法は成長パッド24を除去する工程を更に有してもよい。
図12B は、
−絶縁層32に開口部152 をエッチングする工程、
−下面150 上及び開口部152 内にミラー層154 を成膜する工程、及び
−ミラー層154 を覆う導電層156 を成膜する工程
を行った後に得られた構造を示す。
ミラー層154 は１つの層であってもよく、２又は３以上の層の積層体に相当してもよい。例として、ミラー層154 は金属単層に相当する。別の実施例によれば、ミラー層154 は、一又は複数の誘電体層で覆われた金属層を含む複数の層の積層体に相当する。ミラー層154 の金属層が、例えばチタンから形成された接合層上に形成されてもよい。ミラー層154 （単層又は多層）の厚さは15nmより大きく、例えば30nm〜２μｍの範囲内である。ミラー層154 はECD によって成膜されてもよい。
実施形態によれば、ミラー層154 は、発光ダイオードDEL によって放射される放射線を少なくとも部分的に反射することができる。
実施形態によれば、成長パッド24及びミラー層154 （単層又は多層）を形成する材料の複素光学指数と、成長パッド24及びミラー層154 の厚さとは、成長パッド24及びミラー層154 の平均反射率を増加させるように選択される。層又は層の積層体の平均反射率は、所与の波長での全てのあり得る入射角に関して層又は層の積層体によって反射した電磁エネルギーの入射エネルギーに対する割合の平均である。平均反射率が可能な限り高いことが望ましく、好ましくは80％を超えていることが望ましい。
複素屈折率とも称される複素光学指数は、媒体の光学特性、特に吸収及び拡散を特徴付ける無次元数である。屈折率は複素光学指数の実部と等しい。減衰係数とも称される消衰係数によって、この材料を横切る電磁放射線のエネルギー損失が測定される。消衰係数は、複素屈折率の虚部の反数と等しい。材料の屈折率及び消衰係数は、例えば偏光解析法によって決定されてもよい。偏光解析データを分析する方法は、John Wiley & Sons, Ltdによって刊行されたHiroyuki Fujiwara著の「Spectroscopic ellipsometry, Principles and Applications」（2007年）という題名の著作に記載されている。
例として、ミラー層154 （単層又は多層）の金属層を形成する材料は、アルミニウム、銀、クロム、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、又はこれらの化合物の内の２若しくは３以上の合金であってもよい。
実施形態によれば、各成長パッド24の厚さは20nm以下である。
実施形態によれば、各成長パッド24の屈折率は、380 nm〜650 nmの範囲内の波長に関して１〜３の範囲内である。
実施形態によれば、各成長パッド24の消衰係数は、380 nm〜650 nmの範囲内の波長に関して３以下である。
例として、各成長パッド24を形成する材料は、上記に示された例に相当してもよい。
導電層156 は、アルミニウム、銀、又はあらゆる他の導電性材料から形成されてもよい。例として、導電層156 の厚さは、30nm〜2,000 nmの範囲内である。導電層156 はECD によって成膜されてもよい。ミラー層154 及び導電層156 は同一化されてもよい。
図12C は、導電層156 及びミラー層154 をエッチングして、電極層36に接続されたミラー層154 の部分160 及び導電層156 の部分162 を有する導電パッド158 と、成長パッド24に接続されたミラー層154 の部分166 及び導電層156 の部分168 を有する導電パッド164 とを画定する工程の後に得られた構造を示す。
図12D は、
−導電パッド158, 164上と導電パッド158, 164間とに延びる絶縁層170 を成膜する工程、
−絶縁層170 に導電パッド158 を露出させる開口部172 と導電パッド164 を露出させる開口部174 とをエッチングする工程、及び
−絶縁層170 を覆って開口部172, 174内に入り込む導電層176 を成膜する工程
の後に得られた構造を示す。
絶縁層170 は、低温PECVD によって成膜される二酸化シリコン、又はエポキシタイプのBCB の有機材料から形成されてもよく、数ミクロン、典型的には３〜５μｍの厚さを有してもよい。
導電層176 はTiCu又はTiAlから形成されてもよい。例として、導電層176 の厚さは、500 nm〜２μｍの範囲内である。
図12E は、導電層176 をエッチングして、導電パッド158 に接続された導電パッド178 、導電パッド164 に接続された第２の電極180 及び絶縁層170 に接する導電部分182 を画定する工程の後に得られた構造を示す。導電部分182 は、放射体の機能を果たしてもよい。絶縁層170 によって、特に導電部分182 （ヒートシンク）を導電パッド158 及び／又は導電層156 から電気的に絶縁することが可能であってもよい。
図12A 〜12E に関連して記載された実施形態は、基板10により直列抵抗を抑えるという利点を有する。
図13及び図14は夫々、基板10を薄膜化する工程の後であって基板10を切断する工程の前の、基板のウエハ10に形成されたワイヤを備えた光電子デバイス190 の実施形態を示す部分的な断面略図及び平面略図である。図13には、光電子デバイス190 に隣り合う光電子デバイス192 が更に部分的に示されている。
各光電子デバイス190, 192は、一又は複数のトレンチ194 （本例では２つ）で囲まれており、トレンチは絶縁材料で充填され、薄膜化された基板10の厚さ全体に亘って延びている。例として、各トレンチの幅は１μｍより大きく、例えばおよそ２μｍである。２つのトレンチ194 間の距離は５μｍより大きく、例えばおよそ６μｍである。破線196 によって示されている基板10の切断線が、光電子デバイス190 のトレンチ194 と隣り合う光電子デバイス192 のトレンチ194 との間に設けられている。トレンチ194 によって、切断後にシリコン基板、ひいては光電子デバイス190 の側部が電気的に絶縁される。
図14に示されているように、追加のトレンチ198 が、２つの隣り合う光電子デバイス190, 192の外側のトレンチ194 を接続する。切断後、基板10の一部200 が各光電子デバイス190, 192の周囲に残っている。トレンチ198 によって、周囲の部分200 が複数の絶縁された区分202 に分割され得る。このため、導電パッドがこれらの区分と接触する場合に短絡する危険性を低下させることが可能になる。
実施形態によれば、光電子デバイスは、蛍光体が発光ダイオードによって放射される光によって励起されると、発光ダイオードによって放射される光の波長とは異なる波長で光を放射することができる蛍光体を更に備えている。例として、発光ダイオードは青色の光を放射することができ、蛍光体は、青色の光によって励起されると黄色の光を放射することができる。そのため、観察者は、青色の光及び黄色の光の合成に相当する光を感知する。この光は、各光の割合に応じて実質的に白であってもよい。観察者によって感知される最終の色は、国際照明委員会の規格によって定められているような色座標により特徴付けられる。
実施形態によれば、蛍光体の蛍光体層が密閉層40内に設けられている。蛍光体の少なくとも一部が、密閉層40を形成する工程中にワイヤ26間に分散するように、蛍光体の平均直径が選択されていることが好ましい。蛍光体の直径は45nm〜500 nmの範囲内であることが好ましい。そのため、蛍光体の濃度及び蛍光体層の厚さは対象の色座標に応じて調節される。
光電子デバイスの抽出率は、光電子デバイスから出る光子の数の、発光ダイオードによって放射される光子の数に対する割合によって一般に定められる。各発光ダイオードは、全ての方向に、特に隣り合う発光ダイオードに向かって光を放射する。発光ダイオードの活性層は、伝送波長以下の波長の光子を取り込む傾向がある。そのため、発光ダイオードによって放射される光の一部が、隣り合う発光ダイオードの活性層によって一般的に取り込まれる。ワイヤ26間に蛍光体を配置する利点は、青色の光が隣り合う発光ダイオードに達する前に、蛍光体が発光ダイオードによって放射される光の一部、例えば青色の光をより高い波長の光、例えば黄色の光に変換するということである。黄色の光が隣り合う発光ダイオードの活性層によって吸収されないので、光電子デバイスの抽出率が増加する。
別の利点は、蛍光体が基板10の近くに設けられているので、蛍光体が動作中に熱くなっている間に生じる熱の基板による放出が高められる。
別の利点は、蛍光体が別の層に配置されないので、光電子デバイスの厚さ全体が減少するということである。
別の利点は、光電子デバイスによって放射される光の均質性が高められるということである。実際、密閉層40から全ての方向に出る光は、発光ダイオードによって放射される光と蛍光体によって放射される光との合成に相当する。
図15は、図2Fに示されている全ての要素を備え、密閉層40とハンドル42との間に、密閉層40上を延びる蛍光体の蛍光体層206 、及び場合によっては蛍光体層206 上を延びる接着剤の接着剤層208 を更に備え、ハンドル42が接着剤層208 上を延びている光電子デバイス205 の実施形態を示す。蛍光体層206 の厚さは50μｍ〜100 μｍの範囲内であってもよい。蛍光体層206 は、蛍光体が埋め込まれているシリコーン又はエポキシドポリマーの層に相当してもよい。蛍光体層206 は、スピンコート法、インクジェット法、シルクスクリーン法又はシート成膜法によって成膜されてもよい。蛍光体の濃度及び蛍光体層206 の厚さは対象の色座標に応じて調節される。蛍光体が密閉層40に設けられている実施形態と比べて、直径がより大きな蛍光体が使用されてもよい。更に、蛍光体層206 における蛍光体の分散及び蛍光体層206 の厚さが、より容易に制御され得る。
図16は、図15に示されている光電子デバイスの全ての要素を備えている光電子デバイス210 の実施形態を示し、差異は、蛍光体層206 がハンドル42を覆っている点である。保護層（不図示）が蛍光体層206 を覆ってもよい。本実施形態では、蛍光体層206 は、光電子デバイスの製造方法の最後の工程で形成されることが有利である。従って、光電子デバイスの比色特性が、光電子デバイスの製造方法の大部分の間に更に変更され得る。更に光電子デバイスの比色特性が、必要に応じて蛍光体層を変更することにより、例えば更なる蛍光体層を追加することにより処理の最後に容易に修正され得る。
図17は、図16に示されている光電子デバイス210 の全ての要素を備え、ハンドル42内に延びて蛍光体層206 で充填されたトレンチ216 を更に備えている光電子デバイス215 の実施形態を示す。トレンチ216 がハンドル42の厚さ全体に亘って延びていることが好ましい。各トレンチ216 の側壁間の距離が、ハンドル42を覆う蛍光体層206 の厚さと実質的に等しいことが好ましい。
図16に示されている光電子デバイス210 に関して、発光ダイオードDEL によって放射される光の一部が、蛍光体層206 を横切ることなくハンドル42の側縁から出る場合がある。従って、横方向に出る光の色は蛍光体層206 を横切る光の色とは異なり、これは、均質な色の光が望まれる場合には望ましくないことがある。光電子デバイス215 では、ハンドル42から横方向に出る光は蛍光体層206 で充填されたトレンチ216 を横切る。従って、ハンドル42から表面43を通って又は横方向に出る光は均質な色を有することが有利である。
図18は、図15に示されている光電子デバイス205 の全ての要素を備えている光電子デバイス220 の実施形態を示しており、差異は、接着剤層208 が示されておらず、中間層222 が密閉層40と蛍光体層206 との間に設けられている点である。
中間層222 は、発光ダイオードDEL によって放射される光線を第１の波長又は第１の波長範囲内で通し、蛍光体によって放射される光線を第２の波長又は第２の波長範囲内で反射することができる。そのため、光電子デバイス220 の抽出率が増加することが有利である。例として、中間層222 はダイクロイックミラーに相当してもよく、ダイクロイックミラーは、ある範囲内の波長の光線を反射して、この範囲に属さない波長の光線を通すミラーである。ダイクロイックミラーは、光学指数が異なる複数の誘電体層の積層体から形成されてもよい。
別の例によれば、中間層222 は、密閉層40の屈折率及び蛍光体層の屈折率より小さい屈折率の材料から形成された単層であってもよい。中間層222 はシリコーン又はエポキシドポリマーの層に相当してもよい。更に、中間層222 を形成する前にテクスチャリングと称される表面処理が密閉層40の表面224 に施され、表面224 に高くした領域が形成される。中間層222 と蛍光体層206 との間の界面226 は実質的に平面である。
発光ダイオードDEL によって放射される光線が、中間層222 の屈折率が密閉層40の屈折率より小さくても、不規則な界面224 を横切る一方、界面226 が平面であり、中間層222 の屈折率が蛍光体層206 の屈折率より小さいことを考慮すると、蛍光体によって放射される光線は主に界面226 で反射する。
高くした領域を表面に形成するテクスチャリングが、ハンドル42の自由表面43及び／又はハンドル42に接する蛍光体層206 の表面228 に施されてもよい。
無機材料から形成される層に関して、層の表面にテクスチャリングを施す方法は、場合によっては高くした領域の表面への形成を促すために処理された面の部分を保護するマスクの存在下で化学エッチング工程又は機械的な摩耗工程を有してもよい。有機材料から形成される層に関して、層の表面にテクスチャリングを施す方法は、エンボス加工、成型などの工程を有してもよい。
上記に記載した光電子デバイスに関して、発光ダイオードDEL によって放射される光の一部が密閉層40の側縁を通って出る場合がある。この光は光電子デバイスの通常の動作条件で観察者によって感知されないので、これは一般に望ましくない。実施形態によれば、光電子デバイスは、ハンドル42の表面43から出る光の量を増加させるために、光電子デバイスから横方向に出る光線を反射することができる手段を更に備えている。
図19は、図2Fに示されている光電子デバイスの全ての要素を備え、絶縁層32上に配置されて発光ダイオードDEL の組立体を少なくとも部分的に囲む反射体ブロック232 を更に備えている光電子デバイス230 の実施形態を示す。各反射体ブロック232 は、例えば導電層38の延長部分に相当する金属層234 で覆われている。例として、反射体ブロック232 は、密閉層40の成膜前に絶縁層32上に形成されたレジストブロックに相当してもよい。反射体ブロック232 の高さが密閉層40の最大の高さより小さいことが好ましい。図19では、反射体ブロック232 の側面236 が基板10の上面22に実質的に垂直である。変形例として、側面236 が、ハンドル42の表面43に向かう光線の反射を促すために上面22に対して傾いてもよい。
図20は、図2Fに示されている光電子デバイスの全ての要素を備え、絶縁層32上に配置されて発光ダイオードDEL の組立体を少なくとも部分的に囲む反射体ブロック242 を更に備えている光電子デバイス240 の実施形態を示す。反射体ブロック242 は反射材料から形成されている。反射材料は、反射粒子、例えば酸化チタン(TiO2)の粒子で充填されたシリコーンであってもよい。例として、反射体ブロック242 は、密閉層40の成膜前にシルクスクリーン法によって絶縁層32上に形成されてもよい。反射体ブロック242 の高さが密閉層40の最大の高さより小さいことが好ましい。図20では、反射体ブロック242 の側面244 が基板10の上面22に実質的に垂直である。変形例として、側面244 が、ハンドル42の表面43に向かう光線の反射を促すために上面22に対して傾いてもよい。
図21は、図2Fに示されている光電子デバイスの全ての要素を備えている光電子デバイス245 の実施形態を示しており、差異は、発光ダイオードDEL が基板10に形成されたキャビティ246 内に形成されている点である。キャビティ246 の側面248 は、例えば絶縁層32の延長部分に相当する絶縁層250 と、例えば導電層38の延長部分に相当する金属の導電層252 とで覆われている。キャビティ246 の深さが密閉層40の最大の高さより小さいことが好ましい。図21では、キャビティの側面248 がハンドル42の表面43に実質的に垂直である。変形例として、側面248 が、ハンドル42の表面43に向かう光線の反射を促すために表面43に対して傾いてもよい。
図22は、図2Fに示されている光電子デバイスの全ての要素を備え、発光ダイオードDEL を囲むトレンチ256 を更に備えている光電子デバイス255 の実施形態を示しており、１つのトレンチが図22に示されている。トレンチ256 が基板10及び密閉層40を横切っている。各トレンチ256 の内壁は、厚さが30nm〜2,000 nmの範囲内の反射層258 、例えば銀若しくはアルミニウムから形成された例えば金属層、又はワニス層で覆われている。絶縁層（不図示）が、反射層258 を基板10から絶縁すべく設けられてもよい。トレンチ256 は、図2Dに関連して上記に記載された基板10を薄膜化する工程の後に形成されてもよい。光電子デバイス230, 240, 245 の利点は、密閉層40が平坦な表面に形成されてもよく、このため成膜がより容易になるということである。
図23は、図2Fに示されている光電子デバイスの全ての要素を備え、密閉層40に形成されて発光ダイオードDEL を囲むトレンチ262 を更に備えている光電子デバイス260 の実施形態を示しており、１つのトレンチが図23に示されている。空気がトレンチ262 に充填されてもよい。トレンチ262 は、密閉層40が無機材料から形成されている場合に密閉層40を形成する工程の後にエッチングにより形成されてもよい。トレンチ262 は、密閉層40に、発光ダイオードが埋め込まれている中央のブロック264 と、中央のブロック264 を少なくとも部分的に囲む周囲のブロック266 とを画定する。周囲のブロック266 は夫々、厚さが30nm〜2,000 nmの範囲内の、例えば銀又はアルミニウムから形成された金属層268 で覆われている。接着剤層269 がハンドル42とブロック264, 266との間に設けられてもよい。図23では、周囲のブロック266 の側面270 が基板10の上面22に実質的に垂直である。変形例として、側面270 が、ハンドル42の表面43に向かう光線の反射を促すために上面22に対して傾いてもよい。光電子デバイス230, 240, 245 の利点は、密閉層40が平面に形成されてもよく、このため成膜がより容易になるということである。
図24は、図2Fに示されている光電子デバイスの全ての要素を備え、発光ダイオードDEL を覆うことなく発光ダイオードDEL 間の電極層36上を延びる絶縁層276 を更に備えている光電子デバイス275 の実施形態を示す。絶縁層276 は反射層278 で覆われている。反射層278 は、例えばアルミニウム、アルミニウム系合金、特にAlSiz、AlxCuy（例えばｘは１に等しく、ｙは0.8 ％に等しい）、銀、金、ニッケル又はパラジウムから形成された金属層に相当することが好ましい。例として、反射層278 の厚さは30nm〜2,000 nmの範囲内である。反射層278 は、例えばチタンから形成された接合層を特に含む複数の層の積層体を有してもよい。絶縁層276 及び反射層278 の厚さは、密閉層40に接する反射層の反射面280 がシェル34の端部に近いように、例えばシェル34の端部から１μｍ未満の距離に設けられているように選択される。上記に記載の実施形態と比べて、反射層の反射面280 によって、発光ダイオードのシェル34により発光ダイオードの外側に放射される光線が発光ダイオードの下方部分28又は隣り合う発光ダイオードの下方部分28内に入り込むことが妨げられ得ることが有利である。従って、抽出率が増加する。
図25は、図24に示されている光電子デバイス275 の全ての要素を備えている光電子デバイス285 の実施形態を示し、差異は、絶縁層276 及び反射層278 が発光ダイオードDEL を覆うことなく発光ダイオードDEL 間の電極層36上を延びている反射層286 と置き換えられている点である。反射層は、反射粒子、例えばTiO2粒子が充填されたシリコーン層であってもよく、TiO2層であってもよい。反射層286 の厚さは、密閉層40に接する反射層286 の表面288 がシェル34の端部に近いように、例えばシェル34の端部から１μｍ未満の距離に設けられているように選択される。従って、抽出率が増加する。
実施形態によれば、ハンドル42の表面43に一又は複数のレンズが設けられている。レンズによって、表面43に垂直な方向に沿って表面43から出る光線の集束が高まり、従って、表面43を見るユーザによって感知される光線の量を増加させることが可能になる。
図26は、図19に示されている光電子デバイス230 の全ての要素を備えている光電子デバイス290 の実施形態を示し、差異は、ハンドル42が設けられていない点である。更に、光電子デバイス290 は、発光ダイオードDEL 毎に密閉層40上に配置された集束レンズ292 を備えている。
図27は、レンズ296 が複数の発光ダイオードDEL に関連付けられている光電子デバイス295 の実施形態を示す、図26と同様の図である。
本発明の具体的な実施形態が記載されている。様々な変更及び調整が当業者に想起される。更に、上記の実施形態では、各ワイヤ26が成長パッド24の内の１つに接するワイヤの基部で不動態化された下方部分28を有するが、不動態化された下方部分28が設けられなくてもよい。
更に、本実施形態はシェル34が関連するワイヤ26の最上部及びワイヤ26の側面の一部を覆う光電子デバイスに関して記載されているが、ワイヤ26の最上部のみにシェルを設けることが可能である。
本願は、参照によって組み込まれる仏国特許出願第13／59413 号明細書の優先権を主張している。

Claims (15)

  1. 対向する第１の表面及び第２の表面を有する基板と、
    前記第１の表面から前記第２の表面に前記基板内を延びて、前記基板の第１の部分を囲んでいる第１のトレンチと、
    前記第１の表面に設けられた、円錐形、円錐台形又はワイヤ状の半導体要素を有して前記基板の第１の部分に載置された発光ダイオードの組立体と、
    前記発光ダイオードの組立体毎に設けられた、前記組立体の各発光ダイオードを覆う電極層、及び前記組立体の発光ダイオードの周りで前記電極層を覆う導電層と、
    前記発光ダイオードを密閉して、前記第１の表面全体を覆う密閉層と
    を備えていることを特徴とする光電子デバイス。
  2. 前記基板の第１の部分は、少なくとも２つの第１のトレンチによって囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の光電子デバイス。
  3. 前記基板と接する少なくとも１つの第１の導電パッドを前記第２の表面に更に備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電子デバイス。
  4. 前記基板から電気的に絶縁され、前記第１の表面から前記第２の表面に前記基板内を延びて、前記導電層と接する導電要素を更に備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電子デバイス。
  5. 前記導電要素と接する少なくとも１つの第２の導電パッドを、前記第２の表面に更に備えていることを特徴とする請求項４に記載の光電子デバイス。
  6. 光電子デバイスを製造する方法であって、
    (a) 第１の表面を有する基板を準備する工程、
    (b) 前記第１の表面から前記基板内を延びる第１のトレンチを形成する工程、
    (c) 前記第１の表面に、円錐形、円錐台形又はワイヤ状の半導体要素を有する発光ダイオードの組立体を形成する工程、
    (d) 前記発光ダイオードの組立体毎に、前記組立体の各発光ダイオードを覆う電極層、及び前記組立体の発光ダイオードの周りで前記電極層を覆う導電層を形成する工程、
    (e) 前記発光ダイオードを密閉する密閉層で前記第１の表面全体を覆う工程、
    (f) 前記基板の厚さを減らして、工程(f) の後、前記第１の表面の反対側に第２の表面を有する前記基板を形成し、工程(f) の後、前記第１のトレンチが前記第１の表面から前記第２の表面に延びて前記基板の第１の部分を囲み、前記基板の第１の部分に前記組立体の発光ダイオードを載置する工程、及び
    (g) 得られた構造体を前記第１のトレンチ間で切断して発光ダイオードの各組立体を分離する工程
    を順次的に有することを特徴とする方法。
  7. 工程(f) の後、前記基板の第１の部分を少なくとも２つの第１のトレンチによって囲むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記基板の２つの隣り合う第１の部分を囲む２つの第１のトレンチを接続する第２のトレンチを形成する工程を更に有し、
    工程(g) の後、前記基板の第２の部分が、前記光電子デバイスの周縁部に残り、前記第２のトレンチによって絶縁部分に分割されることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
  9. 前記基板と接する少なくとも１つの第１の導電パッドを前記第２の表面に形成する工程を更に有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の方法。
  10. 工程(c) の前に、前記基板から電気的に絶縁され、前記第１の表面から前記基板内を延びて、前記導電層と接する導電要素を形成する工程を更に有し、
    工程(f) で前記導電要素を前記第２の表面に露出させることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の方法。
  11. 工程(c) の前に、前記第１の表面から前記基板内に前記基板の厚さの一部に亘って開口部をエッチングする工程を更に有し、
    工程(f) で前記開口部を前記第２の表面に開口させることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 前記電極層及び前記導電層を、前記開口部内に更に形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 工程(c) の前に、少なくとも前記開口部の側壁に絶縁部分を形成して前記開口部に導電性材料を充填する工程を更に有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  14. 工程(f) の後であって工程(g) の前に、前記基板から電気的に絶縁され、前記第２の表面から少なくとも前記第１の表面に至るまで前記基板を横切り、前記導電層と接する導電要素を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の方法。
  15. 前記導電要素を形成する工程は、工程(f) の後、前記第２の表面から前記基板に開口部をエッチングする工程、少なくとも前記開口部の側壁に絶縁層を形成する工程、及び前記絶縁層を覆う導電層を形成するか前記開口部に導電性材料を充填する工程を順次的に有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
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