WO2022008551A1 - Optische vorrichtung und verfahren zum herstellen einer optischen vorrichtung - Google Patents

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substrate
emission
main surface
absorption material
optical device
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PCT/EP2021/068735
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Daniel MATTHESIUS
Torsten Trenkler
Enrico PERTZSCH
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Jenoptik Optical Systems Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optical device, in particular for producing an optical sight, in particular a reflex sight, with at least one such optical device. It also relates to an optical device and an optical sight, in particular a reflex sight.
  • miniaturized metal masks can be used to cover areas of an LED chip.
  • An absorbing layer can also be applied, for example, to a rear side of transparent substrates.
  • small, black plastic caps can also be used to cover a chip and bonding wires and thus absorb part of unwanted reflections.
  • an optical device can be provided in particular, during the manufacture of which all areas of the device that are no longer accessed in the further manufacturing process and/or that only allow secondary lights to emerge can be covered in a radiation-absorbing manner in order to eliminate or at least minimize unwanted secondary lights .
  • the covering with an absorption material can be carried out in particular during the chip process at the wafer level or wafer level, in order to process a plurality or multiplicity of components in one processing step in a cost-effective manner.
  • an optical device can be provided with an absorption layer that can be photostructured at the wafer level to prevent unwanted side lighting by reflection and/or light conduction in the transparent substrate or in epitaxial layers.
  • undesired or undesired secondary lighting in particular can be minimized or completely eliminated in an optical device.
  • Several devices for example up to several thousand devices, can be processed in one step.
  • a contact grid can be present in particular in the case of standard chips, which would also remain visible when using a conventional metal mask as an absorption covering and is undesirable, which according to embodiments can be avoided.
  • the absorption material for example a lacquer, can also function as a barrier for subsequent black encapsulation of bonding wires and substrate edges or chip edges.
  • optical devices can be provided as LED spotlights and LED displays with precisely defined luminous surfaces. Secondary lights outside of the intended lighting areas that can be perceived by the user can be suppressed or reduced to a minimum. Secondary light can arise from a wide variety of causes, for example reflections on the metal edges of the device or on the LED chip, imprecise definition of luminous areas, light transmission through transparent layers and substrates or the like. Manufacturing according to embodiments is particularly suitable for spotlights and display chips on transparent substrates, since the absorbing material can be precisely applied to cover all chip-level areas where flares can occur and which do not need to be accessed in the subsequent build-up process. Furthermore, the devices can be protected from a die singulation process. In addition, the device is inexpensive to manufacture since all devices can already be finished and protected at the wafer level.
  • a method for producing an optical device is presented, the method having the following steps:
  • the substrate on whose first main surface a plurality of emission devices for emitting electromagnetic radiation are arranged, the substrate being transparent at least for an emission wavelength of the radiation emitted by the emission devices; applying an absorbing material to the first main surface side of the substrate, the absorbing material being absorbing at least for an emission wavelength;
  • each optical device having at least one emission device.
  • the substrate is designed as a light-emitting diode wafer and/or formed from sapphire or gallium nitride. Furthermore, according to the invention, the absorption material has a photostructurable lacquer that absorbs at least for the emission wavelength.
  • Electromagnetic radiation can be understood to mean, for example, light emission that is emitted, for example, by a light source or a laser source as the radiation source.
  • the electromagnetic radiation may include light in the spectrum visible to humans and/or radiation in the invisible spectrum.
  • At least one of the emission devices can be designed as a light-emitting diode (LED).
  • the device can be an LED chip.
  • the device can function, for example, as an LED spotlight or as an LED display.
  • the substrate can be singulated into a multiplicity of optical devices, for example more than ten, more than 100 or more than 1000 devices.
  • Each optical device may include at least one emitter and a portion of the substrate.
  • At least one further component can be arranged on the first main surface of the substrate, for example an electrical, electronic and/or optical component.
  • the position of the absorption layer can be determined by means of rear side adjustment.
  • the absorption material can also be exposed using a photomask, developed using a developer material and thus removed at least in the region of the at least one emission surface.
  • a photomask developed using a developer material and thus removed at least in the region of the at least one emission surface.
  • ultraviolet light can be used for exposure.
  • the exposure can be carried out for an exposure time of, for example, 10 seconds.
  • the photomask can be aligned based on the position determination.
  • the absorbing material can be processed in order to expose electrical connection surfaces of each emission device and additionally or alternatively at least one singulation boundary.
  • the substrate can be separated into the plurality of optical devices along the at least one singulation boundary.
  • a substrate in the step of providing, can be provided, on the second upper surface of which alignment marks for determining the position are produced.
  • the method can have a step of generating alignment marks for determining the position on the second top surface of the substrate.
  • the creating step may be performed before the editing step.
  • a substrate may be provided whose second top surface is polished.
  • the method may include a step of polishing the second top surface of the substrate. The polishing step may be performed before the machining step.
  • the method may include a step of potting side edges of the substrate of each optical device using a potting material.
  • the potting material can be absorbent at least for the emission wavelength.
  • a substrate can be provided in the step of providing, which is designed as a light-emitting diode wafer and thus comprises an active layer based on electroluminescence and is additionally or alternatively formed from sapphire or gallium nitride.
  • an absorption material can be applied in the application step, which comprises a colored lacquer, in particular a solder resist known from the production of printed circuit boards and, additionally or alternatively, photostructurable lacquer.
  • a substrate in the step of providing, can be provided with emission devices that are manufactured using a semiconductor process.
  • the method can include a step of manufacturing the emission devices on the substrate by means of a semiconductor process.
  • an n-doped epitaxial layer can be arranged on the first main surface of the substrate, an n-contact metal can be arranged as the first electrical connection surface and an active emission layer can be arranged on the n-doped epitaxial layer, the active emission layer can be doped with a p-doped Epitaxial layer are covered and a p-contact metal can be arranged as a second electrical connection surface on the p-doped epitaxial layer.
  • An optical device which has the following features: at least one emission device for emitting electromagnetic radiation; a substrate, on the first main surface of which at least one emission device is arranged, wherein the substrate is designed as a light-emitting diode wafer and/or is formed from sapphire or gallium nitride and is transparent for at least one emission wavelength of the radiation emitted by the at least one emission device; and an absorption material applied to the first main surface of the substrate, the absorption material having a photostructurable lacquer which absorbs at least for the emission wavelength, at least one emission surface of the at least one emission device being uncovered by the absorption material.
  • the optical device may be manufactured by carrying out an embodiment of the above method.
  • an optical sight in particular a reflex sight, can be produced in this way with at least one example of an embodiment of such an optical device.
  • At least one piece of an embodiment of the above optical device can advantageously be employed or used as a radiation source, light source and/or image source.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an optical device that can be produced using the method
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an optical device that can be produced using the method
  • FIG. 4 shows a flow chart of an embodiment of a method for manufacturing an optical device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an optical device 100.
  • the optical device 100 is designed, for example, as a light-emitting diode chip or LED chip.
  • the device 100 includes a substrate 110 formed of a transparent material such as sapphire, gallium nitride, or the like, an n-doped epitaxial layer 120, an n-contact metal 125, an active region 130, a p-doped epitaxial layer 140, and a p-contact metal 145.
  • the electromagnetic radiation here for example light
  • Direct light 150 of the active region 130 as intended exits from the device 100 at a surface provided for this purpose.
  • Unwanted direct light 155 of active region 130 exits device 100 at other surfaces.
  • Stray light 160 also exits device 100 .
  • a reflection of external stray light 170 is shown at the p-contact metal 145 by way of example.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an optical device 200.
  • the optical device 200 is in this case designed as a light-emitting diode chip or LED chip.
  • the optical device 200 can function as an LED spotlight or LED display.
  • the optical device 200 can be used in particular for an optical sight, such as a reflex sight, or another optical device.
  • a substrate 210 of the optical device 200 is shown, for example only an emission device 220 and an absorption material 230 .
  • the emission device 220 is designed to emit electromagnetic radiation.
  • the electromagnetic radiation is, for example, visible light in the spectrum visible to humans or radiation in the spectrum invisible to humans, e.g. B. Infrared.
  • the emission device 220 is designed, for example, as a light-emitting diode (LED).
  • the optical device 200 may include a plurality of emission devices 220 .
  • the substrate 210 is formed from a substrate material that is transparent for at least one emission wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the at least one emission device 220 .
  • the substrate is formed in particular from sapphire or gallium nitride.
  • the substrate has a first major surface 212 and a second major surface 214 opposite the first major surface 212 .
  • the at least one emission device 220 is arranged on the first main surface 212 of the substrate 210 .
  • n-doped epitaxial layer 222 2, merely by way of example, is an n-doped epitaxial layer 222, an n-contact metal 223, a first electrical connection area 224, an active emission layer 225, a p-doped epitaxial layer 226, an emission area 227 , a p-contact metal 228 and a second electrical pad 229 are shown.
  • the at least one emission device 220 is manufactured using a semiconductor process.
  • the n-doped epitaxial layer 222 is arranged directly on the first main surface 212 of the substrate 210 .
  • the n-contact metal 223, which comprises or functions as the first electrical connection pad 224, and the active emission layer 225 are arranged on the n-doped epitaxial layer 222.
  • the active emission layer 225 is covered with the p-type epitaxial layer 226 .
  • the p-contact metal 228, which comprises or functions as the second electrical connection pad 229, is arranged on the
  • the absorption material 230 is applied on the first main surface 212 side of the substrate 210 . To put it more precisely, the absorption material 230 is applied on the side of the first main surface 212 in particular to the at least one emission device 220 . The absorption material 230 is at the lowest point on the surface of the n-doped epitaxial layer 222.
  • the absorption material 230 has a colored lacquer, in particular a soldering resist and/or a photostructurable lacquer.
  • the absorption material 230 absorbs at least the emission wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the at least one emission device 220 .
  • the emission surface 227 of the at least one emission device 220 is uncovered by the absorption material 230 .
  • the first electrical connection surface 224 and the second electrical connection surface 229 are exposed from the absorption material 230 .
  • the absorption material 230 covers the entire device 220 on the side of the first main surface 212 of the substrate 210 with the exception of the emission surface 227 and the first electrical connection surface 224 and the second electrical connection surface 229.
  • the absorption material 230 is processed in order to expose the emission surface 227 and, according to the exemplary embodiment illustrated here, the first electrical connection surface 224 and the second electrical connection surface 229, in particular by means of exposure using a photomask, by means of development and thus removal in the area of the areas to be exposed.
  • the second main surface 214 of the substrate 210 carried out a position determination with regard to the areas to be exposed.
  • adjustment marks for determining the position are generated on the second main surface 214 .
  • the second main surface 214 is polished for this purpose.
  • the optical device 200 is potted or encapsulated on side edges of the substrate 210 and the at least one emission device 220 using a potting material, even if the potting material is omitted in the illustration of FIG. 2 .
  • the potting material is absorbing at least for the emission wavelength.
  • the optical device 200 embodied as an LED chip is encased with the absorption material 230 having black lacquer and the absorbent encapsulation material in order to prevent or minimize scattered light or sidelights.
  • the electromagnetic radiation that is emitted by the at least one emission device 220 is, in particular, visible light or electromagnetic radiation in the spectrum that is visible to humans. However, it can also be radiation that is not visible to humans, such as infrared.
  • a portion of the electromagnetic radiation exits the device 200 via the emission surface 227 as direct light 250 escaping as intended.
  • the intended direct light 250 exiting from the active emission layer 225 passes through the p-doped epitaxial layer 226.
  • the emission area 227 represents a part of a surface of the p-doped epitaxial layer 226 exposed by the p-contact metal 228. Another part in the active emission layer 225 generated electromagnetic radiation represents unwanted or unwanted direct light 255, which is transported within the device 200 by light conduction or multiple reflection.
  • a photostructurable lacquer which absorbs the emission wavelength of the LED or emission device 220 before and/or after curing, selectively for the emission wavelength or broadband, is used as the absorption material 230. Because it can be structured at the wafer level, all areas of the LED chip or the optical device 200, such as the at least one luminous area or emission area 227, the fields for wire bonding or the electrical connection areas 224 and 229 and optionally singulation borders or singulation streets, can be transferred to the accessed later in the process can be left out.
  • the paint can, for example, a black solder resist, which is known from circuit board production.
  • the photomask is adjusted from the back or second main surface 214 of the substrate 210 .
  • the second main surface 214 of the substrate 210 is either polished on the back or includes an alignment mark aligned with the front side or first main surface 212 in order to achieve correct alignment of the photomask.
  • an epitaxial and structured LED wafer is provided in a block 301 as a substrate with a polished rear side or second main surface and photoresist is applied in a block 309 as absorption material and structured or processed via rear side adjustment.
  • an epitaxial and structured LED wafer is provided as a substrate without a polished rear side or second main surface in a block 303, an LED wafer rear side or the second main surface is polished in a block 305 and is in block 309 Photoresist applied as absorption material and structured or processed via rear side adjustment.
  • an epitaxial and structured LED wafer is provided as a substrate without a polished back or second main surface in block 303, alignment marks are attached or generated on the wafer back or second main surface in block 307 and is in the Block 309 applied photoresist as an absorption material and structured or processed via rear side adjustment.
  • FIG. 4 shows a flow chart of an embodiment of a method 400 for manufacturing an optical device.
  • the method 400 for manufacturing comprises a step 410 of providing, a step 420 of application, a step 430 of processing and a step 440 of singulation.
  • a substrate is provided on whose first main surface a plurality of emission devices for emitting electromagnetic radiation are arranged and at least for one Emission wavelength of the radiation emitted by the emission devices is transparent.
  • an absorption material is applied on the side of the first main surface of the substrate, which is absorbent at least for the emission wavelength.
  • the absorbing material is processed in order to expose at least one emission surface of each emission device. In this case, the position of areas to be uncovered is determined from a second main surface of the substrate opposite the first main surface.
  • step 440 of singulation the substrate is singulated by means of a separating manufacturing process into a plurality of optical devices, each of which has at least one emission device.
  • a substrate is provided which is in the form of a light-emitting diode wafer and/or is formed from sapphire or gallium nitride.
  • an absorption material is applied, which has a colored lacquer, in particular a soldering resist and/or photostructurable lacquer.
  • the absorption material is exposed using a photomask, developed using a developer material and removed at least in the area of the at least one emission surface.
  • step 410 of providing a substrate is provided with emission devices that are manufactured by means of a semiconductor process.
  • the method 400 for manufacturing includes a step 406 of manufacturing the emission devices on the substrate by means of a semiconductor process. In this case, step 406 of manufacturing can be carried out before step 410 of providing.
  • step 410 of providing a substrate is provided on whose second main surface alignment marks for determining the position are produced.
  • the method 400 for manufacturing includes a step 402 of generating alignment marks for determining the position on the second main surface of the substrate. The step 402 of generating can be carried out before the step 410 of providing, in particular before the optional step 406 of manufacturing.
  • step 410 of providing a substrate is provided whose second main surface is polished.
  • the method 400 for manufacturing includes a step 404 of polishing the second main surface of the substrate. The step 404 of polishing is before the step 410 of providing, in particular before the optional step
  • the absorption material is processed in order to also expose electrical connection surfaces of each emission device and/or at least one singulation boundary.
  • the substrate is separated into the plurality of optical devices along the at least one singulation boundary.
  • the method 400 for manufacturing comprises a step 450 of potting side edges of the substrate of each optical device using a potting material after the step of dicing the substrate.
  • the potting material is absorbent at least for the emission wavelength.
  • the pouring step 450 can be performed after the singulation step 440 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung (200). Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens eines Substrates (210), an dessen erster Hauptoberfläche (212) eine Mehrzahl von Emissionseinrichtungen (220) zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung (250, 255) angeordnet ist. Das Substrat (210) ist als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt ist und/oder aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt und ist zumindest für eine Emissionswellenlänge der von den Emissionseinrichtungen (220) emittierten Strahlung (250, 255) transparent. Auch umfasst das Verfahren einen Schritt des Aufbringens eines Absorptionsmaterials (230) auf Seiten der ersten Hauptoberfläche (212) des Substrates (210). Das Absorptionsmaterial (230) weist einen zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierenden fotostrukturierbaren Lack auf. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Bearbeitens des Absorptionsmaterials (230), um zumindest eine Emissionsfläche (227) jeder Emissionseinrichtung (220) freizulegen. Dabei wird von einer der ersten Hauptoberfläche (212) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche (214) des Substrates (210) aus eine Positionsbestimmung freizulegender Flächen durchgeführt. Zudem umfasst das Verfahren einen Schritt des Vereinzeins des Substrates (210) in eine Mehrzahl von optischen Vorrichtungen (200) mittels eines trennenden Fertigungsprozesses, wobei jede optische Vorrichtung (200) zumindest eine Emissionseinrichtung (220) aufweist.

Description

Optische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung, insbesondere zum Herstellen eines optischen Visieres, insbesondere eines Reflexvisieres, mit mindestens einer solchen optischen Vorrichtung. Sie betrifft weiterhin eine optische Vorrichtung und ein optisches Visier, insbesondere ein Reflexvisier.
Aktuell gibt es verschiedene Methoden, um bei optischen Vorrichtungen Nebenleuchten zu unterdrücken. Beispielsweise können miniaturisierte Metallmasken genutzt werden, um Bereiche eines LED-Chips abzudecken. Auch kann zum Beispiel auf eine Rückseite von transparenten Substraten eine absorbierende Schicht aufgebracht werden. Es können beispielsweise auch kleine, schwarze Plastikkappen verwendet werden, um einen Chip und Bonddrähte abzudecken und somit einen Teil ungewollter Reflexionen zu absorbieren.
In der Druckschrift US 2011 / 0 298 000 A1 ist ein Chip-Packaging — Prozess offenbart, welcher zum Herstellen optischer Vorrichtungen, insbesondere von LED-Chips, verwendet werden kann.
Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung, eine optische Vorrichtung und ein optisches Visier, insbesondere ein Reflexvisier, mit mindestens einer solchen optischen Vorrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine optische Vorrichtung bereitgestellt werden, bei deren Herstellung alle Bereiche der Vorrichtung, auf die im weiteren Herstellungsverfahren nicht mehr zugegriffen wird und/oder die lediglich Nebenleuchten austreten lassen, strahlungsabsorbierend abgedeckt werden können, um unerwünschtes Nebenleuchten zu beseitigen oder zumindest zu minimieren. Das Abdecken mit einem Absorptionsmaterial kann insbesondere während des Chipprozesses auf Wafer-Ebene bzw. Waferlevel durchgeführt werden, um eine Mehrzahl oder Vielzahl von Bauelementen in einem Bearbeitungsschritt kostengünstig zu bearbeiten. Anders ausgedrückt kann beispielsweise eine optische Vorrichtung mit einer auf Wafer-Ebene fotostrukturierbaren Absorptionsschicht gegen ungewolltes Nebenleuchten durch Reflexion und/oder Lichtleitung im transparenten Substrat oder in Epitaxieschichten bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere unerwünschtes bzw. ungewolltes Nebenleuchten bei einer optischen Vorrichtung minimiert oder ganz beseitigt werden. Es können mehrere Vorrichtungen, beispielsweise bis zu mehreren tausend Vorrichtungen in einem Schritt bearbeitet werden. Insbesondere bei Standardchips kann ein Kontaktgitter vorhanden sein, das auch bei Verwendung einer herkömmlichen Metallmaske als Absorptionsabdeckung sichtbar bleiben würde und unerwünscht ist, was gemäß Ausführungsformen vermieden werden kann. Das Absorptionsmaterial, beispielsweise ein Lack, kann auch als eine Barriere für einen späteren Schwarzverguss von Bonddrähten und Substratkanten bzw. Chipkanten fungieren.
Beispielsweise für Reflexvisiere und ähnliche Anwendungen können gemäß Ausführungsformen optische Vorrichtungen als LED-Punktstrahler und LED-Displays mit genau definierten Leuchtflächen bereitgestellt werden. Nebenleuchten außerhalb von vorgesehenen Leuchtflächen, das benutzerseitig wahrnehmbar ist, kann unterdrückt bzw. auf ein Minimum abgeschwächt werden. Nebenleuchten kann durch verschiedenste Ursachen entstehen, zum Beispiel Reflexion an Metallkanten der Vorrichtung bzw. auf dem LED-Chip, unpräzise Definition von Leuchtflächen, Lichtleitung durch transparente Schichten und Substrate oder dergleichen. Die Herstellung gemäß Ausführungsformen ist insbesondere für Punktstrahler und Displaychips auf transparenten Substraten geeignet, da das Absorptionsmaterial präzise appliziert werden kann, um alle Bereiche auf Chipebene abzudecken, bei denen Nebenleuchten entstehen kann und auf die im folgenden Aufbauprozess nicht mehr zugegriffen zu werden braucht. Des Weiteren können die Vorrichtungen vor einem Chipvereinzelungsprozess geschützt werden. Zudem ist die Vorrichtung in der Herstellung kostengünstig, da alle Vorrichtungen bereits auf Wafer-Ebene fertig bearbeitet und geschützt werden können.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Substrates, an dessen erster Hauptoberfläche eine Mehrzahl von Emissionseinrichtungen zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist, wobei das Substrat zumindest für eine Emissionswellenlänge der von den Emissionseinrichtungen emittierten Strahlung transparent ist; Aufbringen eines Absorptionsmaterials auf Seiten der ersten Hauptoberfläche des Substrates, wobei das Absorptionsmaterial zumindest für eine Emissionswellenlänge absorbierend ist;
Bearbeiten des Absorptionsmaterials, um zumindest eine Emissionsfläche jeder Emissionseinrichtung freizulegen, wobei von einer der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche des Substrates aus eine Positionsbestimmung freizulegender Flächen durchgeführt wird; und
Vereinzeln des Substrates in eine Mehrzahl von optischen Vorrichtungen mittels eines trennenden Fertigungsprozesses, wobei jede optische Vorrichtung zumindest eine Emissionseinrichtung aufweist.
Erfindungsgemäß ist in dem Verfahren das Substrat als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt und/oder aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt. Des Weiteren weist das Absorptionsmaterial erfindungsgemäß einen zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierenden fotostrukturierbaren Lack auf.
Unter einer elektromagnetischen Strahlung kann beispielsweise eine Lichtemission verstanden werden, die beispielsweise durch eine Lichtquelle oder eine Laserquelle als Strahlungsquelle ausgesandt wird. Anders ausgedrückt kann die elektromagnetische Strahlung Licht im für Menschen sichtbaren Spektrum und/oder Strahlung im unsichtbaren Spektrum aufweisen. Zumindest eine der Emissionseinrichtungen kann als eine Leuchtdiode (LED) ausgeführt sein. Bei der Vorrichtung kann es sich um einen LED- Chip handeln. Die Vorrichtung kann beispielsweise als ein LED-Punktstrahler oder als ein LED-Display fungieren. Das Substrat kann im Schritt des Vereinzeins in eine Vielzahl von optischen Vorrichtungen vereinzelt werden beispielsweise mehr als zehn, mehr als 100 oder mehr als 1000 Vorrichtungen. Jede optische Vorrichtung kann zumindest eine Emissionseinrichtung und ein Teilstück des Substrates aufweisen. An der ersten Hauptoberfläche des Substrates kann zumindest ein weiteres Bauelement angeordnet sein, beispielsweise ein elektrisches, elektronisches und/oder optisches Bauelement. Die Positionsbestimmung der Absorptionsschicht kann mittels Rückseitenjustage ausgeführt werden.
Auch kann im Schritt des Bearbeitens das Absorptionsmaterial unter Verwendung einer Fotomaske belichtet, unter Verwendung eines Entwicklermaterials entwickelt und dadurch mindestens im Bereich der zumindest einen Emissionsfläche entfernt werden. Zum Belichten kann beispielsweise ultraviolettes Licht verwendet werden. Das Belichten kann für eine Belichtungszeitdauer von beispielsweise 10 Sekunden ausgeführt werden. Die Fotomaske kann anhand der Positionsbestimmung ausgerichtet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Absorptionsmaterial auf einfache und präzise Weise mittels etablierter Prozesse bearbeitet werden kann.
Ferner kann im Schritt des Bearbeitens das Absorptionsmaterial bearbeitet werden, um elektrische Anschlussflächen jeder Emissionseinrichtung und zusätzlich oder alternativ mindestens eine Vereinzelungsgrenze freizulegen. Im Schritt des Vereinzeins kann das Substrat entlang der mindestens einen Vereinzelungsgrenze in die Mehrzahl von optischen Vorrichtungen getrennt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auf einfache Weise das Absorptionsmaterial von freiliegend benötigten Flächen auf Seiten der ersten Flauptoberfläche des Substrats entfernt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens ein Substrat bereitgestellt werden, an dessen zweiter Flauptoberfläche Justagemarken für die Positionsbestimmung erzeugt sind. Alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Erzeugens von Justagemarken für die Positionsbestimmung an der zweiten Flauptoberfläche des Substrates aufweisen. Der Schritt des Erzeugens kann vor dem Schritt des Bearbeitens ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine präzise, sichere und unaufwändige Positionsbestimmung ermöglicht werden kann, um exakt definierte Flächen von dem Absorptionsmaterial freizulegen.
Auch kann im Schritt des Bereitstellens ein Substrat bereitgestellt werden, dessen zweite Flauptoberfläche poliert ist. Alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Polierens der zweiten Flauptoberfläche des Substrates aufweisen. Der Schritt des Polierens kann vor dem Schritt des Bearbeitens ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine genaue Positionsbestimmung ermöglicht wird, wobei Elemente an der ersten Flauptoberfläche durch das Substrat hindurch einfach und zuverlässig erfasst werden können.
Zudem kann das Verfahren nach dem Schritt des Vereinzeins des Substrates einen Schritt des Eingießens von Seitenkanten des Substrates jeder optischen Vorrichtung unter Verwendung eines Vergussmaterials aufweisen. Hierbei kann das Vergussmaterial zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierend sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unerwünschtes Nebenleuchten auf einfache Weise weiter verringert werden kann, wobei zudem eine Einhausung der Vorrichtung erreicht oder unterstützt werden kann.
Insbesondere kann im Schritt des Bereitstellens ein Substrat bereitgestellt werden, das als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt ist und somit eine auf Elektrolumineszenz basierende aktive Schicht umfasst und zusätzlich oder alternativ aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt ist. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Aufbringens ein Absorptionsmaterial aufgebracht werden, das einen gefärbten Lack umfasst, insbesondere einen aus der Leiterplattenherstellung bekannten Lötstopplack und zusätzlich oder alternativ fotostrukturierbaren Lack. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine kostengünstige optische Vorrichtung bereitgestellt werden kann, wobei unerwünschtes Nebenleuchten minimiert werden kann.
Beispielsweise kann im Schritt des Bereitstellens ein Substrat mit Emissionseinrichtungen bereitgestellt werden, die mittels eines halbleitertechnischen Prozesses gefertigt sind. Alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Fertigens der Emissionseinrichtungen an dem Substrat mittels eines halbleitertechnischen Prozesses aufweisen. Bei dem halbleitertechnischen Prozess kann eine n-dotierte Epitaxieschicht an der ersten Hauptoberfläche des Substrates angeordnet werden, können ein n-Kontaktmetall als erste elektrische Anschlussfläche und eine aktive Emissionsschicht an der n-dotierten Epitaxieschicht angeordnet werden, kann die aktive Emissionsschicht mit einer p- dotierten Epitaxieschicht bedeckt werden und kann ein p-Kontaktmetall als zweite elektrische Anschlussfläche an der p-dotierten Epitaxieschicht angeordnet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass gut etablierte und erprobte Prozesse zur kostengünstigen und präzisen Fertigung mindestens der Emissionseinrichtungen an dem Substrat verwendet werden können.
Es wird auch eine optische Vorrichtung vorgestellt, die folgende Merkmale aufweist: zumindest eine Emissionseinrichtung zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung; ein Substrat, an dessen erster Hauptoberfläche zumindest eine Emissionseinrichtung angeordnet ist, wobei das Substrat als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt ist und/oder aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt ist und zumindest für eine Emissionswellenlänge der von der zumindest einen Emissionseinrichtung emittierten Strahlung transparent ist; und ein Absorptionsmaterial, das auf Seiten der ersten Hauptoberfläche des Substrates aufgebracht ist, wobei das Absorptionsmaterial einen zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierenden fotostrukturierbaren Lack aufweist, wobei zumindest eine Emissionsfläche der zumindest einen Emissionseinrichtung von dem Absorptionsmaterial freigelegt ist.
Die optische Vorrichtung kann durch Ausführen einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens hergestellt sein oder werden. Insbesondere kann auf diese Weise ein optisches Visier, insbesondere ein Reflexvisier, mit zumindest einem Exemplar einer Ausführungsform einer solchen optischen Vorrichtung hergestellt sein oder werden.
In Verbindung mit dem optischen Visier kann mindestens ein Stück einer Ausführungsform der vorstehend genannten optischen Vorrichtung vorteilhaft als Strahlungsquelle, Lichtquelle und/oder Bildquelle eingesetzt oder verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mit dem Verfahren herstellbaren optischen Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer mit dem Verfahren herstellbaren optischen Vorrichtung;
Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm von Varianten eines Herstellungsprozesses; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer optischen Vorrichtung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung 100. Die optische Vorrichtung 100 ist beispielsweise als ein Leuchtdiodenchip bzw. LED-Chip ausgeführt. Die Vorrichtung 100 umfasst ein Substrat 110, dass aus einem transparenten Material ausgeformt ist, beispielsweise Saphir, Galliumnitrid oder dergleichen, ferner eine n- dotierte Epitaxieschicht 120, ein n-Kontaktmetall 125, einen aktiven Bereich 130, eine p- dotierte Epitaxieschicht 140 und ein p-Kontaktmetall 145. In dem aktiven Bereich 130 wird die elektromagnetische Strahlung, hier beispielsweise Licht erzeugt. Bestimmungsgemäßes direktes Licht 150 des aktiven Bereichs 130 tritt hierbei an einer hierfür vorgesehenen Fläche aus der Vorrichtung 100 aus. Ungewolltes direktes Licht 155 des aktiven Bereichs 130 tritt an anderen Flächen aus der Vorrichtung 100 aus. Streulicht 160 tritt ebenfalls aus der Vorrichtung 100 aus. Ferner ist eine Reflexion von externem Streulicht 170 beispielhaft an dem p-Kontaktmetall 145 gezeigt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer optischen Vorrichtung 200. Die optische Vorrichtung 200 ist hierbei als ein Leuchtdioden-Chip bzw. LED-Chip ausgeführt. Dabei kann die optische Vorrichtung 200 als ein LED-Punktstrahler oder LED-Display fungieren. Die optische Vorrichtung 200 kann dabei insbesondere für ein optisches Visier, wie zum Beispiel ein Reflexvisier, oder ein anderes optisches Gerät verwendet werden.
Von der optischen Vorrichtung 200 sind in der als schematische Schnittansicht veranschaulichten Darstellung von Fig. 2 hierbei ein Substrat 210, beispielhaft lediglich eine Emissionseinrichtung 220 und ein Absorptionsmaterial 230 gezeigt. Die Emissionseinrichtung 220 ist ausgebildet, um elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Bei der elektromagnetischen Strahlung handelt es sich beispielsweise um sichtbares Licht im für Menschen sichtbaren Spektrum oder Strahlung im für Menschen nicht sichtbaren Spektrum z. B. Infrarot. Die Emissionseinrichtung 220 ist beispielsweise als eine Leuchtdiode (LED) ausgeführt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die optische Vorrichtung 200 eine Mehrzahl von Emissionseinrichtungen 220 aufweisen.
Das Substrat 210 ist aus einem Substratmaterial ausgeformt, das zumindest für eine Emissionswellenlänge der von der mindestens einen Emissionseinrichtung 220 emittierten elektromagnetischen Strahlung transparent ist. Dabei ist das Substrat insbesondere aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt. Das Substrat weist eine erste Hauptoberfläche 212 und eine der ersten Hauptoberfläche 212 gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 214 auf. Die zumindest eine Emissionseinrichtung 220 ist an der ersten Hauptoberfläche 212 des Substrates 210 angeordnet. Von der zumindest einen Emissionseinrichtung 220 sind in der Darstellung von Fig. 2 lediglich beispielhaft eine n-dotierte Epitaxieschicht 222, ein n-Kontaktmetall 223, eine erste elektrische Anschlussfläche 224, eine aktive Emissionsschicht 225, eine p-dotierte Epitaxieschicht 226, eine Emissionsfläche 227, ein p-Kontaktmetall 228 und eine zweite elektrische Anschlussfläche 229 gezeigt. Insbesondere ist die zumindest eine Emissionseinrichtung 220 mittels eines halbleitertechnischen Prozesses gefertigt. Die n- dotierte Epitaxieschicht 222 ist direkt an der ersten Hauptoberfläche 212 des Substrates 210 angeordnet. Das n-Kontaktmetall 223, welches die erste elektrische Anschlussfläche 224 umfasst bzw. als dieselbe fungiert, und die aktive Emissionsschicht 225 sind an der n-dotierten Epitaxieschicht 222 angeordnet. Die aktive Emissionsschicht 225 ist mit der p-dotierten Epitaxieschicht 226 bedeckt. Das p-Kontaktmetall 228, welches die zweite elektrische Anschlussfläche 229 umfasst bzw. als dieselbe fungiert, ist an der p-dotierten Epitaxieschicht 226 angeordnet.
Das Absorptionsmaterial 230 ist auf Seiten der ersten Hauptoberfläche 212 des Substrates 210 aufgebracht. Genauer gesagt ist das Absorptionsmaterial 230 auf Seiten der ersten Hauptoberfläche 212 insbesondere auf die zumindest eine Emissionseinrichtung 220 aufgebracht. Das Absorptionsmaterial 230 liegt am tiefsten Punkt auf der Oberfläche der n-dotierten Epitaxieschicht 222. Das Absorptionsmaterial 230 weist einen gefärbten Lack auf, insbesondere Lötstopplack und/oder einen fotostrukturierbaren Lack. Das Absorptionsmaterial 230 ist zumindest für die Emissionswellenlänge der durch die zumindest eine Emissionseinrichtung 220 emittierten elektromagnetischen Strahlung absorbierend. Die Emissionsfläche 227 der zumindest einen Emissionseinrichtung 220 ist von dem Absorptionsmaterial 230 freigelegt. Ferner sind die erste elektrische Anschlussfläche 224 und die zweite elektrische Anschlussfläche 229 von dem Absorptionsmaterial 230 freigelegt. Anders ausgedrückt bedeckt das Absorptionsmaterial 230 die gesamte Vorrichtung 220 auf Seiten der ersten Hauptoberfläche 212 des Substrates 210 mit Ausnahme der Emissionsfläche 227 sowie der ersten elektrischen Anschlussfläche 224 und der zweiten elektrischen Anschlussfläche 229.
Das Absorptionsmaterial 230 ist bearbeitet, um die Emissionsfläche 227 sowie gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die erste elektrische Anschlussfläche 224 und die zweite elektrische Anschlussfläche 229 freizulegen, insbesondere mittels Belichtung unter Verwendung einer Fotomaske, mittels Entwicklung und dadurch Entfernung im Bereich der freizulegenden Flächen. Dabei wird von der zweiten Hauptoberfläche 214 des Substrates 210 aus eine Positionsbestimmung im Hinblick auf die freizulegenden Flächen durchgeführt. Hierzu sind gemäß einem Ausführungsbeispiel an der zweiten Hauptoberfläche 214 Justagemarken für die Positionsbestimmung erzeugt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die zweite Hauptoberfläche 214 hierzu poliert.
Die optische Vorrichtung 200 ist an Seitenkanten des Substrates 210 und der zumindest einen Emissionseinrichtung 220 unter Verwendung eines Vergussmaterials vergossen bzw. eingegossen, auch wenn das Vergussmaterial in der Darstellung von Fig. 2 weggelassen ist. Das Vergussmaterial ist zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierend. Somit ist die als LED-Chip ausgeführte optische Vorrichtung 200 mit dem schwarzen Lack aufweisenden Absorptionsmaterial 230 und dem absorbieren Vergussmaterial eingehaust, um Streulicht bzw. Nebenleuchten zu verhindern oder zu minimieren.
Bei der elektromagnetischen Strahlung, welche durch die zumindest eine Emissionseinrichtung 220 emittiert wird, handelt es sich insbesondere um sichtbares Licht bzw. elektromagnetische Strahlung im für Menschen sichtbaren Spektrum. Es kann sich aber auch um für Menschen nicht sichtbare Strahlung wie zum Beispiel Infrarot handeln. Dabei tritt ein Teil der elektromagnetischen Strahlung als bestimmungsgemäß austretendes direktes Licht 250 über die Emissionsfläche 227 aus der Vorrichtung 200 aus. Hierbei durchläuft das bestimmungsgemäß austretende direkte Licht 250 von der aktiven Emissionsschicht 225 die p-dotierte Epitaxieschicht 226. Die Emissionsfläche 227 repräsentiert einen von dem p-Kontaktmetall 228 freiliegenden Teil einer Oberfläche der p-dotierten Epitaxieschicht 226. Ein weiterer Teil der in der aktiven Emissionsschicht 225 erzeugten elektromagnetischen Strahlung repräsentiert unerwünschtes bzw. ungewolltes direktes Licht 255, das innerhalb der Vorrichtung 200 durch Lichtleitung oder Mehrfachreflektion transportiert wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird bei der optischen Vorrichtung 200 ein fotostrukturierbarer Lack, der vor und/oder nach einem Aushärten die Emissionswellenlänge der LED bzw. Emissionseinrichtung 220 absorbiert, selektiv für die Emissionswellenlänge oder breitbandig, als das Absorptionsmaterial 230 verwendet. Durch die Strukturierbarkeit auf Waferlevel können alle Bereiche des LED-Chips bzw. der optischen Vorrichtung 200, wie die zumindest eine Leuchtfläche bzw. Emissionsfläche 227, die Felder zum Drahtbonden bzw. die elektrischen Anschlussflächen 224 und 229 und optional Vereinzelungsgrenzen bzw. Vereinzelungsstraßen, auf die im späteren Prozessverlauf zugegriffen wird, ausgespart werden. Der Lack kann zum Beispiel ein schwarzer Lötstopplack sein, der aus der Leiterplattenfertigung bekannt ist. Für den Fall, dass der fotostrukturierbare Lack während der Strukturierung breitbandig absorbierend ist, erfolgt die Justage der Fotomaske von der Rückseite bzw. zweiten Hauptoberfläche 214 des Substrates 210 aus. Dazu ist die zweite Hauptoberfläche 214 des Substrates 210 entweder rückseitig poliert oder umfasst eine Justagemarke ausgerichtet zur Vorderseite bzw. ersten Hauptoberfläche 212, um eine korrekte Ausrichtung der Fotomaske zu erreichen.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm von Varianten eines Herstellungsprozesses. Der Herstellungsprozess ist hierbei ein Teil des Verfahrens aus Fig. 4 oder eines ähnlichen Verfahrens. Gemäß einer ersten Variante des Herstellungsprozesses wird in einem Block 301 ein epitaxierter und strukturierter LED- Wafer als Substrat mit polierter Rückseite bzw. zweiter Hauptoberfläche bereitgestellt und wird in einem Block 309 Fotolack als Absorptionsmaterial aufgebracht und über Rückseitenjustage strukturiert bzw. bearbeitet. Gemäß einer zweiten Variante des Herstellungsprozesses wird in einem Block 303 ein epitaxierter und strukturierter LED- Wafer als Substrat ohne polierte Rückseite bzw. zweiter Hauptoberfläche bereitgestellt, wird in einem Block 305 eine LED-Waferrückseite bzw. die zweite Hauptoberfläche poliert und wird in dem Block 309 Fotolack als Absorptionsmaterial aufgebracht und über Rückseitenjustage strukturiert bzw. bearbeitet. Gemäß einer dritten Variante des Herstellungsprozesses wird in dem Block 303 ein epitaxierter und strukturierter LED- Wafer als Substrat ohne polierte Rückseite bzw. zweiter Hauptoberfläche bereitgestellt, werden in einem Block 307 Justagemarken auf der Waferrückseite bzw. zweiten Hauptoberfläche angebracht bzw. erzeugt und wird in dem Block 309 Fotolack als Absorptionsmaterial aufgebracht und über Rückseitenjustage strukturiert bzw. bearbeitet.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 400 zum Herstellen einer optischen Vorrichtung. Durch Ausführen des Verfahrens 400 zum Herstellen ist die optische Vorrichtung aus Fig. 2 oder eine ähnliche optische Vorrichtung herstellbar. Das Verfahren 400 zum Herstellen umfasst einen Schritt 410 des Bereitstellens, einen Schritt 420 des Aufbringens, einen Schritt 430 des Bearbeitens und einen Schritt 440 des Vereinzeins.
In dem Schritt 410 des Bereitstellens wird ein Substrat bereitgestellt, an dessen erster Hauptoberfläche eine Mehrzahl von Emissionseinrichtungen zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist und das zumindest für eine Emissionswellenlänge der von den Emissionseinrichtungen emittierten Strahlung transparent ist. Nachfolgend wird in dem Schritt 420 des Aufbringens auf Seiten der ersten Hauptoberfläche des Substrates ein Absorptionsmaterial aufgebracht, das zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierend ist. Wiederum nachfolgend wird in dem Schritt 430 des Bearbeitens das Absorptionsmaterial bearbeitet, um zumindest eine Emissionsfläche jeder Emissionseinrichtung freizulegen. Dabei wird von einer der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche des Substrates aus eine Positionsbestimmung freizulegender Flächen durchgeführt. Nachfolgend wird in dem Schritt 440 des Vereinzeins das Substrat mittels eines trennenden Fertigungsprozesses in eine Mehrzahl von optischen Vorrichtungen vereinzelt, von denen jede zumindest eine Emissionseinrichtung aufweist.
Insbesondere wird im Schritt 410 des Bereitstellens ein Substrat bereitgestellt, das als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt ist und/oder aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt ist. Insbesondere wird im Schritt 420 des Aufbringens ein Absorptionsmaterial aufgebracht, das einen gefärbten Lack aufweist, insbesondere einen Lötstopplack und/oder fotostrukturierbaren Lack. Insbesondere wird im Schritt 430 des Bearbeitens das Absorptionsmaterial unter Verwendung einer Fotomaske belichtet, unter Verwendung eines Entwicklermaterials entwickelt und mindestens im Bereich der zumindest einen Emissionsfläche entfernt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 410 des Bereitstellens ein Substrat mit Emissionseinrichtungen bereitgestellt, die mittels eines halbleitertechnischen Prozesses gefertigt sind. Alternativ umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 400 zum Herstellen einen Schritt 406 des Fertigens der Emissionseinrichtungen an dem Substrat mittels eines halbleitertechnischen Prozesses. Der Schritt 406 des Fertigens ist hierbei vor dem Schritt 410 des Bereitstellens ausführbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 410 des Bereitstellens ein Substrat bereitgestellt, an dessen zweiter Hauptoberfläche Justagemarken für die Positionsbestimmung erzeugt sind. Alternativ umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 400 zum Herstellen einen Schritt 402 des Erzeugens von Justagemarken für die Positionsbestimmung an der zweiten Hauptoberfläche des Substrates. Der Schritt 402 des Erzeugens ist dabei vor dem Schritt 410 des Bereitstellens, insbesondere vor dem optionalen Schritt 406 des Fertigens ausführbar. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird im Schritt 410 des Bereitstellens ein Substrat bereitgestellt wird, dessen zweite Hauptoberfläche poliert ist. Alternativ umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 400 zum Herstellen einen Schritt 404 des Polierens der zweiten Hauptoberfläche des Substrates. Der Schritt 404 des Polierens ist dabei vor dem Schritt 410 des Bereitstellens, insbesondere vor dem optionalen Schritt
406 des Fertigens ausführbar.
Insbesondere wird im Schritt 430 des Bearbeitens das Absorptionsmaterial bearbeitet, um auch elektrische Anschlussflächen jeder Emissionseinrichtung und/oder mindestens eine Vereinzelungsgrenze freizulegen. Im Schritt 440 des Vereinzeins wird das Substrat entlang der mindestens einen Vereinzelungsgrenze in die Mehrzahl von optischen Vorrichtungen getrennt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 400 zum Herstellen einen Schritt 450 des Eingießens von Seitenkanten des Substrates jeder optischen Vorrichtung unter Verwendung eines Vergussmaterials nach dem Schritt des Vereinzeins des Substrates. Dabei ist das Vergussmaterial zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierend. Der Schritt 450 des Eingießens ist nach dem Schritt 440 des Vereinzeins ausführbar.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren (400) zum Herstellen einer optischen Vorrichtung (200), wobei das Verfahren (400) folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen (410) eines Substrates (210), an dessen erster Hauptoberfläche (212) eine Mehrzahl von Emissionseinrichtungen (220) zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung (250, 255) angeordnet ist, wobei das Substrat (210) als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt ist und/oder aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt ist und zumindest für eine Emissionswellenlänge der von den Emissionseinrichtungen (220) emittierten Strahlung (250, 255) transparent ist;
Aufbringen (420) eines Absorptionsmaterials (230) auf Seiten der ersten Hauptoberfläche (212) des Substrates (210), wobei das Absorptionsmaterial (230) einen zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierenden fotostrukturierbaren Lack aufweist;
Bearbeiten (430) des Absortionsmaterials (230), um zumindest eine Emissionsfläche (227) jeder Emissionseinrichtung (220) freizulegen, wobei von einer der ersten Hauptoberfläche (212) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche (214) des Substrates (210) aus eine Positionsbestimmung freizulegender Flächen durchgeführt wird; und
Vereinzeln (440) des Substrates (210) in eine Mehrzahl von optischen Vorrichtungen (200) mittels eines trennenden Fertigungsprozesses, wobei jede optische Vorrichtung (200) zumindest eine Emissionseinrichtung (220) aufweist.
2. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (430) des Bearbeitens das Absorptionsmaterial (230) unter Verwendung einer Fotomaske belichtet, unter Verwendung eines Entwicklermaterials entwickelt und mindestens im Bereich der zumindest einen Emissionsfläche (227) entfernt wird.
3. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (430) des Bearbeitens das Absorptionsmaterial (230) bearbeitet wird, um elektrische Anschlussflächen (224, 229) jeder Emissionseinrichtung (220) und/oder mindestens eine Vereinzelungsgrenze freizulegen.
4. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (410) des Bereitstellens ein Substrat (210) bereitgestellt wird, an dessen zweiter Hauptoberfläche (214) Justagemarken für die Positionsbestimmung erzeugt sind, oder gekennzeichnet durch einen Schritt (402) des Erzeugens von Justagemarken für die Positionsbestimmung an der zweiten Hauptoberfläche (214) des Substrates (210).
5. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (410) des Bereitstellens ein Substrat (210) bereitgestellt wird, dessen zweite Hauptoberfläche (214) poliert ist, oder gekennzeichnet durch einen Schritt (404) des Polierens der zweiten Hauptoberfläche (214) des Substrates (210).
6. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (450) des Eingießens von Seitenkanten des Substrates (210) jeder optischen Vorrichtung (200) unter Verwendung eines Vergussmaterials nach dem Schritt (440) des Vereinzeins des Substrates (210), wobei das Vergussmaterial zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierend ist.
7. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (410) des Bereitstellens ein Substrat (210) mit Emissionseinrichtungen (220) bereitgestellt wird, die mittels eines halbleitertechnischen Prozesses gefertigt sind, oder gekennzeichnet durch einen Schritt (406) des Fertigens der Emissionseinrichtungen (220) an dem Substrat (210) mittels eines halbleitertechnischen Prozesses, wobei bei dem halbleitertechnischen Prozess eine n-dotierte Epitaxieschicht (222) an der ersten Hauptoberfläche (212) des Substrates (210) angeordnet wird, ein n-Kontaktmetall (223) als erste elektrische Anschlussfläche (224) und eine aktive Emissionsschicht (225) an der n-dotierten Epitaxieschicht (222) angeordnet werden, die aktive Emissionsschicht (225) mit einer p-dotierten Epitaxieschicht (226) bedeckt wird und ein p-Kontaktmetall (228) als zweite elektrische Anschlussfläche (229) an der p-dotierten Epitaxieschicht (226) angeordnet wird.
8. Optische Vorrichtung (200), die folgende Merkmale aufweist: zumindest eine Emissionseinrichtung (220) zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung (250, 255); ein Substrat (210), an dessen erster Hauptoberfläche (212) die zumindest eine Emissionseinrichtung (220) angeordnet ist, wobei das Substrat (210) als ein Leuchtdioden-Wafer ausgeführt ist und/oder aus Saphir oder Galliumnitrid ausgeformt ist und zumindest für eine Emissionswellenlänge der von der zumindest einen Emissionseinrichtung (220) emittierten Strahlung (250, 255) transparent ist; und ein Absorptionsmaterial (230), das auf Seiten der ersten Hauptoberfläche (212) des Substrates (210) aufgebracht ist, wobei das Absorptionsmaterial (230) einen zumindest für die Emissionswellenlänge absorbierenden fotostrukturierbaren Lack aufweist, wobei zumindest eine Emissionsfläche (227) der zumindest einen Emissionseinrichtung (220) von dem Absorptionsmaterial (230) freigelegt ist.
PCT/EP2021/068735 2020-07-10 2021-07-07 Optische vorrichtung und verfahren zum herstellen einer optischen vorrichtung WO2022008551A1 (de)

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