用于制造发光二极管显示器的方法和发光二极管显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]提出一种用于制造发光二极管显示器的方法。此外，提出一种发光二极管显示器。
【发明内容】
[0002]待实现的目的在于:提出一种方法，借助于所述方法可制造高质量的微像素化的发光二极管显示器。
[0003]此外，该目的通过具有独立权利要求的特征的方法和发光二极管显示器实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。
[0004]根据至少一个实施方式，提出一种用于制造发光二极管显示器的方法。发光二极管显示器能够表示:在运行时由显示器所发射的辐射完全地或大部分地借助于发光二极管、简称LED产生。发光二极管显示器能够是有源矩阵显示器。可行的是，发光二极管显示器不具有液晶矩阵。
[0005]根据至少一个实施方式，所述方法包括提供生长衬底的步骤。生长衬底具有衬底上侧。生长衬底例如是蓝宝石衬底或者硅衬底。
[0006]根据至少一个实施方式，所述方法包括将一个或多个缓冲层间接或者直接施加到衬底上侧上的步骤。至少一个缓冲层能够与衬底上侧直接接触或者通过一个或多个中间层与衬底上侧隔开。
[0007]根据至少一个实施方式，所述方法具有产生多个分开的生长点的步骤。生长点在缓冲层处、在其中和/或在其上产生。生长点例如是缓冲层的特定的、局部的区域。
[0008]根据至少一个实施方式，所述方法具有产生各个辐射活性的岛的步骤。岛从生长点起产生，例如借助于外延生长来产生。
[0009]根据至少一个实施方式，岛分别包括无机的半导体层序列或者由这样的半导体层序列构成。岛的半导体层序列包含用于在发光二极管显示器运行时产生辐射的一个或多个有源区。有源区能够是单量子阱结构或者是多量子阱结构或者是pn结。
[0010]半导体层序列优选基于II1-V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料、如AlnIn1ImGamN或者是磷化物化合物半导体材料如AlnIni_n_mGamP或者还是砷化物化合物半导体材料如AlnIn1IniGa111As,其中分别地O彡η彡1，0彡m彡I并且n+m<l。在此，半导体层序列能够具有掺杂材料以及附加的组成部分。然而出于简单起见仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分、即Al、As、Ga、In、N或者P，即使这些组成部分能够部分地通过少量其它物质取代和/或补充时也如此。
[0011]根据至少一个实施方式，在衬底上侧的俯视图中观察，岛具有至少50nm的或者至少200nm的或者至少500nm的或者至少0.5 μπι的或者至少10 μm的平均直径。替选地或者附加地，岛的平均直径为至多20 μ m或者至多5 μ m或者至多2 μ mo可行的是，岛具有>1的或者>2的或者>5的长宽比、即平均高度和平均直径的商。长宽比例如能够〈25或者〈20或者〈15。
[0012]根据至少一个实施方式，所述方法具有将岛与晶体管互连的步骤。经由晶体管，岛可单独地或者成组地电控制。在此，恰好一个岛或者还有多个电并联的岛能够分别与恰好一个晶体管导电连接。换句话说，发光二极管显示器因此是所谓的微像素化的显示器，其中各个岛形成微像素。
[0013]在至少一个实施方式中，所述方法设立用于制造发光二极管显示器。所述方法至少包括下述步骤:
[0014]A)提供具有衬底上侧的生长衬底；
[0015]B)将至少一个缓冲层直接或者间接施加到衬底上侧上；
[0016]C)在缓冲层上或缓冲层处产生多个分开的生长点；
[0017]D)从生长点起产生各个辐射活性的岛，其中所述岛分别包括具有至少一个有源区的无机的半导体层序列，并且在衬底上侧的俯视图中观察，岛的平均直径在50nm和20 μπι之间，其中包括边界值；以及
[0018]Ε)将岛与晶体管互联以用于电控制岛。
[0019]所述方法步骤优选以所给出的顺序实施。不同的顺序只要在技术上是可执行的，同样是可行的。
[0020]在制造基于发光二极管的微像素化的显示器时，在传统的生产方法途径中、即在将面状地施加的外延层分段时，出现在低缺陷的结构化方面大的挑战。这类生产方法途径也称为自上而下法。如果此外应实现具有有源矩阵电路的显示器，那么也必须施加具有必要的晶体管元件的载体，所述晶体管元件目标精确地调节为发光面、尤其是通过微像素形成。
[0021]半导体层序列朝向微像素化的显示器的结构化例如通过干化学法来进行。通常，具有分段的半导体层序列和微像素的载体在倒装芯片法中与具有驱动电路的晶片连接。
[0022]所描述的发光二极管显示器此外基于如下思想:将在微米范围中或者在纳米范围中以结构化的方式沉积在生长衬底上的外延结构用于微显示器。相应的制造也称为自下而上法。优选地，在此外延的生长岛相应于恰好一个之后的发光像素。然而也可行的是，较小的岛组合为发光像素。附加地，在这样的方法中存在如下可行性:直接在相同的衬底上执行外延生长，所述衬底也在之前或者之后设有驱动晶体管。由此，能够省去具有微像素的载体和具有驱动电路的载体之间的接合过程。此外，能够省去具有有源区的半导体层序列在外延之后的结构化。也就是说，分段为微像素已经通过生长预设。由此尤其是可实现高的材料质量从而可实现抑制因蚀刻损伤引起的漏电流。
[0023]通过岛的有针对性的、三维的生长，可避免因结构化工艺、如蚀刻引起的有源区的损伤。因静电放电、小电流问题和/或分流引起的可能损坏的风险就此能够被最小化。
[0024]在辐射活性的面处因结构化引起的损失能够通过岛的芯-壳结构、英语core-shell结构来补偿。在长宽比高的情况下，相对于平坦的自上而下法，在有源面处的增益甚至是可行的。由此，在同时获得光密度的情况下通过降低电流密度提高效率也是可行的。
[0025]在晶体管控制逻辑集成在生产衬底中的情况下，在接下来的步骤中不需要精确的、准确调节的接合。呈所谓的纳米棒形式的相对薄的岛的生长此外允许材料质量的改进，因为位错在接近的表面处弯曲，而不是遍布整个外延生长的层厚度。
[0026]通过以各个竖立的、三维的、呈纳米结构或者微米结构形式的岛的生长来替代闭合的二维的层的生长，此外能够降低或者减少应力，所述应力在使用具有不同的晶格常数和/或膨胀系数的材料时出现。这也减小了在生长时晶片和/或生长衬底的弯曲，并且能够特别是在接合到其它材料或者晶体上时简化工艺。此外，能够使用更大的衬底或者杂质衬底用于生长。
[0027]根据所述方法的至少一个实施方式，晶体管在生长衬底中产生。这例如通过掺杂生长衬底的特定的子区域进行。特别地，晶体管作为场效应晶体管、简称FET或者作为pnp晶体管在生长衬底中产生。
[0028]根据至少一个实施方式，产生晶体管的步骤部分地或者完全地跟随步骤D)之后。但是特别地，关于例如因在晶体管的P阱和η阱中的生长期间引起的扩散而产生的热负荷方面，能够替选地在步骤D)之前执行用于制造晶体管的一些或者所有的工艺步骤。
[0029]根据所述方法的至少一个实施方式，在步骤Ε)中将载体衬底安置在岛的背离生长衬底的一侧上。载体衬底因此优选是机械稳定并且机械承载发光二极管显示器的部件。载体衬底例如是硅衬底。
[0030]根据至少一个实施方式，所述方法包括移除生长衬底的步骤。特别地，在安置载体衬底之后移除生长衬底。如果生长衬底包括晶体管，那么生产衬底优选保留在已制成的发光二极管显示器上。
[0031]根据至少一个实施方式，用于控制岛的晶体管由载体衬底包围。优选地，在将载体衬底固定在岛上之前，在载体衬底中制成晶体管。
[0032]根据所述方法的至少一个实施方式，将缓冲层作为二维的、非结构化的层施加。也就是说，缓冲层以恒定的厚度在不具有有针对性的厚度变化或者材料改变的情况下产生。
[0033]根据至少一个实施方式，将由电绝缘材料或者由导电材料构成的掩模层施加到缓冲层上。掩模层具有多个开口并且优选在步骤D)之前沉积。岛从掩模层中的开口起在缓冲层上生长。掩模层的材料例如是氧化硅或者氮化硅。
[0034]根据至少一个实施方式，掩模层保留在制成的发光二极管显示器中。也就是说，掩模层不后续地例如通过蚀刻移除。特别地，掩模层