技术领域
本发明一般地涉及包括纳米级或微米级的半导体元件，特别是微米线或纳米线，或具有棱锥形状的结构的光电子器件，从而形成发光二极管和覆盖发光二极管的光致发光块。
背景技术
术语“光电子器件”用于表示能够将电信号转换为电磁辐射或执行相反操作的器件，特别是专用于检测、测量或发射电磁辐射的器件。具有三维半导体元件的电子器件可以包括被光致发光块覆盖的发光二极管。
制造这种光电子器件的方法包括在衬底上形成发光二极管并形成覆盖发光二极管的光致发光块。光致发光块可以通过在发光二极管的组件上沉积光致发光层，以及蚀刻光致发光层以界定光致发光块来形成。
在光致发光层中界定光致发光块可以包括沉积覆盖光致发光层的树脂层，以及通过在光致发光块的所需位置处执行光刻方法来界定光致发光层的各个部分。光刻方法通常包括检测衬底上的可见对准标记，以相对于发光二极管正确地放置用于曝光树脂层的掩模。
这种方法的缺点是光致发光层可能对可见光部分不透明，使得检测对准标记的光刻方法可能难以实施。
技术实现要素：
因此，实施例的目标是克服上述用于制造包括发光二极管和光致发光块的光电子器件的方法的至少一部分缺点。
实施例的另一目标是能够具有形成光致发光块的材料，该材料不是适于在光刻步骤中使用的光敏材料。
实施例的另一目标是能够具有光致发光块的高度与宽度的显着比率。
实施例的另一目标是光电子器件能够以工业规模和低成本形成。
一个实施例提供了一种制造光电子器件的方法，所述光电子器件包括具有第一和第二组件的发光二极管的组件，以及由第一光致发光材料制成的第一块，所述第一块覆盖每个所述第一组件。所述方法包括形成覆盖所述第一和第二组件的层，在所述层中界定第一开口以暴露所述第一组件，用所述第一材料填充所述第一开口，以及执行化学机械抛光以界定所述第一块。
根据一个实施例，所述器件包括由不同于所述第一光致发光材料的第二光致发光材料制成的第二块，每个所述第二块覆盖所述第二组件中的一个，所述方法包括在所述层中界定第二开口以暴露所述第二组件，用所述第二材料填充所述第二开口，以及执行化学机械抛光以界定所述第二块。
根据一个实施例，所述器件还包括发光二极管的第三组件以及由不同于所述第一和第二光致发光材料的第三光致发光材料制成的第三块，每个所述第三块覆盖所述第三组件中的一个，所述方法包括在所述层中界定第三开口以暴露所述第三组件，用所述第三材料填充所述第三开口，以及执行化学机械抛光以界定所述第三块。
根据一个实施例，所述器件还包括发光二极管的第四组件，所述方法包括在所述层中界定第四块，每个所述第四块覆盖所述发光二极管的所述第四组件中的一个。
根据一个实施例，所述层对由所述发光二极管的所述第四组件的所述发光二极管发射的辐射至少部分透明。
根据一个实施例，所述方法包括在所述组件之间的所述层中界定第四开口并且在所述第四开口中形成具有反射侧的壁。
根据一个实施例，所述方法包括在所述第四开口中沉积反射涂层并且用第五材料填充所述第四开口的其余部分。
根据一个实施例，在所述第一光致发光块之后形成所述壁。
根据一个实施例，所述方法包括在形成所述壁之前形成在所述第四开口中延伸并覆盖所述第一光致发光块的阻挡层。
根据一个实施例，所述壁在所述第一和第二光致发光块之后形成。
根据一个实施例，所述壁在所述第一和第二光致发光块之前形成。
根据一个实施例，所述方法包括蚀刻存在于所述第一、第二和第三光致发光块之间的所述层，在形成所述壁之前形成在所述第四开口中延伸并覆盖所述第一、第二和第三光致发光块的阻挡层，以及在存在于所述第一、第二和第三光致发光块之间的空间中形成所述壁。
附图说明
上述特征和优点以及其他特征和优点将在以下参考附图以举例说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中进行详细描述，其中：
图1是具有发光二极管和光致发光块的光电子器件的实施例的局部简化截面图；
图2是发光二极管的实施例的局部简化截面图；
图3是在制造图1的器件的方法的实施例的步骤中获得的结构的截面图；
图4是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图5是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图6是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图7是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图8是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图9是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图10是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图11是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图12是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图13是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图14是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图15是在制造图1的器件的方法的另一实施例的步骤中获得的结构的截面图；
图16是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图17是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图18是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图19是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图20是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图21是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图22是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图23是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图24是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图25是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图26是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图27是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图28是在制造图1的器件的方法的另一实施例的步骤中获得的结构的截面图；
图29是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图30是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图31是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图32是在制造图1的器件的方法的另一实施例的步骤中获得的结构的截面图；
图33是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图34是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图35是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图36是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图37是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图38是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图39是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图40是在制造图1的器件的方法的另一实施例的步骤中获得的结构的截面图；
图41是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图42是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图43是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图44是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图45是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图46是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图47是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图48是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图49是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图50是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；
图51是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图；以及
图52是在该方法的另一步骤中获得的结构的截面图。
具体实施方式
相似的特征在各个附图中用相似的附图标记表示。特别地，在各个实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。为了清楚起见，仅详细说明和描述了对理解本文描述的实施例有用的步骤和元件。
在以下描述中，当提及限定绝对位置的术语时，例如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等，或提及限定相对位置的术语时，例如术语“上”、“下”、“上部”、“下部”等，或提及限定方向的术语时，例如术语“水平”、“垂直”等，它指的是图形的取向或指示正常使用位置处的光电子器件。除非另有说明，否则表述“大约”、“近似”、“基本上”和“约为”表示在10％以内，优选地在5％以内。当表述“大约”、“近似”、“基本上”和“约为”与方向有关时，它们表示在10°以内，优选地在5°以内。此外，这里认为术语“绝缘的”和“传导的”分别表示“电绝缘的”和“导电的”。
层的透射率对应于通过输出表面从层出来的辐射强度与从相对于输出表面的输入表面进入层的辐射强度的比率。在以下描述中，当辐射通过层或膜的透射率小于10％时，层或膜被称为对辐射不透明。在以下描述中，当辐射通过层或膜的透射率大于10％时，层或膜被称为对辐射透明。在以下描述中，“可见光”指波长在400nm至700nm范围内的电磁辐射。
在以下描述中，当膜或层在40℃下对氧气的渗透率小于1.10-1cm3/(m2*day*atm)时，膜或层被称为是不透氧的。对氧气的渗透率可以根据题为“Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor(使用库仑传感器测试氧气通过塑料膜和片材的透射率的标准测试方法)”的ASTM D3985方法测量。在以下描述中，当薄膜或层在40℃下对水的渗透率小于1.10-1g/(m2*day)时，膜或层被称为是不透水的。对水的渗透率可以根据题为“Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Modulated Infrared Sensor(使用调制红外传感器测试水蒸气通过塑料膜和片材的透射率的标准测试方法)标准测试方法”的ASTM F1249方法测量。
本发明涉及包括基于纳米或微米级的三维元件，特别是微米线、纳米线或棱锥形元件形成的发光二极管的光电子器件的制造。
术语“微米线”或“纳米线”表示沿优选方向的细长形状的三维结构，具有至少两个被称为次维度的维度，范围为5nm至5μm，优选地为100nm至2μm，更优选地为200nm至1.5μm，被称为主维度或高度的第三维度，大于或等于最大次维度的1倍，优选地大于或等于3倍，更优选地大于或等于5倍。在某些实施例中，每个微米线或纳米线的高度可以大于或等于500nm，优选地地在1μm至50μm范围内。在以下描述中，术语“线”用于表示“微米线”或“纳米线”。
线的横截面可以具有不同的形状，例如椭圆形、圆形或多边形，特别是三角形、矩形、正方形或六边形。与线的横截面相关的术语“平均直径”表示该横截面中与线的表面积相关的量，例如对应于具有与线的横截面相同的表面积的盘的直径。
在以下描述中，术语“棱锥”表示一种三维结构，其中一部分具有角锥或细长圆锥的形状。棱锥结构可以被截断，圆锥的顶部缺失并由平坦的区域替代。棱锥的底面内接一个正方形，该正方向的边尺寸为100nm至10μm，优选地为0.2μm至2μm。形成棱锥底面的多边形可以是六边形。棱锥底面与顶点或顶部平台之间的棱锥高度在100nm至20μm之间变化，优选地在200nm至2μm之间变化。
在以下描述中，将在具有包括微米线或纳米线的发光二极管的光电子器件的情况下描述实施例。然而应当清楚，这些实施例可以涉及具有包括微米级或纳米级棱锥的发光二极管的光电子器件。
线主要包括优选地超过60重量％，更优选地超过80重量％的至少一种半导体材料。半导体材料可以是硅、锗、碳化硅、III-V化合物、II-VI化合物或这些化合物中至少两种的组合。
III族元素的示例包括镓(Ga)、铟(In)或铝(Al)。III-N族化合物的示例是GaN、AlN、InN、InGaN、AlGaN或AlInGaN。也可以使用其他V族元素，例如磷或砷。通常，III-V化合物中的元素可以以不同的摩尔分数组合。II族元素的示例包括IIA族元素，特别是铍(Be)和镁(Mg)，以及包括IIB族元素，特别是锌(Zn)、镉(Cd)和汞(Hg)。VI族元素的示例包括VIA族元素，特别是氧(O)和碲(Te)。II-VI族化合物的示例是ZnO、ZnMgO、CdZnO、CdZnMgO、CdHgTe、CdTe或HgTe。通常，II-VI族化合物中的元素可以以不同的摩尔分数组合。线的半导体材料可以包括掺杂物，例如确保III-N族化合物的N型掺杂的硅，或确保III-N族化合物的P型掺杂的镁。
图1是包括微米线或纳米线的光电子器件5的实施例的局部简化截面图。
光电子器件5在图1中从底部到顶部包括：
-衬底10，其包括相对的表面12和14，上表面12优选地至少在发光二极管的水平面上是平坦的；
-种子层16，其由有利于线生长的材料制成并布置在表面12上；
-绝缘层18，其覆盖种子层16并且包括暴露种子层16的多个部分的开口20；
-发光二极管LED(示出了六个发光二极管)，每个发光二极管LED通过开口20之一与种子层16接触；
-绝缘层24，其在发光二极管LED的下部侧面延伸并在发光二极管LED之间的绝缘层18上延伸；
-层26，其形成覆盖每个发光二极管LED并进一步在发光二极管LED之间的绝缘层24上延伸的电极；
-反射导电层28，其在发光二极管LED之间的层26上延伸，其中导电层28可以作为变体插入在电极层26与发光二极管LED之间的绝缘层24之间；
-介电保护层30，其在层26和28上延伸；
-光致发光块32、33，其覆盖发光二极管的特定组件；
-块34，其对由发光二极管发射的辐射透明并覆盖发光二极管的其他组件，可以省略透明的块34；
-绝缘层36，其覆盖每个块32、33、34或仅块32、33、34的一部分的上表面，绝缘层36可以省略；
-保护层37，其覆盖绝缘层36、块32、33、34的侧面和块32、34之间的电极层26；
-壁38，其位于块32、34之间，每个壁38包括被反射涂层42包围的芯40；
-一个、两个或三个滤色器44，例如，单个黄色滤色器；两个滤色器，第一个是黄色滤色器，第二个是红色滤色器；或三个滤色器，第一个是红色滤色器，第二个是绿色滤色器，第三个为蓝色滤色器，其覆盖光致发光块32、33的至少一部分，以单个滤色器44覆盖两个块为例；以及
-透明保护层46，其覆盖整个结构。
图2示出了发光二极管LED的实施例。根据一个实施例，每个发光二极管LED包括通过开口20之一与种子层16接触的线21，以及包括半导体层堆叠的壳22，这些半导体层覆盖线21的侧壁和顶部。由每个线21和相关联的壳22形成的组件形成发光二极管LED。
壳22可以包括多个层的堆叠，特别是包括有源层23和粘合层25。有源层23是从中发射由发光二极管LED提供的大部分辐射的层。根据一个示例，有源层23可以包括限制装置，例如多个量子阱。粘合层25可以包括具有与线21相同的III-V族材料但具有与线21相反的导电类型的半导体层的堆叠。
衬底10可以对应于单块结构或可以对应于覆盖由另一材料制成的支撑件的层。衬底10优选地为半导体衬底，例如，由硅、锗、碳化硅、或III-V族化合物，例如GaN或GaAs制成的衬底，或ZnO衬底。优选地，衬底10是单晶硅衬底。优选地，它是与在微电子学中实施的制造方法兼容的半导体衬底。衬底10可以对应于绝缘体上硅型(也称为SOI)的多层结构。
开口20的横截面可以对应于线21的期望横截面或者可以不同于将获得的线的横截面。线21的平均直径可以等于或大于开口20的平均直径。
种子层16由有利于线生长的材料制成。作为示例，形成种子层16的材料可以是来自元素周期表的IV、V或VI列的过渡金属的氮化物、碳化物或硼化物或这些化合物的组合。例如，种子层16可由氮化铝(AlN)、硼(B)、氮化硼(BN)、钛(Ti)或氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、铪(Hf)、氮化铪(HfN)、铌(Nb)、氮化铌(NbN)、锆(Zr)、硼酸锆(ZrB2)、氮化锆(ZrN)、碳化硅(SiC)、碳化钽(TaCN)、MgxNy形式的氮化镁，其中x约等于3，y约等于2，例如根据形式Mg3N2的氮化镁或氮化镁镓(MgGaN)、钨(W)、氮化钨(WN)或它们的组合。种子层16可具有单层结构或可对应于至少两层的堆叠，每一层例如由前述材料中的一种制成。
根据一个实施例，可以省略种子层16。根据另一实施例，种子层16可以用例如形成在开口20底部的种子焊盘代替。
每个绝缘层18、24、30、36、37、46和填充材料40可以由介电材料制成，例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SixNy，其中x约等于到3并且y约等于4，例如Si3N4)、氧氮化硅(特别是通式SiOxNy，例如Si2ON2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、二氧化钛(TiO2)或金刚石。绝缘层18、24、30、36、37、46可具有单层结构或可对应于两个层或多于两个层的堆叠。当绝缘层18对应于至少两个层的堆叠时，堆叠的上层为绝缘型，例如由介电材料制成。
导电层28或涂层42优选地对应于金属层，例如铝、银、铜、金或锌。导电层28或涂层42的厚度可以在0.01μm至1,000μm的范围内。作为变体，可以省略涂层42。在这种情况下，填充材料40可以是金属材料，例如铝、银、铜或锌。
电极层26能够允许由发光二极管发射的电磁辐射。形成电极层26的材料可以是透明且导电的材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌或镓锌，或石墨烯。电极层26的厚度可以在从0.01μm至10μm范围内。
根据一个实施例，每个光致发光块32、33位于发光二极管中的一个或发光二极管组件的对面。每个光致发光块32、33包括发光体，当被相关联的发光二极管LED发射的光激发时，这些发光体能够以不同于由相关联的发光二极管LED发射的光的波长的波长发射光。根据一个实施例，光电子器件5包括至少两种类型的光致发光块32、33。每个第一类型的光致发光块32能够将由发光二极管提供的辐射转换成第一波长的第一辐射，并且每个第二类型的光致发光块33能够将由发光二极管提供的辐射转换成第二波长的第二辐射。根据一个实施例，光电子器件5包括至少三种类型的光致发光块32、33，每个第三类型的光致发光块能够将由发光二极管LED提供的辐射转换成第三波长的第三辐射。第一、第二和第三波长可以不同。
根据一个实施例，发光二极管能够发射蓝光，即，波长在430nm至480nm范围内的辐射。根据一个实施例，第一波长对应于绿光并且在510nm至570nm范围内。根据一个实施例，第二波长对应于红光并且在600nm至720nm范围内。
根据另一实施例，发光二极管LED例如能够发射紫外辐射。根据一个实施例，第一波长对应于蓝光并且在430nm至480nm范围内。根据一个实施例中，第二波长对应于绿光并且在510nm至570nm范围内。根据一个实施例，第三波长对应于红光并且在600nm至720nm范围内。
块32、33的纵横比，即块的高度与最大宽度的比率，可以在0.01至10范围内，优选地在0.05至2范围内。
根据一个实施例，每个光致发光块32、33包括至少一种光致发光材料的颗粒，例如在透明基质中。光致发光材料的一个示例是由三价铈离子激活的钇铝石榴石(YAG)，也称为YAG:Ce或YAG:Ce3 。常规光致发光材料的颗粒平均尺寸一般大于5μm。
根据一个实施例，每个光致发光块32、33包括基质，该基质具有分散在其中的纳米级半导体材料单晶颗粒，以下也称为半导体纳米晶体或纳米发光体颗粒。光致发光材料的内量子效率QYint等于发射光子数与被光致发光物质吸收的光子数之比。半导体纳米晶体的内量子效率QYint大于5％，优选地大于10％，更优选地大于20％.
根据一个实施例，纳米晶体的平均尺寸在0.5nm至1,000nm范围内，优选地在0.5nm至500nm范围内，更优选地在1nm至100nm范围内，特别是在2nm至30nm范围内。对于小于50nm的尺寸，半导体纳米晶体的光转换特性主要取决于量子限制现象。因此，半导体纳米晶体对应于量子点。
根据一个实施例，半导体晶体的半导体材料选自硒化镉(CdSe)、磷化铟(InP)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化镉(CdTe)、碲化锌(ZnTe)、氧化镉(CdO)、氧化镉锌(ZnCdO)、硫化镉锌(CdZnS)、硒化镉锌(CdZnSe)、硫化铟银(AgInS2)、PbScX3类型的钙钛矿，其中X是卤素原子，特别是碘(I)、溴(Br)或氯(Cl)以及这些化合物中的至少两种的混合物。根据一个实施例，半导体纳米晶体的半导体材料选自Le Blevenec等人2014年4月在Physica Status Solidi(RRL)-Rapid Research Letters第8卷，第4期，第349-352页的出版物中提到的材料。
根据一个实施例，半导体纳米晶体的尺寸根据由半导体纳米晶体发射的辐射的所需波长来选择。作为示例，具有大约3.6nm的平均尺寸的CdSe纳米晶体能够将蓝光转换成红光，并且具有大约1.3nm的平均尺寸的CdSe纳米晶体能够将蓝光转换成绿光。根据另一实施例，半导体纳米晶体的组成根据由半导体纳米晶体发射的辐射的所需波长来选择。
基质对由光致发光颗粒和/或发光二极管LED发射的辐射至少部分透明，优选地大于80％。基质例如由二氧化硅制成。例如，基质由任何至少部分透明的聚合物，特别是有机硅，丙烯酸树脂或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)类型或聚乳酸(PLA)制成。基质可以特别由至少部分透明的聚合物制成，与三种聚合物一起使用维打印机。基质可对应于通过离心分离沉积的光敏或非光敏玻璃(SOG，旋涂玻璃)。根据一个实施例，基质含有2％至90％，优选地10％至60％重量％至60重量％的纳米晶体，例如约30重量％的纳米晶体。
光致发光块32、33的厚度取决于纳米晶体浓度和所用纳米晶体的类型。光致发光块32、33的高度优选地大于线21的高度并且小于或等于壁38的高度。在顶视图中，每个光致发光块32、33可以对应于正方形、矩形、“L”形多边形等，其面积可以等于具有边长从1μm至100μm，优选地从3μm至15μm的的正方形的面积。
壁38至少部分地由至少一种反射材料制成。反射材料可以是金属材料，特别是铁、铜、铝、钨、银钛、铪、锆或至少两种这些化合物的组合。优选地，壁38由与在微电子学中实施的制造方法兼容的材料制成。优选地，壁38由铝或银制成。
沿垂直于表面12的方向测量的壁38的高度在300nm至200μm范围内，优选地在3μm至15μm范围内。沿平行于表面12的方向测量的壁38的厚度在100nm至50μm范围内，优选地在0.5μm至10μm范围内。
根据一个实施例，壁38可以由反射材料制成或覆盖有涂层，该涂层对由光致发光块32、33和/或发光二极管发射的辐射的波长具有反射性。
优选地，壁38围绕光致发光块32、33。然后，壁38减少相邻光致发光块32、33之间的串扰。
封装层46对由光致发光颗粒和/或发光二极管LED发射的辐射至少部分透明。封装层可以由对由光致发光颗粒和/或发光二极管LED发射的辐射至少部分透明的无机材料制成。作为示例，无机材料选自SiOx类型的氧化硅，其中x是1至2之间的实数；或SiOyNz，其中y和z是0至1之间的实数；氧化钛、氧化铝，例如Al2O3，以及这些化合物的混合物。封装层可以由至少部分透明的有机材料制成。作为示例，封装层是硅酮聚合物、环氧化物聚合物、丙烯酸聚合物或聚碳酸酯。封装层46可以具有单层或多层结构并且例如可以包括有机和/或无机层的堆叠。
图3至图14示出了在制造图1所示的光电子器件5的方法的实施例的连续步骤中获得的结构。
图3示出了在执行以下步骤之后获得的结构：即，在衬底10的表面12上形成种子层16，在种子层16上形成绝缘层18，在绝缘层18中蚀刻开口20，形成发光二极管LED，即，例如通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)或任何其他合适的方法在开口20中生长线，以及形成覆盖线的壳，在每个发光二极管LED的脚下形成绝缘层24，形成电极层26，形成导电层28，形成介电层30，以及沉积对可见光透明的材料(特别是介电材料)的层50，填充线21之间的空间以在介电层30上方形成基本平坦的上表面52。层50可以由在可见光范围内透明的矿物材料(SiO2、SiN、Al2O3)制成。层50可以由树脂制成，特别是由抗蚀剂制成。层50可以通过旋涂、槽模涂布、刮刀涂布、柔版印刷或丝网印刷沉积。
图4示出了在执行以下步骤之后获得的结构：即，在透明层50上沉积用作蚀刻掩模的层54，以及在第一类型的光致发光块32的每个所需位置处，在层54中蚀刻开口56，并且在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻续接开口56的开口58。层54可以由前述用于绝缘层18、24、30、36、37、46的材料之一制成。绝缘层54的蚀刻可以是干蚀刻，例如离子等离子体类型的蚀刻；或湿蚀刻，优选地在透明层50的材料上具有选择性。在层50由SiO2制成的情况下，层54可以是抗蚀剂并且可以在形成开口58之后被去除。透明体50的蚀刻可以是干蚀刻，例如离子等离子体类型的蚀刻，优选地在保护层30上具有选择性。
图5示出了在用形成第一类型光致发光块32的材料完全填充开口56、58之后获得的结构。可以采用旋涂或槽模涂布。填充步骤导致在绝缘层54上形成形成光致发光块32的材料的层60。
图6示出了在蚀刻步骤，特别是化学机械抛光步骤，也称为CMP，以去除层60和绝缘层54，从而暴露透明层50的上表面52之后获得的结构。化学机械抛光步骤可以同时或相继地包括机械抛光步骤和化学蚀刻步骤。根据一个实施例，层60可以通过CMP去除，然后层54用作蚀刻停止层。层54然后例如通过干蚀刻，特别是等离子体蚀刻，或通过湿蚀刻去除。因此界定了光致发光块32因。作为变体，可以不去除层54。
图7示出了在执行以下步骤之后获得的结构：即，透明层50上沉积用作蚀刻掩模的层62，以及在第二类型的光致发光块33的每个所需位置处，在层62中蚀刻开口64，并且在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻续接开口64的开口66。层62可以由先前描述的用于绝缘层18、24、30、36、37、46、56的材料之一制成。
图8示出了在用形成第二类型的光致发光块33的材料完全填充开口64、66之后获得的结构。可以采用旋涂或槽模涂布。填充步骤导致在透明层50上形成形成光致发光块33的材料的层67。
图9示出了在去除层67和绝缘层62以暴露透明层50的上表面52，因此界定光致发光块33的CMP步骤之后获得的结构。作为变体，可以通过CMP去除层67，层62然后用作蚀刻停止层。然后可以去除层62，例如通过干蚀刻，特别是等离子体蚀刻，或通过湿蚀刻。作为变体，可以不去除层62。
图10示出了在透明层50和光致发光块32、33上沉积用作蚀刻掩模的层68以及在壁38的每个所需位置处，在层68中蚀刻开口70之后获得的结构。
图11示出了对于每个开口70，在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻续接开口70的开口72之后获得的结构。然后可以保留或不保留层68。透明层50的剩余部分形成透明块34。在层50由SiO2制成的情况下，层68可以是抗蚀剂层并且可以在形成开口72之后去除。
图12示出了在图11所示的整个结构上方沉积绝缘层37之后获得的结构。绝缘层37可以通过保形沉积方法，特别是原子层沉积(ALD)方法沉积。绝缘层37具体可以是对防湿气和/或空气的层，并且可以针对光致发光块32、33起到保护层的作用。有利地，层37在光致发光块32、33形成之后立即沉积。
图13示出了在图12所示的整个结构上方沉积由形成壁38的涂层42的材料制成的层76，以及在用形成壁38的芯40的材料填充开口72(导致在块32、33、34上形成填充材料的层78)之后获得的结构。
图14示出了在去除填充材料的层78的多个部分和位于开口72外部的层76的多个部分以暴露覆盖绝缘层68的多个部分的绝缘层37的多个部分，因此界定壁38，特别是芯40和涂层42之后获得的结构。作为示例，位于开口72外部的层78的多个部分可以通过干蚀刻去除，而位于开口72外部的层76的多个部分可以通过湿或干蚀刻去除。
该方法包括形成滤色器44和保护层46的附加步骤。
图15至27示出了在制造光电子器件5的方法的另一实施例的连续步骤中获得的结构。
图15示出了在与先前关于图3、4、5和6描述的那些步骤相同的步骤之后获得的结构，不同之处在于，在CMP步骤中，绝缘层54没有被去除。
图16示出了在执行以下步骤之后获得的结构：即，在整个结构上方沉积用作蚀刻掩模的层62，以及在第二类型的光致发光块33的每个所需位置处，在层62中蚀刻开口64，并且在层54中蚀刻续接开口64的开口79，以及在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻续接开口64的开口66。
图17示出了在与先前关于图8描述的步骤类似的步骤之后，即，在用形成第二类型的光致发光块33的材料完全填充开口64、79、66之后获得的结构。可以采用旋涂。填充步骤导致在绝缘层62上形成形成光致发光块33的材料的层67。
图18示出了在执行去除层67以到达未去除的绝缘层62，因此界定光致发光块33的CMP步骤之后获得的结构。
图19和20示出了与先前关于图10和11描述的步骤类似的步骤，并示出了在执行以下步骤之后获得的结构：即，在整个结构上沉积用作蚀刻掩模的层68，以及在壁38的每个所需位置处，在层68中蚀刻开口70，可能在层62中蚀刻续接开口70的开口80，以及在层54中蚀刻续接开口70的开口81，并且在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻续接开口70的开口72。
图21示出了在去除绝缘层54、62和68的CMP步骤之后获得的结构。可以省略该步骤。
图22示出了在执行与先前关于图13描述的步骤类似的步骤(包括在图21所示的整个结构上方沉积由形成壁38的涂层42的材料制成的绝缘层76)，以及在用形成壁38的芯40的材料填充开口72(导致在块32、33、34上形成填充材料的层78)之后获得的结构。
图23示出了在去除填充材料的层78，以及位于开口72外部的层76的多个部分以暴露覆盖绝缘层36的绝缘层37的多个部分，从而界定壁38的CMP或干蚀刻步骤之后获得的结构。
图24示出了在整个结构上方沉积用作蚀刻掩模的层82，以及在第三类型的光致发光块的每个所需位置处，在层82中蚀刻开口83之后获得的结构。
图25示出了在蚀刻开口84，以及在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻后续开口82，以及在去除层80之后获得的结构。
图26示出了在用形成第三类型光致发光块的材料完全填充开口84之后获得的结构。可以采用旋涂。填充步骤导致在开口84外部的其余结构上形成形成光致发光块的材料的层88。
图27示出了在去除层88的CMP步骤之后获得的结构。因此界定第三类型的光致发光块90。在没有如前所述覆盖发光二极管LED的透明块34的情况下，层50不必由强透明材料制成，因为在制造方法结束时层50不再有覆盖发光二极管的更多部分。
该方法包括形成滤色器44和保护层46的附加步骤。
图28至31示出了在制造光电子器件5的方法的另一实施例的连续步骤中获得的结构。
该方法的初始步骤包括先前关于图3至18描述的所有步骤。
图28示出了在执行以下步骤之后获得的结构：即，在整个结构上方沉积用作蚀刻掩模的层82，以及在第三类型的光致发光块90的每个所需位置处，在层82中蚀刻开口83，在层62中蚀刻续接开口83的开口92，并且在层54中蚀刻续接开口83的开口94，以及在层50中跨层50的整个厚度蚀刻续接开口83的开口84。
图29示出了在用形成第三类型的光致发光块90的材料完全填充开口84之后获得的结构。可以采用旋涂。填充步骤导致在开口84外部的结构的其余部分上形成形成光致发光块90的材料的层88。
图30示出了在去除层88的CMP步骤之后获得的结构。因此界定第三类型的光致发光块90。
在前述实施例中，在层50中形成开口58、66、84的步骤包括使用蚀刻掩模。根据另一实施例，当层50由抗蚀剂制成时，可以通过光刻步骤直接执行在层50中蚀刻开口的步骤。
图31示出了在执行选择性蚀刻以去除掩模层54、62、82并去除保留在光致发光块32、33、90之间的透明层50的多个部分的步骤之后获得的结构。
然后，该方法可以包括先前关于图13和14描述的步骤，特别是用于在光致发光块32、33、90之间释放的开口中形成壁38的步骤。
图32至39示出了在制造光电子器件5的方法的另一实施例的连续步骤中获得的结构。
该方法的初始步骤包括先前关于图3描述的所有步骤。
图32示出了在透明层50上方沉积用作蚀刻掩模的层68以及在壁38的每个所需位置处，在层68中蚀刻开口70之后获得的结构。
图33示出了在每个开口70之后，在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻开口72之后获得的结构。
图34示出了在执行与先前关于图13描述的步骤类似的步骤(包括在图33所示的整个结构上方沉积由形成壁38的涂层42的材料制成的绝缘层76)，以及在用形成壁38的芯40的材料填充开口72(导致在透明层50上形成填充材料的层78)之后获得的结构。
图35示出了在去除填充材料的层78，以及开口72外部的层76的多个部分，从而界定壁38的蚀刻步骤之后获得的结构。如前所述，开口72外部的层78的多个部分可以通过干蚀刻或CMP去除，并且开口72外部的层76的多个部分可以通过湿或干蚀刻去除。
图36至39示出了在先前分别关于图24至27描述，并导致形成第一类型的光致发光块32的步骤中获得的结构。这些步骤重复一次以形成第二类型的光致发光块33，并且可能重复一次以形成第三类型的光致发光块90。
图40至52示出了在制造光电子器件5的方法的另一实施例的连续步骤中获得的结构。
该方法的初始步骤包括先前关于图3描述的所有步骤。
图40示出了在沉积用作蚀刻掩模并覆盖透明层50的层100，以及沉积覆盖层100的抗蚀剂层102之后获得的结构。层100可以由先前针对绝缘层18、24、30、36、37、46描述的材料之一制成。
图41示出了在层102中蚀刻开口104以及在第一类型的光致发光块32的每个所需位置处，在层100中蚀刻续接开口104的开口106之后获得的结构。
图42示出了在去除抗蚀剂层102和在整个结构上方沉积绝缘层106之后获得的结构。层106可以由先前描述的用于绝缘层18、24、30、36、37、46的材料之一制成。
图43示出了在蚀刻绝缘层106，导致在每个开口104的侧面形成称为间隔物的绝缘层106的多个部分108，并且另一方面去除绝缘层106之后获得的结构。蚀刻可以是干蚀刻。
图44示出了在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻开口110之后获得的结构，开口110由层100和间隔物108形成的掩模界定。
图45示出了在用形成第一类型的光致发光块32的材料完全填充开口110之后获得的结构。可以采用旋涂。填充步骤导致在开口110外部的结构的其余部分上形成形成光致发光块32的材料的层88。
图46示出了在去除层88的CMP步骤之后获得的结构。因此界定第一类型的光致发光块32。
图47示出了在重复先前关于图40至45描述的用于界定第二类型的光致发光块33的步骤之后获得的结构。
图48示出了在例如通过对形成光致发光块32、33的材料、形成透明层50的材料和形成绝缘层100的材料进行选择性蚀刻来去除间隔物108之后获得的结构。可以采用干蚀刻或湿蚀刻。
图49示出了在透明层50中跨透明层50的整个厚度蚀刻与通过去除间隔物108形成的开口一致的开口112之后获得的结构。
图50示出了在图5所示的整个结构上方沉积绝缘层37之后获得的结构。
图51示出了在用形成壁38的芯40的材料填充开口102(导致在块32、33、34上形成填充材料的层78)之后获得的结构。
图52示出了在去除填充材料的层78和位于开口112外部的层76的多个部分，以暴露覆盖块32、33、34的上表面的绝缘层37的多个部分，从而界定壁38的CMP步骤之后获得的结构。
已经描述了各种实施例和变体。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变体的某些特征可以组合，并且本领域技术人员将想到其他变体。特别地，光电子器件制造方法可以包括尚未描述的附加步骤，例如，将结构转移到中间支撑件(也称为把手)上，以允许对其进行操作。最后，本文描述的实施例和变体的实际实现基于上文提供的功能指示在本领域技术人员的能力范围内。
