DE102010033963A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements - Google Patents

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Axel Kaltenbacher
Walter Wegleiter
Bernd Barchmann
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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben, das eine Schutzschicht (80) umfasst, die ein Material aufweist, das hydrophobe Gruppen enthält. Weiterhin wird ein Verfahren angegeben, mit dem ein optoelektronisches Bauelement hergestellt werden kann, und bei dem eine Schutzschicht (80), die hydrophobe Gruppen aufweist, aufgebracht wird.

Description

  • Es wird ein optoelektronisches Bauelement mit einer Schutzschicht angegeben sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, bei dem eine Schutzschicht aufgebracht wird.
  • Halbleiterchips, beispielsweise Leuchtdioden(LED)-Chips, können eine verminderte Leistung aufweisen, die durch Kontaminierung der Oberfläche des Halbleiterchips entsteht. So kann beispielsweise ein Anteil des in einem LED-Chip erzeugten Lichtes aufgrund Absorption des emittierten Lichts durch Kontaminierungen auf der Oberfläche des Chips verlorengehen.
  • Absorptionsverluste, die durch konstruktive Gegebenheiten in der Formgebung eines LED-Bauelements zustande kommen, können beispielsweise durch Aufbringen einer Reflexionsbeschichtung auf dem Substrat eines LED-Chips vermindert werden. Damit lassen sich Absorptionsverluste durch das Substrat reduzieren. Weiter optimieren lässt sich diese Maßnahme durch eine flächige, bis an die Chipoberkante reichende Verfüllung beziehungsweise eines Vergusses oder die Einbettung des Chips in hochreflektives Vergussmaterial, zum Beispiel mit TiO2 gefülltes Silikon. Ein Problem bei dieser Maßnahme stellt die Kontaminierung der Chip-Oberfläche durch Überlaufen des Vergussmaterials oder durch Spritzer bei der Prozessierung dar.
  • Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung ist es, ein Bauelement bereitzustellen, das weitgehend frei von Kontaminierungen an der Chipoberfläche ist und somit eine verbesserte Leistung aufweist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Bauelement enthaltend einen Halbleiterchip, dessen Oberfläche frei von Kontaminierungen ist, bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein Bauelement und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 9 gelöst. Weitere Ausführungsformen des Bauelements beziehungsweise des Verfahrens sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
  • Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben, das ein Substrat, zumindest einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip, der auf dem Substrat angeordnet ist, und einen Verguss, der auf dem Substrat den Halbleiterchip seitlich umschließend angeordnet ist, umfasst. Der Durchmesser des Substrats kann somit größer sein als der Durchmesser des Halbleiterchips, so dass der Verguss auf dem Substrat und um den Halbleiterchip herum angeordnet werden kann. Vergussmaterial kann beispielsweise Silikon, das mit TiO2 gefüllt ist, umfassen.
  • Das optoelektronische Bauelement kann weiterhin eine Schutzschicht aufweisen, die ganzflächig oder in Teilbereichen auf dem Halbleiterchip angeordnet ist und eine von dem Halbleiterchip abgewandte Außenfläche aufweist. Die Schutzschicht kann ein Material aufweisen, das hydrophobe Gruppen enthält, die, auf der Oberfläche des Chips angeordnet, zur Folge haben, dass die Oberfläche nicht benetzt wird.
  • „Ganzflächig” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Schutzschicht den Halbleiterschicht auf der von dem Substrat abgewandten, und nicht von dem Verguss umschlossenen Seite vollständig bedeckt. „In Teilbereichen” bedeutet dementsprechend, dass keine vollständige, sondern nur eine teilweise Bedeckung des Halbleiterchips auf der von dem Substrat abgewandten, und nicht von dem Verguss umschlossenen Seite durch die Schutzschicht vorliegt.
  • Weiterhin kann das Bauelement eine erste und zweite Kontaktierung aufweisen, die elektrisch leitend mit dem Halbleiterchip verbunden sind. Der Verguss und der Halbleiterchip können innerhalb eines Gehäuses angeordnet sein.
  • Die Anordnung der Schutzschicht „auf” dem Halbleiterchip bedeutet, dass die Schutzschicht auf der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips angeordnet ist. Diese Anordnung kann direkt auf dem Halbleiterchip erfolgen. Der Ausdruck „auf” umfasst jedoch auch die Anordnung der Schutzschicht auf einer weiteren Schicht oder Schichtenfolge, die ihrerseits auf der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips angeordnet sein können. Eine solche weitere Schicht kann beispielsweise eine Strahlungskonversionsschicht umfassen.
  • Die folgenden Ausführungen über die Schutzschicht, die auf der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips angeordnet ist, beziehen sich auch auf von dem Substrat abgewandte Seiten anderer Schichten oder Schichtenfolgen, die zwischen dem Halbleiterchip und der Schutzschicht vorhanden sein können, auch wenn diese Schichten oder Schichtenfolgen nicht explizit erwähnt werden.
  • Die Schutzschicht ermöglicht es, einen den Halbleiterchip seitlich umschließenden Verguss, der hochreflektiv für von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung ausgestaltet sein kann, bereitzustellen, ohne dass die Oberfläche des Halbleiterchips von Vergussmaterial kontaminiert wird. Die Kontaminierung wird dadurch verhindert, dass die Schutzschicht ganzflächig oder in Teilbereichen auf dem Halbleiterchip vorhanden ist. Teilbereiche umfassen vorzugsweise die an den Verguss angrenzenden Ränder der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips.
  • Damit wird zum einen die Absorption von dem Halbleiterchip emittierter Strahlung durch das Substrat durch das Vorhandensein des hochreflektiven Vergusses verhindert, andererseits eine Absorption durch Kontaminierung mit Vergussmaterial der Halbleiterchipoberfläche vermieden. Das Bauelement kann also eine optimierte Auskoppeleffizienz sowie verminderte Absorptionsverluste aufweisen.
  • Hydrophobe Gruppen können jeweils zumindest einen perfluorierten Kohlenstoff enthalten. Die hydrophoben Gruppen können in einem kettenförmigen Molekül enthalten sein. Beispielsweise kann das Material der Schutzschicht substituierte oder unsubstituierte Kohlenstoffwasserketten aufweisen, an deren einem Ende eine CF3-Gruppe vorhanden ist.
  • Das Material der Schutzschicht kann weiterhin Silangruppen, die funktionalisiert sein können, enthalten. Diese können an dem Ende einer Molekülkette, beispielsweise einer Kohlenwasserstoffkette, vorhanden sein, an der nicht die CF3-Gruppe vorhanden ist. Eine funktionalisierte Silangruppe kann mit der Halbleiterchip-Oberfläche oder der Oberfläche anderer Schichten oder Schichtenfolgen, die auf dem Halbleiterchip vorhanden sein können, eine kovalente Bindung eingehen, und somit die Schutzschicht auf dem Halbleiterchip oder auf anderen Schichten befestigen. Ist keine Silangruppe vorhanden, kann die Befestigung der Schutzschicht auf dem Halbleiterchip oder auf anderen Schichten auch durch Wasserstoffbrückenbindungen oder Van-der-Waals-Wechselwirkungen zustande kommen.
  • Das Material der Schutzschicht ist also zumindest teilweise PTFE-artig, das heißt, es enthält Polytetrafluorethylen (PTFE) ähnliche Fluorkohlenwasserstoffe, die CF3-Gruppen enthalten können, wodurch die hydrophobe Eigenschaft bewirkt wird.
  • Die Schutzschicht kann eine Dicke aufweisen, die aus dem Bereich 1 bis 10 nm ausgewählt ist. Die Schutzschicht kann in einer oder mehreren Monolagen vorhanden sein. Eine oder einige wenige Monolagen des Materials der Schutzschicht enthalten ausreichend freies Volumen, um die Beweglichkeit der hydrophoben Gruppen innerhalb des Materials zu ermöglichen.
  • Die hydrophoben Gruppen können an der Außenfläche der Schutzschicht vorhanden sein. Die Schutzschicht kann nicht benetzbar sein. Wenn die hydrophoben Gruppen an der Außenfläche der Schutzschicht vorhanden sind, bewirken sie die Nichtbenetzbarkeit der Schutzschicht, die somit abweisend gegenüber anderen Materialien wirkt.
  • Die Nichtbenetzbarkeit der Schutzschicht ist auch gegenüber dem Vergussmaterial gegeben, das günstigerweise erst aufgebracht wird, nachdem die Schutzschicht auf dem Halbleiterchip angeordnet wird. Somit findet keine oder zumindest eine verminderte Benetzung der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips mit Vergussmaterial statt und eine Kontaminierung des Halbleiterchips mit Vergussmaterial wird verhindert oder vermindert. Die Nichtbenetzbarkeit der Schutzschicht wird durch die hydrophoben Gruppen und dadurch erzielte niedrige Oberflächenenergie ermöglicht.
  • Die Außenfläche der Schutzschicht kann weiterhin zumindest teilweise frei von hydrophoben Gruppen sein. Dann kann die Schutzschicht benetzbar sein. „Frei” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass hydrophobe Gruppen durch eine kurze thermische Behandlung zumindest teilweise in das Innere der Schutzschicht geklappt sind, wodurch die Benetzbarkeit der Oberfläche ansteigt. So können beispielsweise Materialien mit relativ niedriger Oberflächenspannung, wie Silikone, aufgebracht werden, ohne dass es zu einer Delamination kommt.
  • Wenn die Außenfläche der Schutzschicht zumindest teilweise frei von hydrophoben Gruppen ist, können diese innerhalb der Schutzschicht oder an der Grenzfläche zwischen Schutzschicht und Halbleiterchip bzw. zwischen Schutzschicht und einer auf dem Halbleiterchip aufgebrachten Schicht oder Schichtenfolge vorhanden sein
  • Damit ist die Außenfläche der Schutzschicht benetzbar, womit weitere Schichten und/oder Elemente des Bauelements, beispielsweise eine Linse, auf die Schutzschicht aufgebracht werden können. Weitere Schichten, die aufgebracht werden, können Konversionsschichten und Schichten zum Schutz vor Umwelt- oder mechanischen Einflüssen umfassen. Durch die Benetzbarkeit der Schutzschicht, deren hydrophobe Gruppen nicht an der Außenfläche der Schutzschicht vorhanden sind, kann weiterhin ein Delaminieren der auf der Schutzschicht aufgebrachten weiteren Schichten und/oder Elemente des Bauelements verhindert werden.
  • Der Halbleiterchip kann einen LED-Chip umfassen. Dann ist das Optoelektronische Bauelement ein LED-Bauelement, das zur Emission von sichtbarem Licht dienen kann.
  • Zwischen dem Halbleiterchip, beispielsweise dem LED-Chip, und der Schutzschicht kann weiterhin eine Konversionsschicht vorhanden sein. Die Konversionsschicht kann Licht einer ersten Wellenlänge, das von dem Halbleiterchip, beispielsweise einem LED-Chip emittiert wird, in eine zweite, von der ersten unterschiedliche Wellenlänge konvertieren und somit den Gesamtfarbeindruck des emittierten Lichts des Bauelements verändern. Die Konversionsschicht kann beispielsweise eine Chip-level-conversion(CLC)-Schicht umfassen.
  • Die Schutzschicht kann so ausgeformt sein, dass sie ablösbar ist. Beispielsweise kann sie in Lösungsmitteln löslich sein, oder sensitiv gegenüber Plasmabehandlungen sein. Damit kann die Schutzschicht beispielsweise abgelöst werden, nachdem die das Vergussmaterial aufgebracht ist und keine Kontaminierung durch Vergussmaterial mehr entstehen kann. Ein Aufbringen weiterer Schichten und/oder weiterer Elemente des Bauelements direkt auf den Halbleiterchip oder auch auf eine Schicht, beispielsweise eine Konversionsschicht, die auf dem Halbleiterchip vorhanden ist, wird somit ermöglicht.
  • Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben. Das Verfahren kann die Verfahrensschritte A) Bereitstellen eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips, der auf einem Substrat angeordnet ist, B) Aufbringen einer Schutzschicht auf den Halbleiterchip, wobei die Schutzschicht eine von dem Halbleiterchip abgewandte Außenfläche und zumindest an der Außenfläche hydrophobe Gruppen aufweist, C) Aufbringen eines Vergusses auf das Substrat, der den Halbleiterchip seitlich umschließt, und D) Entfernen der hydrophoben Gruppen von der Außenfläche der Schutzschicht oder von dem Bauelement.
  • Durch das Aufbringen der Schutzschicht, die an ihrer Außenfläche hydrophobe Gruppen aufweist, wird im Verfahrensschritt B) eine nicht benetzbare Schutzschicht aufgebracht, bevor im Verfahrensschritt C) ein Verguss seitlich des Halbleiterchips auf dem Substrat, das günstigerweise einen größeren Durchmesser als der Halbleiterchip aufweist, aufgebracht wird. Damit wird eine Kontaminierung des Halbleiterchips durch die nicht benetzbare Schutzschicht verhindert, da etwaige Spritzer des Vergussmaterials oder ein Überlaufen des Vergussmaterials über den Halbleiterchip hinweg keine Benetzung des Halbleiterchips mit Vergussmaterial nach sich zieht.
  • Dies wird sowohl durch ein Aufbringen der Schutzschicht auf die vollständige Oberfläche des Halbleiterchips als auch auf Teilbereiche, beispielsweise Randbereiche der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips ermöglicht.
  • Durch das Entfernen der hydrophoben Gruppen im Verfahrensschritt D) wird die Schutzschicht benetzbar, wodurch weitere Schichten und/oder weitere Elmente des Bauelements auf den Halbleiterchip aufgebracht werden können. Weitere Schichten können eine Konversionsschicht oder Schichten zum Schutz vor Umwelt- oder mechanischen Einflüssen umfassen. Weitere Elemente des Bauelements können beispielsweise eine Linse umfassen. Auf dem Halbleiterchip kann vor dem Aufbringen einer Schutzschicht im Verfahrensschritt B) auch eine Konversionsschicht in einem Verfahrensschritt A1) aufgebracht werden. Dann wird die Schutzschicht auf die Konversionsschicht aufgebracht und schützt somit die Konversionsschicht vor einer möglichen Kontaminierung mit Vergussmaterial.
  • Mit diesem Verfahren wird also eine Schutzschicht mit einer reversiblen Nichtbenetzbarkeit aufgebracht, wodurch das umkomplizierte Aufbringen weiterer Schichten und/oder Elemente und ein gleichzeitiger Schutz vor Kontaminierung mit Vergussmaterial ermöglicht wird. Durch die Nichtbenetzbarkeit der Schutzschicht wird die Kontaminierung mit Vergussmaterial verhindert oder vermindert, wodurch Absorptionsverluste der emittierten Strahlung des Halbleiterchips vermieden werden können. Dadurch wird das Aufbringen des Vergussmaterials robuster und schneller, was sich auf niedrigere Prozesskosten auswirken kann.
  • Das Entfernen der hydrophoben Gruppen im Verfahrensschritt D) kann durch Ablösen der Schutzschicht von dem Halbleiterchip erfolgen. Ist auf dem Halbleiterchip eine Konversionsschicht vorhanden, kann ein Ablösen der Schutzschicht von der Konversionsschicht erfolgen.
  • Das Ablösen im Verfahrensschritt D) kann beispielsweise durch eine Plasmabehandlung oder durch eine chemische Behandlung erfolgen. Eine Plasmabehandlung kann beispielsweise mittels eines CF4- oder eines SF6-Plasmas beziehungsweise durch ein REE(reactive ion)-Plasma durchgeführt werden. Eine chemische Ablösung kann beispielsweise durch Lösungsmittel, beispielsweise fluorierte Kohlenwasserstoffe, erfolgen. Ein Ablösen der Schutzschicht bewirkt, dass die Nichtbenetzbarkeit der Schutzschicht nicht rückgängig gemacht werden muss, um weitere Schichten und/oder Elemente des Bauelements aufbringen zu können. Die Ablösung erfolgt erst, nachdem das Vergussmaterial seitlich des Halbleiterchips aufgebracht wurde, sodass die Kontaminierung des Halbleiterchips mit Vergussmaterial wirksam verhindert werden kann.
  • Das Entfernen der hydrophoben Gruppen im Verfahrensschritt D) kann durch Erhitzen der Schutzschicht auf eine Temperatur, die aus dem Bereich 160°C bis 170°C ausgewählt ist, erfolgen. Dabei können auch der Halbleiterchip und das Substrat erhitzt werden. Das Erhitzen kann für kurze Zeit, beispielsweise einige Minuten, durchgeführt werden.
  • Während des Erhitzens können die hydrophoben Gruppen zumindest teilweise von der Außenfläche der Schutzschicht in Richtung des Inneren der Schutzschicht klappen. Die hydrophoben Gruppen können also in das Innere der Schutzschicht und/oder bis zur Grenzfläche der Schutzschicht mit dem Halbleiterchip bzw. der Grenzfläche der Schutzschicht mit einer Schicht, die auf dem Halbleiterchip angeordnet ist, klappen.
  • Ist auf dem Halbleiterchip eine Konversionsschicht vorhanden, so erfolgt das Klappen der hydrophoben Gruppen in das Innere der Schutzschicht und/oder bis zur Grenzfläche der Schutzschicht mit der Konversionsschicht. Auf der Außenfläche der Schutzschicht verbleiben in beiden Fällen organische Reste, die die Benetzbarkeit der Schutzschicht herstellen.
  • Das Klappen nach innen wird durch Molekülbewegungen, die durch die Kettenbeweglichkeit ermöglicht sind, bewirkt. Die hydrophoben Gruppen klappen zumindest teilweise nach innen. Auch wenn nicht alle hydrophoben Gruppen nach innen geklappt sind, kann die Benetzbarkeit der Oberfläche ausreichend erhöht sein, so dass weitere Schichten auf die Oberfläche aufgebracht werden können.
  • Die hydrophoben Gruppen können in kettenförmigen Molekülen enthalten sein und beispielsweise perfluorierte Kohlenwasserstoffe umfassen, wie es oben für die Schutzschicht des optoelektronischen Bauelements beschrieben wurde. Das Klappen der hydrophoben Gruppen kann durch ein Einklappen oder Falten der kettenförmigen Moleküle des Materials der Schutzschicht erfolgen.
  • Somit können auf die benetzbar gemachte Schutzschicht weitere Schichten und/oder Elemente des Bauelements aufgebracht werden, und ein Delaminieren dieser Schichten oder Elemente vermieden werden.
  • Folgeprozesse nach dem Aufbringen des Vergusses können also unter Verbleib der Schutzschicht auf dem Halbleiterchip erfolgen, da deren Benetzbarkeit hergestellt ist.
  • Die Schutzschicht kann eine Dicke umfassen, die aus dem Bereich 1 bis 10 nm ausgewählt ist. Diese Dicke kann einer oder einigen wenigen Monolagen des Materials der Schutzschicht entsprechen. Eine oder einige wenige Monolagen des Materials der Schutzschicht enthalten genügend freies Volumen, das die Beweglichkeit der hydrophoben Gruppen innerhalb des Materials ermöglicht. Die eingeklappten hydrophoben Gruppen können auch nach Abkühlen der Schutzschicht bzw. des Bauelements nicht mehr an die Außenfläche der Schutzschicht zurück klappen. Die Benetzbarkeit der Schutzschicht ist somit stabilisiert.
  • Die Schutzschicht kann im Verfahrensschritt B) durch ein Verfahren aufgebracht werden, dass ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Jetten, Sprühen und Stempeln umfasst. Durch Jetten oder Stempeln kann die Schutzschicht gezielt aufgebracht werden, beispielsweise nur in Teilbereichen der Oberfläche des Halbleiterchips. Somit kann die Schutzschicht beispielsweise nur am Rand der von dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterchips aufgebracht werden, wodurch der Großteil der Chipoberfläche frei von Schutzschicht bleibt. Ein Benetzen der Chipoberfläche durch Vergussmaterial, beispielsweise Silikon, das mit TiO2 gefüllt ist, wird verhindert.
  • Es wird also ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die Schutzschicht vollständig, also ganzflächig, oder auf Teilbereiche des Halbleiterchips aufgebracht werden kann.
  • Nach dem Aufbringen des Vergussmaterials, das den Halbleiterchip seitlich umschließt, kann die Schutzschicht entweder wieder entfernt oder durch eine Temperaturbehandlung benetzbar gemacht werden. Somit können Halbleiterchips bis an ihre Oberkante von hochreflektivem Vergussmaterial mittels eines robusten und kostengünstigen Verfahrens umschlossen werden, was zu einer optimierten Auskoppeleffizienz führt. Die Kontaminierung des Halbleiterchips beziehungsweise gegebenenfalls der Konversionsschicht auf dem Halbleiterchip, mit hochreflektivem Vergussmaterial wird unterbunden, wodurch keine oder verminderte Absorptionsverluste auftreten.
  • Im Folgenden wird anhand der Figurenbeschreibung einige Ausführungsformen Erfindung näher erläutert.
  • 1 schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements,
  • 2 schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelements.
  • 3 schematische Seitenansicht einer Schutzschicht
  • 1 zeigt die schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements am Beispiel eines LED-Bauelements. Das Bauelement umfasst das Substrat 10, das zwei Durchkontaktierungen aufweist, durch die die erste Kontaktierung 20 und die zweite Kontaktierung 30 hindurchgeführt werden. Mit den beiden Kontaktierungen ist die elektrische Kontaktierung von zwei Seiten des Halbleiterchips 40, in diesem Beispiel ein LED-Chip, möglich.
  • Der Halbleiterchip 40 ist von einem Verguss 70 seitlich umschlossen. Der Verguss 70 kann sich optional innerhalb eines Gehäuses 60 befinden. Auf dem Halbleiterchip 40 kann eine Konversionsschicht 50 angeordnet sein. Die Konversionsschicht 50 weist eine von dem Substrat abgewandte Seite auf, auf der die Schutzschicht 80 angeordnet ist. Die hier nicht gezeigte Anordnung der Schutzschicht 80 direkt auf dem Halbleiterchip 40 ist ebenso möglich.
  • Die Schutzschicht 80 enthält hydrophobe Gruppen, die beim Aufbringen der Schutzschicht 80 an der Außenfläche 80a der Schutzschicht 80 vorhanden sind. Dadurch ist die Schutzschicht nicht benetzbar und verhindert somit eine Kontaminierung des Halbleiterchips 40 mit Vergussmaterial, wenn der Verguss 70 nach dem Aufbringen der Schutzschicht 80 erfolgt. Der Verguss 70 kann ein hochreflektives Material, beispielsweise ein Silikon, das TiO2-Partikel enthält, umfassen.
  • Das Substrat 10 weist eine größere Fläche auf als der Halbleiterchip 40, sodass der Verguss 70 um den Halbleiterchip herum auf dem Substrat aufgebracht werden kann. Nach dem Aufbringen des Vergusses 70 kann die Schutzschicht 80 so behandelt werden, dass an der Außenfläche 80a der Schutzschicht zumindest teilweise keine hydrophoben Gruppen mehr vorhanden sind. Damit ist die Schutzschicht 80 benetzbar, so dass weitere Schichten und/oder Elemente wie beispielsweise eine Linse, aufgebracht werden können.
  • Die hydrophoben Gruppen der Schutzschicht umfassen PFTE-artige Verbindungen, beispielsweise perfluorierte Kohlenwasserstoffe. Die Bindung der Schutzschicht 80 an die Oberfläche des Halbleiterchips beziehungsweise der Konversionsschicht erfolgt kovalent, durch Wasserstoffbrückenbindungen oder durch Van-der-Waals-Wechselwirkungen.
  • Die hier gezeigte erste und zweite Kontaktierung sind CPHF-Kontakte (CPHF: compact planar high flux). Alternative Kontaktierungen, beispielsweise mittels Bonddraht, die hier nicht gezeigt sind, sind ebenso denkbar.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelements. Sämtliche Bezugszeichen sind wie in 1 zu verstehen. Hier ist die Schutzschicht 80 nur in Randbereichen der Oberfläche des Halbleiterchips 40 aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch Jetten oder Stempeln des Materials der Schutzschicht 80 geschehen. In dieser Ausführungsform bleibt ein Großteil der Oberfläche des Halbleiterchips 40 beziehungsweise der Konversionsschicht 50 frei von Material der Schutzschicht. Dennoch wird durch die Nichtbenetzbarkeit der Schutzschicht 80 eine Kontamination des Halbleiterchips 40 beziehungsweise der Konversionsschicht 50 durch Vergussmaterial, das beim Aufbringen spritzt oder über den Rand des Halbleiterchips 40 hinweg überläuft, verhindert.
  • Ist die Konversionsschicht 50 nicht auf dem Halbleiterchip 40 vorhanden, kann sie auf die Schutzschicht 80 aufgebracht werden, sobald diese durch eine Temperaturbehandlung benetzbar gemacht wurde.
  • Die Schutzschicht 80 der 1 oder 2 kann, nachdem der Verguss 70 aufgebracht wurde, alternativ auch abgelöst werden (hier nicht gezeigt). Eine Ablösung kann beispielsweise durch ein Plasma oder durch eine chemische Behandlung, beispielsweise mittels eines Lösungsmittels, erfolgen. Nach Ablösen der Schutzschicht 80 kann auf die Oberfläche des Halbleiterchips 40 oder der Konversionsschicht 50 weitere Schichten und/oder Elemente des Bauelements (hier nicht gezeigt) aufgebracht werden. Solche Schichten umfassen Konversionsschichten, oder Schichten zum Schutz vor mechanischen oder Umwelteinflüssen. Ein Element, das noch aufgebracht werden könnte, wäre beispielsweise eine Linse (hier nicht gezeigt).
  • 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Schutzschicht 80. Diese enthält kettenförmige Moleküle 81 und hydrophobe Gruppen 82, die auf der linken Seite der 3 alle an der Außenfläche 80a (angedeutet durch die gestrichelte Linie) der Schutzschicht 80 angeordnet sind. Die Schutzschicht befindet sich auf einer Oberfläche 85. Durch Temperatureinwirkung T können die hydrophoben Gruppen 82 zumindest teilweise in das Innere der Schutzschicht 80 klappen, womit die Außenfläche 80a weitgehend frei von hydrophoben Gruppen und damit benetzbar ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt weitere Ausführungsformen sowie Kombinationen davon zu.

Claims (15)

  1. Optoelektronisches Bauelement, umfassend – ein Substrat (40), – zumindest einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip (40), der auf dem Substrat (10) angeordnet ist, – einen Verguss (70), der auf dem Substrat (10) den Halbleiterchip (40) seitlich umschließend angeordnet ist, und – eine Schutzschicht (80), die vollständig oder in Teilbereichen auf dem Halbleiterchip (40) angeordnet ist und eine von dem Halbleiterchip (40) abgewandte Außenfläche (80a) aufweist, wobei die Schutzschicht (80) ein Material aufweist, das hydrophobe Gruppen enthält.
  2. Optoelektronisches Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die hydrophoben Gruppen jeweils zumindest einen perfluorierten Kohlenstoff enthalten.
  3. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (80) eine Dicke aufweist, die aus dem Bereich 1 bis 10 nm ausgewählt ist.
  4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydrophoben Gruppen an der Außenfläche (80a) der Schutzschicht (80) vorhanden sind und die Schutzschicht (80) nicht benetzbar ist.
  5. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Außenfläche (80a) der Schutzschicht (80) zumindest teilweise frei von hydrophoben Gruppen ist und die Schutzschicht (80) benetzbar ist.
  6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (40) einen LED-Chip umfasst.
  7. Optoelektronisches Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zwischen dem LED-Chip (40) und der Schutzschicht (80) eine Konversionsschicht (50) angeordnet ist.
  8. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (80) ablösbar ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Verfahrensschritten A) Bereitstellen eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips (40), der auf einem Substrat (10) angeordnet ist, B) Aufbringen einer Schutzschicht (80) auf den Halbleiterchip (40), wobei die Schutzschicht (80) eine von dem Halbleiterchip (40) abgewandte Außenfläche (80a) und zumindest an der Außenfläche (80a) hydrophobe Gruppen aufweist, C) Aufbringen eines Vergusses (70) auf das Substrat (10), der den Halbleiterchip (40) seitlich umschließt, D) Entfernen der hydrophoben Gruppen von der Außenfläche (80a) der Schutzschicht (80) oder von dem Bauelement.
  10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Verfahrensschritt D) durch Ablösen der Schutzschicht (80) von dem Halbleiterchip (40) erfolgt.
  11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schutzschicht (80) durch eine Plasmabehandlung oder durch eine chemische Behandlung abgelöst wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei im Verfahrensschritt D) die Schutzschicht (80) auf eine Temperatur, die aus dem Bereich 160°C bis 170°C ausgewählt ist, erhitzt wird.
  13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die hydrophoben Gruppen von der Außenfläche (80a) der Schutzschicht (80) in Richtung des Inneren der Schutzschicht (80) klappen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Schutzschicht (80) im Verfahrensschritt B) durch ein Verfahren aufgebracht wird, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Jetten, Sprühen und Stempeln umfasst.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Schutzschicht (80) im Verfahrensschritt B) auf Teilbereiche oder ganzflächig auf den Halbleiterchip (40) aufgebracht wird.
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