DE102011055549A1 - Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einer drahtlosen Kontaktierung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben, bei dem ein Lumineszenzdiodenchip (10) an einer Grundfläche (8) auf den ersten Anschlussbereich (1) eines Trägers (3) montiert wird. Eine elektrisch isolierende Schicht (4) wird auf Seitenflanken (17) des Lumineszenzdiodenchips (10) aufgebracht. Nachfolgend wird eine elektrisch leitfähige Schicht (5), welche von einem zweiten Anschlusskontakt (12) des Lumineszenzdiodenchips (10) über die elektrisch isolierende Schicht (4) zu einem zweiten Anschlussbereich (2) auf dem Träger (3) führt, aufgebracht. Es wird eine Fotolackschicht (7) auf die elektrisch leitfähige Schicht (5) aufgebracht, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Lumineszenzdiodenchip (10), so dass der Lumineszenzdiodenchip (10) Strahlung (23) emittiert, belichtet wird. Nach dem Entwickeln der Fotolackschicht (7) wird ein auf der Strahlungsaustrittsfläche (9) angeordneter Teil der elektrisch leitfähigen Schicht (5) mit einem Ätzprozess, bei dem die Fotolackschicht (7) als Maske dient, entfernt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einer drahtlosen Kontaktierung.
  • Ein optoelektronisches Bauelement, insbesondere ein LED-Bauelement, mit einer drahtlosen Kontaktierung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2004 050 371 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen optoelektronischen Bauelement ist ein elektrischer Kontakt an einer Oberseite des LED-Chips mittels einer elektrisch leitfähigen Schicht mit einem Anschlusskontakt auf einem Träger des LED-Chips verbunden. Die elektrisch leitfähige Schicht ist über eine elektrisch isolierende Schicht geführt, welche die Seitenflanken des LED-Chips zur Vermeidung eines Kurzschlusses von der elektrisch leitfähigen Schicht isoliert. Zur Erzielung einer hohen Stromtragfähigkeit der elektrisch leitfähigen Schicht ist diese vorzugsweise aus einer vergleichsweise dicken Metallschicht gebildet. Da eine dicke Metallschicht aber nicht transparent ist, darf sie nicht über der Strahlungsaustrittsfläche des LED-Chips angeordnet sein. Die Metallschicht muss daher entweder strukturiert aufgebracht werden, beispielsweise mit einem Druckverfahren, oder nach dem ganzflächigen Aufbringen derart strukturiert werden, dass sie die Strahlungsaustrittsfläche des LED-Chips nicht verdeckt.
  • Das strukturierte Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise mit einem Druckverfahren, oder das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht nach dem Aufbringen, beispielsweise mittels einer Maske oder mittels eines Laserprozesses, müssen mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden und sind daher vergleichsweise aufwändig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einer drahtlosen Kontaktierung anzugeben, mit dem mit einem vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand eine hohe Genauigkeit bei der Strukturierung der elektrisch leitfähigen Schicht erzielt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird zunächst ein Träger bereitgestellt, der einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Der erste Anschlussbereich und der zweite Anschlussbereich sind elektrisch voneinander isoliert. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln. Alternativ kann der Träger beispielsweise eine Keramik oder ein Halbleitermaterial aufweisen.
  • Weiterhin wird ein Lumineszenzdiodenchip bereitgestellt, der einen ersten Anschlusskontakt an einer Grundfläche und einen zweiten Anschlusskontakt an einer Strahlungsaustrittsfläche aufweist. Bei dem Lumineszenzdiodenchip kann es sich beispielsweise um einen LED-Chip oder einen Laserdiodenchip handeln.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird der Lumineszenzdiodenchip an der Grundfläche auf den ersten Anschlussbereich montiert. Auf diese Weise wird vorteilhaft der erste Anschlusskontakt des Lumineszenzdiodenchips elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussbereich des Trägers verbunden. Der erste Anschlusskontakt kann beispielsweise durch ein elektrisch leitfähiges Substrat des Lumineszenzdiodenchips gebildet sein. Der zweite Anschlusskontakt an der Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips ist beispielsweise durch eine Kontaktmetallisierung gebildet.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine elektrisch isolierende Schicht auf die Seitenflanken des Lumineszenzdiodenchips aufgebracht. Die elektrisch isolierende Schicht dient dazu, einen Kurzschluss an den Seitenflanken des Lumineszenzdiodenchips beim späteren Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht zur Herstellung einer drahtlosen Kontaktierung zu verhindern. Die elektrisch isolierende Schicht kann beispielsweise einen Kunststoff aufweisen. Alternativ kann die elektrisch isolierende Schicht auch eine elektrisch isolierende Oxid- oder Nitridverbindung, beispielsweise ein Siliziumoxid, aufweisen. Die elektrisch isolierende Schicht wird vorteilhaft derart strukturiert, dass sie zumindest den zweiten Anschlussbereich des Trägers und den zweiten Anschlusskontakt des Lumineszenzdiodenchips nicht bedeckt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, welche von dem zweiten Anschlusskontakt des Lumineszenzdiodenchips über die elektrisch isolierende Schicht zu dem zweiten Anschlussbereich auf dem Träger führt. Auf diese Weise wird der zweite Anschlusskontakt des Lumineszenzdiodenchips elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlussbereich auf dem Träger verbunden. Die elektrisch leitfähige Schicht wird vorteilhaft ganzflächig aufgebracht, sodass sie die Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips, die elektrisch isolierende Schicht und die dem Lumineszenzdiodenchip zugewandte Oberfläche des Trägers vollständig bedeckt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird nachfolgend eine Fotolackschicht auf die elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird nach dem Aufbringen der Fotolackschicht vorteilhaft eine elektrische Spannung an den ersten und den zweiten elektrischen Anschlussbereich angelegt, um einen Stromfluss durch den Lumineszenzdiodenchip zu erzeugen. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass der Lumineszenzdiodenchip Strahlung emittiert, welche die Fotolackschicht belichtet. Insbesondere emittiert der Lumineszenzdiodenchip Strahlung durch die Strahlungsaustrittsfläche, sodass der oberhalb der Strahlungsaustrittsfläche angeordnete Bereich der Fotolackschicht durch die Strahlung des Lumineszenzdiodenchips belichtet wird.
  • Nachfolgend wird die Fotolackschicht entwickelt, wobei der an der Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips angeordnete Teil der Fotolackschicht entfernt wird. Außerhalb der Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips wird die Fotolackschicht beim Entwickeln vorteilhaft nicht entfernt, da sie dort nicht oder zumindest nicht ausreichend von der Strahlung des Lumineszenzdiodenchips belichtet wurde.
  • Nachfolgend wird gemäß einer Ausgestaltung ein auf der Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips angeordneter Teil der elektrisch leitfähigen Schicht mit einem Ätzprozess entfernt, bei dem die Fotolackschicht als Maske dient.
  • Bei dem Verfahren ist es insbesondere vorteilhaft, dass die Fotolackschicht durch die von dem Lumineszenzdiodenchip erzeugte Strahlung belichtet wird. Die Belichtung erfolgt auf diese Weise vorteilhaft genau dort, wo der Lumineszenzdiodenchip Strahlung durch die Strahlungsaustrittsfläche emittiert. Die Fotolackschicht wird auf diese Weise zu einer Maske ausgebildet, deren Öffnung genau an die Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips angepasst ist, sodass die elektrisch leitfähige Schicht zur Vermeidung von Absorption im fertigen optoelektronischen Bauelement genau von diesem Bereich entfernt wird. Auf diese Weise wird insbesondere ein Justageaufwand vermieden, der bei der Belichtung mit einer externen Lichtquelle und einer Belichtungsmaske für die externe Lichtquelle erforderlich wäre. Durch das vorteilhafte Belichten der Fotolackschicht durch die von dem Lumineszenzdiodenchip erzeugte Strahlung wird der Herstellungsaufwand daher vorteilhaft vermindert und gleichzeitig eine sehr genaue Belichtung erzielt.
  • Weiterhin hat das Verfahren den Vorteil, dass gegebenenfalls ein defekter Lumineszenzdiodenchip, der beim Anlegen einer Spannung an die Anschlussbereiche keine Strahlung emittiert, auf einfache Weise aussortiert werden kann. Wenn beispielsweise bei der Produktion einer Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen ein einzelner Lumineszenzdiodenchip einen Defekt aufweisen sollte, wird bei dem Verfahren die Fotolackschicht dieses Lumineszenzdiodenchips nicht belichtet und somit die elektrisch leitfähige Schicht bei dem Ätzprozess nicht von der Strahlungsaustrittsfläche dieses LED-Chips entfernt. Das Vorhandensein der elektrisch leitfähigen Schicht auf der Strahlungsaustrittsfläche kann vorteilhaft automatisiert optisch detektiert werden, sodass das optoelektronische Bauelement mit dem defekten Lumineszenzdiodenchip aussortiert werden kann.
  • Die elektrisch leitfähige enthält vorzugsweise ein Metall oder eine Metalllegierung oder besteht daraus. Insbesondere kann die elektrisch leitfähige Schicht Gold enthalten oder daraus bestehen. Gold zeichnet sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit aus. Alternativ kann die elektrisch leitfähige Schicht auch ein transparentes leitfähiges Oxid wie beispielsweise ITO aufweisen.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht weist vorteilhaft eine Dicke zwischen 5 nm und 100 nm auf. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die elektrisch leitfähige Schicht eine Dicke von weniger als 100 nm, besonders bevorzugt von weniger als 50 nm, auf. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht zwischen 5 nm und 50 nm. In diesem Fall ist die elektrisch leitfähige Schicht einerseits dick genug, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Anschlussbereich des Trägers und dem zweiten Anschlusskontakt des Lumineszenzdiodenchips herzustellen. Andererseits ist die elektrisch leitfähige Schicht aber noch dünn genug, dass sie eine ausreichende Transparenz für die Belichtung der Fotolackschicht aufweist. Insbesondere erfolgt das Belichten der Fotolackschicht durch die elektrisch leitfähige Schicht hindurch.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht wird vorzugsweise durch Sputtern aufgebracht. Auf diese Weise kann die elektrisch leitfähige Schicht einfach und kostengünstig ganzflächig auf den Lumineszenzdiodenchip, die elektrisch isolierende Schicht sowie den Träger mit dem darauf angeordneten zweiten Anschlussbereich aufgebracht werden. Ein aufwändiges strukturiertes Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise mit einem Druckverfahren, ist aufgrund der nachfolgenden Strukturierung mittels der durch den Lumineszenzdiodenchip belichteten Fotolackschicht nicht erforderlich.
  • Nach der Durchführung des Ätzprozesses wird vorteilhaft die Fotolackschicht entfernt und eine weitere elektrisch leitfähige Schicht galvanisch auf der elektrisch leitfähigen Schicht abgeschieden. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass eine aus der elektrisch leitfähigen Schicht und der weiteren elektrisch leitfähigen Schicht gebildete Kontaktschicht eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die zuvor aufgebrachte dünne elektrisch leitfähige Schicht fungiert dabei als Keimschicht für die galvanische Abscheidung. Die weitere elektrisch leitfähige Schicht wird bei der galvanischen Abscheidung vorteilhaft nur auf der zuvor aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere aber nicht auf der Strahlungsaustrittsfläche des Lumineszenzdiodenchips abgeschieden. Da die elektrisch leitfähige Schicht als Elektrode für die galvanische Abscheidung fungiert, wird die weitere elektrisch leitfähige Schicht automatisch in der gleichen Struktur abgeschieden wie die zuvor aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht.
  • Die weitere elektrisch leitfähige Schicht ist vorteilhaft aus dem gleichen Material gebildet wie die elektrisch leitfähige Schicht. In diesem Fall wird die elektrisch leitfähige Schicht, die wegen der erforderlichen Transmission für den Belichtungsprozess eine Dicke von weniger als 50 nm aufweist, durch die galvanische Abscheidung verstärkt. Es ist aber auch denkbar, dass die galvanisch abgeschiedene weitere elektrisch leitfähige Schicht aus einem anderen Material gebildet ist wie die zuvor aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht.
  • Die weitere elektrisch leitfähige Schicht enthält vorzugsweise ein Metall oder eine Metalllegierung oder besteht daraus. Insbesondere kann die weitere elektrisch leitfähige Schicht Gold oder Kupfer enthalten oder daraus bestehen. Gold und Kupfer zeichnen sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit aus.
  • Bevorzugt weist die weitere elektrisch leitfähige Schicht eine Dicke von mindestens 1 µm auf. Beispielsweise kann die Dicke der weiteren elektrisch leitfähigen Schicht zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 50 μm betragen. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine hohe Stromtragfähigkeit erzielt.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Träger an einer dem Lumineszenzdiodenchip gegenüberliegenden Rückseite einen ersten Rückseitenkontakt und einen zweiten Rückseitenkontakt auf. Der erste Rückseitenkontakt ist vorteilhaft mittels einer ersten Durchkontaktierung, die von einer dem Lumineszenzdiodenchip zugewandten Vorderseite des Trägers zur Rückseite des Trägers führt, mit dem ersten elektrischen Anschlussbereich des Trägers verbunden. Der zweite Rückseitenkontakt ist vorteilhaft mittels einer zweiten Durchkontaktierung, die von einer dem Lumineszenzdiodenchip zugewandten Vorderseite des Trägers zur Rückseite des Trägers führt, mit dem zweiten Anschlussbereich elektrisch leitend verbunden. Die elektrische Kontaktierung des ersten und zweiten Anschlussbereichs auf dem Träger kann daher vorteilhaft von der Rückseite des Trägers her erfolgen. Insbesondere kann das Anlegen der Spannung an den ersten und den zweiten Anschlussbereich beim Belichten der Fotolackschicht mit der vom Lumineszenzdiodenchip erzeugten Strahlung durch das Anlegen einer Spannung an den ersten und zweiten Rückseitenkontakt erfolgen. Insbesondere hat dies den Vorteil, dass der erste Anschlussbereich auf dem Träger, auf dem der Lumineszenzdiodenchip angeordnet ist, nicht für eine externe elektrische Kontaktierung zugänglich sein muss. Beispielsweise kann der Lumineszenzdiodenchip den ersten Anschlussbereich auf dem Träger vollständig bedecken.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den 1 bis 11 näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 bis 11 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements anhand von Zwischenschritten.
  • Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.
  • Wie in 1 dargestellt, wird bei dem Verfahren zunächst ein Träger 3 bereitgestellt, der einen ersten Anschlussbereich 1 und einen zweiten Anschlussbereich 2 aufweist. Der Träger 3 ist vorteilhaft aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff oder einer Keramik, gebildet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste Anschlussbereich 1 mittels einer ersten Durchkontaktierung 31, die durch den Träger 3 verläuft, mit einem ersten Rückseitenkontakt 21 verbunden. Der zweite Anschlussbereich 2 ist vorteilhaft mit einer zweiten Durchkontaktierung 32, die durch den Träger 3 verläuft, mit einem zweiten Rückseitenkontakt 22 verbunden. Die Anschlussbereiche 1, 2, die Durchkontaktierungen 31, 32 und die Rückseitenkontakte 21, 22 sind vorteilhaft jeweils aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet.
  • Bei dem in 2 dargestellten Zwischenschritt ist ein Lumineszenzdiodenchip 10 auf den ersten Anschlussbereich 1 des Trägers 3 montiert worden. Bei dem Lumineszenzdiodenchip 10 handelt es sich vorzugsweise um einen LED-Chip. Der Lumineszenzdiodenchip 10 kann beispielsweise mittels eines Lots oder eines Leitklebers (nicht dargestellt) auf den ersten elektrischen Anschlussbereich 1 gelötet oder geklebt werden. Der Lumineszenzdiodenchip 10 weist einen ersten elektrischen Anschlusskontakt 11 an der Grundfläche 8 und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt 12 an einer der Grundfläche 8 gegenüberliegenden Strahlungsaustrittsfläche 9 auf. Der erste Anschlusskontakt 11 kann beispielsweise durch die Rückseite eines elektrisch leitfähigen Substrats 16 des Lumineszenzdiodenchips 10 gebildet sein, die gleichzeitig die Grundfläche 8 des Lumineszenzdiodenchips 10 ausbildet. Der zweite Anschlusskontakt 12 ist vorzugsweise durch eine Kontaktmetallisierung gebildet, die vorzugsweise in einem Randbereich der Strahlungsaustrittsfläche 9 angeordnet ist.
  • Der Lumineszenzdiodenchip 10 weist beispielsweise einen ersten Halbleiterbereich 13, der einen ersten Leitungstyp aufweist, und einen zweiten Halbleiterbereich 15, der einen zweiten Leitungstyp aufweist, auf. Zwischen dem ersten Halbleiterbereich 13 und dem zweiten Halbleiterbereich 15 ist eine aktive Schicht 14 angeordnet. Der erste Halbleiterbereich 13 und der zweite Halbleiterbereich 15 können jeweils aus mehreren Teilschichten gebildet sein.
  • Die aktive Schicht 14 ist eine strahlungsemittierende aktive Schicht. Die aktive Schicht kann zum Beispiel als pn-Übergang, als Doppelheterostruktur, als Einfach-Quantentopfstruktur oder Mehrfach-Quantentopfstruktur ausgebildet sein. Die Halbleiterschichtenfolge 18 des Lumineszenzdiodenchips 10, die durch den ersten Halbleiterbereich 13, die aktive Schicht 14 und den zweiten Halbleiterbereich 15 gebildet wird, ist vorzugsweise aus III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialen gebildet. Insbesondere kann die Halbleiterschichtenfolge 18 Arsenid-, Phosphid- oder Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien aufweisen. Der erste Halbleiterbereich 13 kann beispielsweise ein n-Typ Halbleiterbereich und der zweite Halbleiterbereich 15 ein p-Typ Halbleiterbereich sein.
  • Bei dem Substrat 16 des Lumineszenzdiodenchips 10 kann es sich um ein Aufwachssubstrat handeln, das zum epitaktischen Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge 18 verwendet wurde.
  • Alternativ kann der Lumineszenzdiodenchip 10 aber auch ein so genannter Dünnfilm-Leuchtdiodenchip sein, bei dem ein zum epitaktischen Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge 18 verwendetes Aufwachssubstrat von dem Lumineszenzdiodenchip 10 abgelöst wurde. In diesem Fall ist das Substrat 16 des Lumineszenzdiodenchips 10 ein von dem Aufwachssubstrat des Lumineszenzdiodenchips 10 verschiedenes Trägersubstrat 16, das beispielsweise nach dem epitaktischen Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge 18 auf eine dem ursprünglichen Aufwachssubstrat gegenüberliegende Hauptfläche des Lumineszenzdiodenchips aufgebracht wurde. Bei dieser Ausgestaltung ist die Strahlungsaustrittsfläche 9 des Lumineszenzdiodenchips 10 an der Seite des ursprünglichen Aufwachssubstrats angeordnet. Zwischen dem Trägersubstrat 16 und dem ersten Halbleiterbereich 13 kann insbesondere eine Spiegelschicht (nicht dargestellt) angeordnet sein, um die von der aktiven Schicht 14 in Richtung des Trägersubstrats 16 emittierte Strahlung zur Strahlungsauskoppelfläche 9 hin zu reflektieren. Bei der Ausgestaltung des Lumineszenzdiodenchips 10 als Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ist der erste Halbleiterbereich 13 vorzugsweise ein p-Typ Halbleiterbereich und der zweite Halbleiterbereich 15 ein n-Typ Halbleiterbereich.
  • Bei dem in 3 dargestellten Zwischenschritt ist eine elektrisch isolierende Schicht 4 auf die Seitenflanken 17 des Lumineszenzdiodenchips 10 aufgebracht worden. Bei der elektrisch isolierenden Schicht 4 handelt es sich beispielsweise um eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht oder um eine Oxid-, Nitrid- oder Oxinitridschicht. Beispielsweise kann es sich bei der elektrisch isolierenden Schicht 4 um eine Siliziumoxid-, Siliziumnitrid- oder Siliziumoxinitridschicht handeln.
  • Bei dem in 4 dargestellten Zwischenschritt ist eine elektrisch leitfähige Schicht 5 ganzflächig auf den Lumineszenzdiodenchip 10, die dem Lumineszenzdiodenchip 10 zugewandte Oberfläche des Trägers 3, den zweiten Anschlussbereich 2 und die elektrisch isolierende Schicht 4 aufgebracht worden. Die elektrisch leitfähige Schicht 5 ist vorzugsweise eine Schicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Bevorzugt handelt es sich bei der elektrisch leitfähigen Schicht 5 um eine Goldschicht. Mittels der elektrisch leitfähigen Schicht 5 wird insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Anschlussbereich 2 des Trägers 3 und dem zweiten Anschlusskontakt 12 des Lumineszenzdiodenchips 10 hergestellt. Die Seitenflanken 17 des Lumineszenzdiodenchips 10 sowie der erste Anschlussbereich 1 sind vorteilhaft durch die elektrisch isolierende Schicht 4 von der elektrisch leitfähigen Schicht 5 isoliert. Die elektrisch leitfähige Schicht 5 wird vorzugsweise mittels Sputtern aufgebracht. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht 5 beträgt vorzugsweise weniger als 100 nm, besonders bevorzugt weniger als 50 nm, beispielsweise zwischen 5 nm und 50 nm.
  • Bei dem in 5 dargestellten Zwischenschritt ist eine Fotolackschicht 7 auf die elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht worden. Die Fotolackschicht 7 ist, wie die elektrisch leitfähige Schicht 5, ganzflächig aufgebracht, d. h. sie bedeckt die elektrisch leitfähige Schicht 5 vorzugsweise vollständig.
  • Nachfolgend wird, wie in 6 dargestellt, eine elektrische Spannung V an den ersten Anschlussbereich 1 und den zweiten Anschlussbereich 2 angelegt. Da der erste Anschlussbereich 1 mit dem ersten Rückseitenkontakt 21 und der zweite Anschlussbereich 2 mit dem zweiten Rückseitenkontakt 22 elektrisch leitend verbunden sind, kann dies vorteilhaft durch Anlegen einer Spannung V an die Rückseitenkontakte 21, 22 erfolgen. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da der erste Anschlussbereich 1 bei dem Ausführungsbeispiel von dem Lumineszenzdiodenchip 10 und der elektrisch isolierenden Schicht 4 bedeckt ist und somit nicht direkt von außen kontaktierbar ist. Da der erste Anschlussbereich 1 mit dem ersten Anschlusskontakt 11 und der zweite Anschlussbereich 2 über die elektrisch leitfähige Schicht 5 mit dem zweiten Anschlusskontakt 12 des Lumineszenzdiodenchips 10 verbunden sind, wird durch das Anlegen der elektrischen Spannung V ein Stromfluss durch den Lumineszenzdiodenchip 10 bewirkt. Der Lumineszenzdiodenchip 10 emittiert daher vorteilhaft Strahlung 23, welche einen oberhalb der Strahlungsaustrittsfläche 9 angeordneten Bereich der Fotolackschicht 7 belichtet.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, dass die elektrisch leitfähige Schicht 5 eine vergleichsweise dünne Schicht ist, die vorzugsweise eine Dicke von weniger als 100 nm, beispielsweise zwischen 5 nm und 50 nm, aufweist. Die elektrisch leitfähige Schicht 5 weist daher eine ausreichend große Transmission auf, dass die durch die Strahlungsaustrittsfläche 9 emittierte Strahlung 23 des Lumineszenzdiodenchips 10 eine ausreichend große Intensität aufweist, dass die Fotolackschicht 7 belichtet wird. Außerhalb der unmittelbar über der Strahlungsaustrittsfläche 9 angeordneten Bereiche wird dagegen nicht genügend Strahlung 23 durch die elektrisch leitfähige Schicht 5 transmittiert, um die Fotolackschicht 7 zu belichten. Insbesondere wird auch der oberhalb des zweiten Anschlusskontakts 12 angeordnete Bereich der Fotolackschicht 7 nicht belichtet, da der zweite Anschlusskontakt 12 in diesem Bereich die von dem Lumineszenzdiodenchip 10 emittierte Strahlung 23 absorbiert.
  • Bei dem in 7 dargestellten Zwischenschritt ist die Fotolackschicht 7 entwickelt worden. Die Fotolackschicht 7 weist nun in den zuvor belichteten Bereichen, die oberhalb der Strahlungsaustrittsfläche 9 des Lumineszenzdiodenchips 10 angeordnet sind, eine Öffnung auf. Die Fotolackschicht 7 bildet auf diese Weise vorteilhaft eine Maskenschicht aus, deren Öffnung mit hoher Genauigkeit der Strahlungsaustrittsfläche 9 des Lumineszenzdiodenchips 10 entspricht. Durch die vorteilhafte Belichtung der Fotolackschicht 7 mittels der von dem Lumineszenzdiodenchip 10 emittierten Strahlung wird dies vorteilhaft ohne zusätzlichen Justageaufwand, der beispielsweise bei der Belichtung der Fotolackschicht mit einer externen Lichtquelle erforderlich wäre, erreicht.
  • Bei dem in 8 dargestellten Zwischenschritt ist unter Verwendung der auf diese Weise hergestellten Fotolackschicht 7 als Ätzmaske ein Ätzprozess durchgeführt worden. Durch den Ätzprozess ist ein auf der Strahlungsaustrittsfläche 9 angeordneter Teil der elektrisch leitfähigen Schicht 5 entfernt worden.
  • Dies wäre nicht der Fall, wenn die Fotolackschicht 7 aufgrund eines Defekts des Lumineszenzdiodenchips 10 zuvor nicht belichtet worden wäre. Bei einem defekten Lumineszenzdiodenchip 10 verbleibt die elektrisch leitfähige Schicht 5 daher bei dem hierin beschriebenen Verfahren auf der Strahlungsaustrittsfläche 9 des Lumineszenzdiodenchips 10. Dies kann bei einer optischen Prüfung auf einfache Weise festgestellt werden, sodass ein optoelektronisches Bauelement mit einem defekten Lumineszenzdiodenchip 10 auf einfache Weise automatisch aussortiert werden kann.
  • Bei dem in 9 dargestellten Verfahrensschritt ist die Fotolackschicht von der strukturierten elektrisch leitfähigen Schicht 5 entfernt worden.
  • Wie in 10 dargestellt, wird in einem weiteren Verfahrensschritt vorteilhaft eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 galvanisch auf der elektrisch leitfähigen Schicht 5 abgeschieden. Auf diese Weise wird die zuvor aufgebrachte, vergleichsweise dünne elektrisch leitfähige Schicht 5 verstärkt. Die galvanisch abgeschiedene weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 weist vorzugsweise eine Dicke von mindestens 1 μm auf. Beispielsweise kann die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 zwischen 1 µm und 50 μm dick sein.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht 5 fungiert als Keimschicht für die galvanische Abscheidung der weiteren elektrisch leitfähigen Schicht 6. Dies hat den Vorteil, dass die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 nur auf der bereits strukturierten elektrisch leitfähigen Schicht 5 abgeschieden wird und somit die gleiche Struktur aufweist. Insbesondere wird die Strahlungsaustrittsfläche 9 des Lumineszenzdiodenchips 10 nicht von der weiteren elektrisch leitfähigen Schicht 6 bedeckt. Die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 weist vorzugsweise ein Metall oder eine Metalllegierung auf. Die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 kann insbesondere aus dem gleichen Material gebildet sein wie die elektrisch leitfähige Schicht 5. In diesem Fall wird die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht 5 durch die galvanische Abscheidung der weiteren elektrisch leitfähigen Schicht 6 verstärkt. Beispielsweise weisen die elektrisch leitfähige Schicht 5 und die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 jeweils Gold auf. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 ein anderes Material als die zuvor aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht 5 aufweist. Beispielsweise kann die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 eine Kupferschicht sein.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht 5 und die weitere elektrisch leitfähige Schicht 6 bilden gemeinsam eine vergleichsweise dicke Kontaktschicht aus, welche den zweiten Anschlussbereich 2 auf dem Träger 3 und den zweiten elektrischen Anschlusskontakt 12 auf dem Lumineszenzdiodenchip 10 elektrisch miteinander verbindet. Auf diese Weise wird eine drahtlose elektrische Kontaktierung des Lumineszenzdiodenchips 10 erzielt, die im Vergleich zu der Kontaktierung mit einem Bonddraht vergleichsweise flach ist und eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist.
  • Bei dem in 11 dargestellten optionalen Verfahrensschritt ist eine Lumineszenzkonversionsschicht 19 auf die Strahlungsaustrittsfläche 9 des Lumineszenzdiodenchips 10 aufgebracht worden. Die Lumineszenzkonversionsschicht 19 enthält vorteilhaft einen Leuchtstoff, der zumindest einen Teil der von dem Lumineszenzdiodenchip 10 emittierten Strahlung zu einer größeren Wellenlänge hin konvertiert. Auf diese Weise kann beispielsweise mit einem im ultravioletten oder blauen Spektralbereich emittierenden Lumineszenzdiodenchip 10 Weißlicht erzeugt werden. Die Lumineszenzkonversionsschicht 19 kann beispielsweise in Form eines Plättchens, das beispielsweise eine Keramik oder ein Silikon aufweist, auf den Lumineszenzdiodenchip 10 aufgeklebt werden.
  • Weiterhin kann das optoelektronische Bauelement mit einem Verguss 20 versehen werden, um es insbesondere vor äußeren Einwirkungen wie beispielsweise Schmutz oder Feuchtigkeit zu schützen. Der Verguss 20 kann beispielsweise ein Silikon aufweisen.
  • In dem Verguss 20 kann alternativ oder zusätzlich zu der Lumineszenzkonversionsschicht 19 ein Leuchtstoff enthalten sein, um einen Teil der emittierten Strahlung zu einer anderen Wellenlänge hin zu konvertieren. Weiterhin ist es auch möglich, dass der Verguss 20, Streupartikel enthält, um die von dem Lumineszenzdiodenchip 10 emittierte Strahlung und/oder von außen auf das optoelektronische Bauelement auftreffende Strahlung zu streuen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004050371 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Trägers (3), der einen ersten Anschlussbereich (1) und einen zweiten Anschlussbereich (2) aufweist, – Bereitstellen eines Lumineszenzdiodenchips (10), der einen ersten Anschlusskontakt (11) an einer Grundfläche (8) und einen zweiten Anschlusskontakt (12) an einer Strahlungsaustrittsfläche (9) aufweist, – Montage des Lumineszenzdiodenchips (10) an der Grundfläche (8) auf den ersten Anschlussbereich (1), – Aufbringen einer elektrisch isolierenden Schicht (4) auf Seitenflanken (17) des Lumineszenzdiodenchips (10), – Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht (5), welche von dem zweiten Anschlusskontakt (12) des Lumineszenzdiodenchips über die elektrisch isolierende Schicht (4) zu dem zweiten Anschlussbereich (2) des Trägers (3) führt, – Aufbringen einer Fotolackschicht (7) auf die elektrisch leitfähige Schicht (5), – Anlegen einer elektrischen Spannung an den ersten (1) und den zweiten Anschlussbereich (2), so dass der Lumineszenzdiodenchip (10) Strahlung (23) emittiert, welche die Fotolackschicht (7) belichtet, – Entwickeln der Fotolackschicht (7), wobei ein an der Strahlungsaustrittsfläche (9) angeordneter Teil der Fotolackschicht (7) entfernt wird, – Entfernen eines auf der Strahlungsaustrittsfläche (9) angeordneten Teils der elektrisch leitfähigen Schicht (5) mit einem Ätzprozess, bei dem die Fotolackschicht (7) als Maske dient.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (5) ein Metall oder eine Metalllegierung aufweist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (5) Gold aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (5) eine Dicke von weniger als 100 nm aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (5) durch Sputtern aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der Durchführung des Ätzprozesses die Fotolackschicht (7) entfernt wird, und eine weitere elektrisch leitfähige Schicht (6) galvanisch auf der elektrisch leitfähigen Schicht (5) abgeschieden wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die weitere elektrisch leitfähige Schicht (6) aus dem gleichen Material gebildet ist wie die elektrisch leitfähige Schicht (5).
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die weitere elektrisch leitfähige Schicht (6) ein Metall oder eine Metalllegierung enthält.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die weitere elektrisch leitfähige Schicht (6) Gold oder Kupfer aufweist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die weitere elektrisch leitfähige Schicht (6) eine Dicke zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 50 µm aufweist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (3) an einer dem Lumineszenzdiodenchip (10) gegenüberliegen Rückseite einen ersten Rückseitenkontakt (21) und einen zweiten Rückseitenkontakt (22) aufweist, wobei der erste Rückseitenkontakt (21) mittels einer ersten Durchkontaktierung (31) mit dem ersten Anschlussbereich (1) verbunden ist, und der zweite Rückseitenkontakt (22) mittels einer zweiten Durchkontaktierung (32) mit dem zweiten Anschlussbereich (2) verbunden ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anlegen der Spannung an den ersten (21) und den zweiten Rückseitenkontakt (22) erfolgt.
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