DE102012105619A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements - Google Patents

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement (1) angegeben, das einen elektrisch isolierenden Anschlussträger (2) aufweist, wobei der Anschlussträger (2) mehrteilig aufgebaut ist, und wobei der Anschlussträger (2) wenigstens eine Keramikschicht (3) und eine Siliziumschicht (4) aufweist. Die Siliziumschicht (4) weist eine elektrisch leitende Schicht (23) auf der der Keramikschicht (3) abgewandeten Oberseite der Siliziumschicht (4) auf, wobei eine Leuchtdiode (5) über die elektrisch leitende Schicht (23) elektrisch leitend und mechanisch mit dem Anschlussträger (2) verbunden ist. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (1) angegeben.

Description

  • Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.
  • Es ist eine zu lösende Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ein optoelektronisches Bauelement anzugeben, das besonders stabil und zuverlässig ist. Ferner ist es eine zu lösende Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung eines stabilen und zuverlässigen optoelektronischen Bauelements abzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das optoelektronische Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
  • Gemäß einem Aspekt weist das optoelektronische Bauelement einen Anschlussträger auf. Der Anschlussträger ist als Trägerstruktur für eine optoelektronische Struktur, vorzugsweise für eine Leuchtdiode (LED), geeignet. Der Anschlussträger ist stellenweise elektrisch isolierend ausgebildet. Der elektrisch isolierende Teil des Anschlussträger ist mit einem elektrisch isolierenden Material oder mit elektrisch isolierenden Materialien gebildet. In und/oder auf den elektrisch isolierende Teil des Anschlussträger können Kontaktstellen, Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen angeordnet sein.
  • Der elektrisch isolierende Anschlussträger ist beispielsweise nach Art einer Scheibe ausgebildet. Insbesondere ist die Erstreckung des Anschlussträgers in lateraler Richtung größer als seine Erstreckung in der dazu senkrechten vertikalen Richtung. "Laterale Richtung" heißt in diesem Zusammenhang eine Richtung parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers. "Vertikale Richtung" ist eine Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers, bezeichnet also zum Beispiel die Dicke des Anschlussträgers.
  • Der Anschlussträger ist mehrteilig aufgebaut. Vorzugsweise weist der Anschlussträger einen zweiteiligen Aufbau auf. Der Anschlussträger weist wenigstens eine Keramikschicht auf. Vorzugsweise ist die Keramik eine Low Temperature co-fired Ceramic (LTCC Keramik). Die Keramikschicht kann beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (SiN) oder Zinkoxid (ZNO) aufweisen. Diese Materialen haben den Vorteil, dass sie sehr gute Isolationseigenschaften sowie eine hohe mechanische Stabilität und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Der Anschlussträger weist ferner wenigstens eine Siliziumschicht auf.
  • Vorzugsweise ist die Erstreckung der Siliziumschicht in vertikaler Richtung kleiner als die Erstreckung der Keramikschicht in vertikaler Richtung. Mit anderen Worten ist die Siliziumschicht dünner ausgestaltet als die Keramikschicht. Vorzugsweise weist der Anschlussträger eine vertikale Ausdehnung bzw. Dicke von höchstens 1 mm, zum Beispiel von etwa 600 μm auf. Vorzugsweise weist die Siliziumschicht eine vertikale Ausdehnung bzw. Dicke von kleiner 200 μm, beispielsweise 180 μm oder 150 μm auf. Vorzugsweise weist der Anschlussträger, und damit auch die Keramik- bzw. Siliziumschicht, eine horizontale Ausdehnung von etwa 100 mm auf.
  • Die Siliziumschicht und die Keramikschicht sind direkt, d.h. ohne dazwischen angeordnetes Verbindungsmaterial, miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Anschlussträger mittels der „Silicon on Ceramic“ (SiCer) Technologie hergestellt. Die SiCer Technologie ist beispielsweise in dem Artikel „SiCer – an advanced substrate for 3D integrated nano and micro systems", ISBN 978-3-8007-3324-8, VDE Verlag GmbH beschrieben, dessen Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Insbesondere sind die Keramikschicht und die Siliziumschicht vorzugsweise vor dem Sinterprozess durch ein Laminierverfahren miteinander verbunden worden.
  • Die Siliziumschicht weist eine elektrisch leitende Schicht auf. Insbesondere ist die elektrisch leitende Schicht auf der Siliziumschicht angeordnet. Die elektrisch leitende Schicht ist auf der der Keramikschicht abgewandeten Oberseite der Siliziumschicht bzw. zumindest in Teilbereichen der Oberseite der Siliziumschicht angeordnet. Die elektrisch leitende Schicht ist beispielsweise eine Metallschicht. Die elektrisch leitende Schicht weist eine geringe Dicke auf. Die elektrisch leitende Schicht ist vorzugsweise dünner ausgestaltet als die Siliziumschicht.
  • Eine optoelektronische Struktur, vorzugsweise eine LED, ist auf der Oberseite der elektrisch leitenden Schicht, das heißt auf der von der Siliziumschicht abgewandeten Seite, angeordnet. Die LED ist über die elektrisch leitende Schicht elektrisch leitend und mechanisch mit dem Anschlussträger verbunden. Vorzugsweise ist die LED planar auf der elektrisch leitenden Schicht bzw. zumindest auf Teilbereichen der elektrisch leitenden Schicht aufgelötet. Der Anschlussträger und die optoelektronische Struktur bilden zusammen einen optoelektronischen Halbleiterchip und insbesondere einen LED-Chip. Die LED kann beispielsweise mit MEMs (micro-electro-mechanical systems) oder MOEMS (micro-optoelectro-mechanical systems) verbunden werden.
  • Bei der LED kann es sich insbesondere um einen substratlosen LED-Chip handeln. Das heißt, ein Aufwachssubstrat, auf welches Halbleiterschichten des LED-Chips epitaktisch aufgewachsen werden, ist von den epitaktisch gewachsenen Schichten entfernt. Der LED-Chip besteht daher aus seinen epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichten und gegebenenfalls aus Metallisierungen und/oder Isolationsschichten, die zum Beispiel an einer Außenfläche des durch die epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichten gebildeten Halbleiterkörpers aufgebracht sind. Der substratlose optoelektronische LED-Chip zeichnet sich dabei unter anderem durch seine geringe Dicke aus. Vorzugsweise weist der substratlose optoelektronische LED-Chip eine Dicke von weniger als 10 μm, vorzugsweise weniger als 7 μm, zum Beispiel zirka 6 μm auf.
  • Der aus der Siliziumschicht und der Keramikschicht gebildete Anschlussträger weist eine hohe mechanische Stabilität und – insbesondere in der Kombination der Materialien Silizium und AlN – eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Dadurch dass der Anschlussträger zumindest stellenweise elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, können Leckströme über die Chipflanken vermieden werden. Auf diese Weise wird ein besonders stabiles und zuverlässiges optoelektronisches Bauelement erreicht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der Anschlussträger wenigstens eine n-seitige und eine p-seitige Anschlussstelle auf. Die Anschlussstellen sind an der der Siliziumschicht abgewandten Unterseite der Keramikschicht angeordnet. Über die n-seitige Anschlussstelle kann elektrischer Strom in die am Anschlussträger befestigte Leuchtdiode eingeprägt werden. Die n-seitige Anschlussstelle kann beispielsweise die Kathode des optoelektronischen Bauelements sein. Die n-seitige Anschlussstelle kann beispielsweise als Metallisierung, also beispielsweise als Metallschicht, an der Unterseite der Keramikschicht ausgebildet sein. Bei der p-seitigen Anschlussstelle kann es sich beispielsweise um die Anode des optoelektronischen Bauelements handeln. Die p-seitige Anschlussstelle kann wie die n-seitige Anschlussstelle als Metallisierung an der Unterseite der Keramikschicht ausgebildet sein. Die p-seitige Anschlussstelle ist von der n-seitigen Anschlussstelle elektrisch isoliert.
  • Vorzugsweise eignet sich der Anschlussträger auf diese Weise zur Oberflächenmontage, indem die n-seitigen Anschlussstelle und die p-seitigen Anschlussstelle des Anschlussträgers beispielsweise mit den Kontaktstellen einer Leiterplatte verbunden werden, auf der der Anschlussträger angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Anschlussträger kann insbesondere für ein SMD(Surface Mounted Device)-Bauelement verwendet werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements sind die Anschlussstellen mittels jeweils wenigstens einer Durchkontaktierung mit der Leuchtdiode elektrisch leitend verbunden. Die Durchkontaktierung ermöglicht eine elektrische Kontaktierung von der von der Leuchtdiode abgewandten Seite des Anschlussträgers. Eine Draht-Kontaktierung bzw. ein Drahtbonden der Leuchtdiode ist somit nicht erforderlich.
  • Der Anschlussträger weist einen, vorzugsweise zwei, drei oder mehr vertikale Durchbrüche auf. Über diese Durchbrüche ist die Leuchtdiode von der der Leuchtdiode abgewandten Seite des Anschlussträgers her elektrisch kontaktierbar. Der jeweilige Durchbruch erstreckt sich vollständig durch den Anschlussträger. Insbesondere durchdringen die Durchbrüche die Siliziumschicht und die Keramikschicht vollständig. Die Durchbrüche sind voneinander separiert. Die Durchbrüche sind elektrisch voneinander isoliert. Die Durchbrüche in der Keramikschicht sind beispielsweise vor dem Laminieren durch Stanzen der Keramikschicht hergestellt. Die Durchbrüche in der Siliziumschicht werden beispielsweise durch ein Ätzen der Siliziumschicht erreicht.
  • Die Durchkontaktierungen sorgen für den elektrisch leitenden Kontakt der Anschlussstellen mit den zugeordneten Bereichen der elektrisch leitenden Schicht. Beispielsweise sind die Durchkontaktierungen durch Metallisierungen der Durchbrüche im Anschlussträger ausgebildet. Die Durchbrüche können auch vollständig mit elektrisch leitendem Material, beispielsweise Metall, gefüllt sein. Die Durchbrüche können, beispielsweise durch Verwendung der Metallpastentechnik, mit Polysilicon gefüllt sein.
  • An der Oberseite des Anschlussträgers befinden sich die Durchkontaktierungen mit den zugeordneten Bereichen der elektrisch leitenden Schicht in direktem Kontakt. Vorzugsweise ist die elektrisch leitende Schicht in einem ersten Bereich elektrisch leitend mit der n-seitigen Anschlussstelle verbunden und in einem zweiten Bereich elektrisch leitend mit der p-seitigen Anschlussstelle verbunden. Der erste Bereich und der zweite Bereich der elektrisch leitenden Schicht sind elektrisch voneinander isoliert. Die elektrisch leitende Schicht kann aus dem gleichen Material wie die Durchkontaktierungen und die Anschlussstellen gebildet sein, so dass ein Bereich der elektrisch leitenden Schicht mit den zugeordneten Durchkontaktierungen und Anschlussstellen einstückig ausgebildet sein kann.
  • Ein sich durch den Anschlussträger erstreckender Durchbruch kann ferner zu einer Flüssigkeitskühlung des optoelektronischen Bauelements eingesetzt werden. In diesem Fall müssen der zur Flüssigkeitskühlung dienende Durchbruch und der zur Durchkontaktierung dienende Durchbruch separat ausgebildet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Anschlussträger eine Schutzdiode bzw. eine Schutzdiodenstruktur auf. Mittels der Schutzdiodenstruktur ist die Leuchtdiode vor einer elektrostatischen Entladung geschützt. Eine, beispielsweise aufgrund elektrostatischer Aufladung entstehende, elektrische Spannung, die bezogen auf die Durchlassrichtung des aktiven Bereichs der Leuchtdiode in Sperrrichtung anliegt, kann über die Schutzdiodenstruktur abfließen. Eine Schädigung der Leuchtdiode wird somit vermieden.
  • Die Schutzdiode kann beispielsweise eine (electrostatic discharge, ESD)-Diode oder eine Zenerdiode, aufweisen. Bei einer Zenerdiode weist die Strom-Spannungs-Charakteristik der Schutzdiodenstruktur in Sperrrichtung des aktiven Bereichs der Leuchtdiode einen Schwellwert auf. Bei einer Spannung, die betragsmäßig kleiner als der Schwellwert ist, erfolgt kein oder zumindest kein wesentlicher Stromfluss durch die Schutzdiodenstruktur. Der Schwellwert beträgt vorzugsweise mindestens 1 V, besonders bevorzugt mindestens 2 V.
  • Die Schutzdiode ist von der Leuchtdiode elektrisch isoliert. Die Schutzdiode ist von dem Anschlussträger elektrisch isoliert. Vorzugsweise ist die Schutzdiode in der Siliziumschicht integriert. Beispielsweise kann die Siliziumschicht selbst als Schutzdiode dienen. Dies kann durch eine p-n-Dotierung der Siliziumschicht erwirkt werden. Die als ESD-Schutzdiode ausgebildete Siliziumschicht ist der Leuchtdiode dann antiparallel geschaltet. Insbesondere sind die p-n-Übergänge der Leuchtdiode und der Siliziumschicht antiparallel geschaltet, d.h. der p-dotierte Bereich der Siliziumschicht ist mit der n-Durchkontaktierung und der n-dotierte Bereich der Siliziumschicht mit der p-Durchkontaktierung elektrisch leitend verbunden. Auf diese Weise wird die Leuchtdiode vor ESD-Spannungspulsen geschützt, die in Sperrrichtung des p-n-Übergangs der Leuchtdiode auftreten.
  • Alternativ dazu kann die Schutzdiode in einem elektrisch isolierten, vertikal separierten Durchbruch der Siliziumschicht eingebracht sein. In diesem Fall wird die Leuchtdiode derart auf dem Anschlussträger angebracht, dass die aktive Schicht der Leuchtdiode neben oder über der Schutzdiode angeordnet ist.
  • Die Schutzdiode kann auch in der Keramikschicht des Anschlussträgers integriert sein. Vorzugsweise bildet die Keramikschicht einen Varistor. In diesem Fall weist die Keramikschicht vorzugsweise ZnO als Material auf (ZnO-basierter Varistor). Die nicht-lineare spannungsabhängige Widerstandsänderung des Varistors wird zum Schutz der Leuchtdiode vor Überspannung benutzt. Der Varistor wird dabei parallel zur Leuchtdiode geschaltet und begrenzt durch seine Strom-Spannungskennlinie die maximal an der Leuchtdiode auftretende Spannung. Der Vorteil des Varistors liegt insbesondere in der sehr geringen Ansprechzeit sowie in der Fähigkeit bei Überspannungen große Energien absorbieren, ohne dass der Varistor dabei zerstört wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Keramikschicht zwei, drei oder mehr Keramiklagen auf. Die Keramiklagen sind parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers, also zur lateralen Richtung, angeordnet. Vorzugsweise weist die Keramikschicht ferner wenigstens eine Umverdrahtungsschicht auf. Die Umverdrahtungsschicht ist zur Ausbildung von elektrischen Anschlüssen sowie zur Umverdrahtung, das heißt zur elektrischen Verbindung, zwischen räumlich isolierten Kontaktstellen ausgebildet. Die Keramiklagen und die Umverdrahtungsschicht sind parallel zueinander angeordnet. Die Umverdrahtungsschicht ist im Inneren des Anschlussträgers angeordnet. Insbesondere ist die Umverdrahtungsschicht zwischen zwei Keramiklagen der Keramikschicht und/oder zwischen der Siliziumschicht und der Lage der Keramikschicht, welche der Siliziumschicht zugewandt ist, angeordnet. Die Schutzdiode ist über die Umverdrahtungsschicht in der Keramikschicht angeschlossen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements umfasst der Anschlussträger ferner eine Passivierungsschicht. Die Passivierungsschicht ist vorzugsweise zumindest teilweise auf der von der Siliziumschicht abgewandten Oberseite der elektrisch leitenden Schicht angeordnet. Die Passivierungsschicht bzw. das Passivierungsmaterial steht mit der elektrisch leitenden Schicht zumindest teilweise in direktem Kontakt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements umfasst das Bauelement ferner eine elektrisch leitende Verbindungsmittelschicht. Die Verbindungsmittelschicht ist zumindest teilweise an der der Siliziumschicht abgewandten Oberseite der elektrisch leitenden Schicht angeordnet. Die Verbindungsmittelschicht ist zwischen der elektrisch leitenden Schicht und der Leuchtdiode angeordnet. Bei der Verbindungsmittelschicht handelt es sich vorzugsweise um eine Lotschicht. Die Verbindungsmittelschicht kann aber auch eine Schicht aus leitfähigem Klebstoff umfassen. Der Anschlussträger ist mit der Leuchtdiode mittels der Verbindungsmittelschicht elektrisch leitend und mechanisch verbunden.
  • Die Passivierungsschicht kann ausschließlich im ersten Bereich mit der elektrisch leitenden Schicht in direktem Kontakt stehen. Das heißt, die Passivierungsschicht ist vorzugsweise nur dort angeordnet, wo die elektrisch leitende Schicht elektrisch leitend mit der n-seitigen Anschlussstelle verbunden ist. Im zweiten Bereich der elektrisch leitenden Schicht, also dort, wo die elektrisch leitende Schicht mit der p-seitigen Anschlussstelle elektrisch leitend verbunden ist, befindet sich dann die Verbindungsmittelschicht in direktem Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht. Mit anderen Worten ist es möglich, dass der zweite Bereich der elektrisch leitenden Schicht frei von der Passivierungsschicht ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements beschrieben. Das dabei hergestellte Bauelement entspricht vorzugsweise dem oben beschriebenen Bauelement. Sämtliche für das optoelektronische Bauelement offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein Anschlussträger, vorzugsweise der oben beschriebene Anschlussträger, bereitgestellt. Der Anschlussträger weist insbesondere eine Keramikschicht und eine Siliziumschicht auf. Bei dem Anschlussträger handelt es sich um einen mechanisch stabilen und elektrisch isolierenden Träger, auf dessen Außenflächen optoelektronische Strukturen, vorzugsweise eine Leuchtdiode, angeordnet und befestigt werden können. Mit anderen Worten ist der Anschlussträger selbstragend und stellt eine stabile Montage- und/oder Trägergrundlage für die Leuchtdiode dar. Der Anschlussträger kann nach Art einer Scheibe ausgebildet sein. Vorzugsweise ist eine Ausdehnung des Anschlussträgers in lateraler Richtung groß gegen eine Ausdehnung des Anschlussträgers in vertikaler Richtung. Die Ausdehnung des Anschlussträgers in lateraler Richtung kann beispielsweise mindestens fünf Mal größer sein als die Ausdehnung des Anschlussträgers in vertikaler Richtung.
  • In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird eine Leuchtdiode auf dem Anschlussträger angeordnet. Die Leuchtdiode ist mit der elektrisch leitenden Schicht des Anschlussträgers elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise wird die Leuchtdiode auf den Anschlussträger aufgelötet.
  • In einem dritten Schritt des Verfahrens wird ein Aufwachssubstrat der Leuchtdiode entfernt. Das Aufwachssubstrat dient der mechanischen Stabilisierung der Leuchtdiode bis zum Befestigen der Leuchtdiode an dem Anschlussträger. Nach der Befestigung ist eine mechanische Stabilisierung der Leuchtdiode auf Grund der soliden Struktur des Anschlussträgers nicht mehr erforderlich, so dass das Aufwachssubstrat entfernt werden kann. Das Entfernen des Aufwachssubstrats kann beispielsweise mechanisch, etwa mittels Schleifens, Läppens oder Polierens und/oder chemisch, beispielsweise mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens und/oder mittels kohärenter Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, erfolgen.
  • Mit dem hier beschriebenen Herstellungsverfahren wird ein elektrisch isolierter und mechanisch sehr stabiler Anschlussträger bereitgestellt, mit dem eine optoelektronische Struktur und insbesondere eine Leuchtdiode fest verbunden wird. Das daraus resultierende optoelektronische Bauelement weist eine hohe mechanische Stabilität und eine große Zuverlässigkeit auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Anschlussträger vor dem Sintern der Keramikschicht laminiert. Auf diese Weise entsteht ein stabiler, monolithischen Grundkörper, der die oben beschriebene Keramikschicht und die Siliziumschicht aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, vorzugsweise des oben beschriebenen optoelektronischen Bauelements, beschrieben. Das Bauelement wird durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt.
  • Im Folgenden werden das optoelektronische Bauelement und das Verfahren an Hand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
  • Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines optoelektronisches Bauelements,
  • Die 2A und 2B zeigen einen Anschlussträger für eine optoelektronische Struktur,
  • Die 3 zeigt einen Anschlussträger für eine optoelektronische Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel aus den 2A und 2B,
  • Die 4A und 4B zeigen eine optoelektronisches Bauelement gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
  • Die 5 zeigt eine optoelektronisches Bauelement gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
  • 1 zeigt ein optoelektronisches Bauelement 1, das einen Anschlussträger 2 aufweist. Der Anschlussträger 2 ist elektrisch isolierend. Der Anschlussträger 2 weist eine Keramikschicht 3 und eine Siliziumschicht 4 auf. Die Keramikschicht 3 kann eine LTCC Keramikschicht sein. Die Keramikschicht kann Al2O3, AlN, SiN, oder ZNO aufweisen.
  • Eine LED 5 ist auf dem Anschlussträger 2 angeordnet und mit diesem mechanisch stabil verbunden. Die LED 5 ist auf der der Keramikschicht 3 abgewandten Oberseite der Siliziumschicht 4 angeordnet. Die Siliziumschicht 4 ist zwischen der Keramikschicht 3 und der LED 5 angeordnet.
  • Das optoelektronische Bauelement 1 weist ferner eine elektrisch leitende Schicht 23, z.B. eine Metallschicht auf. Die elektrisch leitende Schicht 23 ist auf der der Keramikschicht 3 abgewandten Oberseite der Siliziumschicht 4 angeordnet. Die elektrisch leitende Schicht 23 deckt lediglich Teile der Oberseite der Siliziumschicht 4 ab (siehe 1 und 3). Alternativ kann sich die elektrisch leitende Schicht 23 auch vollständig über die Oberseite der Siliziumschicht 4 erstrecken (nicht explizit dargestellt). Die elektrisch leitende Schicht 23 ist zwischen der Siliziumschicht 4 und der LED 5 angeordnet. Die LED 5 ist über die elektrisch leitende Schicht 23 elektrisch leitend und mechanisch mit dem Anschlussträger 2 verbunden. Beispielsweise ist die LED 5 zumindest teilweise an der elektrisch leitenden Schicht 23 angelötet.
  • Die LED 5 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge, die beispielsweise auf einem III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial basiert, wie beispielsweise in den 4A und 5 dargestellt ist. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst eine p-Seite 12, eine n-Seite 14 sowie eine dazwischen angeordnete aktive Schicht 13. Ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge ist vollständig entfernt (siehe 4A und 5).
  • An der dem Anschlussträger 2 zugewandten Seite der LED 5 ist eine Spiegelschicht 19 angeordnet, die aus zwei oder mehr Schichten bestehen kann. Die Spiegelschicht 19 ist dabei auf der p-Seite 12 aufgebracht und dient zur p-seitigen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge. Die Spiegelschicht 19 ist zur Reflexion von im aktiven Bereich 13 der LED 5 erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Die Spiegelschicht 19 ist beispielsweise an der p-Schicht 12 der Halbleiterschichtenfolge angebracht und mechanisch mit dieser verbunden. Elektrischer Strom zum Betreiben des aktiven Bereichs 13 kann dabei auch über die Spiegelschicht 19 in die p-Seite 12 der Halbleiterschichtenfolge eingeprägt werden, sofern die Spiegelschicht 19 elektrisch leitend ausgebildet ist. Beispielsweise enthält die Spiegelschicht 19 ein reflektierendes Material wie Gold oder Silber.
  • An der der Siliziumschicht 4 abgewandten Oberfläche der elektrisch leitenden Schicht 23 ist eine Verbindungsmittelschicht 16 aufgebracht (siehe 4A und 5). Der Anschlussträger 2 ist mit der LED 5 mittels der Verbindungsmittelschicht 16 elektrisch leitend und mechanisch verbunden. Die Verbindungsmittelschicht 16 enthält zum Beispiel ein Lotmaterial wie etwa Gold und/oder Zinn. Die Verbindungsmittelschicht 16 befindet sich stellenweise in elektrisch leitendem Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht 23. In anderen Bereichen kann zwischen der Verbindungsmittelschicht 16 und der elektrisch leitenden Schicht 23 eine Passivierungsschicht 15 angeordnet sein (siehe 4A und 5). Die Passivierungsschicht 15 ist elektrisch isolierend. Die Passivierungsschicht 15 kann mit Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid gebildet sein. Ferner ist die Verwendung eines keramischen Materials wie etwa Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid für die Passivierungsschicht 15 möglich.
  • Die Verbindungsmittelschicht 16 weist einen n-Bereich auf (nicht explizit dargestellt), der mit der n-Seite 14 der Halbleiterschichtenfolge elektrisch leitend verbunden ist. Die Verbindungsmittelschicht 16 weist ferner einen p-Bereich auf (nicht explizit dargestellt), der elektrisch leitend mit der Spiegelschicht 19 und dadurch mit der p-Seite 12 der Halbleiterschichtenfolge verbunden ist. Die Spiegelschicht 19 ist durch eine weitere Passivierungsschicht 15A zwischen der Spiegelschicht 19 und der Verbindungsmittelschicht 16 von der Verbindungsmittelschicht 16 getrennt.
  • Zur n-seitigen Kontaktierung der n-Schicht 14 der Halbleiterschichtenfolge weist die LED 5 Durchkontaktierungen 11 auf. Die Durchkontaktierungen 11 werden durch einen Durchbruch in der Halbleiterschichtenfolge der LED 5 gebildet. Die Durchkontaktierungen 11 erstrecken sich durch die Spiegelschicht 19, die p-Seite 12 und die aktive Schicht 13 bis zur n-Seite 14 der LED 5. Die Durchkontaktierungen 11 sind beispielsweise mit Material der Verbindungsmittelschicht 16 gefüllt und kontaktieren an einem n-Kontakt 9 bzw. n-Bereich 9 der elektrisch leitenden Schicht 23 die Halbleiterschichtenfolge (siehe beispielsweise 3, 4A und 5), wie weiter unten im Detail beschrieben ist.
  • Der Anschlussträger 2 weist einen Kontaktbereich 6 auf (siehe 2A). Über den Kontaktbereich 6 wird die LED 5 über die elektrisch leitende Schicht 23 elektrisch leitend mit dem Anschlussträger 2 verbunden. Der Anschlussträger 2 weist eine n-seitige Anschlussstelle 22 und eine p-seitige Anschlussstelle 21 auf (siehe insbesondere 4A). Die Anschlussstellen 21, 22 sind an der der Siliziumschicht 4 abgewandten Unterseite der Keramikschicht 3, also an der Unterseite des Anschlussträgers 2, angeordnet. Über die n-seitige Anschlussstelle 22 kann elektrischer Strom in die am Anschlussträger 2 befestigte LED 5 eingeprägt werden. Die elektrisch leitende Schicht 23 verteilt den durch die Anschlussstellen 21, 22 eingeprägten Strom an der Oberseite des Anschlussträgers 2. Die p-seitige Anschlussstelle 21 und die n-seitige Anschlussstelle 22 sind beispielsweise als Metallisierungen an der Unterseite der Keramikschicht 3 ausgebildet. Die p-seitige Anschlussstelle 21 und die n-seitige Anschlussstelle 22 sind voneinander elektrisch isoliert. Die Anschlussstellen 21, 22 sind zum Beispiel mit gut leitenden Metallen wie Gold, Silber und/oder Aluminium gebildet.
  • Der Anschlussträger 2 weist mehrere Durchbrüche 7 auf (siehe insbesondere 2B). Die Durchbrüche 7 verlaufen in vertikaler Richtung senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers 2. Die Durchbrüche 7 durchdringen die Keramikschicht 3 und die Siliziumschicht 4 vollständig. Einzelne Durchbrüche 7A können auch nur die Siliziumschicht 4 durchdringen, was später im Detail beschrieben wird. Die Durchbrüche 7 sind voneinander separiert und elektrisch voneinander isoliert.
  • Die p- und n-seitige Anschlussstelle 21, 22 des Anschlussträgers 2 ist mittels jeweils einer Durchkontaktierung 11A über die elektrisch leitende Schicht 23 bzw. den Kontaktbereich 6 (siehe p-Kontakt 10 bzw. n-Kontakt 9 in 3) elektrisch leitend mit der LED 5 verbunden. Die Durchkontaktierungen 11A können durch Metallisierungen der Durchbrüche 7 im Anschlussträger 2 ausgebildet sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Durchbrüche 7 vollständig mit elektrisch leitendem Material, beispielsweise Metall ausgefüllt. Das Metall kann dem Metall der elektrisch leitenden Schicht 23 entsprechen.
  • Die Durchkontaktierungen 11A befinden sich in direktem Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht 23 sowie mit der p-seitigen Anschlussstelle 21 und mit der n-seitigen Anschlussstelle 22. Die elektrisch leitende Schicht 23 ist insbesondere in einem ersten Bereich 9 (n-Kontakt 9) elektrisch leitend mit der n-seitigen Anschlussstelle 22 verbunden und in einem zweiten Bereich 10 (p-Kontakt 10) elektrisch leitend mit der p-seitigen Anschlussstelle 21 verbunden. Der erste Bereich 9 und der zweite Bereich 10 der elektrisch leitenden Schicht 23 sind elektrisch voneinander isoliert (siehe 3). Aus 3 ist ersichtlich, dass der erste Bereich 9 (n-Kontakt 9) vom zweiten Bereich 10 (p-Kontakt 10) umschlossen sein kann. Der erste Bereich 9 (n-Kontakt 9) ist ringförmig ausgebildet. Insbesondere wird die LED 5 über den p-Kontakt 10, der elektrisch leitend mit der p-seitigen Anschlussstelle 21 verbunden ist, p-seitig elektrisch angeschlossen. Über den n-Kontakt 9, der elektrisch leitend mit der n-seitigen Kontaktstelle 22 verbunden ist, wird die LED 5 n-seitig angeschlossen.
  • Die Keramikschicht 3 kann mehrere Keramiklagen 20 aufweisen (siehe beispielsweise 4A). Die Keramiklagen 20 sind zueinander und zu der Siliziumschicht 4 parallel angeordnet. In dem in 4A gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Keramikschicht 3 zwei Keramiklagen 20 auf. Alternativ kann die Keramikschicht 3 auch mehr als zwei Keramiklagen 20, beispielsweise drei, vier oder fünf Keramiklagen 20 aufweisen (siehe beispielsweise 5). Alternativ kann die Keramikschicht 3 auch aus einer einzigen Keramiklage bestehen, wie in 2B dargestellt ist.
  • Die Keramikschicht 3 weist ferner eine Umverdrahtungsschicht 17 auf. Die Umverdrahtungsschicht 17 ist zur elektrischen Verbindung zwischen räumlich isolierten Kontaktstellen des optoelektronischen Bauelements 1 ausgebildet. Die Umverdrahtungsschicht 17 dient zur Verdrahtung des Bauelements 1. Die Umverdrahtungsschicht 17 dient zum Anschluss von weiteren elektrischen Komponenten in dem Anschlussträger 2, wie beispielsweise einer Schutzdiode, wie weiter unten im Detail beschrieben wird.
  • Die Umverdrahtungsschicht 17 ist im Inneren des Anschlussträgers 2 angeordnet. Die Umverdrahtungsschicht 17 kann zwischen zwei Keramiklagen 20 der Keramikschicht 3 und/oder zwischen der Siliziumschicht 4 und der Keramiklage 20, welche der Siliziumschicht 4 zugewandt ist, angeordnet sein. Die Keramikschicht 3 kann mehr als eine Umverdrahtungsschicht 17, beispielsweise zwei oder drei Umverdrahtungsschichten 17 aufweisen (siehe beispielsweise 5).
  • Eine Schutzdiode 8, beispielsweise eine ESD-Diode oder eine Zenerdiode, ist in dem Anschlussträger 2 integriert. Die Schutzdiode 8 ist von der LED 5 elektrisch isoliert. Die Schutzdiode 8 kann in der Siliziumschicht 4 integriert sein (siehe beispielsweise 4A). Beispielsweise kann durch eine p-n-Dotierung der Siliziumschicht 4 (nicht explizit dargestellt) die Siliziumschicht 4 selbst als Schutzdiode 8 ausgebildet sein. Die als ESD-Schutzdiode vorgesehene Siliziumschicht 4 ist der LED 5 in diesem Fall antiparallel geschaltet (siehe 4B).
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Schutzdiode 8 in dem elektrisch isolierten, vertikal separierten Durchbruch 7A der Siliziumschicht 4 eingebracht sein (siehe beispielsweise 3). Die Schutzdiode 8 ist über die Umverdrahtungsschicht 17 in der Keramikschicht 3 angeschlossen (siehe Anschluss 18 in 4A). Auch in diesem Fall sind die Schutzdiode 8 und die LED 5 antiparallel geschaltet (siehe 3). Die LED 5 ist derart auf dem Anschlussträger 2 angebracht, dass die aktive Schicht 13 der LED 5 neben oder über der Schutzdiode 8 angeordnet ist.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel (siehe 5) kann die Schutzdiode auch in der Keramikschicht 3 integriert sein. Insbesondere ist die Keramikschicht 3 in diesem Fall als ESD-Schutzdiode ausgebildet, mit anderen Worten, die Keramikschicht 3 bildet einen Varistor. In diesem Fall ist die Keramikschicht 3 vorzugsweise aus ZnO gebildet. Die Keramikschicht 3 ist dabei parallel zur LED 5 geschaltet.
  • Das oben beschriebene optoelektronische Bauelement 1 wird wie folgt hergestellt:
    In einem ersten Schritt werden die Keramikschicht 3 und die Siliziumschicht 4 bereitgestellt. Mittels eines Ätzverfahrens werden die vertikalen Durchbrüche 7, 7A in die Siliziumschicht eingebracht. Mittels eines Stanzverfahrens werden die vertikalen Durchbrüche 7 in der Keramikschicht 3 eingebracht. In einem weiteren Schritt kann optional die Schutzdiode 8 in den Durchbruch 7A der Siliziumschicht 4 eingebracht werden. Alternativ dazu kann auch, wie oben beschrieben, eine Schutzdiodenstruktur in die Keramikschicht 3 oder die Siliziumschicht 4 eingebracht sein.
  • Die Keramikschicht 3 und die Siliziumschicht 4 werden in einem weiteren Schritt aufeinander ausgerichtet. In einem Bond-Schritt werden die Keramikschicht 3 und die Siliziumschicht 4 miteinander verbunden, so dass ein elektrisch isolierender, monolithischer Grundkörper (Anschlussträger 2) entsteht. Insbesondere wird der Anschlussträger 2 laminiert. In einem nächsten Schritt wird die Keramikschicht 3 gesintert.
  • In einem nächsten Schritt wird die Oberseite der Siliziumschicht 4 mit der elektrisch leitenden Schicht 23 versehen. In einem weiteren Schritt wird die LED 5 auf der elektrisch leitenden Schicht 23 mittels des Verbindungsmaterials 16 angeordnet. Bereits mit dem Verbinden der LED 5 mit dem Anschlussträger 2 wird dabei eine elektrische Verbindung zu der Schutzdiodenstruktur hergestellt, so dass die LED 5 bei der Herstellung des optoelektronischen Bauelements 1 frühzeitig vor einer Schädigung durch elektrostatische Entladung geschützt wird.
  • In einem letzten Schritt wird das Aufwachssubstrat (nicht explizit dargestellt) der LED 5 entfernt. Eine mechanische Stabilisierung der LED 5 erfolgt nun mittels des stabilen Anschlussträgers 2.
  • Das gewonnene optoelektronische Bauelement 1 zeichnet sich durch seinen mechanisch äußerst stabilen Anschlussträger 2 aus. Ferner ist der Anschlussträger 2 durch die Wahl der Materialen und das Verfahren zu seiner Herstellung elektrisch isolierend ausgebildet. An den Flanken des Bauelements verlaufende Leckströme können somit vermieden werden. Das optoelektronische Bauelement 1 ist folglich besonders zuverlässig und weist eine lange Lebensdauer auf.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „SiCer – an advanced substrate for 3D integrated nano and micro systems“, ISBN 978-3-8007-3324-8, VDE Verlag GmbH [0008]

Claims (15)

  1. Optoelektronisches Bauelement (1), aufweisend einen elektrisch isolierenden Anschlussträger (2), wobei der Anschlussträger (2) mehrteilig aufgebaut ist, und wobei der Anschlussträger (2) wenigstens eine Keramikschicht (3) und eine Siliziumschicht (4) aufweist, wobei die Siliziumschicht (4) eine elektrisch leitende Schicht (23) auf der der Keramikschicht (3) abgewandeten Oberseite der Siliziumschicht (4) aufweist, und wobei eine Leuchtdiode (5) über die elektrisch leitende Schicht (23) elektrisch leitend und mechanisch mit dem Anschlussträger (2) verbunden ist.
  2. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1, wobei die Keramikschicht (3) und die Siliziumschicht (4) verbindungsmittelfrei miteinander verbunden sind.
  3. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anschlussträger (2) wenigstens eine n-seitige (22) und eine p-seitige (21) Anschlussstelle aufweist, wobei die Anschlussstellen (21, 22) an der der Siliziumschicht (4) abgewandten Unterseite der Keramikschicht (3) angeordnet sind.
  4. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 3, wobei die Anschlussstellen (21, 22) mittels jeweils wenigstens einer Durchkontaktierung (11A) mit der Leuchtdiode (5) elektrisch leitend verbunden sind.
  5. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 4, wobei die Durchkontaktierung (11A) vertikal separierte Durchbrüche (7, 7A) aufweist, wobei die Durchbrüche (7, 7A) elektrisch isoliert sind, und wobei die Durchbrüche (7, 7A) die Siliziumschicht (4) und die Keramikschicht (3) vollständig durchdringen.
  6. Optoelektronisches Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die elektrisch leitende Schicht (23) in einem ersten Bereich (9) elektrisch leitend mit der n-seitigen Anschlussstelle (22) verbunden ist, und in einem zweiten Bereich (10) elektrisch leitend mit der p-seitigen Anschlussstelle (21) verbunden ist, und wobei der erste Bereich (9) und der zweite Bereich (10) der elektrisch leitenden Schicht (23) elektrisch voneinander isoliert sind.
  7. Optoelektronisches Bauelement (1) nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend eine Schutzdiode (8), wobei die Schutzdiode (8) elektrisch isoliert vom Anschlussträger (2) ist.
  8. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 7, wobei die Schutzdiode (8) in der Siliziumschicht (4) integriert ist.
  9. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 7, wobei die Keramikschicht (3) einen Varistor bildet, und wobei der Varistor und die Leuchtdiode (5) parallel geschaltet sind.
  10. Optoelektronisches Bauelement (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Keramikschicht (3) zwei, drei oder mehr Keramiklagen (20) aufweist.
  11. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 10, wobei die Keramikschicht (3) wenigstens eine Umverdrahtungsschicht (17) aufweist, und wobei die Umverdrahtungsschicht (17) zwischen zwei Keramiklagen (20) der Keramikschicht (3) und/oder zwischen der Siliziumschicht (4) und der der Siliziumschicht (4) zugewandten Lage (20) der Keramikschicht (3) angeordnet ist.
  12. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 11, wobei die Schutzdiode (8) über die Umverdrahtungsschicht (17) in der Keramikschicht (4) angeschlossen ist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (1) nach einem der vorigen Ansprüche aufweisend die folgenden Schritte: – Bereitstellen des elektrisch isolierenden Anschlussträgers (2) aufweisend eine Keramikschicht (3) und eine Siliziumschicht (4); – Anordnen der Leuchtdiode (5) auf dem Anschlussträger (2), wobei die Leuchtdiode (5) mit der elektrisch leitenden Schicht (23) elektrisch leitend verbunden ist; – Entfernen eines Aufwachssubstrats der Leuchtdiode (5).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Anschlussträger (2) vor dem Sintern der Keramikschicht (3) laminiert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei ein Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017009085A1 (de) * 2015-07-15 2017-01-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement
US20180190711A1 (en) 2015-07-15 2018-07-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105023987B (zh) * 2014-04-23 2018-01-09 光宝光电(常州)有限公司 Led承载座及其制造方法
DE102015113310B4 (de) * 2015-08-12 2022-08-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterchip
JP6635007B2 (ja) * 2016-11-30 2020-01-22 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005003345T5 (de) * 2005-01-06 2007-11-22 Lamina Ceramics, Inc. Led-Lichtquellen für Bildprojektorsysteme
US20090194777A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 Hymite A/S Optoelectronic device submount
DE102008045653A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil
DE102009032486A1 (de) * 2009-07-09 2011-01-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4128680A (en) * 1977-06-03 1978-12-05 Honeywell Inc. Silicon coated ceramic substrate with improvements for making electrical contact to the interface surface of the silicon
JP3405402B2 (ja) * 1999-06-23 2003-05-12 日本電気株式会社 並列伝送型光モジュールおよびその製造方法
US6864571B2 (en) * 2003-07-07 2005-03-08 Gelcore Llc Electronic devices and methods for making same using nanotube regions to assist in thermal heat-sinking
US7279724B2 (en) * 2004-02-25 2007-10-09 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Ceramic substrate for a light emitting diode where the substrate incorporates ESD protection
US7256483B2 (en) * 2004-10-28 2007-08-14 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Package-integrated thin film LED
TW200637033A (en) * 2004-11-22 2006-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light-emitting device, light-emitting module, display unit, lighting unit and method for manufacturing light-emitting device
JP5130680B2 (ja) * 2006-03-02 2013-01-30 日亜化学工業株式会社 半導体装置およびその形成方法
CN101409320B (zh) * 2007-10-09 2010-06-23 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 基板制作方法
JP2009224469A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Stanley Electric Co Ltd 照明装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005003345T5 (de) * 2005-01-06 2007-11-22 Lamina Ceramics, Inc. Led-Lichtquellen für Bildprojektorsysteme
US20090194777A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 Hymite A/S Optoelectronic device submount
DE102008045653A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil
DE102009032486A1 (de) * 2009-07-09 2011-01-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"SiCer - an advanced substrate for 3D integrated nano and micro systems", ISBN 978-3-8007-3324-8, VDE Verlag GmbH

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017009085A1 (de) * 2015-07-15 2017-01-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterbauelement
CN107851644A (zh) * 2015-07-15 2018-03-27 欧司朗光电半导体有限公司 光电子半导体器件
US20180190711A1 (en) 2015-07-15 2018-07-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip
US10217792B2 (en) 2015-07-15 2019-02-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor chip
US10559556B2 (en) 2015-07-15 2020-02-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor component
CN107851644B (zh) * 2015-07-15 2021-02-02 欧司朗光电半导体有限公司 光电子半导体器件

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US20150249072A1 (en) 2015-09-03

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