DE102012108160A1 - Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component - Google Patents

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben, das zumindest eine optoelektronische Halbleiterschichtenfolge (1) mit einer aktiven Schicht (2), die geeignet ist, im Betrieb Licht abzustrahlen oder zu empfangen, und auf zumindest einem Oberflächenbereich (10) der Halbleiterschichtenfolge (1) eine transparente Keramikschicht (5), die durch ein mittels Aerosolabscheidung aufgebrachtes Keramikmaterial gebildet wird und die den Oberflächenbereich verkapselt, aufweist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben.An optoelectronic semiconductor component is specified that has at least one optoelectronic semiconductor layer sequence (1) with an active layer (2) suitable for emitting or receiving light during operation, and a transparent one on at least one surface region (10) of the semiconductor layer sequence (1) Ceramic layer (5) formed by an aerosol deposited ceramic material and encapsulating said surface area. Furthermore, a method for producing an optoelectronic semiconductor component is specified.

Description

Es werden ein optoelektronisches Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben.An optoelectronic semiconductor component and a method for producing an optoelectronic semiconductor component are specified.

Leuchtdiodenchips, die beispielsweise in Licht emittierenden Dioden (LED) verwendet werden, müssen zum Schutz vor Umwelteinsflüssen mit einer Schutzschicht überzogen oder mit einem Gehäuse verkapselt werden. Light-emitting diode chips, which are used, for example, in light-emitting diodes (LEDs), must be coated with a protective layer or encapsulated with a housing to protect against environmental influences.

Als Material für eine Schutzschicht werden typischerweise möglichst transparente dielektrische Materialien, vorzugsweise Siliziumdioxid, verwendet. Im Falle einer Schutzschicht-Kapselung von bekannten Leuchtdiodenchips, die für eine Emission im blauen Spektralbereich vorgesehen sind und die insbesondere ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial aufweisen, insbesondere solche, die eine Silberspiegelschicht, beispielsweise auf der p-Seite, aufweisen, ist jedoch die mögliche Prozesstemperatur beschränkt, da insbesondere durch das Silber als Spiegelmaterial die zulässigen Temperaturen für weitere Prozesse begrenzt werden. Demzufolge werden zur Herstellung von dielektrischen Schutzschichten typischerweise Niedertemperaturabscheideverfahren, insbesondere chemische Gasphasenabscheideverfahren, bei niedrigen Temperaturen nicht oberhalb von 300°C verwendet. Solche Temperaturen limitieren erfahrungsgemäß jedoch die Dichtigkeit der abgeschiedenen dielektrischen Schicht, beispielsweise einer SiO2-Schicht. As the material for a protective layer, as transparent as possible dielectric materials, preferably silicon dioxide, are used. In the case of a protective layer encapsulation of known light-emitting diode chips, which are intended for emission in the blue spectral range and in particular have a nitride compound semiconductor material, in particular those having a silver mirror layer, for example on the p-side, however, the possible process temperature is limited because, in particular, the silver as mirror material limits the permissible temperatures for further processes. Accordingly, low temperature deposition processes, especially chemical vapor deposition processes, are typically used at low temperatures not above 300 ° C for the production of dielectric protective layers. However, experience has shown that such temperatures limit the tightness of the deposited dielectric layer, for example an SiO 2 layer.

Zur Verkapselung eines Leuchtdiodenchips in einem Gehäuse wird üblicherweise ein Verguss, insbesondere aus Silikon-basierten Materialien, verwendet. Silikon wird bevorzugt aufgrund seiner UV-Stabilität verwendet. Jedoch weisen Silikone den Nachteil einer Feuchtepermeabilität auf und können daher keine ausreichende Verkapselung gegenüber Feuchtigkeit bieten.For the encapsulation of a light-emitting diode chip in a housing is usually a casting, in particular of silicone-based materials used. Silicone is preferred because of its UV stability. However, silicones have the disadvantage of moisture permeability and therefore can not provide adequate encapsulation to moisture.

Die im Stand der Technik bekannten Maßnahmen zum Schutz vor Umwelteinflüssen, beispielsweise eine SiO2-Schutzschicht oder ein Silikonverguss, bieten somit für sich allein wie auch in Kombination keinen hinreichenden Schutz gegen Feuchtigkeit. Daher wird im Stand der Technik versucht, für die Chipverkapselung an mehreren Stellen des Chipaufbaus Schutzschichten zu integrieren, deren kumulative Wirkung zu einer mehr oder weniger starken Abdichtung, insbesondere bezüglich Feuchtepenetration, führt.The measures known from the prior art for protection against environmental influences, for example an SiO 2 protective layer or a silicone encapsulation, thus on their own as well as in combination do not provide adequate protection against moisture. It is therefore attempted in the prior art to integrate protective layers for the chip encapsulation at several points of the chip structure whose cumulative effect leads to a more or less strong seal, in particular with respect to moisture penetration.

Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements anzugeben.At least one object of certain embodiments is to provide an optoelectronic semiconductor device. At least one further object of certain embodiments is to specify a method for producing an optoelectronic semiconductor component.

Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These objects are achieved by an article and a method according to the independent patent claims. Advantageous embodiments and further developments of the subject matter and of the method are characterized in the dependent claims and furthermore emerge from the following description and the drawings.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein optoelektronisches Halbleiterbauelement eine optoelektronische Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht auf, die geeignet ist, im Betrieb Licht abzustrahlen oder zu empfangen.In accordance with at least one embodiment, an optoelectronic semiconductor component has an optoelectronic semiconductor layer sequence with an active layer, which is suitable for emitting or receiving light during operation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf zumindest einem Oberflächenbereich der Halbleiterschichtenfolge eine Keramikschicht aufgebracht, die durch ein mittels Aerosolabscheidung aufgebrachtes Keramikmaterial gebildet wird. Insbesondere kann die Keramikschicht den Oberflächenbereich, auf dem sie aufgebracht ist, verkapseln. According to a further embodiment, a ceramic layer which is formed by a ceramic material applied by means of aerosol deposition is applied to at least one surface region of the semiconductor layer sequence. In particular, the ceramic layer can encapsulate the surface area on which it is applied.

Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements einen Verfahrensschritt auf, bei dem ein Keramikmaterial auf zumindest einen Oberflächenbereich zur Bildung einer Keramikschicht mittels eines Aerosolabscheideverfahrens aufgebracht wird. Insbesondere kann für das Aerosolabscheideverfahren ein pulverförmiges Keramikmaterial bereitgestellt werden, das mittels des Aerosolabscheideverfahrens unter Bildung der Keramikschicht auf den zumindest einen Oberflächenbereich aufgebracht wird. In accordance with at least one further embodiment, a method for producing an optoelectronic semiconductor component has a method step in which a ceramic material is applied to at least one surface region for forming a ceramic layer by means of an aerosol deposition method. In particular, a powdered ceramic material can be provided for the aerosol deposition process, which is applied to the at least one surface area by means of the aerosol deposition method to form the ceramic layer.

Die hier und im Folgenden beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das Halbleiterbauelement wie auch für das Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements. The features and embodiments described here and below apply equally to the semiconductor component as well as to the method for producing the semiconductor component.

Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich bevorzugt um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlxIn1-x-yGayN oder auch um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlxIn1-x-yGayP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlxIn1-x-yGayAs, wobei jeweils 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 gilt. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. The semiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material. The semiconductor material is preferably a nitride compound semiconductor material such as Al x In 1-xy Ga y N or a phosphide compound semiconductor material such as Al x In 1-xy Ga y P or an arsenide compound semiconductor material such as Al x In 1-xy Ga y As, where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1 and x + y ≦ 1, respectively. In this case, the semiconductor layer sequence may have dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, only the essential constituents of the crystal lattice of the semiconductor layer sequence, that is to say Al, As, Ga, In, N or P, are indicated, even if these are in part characterized by small amounts Quantities of other substances can be replaced and / or supplemented.

Die Halbleiterschichtenfolge umfasst zumindest eine aktive Schicht, die zur Erzeugung oder zum Empfang von Licht in einem ultravioletten bis infraroten Wellenlängenbereich eingerichtet ist. Die aktive Schicht beinhaltet beispielsweise wenigstens einen pn-Übergang oder, bevorzugt, eine oder mehrere Quantentopfstrukturen. Das von der aktiven Schicht im Betrieb erzeugte oder zum Empfang vorgesehene Licht liegt insbesondere in einem sichtbaren Spektralbereich.The semiconductor layer sequence comprises at least one active layer adapted to generate or receive light in an ultraviolet to infrared wavelength range. The active layer includes, for example, at least one pn junction or, preferably, one or more quantum well structures. The light generated by the active layer during operation or intended for reception lies in particular in a visible spectral range.

Die optoelektronische Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise im Betrieb Licht abstrahlen und dazu als Licht emittierende Diode (LED), als Kanten emittierender Halbleiterlaser, als vertikal emittierender Halbleiterlaser (VCSEL), als Laser-Array, als Laserbarren oder als Mehrzahl oder Kombination daraus ausgebildet sein oder zumindest eines oder mehrere der genannten Elemente aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die optoelektronische Halbleiterschichtenfolge im Betrieb Licht empfangen und dazu als Fotodiode, als Solarzelle, als Solarzellenpanel, als Fototransistor oder als eine Mehrzahl oder Kombination dieser ausgebildet sein oder eines oder mehrere der genannten Elemente aufweisen. The optoelectronic semiconductor layer sequence can, for example, emit light in operation and be designed as a light emitting diode (LED), edge emitting semiconductor laser, vertical emitting semiconductor laser (VCSEL), laser array, laser bar or a plurality or combination thereof, or at least one or more of said elements. Alternatively or additionally, the optoelectronic semiconductor layer sequence can receive light during operation and be designed as a photodiode, as a solar cell, as a solar cell panel, as a phototransistor or as a plurality or combination thereof or have one or more of the elements mentioned.

Durch die Keramikschicht wird der Oberflächenbereich, der mit der Keramikschicht bedeckt wird, bevorzugt hermetisch dicht oder zumindest nahezu hermetisch dicht versiegelt und verkapselt. Das kann insbesondere bedeuten, dass beispielsweise Feuchtigkeit, Sauerstoff und andere schädigende Gase wie beispielsweise Schwefelwasserstoff die Keramikschicht nicht oder nur zu einem sehr geringen Maße durchdringen können. Besonders bevorzugt kann die Keramikschicht eine hermetisch dichte Keramikschicht auf dem Oberflächenbereich bilden, die so den Oberflächenbereich des optoelektronischen Halbleiterbauelements vor den genannten schädigen Substanzen derart schützen kann, dass diese aus der Umgebungsatmosphäre nicht über den Oberflächenbereich in das Halbleiterbauelement eindringen und das Halbleiterbauelement in seiner Funktionsfähigkeit und/oder Zusammensetzung beeinträchtigen oder schädigen können. Through the ceramic layer, the surface area covered with the ceramic layer is preferably hermetically sealed or at least substantially hermetically sealed and encapsulated. This may in particular mean that, for example, moisture, oxygen and other harmful gases such as hydrogen sulfide, the ceramic layer can not or only to a very small extent penetrate. Particularly preferably, the ceramic layer can form a hermetically sealed ceramic layer on the surface area, which can thus protect the surface area of the optoelectronic semiconductor component from the aforementioned harmful substances in such a way that they do not penetrate from the ambient atmosphere into the semiconductor component via the surface area and the semiconductor component in its functionality and / or impair composition or damage.

Die Keramikschicht kann weiterhin insbesondere zumindest teilweise oder gänzlich eine zu oberst liegende Schicht, also zumindest teilweise eine außen liegende Schicht, des optoelektronischen Halbleiterbauelements bilden. Ist die Keramikschicht eine gänzlich außen liegende Schicht, kann sie auch als Außenschicht bezeichnet werden. Eine zumindest teilweise oder gänzlich außen liegende Schicht kann auch als Abschlussschicht bezeichnet werden und bildet zumindest in den Bereichen, in denen sie als Außenschicht ausgebildet ist, diejenige Schicht, die im fertig gestellten Halbleiterbauelement unmittelbar oder, beispielsweise in einem eingebauten Zustand in einem Package, über einen nicht hermetisch dichten Verguss mit Gasen und Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre in Kontakt sein kann. Zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Keramikschicht können weitere Schichten, beispielsweise für Halbleiterbauelemente übliche Passivierungsschichten, angeordnet sein. Es kann auch möglich sein, dass zumindest teilweise oder gänzlich auf der Keramikschicht eine weitere Schicht, beispielsweise eine Passivierungsschicht, aufgebracht ist. Diese kann mittels eines Gasphasen-Verfahrens, beispielsweise insbesondere mittels Atomlagenabscheidung (ALD), aufgebracht sein. Durch die Kombination der mittels ADM aufgebrachten Keramikschicht mit einer darauf mittels ALD aufgebrachten Passivierungsschicht kann sich eine ausgezeichnete Dichtigkeit ergeben, die die Dichtigkeiten der jeweiligen Schichten für sich allein genommen übersteigen kann.The ceramic layer can furthermore form, in particular at least partially or wholly, an uppermost layer, ie at least partially an outer layer, of the optoelectronic semiconductor component. If the ceramic layer is a completely outer layer, it can also be called an outer layer. An at least partially or entirely external layer may also be referred to as a terminating layer and forms, at least in the regions in which it is formed as an outer layer, that layer which in the finished semiconductor component directly or, for example, in a built-in state in a package a non-hermetically sealed potting with gases and moisture of the ambient atmosphere may be in contact. Between the semiconductor layer sequence and the ceramic layer, further layers, for example passivation layers customary for semiconductor components, may be arranged. It may also be possible for a further layer, for example a passivation layer, to be applied at least partially or entirely to the ceramic layer. This can be applied by means of a gas-phase process, for example, in particular by means of atomic layer deposition (ALD). The combination of the ADM-applied ceramic layer with a passivating layer applied thereon by means of ALD can result in an excellent impermeability which alone can exceed the impermeability of the respective layers.

Weiterhin kann die mittels Aerosolabscheidung aufgebrachte Keramikschicht im Vergleich zu anderen Verfahren wie etwa chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), Sputtern oder Aufdampfen aufgebrachten Schichten eine erhöhte mechanische Festigkeit aufweisen und damit beispielsweise einen erhöhten Schutz gegen mechanische Einwirkungen wie etwa Kratzer bilden.Furthermore, the ceramic layer applied by means of aerosol deposition can have increased mechanical strength compared with other methods such as chemical vapor deposition (CVD), sputtering or vapor deposition, for example providing increased protection against mechanical effects such as scratches.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Keramikschicht durch ein elektrisch isolierendes Keramikmaterial gebildet, sodass die Keramikschicht in Form von Partikeln eines elektrisch isolierenden pulverförmigen Keramikmaterials mittels Aerosolabscheidung aufgebracht wird.According to a further embodiment, the ceramic layer is formed by an electrically insulating ceramic material, so that the ceramic layer is applied in the form of particles of an electrically insulating powdery ceramic material by means of aerosol deposition.

Unter einem Keramikmaterial oder einem keramischen Material ist insbesondere ein oxidhaltiges und/oder ein nitridhaltiges Material zu verstehen, das insbesondere in Pulverform verarbeitet wird, wobei hier und im Folgenden auch Materialien, die nur eine Nahordnung und keine Fernordnung aufweisen, unter den Begriff „keramisches Material“ fallen. Dementsprechend sind auch anorganische Gläser von der Formulierung „keramisches Material“ oder „Keramikmaterial“ umfasst. Unter einem pulverförmigen Keramikmaterial ist insbesondere ein Pulver aus einem Material zu verstehen, mit dem ein keramisches Element herstellbar ist und das auch als keramisches Pulver bezeichnet werden kann.A ceramic material or a ceramic material is in particular an oxide-containing and / or nitride-containing material to be understood, which is processed in particular in powder form, and here and below also materials that have only a short order and no long-range order, the term "ceramic material "Fall. Accordingly, inorganic glasses are also included in the formulation "ceramic material" or "ceramic material". A powdered ceramic material is to be understood in particular as a powder of a material with which a ceramic element can be produced and which can also be referred to as a ceramic powder.

Insbesondere weist das Keramikmaterial eines oder mehrere der folgenden Materialien auf: Siliziumkarbid, Oxide, Nitride und Oxinitride mit Silizium, Aluminium, Zirkon, Titan oder Kombinationen daraus, vorzugsweise Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Titandioxid, Aluminiumnitrid und/oder Siliziumnitrid. Je nach Materialwahl und Materialkombination kann das Keramikmaterial eine transparente oder eine nicht-transparente, also beispielsweise eine reflektierende Keramikschicht bilden. In particular, the ceramic material comprises one or more of the following materials: silicon carbide, oxides, nitrides and oxynitrides with silicon, aluminum, zirconium, titanium or combinations thereof, preferably silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium dioxide, aluminum nitride and / or silicon nitride. Depending on the choice of material and combination of materials, the ceramic material can be a transparent or transparent material form a non-transparent, so for example, a reflective ceramic layer.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Aerosolabscheideverfahren (ADM: "Aerosol Deposition Method") ein Pulver des Keramikmaterials, also ein pulverförmiges Keramikmaterial bzw. ein keramisches Pulver, bereitgestellt. Die Größe der Partikel des Pulvers kann vom Sub-Mikrometer-Bereich bis zu mehreren Mikrometern im bereitgestellten pulverförmigen Keramikmaterial vorliegen. Bevorzugt weisen die Partikel des Pulvers eine Größe von größer oder gleich 10 nm, besonders bevorzugt von größer oder gleich 100 nm oder einigen hundert Nanometern, oder auch größer oder gleich 1 μm bis zu mehreren Mikrometern, bevorzugt kleiner oder gleich 2 μm auf. Ein besonders bevorzugter Bereich für die Partikelgröße kann insbesondere größer oder gleich 100 nm und kleiner oder gleich 1 µm sein.According to a further embodiment, in the aerosol deposition method (ADM: "Aerosol Deposition Method"), a powder of the ceramic material, that is to say a powdered ceramic material or a ceramic powder, is provided. The size of the particles of powder may be from sub-micron to several microns in the powdered ceramic material provided. The particles of the powder preferably have a size of greater than or equal to 10 nm, particularly preferably greater than or equal to 100 nm or a few hundred nanometers, or even greater than or equal to 1 μm to several micrometers, preferably less than or equal to 2 μm. A particularly preferred range for the particle size may in particular be greater than or equal to 100 nm and less than or equal to 1 μm.

Insbesondere kann das Keramikmaterial in einer Pulverkammer bereitgestellt werden, die auch als Aerosolkammer bezeichnet werden kann und die über eine Gaszuleitung und eine Gasableitung verfügt. Mittels der Gaszuleitung kann ein Gas, bevorzugt ein inertes Gas, in die Pulverkammer geleitet werden. Das Gas kann beispielsweise Helium, Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Luft oder eine Mischung dieser enthalten oder daraus sein. Mittels des Gases wird ein Teil der Partikel des Pulvergemischs im Gas über die Gasableitung in eine Beschichtungskammer geleitet, die bevorzugt einen niedrigeren Druck als die Pulverkammer aufweist. Insbesondere kann das Aerosolabscheideverfahren in der Beschichtungskammer bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 450°C, bevorzugt bei kleiner oder gleich 300°C und besonders bevorzugt bei Raumtemperatur, also bei einer Temperatur von etwa 300 K, durchgeführt werden. In particular, the ceramic material can be provided in a powder chamber, which can also be referred to as an aerosol chamber and which has a gas supply line and a gas discharge line. By means of the gas supply line, a gas, preferably an inert gas, can be conducted into the powder chamber. The gas may, for example, contain or be helium, nitrogen, oxygen, argon, air or a mixture thereof. By means of the gas, a portion of the particles of the powder mixture in the gas is passed via the gas discharge into a coating chamber, which preferably has a lower pressure than the powder chamber. In particular, the Aerosolabscheideverfahren in the coating chamber at a temperature of less than or equal to 450 ° C, preferably at less than or equal to 300 ° C and particularly preferably at room temperature, ie at a temperature of about 300 K, are performed.

Das Aerosol mit den Partikeln des Pulvergemischs tritt in der Beschichtungskammer durch eine Düse aus und wird durch die Düse strahlartig auf die zu beschichtende Oberfläche gerichtet, die beispielsweise zumindest teilweise durch die Halbleiterschichtenfolge gebildet wird. Zwischen der Pulverkammer und der Beschichtungskammer können beispielsweise noch ein oder mehrere Filter und/oder ein Klassifikator zur Einstellung geeigneter Partikelgrößen angeordnet sein. Das Aerosol mit den Partikeln des pulverförmigen Keramikmaterials tritt in der Beschichtungskammer durch eine Düse aus und wird durch die Düse strahlartig auf ein zu beschichtendes Element, also insbesondere beispielsweise auf die Halbleiterschichtenfolge, gerichtet. Der Strahl mit dem Aerosol kann beispielsweise punktuell auf die zu beschichtende Oberfläche treffen. Weiterhin kann der Strahl mit dem Aerosol auch aufgeweitet, insbesondere beispielsweise linear aufgefächert, auf den zu beschichtenden Oberflächenbereich treffen. Das Gas des Aerosols wirkt als Beschleunigungsgas, da über den Gasstrom die darin enthaltenen Partikel auf die zu beschichtende Oberfläche gesprüht werden. Bevorzugt werden der Gasstrom sowie die Düsengeometrie so eingerichtet, dass die Partikel mit einer Geschwindigkeit von größer oder gleich 100 m/s und kleiner oder gleich 500 m/s aufgebracht werden können. Die Düse wird relativ zum zu beschichtenden Oberflächenbereich über den Oberflächenbereich bewegt, um ein großflächiges Aufbringen der Partikel des pulverförmigen Keramikmaterials zu ermöglichen. Dieser Vorgang kann auch als "Abrastern" bezeichnet werden. Durch ein derartiges Verfahren können Abscheideraten von mehreren Mikrometern pro Minute zumindest lokal erreicht werden.The aerosol containing the particles of the powder mixture exits through a nozzle in the coating chamber and is directed in a jet-like manner through the nozzle onto the surface to be coated, which is formed, for example, at least partially through the semiconductor layer sequence. For example, one or more filters and / or a classifier for setting suitable particle sizes may be arranged between the powder chamber and the coating chamber. The aerosol with the particles of the powdery ceramic material emerges in the coating chamber through a nozzle and is directed by the nozzle in the manner of a beam onto an element to be coated, that is to say in particular, for example, onto the semiconductor layer sequence. For example, the jet with the aerosol can hit the surface to be coated at certain points. Furthermore, the jet can also be widened with the aerosol, in particular fanned out linearly, for example, onto the surface area to be coated. The gas of the aerosol acts as an accelerating gas because the particles contained in it are sprayed onto the surface to be coated via the gas flow. Preferably, the gas flow and the nozzle geometry are set up so that the particles can be applied at a speed of greater than or equal to 100 m / s and less than or equal to 500 m / s. The nozzle is moved relative to the surface area to be coated over the surface area in order to enable large-area application of the particles of the powdery ceramic material. This process can also be referred to as "scanning". By such a method, deposition rates of several micrometers per minute can be achieved at least locally.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Keramikschicht eine Dicke von mehr als 1 μm, bevorzugt größer oder gleich 5 μm oder auch größer oder gleich 10 μm oder auch größer oder gleich einigen zehn Mikrometern wie etwa größer oder gleich 20 μm oder größer oder gleich 30 μm oder auch größer oder gleich 50 μm auf. Weiterhin kann die Keramikschicht eine Dicke von bevorzugt kleiner oder gleich 200 μm oder auch bevorzugt kleiner oder gleich 100 μm aufweisen. Insbesondere kann eine Dicke von einigen zehn Mikrometern, also im Bereich von etwa 20 μm bis etwa 100 μm besonders vorteilhaft sein. According to a further embodiment, the ceramic layer has a thickness of more than 1 .mu.m, preferably greater than or equal to 5 .mu.m or even greater than or equal to 10 .mu.m or even greater than or equal to a few tens of microns, such as greater than or equal to 20 .mu.m or greater than or equal to 30 .mu.m or more also greater than or equal to 50 microns. Furthermore, the ceramic layer may have a thickness of preferably less than or equal to 200 μm or even preferably less than or equal to 100 μm. In particular, a thickness of a few tens of micrometers, that is in the range from about 20 μm to about 100 μm, may be particularly advantageous.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Keramikschicht transparent ausgebildet. Eine transparente Keramikschicht kann beispielsweise vorteilhaft zur Verkapselung von Oberflächenbereichen sein, durch die Licht ausgekoppelt wird. Es ist aber auch möglich, auf Oberflächenbereichen, über die kein Licht ausgekoppelt wird, eine transparente Keramikschicht aufzubringen. Weiterhin ist es auch möglich, auf einem Oberflächenbereich, über den kein Licht ausgekoppelt wird oder ausgekoppelt werden soll, eine Keramikschicht aufzubringen, die nicht transparent ist. Beispielsweise kann ein Keramikmaterial verwendet werden, das zumindest teilweise reflektierend ist, so dass die Keramikschicht in diesem Fall in der Halbleiterschichtenfolge erzeugtes Lichts, das auf die Keramikschicht trifft, reflektieren kann, wodurch die Auskoppeleffizienz in Oberflächenbereichen, die zur Lichtauskopplung vorgesehen sind, gesteigert werden kann. Oberflächenbereiche, die nicht zur Lichtauskopplung vorgesehen sind, können beispielsweise zumindest Bereiche einer Montagefläche, mit der die Halbleiterschichtenfolge auf einem Träger angeordnet werden kann, und/oder von Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge sein. Beispielsweise kann die Halbleiterschichtenfolge als so genannter Flip-Chip ausgebildet sein, bei dem das in der Halbleiterschichtenfolge erzeugte Licht durch ein Substrat, insbesondere ein Aufwachssubstrat, abgestrahlt wird und der mit einer dem Substrat abgewandten Seite als Montagefläche auf einem Träger montiert werden kann. Die Montagefläche und/oder Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge können vor dem Montieren auf dem Träger in diesem Fall mit einer nicht-transparenten und bevorzugt reflektierenden Keramikschicht versehen sein.According to a further embodiment, the ceramic layer is transparent. A transparent ceramic layer may, for example, be advantageous for encapsulating surface areas through which light is coupled out. But it is also possible to apply a transparent ceramic layer on surface areas over which no light is coupled out. Furthermore, it is also possible, on a surface region over which no light is coupled out or is to be coupled, to apply a ceramic layer which is not transparent. For example, a ceramic material may be used that is at least partially reflective, so that the ceramic layer in this case may reflect light generated in the semiconductor layer sequence that strikes the ceramic layer, whereby the coupling-out efficiency in surface areas provided for light extraction may be increased , Surface regions which are not provided for coupling out light can be, for example, at least regions of a mounting surface, with which the semiconductor layer sequence can be arranged on a carrier, and / or of side surfaces of the semiconductor layer sequence. By way of example, the semiconductor layer sequence can be embodied as a so-called flip chip, in which the light generated in the semiconductor layer sequence is emitted through a substrate, in particular a growth substrate, and the surface facing away from the substrate acts as a mounting surface a carrier can be mounted. The mounting surface and / or side surfaces of the semiconductor layer sequence may in this case be provided with a non-transparent and preferably reflective ceramic layer prior to mounting on the carrier.

Mit dem hier beschriebenen Verfahren kann insbesondere die Keramikschicht als möglichst hochdichte und in bevorzugten Ausführungsformen auch transparente Schutzschicht als finale Kapselung des zumindest einen Oberflächenbereichs der Halbleiterschichtenfolge erreicht werden. Im Vergleich zu Abscheideverfahren, bei denen gasförmige Ausgangsmaterialien bereitgestellt werden, also etwa bei Dampfphasenabscheideverfahren, sind keine empfindlichen molekularen Vorstufen nötig, um Schichten zu erzeugen. With the method described here, it is possible in particular to achieve the ceramic layer as high-density as possible, and in a preferred embodiment transparent, protective layer as the final encapsulation of the at least one surface region of the semiconductor layer sequence. Compared to deposition processes where gaseous starting materials are provided, such as in vapor phase deposition processes, no sensitive molecular precursors are needed to produce layers.

Vielmehr kann man mit verfügbaren Keramikpulvern arbeiten. Die Keramikschicht weist bevorzugt eine vernachlässigbare Porosität auf, wodurch die Keramikschicht eine hohe Dichtigkeit aufweist. Im Falle einer transparenten Keramikschicht kann insbesondere im Falle einer bevorzugten geringen oder vernachlässigbaren Porosität für Licht eine vernachlässigbare oder nur unwesentliche Absorption und damit eine hohe Transparenz erreicht werden, sodass durch die Keramikschicht hindurchtretendes Licht nur unwesentlich oder gar nicht durch Streuung beeinflusst wird. Während Dampfphasenabscheideverfahren meist auf die Aufbringung von Siliziumdioxid beschränkt werden, können als pulverförmige Keramikmaterialien und damit als Material für die Keramikschicht zusätzlich zu Siliziumdioxid auch andere Materialien verwendet werden, die beispielsweise eine bessere thermische Leitfähigkeit und/oder einen höheren Brechungsindex aufweisen, etwa Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Titandioxid, Siliziumcarbid, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid oder auch Kombinationen oder Mischungen daraus. Bei dem hier beschriebenen Halbleiterbauelement bildet das Keramikmaterial somit bevorzugt eine hochdichte Keramikschicht, die in bevorzugten Ausführungsform auch möglichst optisch inert sein kann oder die Auskopplung oder Einkopplung von Licht durch einen geeigneten Brechungsindex sogar noch fördern kann.Rather, one can work with available ceramic powders. The ceramic layer preferably has a negligible porosity, whereby the ceramic layer has a high density. In the case of a transparent ceramic layer, in particular in the case of a preferred low or negligible porosity for light, a negligible or only insubstantial absorption and thus a high transparency can be achieved, so that light passing through the ceramic layer is influenced only insignificantly or not at all by scattering. While vapor phase deposition methods are usually limited to the application of silicon dioxide, as powdered ceramic materials and thus as material for the ceramic layer, in addition to silicon dioxide, other materials may be used which, for example, have a better thermal conductivity and / or a higher refractive index, such as aluminum oxide, zirconium oxide, Titanium dioxide, silicon carbide, aluminum nitride, silicon nitride or combinations or mixtures thereof. In the case of the semiconductor component described here, the ceramic material thus preferably forms a high-density ceramic layer, which in the preferred embodiment may also be as optically inert as possible or may even further promote the coupling-out or coupling of light through a suitable refractive index.

Wie vorab beschrieben, weist das Aerosolabscheideverfahren den Vorteil auf, dass es bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, also beispielsweise vorzugsweise bei Zimmertemperatur, durchgeführt werden kann. Die so hergestellte Keramikschicht weist bevorzugt eine kristalline oder zumindest polykristalline Struktur auf. Dadurch kann die Keramikschicht eine hohe Schichtqualität aufweisen, während herkömmliche, in der Halbleitertechnologie übliche Verfahren zur Schichtherstellung, insbesondere zur Herstellung von Schutzschichten, typischerweise nicht die Möglichkeit bieten, bei gemäßigten Temperaturen, also Temperaturen im Bereich der Zimmertemperatur, eine Schutzschicht in zuverlässiger Qualität zu erzeugen.As described above, the Aerosolabscheideverfahren has the advantage that it can be carried out at relatively low temperatures, for example, preferably at room temperature. The ceramic layer produced in this way preferably has a crystalline or at least polycrystalline structure. As a result, the ceramic layer can have a high layer quality, whereas conventional methods for producing layers, in particular for the production of protective layers, typically do not offer the possibility of producing a protective layer of reliable quality at moderate temperatures, ie temperatures in the region of room temperature ,

Um eine möglichst effektive Verkapselung des optoelektronischen Halbleiterbauelements durch die Keramikschicht zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn der zumindest eine Oberflächenbereich, den die Keramikschicht bedeckt, eine oder mehrere Ober-, Unter- und/oder Seitenflächen des Halbleiterbauelements, insbesondere der Halbleiterschichtenfolge, umfasst. Besonders bevorzugt kann sich die Keramikschicht auf dem Oberflächenbereich der Halbleiterschichtenfolge zumindest über eine Seitenfläche der aktiven Schicht erstrecken. In diesem Fall wird der Oberflächenbereich, auf dem die Keramikschicht aufgebracht ist, durch zumindest einen Teil einer Seitenfläche der Halbleiterschichtenfolge gebildet, die vorzugsweise auch eine Seitenfläche der aktiven Schicht umfasst. Als Seitenflächen werden hier und im Folgenden Flächen der Halbleiterschichtenfolge, der aktiven Schicht sowie gegebenenfalls auch anderer Elemente des Halbleiterbauelements wie beispielsweise eines Trägers, bezeichnet, die nicht parallel und beispielsweise senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge angeordnet sind. Durch die Keramikschicht auf zumindest einer Seitenfläche der aktiven Schicht und insbesondere der Halbleiterschichtenfolge kann beispielsweise verhindert werden, dass sich durch Umwelteinflüsse wie etwa Feuchtigkeit Kriechströme entlang der Seitenfläche ausbilden, die zu einem Kurzschluss der aktiven Schicht führen könnten. In order to achieve the most effective possible encapsulation of the optoelectronic semiconductor component by the ceramic layer, it can be advantageous if the at least one surface region covered by the ceramic layer comprises one or more top, bottom and / or side surfaces of the semiconductor component, in particular of the semiconductor layer sequence , Particularly preferably, the ceramic layer on the surface region of the semiconductor layer sequence can extend over at least one side surface of the active layer. In this case, the surface region on which the ceramic layer is applied is formed by at least a part of a side surface of the semiconductor layer sequence, which preferably also includes a side surface of the active layer. Here and in the following, surfaces of the semiconductor layer sequence, of the active layer and possibly also of other elements of the semiconductor component, such as a carrier, are referred to as side surfaces which are not arranged parallel and, for example, perpendicular to the main extension plane of the semiconductor layers of the semiconductor layer sequence. By means of the ceramic layer on at least one side surface of the active layer and in particular of the semiconductor layer sequence, it can be prevented, for example, that environmental influences, such as moisture, form leakage currents along the side surface which could lead to a short circuit of the active layer.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der Oberflächenbereich, auf dem die Keramikschicht aufgebracht wird, durch zumindest einen Teil einer Lichtkoppelfläche der Halbleiterschichtenfolge gebildet wird. Als Lichtkoppelfläche wird hier und im Folgenden die Fläche, der Flächenbereich oder die Mehrzahl von Flächen oder Flächenbereichen bezeichnet, über die eine Hauptabstrahlung oder Haupteinstrahlung von Licht erfolgt. Typischerweise wird die Lichtkoppelfläche, die bei einem Licht emittierenden Halbleiterbauelement als Lichtauskoppelfläche und einem Licht empfangenden Halbleiterbauelement als Lichteinkoppelfläche bezeichnet werden kann, durch die Oberseite der optoelektronischen Halbleiterschichtenfolge gebildet. Als Oberseite kann insbesondere eine Seite bezeichnet werden, die einer vorzugsweise als Montageseite ausgebildeten Unterseite in Aufwachsrichtung der Halbleiterschichtenfolge gegenüber liegend angeordnet ist. Jedoch sind auch andere Ausbildungen des Halbleiterbauelements möglich, bei denen die Lichtkoppelfläche durch einen Teil oder eine gesamte Seitenfläche gebildet wird. Alternatively or additionally, it is also possible that the surface region on which the ceramic layer is applied is formed by at least part of a light coupling surface of the semiconductor layer sequence. As the light coupling surface, the surface, the surface region or the plurality of surfaces or surface regions is referred to here and below, via which a main radiation or main radiation of light takes place. Typically, the light coupling surface, which in the case of a light-emitting semiconductor component as light-outcoupling surface and a light-receiving semiconductor component can be designated as light-coupling surface, is formed by the upper side of the optoelectronic semiconductor layer sequence. In particular, a side can be designated as the upper side, which is arranged lying opposite a lower side, preferably designed as a mounting side, in the direction of growth of the semiconductor layer sequence. However, other embodiments of the semiconductor device are possible in which the light coupling surface is formed by a part or an entire side surface.

Die Lichtkoppelfläche kann weiterhin eine Lichtkoppelstruktur aufweisen, die je nach Ausführung des optoelektronischen Halbleiterbauelements die Lichtauskopplung aus der Halbleiterschichtenfolge oder die Lichteinkopplung in die Halbleiterschichtenfolge fördern kann und die beispielsweise regelmäßige oder unregelmäßige Erhebungen und Vertiefungen, beispielsweise Prismen, nebeneinander angeordnete pyramidenförmige Erhebungen oder durch mechanisch oder chemisch abtragende Verfahren erzeugbare Oberflächenstrukturen, aufweisen kann. Die Keramikschicht auf der Lichtkoppelfläche kann derart ausgebildet sein, dass sie der Lichtkoppelstruktur folgt. Mit anderen Worten kann die Keramikschicht eine geringere Dicke als eine Höhe, insbesondere eine mittlere Höhe, der Lichtkoppelstruktur aufweisen, sodass die Lichtkoppelstruktur durch die Keramikschicht nicht planarisiert wird.The light coupling surface may further comprise a light coupling structure, depending on Execution of the optoelectronic semiconductor device can promote the light extraction from the semiconductor layer sequence or the light coupling into the semiconductor layer sequence and, for example, regular or irregular elevations and depressions, such as prisms, juxtaposed pyramidal elevations or can be generated by mechanically or chemically ablative process surface structures. The ceramic layer on the light coupling surface may be formed such that it follows the light coupling structure. In other words, the ceramic layer may have a smaller thickness than a height, in particular an average height, of the light coupling structure, so that the light coupling structure is not planarized by the ceramic layer.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Halbleiterschichtenfolge auf einem Träger angeordnet. Der Träger kann beispielsweise durch ein Aufwachssubstrat gebildet werden, das bereitgestellt wird und auf dem die optoelektronische Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen wird. Besonders bevorzugt kann die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE), auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen werden. Das Aufwachssubstrat kann ein elektrisch isolierendes Material oder ein Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes Verbindungshalbleitermaterialsystem, aufweisen. Insbesondere kann das Aufwachssubstrat Saphir, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si und/oder Ge aufweisen oder aus einem solchen Material sein. According to a further embodiment, the semiconductor layer sequence is arranged on a carrier. The carrier can be formed for example by a growth substrate, which is provided and on which the optoelectronic semiconductor layer sequence is grown. Particularly preferably, the semiconductor layer sequence can be grown on a growth substrate by means of an epitaxial process, for example metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) or molecular beam epitaxy (MBE). The growth substrate may comprise an electrically insulating material or a semiconductor material, for example an above-mentioned compound semiconductor material system. In particular, the growth substrate may include or be made of sapphire, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si and / or Ge.

Der Aufwachsprozess kann insbesondere im Waferverbund stattfinden. Mit anderen Worten wird ein Aufwachssubstrat in Form eines Wafers bereitgestellt, auf den großflächig die optoelektronische Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen wird. Die aufgewachsene optoelektronische Halbleiterschichtenfolge kann in einem weiteren Verfahrensschritt in einzelne Halbleiterchips zur Bildung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen vereinzelt werden.The growth process can take place in particular in the wafer composite. In other words, a growth substrate in the form of a wafer is provided, onto which the optoelectronic semiconductor layer sequence is grown over a large area. In a further method step, the grown-up optoelectronic semiconductor layer sequence can be singulated into individual semiconductor chips to form a plurality of optoelectronic semiconductor components.

Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge bevorzugt vor dem Vereinzeln auf ein Trägersubstrat übertragen werden. In diesem Fall kann das optoelektronische Halbleiterbauelement als Träger das Trägersubstrat aufweisen. Das Trägersubstrat kann beispielsweise durch eines der oben für Aufwachssubstrate genannten Materialien gebildet werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Trägersubstrat beispielsweise durch eine metallhaltige Folie oder eine metallhaltige Platte, beispielsweise eine Metallfolie oder eine Metallplatte, gebildet wird.Furthermore, the semiconductor layer sequence can preferably be transferred to a carrier substrate before being singulated. In this case, the optoelectronic semiconductor component may have the carrier substrate as a carrier. The carrier substrate can be formed, for example, by one of the materials mentioned above for growth substrates. Furthermore, it is also possible for the carrier substrate to be formed, for example, by a metal-containing foil or a metal-containing plate, for example a metal foil or a metal plate.

Das Aufwachssubstrat kann nach dem Übertragen gedünnt werden, also zumindest teilweise oder ganz entfernt werden. Das Trägersubstrat wird dann mit der Halbleiterschichtenfolge zusammen vereinzelt, beispielsweise zur Bildung von Licht emittierenden oder Licht empfangenden Halbleiterbauelementen. Vor dem Übertragen der Halbleiterschichtenfolge auf ein Trägersubstrat können beispielsweise auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht werden. Insbesondere können die eine oder die mehreren Spiegelschichten ein Metall, besonders bevorzugt Silber, aufweisen oder daraus sein. Weiterhin sind als Spiegelschicht auch Kombinationen von Schichten mit einem oder mehreren transparenten leitenden Oxiden und mit einem oder mehreren Spiegelmetallen oder mit einem oder mehreren transparenten dielektrischen Materialien und mit einem oder mehreren Spiegelmetallen möglich. The growth substrate can be thinned after transfer, so at least partially or completely removed. The carrier substrate is then singulated together with the semiconductor layer sequence, for example for the formation of light-emitting or light-receiving semiconductor components. Before transferring the semiconductor layer sequence to a carrier substrate, one or more mirror layers can be applied, for example, on a side of the semiconductor layer sequence facing away from the growth substrate. In particular, the one or more mirror layers may comprise or be a metal, particularly preferably silver. Furthermore, combinations of layers with one or more transparent conductive oxides and with one or more mirror metals or with one or more transparent dielectric materials and with one or more mirror metals are also possible as a mirror layer.

Halbleiterbauelemente, die als Halbleiterchips ausgebildet sind und die anstelle des Aufwachssubstrats ein Trägersubstrat aufweisen, können auch als so genannte Dünnfilm-Halbleiterchips bezeichnet werden, im Fall von Licht emittierenden Dünnfilm-Halbleiterchips auch als Dünnfilm-Leuchtdiodenchips.Semiconductor components which are formed as semiconductor chips and which have a carrier substrate instead of the growth substrate can also be referred to as so-called thin-film semiconductor chips, in the case of light-emitting thin-film semiconductor chips also as thin-film light-emitting diode chips.

Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip kann sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale auszeichnen:

  • – an einer zu dem Trägersubstrat hin gewandten ersten Hauptfläche einer Licht emittierenden Halbleiterschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht, insbesondere eine Spiegelschicht, aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
  • – die Halbleiterschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 4 μm und 10 μm, auf; und
  • – die Halbleiterschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichts in der Halbleiterschichtenfolge führt, d. h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
A thin-film light-emitting diode chip can be characterized in particular by the following characteristic features:
  • On a first main surface of a light-emitting semiconductor layer sequence facing the carrier substrate, a reflective layer, in particular a mirror layer, is applied or formed, which reflects back at least part of the electromagnetic radiation generated in the semiconductor layer sequence;
  • The semiconductor layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range of 4 μm and 10 μm; and
  • The semiconductor layer sequence contains at least one semiconductor layer with at least one surface which has a mixed-through structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the semiconductor layer sequence, ie it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.

Ein Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ist in guter Näherung ein Lambert'scher Oberflächenstrahler. Das Grundprinzip eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift I. Schnitzer et al., Applied Physics Letters 63 (16), 18. Oktober 1993, Seiten 2174–2176 beschrieben. A thin-film light-emitting diode chip is to a good approximation a Lambert surface radiator. The basic principle of a thin-film light-emitting diode chip is, for example, in the document Schnitzer, I., et al., Applied Physics Letters 63 (16), 18 October 1993, pages 2174-2176 described.

Weiterhin können auf oder in der Halbleiterschichtenfolge elektrische Kontaktbereiche, beispielsweise in Form einer oder mehrerer elektrischer Kontaktschichten und/oder einer oder mehrerer Durchkontaktierungen, vorhanden sein, mittels derer das optoelektronische Halbleiterbauelement und insbesondere die aktive Schicht elektrisch kontaktiert werden kann. Eine elektrische Kontaktschicht kann insbesondere in einem Bereich, der auf der Halbleiterschichtenfolge oder auf einem Träger der Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein kann, elektrisch kontaktierbar sein. Mit anderen Worten kann die elektrische Kontaktschicht in diesem Fall einen elektrischen Anschlussbereich zur Kontaktierung des Halbleiterbauelements aufweisen. Furthermore, on or in the semiconductor layer sequence, electrical contact regions, for example in the form of one or more electrical contact layers and / or one or more a plurality of plated-through holes, be present, by means of which the optoelectronic semiconductor component and in particular the active layer can be electrically contacted. An electrical contact layer may be in particular electrically contactable in a region which may be arranged on the semiconductor layer sequence or on a carrier of the semiconductor layer sequence. In other words, the electrical contact layer may in this case have an electrical connection region for contacting the semiconductor component.

Weiterhin kann der Träger durch einen Trägerkörper gebildet werden. Als Trägerkörper wird hier und im Folgenden ein Element bezeichnet, auf dem eine Halbleiterschichtenfolge, die ihrerseits ein Aufwachssubstrat oder ein Trägersubstrat aufweisen kann, auf einer Montagefläche montiert werden kann. Weiterhin ist es auch möglich, eine Halbleiterschichtenfolge in Form eines substratlosen optoelektronischen Halbleiterchips auf einem Trägerkörper als Träger zu montieren. Im Vergleich zu einem Trägersubstrat, das einen Träger für die Halbleiterschichtenfolge zur Bildung eines optoelektronisches Halbleiterchips bildet, der wiederum auf einen Träger montiert werden kann, bildet der Trägerkörper beispielsweise einen Teil eines Gehäuses oder eines so genannten Packages, das zur Montage eines oder mehrerer als optoelektronische Halbleiterchips ausgebildete optoelektronische Halbleiterschichtenfolgen vorgesehen ist. Der Trägerkörper kann beispielsweise durch eine Leiterplatte, eine Keramikplatte, ein Keramikgehäuse, eine Kunststoffplatte, ein Kunststoffgehäuse oder eine Kombination hieraus gebildet werden. Der Trägerkörper kann insbesondere Leiterbahnen und elektrische Anschlussbereiche zur elektrischen Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterchips aufweisen. Eine elektrische Kontaktierung kann beispielsweise über eine direkte Montage eines Halbleiterchips auf einer Anschlussfläche, über eine Drahtverbindung wie etwa einen Bonddraht und/oder über eine Metallfilmverbindung erreicht werden.Furthermore, the carrier can be formed by a carrier body. A carrier body is here and below an element referred to, on which a semiconductor layer sequence, which in turn may have a growth substrate or a carrier substrate, can be mounted on a mounting surface. Furthermore, it is also possible to mount a semiconductor layer sequence in the form of a substrateless optoelectronic semiconductor chip on a carrier body as a carrier. Compared to a carrier substrate, which forms a carrier for the semiconductor layer sequence for forming an optoelectronic semiconductor chip, which in turn can be mounted on a carrier, the carrier body forms, for example, a part of a housing or a so-called package which is suitable for mounting one or more as optoelectronic Semiconductor chips formed optoelectronic semiconductor layer sequences is provided. The carrier body can be formed, for example, by a printed circuit board, a ceramic plate, a ceramic housing, a plastic plate, a plastic housing or a combination thereof. The carrier body may in particular comprise conductor tracks and electrical connection areas for the electrical contacting of an optoelectronic semiconductor chip. An electrical contact can be achieved, for example, by means of a direct mounting of a semiconductor chip on a connection surface, via a wire connection, such as a bonding wire, and / or via a metal film connection.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der von der Keramikschicht bedeckte Oberflächenbereich durch alle nach der Anordnung auf einem Träger freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolgen gebildet. According to a further embodiment, the surface area covered by the ceramic layer is formed by all surfaces of the semiconductor layer sequences which are exposed on a carrier after the arrangement.

Als freiliegende Oberflächen werden hier und im Folgenden solche Oberflächen und Oberflächenbereiche bezeichnet, die nach Fertigstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements Kontakt mit der Umgebung in der Form haben können, dass beispielsweise atomare oder molekulare Stoffe aus der Umgebung, etwa Sauerstoff und Feuchtigkeit, an die Oberfläche gelangen können. Daher kann auch eine Oberfläche oder ein Oberflächenbereich, der von einer nicht hermetisch dichten Schicht, etwa einer sauerstoff- und/oder wasserdurchlässigen Kunststoffschicht oder einer mittels Dampfphasenabscheidung aufgebrachten dielektrischen Schicht, bedeckt ist, vorliegend unter dem Begriff freiliegend fallen. As exposed surfaces are here and below referred to such surfaces and surface areas, which may have after completion of the optoelectronic semiconductor device contact with the environment in the form that, for example, atomic or molecular substances from the environment, such as oxygen and moisture, can reach the surface , Therefore, a surface or surface area covered by a non-hermetically sealed layer, such as an oxygen and / or water-permeable plastic layer or a vapor deposited dielectric layer, may also be disclosed herein as being exposed.

Bei einem Halbleiterbauelement, bei dem die Halbleiterschichtenfolge auf einem Träger aufgebracht ist, kann der zumindest eine Oberflächenbereich, der von der Keramikschicht bedeckt ist, alle freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge, also insbesondere alle Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge bis auf diejenige Fläche, die dem Träger zugewandt ist, umfassen, sodass die Keramikschicht alle freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge bedeckt. In dieser Ausführungsform ist die Halbleiterschichtenfolge allseitig bis auf die dem Träger zugewandte Fläche von der Keramikschicht umschlossen, sodass eine effektive Verkapselung der Halbleiterschichtenfolge ermöglicht wird.In a semiconductor component in which the semiconductor layer sequence is applied to a carrier, the at least one surface region covered by the ceramic layer can cover all exposed surfaces of the semiconductor layer sequence, ie in particular all surfaces of the semiconductor layer sequence except for the surface which faces the carrier. so that the ceramic layer covers all the exposed surfaces of the semiconductor layer sequence. In this embodiment, the semiconductor layer sequence is enclosed on all sides except for the surface facing the carrier by the ceramic layer, so that an effective encapsulation of the semiconductor layer sequence is made possible.

Im Falle, dass der Träger durch ein Aufwachssubstrat gebildet wird, können somit alle nach dem Aufwachsen und gegebenenfalls einem Strukturieren der Halbleiterschichtenfolge freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge mit der Keramikschicht mittels Aerosolabscheidung bedeckt werden. Im Falle, dass der Träger durch ein Trägersubstrat gebildet wird, können alle nach dem Umbonden der Halbleiterschichtenfolge vom Aufwachssubstrat auf das Trägersubstrat, dem teilweisen oder gänzlichen Entfernen des Aufwachssubstrats und gegebenenfalls einem Strukturieren freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge mit der Keramikschicht mittels Aerosolabscheidung bedeckt werden. Im Falle, dass der Träger durch einen Trägerkörper gebildet wird, der eine Montagefläche aufweist, auf dem eine als Halbleiterchip ausgebildete Halbleiterschichtenfolge montiert ist, kann die Keramikschicht auf allen nach der Montage auf dem Trägerkörper freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht werden.In the case where the carrier is formed by a growth substrate, all surfaces of the semiconductor layer sequence which have been exposed after growth and optionally structuring of the semiconductor layer sequence can thus be covered with the ceramic layer by means of aerosol deposition. In the case where the carrier is formed by a carrier substrate, all surfaces of the semiconductor layer sequence exposed after the bonding of the semiconductor layer sequence from the growth substrate to the carrier substrate, the partial or complete removal of the growth substrate and optionally structuring may be covered with the ceramic layer by means of aerosol deposition. In the case where the carrier is formed by a carrier body which has a mounting surface on which a semiconductor layer sequence formed as a semiconductor chip is mounted, the ceramic layer can be applied to all surfaces of the semiconductor layer sequence which are exposed on the carrier body after assembly.

Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge wie oben beschrieben zumindest eine elektrische Kontaktschicht aufweisen und der von der Keramikschicht bedeckte Oberflächenbereich kann bis auf die Kontaktschicht oder einen Teil der Kontaktschicht alle nach der Anordnung auf einem Träger freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge aufweisen. Hierdurch kann eine komplette Verkapselung der Halbleiterschichtenfolge durch die Keramikschicht bei einer gleichzeitigen Kontaktierbarkeit der Halbleiterschichtenfolge erreicht werden. Furthermore, as described above, the semiconductor layer sequence can have at least one electrical contact layer, and the surface area covered by the ceramic layer can have all but the contact layer or a part of the contact layer all surfaces of the semiconductor layer sequence exposed on a carrier after the arrangement. In this way, a complete encapsulation of the semiconductor layer sequence by the ceramic layer can be achieved with a simultaneous contactability of the semiconductor layer sequence.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Halbleiterschichtenfolge auf einem Träger angeordnet und zumindest ein Oberflächenbereich des Trägers ist mit der Keramikschicht bedeckt. Insbesondere kann sich die Keramikschicht in diesem Fall zusammenhängend von der Oberfläche des Trägers oder dem Oberflächenbereich des Trägers auf den zumindest einen Oberflächenbereich der Halbleiterschichtenfolge erstrecken, sodass das Keramikmaterial der Keramikschicht eine zusammenhängende Verkapselung des Trägers und der Halbleiterschichtenfolge bilden kann. According to a further embodiment, the semiconductor layer sequence is arranged on a carrier and at least one surface region of the carrier is covered with the ceramic layer. In particular, the ceramic layer in this case may be contiguous with the surface of the carrier or the surface region of the carrier extend onto the at least one surface region of the semiconductor layer sequence, so that the ceramic material of the ceramic layer can form a coherent encapsulation of the carrier and of the semiconductor layer sequence.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger zumindest zwei elektrisch leitende Schichten auf, die übereinander angeordnet sind und die elektrisch voneinander isoliert sind. Übereinander bezeichnet hierbei eine Richtung entlang der Verbindungsrichtung vom Träger zur Halbleiterschichtenfolge, während nebeneinander eine Richtung senkrecht hierzu bezeichnet. Bei einer üblichen Anordnung der Halbleiterschichtenfolge auf dem Träger, beispielsweise durch Aufwachsen, Umbonden oder Montieren, kann eine Anordnung übereinander auch eine Anordnung entlang der Aufwachsrichtung der Halbleiterschichtenfolge bedeuten. Die zwei voneinander isolierten elektrisch leitenden Schichten des Trägers können beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge und/oder als Wärmesenke ausgeführt sein. Beispielsweise kann eine der zumindest zwei elektrisch leitenden Schichten als elektrischer Anschluss für die Halbleiterschichtenfolge dienen, während die andere der zumindest zwei elektrisch leitenden Schichten als weiterer elektrischer Anschluss oder auch als beispielsweise potenzialfreie Wärmesenke dient. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Keramikschicht auf dem Oberflächenbereich des Trägers in diesem Fall über eine oder mehrere Seitenflächen der zumindest zwei elektrisch leitenden Schichten erstreckt. Hierdurch können, wie bereits oben für die Halbleiterschichtenfolge beschrieben, Leckströme zwischen den zumindest zwei elektrisch leitenden Schichten über die Seitenflächen verhindert werden. According to a further embodiment, the carrier has at least two electrically conductive layers, which are arranged one above the other and which are electrically insulated from one another. One another here denotes a direction along the connection direction from the carrier to the semiconductor layer sequence, while side by side a direction perpendicular thereto. In a conventional arrangement of the semiconductor layer sequence on the carrier, for example by growth, bonding or mounting, an arrangement above one another can also mean an arrangement along the growth direction of the semiconductor layer sequence. The two electrically insulated layers of the carrier which are insulated from one another can be designed, for example, to make electrical contact with the semiconductor layer sequence and / or as a heat sink. For example, one of the at least two electrically conductive layers can serve as an electrical connection for the semiconductor layer sequence, while the other of the at least two electrically conductive layers serves as a further electrical connection or as a potential-free heat sink, for example. It is particularly advantageous if the ceramic layer on the surface region of the carrier in this case extends over one or more side surfaces of the at least two electrically conductive layers. As a result, as already described above for the semiconductor layer sequence, leakage currents between the at least two electrically conductive layers over the side surfaces can be prevented.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Halbleiterbauelement eine Mehrzahl von Halbleiterschichtenfolgen auf, die nebeneinander auf dem Träger angeordnet sind, wobei das Keramikmaterial als Keramikschicht auf zumindest einem Oberflächenbereich jeder der Halbleiterschichtenfolgen aufgebracht ist. Besonders bevorzugt kann sich die Keramikschicht zusammenhängend über die Mehrzahl der Halbleiterschichtenfolgen sowie über Oberflächenbereiche des Trägers erstrecken, sodass die Keramikschicht eine zusammenhängende Verkapselung der Halbleiterschichtenfolgen bilden kann. According to a further embodiment, the optoelectronic semiconductor component has a plurality of semiconductor layer sequences which are arranged side by side on the carrier, wherein the ceramic material is applied as a ceramic layer on at least one surface region of each of the semiconductor layer sequences. Particularly preferably, the ceramic layer may extend continuously over the plurality of semiconductor layer sequences as well as over surface regions of the carrier, so that the ceramic layer can form a coherent encapsulation of the semiconductor layer sequences.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Träger durch einen Trägerkörper gebildet, auf dem die Halbleiterschichtenfolge in Form eines oder mehrerer substratloser optoelektronischer Halbleiterchips aufgebracht ist. Ein derartiges optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem oder mehreren substratlosen optoelektronischen Halbleiterchips ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2009 051 746 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. According to a further embodiment, the carrier is formed by a carrier body, on which the semiconductor layer sequence is applied in the form of one or more substrateless optoelectronic semiconductor chips. Such an optoelectronic semiconductor component with one or more substrateless optoelectronic semiconductor chips is, for example, in the document DE 10 2009 051 746 A1 the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Beispielsweise kann in diesem Fall der Trägerkörper durch einen Keramikträger mit Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterchips ausgebildet sein. Durch die Anordnung der Keramikschicht auf der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips und bevorzugt zumindest auch auf Teilen der Oberfläche des Keramikträgers kann ein keramisches Gehäuse hergestellt werden, das die Halbleiterschichtenfolge komplett, insbesondere auch seitlich komplett, umhüllt und somit vor Umwelteinflüssen schützt. Insbesondere ist es auch möglich, eine Mehrzahl von Halbleiterschichtenfolgen, die jeweils einen substratlosen optoelektronischen Halbleiterchip bilden und die wenige Mikrometer dick sein können, auf einer keramischen Leiterplatte, also einem so genannten keramischen „Printed Circuit Board“, anzuordnen, sodass zusammen mit der Keramikschicht das finale Halbleiterbauelement definiert wird. Bei dieser Ausführungsform kann durch die Chipkapselung auch die Definition des Halbleiterbauelements, insbesondere des Packages, mittels der Aerosolabscheidung der hochdichten Keramikschicht in einem Prozessschritt erfolgen.For example, in this case, the carrier body may be formed by a ceramic carrier with conductor tracks for electrical contacting of an optoelectronic semiconductor chip. By arranging the ceramic layer on the semiconductor layer sequence of the semiconductor chip and preferably at least also on parts of the surface of the ceramic substrate, a ceramic housing can be produced which envelops the semiconductor layer sequence completely, in particular laterally completely, and thus protects it against environmental influences. In particular, it is also possible to arrange a plurality of semiconductor layer sequences, each of which forms a substrateless optoelectronic semiconductor chip and which may be a few micrometers thick, on a ceramic circuit board, ie a so-called ceramic "printed circuit board", so that together with the ceramic layer final semiconductor device is defined. In this embodiment, the chip encapsulation can also be used to define the semiconductor component, in particular the package, by means of the aerosol deposition of the high-density ceramic layer in one process step.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umformt die Keramikschicht Oberflächenunebenheiten des mit dem Keramikmaterial bedeckten Oberflächenbereichs der Halbleiterschichtenfolge und/oder des Trägers. Beispielsweise kann die Halbleiterschichtenfolge auf dem Träger mittels einer dicken Keramikschicht umformt werden, die vorzugsweise größer als eine Dicke der Halbleiterschichtenfolge auf dem Träger ist, wobei anschließend die Keramikschicht über der Lichtkoppelfläche der Halbleiterschicht auf eine gewünschte definierte Dicke reduziert wird. Dies kann beispielsweise durch Schleifen, beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), erfolgen. Besonders vorteilhaft kann diese Ausführungsform in Verbindung mit der oben beschriebenen Anordnung einer als substratloser optoelektronischer Halbleiterchip ausgebildeten Halbleiterschichtenfolge auf einem Trägerkörper kombiniert werden. Insbesondere kann es durch die Abscheidung mittels eines Partikelstroms, wie oben beschrieben, im Rahmen der Aerosolabscheidung möglich sein, topografische Unebenheiten mit der Keramikschicht zu umformen. According to a further embodiment, the ceramic layer transforms surface irregularities of the surface region of the semiconductor layer sequence and / or of the carrier covered by the ceramic material. For example, the semiconductor layer sequence can be formed on the carrier by means of a thick ceramic layer, which is preferably greater than a thickness of the semiconductor layer sequence on the carrier, wherein subsequently the ceramic layer is reduced over the light coupling surface of the semiconductor layer to a desired defined thickness. This can be done, for example, by grinding, for example by chemical-mechanical polishing (CMP). This embodiment can be combined particularly advantageously in conjunction with the above-described arrangement of a semiconductor layer sequence in the form of a substrateless optoelectronic semiconductor chip on a carrier body. In particular, by means of the deposition by means of a particle flow, as described above, in the context of aerosol deposition, it may be possible to reshape topographic irregularities with the ceramic layer.

Zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Halbleiterbauelements kann die Halbleiterschichtenfolge einen substratlosen optoelektronischen Halbleiterchip bilden und auf einer Montagefläche des Trägerkörpers aufgebracht werden. Zumindest die Halbleiterschichtenfolge sowie zumindest ein Teil der Montagefläche können mit einer zusammenhängenden Keramikschicht mittels Aerosolabscheidung bedeckt werden, wobei die Keramikschicht eine Dicke aufweist, die größer als eine Dicke der Halbleiterschichtenfolge ist. Die Keramikschicht kann anschließend über einer Lichtkoppelfläche der Halbleiterschichtenfolge gedünnt werden. Ein solches Umformen und anschließendes Dünnen der Keramikschicht kann aber auch im Falle einer strukturierten Halbleiterschichtenfolge auf einem Aufwachssubstrat oder einem Trägersubstrat, beispielsweise im Waferverbund, erfolgen. To produce such an optoelectronic semiconductor component, the semiconductor layer sequence can form a substrateless optoelectronic semiconductor chip and be applied to a mounting surface of the carrier body. At least the semiconductor layer sequence as well as at least a part of the mounting surface can with a contiguous ceramic layer are covered by means of aerosol deposition, wherein the ceramic layer has a thickness which is greater than a thickness of the semiconductor layer sequence. The ceramic layer can then be thinned over a light coupling surface of the semiconductor layer sequence. However, such a forming and subsequent thinning of the ceramic layer can also take place in the case of a structured semiconductor layer sequence on a growth substrate or a carrier substrate, for example in the wafer composite.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.Further advantages, advantageous embodiments and developments emerge from the embodiments described below in conjunction with the figures.

Es zeigen:Show it:

1A und 1B ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1A and 1B a method for producing an optoelectronic semiconductor component according to an exemplary embodiment,

2 eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und 2 a schematic representation of an optoelectronic semiconductor device according to another embodiment and

3 bis 7 schematische Darstellungen von optoelektronischen Halbleiterbauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. 3 to 7 schematic representations of optoelectronic semiconductor devices according to further embodiments.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better representation and / or better understanding may be exaggerated.

In Verbindung mit den Figuren werden Ausführungsbeispiele rein exemplarisch für optoelektronische Halbleiterbauelemente beschrieben, die als Licht emittierende Halbleiterbauelemente ausgebildet sind. Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Halbleiterschichtenfolgen weisen somit eine aktive Schicht auf, die geeignet ist, im Betrieb Licht abzustrahlen. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf Licht emittierende Halbleiterschichtenfolgen und Licht emittierende Halbleiterbauelemente beschränkt. Vielmehr können in den beschriebenen Ausführungsbeispielen alternativ oder zusätzlich auch Licht empfangende Halbleiterbauelemente mit einer Licht empfangenden Halbleiterschichtenfolge mit zumindest einer Licht empfangenden aktiven Schicht vorgesehen sein. In conjunction with the figures, exemplary embodiments are described purely by way of example for optoelectronic semiconductor components which are designed as light-emitting semiconductor components. The semiconductor layer sequences described in connection with the figures thus have an active layer which is suitable for emitting light during operation. However, the embodiments described below are not limited to light-emitting semiconductor layer sequences and light-emitting semiconductor components. Rather, alternatively or additionally, light-receiving semiconductor components with a light-receiving semiconductor layer sequence with at least one light-receiving active layer can be provided in the exemplary embodiments described.

In den 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 101 gezeigt. In the 1A and 1B is an embodiment of a method for producing an optoelectronic semiconductor device 101 shown.

Dazu wird, wie in Verbindung mit der 1A gezeigt ist, in einem ersten Verfahrensschritt eine Halbleiterschichtenfolge 1 bereitgestellt, die eine aktive Schicht 2 aufweist. Die einzelnen Schichten der Halbleiterschichtenfolge 1 zusätzlich zur aktiven Schicht 2, beispielsweise n- und p-dotierte Halbleiterschichten wie etwa Pufferschichten, Mantelschichten, Halbleiterkontaktschichten, Barriereschichten, Stromaufweitungsschichten und/oder Strombegrenzungsschichten sind zur Vereinfachung der Darstellung jeweils nicht gezeigt.This, as in connection with the 1A is shown, in a first method step, a semiconductor layer sequence 1 provided an active layer 2 having. The individual layers of the semiconductor layer sequence 1 in addition to the active layer 2 For example, n- and p-doped semiconductor layers such as buffer layers, cladding layers, semiconductor contact layers, barrier layers, current spreading layers, and / or current limiting layers are not shown for ease of illustration.

Das im Betrieb des fertig gestellten optoelektronischen Halbleiterbauelements 101 in der aktiven Schicht 2 erzeugte Licht wird über eine als Lichtauskoppelfläche ausgebildete Lichtkoppelfläche 8 abgestrahlt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die dem Träger 3 gegenüber liegende Oberseite der Halbleiterschichtenfolge gebildet wird.The operation of the finished optoelectronic semiconductor device 101 in the active layer 2 generated light is formed via a light coupling surface designed as a light coupling surface 8th emitted, in the embodiment shown by the the carrier 3 opposite upper side of the semiconductor layer sequence is formed.

Die Halbleiterschichtenfolge 1, die ein oben im allgemeinen Teil beschriebenes Verbindungshalbleitermaterial, besonders bevorzugt ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, aufweist, wird durch epitaktisches Aufwachsen auf einem als Träger 3 ausgebildeten Aufwachssubstrat 31 hergestellt. Die Halbleiterschichtenfolge 1 auf dem Träger 3 kann hierzu in Form eines Halbleiterchips, wie in 1 gezeigt, bereitgestellt werden, so dass das im Folgenden beschriebene Verfahren auf Chipebene durchgeführt wird. The semiconductor layer sequence 1 which has a compound semiconductor material described above in the general part, particularly preferably a nitride compound semiconductor material, is supported on one by epitaxial growth 3 trained growth substrate 31 produced. The semiconductor layer sequence 1 on the carrier 3 can do this in the form of a semiconductor chip, as in 1 can be provided, so that the method described below is performed at the chip level.

Alternativ dazu kann das Verfahren auch auf Waferebene durchgeführt werden. Das bedeutet, dass die Waferverbunds bereitgestellt wird, bei dem die Halbleiterschichtenfolge 1 großflächig auf einem durch einen Aufwachssubstratwafer gebildeten Träger 3 aufgewachsen und gegebenenfalls entsprechend der später zu vereinzelnden optoelektronischen Halbleiterchips strukturiert ist. Alternatively, the method can also be performed at the wafer level. This means that the wafer composite is provided, in which the semiconductor layer sequence 1 large area on a carrier formed by a growth substrate wafer 3 grown and optionally structured according to the later to be separated optoelectronic semiconductor chips.

Die Halbleiterschichtenfolge 1 kann beispielsweise Passivierungsschichten auf Seitenflächen oder auf der dem Träger 3 abgewandten Lichtkoppelfläche 8, die durch die Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 1 gebildet wird, aufweisen, die durch Dampfphasenabscheideverfahren wie beispielsweise CVD aufgebracht werden und die die Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge 1 bilden können. The semiconductor layer sequence 1 For example, passivation layers on side surfaces or on the carrier 3 remote light coupling surface 8th passing through the top of the semiconductor layer sequence 1 is formed, which are applied by vapor deposition method such as CVD and the surfaces of the semiconductor layer sequence 1 can form.

Die Halbleiterschichtenfolge 1 weist weiterhin zumindest eine elektrische Kontaktschicht 4 auf, die, wie in 1A gezeigt ist, beispielsweise auf der dem Träger 3 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 1 angeordnet sein kann und die beispielsweise ein Bondpad bildet. Darüber hinaus können noch weitere elektrische Kontaktschichten oder elektrische Anschlusselemente auf der Halbleiterschichtenfolge 1 oder auf dem Träger 3 vorhanden sein, um die Halbleiterschichtenfolge 1 und insbesondere die aktive Schicht 2 für einen späteren Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 101 kontaktieren zu können.The semiconductor layer sequence 1 furthermore has at least one electrical contact layer 4 on that, as in 1A is shown, for example, on the carrier 3 opposite side of the Semiconductor layer sequence 1 may be arranged and forms, for example, a bond pad. In addition, further electrical contact layers or electrical connection elements on the semiconductor layer sequence 1 or on the carrier 3 be present to the semiconductor layer sequence 1 and especially the active layer 2 for a later operation of the optoelectronic semiconductor component 101 to contact.

In 1B ist ein weiterer Verfahrensschritt gezeigt, bei dem zumindest ein Oberflächenbereich 10 der Halbleiterschichtenfolge 1 mittels Aerosolabscheidung mit einer Keramikschicht 5 durch Aufbringen eines pulverförmigen Keramikmaterials bedeckt wird. Insbesondere wird der Oberflächenbereich 10 durch die Keramikschicht 5 verkapselt. Die Keramikschicht 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel bevorzugt transparent ausgebildet.In 1B a further process step is shown in which at least one surface area 10 the semiconductor layer sequence 1 by aerosol deposition with a ceramic layer 5 covered by applying a powdery ceramic material. In particular, the surface area becomes 10 through the ceramic layer 5 encapsulated. The ceramic layer 5 is preferably transparent in the embodiment shown.

Hierzu wird der Träger 3 mit der darauf angeordneten Halbleiterschichtenfolge 1 in einer Beschichtungskammer angeordnet, in der mittels einer Düse ein Aerosol aufgesprüht wird. Das Aerosol enthält Partikel des pulverförmigen Keramikmaterials, die durch ein Gas, das als Beschleunigungsgas und Trägergas wirkt, auf den Oberflächenbereich 10 aufgebracht werden. Wie oben im allgemeinen Teil beschrieben ist, wird das pulverförmige Keramikmaterial in einer Pulver- bzw. Aerosolkammer bereitgestellt und weist je nach gewünschten Eigenschaften der Keramikschicht 5 Korngrößen im Bereich von größer oder gleich 10 nm und kleiner oder gleich 2 μm auf. Durch Zuleitung des Gases in die Aerosolkammer, das beispielsweise Helium, Stickstoff oder Luft sein kann, verteilen sich die Partikel des pulverförmigen Keramikmaterials im Gas und können so der Beschichtungskammer als Aerosol zugeführt werden. Zur Beseitigung von Verunreinigungen und/oder zur Auswahl einer bestimmten Partikelgröße können zwischen der Aerosolkammer und der Beschichtungskammer beispielsweise noch Filter vorhanden sein. Insbesondere wird das Aerosolabscheideverfahren bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 450°C, bevorzugt bei kleiner oder gleich 300°C und besonders bevorzugt bei Zimmertemperatur, also etwa 300 K, durchgeführt. This is the carrier 3 with the semiconductor layer sequence arranged thereon 1 arranged in a coating chamber in which an aerosol is sprayed by means of a nozzle. The aerosol contains particles of the powdery ceramic material which are exposed to the surface area by a gas acting as accelerating gas and carrier gas 10 be applied. As described above in the general part, the powdery ceramic material is provided in a powder or aerosol chamber and has the ceramic layer depending on the desired properties 5 Grain sizes in the range of greater than or equal to 10 nm and less than or equal to 2 microns on. By supplying the gas into the aerosol chamber, which may be, for example, helium, nitrogen or air, the particles of the powdery ceramic material are distributed in the gas and can thus be supplied to the coating chamber as an aerosol. To eliminate contaminants and / or to select a particular particle size, for example, filters may still be present between the aerosol chamber and the coating chamber. In particular, the Aerosolabscheideverfahren at a temperature of less than or equal to 450 ° C, preferably at less than or equal to 300 ° C and more preferably at room temperature, ie about 300 K performed.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird als pulverförmiges Keramikmaterial ein Material zugeführt, mit dem eine transparente und elektrisch isolierende Keramikschicht 5 gebildet werden kann. Rein beispielhaft kann ein Aluminiumoxid-Pulver bereitgestellt werden, wodurch die Keramikschicht 5 aus Aluminiumoxid hergestellt werden kann. Im Vergleich zum üblicherweise mittels Dampfphasenabscheideverfahren aufgebrachten Siliziumdioxid weist Aluminiumoxid einen höheren Brechungsindex auf, der eine verbesserte Lichtauskopplung aus der Halbleiterschichtenfolge 1 ermöglicht. Die vernachlässigbare Porosität der Keramikschicht 5, die mittels der Aerosolabscheidung erzeugt werden kann, kann die Absorptionsfreiheit und die Transparenz des Aluminiumoxids nur unwesentlich durch Streuung einschränken, sodass die Keramikschicht 5 gute optische Eigenschaften aufweist. Alternativ zu Aluminiumoxid kann aber auch ein anderes oben im allgemeinen Teil genanntes Material verwendet werden.In the embodiment shown, a material is supplied as powdered ceramic material, with which a transparent and electrically insulating ceramic layer 5 can be formed. By way of example only, an alumina powder may be provided whereby the ceramic layer 5 can be made of aluminum oxide. In comparison to the silicon dioxide usually applied by means of vapor deposition, aluminum oxide has a higher refractive index which results in improved light extraction from the semiconductor layer sequence 1 allows. The negligible porosity of the ceramic layer 5 , which can be produced by means of the aerosol deposition, can limit the absorbency and transparency of the alumina only insignificantly by scattering, so that the ceramic layer 5 has good optical properties. As an alternative to aluminum oxide, however, it is also possible to use another material mentioned above in the general part.

Die Keramikschicht 5 weist eine Dicke von mehr als 1 μm, bevorzugt von größer oder gleich 5 μm oder auch größer oder gleich 10 μm und kleiner oder gleich 200 μm oder auch kleiner oder gleich 100 μm auf. Beispielsweise kann die Keramikschicht eine Dicke von einigen 10 μm aufweisen. Insbesondere bildet die Keramikschicht 5 eine außen liegende Schicht des optoelektronischen Halbleiterbauelements 101, also eine Schicht, die mit der Umgebungsatmosphäre in Kontakt kommen kann.The ceramic layer 5 has a thickness of more than 1 .mu.m, preferably greater than or equal to 5 .mu.m or even greater than or equal to 10 .mu.m and less than or equal to 200 .mu.m or even less than or equal to 100 .mu.m. For example, the ceramic layer may have a thickness of a few 10 μm. In particular, the ceramic layer forms 5 an outer layer of the optoelectronic semiconductor device 101 So a layer that can come into contact with the ambient atmosphere.

Die hier und in den folgenden Ausführungsbeispielen gezeigte Keramikschicht 5 weist den Vorteil auf, dass sie im Vergleich zu konventionellen Schutzschichten, beispielsweise mittels Dampfphasenabscheideverfahren aufgebrachten dielektrischen Schichten, die bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 300°C aufgebracht werden, eine hohe Dichtigkeit aufweist. Dadurch kann die Keramikschicht 5 im Vergleich zu konventionellen Schutzschichten einen wesentlich effizienteren Schutz gegen Umwelteinflüsse bilden. Durch die Abscheidung bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, insbesondere beispielsweise bei Raumtemperatur, kann mit Vorteil außerdem erreicht werden, dass keine prozessbedingten Spannungen im Halbleiterbauelement durch die Keramikschicht 5 auftreten, was sich günstig auf die Haltbarkeit der Keramikschicht 5 und damit auch auf die Lebensdauer des gesamten Halbleiterbauelements auswirken kann. The ceramic layer shown here and in the following embodiments 5 has the advantage that it has a high density compared to conventional protective layers, for example by means of vapor deposition deposited dielectric layers, which are applied at a temperature of less than or equal to 300 ° C. This allows the ceramic layer 5 Compared to conventional protective coatings, they provide a much more efficient protection against environmental influences. By the deposition at relatively low temperatures, in particular, for example, at room temperature, can also be achieved with advantage that no process-related stresses in the semiconductor device through the ceramic layer 5 occur, which is favorable to the durability of the ceramic layer 5 and thus can affect the life of the entire semiconductor device.

Wie in 1B gezeigt ist, umfasst der Oberflächenbereich 10, auf dem die Keramikschicht 5 aufgebracht wird, sowohl Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 1 und insbesondere der aktiven Schicht 2 als auch die Lichtkoppelfläche 8 der Halbleiterschichtenfolge 1, die durch die dem Träger 3 abgewandte Oberseite der Halbleiterschichtenfolge 1 gebildet wird. Insbesondere sind bis auf die elektrische Kontaktschicht 4 alle freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge 1 mit der Keramikschicht 5 bedeckt, sodass die Keramikschicht 5 bis auf die Kontaktschicht 4 die Halbleiterschichtenfolge 1 auf dem Träger 3 komplett verkapselt. As in 1B is shown, includes the surface area 10 on which the ceramic layer 5 is applied, both side surfaces of the semiconductor layer sequence 1 and in particular the active layer 2 as well as the light coupling surface 8th the semiconductor layer sequence 1 by the carrier 3 remote top side of the semiconductor layer sequence 1 is formed. In particular, except for the electrical contact layer 4 all exposed surfaces of the semiconductor layer sequence 1 with the ceramic layer 5 covered so that the ceramic layer 5 except for the contact layer 4 the semiconductor layer sequence 1 on the carrier 3 completely encapsulated.

Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass beispielsweise nur die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 1 mit der Keramikschicht 5 bedeckt werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das optoelektronische Halbleiterbauelement als so genannter Flip-Chip ausgebildet ist, bei dem auf der dem Träger 3 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 1 alle elektrischen Kontaktschichten zur Kontaktierung des Halbleiterbauelements angeordnet sind und die der Halbleiterschichtenfolge 1 abgewandte Seite des Trägers 3 zur Lichtabstrahlung, also als Lichtauskoppelseite, vorgesehen ist. Es kann aber auch möglich sein, dass die Keramikschicht 5 gerade auch zwischen den Kontaktschichten zur verbesserten elektrischen Isolation dieser aufgebracht ist. Alternatively, it may also be possible that, for example, only the side surfaces of the semiconductor layer sequence 1 with the ceramic layer 5 to be covered. This may be the case, for example, if the optoelectronic semiconductor component is designed as a so-called flip chip on the carrier 3 remote side of the semiconductor layer sequence 1 all electrical contact layers are arranged for contacting the semiconductor component and those of the semiconductor layer sequence 1 opposite side of the carrier 3 for light emission, that is, as a light extraction side, is provided. But it may also be possible that the ceramic layer 5 just between the contact layers for improved electrical insulation of this is applied.

Ist die Keramikschicht 5, beispielsweise im Falle einer Licht emittierenden Flip-Chip-Konfiguration, auf Oberflächenbereichen vorgesehen, die nicht zur Lichtauskopplung vorgesehen sind, beispielsweise auf Seitenflächen und/oder auf der Montagefläche zur Montage auf einem Träger 3, kann die Keramikschicht 5 bevorzugt auch ein nicht-transparentes Keramikmaterial, besonders bevorzugt ein reflektierendes Keramikmaterial, aufweisen, wodurch auf die Keramikschicht 5 auftreffendes in der aktiven Schicht 2 erzeugtes Licht in die Halbleiterschichtenfolge 1 zurück und bevorzugt zu einer Lichtauskoppelseite hin reflektiert werden kann. Is the ceramic layer 5 For example, in the case of a light-emitting flip-chip configuration, provided on surface areas that are not provided for light extraction, for example on side surfaces and / or on the mounting surface for mounting on a support 3 , the ceramic layer can 5 preferably also comprises a non-transparent ceramic material, particularly preferably a reflective ceramic material, whereby the ceramic layer 5 impinging in the active layer 2 generated light in the semiconductor layer sequence 1 back and preferably to a light outcoupling side can be reflected.

Weiterhin ist es auch möglich, dass die gezeigte elektrische Kontaktschicht 4 nach der Herstellung der Keramikschicht 5 aufgebracht wird. Hierzu können beispielsweise die Bereiche, in denen die elektrische Kontaktschicht 4 aufgebracht werden soll, nach der Herstellung der Keramikschicht 5 von der Keramikschicht 5 befreit werden. Weiterhin ist es auch möglich, die Keramikschicht 5 beispielsweise mit Hilfe einer Maske selektiv aufzubringen und die Oberflächenbereiche, auf denen die elektrische Kontaktschicht 4 ausgebildet werden soll, nicht mit der Keramikschicht 5 zu bedecken.Furthermore, it is also possible that the electrical contact layer shown 4 after the production of the ceramic layer 5 is applied. For this purpose, for example, the areas in which the electrical contact layer 4 is to be applied, after the production of the ceramic layer 5 from the ceramic layer 5 be freed. Furthermore, it is also possible, the ceramic layer 5 For example, with the help of a mask selectively apply and the surface areas on which the electrical contact layer 4 is to be formed, not with the ceramic layer 5 to cover.

Wird die Keramikschicht 5, wie oben in Verbindung mit 1A alternativ beschrieben ist, durch eine Beschichtung mittels Aerosolabscheidung im Waferprozess hergestellt, was bedeutet, dass die Keramikschicht 5 auf eine noch nicht vereinzelte Halbleiterschichtenfolge 1 auf einem Aufwachssubstratwafer aufgebracht wird, kann nach der Herstellung der Keramikschicht 5 eine Vereinzelung in einzelne optoelektronische Halbleiterbauelemente 101 in Form von optoelektronischen Halbleiterchips erfolgen.Will the ceramic layer 5 as above in connection with 1A Alternatively, produced by a coating by means of aerosol deposition in the wafer process, which means that the ceramic layer 5 on a not yet isolated semiconductor layer sequence 1 is applied to a growth substrate wafer, after the preparation of the ceramic layer 5 a separation into individual optoelectronic semiconductor components 101 take place in the form of optoelectronic semiconductor chips.

In den folgenden Figuren sind weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, die Modifikationen des in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiels darstellt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher im Wesentlichen auf Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel.In the following figures, further embodiments are shown, the modifications of the in the 1A and 1B illustrated embodiment represents. The following description therefore essentially refers to differences from the previous embodiment.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 102 gezeigt, bei dem die Halbleiterschichtenfolge 1 nach dem Aufwachsen auf einem Aufwachssubstrat auf ein als Träger 3 ausgebildetes Trägersubstrat 32 umgebondet wurde. Das Aufwachssubstrat wurde entfernt, sodass die Halbleiterschichtenfolge 1 unter Bildung einer als Lichtauskoppelfläche ausgebildeten Lichtkoppelfläche 8 freigelegt wurde. Die Lichtkoppelfläche 8 weist eine Lichtkoppelstruktur 80, insbesondere eine Lichtauskoppelstruktur, auf, die prismen- oder pyramidenförmige Erhebungen aufweist. In 2 is an embodiment of an opto-electronic semiconductor device 102 shown in which the semiconductor layer sequence 1 after growing on a growth substrate on a carrier 3 formed carrier substrate 32 was changed. The growth substrate was removed so that the semiconductor layer sequence 1 forming a light coupling surface formed as a light output surface 8th was exposed. The light coupling surface 8th has a light coupling structure 80 , in particular a Lichtauskoppelstruktur on, which has prism or pyramidal elevations.

Der Träger 3 ist elektrisch leitend ausgebildet und wird beispielsweise durch ein halbleitendes Substrat, beispielsweise ein Silizium- oder Germaniumsubstrat, oder auch durch ein Metallsubstrat gebildet. Weiterhin kann de Träger auch aus einem elektrisch leitenden Verbundwerkstoff, beispielsweise einer elektrisch leitenden Keramik wie etwa Al-SiC ausgebildet sein.The carrier 3 is formed electrically conductive and is formed for example by a semiconducting substrate, such as a silicon or germanium substrate, or by a metal substrate. Furthermore, the carrier can also be formed from an electrically conductive composite material, for example an electrically conductive ceramic such as Al-SiC.

Zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 1 sind in der Halbleiterschichtenfolge 1 Durchkontaktierungen 6 vorgesehen, die in der Halbleiterschichtenfolge 1 vom Träger 3 aus zur dem Träger 3 abgewandten Seite der aktiven Schicht 2 reichen. Weiterhin ist eine elektrische Kontaktschicht 4 zur Kontaktierung der dem Träger 3 zugewandten Seite der aktiven Schicht 2 vorgesehen. Zwischen der elektrischen Kontaktschicht 4 und dem Träger 3 sowie zwischen der elektrischen Kontaktschicht 4 und den Durchkontaktierungen 6 ist eine elektrisch isolierende Schicht 7 in Form einer dielektrischen Schicht vorgesehen. Weiterhin kann beispielsweise eine Spiegelschicht auf der elektrischen Kontaktschicht 4 vorgesehen sein oder die Kontaktschicht 4 kann reflektierend ausgebildet sein. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 102 ist insbesondere als so genannter Dünnfilm-Leuchtdiodenchip ausgebildet. For electrical contacting of the semiconductor layer sequence 1 are in the semiconductor layer sequence 1 vias 6 provided in the semiconductor layer sequence 1 from the carrier 3 out to the wearer 3 opposite side of the active layer 2 pass. Furthermore, an electrical contact layer 4 for contacting the wearer 3 facing side of the active layer 2 intended. Between the electrical contact layer 4 and the carrier 3 and between the electrical contact layer 4 and the vias 6 is an electrically insulating layer 7 provided in the form of a dielectric layer. Furthermore, for example, a mirror layer on the electrical contact layer 4 be provided or the contact layer 4 can be reflective. The optoelectronic semiconductor component 102 is designed in particular as a so-called thin-film LED chip.

Alternativ zum gezeigten elektrisch leitenden Träger 3 kann dieser auch aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Glas-, Kunststoff- oder Keramikmaterial, ausgebildet sein und eine oder mehrere Durchkontaktierungen aufweisen, mittels derer eine elektrische Kontaktierung von der der Halbleiterschichtenfolge 1 abgewandten Rückseite des Trägers 3 zur Halbleiterschichtenfolge 1 durch den Träger 3 hindurch möglich ist. Die Durchkontaktierungen können auch als „Vias“ oder „Kontaktstöpsel“ bezeichnet werden. Beispielsweise kann der Träger in diesem Fall Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid und Kupfer-enthaltende oder durch Kupfer gebildete Durchkontaktierungen aufweisen. Weiterhin können auch Durchkontaktierungen in einem elektrisch leitenden, beispielsweise halbleitenden, Träger 3 vorhanden sein, die mittels einer elektrisch isolierenden Ummantelung gegen den Träger 3 elektrisch isoliert sind. Beispielsweise kann der Träger Silizium mit Poly-Silizium-Durchkontaktierungen aufweisen, die mittels Siliziumdioxid elektrisch isoliert sind. Mithilfe der Durchkontaktierungen kann es insbesondere auch möglich sein, auf der der Halbleiterschichtenfolge 1 angewandten Trägerrückseite Kontaktflächen mit unterschiedlicher Polarität zu erreichen.Alternatively to the shown electrically conductive carrier 3 this can also be made of an electrically insulating material, for example a glass, plastic or ceramic material, and have one or more plated-through holes, by means of which an electrical contacting of the semiconductor layer sequence 1 facing away from the back of the carrier 3 to the semiconductor layer sequence 1 through the carrier 3 through is possible. The vias may also be referred to as "vias" or "contact plugs". For example, in this case, the support may comprise aluminum oxide, aluminum nitride or silicon nitride, and copper-containing or copper plated vias. Furthermore, vias in an electrically conductive, for example, semiconducting, carrier 3 be present, by means of an electrically insulating sheath against the carrier 3 are electrically isolated. For example, the carrier may comprise silicon with poly-silicon vias formed by silicon dioxide are electrically isolated. With the aid of the plated-through holes, it may also be possible in particular on the semiconductor layer sequence 1 applied carrier back to achieve contact surfaces with different polarity.

Die Halbleiterschichtenfolge 10 sowie auch der Träger 3 weisen Oberflächenbereiche 10, 30 auf, auf denen eine Keramikschicht 5 mittels Aerosolabscheidung aufgebracht ist. Der Oberflächenbereich 10 umfasst dabei alle freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge 2, also die Seitenflächen sowie die Lichtkoppelfläche 8, sodass die Halbleiterschichtenfolge 1 auf allen freiliegenden Oberflächen gänzlich mit der Keramikschicht 5 bedeckt ist. Weiterhin erstreckt sich die Keramikschicht 5 zusammenhängend von der Halbleiterschichtenfolge 1 auf den Träger 3, wobei der Oberflächenbereich 30 des Trägers 3, der mit der Keramikschicht 5 bedeckt ist, die der Halbleiterschichtenfolge 1 zugewandte Montagefläche umfasst. Ein Anschlussbereich, in dem die elektrische Kontaktschicht 4 zum elektrischen Anschluss des optoelektronischen Halbleiterbauelements 102 zugänglich ist, ist von der Keramikschicht 5 freigehalten. Auf der Lichtkoppelfläche 8 weist die Keramikschicht 5 eine Dicke auf, die kleiner als die Höhe der Lichtkoppelstruktur 80 ist, sodass die Keramikschicht 5 der Struktur der Lichtkoppelstruktur 80 folgt und diese nicht planarisiert, wodurch die Licht auskoppelnde Wirkung der Lichtkoppelstruktur 80 erhalten bleibt. Alternativ kann die Keramikschicht 5 auch als Planarisierung wirken oder auf einer planen Lichtkoppelfläche mit einem darüber angeordneten, brechungsindexangepassten Lichtkoppelelement, beispielsweise einer Linse, aufgebracht sein.The semiconductor layer sequence 10 as well as the carrier 3 have surface areas 10 . 30 on top of which a ceramic layer 5 applied by means of aerosol deposition. The surface area 10 includes all exposed surfaces of the semiconductor layer sequence 2 So the side surfaces and the light coupling surface 8th so that the semiconductor layer sequence 1 on all exposed surfaces entirely with the ceramic layer 5 is covered. Furthermore, the ceramic layer extends 5 connected to the semiconductor layer sequence 1 on the carrier 3 , where the surface area 30 of the carrier 3 that with the ceramic layer 5 is covered, that of the semiconductor layer sequence 1 facing mounting surface includes. A connection area in which the electrical contact layer 4 for the electrical connection of the optoelectronic semiconductor component 102 is accessible from the ceramic layer 5 kept free. On the light coupling surface 8th has the ceramic layer 5 a thickness smaller than the height of the light coupling structure 80 so that the ceramic layer 5 the structure of the light coupling structure 80 follows and this is not planarized, whereby the light coupling-out effect of the light coupling structure 80 preserved. Alternatively, the ceramic layer 5 also act as a planarization or on a plane light coupling surface with an arranged over it, refractive index-matched light coupling element, such as a lens, be applied.

Zur Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 102 kann die Halbleiterschichtenfolge 1 beispielsweise in einem Waferprozess auf einen Trägerwafer übertragen werden. Vor oder nach dem Übertragen wird die Halbleiterschichtenfolge 1 entsprechend der zu vereinzelnden Halbleiterbauelemente strukturiert. Anschließend kann die Keramikschicht 5 auf dem Trägerwafer und der struktirerten Halbleiterschichtenfolge 1 aufgebracht werden. Danach kann eine Vereinzelung in einzelne optoelektronische Halbleiterbauelemente 102 erfolgen.For the production of the optoelectronic semiconductor component 102 can the semiconductor layer sequence 1 for example, be transferred to a carrier wafer in a wafer process. Before or after the transfer, the semiconductor layer sequence is 1 structured according to the semiconductor devices to be separated. Subsequently, the ceramic layer 5 on the carrier wafer and the patterned semiconductor layer sequence 1 be applied. After that, a singulation into individual optoelectronic semiconductor components 102 respectively.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 103 gezeigt, bei dem sich im Vergleich zum optoelektronischen Halbleiterbauelement 102 der 2 die Keramikschicht 5 auf einem Oberflächenbereich 30 des Trägers befindet, der zusätzlich auch eine Seitenfläche des Trägers 3 umfasst. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die Keramikschicht 5 über Seitenflächen des elektrischen leitenden Trägers 3 und der elektrisch leitenden Schicht 4, die voneinander isoliert übereinander angeordnet sind, erstreckt. Durch Feuchtigkeit auftretende Kriechströme, die zu Kurzschlüssen zwischen der elektrisch leitenden Schicht 4 und dem elektrisch leitenden Träger 3 führen könnten, können so verhindert werden. In 3 is another embodiment of an opto-electronic semiconductor device 103 shown in which compared to the optoelectronic semiconductor device 102 of the 2 the ceramic layer 5 on a surface area 30 of the carrier, which also has a side surface of the carrier 3 includes. This can be achieved that the ceramic layer 5 over side surfaces of the electrical conductive carrier 3 and the electrically conductive layer 4 , which are arranged one above the other insulated from each other, extends. Moisture leakage currents leading to short circuits between the electrically conductive layer 4 and the electrically conductive carrier 3 could be prevented.

Wird die Keramikschicht 5 wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel im Rahmen eines Waferprozesses aufgebracht, müssen vor dem Aufbringen der Keramikschicht 5 spätere Seitenflächen des Trägers 3, der noch im Verbund als Trägerwafer vorliegt, durch Strukturieren freigelegt werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, vor dem Aufbringen der Keramikschicht 5 den Trägerwafer mit der Halbleiterschichtenfolge 1 zu vereinzeln und erst nach dem Vereinzeln die Keramikschicht 5 zur Fertigstellung einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 103 aufzubringen. Will the ceramic layer 5 As applied in the preceding embodiment in the context of a wafer process, must before applying the ceramic layer 5 later side surfaces of the carrier 3 , which is still present in composite as a carrier wafer, are exposed by structuring. Alternatively, it is also possible before applying the ceramic layer 5 the carrier wafer with the semiconductor layer sequence 1 to singulate and only after separating the ceramic layer 5 for completing a large number of optoelectronic semiconductor components 103 applied.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 einen als Trägersubstrat 32 ausgebildeten Träger in Form einer Metallschicht aufweist, die potenzialfrei, also elektrisch isoliert zur Halbleiterschichtenfolge 1, ausgebildet ist. Hierzu ist auf dem Träger 3 eine beispielsweise mittels CVD aufgebrachte isolierende Schicht 7 aus einem dielektrischen Material angeordnet. In 4 is shown a further embodiment, which compared to the embodiments of the 2 and 3 as a carrier substrate 32 has trained carrier in the form of a metal layer, the potential-free, so electrically isolated to the semiconductor layer sequence 1 , is trained. This is on the carrier 3 an example applied by means of CVD insulating layer 7 arranged of a dielectric material.

Die Montage der Halbleiterschichtenfolge 1 auf dem Träger 3 erfolgt mittels einer Lotschicht 11. Um eine Diffusion von Lotmaterial in die Halbleiterschichtenfolge zu vermeiden, ist über der Lotschicht 11 eine Sperrschicht, die beispielsweise aus TiWN sein kann, angeordnet. The assembly of the semiconductor layer sequence 1 on the carrier 3 takes place by means of a solder layer 11 , To prevent diffusion of solder material into the semiconductor layer sequence is above the solder layer 11 a barrier layer, which may be of TiWN, for example.

Zur Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 1 sind elektrische Kontaktschichten 4 vorgesehen, die durch eine weitere elektrisch isolierende Schicht 7 voneinander elektrisch isoliert sind und die über eine oder mehrere Durchkontaktierungen 6 beziehungsweise über eine Spiegelschicht 12 die beiden Seiten der aktiven Schicht 2 elektrisch kontaktieren. Wie im vorherigen Ausführungsbeispiel ist eine Keramikschicht 5 auf allen freiliegenden Oberflächenbereichen 10 der Halbleiterschichtenfolge 1 sowie auf Oberflächenbereichen 30 des Trägers 3 aufgebracht, wobei Anschlussbereiche der Kontaktschichten 4 sowie die der Halbleiterschichtenfolge 1 abgewandte Seite des Trägers 3 freiliegen. Insbesondere erstreckt sich die Keramikschicht 5 über Seitenflächen der Diffusionssperrschicht 9, der Lotschicht 11 und des Trägers 3, die alle elektrisch leitend sind, sodass der Träger 3, der von der Lotschicht 11 und der Sperrschicht 9 durch die elektrisch isolierende Schicht 7 elektrisch isoliert ist, beispielsweise vor Kriechströmen über die Seitenflächen geschützt und damit potenzialfrei gehalten werden kann. For contacting the semiconductor layer sequence 1 are electrical contact layers 4 provided by a further electrically insulating layer 7 are electrically isolated from each other and via one or more vias 6 or via a mirror layer 12 the two sides of the active layer 2 contact electrically. As in the previous embodiment, a ceramic layer 5 on all exposed surface areas 10 the semiconductor layer sequence 1 as well as on surface areas 30 of the carrier 3 applied, wherein connection areas of the contact layers 4 as well as the semiconductor layer sequence 1 opposite side of the carrier 3 exposed. In particular, the ceramic layer extends 5 over side surfaces of the diffusion barrier layer 9 , the solder layer 11 and the vehicle 3 , which are all electrically conductive, so the carrier 3 that of the solder layer 11 and the barrier layer 9 through the electrically insulating layer 7 is electrically isolated, for example, protected against leakage currents on the side surfaces and thus can be kept potential free.

In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 105 gezeigt, bei dem eine Halbleiterschichtenfolge 1, die beispielsweise auch ein Aufwachssubstrat oder ein Trägersubstrat aufweisen kann, auf einem Trägerkörper 33, der einen Träger 3 für die Halbleiterschichtenfolge 1 bildet, aufgebracht ist. In 5 is another embodiment of an opto-electronic semiconductor device 105 in which a semiconductor layer sequence 1 , the for example, may also have a growth substrate or a carrier substrate, on a carrier body 33 , the one carrier 3 for the semiconductor layer sequence 1 forms, is applied.

Der elektrische Anschluss der Halbleiterschichtenfolge 1 erfolgt über Leiterbahnen 13, die durch eine elektrisch isolierende Schicht voneinander isoliert sind. Alternativ zur Kontaktierung über Leiterbahnen kann beispielsweise auch eine Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 1 mittels Bonddrähten erfolgen.The electrical connection of the semiconductor layer sequence 1 via conductor tracks 13 which are isolated from each other by an electrically insulating layer. As an alternative to contacting via printed conductors, it is also possible, for example, to make contact with the semiconductor layer sequence 1 done by means of bonding wires.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Halbleiterschichtenfolge 1 um einen substratlosen optoelektronischen Halbleiterchip, der in einem so genannten Chip-to-Wafer-Prozess auf dem durch einen Keramikträger gebildeten Trägerkörper 33 montiert ist. Derartige Halbleiterbauelemente sind beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2009 051 746 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich vollumfänglich durch Rückbezug aufgenommen wird. The semiconductor layer sequence is particularly preferably 1 about a substrateless optoelectronic semiconductor chip, in a so-called chip-to-wafer process on the support body formed by a ceramic carrier 33 is mounted. Such semiconductor components are for example in the document DE 10 2009 051 746 A1 The disclosure of which is fully incorporated by reference.

Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen erstreckt sich eine mittels Aerosolabscheidung zusammenhängend aufgebrachte Keramikschicht 5 über Oberflächenbereiche 10 der Halbleiterschichtenfolge 1 und Oberflächenbereiche 30 des Trägers 3, wodurch zusammen mit dem Trägerkörper 33 ein keramisches Gehäuse gebildet werden kann, das die Halbleiterschichtenfolge 1 komplett umhüllt und somit vor Umwelteinflüssen schützt. In diesem Fall erfolgt die Chipkapselung und die Definition des Packages, also des Bauelements, in einem Prozessschritt mittels der Aerosolabscheidung zur Bildung der hochdichten Keramikschicht 5. As in the previous embodiments, a ceramic layer applied by aerosol deposition extends 5 over surface areas 10 the semiconductor layer sequence 1 and surface areas 30 of the carrier 3 , whereby together with the carrier body 33 a ceramic housing can be formed, which is the semiconductor layer sequence 1 completely wrapped and thus protected from environmental influences. In this case, the chip encapsulation and the definition of the package, ie the component, takes place in one process step by means of the aerosol deposition to form the high-density ceramic layer 5 ,

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 106 gezeigt, das im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel der 5 eine Mehrzahl von Halbleiterschichtenfolgen 1 auf einem als Träger 3 ausgebildeten Trägerkörper 33 aufweist. Die Halbleiterschichtenfolgen 1 sind zusammen mit Oberflächenbereichen 30 des Trägers 3 mit einer zusammenhängenden Keramikschicht 5 auf allen freiliegenden Oberflächen bedeckt, wobei auch Öffnungen für eine elektrische Kontaktierung in der Keramikschicht 5 vorgesehen sein können. Die Leiterbahn 13 ist beispielhaft für eine Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolgen 1 gezeigt, wobei noch weitere Leiterbahnen oder andere Anschlusselemente wie beispielsweise Bonddrähte vorhanden sein können.In 6 is another embodiment of an opto-electronic semiconductor device 106 shown that compared to the previous embodiment of the 5 a plurality of semiconductor layers 1 on one as a carrier 3 trained carrier body 33 having. The semiconductor layers follow 1 are together with surface areas 30 of the carrier 3 with a coherent ceramic layer 5 Covered on all exposed surfaces, including openings for electrical contact in the ceramic layer 5 can be provided. The conductor track 13 is exemplary for a contacting of the semiconductor layer sequences 1 shown, with even more tracks or other connection elements such as bonding wires may be present.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 6 die Keramikschicht 5 Oberflächenunebenheiten der mit dem Keramikmaterial bedeckten Oberflächenbereiche 10, 30 der Halbleiterschichtenfolgen 1 und des Trägers 3 umformt. Hierzu werden die Halbleiterschichtenfolgen 1 bereitgestellt und auf einer Montagefläche des Trägerkörpers 33 aufgebracht. In 7 a further embodiment is shown, in which compared to the embodiment of 6 the ceramic layer 5 Surface irregularities of the surface areas covered with the ceramic material 10 . 30 the semiconductor layer sequences 1 and the vehicle 3 reshapes. For this purpose, the semiconductor layers are consequences 1 provided and on a mounting surface of the carrier body 33 applied.

Zumindest ein Teil der Montagefläche, der den Oberflächenbereich 30 des Trägers 3 bildet, sowie die Halbleiterschichtenfolgen 1 werden mit einer zusammenhängenden Keramikschicht 5 bedeckt, die eine Dicke aufweist, die größer als eine Dicke der Halbleiterschichtenfolgen 1 ist. Hierzu eignen sich insbesondere substratlose optoelektronische Halbleiterchips als Halbleiterschichtenfolgen 1, die eine Dicke von nur einigen Mikrometern aufweisen können. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, Halbleiterchips zu verwenden, die Halbleiterschichtenfolgen auf einem Aufwachssubstrat oder Trägersubstrat wie in Verbindung mit den 1A bis 4 beschrieben ist, aufweisen. At least part of the mounting surface covering the surface area 30 of the carrier 3 forms, as well as the semiconductor layer sequences 1 be with a coherent ceramic layer 5 covered having a thickness that is greater than a thickness of the semiconductor layers 1 is. For this purpose, in particular substrateless optoelectronic semiconductor chips are suitable as semiconductor layer sequences 1 which may have a thickness of only a few microns. Alternatively, it is also possible to use semiconductor chips, the semiconductor layer sequences on a growth substrate or carrier substrate as in connection with the 1A to 4 is described.

Anschließend wird die Keramikschicht 5 über den Lichtkoppelflächen 8 der Halbleiterschichtenfolgen 1 auf eine definierte Dicke dünn geschliffen, beispielsweise mittels chemisch-mechanischem Polieren. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 107 weist somit eine ebene Oberfläche auf, über die die Halbleiterschichtenfolgen 1 im Betrieb Licht abstrahlen können.Subsequently, the ceramic layer 5 over the light coupling surfaces 8th the semiconductor layer sequences 1 sanded thin to a defined thickness, for example by means of chemical-mechanical polishing. The optoelectronic semiconductor component 107 thus has a flat surface over which the semiconductor layers follow 1 can emit light during operation.

In den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 kann eine elektrische Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolgen 1 durch den Träger 3 hindurch mittels Durchkontaktierungen erfolgen, wie oben im Zusammenhang mit der 2 beschrieben ist.In the embodiments of the 6 and 7 can follow an electrical contacting of the semiconductor layers 1 through the carrier 3 be done by means of vias, as above in connection with the 2 is described.

In den Ausführungsbeispielen der 5 bis 7 können analog zu den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 zusätzlich auch noch Seitenflächen des Trägers 3 mit der Keramikschicht 5 bedeckt sein. In the embodiments of the 5 to 7 can analogously to the embodiments of the 3 and 4 In addition, even side surfaces of the carrier 3 with the ceramic layer 5 be covered.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele können zusätzlich oder alternativ auch weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen im allgemeinen Teil aufweisen. Weiterhin ist es auch möglich, Merkmale und/oder Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit einzelnen Figuren beschrieben sind, miteinander zu kombinieren.The embodiments shown in the figures may additionally or alternatively also have further features according to the embodiments in the general part. Furthermore, it is also possible to combine features and / or embodiments described in connection with individual figures.

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. The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009051746 A1 [0049, 0091] DE 102009051746 A1 [0049, 0091]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • I. Schnitzer et al., Applied Physics Letters 63 (16), 18. Oktober 1993, Seiten 2174–2176 [0038] Schnitzer, I., et al., Applied Physics Letters 63 (16), 18 October 1993, pages 2174-2176 [0038]

Claims (19)

Optoelektronisches Halbleiterbauelement, aufweisend – zumindest eine optoelektronische Halbleiterschichtenfolge (1) mit einer aktiven Schicht (2), die geeignet ist, im Betrieb Licht abzustrahlen oder zu empfangen, und – auf zumindest einem Oberflächenbereich (10) der Halbleiterschichtenfolge (1) eine Keramikschicht (5), die durch ein mittels Aerosolabscheidung aufgebrachtes Keramikmaterial gebildet wird und die den Oberflächenbereich verkapselt.Optoelectronic semiconductor component, comprising - at least one optoelectronic semiconductor layer sequence ( 1 ) with an active layer ( 2 ) capable of emitting or receiving light during operation, and - on at least one surface area ( 10 ) of the semiconductor layer sequence ( 1 ) a ceramic layer ( 5 ) formed by an aerosol deposited ceramic material and which encapsulates the surface area. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die Keramikschicht (5) transparent ist.Semiconductor device according to claim 1, wherein the ceramic layer ( 5 ) is transparent. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die Keramikschicht (5) nicht-transparent ist.Semiconductor device according to claim 1, wherein the ceramic layer ( 5 ) is non-transparent. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Keramikschicht (5) eine zumindest teilweise außen liegende Schicht des Halbleiterbauelements bildet.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the ceramic layer ( 5 ) forms an at least partially outer layer of the semiconductor device. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die Keramikschicht (5) auf dem Oberflächenbereich (10) der Halbleiterschichtenfolge zumindest über eine Seitenfläche der aktiven Schicht (2) erstreckt.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the ceramic layer ( 5 ) on the surface area ( 10 ) of the semiconductor layer sequence at least over a side surface of the active layer ( 2 ). Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Oberflächenbereich (10) durch zumindest einen Teil einer Lichtkoppelfläche (8) der Halbleiterschichtenfolge (1) gebildet wird, die Lichtkoppelfläche (8) eine Lichtkoppelstruktur (80) aufweist und die Keramikschicht (5) der Lichtkoppelstruktur (80) folgt.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the surface area ( 10 ) by at least a part of a light coupling surface ( 8th ) of the semiconductor layer sequence ( 1 ), the light coupling surface ( 8th ) a light coupling structure ( 80 ) and the ceramic layer ( 5 ) of the light coupling structure ( 80 ) follows. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der von der Keramikschicht (5) bedeckte Oberflächenbereich (10) alle nach der Anordnung auf einem Träger (3) freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge (1) aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the of the ceramic layer ( 5 ) covered surface area ( 10 ) all after the arrangement on a support ( 3 ) exposed surfaces of the semiconductor layer sequence ( 1 ) having. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Halbleiterschichtenfolge (1) zumindest eine elektrische Kontaktschicht (4) aufweist und der von der Keramikschicht (5) bedeckte Oberflächenbereich (10) bis auf die Kontaktschicht (4) oder einen Teil dieser alle nach der Anordnung auf einem Träger (3) freiliegenden Oberflächen der Halbleiterschichtenfolge (1) aufweist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 6, the semiconductor layer sequence ( 1 ) at least one electrical contact layer ( 4 ) and that of the ceramic layer ( 5 ) covered surface area ( 10 ) except for the contact layer ( 4 ) or a part of all of them after being placed on a support ( 3 ) exposed surfaces of the semiconductor layer sequence ( 1 ) having. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterschichtenfolge (1) auf einem Träger (3) angeordnet ist und zumindest ein Oberflächenbereich (30) des Trägers (3) mit der Keramikschicht (5) bedeckt ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor layer sequence ( 1 ) on a support ( 3 ) and at least one surface area ( 30 ) of the carrier ( 3 ) with the ceramic layer ( 5 ) is covered. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Träger (3) zumindest zwei elektrisch leitende Schichten (4, 9, 11, 33) übereinander angeordnet aufweist, die elektrisch voneinander isoliert sind, und wobei sich die Keramikschicht (5) auf dem Oberflächenbereich (30) des Trägers (3) über Seitenflächen der zumindest zwei elektrisch leitenden Schichten (4, 9, 11, 33) erstreckt. Semiconductor component according to one of claims 7 to 9, wherein the carrier ( 3 ) at least two electrically conductive layers ( 4 . 9 . 11 . 33 ) are arranged one above the other, which are electrically isolated from each other, and wherein the ceramic layer ( 5 ) on the surface area ( 30 ) of the carrier ( 3 ) over side surfaces of the at least two electrically conductive layers ( 4 . 9 . 11 . 33 ). Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Träger (3) ein Aufwachssubstrat (31), ein Trägersubstrat (32) oder einen Trägerkörper (33) aufweist.Semiconductor component according to one of claims 7 to 10, wherein the carrier ( 3 ) a growth substrate ( 31 ), a carrier substrate ( 32 ) or a carrier body ( 33 ) having. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Träger (3) einen Trägerkörper (33) aufweist und die Halbleiterschichtenfolge (1) einen substratlosen optoelektronischen Halbleiterchip bildet.Semiconductor component according to one of claims 7 to 10, wherein the carrier ( 3 ) a carrier body ( 33 ) and the semiconductor layer sequence ( 1 ) forms a substrateless optoelectronic semiconductor chip. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterschichtenfolgen (1) aufweist, die nebeneinander auf dem Träger (3) angeordnet sind, und wobei das Keramikmaterial als Keramikschicht (5) auf zumindest einem Oberflächenbereich (10) jeder der Halbleiterschichtenfolgen (1) aufgebracht ist.Semiconductor component according to one of Claims 7 to 12, the optoelectronic semiconductor component having a plurality of optoelectronic semiconductor layers ( 1 ) juxtaposed on the support ( 3 ) are arranged, and wherein the ceramic material as a ceramic layer ( 5 ) on at least one surface area ( 10 ) each of the semiconductor layers ( 1 ) is applied. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, wobei sich die Keramikschicht (5) zusammenhängend über die Mehrzahl der Halbleiterschichtenfolgen (1) erstreckt.A semiconductor device according to claim 13, wherein the ceramic layer ( 5 ) coherently over the plurality of semiconductor layer sequences ( 1 ). Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei die Keramikschicht (5) Oberflächenunebenheiten des mit dem Keramikmaterial bedeckten Oberflächenbereichs (10, 30) der Halbleiterschichtenfolge (1) und/oder des Trägers (3) umformt.Semiconductor component according to one of Claims 7 to 14, the ceramic layer ( 5 ) Surface irregularities of the surface area covered with the ceramic material ( 10 . 30 ) of the semiconductor layer sequence ( 1 ) and / or the carrier ( 3 ) transformed. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Keramikmaterial eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Siliziumcarbid, Oxide, Nitride und Oxinitride mit Silizium, Aluminium, Zirkon, Titan.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the ceramic material comprises one or more of the following materials: silicon carbide, oxides, nitrides and oxynitrides with silicon, aluminum, zirconium, titanium. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem auf den zumindest einen Oberflächenbereich (10) mittels eines Aerosolabscheideverfahrens ein pulverförmiges Keramikmaterial unter Bildung der Keramikschicht (5) aufgebracht wird.Method for producing an optoelectronic semiconductor component according to one of Claims 1 to 16, in which the at least one surface region ( 10 ) by means of a Aerosolabscheideverfahrens a powdered ceramic material to form the ceramic layer ( 5 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Aerosolabscheideverfahrens bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 450°C, insbesondere bei Raumtemperatur, durchgeführt wird.A method according to claim 17, wherein the aerosol separation process is carried out at a temperature of less than or equal to 450 ° C, in particular at room temperature. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem – die Halbleiterschichtenfolge (1) einen substratlosen optoelektronischen Halbleiterchips bildet und auf einer Montagefläche eines einen Trägerkörper (33) aufweisenden Trägers (3) aufgebracht wird, – zumindest ein Teil der Montagefläche und die Halbleiterschichtenfolge (1) mit einer zusammenhängenden Keramikschicht (5) bedeckt werden, wobei die Keramikschicht (5) eine Dicke aufweist, die größer als eine Dicke der Halbleiterschichtenfolge (1) ist, und – die Keramikschicht (5) über einer Lichtkoppelfläche (8) der Halbleiterschichtenfolge (1) gedünnt wird.A method according to claim 17 or 18, wherein The semiconductor layer sequence ( 1 ) forms a substrateless optoelectronic semiconductor chip and on a mounting surface of a carrier body ( 33 ) ( 3 ) is applied, - at least a part of the mounting surface and the semiconductor layer sequence ( 1 ) with a continuous ceramic layer ( 5 ), the ceramic layer ( 5 ) has a thickness that is greater than a thickness of the semiconductor layer sequence ( 1 ), and - the ceramic layer ( 5 ) over a light coupling surface ( 8th ) of the semiconductor layer sequence ( 1 ) is thinned.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014106073A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Device with a light emitting diode

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013103760A1 (en) 2013-04-15 2014-10-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063824A1 (en) * 2004-05-20 2005-12-15 Lighthouse Technology Co., Ltd Light emitting diode assembly
US20100295464A1 (en) * 2007-11-12 2010-11-25 Mitsubishi Chemical Corporation Illuminating device
DE102009051746A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component
DE102010042217A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Osram Ag Optoelectronic semiconductor component and method for its production
US20120325795A1 (en) * 2010-03-09 2012-12-27 Tokyo Electron Limited Heating apparatus and annealing apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4407169B2 (en) * 2003-06-20 2010-02-03 カシオ計算機株式会社 Sealing method and sealing structure
JPWO2005124878A1 (en) * 2004-06-22 2008-04-17 コニカミノルタホールディングス株式会社 White light emitting diode and manufacturing method thereof
US20100155738A1 (en) * 2005-02-22 2010-06-24 Hiroyuki Nabeta Light Emitting Diode and Method for Manufacturing Same
DE102009042205A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic module
DE102010045390A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
DE102010045784B4 (en) * 2010-09-17 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelectronic semiconductor chip

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063824A1 (en) * 2004-05-20 2005-12-15 Lighthouse Technology Co., Ltd Light emitting diode assembly
US20100295464A1 (en) * 2007-11-12 2010-11-25 Mitsubishi Chemical Corporation Illuminating device
DE102009051746A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component
US20120325795A1 (en) * 2010-03-09 2012-12-27 Tokyo Electron Limited Heating apparatus and annealing apparatus
DE102010042217A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Osram Ag Optoelectronic semiconductor component and method for its production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. Schnitzer et al., Applied Physics Letters 63 (16), 18. Oktober 1993, Seiten 2174-2176

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014106073A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Device with a light emitting diode

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