DE102015111574A1 - Optoelektronische Anordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine optoelektronische Anordnung angegeben, umfassend – einen Formkörper (2) mit einer Bodenfläche (2b), – eine erste Pixelgruppe (41), der eine Vielzahl von Pixeln (1) zugeordnet ist, jeweils aufweisend einen ersten Halbleiterbereich (11), einen zweiten Halbleiterbereich (12) und einen aktiven Bereich (10), – eine Vielzahl von Trennstrukturen (3), die zwischen den Pixeln (1) angeordnet sind, und – zumindest eine erste Kontaktstruktur (51, 52, 53) aufweisend eine erste Kontaktebene (51) und eine erste Kontaktstelle (52), die an der Bodenfläche (2b) frei zugänglich ist, wobei – die Pixel (1) der ersten Pixelgruppe (41) nebeneinander an der Deckfläche (2a) angeordnet sind, – die ersten Halbleiterbereiche (11) und/oder die zweiten Halbleiterbereiche (12) benachbarter Pixel (1) der ersten Pixelgruppe (41) mittels der Trennstrukturen (3) voneinander elektrisch isoliert sind, – der ersten Pixelgruppe (41) eine erste Kontaktstruktur (51, 52, 53) eineindeutig zugeordnet ist, und – die ersten Halbleiterbereiche (11) der Pixel (1) der ersten Pixelgruppe (41) mittels der ersten Kontaktebene (51) elektrisch leitend miteinander verbunden sind und mittels der ersten Kontaktstelle (52) elektrisch kontaktierbar sind.

Description

  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Anordnung, die vereinfacht hergestellt werden kann, anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung anzugeben.
  • Es wird eine optoelektronische Anordnung angegeben. Die optoelektronische Anordnung kann zur Emission und/oder zur Absorption einer elektromagnetischen Strahlung vorgesehen sein. Bei der optoelektronischen Anordnung kann es sich um eine Leuchtdiodenanordnung, wie beispielsweise ein Display, und/oder um eine Fotodiodenanordnung handeln.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Anordnung einen Formkörper mit einer Deckfläche und einer der Deckfläche abgewandten Bodenfläche. Der Formkörper ist als Träger der optoelektronischen Anordnung ausgebildet. Der Formkörper kann mit einem Kunststoffmaterial und/oder einem, insbesondere synthetischem, Harz gebildet sein oder aus einem dieser Materialien bestehen. Insbesondere handelt es sich bei dem Formkörper nicht um ein Aufwachssubstrat der optoelektronischen Anordnung. Der Formkörper kann elektrisch isolierend ausgebildet sein. Ferner kann der Formkörper einstückig, also zusammenhängend, ausgebildet sein. Beispielsweise handelt es sich bei dem Formkörper um eine Vergussmasse. Ferner kann der Formkörper schichtartig, etwa als konform überformende, vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildete Schicht, ausgebildet sein.
  • Der Formkörper weist eine Haupterstreckungsebene auf, in der er sich in lateralen Richtungen erstreckt. Die Deckfläche und die Bodenfläche des Formkörpers bilden jeweils eine Hauptebene des Formkörpers. Senkrecht zur Haupterstreckungsebene, in einer vertikalen Richtung, weist der Formkörper eine Dicke auf. Die Dicke des Formkörpers ist klein im Vergleich zur maximalen Erstreckung des Formkörpers in den lateralen Richtungen. Beispielsweise beträgt die Dicke des Formkörpers wenigstens 80 µm und höchstens 120 µm. Alternativ ist es möglich, dass die Dicke des Formkörpers wenigstens 1 µm und höchstens 10 µm, bevorzugt höchstens 8 µm, beträgt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die optoelektronische Anordnung eine erste Pixelgruppe auf. Der ersten Pixelgruppe ist eine Vielzahl von Pixeln zugeordnet. Mit anderen Worten, die erste Pixelgruppe umfasst eine Vielzahl von Pixeln. Jedes der Pixel der ersten Pixelgruppe weist einen ersten Halbleiterbereich, einen zweiten Halbleiterbereich und einen aktiven Bereich auf. Der aktive Bereich emittiert und/oder absorbiert im Betrieb der Anordnung die elektromagnetische Strahlung. Der erste Halbleiterbereich, der zweite Halbleiterbereich und der aktive Bereich können jeweils mit einem (Verbindungs-)Halbleitermaterial gebildet sein oder daraus bestehen. Beispielsweise basieren der erste Halbleiterbereich, der zweite Halbleiterbereich und der aktive Bereich jeweils auf GaN. Bei den Pixeln kann es sich um einzelne Segmente der Anordnung handeln. Die Pixel können in den lateralen Richtungen jeweils eine maximale Ausdehnung von wenigstens 30 µm und höchstens 300 µm, bevorzugt höchstens 100 µm und besonders bevorzugt höchstens 50 µm, aufweisen.
  • Bei einer "Pixelgruppe" kann es sich hierbei und im Folgenden um eine Menge von Pixeln, die aufgrund von gemeinsamen Eigenschaften gruppiert sind, handeln. Die gemeinsamen Eigenschaften sind beispielsweise eine gemeinsame elektrische Kontaktierung der ersten Halbleiterbereiche und/oder der zweiten Halbleiterbereiche der Pixel einer Pixelgruppe. Die ersten Halbleiterbereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche der Pixel einer Pixelgruppe können dann auf einem gemeinsamen elektrischen Potenzial liegen. Alternativ oder zusätzlich können die gemeinsamen Eigenschaften durch eine gemeinsame räumliche Anordnung der Pixel einer Pixelgruppe, wie beispielsweise eine Anordnung in einer gemeinsamen Zeile oder einer gemeinsamen Spalte einer Matrix, gegeben sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Anordnung eine Vielzahl von Trennstrukturen. Die Trennstrukturen sind zwischen den Pixeln angeordnet. Die Trennstrukturen können der räumlichen Trennung von zumindest Teilen der Pixel dienen. Ferner können die Pixel mittels der Trennstrukturen optisch voneinander entkoppelt sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die optoelektronische Anordnung zumindest eine erste Kontaktstruktur auf. Die zumindest eine erste Kontaktstruktur umfasst eine erste Kontaktebene und eine erste Kontaktstelle. Die erste Kontaktstelle ist an der Bodenfläche frei zugänglich. Insbesondere ist die erste Kontaktstelle an der Bodenfläche elektrisch von außen kontaktierbar. Die erste Kontaktstruktur kann elektrisch leitend ausgebildet sein. Insbesondere können die erste Kontaktebene und die erste Kontaktstelle mit zumindest einem Metall gebildet sein oder daraus bestehen. Sämtliche Komponenten der ersten Kontaktstruktur können auf einem gemeinsamen elektrischen Potenzial liegen. Mit anderen Worten, die erste Kontaktebene, die erste Kontaktstelle und gegebenenfalls weitere Komponenten der ersten Kontaktstruktur sind miteinander elektrisch leitend verbunden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind die Pixel nebeneinander an der Deckfläche angeordnet. "An der Deckfläche angeordnet" kann hierbei und im Folgenden bedeuten, dass die Pixel in einer gemeinsamen Ebene, die im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zur Deckfläche verläuft, angeordnet sind. Zwischen den Pixeln und dem Formkörper können dann weitere Komponenten der Anordnung, wie beispielsweise die erste Kontaktebene und/oder eine Isolationsschicht, angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Pixel zumindest stellenweise direkt an die Deckfläche angrenzen.
  • Jedes der Pixel kann eine dem Formkörper abgewandte Strahlungsdurchtrittsfläche aufweisen. Durch die Strahlungsdurchtrittsfläche des Pixels tritt die von dem aktiven Bereich emittierte und/oder absorbierte elektromagnetische Strahlung hindurch. Die Strahlungsdurchtrittsflächen können beispielsweise eine gemeinsame Leuchtfläche der Anordnung, die aufgrund der mittels der Trennstrukturen getrennten Strahlungsdurchtrittsflächen der Pixel segmentiert ist, bilden.
  • Die Pixel können ferner lateral beabstandet zueinander angeordnet sein. Beispielsweise beträgt ein lateraler Abstand zwischen zwei benachbarten Pixeln wenigstens 1 µm und höchstens 20 µm, bevorzugt höchstens 7 µm und besonders bevorzugt höchstens 5 µm. Der laterale Abstand ist hierbei und im Folgenden der minimale Abstand zwischen zwei Außenflächen der Pixel in einer der lateralen Richtungen. Ferner können hierbei und im Folgenden Pixel "benachbart" sein, wenn sie in den lateralen Richtungen direkt nebeneinander angeordnet sind. Zwischen zwei Pixeln kann jeweils zumindest eine der Trennstrukturen angeordnet sein. Beispielsweise sind die Pixel matrixartig, also in Zeilen und Spalten, an der Deckfläche angeordnet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind die ersten Halbleiterbereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche benachbarter Pixel mittels der Trennstrukturen voneinander elektrisch isoliert. Hierzu können die Trennstrukturen ein elektrisch isolierendes Material aufweisen. Bei dem elektrisch isolierenden Material kann es sich beispielsweise um eine Passivierungsschicht, die mit einem Oxid und/oder einem Nitrid gebildet sein kann, einen Kunststoff oder um ein Gas, wie beispielsweise eine Umgebungsatmosphäre in einer Apparatur in welcher die Anordnung hergestellt wird, handeln. Ferner können die ersten Halbleiterbereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche benachbarter Pixel mittels der Trennstrukturen räumlich voneinander getrennt sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist der ersten Pixelgruppe eine erste Kontaktstruktur eineindeutig zugeordnet. Insbesondere ist es möglich, dass der ersten Pixelgruppe eine erste Kontaktstelle eineindeutig zugeordnet ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Pixel der ersten Pixelgruppe mittels der ersten Kontaktebene, insbesondere der ersten Kontaktebene der dieser ersten Pixelgruppe eineindeutig zugeordneten ersten Kontaktstruktur, elektrisch leitend miteinander verbunden. Die erste Kontaktebene kann zumindest bereichsweise in direktem Kontakt mit den ersten Halbleiterbereichen der Pixel der ersten Pixelgruppe stehen. Es ist möglich, dass die ersten Halbleiterbereiche ausschließlich mittels der ersten Kontaktebene elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind die ersten Halbleiterbereiche der Pixel der ersten Pixelgruppe mittels der ersten Kontaktstelle, insbesondere der ersten Kontaktstelle der dieser ersten Pixelgruppe eineindeutig zugeordneten ersten Kontaktstruktur, elektrisch leitend kontaktierbar. Die erste Kontaktstelle kann hierzu mit der ersten Kontaktebene elektrisch leitend verbunden sein. Beispielsweise handelt es sich bei der Anordnung um ein oberflächenmontierbares Bauteil (Englisch: surface mountable device, SMD). Eine elektrische Kontaktierung der ersten Kontaktstelle kann dann mittels einer Lötverbindung erfolgen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Anordnung einen als Träger ausgebildeten Formkörper mit einer Deckfläche und einer der Deckfläche abgewandten Bodenfläche, eine erste Pixelgruppe, eine Vielzahl von Trennstrukturen und eine erste Kontaktstruktur. Die erste Pixelgruppe weist eine Vielzahl von Pixeln auf, jeweils umfassend einen ersten Halbleiterbereich, einen zweiten Halbleiterbereich und einen aktiven Bereich, der im Betrieb der Anordnung elektromagnetische Strahlung emittiert und/oder absorbiert. Die Vielzahl von Trennstrukturen ist zwischen den Pixeln angeordnet. Die erste Kontaktstruktur weist eine erste Kontaktebene und eine erste Kontaktstelle, die an der Bodenfläche frei zugänglich ist, auf. Die Pixel sind nebeneinander an der Deckfläche angeordnet. Die ersten Halbleiterbereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche der benachbarten Pixel sind mittels der Trennstrukturen voneinander elektrisch isoliert. Der ersten Pixelgruppe ist eine erste Kontaktstruktur eineindeutig zugeordnet. Ferner sind die ersten Halbleiterbereiche der Pixel der ersten Pixelgruppe mittels der ersten Kontaktebene elektrisch leitend miteinander verbunden und mittels der ersten Kontaktstelle elektrisch kontaktierbar.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung umfasst die erste Kontaktstelle die einzige an der Bodenfläche des Formkörpers frei zugängliche Kontaktstelle der zumindest einen ersten Kontaktstruktur. Mit anderen Worten, die erste Kontaktstruktur weist eine einzige erste Kontaktstelle auf. Insbesondere ist es möglich, dass die ersten Halbleiterbereiche der Pixel der ersten Pixelgruppe ausschließlich mittels der ersten Kontaktstelle von außen elektrisch kontaktierbar sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist der Formkörper als eine mechanisch stabilisierende Komponente der Anordnung ausgebildet. Hierbei und im Folgenden bedeutet "mechanisch stabilisierend", dass die mechanische Handhabung der optoelektronischen Anordnung mittels des Formkörpers verbessert wird und dadurch beispielsweise eine höhere externe Kraft an der optoelektronischen Anordnung wirken kann, ohne dass diese zerstört wird. Insbesondere kann die optoelektronische Anordnung durch den Formkörper mechanisch selbsttragend werden, das heißt, dass die optoelektronische Anordnung etwa im Rahmen eines Fertigungsverfahrens mit Werkzeugen wie beispielsweise einer Pinzette gehandhabt werden kann, ohne dass ein weiteres stützendes Element vorhanden sein muss.
  • Die Verwendung eines Formkörpers als mechanisch stabilisierendes Element ermöglicht insbesondere die vereinfachte Herstellung der optoelektronischen Anordnung. Ferner garantiert der Formkörper eine hohe mechanische Stabilität.
  • Es ist ferner möglich, dass auf zumindest einer der Strahlungsdurchtrittsflächen, bevorzugt auf wenigstens 50 % der Strahlungsdurchtrittsflächen und besonders bevorzugt auf allen Strahlungsdurchtrittsflächen, ein Konversionsmaterial zur Wellenlängenkonversion der von den aktiven Bereichen emittierten und/oder absorbierten elektromagnetischen Strahlung aufgebracht ist. Beispielsweise kann das Konversionsmaterial als Verguss auf die Strahlungsdurchtrittsflächen aufgebracht sein. Der Verguss kann mit einem Silikon oder einem Epoxidharz gebildet sein, in das wellenlängenkonvertierende Partikel, wie beispielsweise Leuchtstoffteilchen oder Quantenpunkte, eingebracht sind. Alternativ kann das Konversionsmaterial als Konverterplättchen, insbesondere als keramisches Konverterplättchen, vorliegen. Insbesondere ist es möglich, dass ein einziges Konverterplättchen auf wenigstens 50 % der Strahlungsdurchtrittsflächen aufgebracht ist. Das Konverterplättchen kann dann ebenfalls mechanisch stabilisierend wirken. Beispielsweise kann das Konverterplättchen mittels Elektrophorese hergestellt sein. Zudem kann das Konversionsmaterial als Schicht auf die Strahlungsdurchtrittsflächen, beispielsweise mittels Sprühbeschichtung (Englisch: spray coating), aufgebracht sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist der Formkörper mit zumindest einem der folgenden Materialien gebildet oder besteht aus einem der folgenden Materialien: Epoxidharz, Silikonharz. Diese Materialien können insbesondere mittels eines Formpressverfahren, eines Spritzgussverfahrens und/oder eines Spritzpressverfahrens aufgebracht werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind die Trennstrukturen durch Gräben gebildet, die frei von dem Material der Pixel sind. Die ersten Halbleiterbereiche, die aktiven Bereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche benachbarter Pixel sind durch die Gräben räumlich voneinander getrennt. Insbesondere sind die ersten Halbleiterbereiche, die aktiven Bereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche nicht durch ein Halbleitermaterial miteinander verbunden. Bei den Gräben kann es sich beispielsweise um Ätzgräben handeln, die bei einem Herstellungsverfahren in eine Halbleiterschichtenfolge, aus die die ersten Halbleiterbereiche, die aktiven Bereiche und/oder die zweiten Halbleiterbereiche hervorgehen können, eingebracht worden sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung erstreckt sich der Formkörper in die Gräben. Mit anderen Worten, zwischen den Pixel ist zumindest stellenweise der Formkörper angeordnet. Insbesondere können die Gräben vollständig mit dem Formkörper gefüllt sein. Mittels des in die Gräben eingebrachten Formkörpers kann eine Verankerung des Formkörpers an den Pixeln erfolgen. Ferner kann die mechanische Stabilität der Anordnung durch das Einbringen des Formkörpers in die Gräben zusätzlich erhöht werden.
  • Der Formkörper kann strahlungsundurchlässig ausgebildet sein. Eine optische Trennung der Pixel kann dann beispielsweise mittels des in die Gräben eingebrachten Formkörpers erfolgen.
  • Ferner ist es möglich, dass der Formkörper strahlungsreflektierend ausgebildet ist. Beispielsweise können hierfür strahlungsreflektierende Partikel in den Formkörper eingebettet sein. Hierbei und im Folgenden ist eine Komponente der Anordnung "strahlungsundurchlässig", wenn sie für die von den aktiven Bereichen emittierte und/oder absorbierte elektromagnetische Strahlung einen Transmissionsgrad von höchstens 40 %, bevorzugt höchstens 20 % und besonders bevorzugt höchstens 10 %, aufweist. Ferner ist eine Komponente der Anordnung hierbei und im Folgenden "strahlungsreflektierend", wenn sie für die elektromagnetische Strahlung einen Reflexionsgrad von wenigstens 60 %, bevorzugt wenigstens 80 % und besonders bevorzugt wenigstens 90 %, aufweist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind die ersten Halbleiterbereiche und die aktiven Bereiche benachbarter Pixel räumlich vollständig voneinander getrennt. Mit anderen Worten, die ersten Halbleiterbereiche und die aktiven Bereiche benachbarter Pixel sind nicht durch ein Halbleitermaterial miteinander verbunden. Ferner sind die zweiten Halbleiterbereiche benachbarter Pixel über Zwischenbereiche miteinander verbunden. Die Zwischenbereiche sind mit dem Material der zweiten Halbleiterbereiche gebildet. Die zweiten Halbleiterbereiche der Pixel können somit zusammenhängend und einstückig ausgebildet sein. Hierbei ist es möglich, dass die Zwischenbereiche in vertikaler Richtung eine geringere Ausdehnung als die zweiten Halbleiterbereiche aufweisen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist ein Raum zwischen den Pixeln zumindest bereichsweise frei von einem Halbleitermaterial. Insbesondere kann der Raum zwischen den Pixeln vollständig frei von einem Halbleitermaterial sein. Mit anderen Worten, es ist möglich, dass die ersten Halbleiterbereiche, die aktiven Bereiche und die zweiten Bereiche der Pixel nicht durch ein Halbleitermaterial miteinander verbunden sind. Bei dem Raum zwischen den Pixeln kann es sich um die durch die Gräben gebildeten Trennstrukturen handeln.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist eine Vielzahl von ersten Pixelgruppen vorhanden. Jeder der ersten Pixelgruppen ist eine erste Kontaktstruktur eineindeutig zugeordnet. Die Pixel jeder der ersten Pixelgruppen können mittels der der jeweiligen ersten Pixelgruppe eineindeutig zugeordneten ersten Kontaktebene elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Ferner können die Pixel jeder der ersten Pixelgruppen elektrisch leitend mit der der jeweiligen ersten Pixelgruppe, insbesondere eineindeutig, zugeordneten ersten Kontaktstelle elektrisch kontaktierbar sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Anordnung eine Vielzahl von zweiten Pixelgruppen. Ferner umfasst die Anordnung zumindest eine zweite Kontaktstruktur, die zumindest eine zweite Kontaktebene und eine zweite Kontaktstelle aufweist. Bei der zweiten Kontaktstelle kann es sich um die einzige an der Bodenfläche frei zugänglichen Kontaktstelle der zweiten Kontaktstruktur handeln. Die zweite Kontaktstelle ist an der Bodenfläche frei zugänglich. Mit anderen Worten, die zweite Kontaktstelle ist an der Bodenfläche elektrisch kontaktierbar. Die zweite Kontaktstruktur kann dieselben Materialien umfassen oder aus denselben Materialien gebildet sein wie die erste Kontaktstruktur.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist jeder zweiten Pixelgruppe zumindest ein Pixel jeder der ersten Pixelgruppen eindeutig zugeordnet. Umgekehrt ist es möglich, dass jedem Pixel der zweiten Pixelgruppe eine erste Pixelgruppe eindeutig zugeordnet ist. Mit anderen Worten, jedem Pixel der optoelektronischen Anordnung ist eine einzige erste Pixelgruppe und eine einzige zweite Pixelgruppe zugeordnet. Beispielsweise sind die Pixel matrixartig an der Deckfläche angeordnet, wobei die in einer Zeile angeordneten Pixel der Matrix jeweils einer der ersten Pixelgruppen zugeordnet sind, während die in einer Spalte angeordneten Pixel der Matrix jeweils einer der zweiten Pixelgruppen zugeordnet sind.
  • Ferner ist jeder zweiten Pixelgruppe eine zweite Kontaktstruktur eineindeutig zugeordnet. Die zweiten Halbleiterbereiche der Pixel der zweiten Pixelgruppe sind mittels der zweiten Kontaktebene elektrisch leitend miteinander verbunden und mittels der zweiten Kontaktstelle elektrisch kontaktierbar. Insbesondere sind die Pixel der zweiten Pixelgruppe mit der zweiten Kontaktstelle der dieser zweiten Pixelgruppe zugeordneten zweiten Kontaktstelle elektrisch kontaktierbar. Die zweite Kontaktstelle kann hierfür denselben Aufbau wie die erste Kontaktstelle aufweisen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung weist die zumindest eine erste Kontaktstruktur zumindest eine erste Durchkontaktierung auf, die sich in vertikaler Richtung vollständig durch den Formkörper erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann die gegebenenfalls vorhandene zweite Kontaktstruktur zumindest eine zweite Durchkontaktierung aufweisen, die sich in vertikaler Richtung vollständig durch den Formkörper erstreckt. Die erste Durchkontaktierung und/oder die gegebenenfalls zweite Durchkontaktierung können in der vertikalen Richtung dieselbe Ausdehnung wie der Formkörper aufweisen. Die erste Durchkontaktierung beziehungsweise die gegebenenfalls zweite Durchkontaktierung ist elektrisch leitend mit der ersten Kontaktebene beziehungsweise mit der zweiten Kontaktebene verbunden. Ferner ist die erste Durchkontaktierung beziehungsweise die gegebenenfalls zweite Durchkontaktierung elektrisch leitend mit der ersten Kontaktstelle beziehungsweise mit der zweiten Kontaktstelle verbunden.
  • Es ist insbesondere möglich, dass nur die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Kontaktstelle zur elektrischen Kontaktierung der Anordnung vorgesehen sind. Die Anordnung umfasst dann ausschließlich elektrische Kontaktstellen, die an der Bodenfläche angeordnet sind und an dieser frei zugänglich sind. Die elektrische Verbindung der zumindest einen ersten beziehungsweise der zumindest einen zweiten Kontaktstelle mit den ersten beziehungsweise zweiten Halbleiterbereichen, insbesondere der ersten beziehungsweise zweiten Kontaktebene, kann drahtfrei mittels der zumindest einen ersten beziehungsweise der zumindest einen zweiten Durchkontaktierung erfolgen. Die Anordnung ist insbesondere frei von einer Drahtkontaktierung.
  • Durch die Verwendung von Durchkontaktierungen zur elektrischen Verbindung der Kontaktstellen und der Halbleiterbereiche ist es insbesondere möglich, eine einfach kontaktierbare Anordnung ohne Drahtkontakte bereitzustellen. Die elektrische Kontaktierung kann insbesondere ausschließlich an der Bodenfläche des Formkörpers erfolgen. Hierdurch kann eine Anordnung, die insbesondere matrixartig angeordnete Pixel umfasst, einfach realisiert werden. Bei der optoelektronischen Anordnung kann es sich also um einen sogenannten Flip-Chip handeln.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist das Material der ersten Durchkontaktierung und/oder der gegebenenfalls zweiten Durchkontaktierung galvanisch abgeschieden. Die erste und/oder die zweite Durchkontaktierung können jeweils zumindest ein Metall, insbesondere Kupfer, Nickel, Zinn und/oder Gold, aufweisen. Beispielsweise sind die erste und/oder die zweite Durchkontaktierung galvanisch auf einen Teil der ersten Kontaktebene und/oder der zweiten Kontaktebene abgeschieden.
  • Es ist ferner möglich, dass die zumindest eine erste Durchkontaktierung und/oder die gegebenenfalls zumindest eine zweite Durchkontaktierung eine mechanisch stabilisierende Komponente der Anordnung bilden. Beispielsweise bilden die erste Durchkontaktierung und/oder die zweite Durchkontaktierung gemeinsam mit dem Formkörper die einzige mechanisch stabilisierende Komponente der Anordnung.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind alle ersten Halbleiterbereiche, alle zweiten Halbleiterbereiche beziehungsweise alle aktiven Bereiche aus einer gemeinsamen, insbesondere einzigen, ersten Halbleiterschicht, einer gemeinsamen, insbesondere einzigen, zweiten Halbleiterschicht beziehungsweise einer gemeinsamen, insbesondere einzigen, aktiven Schicht hervorgegangen. Mit anderen Worten, die Pixel sind durch Strukturieren und zumindest teilweisem Abtragen einer Halbleiterschichtenfolge, die eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine aktive Schicht aufweist, erzeugt.
  • Insbesondere ist es möglich, dass die Pixel gemeinsam, also im Waferverbund, an der Deckfläche des Formkörpers angebracht worden sind. Beispielsweise erfolgt hierfür die Strukturierung der Halbleiterschichtenfolge nach dem Anbringen des Formkörpers. Hierdurch ist es möglich, eine Anordnung mit einer segmentierten Leuchtfläche, bei der benachbarte Pixel in den einen geringen lateralen Abstand aufweisen, bereitzustellen. Die lateralen Abstände der Pixel sind dann beispielsweise lediglich durch die für die Segmentierung verwendete Technik limitiert. Beispielsweise beträgt der laterale Abstand benachbarter Pixel bei der Verwendung einer Fototechnik bei etwa 99,7% der Fälle (sogenannter 3-Sigma-Bereich) höchstens 5 µm. Ferner ist das Erzeugen von Pixeln mit kleinen Ausdehnungen in den lateralen Richtungen möglich. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen segmentierten Pixeln beträgt der laterale Abstand bei Pixeln, die mittels einzelner Positionierung der zuvor erzeugten Pixel an der Deckfläche angebracht wurden, wenigstens 10 µm.
  • Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung angegeben. Die optoelektronische Anordnung ist vorzugsweise mit dem hier beschriebenen Verfahren herstellbar. Das heißt, sämtliche für die Anordnung offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst eine Halbleiterschichtenfolge auf einem Aufwachssubstrat bereitgestellt. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine aktive Schicht. Die aktive Schicht kann zur Emission und/oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Trennstrukturen und die Pixel erzeugt. Hierfür wird die Halbleiterschichtenfolge stellenweise unter Verwendung eines Ätzprozesses entfernt. Insbesondere können Gräben in der Halbleiterschichtenfolge erzeugt werden, die Trennstrukturen zwischen den Pixeln bilden können. Die Strukturierung der Pixel kann beispielsweise mit einer Fototechnik erfolgen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper an einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge erzeugt. Insbesondere ist es möglich, dass der Formkörper an der dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Pixel erzeugt wird. Ein "Erzeugen" des Formkörpers bedeutet hierbei und im Folgenden, dass das Material des Formkörpers an der Halbleiterschichtenfolge angebracht wird. Insbesondere liegt das Material des Formkörpers für das Erzeugen des Formkörpers in flüssiger, granularer, pastöser und/oder gasförmiger Form vor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Aufwachssubstrat abgelöst. Das Ablösen kann beispielsweise unter Verwendung eines Ätzprozesses oder mittels Laser-Lift-Off erfolgen. Die optoelektronische Anordnung kann somit frei von einem Aufwachssubstrat sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses die folgenden Schritte:
    • – Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge, aufweisend eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine aktive Schicht, auf einem Aufwachssubstrat,
    • – Erzeugen der Trennstrukturen und der Pixel durch stellenweises Entfernen der Halbleiterschichtenfolge unter Verwendung eines Ätzprozesses,
    • – Erzeugen des Formkörpers an einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge, und
    • – Ablösen des Aufwachssubstrats.
  • Es ist möglich, dass die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Aufbringen des Formkörpers und das Ablösen des Aufwachssubstrats vor dem Erzeugen der Trennstrukturen und der Pixel. Mit anderen Worten, die Strukturierung der Pixel erfolgt nach dem Anbringen des Formkörpers. Insbesondere wird der Ätzprozess durchgeführt, nachdem der Formkörper an der Halbleiterschichtenfolge erzeugt wurde.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper unter Verwendung eines Vergussverfahrens aufgebracht. Als Vergussverfahren werden hierbei und im Folgenden beispielsweise Spritzgussverfahren, Formpressverfahren oder Spritzpressverfahren angesehen.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, den Formkörper als Folie aufzulaminieren, als Lack aufzubringen und/oder mittels chemischer oder physikalischer Gasphasenabscheidung aufzubringen.
  • Im Folgenden werden die hier beschriebene optoelektronische Anordnung sowie das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung anhand von Ausführungsbeispielen und der zugehörigen Figuren näher erläutert.
  • Die 1 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele hier beschriebener optoelektronischer Anordnungen anhand schematischer Aufsichten und Schnittdarstellungen.
  • Die 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung anhand von schematischen Schnittdarstellungen.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Anhand der schematischen Schnittdarstellung der 1A sowie der schematischen Aufsichten der 1B und 1C ist ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung näher erläutert. Der in der 1A dargestellte Schnitt durch die Anordnung erfolgt entlang einer ersten Schnittlinie AB. Die 1B zeigt eine Aufsicht von oben, während die 1C eine Aufsicht von unten zeigt. Hierbei und im Folgenden bezeichnet eine Aufsicht "von oben" eine Aufsicht auf Strahlungsdurchtrittsflächen 1a der Pixel 1 der optoelektronischen Anordnung, während eine Aufsicht "von unten" eine Aufsicht auf eine den Strahlungsdurchtrittsflächen 1a abgewandte Seite der Anordnung bezeichnet.
  • Die optoelektronische Anordnung umfasst einen Formkörper 2 mit einer Deckfläche 2a und einer der Deckfläche 2a abgewandten Bodenfläche 2b. Die Bodenfläche 2b ist frei zugänglich. Der Formkörper 2 dient der mechanischen Stabilisierung der Anordnung. Der Formkörper 2 erstreckt sich entlang zweier lateraler Richtungen x, y, die eine Haupterstreckungsebene des Formkörpers aufspannen. Die Deckfläche 2a und die Bodenfläche 2b bilden jeweils eine Hauptebene des Formkörpers.
  • An der Deckfläche 2a ist eine Vielzahl von Pixeln 1 angebracht. Die Pixel 1 sind einer ersten Pixelgruppe 41 zugeordnet. Ferner ist jedem Pixel 1 eine zweite Pixelgruppe 42 zugeordnet. Die optoelektronische Anordnung des in den 1A, 1B und 1C gezeigten Ausführungsbeispiels umfasst – rein beispielhaft – eine einzige erste Pixelgruppe 41, wobei sämtliche Pixel 1 der Anordnung der 1A, 1B und 1C der ersten Pixelgruppe 41 zugeordnet sind. Jede der zweiten Pixelgruppen 42 ist dann ein einziges Pixel 1 zugeordnet.
  • Jedes Pixel 1 umfasst einen ersten Halbleiterbereich 11, einen aktiven Bereich 10 und einen zweiten Halbleiterbereich 12. Der erste Halbleiterbereich 11 kann beispielsweise mit einem n-leitenden Halbleitermaterial gebildet sein. Der zweite Halbleiterbereich 12 kann mit einem p-leitenden Halbleitermaterial gebildet sein.
  • Ferner weist jedes Pixel 1 die dem Formkörper 2 abgewandte Strahlungsdurchtrittsfläche 1a auf. An der Strahlungsdurchtrittsfläche 1a ist der zweite Halbleiterbereich 12 aufgeraut. Die Aufrauungen dienen als Auskoppel- beziehungsweise Einkoppelstrukturen, mittels derer die Transmission der elektromagnetischen Strahlung durch die Strahlungsdurchtrittsfläche 1a verbessert wird.
  • Zwischen zwei benachbarten Pixeln 1 befinden sich Trennstrukturen 3. Seitenflächen 1b der Pixel 1 grenzen direkt an die Trennstrukturen 3 an. In dem in den 1A, 1B und 1C dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Trennstrukturen 3 als Gräben ausgebildet, wobei die ersten Halbleiterbereiche 11, die aktiven Bereiche 10 und die zweiten Halbleiterbereiche 12 vollständig durch die Gräben getrennt sind.
  • Die optoelektronische Anordnung umfasst eine erste Kontaktstruktur 51, 52, 53, die der ersten Pixelgruppe 41 eineindeutig zugeordnet ist. Ferner umfasst die Anordnung eine Vielzahl von zweiten Kontaktstrukturen 61, 62, 63, wobei jeder der zweiten Pixelgruppen 42 der Anordnung eine zweite Kontaktstruktur 61, 62, 63 eineindeutig zugeordnet ist.
  • Die erste Kontaktstruktur 51, 52, 53 umfasst eine erste Kontaktebene 51, eine erste Kontaktstelle 52 und zumindest eine erste Durchkontaktierung 53. Die erste Kontaktebene 51 ist zusammenhängend ausgebildet. Insbesondere ist eine Außenfläche der ersten Kontaktebene 51 in einer Aufsicht aus der vertikalen Richtung z mehrfach zusammenhängend ausgebildet. Die erste Kontaktebene 51 ist innerhalb der Gräben der Trennstrukturen 3 frei zugänglich. Alternativ ist es möglich, dass auf die erste Kontaktebene 51 innerhalb der Gräben der Trennstrukturen 3 ein Dielektrikum aufgebracht ist. In diesem Fall ist die erste Kontaktebene 51 im Bereich der Gräben der Trennstrukturen 3 nicht frei zugänglich. Die erste Kontaktebene 51 kann mit den ersten Halbleiterbereichen 11 der Pixel 1 elektrisch leitend verbunden sein und insbesondere in direktem Kontakt stehen. Beispielsweise können die ersten Halbleiterbereiche 11 der Pixel 1 auf einem gemeinsamen elektrischen Potenzial liegen.
  • Die erste Kontaktebene 51 kann strahlungsreflektierend ausgebildet sein. Die erste Kontaktebene 51 kann mit einem Metall, wie beispielsweise Silber oder Aluminium, gebildet sein oder aus einem Metall bestehen.
  • Die erste Kontaktebene 51 ist mittels der ersten Durchkontaktierung 53 elektrisch leitend mit der ersten Kontaktstelle 52 verbunden. Beispielsweise ist die erste Durchkontaktierung 53 mit demselben Material wie die erste Kontaktebene 51 gebildet. Die erste Durchkontaktierung 53 kann galvanisch auf die erste Kontaktebene 51 aufgebracht sein. Beispielsweise kann die erste Durchkontaktierung 51 in einem Herstellungsverfahren in einem Verfahrensschritt, der vor dem Erzeugen des Formkörpers 2 durchgeführt wird, galvanisch abgeschieden worden sein. Insbesondere kann sich die erste Durchkontaktierung 53 in der vertikalen Richtung z vollständig durch den Formkörper 2 erstrecken.
  • Die erste Kontaktstelle 52 ist an der Bodenfläche 2b frei zugänglich und insbesondere elektrisch kontaktierbar (vergleiche 1A und 1C). Die erste Kontaktstelle 52 kann mit zumindest einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, Silber, Palladium, Gold, Platin, Titan, Zinn, Kupfer oder Nickel, gebildet sein oder aus zumindest einem dieser Materialien bestehen.
  • Zwischen dem Formkörper 2 und der ersten Kontaktebene 51 und zwischen dem Formkörper 2 und den Pixeln 1 ist eine Isolationsschicht 71, die mit einem elektrisch isolierenden Material, wie beispielsweise Siliziumnitrid oder -oxid, gebildet ist, angebracht. Die Isolationsschicht 71 kann der elektrischen Isolierung zwischen dem Material der Pixel 1 dienen, sodass eine elektrische Verbindung lediglich mittels der ersten Kontaktstruktur 51, 52, 53 und der zweiten Kontaktstruktur 61, 62, 63 hergestellt wird. Insbesondere kann die Isolationsschicht 71 die Deckfläche 2a des Formkörpers 2 vollständig bedecken und mit der Deckfläche 2a in direktem Kontakt stehen. Ferner ist es möglich, dass nicht von der ersten Kontaktebene 51 bedeckte Stellen einer dem Formkörper 2 zugewandten Außenfläche des ersten Halbleiterbereichs 11 von der Isolationsschicht 71 bedeckt sind und mit dieser in direktem Kontakt stehen.
  • Die zweite Kontaktstruktur 61, 62, 63 umfasst eine zweite Kontaktebene 61, eine zweite Kontaktstelle 62 und eine zweite Durchkontaktierung 63. Die zweite Durchkontaktierung 63 erstreckt sich in der vertikalen Richtung z vollständig durch den Formkörper 2 hindurch. Die zweite Durchkontaktierung 63 ist zudem mit der zweiten Kontaktstelle 62 elektrisch leitend verbunden. Die zweite Kontaktstelle 62 ist an der Bodenfläche 2b frei zugänglich und insbesondere elektrisch kontaktierbar (vergleiche 1A und 1C).
  • Die zweite Kontaktebene 61 ist vorliegend ebenfalls als elektrische Durchkontaktierung ausgebildet, wobei sich die zweite Kontaktebene 61 ausgehend von der zweiten Durchkontaktierung 63 durch die Isolationsschicht 71, den ersten Halbleiterbereich 11 und den aktiven Bereich 10 hindurch in den zweiten Halbleiterbereich 12 des der zweiten Durchkontaktierung 63 zugeordneten Pixels 1 hinein erstreckt. Die zweite Kontaktebene 62 und die zweite Durchkontaktierung 63 können einstückig miteinander ausgebildet sein. Die zweite Kontaktebene 61 kann von dem ersten Halbleiterbereich 11 und dem aktiven Bereich 10 mittels eines weiteren isolierenden Materials (in den Figuren nicht gezeigt) elektrisch isoliert sein.
  • Die erste Kontaktebene 51 umgibt die zweiten Durchkontaktierungen 63 jeweils rahmenartig. Mit anderen Worten, in einer Aufsicht sind die zweiten Durchkontaktierungen 63 in den lateralen Richtungen x, y zumindest stellenweise, bevorzugt vollständig, von der ersten Kontaktebene 51 umschlossen. Ferner ist die erste Durchkontaktierung 53 lateral beabstandet zu einer der zweiten Durchkontaktierungen 63 angeordnet.
  • Der Formkörper 2 umgibt die erste Durchkontaktierung 53 und die zweiten Durchkontaktierungen 63 in lateralen Richtungen x, y vollständig. Insbesondere sind die ersten und die zweiten Durchkontaktierungen 53, 63 von dem Formkörper 2 lateral eingebettet.
  • Anhand der schematischen Aufsichten der 2A, 2B, 2C und 2D sind weitere Ausführungsbeispiele einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung näher erläutert. Es ist jeweils eine Aufsicht von oben gezeigt. Die dargestellten Ausführungsbeispiele können entlang der ersten Schnittlinie AB beispielsweise den im Zusammenhang mit der 1A diskutierten Aufbau aufweisen.
  • Die in den 2A, 2B, 2C und 2D dargestellten optoelektronischen Anordnungen weisen jeweils eine Vielzahl von Pixeln 1, die jeweils zumindest einer ersten Pixelgruppe 41 und zumindest einer zweiten Pixelgruppe 42 zugeordnet sind, auf. Die Pixel 1 sind in den lateralen Richtungen x, y nebeneinander angeordnet. Hierbei unterscheidet sich der Aufbau der Ausführungsbeispiele der optoelektronischen Anordnung der 2A, 2B, 2C und 2D wie folgt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 2A weisen die Pixel 1 dieselbe Größe und insbesondere dieselben Ausdehnungen in den lateralen Richtungen x, y auf. Die Pixel 1 sind matrixartig in Zeilen 43 und Spalten 44 angeordnet. Die erste Kontaktstelle 51 erstreckt sich über mehrere Pixel 1 einer Spalte 44 hinweg. Es ist alternativ möglich, dass die Anordnung mehrere erste Kontaktstellen 51 aufweist. In diesem Fall können die Pixel 1 mehreren ersten Pixelgruppen 41 zugeordnet sein, wobei jeder ersten Pixelgruppe 41 eine erste Kontaktstelle 51 eineindeutig zugeordnet ist.
  • Die Pixel 1 des Ausführungsbeispiels der 2B sind ebenfalls matrixartig angeordnet, wobei die Pixel 1 unterschiedlicher Zeilen 43 der Matrix unterschiedliche Ausdehnungen in einer der lateralen Richtungen x, y aufweisen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 2C sind die Pixel 1 in Zeilen angeordnet, wobei sich die Anzahl der Pixel 1 von zumindest zwei Zeilen 43 unterscheidet und die Pixel 1 unterschiedlicher Zeilen 43 unterschiedliche Ausdehnungen in den lateralen Richtungen x, y aufweisen.
  • Die Pixel 1 des Ausführungsbeispiels der 2D weisen unterschiedliche Formen und unterschiedliche Ausdehnungen in den lateralen Richtungen x, y auf. Zumindest eines der Pixel 1 kann in einer Aufsicht ellipsenförmig, insbesondere kreisförmig, ausgebildet sein. Die an das ellipsenförmige Pixel 1 angrenzenden Pixel 1 weisen zumindest eine gekrümmte Seitenfläche 1b auf.
  • Anhand der in der 3 gezeigten schematischen Aufsicht von oben ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung näher erläutert. Die Anordnung umfasst eine Vielzahl von Pixeln 1, die in Zeilen 43 und Spalten 44 matrixartig angeordnet sind. Rein exemplarisch sind sämtliche Pixel 1 einer einzigen ersten Pixelgruppe 41 zugeordnet. Die gestrichelten Linien zwischen den Pixeln deuten an, dass die Anzahl der Zeilen 43 und Spalten 44 und insbesondere die Anzahl der Pixel 1 beliebig skalierbar ist. Insbesondere kann die Anzahl der Zeilen 43 und Spalten 44 an die jeweilige technische Anforderung angepasst werden. Alle Pixel 1 sind auf dem gemeinsamen Formkörper 2 aufgebracht. Der Formkörper 2 kann die Pixel 1 in den lateralen Richtungen x, y überragen.
  • Anhand der in der 4 gezeigten schematischen Aufsicht von oben ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung näher erläutert. Die Pixel 1 der Anordnung sind erneut matrixartig in Zeilen 43 und Spalten 44 angeordnet. Im Gegensatz zu dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Pixel 1 je einer Zeile 43 einer ersten Pixelgruppe 41 zugeordnet und die Pixel je einer Spalte 44 einer zweiten Pixelgruppe. Jedem Pixel 1 ist eine erste Pixelgruppe 41 und eine zweite Pixelgruppe 42 zugeordnet.
  • Die elektrische Kontaktierung der Pixel 1 der ersten Pixelgruppe 41 erfolgt jeweils mittels einer ersten Kontaktstruktur 51, 52, 53, die jeweils eine erste Kontaktebene 51 und eine Kontaktstelle 52 aufweist. Ferner erfolgt die elektrische Kontaktierung der Pixel 1 der zweiten Pixelgruppe 42 jeweils mittels einer zweiten Kontaktstruktur 61, 62, 63, die jeweils eine zweite Kontaktebene 61 und eine zweite Kontaktstelle 62 aufweist. Die zweiten Halbleiterbereiche 12 der Pixel 1 jeweils einer der zweiten Pixelgruppen 42 sind mittels der der zweiten Pixelgruppe 42 zugeordneten zweiten Kontaktebene 62 elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Durch eine derartige Aufteilung in erste Pixelgruppen 41, die jeweils einer Zeile 43 zugeordnet sind, und zweite Pixelgruppen 42, die jeweils einer Spalte 44 zugeordnet sind, ist es möglich, mittels einer geringen Anzahl an ersten beziehungsweise zweiten Kontaktstellen 52, 62 die Pixel 1 jeweils einzeln elektrisch anzusteuern.
  • Anhand der Schnittdarstellungen der 5A, 5B, 6A, 6B und 7 sind weitere Ausführungsbeispiele einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung näher erläutert. Die dargestellten Schnitte durch die Anordnung erfolgen entlang einer in der 4 dargestellten zweiten Schnittlinie CD beziehungsweise entlang einer dritten Schnittlinie C'D'.
  • Anhand der entlang der dritten Schnittlinie CD verlaufenden Schnittdarstellung der 5A ist eine elektrische Kontaktierung der Pixel 1 eines Ausführungsbeispiels der hier beschriebenen Anordnung näher erläutert. Die Trennstrukturen 3 zwischen den Pixeln 1 sind wie in dem in der 1A gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Jeder zweiten Pixelgruppe 42 ist eine zweite Kontaktstruktur 61, 62, 63 mit einer zweiten Kontaktstelle 62, einer zweiten Kontaktebene 61 und zumindest einer zweiten Durchkontaktierung 63 eineindeutig zugeordnet.
  • Die zweiten Halbleiterbereiche 12 der Pixel 1 der jeweiligen zweiten Pixelgruppe 42 sind mittels der zweiten Kontaktebene 61 elektrisch leitend miteinander verbunden. Im Fall von mehreren Pixeln 1 pro zweiter Pixelgruppe 42 kann die zweite Kontaktebene 61 die in Verbindung mit der 1A erläuterte elektrische Durchkontaktierung durch die Pixel 1 und zudem eine einstückig ausgebildete elektrisch leitende Schicht, die beispielsweise mit einem Metall gebildet ist, umfassen. Die zweite Kontaktebene 61 kann zumindest stellenweise strahlungsreflektierend ausgebildet sein. Die ersten Halbleiterbereiche 11 der Pixel 1 können weiterhin mittels mehrerer erster Kontaktebenen 51 jeweils mit weiteren Pixeln 1 der ersten Pixelgruppe 41 elektrisch leitend verbunden sein.
  • Anhand der entlang der dritten Schnittlinie C'D' verlaufenden Schnittdarstellung der 5B ist eine elektrische Kontaktierung der Pixel 1 eines Ausführungsbeispiels der hier beschriebenen Anordnung näher erläutert. Die elektrische Kontaktierung und Verbindung der zweiten Halbleiterbereiche 12 erfolgt mittels der zweiten Kontaktstruktur 61, 62, 63. Der Aufbau der zweiten Kontaktstruktur 61, 62, 63 entspricht dem der 5A. Die ersten Halbleiterbereiche 11 sind mittels erster Kontaktstrukturen 51, 52, 53 elektrisch kontaktierbar, wobei jeder ersten Pixelgruppe 41 eine erste Kontaktstruktur 51, 52, 53 eineindeutig zugeordnet ist. Die ersten Durchkontaktierungen 53 der ersten Kontaktstrukturen 51, 52, 53 sind jeweils lateral beabstandet zu den zweiten Durchkontaktierungen 63 der zweiten Kontaktstruktur 61, 62, 63 angeordnet.
  • Anhand der entlang der zweiten Schnittlinie CD erfolgenden Schnittdarstellung der 6A beziehungsweise der entlang der dritten Schnittlinie C'D' erfolgenden Schnittdarstellung der 6B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Anordnung näher erläutert. Im Gegensatz zu dem in Verbindung mit den 1A, 5A und 5B beschriebenen Ausführungsbeispielen sind nur die ersten Halbleiterbereiche 11 und die aktiven Bereiche 12 benachbarter Pixel 1 vollständig durch die als Gräben ausgebildeten Trennstrukturen 3 voneinander getrennt. Die zweiten Halbleiterbereiche 12 sind über Zwischenbereiche 31 miteinander verbunden. Der Formkörper 2 erstreckt sich in die als Gräben ausgebildeten Trennstrukturen 3. Die Trennstrukturen 3 sind somit durch den Formkörper 2 gebildet. Ferner ist die Isolationsschicht 71 teilweise in den Gräben der Trennstrukturen 3 angeordnet. Eine derartige Ausbildung der Trennstrukturen 3 ist für sämtliche hier beschriebenen Ausführungsbeispiele der optoelektronischen Anordnung möglich.
  • Anhand der entlang der zweiten Schnittlinie CD erfolgenden Schnittdarstellung der 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Anordnung näher erläutert. Das gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem der 6A, wobei die Trennstrukturen 3 nun durch ein degeneriertes Halbleitermaterial 32 gebildet sind. Beispielsweise werden hierfür bei einem Herstellungsverfahren Bereiche der ersten Halbleiterschicht 111 zurückgesputtert. Das Zurücksputtern kann beispielsweise durch eine Behandlung der ersten Halbleiterschicht mit einem Plasma, wie beispielsweise einem Argon-Plasma, einem Wasserstoff-Plasma und/oder einem Sauerstoff-Plasma, erfolgen. Durch die Behandlung erfolgt eine zumindest teilweise Zerstörung der Leitfähigkeit des Materials der ersten Halbleiterschicht 111 und damit eine Umdotierung zu dem degenerierten Halbleitermaterial 32. Das degenerierte Halbleitermaterial 32 ist insbesondere nicht-leitend ausgebildet.
  • Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der 8A und 8B sind Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung näher erläutert. In dem ersten Verfahrensschritt der 8A wird eine Halbleiterschichtenfolge 111, 101, 121, aufweisend eine erste Halbleiterschicht 111, eine aktive Schicht 101 und eine zweite Halbleiterschicht 121, auf einem Aufwachssubstrat 8 bereitgestellt. An einer dem Aufwachssubstrat 8 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 111, 101, 121 ist bereits der Formkörper 2 erzeugt. Vor dem Erzeugen des Formkörpers 2 können eine erste Kontaktstruktur 51, 52, 53 und eine zweite Kontaktstruktur 61, 62, 63 beispielsweise galvanisch an die Halbleiterschichtenfolge 111, 101, 121 abgeschieden werden.
  • Bei dem in der 8B dargestellten Verfahrensschritt ist das Aufwachssubstrat 8 abgelöst. In die Halbleiterschichtenfolge 111, 101, 121 sind Trennstrukturen 3 mittels Ätzens eingebracht worden. Insbesondere kann das Einbringen der Trennstrukturen 3 nach dem Anbringen des Formkörpers 2 erfolgen.
  • Alternativ zu dem in den 8A und 8B gezeigten Verfahren kann das Erzeugen des Formkörpers 2 auch nach dem Strukturieren der Pixel 1 erfolgen. Das Aufwachssubstrat 8 wird dann nach dem Erzeugen der Pixel 1 abgelöst.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pixel
    10
    aktiver Bereich
    11
    erster Halbleiterbereich
    12
    zweiter Halbleiterbereich
    101
    aktive Schicht
    111
    erste Halbleiterschicht
    121
    zweite Halbleiterschicht
    1a
    Strahlungsdurchtrittsfläche
    1b
    Seitenflächen
    2
    Formkörper
    2a
    Deckfläche
    2b
    Bodenfläche
    3
    Trennstruktur
    31
    Zwischenbereich
    32
    degenerierter Bereich
    41
    erste Pixelgruppe
    42
    zweite Pixelgruppe
    43
    Zeilen
    44
    Spalten
    51
    erste Kontaktebene
    52
    erste Kontaktstelle
    53
    erste Durchkontaktierung
    61
    zweite Kontaktebene
    62
    zweite Kontaktstelle
    63
    zweite Durchkontaktierung
    71
    Isolationsschicht
    8
    Aufwachssubstrat
    AB
    erste Schnittlinie
    CD
    zweite Schnittlinie
    C'D'
    dritte Schnittlinie
    x,
    y laterale Richtungen
    z
    vertikale Richtung

Claims (17)

  1. Optoelektronische Anordnung, umfassend – einen als Träger ausgebildeten Formkörper (2) mit einer Deckfläche (2a) und einer der Deckfläche (2a) abgewandten Bodenfläche (2b), – eine erste Pixelgruppe (41), der eine Vielzahl von Pixeln (1) zugeordnet ist, jeweils aufweisend einen ersten Halbleiterbereich (11), einen zweiten Halbleiterbereich (12) und einen aktiven Bereich (10), der im Betrieb der Anordnung elektromagnetische Strahlung emittiert und/oder absorbiert, – eine Vielzahl von Trennstrukturen (3), die zwischen den Pixeln (1) angeordnet sind, und – zumindest eine erste Kontaktstruktur (51, 52, 53) aufweisend eine erste Kontaktebene (51) und eine erste Kontaktstelle (52), die an der Bodenfläche (2b) frei zugänglich ist, wobei – die Pixel (1) der ersten Pixelgruppe (41) nebeneinander an der Deckfläche (2a) angeordnet sind, – die ersten Halbleiterbereiche (11) und/oder die zweiten Halbleiterbereiche (12) benachbarter Pixel (1) der ersten Pixelgruppe (41) mittels der Trennstrukturen (3) voneinander elektrisch isoliert sind, – der ersten Pixelgruppe (41) eine erste Kontaktstruktur (51, 52, 53) eineindeutig zugeordnet ist, und – die ersten Halbleiterbereiche (11) der Pixel (1) der ersten Pixelgruppe (41) mittels der ersten Kontaktebene (51) elektrisch leitend miteinander verbunden sind und mittels der ersten Kontaktstelle (52) elektrisch kontaktierbar sind.
  2. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, bei der die erste Kontaktstelle (52) die einzige an der Bodenfläche (2b) frei zugängliche Kontaktstelle der zumindest einen ersten Kontaktstruktur (51, 52, 53) ist.
  3. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Formkörper (2) als eine mechanisch stabilisierende Komponente der Anordnung ausgebildet ist.
  4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Formkörper (2) mit zumindest einem der folgenden Materialien gebildet oder aus einem der folgenden Materialien besteht: Epoxidharz, Silikonharz.
  5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Trennstrukturen (3) durch Gräben gebildet sind, die frei von dem Material der Pixel (1) sind und die ersten Halbleiterbereiche (11), die aktiven Bereiche (10) und/oder die zweiten Halbleiterbereiche (12) benachbarter Pixel durch die Gräben räumlich voneinander getrennt sind.
  6. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, bei der sich der Formkörper (2) in die Gräben erstreckt.
  7. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die ersten Halbleiterbereiche (11) und die aktiven Bereiche (10) benachbarter Pixel (1) durch die Trennstrukturen (3) räumlich vollständig voneinander getrennt sind und bei dem die zweiten Halbleiterbereiche (12) benachbarter Pixel (1) über Zwischenbereiche (31), die mit dem Material der zweiten Halbleiterbereiche (12) gebildet sind, miteinander verbunden sind.
  8. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein Raum zwischen den Pixeln (1) zumindest bereichsweise frei von einem Halbleitermaterial ist.
  9. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der eine Vielzahl von ersten Pixelgruppen (41) vorhanden ist, wobei jeder ersten Pixelgruppe (41) eine erste Kontaktstruktur (51, 52, 53) eineindeutig zugeordnet ist.
  10. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend – eine Vielzahl von zweiten Pixelgruppen (42), – zumindest eine zweite Kontaktstruktur (61, 62, 63) aufweisend zumindest eine zweite Kontaktebene (61) und eine zweite Kontaktstelle (62), die an der Bodenfläche (2b) des Formkörpers (2) frei zugänglich ist, wobei – jeder zweiten Pixelgruppe (42) zumindest ein Pixel (1) jeder der ersten Pixelgruppen (41) eindeutig zugeordnet ist – jeder zweiten Pixelgruppe (42) eine zweite Kontaktstruktur (61, 62, 63) eineindeutig zugeordnet ist, – die zweiten Halbleiterbereiche (12) der Pixel (1) der zweiten Pixelgruppe (42) mittels der zweiten Kontaktebene (61) elektrisch leitend miteinander verbunden sind und mittels der zweiten Kontaktstelle (62) elektrisch kontaktierbar sind.
  11. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die zumindest eine erste Kontaktstruktur (51, 52, 53) und/oder falls vorhanden die zumindest eine zweite Kontaktstruktur (61, 62, 63) zumindest eine erste Durchkontaktierung (53) beziehungsweise gegebenenfalls zumindest eine zweite Durchkontaktierung (63) aufweist, die sich in der vertikalen Richtung (z) vollständig durch den Formkörper (2) erstreckt, wobei die erste Durchkontaktierung (53) beziehungsweise die gegebenenfalls zweite Durchkontaktierung (63) elektrisch leitend mit der ersten Kontaktstelle (52) beziehungsweise gegebenenfalls mit der zweiten Kontaktstelle (62) verbunden ist.
  12. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, bei der das Material der ersten Durchkontaktierung (53) und/oder der gegebenenfalls zweiten Durchkontaktierung (63) galvanisch abgeschieden ist.
  13. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, die frei von einer Drahtkontaktierung ist.
  14. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der alle ersten Halbleiterbereiche (11), alle zweiten Halbleiterbereiche (12) beziehungsweise alle aktiven Bereiche (10) aus einer gemeinsamen ersten Halbleiterschicht (111), einer gemeinsamen zweiten Halbleiterschicht (121) beziehungsweise einer gemeinsamen aktiven Schicht (101) hervorgegangen sind.
  15. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge (111, 121, 101), aufweisend eine erste Halbleiterschicht (111), eine zweite Halbleiterschicht (121) und eine aktive Schicht (101), auf einem Aufwachssubstrat (8), – Erzeugen der Trennstrukturen (3) und der Pixel (1) durch stellenweises Entfernen der Halbleiterschichtenfolge (111, 121, 101) unter Verwendung eines Ätzprozesses, – Erzeugen des Formkörpers (2) an einer dem Aufwachssubstrat (8) abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge (111, 121, 101), und – Ablösen des Aufwachssubstrats (8).
  16. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Aufbringen des Formkörpers (2) und das Ablösen des Aufwachssubstrats (8) vor dem Erzeugen der Trennstrukturen (3) und der Pixel (1) erfolgen.
  17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Formkörper (2) mit einem Vergussverfahren aufgebracht wird.
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