DE102016115921B4 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements - Google Patents

Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements Download PDF

Info

Publication number
DE102016115921B4
DE102016115921B4 DE102016115921.2A DE102016115921A DE102016115921B4 DE 102016115921 B4 DE102016115921 B4 DE 102016115921B4 DE 102016115921 A DE102016115921 A DE 102016115921A DE 102016115921 B4 DE102016115921 B4 DE 102016115921B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
plasma
component
polymerized siloxane
oxynitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016115921.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016115921A1 (de
DE102016115921B9 (de
Inventor
Thomas Reeswinkel
Richard Scheicher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102016115921.2A priority Critical patent/DE102016115921B9/de
Priority to PCT/EP2017/071344 priority patent/WO2018037083A1/de
Priority to US16/326,985 priority patent/US10840413B2/en
Priority to JP2019511445A priority patent/JP2019525493A/ja
Publication of DE102016115921A1 publication Critical patent/DE102016115921A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016115921B4 publication Critical patent/DE102016115921B4/de
Publication of DE102016115921B9 publication Critical patent/DE102016115921B9/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/405Reflective materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0025Processes relating to coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Optoelektronisches Bauelement (100) aufweisend
- zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (1), der zur Emission von Strahlung eingerichtet ist,
- zumindest eine metallische reflektierende Oberfläche (6),
- zumindest eine funktionale Komponente (7) mit einer Komponentenoberfläche (70), die von der metallischen reflektierenden Oberfläche (6) verschieden ist,
- einen Barriereschichtenstapel (8) zum Schutz vor korrosiven Gasen, der sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche (6) als auch auf der Komponentenoberfläche (70) angeordnet ist, wobei der Barriereschichtenstapel (8) zumindest eine anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) und zumindest eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.
  • Optoelektronische Bauelemente weisen in der Regel silberbeschichtete Oberflächen, beispielsweise silberbeschichtete Substrate, auf, da Silber eine hohe Reflektivität über dem sichtbaren Spektralbereich aufweist. Allerdings ist Silber sehr korrosionsempfindlich, vor allem gegenüber korrosiven Medien, wie Gase, Flüssigkeiten, Umwelteinflüsse, beispielsweise Schwefelwasserstoff. Die Oberfläche des Silbers verfärbt sich in Kontakt mit korrosiven Medien dunkel, insbesondere braun bis schwarz. Dadurch kann weniger Licht reflektiert werden. Zudem ist die Reflexion zum Beispiel bei Braunfärbung wellenlängenabhängig. Das optoelektronische Bauelement leuchtet daher dunkler und in einer andersartigen, nicht gewünschten Lichtfarbe. Aufgrund der hohen Anforderung an die Helligkeits- und Farbstabilität werden optoelektronische Bauelemente in der Regel mit Silikon verkapselt, da Silikone im Vergleich zu Epoxidharzen eine höhere Lichtstabilität und eine geringere Alterung aufweisen. Allerdings hat sich herausgestellt, dass Silikone eine hohe Gasdurchlässigkeit aufweisen, so dass korrosive Medien, z.B. korrosive Gase, leicht bis zur Oberfläche des Silbers vordringen können. Das optoelektronische Bauelement ist daher zwar licht- und farbstabiler, jedoch empfindlich gegenüber korrosiven Gasen, die insbesondere bei Betrieb im Straßenverkehr auftreten.
  • Die Druckschrift US 2006 / 0 186 428 A1 offenbart ein lichtemittierendes Bauelement mit verbesserter Verkapselungshaftung unter Verwendung von Siloxanmaterial und ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements.
  • Die Druckschrift WO 98/ 47 189 A1 offenbart ein elektrolumineszentes Bauelement.
  • Die Druckschrift WO 2015/ 159 371 A1 offenbart einen Beschichtungsfilm, ein Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsfilms und ein lichtemittierendes Diodenbauelement.
  • Die Druckschrift JP 2010- 97 065 A offenbart einen Reflektor.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein optoelektronisches Bauelement zur Verfügung zu stellen, das gegen korrosiven Gasen stabil ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements bereitzustellen, das ein stabiles Bauelement erzeugt.
  • Diese Aufgaben werden durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß dem unabhängigen Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 15 bis 17.
  • In zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip auf. Der optoelektronische Halbleiterchip ist zur Emission von Strahlung eingerichtet. Das Bauelement weist zumindest eine metallische reflektierende Oberfläche und zumindest eine funktionale Komponente auf. Die funktionale Komponente weist zumindest eine Komponentenoberfläche auf. Die Komponentenoberfläche ist von der metallischen reflektierenden Oberfläche verschieden. Das Bauelement weist einen Barriereschichtenstapel auf. Der Barriereschichtenstapel ist zum Schutz vor korrosiven Medien oder Gasen eingerichtet. Der Barriereschichtenstapel ist sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche als auch auf der Komponentenoberfläche angeordnet. Der Barriereschichtenstapel weist zumindest eine anorganische Oxidschicht oder eine anorganische Oxinitridschicht oder eine anorganische Nitridschicht und zumindest eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine Leuchtdiode, kurz LED. Das optoelektronische Bauelement ist bevorzugt dazu eingerichtet, gelbes, blaues, rotes, orangefarbenes, grünes oder weißes Licht zu emittieren.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements umfasst dieses zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip. Der optoelektronische Halbleiterchip weist eine Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich bevorzugt um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamN oder auch um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamP, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 ist. Ebenso kann es sich bei dem Halbleitermaterial um AlxGa1-xAs handeln mit 0 ≤ x ≤ 1. 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.
  • Die Halbleiterschichtenfolge beinhaltet eine aktive Schicht mit mindestens einem pn-Übergang und/oder mit einer oder mit mehreren Quantentopfstrukturen. Im Betrieb des Halbleiterchips wird in der aktiven Schicht eine elektromagnetische Strahlung erzeugt. Eine Wellenlänge der Strahlung liegt bevorzugt im ultravioletten, IR- und/oder sichtbaren Spektralbereich, insbesondere bei Wellenlängen zwischen einschließlich 420 nm und 680 nm, zum Beispiel zwischen einschließlich 440 nm und 480 nm.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement zumindest eine metallische reflektierende Oberfläche auf. Die metallische reflektierende Oberfläche ist bevorzugt aus Silber geformt oder besteht aus Silber oder einer silberhaltigen Legierung. Silber weist neben der guten elektrischen und thermischen Anbindung an den Halbleiterchip eine sehr hohe Reflektivität über den sichtbaren Spektralbereich auf und erhöht damit die Helligkeit und/oder die Effizienz des optoelektronischen Bauelements. Dies ist vor allem bei optoelektronischen Bauelementen von Vorteil, die mit geklebten Volumenemitter-Halbleiterchips ausgestaltet sind, da ein Großteil des von dem Halbleiterchip emittierten Lichts oder Strahlung auf die metallische reflektierende Oberfläche trifft.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die metallische reflektierende Oberfläche mittels Sputtern, Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) oder Atomlagenabscheidung (ALD) aufgebracht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die metallische reflektierende Oberfläche eine Reflektivität von größer 90 Prozent, vorzugsweise größer als 95 Prozent, besonders bevorzugt größer als 99 Prozent auf. Vorzugsweise ist die metallische reflektierende Oberfläche empfindlich gegen korrosiven Gasen. Mit anderen Worten reagiert die metallische reflektierende Oberfläche mit korrosiven Gasen, wie Schwefelwasserstoff, zu einer chemischen Verbindung, die eine andere physikalische und/oder chemische Eigenschaft als die metallische reflektierende Oberfläche aufweist. Beispielsweise reagieren Silber und Schwefelwasserstoff nach folgender Reaktion zu Silbersulfid, das dunkel gefärbt ist und die Reflektivität des Silbers reduziert: 2 Ag + H2S → Ag2S + 2 H+ + 2 e-
  • Ausführungsform weist das Bauelement eine funktionale Komponente auf. Die funktionale Komponente ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe oder Kombinationen daraus ausgewählt: Halbleiterchip, ESP-Halbleiterchip, Bonddraht, Träger, Leiterrahmen, Kunststoffgehäuse, Gehäuse, Klebstoff zur Befestigung des Halbleiterchips (Chipklebstoff) oder Chip-Interconnect. Der Hauptnutzen der plasmapolymerisierten Siloxanschicht ist momentan der erweiterte Schutz im Bereich des Chipklebstoffs (eine einzelne dünne anorgnaische Schicht bricht schnell auf dem weichen Polymeruntergrund, beispielsweise aus Silikon. Grundsätzlich bietet eine einfache Oxidschicht sonst ausreichenden Schutz, sofern sie intakt bleibt. Die plasmapolymerisierten Siloxanschicht ist also nicht unbedingt dazu da, die (intrinsische) Durchlässigkeit der Schicht bzw. des Schichtstapels zu verbessern, sondern bei mechanischer Beschädigung vornehmlich der (spröden) Oxidschicht diesen „Riss“ noch halbwegs abzudichten.
  • Die funktionale Komponente weist zumindest eine Komponentenoberfläche auf. Die Komponentenoberfläche ist von der metallischen reflektierenden Oberfläche verschieden. Vorzugsweise wird hier als metallische reflektierende Oberfläche jede Oberfläche bezeichnet, die Silber umfasst oder daraus besteht. Als Komponentenoberfläche wird vorzugsweise jede Oberfläche bezeichnet, die frei von Silber ist. Die Komponentenoberfläche kann nichtmetallisch oder metallisch sein. Beispielsweise ist die Komponentenoberfläche die Oberfläche eines Halbleiterchips, vorzugsweise die Strahlungsaustrittsfläche oder die Seitenflächen des Halbleiterchips, des Chipklebstoffes oder des Chipinterconnects, die Oberfläche des Bonddrahts, die Oberfläche eines Trägers, die Oberfläche eines Leiterrahmens und/oder die Oberfläche eines Kunststoffgehäuses.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bauelement einen Barriereschichtenstapel auf. Der Barriereschichtenstapel ist bevorzugt dazu eingerichtet, die metallische reflektierende Oberfläche und/oder die funktionale Komponente mit der Komponentenoberfläche vor korrosiven Medien, insbesondere vor Schwefelwasserstoff, zu schützen. Alternativ oder zusätzlich kann der Barriereschichtenstapel auch die Oberflächen vor Umwelteinflüssen, wie Temperaturwechselbelastung und Feuchtigkeit, schützen.
  • Der Barriereschichtenstapel ist vorzugsweise sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche als auch auf der Komponentenoberfläche angeordnet. Die Anordnung kann direkt, also unmittelbar, oder indirekt, also mittelbar, sein. Mit direkt wird hier bezeichnet, dass zwischen dem Barriereschichtenstapel und den Oberflächen keine weiteren Elemente oder Schichten, wie beispielsweise Klebstoffschichten, vorhanden sind. Mit indirekt wird hier bezeichnet, dass zwischen dem Barriereschichtenstapel und den Oberflächen noch weitere Elemente oder Schichten vorhanden sein können.
  • Als Barriereschichtenstapel wird hier ein Schichtenstapel aus zumindest einer anorganischen Oxidschicht und/oder einer anorganischen Oxinitridschicht und/oder einer anorganischen Nitridschicht und zumindest einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht bezeichnet. Mit anderen Worten weist der Barriereschichtenstapel eine Mehrfachlagen- oder Multilagenstruktur auf. Vorzugsweise weist der Barriereschichtenstapel im sichtbaren Spektralbereich eine hohe Transparenz auf. Mit Transparenz wird hier und im Folgenden eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 80 %, insbesondere mindestens 90 %, besonders bevorzugt mindestens 95 % bezeichnet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht Oxide, Oxinitride oder Nitride aus einem oder mehreren Elementen der folgenden Gruppe auf: Silizium, Aluminium, Titan, Zink, Indium, Zinn, Niob, Tantal, Hafnium, Zirkon, Yttrium, Germanium. Die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht kann außerdem aus anderen, im sichtbaren Spetralbereich möglichst transparenten, Oxiden, Oxinitriden oder Nitriden gebildet werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die anorganische Oxidschicht aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Zinnoxid, Tantaloxid, Nioboxid, Hafniumoxid, Zirkonoxid oder Yttriumoxid geformt oder umfasst dieses. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die anorganische Nitridschicht aus Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid oder Germaniumnitrid geformt oder umfasst dieses.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 nm und einschließlich 100 nm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 15 nm und einschließlich 65 nm, beispielsweise 40 nm auf. Die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht ist also sehr dünn ausgeformt, kann spröde sein und daher sehr empfindlich sein gegenüber mechanischen Einflüssen, wie sie beispielsweise während der weiteren Prozessierung des Bauelements oder beim späteren Bestückungsprozess auftreten können, wodurch Risse oder andere Defekte in der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht entstehen können. Die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht weist eine hohe Barrierewirkung gegen korrosiven Medien, wie Schwefelwasserstoff oder anderen Schadgasen, auf. Die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht kann mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder chemischer Gasphasenabscheidung, wie beispielsweise PECVD, oder Atomlagenabscheidung (ALD), aufgebracht werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Barriereschichtenstapel eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht auf. Plasmapolymerisierte Siloxanschicht meint hier eine mittels Plasmapolymerisation erzeugte Schicht, bei der während der Abscheidung organische Precursoren zugeführt werden. Plasmapolymerisation ist eine spezielle plasmaaktivierte Variante der chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD). Bei der Plasmapolymerisation werden dampfförmige organische Vorläuferverbindungen, also Precursormaterialien, in eine Prozesskammer zunächst durch ein Plasma aktiviert. Durch die Aktivierung entstehen ionische Moleküle und es bilden sich bereits in der Gasphase erste Molekülfragmente in Form von Clustern oder Ketten. Die anschließende Kondensation dieser Fragmente auf die entsprechenden Oberflächen bewirkt dann unter Einwirkung von Temperatur, Elektronen- und Ionenbeschuss die Polymerisation und somit die Bildung einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht. Vorzugsweise wird die Plasmapolymerisation im Vakuum oder unter Atmosphärendruck durchgeführt. Der Precursor kann aus folgender Gruppe ausgewählt sein: Hexamethyldisiloxan, Tetramethyldisiloxan, Divinyltetramethyldisiloxan. Die plasmapolymerisierte Siloxanschicht weist vorzugsweise polymerisierte Si-O-Einheiten auf.
  • Die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht ist vergleichsweise spröde, während die plasmapolymerisierte Siloxanschicht noch einen Restgehalt an organischem Material beziehungsweise Kohlenstoff oder Kohlenwasserstoffketten aufweist und daher weniger spröde und etwas weicher ausgeformt ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die plasmapolymerisierte Siloxanschicht eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 nm und einschließlich 2 um, vorzugsweise zwischen einschließlich 25 nm und einschließlich 500 nm, beispielsweise 250 nm auf. Mit anderen Worten ist vorzugsweise die plasmapolymerisierte Siloxanschicht dicker als die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht ausgeformt. Die plasmapolymerisierte Siloxanschicht neigt im Vergleich zur anorganischen Oxidschicht zu weniger Rissbildungen. Je nach Art der korrosiven Medien bildet die plasmapolymerisierte Siloxanschicht ohne die Kombination mit der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht einen etwas schlechteren Barriereschutz. Die plasmapolymerisierte Siloxanschicht weist eine hohe mechanische Festigkeit verglichen mit der Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht auf, da sie flexibler und duktiler ist und zu weniger Rissbildung neigt. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist ähnlicher zu dem der zu beschichtenden Oberflächen, so dass die bei Temperatursprüngen auftretenden mechanischen Spannungen geringer verglichen mit einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid-oder Nitridschicht sind.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung eines Barriereschichtenstapel, der eine Kombination aus einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht und einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht aufweist, die Oberflächen im Bauelement gegen korrosiven Medien und anderen Umwelteinflüssen geschützt werden können. Es werden also sowohl Silberoberflächen als auch silberfreie Oberflächen, vorzugsweise alle während des Aufbringens des Barriereschichtenstapels frei zugänglichen Oberflächen mit dem Barriereschichtenstapel beschichtet. Damit kann vergleichbar einfach eine Barrierewirkung erzeugt werden, ohne zwischen den Oberflächen unterscheiden zu müssen. Im Vergleich dazu zeigen herkömmliche Barriereschichten mit einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht häufig Risse in diesen Schichten. Diese Risse können zum Beispiel beim Auflöten eines optoelektronischen Bauteils oder einer weiteren Komponente oder durch Temperaturschwankungen oder anderer Umwelteinflüsse im späteren Betrieb entstehen. In diesem Fall können korrosive Medien an die metallische reflektierende Oberfläche und an die Komponentenoberfläche, vorzugsweise an die metallische reflektierende Silber-Oberfläche gelangen, so dass in diesem Bereich um den Riss eine Korrosion auftritt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Barriereschichtenstapel zumindest eine Schichtstruktur aus einer anorganischer Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht und einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht auf. Vorzugsweise können auch mehrere Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschichten und mehrere plasmapolymerisierte Siloxanschichten den Barriereschichtenstapel bilden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die plasmapolymerisierte Siloxanschicht sowohl der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche als auch der Komponentenoberfläche direkt nachgeordnet und die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht der plasmapolymerisierten Siloxanschicht nachgeordnet. Mit anderen Worten weist der Barriereschichtenstapel eine Schichtstruktur auf, die mindestens zwei Schichten mit der Reihenfolge plasmapolymerisierte Siloxanschicht und anorganische Oxid-, Oxinitrid-oder Nitridschicht umfasst.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die plasmapolymerisierte Siloxanschicht oder eine weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht sowohl der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche als auch der Komponentenoberfläche direkt nachgeordnet und die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht der plasmapolymerisierten Siloxanschicht oder der weiteren plasmapolymerisierten Siloxanschicht nachgeordnet. Zusätzlich ist der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht eine weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht oder die plasmapolymerisierte Siloxanschicht nachgeordnet. Mit anderen Worten weist der Barriereschichtenstapel eine Schichtstruktur auf, die mindestens drei Schichten mit der Reihenfolge plasmapolymerisierte Siloxanschicht, anorganische Oxid-, Oxinitrid-oder Nitridschicht und weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht oder mit der Reihenfolge weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht, anorganische Oxid-, Oxinitrid-oder Nitridschicht und plasmapolymerisierte Siloxanschicht umfasst. Die weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht kann die bisher beschriebenen Materialien und Ausführungen der plasmapolymerisierten Siloxanschicht aufweisen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt der Barriereschichtenstapel zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, die Oberflächen eines Halbleiterchips, die Oberflächen einer Kontaktierung und/oder die Oberflächen des Gehäuses. Mit anderen Worten kann während der Herstellung ein Halbleiterchip, eine Kontaktierung und ein Gehäuse bereitgestellt werden und dann der Barriereschichtenstapel auf alle freiliegenden Oberflächen aufgebracht werden. Es muss also nicht zwingend der Barriereschichtenstapel selektiv auf die metallische reflektierende Oberfläche aufgebracht werden, sondern kann auch auf weitere funktionelle Komponenten ganzflächig aufgebracht werden. Damit können Prozessschritte und Zeit gespart werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche als auch auf der Komponentenoberfläche direkt nachgeordnet und die plasmapolymerisierte Siloxanschicht ist der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht nachgeordnet. Mit anderen Worten weist der Barriereschichtenstapel eine Reihenfolge in Richtung weg von den Oberflächen aus anorganischer Schicht und plasmapolymerisierter Siloxanschicht auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet die plasmapolymerisierte Siloxanschicht oder die weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht die Abschlussschicht des Barriereschichtenstapels. Dies ist von Vorteil, weil die Oberflächeneigenschaften über die Abscheidebedingungen gezielt eingestellt werden können und auf diese Weise beispielsweise hinsichtlich der Haftung des späteren Vergussmaterials angepasst werden kann.
  • Die Abscheidung einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht kann über die Wahl des Precursors, also der Monomer-Zusammensetzung und über die genaue Prozessführung, insbesondere über die Plasmaleistung sowie das Precursor-zu-Sauerstoff-Verhältnis gezielt verändert und eingestellt werden. Insbesondere können durch die Prozessparameter die Barrierewirkung, die Gasdiffusion, die optische Transparenz, die Haftung, die mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise der Ausdehnungskoeffizient und die Oberflächenenergie, eingestellt werden. Diese Parameter können auch während der Abscheidung geändert werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Barriereschichtenstapel genau eine Kombination aus einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht mit einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht auf. Ein entsprechender Prozessfluss für ein optoelektronisches Bauelement könnte damit wie folgt aussehen. Zuerst könnte ein Halbleiterchip aufgebracht werden. Anschließend könnten die Kontaktierungen erfolgen. Anschließend könnte eine anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht abgeschieden werden. Anschließend könnte die plasmapolymerisierte Siloxanschicht abgeschieden werden. Das Bauelement könnte vergossen und anschließend vereinzelt werden. Alternativ ist auch eine umgekehrte Reihenfolge im Schichtenstapel, also zuerst das Aufbringen einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht und anschließend das Aufbringen einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht, denkbar. Hierbei können die mechanischen Spannungen an den Grenzflächen der verschiedenen Substratmaterialien in geringerem Maße an die spröde anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht angepasst werden und somit die Rissbildung verringert werden. Allerdings können die korrosiven Medien, die durch die trotzdem entstandenen Risse in der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht eindringen können, unter Umständen besser in der substratnahen plasmapolymerisierten Siloxanschicht ausgebreitet werden und auf einer größeren Fläche korrodierend wirken.
  • Um die Schutzwirkung weiter zu verbessern, können daher zusätzlich Schichten abgeschieden werden, beispielsweise eine Kombination von plasmapolymerisierter Siloxanschicht, anorganischer Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht und einer weiteren plasmapolymerisierten Siloxanschicht, wobei die plasmapolymerisierte Siloxanschicht gleichzeitig die Abschlussschicht bildet. In Bezug auf das oben beschriebene Problem hat sich bei diesem Barriereschichtenstapel vorteilhaft erwiesen, dass dieser hervorragend gegen korrosive Medien stabil ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform können die metallische reflektierende Oberfläche und die Komponentenoberfläche vor Aufbringen des Barriereschichtenstapels vorbehandelt werden beziehungsweise gereinigt werden. Die Reinigung kann beispielsweise mittels Plasmabehandlung erfolgen. Durch Steuerung der Prozessführung vornehmlich durch Steuerung des Sauerstoffpartialdrucks kann zudem gezielt die Oberflächenenergie beziehungsweise die Oberflächenchemie der plasmapolymerisierten Siloxanschicht eingestellt werden. Dadurch kann auch die Oberflächenenergie in einem weiten Bereich eingestellt werden und somit an die Materialien für die Verkapselung, die beispielsweise aus Silikon geformt ist, hinsichtlich optimierter Eigenschaften angepasst werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann eine abschließende Oberflächenfunktionalisierung beispielsweise mittels Plasmabehandlung erfolgen, um die Haftung von einer Verkapselung weiter zu verbessern.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements. Vorzugsweise wird mit dem hier beschriebenen Verfahren das hier beschriebene optoelektronische Bauelement erzeugt. Es gelten insbesondere alle für das optoelektronische Bauelement gemachten Ausführungen, sowohl für das Verfahren als auch für das Bauelement.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
    1. A) Bereitstellen zumindest eines optoelektronischen Halbleiterchips, der zur Emission von Strahlung eingerichtet ist, zumindest einer metallischen reflektierenden Oberfläche und zumindest einer funktionalen Komponente mit einer Komponentenoberfläche, die von der metallischen reflektierenden Oberfläche verschieden ist,
    2. B) Aufbringen eines Barriereschichtenstapels zum Schutz vor korrosiven Medien sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche als auch auf der Komponentenoberfläche, wobei der Barriereschichtenstapel durch Erzeugen zumindest einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid oder Nitridschicht und einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht hergestellt wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird während des Abscheidens der plasmapolymerisierten Siloxanschicht ein oder mehrere Abscheideparameter variiert, beispielsweise Gasflüsse oder Plasmaleistung, wodurch die plasmapolymerisierte Siloxanschicht Gradienten aufweisen kann, beispielsweise im Sauerstoffgehalt oder den optischen Eigenschaften.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die plasmapolymerisierte Siloxanschicht mit einem Sauerstoffgradienten erzeugt. Insbesondere erfolgt das Aufbringen der plasmapolymerisierten Siloxanschicht am Anfang des Prozessierens ohne Zufuhr von Sauerstoff, während beim Erreichen einer bestimmten Schichtdicke, beispielsweise von 50 nm, der Sauerstoffgradient kontinuierlich oder diskret erhöht wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt vor Schritt B) eine Behandlung der metallischen reflektierenden Oberfläche und/oder der Komponentenoberfläche mittels Plasma. Dieser Schritt kann zur Reinigung der Oberflächen erfolgen und damit die Haftung des Barriereschichtenstapels erhöhen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt nach dem Erzeugen einer elektrischen Kontaktierung das Aufbringen des Barriereschichtenstapels. Dies kann auf einer Leiterrahmenbasierten Bauform oder auf einer Keramiksubstrat-basierten Bauform erfolgen.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • 1A und 1B jeweils eine schematische Querschnittansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
    • 2A bis 2C jeweils eine schematische Querschnittansicht eines Barriereschichtenstapels gemäß einer Ausführungsform,
    • 3 die Reflektivitätseffizienz gemäß einer Ausführungsform, und
    • 4A bis 4E Korrosionstests.
  • 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 werden.
  • Die 1A zeigt eine schematische Querschnittansicht eines optoelektronischen Bauelements 100 gemäß einer Ausführungsform. Das optoelektronische Bauelement 100 weist einen Träger 4 auf. Der Träger 4 kann auch ein Leiterrahmen sein. Ferner weist das Bauelement 100 ein Gehäuse 3 und einen Halbleiterchip 1 auf. Der Halbleiterchip 1 ist bevorzugt dazu eingerichtet, Strahlung aus dem blauen, grünen oder roten Spektralbereich zu emittieren. Der Halbleiterchip 1 ist auf dem Träger 4 über einen Chip-Klebstoff aufgebracht. Der Halbleiterchip 1 ist mittels eines Bonddrahts 5 mit dem Leiterrahmen oder Träger 4 elektrisch kontaktiert. Das Bauelement 100 weist Komponentenoberflächen 70 auf (hier nicht gezeigt). Die Komponentenoberflächen sind alle vor dem Vergießen zugänglichen Oberflächen der Komponenten 7, die keine metallischen reflektierenden Oberflächen 6, also vorzugsweise keine Silber-Oberflächen, sind. Beispielsweise ist der Barriereschichtenstapel 8 auf der Oberfläche des Gehäuses, auf der Oberfläche des Bonddrahts, auf der Strahlungsaustrittsfläche und auf den Seitenflächen des Halbleiterchips 1 und/oder auf der Oberfläche des Trägers 4 aufgebracht. Der Barriereschichtenstapel 8, der vorzugsweise ein Mehrfachlagenschichtenstapel aus zumindest einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht und einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht ist, ist auf den frei zugänglichen Oberflächen, also auf den Komponentenoberflächen 70 und auf den metallischen reflektierenden Oberflächen 6, die vorzugsweise aus Silber geformt sind, aufgebracht. Damit kann der Barriereschichtenstapel 8, insbesondere die metallischen reflektierenden Oberflächen 6, vor Umwelteinflüssen wie korrosiven Gasen schützen. Der Halbleiterchip 1 kann verkapselt sein. Die Verkapselung 9 kann beispielsweise aus Silikon geformt sein. Die Verkapselung 9 kann beispielsweise Konvertermaterialien wie beispielsweise YAG-Leuchtstoffe umfassen.
  • Vorzugsweise wird der Barriereschichtenstapel 8 nach dem Kontaktieren, das heißt nach Aufbringen der Bonddrähte, aufgebracht. Der Barriereschichtenstapel 8 kann aus einer anorganischen Schicht und einer mittels Plasma polymerisierten Siloxanschicht erzeugt sein. Als reflektierende metallische Oberfläche 6 können beispielsweise Silber oder Silberlegierungen vorhanden sein. Der Halbleiterchip 1 kann mittels einer Klebstoffschicht 2 auf dem Träger 4 aufgebracht sein. Der Bonddraht 5 kann aus Gold, Silber oder Legierungen davon geformt sein. Der Leiterrahmen oder der Träger 4 kann aus Silber geformt sein.
  • Die 1B zeigt eine schematische Querschnittansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform. Das Bauelement 100 der 1B unterscheidet sich von dem Bauelement der 1A insbesondere dadurch, dass dieses kein vorgefertigtes Gehäuse beziehungsweise Kavität 3 aufweist. Der Halbleiterchip 1 ist über eine Klebstoffschicht 2 auf eine Kontaktierung oder Metallisierung 10 aufgebracht.
  • Die Metallisierung 10 kann auf einem Träger 4, beispielsweise aus Keramik, angeordnet sein. Der Barriereschichtenstapel 1 kann sämtliche frei zugängliche Oberflächen bedecken. Vorzugsweise bedeckt der Barriereschichtenstapel 8 sowohl die Oberflächen des Bonddrahts als auch des Halbleiterchips und der Metallisierung oder Kontaktierung 10.
  • Die 2A bis 2C zeigen jeweils einen Barriereschichtenstapel gemäß einer Ausführungsform. Die 2A bis 2C zeigen das Bereitstellen eines Trägers 4 oder Leiterrahmens 4. Dieser kann auch fehlen. Die 2A bis 2C zeigen jeweils das Bereitstellen einer metallischen reflektierenden Oberfläche und einer Komponentenoberfläche 6, 70. Auf dieser metallischen Oberfläche 6 und der Komponentenoberfläche 70 kann ein Barriereschichtenstapel 8 erzeugt werden. Der Barriereschichtenstapel 8 kann unterschiedliche Ausgestaltungen haben. Falls der Träger Silber umfasst, ist die Trägeroberfläche eine metallisch reflektierende Oberfläche.
  • In 2A ist gezeigt, dass der Barriereschichtenstapel 8 eine anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht 81 und dieser direkt nachgeordnet eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht 82 aufweist. Die plasmapolymerisierte Siloxanschicht 82 kann mit einem Sauerstoffgradienten, wie in 2A gezeigt, oder ohne einen Sauerstoffgradienten erzeugt werden, siehe 2B.
  • Die 2C unterscheidet sich insbesondere von den 2A und 2B dadurch, dass der Barriereschichtenstapel 8 drei Schichten aufweist. Den Oberflächen 6, 70 ist eine weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht 83 nachgeordnet. Die weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht 83 ist beispielsweise mittels Hexamethyldisiloxan (HMDSO) als Precursor ohne Sauerstoffgradienten erzeugt. Der plasmapolymerisierten Siloxanschicht 83 ist eine anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht 81 nachgeordnet. Der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht 81 ist die plasmapolymerisierte Siloxanschicht 82 nachgeordnet. Die plasmapolymerisierte Siloxanschicht 82 kann mittels HDMSO als Precursor und ohne einen Sauerstoffgradienten erzeugt werden. Alternativ können die plasmapolymerisierten Siloxanschichten 82, 83 auch mittels eines Sauerstoffgradienten erzeugt werden.
  • Als anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschichten können beispielsweise Materialien wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder andere Materialien, die mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) oder Atomlagenabscheidung (ALD) erzeugt werden, verwendet werden.
  • Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele, also die Mehrfachlagenbeschichtung des Barriereschichtenstapels 8 sind nicht beschränkt. Alternativ können auch mehr als drei Schichten den Barriereschichtenstapel 8 bilden.
  • Die 3 zeigt die Reflektivitätseffizienz R von Silberoberflächen in willkürlichen Einheiten a. U. in Abhängigkeit von der Anzahl der klimatischen Zyklen N unter Feuchtebelastung. Die Ergebnisse lassen Schlüsse auch auf andere korrosive Medien zu. Es wird hier also die Wirksamkeit des Barriereschichtenstapels bei korrosiven Umgebungen oder bei Umwelteinflüssen getestet. Die Kurve 3-1 zeigt die Reflektivitätseffizienz des Silbers, die keinen Barriereschichtenstapel oder andere Schutzschichten aufweist.
  • Die Kurve mit dem Bezugszeichen 3-2 zeigt die Reflektivitäteffizienz des Silbers mit einem Barriereschichtenstapel aus ausschließlich einer vergleichsweise dünnen anorganischen Oxidschicht. Die Kurve mit dem Bezugszeichen 3-3 zeigt die Reflektivitätseffizienz eines Barriereschichtenstapels, der ausschließlich aus einer vergleichsweise dicken plasmapolymerisierten Siloxanschicht gebildet ist. Die Kurve mit dem Bezugszeichen 3-4 zeigt den hier erfindungsgemäßen Barriereschichtenstapel 8, in diesem Fall einen Barriereschichtenstapel aus einer Kombination einer anorganischen Oxidschicht und einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht. Aus den Kurven ist zu erkennen, dass durch Kombination der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht mit der plasmapolymerisierten Siloxanschicht eine stabile hohe Reflektivität von über 0,9 erzeugt werden kann, der unabhängig von der Anzahl der klimatischen Zyklen N ist.
  • Die 4A bis 4E zeigen Korrosionstests. Hier wurde ein Halbleiterchip 1 bereitgestellt. Der Barriereschichtenstapel weist hier eine anorganische Oxidschicht aus Aluminiumoxid und eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht aus HDMSO auf. Die 4A zeigt das Resultat eines Korrosionstests, wobei der Barriereschichtenstapel aus einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht, einer anorganischen Oxidschicht aus Aluminiumoxid und einer weiteren plasmapolymerisierten Siloxanschicht aus HDMSO erzeugt ist, auf. Es ist keine Korrosion zu erkennen, so dass der Barriereschichtenstapel eine gute Barrierewirkung aufweist. Es ist keine Korrosion an den Grenzflächen, speziell der Grenzfläche zum Chipklebstoff, erkennbar.
  • Im Vergleich dazu zeigt die 4B ein optoelektronisches Bauelement 100, das lediglich eine anorganische Barriereschicht aus Aluminium aufweist. Die anorganische Barriereschicht wird mittels Sputtern aufgebracht. Aus der Abbildung ist zu erkennen, dass diese eine gute Barrierefunktion aufweist, aber an den Grenzflächen Risse ausgebildet hat und dort Korrosion zeigt, die sich im Bereich des Chipklebstoffs ausgebreitet hat.
  • Die 4C zeigt ein optoelektronisches Bauelement 100, das lediglich eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht aus HDMSO als Barriereschicht aufweist. Hier ist eine schlechte Barrierewirkung erkennbar. Die 4D und 4E zeigen einen weiteren Korrosionstest. Die 4D zeigt das optoelektronische Bauelement vor Anwendung des Korrosionstests, die 4E nach der Anwendung des Korrosionstests. Das Bauelement der 4D und 4E weist keine Beschichtung auf. Aus den Figuren ist erkennbar, dass der hier beschriebene Barriereschichtenstapel eine besonders effiziente Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu den anderen Barriereschichtenstapeln aufweist.
  • Mit dem hier beschriebenen optoelektronischen Bauelement konnte mindestens 90 Prozent der Anfangshelligkeit nach 500 Stunden in 15 ppm Schwefelwasserstoff bei 25 °C und 75 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit ermittelt werden. Mittels eines derartigen Barriereschichtenstapels 8 können metallische reflektierende Oberflächen, insbesondere Silberoberflächen, für optoelektronische Bauelemente hervorragend eingesetzt werden. Die Beschichtung mit Silber ist im Vergleich beispielsweise zur Beschichtung mit Gold deutlich kostengünstiger und führt vor allem durch die höhere Reflektivität über den sichtbaren Spektralbereich zu deutlich effizienteren optoelektronischen Bauelementen. Durch diese höhere Reflektivität wird der Einsatz von Volumenemitter-Halbleiterchips ermöglicht, wodurch weitere Kosten- und Effizienzvorteile entstehen. Neben der metallischen reflektierenden Oberfläche können zudem auch andere Komponentenoberflächen, wie beispielsweise die Bonddrähte, beschichtet sein. Außerdem werden durch den hier genannten Barriereschichtenstapel die metallischen reflektierenden Oberflächen, wie beispielsweise Silberoberflächen von Bonddrähten oder Substraten, vor Verfärbung geschützt, wie es beispielsweise bei der Verwendung von hochphenylisierten beziehungsweise HRI-Silikonen zur Verkapselung der Fall ist. Letztere führen zu einer höheren Helligkeit beziehungsweise zu einer gesteigerten Effizienz des optoelektronischen Bauelements.
  • Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren beschrieben oder gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    optoelektronisches Bauelement
    1
    Halbleiterchip
    2
    Klebstoff
    3
    Gehäuse
    4
    Leiterrahmen, Träger
    5
    Bonddraht
    6
    metallische reflektierende Oberfläche
    7
    Komponente
    70
    Komponentenoberfläche
    8
    Barriereschichtenstapel
    81
    anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht
    82
    plasmapolymerisierte Siloxanschicht
    83
    weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht
    9
    Verkapselung
    10
    Kontaktierung, Metallisierung

Claims (17)

  1. Optoelektronisches Bauelement (100) aufweisend - zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip (1), der zur Emission von Strahlung eingerichtet ist, - zumindest eine metallische reflektierende Oberfläche (6), - zumindest eine funktionale Komponente (7) mit einer Komponentenoberfläche (70), die von der metallischen reflektierenden Oberfläche (6) verschieden ist, - einen Barriereschichtenstapel (8) zum Schutz vor korrosiven Gasen, der sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche (6) als auch auf der Komponentenoberfläche (70) angeordnet ist, wobei der Barriereschichtenstapel (8) zumindest eine anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) und zumindest eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) aufweist.
  2. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei eine weitere plasmapolymerisierte Siloxanschicht (83) sowohl der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche (6) als auch der Komponentenoberfläche (70) direkt nachgeordnet ist und die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) der weiteren plasmapolymerisierten Siloxanschicht (83) nachgeordnet ist.
  3. Optoelektronisches Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) die plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) nachgeordnet ist.
  4. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponentenoberfläche (70) nichtmetallisch ist.
  5. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die funktionale Komponente (7) der Halbleiterchip (1), ein Bonddraht (5), ein Träger (4), ein Leiterrahmen (4), ein Klebstoff zur Befestigung des Halbleiterchips (1), ein ESP-Halbleiterchip und/oder ein Kunststoffgehäuse (3) ist.
  6. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) Oxide, Oxinitride oder Nitride aus einem oder mehreren Elementen der folgenden Gruppe aufweist: Silizium, Aluminium, Titan, Zink, Indium, Zinn, Niob, Tantal, Hafnium, Zirkon, Yttrium, Germanium.
  7. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) aus einem Precursor hergestellt ist, der aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Hexamethyldisiloxan, Tetramethyldisiloxan, Divinyltetramethyldisiloxan.
  8. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die metallische reflektierende Oberfläche (6) aus Silber oder einer silberhaltigen Legierung ist.
  9. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 nm und 100 nm aufweist.
  10. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) eine Schichtdicke zwischen einschließlich 5 nm und einschließlich 2 um aufweist.
  11. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Barriereschichtenstapel (8) zumindest bereichsweise die Oberflächen eines Halbleiterchips (1), einer Kontaktierung (10) und des Gehäuses (3) bedeckt.
  12. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die anorganische Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche (6) als auch auf der Komponentenoberfläche (70) direkt nachgeordnet ist und die plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) der anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) nachgeordnet ist.
  13. Optoelektronisches Bauelement (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) die Abschlussschicht des Barriereschichtenstapels (8) bildet.
  14. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100) mit den Schritten: A) Bereitstellen zumindest eines optoelektronischen Halbleiterchips (1), der zur Emission von Strahlung eingerichtet ist, zumindest einer metallischen reflektierenden Oberfläche (6) und zumindest einer funktionalen Komponente (7) mit einer Komponentenoberfläche (70), die von der metallischen reflektierenden Oberfläche (6) verschieden ist, B) Aufbringen eines Barriereschichtenstapels (8) zum Schutz vor korrosiven Gasen sowohl auf der zumindest einen metallischen reflektierenden Oberfläche (6) als auch auf der Komponentenoberfläche (70), wobei der Barriereschichtenstapel (8) durch Erzeugen zumindest einer anorganischen Oxid-, Oxinitrid- oder Nitridschicht (81) und zumindest einer plasmapolymerisierten Siloxanschicht (82) hergestellt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei während des Abscheidens der plasmapolymerisierten Siloxanschicht (82) ein oder mehrere Abscheideparameter variiert werden, wodurch die plasmapolymerisierte Siloxanschicht (82) Gradienten aufweist.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei vor Schritt B) eine Behandlung der metallischen reflektierenden Oberfläche (6) und der Komponentenoberfläche (70) mittels Plasma erfolgt.
  17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Barriereschichtenstapel (8) nach dem Erzeugen einer elektrischen Kontaktierung (10) erfolgt.
DE102016115921.2A 2016-08-26 2016-08-26 Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements Active DE102016115921B9 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016115921.2A DE102016115921B9 (de) 2016-08-26 2016-08-26 Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
PCT/EP2017/071344 WO2018037083A1 (de) 2016-08-26 2017-08-24 Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
US16/326,985 US10840413B2 (en) 2016-08-26 2017-08-24 Optoelectronic device and method of producing an optoelectronic device
JP2019511445A JP2019525493A (ja) 2016-08-26 2017-08-24 オプトエレクトロニクス素子およびオプトエレクトロニクス素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016115921.2A DE102016115921B9 (de) 2016-08-26 2016-08-26 Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE102016115921A1 DE102016115921A1 (de) 2018-03-01
DE102016115921B4 true DE102016115921B4 (de) 2023-09-21
DE102016115921B9 DE102016115921B9 (de) 2024-02-15

Family

ID=59686974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016115921.2A Active DE102016115921B9 (de) 2016-08-26 2016-08-26 Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10840413B2 (de)
JP (1) JP2019525493A (de)
DE (1) DE102016115921B9 (de)
WO (1) WO2018037083A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11349051B2 (en) 2019-05-10 2022-05-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic device and method of producing an optoelectronic device
DE102019115600A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-10 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bauelement mit korrosionsschutz und verfahren zur herstellung eines bauelements mit korrosionsschutz
TWI739259B (zh) * 2019-12-30 2021-09-11 財團法人工業技術研究院 封裝結構
DE102021100093A1 (de) 2021-01-06 2022-07-07 HELLA GmbH & Co. KGaA Reflektorelement für eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998047189A1 (de) 1997-04-11 1998-10-22 Robert Bosch Gmbh Elektrolumineszierendes bauelement
US20060186428A1 (en) 2005-02-23 2006-08-24 Tan Kheng L Light emitting device with enhanced encapsulant adhesion using siloxane material and method for fabricating the device
JP2010097065A (ja) 2008-10-17 2010-04-30 Kobe Steel Ltd 反射体
WO2015159371A1 (ja) 2014-04-15 2015-10-22 住友金属鉱山株式会社 被覆膜、被覆膜の形成方法ならびに発光ダイオードデバイス

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250304A (ja) * 1989-03-24 1990-10-08 Tdk Corp 高耐食性磁石
JP3070404B2 (ja) 1994-09-08 2000-07-31 凸版印刷株式会社 透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルム
WO2001061069A2 (en) 2000-02-18 2001-08-23 University Of Cincinnati Plasma polymerized primers for metal pretreatment
JP4156239B2 (ja) 2002-01-15 2008-09-24 大日本印刷株式会社 ガスバリア性蒸着積層体
US20040229051A1 (en) * 2003-05-15 2004-11-18 General Electric Company Multilayer coating package on flexible substrates for electro-optical devices
DE102009058099A1 (de) * 2009-12-12 2011-06-16 Bayer Materialscience Ag Polycarbonatblends mit hoher Wärmeformbeständigkeit und verbesserten Oberflächeneigenschaften
DE102009059771A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 Bayer MaterialScience AG, 51373 Polycarbonat mit verbesserten thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie reduziertem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
US11038144B2 (en) * 2010-12-16 2021-06-15 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus
US9823393B2 (en) * 2011-11-30 2017-11-21 Covestro Deutschland Ag Metallized multilayer structure made of specific polycarbonates with low coefficient of thermal expansion
JP5938912B2 (ja) 2012-01-13 2016-06-22 日亜化学工業株式会社 発光装置及び照明装置
KR101534334B1 (ko) 2012-10-11 2015-07-06 제일모직주식회사 광경화 조성물 및 상기 조성물로 형성된 보호층을 포함하는 장치
US20140113146A1 (en) * 2012-10-24 2014-04-24 Ford Global Technologies, Llc Coated Metallic Parts and Method of Making The Same
JP6232792B2 (ja) * 2013-07-17 2017-11-22 日亜化学工業株式会社 発光装置
KR20150039518A (ko) * 2013-10-02 2015-04-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자
JP6269284B2 (ja) 2014-04-18 2018-01-31 日立化成株式会社 銀用表面処理剤及び発光装置
JP6829802B2 (ja) 2014-02-28 2021-02-17 サムコ株式会社 プラズマ洗浄装置
JP6655785B2 (ja) * 2014-04-17 2020-02-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 樹脂組成物およびその製造方法並びに半導体装置
CN106605309B (zh) * 2014-06-19 2022-10-18 英克伦股份有限公司 Led灯、led灯的制造方法及led装置的密封方法
JP6245136B2 (ja) 2014-10-20 2017-12-13 信越化学工業株式会社 光半導体素子封止用シリコーン樹脂組成物及び光半導体装置
JP6467867B2 (ja) 2014-10-30 2019-02-13 凸版印刷株式会社 透明ガスバリア性フィルム
DE102015102870A1 (de) 2015-02-27 2016-09-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reflektorelement und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2016174266A2 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Epfl-Tto Method for the preparation of a coating
DE102016106494A1 (de) 2016-04-08 2017-10-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
DE102016111566A1 (de) 2016-06-23 2017-12-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
US10550277B2 (en) * 2016-06-27 2020-02-04 Seiko Epson Corporation Ink composition, ink set, and recording method
KR102415540B1 (ko) * 2016-11-17 2022-07-04 코베스트로 도이칠란트 아게 열 관리를 위한 투명한 다층 구조체

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998047189A1 (de) 1997-04-11 1998-10-22 Robert Bosch Gmbh Elektrolumineszierendes bauelement
US20060186428A1 (en) 2005-02-23 2006-08-24 Tan Kheng L Light emitting device with enhanced encapsulant adhesion using siloxane material and method for fabricating the device
JP2010097065A (ja) 2008-10-17 2010-04-30 Kobe Steel Ltd 反射体
WO2015159371A1 (ja) 2014-04-15 2015-10-22 住友金属鉱山株式会社 被覆膜、被覆膜の形成方法ならびに発光ダイオードデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016115921A1 (de) 2018-03-01
US10840413B2 (en) 2020-11-17
DE102016115921B9 (de) 2024-02-15
US20190181303A1 (en) 2019-06-13
WO2018037083A1 (de) 2018-03-01
JP2019525493A (ja) 2019-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010027253B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102016115921B4 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
EP1906462B1 (de) Optoelektronisches Bauelement mit einer Lumineszenzkonversionsschicht
DE102011113428A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
EP2510558B1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil
WO2012140050A2 (de) Verfahren zur herstellung eines licht emittierenden halbleiterbauelements und licht emittierendes halbleiterbauelement
WO2012110364A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterchips
DE102004040277B4 (de) Reflektierendes Schichtsystem mit einer Mehrzahl von Schichten zur Aufbringung auf ein III/V-Verbindungshalbleitermaterial
DE102018107673A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Herstellungsverfahren für einen optoelektronischen Halbleiterchip
DE102014222920A1 (de) Licht emittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Bauelements
DE102013100818A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102016105407A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und elektronische Vorrichtung
EP3304605B1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE102011105010A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2015113926A2 (de) Lichtemittierende anordnung und verfahren zur herstellung einer lichtemittierenden anordnung
WO2017144680A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE112014002703B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
WO2020144280A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE102012109083A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2021043901A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE112020002326T5 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE102018101710A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
DE102016109874B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements und strahlungsemittierendes Bauelement
WO2018188976A1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102019115600A1 (de) Bauelement mit korrosionsschutz und verfahren zur herstellung eines bauelements mit korrosionsschutz

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHA, DE

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division