DE102017106508A1

DE102017106508A1 - Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102017106508A1
Application number: DE102017106508.3A
Authority: DE
Inventors: Korbinian Perzlmaier; Christine Rafael; Ivar Tångring
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-09-27
Also published as: WO2018177807A1; CN110476260A; US20200135994A1

Abstract

In einer Ausführungsform beinhaltet das Halbleiterbauteil (1) einen Leuchtdiodenchip (2) zur Erzeugung von Strahlung und eine Füllung (3), die für die Strahlung durchlässig ist. Ferner weist das Halbleiterbauteil (1) einen Reflektor (4) für die Strahlung auf. Der Leuchtdiodenchip (2) umfasst eine Halbleiterschichtenfolge (21) zur Erzeugung der Strahlung, elektrische Kontaktstellen (23, 24) an einer Montageseite (26), einen Trägerkörper (22) sowie eine Antibenetzungsschicht (5). Die Antibenetzungsschicht (5) wirkt für ein Material des Reflektors (4) und der Füllung (3) abweisend. Die Antibenetzungsschicht (5) liegt seitlich an dem Leuchtdiodenchip (2) frei und befindet sich zwischen der Halbleiterschichtenfolge (21) und dem Trägerkörper (22) und/oder in lateraler Richtung (L) neben der Halbleiterschichtenfolge (21). Die Füllung (3) und der Reflektor (4) stoßen an der freiliegenden Antibenetzungsschicht (5) aneinander. Die Füllung (3) verbreitert sich in Richtung weg von der Montageseite (26), so dass an einer Grenzfläche (34) zwischen der Füllung (3) und dem Reflektor (4) eine Reflexion der Strahlung in Richtung weg von dem Trägerkörper (22) erfolgt.

Description

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil und ein Herstellungsverfahren hierfür angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, aus dem effizient Licht ausgekoppelt wird.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Halbleiterbauteil und durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das optoelektronische Halbleiterbauteil einen oder mehrere Leuchtdiodenchips. Der mindestens eine Leuchtdiodenchip ist zur Erzeugung von Strahlung, insbesondere von sichtbarem Licht, eingerichtet. Beispielsweise emittiert der Leuchtdiodenchip im Betrieb blaues Licht, etwa mit einer Wellenlänge maximaler Intensität von mindestens 420 nm und/oder von höchstens 480 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil eine Füllung. Die Füllung ist für die zu erzeugende Strahlung durchlässig, insbesondere klarsichtig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil einen Reflektor auf. Der Reflektor ist zur diffusen und/oder spekularen Reflexion der zu erzeugenden Strahlung eingerichtet. Beispielsweise erscheint der Reflektor einem Betrachter weiß.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtdiodenchip eine Halbleiterschichtenfolge. In der Halbleiterschichtenfolge befindet sich eine aktive Zone zur Erzeugung der Strahlung.
Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs oder wie Al_nGa_mIn_1-n-mAs_kP_1-k, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 sowie 0 ≤ k < 1 ist. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der Halbleiterschichtenfolge 0 < n ≤ 0,8, 0,4 ≤ m < 1 und n + m ≤ 0,95 sowie 0 < k ≤ 0,5. 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.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtdiodenchip elektrische Kontaktstellen auf, insbesondere genau zwei elektrische Kontaktstellen. Über die elektrischen Kontaktstellen ist der Leuchtdiodenchip und damit das Halbleiterbauteil extern elektrisch und/oder mechanisch kontaktierbar. Die Kontaktstellen sind bevorzugt durch eine oder mehrere Metallschichten gebildet und bevorzugt mittels Löten anschließbar. Die elektrischen Kontaktstellen befinden sich an einer Montageseite des Leuchtdiodenchips, die gleichzeitig eine Montageseite des Halbleiterbauteils darstellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtdiodenchip einen Trägerkörper auf. Der Trägerkörper kann den Leuchtdiodenchip mechanisch tragen und stabilisieren und kann die den Leuchtdiodenchip mechanisch stützende Komponente sein, so dass der Leuchtdiodenchip ohne den Trägerkörper mechanisch nicht stabil ist. Der Trägerkörper kann durch einen Gusskörper gebildet sein und mittels Gießen, insbesondere mittels Formpressen, Spritzgießen oder Spritzpressen, auch als Molden bezeichnet, hergestellt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtdiodenchip eine oder mehrere Antibenetzungsschichten auf. Die mindestens eine Antibenetzungsschicht ist für ein Material des Reflektors und/oder der Füllung abweisend. Das heißt, ein Kontaktwinkel des Materials des Reflektors und/oder der Füllung beträgt an der Antibenetzungsschicht mindestens 80° oder 85° oder 90°. Die Antibenetzungsschicht ist also nicht von einem Material der Füllung und/oder des Reflektors benetzbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Antibenetzungsschicht seitlich an dem Leuchtdiodenchip frei. Das heißt, von außerhalb des Leuchtdiodenchips ist die Antibenetzungsschicht stellenweise frei zugänglich, insbesondere bevor die Füllung und/oder der Reflektor an den Leuchtdiodenchip angeformt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Benetzungsschicht in einem Bereich seitlich frei, in dem der Reflektor und die Füllung aneinanderstoßen und bevorzugt eine Grenzfläche ausbilden. Insbesondere ist durch die Antibenetzungsschicht beim Herstellen der Füllung und/oder des Reflektors verhindert, dass das Material des Reflektors und/oder der Füllung signifikant über die Antibenetzungsschicht hinweg gelangt. Beispielsweise können sich kleinere Fäden oder Nasen des Materials des Reflektors und/oder der Füllung über die Antibenetzungsschicht hinweg erstrecken. Solche Fäden oder Nasen machen bevorzugt einen Anteil von höchstens 1 % oder 5 % der Füllung und/oder des Reflektors aus. Alternativ oder zusätzlich bleibt die Antibenetzungsschicht zu einem Längenanteil von mindestens 90 % oder 95 % oder 98 % als definierte Trennlinie zwischen dem Reflektor und der Füllung erhalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die Antibenetzungsschicht, insbesondere der seitlich freiliegende Bereich der Antibenetzungsschicht, zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Trägerkörper. Alternativ oder zusätzlich befindet sich dieser Bereich der Antibenetzungsschicht in lateraler Richtung neben der Halbleiterschichtenfolge. Laterale Richtung bedeutet insbesondere eine Richtung parallel zur Ebene der Halbleiterschichtenfolge und/oder senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung und/oder der Montageseite des Leuchtdiodenchips. Befindet sich die Antibenetzungsschicht lateral neben der Halbleiterschichtenfolge, so sind die Halbleiterschichtenfolge und die Antibenetzungsschicht besonders bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene lokalisiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Grenzfläche zwischen der Füllung und dem Reflektor reflektierend gebildet und zu einer Reflexion der zu erzeugenden Strahlung in Richtung weg von dem Trägerkörper eingerichtet. Das heißt, die Grenzfläche ist schräg zur Montageseite orientiert. Die Füllung formt insbesondere einen Trichter wie einen Pyramidenstumpf oder einen Kegelstumpf, der sich in Richtung weg von der Montageseite und damit in Richtung weg von dem Trägerkörper erweitert. Der Trichter kann im Querschnitt gesehen gerade oder auch gekrümmt verlaufende Seitenflächen aufweisen. Dass die Grenzfläche reflektierend gebildet ist, schließt nicht notwendig aus, dass die zu reflektierende Strahlung bis in eine geringe Tiefe in den Reflektor eindringt und erst in einer bestimmten Tiefe von beispielsweise höchstens 300 µm oder 100 µm reflektiert wird, insbesondere, falls der Reflektor diffus reflektierend ist und/oder durch eine Matrixmaterial mit darin eingebetteten Partikeln gebildet ist. Eine Intensität der zu reflektierenden Strahlung kann von der Grenzfläche ausgehend in den Reflektor hinein exponentiell abfallen.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Halbleiterbauteil einen Leuchtdiodenchip zur Erzeugung von Strahlung und eine Füllung, die für die Strahlung durchlässig ist. Ferner weist das Halbleiterbauteil einen Reflektor für die Strahlung auf. Der Leuchtdiodenchip umfasst eine Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung der Strahlung, elektrische Kontaktstellen an einer Montageseite, einen Trägerkörper sowie eine Antibenetzungsschicht. Die Antibenetzungsschicht wirkt für ein Material des Reflektors und/oder der Füllung abweisend. Die Antibenetzungsschicht liegt seitlich an dem Leuchtdiodenchip frei und befindet sich zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Trägerkörper und/oder in lateraler Richtung neben der Halbleiterschichtenfolge. Die Füllung und der Reflektor stoßen an der freiliegenden Antibenetzungsschicht aneinander. Die Füllung verbreitert sich in Richtung weg von der Montageseite, so dass insbesondere an einer Grenzfläche zwischen der Füllung und dem Reflektor eine Reflexion der Strahlung in Richtung weg von dem Trägerkörper erfolgt.
Mit dem hier beschriebenen Halbleiterbauteil lässt sich eine Optimierung der Ausbeute von seitlich, also lateral, aus der Halbleiterschichtenfolge ausgekoppeltem Licht erzielen. Hierzu wird im Bereich von Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge an einer Oberseite des Trägerkörpers, also zwischen dem Träger und der Halbleiterschichtenfolge, eine Antibenetzungsschicht eingefügt, die von dem verwendeten Material, insbesondere der Füllung, bevorzugt ein Klarsilikon, nur schlecht oder gar nicht benetzt wird. Dadurch bildet sich ein Meniskus nicht bis zur Montageseite aus, sondern nur von einer Lichtaustrittseite her bis zu der Antibenetzungsschicht.
Dadurch wird vermieden, dass erzeugte Strahlung zu absorbierenden Seitenflächen des Trägerkörpers gelangt, da diese Seitenflächen des Trägerkörpers nicht von dem Material der lichtdurchlässigen Füllung benetzt werden, verhindert durch die Antibenetzungsschicht. Bei der Antibenetzungsschicht handelt es sich bevorzugt um eine Metallschicht, die beim Vereinzeln der Leuchtdiodenchips etwa mittels Sägen oder Ritzen und Brechen freigelegt wird. Die Antibenetzungsschicht kann mit einem Verfahren wie electroless plating oder einem Immersionsverfahren veredelt sein. Beispielsweise ist die Antibenetzungsschicht eine Nickelschicht oder eine Kupferschicht, die etwa mit Palladium, Zinn und/oder Gold versehen ist.
Silikone haften nur schlecht auf Metallen, insbesondere auf Gold. Damit kann eine vergleichsweise dünne Antibenetzungsschicht realisiert werden, die den übrigen Aufbau des Leuchtdiodenchips nicht oder nicht signifikant beeinträchtigt. Daher ist aufgrund der Antibenetzungsschicht definiert eine Form des Reflektors erzeugbar und eine verbesserte Lichtausbeute aus dem Leuchtdiodenchip und dem Halbleiterbauteil heraus ist erzielbar, verbunden mit einer Effizienzsteigerung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil einen oder mehrere Leuchtstoffkörper. Der zumindest eine Leuchtstoffkörper befindet sich an einer der Montageseite abgewandten Chipoberseite des Leuchtdiodenchips, insbesondere ausschließlich an der Chipoberseite. Der Leuchtstoffkörper beinhaltet einen oder mehrere Leuchtstoffe zur teilweisen oder vollständigen Umwandlung der in dem Leuchtdiodenchip erzeugten Strahlung in eine Strahlung einer größeren Wellenlänge. Beispielsweise wird blaues Licht teilweise in gelbes Licht umgewandelt, so dass von dem Halbleiterbauteil insgesamt weißes Licht abgestrahlt wird.
Der Leuchtstoffkörper kann anorganische Leuchtstoffe wie YAG:Ce enthalten oder auch organische Leuchtstoffe oder Quantenpunkte. Weiterhin ist es möglich, dass der Leuchtstoffkörper epitaktisch gewachsen ist und absorbierende Schichten enthält, die über Fotolumineszenz die langwelligere Strahlung erzeugen. Sind insbesondere keramische Leuchtstoffe vorhanden, so können diese direkt miteinander verbacken sein und einen keramischen Leuchtstoffkörper bilden oder auch in ein Matrixmaterial aus einem Kunststoff, einem Glas oder einer Keramik eingebettet sein. Der Leuchtstoffkörper kann eine Leuchtstoffschicht oder mehrere Leuchtstoffschichten umfassen oder hieraus bestehen oder zusätzlich eine Leuchtstoffträgerschicht, etwa eine Platte beispielsweise aus Glas, Kunststoff oder Saphir, aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind Seitenflächen des Leuchtstoffkörpers direkt von der Füllung bedeckt. Die Seitenflächen sind bevorzugt senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur Montageseite orientiert und stellen Stirnseiten des Leuchtstoffkörpers dar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leuchtstoffkörper von dem Reflektor beabstandet. Das heißt, der Leuchtstoffkörper und der Reflektor berühren sich nicht. Insbesondere sind der Reflektor und der Leuchtstoffkörper durch die Füllung voneinander separiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt der Leuchtstoffkörper in Richtung weg von der Montageseite bündig mit der Füllung ab. Der Leuchtstoffkörper und die Füllung können zusammen eine Oberfläche ausbilden, die eben ist und die parallel zur Montageseite orientiert sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine der Montageseite abgewandte Oberseite des Leuchtstoffkörpers frei von der Füllung und alternativ oder zusätzlich frei von dem Reflektor. Das heißt, die Füllung und/oder der Reflektor können auf einen Bereich lateral neben dem Leuchtstoffkörper beschränkt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antibenetzungsschicht elektrisch von den Kontaktstellen getrennt. Es ist möglich, dass die Antibenetzungsschicht auch von der Halbleiterschichtenfolge elektrisch getrennt ist. Damit kann die Antibenetzungsschicht von allen elektrisch funktionalisierten Komponenten des Leuchtdiodenchips sowie des Halbleiterbauteils elektrisch isoliert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antibenetzungsschicht durch eine oder durch mehrere Metallschichten gebildet oder besteht aus einer oder aus mehreren Metallschichten. Insbesondere umfasst die Antibenetzungsschicht eines oder mehrere der folgenden Metalle oder besteht aus einem oder mehrerer dieser Metalle: Gold, Kupfer, Nickel, Palladium, Zinn. Bevorzugt handelt es sich bei der Antibenetzungsschicht um eine Goldschicht oder um eine vergleichsweise dicke Kupferschicht, die mit einer dünneren Goldschicht versehen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antibenetzungsschicht dünn gestaltet. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Antibenetzungsschicht an Chipseitenflächen des Leuchtdiodenchips eine Dicke von mindestens von 20 nm oder 50 nm aufweist. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dicke der Antibenetzungsschicht an den Chipseitenflächen bei höchstens 5 µm oder 1 µm oder 500 nm oder 200 nm oder 100 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antibenetzungsschicht ein Teil eines Spiegels oder eines Spiegelsystems für die zu erzeugende Strahlung in dem Leuchtdiodenchip. Beispielsweise ist die Antibenetzungsschicht eine metallische Spiegelschicht, die zu den Chipseitenflächen herausgeführt oder weiter geführt ist. In diesem Fall ist die Antibenetzungsschicht bevorzugt frei von Silber, insbesondere an der lateral seitlich freiliegenden Stelle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antibenetzungsschicht beabstandet von der Halbleiterschichtenfolge. Das heißt, die Antibenetzungsschicht und die Halbleiterschichtenfolge berühren sich nicht. Alternativ ist es möglich, dass die Antibenetzungsschicht und die Halbleiterschichtenfolge in direktem Kontakt miteinander stehen, innerhalb des Leuchtdiodenchips und/oder an den Chipseitenflächen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Reflektor durch einen Vergusskörper gebildet. Dabei setzt sich der Reflektor bevorzugt aus einem Matrixmaterial und darin eingebetteten Partikeln zusammen. Das Matrixmaterial kann für die in dem Leuchtdiodenchip zu erzeugende Strahlung durchlässig, insbesondere klarsichtig sein. Bei den Partikeln handelt es sich um lichtstreuende oder reflektierende Partikel. Insbesondere in diesem Fall kann der Reflektor diffus reflektierend für die zu erzeugende Strahlung wirken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt der Reflektor bündig mit den Kontaktstellen ab, in Richtung senkrecht zur Montageseite. Das heißt, die Montageseite kann sich durchgehend in einer gemeinsamen Ebene über den Vergusskörper und den Trägerkörper sowie optional die elektrischen Kontaktstellen hinweg erstrecken. Dies gilt insbesondere mit einer Toleranz in Richtung senkrecht zur Montageseite von höchstens 10 µm oder 5 µm oder 2 µm oder 0,5 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Füllung aus einem Phenyl-Silikon gebildet. Die Füllung weist bevorzugt einen vergleichsweise hohen Brechungsindex für die zu erzeugende Strahlung auf, beispielsweise einen Brechungsindex von mindestens 1,46 oder 1,5, bezogen auf Raumtemperatur und eine Wellenlänge maximaler Intensität der zu erzeugenden Strahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Matrixmaterial aus einem Methyl-Silikon gebildet oder umfasst ein solches. Das Matrixmaterial kann einen vergleichsweise niedrigen Brechungsindex für die zu erzeugende Strahlung aufweisen. Insbesondere ist der Brechungsindex des Matrixmaterials um mindestens 0,05 oder 0,1 niedriger als der Brechungsindex der Füllung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Reflektor durch eine Spiegelschicht gebildet. Die Spiegelschicht kann eine Metallschicht oder eine dielektrische Schichtenfolge sein. Die Spiegelschicht reflektiert bevorzugt spekular, sodass ein Einfallswinkel der zu reflektierenden Strahlung gleich einem Ausfallswinkel ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Spiegelschicht eine geringe Dicke auf. Insbesondere liegt die Dicke der Spiegelschicht bei mindestens 50 nm oder 100 nm oder 150 nm. Alternativ oder zusätzlich weist die Spiegelschicht eine Dicke von höchstens 3 µm oder 2 µm oder 1 µm oder 0,5 µm auf. Im Vergleich zu einem Reflektor, der durch einen Vergusskörper gebildet ist, ist die Spiegelschicht damit sehr dünn.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Chipseitenflächen des Leuchtdiodenchips durch den Trägerkörper gebildet, zumindest an der Montageseite. Dabei ist der Trägerkörper bevorzugt ein Gusskörper, etwa aus einem Epoxid. Der Gusskörper und/oder der Trägerkörper können für die zu erzeugende Strahlung absorbierend wirken und beispielsweise dunkel, etwa grau oder schwarz, gestaltet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Füllung von dem Gusskörper und/oder dem Trägerkörper beabstandet. Dies wird insbesondere durch die Antibenetzungsschicht erreicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Chipseitenflächen im Bereich des Trägerkörpers und/oder des Gusskörpers direkt und bevorzugt vollständig von dem Reflektor bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Reflektor elektrisch von den elektrischen Kontaktstellen und/oder der Halbleiterschichtenfolge separiert. Damit lassen sich, insbesondere im Falle eines elektrisch leitenden Reflektors, speziell gebildet durch die Spiegelschicht, Kurzschlüsse unterbinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Füllung und/oder der Reflektor an einer der Montageseite abgewandten Seite teilweise oder vollständig von einem Lichtauskoppelkörper wie einer Linse und/oder einer Platte überdeckt. Die Linse und/oder die Platte sind zum Beispiel aus einem Glas oder aus einem Kunststoff wie einem Silikon, einem Epoxid oder einem Acryl. Eine solche Platte, insbesondere Glasplatte, kann eine tragende Komponente des Halbleiterbauteils darstellen. Die Linse ist bevorzugt als Sammellinse ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein mittlerer Winkel der Grenzfläche zu einer Hauptabstrahlrichtung des Leuchtdiodenchips bei mindestens 30° oder 40° oder 50°. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser mittlere Winkel bei höchstens 75° oder 70° oder 65°, insbesondere bei ungefähr 60°. Bevorzugt gilt dabei für jeden Teilabschnitt der Grenzfläche, dass ein Winkel des betreffenden Teilabschnitts zur Hauptabstrahlrichtung bei mindestens 25° oder 35° und/oder bei höchstens 80° oder 70° liegt. Das heißt, die Grenzfläche weist dann keine Teilabschnitte auf, die näherungsweise parallel oder senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung ausgerichtet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Füllung in Richtung senkrecht zur Montageseite eine Ausdehnung von mindestens 1 µm oder 2 µm oder 5 µm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Ausdehnung bei höchstens 100 µm oder 50 µm oder 20 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Füllung in Richtung senkrecht zur Montageseite über mindestens 0,5 % oder 2 % oder 10 % einer Gesamtdicke des Leuchtdiodenchips hinweg. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Wert bei höchstens 50 % oder 40 % oder 25 %. Dabei befindet sich die Füllung bevorzugt ausschließlich an einem Bereich, der der Montageseite am fernsten ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Ausdehnung der Füllung entlang der lateralen Richtung bei mindestens 2 µm oder 10 µm und/oder bei höchstens 200 µm oder 100 µm oder 40 µm oder 20 µm. Alternativ oder zusätzlich gilt, dass die Füllung entlang der lateralen Richtung eine Ausdehnung von höchstens 50 % oder 25 % oder 15 % oder 10 % oder 5 % einer Gesamtbreite des Leuchtdiodenchips beträgt. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Ausdehnung bei mindestens 0,1 % oder 0,5 % oder 1 %. Das heißt, entlang der lateralen Richtung nimmt die Füllung nur einen vergleichsweise kleinen Anteil ein, bezogen auf eine Gesamtbreite des Leuchtdiodenchips und damit auch auf eine Gesamtbreite des Halbleiterbauteils.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben, angegeben. Merkmale des optoelektronischen Halbleiterbauteils sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform werden mit dem Verfahren ein oder mehrere optoelektronische Halbleiterbauteile hergestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

A) Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips zur Erzeugung von Strahlung, wobei der Leuchtdiodenchip eine Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung der Strahlung, elektrische Kontaktstellen an einer Montageseite, einen Trägerkörper und eine Antibenetzungsschicht umfasst,
B) Erzeugen entweder einer Füllung, die für die zu erzeugende Strahlung durchlässig ist, oder eines Reflektors für die zu erzeugende Strahlung, wobei die Antibenetzungsschicht für ein Material des Reflektors oder der Füllung abweisend wirkt, und
C) Erzeugen des Reflektors oder der Füllung, abhängig davon, welche Komponente im Schritt B) noch nicht erzeugt wurde, wobei
- - die Antibenetzungsschicht im Schritt B) seitlich an dem Leuchtdiodenchip frei liegt und sich zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Trägerkörper und/oder in lateraler Richtung neben der Halbleiterschichtenfolge befindet, sodass die Antibenetzungsschicht eine Begrenzungslinie für ein Material der Füllung oder des Reflektors darstellt, und
- - die Füllung und der Reflektor direkt aneinanderstoßend gefertigt werden und sich die Füllung in Richtung weg von der Montageseite verbreitert, sodass insbesondere an einer Grenzfläche zwischen der Füllung und dem Reflektor eine Reflexion der Strahlung in Richtung weg von dem Trägerkörper erfolgt.

Optional kann die Antibenetzungsschicht zwischen den Schritten B) und C) entfernt werden, beispielsweise mittels Ätzen. Bevorzugt jedoch bleibt die Antibenetzungsschicht erhalten, sodass die Antibenetzungsschicht im fertigen Halbleiterbauteil noch vorhanden ist.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, viel mehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:

1A und 4A schematische Schnittdarstellungen von Leuchtdiodenchips für hier beschriebene Halbleiterbauteile,
1B und 4B schematische Seitenansichten von Leuchtdiodenchips für hier beschriebene Halbleiterbauteile,
2, 3 und 5 bis 10 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen, und
11 und 12 schematische Schnittdarstellungen von Abwandlungen von Halbleiterbauteilen.

In 1 ist ein Leuchtdiodenchip 2 für Ausführungsbeispiele von optoelektronischen Hableiterbauteilen 1 illustriert, siehe die Schnittdarstellung in 1A sowie die Seitenansicht in 1B.
Der Leuchtdiodenchip 2 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 21 mit einer nicht dargestellten aktiven Zone zur Strahlungserzeugung. Die Halbleiterschichtenfolge 21 befindet sich an einem Trägerkörper 22, bei dem es sich bevorzugt um einen Gusskörper 28 handelt. Der Trägerkörper 22 ist beispielsweise aus einem schwarzen Epoxid. In den Trägerkörper 22 und an der Halbleiterschichtenfolge 21 befinden sich elektrische Kontaktstellen 23, 24 zur externen elektrischen und mechanischen Montage des Halbleiterbauteils 1. Eine Montageseite 26 ist durch die Kontaktstellen 23, 24 zusammen mit dem Gusskörper 28 gebildet. An der Montageseite 26 sind Chipseitenflächen 27 ebenso durch den Gusskörper 28 realisiert.
Die Halbleiterschichtenfolge 21 reicht nicht bis an die Chipseitenflächen 27 heran. In einer lateralen Richtung L, in Richtung parallel zu einer Hauptausdehnungsrichtung der Halbleiterschichtenfolge 21 und in Richtung parallel zur Montageseite 26, befindet sich zwischen den Chipseitenflächen 27 und der Halbleiterschichtenfolge 21 eine Antibenetzungsschicht 5. Die Antibenetzungsschicht 5 ist beispielsweise eine metallische Schicht oder eine metallische Schichtenfolge mit einer vergleichsweise geringen Dicke.
Die Antibenetzungsschicht 5 kann direkt an den Gusskörper 28 grenzen, in Richtung hin zur Montageseite 26. Die Antibenetzungsschicht 5 und die Halbleiterschichtenfolge 21 befinden sich damit in einer gemeinsamen Ebene. An den Chipseitenflächen 27 ist ringsum eine durchgehende Bahn durch die Antibenetzungsschicht 5 gebildet, die den Gusskörper 28 in Richtung weg von der Montageseite 26 begrenzt, siehe insbesondere 1B.
Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 21 können in Seitenansicht gesehen von dem Gusskörper 28 zusammen mit der Antibenetzungsschicht 5 vollständig bedeckt sein. Es ist möglich, dass die Halbleiterschichtenfolge 21 entlang der lateralen Richtung L bündig oder näherungsweise bündig mit den Kontaktstellen 23, 24 abschließt.
Beispielsweise ist der Leuchtdiodenchip 2 gestaltet, wie in der Druckschrift WO 2017/017209 A1 angegeben, siehe insbesondere Figur 5C und die zugehörige Beschreibung. Insbesondere ist die Antibenetzungsschicht durch die Schicht mit dem Bezugszeichen 30 in 5C dieser Druckschrift realisiert. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift, insbesondere hinsichtlich Figur 5C, wird durch Rückbezug mit aufgenommen.
Ebenso ist es möglich, dass der Leuchtdiodenchip gestaltet ist, wie in der Druckschrift WO 2016/113032 A1 angegeben, siehe insbesondere 1 und die zugehörige Beschreibung. Die Antibenetzungsschicht kann durch die Schicht mit dem Bezugszeichen 6 in 1 dieser Druckschrift gebildet werden, wobei diese Schicht bevorzugt bis an die Seitenflächen herausgezogen wird. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift, insbesondere mit Blick auf 1 und die zugehörige Beschreibung, wird durch Rückbezug mit aufgenommen.
Entlang der Hauptabstrahlrichtung M, senkrecht zur Montageseite 26, ist dem Leuchtdiodenchip 2 bevorzugt ganzflächig ein Leuchtstoffkörper 6 nachgeordnet. Das heißt, der Leuchtstoffkörper 6 bedeckt eine Chipoberseite 20 vollständig. Eine Oberseite 60 des Leuchtstoffkörpers 6 ist der Montageseite 26 abgewandt. Seitenflächen 63 des Leuchtstoffkörpers 6 sind näherungsweise senkrecht zur Montageseite 26 ausgerichtet.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 illustriert, bei dem der Leuchtdiodenchip 2 aus 1 verwendet wird. Zusätzlich zu dem Leuchtdiodenchip 2 sowie zu dem Leuchtstoffkörper 6 umfasst das Halbleiterbauteil 1 eine lichtdurchlässige Füllung 3 sowie einen Reflektor 4. Optional ist eine Linse 71 vorhanden.
Die Füllung 3 ist im Querschnitt gesehen als Kehle geformt. Weiterhin schließt die Füllung 3 in Richtung weg von der Montageseite 26 bündig mit der Oberseite 60 des Leuchtstoffkörpers 6 ab und bildet mit dieser Oberseite 60 eine gemeinsame Ebene aus. In Richtung hin zur Montageseite 26 reicht die Füllung 3 bis an die Antibenetzungsschicht 5. Damit ist eine Ausdehnung der Füllung 3 entlang der Hauptabstrahlrichtung M durch die Antibenetzungsschicht 5 definiert. Eine Grenzfläche 34 zwischen der Füllung 3 und dem Reflektor 4 ist konkav geformt. Durch den weiß erscheinenden Reflektor 4 erfolgt an der Grenzfläche 34 eine diffuse Reflexion des in der Halbleiterschichtenfolge 21 erzeugten und durch den Leuchtstoffkörper 6 geführten Lichts. Das heißt, die Füllung 3 ist auf die Seitenflächen 63 des Leuchtstoffkörpers 6 beschränkt. Damit gelangt keine Strahlung zu dem absorbierenden Gusskörper 28, wodurch eine Lichtauskoppeleffizienz erhöht ist.
Der Reflektor 4 ist durch einen Vergusskörper gebildet. Dabei sind lichtstrahlende Partikel 42, beispielsweise aus Titandioxid, in ein Matrixmaterial 41, beispielsweise aus einem Silikon wie einem Methyl-Silikon, eingebettet. Das Matrixmaterial 41 kann einen kleineren Brechungsindex aufweisen als das Material für die Füllung 3, das beispielsweise ein Silikon wie ein Phenyl-Silikon ist.
Anstelle der Linse 71 ist beim Ausführungsbeispiel der 3 eine Glasplatte 72 vorhanden. Die Glasplatte 72 bedeckt den Reflektor 4, die Füllung 3 sowie den Leuchtstoffkörper 6 vollständig. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel der 3 dem der 2.
In den 4A und 4B ist ein weiterer Leuchtdiodenchip 2 für hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauteile 1 illustriert. Anders als gemäß 1 erstreckt sich die Halbleiterschichtenfolge 21 bis an die Chipseitenflächen 27. Dabei kann an den Chipseitenflächen 27 die Halbleiterschichtenfolge 21 von einer nicht gezeichneten Passivierungsschicht bedeckt sein.
An den Chipseitenflächen 27 ist zwischen der Halbleiterschichtenfolge 21 und dem Gusskörper 28 die Antibenetzungsschicht 5 ringsum aufgebracht. Entlang der lateralen Richtung L kann die Antibenetzungsschicht 5 bis an die Kontaktstellen 23, 24 reichen oder, bevorzugt, von diesen separiert sein, so dass die Antibenetzungsschicht 5, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich, elektrisch von der Halbleiterschichtenfolge und/oder den Kontaktstellen 23, 24 isoliert ist. Damit bilden die Halbleiterschichtenfolge 21 sowie die Antibenetzungsschicht 5 einen durchgehenden Rahmen an den Chipseitenflächen 27 rings um den Leuchtdiodenchip 2 herum, siehe 4B.
Im Übrigen entspricht der Leuchtdiodenchip 2 sowie der Leuchtstoffkörper 6 der 4 dem der 1.
In den 5 und 6 sind Ausführungsbeispiele des Halbleiterbauteils 1 gezeigt, analog zu den 2 und 3. Da die Halbleiterschichtenfolge 21 bis an die Chipseitenflächen 27 reicht, erstreckt sich die Füllung 3 an den Chipseitenflächen 27 über die Halbleiterschichtenfolge 21 hinweg und entsprechend über die Seitenflächen 63 des Leuchtstoffkörpers 6 hinweg. Eine Ausdehnung der Füllung 3 entlang der Hauptabstrahlrichtung M ist damit größer als in den 2 und 3.
Im Übrigen entsprechen die Ausführungsbeispiele der 5 und 6 dem der 2 und 3, mit dem Unterschied, dass nicht der Halbleiterchip gemäß 1, sondern der Halbleiterchip gemäß 4 verbaut ist.
Beim Ausführungsbeispiel der 7 ist die Füllung nicht konkav, sondern konvex geformt. Entsprechendes kann in gleicher Weise für alle anderen Ausführungsbeispiele gelten.
Die Antibenetzungsschicht 5 ist im Querschnitt gesehen L-förmig gestaltet. Damit bedeckt die Antibenetzungsschicht 5 Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 21 vollständig. Insgesamt weist die Antibenetzungsschicht 5 eine gleichbleibende, konstante Dicke auf.
Anders als in den bisherigen Ausführungsbeispielen stehen die elektrischen Kontaktflächen 23, 24 über die Montageseite 26 und somit über den Trägerkörper 22 und auch den Reflektor 4 über. Entsprechendes kann in allen anderen Ausführungsbeispielen gelten.
Der Reflektor 4 ist durch eine Spiegelschicht 43, insbesondere eine metallische Schicht, gebildet. Die Spiegelschicht 43 erstreckt sich bevorzugt in gleichbleibender Dicke über die Füllung 3 hinweg. Abweichend von der Darstellung in 7 ist es möglich, dass die Spiegelschicht 43 auch die nicht von der Füllung 3 bedeckten Bereiche der Chipseitenflächen 27 sowie die nicht mit der Füllung 3 oder dem Leuchtstoffkörper 6 in Kontakt stehenden Bereiche der Glasplatte 72 bedeckt, bevorzugt mit einer jeweils gleichbleibenden Schichtdicke.
Optional umfasst der Reflektor 4 einen Klarverguss 44. Der Klarverguss 44 zusammen mit der Spiegelschicht 43 kann geometrisch geformt sein, wie der Reflektor der 2 oder 3.
Anstelle der in den übrigen Figuren dargestellten Reflektoren 4 in Form eines Vergusskörpers können auch jeweils solche Reflektoren 4 mit einer Spiegelschicht 43 verwendet werden.
Beim Ausführungsbeispiel der 8 ist die Füllung 3 im Querschnitt gesehen dreieckig geformt. Dies kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen der Fall sein. Ein mittlerer Winkel A zwischen der Grenzfläche 43 und der Hauptabstrahlrichtung M liegt bevorzugt bei ungefähr 60°.
Beim Ausführungsbeispiel der 8 ist kein Leuchtstoffkörper vorhanden. An der Chipoberseite 20 ist eine Aufrauung zur Verbesserung einer Lichtauskoppeleffizienz angebracht. Die Aufrauung und somit die Chipoberseite 20 stehen in direktem Kontakt zu der optional vorhandenen Linse 71. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich, kann die Linse 71 auf die Füllung 3 beschränkt sein.
Eine der Montageseite 26 zugewandte Seite der Halbleiterschichtenfolge 21 ist eben gestaltet. Auf dieser Seite ist die Antibenetzungsschicht 5 ringförmig rings um die Chipseitenflächen 27 herum angebracht.
Im Ausführungsbeispiel der 9 ist illustriert, dass der Leuchtstoffkörper 6 epitaktisch gewachsen ist und in der Halbleiterschichtenfolge 21 monolithisch integriert sein kann. Daher sind in 9 die Halbleiterschichtenfolge 21 mit der nicht eigens dargestellten, elektrolumineszierenden aktiven Zone und der fotolumineszierende Leuchtstoffkörper 6 lediglich durch eine Strich-Linie zeichnerisch unterteilt.
Ferner ist eine Trägeroberseite des Trägerkörpers 22, die sich näher an der Chipoberseite 20 befindet, eben gestaltet. Die Chipoberseite 20 stellt in diesem Fall gleichzeitig die Oberseite 60 des Leuchtstoffkörpers 6 dar. Die Antibenetzungsschicht 5 ist auf die Trägeroberseite aufgebracht, ebenso wie die Halbleiterschichtenfolge 21. Eine entsprechende Gestaltung kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen.
Beim Ausführungsbeispiel der 10 ist die Chipoberseite 20 aufgeraut und über diese Aufrauung mit dem Leuchtstoffkörper 6 verbunden. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass sich zwischen dem Leuchtstoffkörper 6 und der Halbleiterschichtenfolge 21 ein nicht dargestelltes Verbindungsmittel wie ein Silikonkleber befindet.
Gemäß 10 sind zudem die Chipseitenflächen 27 vollständig von der Antibenetzungsschicht 5 zusammen mit der Füllung 3 bedeckt. Ausgehend von der Montageseite 26 her reicht die Antibenetzungsschicht 5 bis an die Halbleiterschichtenfolge 21. Eine entsprechende Gestaltung der Antibenetzungsschicht 5 ist auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich.
In den 11 und 12 sind Abwandlungen 10 von Halbleiterbauteilen illustriert. Gemäß 11 ist keine Füllung vorhanden. Dadurch wird das erzeugte Licht länger in der Halbleiterschichtenfolge 21 und dem Leuchtstoffkörper 6 gehalten, so dass größere Absorptionsverluste auftreten.
Demgegenüber umfasst die Abwandlung 10 der 12 zwar die Füllung 3, jedoch keine Antibenetzungsschicht 5. Damit reicht die Füllung 3 vergleichsweise undefiniert bis an den Trägerkörper 22 und dessen Seitenflächen 27 heran. Damit gelangt ein signifikanter Strahlungsanteil zu dem Trägerkörper 22 und kann von diesem absorbiert werden. Hierdurch sinkt eine Effizienz.
Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind voneinander beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Dickenverhältnisse, Längenverhältnisse und Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: optoelektronisches Halbleiterbauteil
2: Leuchtdiodenchip
20: Chipoberseite
21: Halbleiterschichtenfolge
22: Trägerkörper
23: elektrische Kontaktstelle
24: elektrische Kontaktstelle
26: Montageseite
27: Chipseitenfläche
28: Gusskörper
3: strahlungsdurchlässige Füllung
34: Grenzfläche zwischen Füllung und Reflektor
4: Reflektor
41: Matrixmaterial
42: lichtstreuende Partikel
43: Spiegelschicht
44: Klarverguss
5: Antibenetzungsschicht
6: Leuchtstoffkörper
60: Oberseite des Leuchtstoffkörpers
63: Seitenfläche des Leuchtstoffkörpers
71: Linse
72: Glasplatte
10: Abwandlung
A: mittlerer Winkel Grenzfläche - Hauptabstrahlrichtung
L: laterale Richtung
M: Hauptabstrahlrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017/017209 A1 [0056]
WO 2016/113032 A1 [0057]

Claims

Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit - einem Leuchtdiodenchip (2) zur Erzeugung von Strahlung, - einer Füllung (3), die für die zu erzeugende Strahlung durchlässig ist, und - einem Reflektor (4) für die zu erzeugende Strahlung, wobei - der Leuchtdiodenchip (2) eine Halbleiterschichtenfolge (21) zur Erzeugung der Strahlung, elektrische Kontaktstellen (23, 24) an einer Montageseite (26), einen Trägerkörper (22) und eine Antibenetzungsschicht (5) umfasst, - die Antibenetzungsschicht (5) für ein Material des Reflektors (4) und/oder der Füllung (3) abweisend wirkt, - die Antibenetzungsschicht (5) seitlich an dem Leuchtdiodenchip (2) frei liegt und sich zwischen der Halbleiterschichtenfolge (21) und dem Trägerkörper (22) und/oder in lateraler Richtung (L) neben der Halbleiterschichtenfolge (21) befindet, - die Füllung (3) und der Reflektor (4) an der freiliegenden Antibenetzungsschicht (5) aneinanderstoßen und sich die Füllung (3) in Richtung weg von der Montageseite (26) verbreitert, sodass an einer Grenzfläche (34) zwischen der Füllung (3) und dem Reflektor (4) eine Reflexion der Strahlung in Richtung weg von dem Trägerkörper (22) erfolgt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend einen Leuchtstoffkörper (6) an einer der Montageseite (26) abgewandten Chipoberseite (20) des Leuchtdiodenchips (2), wobei Seitenflächen (63) des Leuchtstoffkörpers (6) direkt von der Füllung (3) bedeckt sind und der Leuchtstoffkörper (6) von dem Reflektor (4) beabstandet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Leuchtstoffkörper (6) in Richtung weg von der Montageseite (26) bündig mit der Füllung (3) abschließt, wobei eine der Montageseite (26) abgewandte Oberseite (60) des Leuchtstoffkörpers (6) frei von der Füllung (3) und frei von dem Reflektor (4) ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Antibenetzungsschicht (5) elektrisch von den Kontaktstellen (23, 24) getrennt ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Antibenetzungsschicht (5) durch eine oder mehrere Metallschichten gebildet ist und insgesamt eine Dicke zwischen einschließlich 20 nm und 500 nm aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Antibenetzungsschicht (5) eines oder mehrere der folgenden Metalle umfasst oder aus einem oder mehrerer dieser Metalle besteht: Au, Cu, Ni, Sn, Pd.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Antibenetzungsschicht (5) ein Teil eines Spiegels für die zu erzeugende Strahlung in dem Leuchtdiodenchip (2) ist, wobei die Antibenetzungsschicht (5) beabstandet von der Halbleiterschichtenfolge (21) ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Reflektor (4) durch einen Vergusskörper gebildet ist, der aus einem für die zu erzeugende Strahlung durchlässigen Matrixmaterial (41) und lichtstreuenden Partikeln (42) zusammengesetzt ist, wobei der Reflektor (4) diffus reflektierend wirkt und an der Montageseite (26) bündig mit den Kontaktstellen (23, 24) abschließt, mit einer Toleranz von höchstens 2 µm.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Füllung (3) aus einem Phenyl-Silikon ist und das Matrixmaterial (41) ein Methyl-Silikon umfasst, sodass die Füllung (3) einen größeren Brechungsindex für die zu erzeugende Strahlung aufweist als das Matrixmaterial (41).
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Reflektor (4) durch eine reflektierende Spiegelschicht (43) gebildet ist, die die Füllung (4) an der Grenzfläche (34) vollständig bedeckt, wobei die Spiegelschicht (43) spekular reflektierend ist und eine Dicke von höchstens 2 µm aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Chipseitenflächen (27) des Leuchtdiodenchips (2) zumindest an der Montageseite (26) durch einen Gusskörper (28) gebildet sind, wobei die Füllung (3) von dem Gusskörper (28) beabstandet ist und die Chipseitenflächen (27) im Bereich des Gusskörpers (28) direkt und vollständig mit dem Reflektor (4) bedeckt sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an einer der Montageseite (26) abgewandten Seite die Füllung (3) vollständig und der Reflektor (4) mindestens teilweise von einem Lichtauskoppelkörper (71, 72) überdeckt sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein mittlerer Winkel (A) der Grenzfläche (34) zu einer Hauptabstrahlrichtung (M) des Leuchtdiodenchips (2) zwischen einschließlich 40° und 70° liegt, wobei jeder Teilabschnitt der Grenzfläche (34) einen Winkel zur Hauptabstrahlrichtung (M) zwischen einschließlich 25° und 80° aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Füllung (3) in Richtung senkrecht zur Montageseite (26) eine Ausdehnung zwischen einschließlich 2 µm und 50 µm sowie zwischen einschließlich 2 % und 40 % einer Gesamtdicke des Leuchtdiodenchips (2) aufweist, wobei eine Ausdehnung der Füllung (3) entlang der lateralen Richtung (L) zwischen einschließlich 2 µm und 100 µm sowie zwischen einschließlich 0,5 % und 25 % einer Gesamtbreite des Leuchtdiodenchips (2) liegt.
Verfahren, mit dem ein optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) hergestellt wird, mit den folgenden Schritten in der angegebenen Reihenfolge: A) Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips (2) zur Erzeugung von Strahlung, wobei der Leuchtdiodenchip (2) eine Halbleiterschichtenfolge (21) zur Erzeugung der Strahlung, elektrische Kontaktstellen (23, 24) an einer Montageseite (26), einen Trägerkörper (22) und eine Antibenetzungsschicht (5) umfasst, B) Erzeugen entweder einer Füllung (3), die für die zu erzeugende Strahlung durchlässig ist, oder eines Reflektors (4) für die zu erzeugende Strahlung, wobei die Antibenetzungsschicht (5) für ein Material des Reflektors (4) oder der Füllung (3) abweisend wirkt, und C) Erzeugen des Reflektors (4) oder der Füllung (3), abhängig davon, welche Komponente im Schritt B) noch nicht erzeugt wurde, wobei - die Antibenetzungsschicht (5) im Schritt B) seitlich an dem Leuchtdiodenchip (2) frei liegt und sich zwischen der Halbleiterschichtenfolge (21) und dem Trägerkörper (22) und/oder in lateraler Richtung (L) neben der Halbleiterschichtenfolge (21) befindet, sodass die Antibenetzungsschicht (5) im Schritt B) eine Begrenzungslinie für ein Material der Füllung (3) oder des Reflektors (4) darstellt, und - die Füllung (3) und der Reflektor (4) direkt aneinanderstoßend gefertigt werden und sich die Füllung (3) in Richtung weg von der Montageseite (26) verbreitert, sodass an dem Reflektor (4) eine Reflexion der Strahlung in Richtung weg von dem Trägerkörper (22) erfolgt.