-
Es werden ein optoelektronisches Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben.
-
Das optoelektronische Halbleiterbauelement ist insbesondere zur Erzeugung und/oder Detektion von elektromagnetischer Strahlung, bevorzugt von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht, eingerichtet.
-
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das eine verbesserte Entwärmung und eine verbesserte mechanische Stabilität aufweist.
-
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements mit einer verbesserten Entwärmung und einer verbesserten mechanischen Stabilität anzugeben.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper mit einem ersten Bereich einer ersten Leitfähigkeit, einem zweiten Bereich einer zweiten Leitfähigkeit und einem aktiven Bereich. Bevorzugt unterscheidet sich die erste Leitfähigkeit von der zweiten Leitfähigkeit. Beispielsweise sind der erste Bereich und der zweite Bereich mit einem dotierten Halbleitermaterial gebildet. Der aktive Bereich weist insbesondere einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung oder zur Strahlungsdetektion auf. Bei dem Halbleiterbauelement handelt es sich beispielsweise um eine Photodiode oder eine Lumineszenzdiode, insbesondere eine Leucht- oder eine Laserdiode.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterkörper einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf einer Montageseite. Insbesondere sind der erste Kontakt und der zweite Kontakt jeweils als einfach zusammenhängende Elemente ausgeführt. Vorteilhaft erfolgt die Kontaktierung des Halbleiterkörpers ausschließlich von einer Seite. Die Montageseite des Halbleiterkörpers ist insbesondere zur Montage des Halbleiterkörpers vorgesehen. Bevorzugt liegt die Montageseite des Halbleiterkörpers gegenüber einer zur Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung vorgesehenen Auskoppelseite.
-
Der erste Kontakt ist bevorzugt mit dem ersten Bereich elektrisch leitend verbunden und der zweite Kontakt ist insbesondere mit dem zweiten Bereich elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise durchdringt der erste Kontakt den zweiten Bereich vollständig und ist ferner von dem zweiten Bereich elektrisch isoliert.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen ersten metallischen Kühlkörper und einen zweiten metallischen Kühlkörper. Die Kühlkörper sind zur Abfuhr von Wärme aus dem Halbleiterkörper eingerichtet. Die Kühlkörper sind bevorzugt mit einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet, die eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweist.
-
Bevorzugt tragen die Kühlkörper weiterhin zur mechanischen Stabilität der Bauteile bei. Beispielsweise sind die Kühlkörper mehrlagig ausgebildet. Insbesondere umfassen die Kühlkörper eine oder mehrere Saatschichten aus einem Verfahren zu ihrer Abscheidung.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement eine Dünnfilmisolationsschicht. Die Dünnfilmisolationsschicht ist bevorzugt mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet, das eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweist. Bevorzugt ist die Dünnfilmisolationsschicht mit einem mittels Sputtern oder CVD abscheidbarem Dielektrikum gebildet, beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Tantaloxid. Die Dünnfilmisolationsschicht ist insbesondere mehrlagig ausgeführt, wobei unterschiedliche Lagen mit unterschiedlichen Materialien gebildet sein können.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper auf der Montageseite des Halbleiterkörpers angeordnet. Die Anordnung der Kühlkörper auf der Montageseite ermöglicht eine ungestörte Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus der der Montageseite gegenüberliegenden Auskoppelseite des Halbleiterkörpers.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements kontaktiert der erste Kühlkörper den ersten Bereich elektrisch. Der erste Kühlkörper weist einen thermischen und einen elektrischen Kontakt zu dem ersten Bereich auf. Folglich kann vorteilhaft auf einen zusätzlichen elektrischen Anschlusskörper verzichtet werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements isoliert die Dünnfilmisolationsschicht den ersten Kühlkörper von dem zweiten Kühlkörper elektrisch. Mittels der Dünnfilmisolationsschicht wird so beispielsweise ein Kurzschluss zwischen den Kühlkörpern vermieden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements steht die Dünnfilmisolationsschicht in direktem Kontakt zu dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper. Insbesondere stehen die Kühlkörper formschlüssig in Kontakt mit der Dünnfilmisolationsschicht. Vorteilhaft nimmt die Dünnfilmisolationsschicht so einen besonders kleinen Raum ein und ermöglicht eine hohe Flächenbelegung der Kühlkörper.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement
- - einen Halbleiterkörper mit einem ersten Bereich einer ersten Leitfähigkeit, einem zweiten Bereich einer zweiten Leitfähigkeit und einem aktiven Bereich,
- - einen ersten metallischen Kühlkörper und einen zweiten metallischen Kühlkörper, und
- - eine Dünnfilmisolationsschicht, wobei
- - der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper auf einer Montageseite des Halbleiterkörpers angeordnet sind,
- - der erste Kühlkörper den ersten Bereich elektrisch kontaktiert,
- - die Dünnfilmisolationsschicht den ersten Kühlkörper von dem zweiten Kühlkörper elektrisch isoliert, und
- - die Dünnfilmisolationsschicht in direktem Kontakt zu dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper steht.
-
Einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelement liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zu Grunde: Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit einer größeren optischen Ausgangsleistung ist eine verbesserte Entwärmung vorteilhaft zur Vermeidung von Schäden. Die Entwärmung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen erfolgt bevorzugt über eine Montageseite eines Halbleiterkörpers und den daran angeordneten elektrischen Kontakten. Dabei ist eine möglichst hohe Flächenbelegung der Montageseite mit metallischen Kühlkörpern vorteilhaft zur Entwärmung. Bedingt durch Einschränkungen in herkömmlichen Herstellungsverfahren ist eine hohe Flächenbelegung nur schwer zu erreichen, da ein großer Teil der Fläche zur elektrischen Isolation der Kühlkörper voneinander nötig sein kann.
-
Das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauelement macht unter anderem von der Idee Gebrauch, einen ersten metallischen Kühlkörper auf einer Montageseite eines Halbleiterkörpers neben einem zweiten metallischen Kühlkörper anzuordnen, wobei die Kühlkörper durch eine Dünnfilmisolationsschicht elektrisch voneinander isoliert sind. So entsteht eine besonders hohe Flächenbelegung der Montageseite des Halbleiterkörpers mit den Kühlkörpern, da die Dünnfilmisolationsschicht nur sehr wenig Fläche auf der Montageseite benötigt und einen Abfluss der Wärme aus dem Halbleiterkörper somit nicht wesentlich beeinträchtigt. Zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements mit einer Dünnfilmisolationsschicht wird ferner ein Verfahren angegeben, das eine sequentielle Abscheidung der ersten und zweiten Kühlkörper nacheinander nutzt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die Dünnfilmisolationsschicht eine Dicke von höchstens 1 µm, bevorzugt von höchstens 0,3 µm und besonders bevorzugt von höchstens 100 nm auf. Bevorzugt weist die Dünnfilmisolationsschicht eine ausreichend große Dicke auf, um eine genügend hohe elektrische Durchschlagfestigkeit zu gewährleisten, um den ersten Kühlkörper elektrisch von dem zweiten Kühlkörper zu isolieren beim Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements. Die Dicke der Dünnfilmisolationsschicht ist hier und im Folgenden zu verstehen als ihre Ausdehnung senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsrichtung. Eine geringe Dicke der Dünnfilmisolationsschicht ermöglicht eine vorteilhaft hohe Flächenbelegung der Montageseite des Halbleiterkörpers mit dem ersten und zweiten metallischen Kühlkörper.
-
Insbesondere weist die Dünnfilmisolationsschicht ein Aspektverhältnis von mindestens 1/10, bevorzugt von mindestens 1/50 und besonders bevorzugt von mindestens 1/100 auf. Als Aspektverhältnis ist hier und im Folgenden ein Verhältnis der Dicke eines Elements zu seiner Höhe zu verstehen. Mit anderen Worten, eine Erstreckung der Dünnfilmisolationsschicht entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung ist mindestens 10-mal größer als ihre Dicke.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements beträgt ein erster Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweitem Kühlkörper höchstens 1 µm, bevorzugt höchstens 0,3 µm und besonders bevorzugt höchstens 100 nm. Ein geringer Abstand der Kühlkörper zueinander ermöglicht eine vorteilhaft hohe Flächenbelegung der Montageseite des Halbleiterkörpers mit dem metallischen Material des ersten und zweiten Kühlkörpers. So ist eine vorteilhaft effiziente Entwärmung des Halbleiterkörpers erzielbar. Insbesondere entspricht der Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweitem Kühlkörper einer Dicke der Dünnfilmisolationsschicht.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind auf dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper Metallpads angeordnet. Die Metallpads sind insbesondere für eine Lötmontage des optoelektronischen Halbleiterbauelements geeignet. Bevorzugt sind die Metallpads mit Gold oder einer Gold enthaltenden Legierung oder Schichtenfolge gebildet. Beispielsweise sine die Metallpads aus einem Verbund aus mehreren Schichten gebildet, wobei Schichten aus unterschiedlichen Materialien enthalten sind.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements beträgt ein zweiter Abstand zwischen den Metallpads mindestens 180 um. Ein Abstand von mindestens 180 µm vermeidet beispielsweise einen Kurzschluss bei einer Lötmontage des Halbleiterbauelements. Insbesondere ist der zweite Abstand größer als der erste Abstand.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weisen der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper eine Höhe zwischen 20 µm und 500 µm, bevorzugt zwischen 100 µm und 150 µm, auf. Die Höhe der Kühlkörper ist hier und im Folgenden als eine Ausdehnung in einer Richtung quer zur Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers zu verstehen. Derart ausgestaltete Kühlkörper weisen eine vorteilhaft ausreichende thermische Leitfähigkeit auf, um den Halbleiterkörper effizient zu entwärmen. Insbesondere dienen die Kühlkörper zur mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements. Vorteilhaft kann so auf weitere mechanisch tragende Bauelemente verzichtet werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weisen der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper Vorsprünge auf, die sich zumindest teilweise in den jeweils gegenüberliegenden Kühlkörper erstrecken. Mit anderen Worten, der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper sind in einer Draufsicht kammartig ineinander verzahnt. Durch eine kammartige Verzahnung weisen die Kühlkörper eine vorteilhaft erhöhte mechanische Stabilität auf. Trotz der kammartigen Verzahnung bleibt der erste Kühlkörper elektrisch von dem zweiten Kühlkörper isoliert. Der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper stehen bevorzugt nicht in unmittelbarem Kontakt zueinander und weisen an jeder Stelle einen Abstand zueinander. Insbesondere weist der erste Kühlkörper einen Abstand von dem zweiten Kühlkörper auf, der der Dicke der Dünnfilmisolationsschicht entspricht.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements kontaktiert der zweite Kühlkörper den zweiten Bereich elektrisch. Vorteilhaft kann so auf einen zusätzlichen elektrischen Kontakt für den zweiten Bereich verzichtet werden. Der zweite Kühlkörper stellt insbesondere einen thermischen und einen elektrischen Kontakt zu dem zweiten Bereich her.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements erstreckt sich durch den zweiten Kühlkörper eine Durchkontaktierung, die den zweiten Bereich kontaktiert. Bevorzugt ist die Durchkontaktierung mit dem metallischen Material des ersten Kühlkörpers gebildet. Insbesondere weist die Durchkontaktierung eine geringere laterale Ausdehnung als der erste Kühlkörper auf. Bevorzugt durchdringt die Durchkontaktierung den zweiten Kühlkörper vollständig.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Durchkontaktierung gegenüber dem zweiten Kühlkörper elektrisch isoliert. Vorteilhaft ist der zweite Kühlkörper somit potentialfrei. So kann eine besonders effektive elektrische Isolation zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper erfolgen. Der zweite Kühlkörper ist insbesondere thermisch mit dem Halbleiterkörper kontaktiert.
-
Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben. Das optoelektronische Bauelement kann insbesondere mittels eines hier beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, sämtliche im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements offenbarten Merkmale sind auch für das optoelektronische Halbleiterbauelement offenbart und umgekehrt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines Halbleiterkörpers aufweisend einen ersten Bereich einer ersten Leitfähigkeit, einen zweiten Bereich einer zweiten Leitfähigkeit und einen aktiven Bereich, wobei der Halbleiterkörper auf einer Montageseite einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt aufweist. Bevorzugt dient der erste Kontakt zum elektrischen Anschluss des ersten Bereichs. Der zweite Kontakt dient bevorzugt zum elektrischen Anschluss des zweiten Bereichs.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Abscheiden eines ersten Kühlkörpers auf der Montageseite des Halbleiterkörpers, wobei der erste Kühlkörper den ersten Bereich elektrisch anschließt. Beispielsweise werden der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper galvanisch abgeschieden. Mittels einer galvanischen Abscheidung können die Kühlkörper mit besonders hohen Abscheideraten und besonders großen Abscheidedicken abgeschieden werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Abscheiden einer Dünnfilmisolationsschicht auf der Montageseite, wobei die Dünnfilmisolationsschicht zumindest eine dem zweiten Kontakt zugewandte Seitenfläche des ersten Kühlkörpers bedeckt. So kann ein Kurzschluss zwischen dem ersten Kühlkörper und einem nachfolgend auf dem zweiten Kontakt angeordneten zweiten Kühlkörper vermieden werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Abscheiden eines zweiten Kühlkörpers auf der Montageseite des Halbleiterkörpers. Der zweite Kühlkörper ist bevorzugt mit einem galvanischen Verfahren abgeschieden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- A) Bereitstellen eines Halbleiterkörpers aufweisend einen ersten Bereich einer ersten Leitfähigkeit, einen zweiten Bereich einer zweiten Leitfähigkeit und einen aktiven Bereich, wobei der Halbleiterkörper auf einer Montageseite einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt aufweist,
- B) Abscheiden eines ersten Kühlkörpers auf der Montageseite des Halbleiterkörpers, wobei der erste Kühlkörper den ersten Bereich elektrisch anschließt,
- C) Abscheiden einer Dünnfilmisolationsschicht auf der Montageseite, wobei die Dünnfilmisolationsschicht zumindest eine dem zweiten Kontakt zugewandte Seitenfläche des ersten Kühlkörpers bedeckt, und
- D) Abscheiden eines zweiten Kühlkörpers auf der Montageseite des Halbleiterkörpers.
-
Bevorzugt werden die Verfahrensschritte in ihrer alphabetischen Reihenfolge ausgeführt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Abscheiden des ersten Kühlkörpers eine elektrisch leitfähige erste Saatschicht auf die Montageseite des Halbleiterkörpers aufgebracht. Die erste Saatschicht ist beispielsweise mittels Sputtern oder CVD-Verfahren abgeschieden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper in einer elektrisch isolierenden Formmasse eingebettet. Das Einbetten der Kühlkörper erfolgt beispielsweise in einem Mold-Verfahren. Die isolierende Formmasse ist beispielsweise mit einem Polymer, insbesondere einem Epoxyd gebildet. Durch die isolierende Formmasse werden der erste Kühlkörper und der zweite Kühlkörper insbesondere vor schädlichen äußeren Umwelteinflüssen geschützt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Kühlkörper nach dem Abscheiden der Dünnfilmisolationsschicht abgeschieden. Eine sequentielle Abscheidung des zweiten Kühlkörpers nach dem ersten Kühlkörper ermöglicht einen besonders geringen Abstand zwischen den Kühlkörpern.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Kühlkörper mit einer geringeren Höhe abgeschieden als der erste Kühlkörper. Insbesondere wird der zweite Kühlkörper mit einer mindestens 10 µm geringeren Höhe abgeschieden als der erste Kühlkörper. Bei einer Abscheidung des zweiten Kühlkörpers mit einer geringeren Höhe als der erste Kühlkörper kann bei einem galvanischen Abscheiden vorteilhaft ein Kurzschluss zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper vermieden werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf dem zweiten Kühlkörper ein Kontaktkörper abgeschieden. Der Kontaktkörper ist bevorzugt mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Insbesondere ist der Kontaktkörper mit dem gleichen Material gebildet wie der zweite Kühlkörper. Der Kontaktkörper ist beispielsweise dazu eingerichtet, eine unterschiedliche Höhe des zweiten Kühlkörpers relativ zum ersten Kühlkörper auszugleichen. Vorteilhaft kann so eine ebene Montagefläche für das optoelektronische Halbleiterbauelement hergestellt werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Kontakt nach dem Abscheiden der Dünnfilmisolationsschicht und vor dem Abscheiden des zweiten Kühlkörpers freigelegt. Bevorzugt erfolgt das Freilegen des zweiten Kontakts mittels eines Ätzverfahrens. Bei dem Freilegen des zweiten Kontaktes wird insbesondere ein elektrisch isolierendes Material zumindest teilweise von einer dem Halbleiterkörper abgewandten Seite des zweiten Kontaktes entfernt. Vorteilhaft ist so eine elektrische Kontaktierung des zweiten Kontaktes ermöglicht.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Abscheiden des zweiten Kühlkörpers eine Durchkontaktierung auf der Montageseite des Halbleiterkörpers abgeschieden. Die Durchkontaktierung ist bevorzugt mit dem Material des ersten Kühlkörpers gebildet. Insbesondere ist die Durchkontaktierung elektrisch leitend mit dem zweiten Kontakt verbunden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden Metallpads auf der dem Halbleiterkörper gegenüberliegenden Seite des ersten Kühlkörpers und des zweiten Kühlkörpers abgeschieden. Beispielsweise werden die Metallpads mit einem galvanischen Verfahren abgeschieden. Vorteilhaft können so besonders dichte Metallpads hergestellt werden, die eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen.
-
Ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauelement eignet sich insbesondere zum Einsatz als Hochleistungsleuchtdiode zur Anwendung in Kraftfahrzeugscheinwerfern oder Projektionsbeleuchtungen.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterbauelements ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten, Ausführungsbeispielen.
-
Es zeigen:
- 1A bis 1G schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements in verschiedenen Schritten eines hier beschriebenen Verfahrens zu seiner Herstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2A bis 2G schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements in verschiedenen Schritten eines hier beschriebenen Verfahrens zu seiner Herstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3A bis 3H schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements in verschiedenen Schritten eines hier beschriebenen Verfahrens zu seiner Herstellung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
- 4A bis 4F schematische Draufsichten auf hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauelemente gemäß einem vierten, fünften, sechsten, siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiel.
-
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
-
Alle hier beschriebenen Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 werden bevorzugt parallel an einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen 1 in einem Waferverbund ausgeführt. Anschließend können die Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 an dafür vorgesehenen Trennlinien vereinzelt werden.
-
Die 1A bis 1G zeigen schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in verschiedenen Schritten eines hier beschriebenen Verfahrens zu seiner Herstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Die 1A zeigt das Bereitstellen eines Halbleiterkörpers 10 auf einem Träger 60. Der Halbleiterkörper 10 umfasst einen ersten Bereich 101 einer ersten Leitfähigkeit, einen zweiten Bereich 102 einer zweiten Leitfähigkeit und einen aktiven Bereich 103, der zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Die erste Leitfähigkeit ist eine n-Leitfähigkeit und die zweite Leitfähigkeit ist eine p-Leitfähigkeit. Der Halbleiterkörper 10 weist eine Montageseite 10A auf, die zur Montage des Halbleiterkörpers 10 auf weiteren Elementen vorgesehen ist.
-
Ferner umfasst der Halbleiterkörper 10 einen ersten Kontakt 201 und einen zweiten Kontakt 202 auf der Montageseite 10A. Vorteilhaft erfolgt so die Kontaktierung des Halbleiterkörpers 10 ausschließlich von einer Seite. Die Montageseite 10A liegt gegenüber einer zur Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung vorgesehenen Auskoppelseite 10B.
-
Der erste Kontakt 201 ist mit dem ersten Bereich 101 elektrisch leitend verbunden und der zweite Kontakt 202 ist mit dem zweiten Bereich 102 elektrisch leitend verbunden. Der erste Kontakt 201 durchdringt den zweiten Bereich 102 vollständig und ist ferner von dem zweiten Bereich 102 elektrisch isoliert. Der erste Kontakt 201 ist durch eine Passivierung 31 von dem zweiten Kontakt 202 elektrisch isoliert.
-
Auf die Montageseite 10A des Halbleiterkörpers 10 ist eine erste Saatschicht 41 aufgebracht. Die erste Saatschicht 41 ist mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, das eine besonders gute Überformung des Halbleiterkörpers 10 ermöglicht. Beispielsweise ist die erste Saatschicht 41 mit einem der folgenden Materialien gebildet TiAu, PtAu, TiCu, PtCu. Beispielsweise ist die erste Saatschicht 41 mittels Sputtern auf dem Halbleiterkörper 10 abgeschieden. Der Saatschicht 41 ist eine Photolackschicht 70 nachgeordnet. Die Photolackschicht 70 ist derart strukturiert, dass der erste Kontakt 201 frei von der Photolackschicht 70 ist.
-
Bei dem in 1B gezeigten Verfahrensschritt ist ein erster Kühlkörper 21 galvanisch abgeschieden. Die Photolackschicht 70 wird anschließend entfernt. Die erste Saatschicht 41 ist in den Bereichen neben dem ersten Kühlkörper 21 entfernt. Der erste Kühlkörper 21 weist eine Höhe Y zwischen 20 µm und 500 um, bevorzugt zwischen 100 µm und 150 µm, auf. Die Höhe Y ist zu verstehen als eine vertikale Erstreckung des ersten Kühlkörpers 21 in einer Richtung quer zu einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterkörpers 10.
-
Der in der 1C gezeigte Verfahrensschritt zeigt eine Abscheidung einer Dünnfilmisolationsschicht 30. Die Dünnfilmisolationsschicht 30 wird insbesondere konform auf dem ersten Kühlkörper 21 abgeschieden und anschließend anisotrop geätzt. Insbesondere ist die Dünnfilmisolationsschicht 30 mit einem mittels CVD abscheidbarem Dielektrikum gebildet. Die Dünnfilmisolationsschicht 30 bleibt so an den Seitenflächen des ersten Kühlkörpers 21 zurück. Die Dünnfilmisolationsschicht 30 weist eine Dicke 30X von höchstens 1 µm, bevorzugt von höchstens 0,3 µm und besonders bevorzugt von höchstens 100 nm, auf. Die Dünnfilmisolationsschicht 30 weist ein Aspektverhältnis von mindestens 1/10 auf. Mit anderen Worten, eine Erstreckung der Dünnfilmisolationsschicht 30 in einer Richtung quer zu ihrer Dicke 30X ist mindestens 10 Mal so groß wie ihre Dicke 30X.
-
Anschließend erfolgt eine Abscheidung einer zweiten Saatschicht 42. Insbesondere wird die zweite Saatschicht 42 anisotrop abgeschieden. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kontakt 202 durch Rückstände der zweiten Saatschicht 42 auf der Dünnfilmisolationsschicht 30 können weitere Verfahrensschritte erforderlich werden.
-
Bevorzugt werden Rückstände der zweiten Saatschicht 42 mit einem nasschemischen Reinigungsschritt von der Dünnfilmisolationsschicht 31 entfernt. Alternativ wird die Dünnfilmisolationsschicht 30 nach dem Abscheiden der zweiten Saatschicht 42 entfernt und erneut aufgebracht. Die Entfernung der Dünnfilmisolationsschicht 42 erfolgt beispielsweise mit einem nasschemischen Ätzverfahren. Das erneute Aufbringen der Dünnfilmisolationsschicht 30 erfolgt analog zur ersten Abscheidung der Dünnfilmisolationsschicht in einem konformen Abscheidungsverfahren mit einem anschließenden anisotropen Ätzverfahren.
-
Bei dem in 1D gezeigten Verfahrensschritt wird eine Photolackschicht 70 zumindest teilweise auf den ersten Kühlkörper 21 aufgebracht und strukturiert. Bevorzugt bleibt der zweite Kontakt 202 sowie ein dem zweiten Kontakt 202 zugewandter Rand des zweiten Kühlkörpers frei von der Photolackschicht 70. Optional wird eine spätere als Trennlinie ausgewählte Region von der Photolackschicht 70 bedeckt, um eine einfache Trennung von nebeneinander liegenden optoelektronischen Halbleiterbauelementen 1 zu erreichen. Anschließend erfolgt eine Abscheidung eines zweiten Kühlkörpers 22 über dem zweiten Kontakt 202. Insbesondere wird der zweite Kühlkörper 22 galvanisch abgeschieden. Auf dem ersten Kühlkörper 21 wird dabei mangels einer elektrischen Kontaktierung kein weiteres Material abgeschieden.
-
Insbesondere wird der zweite Kühlkörper 22 mit einer geringeren Höhe Y abgeschieden als der erste Kühlkörper 21. Beispielsweise weist der zweite Kühlkörper eine um mindestens 10 um geringere Höhe Y auf als der erste Kühlkörper 21. Der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper stehen in direktem Kontakt mit der Dünnfilmisolationsschicht 30. Zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 ist nur die Dünnfilmisolationsschicht 30 angeordnet.
-
Der in 1E gezeigte Verfahrensschritt zeigt eine Abscheidung einer Photolackschicht 70, die derart strukturiert ist, dass ein Teil des zweiten Kühlkörpers 22 frei von der Photolackschicht 70 bleibt. In der Öffnung der Photolackschicht 70 wird ein Kontaktkörper 222 auf dem zweiten Kühlkörper 22 abgeschieden. Der Kontaktkörper 222 ist mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Insbesondere ist der Kontaktkörper 222 mit dem gleichen Material gebildet wie der zweite Kühlkörper 22. Der Kontaktkörper ist dazu eingerichtet, die unterschiedliche Höhe des zweiten Kühlkörpers 22 relativ zum ersten Kühlkörper 21 auszugleichen. Vorteilhaft kann so eine ebene Montagefläche für das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 hergestellt werden.
-
Der in der 1F gezeigte Verfahrensschritt zeigt eine Ablösung der zweiten Saatschicht 42. Die zweite Saatschicht 42 wird beispielsweise nasschemisch entfernt. Ein elektrischer Kurzschluss zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 kann so vorteilhaft einfacher vermieden werden.
-
Bei dem in der 1G gezeigten Verfahrensschritt wird eine elektrisch isolierende Formmasse 50 lateral um den ersten Kühlkörper 21 und den zweiten Kühlkörper 22 angeordnet. Die elektrisch isolierende Formmasse 50 ist beispielsweise mit einem Polymer, insbesondere einem Epoxyd gebildet. Mittels der elektrisch isolierenden Formmasse 50 ist das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 besonders gut vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt. Beispielsweise werden die Kühlkörper 21, 22 vollständig in der Formmasse 50 eingebettet. Anschließend erfolgt beispielsweise ein Rückschleifen der Formmasse 50, um die Kühlkörper 21, 22 wieder freizulegen und zu planarisieren.
-
Ferner wird auf dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 eine Photolackschicht 70 aufgebracht, die jeweils eine Öffnung auf dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper 22 aufweist. Die Öffnungen der Photolackschicht 70 weisen bevorzugt einen zweiten Abstand D2 von mindestens 180 µm zueinander auf. In den Öffnungen der Photolackschicht 70 werden Metallpads 2000 abgeschieden, die ebenfalls einen zweiten Abstand D2 von mindesten 180 µm zueinander aufweisen. Die Metallpads 2000 sind mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, das eine Lötmontage des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 ermöglicht. Ein Mindestabstand der Metallpads 2000 von 180 µm zueinander ist hilfreich, um Kurzschlüsse bei der Lötmontage zu vermeiden.
-
Die Photolackschicht 70 wird anschließend wieder entfernt, um eine einfache Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 zu ermöglichen.
-
Die 2A bis 2G zeigen schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in verschiedenen Schritten eines hier beschriebenen Verfahrens zu seiner Herstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
Das in der 2A bereitgestellte Bauelement ist beispielsweise mit einem Verfahren gemäß den in 1A und 1B beschriebenen Schritten hergestellt.
-
Die 2A zeigt eine Abscheidung einer Dünnfilmisolationsschicht 30 auf dem ersten Kühlkörper 21, nachdem die erste Saatschicht 41 in Bereichen neben dem ersten Kühlkörper 21 entfernt wurde. Die Dünnfilmisolationsschicht 30 wird konform abgeschieden und überdeckt den zweiten Kontakt 202. Anschließend erfolgt ein Freilegen des ersten Kühlkörpers 21 durch ein zumindest teilweises Entfernen der Dünnfilmisolationsschicht 30. Beispielsweise erfolgt das teilweise Entfernen der Dünnfilmisolationsschicht 30 mittels eines Schleifverfahrens.
-
Bei dem in der 2B gezeigten Schritt wird eine Photolackschicht 70 aufgebracht und strukturiert. Eine Öffnung der Photolackschicht überdeckt zumindest teilweise den zweiten Kontakt 202. Die über dem zweiten Kontakt 202 abgeschiedene Dünnfilmisolationsschicht 30 wird entfernt, um den zweiten Kontakt 202 freizulegen. Bevorzugt erfolgt das Entfernen der Dünnfilmisolationsschicht 30 mit einem Ätzverfahren. Die Photolackschicht 70 wird anschließend entfernt.
-
In der 2C ist ein Schritt gezeigt, bei dem eine zweite Saatschicht 42 über dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kontakt 202 abgeschieden wird. Die zweite Saatschicht 42 ist beispielsweise mit dem gleichen Material gebildet wie die erste Saatschicht 41. Anschließend wird eine Photolackschicht 70 aufgebracht und strukturiert. Optional wird die Photolackschicht 70 an lateralen Rändern des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 aufgebracht, um eine spätere Vereinzelung einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen 1 an einer Trennlinie zu vereinfachen.
-
Anschließend erfolgt eine Abscheidung eines zweiten Kühlkörpers 22. Der zweite Kühlkörper 22 wird insbesondere galvanisch abgeschieden. Der zweite Kühlkörper 22 erstreckt sich über den ersten Kühlkörper 21 hinweg entlang der zweiten Saatschicht 42. Die zweite Saatschicht 42 ist beispielsweise mit dem gleichen Material gebildet wie der zweite Kühlkörper 22. Die zweite Saatschicht 42 ist zumindest bereichsweise ein Teil des zweiten Kühlkörpers 22. Der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper 22 sind elektrisch kurzgeschlossen.
-
Die Photolackschicht 70 wird nach dem Abscheiden des zweiten Kühlkörpers 22 entfernt. Beispielsweise kann anschließend auch die zweite Saatschicht 42 in den Bereichen neben dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entfernt werden.
-
2D zeigt einen Schritt, in dem der elektrische Kurzschluss zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 durch eine teilweise Entfernung des zweiten Kühlkörpers 22 behoben wird. Beispielsweise wird der zweite Kühlkörper 22 und ein Teil der zweiten Saatschicht 42 durch einen Schleifprozess entfernt, um die beiden Kühlkörper 21, 22 elektrisch voneinander zu isolieren. Vorteilhaft wird so eine Angleichung der Höhe Y des zweiten Kühlkörpers 22 an eine Höhe Y des ersten Kühlkörpers 21 erreicht. Der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper 22 stehen jeweils in direktem Kontakt mit der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
Bei dem in der 2E gezeigten Schritt wird eine dritte Saatschicht 43 auf dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 aufgebracht. Beispielsweise ist die dritte Saatschicht 43 mit dem gleichen Material gebildet wie die erste Saatschicht 41 und/oder die zweite Saatschicht 42. Anschließend wird eine Photolackschicht 70 aufgebracht und in Öffnungen der Photolackschicht 70 werden Kontaktkörper 222 abgeschieden. Die Kontaktkörper 222 weisen einen zweiten Abstand D2 von mindestens 180 µm zueinander auf.
-
2F zeigt einen weiteren Schritt, in dem die dritte Saatschicht 43 und die Photolackschicht 70 nach dem Abscheiden der Kontaktkörper 222 entfernt werden. Beispielsweise werden die Kühlkörper 21, 22 vollständig in einer elektrisch isolierenden Formmasse 50 eingebettet.
-
Anschließend erfolgt beispielsweise ein Rückschleifen der Formmasse 50, um die Kühlkörper 21, 22 wieder freizulegen und zu planarisieren.
-
In dem in 2G gezeigten Schritt ist die elektrisch isolierende Formmasse 50 um den ersten Kühlkörper 21 und den zweiten Kühlkörper 22 angeordnet. Anschließend wird eine Photolackschicht 70 auf die Kühlkörper 21, 22 aufgebracht und in Öffnungen der Photolackschicht 70 Metallpads 2000 auf den Kontaktkörpern 222 abgeschieden. Die Photolackschicht 70 wird nach dem Abscheiden der Metallpads 2000 entfernt.
-
Die 3A bis 3H zeigen schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 in verschiedenen Schritten eines hier beschriebenen Verfahrens zu seiner Herstellung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
-
3A zeigt einen Schritt, in dem ein Halbleiterkörper 10 bereitgestellt wird. Der Halbleiterkörper 10 entspricht dem in der 1A gezeigten Halbleiterkörper 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Auf der Montageseite 10A des Halbleiterkörpers 10 ist eine erste Saatschicht 41 abgeschieden. Auf der ersten Saatschicht 41 ist eine Photolackschicht 70 angeordnet. Die Photolackschicht 70 wird derart strukturiert, dass sie jeweils eine Öffnung über dem ersten Kontakt 201 und dem zweiten Kontakt 202 des Halbleiterkörpers 10 aufweist.
-
Bei dem in der 3B gezeigten Schritt werden ein erster Kühlkörper und eine Durchkontaktierung 220 in den Öffnungen der Photolackschicht 70 abgeschieden. Bevorzugt erfolgt die Abscheidung der Durchkontaktierung 220 und des ersten Kühlkörpers 21 galvanisch. Insbesondere sind die Durchkontaktierung 220 und der erste Kühlkörper 21 mit dem gleichen Material gebildet.
-
Die Photolackschicht 70 und die erste Saatschicht 31 werden anschließend entfernt.
-
In dem in 3C gezeigten Schritt wird eine Dünnfilmisolationsschicht 30 auf dem ersten Kühlkörper 21 und der Durchkontaktierung 220 abgeschieden. Bevorzugt wird die Dünnfilmisolationsschicht 30 konform abgeschieden. Anschließend erfolgt ein teilweises Entfernen der Dünnfilmisolationsschicht 30 auf der dem Halbleiterkörper 10 abgewandten Seite des ersten Kühlkörpers 21 und der Durchkontaktierung 222.
-
Das teilweise Entfernen der Dünnfilmisolationsschicht 30 erfolgt bevorzugt mit einem Schleifprozess.
-
3D zeigt einen Schritt, bei dem eine zweite Saatschicht 42 über dem ersten Kühlkörper 21 und der Durchkontaktierung 220 abgeschieden wird. Die zweite Saatschicht 42 ist beispielsweise mit dem gleichen Material gebildet wie die erste Saatschicht 41. Anschließend wird eine Photolackschicht 70 aufgebracht und strukturiert. Optional wird die Photolackschicht 70 an lateralen Rändern des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 aufgebracht, um eine spätere Vereinzelung einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen 1 an einer Trennlinie zu vereinfachen.
-
Anschließend erfolgt eine Abscheidung eines zweiten Kühlkörpers 22. Der zweite Kühlkörper 22 wird insbesondere galvanisch abgeschieden. Der zweite Kühlkörper 22 erstreckt sich, über den ersten Kühlkörper 21 und die Durchkontaktierung 220 hinweg, entlang der zweiten Saatschicht 42. Die zweite Saatschicht 42 ist beispielsweise mit dem gleichen Material gebildet wie der zweite Kühlkörper 22. Die zweite Saatschicht 42 ist zumindest bereichsweise ein Teil des zweiten Kühlkörpers 22. Der erste Kühlkörper 21, die Durchkontaktierung 220 und der zweite Kühlkörper 22 sind elektrisch kurzgeschlossen.
-
Die Photolackschicht 70 wird nach dem Abscheiden des zweiten Kühlkörpers 22 entfernt. Beispielsweise kann anschließend auch die zweite Saatschicht 42 in den Bereichen neben dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entfernt werden.
-
Bei dem in 3E gezeigten Schritt wird der elektrische Kurzschluss zwischen dem ersten Kühlkörper 21, der Durchkontaktierung 220 und dem zweiten Kühlkörper 22 durch eine teilweise Entfernung des zweiten Kühlkörpers 22 behoben. Beispielsweise wird der zweite Kühlkörper 22 und ein Teil der zweiten Saatschicht 42 durch einen Schleifprozess entfernt, um die beiden Kühlkörper 21, 22 und die Durchkontaktierung 220 elektrisch voneinander zu isolieren. Vorteilhaft wird so eine Angleichung der Höhe Y des zweiten Kühlkörpers 22 und der Durchkontaktierung 220 an eine Höhe Y des ersten Kühlkörpers 21 erreicht. Der erste Kühlkörpers 21 und der zweite Kühlkörper 22 stehen jeweils in direktem Kontakt zu der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
In dem in der 3F gezeigten Schritt wird eine dritte Saatschicht 43 auf dem ersten Kühlkörper 21, der Durchkontaktierung 220 und dem zweiten Kühlkörper 22 aufgebracht. Beispielsweise ist die dritte Saatschicht 43 mit dem gleichen Material gebildet wie die erste Saatschicht 41 und/oder die zweite Saatschicht 42. Anschließend wird eine Photolackschicht 70 aufgebracht und in Öffnungen der Photolackschicht 70 werden Kontaktkörper 222 abgeschieden. Zumindest ein Kontaktkörper 222 überlappt in einer Draufsicht zumindest teilweise mit dem ersten Kühlkörper 21. Zumindest ein Kontaktkörper 222 überlappt in einer Draufsicht zumindest teilweise mit der Durchkontaktierung 220. Beispielsweise ist eine laterale Erstreckung eines Kontaktkörpers 222, der über der Durchkontaktierung 220 angeordnet ist, kleiner oder gleich einer lateralen Erstreckung der Durchkontaktierung 220.
-
Die Kontaktkörper 222 weisen einen zweiten Abstand D2 von mindestens 180 µm zueinander auf. Die dritte Saatschicht 43 und die Photolackschicht 70 werden nach dem Abscheiden der Kontaktkörper 222 entfernt.
-
3H zeigt einen Schritt, in dem eine elektrisch isolierende Formmasse 50 um den ersten Kühlkörper 21 und den zweiten Kühlkörper 22 angeordnet wird. Beispielsweise werden die Kühlkörper 21, 22 vollständig in einer elektrisch isolierenden Formmasse 50 eingebettet. Danach erfolgt insbesondere ein Rückschleifen der Formmasse 50, um die Kühlkörper 21, 22 wieder freizulegen und zu planarisieren. Anschließend wird eine Photolackschicht 70 auf die Kühlkörper 21, 22 aufgebracht und in Öffnungen der Photolackschicht 70 Metallpads 2000 auf den Kontaktkörpern 222 abgeschieden. Die Photolackschicht 70 wird nach dem Abscheiden der Metallpads 2000 entfernt.
-
Die 4A bis 4 zeigen schematische Draufsichten auf hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauelemente 1 gemäß einem vierten, fünften, sechsten, siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiel.
-
4A zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, umfassend einen ersten Kühlkörper 21, einen zweiten Kühlkörper 22. Kühlkörper 21, 22 sind jeweils mit einem Metallpad 2000 versehen. Eine Dünnfilmisolationsschicht 30 verläuft rings umlaufend um die Kühlkörper 21, 22 und in einer geraden Linie zwischen den beiden Kühlkörpern 21, 22. Der erste Kühlkörper 21 ist folglich mittels der Dünnfilmisolationsschicht 30 elektrisch isoliert von dem zweiten Kühlkörper 22. Ferner sind beide Kühlkörper 21, 22 zu den sie umgebenden Elementen elektrisch isoliert. Ein Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entspricht insbesondere einer Dicke 30X der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
4B zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, umfassend einen ersten Kühlkörper 21, einen zweiten Kühlkörper 22. Kühlkörper 21, 22 sind jeweils mit einem Metallpad 2000 versehen. Eine Dünnfilmisolationsschicht 30 verläuft rings umlaufend um den zweiten Kühlkörper 22 und rings umlaufend um den ersten Kühlkörper 21. Der erste Kühlkörper 21 weist die gleiche laterale Erstreckung auf als das darüber angeordnete Metallpad 2000 und ist deckungsgleich mit dem Metallpad 2000 angeordnet. Ein Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entspricht insbesondere einer Dicke 30X der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
Der erste Kühlkörper 21 ist folglich mittels der Dünnfilmisolationsschicht 30 elektrisch isoliert von dem zweiten Kühlkörper 22. Ferner sind beide Kühlkörper 21, 22 zu den sie umgebenden Elementen elektrisch isoliert. Die rings um den ersten Kühlkörper 21 umlaufende Isolierung ist gut vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt. Ein Kurzschluss zwischen den beiden Kühlkörpern 21, 22 kann so besonders effizient vermieden werden.
-
4C zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, umfassend einen ersten Kühlkörper 21, einen zweiten Kühlkörper 22. Kühlkörper 21, 22 sind jeweils mit einem Metallpad 2000 versehen. Eine Dünnfilmisolationsschicht 30 verläuft rings umlaufend um die Kühlkörper 21, 22 und in einer Zick-Zack-Linie zwischen den beiden Kühlkörpern 21, 22. Der erste Kühlkörper 21 ist folglich mittels der Dünnfilmisolationsschicht 30 elektrisch isoliert von dem zweiten Kühlkörper 22. Ferner sind beide Kühlkörper 21, 22 zu den sie umgebenden Elementen elektrisch isoliert. Ein Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entspricht insbesondere einer Dicke 30X der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
Der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper 22 weisen jeweils Vorsprünge auf, die sich zumindest teilweise in den jeweils gegenüberliegenden Kühlkörper 21, 22 erstrecken. Mit anderen Worten, der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper 22 sind in einer Draufsicht kammartig ineinander verzahnt. Durch eine kammartige Verzahnung weisen die Kühlkörper 21, 22 eine vorteilhaft erhöhte mechanische Stabilität auf.
-
4D zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, umfassend einen ersten Kühlkörper 21, einen zweiten Kühlkörper 22. Kühlkörper 21, 22 sind jeweils mit einem Metallpad 2000 versehen. Eine Dünnfilmisolationsschicht 30 verläuft rings umlaufend um den zweiten Kühlkörper und rings umlaufend um den ersten Kühlkörper. Der erste Kühlkörper 21 weist eine größere laterale Erstreckung auf als das darüber angeordnete Metallpad 2000. Die Mittelpunkte des ersten Kühlkörpers 21 und des darüber angeordneten Metallpads 2000 sind deckungsgleich. Ein Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entspricht insbesondere einer Dicke 30X der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
Der erste Kühlkörper 21 ist folglich mittels der Dünnfilmisolationsschicht 30 elektrisch isoliert von dem zweiten Kühlkörper 22. Ferner sind beide Kühlkörper 21, 22 zu den sie umgebenden Elementen elektrisch isoliert. Die rings um den ersten Kühlkörper 21 umlaufende Isolierung ist gut vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt. Ein Kurzschluss zwischen den beiden Kühlkörpern 21, 22 kann so besonders effizient vermieden werden.
-
4E zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel, umfassend einen ersten Kühlkörper 21, einen zweiten Kühlkörper 22. Kühlkörper 21, 22 sind jeweils mit einem Metallpad 2000 versehen. Eine Dünnfilmisolationsschicht 30 verläuft rings umlaufend um den zweiten Kühlkörper 22 und rings umlaufend um den ersten Kühlkörper 21. Ein Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entspricht insbesondere einer Dicke 30X der Dünnfilmisolationsschicht 30. Der erste Kühlkörper 21 weist eine unregelmäßige laterale Erstreckung auf. Die Form des ersten Kühlkörpers 21 unterscheidet sich von der Form des darüber angeordneten Metallpads 2000. Beispielsweise kann so die Form des ersten Kühlkörpers 21 an eine Geometrie einer darunter liegenden Geometrie des Halbleiterkörpers 10 angepasst sein. In der Draufsicht überlappen der erste Kühlkörper 21 und das darüber angeordnete Metallpad 2000. Ein Kurzschluss zwischen den Metallpads 2000 und dem ersten Kühlkörper wird durch eine hier nicht dargestellte elektrisch isolierende Formmasse 50 verhindert.
-
Der erste Kühlkörper 21 ist folglich mittels der Dünnfilmisolationsschicht 30 elektrisch isoliert von dem zweiten Kühlkörper 22. Ferner sind beide Kühlkörper 21, 22 zu den sie umgebenden Elementen elektrisch isoliert. Die rings um den ersten Kühlkörper 21 umlaufende Isolierung ist gut vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt. Ein Kurzschluss zwischen den beiden Kühlkörpern 21, 22 kann so besonders effizient vermieden werden.
-
4F zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel, umfassend einen ersten Kühlkörper 21, einen zweiten Kühlkörper 22. Kühlkörper 21, 22 sind jeweils mit einem Metallpad 2000 versehen. Eine Dünnfilmisolationsschicht 30 verläuft rings umlaufend um die Kühlkörper 21, 22 und in einer mäandernden Linie zwischen den beiden Kühlkörpern 21, 22. Der erste Kühlkörper 21 ist folglich mittels der Dünnfilmisolationsschicht 30 elektrisch isoliert von dem zweiten Kühlkörper 22. Ferner sind beide Kühlkörper 21, 22 zu den sie umgebenden Elementen elektrisch isoliert. Ein Abstand zwischen dem ersten Kühlkörper 21 und dem zweiten Kühlkörper 22 entspricht insbesondere einer Dicke 30X der Dünnfilmisolationsschicht 30.
-
Der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper 22 weisen jeweils Vorsprünge auf, die sich zumindest teilweise in den jeweils gegenüberliegenden Kühlkörper 21, 22 erstrecken. Mit anderen Worten, der erste Kühlkörper 21 und der zweite Kühlkörper 22 sind in einer Draufsicht kammartig ineinander verzahnt. Durch eine kammartige Verzahnung weisen die Kühlkörper 21, 22 eine vorteilhaft erhöhte mechanische Stabilität auf.
-
Die 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 Halbleiterbauelement
- 10
- Halbleiterkörper
- 10A
- Montageseite
- 10B
- Auskoppelseite
- 21
- erster metallischer Kühlkörper
- 21A
- Seitenfläche
- 22
- zweiter metallischer Kühlkörper
- 30
- Dünnfilmisolationsschicht
- 30X
- Dicke der Dünnfilmisolationsschicht
- 31
- Passivierung
- 41
- erste Saatschicht
- 42
- zweite Saatschicht
- 43
- dritte Saatschicht
- 50
- elektrisch isolierende Formmasse
- 60
- Träger
- 70
- Photolackschicht
- 101
- erster Bereich
- 102
- zweiter Bereich
- 103
- aktiver Bereich
- 201
- erster Kontakt
- 202
- zweiter Kontakt
- 220
- Durchkontaktierung
- 222
- Kontaktkörper
- 2000
- Metallpad
- Y
- Höhe
- D1
- erster Abstand
- D2
- zweiter Abstand
