DE102021201588B4

DE102021201588B4 - Optoelektronische halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung zumindest einer optoelektronischen halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102021201588B4
Application number: DE102021201588.3A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Herrmann
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2041-02-19
Also published as: DE102021201588A1; WO2022175081A1; US20240120455A1

Abstract

Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) umfassend- mehrere optoelektronische Halbleiterchips (2), die jeweils eine erste Kontaktstruktur (3) umfassend ein erstes Kontaktelement (3A) aufweisen,- einen Träger (4) umfassend- eine Haltestruktur (5), auf der die optoelektronischen Halbleiterchips (2) jeweils teilweise angeordnet sind,- eine zweite Kontaktstruktur (6),wobei die ersten Kontaktelemente (3A) durch elektrostatische Kräfte zwischen den ersten Kontaktelementen (3A) und der zweiten Kontaktstruktur (6) in Richtung des Trägers (4) oder weg vom Träger (4) bewegbar sind, unddie optoelektronischen Halbleiterchips (2) mittels der Bewegung zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand wechseln.

Description

Es werden eine optoelektronische Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung angegeben. Beispielsweise handelt es sich bei der optoelektronischen Halbleitervorrichtung um eine MikroLED-Vorrichtung mit einer Mehrzahl von MikroLEDs, deren Abmessungen und Leuchtbreite im Mikrometerbereich liegen.
Die Druckschrift DE 10 2011 100 743 A1 zeigt ein Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von Emissionsbereichen, bei dem zumindest ein Emissionsbereich einen Halbleiterkörper mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist.
Die Druckschrift WO 2016/128276 A1 zeigt einen LED-Chip mit einem integrierten elektrostatischen Schalter zur elektromechanischen Steuerung der LED.
MikroLEDs finden zum Beispiel in Flachbildschirmen Verwendung und bilden darin einzelne Bildelemente (Pixel). Es ist bekannt, MikroLED-Anordnungen monolithisch im Batch-Verfahren herzustellen, wobei eine Halbleiterschichtenfolge auf der Basis von Galliumnitrid epitaktisch auf einem geeigneten Substrat aus Saphir oder Silizium gebildet wird. Dabei werden die einzelnen Leuchtdioden (LEDs) nicht zertrennt, sondern als Anzeigematrix beibehalten.
Ferner sind Systeme zur dynamischen Lichtmodulation bekannt, die eine Lichtquelle und eine der Lichtquelle nachgeordnete Spiegelmatrix aus matrixförmig angeordneten, verkippbaren Spiegelelementen umfassen.
Versuche, die Lichtquelle in die Spiegelmatrix zu integrieren und beispielsweise LEDs auf ein solches bewegliches System zu montieren, um damit eine Abstrahlcharakteristik eines Leuchtsystems zu modifizieren, scheitern unter anderem an der Massenträgheit des Systems.
Eine zu lösende Aufgabe besteht vorliegend darin, eine kompakte optoelektronische Halbleitervorrichtung mit modifizierbarer Abstrahlcharakteristik anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer kompakten optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit modifizierbarer Abstrahlcharakteristik anzugeben.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch eine optoelektronische Halbleitervorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung umfasst diese mehrere optoelektronische Halbleiterchips, die jeweils eine erste Kontaktstruktur umfassend ein erstes Kontaktelement aufweisen. Ferner weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung einen Träger auf, der eine Haltestruktur umfasst, auf der die optoelektronischen Halbleiterchips jeweils teilweise angeordnet sind. Weiterhin umfasst der Träger eine zweite Kontaktstruktur. Die zweite Kontaktstruktur kann zur Ansteuerung und darüber hinaus zur elektrischen Versorgung der optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen sein. Der Träger kann ein Halbleitermaterial enthalten oder daraus bestehen. Beispielsweise kommt als Trägermaterial Silizium in Frage.
Die ersten Kontaktelemente sind durch elektrostatische Kräfte zwischen den ersten Kontaktelementen und der zweiten Kontaktstruktur in Richtung des Trägers oder weg vom Träger bewegbar. Mittels der Bewegung können die optoelektronischen Halbleiterchips zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand wechseln. Ein „Schaltzustand“ bezeichnet dabei einen elektrischen „An“- oder „Aus“-Zustand. Insbesondere befinden sich die Halbleiterchips im ersten Schaltzustand in einem ersten stabilen Endzustand und im zweiten Schaltzustand in einem zweiten stabilen Endzustand. Beispielsweise befinden sich die ersten Kontaktelemente im ersten stabilen Endzustand in einem größeren Abstand zum Träger als im zweiten stabilen Endzustand.
Beispielsweise fließt im ersten Schaltzustand kein Strom durch die Halbleiterchips, so dass diese keine Strahlung erzeugen, wenn es sich bei den Halbleiterchips um Strahlung emittierende Halbleiterchips handelt. Weiterhin kann im zweiten Schaltzustand Strom durch die Halbleiterchips fließen, so dass diese Strahlung erzeugen, wenn es sich bei den Halbleiterchips um Strahlung emittierende Halbleiterchips handelt.
Die ersten Kontaktelemente beziehungsweise die erste Kontaktstruktur sowie die zweite Kontaktstruktur können jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material, zum Beispiel aus einem Metall oder einer Metallverbindung, gebildet sein.
Beispielsweise befinden sich die ersten Kontaktelemente zur Erlangung des zweiten Schaltzustands, das heißt zum Beispiel zur Erlangung des eingeschalteten Zustands, jeweils auf einem ersten elektrischen Potential, während sich die zweite Kontaktstruktur auf einem zweiten, von dem ersten verschiedenen elektrischen Potential befindet, so dass zwischen den ersten Kontaktelementen und der zweiten Kontaktstruktur jeweils eine elektrostatische Anziehung erfolgt. Zur Erlangung des ersten Schaltzustands, das heißt zum Beispiel zur Erlangung des ausgeschalteten Zustands, können sich die jeweiligen ersten Kontaktelemente und die zweite Kontaktstruktur auf demselben Potential befinden, so dass keine elektrostatische Anziehung erfolgt. Ein Wechsel zwischen dem ersten und zweiten Schaltzustand ist bis zu 5000 Mal pro Sekunde möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die optoelektronischen Halbleiterchips auf dem Träger matrixförmig, das heißt in Reihen und Spalten, angeordnet.
Bei den optoelektronischen Halbleiterchips handelt es sich beispielsweise um Strahlung emittierende Halbleiterchips, die jeweils zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind. Unter dem Begriff „elektromagnetische Strahlung“ versteht man vorliegend insbesondere infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung. Im Betrieb kann zumindest ein Teil der Strahlung jeweils an einer dem Träger abgewandten Vorderseite der optoelektronischen Halbleiterchips emittiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die optoelektronischen Halbleiterchips jeweils einen Halbleiterkörper mit einem ersten und zweiten Halbleiterbereich unterschiedlicher Leitfähigkeit und einer zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich angeordneten aktive Zone. Ferner können die Halbleiterchips jeweils ein Trägersubstrat aufweisen, bei dem es sich zum Beispiel um ein Aufwachssubstrat handelt, auf dem die Halbleiterbereiche epitaktisch abgeschieden sind. Das Trägerbeziehungsweise Aufwachssubstrat umfasst oder besteht vorzugsweise aus Saphir, SiC und/oder GaN. Ein Saphirsubstrat ist transparent für kurzwellige sichtbare Strahlung, insbesondere im blauen bis grünen Bereich. Vorzugsweise handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips um substratlose Halbleiterchips, bei welchen das Aufwachssubstrat gedünnt oder abgelöst ist.
Für die Halbleiterbereiche der Halbleiterkörper kommen vorzugsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht. „Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend“ bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass zumindest eine Halbleiterschicht ein Nitrid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise Al_nGa_mIn_1-n-mN umfasst, wobei 0 < n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des Al_nGa_mIn_1-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips um MikroLEDs. Die Halbleiterchips können hierbei eine entlang einer ersten lateralen Richtung angegebene erste laterale Abmessung aufweisen, die beispielsweise zwischen 5 pm und 25 µm, insbesondere etwa 10 µm, beträgt. Ferner kann eine entlang einer zweiten lateralen Richtung angegebene zweite laterale Abmessung gleich groß sein wie die erste laterale Abmessung und beispielsweise zwischen 5 pm und 25 µm, insbesondere etwa 10 µm, betragen. Weiterhin kann eine Höhe der optoelektronischen Halbleiterchips jeweils beispielsweise 2 µm betragen. Die Höhe wird längs einer vertikalen Richtung bestimmt, die quer zu der ersten und zweiten lateralen Richtung verläuft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung sind die ersten Kontaktelemente durch eine Bewegung zum Träger mit der zweiten Kontaktstruktur elektrisch verbindbar und durch eine Bewegung weg vom Träger von der zweiten Kontaktstruktur elektrisch trennbar. Durch die elektrische Verbindung der ersten Kontaktelemente und der zweiten Kontaktstruktur können jeweils Stromkreise geschlossen werden, in welchen die Halbleiterchips angeordnet sind. Entsprechend können durch die elektrische Trennung der ersten Kontaktelemente und der zweiten Kontaktstruktur jeweils Stromkreise unterbrochen werden, in welchen die Halbleiterchips angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung sind die optoelektronischen Halbleiterchips elastisch ausgebildet, so dass sie sich bei der Bewegung der ersten Kontaktelemente verformen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist die Haltestruktur mehrere Halteelemente auf. Dabei kann jedem Halbleiterchip zumindest ein Halteelement zugeordnet sein. Beispielsweise weisen die Halteelemente jeweils eine säulenartige Gestalt auf und erheben sich aus einer Haupterstreckungsebene des Trägers. Die Halteelemente können zumindest näherungsweise die Form eines Quaders, Kegels beziehungsweise Kegelstumpfes oder einer Pyramide beziehungsweise eines Pyramidenstumpfes aufweisen. Eine Oberfläche des Halteelements, die an einer dem Träger abgewandten Seite angeordnet ist, kann als eine erste Auflagefläche für den Halbleiterchip dienen.
Weiterhin kann die zweite Kontaktstruktur mehrere zweite Kontaktelemente aufweisen, wobei jedem Halbleiterchip zumindest ein zweites Kontaktelement zugeordnet ist. Das zumindest eine zweite Kontaktelement kann dem Halbleiterchip eineindeutig zugeordnet sein. Die zweiten Kontaktelemente können voneinander getrennt sein, das heißt beispielsweise lateral beabstandet und/oder elektrisch isoliert sein. Die zweiten Kontaktelemente weisen zum Beispiel einen rechteckförmigen, beispielsweise quadratischen, Umriss auf. Bei den zweiten Kontaktelementen kann es sich um Schaltelektroden handeln. Alternativ kann es sich bei den zweiten Kontaktelementen um Anschlusselektroden zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung handeln. Außerdem kann es sich bei den ersten Kontaktelementen um erste Anschlusselektroden der Halbleiterchips handeln. Darüber hinaus können die ersten Kontaktstrukturen jeweils ein drittes Kontaktelement aufweisen, das als zweite Anschlusselektrode des Halbleiterchips dient.
Mittels der ersten und zweiten Kontaktelemente ist jeder Halbleiterchip einzeln ein- und ausschaltbar, so dass die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine dynamische Ansteuerung ermöglicht. Vorteilhafterweise kann jeder Halbleiterchip mit nur einer Leitung angesteuert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind jedem Halbleiterchip zumindest ein Halteelement und zumindest ein zweites Kontaktelement zugeordnet, wobei der Halbleiterchip dem Halteelement und dem zweiten Kontaktelement ausgehend vom Träger nachgeordnet ist. Beispielsweise liegt ein Teil des Halbleiterchips auf der ersten Auflagefläche des Halteelements auf, während ein anderer Teil des Halbleiterchips, der das erste Kontaktelement aufweist, in vertikaler Richtung über dem zweiten Kontaktelement angeordnet ist. Insbesondere dient eine Oberfläche des zweiten Kontaktelements, die an einer dem Halbleiterchip zugewandten Seite des zweiten Kontaktelements angeordnet ist, als eine zweite Auflagefläche für den Halbleiterchip, wenn das erste Kontaktelement das zweite Kontaktelement kontaktiert, das heißt insbesondere wenn sich der Halbleiterchip in dem zweiten Schaltzustand befindet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halbleiterchips jeweils bereichsweise durch zumindest einen Hohlraum von dem Träger beabstandet. Der zumindest eine Hohlraum kann auch bestehen, wenn das erste Kontaktelement das zweite Kontaktelement kontaktiert, das heißt wenn sich der Halbleiterchip in dem zweiten stabilen Zustand befindet. Der zumindest eine Hohlraum ermöglicht beispielsweise die Bewegung des ersten Kontaktelementes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die zweiten Kontaktelemente elastisch ausgebildet, so dass sie sich im Kontakt mit den ersten Kontaktelementen verformen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Halbleiterchips mittels der Halteelemente beweglich angeordnet, so dass sie in Richtung des Trägers oder weg vom Träger, das heißt beispielsweise entlang der vertikalen Richtung, bewegbar sind. Die Halteelemente können jeweils zumindest ein bewegliches Verbindungsmittel aufweisen. Bei dem beweglichen Verbindungsmittel handelt es sich beispielsweise um ein Drehgelenk oder einen drehbaren Barren, das/der eine Drehbewegung in zumindest einer Ebene ermöglicht.
Mit Vorteil ist eine Abstrahlcharakteristik der optoelektronischen Halbleitervorrichtung durch das gezielte Ein- und Ausschalten von optoelektronischen Halbleiterchips einstellbar beziehungsweise modifizierbar. Beispielsweise können durch das bereichsweise Einschalten von optoelektronischen Halbleiterchips gewünschte Leuchtmuster gezielt erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Kontaktstruktur mehrere erste Kontaktelemente auf, die an verschiedenen Seiten des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sind, wobei der Halbleiterchip mittels der ersten Kontaktelemente auf die verschiedenen Seiten verkippbar ist. Dabei können dem Halbleiterchip mehrere zweite Kontaktelemente zugeordnet sein. Die Anzahl der zweiten Kontaktelemente kann hierbei der Anzahl der ersten Kontaktelemente entsprechen. Der Halbleiterchip kann zum Beispiel um einen Winkel von etwa ±15°, beispielsweise aus einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägers, verkippt werden. Das Verkippen in verschiedene Richtungen erlaubt unterschiedliche Betriebszustände.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Abstrahlrichtung der emittierten Strahlung durch das Verkippen der optoelektronischen Halbleiterchips gezielt einstellbar.
Weiterhin kann ein Farbort der emittierten Strahlung durch das Verkippen der optoelektronischen Halbleiterchips gezielt eingestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mehrere optische Elemente auf. Beispielsweise kann es sich bei zumindest einem der optischen Elemente um einen Reflektor handeln, der die emittierte Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung umlenkt. Auch kann es sich bei zumindest einem der optischen Elemente um eine Blende handeln. Weiterhin kann es sich bei zumindest einem optischen Element um einen Lichtleiter handeln, der die erzeugte Strahlung vom Halbleiterchip an eine entfernte Stelle führt.
Ferner kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung mehrere Konversionselemente aufweisen. Mittels der Konversionselemente ist es möglich, jeweils einen Teil der von den Halbleiterchips erzeugten Strahlung in Strahlung einer anderen, beispielsweise größeren, Wellenlänge umzuwandeln.
Die optischen Elemente und/oder Konversionselemente können den Halbleiterchips jeweils auf verschiedenen Seiten nachgeordnet sein. Beispielsweise kann ein Konversionselement den Halbleiterchip in Draufsicht auf den Träger ringförmig beziehungsweise U-förmig umgeben. Weiterhin können dem Halbleiterchip an verschiedenen Seiten verschiedene Konversionselemente nachgeordnet sein, die zur Wellenlängenkonversion in verschiedene Wellenlängenbereiche vorgesehen sind, so dass an den verschiedenen Seiten des Halbleiterchips gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten Strahlung verschiedener Wellenlängen erzeugt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die optoelektronische Halbleitervorrichtung im Pulsbetrieb, etwa bei bis zu 5000 Hz, betrieben. Hierdurch können Helligkeit und/oder Farbort der emittierten Strahlung in geeigneter Weise eingestellt beziehungsweise moduliert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die optoelektronischen Halbleiterchips in einem Abstand zueinander angeordnet, der Werte im einstelligen bis zweistelligen Mikrometerbereich aufweist. Durch den relativ geringen Abstand zwischen den Halbleiterchips kann ein hoher Füllfaktor erreicht werden. Dieser ermöglicht neben einer hohen und gleichmäßigen Ausleuchtung einer Projektionsfläche auch ein nahezu pixelfreies Bild.
Die optoelektronische Vorrichtung kann eine Matrix aus 4096 x 2160 Pixeln aufweisen, wobei jedes Pixel durch einen Halbleiterchip gebildet wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die optoelektronische Vorrichtung ein Gehäuse auf, in dem die Halbleiterchips angeordnet sind. Das Gehäuse ist dafür vorgesehen, die Halbleiterchips hermetisch dicht einzuschließen und vor Umwelteinflüssen zu schützen.
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung weist aufgrund der beweglichen/verformbaren/verkipparen Halbleiterchips und der dadurch möglichen Ansteuerung, die es zum Beispiel erlauben, auf einen Transistorsubmount und auf eine Spiegelmatrix zu verzichten, eine kompakte Größe auf.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist für die Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung oder einer Mehrzahl von optoelektronischen Vorrichtungen der oben genannten Art geeignet. Im Zusammenhang mit der optoelektronischen Vorrichtung beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung zumindest einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung umfasst dieses:

- Bereitstellen eines Halbleiterwafers zur Ausbildung von Halbleiterchips, die jeweils eine erste Kontaktstruktur umfassend ein erstes Kontaktelement aufweisen,
- Bereitstellen eines Trägers umfassend eine Haltestruktur und eine zweite Kontaktstruktur,
- Verbinden des Halbleiterwafers und des Trägers durch eine Verbindungsschicht,
- Ausbilden von Halbleiterchips durch Strukturierung des Halbleiterwafers, so dass die Halbleiterchips jeweils teilweise auf der Haltestruktur angeordnet sind,
- Entfernen der Verbindungsschicht.

Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Halbleiterwafer relativ zum Träger so angeordnet, dass die ersten Kontaktelemente jeweils mit der zweiten Kontaktstruktur lateral überlappen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die Verbindungsschicht zumindest eines der folgenden Materialien oder besteht daraus: Kunststoff, Halbleiter, zum Beispiel amorphes Silizium.
Die optoelektronische Vorrichtung eignet sich besonders für Anzeigevorrichtungen, Projektionssysteme wie beispielsweise Virtual Reality Projektoren, Fahrzeugscheinwerfer oder Unterhaltungselektronik wie beispielsweise Videobrillen.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1A eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines größeren Ausschnitts einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung, 1B eine schematische perspektivische Ansicht eines kleineren Ausschnitts der optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 1C eine schematische Seitenansicht des in 1B dargestellten Ausschnitts der optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem ersten stabilen Endzustand, 1D eine schematische Draufsicht eines Halteelements der optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und 1E eine schematische Seitenansicht des in 1B dargestellten Ausschnitts der optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem zweiten stabilen Endzustand,
2 eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem ersten stabilen Endzustand,
3 eine schematische Draufsicht eines Ausschnitts einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einem zweiten stabilen Endzustand,
5 bis 7 jeweils schematische Draufsichten eines Ausschnitts einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß fünften, sechsten und siebten Ausführungsbeispielen,
8 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
9A bis 9D schematische Darstellungen von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht notwendigerweise als maßstabsgerecht anzusehen; vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In den 1A bis 1E sind verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 beziehungsweise Ausschnitte davon dargestellt. Bei der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 handelt es sich um eine Strahlung emittierende Vorrichtung, die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Unter dem Begriff „elektromagnetische Strahlung“ versteht man vorliegend insbesondere infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung.
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 umfasst mehrere optoelektronische Halbleiterchips 2, die jeweils eine erste Kontaktstruktur 3 umfassend ein erstes Kontaktelement 3A aufweisen.
Ferner weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 einen Träger 4 auf, der eine Haltestruktur 5, auf der die optoelektronischen Halbleiterchips 2 jeweils teilweise angeordnet sind, und eine zweite Kontaktstruktur 6 umfasst. Die zweite Kontaktstruktur 6 kann zur Ansteuerung und darüber hinaus zur elektrischen Versorgung der optoelektronischen Halbleiterchips 2 vorgesehen sein. Der Träger 4 kann ein Halbleitermaterial enthalten oder daraus bestehen. Beispielsweise kommt als Trägermaterial Silizium in Frage. Die optoelektronischen Halbleiterchips 2 sind auf dem Träger 4 matrixförmig, das heißt in Reihen und Spalten, angeordnet.
Die optoelektronischen Halbleiterchips 2 umfassen jeweils einen Halbleiterkörper 12 mit einem ersten Halbleiterbereich 13, einem zweiten Halbleiterbereich 15 und einer zwischen dem ersten und zweiten Halbleiterbereich 13, 15 angeordneten aktiven Zone 14. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Halbleiterbereich 13 um einen p-dotierten Halbleiterbereich und bei dem zweiten Halbleiterbereich 15 um einen n-dotierten Halbleiterbereich. Der erste Halbleiterbereich 13 kann auf einer dem Träger 4 zugewandten Seite der aktiven Zone 14 und der zweite Halbleiterbereich 15 auf einer dem Träger 4 abgewandten Seite der aktiven Zone 14 angeordnet sein. Das erste Kontaktelement 3A ist auf der Seite einer ersten, dem Träger 4 zugewandten Hauptfläche 12A des Halbleiterkörpers 12 angeordnet und kann sich von dort in den Halbleiterkörper 12 hinein erstrecken. Eine dem Träger 4 abgewandte, zweite Hauptfläche 12B des Halbleiterkörpers 12 ist auf einer Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips 2 angeordnet, an der zumindest ein Teil der Strahlung aus dem Halbleiterchip 2 emittiert werden kann.
Ferner weisen die Halbleiterchips 2 jeweils ein Trägersubstrat 17 auf, bei dem es sich zum Beispiel um ein Aufwachssubstrat handelt und auf dem der Halbleiterkörper 12 beispielsweise epitaktisch abgeschieden ist. Vorzugsweise handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips 2 um substratlose Halbleiterchips, bei welchen das Trägersubstrat 17 gedünnt oder vollständig abgelöst ist.
Für den Halbleiterkörper 12 kommen vorzugsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierende Materialien in Betracht. „Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend“ bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass zumindest eine Schicht des Halbleiterkörpers 12 ein Nitrid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise Al_nGa_mIn_1-n-mN umfasst, wobei 0 < n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des Al_nGa_mIn_1-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Beispielsweise handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips 2 um MikroLEDs. Die Halbleiterchips 2 weisen hierbei eine entlang einer ersten lateralen Richtung L1 angegebene erste laterale Abmessung a auf, die beispielsweise zwischen 5 pm und 25 µm, insbesondere etwa 10 µm, beträgt. Ferner kann eine entlang einer zweiten lateralen Richtung L2 angegebene zweite laterale Abmessung b gleich groß sein wie die erste laterale Abmessung a und beispielsweise zwischen 5 pm und 25 µm, insbesondere etwa 10 µm, betragen. Weiterhin kann eine Höhe h der optoelektronischen Halbleiterchips 2 jeweils beispielsweise 2 µm betragen. Die Höhe h wird längs einer vertikalen Richtung V bestimmt, die quer zu der ersten und zweiten lateralen Richtung L1, L2 verläuft.
Bei den ersten Kontaktelementen 3A der ersten Kontaktstrukturen 3 kann es sich um erste Anschlusselektroden der Halbleiterchips 2 handeln. Weiterhin können die ersten Kontaktstrukturen 3 jeweils ein drittes Kontaktelement 3B aufweisen, das als zweite Anschlusselektrode des Halbleiterchips 2 dient. Es ist jedoch auch möglich, dass die ersten Kontaktelemente 3A nur zur Herstellung eines physischen Kontakts mit der zweiten Kontaktstruktur 6 vorgesehen sind. Beispielsweise sind die ersten Kontaktelemente 3A gegenüber dem Halbleiterkörper 12 elektrisch isoliert.
Die ersten Kontaktelemente 3A beziehungsweise die erste Kontaktstruktur 3 sowie die zweite Kontaktstruktur 6 können jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material, zum Beispiel aus einem Metall oder einer Metallverbindung, gebildet sein.
Die Haltestruktur 5 des Trägers 4 weist mehrere Halteelemente 5A auf, die säulenartig aus einer Haupterstreckungsebene des Trägers 4 herausragen. Beispielsweise ist die Haupterstreckungsebene parallel zu einer Ebene angeordnet, die durch die erste laterale Richtung L1 und die zweite laterale Richtung L2 aufgespannt wird. Die Halteelemente 5A weisen zumindest näherungsweise die Form eines Quaders auf. Die Halteelemente 5A können separate Elemente sein, die auf einem Grundkörper 4A des Trägers 4 angeordnet sind. Alternativ können die Halteelemente 5A einstückig mit dem Grundkörper 4A ausgebildet sein.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist jedem Halbleiterchip 2 genau ein Halteelement 5A zugeordnet. Eine Oberfläche 50A des Halteelements 5A, die an einer dem Träger 4 abgewandten Seite angeordnet ist, kann als eine erste Auflagefläche für den Halbleiterchip 2 dienen. Der Halbleiterchip 2 liegt mit einem ersten Teil, beispielsweise einem ersten Eckbereich, auf der ersten Auflagefläche auf. Das erste Kontaktelement 3A befindet sich in einem zweiten Teil, beispielsweise einem zweiten, dem ersten Eckbereich diagonal gegenüberliegenden Eckbereich, des Halbleiterchips 2.
Die zweite Kontaktstruktur 6 weist mehrere zweite Kontaktelemente 6A auf, wobei jedem Halbleiterchip 2 genau ein zweites Kontaktelement 6A zugeordnet ist. Die zweiten Kontaktelemente 6A sind voneinander lateral beabstandet und elektrisch isoliert. Eine Oberfläche 60A des zweiten Kontaktelements 6A, die an einer dem Halbleiterchip 2 zugewandten Seite des zweiten Kontaktelements 6A angeordnet ist, dient als eine zweite Auflagefläche für den Halbleiterchip 2.
Die Halbleiterchips 2 sind jeweils bereichsweise durch einen Hohlraum 8 von dem Träger 4 beabstandet. Der Hohlraum 8 wird seitlich durch das Halteelement 5A und das zweite Kontaktelement 6A begrenzt. Ferner kann sich der Hohlraum 8 bis in den Grundkörper 4A ausdehnen. Der Hohlraum 8 ermöglicht jeweils die Bewegung des ersten Kontaktelementes 3A.
Die Halbleiterchips 2 sind mittels der Halteelemente 5A beweglich angeordnet, so dass sie in Richtung des Trägers 4 oder weg vom Träger 4 bewegbar sind. Die Halteelemente 5A weisen dabei ein bewegliches Verbindungsmittel 5B auf. Bei dem beweglichen Verbindungsmittel 5B handelt es sich beispielsweise um ein Drehgelenk (vgl. 1D), das eine Bewegung des Halbleiterchips 2 entlang der vertikalen Richtung V ermöglicht.
Die ersten Kontaktelemente 3A sind durch elektrostatische Kräfte zwischen den ersten Kontaktelementen 3A und der zweiten Kontaktstruktur 6 beziehungsweise den zweiten Kontaktelementen 6A (vgl. Doppelpfeil in 1C) in Richtung des Trägers 4 oder weg vom Träger 4 bewegbar. Durch die Auf- und Abwärtsbewegung können die optoelektronischen Halbleiterchips 2 zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand wechseln. Ein „Schaltzustand“ bezeichnet dabei einen elektrischen „An“- oder „Aus“-Zustand. Insbesondere befinden sich die Halbleiterchips 2 im ersten Schaltzustand in einem ersten stabilen Endzustand und im zweiten Schaltzustand in einem zweiten stabilen Endzustand.
Beispielsweise befinden sich die ersten Kontaktelemente 3A zur Erzielung des zweiten Schaltzustands, etwa zum Einschalten der Halbleiterchips 2, jeweils auf einem ersten elektrischen Potential, während sich die zweite Kontaktstruktur 6 auf einem zweiten, von dem ersten verschiedenen elektrischen Potential befindet, so dass zwischen den ersten Kontaktelementen 3A und der zweiten Kontaktstruktur 6 jeweils eine elektrostatische Anziehung erfolgt (vgl. 1E). Zur Erzielung des ersten Schaltzustands, etwa zum Ausschalten der Halbleiterchips 2, können die jeweiligen ersten Kontaktelemente 3A und die zweite Kontaktstruktur 6 auf das gleiche Potential gebracht werden, so dass keine elektrostatische Anziehung mehr besteht (vgl. 1C). Dabei ist ein Wechsel zwischen dem ersten und zweiten stabilen Zustand bis zu 5000 Mal pro Sekunde möglich. Im zweiten Schaltzustand beziehungsweise im zweiten stabilen Endzustand befindet sich das Kontaktelement 3A näher am Träger 4 als im ersten Schaltzustand beziehungsweise als im ersten stabilen Endzustand.
Im zweiten Schaltzustand kann durch die optoelektronischen Halbleiterchips 2 ein elektrischer Strom fließen und Strahlung erzeugt werden. Entsprechend fließt im ersten Schaltzustand kein elektrischer Strom durch die Halbleiterchips 2, so dass diese keine Strahlung erzeugen.
Mittels der ersten und zweiten Kontaktelemente 3A, 6A ist jeder Halbleiterchip 2 einzeln ein- und ausschaltbar, so dass die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 eine dynamische Ansteuerung ermöglicht.
Die optoelektronischen Halbleiterchips 2 sind in einem Abstand d zueinander angeordnet, der Werte im einstelligen bis zweistelligen Mikrometerbereich aufweist. Durch den relativ geringen Abstand d zwischen den Halbleiterchips 2 kann ein hoher Füllfaktor erreicht werden.
Bei den in den 2 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen wird hauptsächlich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Im Übrigen gelten alle bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemachten Ausführungen.
Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Halbleiterchips 2 jeweils mit dem Halteelement 5A fest verbunden. Dabei sind die optoelektronischen Halbleiterchips 2 elastisch ausgebildet, so dass sie sich bei der Bewegung der ersten Kontaktelemente 3A verformen.
Bei dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung Konversionselemente 10 auf, die den Halbleiterchips 2 jeweils auf drei verschiedenen Seiten nachgeordnet sind. Dabei werden die Halbleiterchips 2 in Draufsicht auf den Träger 4 jeweils U-förmig von einem Konversionselement 10 umgeben. Die Seite, an welcher das Halteelement 5A angeordnet ist, bleibt frei von dem Konversionselement 10. Mittels der Konversionselemente 10 kann jeweils zumindest ein Teil der von den Halbleiterchips 2 erzeugten Strahlung in Strahlung einer anderen Wellenlänge umgewandelt werden. Durch eine Überlagerung der Strahlungsanteile verschiedener Wellenlänge kann von der optoelektronischen Halbleitervorrichtung mischfarbiges Licht, zum Beispiel weißes Licht, emittiert werden.
Bei dem in 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mehrere verschiedene optische Elemente 9A, 9B auf, wobei beispielweise jedem Halbleiterchip 2 zumindest ein erstes optisches Element 9A und ein zweites optisches Element 9B zugeordnet ist. Bei dem ersten optischen Element 9A handelt es sich um eine Blende, die dem Halbleiterchip 2 an der Strahlungsaustrittsseite nachgeordnet ist. Bei dem zweiten optischen Element 9B handelt es sich um einen Reflektor, der dem Halbleiterchip 2 seitlich nachgeordnet ist. Mittels des ersten optischen Elements 9A wird die abgegebene Strahlung abgeschwächt. Mittels des zweiten optischen Elements 9B wird die auftreffende Strahlung in eine Vorzugsrichtung (angedeutet durch den Pfeil) umgelenkt. Die Anordnung aus dem ersten und zweiten optischen Element 9A, 9B ermöglicht eine Modifikation der Abstrahlung, beispielsweise der Abstrahlrichtung.
Bei dem in 5 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel weisen die Halbleiterchips 2 jeweils eine erste Kontaktstruktur 3 mit mehreren ersten Kontaktelementen 3A auf, die an drei verschiedenen Seiten des optoelektronischen Halbleiterchips 2 angeordnet sind, wobei der Halbleiterchip 2 mittels der ersten Kontaktelemente 3A auf die drei verschiedenen Seiten verkippbar ist. Der Halbleiterchip 2 kann zum Beispiel um einen Winkel von etwa ±15° aus einer Ebene, die parallel zu der Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft, verkippt werden. Auf den drei Seiten ist dem Halbleiterchip 2 jeweils ein optisches Element 9 nachgeordnet. Bei den optischen Elementen 9 kann es sich um Blenden handeln. Mit den optischen Elementen 9 und den entsprechenden ersten Kontaktelementen 3A kann je nach Schaltzustand die vom Halbleiterchip 2 abgegebene Strahlung in verschiedene Raumrichtungen abgestrahlt werden.
Das in 6 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel gleicht dem fünften Ausführungsbeispiel. Allerdings ist den Halbleiterchips 2 jeweils an den drei Seiten ein Konversionselement 10 nachgeordnet. Die drei Konversionselemente 10 können dafür vorgesehen sein, die vom Halbleiterchip 2 abgegebene Strahlung zumindest teilweise in Strahlung verschiedener Wellenlängenbereiche, beispielsweise in rotes, grünes und blaues Licht, umzuwandeln. Mittels der Konversionselemente 10 und der entsprechenden ersten Kontaktelemente 3A kann je nach Schaltzustand die am Ort des Halbleiterchips 2 abgegebene Strahlung verschiedene Farborte aufweisen. Der Farbort und/oder die Helligkeit können durch einen geeigneten Pulsbetrieb eingestellt werden.
Das in 7 dargestellte siebte Ausführungsbeispiel gleicht dem fünften Ausführungsbeispiel. Allerdings handelt es sich bei den optischen Elementen 9 um Lichtleiter. Mittels der optischen Elemente 9 und der entsprechenden ersten Kontaktelemente 3A kann je nach Schaltzustand die am Ort des Halbleiterchips 2 abgegebene Strahlung an verschiedene entfernte Stellen geführt werden.
Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Haltestruktur 5 der optoelektronischen Halbleitervorrichtung für jeden Halbleiterchip 2 zwei einander gegenüberliegende Halteelemente 5A auf, die jeweils ein bewegliches Verbindungsmittel 5B aufweisen. Der Halbleiterchip 2 ist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit den Verbindungsmitteln 5B verbunden. Quer zu einer gedachten Verbindungslinie B zwischen den beiden Verbindungsmitteln 5B erstreckt sich das zweite Kontaktelement 6A zwischen den beiden Halteelementen 5A.
Die beweglichen Verbindungsmittel 5B ermöglichen eine vertikale Bewegung des Halbleiterchips 2 entlang der vertikalen Richtung V. Zusätzlich oder alternativ können die beweglichen Verbindungsmittel 5B für eine Rotationsbewegung beziehungsweise Verkippung um die Verbindungslinie B vorgesehen sein.
In Verbindung mit den 9A bis 9D wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung zumindest einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung beschrieben.
Hierbei wird zur Ausbildung von Halbleiterchips 2 ein Halbleiterwafer 20 bereitgestellt (vgl. 9A). Der Halbleiterwafer 20 umfasst ein Substrat 20A sowie eine Halbleiterschichtenfolge 20B, die auf dem Substrat 20A angeordnet, beispielsweise epitaktisch aufgewachsen, ist. Die Halbleiterschichtenfolge 20B umfasst eine erste Halbleiterschicht 21 zur Herstellung des ersten Halbleiterbereichs 13 eines jeden Halbleiterchips 2, eine aktive Schicht 22 zur Herstellung der aktiven Zone 14 eines jeden Halbleiterchips 2 und eine zweite Halbleiterschicht 23 zur Herstellung des zweiten Halbleiterbereichs 15 eines jeden Halbleiterchips 2. Weiterhin umfasst der Halbleiterwafer 20 erste Kontaktelemente 3A, die im fertigen Halbleiterchip 2 jeweils Teil der ersten Kontaktstruktur 3 sind.
Auf dem Halbleiterwafer 20 wird eine Verbindungsschicht 18 angeordnet (vgl. 9B). Die Verbindungsschicht 18 enthält beispielsweise ein Material, das sich später leicht entfernen lässt. Für die Verbindungsschicht 18 kommt zum Beispiel ein Kunststoffmaterial oder ein Halbleitermaterial wie etwa amorphes Silizium in Frage.
Ferner wird ein Träger 4 bereitgestellt, der eine zweite Haltestruktur 5 und eine zweite Kontaktstruktur 6 umfasst (vgl. 9C). Der Träger 4 wird mittels der Verbindungsschicht 18 mit dem Halbleiterwafer 20 verbunden. Der Träger 4 wird relativ zum Halbleiterwafer 20 so angeordnet, dass die ersten Kontaktelemente 3A jeweils mit der zweiten Kontaktstruktur 6 lateral überlappen. Beispielsweise wird der Träger 4 relativ zum Halbleiterwafer 20 so angeordnet, dass jedes erste Kontaktelement 3A mit einem zweiten Kontaktelement 6A lateral überlappt.
Nach dem Verbinden mit dem Träger 4 wird der Halbleiterwafer 20 strukturiert, so dass Halbleiterchips 2 ausgebildet werden, die jeweils teilweise auf der Haltestruktur 5 angeordnet sind. Danach wird die Verbindungsschicht 18 entfernt (vgl. 9D).
Bezugszeichenliste

1: optoelektronische Halbleitervorrichtung
2: optoelektronischer Halbleiterchip
2A: erste Hauptfläche
2B: zweite Hauptfläche
3: erste Kontaktstruktur
3A: erstes Kontaktelement
3B: drittes Kontaktelement
4: Träger
4A: Grundkörper
5: Haltestruktur
5A: Halteelement
5B: Verbindungsmittel
6: zweite Kontaktstruktur
6A: zweites Kontaktelement
7: Vertiefung
8: Hohlraum
9: optisches Element
9A: erstes optisches Element
9B: zweites optisches Element
10: Konversionselement
12: Halbleiterkörper
12A: erste Hauptfläche
12B: zweite Hauptfläche
13: erster Halbleiterbereich
14: aktive Zone
15: zweiter Halbleiterbereich
17: Trägersubstrat
18: Verbindungsschicht
20: Halbleiterwafer
20A: Substrat
20B: Halbleiterschichtenfolge
21: erste Halbleiterschicht
22: aktive Schicht
23: zweite Halbleiterschicht
50A: Oberfläche des Halteelements
60A: Oberfläche des zweiten Kontaktelements
a: erste laterale Abmessung
b: zweite laterale Abmessung
h: Höhe
d: Abstand
B: Verbindungslinie
L1: erste laterale Richtung
L2: zweite laterale Richtung
V: vertikale Richtung

Claims

Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) umfassend - mehrere optoelektronische Halbleiterchips (2), die jeweils eine erste Kontaktstruktur (3) umfassend ein erstes Kontaktelement (3A) aufweisen, - einen Träger (4) umfassend - eine Haltestruktur (5), auf der die optoelektronischen Halbleiterchips (2) jeweils teilweise angeordnet sind, - eine zweite Kontaktstruktur (6), wobei die ersten Kontaktelemente (3A) durch elektrostatische Kräfte zwischen den ersten Kontaktelementen (3A) und der zweiten Kontaktstruktur (6) in Richtung des Trägers (4) oder weg vom Träger (4) bewegbar sind, und die optoelektronischen Halbleiterchips (2) mittels der Bewegung zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand wechseln.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die ersten Kontaktelemente (3A) durch eine Bewegung zum Träger (4) mit der zweiten Kontaktstruktur (6) elektrisch verbindbar und durch eine Bewegung weg vom Träger (4) von der zweiten Kontaktstruktur (6) elektrisch trennbar sind.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronischen Halbleiterchips (2) elastisch ausgebildet sind, so dass sie sich bei der Bewegung der ersten Kontaktelemente (3A) verformen.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltestruktur (5) mehrere Halteelemente (5A) und die zweite Kontaktstruktur (6) mehrere zweite Kontaktelemente (6A) aufweist, und jedem Halbleiterchip (2) zumindest ein Halteelement (5A) und zumindest ein zweites Kontaktelement (6A) zugeordnet ist, und der Halbleiterchip (2) dem Halteelement (5A) und dem zweiten Kontaktelement (6A) ausgehend vom Träger (4) nachgeordnet ist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweiten Kontaktelemente (6A) elastisch ausgebildet sind, so dass sie sich im Kontakt mit den ersten Kontaktelementen (3A) verformen.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterchips (2) mittels der Halteelemente (5A) beweglich angeordnet sind, so dass sie in Richtung des Trägers (4) oder weg vom Träger (4) bewegbar sind.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Halteelemente (5A) jeweils zumindest ein bewegliches Verbindungsmittel (5B) aufweisen.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kontaktstruktur (3) mehrere erste Kontaktelemente (3A) aufweist, die an verschiedenen Seiten des optoelektronischen Halbleiterchips (2) angeordnet sind, wobei der Halbleiterchip (2) mittels der ersten Kontaktelemente (3A) auf die verschiedenen Seiten verkippbar ist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, die zur Strahlungsemission vorgesehen ist, wobei eine Abstrahlrichtung der emittierten Strahlung durch das Verkippen der optoelektronischen Halbleiterchips (2) gezielt einstellbar ist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, die zur Strahlungsemission vorgesehen ist, wobei ein Farbort der emittierten Strahlung durch das Verkippen der optoelektronischen Halbleiterchips (2) gezielt einstellbar ist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die mehrere optische Elemente (9) und/oder Konversionselemente (10) aufweist, die den Halbleiterchips (2) jeweils auf verschiedenen Seiten nachgeordnet sind.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (4) ein Halbleitermaterial enthält oder daraus besteht.
Verfahren zur Herstellung zumindest einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend: - Bereitstellen eines Halbleiterwafers (20) zur Ausbildung der Halbleiterchips (2), die jeweils die erste Kontaktstruktur (3) umfassend das erste Kontaktelement (3A) aufweisen, - Bereitstellen des Trägers (4) umfassend die Haltestruktur (5) und die zweite Kontaktstruktur (6), - Verbinden des Halbleiterwafers (20) und des Trägers (4) durch eine Verbindungsschicht (18), - Ausbilden der Halbleiterchips (2) durch Strukturierung des Halbleiterwafers (20), so dass die Halbleiterchips (2) jeweils teilweise auf der Haltestruktur (5) angeordnet sind, - Entfernen der Verbindungsschicht (18).
Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Halbleiterwafer (20) relativ zum Träger (4) so angeordnet wird, dass die ersten Kontaktelemente (3A) jeweils mit der zweiten Kontaktstruktur (6) lateral überlappen.
Verfahren gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsschicht (18) zumindest eines der folgenden Materialien enthält oder daraus besteht: Kunststoff, amorphes Silizium.