DE2554398B2 - Kontaktierung einer Lumineszenzdiode - Google Patents

Kontaktierung einer Lumineszenzdiode

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Kontaktierung einer Lumineszenzdiode in einer Lumineszenzdiodenanordnung, wobei die Lumineszenzdiode aus einem Halbleiterplättchen besteht, das zwei durch einen ebenen und zu den Hauptseiten des Plättchens parallelen PN-Übergang getrennte Bereiche unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist, wobei weiterhin die Lumineszenzdiodenanordnung eine Unterlage enthält, die eine an die Größe des Halbleiterplättchens angepaßte Ausnehmung sowie einen ersten, am Grund der Ausnehmung verlaufenden Kontaktierungsstreifen und einen zweiten, am Rand der Ausnehmung verlaufenden Kontaktierungsstreifen aufweist, wobei ferner der eine Bereich des Halbleiterplättchens über seine Hauptseite mit dem ersten Kontaktierungsstreifen in flächigem Kontakt steht, während die Oberfläche des anderen Bereichs des Halbleiterplättchens mit dem zweiten Kontaktierungsstreifen elektrisch verbunden ist.
Eine derartige Kontaktierung einer Lumineszenzdiode ist aus »IEEE Trans. Electron Devices« ED 18 (1971)9, Seiten 633-637 bekannt. Dabei wird die Oberfläche des anderen, mit dem Kontaktierungsstreifen nicht in flächigem Kontakt stehenden Bereichs von seiner Mitte aus mit dem zugehörigen Kontaktierungsstreifen mittels eines Drahtes elektrisch verbunden. Eine solche Kontaktierungsart ist dann unvorteilhaft, wenn eine Mehrzahl solcher Lumineszenzdioden auf der gleichen Unterlage, z. B. in Matrixform, angeordnet werden soll, da man viel Flau für die Drähte zürn elektrischen Verbinden der Kontaktierungsstreifen mit den zugehörigen Elektroden auf der Oberfläche der genannten Bereiche der einzelnen Dioden benötigt. Dieser Platzaufwand ist besonders unerwünscht, wenn man beabsichtigt, eine Miniaturlumineszenzdiodeiian-
5 Ordnung mit solchen darauf in hoher Packungsdichte montierten Lumineszenzdioden zu schaffen. Außerdem ist die Herstellung der Drahtverbindungen sehr mühsam und zeitaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontaktierung einer Lumineszenzdiode in einer Lumineszenzdiodenanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei hoher Packungsdichte die Kontaktierung des vom Grund der Ausnehmung in der Unterlage abgewandten Halbleiterbereichs verbessert ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der andere Bereich entlang seiner Umfangskante mit einer Schrägfläche versehen ist und durch eine Lötbrücke zwischen dem zweiten Kontaktierungsstreifen und der Schrägfläche kontaktiert ist
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ausnehmung der Unterlage in dem der Schrägfläche des Halbleiterplättchens gegenüberliegenden Bereich abgeschrägt ist und ein Kontaktierungsstreifen längs dieser Schrägfläche als Verlängerung des zweiten Kontaktierungsstreifens angeordnet ist.
Zwar ist aus »Journal of Applied Physics« 35 (1964) 4, Seiten 1153 bis 1155 bekannt, eine Lumineszenzdiode kegelstumpfförmig auszubilden. Jedoch dient dies allein zur Steigerung der Lichtausbeute.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt
Fig. la bis Ie Schnitte zur Veranschaulichung der einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung einer mit einer Schrägfläche versehenen Lumineszenzdiode;
F i g. 2 einen Schnitt durch eine Lumineszenzdiodenanordnung;
F i g. 3 eine Perspektivansicht der Lumineszenzdiodenanordnung;und
F i g. 4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lumineszenzdiodenanordnung.
Gemäß Fig. la weist ein Halbleiterplättchen 7 einen N-Halbleiterbereich 7a auf. Das Material des Halbleiterplättchens 7 kann eine Verbindung eines Elementes der Gruppe III, z. B. Ga, und eines Elements der Gruppe V, z.B. As, sein. Wie Fig. Ib zeigt, wird eine Maske aus einem Photolack 9 auf dem N-Halbleiterbereich Ta des Plättchens 7 aufgebracht, und danach geätzt, um eine Mehrzahl von gitterartig gerichteten Nuten 8 zu bilden. Die Maske wird dann entfernt, so daß der in Fig. Ic gezeigte Aufbau verbleibt. Dann werden, wie in F i g. Id veranschaulicht ist, Metallschichten 10 und 11 auf den gegenüberliegenden Hauptflächen des Plättchens 7, beispielsweise durch Aufdampfen, abgeschieden, um hier eine zweite Elektrode und eine erste Elektrode anzubringen, die ohmschen Kontakt mit den genannten Hauptflächen des Plättchens 7 ergeben. Die oberen Elektrodenmetallschicht 10 wird mit Ausnahme der Elektrodenteile 12, die in den Nuten 8 abgeschieden sind, anschließend nach der bekannten Photoätztechnik entfernt, und man trennt das Plättchen 7 längs der Linien X-X in Fig. Id, d.h. durch die Talsohlen der Nuten 8 durch. Folglich erhält man so eine Lumineszenzdiode 13, bei der die zweite Elektrode 12' auf den abgeschrägten Umfangskanten der Oberfläche des N-riäibleiierbereichs 7a abgeschieden ist, wie Fig. Ie zeigt.
In Fig.2 ist die mittels der in Fig. la bis Ie veranschaulichten Verfahrensschritte erhaltene Lumineszenzdiode 13 mit einer Unterlage 14 verbunden. Diese Unterlage 14 ist aus zwei Keramikplatten IS und 16 zusammengesetzt. Die obere Keramikplatte 15 ist mit einer durchgehenden Ausnehmung 17 zur völligen Aufnahme der Lumineszenzdiode 13 versehen. Die Tiefe dieser Ausnehmung 17 ist also angenähert gleich der Höhe der Lumineszenzdiode 13. Ein zweiter Kontakiierungsstreifen 18 ist auf der Oberfläche der Keramikplatte 15 so angeordnet, daß er das Oberende der Ausnehmung 17 mit seinem Endteil 18' umgibt Ein erster Kontaktierungsstreifen 19 ist auf der Oberfläche der unteren Keramikplatte 16 angeordnet, wo die letztere mit der Keramikplatte 15 verbunden ist. So erstreckt sich der erste Kontaktierungsstreifen 19 längs des Bodenendes der Ausnehmung 17. Die erste Elektrode 11 der Lumineszenzdiode 13 ist elektrisch beispielsweise durch Ultraschallschweißen mit dem ersten Kontaktierungsstreifen 19 verbunden. Die zweite Elektrode 12' der Lumineszenzdiode 13 ist durch eine Lötbrücke 20 elektrisch mit dem zweiten Kontaktierungsstreifen 18 verbunden. Ein elektrischer Isolierstoff 21, wie z. B. Glas, der keine Bindung mit dem Lot eingeht, wird vorab-quer über den zweiten Kontaktierungsstreifen 18 abgeschieden, um ein Weiterfi.eßen des Lots 20 zu verhindern.
Die trogartige Einbuchtung um die zweite Elektrode 12' der Lumineszenzdiode 13 wirkt sich erleichternd für den Zusammenbau aus, da so die Lötbrücke 20 leichter herzustellen ist
F i g. 3 zeigt eine Mehrzahl von Lumineszenzioden 13, deren jede dem Aufbau nach Fig. Ie entspricht, die in der Unterlage 14 mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 17 angeordnet sind. Auf die Darstellung der Lötbrücken wurde aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung verzichtet Die F i g. 3 läßt erkennen, daß sich die Lumineszenzdioden auf der Unterlage mit hoher Packungsdichte montieren lassen.
Bei Fig.4 weicht die Unterlage 14 dadurch von den Unterlagen nach Fig.2 und 3 etwas ab, daß die Umfangskanten des Oberendes der Ausnehmung 17 teilweise entfernt sind, um hier eine abgeschrägte Fläche 22 zu schaffen. Der Kontaktierungsstreifen 18' ist auf dieser abgeschrägten Fläche 22 als Verlängerung des zweiten Kontaktierungsstreifens 18 angebracht Die zweite Elektrode 12' der Lumineszenzdiode 13 ist durch die Lötbrücke 20 elektrisch mit dem Kontaktierungsstreifen 18' verbunden.
Während des Zusammenbaus der in F i g. 4 dargestellten Lumineszenzdiodenanordnung wird somit eine erweiterte rinnen- oder trogartige Ausbuchtung zwischen der zweiten Elektrode 12' und dem Kontaktierungsstreifen 18' gebildet, wenn die Lumineszenzdiode " in die Ausnehmung 17 der Unterlage 14 eingefügt wird. Diese irogartige oder rinnenartige Ausbuchtung läßt sich nutzen, um eine bessere gelötete elektrische Verbindung als die in F i g. 2 dargestellte zu sichern.
Zur Montage einer Mehrzahl von Lumineszenzdioden auf einer einzigen Unterlage kann man so vorgehen, daß man ein kleines Lötmaterialstück (einen dünnen Streifen oder ein Kügelchen aus Lötmittel) in jeder der Ausnehmungen der Unterlage anordnet, je eine Lumineszenzdiode in die Ausnehmungen einlegt, ein kleines Lötmaterialstück (Streifen oder Kügelchen) in die trogartige Ausbuchtung einbringt, die sich zwischen jedem der zweiten Kontaktierungsstreifen auf der Oberfläche der Unterlage und den zweiten Elektroden der zugehörigen Lumineszenzdiode befindet, und die gesamte Unterlage dann mittels Transports auf einem Förderband durch einen Heizofen führt. Statt dessen kann man auch die erste Elektrode jeder der Lumineszenzdioden elektrisch mit dem zugehörigen der ersten Kontaktierungsstreifen, die längs des Bodenendes jeder Ausnehmung angeordnet sind, mittels Ultraschallschweißens verbinden und die Unterlage in ein Bad aus Lötmaterialschmelze eintauchen, um die zweiten Elektroden aller Lumineszenzdioden mit den zugehörigen zweiten Kontaktierungsstreifen zu verbinden, die auf der Oberseite der Unterlage angeordnet sind. Dadurch kann eine Mehrzahl von Lumineszenzdioden gleichzeitig innerhalb kurzer Zeit elektrisch mit dem Kontaktierungsstreifen verbunden werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:
1. Kontaktierung einer Lumineszenzdiode in einer Lumineszenzdiodenanordnung, wobei die Lumineszenzdiode aus einem Halbleiterplättchen besteht, das zwei durch einen ebenen und zu den Hauptseiten des Plättchens parallelen PN-Übergang getrennte Bereiche unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist, wobei weiterhin die Lumineszenzdiodenanordnung eine Unterlage enthält, die eine an die Größe des Halbleiterplättchens angepaßte Ausnehmung sowie einen ersten, am Grund der Ausnehmung verlaufenden Kontaktierungsstreifen und einen zweiten, am Rand der Ausnehmung verlaufenden Kontaktierungsstreifen aufweist, wobei ferner dsr ein*=: Bereich des Halbleiterplättchens über seine Hauptseite mit dem ersten Kontaktierungsstreifen in flächigem Kontakt steht, während die Oberfläche des anderen Bereichs des Halbleiterplättchens mit dem zweiten Kontaktierungsstreifen elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bereich (7a) entlang seiner Umfangskante mit einer Schrägfläche versehen ist und durch eine Lötbrücke (20) zwischen dem zweiten Kontaktierungsstreifen (18) und der Schrägfläche kontaktiert ist.
2. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (17) der Unterlage (14) in dem der Schrägfläche des Halbleiterplättchens (13) gegenüberliegenden Bereich abgeschrägt ist und ein Kontaktierungsstreifen (18') längs dieser Schrägfläche (22) als Verlängerung des zweiten Kontaktierungsstreifens (18) angeordnet ist.
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