WO2007022741A1 - Verfahren zum herstellen eines lumineszenzdiodenchips und lumineszenzdiodenchip - Google Patents

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WO2007022741A1
WO2007022741A1 PCT/DE2006/001262 DE2006001262W WO2007022741A1 WO 2007022741 A1 WO2007022741 A1 WO 2007022741A1 DE 2006001262 W DE2006001262 W DE 2006001262W WO 2007022741 A1 WO2007022741 A1 WO 2007022741A1
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conversion material
luminescence conversion
cover layer
luminescence
layer
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PCT/DE2006/001262
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Herbert Brunner
Dieter Eissler
Helmut Fischer
Ewald Karl Michael Guenther
Alexander Heindl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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Priority to US12/064,556 priority patent/US7906352B2/en
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    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements

Definitions

  • the invention relates to a method for producing at least one LED chip, which is provided with a Lumineszenzkonversionsmaterial comprising at least one phosphor. Furthermore, the invention relates to such a LED chip itself.
  • encapsulate luminescence diode chips by means of a potting compound into which at least one phosphor is mixed.
  • the encapsulation takes place, for example, by casting a housing cavity in which a luminescence diode chip is mounted.
  • the encapsulation takes place by encapsulation of a luminescence diode chip mounted on a leadframe, for example by means of transfer molding.
  • the phosphor can be excited by an electromagnetic primary radiation emitted by the luminescence diode chip and emits secondary radiation, the primary radiation and the secondary radiation having different wavelength ranges.
  • a desired resulting color locus of the device may be adjusted, for example, by adjusting a mixing ratio of the primary radiation and secondary radiation.
  • color-space fluctuations may occur due to an inhomogeneous distribution of the phosphor in the casting compound, which may be due, for example, to sedimentation of phosphor particles.
  • WO 01/65613 A1 discloses a method for producing semiconductor components, in which a luminescence conversion element is applied directly to the semiconductor body. This has the advantage that phosphors can be applied homogeneously and in a well-defined amount on the semiconductor body. As a result, a homogeneous color impression of the light-emitting semiconductor chip can be achieved.
  • the semiconductor body is mounted on a carrier, provided with contacts and coated with a luminescence conversion element.
  • the coating is carried out by means of a suitable suspension, which is a solvent which escapes after application.
  • the semiconductor body is coated with an adhesion promoter, on which the phosphor is subsequently applied.
  • the luminescence diode chip which makes it possible to apply the luminescence conversion material in a well-defined amount and with a well-defined structure.
  • Lumineszenzkonversionsmaterial provided Lumineszenzdiodenchip be given, in which the Lumineszenzkonversions- material is present in a particularly advantageous form and / or which can be produced in a technically simple manner.
  • a method is specified in which a base body is provided which has a layer sequence for the luminescence diode chip which is suitable for emitting electromagnetic radiation.
  • the base body is provided for a plurality of LED chips, so that a plurality of LED chips can be produced substantially simultaneously.
  • the method comprises in particular a division of the base body for separating the LED chips from their common composite.
  • the Basic body a wafer or a carrier on which the layer sequence or several such layers sequences are applied.
  • a cover layer is applied to at least one main surface of the base body.
  • the method comprises a method step in which at least one cavity is introduced into the cover layer.
  • luminescence conversion material is applied to the base body in such a way that the cavity of the cover layer is completely or partially filled. This advantageously offers the possibility of adjusting the shape of the luminescence conversion material by means of the shape of the cavity, which can be done in a precise manner.
  • the cover layer has a photostructurable material according to a particularly preferred embodiment.
  • the introduction of the cavity expediently comprises photostructuring, that is to say structuring by deliberately exposing the photopatternable material and subsequent selective removal of the exposed or unexposed material, depending on the nature of the photopatternable material.
  • Photostructuring can be carried out with precision and used for the production of very small structures. In principle, resolutions in the micrometer and even submicrometer range are possible.
  • the cover layer is advantageously completely removed.
  • the cover layer is advantageously completely removed.
  • only a portion of the topcoat is selectively removed.
  • the remainder of the cover remains on the base and can perform various functions, as indicated below.
  • the removal of the cover layer or of parts of the cover layer preferably takes place essentially mechanically. It may conveniently be carried out additionally or alternatively chemically.
  • the cover layer In cases where the cover layer is not or only partially removed, it is provided in a development of the method that the cover layer has at least one phosphor.
  • the cover layer itself can advantageously function as a luminescence conversion element.
  • the cover layer consists of reflective material or comprises a reflective material. This makes it possible, in particular, to use the cover layer as a reflector, for example to deflect an electromagnetic radiation emitted by the luminescence diode chip and / or the luminescence conversion material into a desired emission direction or a desired emission solid angle.
  • the main body has on the main surface at least one electrical contact surface for the electrical connection of the at least one LED chip.
  • the cavity becomes lateral added to the contact surface in the cover layer and the cover layer is removed after the application of the luminescence conversion material from the contact surface.
  • the cover layer serves not only to apply the luminescence conversion material in a well-defined form, but also to at least partially keep the electrical contact surface of luminescence conversion material free.
  • electrical contact surfaces it is of course also possible for further surfaces to be kept free according to luminescence conversion material. This applies in particular to areas in which the main body is divided from its common composite for separating a plurality of luminescence diode chips. For these areas, it is advantageous if they are free of luminescence conversion material, so that the base body is freely accessible in these areas, for example, with a saw blade.
  • the luminescence conversion material preferably comprises at least one material selected from the group consisting of silicones, siloxanes, spin-on oxides and photopatternable materials. Particularly preferably, the material is stable against the action of electromagnetic radiation, in particular of electromagnetic radiation from the ultraviolet range.
  • the luminescence conversion material is applied in the form of a liquid, curable substance and subsequently cured.
  • the luminescence conversion material is applied in particular in a viscous form. In liquid form, the material adapts to the shape of the cavity. By curing, the luminescence conversion material permanently retains this shape even if the topcoat should subsequently be partially or completely removed.
  • excess luminescence conversion material is at least partially removed by stripping prior to curing.
  • the luminescence conversion material is stripped off the cover layer, wherein only partially filled cavities can be further filled by luminescence conversion material.
  • the cover layer is made more accessible, in order to subsequently remove, for example, at least partially.
  • a photostructurable cover layer is applied to the main surface of the base body, wherein this cover layer has the at least one phosphor.
  • the cover layer already advantageously serves as a luminescence conversion material. This can be structured in a precise manner directly by means of photostructuring. The use of a further luminescence conversion material can advantageously be dispensed with.
  • At least one cavity is preferably introduced into the cover layer, which comprises in particular photostructuring.
  • the cavity can be introduced in this embodiment of the method in order to expose surfaces of the base body on which no luminescence conversion material and / or other material is desired.
  • cavities can be used to expose electrical contact surfaces and / or regions in which the base body is to be severed.
  • the cavity is advantageously introduced in such a way that its inner walls do not run parallel to each other or not completely perpendicular to a main extension plane of the main surface. Rather, the cavity is preferably introduced such that its cross section changes with increasing depth. According to one embodiment, the cross-section becomes larger with increasing depth, alternatively it becomes smaller with increasing depth.
  • the cavity is introduced with particular advantage such that its inner walls extend obliquely or curved at least in part with respect to a main extension plane of the main surface.
  • the cover layer is photostructurable and the course of the cross section or the inner walls of the cavity is at least partially adjusted by unevenly strong exposure of the cover layer during photostructuring.
  • the boundary surface of illuminated and non-illuminated areas of the cover layer thereby does not run parallel to the propagation direction of the light incident to the illumination at the corresponding points, but may, in particular, extend in a curved or oblique manner.
  • a luminescence diode chip with a base body is specified.
  • the main body is suitable for emitting electromagnetic radiation. It is provided on at least one main surface with a luminescence conversion material having at least one phosphor.
  • the luminescence conversion material is present as a layer whose side flanks are at least partially selectively shaped such that they extend obliquely or curved with respect to a main extension plane of the main surface.
  • the luminescence conversion material is particularly preferably in the form of a substantially flat layer, which can be achieved particularly well and controlled by means of the specified method.
  • the layer is advantageously substantially flat.
  • the luminescence conversion material has a photostructurable material.
  • the luminescence conversion material is preferably directly photostructured in this case.
  • the layer of luminescence conversion material has a thickness of between 5 ⁇ m and 250 ⁇ m inclusive.
  • the thickness of the layer is particularly preferably between 10 ⁇ m and 50 ⁇ m inclusive.
  • the lower limit of the layer thickness may also be advantageously less than 10 microns or even less than 5 microns.
  • the luminescence conversion material comprises at least one material the group consisting of silicones, siloxanes, spin-on oxides and photopatternable materials.
  • the luminescence conversion material laterally adjoins a reflective material.
  • a reflective material allows a further advantageous influencing of the emission characteristic of the luminescence diode chip.
  • the reflective material comprises a photostructurable material.
  • the reflective material may also comprise further materials which may be contained in the cover layer.
  • the luminescence diode chip is particularly preferably a thin-film luminescence diode chip.
  • a thin-film luminescence diode chip is characterized in particular by the following characteristic features:
  • a reflective layer is applied or formed which reflects back at least part of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence;
  • the epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 microns or less, in particular in the range of 10 microns;
  • the epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer with at least one surface which has a mixing structure which, in the ideal case, results in an approximately ergodic distribution of the light in the Epitaxial layer sequence leads, that is they have as ergodisch stochastic scattering behavior as possible.
  • the epitaxial layer sequence is also called a thin-film layer in the context of this application. It is preferably completely or partially free of a growth substrate.
  • a basic principle of a thin-film LED chip is described, for example, in I. Schnitzer et al. , Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174-2176, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference.
  • a further embodiment of the luminescence diode chip advantageously provides that the luminescence conversion material has at least one organic luminescent substance and / or at least one luminescent substance which is present at least partially in the form of nanoparticles.
  • the nanoparticles preferably have a median diameter d 50 of less than or equal to 100 nm, the median diameter being determined on the basis of a volume or mass distribution sum (Q3).
  • Q3 volume or mass distribution sum
  • the nanoparticles preferably have a d 50 value, measured in Q3, of less than or equal to 30 nm and greater than or equal to 1 nm.
  • phosphor particles in the form of nanoparticles can provide an improved homogeneous light image.
  • Organic phosphors and phosphors in the form of nanoparticles can be dispersed particularly well and permanently in liquid, in particular in viscous matrix materials.
  • Figures 1 to 11 are schematic sectional views of a
  • Figures 12 and 13 are schematic sectional views of a
  • Figures 14 and 15 are schematic sectional views of a
  • Figure 16 is a schematic sectional view of a
  • FIGS. 17 to 20 are micrographs of various process stages in a real embodiment of the method.
  • FIG. 1 shows a basic body 11. This has a carrier 12, a thin-film layer 13 applied to the carrier, and a bonding pad 5, which is applied to the side of the thin-film layer 13 opposite the carrier 12.
  • the free outer surface of the bond pad 5 forms an electrical contact surface 51 for the electrical connection of a structure for a luminescence diode chip of the main body.
  • the thin film layer 13 is based, for example, on nitride compound semiconductor materials and is suitable for emitting electromagnetic radiation from the blue and / or ultraviolet spectrum.
  • Nitride compound semiconductor materials are compound Semiconductor materials containing nitrogen, such as materials from the system In x Al y Gai x _ y N with O ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1.
  • the thin film layer has, for example, at least one nitride semiconductor layer Compound semiconductor material.
  • a conventional pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure) may be included.
  • SQW structure single quantum well structure
  • MQW structure multiple quantum well structure
  • a reflector is arranged, which is reflective for electromagnetic radiation which can be generated in the thin-film layer.
  • the reflector is not shown. This may be, for example, a metallic or dielectric mirror.
  • the reflector preferably comprises a dielectric layer and a metallic layer applied to this dielectric layer, the dielectric layer being adjacent to the thin-film layer 13.
  • the cover layer 3 On a main surface 14 of the base body 11, a cover layer 3 is applied, see Figure 2.
  • the cover layer 3 consists for example of a photo-structurable material, which may be a photostructurable lacquer or a photo-structurable resin. It is applied, for example by means of a spin-coating process in a flat layer.
  • the Cover layer 3 Over the thin film layer 13, the Cover layer 3, for example, a thickness of about 40 microns, which is slightly lower over the bonding pad 5 and slightly larger over the support 12.
  • the parts to be removed must be exposed for photostructuring.
  • a photopatternable material in which the parts not to be removed are to be exposed during photostructuring.
  • different photostructurable materials can be combined with each other.
  • the cover layer 3 is exposed in regions above the thin film layer 14, except in the region above the bond pad, by means of a mask 31 and electromagnetic radiation of a suitable wavelength, see FIG. 3.
  • the electromagnetic radiation is shown symbolically in FIG. 3 by arrows.
  • the exposed cover layer 3 is developed by means of a medium suitable for the photostructurable material.
  • Figure 4 the exposed and developed parts 32 of the cover layer 3 are shown schematically. Subsequently, the exposed parts 32 of the cover layer 3 are removed so that at least one cavity 4 is formed, see FIG. 5.
  • luminescence conversion material is applied to the base body 11, so that the cavity 4 is completely filled by it, for example.
  • a further process step becomes excess Lumineszenzkonversionsmaterial 2 removed by stripping. This can be done, for example, by means of a blade 9, which is pulled over the cover layer 3, so that excess luminescence conversion material 2 is removed from the cover layer 3, which is shown schematically in FIG.
  • a sharp metal blade is used for stripping.
  • the luminescence conversion material has a liquid, in particular a viscous matrix material which can be cured.
  • a viscous matrix material which can be cured.
  • an addition-crosslinking silicone is used, which is preferably thermosetting.
  • the matrix material alternatively, e.g. also a spin-on oxide or a siloxane.
  • the main body 11 is baked with the applied materials. This is done for example by means of a hot plate or warm circulating air at about 100 0 C for a period of for example 2 hours. In such a heating, the matrix material of the luminescence conversion material 2 is hardened.
  • the luminescence conversion material 2 is not completely removed from the cover layer 3 by stripping, but a thin film of luminescence conversion material 2 remains on the cover layer material 3.
  • a subsequent method step which is shown schematically in FIG is shown, the remaining material of the cover layer 3 and the thin film of luminescence conversion material 2 is peeled off. This is done for example by means of a so-called lift-off process, in which the thin film of luminescent Conversion material 2 is lifted by removing the material of the cover layer 3.
  • the thin layer of luminescence conversion material located above the cover layer is first broken, which takes place, for example, mechanically by means of a high-pressure fan beam 33, see FIG. 9.
  • This high-pressure fan beam 33 can also be used to remove the remaining material of the cover layer 3.
  • a medium for the high-pressure fan beam 33 for example, water can be used.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • a structured layer of luminescence conversion material 2 remains on the base body 11, which is illustrated in FIG.
  • the base body is subsequently severed, for example by means of sawing, in order to produce a plurality of LED chips 1.
  • the base body 11 may, for example, have a plurality of such structures which are in a common composite in the base body.
  • two bond pads can also be provided for a luminescence diode chip.
  • the LED chips are made, for example, by means of sawing or laser beams isolated the common composite.
  • the composite is, for example, a wafer.
  • a finished luminescence diode chip 1 provided with luminescence conversion material 2 is shown in FIG. It is suitable for being incorporated, for example, in a light-emitting diode component or module, which includes its electrical and mechanical assembly.
  • a light-emitting diode component or module which includes its electrical and mechanical assembly.
  • FIGS. 17 to 20 show microscopic images of various process stages of a process actually carried out. The method is similar to the method explained above with reference to FIGS. 1 to 11.
  • the main body 11 is, for example, a wafer on which a plurality of thin-film layers 13 are applied for a plurality of LED chips.
  • a single thin-film layer may also be applied to the wafer, which is provided for a plurality of LED chips and not yet structured.
  • other carriers such as carrier films or metal substrates are suitable.
  • FIGS. 17 to 20 each show a section of the carrier.
  • FIG. 17 corresponds approximately to the method stage shown in FIG.
  • a cover layer 3 is applied to the base body 11 and provided with a plurality of cavities 4.
  • the round parts of the cover layer 3, the can be seen in Figure 17 are arranged on corresponding round shaped bond pads of the body.
  • the frame-like parts of the cover layer 3 are arranged over areas of the base body within which the base body is to be severed.
  • the micrograph shown in FIG. 18 corresponds approximately to the process stage shown in FIG.
  • a luminescence conversion material 2 has been applied in the form of a viscous, curable composition which fills the cavities 4.
  • the recording shown in Figure 19 corresponds to the previously explained with reference to Figure 8 process stage. Excess luminescence conversion material 2 is stripped off by means of a blade 9 and the main body 11 is baked out. In the recording can be clearly seen in which areas parts of the cover layer and in which only luminescence conversion material 2 are arranged on the base body. However, the parts of the cover layer are also covered with a thin film of luminescence conversion material 2.
  • FIG. 20 shows the method stage previously explained with reference to FIG. 10, in which a well-defined structured luminescence conversion layer 2 remains on the base body. Electrical contact surfaces 51 of the bond pads and areas 15, which are provided for example for saw marks, are exposed in this stage of the process.
  • the main body 11 can be singulated in this form to a plurality of LED chips 1.
  • the luminescence conversion material 2 stabilizes the fagile thin-film layer 13, so that the carrier can advantageously be dispensed with. This makes it possible to produce particularly flat LED chips, which are provided with a luminescence conversion material 2.
  • the luminescence diode chip is free of a carrier according to this exemplary embodiment.
  • it has an epitaxial semiconductor layer sequence which is suitable for emitting an electromagnetic radiation.
  • the epitaxial semiconductor layer sequence is free of a growth substrate.
  • the carrier 12 used for the method may, for example, be a flexible carrier film to which the thin-film layers 13 adhere.
  • FIG. 12 shows a method stage of a further exemplary embodiment of a method for producing a luminescence diode chip.
  • a cover layer 3 is already applied to a base body 11 and provided with cavities 4.
  • the cavities 4 are filled with a luminescence conversion material 2 in the illustrated process stage.
  • the cavities 4 are introduced in the embodiment shown in FIGS. 12 and 13 in such a way that that their cross-section increases with increasing depth.
  • the inner walls of the cavity extend obliquely away from the bonding pad 5 with respect to a main extension plane of the main surface 14.
  • the luminescence conversion material 2 is in the form of a layer whose side flanks 6 facing the bond pad 5 extend at least partially obliquely with respect to a main extension plane of the main surface 14.
  • this partially oblique course of the side flanks 6 of the layer luminescence conversion material 2 has the particular advantage that the bonding pad 5, and thus the electrical contact surface 51, can be accessed from the outside in an improved manner, e.g. to be contacted with a bonding wire electrically conductive.
  • such oblique side edges of the luminescence conversion material 2 can additionally effect an improved outcoupling of electromagnetic radiation from the luminescence conversion material 2.
  • the side edges 6 can also run at least partially curved. Furthermore, it is also possible for the side flanks 6 of the luminescence conversion material 2 facing away from the bond pad 5 to extend obliquely or curved with respect to the main extension plane, as shown in FIGS. 14 and 15. Such a configuration of the layer Lumineszenzkonversions- Material 2 is particularly advantageous for a decoupling of electromagnetic radiation.
  • a photostructurable material is used for the cover layer 3, the photostructuring of which comprises irradiation of the non-removable parts of the cover layer 3 with electromagnetic radiation.
  • the obliquely running inner walls of the cavities 4 can be produced, for example, by means of a gray scale mask.
  • the grayscale mask By means of the grayscale mask, it is possible to ensure that the cover layer is not completely irradiated in the regions in which inclined inner walls are to be formed, and to a uniformly varying depth. Likewise, it is also possible to produce curvatures in which it is necessary for the irradiated depth of the covering layer not to change uniformly, but unevenly in the course along the main extension plane of the main body 11, in accordance with the curvature.
  • cavities can be produced whose cross-section decreases with increasing depth.
  • a photopatternable material is expediently used for this, in which the parts to be removed have to be exposed for photostructuring.
  • a photopatternable material with at least a phosphor and form as a luminescence conversion material. This offers, with particular advantage, the possibility of precisely shaping the luminescence conversion material directly by the use of photostructuring.
  • a photostructurable glass is used for this purpose. This is based, for example, on the base glasses of the ternary system Li 2 O - Al 2 O 3 .SiO 2 and is doped with at least one of the substances Ag 2 O, CeC> 2, Sb 2 O 3 and SnO.
  • the photopatternable glass is exposed to UV light at a wavelength of between 290 nm and 330 nm inclusive. Glasses which can be photostructured with electromagnetic radiation from this wavelength range are commercially available.
  • an addition-crosslinking silicone which is curable by means of UV radiation or visible light can be used as the photostructurable matrix material.
  • silicones are also commercially available. In photostructuring, the parts that are to remain are cured by irradiation with electromagnetic radiation of a suitable wavelength range. Subsequently, uncured silicone is selectively removed by means of a solvent containing aromatic groups.
  • the addition-crosslinking silicone it is also possible to use spin-on glasses which contain polysiloxane chains as base units and can be crosslinked with UV radiation or visible light.
  • spin-on glasses which contain polysiloxane chains as base units and can be crosslinked with UV radiation or visible light.
  • cavities are advantageously introduced into the cover layer where no luminescence conversion material is desired.
  • the photopatternable matrix material preferably contains at least one phosphor which is present in the form of nanoparticles and / or in the form of an organic phosphor. However, such phosphors are also useful in conjunction with other matrix materials.
  • a phosphor is used whose particle has a median diameter d5Q of less than or equal to 30 nm, for example 25 nm, the median diameter being determined on the basis of a volume or mass distribution sum (Q3).
  • Chlorosilicates as disclosed, for example, in DE 10036940 and the prior art described therein,
  • Orthosilicates, sulfides, thiometals and vanadates as disclosed, for example, in WO 2000/33390 and the prior art described therein, Aluminates, oxides, halophosphates, as disclosed, for example, in US Pat. No. 6,616,862 and the prior art described therein,
  • Nitrides, sions and sialons as disclosed, for example, in DE 10147040 and the prior art described therein, and
  • the cover layer 3 is not completely removed, but parts of the cover layer 3 laterally adjoin the luminescence conversion material 2 on the outside. At least this part of the cover layer 3 consists for example of a material which is reflective for the electromagnetic radiation emitted by the luminescence diode chip. Thus, the remaining parts of the cover layer 3 form a reflector.
  • radiation-transmissive materials coated with reflective fillers can be used.
  • Suitable materials for the filler are e.g. Titanium dioxide or barium sulfate, which are in the form of a powder.
  • a suitable radiation-transmissive material is e.g. an addition-curing silicone or spin-on glass. In order for these to be curable with electromagnetic radiation in spite of the filler, they must additionally be mixed with photoinitiators which activate curing with suitable irradiation.
  • the electromagnetic radiation in the luminescence conversion material 2 is partially strongly scattered is, the luminescence conversion material 2 has a diffuse radiation behavior.
  • the reflective material 8 a part of the electromagnetic radiation can be deflected in a preferred direction.
  • the walls of the reflective material facing the luminescence conversion material 2 are, for example, formed obliquely with respect to a main extension plane of the main surface.
  • the adjacent luminescence conversion material 2 has the same slope on this side flank.
  • This structure is e.g. produced by cavities whose cross-section decreases with increasing depth.

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Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben, bei dem ein Grundkörper bereitgestellt wird, der eine Schichtenfolge für den Lumineszenzdiodenchip aufweist, die geeignet ist, eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Auf zumindest eine Hauptfläche des Grundkörpers wird eine Deckschicht aufgebracht. In die Deckschicht wird mindestens eine Kavität eingebracht, die vollständig oder teilweise mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial gefüllt wird. Das Lumineszenzkonversionsmaterial weist mindestens einen Leuchtstoff auf. Zudem wird ein Verfahren angegeben, bei dem die Deckschicht photostrukturierbares Material sowie mindestens einen Leuchtstoff aufweist, so dass sie als Lumineszenzkonversionsmaterial fungieren und unmittelbar photostrukturiert werden kann. Weiterhin werden Lumineszenzdiodenchips beschrieben, die mit den Verfahren herstellbar sind.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen eines Lumineszenzdiodenchips und Lumineszenzdiodenchip
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102005040558.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mindestens eines Lumineszenzdiodenchips, der mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versehen ist, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen derartigen Lumineszenzdiodenchips selbst.
Bei optoelektronischen Bauelementen, die elektromagnetische Strahlung emittieren, ist es bekannt, Lumineszenzdiodenchips mittels einer Vergussmasse einzukapseln, in die mindestens ein Leuchtstoff gemischt ist. Das Einkapseln erfolgt zum Beispiel durch Vergießen einer Gehäusekavität, in der ein Lumineszenzdiodenchip montiert ist. Alternativ erfolgt das Einkapseln durch Umspritzen eines auf einem Leiterrahmen montierten Lumineszenzdiodenchips, beispielsweise mittels Spritzpressen .
Der Leuchtstoff ist durch eine von dem Lumineszenzdiodenchip emittierte elektromagnetische Primärstrahlung anregbar und emittiert eine Sekundärstrahlung, wobei die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung unterschiedliche Wellenlängenbereiche aufweisen. Ein gewünschter resultierender Farbort des Bauelements kann beispielsweise durch ein Einstellen eines Mischungsverhältnisses der Primärstrahlung und Sekundärstrahlung eingestellt werden. Bei einer Verwendung der oben erwähnten Vergussmassen kann es zu FarbortSchwankungen aufgrund einer inhomogenen Verteilung des Leuchtstoffes in der Vergussmasse kommen, die zum Beispiel auf einer Sedimentationsbildung von Leuchtstoff- Partikeln beruhen kann. Zudem gibt es Fertigungstoleranzen bezüglich einer Dosierbarkeit der Vergussmasse, der Höhen von Lumineszenzdiodenchips und/oder einer Positionierbarkeit der Lumineszenzdiodenchips in der Kavität eines Spritzwerkzeugs . Dies kann zu signifikanten Schwankungen der Menge der Vergussmasse, die dem Lumineszenzdiodenchip in einer Abstrahlrichtung nachgeordnet ist, und somit auch zu Schwankungen des Farbortes des Bauelementes führen. Weiterhin wirken sich hohe Anschaffungskosten für Zubehör zum präzisen Dosieren der Vergussmasse und ein Verschleiß dieses Zubehörs aufgrund der Abrasivität des Lumineszenzkonversionsmaterials beziehungsweise des Leuchtstoffs in nicht zu vernachlässigender Weise auf die Herstellungskosten des Bauelements aus.
In der WO 01/65613 Al ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen offenbart, bei dem ein Lumineszenz- konversionselement direkt auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass Leuchtstoffe homogen und in einer wohl definierten Menge auf dem Halbleiterkörper aufgebracht werden können. Dadurch lässt sich ein homogener Farbeindruck des lichtabstrahlenden Halbleiterchips erreichen.
Bei dem Verfahren wird der Halbleiterkörper auf einem Träger montiert, mit Kontakten versehen und mit einem Lumineszenz- konversionselement beschichtet. Das Beschichten erfolgt mittels einer geeigneten Suspension, die ein Lösungsmittel aufweist, das nach dem Auftragen entweicht. Alternativ wird der Halbleiterkörper mit einem Haftvermittler beschichtet, auf dem nachfolgend der Leuchtstoff aufgebracht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Herstellen von mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versehenen
Lumineszenzdiodenchips bereitzustellen, das es insbesondere ermöglicht, das Lumineszenzkonversionsmaterial in einer wohl definierten Menge und mit einer wohl definierten Struktur aufzubringen. Zudem soll ein mit einem
Lumineszenzkonversionsmaterial versehener Lumineszenzdiodenchip angegeben werden, bei dem das Lumineszenzkonversions- material in einer besonders vorteilhaften Form vorliegt und/oder der auf technisch einfache Weise herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 11 sowie durch einen Lumineszenzdiodenchip gemäß Anspruch 17 oder Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und bevorzugte Weiterbildungen der Verfahren und des Lumineszenzdiodenchips sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche .
Es wird ein Verfahren angegeben, bei dem ein Grundkörper bereitgestellt wird, der eine Schichtenfolge für den Lumineszenzdiodenchip aufweist, die geeignet ist, eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Bevorzugt ist der Grundkörper für eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips vorgesehen, so dass eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips im Wesentlichen gleichzeitig hergestellt werden können. In diesem Fall umfasst das Verfahren insbesondere ein Zerteilen des Grundkörpers zum Vereinzeln der Lumineszenzdiodenchips aus ihrem gemeinsamen Verbund. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper ein Wafer oder ein Träger, auf dem die Schichtenfolge oder mehrere solcher Schichtenfolgen aufgebracht sind.
Bei dem Verfahren wird auf zumindest eine Hauptfläche des Grundkörpers eine Deckschicht aufgebracht. Zudem umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt, bei dem mindestens eine Kavität in die Deckschicht eingebracht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird Lumineszenzkonversionsmaterial derart auf den Grundkörper aufgebracht, dass die Kavität der Deckschicht vollständig oder teilweise gefüllt wird. Dies bietet vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Form des Lumineszenzkonversionsmaterials mittels der Form der Kavität einzustellen, was auf eine präzise Weise erfolgen kann.
Die Deckschicht weist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein photostrukturierbares Material auf. Das Einbringen der Kavität umfasst zweckmäßigerweise Photostrukturieren, das heißt ein Strukturieren durch gezieltes Belichten des photostrukturierbaren Materials und ein nachfolgendes selektives Entfernen des belichteten oder des unbelichteten Materials, je nach Beschaffenheit des photostrukturierbaren Materials. Photostrukturieren lässt sich mit Vorteil präzise durchführen und für die Herstellung sehr kleiner Strukturen verwenden. Grundsätzlich sind Auflösungen im Mikrometer- und sogar Sub-Mikrometerbereich möglich.
Nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionsmaterials wird die Deckschicht mit Vorteil vollständig entfernt. Alternativ wird nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionsmaterials nur ein Teil der Deckschicht selektiv entfernt. Der übrige Teil der Deckschicht bleibt auf dem Grundkörper bestehen und kann verschiedene Funktionen erfüllen, wie nachfolgend angegeben wird. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist zweckmäßigerweise vorgesehen, die Deckschicht nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionsmaterials überhaupt nicht zu entfernen.
Das Entfernen der Deckschicht oder von Teilen der Deckschicht erfolgt bevorzugt im wesentlichen mechanisch. Es kann zweckmäßigerweise zusätzlich oder alternativ chemisch erfolgen.
In den Fällen, dass die Deckschicht nicht oder nur teilweise entfernt wird, ist in einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass die Deckschicht mindestens einen Leuchtstoff aufweist. Damit kann die Deckschicht selbst mit Vorteil als ein Lumineszenzkonversionselement fungieren.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Deckschicht aus reflektierendem Material oder weist ein reflektierendes Material auf. Dadurch ist es insbesondere möglich, die Deckschicht als einen Reflektor zu verwenden, beispielsweise um eine von dem Lumineszenzdiodenchip und/oder dem Lumineszenzkonversionsmaterial emittierte elektromagnetische Strahlung in eine gewünschte Abstrahlrichtung oder einen gewünschten Abstrahl-Raumwinkel umzulenken .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Grundkörper auf der Hauptfläche mindestens eine elektrische Kontaktfläche zum elektrischen Anschließen des mindestens einen Lumineszenzdiodenchips auf. Die Kavität wird lateral versetzt zu der Kontaktfläche in der Deckschicht eingebracht und die Deckschicht wird nach dem Aufbringen des Lumineszenz- konversionsmaterials von der Kontaktfläche entfernt. Somit dient die Deckschicht nicht nur dazu, das Lumineszenzkonversionsmaterial in einer wohl definierten Form aufzubringen, sondern auch zum wenigstens teilweisen Freihalten der elektrischen Kontaktfläche von Lumineszenzkonversions- material . Zusätzlich oder alternativ zu elektrischen Kontaktflächen können selbstverständlich auch weitere Flächen entsprechend von Lumineszenzkonversionsmaterial freigehalten werden. Dies gilt insbesondere für Bereiche, in denen der Grundkörper zum Vereinzeln einer Mehrzahl von Lumineszenz- diodenchips aus ihrem gemeinsamen Verbund zerteilt wird. Für diese Bereiche ist es vorteilhaft, wenn sie frei von Lumineszenzkonversionsmaterial sind, so dass der Grundkörper in diesen Bereichen beispielsweise frei mit einem Sägeblatt zugänglich ist.
Das Lumineszenzkonversionsmaterial weist bevorzugt mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Siloxanen, Spin-on Oxiden und photostrukturierbaren Materialen auf. Besonders bevorzugt ist das Material stabil gegenüber der Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von elektromagnetischer Strahlung aus dem ultravioletten Bereich.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens wird das Lumineszenzkonversionsmaterial in Form eines flüssigen, härtbaren Stoffes aufgebracht und nachfolgend gehärtet. Das Lumineszenzkonversionsmaterial wird insbesondere in einer zähflüssigen Form aufgebracht. In flüssiger Form passt sich das Material der Form der Kavität an. Durch das Härten behält das Lumineszenzkonversionsmaterial diese Form dauerhaft selbst wenn die Deckschicht nachfolgend teilweise oder vollständig entfernt werden sollte.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird überschüssiges Lumineszenzkonversionsmaterial vor dem Härten zumindest teilweise durch Abstreifen entfernt. Das Lumineszenzkonversionsmaterial wird insbesondere von der Deckschicht abgestriffen, wobei auch nur teilweise gefüllte Kavitäten weitergehend durch Lumineszenzkonversionsmaterial gefüllt werden können. Durch das Abstreifen des Lumineszenzkonversionsmaterials wird zudem die Deckschicht besser zugänglich gemacht, um sie nachfolgend beispielsweise zumindest teilweise zu entfernen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine photostrukturierbare Deckschicht auf die Hauptfläche des Grundkörpers aufgebracht, wobei diese Deckschicht den mindestens einen Leuchtstoff aufweist. Somit dient bereits die Deckschicht mit Vorteil als ein Lumineszenzkonversions- material . Dieses kann auf präzise Weise unmittelbar mittels Photostrukturieren strukturiert werden. Die Verwendung eines weiteren Lumineszenzkonversionsmaterials kann mit Vorteil entfallen.
Bevorzugt wird mindestens eine Kavität in die Deckschicht eingebracht, was insbesondere Photostrukturieren umfasst. Die Kavität kann in dieser Ausführungsform des Verfahrens insbesondere eingebracht werden, um Flächen des Grundkörpers, auf denen kein Lumineszenzkonversionsmaterial und/oder sonstiges Material erwünscht ist, freizulegen. Insbesondere können durch Kavitäten elektrische Kontaktflächen und/oder Bereiche, in denen der Grundkörper durchtrennt werden soll, freigelegt werden. Die Kavität wird mit Vorteil derart eingebracht, dass ihre Innenwände nicht parallel zueinander oder nicht vollständig senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche verlaufen. Vielmehr wird die Kavität bevorzugt derart eingebracht, dass ihr Querschnitt sich mit zunehmender Tiefe verändert. Gemäß einer Ausführungsform wird der Querschnitt mit zunehmender Tiefe größer, alternativ wird er mit zunehmender Tiefe kleiner.
Zusätzlich oder alternativ wird die Kavität mit besonderem Vorteil derart eingebracht, dass ihre Innenwände zumindest zum Teil bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche schräg oder gekrümmt verlaufen. Dadurch lässt sich die Form des Lumineszenzkonversionsmaterials und somit auch eine zu erzeugende Abstrahlcharakteristik oder ein zu erzeugender Farbort des Lumineszenzdiodenchips mittelbar einstellen.
Besonders bevorzugt ist die Deckschicht photostrukturierbar und wird der Verlauf des Querschnitts oder der Innenwände der Kavität zumindest teilweise durch ungleichmäßig starkes Belichten der Deckschicht beim Photostrukturieren eingestellt. Dadurch, dass unterschiedliche Bereiche der Deckschicht mit unterschiedlicher Strahlungsleistung belichtet werden, kann erreicht werden, dass die Deckschicht in den weniger stark belichteten Bereichen nicht in seiner vollen Tiefe und mit variierender Tiefe beleuchtet wird. Die Grenzfläche von beleuchteten und nicht beleuchteten Bereichen der Deckschicht verläuft dadurch an den entsprechenden Stellen nicht parallel zur Ausbreitungsrichtung des zum Beleuchtung einfallenden Lichtes, sondern sie kann insbesondere gekrümmt oder schräg dazu verlaufen. Es wird ein Lumineszenzdiodenchip mit einem Grundkörper angegeben. Der Grundkörper ist geeignet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Er ist auf zumindest einer Hauptfläche mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versehen, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist.
Das Lumineszenzkonversionsmaterial liegt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als eine Schicht vor, deren Seitenflanken zumindest zum Teil gezielt derart geformt sind, dass sie bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche schräg oder gekrümmt verlaufen. Das Lumineszenzkonversionsmaterial liegt besonders bevorzugt in Form einer im Wesentlichen ebenen Schicht vor, was sich mittels des angegebenen Verfahrens besonders gut und kontrolliert erzielen lässt. Die Schicht ist mit Vorteil im Wesentlichen eben ausgebildet.
Zusätzlich oder insbesondere auch alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Lumineszenzkonversionsmaterial ein photostrukturierbares Material aufweist. Das Lumineszenzkonversionsmaterial ist in diesem Fall bevorzugt unmittelbar photostrukturiert .
Bevorzugt weist die Schicht Lumineszenzkonversionsmaterial eine Dicke zwischen einschließlich 5 μm und einschließlich 250 μm auf. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der Schicht zwischen einschließlich 10 μm und einschließlich 50 μm. Die Untergrenze der Schichtdicke kann jedoch auch mit Vorteil geringer als 10 μm oder sogar geringer als 5 μm sein.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform weist das Lumineszenzkonversionsmaterial mindestens eine Material aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Siloxanen, Spin-on Oxiden und photostrukturierbaren Materialien auf.
Mit Vorteil grenzt das Lumineszenzkonversionsmaterial seitlich an ein reflektierendes Material an. Neben beispielsweise der Form des Lumineszenzkonversionsmaterials erlaubt ein solches reflektierendes Material eine weitergehende vorteilhafte Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik des Lumineszenzdiodenchips . Besonders bevorzugt weist das reflektierende Material ein photostrukturierbares Material auf. Alternativ oder zusätzlich kann das reflektierende Material auch weitere Materialien aufweisen, die in der Deckschicht enthalten sein können.
Der Lumineszenzdiodenchip ist besonders bevorzugt ein Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchip. Ein DünnfiIm-Lumineszenz- diodenchip zeichnet sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale aus:
- An einer zu einem Trägerelement hin gewandten ersten Hauptfläche einer Strahlungserzeugenden Epitaxieschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
- die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm auf; und
- die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der Epitaxieschichtenfolge führt, das heißt sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
Die Epitaxieschichtenfolge wird im Rahmen dieser Anmeldung auch Dünnfilm-Schicht genannt. Sie ist bevorzugt vollständig oder teilweise frei von einem Aufwachssubstrat. Ein Grundprinzip eines Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchips ist beispielsweise in I. Schnitzer et al . , Appl . Phys . Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Verwendung eines Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchips führt zu einer besonders hohen Effektivität, da die von der Dünnfilm- Schicht emittierte und die elektromagnetische Strahlung in der Regel an den Leuchtstoffpartikeln gestreut wird und zu einem signifikanten Teil insbesondere auch in die Halbleiterschichtenfolge zurückgestreut wird. Bei einem Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchip wird diese zurückgestreute Strahlung jedoch, verglichen mit anderen Systemen, mit geringeren Verlusten mittels der reflektierenden Schicht zurückreflektiert. Wegen der reflektierenden Schicht und der geringen Dicke der Epitaxieschichtenfolge sind somit Absorptionsverluste relativ gering.
Eine weitere Ausführungsform des Lumineszenzdiodenchips sieht mit Vorteil vor, dass das Lumineszenzkonversionsmaterial mindestens einen organischen Leuchtstoff und/oder mindestens einen Leuchtstoff aufweist, der zumindest teilweise in Form von Nanopartikeln vorliegt. Die Nanopartikel weisen bevorzugt einen Mediandurchmesser d50 von kleiner als oder gleich 100 nm auf, wobei der Mediandurchmesser anhand einer Volumenoder Massenverteilungssumme (Q3) ermittelt wird. Besonders bevorzugt weisen die Nanopartikel einen d50-Wert, gemessen in Q3, von kleiner als oder gleich 30 ran und größer als oder gleich 1 nm auf .
Verglichen mit herkömmlichen Leuchtstoffpartikeln, die in lichtemittierenden optischen Bauelementen verwendet werden, kann mit Leuchtstoffpartikeln in Form von Nanopartikeln ein verbessertes homogenes Leuchtbild realisiert werden. Organische Leuchtstoffe und Leuchtstoffe in Form von Nanopartikeln lassen sich besonders gut und dauerhaft in flüssigen, insbesondere in zähflüssigen Matrixmaterialien dispergieren. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, eine Konzentrierung von Leuchtstoff in äußeren Bereichen des Grundkörpers bei Einwirkung von Zentrifugalkraft deutlich zu reduzieren. Dies ermöglicht es, das Lumineszenzkonversions- material mittels eines Spin-Coating Verfahrens aufzubringen.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Verfahren und des Lumineszenzdiodenchips ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 20 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Figuren 1 bis 11 schematische Schnittansichten eines
Grundkörpers bei verschiedenen Verfahrensstadien eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens,
Figuren 12 und 13 schematische Schnittansichten eines
Grundkörpers bei verschiedenen Verfahrensstadien eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens, Figuren 14 und 15 schematische Schnittansichten eines
Grundkörpers bei verschiedenen Verfahrensstadien eines dritten Ausführungsbeispiels des Verfahrens,
Figur 16 eine schematische Schnittansicht eines
Ausführungsbeispiels des Lumineszenzdiodenchips, und
Figuren 17 bis 20 mikroskopische Aufnahmen verschiedener Verfahrensstadien bei einem real durchgeführten Ausführungsbeispiel des Verfahrens.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht notwendigerweise als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein Grundkörper 11 dargestellt. Dieser weist einen Träger 12, eine auf dem Träger aufgebrachte Dünnfilm- Schicht 13 sowie ein Bondpad 5 auf, das auf der dem Träger 12 gegenüberliegenden Seite der Dünnfilm-Schicht 13 aufgebracht ist. Die freie Außenfläche des Bondpads 5 bildet eine elektrische Kontaktfläche 51 zum elektrischen Anschließen einer Struktur für einen Lumineszenzdiodenchip des Grundkörpers . '
Die Dünnfilmschicht 13 basiert beispielsweise auf Nitrid- Verbindungshalbleitermaterialien und ist geeignet, eine elektromagnetische Strahlung aus dem blauen und/oder ultravioletten Spektrum zu emittieren. Nitrid- Verbindungshalbleitermaterialien sind Verbindungs- halbleitermaterialien, die Stickstoff enthalten, wie Materialien aus dem System InxAlyGai-x_yN mit O ≤ x ≤ l, 0 < y < 1 und x + y < 1. Die Dünnfilmschicht weist z.B. mindestens eine Halbleiterschicht aus einem Nitrid-Verbindungs- halbleitermaterial auf .
In der Dünnfilmschicht 13 kann beispielsweise ein herkömmlicher pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW-Strukur) enthalten sein. Solche Strukturen sind dem Fachmann bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Beispiele für solche MQW-Strukturen sind in den Druckschriften US 5,831,277 und US 5,684,309 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Zwischen der Dünnfilm-Schicht 13 und dem Träger 12 ist ein Reflektor angeordnet, der für elektromagnetische Strahlung, die in der Dünnfilm-Schicht erzeugbar ist, reflektierend ist. Der Reflektor ist nicht dargestellt. Es kann sich hierbei beispielsweise um einen metallischen oder dielektrischen Spiegel handeln. Bevorzugt umfasst der Reflektor eine dielektrische Schicht und eine auf dieser dielektrischen Schicht aufgebrachte metallische Schicht, wobei die dielektrische Schicht an die Dünnfilm-Schicht 13 angrenzt.
Auf eine Hauptfläche 14 des Grundkörpers 11 wird eine Deckschicht 3 aufgebracht, siehe Figur 2. Die Deckschicht 3 besteht beispielsweise aus einem photostrukturierbaren Material, was ein photostrukturierbarer Lack oder ein photostrukturierbares Harz sein kann. Es wird z.B. mittels eines Spin-Coating Verfahrens in einer ebenen Schicht aufgebracht. Über der Dünnfilm-Schicht 13 weist die Deckschicht 3 beispielsweise eine Dicke von etwa 40 μm auf, welche über dem Bondpad 5 entsprechend etwas geringer und über dem Träger 12 etwas größer ist .
Bei dem photostrukturierbaren Material müssen zum Photostrukturieren die zu entfernenden Teile belichtet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich alternativ ein photostrukturierbares Material zu verwenden, bei dem die nicht zu entfernenden Teile beim Photostrukturieren zu belichten sind. Es können grundsätzlich auch unterschiedliche photostrukturierbare Materialien miteinander kombiniert werden .
Nachfolgend wird die Deckschicht 3 in Bereichen über der Dünnfilm-Schicht 14, außer in dem Bereich oberhalb des Bondpads, mittels einer Maske 31 und elektromagnetischer Strahlung einer geeigneten Wellenlänge belichtet, siehe Figur 3. Die elektromagnetische Strahlung ist in Figur 3 durch Pfeile symbolisch dargestellt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die belichtete Deckschicht 3 mittels eines für das photostrukturierbare Material geeigneten Mediums entwickelt. In Figur 4 sind die belichteten und entwickelten Teile 32 der Deckschicht 3 schematisch dargestellt. Nachfolgend werden die belichteten Teile 32 der Deckschicht 3 entfernt, so dass mindestens eine Kavität 4 ausgebildet wird, siehe Figur 5.
Wie in Figur 6 dargestellt wird in einem weiteren Verfahrensschritt Lumineszenzkonversionsmaterial auf den Grundkörper 11 aufgebracht, so dass die Kavität 4 beispielsweise vollständig von diesem gefüllt ist. In einem weiteren Verfahrensschritt wird überschüssiges Lumineszenzkonversionsmaterial 2 mittels Abstreifen entfernt. Dies kann beispielsweise mittels einer Klinge 9 erfolgen, die über die Deckschicht 3 gezogen wird, so dass überschüssiges Lumineszenzkonversionsmaterial 2 von der Deckschicht 3 abgezogen wird, was in Figur 7 schematisch dargestellt ist. Zum Abstreifen wird beispielsweise eine scharfe Metallklinge verwendet .
Das Lumineszenzkonversionsmaterial weist ein flüssiges, insbesondere ein zähflüssige Matrixmaterial auf, das gehärtet werden kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein additionsvernetzendes Silikon verwendet, das bevorzugt thermisch härtend ist. Als Matrixmaterial eignet sich alternativ z.B. auch ein Spin-On Oxid oder ein Siloxan.
Nach dem Abstreifen des überschüssigen Lumineszenz- konversionsmaterials 2 wird der Grundkörper 11 mit den aufgebrachten Materialien ausgeheizt. Dies erfolgt zum Beispiel mittels einer heißen Platte oder warmer Umluft bei etwa 100 0C für eine Dauer von beispielsweise 2 Stunden. Bei einem derartigen Ausheizen wird das Matrixmaterial des Lumineszenzkonversionsmaterials 2 angehärtet.
Wie in Figur 8 dargestellt, wird das Lumineszenzkonversions- material 2 bei dem Ausführungsbeispiel durch das Abstreifen nicht vollständig von der Deckschicht 3 entfernt, sondern es verbleibt ein dünner Film von Lumineszenzkonversionsmaterial 2 auf dem Deckschichtmaterial 3. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt, der in Figur 9 schematisch dargestellt ist, wird das verbliebene Material der Deckschicht 3 sowie der dünne Film von Lumineszenzkonversionsmaterial 2 abgelöst. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines so genannten Liftoff Prozesses, bei dem der dünne Film an Lumineszenz- konversionsmaterial 2 durch Entfernen des Materials der Deckschicht 3 abgehoben wird.
Zum Entfernen dieser Materialien wird die über der Deckschicht befindliche dünne Schicht Lumineszenzkonversionsmaterial zunächst aufgebrochen, was beispielsweise mechanisch mittels eines Hochdruckfächerstrahles 33 erfolgt, siehe Figur 9. Dieser Hochdruckfächerstrahl 33 kann zudem auch dazu benutzt werden, das restliche Material der Deckschicht 3 zu entfernen. Als Medium für den Hochdruckfächerstrahl 33 kann beispielsweise Wasser verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ wird als Medium für den Hochdruckfächerstrahl 33 beispielsweise N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) verwendet.
Nach dem Entfernen der Deckschicht 3 und des auf der Deckschicht befindlichen dünnen Films an Lumineszenz- konversionsmaterial verbleibt eine strukturierte Schicht von Lumineszenzkonversionsmaterial 2 auf dem Grundkörper 11, was in Figur 10 dargestellt ist. Durch das Entfernen der Deckschicht 3 werden insbesondere auch elektrische Kontaktflächen 51 des Bondpads 5 sowie beispielsweise Durchtrenn-Bereiche 15 freigelegt. In den Durchtrenn- Bereichen 15 wird der Grundkörper nachfolgend beispielsweise mittels Sägen durchtrennt, um eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips 1 herzustellen. Obwohl in Figur 10 nur eine einzige Struktur für einen Lumineszenzdiodenchip mit einem einzigen Bondpad 5 und einer einzigen Dünnfilm-Schicht 13 dargestellt ist, kann der Grundkörper 11 beispielsweise eine Mehrzahl derartiger Strukturen aufweisen, die sich in dem Grundkörper in einem gemeinsamen Verbund miteinander befinden. Zudem können für einen Lumineszenzdiodenchip auch zwei Bondpads vorgesehen sein. Die Lumineszenzdiodenchips werden beispielsweise mittels Sägen oder Laserstrahlen aus dem gemeinsamen Verbund vereinzelt. Bei dem Verbund handelt es sich z.B. um einen Wafer.
Ein fertiger Lumineszenzdiodenchip 1, der mit Lumineszenzkonversionsmaterial 2 versehen ist, ist in Figur 11 dargestellt. Er ist geeignet, um beispielsweise in ein Lumineszenzdiodenbauelement oder ein Modul eingebaut zu werden, was seine elektrische und mechanische Montage umfasst. Zur Fertigstellung des Lumineszenzdiodenchips kann es erforderlich sein, das Lumineszenzkonversionsmaterial durch ein weiteres Heizen auszuhärten. Dies erfolgt beispielsweise wiederum mittels einer heißen Platte oder warmer Umluft beispielsweise bei 150 0C für etwa 1 Stunde.
In den Figuren 17 bis 20 sind mikroskopische Aufnahmen verschiedener Verfahrensstadien eines real durchgeführten Verfahrens dargestellt. Das Verfahren ähnelt dem vorhergehend anhand der Figuren 1 bis 11 erläuterten Verfahren.
Der Grundkörper 11 ist beispielsweise ein Wafer, auf dem eine Mehrzahl von Dünnfilm-Schichten 13 für eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips aufgebracht sind. Alternativ kann auch eine einzige Dünnfilm-Schicht auf dem Wafer aufgebracht sein, die für eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips vorgesehen und noch nicht strukturiert ist. Als Alternative zu einem Wafer eignen sich auch andere Träger wie beispielsweise Trägerfolien oder Metallträger. In den Figuren 17 bis 20 ist jeweils ein Ausschnitt des Trägers dargestellt.
Figur 17 entspricht etwa dem in Figur 5 dargestellten VerfahrensStadium. In diesem ist eine Deckschicht 3 auf dem Grundkörper 11 aufgebracht und mit einer Mehrzahl von Kavitäten 4 versehen. Die runden Teile der Deckschicht 3, die in Figur 17 erkennbar sind, sind über entsprechend rund geformten Bondpads des Grundkörpers angeordnet . Dahingegen sind die rahmenartig ausgebildeten Teile der Deckschicht 3 über Bereichen des Grundkörpers angeordnet, innerhalb derer der Grundkörper durchtrennt werden soll.
Die in Figur 18 dargestellte mikroskopische Aufnahme entspricht in etwa dem in Figur 6 dargestellten Verfahrens- Stadium. Auf den Grundkörper 11 ist ein Lumineszenz- konversionsmaterial 2 in Form einer zähflüssigen, härtbaren Masse aufgebracht worden, welche die Kavitäten 4 füllt.
Die in Figur 19 dargestellte Aufnahme entspricht dem vorhergehend anhand von Figur 8 erläuterten Verfahrens- Stadium. Überschüssiges Lumineszenzkonversionsmaterial 2 ist mittels einer Klinge 9 abgestriffen und der Grundkörper 11 ist ausgeheizt. In der Aufnahme lässt sich deutlich erkennen, in welchen Bereichen Teile der Deckschicht und in welchen nur Lumineszenzkonversionsmaterial 2 auf den Grundkörper angeordnet sind. Allerdings sind auch die Teile der Deckschicht mit einem dünnen Film von Lumineszenzkonversionsmaterial 2 bedeckt .
Dieser dünne Film und die verbliebenen Teile der Deckschicht 3 werden nachfolgend entfernt. Figur 20 zeigt das vorhergehend anhand Figur 10 erläuterte Verfahrensstadium, in dem eine wohl definiert strukturierte Lumineszenz- konversionsschicht 2 auf dem Grundkörper verbleibt. Elektrische Kontaktflächen 51 der Bondpads sowie Bereiche 15, die beispielsweise für Sägespuren vorgesehen sind, sind in diesem VerfahrensStadium freigelegt. Der Grundkörper 11 kann in dieser Form zu einer Vielzahl von Lumineszenzdiodenchips 1 vereinzelt werden. Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform möglich, den Träger 12 nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionsmaterials 2 abzulösen. Besonders bevorzugt erfolgt dies nach dem Aushärten des Lumineszenzkonversionsmaterials 2. Gemäß diesen Ausführungsbeispiels stabilisiert das Lumineszenzkonversions- material 2 die fagile Dünnfilm-Schicht 13, so dass mit Vorteil auf den Träger verzichtet werden kann. Dies ermöglicht es, besonders flache Lumineszenzdiodenchips herzustellen, die mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial 2 versehen sind.
Der Lumineszenzdiodenchip ist gemäß diesen Ausführungs- beispiels frei von einem Träger. Bevorzugt weist er eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge auf, die geeignet ist, eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Besonders bevorzugt ist die epitaktische Halbleiterschichtenfolge frei von einem Aufwachssubstrat. Der für das Verfahren verwendete Träger 12 kann beispielsweise eine flexible Trägerfolie sein, an der die Dünnfilm-Schichten 13 haften.
In Figur 12 ist ein Verfahrensstadium eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Herstellen eines Lumineszenzdiodenchips dargestellt. In diesem Verfahrensstadium ist auf einem Grundkörper 11 bereits eine Deckschicht 3 aufgebracht und mit Kavitäten 4 versehen. Zudem sind die Kavitäten 4 in dem dargestellten VerfahrensStadium mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial 2 gefüllt.
Im Unterschied zu den vorhergehend erläuterten Ausführungs- beispielen werden die Kavitäten 4 bei dem in den Figuren 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiel derart eingebracht, dass ihr Querschnitt mit zunehmender Tiefe größer wird. Auf der dem Bondpad 5 zugewandten Seite verlaufen die Innenwände der Kavität bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche 14 schräg vom Bondpad 5 weg.
Entsprechend liegt das Lumineszenzkonversionsmaterial 2 nach Entfernen der Deckschicht 3 in Form einer Schicht vor, deren zu dem Bondpad 5 gewandten Seitenflanken 6 bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche 14 zumindest teilweise schräg verlaufen. Dieser zum Teil schräger Verlauf der Seitenflanken 6 der Schicht Lumineszenzkonversionsmaterial 2 hat bei dem in Figur 13 dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere den Vorteil, dass das Bondpad 5 und somit die elektrische Kontaktfläche 51 verbessert von außen zugänglich ist, um z.B. mit einem Bonddraht elektrisch leitend kontaktiert zu werden.
Verglichen mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial 2, dessen Seitenflanken 6 ausschließlich senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene 14 des Grundkörpers 11 verlaufen, können derart schräge Seitenflanken des Lumineszenzkonversionsmaterials 2 zusätzlich eine verbesserte Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus dem ' Lumineszenzkonversionsmaterial 2 bewirken.
Zusätzlich oder alternativ können die Seitenflanken 6 auch zumindest teilweise gekrümmt verlaufen. Weiterhin ist es auch möglich, dass auch die von dem Bondpad 5 abgewandten Seitenflanken 6 des Lumineszenzkonversionsmaterials 2 schräg oder gekrümmt bezüglich der Haupterstreckungsebene verlaufen, wie das in den Figuren 14 und 15 dargestellt ist. Eine derartige Ausformung der Schicht Lumineszenzkonversions- material 2 ist für eine Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung besonders vorteilhaft.
Zur Herstellung der Kavitäten 4 wird bei den in den Figuren 12 und 14 dargestellten Ausführungsbeispielen beispielsweise ein photostrukturierbares Material für die Deckschicht 3 verwendet, dessen Photostrukturierung ein Bestrahlen der nicht zu entfernenden Teile der Deckschicht 3 mit elektromagnetischer Strahlung umfasst. Dadurch können die schräg verlaufenden Innenwände der Kavitäten 4 beispielsweise mittels einer Graustufenmaske erzeugt werden.
Mittels der Graustufenmaske kann bewerkstelligt werden, dass die Deckschicht in den Bereichen, in denen schräge Innenwände auszubilden sind, nicht vollständig und bis zu einer sich gleichmäßig ändernden Tiefe bestrahlt wird. Ebenso können auch Krümmungen erzeugt werden, bei denen es erforderlich ist, dass sich die durchstrahlte Tiefe der Deckschicht nicht gleichmäßig, sondern entsprechend der Krümmung ungleichmäßig im Verlauf entlang der Haupterstreckungsebene des Grundkörpers 11 ändert.
Auf analoge Weise lassen sich auch Kavitäten erzeugen, deren Querschnitt sich mit zunehmender Tiefe verkleinert. Im Unterschied zu den anhand Figuren 12 und 14 erläuterten Ausführungsbeispielen wird hierfür jedoch zweckmäßiger Weise ein photostrukturierbares Material verwendet, bei dem die zu entfernenden Teile zum Photostrukturieren belichtet werden müssen.
Als Alternative oder Ergänzung zu den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen für das Verfahren ist es möglich, ein photostrukturierbares Material mit mindestens einem Leuchtstoff zu versetzen und als ein Lumineszenzkonversionsmaterial auszubilden. Dies bietet mit besonderem Vorteil die Möglichkeit, das Lumineszenzkonversionsmaterial unmittelbar durch die Verwendung von Photostrukturierung präzise zu formen.
Als Materixmaterial wird hierfür beispielsweise ein photostrukturierbares Glas verwendet. Dieses basiert zum Beispiel auf den Grundgläsern des DreistoffSystems Li2θ- Al2θ3~Siθ2 und ist mit mindestens einem der Stoffe Ag2θ, CeC>2, Sb2Ü3 und SnO dotiert. Zum Photostrukturieren wird das photostrukturierbare Glas beispielsweise mit UV-Licht mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 290 nm und einschließlich 330 nm belichtet. Gläser, die mit elektromagnetischer Strahlung aus diesem Wellenlängenbereich photostrukturierbar sind, sind kommerziell erhältlich.
Alternativ kann als photostrukturierbares Matrixmaterial ein additionsvernetzendes Silikon verwendet werden, das mittels UV-Strahlung oder sichtbarem Licht aushärtbar ist. Auch derartige Silikone sind kommerziell erhältlich. Beim Photostrukturieren werden die Teile, die bestehen bleiben sollen, durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches ausgehärtet. Nachfolgend wird nicht ausgehärteter Silikon mittels eines Lösungsmittels, das aromatische Gruppen enthält, selektiv entfernt.
Alternativ zu dem additionsvernetzenden Silikon können auch Spin-On Gläser verwendet werden, die Polysiloxanketten als Basiseinheiten enthalten und mit UV-Strahlung oder sichtbarem Licht vernetzt werden können. Bei der Verwendung eines derart unmittelbar strukturierbaren Lumineszenzkonversionsmaterials werden in die Deckschicht zweckmäßiger Weise dort Kavitäten eingebracht, wo kein Lumineszenzkonversionsmaterial erwünscht ist. Es ist jedoch auch möglich, verschiedene Arten von Lumineszenzkonversions- material miteinander zu kombinieren, so dass sowohl die Deckschicht als auch ein weiteres Lumineszenzkonversionsmaterial, das in Kavitäten der Deckschicht eingebracht werden kann, mindestens einen Leuchtstoff aufweist.
In dem photostrukturierbaren Matrixmaterial ist bevorzugt mindestens ein Leuchtstoff enthalten, der in Form von Nanopartikeln und/oder in Form eines organischen Leuchtstoffes vorliegt. Derartige Leuchtstoffe sind jedoch auch in Verbindung mit anderen Matrixmaterialien verwendbar.
Beispielsweise wird ein Leuchtstoff verwendet, dessen Partikel einen Mediandurchmesser d5Q von kleiner als oder gleich 30 nm, beispielsweise von 25 nm aufweist, wobei der Mediandurchmesser anhand einer Volumen- oder Massenverteilungssumme (Q3) ermittelt wird.
Grundsätzlich eignen sich alle für die Anwendung bei LEDs bekannten Leuchtstoffe für die Verwendung im Lumineszenz- konversionsmaterial. Beispiele für derartige als Konverter geeignete Leuchtstoffe und Leuchtstoffmischungen sind:
- Chlorosilikate, wie beispielsweise in DE 10036940 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart,
- Orthosilikate, Sulfide, Thiometalle und Vanadate wie beispielsweise in WO 2000/33390 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, - Aluminate, Oxide, Halophosphate , wie beispielsweise in US 6,616,862 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart,
- Nitride, Sione und Sialone wie beispielsweise in DE 10147040 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, und
- Granate der Seltenen Erden wie YAGrCe und der Erdalkalielemente wie beispielsweise in US 2004-062699 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart.
Bei den in Figur 16 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Lumineszenzdiodenchips 1 ist die Deckschicht 3 nicht vollständig entfernt, sondern Teile der Deckschicht 3 grenzen außen seitlich an das Lumineszenzkonversionsmaterial 2 an. Zumindest dieser Teil der Deckschicht 3 besteht beispielsweise aus einem Material, das für die von dem Lumineszenz- diodenchip emittierte elektromagnetische Strahlung reflektierend ist. Somit bilden die verbleibenden Teile der Deckschicht 3 einen Reflektor.
Alternativ lassen sich strahlungsdurchlässige Materialien verwenden, die mit reflektierenden Füllstoffen versetzt sind. Als Materialien für den Füllstoff eignen sich z.B. Titandioxid oder Bariumsulfat, die in Form eines Pulvers vorliegen. Ein geeignetes strahlungsdurchlässiges Material ist z.B. ein additionsvernetzenden Silikon oder Spin-On Glas. Damit diese trotz des Füllstoffes mit elektromagnetischer Strahlung aushärtbar sind, müssen sie zusätzlich mit Photoinitiatoren versetzt sein, die bei geeigneter Bestrahlung eine Aushärtung aktivieren.
Da die elektromagnetische Strahlung in dem Lumineszenz- konversionsmaterial 2 in der Regel teilweise stark gestreut wird, hat das Lumineszenzkonversionsmaterial 2 ein diffuses Abstrahlverhalten. Mittels des reflektierenden Materials 8 kann ein Teil der elektromagnetischen Strahlung in eine Vorzugsrichtung abgelenkt werden.
Hierzu sind die zum Lumineszenzkonversionsmaterial 2 gewandten Wände des reflektierenden Materials beispielsweise schräg bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche ausgebildet. Das angrenzende Lumineszenzkonversionsmaterial 2 weist an dieser Seitenflanke entsprechend die gleiche Schräge auf. Diese Struktur wird z.B. mittels Kavitäten hergestellt, deren Querschnitt mit zunehmender Tiefe kleiner wird.
Die Erfindung ist nicht durch ihre Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen mindestens eines Lumineszenz- diodenchips, der mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versehen ist, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Grundkörpers, der eine Schichtenfolge für den Lumineszenzdiodenchip aufweist, die geeignet ist, eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren;
Aufbringen einer Deckschicht auf zumindest eine
Hauptfläche des Grundkörpers;
Einbringen von mindestens einer Kavität in die
Deckschicht; und - Aufbringen von Lumineszenzkonversionsmaterial auf den
Grundkörper, derart, dass die Kavität vollständig oder teilweise gefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Deckschicht ein photostrukturierbares Material und/oder ein reflektierendes Material aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Deckschicht nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionsmaterials vollständig entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , wobei nur ein Teil der Deckschicht nach dem Aufbringen des Lumineszenzkonversionsmaterials selektiv entfernt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 , wobei das Entfernen mechanisch und/oder chemisch erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 , wobei neben dem Lumineszenzkonversionsmaterial zumindest auch die Deckschicht mindestens einen Leuchtstoff aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper auf der Hauptfläche mindestens eine elektrische Kontaktfläche zum elektrischen Anschließen des mindestens einen Lumineszenzdiodenchips aufweist und die Kavität lateral versetzt zu der Kontaktfläche der Deckschicht eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lumineszenzkonversionsmaterial mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Siloxanen, Spin-On Oxiden und photostrukturierbaren Materialien aufweist .
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lumineszenzkonversionsmaterial in Form eines flüssigen, härtbaren Stoffes aufgebracht und nachfolgend gehärtet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei überschüssiges Lumineszenzkonversionsmaterial vor dem Härten zumindest teilweise durch Abstreifen entfernt wird.
11. Verfahren zum Herstellen mindestens eines Lumineszenzdiodenchips, der mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versehen ist, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Grundkörpers, der eine Schichtenfolge für den Lumineszenzdiodenchip aufweist die geeignet ist, eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren; - Aufbringen einer photostrukturierbaren Deckschicht, die den Leuchtstoff aufweist, auf zumindest eine Hauptfläche des Grundkörpers; und
- Einbringen von mindestens einer Kavität in die Deckschicht .
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper für eine Mehrzahl von Lumineszenz- diodenchips vorgesehen ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kavität derart eingebracht wird, dass ihr Querschnitt mit zunehmender Tiefe größer oder kleiner wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kavität derart eingebracht wird, dass ihre Innenwände zumindest zum Teil bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche schräg oder gekrümmt verlaufen.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Deckschicht photostrukturierbar ist und der Verlauf des Querschnitts oder der Innenwände der Kavität zumindest teilweise durch ungleichmäßig starkes Belichten eingestellt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper ein Wafer oder ein Träger, auf dem die Schichtenfolge oder mehrere derartiger Schichtenfolgen aufgebracht sind, ist.
17. Lumineszenzdiodenchip mit einem Grundkörper, der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und der auf zumindest einer Hauptfläche mit einem Lumineszenz- konversionsmaterial versehen ist, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, wobei das
Lumineszenzkonversionsmaterial als eine Schicht vorliegt, deren Seitenflanken zumindest zum Teil gezielt derart geformt sind, dass sie bezüglich einer Haupterstreckungsebene der Hauptfläche schräg oder gekrümmt verlaufen.
18. Lumineszenzdiodenchip nach Anspruch 17, das Lumineszenzkonversionsmaterial mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Siloxanen, Spin-On Oxiden und photostrukturierbaren Materialien aufweist.
19. Lumineszenzdiodenchip mit einem Grundkörper, der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und der auf zumindest einer Hauptfläche mit einem Lumineszenz- konversionsmaterial versehen ist, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, wobei das
Lumineszenzkonversionsmaterial ein photostrukturierbares Material aufweist.
20. Lumineszenzdiodenchip nach Anspruch 19, bei dem das Lumineszenzkonversionsmaterial photostrukturiert ist.
21. Lumineszenzdiodenchip nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Schicht eine Dicke zwischen einschließlich 5 μm und einschließlich 250 μm aufweist.
22. Lumineszenzdiodenchip nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Schicht eine Dicke zwischen einschließlich 10 μm und einschließlich 50 μm aufweist.
23. Lumineszenzdiodenchip nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei das Lumineszenzkonversionsmaterial seitlich an ein reflektierendes Material angrenzt.
24. Lumineszenzdiodenchip nach Anspruch 23, wobei das reflektierende Material ein photostrukturierbares Material aufweist.
25. Lumineszenzdiodenchip nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei der Lumineszenzdiodenchip ein Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchip ist.
26. Lumineszenzdiodenchip nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei das Lumineszenzkonversionsmaterial mindestens einen organischen Leuchtstoff und/oder mindestens einen Leuchtstoff aufweist, der zumindest teilweise in Form von Nanopartikeln vorliegt .
27. Lumineszenzdiodenchip, der durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist.
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