WO2009030204A2 - Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements - Google Patents

Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements Download PDF

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WO2009030204A2
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Definitions

  • the present application relates to a semiconductor device comprising at least one optically active first region for emitting electromagnetic radiation in at least one emission direction and at least one optically active second region for emitting electromagnetic radiation into the at least one emission direction.
  • the present application further relates to a method of manufacturing a semiconductor device.
  • WO 2006/012442 A2 discloses an optoelectronic component having a housing body in which a plurality of semiconductor chips is arranged in a line-shaped arrangement. In this case, adjacent semiconductor chips to each other at a distance.
  • An object of the invention is to describe a semiconductor device which provides a high optical output power.
  • the component should have a high packaging dense or radiant density.
  • a manufacturing method for such a semiconductor device is to be specified.
  • the underlying object is achieved by a semiconductor device of the type mentioned above, which is characterized in that the first region is arranged in a first layer and the second region in a second layer, wherein the second layer in the emission direction over the first Layer is disposed and has a first region associated with the first passage region, at least partially transmissive to the electromagnetic
  • Radiation of the first area is.
  • the direction of a surface normal of a main plane of extension of the first and / or second region is understood by the emission direction.
  • the surface effectively used for the emission of electromagnetic radiation is increased without increasing the individual optically active regions.
  • the second layer in the first passband has at least one recess for passing the electromagnetic radiation of the first layer. The recess in the passband allows unimpeded radiation of the electromagnetic radiation of the first layer through the second layer.
  • the second layer in the first passage region comprises at least one light-transmissive material, for example a transparent or semi-transparent material for transmitting the electromagnetic radiation of the first layer.
  • a transparent or semi-transparent material By using a transparent or semi-transparent material, the electromagnetic radiation of the first layer at least partially penetrates the second layer.
  • the transparent or semi-transparent material may be, for example, indium tin oxide (ITO).
  • At least one intermediate layer made of a metallic material is arranged between the first and the second layer, which has at least one recess in a second passage region assigned to the first region.
  • the metallic material is arranged to dissipate heat from the first and / or second layer, in particular from the first and / or second region. Alternatively or additionally, it may serve to produce at least one electrical contact with the first and / or second region.
  • the first passage region and the second region are spatially adjacent and form a coherent emission region.
  • An adjacent arrangement of the first passage region and the second region of the second layer produces the impression of a planar radiation source in the emission direction.
  • the at least first and second layer are arranged in a common housing body.
  • the housing body is thermally or electrically coupled to the first and / or the second layer and serves as a heat sink to the first and / or second region. Alternatively or additionally, it can serve as at least one connection contact for the first and / or second region.
  • the housing body comprises an optical element which converts electromagnetic radiation emitted by the first and / or second area in a predetermined manner, in particular by frequency conversion, diffraction, refraction and / or filtering.
  • the housing body is at least partially translucent, in particular at least partially transparent, designed. In this way, the housing body itself serves as an optical element.
  • the housing body has at least a first and a second contact on a mounting surface and is adapted to be arranged by means of surface mounting on a carrier material. The use of two contacts on one
  • Mounting surface of the housing body allows a surface mounting of the semiconductor device.
  • the first and / or the second region are formed as substrateless semiconductor structures.
  • the optically active regions are formed as substrateless semiconductor structures particularly thin layers and thus particularly thin semiconductor devices are realized.
  • a substrateless semiconductor structure is in particular free of a growth substrate.
  • free from a growth substrate means that a growth substrate which may be used for growth is removed from the semiconductor structure or at least heavily thinned. In particular, it is thinned such that it is not self-supporting on its own or together with an epitaxial layer sequence of the semiconductor structure alone. The remainder of the heavily thinned growth substrate is in particular unsuitable as such for the function of a growth substrate.
  • the substrateless semiconductor structure has in particular a thickness in the range of 20 microns or less, in particular in the range of 10 microns or less.
  • At least one cooling layer for dissipating heat of the first and / or second region is arranged between the first and the second layer, said cooling layer being partially transparent at least in a second passage region assigned to the first region.
  • the cooling layer contains a cavity which is at least partially filled with a cooling liquid.
  • the cooling liquid is actively pumped through the cavity.
  • the first region for emitting electromagnetic radiation of a first wavelength and the second region for emitting electromagnetic radiation of a second wavelength are configured.
  • the emission characteristic of the semiconductor component is adapted to predetermined requirements. For example, it is possible to manufacture a component for emitting light of different colors.
  • the first and the second region are arranged one above the other in the emission direction.
  • the first and / or second layer has a plurality of optically active regions for emitting electromagnetic radiation, and each optically active region of the first layer is assigned a passage region of the second layer.
  • the semiconductor component has a multiplicity of layers arranged one above the other, each having at least one optically active region for emitting electromagnetic radiation, each layer lying above having at least one passage region for electromagnetic radiation of an underlying layer.
  • the underlying object is also achieved by a method for producing a semiconductor component.
  • the method comprises the following steps:
  • Arranging the first layer in a housing or on a carrier material producing a second layer having at least one optically active second area for emitting electromagnetic radiation and at least one transparent or semitransparent passage area, and arranging the second layer on the first layer, wherein the Passage region of the second layer is arranged in the forward direction over the first region of the first layer.
  • FIG. 1 shows a cross section and a plan view of a semiconductor device with two layers
  • FIG. 2 shows a semiconductor diode structure for emitting electromagnetic radiation according to the prior art
  • FIG. 3 shows a first layer stack with optically active regions in different planes
  • FIG. 4 shows a second layer stack with optically active regions in different planes
  • FIG. 5 shows a cross section and a plan view of a semiconductor component with a plurality of layers
  • FIG. 6 shows an arrangement comprising a plurality of optically active regions on two films
  • FIG. 7 shows a semiconductor component with a first exemplary contact
  • FIG. 8 shows a semiconductor component with a second exemplary contact
  • FIG. 9 shows an arrangement with a plurality of optically active regions arranged one above the other.
  • FIG. 10 shows a flow diagram of a method for producing a semiconductor component.
  • FIG. 1 shows a semiconductor component 100 according to an embodiment of the invention.
  • the upper part of FIG. 1 shows a cross section through the semiconductor component 100.
  • the lower part of FIG. 1 shows a plan view of the semiconductor component 100.
  • the semiconductor component 100 comprises a first layer 110 and a second layer 120.
  • a first optically active region 112 is arranged in the first layer 110.
  • the second layer 120 includes a second optically active region 122 and a first passband 124.
  • the first layer 110 is on a Support material 140, for example, a printed circuit board or a semiconductor substrate arranged.
  • the first passband 124 of the second layer 120 is above the first optically active portion 112 of the first
  • both the first optically active region 112 and the second optically active region 122 emit electromagnetic radiation 130 in a common emission direction, in the embodiment shown in the FIGURE upward away from the carrier material 140.
  • the first layer 110 and the second layer 120 may be a layer of a semiconductor substrate.
  • the semiconductor substrate comprises diode structures that have been formed by doping the semiconductor material with a positive or negative dopant substance and act as first and second optically active regions 112 and 122, respectively.
  • the first layer 110 of the semiconductor component 100 is largely covered by its second layer 120. This gives the impression that the first optically active region 112 and the second optically active region 122 are arranged in the same plane.
  • the optically active device 100 acts as a device having two optically active regions 112 and 122 in a common layer.
  • first optically active region 112 and the second optically active region 122 are actually arranged in the first layer 110 and in the second layer 120, respectively, their structure and function can be simplified. the. In particular, a simpler discharge of heat generated in the first or second optical region 112 or 122 is possible.
  • FIG. 2 shows an arrangement 200 for two-sided radiation of electromagnetic radiation according to the prior art.
  • the arrangement 200 comprises a diode structure 210 as well as a first carrier layer 220 and a second carrier layer 230.
  • both the first carrier layer 220 and the second carrier layer 230 are made of a transparent or semi-transparent material.
  • transparent films or a transparent potting material can be used to produce the first carrier layer 220 and the second carrier layer 230.
  • the diode structure 210 comprises a first, negatively doped region 212 and a second, positively doped region 214.
  • An np junction 216 is formed at an interface between the first, n-doped region 212 and the second, p-doped region 214. If an electric current flows through the diode structure 210, majority and minority carriers recombine with one another at the np junction and emit electromagnetic radiation 130.
  • the electromagnetic radiation 130 can be light in the visible range or outside the visible range, that is to say in particular also ultraviolet or infrared radiation.
  • a first contact 222 is arranged on the first, n-doped region 212.
  • a second contact 232 is arranged on the second, p-doped region.
  • the first contact 222 and the second contact 232 serve to supply an operating current to the diode structure 210.
  • the first contact 222 is connected to a first interconnect 224 and the second contact 232 is connected to a second interconnect 234.
  • the first conductor track 224 is arranged in or on the first carrier layer 220.
  • the second conductor track 234 is arranged in or under the second carrier layer 230. For example, it can be conductor tracks 224 and 234 of a metallic material.
  • the first, n-doped region 212 and the second, p-doped region 214 in the exemplary embodiment comprise a semiconductor material, for example indium gallium nitride (InGaN). Since the diode structure 210 shown in FIG. 2 has no additional substrate, the diode structure 210 has a relatively small thickness d, for example in the range of 5-10 ⁇ m. The small layer thickness d allows the construction of multilayer semiconductor devices 100 with a relatively compact layer stack.
  • d indium gallium nitride
  • FIG. 3 shows a layer stack 300.
  • the layer stack 300 comprises five layers 110, 120, 330, 340, 350.
  • Each of the layers 110, 120, 330, 340 and 350 each has an optically active region 112, 122, 332, 342 and 352, respectively.
  • Each of the layers 110, 120, 330, 340, and 350 further includes an intermediate layer 314, 324, 334, 344, and 354, respectively, disposed below the optically active region 112, 122, 332, 342, and 352, respectively.
  • Each of the optically active regions 112, 122, 332, 342 and 352 is formed by a diode structure 210, as shown for example in FIG.
  • the intermediate layers 314, 324, 334, 344, 354 may be layers of a metallic material.
  • passage regions, not shown, can be arranged in the intermediate layers in FIG. 3, around the electromagnetic radiation 130 of semiconductor diode structures arranged above or below it
  • the intermediate layers 314, 324, 334, 344, 354 can also be constructed of a non-conductive transparent plastic material, to which relatively thin, conductor tracks for supplying the operating voltage are applied.
  • Such interconnects can be applied for example by so-called laser direct structuring (LDS). In this case, the conductor tracks are written directly onto the component by means of a laser, wherein a metal complex in a plastic material is activated by the laser light.
  • FIG. 4 shows another layer stack 400 in the ten
  • Diode structures 210 are arranged in three layers 110, 120 and 330. Each of the layers 110, 120 and 330 comprises an intermediate layer 314, 324 and 334, respectively.
  • the diode structures 210 are arranged spatially next to and behind one another in the layer stack 400 according to FIG. In this way results in a two-dimensional emission of electromagnetic radiation 130 in the illustrated direction of emission. _
  • FIG. 5 shows a cross section through a semiconductor component 500 according to a further embodiment of the invention.
  • FIG. 5 likewise shows a plan view of the semiconductor component 500.
  • the semiconductor component 500 comprises a first layer 110, a second layer 120 and a third layer 330.
  • the first layer 110 comprises a first optically active region 112.
  • the second layer 120 comprises three second optically active regions 122a to 122c.
  • the third layer 330 includes two third optically active regions 332a and 332b.
  • the optically active regions 112, 122, 332 may, for example, be diode structures 210 according to FIG. 2.
  • the semiconductor device 500 additionally includes two cooling layers 510 and 520, which serve to dissipate heat that generates the optically active regions 112 and 122 in operation.
  • the cooling layer 510 serves to dissipate the heat of the optically active layer 112.
  • the two-part cooling layer 520a and 520b serves to dissipate the heat of the optically active region 122a or 122b and 122c.
  • the cooling layers 510 and 520 are thermally connected to a heat sink 530.
  • the heat sink 530 may be a housing body of the semiconductor device 500, a heat sink additionally arranged on the semiconductor device 500, or another suitable device for dissipating or dissipating heat.
  • the cooling layers 510 and 520 may be constructed of, for example, a metallic or a ceramic material. Both metallic and ceramic materials work well for conducting heat. In the case of a metallic material, the cooling layers 510 or 520 in addition to Zuept ⁇ tion of an operating voltage to the optically active regions 112 and 122 are used.
  • the cooling layer 510 or the cooling layer 520 comprises a cavity which is at least partially filled with a cooling liquid.
  • a cooling liquid is actively pumped through a cavity of a cooling layer 510 or 520.
  • the semiconductor component 500 furthermore comprises a reflection layer 540.
  • the reflection layer 540 may be, for example, a metal layer deposited on the semiconductor component 500 from below, which reflects the electromagnetic radiation 130 of the optically active elements 112, 122, 332. In this way, electromagnetic radiation 130, which is emitted by the optically active regions 112, 122, 332 in the direction opposite to the transmission direction, is reflected.
  • the semiconductor component 500 comprises a conversion layer 550.
  • the conversion layer 550 converts an electromagnetic radiation emitted by one of the optically active regions 112, 122, 332 of at least one first wavelength ⁇ 1 into electromagnetic radiation of at least one second wavelength ⁇ 2.
  • optical elements such as, for example, lenses, prisms or microstructured surfaces
  • the layer stack can also be arranged on the layer stack in order to adapt the beam path of the semiconductor component 500 as desired to a given requirement profile. It is also possible to make the housing of the semiconductor component 500 itself transparent so that it itself acts as an optical element.
  • one or more contacts for connecting the semiconductor component 500 may be provided on the housing. If the contact or contacts are arranged on the underside of the housing, that is to say with respect to the emission direction, the semiconductor component 500 can be fastened in so-called surface mount technology (SMT). When using a metallic housing, the housing itself can serve as a terminal contact, in particular ground contact.
  • SMT surface mount technology
  • FIG. 5 likewise shows a plan view of the semiconductor component 500. It can be seen from this that, viewed from the direction of the predetermined emission direction, the optically active region 112, 122, 332 arranged in the different layers 110, 120, 330 has a homogeneously luminous Area 560 result.
  • the luminous surface 560 is bounded by a housing body 570 at its edges.
  • the housing body 57 may also be partially provided with transparent coupling-out structures in order to provide a coupling of the electromag- - -
  • FIG. 6 shows a first plastic film 610 and a second plastic film 620.
  • a metal coating 612 or 622 is arranged on the first plastic film 610 and the second plastic film 620.
  • through holes 614 and 624 are arranged in a regular grid structure.
  • first and second optically active regions 112 and 122 are disposed on the first plastic film 610 and the second plastic film 624, respectively.
  • the optically active elements 112 and 122 are likewise arranged in a regular grid structure whose grid width coincides with the grid width of the holes 614 and 624, respectively.
  • a device 600 is produced which has an apparently twice as dense arrangement of optically active elements 112 and 122 as each of the plastic films 610 and 620 taken alone.
  • the second plastic film 620 is arranged above the first plastic film 610 such that the optically active elements 112 of the first plastic film 610 shine through the holes 624 of the second plastic film 620.
  • Both plastic films 610 and 620 are supplied via electrical leads 616 and 626 with an operating voltage. In this case, the operating voltage across the metal coatings 612 and 622 becomes the individual optically active
  • Foils 610 and 620 can be connected either in series or in parallel.
  • the optically active elements 112 and 122 are designed for double-sided radiation, as is the case, for example, with the diode structure 210, the component 600 emits electromagnetic radiation 130 in two mutually opposite spatial directions.
  • the embodiment according to FIG. 6 is suitable for bendable semiconductor components 600 if suitably flexible plastic films 610 and 620 are selected.
  • FIG. 7 shows a semiconductor component 700 according to a further embodiment of the invention.
  • the semiconductor device 700 includes a first layer 110 and a second layer 120.
  • the first layer 110 has a first optically active region 112.
  • the second layer 120 has a second optically active region 122.
  • the first layer 110 has two metal foils 710a and 710b for supplying or discharging an operating current.
  • the metal foil 710 is disposed on a plastic foil 712 which serves as a carrier material for the metal foil 710a and 710b as well as the first optically active region 112.
  • the optically active region 112 comprises, for example, a semiconductor chip 714 comprising a substrate 716 and a diode structure 210.
  • a first contact to the diode structure 210 is produced via the metal foil 710a and the substrate 716.
  • a second contact is made via the second metal foil 710b by means of a contacting 718.
  • it may, for example, be a so-called bonding wire or a contact spring.
  • the second layer 120 is similar in structure to the first layer 110. Specifically, the layer 120 also includes first and second metal foils 720a and 720b, a plastic foil 722, and a semiconductor chip 724.
  • the semiconductor chip 724 is equivalently connected to the semiconductor chip 714 Substrate 726 or a contact 728 728 supplied with an operating voltage.
  • the second layer 120 has a passage region 124, which is arranged spatially above the first optically active region 112. In this area, the second layer 120 comprises neither the metal foil 720 nor the plastic foil 722, which would hinder the emission of the electromagnetic radiation 130 of the first optically active region 112.
  • the second layer 120 comprises a spacer 730, which separates a potting 740 of the first layer 110 from a potting 750 of the second layer 120.
  • the potting 740 or 750 is, for example, a transparent plastic material or a plastic resin. Conversion materials which convert electromagnetic radiation 130 of the optically active regions 112 or 122 in a desired manner can also be incorporated in the encapsulant 740 or 750.
  • FIG. 8 shows a semiconductor component 800 according to a further embodiment of the invention.
  • the semiconductor device 800 includes a first layer 110 and a second layer 120. - -
  • the first layer 110 comprises three optically active regions 112a to 112c.
  • the second layer 120 comprises two optically active regions 122a, 122b.
  • Each of the optically active regions 112 and 122 comprises a semiconductor structure 830. These are diode structures with a layer thickness of approximately 100 ⁇ m.
  • the semiconductor structures 830 according to the embodiment of FIG. 8 are contacted in a left and a right area, respectively.
  • the optically active regions 112a to 112c are arranged on a discontinuous metal layer 810.
  • the interrupted metal layer 810 produces a series connection of the optically active regions 112a, 112b and 112c.
  • the optically active regions 122a and 122b are arranged on a transparent carrier layer 826, which transmits at least part of the electromagnetic radiation 130 of the optically active regions 112a to 112c.
  • the carrier layer 826 comprises a second interrupted metal layer 820.
  • the metal layer 820 serves to make contact with the optically active regions 122a and 122b.
  • the discontinuous metal layer 820 has recesses 822a and 822b serving as passbands 124a and 124b, respectively.
  • the recesses 822a and 822b are electrically bridged by bridging 824a and 824b, respectively.
  • the bridging can be parts of the interrupted metal layer 824 itself, which are arranged spatially in front of or behind the recesses 822.
  • FIG. 9 shows an optical semiconductor component 900 according to a further embodiment of the invention.
  • the optical semiconductor component 900 is not limited to a further embodiment of the invention.
  • Semiconductor device 900 includes a first layer 110 and a second layer 120.
  • the first layer 110 and the second layer 120 each comprise a transparent carrier layer 910 or 920 and an electrically conductive connection layer 912 or 922.
  • the first layer 110 comprises two optically active regions 112a and 112b.
  • the second layer 120 includes two optically active regions 122a and 122b.
  • the optically active regions 112 and 122 are embedded in the electrically conductive connection layer 912 or 922.
  • the connection layers 912 and 922 may be a semiconductor substrate into which connection regions and diode structures have been introduced by suitable doping.
  • the optically active regions 122a and 122b are arranged in the direction of a radiated electromagnetic radiation 130 over the optically active regions 112 and 112b. They are partially transparent and thus act as a passband 124 for the underlying areas 112a and 112b.
  • an electromagnetic radiation 130a of the first optically active regions 112a and 112b can be mixed with an electromagnetic radiation 130b of the second optically active regions 122a and 122b.
  • Example green to emit through the optically active regions 112a and 112b.
  • the optically active regions 122a and 122b may emit light of a second wavelength ⁇ 2 having a second color, for example red.
  • the observer of the semiconductor device 900 is given the impression that light of a third color, for example yellow, would be emitted.
  • the first layer and the second layer 120 are arranged at a distance. If the layers are integrated in a closed housing body, a clearance 930 can be traversed by a cooling liquid in order to cool particularly powerful optically active areas 112 and 122.
  • a cooling fluid having a high specific heat capacity such as water or alcohol, or a specific coolant, such as a hydrocarbon compound, is used.
  • FIG. 10 shows a flow chart of a method for producing a semiconductor component.
  • a first layer 110 having a first optically active region 112 for emitting electromagnetic radiation 130 in at least one emission direction is produced.
  • a diode structure 210 can be produced by doping a semiconductor material.
  • the first layer 110 is arranged in a housing body 570 or on a carrier material 140.
  • a carrier material 140 By arranging the first layer 110 on a carrier material 140 or in a housing body 570, opaque It is also possible to produce electrical connections or a thermal connection for dissipating heat generated in the first area 112.
  • a second layer 120 having at least one optically active second region 122 for emitting electromagnetic radiation 130 is produced.
  • the second layer 120 at least a first passage region 124 is incorporated.
  • the passband 124 can be made, for example, by making a recess or by introducing a transparent or semi-transparent material into the second layer 120.
  • the second layer 120 is arranged on the first layer 110, wherein the at least one passage region 124 is arranged above the at least one optically active region 112 of the first layer 110.
  • the at least one passage region 124 is arranged above the at least one optically active region 112 of the first layer 110.
  • an alignment based on predetermined grid structures is possible. It is also possible to grow the second layer directly onto the first layer, the skilled person being able to use all known lithographic methods for this purpose.
  • steps S30 and S40 may be repeated for further layers 330, 340, or 350 until a desired layer stack 300 or 400 is made.
  • cooling layers 510 or 520 may be incorporated into a layer stack 300 or 400 during manufacture.
  • further layers such as cooling layers 510 or 520, reflective layers 540, conversion layers 550, or terminal layers 912 or 922, may be incorporated into a layer stack 300 or 400 during manufacture.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, das wenigstens einen optisch aktiven ersten Bereich (112) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) in wenigstens eine Abstrahlrichtung und wenigstens einen optisch aktiven zweiten Bereich (122) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) in die wenigstens eine Abstrahlrichtung aufweist. Dabei ist der erste Bereich (112) in einer ersten Schicht (110) und der zweite Bereich (122) in einer zweiten Schicht (120) angeordnet, wobei die zweite Schicht (120) in der Abstrahlrichtung über der ersten Schicht (110) angeordnet ist und einen dem ersten Bereich (112) zugeordneten ersten Durchlassbereich (124) aufweist, der zumindest teilweise durchlässig für die elektromagnetische Strahlung (130) des ersten Bereichs (112) ist.

Description

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Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102007041896.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement aufweisend wenigstens einen optisch aktiven ersten Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung in wenigstens eine Abstrahlrichtung und wenigstens einen optisch aktiven zweiten Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung in die wenigstens eine Abstrahlrichtung.
Die vorliegende Anmeldung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes.
Halbleiterbauelemente mit optisch aktiven Bereichen sind vielfach bekannt und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Insbesondere ist es bekannt, Halbleiterdiodenstrukturen als Strahlungsquelle zu verwenden. Um leistungsstarke und zugleich flächige Strahlungsquellen zu ermöglichen, ist es bekannt, mehrere optisch aktive Bereiche in einem gemeinsamen Gehäuse oder auf einem gemeinsamen Substrat anzuordnen. Beispielsweise ist aus der WO 2006/012442 A2 ein optoelektronisches Bauelement mit einem Gehäusekörper bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips in einer linienförmigen Anordnung angeordnet ist. Dabei weisen benachbarte Halbleiterchips zueinander einen Abstand auf .
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement zu beschreiben, das eine hohe optische Ausgangsleistung bereitstellt. Dabei soll das Bauelement eine hohe Packungs- dichte oder Strahlungsdichte aufweisen. Des Weiteren soll ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Halbleiterbauelement angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst . Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Halbleiterbauelements sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Offenbarungsgehalt der Pa- tentansprüche wird hiermit explizit durch Rückbezug in die Beschreibung aufgenommen.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement der oben genannten Art gelöst, das dadurch gekenn- zeichnet ist, dass der erste Bereich in einer ersten Schicht und der zweite Bereich in einer zweiten Schicht angeordnet ist, wobei die zweite Schicht in der Abstrahlungsrichtung über der ersten Schicht angeordnet ist und einen dem ersten Bereich zugeordneten ersten Durchlassbereich aufweist, der zumindest teilweise durchlässig für die elektromagnetische
Strahlung des ersten Bereichs ist . Insbesondere wird unter der Abstrahlungsrichtung die Richtung einer Flächennormalen einer Haupterstreckungsebene des ersten und/oder zweiten Bereichs verstanden.
Durch das Überaneinanderanordnen einer ersten Schicht mit einem ersten optisch aktiven Bereich und einer zweiten Schicht mit einem zweiten optisch aktiven Bereich und einem Durchlassbereich wird die effektiv zur Abstrahlung von elektromag- netischer Strahlung verwendete Fläche vergrößert, ohne die einzelnen optisch aktiven Bereiche zu vergrößern. Gemäß einer Ausgestaltung weist die zweite Schicht in dem ersten Durchlassbereich wenigstens eine Aussparung zum Durchlassen der elektromagnetischen Strahlung der ersten Schicht auf. Die Aussparung in dem Durchlassbereich ermöglicht eine ungehinderte Ausstrahlung der elektromagnetischen Strahlung der ersten Schicht durch die zweite Schicht .
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung weist die zweite Schicht in dem ersten Durchlassbereich wenigstens ein licht- durchlässiges Material, zum Beispiel ein transparentes oder semitransparentes Material zum Durchlassen der elektromagnetischen Strahlung der ersten Schicht auf. Durch Verwendung eines transparenten oder semitransparenten Materials durchdringt die elektromagnetische Strahlung der ersten Schicht die zweite Schicht zumindest teilweise. Bei dem transparenten oder semitransparenten Material kann es sich zum Beispiel um Indium-Zinn-Oxid (ITO) handeln.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen der ersten und der zweiten Schicht wenigstens eine Zwischenschicht aus einem metallischen Material angeordnet, die wenigstens eine Aussparung in einem dem ersten Bereich zugeordneten zweiten Durchlassbereich aufweist. Gemäß einer Ausgestaltung ist das metallische Material zum Ableiten von Wärme aus der ersten und/oder zweiten Schicht, insbesondere aus dem ersten und/oder zweiten Bereich, eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich kann es zur Herstellung wenigstens eines elektrischen Kontakts zu dem ersten und/oder zweiten Bereich dienen. Durch die Verwendung eines metallischen Materials in dem Halbleiterbauelement wird die thermische oder elektrische
Kontaktierung der optischen aktiven Bereiche vereinfacht. - -
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste Durchlassbereich und der zweite Bereich räumlich benachbart und bilden einen zusammenhängenden Abstrahlbereich. Durch eine benachbarte Anordnung des ersten Durchlassberei- ches und des zweiten Bereiches der zweiten Schicht entsteht in Abstrahlrichtung der Eindruck einer flächigen Strahlungs- quelle .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die wenigstens erste und zweite Schicht in einem gemeinsamen Gehäusekörper angeordnet. Gemäß unterschiedlichen Ausgestaltungen ist der Gehäusekörper thermisch oder elektrisch mit der ersten und/oder der zweiten Schicht gekoppelt und dient als Wärmesenke zu dem ersten und/oder zweiten Bereich. Alternativ oder zusätzlich kann er als wenigstens ein Anschlusskontakt für den ersten und/oder zweiten Bereich dienen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Gehäusekörper ein optisches Element, das von dem ersten und/oder zweiten Bereich ausgestrahlte elektromagnetische Strahlung in einer vorbestimmten Weise konvertiert, insbesondere durch Frequenzkonversion, Beugung, Brechung und/oder Filterung. Durch Kombination der optisch aktiven Bereiche mit einem optischen Element in einem gemeinsamen Gehäusekörper wird ein integriertes Bauteil mit vorbestimmten optischen Charakteristiken bereitgestellt .
Bei einer Weiterbildung ist der Gehäusekörper zumindest teilweise lichtdurchlässig, insbesondere zumindest teilweise transparent, ausgestaltet. Auf diese Weise dient der Gehäusekörper selbst als optisches Element. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Gehäusekörper wenigstens einen ersten und einen zweiten Kontakt an einer Montagefläche auf und ist dazu eingerichtet mittels Oberflächenmontage auf einem Trägermaterial angeord- net zu werden. Die Verwendung zweier Kontakte an einer
Montagefläche des Gehäusekörpers ermöglicht eine Oberflächenmontage des Halbleiterbauelementes .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind der erste und/oder der zweite Bereich als substratlose Halbleiterstrukturen ausgebildet. Durch Ausbildung der optisch aktiven Bereiche als substratlose Halbleiterstrukturen werden besonders dünne Schichten und somit besonders dünne Halbleiterbauelemente verwirklicht .
Eine substratlose Halbleiterstruktur ist insbesondere frei von einem Aufwachssubstrat. Vorliegend bedeutet „frei von einem Aufwachssubstrat, dass ein gegebenenfalls zum Aufwachsen benutztes Aufwachssubstrat von der Halbleiterstruktur ent- fernt oder zumindest stark gedünnt ist. Insbesondere ist es derart gedünnt, dass es für sich oder zusammen mit einer Epitaxie-Schichtenfolge der Halbleiterstruktur alleine nicht freitragend ist. Der verbleibende Rest des stark gedünnten Aufwachssubstrats ist insbesondere als solches für die Funk- tion eines Aufwachssubstrates ungeeignet.
Die substratlose Halbleiterstruktur weist insbesondere eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm oder weniger auf.
Beispiele für substratlose Halbleiterstrukturen sind in der Druckschrift WO2008/014750 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen der ersten und der zweiten Schicht wenigstens eine Kühlschicht zum Abführen von Wärme des ersten und/oder zweiten Bereiches ange- ordnet, die wenigstens in einem dem ersten Bereich zugeordneten zweiten Durchlassbereich teilweise transparent ausgebildet ist. Durch Anordnung einer zumindest teilweise transparenten Kühlschicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht wird eine effektive Kühlung der optisch aktiven Be- reiche ermöglicht.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung enthält die Kühlschicht einen Hohlraum, der wenigstens teilweise mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Bei einer vorteilhaften Wei- terbildung ist die Kühlflüssigkeit aktiv durch den Hohlraum gepumpt .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strah- lung einer ersten Wellenlänge und der zweite Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Wellenlänge ausgestaltet. Durch unterschiedliche Ausgestaltung des ersten und zweiten Bereiches zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge wird die Abstrahlcharakteristik des Halbleiterbauelementes an vorgegebene Bedürfnisse angepasst . Beispielsweise ist es möglich, ein Bauelement zum Abstrahlen von Licht unterschiedlicher Farbe herzustellen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste und der zweite Bereich in der Abstrahlrichtung übereinander angeordnet . Durch Übereinanderanordnen des ersten und des zweiten Bereiches in Abstrahlrichtung wird die Inten- _ _
sität oder spektrale Zusammensetzung der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung durch Mischung an bestehende Bedürfnisse angepasst .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste und/oder zweite Schicht eine Mehrzahl von optisch aktiven Bereichen zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung auf, und jedem optisch aktiven Bereich der ersten Schicht ist ein Durchlassbereich der zweiten Schicht zugeord- net . Mittels einer Mehrzahl von optischen aktiven Bereichen in einer der Schichten wird die Abstrahlleistung des Halbleiterbauelementes weiter erhöht .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Halbleiterbauelement eine Vielzahl von übereinander angeordneten Schichten mit jeweils wenigstem einem optisch aktiven Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung auf, wobei jede darüber liegende Schicht wenigstens einen Durchlassbereich für elektromagnetische Strahlung einer darunter liegenden Schicht aufweist. Durch das Übereinanderanordnen einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten mit jeweils einem optisch aktiven Bereich und einem dem darunter liegenden optisch aktiven Bereich zugeordneten Durchlassbereich wird die Abstrahlleistung des Halbleiterbauelementes weiter erhöht.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird ebenso gelöst durch ein Verfahren zu Herstellung eines Halbleiterbauelementes. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Herstellen einer ersten Schicht mit wenigstens einem optischen aktiven ersten Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung in wenigstens einer Abstrahlrichtung,
Anordnen der ersten Schicht in einem Gehäuse oder auf einem Trägermaterial, - Herstellen einer zweiten Schicht mit wenigstens einem optisch aktiven zweiten Bereich zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und wenigstens einem transparenten oder semitransparenten Durchlassbereich, und - Anordnen der zweiten Schicht auf der ersten Schicht, wobei der Durchlassbereich der zweiten Schicht in Durchlassrichtung über dem ersten Bereich der ersten Schicht angeordnet wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die nachfolgenden, schematischen Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen für vergleichbare Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele verwendet werden.
In den Figuren zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt und eine Draufsicht eines HaIb- leiterbauelements mit zwei Schichten,
Figur 2 eine Halbleiterdiodenstruktur zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung gemäß dem Stand der Technik,
Figur 3 einen ersten Schichtstapel mit optisch aktiven Bereichen in verschiedenen Ebenen, Figur 4 einen zweiten Schichtstapel mit optisch aktiven Bereichen in verschiedenen Ebenen,
Figur 5 einen Querschnitt und eine Draufsicht eines HaIb- leiterbauelements mit einer Mehrzahl von Schichten,
Figur 6 eine Anordnung umfassend eine Mehrzahl von optisch aktiven Bereichen auf zwei Folien,
Figur 7 ein Halbleiterbauelement mit einer ersten beispielhaften Kontaktierung,
Figur 8 ein Halbleiterbauelement mit einer zweiten beispielhaften Kontaktierung,
Figur 9 eine Anordnung mit mehreren übereinander angeordneten optisch aktiven Bereichen, und
Figur 10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes.
Figur 1 zeigt ein Halbleiterbauelement 100 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Der obere Teil der Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch das Halbleiterbauelement 100. Der un- tere Teil der Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 100.
Im Querschnitt ist zu erkennen, dass das Halbleiterbauelement 100 eine erste Schicht 110 und eine zweite Schicht 120 um- fasst. In der ersten Schicht 110 ist ein erster optisch aktiver Bereich 112 angeordnet. Die zweite Schicht 120 umfasst einen zweiten optisch aktiven Bereich 122 sowie einen ersten Durchlassbereich 124. Die erste Schicht 110 ist auf einem Trägermaterial 140, beispielsweise einer Leiterplatte oder einem Halbleitersubstrat, angeordnet.
Der erste Durchlassbereich 124 der zweiten Schicht 120 ist über dem ersten optisch aktiven Bereich 112 der ersten
Schicht 110 angeordnet. Wie aus der Figur 1 deutlich wird, strahlen sowohl der erste optisch aktive Bereich 112 als auch der zweite optisch aktive Bereich 122 elektromagnetische Strahlung 130 in eine gemeinsame Abstrahlrichtung ab, in dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben von dem Trägermaterial 140 weg.
Beispielsweise kann es sich bei der ersten Schicht 110 und der zweiten Schicht 120 um eine Schicht aus einem Halbleiter- Substrat handeln. Das Halbleitersubstrat umfasst Diodenstrukturen, die durch Dotierung des Halbleitermaterials mit einer positiven beziehungsweise negativen Dotiersubstanz gebildet wurden und als erster und zweiter optisch aktiver Bereich 112 bzw. 122 wirken.
In der ebenfalls in der Figur 1 dargestellten Draufsicht ist die erste Schicht 110 des Halbleiterbauelementes 100 weitgehend durch dessen zweite Schicht 120 verdeckt. Dabei entsteht der Eindruck, als ob der erste optisch aktive Bereich 112 und der zweite optisch aktive Bereich 122 in derselben Ebene angeordnet wären. Mit anderen Worten wirkt das optisch aktive Bauelement 100 wie ein Bauelement mit zwei optisch aktiven Bereichen 112 und 122 in einer gemeinsamen Schicht.
Da der erste optisch aktive Bereich 112 und der zweite optisch aktive Bereich 122 tatsächlich jedoch in der ersten Schicht 110 beziehungsweise in der zweiten Schicht 120 angeordnet sind, kann deren Aufbau und Funktion vereinfacht wer- den. Insbesondere ist eine einfachere Abführung von in dem ersten oder zweiten optisch Bereich 112 beziehungsweise 122 erzeugter Wärme möglich.
Figur 2 zeigt eine Anordnung 200 zur beidseitigen Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung nach dem Stand der Technik. Die Anordnung 200 umfasst eine Diodenstruktur 210 sowie eine erste Trägerschicht 220 und eine zweite Trägerschicht 230.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Diodenstruktur 210 zur beidseitigen Emission von elektromagnetischer Strahlung 130 ausgestaltet. Deshalb bestehen sowohl die erste Trägerschicht 220 als auch die zweite Trägerschicht 230 aus einem transparenten oder semitransparenten Material. Beispiels- weise können transparente Folien oder ein transparentes Vergussmaterial zur Herstellung der ersten Trägerschicht 220 und der zweiten Trägerschicht 230 eingesetzt werden.
Die Diodenstruktur 210 umfasst einen ersten, negativ dotier- ten Bereich 212 und einen zweiten, positiv dotierten Bereich 214. An einer Grenzfläche zwischen dem ersten, n-dotierten Bereich 212 und dem zweiten, p-dotierten Bereich 214 entsteht ein np-Übergang 216. Fließt durch die Diodenstruktur 210 ein elektrischer Strom, rekombinieren an dem np-Übergang Majori- täts- und Minoritätsladungsträgern miteinander und senden elektromagnetische Strahlung 130 aus. Bei der elektromagnetischen Strahlung 130 kann es sich um Licht im Sichtbaren Bereich oder außerhalb des Sichtbaren Bereichs, also insbesondere auch ultraviolette oder infrarote Strahlung handeln.
Auf dem ersten, n-dotierten Bereich 212 ist ein erster Kontakt 222 angeordnet. Auf dem zweiten, p-dotierten Bereich ist ein zweiter Kontakt 232 angeordnet. Der erste Kontakt 222 und der zweite Kontakt 232 dienen zum Zuführen eines Betriebsstroms zu der Diodenstruktur 210. Dazu ist der erste Kontakt 222 mit einer ersten Leiterbahn 224 und der zweite Kontakt 232 mit einer zweiten Leiterbahn 234 verbunden. Die erste Leiterbahn 224 ist in oder auf der ersten Trägerschicht 220 angeordnet. Die zweite Leiterbahn 234 ist in oder unter der zweiten Trägerschicht 230 angeordnet. Beispielsweise kann es sich um Leiterbahnen 224 und 234 aus einem metallischen Material handeln.
Der erste, n-dotierte Bereich 212 und der zweite, p-dotierte Bereich 214 umfassen im Ausführungsbeispiel ein Halbleitermaterial, beispielsweise Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) . Da die in der Figur 2 dargestellte Diodenstruktur 210 kein zusätzli- ches Substrat aufweist, besitzt die Diodenstruktur 210 eine verhältnismäßig geringe Dicke d, beispielsweise im Bereich von 5-10 μm. Die geringe Schichtdicke d ermöglicht den Aufbau mehrschichtiger Halbleiterbauelemente 100 mit einem verhältnismäßig kompakten Schichtstapel.
Figur 3 zeigt einen Schichtstapel 300. Der Schichtstapel 300 umfasst fünf Schichten 110, 120, 330, 340, 350. Jede der Schichten 110, 120, 330, 340 und 350 umfasst je einen optisch aktiven Bereich 112, 122, 332, 342 beziehungsweise 352. Jede der Schichten 110, 120, 330, 340 und 350 umfasst außerdem eine Zwischenschicht 314, 324, 334, 344 beziehungsweise 354, die jeweils unter dem optisch aktiven Bereich 112, 122, 332, 342 beziehungsweise 352 angeordnet ist.
Jeder der optisch aktiven Bereiche 112, 122, 332, 342 und 352 wird durch eine Diodenstruktur 210 gebildet, wie sie beispielsweise in der Figur 2 dargestellt ist. Durch abwechselndes Anlegen einer positiven und einer negativen Spannung V+ - -
beziehungsweise V_ an die Zwischenschichten 314, 324, 334, 344 und 354 wird jeder der Diodenstrukturen 210 eine Betriebsspannung zugeführt.
Beispielsweise kann es sich bei den Zwischenschichten 314, 324, 334, 344, 354 um Schichten aus einem metallischen Material handeln. Dabei können in den Zwischenschichten in der Figur 3 nicht dargestellte Durchlassbereiche angeordnet sein, um die elektromagnetische Strahlung 130 von darüber bezie- hungsweise darunter angeordneten Halbleiterdiodenstrukturen
210 durchzulassen. Alternativ ist es auch möglich, ein transparentes oder semitransparentes Material für die Zwischenschichten 314, 324, 334, 344, 354 einzusetzen. Beispielsweise eignet sich hierfür Indium-Zinn-Oxid (ITO) . Selbstverständ- lieh können die Zwischenschichten 314, 324, 334, 344, 354 auch aus einem nicht leitenden transparenten Kunststoffmaterial aufgebaut sein, auf die verhältnismäßig dünne, Leiterbahnen zur Zuführung der Betriebsspannung aufgebracht sind. Solche Leiterbahnen können beispielsweise durch so genannte Laser-Direkt -Strukturierung (LDS) aufgebracht werden. Dabei werden die Leiterbahnen mittels eines Lasers direkt auf das Bauelement geschrieben, wobei durch das Laserlicht ein Metallkomplex in einem Kunststoffmaterial aktiviert wird.
Figur 4 zeigt einen weiteren SchichtStapel 400 bei dem zehn
Diodenstrukturen 210 in drei Schichten 110, 120 und 330 angeordnet sind. Jede der Schichten 110, 120 und 330 umfasst jeweils eine Zwischenschicht 314, 324 beziehungsweise 334. Die Diodenstrukturen 210 sind in dem SchichtStapel 400 gemäß Fi- gur 4 räumlich neben- und hintereinander angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine flächige Ausstrahlung von elektromagnetischer Strahlung 130 in der dargestellten Ausstrahlungsrichtung . _
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement 500 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Figur 5 zeigt ebenfalls eine Draufsicht auf das Halbleiter- bauelement 500.
Das Halbleiterbauelement 500 umfasst eine erste Schicht 110, eine zweite Schicht 120 und eine dritte Schicht 330. Die erste Schicht 110 umfasst einen ersten optisch aktiven Be- reich 112. Die zweite Schicht 120 umfasst drei zweite optisch aktive Bereich 122a bis 122c. Die dritte Schicht 330 umfasst zwei dritte optisch aktive Bereich 332a und 332b. Bei den optisch aktiven Bereichen 112, 122, 332 kann es sich beispielsweise um Diodenstrukturen 210 gemäß Figur 2 handeln.
Das Halbleiterbauelement 500 umfasst zusätzlich zwei Kühlschichten 510 und 520, die zur Ableitung von Wärme dienen, die die optisch aktiven Bereiche 112 beziehungsweise 122 im Betrieb erzeugen. Die Kühlschicht 510 dient zur Ableitung der Wärme der optisch aktiven Schicht 112. Die zweigeteilte Kühlschicht 520a und 520b dient zur Ableitung der Wärme der optisch aktiven Bereich 122a beziehungsweise 122b und 122c.
Im Ausführungsbeispiel sind die Kühlschichten 510 und 520 thermisch mit einer Wärmesenke 530 verbunden. Die Wärmesenke 530 kann ein Gehäusekörper des Halbleiterbauelementes 500, ein zusätzlich an dem Halbleiterbauelement 500 angeordneter Kühlkörper oder eine sonstige geeignete Vorrichtung zur Ableitung oder Dissipation von Wärme sein.
Die Kühlschichten 510 und 520 können beispielsweise aus einem metallischen oder einem Keramikmaterial aufgebaut sein. Sowohl metallische als auch Keramikmaterialien eignen sich gut zur Leitung von Wärme. Im Falle eines metallischen Materials können die Kühlschichten 510 oder 520 zusätzlich zur Zufüh¬ rung einer Betriebsspannung zu den optisch aktiven Bereichen 112 und 122 dienen.
In einer besonders leistungsfähigen Ausgestaltung des Halbleiterbauelementes 500 umfasst die Kühlschicht 510 oder die Kühlschicht 520 einen Hohlraum, der zumindest teilweise mit einer Kühlflüssigkeit aufgefüllt ist. Durch Konvektion der Kühlflüssigkeit in dem Hohlraum kann eine verbesserte Wärmeleitung bewirkt werden. In einer weiteren Ausgestaltung wird eine Kühlflüssigkeit aktiv durch einen Hohlraum einer Kühlschicht 510 oder 520 gepumpt.
Das Halbleiterbauelement 500 umfasst des Weiteren eine Reflexionsschicht 540. Bei der Reflexionsschicht 540 kann es sich beispielsweise um eine von unten auf das Halbleiterbauelement 500 aufgedampfte Metallschicht handeln, die die elektromagnetische Strahlung 130 der optisch aktiven Elemente 112, 122, 332 reflektiert. Auf diese Weise wird elektromagnetische Strahlung 130, die von den optisch aktiven Bereichen 112, 122, 332 in die der Ausstrahlungsriehtung entgegen gesetzte Richtung ausgestrahlt wird, reflektiert.
Schließlich umfasst das Halbleiterbauelement 500 eine Konversionsschicht 550. Die Konversionsschicht 550 wandelt eine von einem der optisch aktiven Bereiche 112, 122, 332 ausgestrahlte elektromagnetische Strahlung wenigstens einer ersten Wellenlänge λ]_ in eine elektromagnetische Strahlung wenigs- tens einer zweiten Wellenlänge Ä2 um. Beispielsweise ist es möglich, von einer Diodenstruktur 210 ausgesandtes blaues Licht durch eine geeignete Konversionsschicht 550 in weißes Licht umzuwandeln, wobei Teile der elektromagnetischen Strah- - -
lung 130 transmittiert und andere Teile der elektromagnetischen Strahlung absorbiert und mit größerer Wellenlänge erneut aus der Konversionsschicht 550 emittiert werden.
Anstelle oder zusätzlich zur Konversionsschicht können auch andere optische Elemente, wie beispielsweise Linsen, Prismen oder mikrostrukturierte Oberflächen, auf dem Schichtstapel angeordnet werden, um den Strahlengang des Halbleiterbauelementes 500 in gewünschter Weise an ein gegebenes Anforde- rungsprofil anzupassen. Es ist auch möglich, das Gehäuse des Halbleiterbauelementes 500 selbst transparent auszugestalten, so dass es selbst als optisches Element wirkt.
Des Weiteren können an dem Gehäuse ein oder mehrere Kontakte zum Anschluss des Halbleiterbauelementes 500 vorgesehen sein. Sind der oder die Kontakte an der Unterseite des Gehäuses, also gegenüber der Abstrahlrichtung angeordnet, kann das Halbleiterbauelement 500 in so genannter Oberflächemontagetechnik (surface mount technology - SMT) befestigt werden. Bei Verwendung eines metallischen Gehäuses kann das Gehäuse selbst als Anschlusskontakt, insbesondere Massekontakt, dienen.
Figur 5 zeigt ebenfalls eine Draufsicht auf das Halbleiter- bauelement 500. In ihr ist zu erkennen, dass, aus Richtung der vorbestimmten Ausstrahlungsrichtung betrachtet, die in den unterschiedlichen Schichten 110, 120, 330 angeordneten optisch aktiven Bereich 112, 122, 332 eine homogen leuchtende Fläche 560 ergeben. Die leuchtende Fläche 560 ist durch einen Gehäusekörper 570 an ihren Rändern begrenzt. Der Gehäusekörper 57 kann auch partiell mit transparenten Auskoppelstrukturen versehen sein, um eine Auskopplung der elektromag- - -
netischen Strahlung nur in eine bestimmte Raumrichtung zu bewirken.
Figur 6 zeigt eine erste Kunststofffolie 610 und eine zweite Kunststofffolie 620. Auf der ersten Kunststofffolie 610 und der zweiten Kunststofffolie 620 ist eine Metallbeschichtung 612 beziehungsweise 622 angeordnet. In den Metallbeschichtun- gen 612 und 622 sowie den Kunststofffolien 610 und 620 sind durchgehende Löcher 614 und 624 in einer regelmäßigen Raster- struktur angeordnet. Ebenfalls sind erste und zweite optisch aktive Bereiche 112 und 122 auf der ersten Kunststofffolie 610 beziehungsweise der zweiten Kunststofffolie 624 angeordnet. Die optisch aktiven Elemente 112 und 122 sind ebenfalls in einer regelmäßigen Rasterstruktur angeordnet, deren Git- terweite mit der Gitterweite der Löcher 614 beziehungsweise 624 übereinstimmt .
Durch Übereinanderanordnung der ersten Kunststofffolie 610 und der zweiten Kunststofffolie 620 wird ein Bauelement 600 hergestellt, das über eine scheinbar doppelt so dichte Anordnung von optisch aktiven Elementen 112 und 122 verfügt wie jede der Kunststofffolien 610 und 620 für sich allein genommen. Dazu wird die zweite Kunststofffolie 620 derart über der ersten Kunststofffolie 610 angeordnet, dass die optisch akti- ven Elemente 112 der ersten Kunststofffolie 610 durch die Löcher 624 der zweiten Kunststofffolie 620 hindurch scheinen. Beide Kunststofffolien 610 und 620 werden über elektrische Zuleitungen 616 beziehungsweise 626 mit einer Betriebsspannung versorgt. Dabei wird die Betriebsspannung über die Me- tallbeschichtungen 612 und 622 den einzelnen optisch aktiven
Elementen 112 beziehungsweise 122 zugeführt. Die einzelnen optisch aktiven Elemente 112 und 122 sowie die Kunststoff- - -
folien 610 und 620 können dabei entweder in Serie oder auch parallel geschaltet werden.
Wenn die optisch aktiven Elemente 112 und 122 zur doppelsei- tigen Abstrahlung eingerichtet sind, wie dies beispielsweise bei der Diodenstruktur 210 der Fall ist, strahlt das Bauelement 600 elektromagnetische Strahlung 130 in zwei einander gegenüberliegende Raumrichtungen ab. Darüber hinaus eignet sich die Ausgestaltung gemäß Figur 6 für biegbare Halbleiter- bauelemente 600, wenn entsprechend flexible Kunststofffolien 610 und 620 gewählt werden.
Figur 7 zeigt ein Halbleiterbauelement 700 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Das Halbleiterbauelement 700 umfasst eine erste Schicht 110 und eine zweite Schicht 120.
Die erste Schicht 110 weist einen ersten optisch aktiven Bereich 112 auf. Die zweite Schicht 120 weist einen zweiten optisch aktiven Bereich 122 auf. Des Weiteren weist die erste Schicht 110 zwei Metallfolien 710a und 710b zur Zu- beziehungsweise Abführung eines Betriebsstroms auf. Die Metallfolie 710 ist auf einer Kunststofffolie 712 angeordnet, die als Trägermaterial für die Metallfolie 710a und 710b sowie den ersten optisch aktiven Bereich 112 dient.
Der optisch aktive Bereich 112 umfasst beispielsweise einen Halbleiterchip 714 umfassend ein Substrat 716 und eine Diodenstruktur 210. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein erster Kontakt zu der Diodenstruktur 210 über die Metallfolie 710a und das Substrat 716 hergestellt. Ein zweiter Kontakt wird über die zweite Metallfolie 710b mittels einer Kontaktierung 718 hergestellt. Bei der Kontaktierung 718 - -
kann es sich beispielsweise um einen so genannten Bonddraht oder eine Kontaktfeder handeln.
Die zweite Schicht 120 ist ähnlich aufgebaut wie die erste Schicht 110. Insbesondere umfasst die Schicht 120 ebenfalls eine erste und eine zweite Metallfolie 720a und 720b, eine Kunststofffolie 722 und einen Halbleiterchip 724. Der Halbleiterchip 724 wird in äquivalenter Weise zu dem Halbleiterchip 714 über ein Substrat 726 beziehungsweise eine Kontak- tierung 728 mit einer Betriebsspannung versorgt.
Zusätzlich verfügt die zweite Schicht 120 über einen Durchlassbereich 124, der räumlich über dem ersten optisch aktiven Bereich 112 angeordnet ist. In diesem Bereich umfasst die zweite Schicht 120 weder die Metallfolie 720 noch die Kunststofffolie 722, die die Ausstrahlung der elektromagnetischen Strahlung 130 des ersten optisch aktiven Bereiches 112 behindern würden. Schließlich umfasst die zweite Schicht 120 einen Abstandshalter 730, der einen Verguss 740 der ersten Schicht 110 von einem Verguss 750 der zweiten Schicht 120 trennt. Bei dem Verguss 740 beziehungsweise 750 handelt es sich beispielsweise um ein transparentes Kunststoffmaterial oder ein Kunststoffharz . In dem Verguss 740 oder 750 können auch Konversionsmaterialien eingearbeitet werden, die elektromagneti- sehe Strahlung 130 der optisch aktiven Bereiche 112 beziehungsweise 122 in einer gewünschten Art und Weise konvertieren.
Figur 8 zeigt ein Halbleiterbauelement 800 gemäß einer weite- ren Ausgestaltung der Erfindung. Das Halbleiterbauelement 800 umfasst eine erste Schicht 110 und eine zweite Schicht 120. - -
Die erste Schicht 110 umfasst drei optisch aktive Bereich 112a bis 112c. Die zweite Schicht 120 umfasst zwei optisch aktive Bereiche 122a, 122b. Jeder der optisch aktiven Bereiche 112 und 122 umfasst eine Halbleiterstruktur 830. Hierbei handelt es sich um Diodenstrukturen mit einer Schichtdicke von etwa 100 μm. Die Halbleiterstrukturen 830 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 werden in einem linken beziehungsweise einem rechten Bereich kontaktiert. Hierzu sind die optisch aktiven Bereiche 112a bis 112c auf einer unterbroche- nen Metallschicht 810 angeordnet. Durch die unterbrochene Metallschicht 810 wird eine Serienschaltung der optisch aktiven Bereiche 112a, 112b und 112c hergestellt.
Die optisch aktiven Bereiche 122a und 122b sind auf einer transparenten Trägerschicht 826 angeordnet, die zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung 130 der optisch aktiven Bereiche 112a bis 112c transmittiert . Die Trägerschicht 826 umfasst eine zweite unterbrochene Metallschicht 820. Die Metallschicht 820 dient zur Kontaktierung der op- tisch aktiven Bereiche 122a und 122b.
Die unterbrochene Metallschicht 820 weist Aussparungen 822a und 822b auf, die als Durchlassbereiche 124a beziehungsweise 124b dienen. Die Aussparungen 822a und 822b sind durch Über- brückungen 824a beziehungsweise 824b elektrisch überbrückt. Bei den Überbrückungen kann es sich beispielsweise um Teile der unterbrochenen Metallschicht 824 selbst handeln, die räumlich vor oder hinter den Aussparungen 822 angeordnet sind. Alternativ können auch relativ dünne elektrische Kon- taktierungen Verwendung finden, die den Austritt der elektromagnetischen Strahlung 130 nicht oder nur unwesentlich behindern. Dabei kann es sich beispielsweise um Bonddrähte oder um _ _
dünne, in einer zusätzlichen Schicht angeordnete Leiterbahnen handeln.
Figur 9 zeigt ein optisches Halbleiterbauelement 900 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Das optische
Halbleiterbauelement 900 umfasst eine erste Schicht 110 und eine zweite Schicht 120.
Die erste Schicht 110 und die zweite Schicht 120 umfassen je- weils eine transparente Trägerschicht 910 beziehungsweise 920 sowie eine elektrisch leitende Anschlussschicht 912 beziehungsweise 922. Die erste Schicht 110 umfasst zwei optisch aktive Bereiche 112a und 112b. Die zweite Schicht 120 umfasst zwei optisch aktive Bereiche 122a und 122b. Im in der Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die optisch aktiven Bereiche 112 und 122 in die elektrisch leitende Anschlussschicht 912 beziehungsweise 922 eingelassen. Beispielsweise kann es sich bei den Anschlussschichten 912 und 922 um ein Halbleitersubstrat handeln, in das durch geeignete Dotierung Anschlussbereiche und Diodenstrukturen eingebracht wurden.
Die optisch aktiven Bereich 122a und 122b sind in Richtung einer ausgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 130 über den optisch aktiven Bereichen 112 beziehungsweise 112b ange- ordnet. Sie sind teilweise transparent ausgeführt und wirken so selber als Durchlassbereich 124 für die darunter liegende Bereiche 112a und 112b. Durch die in Abstrahlrichtung kongruente Anordnung der optisch aktiven Bereiche 112 und 122 kann eine elektromagnetische Strahlung 130a der ersten op- tisch aktiven Bereiche 112a und 112b mit einer elektromagnetischen Strahlung 130b der zweiten optisch aktiven Bereiche 122a und 122b gemischt werden. Beispielsweise ist es möglich, Licht einer ersten Wellenlänge λ]_ mit einer ersten Farbe, zum - -
Beispiel grün, durch die optisch aktiven Bereiche 112a und 112b auszusenden. Die optisch aktiven Bereiche 122a und 122b können Licht einer zweiten Wellenlänge λ2 mit einer zweiten Farbe, zum Beispiel rot, aussenden. Durch gleichzeitige Akti- vierung der optisch aktiven Bereiche 112a, 112b, 122a und
122b entsteht für einen Betrachter des Halbleiterbauelementes 900 der Eindruck, dass Licht einer dritten Farbe, zum Beispiel gelb, ausgestrahlt würde.
In der Figur 9 sind die erste Schicht und die zweite Schicht 120 beabstandet angeordnet. Werden die Schichten in einen geschlossenen Gehäusekörper integriert, kann ein Zwischenraum 930 mit einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden, um besonders leistungsfähige optisch aktive Bereiche 112 und 122 zu kühlen. Bevorzugt wird eine Kühlflüssigkeit mit einer hohen spezifischen Wärmekapazität, wie etwa Wasser oder Alkohol, oder ein spezielles Kühlmittel, wie etwa eine KohlenwasserstoffVerbindung, eingesetzt.
Figur 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes.
In einem ersten Schritt SlO wird eine erste Schicht 110 mit einem ersten optisch aktiven Bereich 112 zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung 130 in wenigstens einer Abstrahlrichtung hergestellt. Beispielsweise kann eine Diodenstruktur 210 durch Dotierung eines Halbleitermaterials hergestellt werden.
In einem zweiten Schritt S20 wird die erste Schicht 110 in einem Gehäusekörper 570 oder auf einem Trägermaterial 140 angeordnet. Durch das Anordnen der ersten Schicht 110 auf einem Trägermaterial 140 oder in einem Gehäusekörper 570 können op- tional auch elektrische Anschlüsse oder eine thermische Verbindung zur Ableitung von in dem ersten Bereich 112 erzeugter Wärme hergestellt werden.
In einem weiteren Schritt S30 wird eine zweite Schicht 120 mit wenigstens einem optisch aktiven zweiten Bereich 122 zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung 130 hergestellt. In der zweiten Schicht 120 wird wenigstens ein erster Durchlassbereich 124 eingearbeitet. Der Durchlassbereich 124 kann beispielsweise durch Herstellen einer Aussparung oder durch Einbringen eines transparenten oder semitransparenten Materials in die zweite Schicht 120 hergestellt werden.
In einem weiteren Schritt S40 wird die zweite Schicht 120 auf der ersten Schicht 110 angeordnet, wobei der wenigstens eine Durchlassbereich 124 über dem wenigstens einen optisch aktiven Bereich 112 der ersten Schicht 110 angeordnet wird. Beispielsweise ist eine Ausrichtung anhand vorgegebener Rasterstrukturen möglich. Es ist auch möglich, die zweite Schicht direkt auf die erste Schicht aufzuwachsen, wobei dem Fachmann hierfür sämtliche bekannten lithographischen Verfahren zur Verfügung stehen.
Optional können die Schritte S30 und S40 für weitere Schich- ten 330, 340 oder 350 wiederholt werden, bis ein gewünschter Schichtstapel 300 oder 400 hergestellt ist.
Zusätzlich können optionale, weitere Schichten, etwa Kühlschichten 510 oder 520, Reflexionsschichten 540, Konversions- schichten 550 oder Anschlussschichten 912 oder 922, während der Herstellung in einen Schichtstapel 300 oder 400 eingearbeitet werden. -
Die oben angegebene Abfolge von Schritten dient lediglich der Erläuterung des beschriebenen Herstellungsverfahrens. Prozessbedingt ist jedoch auch eine andere Reihenfolge der Schritte oder deren Parallelisierung möglich.
Ebenso können sämtliche in den einzelnen Ausführungsbeispie- len offenbarte Merkmale in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden, um zu weiteren Ausführungsformen zu gelangen. Insbesondere ist die Erfindung nicht durch die Beschrei- bung 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. Halbleiterbauelement aufweisend wenigstens einen optisch aktiven ersten Bereich (112) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) in wenigstens eine Abstrahlrichtung und wenigstens einen optisch aktiven zweiten Bereich (122) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) in die wenigstens eine Abstrahlrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (112) in einer ersten Schicht (110) und der zweite Bereich (122) in einer zweiten Schicht (120) angeordnet ist, wobei die zweite Schicht (120) in der Abstrahlrichtung über der ersten Schicht (110) angeordnet ist und einen dem ersten Bereich (112) zugeordneten ersten Durchlassbereich (124) aufweist, der zumindest teilweise durchlässig für die elektromagnetische Strahlung (130) des ersten Bereichs ist (112) .
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (120) in dem ersten Durchlassbereich (124) wenigstens eine Aussparung zum Durchlassen der elektromagnetischen Strahlung (130) der ersten Schicht (110) aufweist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (120) ein metallisches Material mit wenigstens einer Aussparung in dem ersten
Durchlassbereich (124) umfasst . - -
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (120) in dem ersten Durchlassbereich (124) wenigstens ein transparentes oder semitransparentes Material zum Durchlassen der elektromagnetischen
Strahlung (130) der ersten Schicht (110) aufweist.
5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Schicht (110, 120) wenigstens eine Schicht aus einem metallischen Material angeordnet ist, die wenigstens eine Aussparung in einem dem ersten Bereich (112) zugeordneten zweiten Durchlassbereich aufweist.
6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Durchlassbereich (124) und der zweite Bereich (122) räumlich benachbart sind und einen zusammenhängenden Abstrahlbereich bilden.
7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens erste und zweite Schicht (110, 120) in einem gemeinsamen Gehäusekörper (570) angeordnet sind und der Gehäusekörper (570) ein optisches Element umfasst, das von dem ersten und/oder zweiten Bereich (112, 122) ausgestrahlte elektromagnetische Strahlung (130) in einer vorbestimmten Weise konvertiert, insbesondere durch Frequenzkonversion, Beugung, Brechung und/oder Filterung.
8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - -
der erste und/oder zweite Bereich (112, 122) als substratlose Halbleiterstrukturen, insbesondere als Diodenstrukturen (210) , ausgebildet sind.
9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Bereich (112, 122) dazu eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung (130) in die Abstrahlrichtung und eine dazu entgegengesetzte Richtung abzustrahlen.
10. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Schicht (110, 120) wenigstens eine Kühlschicht (520) zum Abführen von Wärme des ersten und/oder zweiten Bereichs (112, 122) angeordnet ist, die wenigstens in einem dem ersten Bereich (112) zugeordneten zweiten Durchlassbereich teilweise transparent ausgebildet ist .
11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschicht einen wenigstens teilweise mit einer Kühlflüssigkeit gefüllten Hohlraum umfasst.
12. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Bereich (112, 122) in der Abstrahlrichtung übereinander angeordnet sind.
13. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Schicht (110, 120) eine Mehrzahl von optisch aktiven Bereichen (112, 122) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) aufweist und jedem optisch aktiven Bereich (112) der ersten Schicht (110) ein erster Durchlassbereich (124) der zweiten Schicht (120) zugeordnet ist.
14. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das Halbleiterbauelement eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten (110, 120, 330, 340, 350) mit jeweils wenigstens einem optisch aktiven Bereich (112, 122, 332, 342, 352) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) aufweist, wobei jede darüber liegende Schicht (120, 330, 340, 350) wenigstens einen Durchlassbereich (124) für elektromagnetische
Strahlung (130) einer darunter liegenden Schicht (110, 120, 330, 340) aufweist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, umfassend:
Herstellen einer ersten Schicht (110) mit wenigstens einem optisch aktiven ersten Bereich (112) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) in wenigstens einer Abstrahlrichtung, - Anordnen der ersten Schicht (110) in einem Gehäusekörper (570) oder auf einem Trägermaterial (140) , Herstellen einer zweiten Schicht (120) mit wenigstens einem optisch aktiven zweiten Bereich (122) zum Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung (130) und wenigsten einem transparenten oder semitransparenten
Durchlassbereich (124) , und
Anordnen der zweiten Schicht (120) auf der ersten Schicht (110) , wobei der Durchlassbereich (124) der zweiten Schicht (120) in Durchlassrichtung über dem ersten Bereich (112) der ersten Schicht (110) angeordnet wird.
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CN2008801055803A CN101796638B (zh) 2007-09-04 2008-08-29 半导体器件和用于制造半导体器件的方法
US12/675,050 US8384096B2 (en) 2007-09-04 2008-08-29 Semiconductor component with optically active regions which provides high optical output power, and method for producing same
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015307A1 (de) * 2009-03-27 2010-09-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anordnung optoelektronischer Bauelemente
DE102009015224A1 (de) * 2009-03-31 2010-12-02 Siemens Aktiengesellschaft LED-Lichtquelle mit einer Vielzahl von LED-Chips und LED-Chip zur Verwendung in selbiger
US8337030B2 (en) 2009-05-13 2012-12-25 Cree, Inc. Solid state lighting devices having remote luminescent material-containing element, and lighting methods
DE102010006396A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Giesecke & Devrient GmbH, 81677 Beleuchtungseinrichtung und Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten
EP2407706A1 (de) * 2010-07-14 2012-01-18 Civilight Shenzhen Semiconductor Lighting Co., Ltd LED-Lampe mit warmem Weißlicht mit hoher Leuchtdichte und hohem Farbdarstellungsindex sowie LED-Modul
TWI446578B (zh) * 2010-09-23 2014-07-21 Epistar Corp 發光元件及其製法
CN102446907A (zh) * 2010-10-13 2012-05-09 环旭电子股份有限公司 立体封装结构及其制作方法
US9648673B2 (en) * 2010-11-05 2017-05-09 Cree, Inc. Lighting device with spatially segregated primary and secondary emitters
DE102011087887A1 (de) * 2011-12-07 2013-06-13 Osram Gmbh Leuchtdiodenanordnung
DE102013201327A1 (de) * 2013-01-28 2014-07-31 Osram Gmbh Leiterplatte, optoelektronisches Bauteil und Anordnung optoelektronischer Bauteile
JP6083253B2 (ja) * 2013-02-21 2017-02-22 日亜化学工業株式会社 発光装置の積層体
KR101998765B1 (ko) * 2013-03-25 2019-07-10 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지
JP6318510B2 (ja) * 2013-09-12 2018-05-09 日亜化学工業株式会社 フレキシブル基板及び発光装置
WO2016009061A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 Koninklijke Philips N.V. Led light source for automotive application
KR102244435B1 (ko) * 2014-09-03 2021-04-26 삼성디스플레이 주식회사 회로판 및 이를 포함하는 전자 장치
DE102015215301A1 (de) * 2015-08-11 2017-02-16 Osram Gmbh Leuchtdiodenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung
CN105527770B (zh) * 2016-02-03 2019-03-05 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
KR102006188B1 (ko) * 2017-12-29 2019-08-01 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프 및 그 제어방법
TWI692865B (zh) * 2018-11-21 2020-05-01 友達光電股份有限公司 顯示裝置
US11637219B2 (en) 2019-04-12 2023-04-25 Google Llc Monolithic integration of different light emitting structures on a same substrate
CN110931614B (zh) * 2019-05-08 2021-08-13 深圳第三代半导体研究院 一种正装集成单元二极管芯片
DE102019216924A1 (de) 2019-11-04 2021-05-06 Robert Bosch Gmbh Laseremitteranordnung sowie LiDAR-System
CN111081730B (zh) * 2019-12-13 2022-12-27 深圳第三代半导体研究院 Micro-LED芯片及其制造方法
DE102021120915A1 (de) 2021-08-11 2023-02-16 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Anordnung für eine Heckleuchte für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Anordnung für eine Heckleuchte für ein Kraftfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030025657A1 (en) 2001-08-03 2003-02-06 Toshiaki Iwafuchi Light emitting unit
WO2005099310A2 (en) 2004-03-29 2005-10-20 Articulated Technologies, Llc Roll-to-roll fabricated light sheet and encapsulated semiconductor circuit devices
WO2006012442A2 (en) 2004-07-23 2006-02-02 Filtrona Richmond, Inc. Bonded fiber structures for use in controlling fluid flow
DE102004039897A1 (de) 2004-08-17 2006-03-02 Schott Ag Element mit einer Vielzahl von Leuchtdioden

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4331938A (en) * 1980-08-25 1982-05-25 Rca Corporation Injection laser diode array having high conductivity regions in the substrate
US4960660A (en) * 1989-03-31 1990-10-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company High resolution superimposed images from photopolymer electrographic master
JPH0668977B2 (ja) * 1989-08-03 1994-08-31 矢崎総業株式会社 圧接端子および圧接端子のハウジングへの誤挿入検出装置
JPH05128588A (ja) * 1991-05-16 1993-05-25 Canon Inc 光記録媒体、光記録方法及び再生方法、情報書込み装置及び情報レコードの再生装置
JP2877611B2 (ja) * 1991-06-07 1999-03-31 株式会社東芝 光半導体装置
US5386139A (en) * 1992-04-16 1995-01-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting element with improved structure of groove therein
JPH0668977A (ja) * 1992-08-13 1994-03-11 Konica Corp 多色電界発光表示装置
FR2714956B1 (fr) 1994-01-12 1996-04-05 3Sa Dispositif lumineux de signalisation, notamment destiné à assurer un balisage de sécurité.
US6273589B1 (en) * 1999-01-29 2001-08-14 Agilent Technologies, Inc. Solid state illumination source utilizing dichroic reflectors
US7202506B1 (en) * 1999-11-19 2007-04-10 Cree, Inc. Multi element, multi color solid state LED/laser
US6250775B1 (en) 1999-12-09 2001-06-26 Marpole International, Inc. Light-emitting diode display systems and methods with enhanced light intensity
JP3486900B2 (ja) * 2000-02-15 2004-01-13 ソニー株式会社 発光装置およびそれを用いた光装置
JP4054631B2 (ja) * 2001-09-13 2008-02-27 シャープ株式会社 半導体発光素子およびその製造方法、ｌｅｄランプ並びにｌｅｄ表示装置
US6936856B2 (en) * 2002-01-15 2005-08-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Multi substrate organic light emitting devices
US6853014B2 (en) * 2002-10-25 2005-02-08 The University Of Connecticut Optoelectronic circuit employing a heterojunction thyristor device that performs high speed sampling
TWI232066B (en) * 2002-12-25 2005-05-01 Au Optronics Corp Manufacturing method of organic light emitting diode for reducing reflection of external light
EP1754259B1 (de) * 2004-03-18 2019-07-17 Phoseon Technology, Inc. Direktkühlung und indirektkühlung von leds
KR101097486B1 (ko) * 2004-06-28 2011-12-22 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 백라이트 유닛
KR100649019B1 (ko) * 2004-08-11 2006-11-24 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그의 제조 방법
ATE519227T1 (de) * 2004-11-19 2011-08-15 Koninkl Philips Electronics Nv Zusammengesetzte led-module
TWI269420B (en) * 2005-05-03 2006-12-21 Megica Corp Stacked chip package and process thereof
DE102005055293A1 (de) 2005-08-05 2007-02-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleiterchips und Dünnfilm-Halbleiterchip
JP2007115928A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置
DE102007004303A1 (de) 2006-08-04 2008-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Dünnfilm-Halbleiterbauelement und Bauelement-Verbund
PL1947693T3 (pl) 2007-01-18 2015-09-30 Polytron Tech Inc Płaska struktura urządzenia oświetleniowego z diodami emitującymi światło
DE102007004304A1 (de) 2007-01-29 2008-07-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip und Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Leuchtdioden-Chips
DE102007017113A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement mit einer optisch aktiven Schicht, Anordnung mit einer Vielzahl von optisch aktiven Schichten und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030025657A1 (en) 2001-08-03 2003-02-06 Toshiaki Iwafuchi Light emitting unit
WO2005099310A2 (en) 2004-03-29 2005-10-20 Articulated Technologies, Llc Roll-to-roll fabricated light sheet and encapsulated semiconductor circuit devices
WO2006012442A2 (en) 2004-07-23 2006-02-02 Filtrona Richmond, Inc. Bonded fiber structures for use in controlling fluid flow
DE102004039897A1 (de) 2004-08-17 2006-03-02 Schott Ag Element mit einer Vielzahl von Leuchtdioden

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