Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen
Herstellung
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2010 045 403.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Aus der Druckschrift WO 00/65664 ist ein optoelektronisches Bauelement bekannt, bei dem ein strahlungsemittierender
Halbleiterchip an seiner Grundfläche auf einen
Anschlussbereich eines Trägers montiert ist und an der gegenüberliegenden Strahlungsaustrittsfläche einen
Anschlusskontakt aufweist, der mittels eines Bonddrahts mit einem weiteren Anschlussbereich des Trägers verbunden ist. Der Halbleiterchip und der Bonddraht sind in einer Ausnehmung eines Gehäuses angeordnet, wobei die reflektierenden
Seitenwände des Gehäuses einen Reflektor für die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung ausbilden. Der
Halbleiterchip und der Bonddraht sind in einen transparenten Verguss eingebettet, der einen Lumineszenzkonversionsstoff zur Wellenlängenkonversion der von dem Halbleiterchip
emittierten Strahlung aufweist. Auf das transparente
Vergussmaterial ist ferner eine Linse aufgeklebt, die zur Strahlformung der emittierten Strahlung dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
optoelektronisches Bauelement anzugeben, dass sich durch eine kompaktere Bauform, eine verbesserte Strahlungsausbeute und
ein vergleichsweise einfaches Herstellungsverfahren auszeichnet. Weiterhin soll ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Bauelements angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Das optoelektronische Bauelement umfasst gemäß einer
Aus führungs form einen Träger, der einen ersten
Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Weiterhin umfasst das optoelektronische Bauelement einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip, der eine Grundfläche und eine der Grundfläche gegenüberliegende
Strahlungsaustrittsfläche aufweist, wobei der Halbleiterchip mit der Grundfläche auf dem Träger angeordnet ist.
Weiterhin enthält das optoelektronische Bauelement
vorteilhaft ein Gehäuse mit einem unteren Gehäuseteil, das auf dem Träger angeordnet ist und an Seitenflanken des
Halbleiterchips angrenzt, und ein oberes Gehäuseteil, das auf dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und einen Reflektor für die vom Halbleiterchip emittierte Strahlung ausbildet.
Eine elektrische Anschlussschicht ist von der
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips über einen Teil der Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen
Gehäuseteil und durch das untere Gehäuseteil hindurch zu dem ersten Anschlussbereich auf dem Träger geführt.
Das so ausgestaltete optoelektronische Bauelement zeichnet sich insbesondere durch eine kompakte Bauform aus.
Insbesondere grenzt das untere Gehäuseteil direkt an die Seitenflanken des Halbleiterchips an. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Halbleiterchip nicht wie
herkömmlicherweise mittels eines Bonddrahts, der von der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips zu einem
Anschlussbereich auf den Träger geführt ist, kontaktiert ist. Stattdessen erfolgt die Kontaktierung des Halbleiterchips vorteilhaft derart, dass eine elektrische Anschlussschicht von der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips über eine Grenzfläche des unteren Gehäuseteils, das an die
Seitenflanken des Halbleiterchip angrenzt, in seitlicher Richtung vom Halbleiterchip weggeführt ist. In einem Abstand vom Halbleiterchip verläuft die Anschlussschicht dann durch das untere Gehäuseteil hindurch bis zu dem ersten
Anschlussbereich auf dem Träger. Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip ist also insbesondere drahtlos kontaktiert. Ein zweiter Anschlusskontakt des Halbleiterchips kann
insbesondere dadurch realisiert sein, dass der Halbleiterchip an der Grundfläche auf den zweiten Anschlussbereich des
Trägers montiert ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weisen das untere
und/oder das obere Gehäuseteil ein Grundmaterial auf, in das Partikel eingebettet sind, welche die Reflexion des
Grundmaterials erhöhen. Bei dem Grundmaterial des unteren und/oder des oberen
Gehäuseteils handelt es sich vorzugsweise um ein Silikon. Insbesondere können das untere und das obere Gehäuseteil das gleiche Grundmaterial, beispielsweise ein Silikon, aufweisen.
Bei den Partikeln handelt es sich vorzugsweise um T1O2- Partikel. Durch das Einbetten der Ti02-Partikel in das
Grundmaterial des unteren und/oder oberen Gehäuseteils erhöht sich vorteilhaft die Reflexion des Grundmaterials im
Vergleich zu einem Gehäusematerial ohne die eingebetteten Ti02-Partikel , da T1O2 einen vergleichsweise großen
Brechungsindex, insbesondere einen größeren Brechungsindex als Silikon, aufweist. Weiterhin wird Strahlung an den
Partikeln gestreut, so dass bei einem ausreichend großen Gewichtsanteil der Partikel an dem Material des unteren und/oder oberen Gehäuseteils ein signifikanter Anteil der Strahlung in die Einfallrichtung zurückgestreut wird.
Der Gewichtsanteil der Partikel in dem unteren und/oder oberen Gehäuseteil beträgt bevorzugt zwischen 5 % und 50 %. Es hat sich herausgestellt, bei einer derartigen
Konzentration der reflexionserhöhenden Partikel, insbesondere Ti02-Partikel , eine Erhöhung der Reflexion zu beobachten ist. Die mittels der eingebetteten Partikel erhöhte Reflexion des Gehäusematerials hat im Fall des unteren Gehäuseteils den Vorteil, dass eine unerwünschte Strahlungsauskopplung aus dem Halbleiterchip in seitliche Richtung durch das an die
Seitenflanken des Halbleiterchips angrenzende reflektierende Gehäusematerial des unteren Gehäuseteils verhindert wird. Von dem Halbleiterchip in seitliche Richtung emittierte Strahlung wird also von dem unteren Gehäuseteil zumindest teilweise in den Halbleiterchip zurückreflektiert, so dass dieser
Strahlungsanteil insbesondere nach einer oder mehreren weiteren Reflexionen innerhalb des Halbleiterchips zur
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips umgelenkt wird.
Im Fall des oberen Gehäuseteils ist die mittels der in das Grundmaterial eingebetteten Partikel erhöhte Reflexion vorteilhaft, da das obere Gehäuseteil einen Reflektor für die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung ausbildet.
Vorzugsweise grenzt der Reflektor zumindest bereichsweise an die Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips an. Dies kann insbesondere derart realisiert sein, dass das untere Gehäuseteil eine derartige Höhe aufweist, dass es bündig an eine Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips
anschließt. Die Grundfläche des oberen Gehäuseteils, das den Reflektor ausbildet, ist also vorteilhaft auf der Höhe der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise eine gute
Strahlformung der von dem Halbleiterchip emittierten
Strahlung erzielt wird.
Bei einer Ausgestaltung weist der Halbleiterchip an seiner Strahlungsaustrittsfläche eine Lumineszenzkonversionsschicht auf. Mittels der Lumineszenzkonversionsschicht wird zumindest ein Teil der von dem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip emittierten Strahlung zu größeren Wellenlängen hin
konvertiert. Auf diese Weise kann zum Beispiel mit einem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip, dessen aktive Zone ultraviolettes oder blaues Licht emittiert, mischfarbiges oder weißes Licht erzeugt werden. Insbesondere kann mittels der Lumineszenzkonversionsschicht blaues Licht in Licht einer längeren Wellenlänge, insbesondere in Licht einer
Komplementärfarbe wie beispielsweise gelb, umgewandelt werden, so dass sich das von der aktiven Zone emittierte blaue Licht mit dem zu der Komplementärfarbe umgewandelten Anteil zu weißem Licht überlagert. Die
Lumineszenzkonversionsschicht kann ein Matrixmaterial
aufweisen, in das der Lumineszenzkonversionsstoff eingebettet ist. Das Matrixmaterial kann ein Polymer wie beispielsweise Silikon oder eine Keramik sein. Geeignete
Lumineszenzkonversionsstoffe sind beispielsweise aus der Druckschrift WO 97/50132 bekannt, deren Inhalt diesbezüglich hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips wird
vorzugsweise von der Lumineszenzkonversionsschicht in
seitlicher Richtung nicht überragt. Die
Lumineszenzkonversionsschicht weist vorteilhaft die gleiche Grundfläche wie die Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterchips auf und ist somit vorteilhaft bündig auf der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips angeordnet.
Vorzugsweise ist die Lumineszenzkonversionsschicht ein vorgefertigtes Plättchen, das beispielsweise auf die
Halbleiterschichtenfolge aufgeklebt ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht auf gleicher Höhe wie die
Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen Gehäuseteil angeordnet und ein Teil der elektrisch leitenden Schicht auf einem Teil der Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht angeordnet. Ein Teil der Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen Gehäuseteil und ein Teil der
Lumineszenzkonversionsschicht fungieren somit vorteilhaft als Träger für die elektrisch leitende Schicht. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Ausnehmung in dem oberen Gehäuseteil, durch die der Reflektor in dem oberen Gehäuseteil geformt ist, mit einem transparenten Verguss aufgefüllt. Der transparente Verguss stellt insbesondere
einen Schutz des Halbleiterchips vor Feuchtigkeit und/oder mechanischen Beschädigungen oder dar.
Der transparente Verguss weist bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung eine planare Oberfläche auf. Der transparente Verguss kann insbesondere bündig mit einer Oberseite des oberen Gehäuseteils abschließen und somit das obere
Gehäuseteil planarisieren . Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist der transparente Verguss als Linse geformt. Das heißt, dass die von dem Halbleiterchip abgewandte Oberfläche des
transparenten Vergusses gekrümmt, beispielsweise konvex gekrümmt, ist. Mittels der Linse kann vorteilhaft eine
Strahlformung der von dem Halbleiterchip emittierten
Strahlung erzielt werden. Auf diese Weise ist vorteilhaft ein Strahlformungselement in das Gehäuse integriert.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Träger an einer von dem Halbleiterchip abgewandten Rückseite einen ersten elektrischen Rückseitenkontakt und einen zweiten elektrischen Rückseitenkontakt auf. Dabei sind der erste elektrische
Rückseitenkontakt mit dem ersten Anschlussbereich und der zweite elektrische Rückseitenkontakt mit dem zweiten
Anschlussbereich auf der dem Halbleiterchip zugewandten Seite des Trägers elektrisch leitend verbunden. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass das optoelektronische
Bauelement von der Rückseite des Trägers her kontaktierbar ist. Bei dem optoelektronischen Bauelement handelt es sich also vorzugsweise um ein oberflächenmontierbares Bauelement, das beispielsweise an den elektrischen Rückseitenkontakten des Trägers auf eine Leiterplatte gelötet werden kann.
Der erste elektrische Rückseitenkontakt ist vorzugsweise mittels mindestens einer ersten Durchkontaktierung, die durch den Träger verläuft, mit dem ersten Anschlussbereich
elektrisch leitend verbunden. Entsprechend ist der zweite elektrische Rückseitenkontakt mittels mindestens einer zweiten Durchkontaktierung, die durch den Träger verläuft, mit dem zweiten Anschlussbereich elektrisch leitend
verbunden. Die Verbindung der Anschlussbereiche auf der dem Halbleiterchip zugewandten Seite des Trägers mit den
Rückseitenkontakten mittels Durchkontaktierungen hat den
Vorteil, dass das optoelektronische Bauelement kompakter ist, als wenn beispielsweise die Verbindungen zwischen den
Anschlussbereichen auf der Vorderseite und der Rückseite des Trägers mittels über die Seitenflächen des Trägers geführten Anschlussschichten realisiert wäre. Insbesondere sind die Seitenflanken des Trägers bei dieser Ausgestaltung nicht leitend, so dass mehrere der optoelektronischen Bauelemente ohne die Gefahr eines Kurzschlusses dicht nebeneinander angeordnet werden können. Insbesondere kann der Träger aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise einer Keramik oder einem undotierten Halbleitermaterial gebildet sein.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements wird ein Träger
bereitgestellt, der einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Nachfolgend wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip auf den zweiten
Anschlussbereich des Trägers montiert. In einem weiteren Schritt wird eine Lumineszenzkonversionsschicht auf den
Halbleiterchip aufgebracht. Weiterhin wird ein unteres
Gehäuseteil auf den Träger aufgebracht, das an die
Seitenflanken des Halbeleiterchips angrenzt. Nachfolgend wird
eine Öffnung in der Lumineszenzkonversionsschicht erzeugt, um einen Teil der Oberfläche des Halbleiterchips freizulegen. Eine weitere Öffnung, die sich von der Oberfläche des unteren Gehäuseteils bis zu dem ersten Anschlussbereich auf dem
Träger erstreckt, wird in dem unteren Gehäuseteil erzeugt. Die Öffnungen werden mit einem elektrisch leitfähigen
Material gefüllt und nachfolgend eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, welche die elektrisch leitfähigen
Materialien in der Öffnung in der
Lumineszenzkonversionsschicht und der Öffnung in dem unteren Gehäuseteil miteinander verbindet. Die elektrisch leitfähige Schicht wird dabei auf einen Bereich der
Lumineszenzkonversionsschicht und einen Bereich der
Oberfläche des unteren Gehäuseteils aufgebracht, die somit vorteilhaft als elektrisch isolierende Träger der elektrisch leitfähigen Schicht fungieren. Die Oberflächen der
Lumineszenzkonversionsschicht und des unteren Gehäuseteils sind vorzugsweise auf gleicher Höhe angeordnet und schließen bündig aneinander an. Vorteilhaft es nicht erforderlich, vor dem Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht eine elektrisch isolierende Schicht aufzubringen. Auf diese Weise wird eine elektrische Anschlussschicht hergestellt, welche den Halbleiterchip mit dem ersten elektrischen
Anschlussbereich auf der Oberfläche des Trägers elektrisch leitend verbindet. Nachfolgend wird ein oberes Gehäuseteil auf das untere Gehäuseteil aufgebracht.
Auf diese Weise wird eine durch das aus dem unteren
Gehäuseteil und dem oberen Gehäuseteil gebildete Gehäuse zum Träger geführte Kontaktierung auf besonders effiziente Weise erzeugt. Das mit dem Verfahren hergestellte optoelektronische Bauelement zeichnet sich daher durch einen vorteilhaft geringen Herstellungsaufwand auf.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden da untere Gehäuseteil und/oder das obere Gehäuseteil durch Dispensen, Siebdruck oder Formpressen hergestellt.
Die Lumineszenzkonversionsschicht wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung als vorgefertigtes Plättchen auf den
Halbleiterchip aufgeklebt.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung des optoelektronischen Bauelements und umgekehrt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel ,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel ,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
Figuren 4A bis 4E eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements anhand von Zwischenschritten. Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die
dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen .
Das in Figur 1 schematisch im Querschnitt dargestellte optoelektronische Bauelement weist einen Halbleiterchip 4 auf, der an seiner Grundfläche 5 auf einen Träger 3 montiert ist. Der Halbleiterchip 4 weist eine aktive Schicht 24 auf, aus der elektromagnetische Strahlung 16 emittiert wird.
Insbesondere kann der Halbleiterchip 4 ein LED-Chip sein.
Die aktive Schicht 24 des Strahlungsemittierenden
Halbleiterchips 4 kann insbesondere zur Emission von
ultravioletter und/oder blauer Strahlung geeignet sein.
Der Halbleiterchip 4 basiert vorzugsweise auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial. „Auf einem
Nitridverbindungshalbleiter basierend" bedeutet im
vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein III-Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise InxAlyGai-x-yN umfasst, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche
Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen
physikalischen Eigenschaften des InxAlyGai-x-yN-Materials im
Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (In, AI, Ga, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
An der Strahlungsaustrittsfläche 6 weist der
Strahlungsemittierende Halbleiterchip 4 vorzugsweise eine Lumineszenzkonversionsschicht 13 auf. Die
Lumineszenzkonversionsschicht 13 enthält einen oder mehrere Lumineszenzkonversionsstoffe, durch die zumindest ein Teil der von der aktiven Zone 24 emittierten Strahlung zu einer längeren Wellenlänge hin konvertiert wird. Die von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Strahlung 16 kann daher insbesondere ein Mischlicht aus der von der aktiven Schicht 24 emittierten Strahlung und der in der
Lumineszenzkonversionsschicht 13 erzeugten konvertierten Strahlung sein. Die von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Strahlung 16 kann beispielsweise weißes Licht sein .
Die Lumineszenzkonversionsschicht 13 kann insbesondere ein vorgefertigtes Plättchen sein, das beispielsweise auf die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 aufgeklebt ist. Beispielsweise kann die Lumineszenzkonversionsschicht 13 ein Polymer wie zum Beispiel ein Silikon mit einem
eingebetteten Lumineszenzkonversionsstoff aufweisen. In diesem Fall kann die Lumineszenzkonversionsschicht
beispielsweise mit einem Formpressverfahren hergestellt werden. Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 wird vorzugsweise von der Lumineszenzkonversionsschicht 13 in seitlicher Richtung nicht überragt. Die
Lumineszenzkonversionsschicht 13 und die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 weisen
vorzugsweise die gleiche Grundfläche auf, wobei die Lumineszenzkonversionsschicht 13 bevorzugt bündig auf der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 angeordnet ist .
Der Halbleiterchip 4 ist in ein Gehäuse 10 eingebettet, das ein unteres Gehäuseteil 8 und ein oberes Gehäuseteil 9 aufweist. Das untere Gehäuseteil 8 grenzt vorteilhaft
unmittelbar an Seitenflanken 14 des Halbleiterchips 4 an. Insbesondere besteht kein Zwischenraum zwischen dem
Halbleiterchip 4 und dem unteren Gehäuseteil 8. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass zur elektrischen
Kontaktierung des Halbleiterchips 4 kein Bonddraht verwendet wird, der von einer Strahlungsaustrittsfläche 6 des
Halbleiterchips 4 zwischen dem Gehäuse und dem Halbleiterchip 4 hindurch zu einem Anschlussbereich auf dem Träger geführt werden müsste. Stattdessen erfolgt die elektrische
Kontaktierung dadurch, dass eine elektrische Anschlussschicht 7 von der Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 4 über einen Teil der Grenzfläche 19 zwischen dem unteren
Gehäuseteil 8 und dem oberen Gehäuseteil 9 und durch das untere Gehäuseteil 8 hindurch zu einem ersten
Anschlussbereich 1 auf dem Träger 3 geführt ist. Die
elektrische Anschlussschicht 7 führt also zumindest teilweise durch das Gehäuse 10 hindurch, wodurch sich ein besonders kompaktes optoelektronisches Bauelement erzielen lässt.
Ein zweiter elektrischer Kontakt des Halbleiterchips 4 kann dadurch realisiert sein, dass der Halbleiterchip 4 mit seiner Grundfläche 5 auf einen zweiten Anschlussbereich 2 des
Trägers 3 montiert ist. Alternativ wäre es aber auch möglich, auch den zweiten elektrischen Kontakt an der Oberseite des Halbleiterchips 4 anzuordnen, und den zweiten Kontakt wie den
ersten Kontakt mittels einer weiteren durch das Gehäuse 10 geführten elektrischen Anschlussschicht mit dem zweiten
Anschlussbereich 2 zu verbinden. Der erste Anschlussbereich 1 des Trägers ist vorteilhaft mittels einer ersten Durchkontaktierung 11, die durch den Träger 3 hindurch verläuft, mit einem ersten
Rückseitenkontakt 21 an der dem strahlungsemittierenden
Halbleiterchip 4 gegenüberliegenden Rückseite des Trägers 3 verbunden. In entsprechender Weise ist der zweite
Anschlussbereich 2 mittels einer zweiten Durchkontaktierung 12 mit einem zweiten Rückseitenkontakt 22 verbunden. An den Rückseitenkontakten 21, 22 kann das optoelektronische
Bauelement beispielsweise mittels einer Lötverbindung auf eine Leiterplatte montiert werden. Das optoelektronische Bauelement ist also vorteilhaft oberflächenmontierbar .
Die Verbindung der Anschlussbereiche 1, 2 auf der dem
Halbleiterchip 4 zugewandten Seite des Trägers 3 mit den Rückseitenkontakten 21, 22 mittels der Durchkontaktierungen 11, 12 hat den Vorteil, dass insbesondere keine
Anschlussschichten um die Seitenflanken des Trägers 3
herumgeführt werden müssen. Dies trägt vorteilhaft dazu bei, dass das optoelektronische Bauelement sehr kompakt realisiert werden kann.
Das obere Gehäuseteil 9 bildet vorteilhaft einen Reflektor 15 für die vom Halbleiterchip 4 emittierte Strahlung 16 aus. Der Reflektor 15 grenzt vorzugsweise zumindest bereichsweise an die Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 4 an. Bei der Strahlungsaustrittsfläche 6 kann es sich entweder um die Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterchips 4 oder, wenn eine
Lumineszenzkonversionsschicht 13 auf dem Halbleiterchip 4 angeordnet ist, um die Oberfläche der
Lumineszenzkonversionsschicht 13 handeln. Dadurch, dass der Reflektor 15 unmittelbar an die Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 4 angrenzt, wird eine gute Strahlformung der emittierten Strahlung 16 erzielt.
Vorteilhaft enthalten das untere Gehäuseteil 8 und des obere Gehäuseteil 9 jeweils Partikel 20, welche die Reflexion des Gehäusematerials erhöhen. Bei den Partikeln 20 kann es sich insbesondere um Ti02-Partikel handeln. Der Gewichtsanteil der Partikel 20 in dem unteren und/oder oberen Gehäuseteil 8, 9 beträgt vorzugsweise zwischen 5 % und 50 %. Im Fall des unteren Gehäuseteils 8 ist eine hohe Reflexion des
Gehäusematerials vorteilhaft, um eine unerwünschte
Auskopplung von Strahlung in seitlicher Richtung zu
vermindern. Im Fall des oberen Gehäuseteils 9 ist eine hohe Reflexion vorteilhaft, da das obere Gehäuseteil 9 einen Reflektor 15 für die emittierte Strahlung 16 ausbildet.
Insbesondere ist es möglich, auf eine reflexionserhöhende
Beschichtung der den Reflektor 15 ausbildenden Grenzflächen des oberen Gehäuseteils 9 zu verzichten. Auf diese Weise reduziert sich vorteilhaft der Herstellungsaufwand für das optoelektronische Bauelement.
Das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9
enthalten bevorzugt ein Grundmaterial, in das die
reflexionserhöhenden Partikel 20 eingebettet sind.
Vorzugsweise weisen das untere Gehäuseteil 8 uns das obere Gehäuseteil 9 das gleiche Grundmaterial auf. Insbesondere können das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9 jeweils ein Silikon aufweisen. Dadurch, dass das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9 das gleiche
Grundmaterial aufweisen, lässt sich insbesondere eine gute Haftung des oberen Gehäuseteils 9 auf dem unteren Gehäuseteil 8 erzielen.
Das in Figur 2 schematisch im Querschnitt dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten
optoelektronischen Bauelement dadurch, dass eine Ausnehmung 25 in dem oberen Gehäuseteil 9, durch die der Reflektor 15 geformt ist, mit einem transparenten Verguss 17 aufgefüllt ist. Vorzugsweise ist die Ausnehmung 25 derart mit dem transparenten Verguss 17 aufgefüllt, dass sich der Verguss 17 bündig an die Oberfläche des oberen Gehäuseteils 9
anschließt, sodass das optoelektronische Bauelement eine planare Oberfläche 23 aufweist. Der transparente Verguss 17 stellt insbesondere einen Schutz des Halbleiterchips 4 vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit,
Verunreinigungen oder mechanischer Beschädigung dar.
Ansonsten entspricht das in Figur 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel dem zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel . Das in Figur 3 schematisch im Querschnitt dargestellte dritte Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten
optoelektronischen Bauelement dadurch, dass der in die
Ausnehmung 25 des oberen Gehäuseteils 9 eingefüllte
transparente Verguss 17 keine planare Oberfläche aufweist, sondern als Linse 18 geformt ist. Dies hat den Vorteil, dass der Verguss 17 nicht nur zum Schutz des optoelektronischen Bauelements vor Verunreinigungen oder mechanischen
Beschädigungen dient, sondern gleichzeitig auch als
strahlformendes Element für die emittierte Strahlung 16 fungiert . Ansonsten entspricht das in Figur 3 dargestellte
Ausführungsbeispiel dem zuvor beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel .
Anhand der folgenden Figuren 4A bis 4E wird ein
Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements erläutert.
Bei dem in Figur 4A dargestellten Zwischenschritt ist ein Träger 3 bereitgestellt worden, der einen ersten
Anschlussbereich 1 und einen zweiten Anschlussbereich 2 aufweist. Die Anschlussbereiche 1, 2 sind jeweils mittels einer Durchkontaktierung 11, 12 mit Rückseitenkontakten 21, 22 des Trägers 3 verbunden. Auf den zweiten Anschlussbereich 2 des Trägers 3 ist ein strahlungsemittierender
Halbleiterchip 4 montiert worden. Beispielsweise kann der Halbleiterchip 4 an seiner Grundfläche 5 auf den zweiten Anschlussbereich 2 des Trägers 3 gelötet sein.
Der Halbleiterchip 4 enthält eine Halbleiterschichtenfolge 28, auf die eine Lumineszenzkonversionsschicht 13 aufgebracht ist. Die Lumineszenzkonversionsschicht 13 ist vorzugsweise ein vorgefertigtes Plättchen, das auf die
Halbleiterschichtenfolge 28 des Halbleiterchips 4 aufgeklebt wurde .
Bei dem in Figur 4B dargestellten Zwischenschritt ist ein unteres Gehäuseteil 8 auf den Träger 3 aufgebracht worden, das vorteilhaft an die Seitenflanken 14 des Halbleiterchips 4
angrenzt und den Halbleiterchip 4 vorzugsweise vollständig umschließt. Das untere Gehäuseteil 8 enthält vorzugsweise ein Silikon, in das reflexionserhöhende Partikel 20 aus
vorzugsweise T1O2 eingebettet sind. Das untere Gehäuseteil 8 kann insbesondere durch Dispensen, Siebdruck oder Formpressen erzeugt werden.
Bei dem in Figur 4C dargestellten Zwischenschritt wurde eine Öffnung 26 in der Lumineszenzkonversionsschicht 13 erzeugt. Die Öffnung 26 ist dazu vorgesehen, die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 mit einer elektrischen Anschlussschicht kontaktieren zu können.
Weiterhin ist eine weitere Öffnung 27 in dem unteren
Gehäuseteil 8 erzeugt worden. Die Öffnung 27 erstreckt sich von der Oberfläche des unteren Gehäuseteils 8 durch das untere Gehäuseteil 8 hindurch bis zu dem ersten
Anschlussbereich 1 auf dem Träger 3.
Bei dem in Figur 4D dargestellten Zwischenschritt sind die zuvor hergestellten Öffnungen in der
Lumineszenzkonversionsschicht 13 und dem unteren Gehäuseteil 8 jeweils mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt worden. Weiterhin wurde auf einen Teilbereich der Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht 13 sowie der Oberfläche des unteren Gehäuseteils 8 eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, welche die elektrisch leitfähigen Materialien in der Öffnung 26 der Lumineszenzkonversionsschicht 13 und der Öffnung 27 in dem unteren Gehäuseteil 8 miteinander
verbindet. Auf diese Weise ist eine elektrische
Anschlussschicht 7 hergestellt worden, welche den
Halbleiterchip 4 mit dem ersten elektrischen Anschlussbereich 1 auf der Oberfläche des Trägers 3 elektrisch verbindet.
Bei dem in Figur 4E dargestellten Zwischenschritt ist ein oberes Gehäuseteil 9 auf dem unteren Gehäuseteil 8 angeordnet worden. Das obere Gehäuseteil 9 weist eine Ausnehmung 25 auf, die in dem optoelektronischen Bauelement einen Reflektor 15 für die von dem Halbleiterchip 4 emittierte Strahlung
ausbildet. Das obere Gehäuseteil 9 kann wie das untere
Gehäuseteil 8 beispielsweise durch Dispensen, Siebdruck oder Formpressen erzeugt werden. Das obere Gehäuseteil 9 enthält vorzugsweise das gleiche Material wie das untere Gehäuseteil 8, vorzugsweise ein Silikon, in das Partikel aus T1O2
eingebettet sind. Das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9 bilden zusammen ein Gehäuse 10 für den
Halbleiterchip 4 aus. Das auf diese Weise hergestellte optoelektronische Bauelement entspricht dem in Figur 1 dargestellten optoelektronischen Bauelement. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele des
optoelektronischen Bauelements und umgekehrt. In einem weiteren Verfahrensschritt kann die Ausnehmung 25 beispielsweise mittels Dispensen mit einem Verguss 17 gefüllt werden. Der Verguss 17 kann wie bei dem in Figur 2
dargestellten Ausführungsbeispiel als Planverguss ausgeführt sein oder, wie in Figur 3 dargestellt, als Linse 18 geformt werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.