WO2012152719A1 - Halbleiterbauelement und ein verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements - Google Patents

Halbleiterbauelement und ein verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements Download PDF

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Hans-Jürgen LUGAUER
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Definitions

  • the present application relates to a semiconductor device and a method for producing a
  • Radiation characteristic is to be varied, for example, for an adaptive headlight system (Adaptive
  • AFS Frontlighting System
  • An object is to specify a semiconductor component in which a spatial radiation characteristic can be varied in a simple manner during operation. Furthermore, a method is to be specified with which such a semiconductor device can be produced inexpensively and reliably.
  • a semiconductor device has a plurality of emission regions which are preferably spaced apart in a lateral direction and
  • At least one emission region has a semiconductor body with an active region provided for generating radiation.
  • the semiconductor component has a carrier with a mounting surface, wherein the semiconductor body is arranged on a side of the carrier facing away from the mounting surface, and a deflection device is formed between the active region and the mounting surface.
  • Deflection device is provided to deflect the active region during operation of the semiconductor device relative to the mounting surface, in particular to tilt.
  • Deflection device is a spatial
  • Radiation characteristic can be dispensed with.
  • a plurality of the emission regions more preferably each of the emission regions, has one
  • Semiconductor body having an active region for generating radiation and one of the respective
  • the deflection device is a preferably perpendicular to a main extension plane of the active Area extending main emission axis of the respective emission region relative to the mounting plane deflectable.
  • a plurality of the semiconductor bodies are arranged on a common carrier.
  • the semiconductor bodies furthermore preferably proceed from a common, in particular epitaxial, semiconductor layer sequence with the active region.
  • Deflection device formed by means of a columnar portion of the carrier.
  • the columnar region has at least one laterally extending direction, preferably along two laterally and mutually perpendicular directions, a smaller extent than the active region.
  • an extension of the columnar area is along a lateral direction between
  • the carrier preferably has a base region.
  • the base region preferably extends continuously in a lateral direction over the semiconductor body in a lateral direction.
  • the carrier preferably has a deflection region, on which the respective semiconductor body is arranged and preferably fixed.
  • the deflection region preferably projects beyond the columnar region at least along one direction, particularly preferably on all sides.
  • the carrier has a carrier body, which is preferably formed in one piece.
  • the carrier body can furthermore be used for at least two emission regions,
  • the carrier in particular the carrier body, contains a semiconductor material.
  • Silicon is particularly suitable because of its good microstructibility, its
  • the columnar region is preferably arranged centrally to the associated semiconductor body. That is, in plan view of the semiconductor device is a
  • Center of gravity of the semiconductor body within the columnar area Preferably, a center of gravity of the columnar region and a center of gravity of the
  • the electrode assembly and the electrode assembly are disposed between the electrode assembly and the active region, in particular on the deflection region of the carrier, arranged counter electrode arrangement.
  • Electrode assembly and the counter electrode assembly is the associated active area relative to the mounting surface
  • a deflection angle relative to the mounting plane is preferably continuously adjustable via the applied voltage.
  • a deflection angle is preferably between 0 ° and 45 °, inclusive.
  • the Deflection device For a deflection of the semiconductor body in two obliquely or vertically extending directions, the Deflection device have a further electrode arrangement and a further counter electrode arrangement.
  • the carrier has a via, with which the active region can be electrically contacted by the mounting surface.
  • a cohesive connection can for example by means of a
  • Connecting layer such as an adhesive layer or a
  • the carrier serves for the mechanical stabilization of the
  • the semiconductor body The semiconductor body.
  • Semiconductor layer sequence of the semiconductor body is no longer necessary for this and can thus be removed.
  • the growth substrate itself forms the carrier.
  • the beam-shaping element can be integrated in the semiconductor body or in the form of a particularly prefabricated optical element on the
  • the beam-shaping element may be a photonic crystal be educated. Directed radiation of the radiation generated in the active region is thus simplified.
  • a radiation source which is provided for a spatially variable radiation during operation, is preferred
  • the radiation source can be designed, in particular, as an adaptive headlight, an intelligent flash, ie a flash whose emission characteristic is adjustable depending on the scene to be illuminated, or as a display device, in particular a 3D display device for displaying a three-dimensional appearing image.
  • the active region is between a first remote from the carrier
  • the semiconductor body further preferably has at least one recess which extends through the second semiconductor layer and the active region.
  • the first semiconductor layer is preferably electrically conductively connected to a first connection layer which extends through the recess.
  • a second connection layer is preferably arranged, with which the second
  • the second connection layer extends in regions between the first connection layer and the carrier.
  • Semiconductor body can be contacted in a simple manner with two electrical contacts carrier side.
  • Mounting surface are arranged is in accordance with a
  • Embodiment a semiconductor layer sequence with an active region provided for generating radiation on a side facing away from the mounting surface of the carrier
  • a plurality of semiconductor bodies is formed from the semiconductor layer sequence. At least one
  • Deflection device is formed, the one
  • the carrier is preferably before placing the
  • Semiconductor layer sequence produced by selectively removing a sacrificial layer of the carrier.
  • the sacrificial layer can therefore serve for mechanical stabilization.
  • a columnar region of the carrier can be formed.
  • the method described is particularly suitable for producing a semiconductor component described above.
  • the semiconductor device executed features can therefore also be used for the process and vice versa.
  • Figure 1A shows an embodiment of a
  • FIGS. 4A and 4B show a fourth exemplary embodiment for two different operating states in a schematic side view
  • FIGS. 5A to 5E show an exemplary embodiment of a method for producing a semiconductor component on the basis of intermediate steps shown schematically in a sectional view.
  • FIGS. 1A and 1B each show an emission region 10 according to a first exemplary embodiment of the invention
  • the semiconductor component has a plurality of such emission regions arranged side by side in the lateral direction, which for example can be arranged like a line, a matrix or a honeycomb.
  • the emission region 10 has a semiconductor body 2 with an active region 20 for generating electromagnetic radiation.
  • the semiconductor body 2 is arranged on a carrier 3 and mechanically stable connected by means of a connecting layer, such as a solder layer or an adhesive layer (not explicitly shown).
  • a connecting layer such as a solder layer or an adhesive layer (not explicitly shown).
  • Semiconductor body in particular the active region, preferably contains a III-V compound semiconductor material.
  • the carrier 3 has an integrally formed
  • Carrier body 30 with a columnar portion 31, a base portion 32 and a deflection region 33 on.
  • the columnar region is arranged between the base region 32 and the deflection region 33 of the carrier.
  • the carrier 3 On a side facing away from the semiconductor body 2, the carrier 3 has a mounting surface 34, which is provided for fastening the semiconductor component and preferably also for its electrical contacting.
  • columnar region 31 has a smaller extent than the semiconductor body 2.
  • the semiconductor body 2 is arranged centrally to the columnar region. Conveniently, the lateral extent of the
  • Carrier 3 has a sufficiently low thermal resistance for the waste heat generated in the semiconductor body 2 during operation and at the same time has sufficiently high flexibility for the stress-induced deflection.
  • the extension of the columnar region is between
  • Mounting surface 34 is externally electrically contacted. The electrical contacting of the semiconductor body 2 will be explained in more detail in connection with FIG.
  • the electrode assembly has a first one
  • Electrode 351 and a second electrode 352 disposed on the opposite side of the first electrode 351 of the columnar portion 31.
  • the electrode assembly 35 is associated with a counter electrode arrangement 36.
  • the counter electrode arrangement has a first counter electrode 361 and a second counter electrode 362 and is formed on the deflection region 33 of the carrier body 30. In supervision of the emission area 10
  • Electrode assembly and the counter electrode assembly is a deflection device 6 is formed.
  • an electrical voltage between the electrode assembly 35 and the counter-electrode arrangement 36 can, as in Figure 1B
  • the semiconductor body 2, in particular the active region 20, relative to the mounting surface 34 are deflected by an angle ⁇ .
  • Mounting surface 34 vertically vertical direction tilted so that the spatial radiation pattern of the semiconductor device by varying the
  • Main emission directions of the emission regions 10 is adjustable in operation.
  • a radiation exit surface 201 of the semiconductor body 2 facing away from the carrier 3 has a beam-shaping element 29, which in the exemplary embodiment shown acts as a photonic grating formed in the semiconductor body 2
  • Beam shaping element can also be designed as an optical element arranged on the semiconductor body 2, for example as a beam-focusing lens.
  • Beam shaping element can also be dispensed with.
  • the carrier body 30 is preferably based on a
  • Semiconductor material or consists of such.
  • silicon is suitable.
  • Gallium arsenide or germanium can also be used for the carrier.
  • the semiconductor body 2 with the active region 20 can also be in two obliquely or perpendicular to each other
  • the deflection device can have a further electrode arrangement on a side of the base area facing the semiconductor body and a further counter electrode arrangement arranged between the further electrode arrangement and the active area, wherein the
  • Electrode arrangements and the counter electrode arrangements are arranged such that the semiconductor body is deflectable in two obliquely or mutually perpendicular directions.
  • the emission regions are preferably tiltable in an angle range between 0 ° and 45 °.
  • a second exemplary embodiment of a semiconductor component 1 is shown schematically in a sectional view in FIG. 2, wherein once again only one emission region 10 is shown.
  • the semiconductor body 2 has an active region 20 which is disposed between a first side facing away from the carrier 3
  • Semiconductor layer 21 and a carrier 3 facing the second semiconductor layer 22 is arranged.
  • the semiconductor body 2 has recesses 25 extending from the carrier 3 through the second semiconductor layer 22 and the active region 20 into the first
  • Semiconductor layer 21 extend into it.
  • a first connection layer 23 is arranged, which extends through the Recess 25 extends therethrough and is electrically conductively connected to the first semiconductor layer 21.
  • a second connection layer 24 is arranged between the carrier 3 and the semiconductor body 2 and is electrically conductively connected to the second semiconductor layer 22.
  • the second connection layer 24 extends in regions
  • connection layer 23 directly adjoins the second semiconductor layer 22 and is preferably designed to be mirror-like for the radiation generated in the active region 20.
  • the second connection layer 24 directly adjoins the second semiconductor layer 22 and is preferably designed to be mirror-like for the radiation generated in the active region 20.
  • Terminal layer 24 or a partial layer thereof silver
  • Contain aluminum or palladium or consist of such a material Contain aluminum or palladium or consist of such a material.
  • Terminal layer 24 an insulating layer 26 is arranged to avoid an electrical short circuit.
  • the semiconductor body 2 is connected to the carrier 3 by means of a connecting layer 27, for example a solder or an electrically conductive adhesive layer, in a materially bonded manner.
  • the carrier 3 serves for the mechanical stabilization of the
  • epitaxial semiconductor body 2 is no longer necessary and therefore removed.
  • the carrier has two plated-through holes 37, which extend in a vertical direction through the carrier body 30.
  • the connection layer 27 By means of the connection layer 27, the first connection layer 23 is electrically conductively connected to a first contact layer 41 and the second connection layer 24 is electrically conductively connected via a partial layer 241 to a second contact layer 42.
  • charge carriers from different sides can be injected into the active region 20 by applying an external electrical voltage from the mounting surface 34 and recombine there with the emission of radiation.
  • Carrier 3 side facing away from the semiconductor body 2 so no external electrical contacts are required, which complicate the deflection of the semiconductor body and would reduce the usable area for the radiation emission.
  • the base region 32 is preferably formed in one piece for all emission regions 10 of the semiconductor component 1.
  • the contact layers 41, 42 are by means of another
  • Insulation layer 39 electrically isolated from the carrier body 30.
  • an oxide such as silicon oxide, a nitride, such as silicon nitride, or an oxynitride, such as silicon oxynitride is suitable.
  • FIGS. 3A to 3D A first exemplary embodiment of a radiation source 100 is shown with reference to FIGS. 3A to 3D, wherein the
  • Radiation source as a display device for the
  • the radiation source has a semiconductor component 1, which is preferably designed as described in connection with FIGS. 1A, 1B and 2. To the simplified
  • the semiconductor component is arranged on a connection carrier 5.
  • the individual emission regions can be controlled independently of each other, so that both the radiation power and the main emission direction by means of the
  • Deflection device for the emission ranges is individually adjustable.
  • Emission regions 10 honeycomb-shaped and arranged side by side in the lateral direction.
  • another, in particular polygonal, for example rectangular or square, form can be used for the emission ranges.
  • the deflection device is such
  • Emission regions can be carried out during operation of the display device, an adaptive and dynamic adjustment of the focus point. This is in Figures 3B, in which the outer
  • Emissive regions are deflected towards the center of the display device, and in the figure 3C, in which a
  • Deflection is made away from the center of the display device, shown schematically.
  • In the radiation direction of the display device can be a
  • FIGS. 4A and 4B A second exemplary embodiment of a radiation source is shown schematically in FIGS. 4A and 4B.
  • This second exemplary embodiment is suitable, for example, as an intelligent flash or as an adaptive headlight, wherein in turn a secondary optic may be arranged downstream of the semiconductor component 1 in the emission direction (not explicitly shown).
  • Spatial radiation characteristics are set, for example, for a flash so in operation, that the total generated radiation power of the semiconductor device in comparison to a uniform radiation amplified in the direction of an object to be illuminated 7 in front of a
  • Headlamps are suitably varied, for example, when driving through curves and / or to regulate the lighting range.
  • the radiation sources can be made more compact.
  • FIGS. 5A to 5E An exemplary embodiment of a method for producing a semiconductor component is shown schematically in FIGS. 5A to 5E.
  • a semiconductor layer 200 having an active region 20 for generating radiation is epitaxially deposited on a growth substrate 28, for example a silicon substrate or a sapphire substrate, for example by means of MOCVD or MBE (FIG. 5A). The process has been improved
  • Semiconductor layer sequence 200 a semiconductor body 2
  • the semiconductor layer sequence 200 is combined with that of the
  • a carrier for example, a silicon substrate is suitable.
  • the carrier has a sacrificial layer 38 which mechanically seals the carrier
  • a dielectric layer is suitable as a sacrificial layer, such as silicon oxide or
  • the carrier preferably already has plated-through holes 37 during production of the composite.
  • the growth substrate 28 is removed (FIG. 5C). This can be done mechanically, for example by means of grinding, lapping or polishing, chemically, for example by wet-chemical or dry-chemical etching, or by means of coherent radiation, for example
  • Growth substrate can also be removed before the composite is made.
  • the sacrificial layer for forming the columnar regions 31 may be removed. This is done for example by wet chemical etching. The risk of mechanical damage to the carrier 3, in particular the comparatively thin columnar regions 31, during the removal of the growth substrate can be reduced as much as possible. Subsequently, on a base portion 32 of the support body 30, an electrode assembly 35 and on a the

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Abstract

Es wird ein Halbleiterbauelement (1) mit einer Mehrzahl von Emissionsbereichen (10) angegeben, bei dem zumindest ein Emissionsbereich (10) einen Halbleiterkörper (2) mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist, und mit einem Träger (3), der eine Montagefläche (34) aufweist. Der Halbleiterkörper (2) ist auf einer der Montagefläche (34) abgewandten Seite des Trägers (3) angeordnet und zwischen dem aktiven Bereich (20) und der Montagefläche (34) ist eine Auslenkungseinrichtung (6) ausgebildet, die dafür vorgesehen ist, den aktiven Bereich (20) relativ zur Montagefläche (34) auszulenken. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements angegeben.

Description

Beschreibung
Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines
Halbleiterbauelements . Bei Lichtquellen auf der Basis von Leuchtdioden (LEDs) ist die Abstrahlcharakteristik in der Regel durch die
Ausgestaltung der Halbleiterchips der LEDs gegebenenfalls in Verbindung mit einer den LEDs zugeordneten Primäroptik, vorgegeben. Für Anwendungsfälle, in denen die
Abstrahlcharakteristik variiert werden soll, beispielsweise für ein adaptives Frontscheinwerfersystem (Adaptive
Frontlighting System, AFS) , kann dies durch eine mechanische Verstellung einer Sekundäroptik und/oder durch ein An- und Ausschalten einzelner Halbleiterchips erzielt werden. Dies ist jedoch vergleichsweise aufwändig und kostenintensiv.
Eine Aufgabe ist es, ein Halbleiterbauelement anzugeben, bei dem eine räumliche Abstrahlcharakteristik im Betrieb auf einfache Weise variierbar ist. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden mit dem ein solches Halbleiterbauelement kostengünstig und zuverlässig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement
beziehungsweise ein Verfahren mit den Merkmalen der
unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche . Ein Halbleiterbauelement weist gemäß einer Ausführungsform eine Mehrzahl von Emissionsbereichen auf, die vorzugsweise in einer lateralen Richtung voneinander beabstandet und
weiterhin bevorzugt nebeneinander angeordnet sind.
Zumindest ein Emissionsbereich weist einen Halbleiterkörper mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Das Halbleiterbauelement weist einen Träger mit einer Montagefläche auf, wobei der Halbleiterkörper auf einer der Montagefläche abgewandten Seite des Trägers angeordnet ist und zwischen dem aktiven Bereich und der Montagefläche eine Auslenkungseinrichtung ausgebildet ist. Die
Auslenkungseinrichtung ist dafür vorgesehen, den aktiven Bereich im Betrieb des Halbleiterbauelements relativ zur Montagefläche auszulenken, insbesondere zu verkippen.
Mittels der in das Halbleiterbauelement, insbesondere in den Träger als Teil des Halbleiterbauelements, integrierten
Auslenkungseinrichtung ist eine räumliche
Abstrahlcharakteristik des Halbleiterbauelements in dessen Betrieb variierbar. Auf eine mechanische Verstellbarkeit einer dem Halbleiterbauelement in einer Abstrahlrichtung nachgeordneten Sekundäroptik zur Variation der
Abstrahlcharakteristik kann verzichtet werden. Vorzugsweise weist eine Mehrzahl der Emissionsbereiche, besonders bevorzugt jeder der Emissionsbereiche, einen
Halbleiterkörper mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich und eine dem jeweiligen
Halbleiterkörper zugeordnete Auslenkungseinrichtung auf.
Mittels der Auslenkungseinrichtung ist eine vorzugsweise senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs verlaufende Hauptabstrahlungsachse des jeweiligen Emissionsbereichs relativ zur Montageebene auslenkbar.
Weiterhin bevorzugt ist eine Mehrzahl der Halbleiterkörper, besonders bevorzugt sind alle Halbleiterkörper, auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Die Halbleiterkörper gehen weiterhin bevorzugt aus einer gemeinsamen, insbesondere epitaktischen, Halbleiterschichtenfolge mit dem aktiven Bereich hervor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die
Auslenkungseinrichtung mittels eines säulenförmigen Bereichs des Trägers gebildet. Der säulenförmige Bereich weist zumindest einer lateral verlaufenden Richtung, vorzugsweise entlang zweier lateral und zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen eine geringere Ausdehnung auf als der aktive Bereich .
Vorzugsweise beträgt eine Ausdehnung des säulenförmigen Bereichs entlang einer lateralen Richtung zwischen
einschließlich 10 % und einschließlich 90 %, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 10 % und einschließlich 60 %, der Ausdehnung des Halbleiterkörpers entlang dieser Richtung. Je größer der Querschnitt des säulenförmigen
Bereichs in Aufsicht auf das Halbleiterbauelement ist, desto geringer ist der Wärmewiderstand für im Betrieb in den aktiven Bereichen erzeugte Verlustwärme. Gleichzeitig nimmt jedoch die reversible Verbiegbarkeit mit zunehmender
lateraler Ausdehnung ab.
Der Träger weist vorzugsweise einen Sockelbereich auf. Der Sockelbereich erstreckt sich vorzugsweise in Aufsicht in lateraler Richtung durchgängig über die Halbleiterkörper. Auf der dem Sockelbereich abgewandten Seite des
säulenförmigen Bereichs weist der Träger vorzugsweise einen Auslenkungsbereich auf, an dem der jeweilige Halbleiterkörper angeordnet und vorzugsweise befestigt ist. Der
Auslenkungsbereich überragt den säulenförmigen Bereich vorzugsweise zumindest entlang einer Richtung, besonders bevorzugt allseitig.
Weiterhin bevorzugt weist der Träger einen Trägerkörper auf, der bevorzugt einstückig ausgebildet ist. Insbesondere kann der Trägerkörper den Sockelbereich, den säulenförmigen
Bereich und den Auslenkungsbereich bilden. Der Trägerkörper kann weiterhin für zumindest zwei Emissionsbereiche,
insbesondere für alle Emissionsbereiche, den Sockelbereich, den jeweiligen säulenförmigen Bereich und bevorzugt auch den jeweiligen Auslenkungsbereich bilden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält der Träger, insbesondere der Trägerkörper, ein Halbleitermaterial.
Insbesondere kann der Trägerkörper aus einem
Halbleitermaterial bestehen. Silizium eignet sich besonders aufgrund seiner guten Mikrostrukturierbarkeit , seiner
großflächigen und kostengünstigen Verfügbarkeit und seiner hohen Wärmeleitfähigkeit. Davon abweichend kann aber auch ein anderes Halbleitermaterial, beispielsweise Galliumarsenid oder Germanium, Anwendung finden.
Weiterhin bevorzugt ist der säulenförmige Bereich zwischen dem Sockelbereich des Trägers und dem aktiven Bereich
angeordnet. Der säulenförmige Bereich ist vorzugsweise mittig zu dem zugeordneten Halbleiterkörper angeordnet. Das heißt, in Aufsicht auf das Halbleiterbauelement liegt ein
Schwerpunkt des Halbleiterkörpers innerhalb des säulenförmigen Bereichs. Vorzugsweise liegen ein Schwerpunkt des säulenförmigen Bereichs und ein Schwerpunkt des
zugeordneten Halbleiterkörpers aufeinander oder im
Wesentlichen aufeinander, beispielsweise mit einer Abweichung von höchstens 10 % der maximalen lateralen Ausdehnung des Halbleiterkörpers .
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Auslenkungseinrichtung auf einer dem Halbleiterkörper
zugewandten Seite des Sockelbereichs eine Elektrodenanordnung und eine zwischen der Elektrodenanordnung und dem aktiven Bereich, insbesondere an dem Auslenkungsbereich des Trägers, angeordnete Gegenelektrodenanordnung auf. Vorzugsweise umfassen die Elektrodenanordnung und die
Gegenelektrodenanordnung jeweils ein Elektrodenpaar, wobei die Elektroden des Elektrodenpaars jeweils auf
gegenüberliegenden Seiten des säulenförmigen Bereichs angeordnet sind.
Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der
Elektrodenanordnung und der Gegenelektrodenanordnung ist der zugehörige aktive Bereich relativ zur Montagefläche
auslenkbar, insbesondere verkippbar. Ein Auslenkungswinkel relativ zur Montageebene ist über die angelegte Spannung vorzugsweise kontinuierlich einstellbar. Bezogen auf die Montagefläche beträgt ein Auslenkungswinkel betragsmäßig vorzugsweise zwischen einschließlich 0° und einschließlich 45° .
Für eine Auslenkung des Halbleiterkörpers in zwei schräg oder senkrecht verlaufenden Richtungen kann die Auslenkungseinrichtung eine weitere Elektrodenanordnung und eine weitere Gegenelektrodenanordnung aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Träger eine Durchkontaktierung auf, mit der der aktive Bereich seitens der Montagefläche elektrisch kontaktierbar ist. Eine
vorderseitige, also abstrahlungsseitige, elektrische
Kontaktierung des Halbleiterkörpers ist somit nicht
erforderlich . In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der
Halbleiterkörper stoffschlüssig mit dem Träger verbunden. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung werden die, bevorzugt vorgefertigten, Verbindungspartner mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte zusammengehalten. Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels einer
Verbindungsschicht, etwa einer Klebeschicht oder einer
Lotschicht, erzielt werden.
Der Träger dient der mechanischen Stabilisierung des
Halbleiterkörpers. Ein Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkörpers ist hierfür nicht mehr erforderlich und kann somit entfernt werden.
Alternativ ist auch denkbar, dass das Aufwachssubstrat selbst den Träger bildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der
Halbleiterkörper auf einer vom Träger abgewandten Seite ein Strahlformungselement auf. Das Strahlformungselement kann in den Halbleiterkörper integriert sein oder in Form eines insbesondere vorgefertigten optischen Elements auf den
Halbleiterkörper aufgebracht sein. Insbesondere kann das Strahlformungselement als ein photonischer Kristall ausgebildet sein. Eine gerichtete Abstrahlung der im aktiven Bereich erzeugten Strahlung wird so vereinfacht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine
räumliche Abstrahlcharakteristik des Halbleiterbauelements mittels eines elektrisch induzierten Auslenkens des zumindest einen aktiven Bereichs einstellbar, insbesondere durch
Anlegen einer elektrischen Spannung. Mechanische Elemente sind für das Einstellen der Abstrahlcharakteristik also nicht erforderlich.
Eine Strahlungsquelle, die für eine im Betrieb räumlich variable Abstrahlung vorgesehen ist, weist bevorzugt
zumindest ein vorstehend beschriebenes Halbleiterbauelement auf. Die Strahlungsquelle kann insbesondere als ein adaptiver Scheinwerfer, ein intelligenter Blitz, also ein Blitz, dessen Abstrahlcharakteristik abhängig von der zu beleuchtenden Szene einstellbar ist, oder als eine Anzeigevorrichtung, insbesondere eine 3D-Anzeigevorrichtung zur Darstellung eines dreidimensional erscheinenden Bildes, ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der aktive Bereich zwischen einer vom Träger abgewandten ersten
Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht
angeordnet. Der Halbleiterkörper weist weiterhin bevorzugt zumindest eine Ausnehmung auf, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch erstreckt. Die erste Halbleiterschicht ist vorzugsweise mit einer ersten Anschlussschicht elektrisch leitend verbunden, die sich durch die Ausnehmung hindurch erstreckt. Zwischen dem Träger und der zweiten Halbleiterschicht ist vorzugsweise eine zweite Anschlussschicht angeordnet, mit der die zweite
Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist. Die zweite Anschlussschicht verläuft bereichsweise zwischen der ersten Anschlussschicht und dem Träger. Ein derartiger
Halbleiterkörper ist auf einfache Weise mit zwei elektrischen Kontakten trägerseitig kontaktierbar .
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines
Halbleiterbauelements mit einer Mehrzahl von
Emissionsbereichen, die auf einem Träger mit einer
Montagefläche angeordnet sind, wird gemäß einer
Ausführungsform eine Halbleiterschichtenfolge mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf einer der Montagefläche abgewandten Seite des Trägers
angeordnet. Eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern wird aus der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet. Zumindest eine
Auslenkungseinrichtung wird ausgebildet, die einem
Emissionsbereich zugeordnet und dafür vorgesehen ist, den aktiven Bereich des Emissionsbereichs relativ zur
Montagefläche auszulenken. Der Träger ist vorzugsweise vor dem Anordnen der
Halbleiterschichtenfolge bereits vorstrukturiert und weist vorzugsweise Kontaktflächen auf, die jeweils den
Halbleiterkörpern zugeordnet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die
Auslenkungseinrichtung nach dem Anordnen der
Halbleiterschichtenfolge mittels selektiven Entfernens einer Opferschicht des Trägers hergestellt. Während der Befestigung der Halbleiterschichtenfolge kann die Opferschicht also der mechanischen Stabilisierung dienen. Nachfolgend kann durch das Entfernen der Opferschicht ein säulenförmiger Bereich des Trägers ausgebildet werden. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die
Halbleiterschichtenfolge auf einem Aufwachssubstrat
abgeschieden und das Aufwachssubstrat , insbesondere nach dem Befestigen an dem Träger, entfernt.
Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines weiter oben beschriebenen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement ausgeführte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren
Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:
Figur 1A ein Ausführungsbeispiel für ein
Halbleiterbauelement im Ruhezustand (Figur 1A) und in einem ausgelenkten Zustand (Figur 1B) , jeweils in schematischer Schnittansicht; Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement in schematischer
Schnittansieht ; Figuren 3A bis 3D ein drittes Ausführungsbeispiel für ein
Halbleiterbauelement in schematischer Seitenansicht für verschiedene Betriebszustände (Figuren 3A bis 3C) und in Aufsicht (Figur 3D) ; Figuren 4A und 4B ein viertes Ausführungsbeispiel für zwei verschiedene Betriebszustände in schematischer Seitenansicht; und
Figuren 5A bis 5E ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements anhand von schematisch in Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten .
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
In den Figuren 1A und 1B ist jeweils ein Emissionsbereich 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für ein
Halbleiterbauelement gezeigt. Das Halbleiterbauelement weist eine Mehrzahl solcher in lateraler Richtung nebeneinander angeordneter Emissionsbereiche auf, die beispielsweise zeilenartig, matrixartig oder wabenartig angeordnet sein können .
Der Emissionsbereich 10 weist einen Halbleiterkörper 2 mit einem zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung aktiven Bereich 20 auf. Der Halbleiterkörper 2 ist auf einem Träger 3 angeordnet und mittels einer Verbindungsschicht, etwa einer Lotschicht oder einer Klebeschicht mit diesem mechanisch stabil verbunden (nicht explizit dargestellt) . Der
Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich, enthält vorzugsweise ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial .
Der Träger 3 weist einen einstückig ausgebildeten
Trägerkörper 30 mit einem säulenförmigen Bereich 31, einem Sockelbereich 32 und einem Auslenkungsbereich 33 auf. Der säulenförmige Bereich ist zwischen dem Sockelbereich 32 und dem Auslenkungsbereich 33 des Trägers angeordnet.
Auf einer dem Halbleiterkörper 2 abgewandten Seite weist der Träger 3 eine Montagefläche 34 auf, die zur Befestigung des Halbleiterbauelements und vorzugsweise auch für dessen elektrische Kontaktierung vorgesehen ist.
In einer lateralen Richtung, also in einer parallel zur
Montagefläche 34 verlaufenden Richtung weist der
säulenförmige Bereich 31 eine geringere Ausdehnung auf als der Halbleiterkörper 2. Der Halbleiterkörper 2 ist mittig zum säulenförmigen Bereich angeordnet. Zweckmäßigerweise ist die laterale Ausdehnung des
säulenförmigen Bereichs 31 derart ausgebildet, dass der
Träger 3 einen hinreichend niedrigen Wärmewiderstand für die im Betrieb im Halbleiterkörper 2 erzeugte Abwärme aufweist und gleichzeitig eine hinreichend hohe Flexibilität für die spannungsinduzierte Auslenkung aufweist. Vorzugsweise beträgt die Ausdehnung des säulenförmigen Bereichs zwischen
einschließlich 10 % und einschließlich 90 %, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 10 % und einschließlich 60 %, der Ausdehnung des Halbleiterkörpers entlang dieser Richtung .
Im Träger 3 ist weiterhin eine Durchkontaktierung 37
ausgebildet, über die der Halbleiterkörper 2 von der
Montagefläche 34 her extern elektrisch kontaktierbar ist. Die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 wird im Zusammenhang mit Figur 2 näher erläutert.
Auf dem Sockelbereich 32 ist eine Elektrodenanordnung 35 ausgebildet. Die Elektrodenanordnung weist eine erste
Elektrode 351 und eine auf der der ersten Elektrode 351 gegenüberliegenden Seite des säulenförmigen Bereichs 31 angeordnete zweite Elektrode 352 auf.
Der Elektrodenanordnung 35 ist eine Gegenelektrodenanordnung 36 zugeordnet. Die Gegenelektrodenanordnung weist eine erste Gegenelektrode 361 und eine zweiten Gegenelektrode 362 auf und ist an dem Auslenkungsbereich 33 des Trägerkörpers 30 ausgebildet. In Aufsicht auf den Emissionsbereich 10
überlappen die erste Elektrode 351 und die erste
Gegenelektrode sowie die zweite Elektrode 352 und die zweite Gegenelektrode . Mittels des säulenförmigen Bereichs 31, der
Elektrodenanordnung und der Gegenelektrodenanordnung ist eine Auslenkungseinrichtung 6 gebildet. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der Elektrodenanordnung 35 und der Gegenelektrodenanordnung 36 kann, wie in Figur 1B
dargestellt, der Halbleiterkörper 2, insbesondere der aktive Bereich 20, relativ zur Montagefläche 34 um einen Winkel α ausgelenkt werden. Durch die Auslenkung wird eine senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des aktiven Bereichs 20 verlaufende Hauptabstrahlrichtung bezüglich einer zur
Montagefläche 34 senkrecht verlaufenden vertikalen Richtung verkippt, sodass die räumliche Abstrahlcharakteristik des Halbleiterbauelements durch Variation der
Hauptabstrahlrichtungen der Emissionsbereiche 10 im Betrieb einstellbar ist.
Eine vom Träger 3 abgewandte Strahlungsaustrittsfläche 201 des Halbleiterkörpers 2 weist ein Strahlformungselement 29 auf, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein im Halbleiterkörper 2 ausgebildetes photonisches Gitter
ausgeführt ist. Mittels des Strahlformungselements kann eine gerichtete Abstrahlung der im Betrieb erzeugten Strahlung in Richtung der Hauptabstrahlrichtung gefördert werden. Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend kann das
Strahlformungselement auch als ein auf dem Halbleiterkörper 2 angeordnetes optisches Element, beispielsweise als eine strahlbündelnde Linse, ausgebildet sein. Auf das
Strahlformungselement kann aber auch verzichtet werden.
Der Trägerkörper 30 basiert vorzugsweise auf einem
Halbleitermaterial oder besteht aus einem solchen.
Insbesondere eignet sich Silizium. Auch Galliumarsenid oder Germanium kann für den Träger Anwendung finden.
Der Halbleiterkörper 2 mit dem aktiven Bereich 20 kann auch in zwei schräg oder senkrecht zueinander verlaufenden
Richtungen relativ zur Montagefläche auslenkbar sein. Insbesondere kann die Auslenkungseinrichtung auf einer dem Halbleiterkörper zugewandten Seite des Sockelbereichs eine weitere Elektrodenanordnung und eine zwischen der weiteren Elektrodenanordnung und dem aktiven Bereich angeordnete weitere Gegenelektrodenanordnung aufweisen, wobei die
Elektrodenanordnungen und die Gegenelektrodenanordnungen derart angeordnet sind, dass der Halbleiterkörper in zwei schräg oder senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen auslenkbar ist.
Bezogen auf die Montagefläche 34 des Halbleiterbauelements 1 sind die Emissionsbereiche bevorzugt in einem Winkelbereich zwischen 0° und 45° verkippbar. Ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement 1 ist in Figur 2 schematisch in Schnittansicht dargestellt, wobei wiederum nur ein Emissionsbereich 10 gezeigt ist.
Bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Elemente können gleichartig ausgebildet sein, sofern nicht explizit abweichend beschrieben.
Der Halbleiterkörper 2 weist einen aktiven Bereich 20 auf, der zwischen einer vom Träger 3 abgewandten ersten
Halbleiterschicht 21 und einer dem Träger 3 zugewandten zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet ist.
Der Halbleiterkörper 2 weist Ausnehmungen 25 auf, die sich vom Träger 3 her durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste
Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken.
Zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem Träger 3 ist eine erste Anschlussschicht 23 angeordnet, die sich durch die Ausnehmung 25 hindurch erstreckt und mit der ersten Halbleiterschicht 21 elektrisch leitend verbunden ist.
Weiterhin ist zwischen dem Träger 3 und dem Halbleiterkörper 2 eine zweite Anschlussschicht 24 angeordnet, die elektrisch leitend mit der zweiten Halbleiterschicht 22 verbunden ist. Die zweite Anschlussschicht 24 verläuft bereichsweise
zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der ersten
Anschlussschicht 23. Die zweite Anschlussschicht 24 grenzt unmittelbar an die zweite Halbleiterschicht 22 an und ist vorzugsweise für die im aktiven Bereich 20 erzeugte Strahlung spiegelnd ausgebildet. Beispielsweise kann die zweite
Anschlussschicht 24 oder eine Teilschicht davon Silber,
Aluminium oder Palladium enthalten oder aus einem solchen Material bestehen.
Zwischen der ersten Anschlussschicht 23 und der zweiten
Anschlussschicht 24 ist zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses eine Isolationsschicht 26 angeordnet. Der Halbleiterkörper 2 ist mittels einer Verbindungsschicht 27, beispielsweise einem Lot oder einer elektrisch leitenden Klebeschicht, Stoffschlüssig mit dem Träger 3 verbunden. Der Träger 3 dient der mechanischen Stabilisierung des
Halbleiterkörpers 2. Ein Aufwachssubstrat für den
epitaktischen Halbleiterkörper 2 ist hierfür nicht mehr erforderlich und daher entfernt.
Der Träger weist zwei Durchkontaktierungen 37 auf, die sich in vertikaler Richtung durch den Trägerkörper 30 hindurch erstrecken. Mittels der Verbindungsschicht 27 ist die erste Anschlussschicht 23 mit einer ersten Kontaktschicht 41 und die zweite Anschlussschicht 24 über eine Teilschicht 241 mit einer zweiten Kontaktschicht 42 elektrisch leitend verbunden. Durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung zwischen der ersten Kontaktschicht 41 und der zweiten Kontaktschicht 42 können durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung seitens der Montagefläche 34 Ladungsträger von verschiedenen Seiten in den aktiven Bereich 20 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Auf der vom
Träger 3 abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 2 sind also keine externen elektrischen Kontakte erforderlich, welche die Auslenkung des Halbleiterkörpers erschweren und die für die Strahlungsemission nutzbare Fläche verringern würden.
Der Sockelbereich 32 ist vorzugsweise einstückig für alle Emissionsbereiche 10 des Halbleiterbauelements 1 ausgebildet. Die Kontaktschichten 41, 42 sind mittels einer weiteren
Isolationsschicht 39 elektrisch vom Trägerkörper 30 isoliert.
Für die Isolationsschichten 26, 39 eignet sich beispielsweise ein Oxid, etwa Siliziumoxid, ein Nitrid, etwa Siliziumnitrid, oder ein Oxinitrid, etwa Siliziumoxinitrid.
Selbstverständlich können von dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel abweichend auch andere
Kontaktierungsgeometrien, mit denen die erste
Halbleiterschicht 21 und die zweite Halbleiterschicht 22 von der der Strahlungsaustrittsfläche 201 abgewandten Seite her elektrisch kontaktierbar ist, Anwendung finden.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Strahlungsquelle 100 ist anhand der Figuren 3A bis 3D gezeigt, wobei die
Strahlungsquelle als eine Anzeigevorrichtung für die
Darstellung dreidimensional erscheinender Bilder (3D-Display) ausgebildet ist. Die Strahlungsquelle weist ein Halbleiterbauelement 1 auf, das vorzugsweise wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A, 1B und 2 beschrieben ausgeführt ist. Zur vereinfachten
Darstellung ist für jeden Emissionsbereich 10 jeweils nur vereinfacht der Halbleiterkörper und der säulenförmige
Bereich gezeigt, wobei für jeden Emissionsbereich jeweils ein Pfeil die zugehörige Hauptabstrahlrichtung des aktiven
Bereichs veranschaulicht. Das Halbleiterbauelement ist auf einem Anschlussträger 5 angeordnet. Über Ansteuerpunkte 51 sind die einzelnen Emissionsbereiche unabhängig voneinander ansteuerbar, sodass im Betrieb sowohl die Strahlungsleistung als auch die Hauptabstrahlrichtung mittels der
Auslenkungseinrichtung für die Emissionsbereiche individuell einstellbar ist.
Wie in Figur 3D dargestellt, sind die einzelnen
Emissionsbereiche 10 wabenförmig ausgebildet und in lateraler Richtung nebeneinander angeordnet. Davon abweichend kann aber auch eine andere, insbesondere mehreckige, beispielsweise rechteckige oder quadratische Form für die Emissionsbereiche Anwendung finden.
Vorzugsweise ist die Auslenkungseinrichtung derart
ausgebildet, dass die Bewegungsachsen, um die die Auslenkung erfolgt, radial symmetrisch angeordnet sind, sodass eine radialsymmetrische Ablenkung der Halbleiterkörper der
Emissionsbereiche 10 erfolgt.
Wie in Figur 3A dargestellt, verlaufen die
Hauptabstrahlrichtungen der einzelnen Emissionsbereiche 10 in Ruhestellung der Auslenkungseinrichtung parallel zueinander und senkrecht zur Montagefläche des Halbleiterbauelements. Durch eine Auslenkung der Halbleiterkörper der äußeren
Emissionsbereiche kann im Betrieb der Anzeigevorrichtung eine adaptive und dynamische Verstellung des Fokuspunkts erfolgen. Dies ist in den Figuren 3B, in der die äußeren
Emissionsbereiche zur Mitte der Anzeigevorrichtung hin ausgelenkt werden, und in der Figur 3C, bei der eine
Auslenkung von der Mitte der Anzeigevorrichtung weg erfolgt, schematisch gezeigt. In Abstrahlungsrichtung kann der Anzeigevorrichtung eine
Sekundäroptik nachgeordnet sein (nicht explizit dargestellt) .
Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Strahlungsquelle ist in den Figuren 4A und 4B schematisch dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel eignet sich beispielsweise als ein intelligenter Blitz oder als ein adaptiver Scheinwerfer, wobei wiederum dem Halbleiterbauelement 1 in Abstrahlrichtung eine Sekundäroptik nachgeordnet sein kann (nicht explizit dargestellt) .
Wie im Zusammenhang mit den Figuren 3A bis 3C beschrieben, kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den
Auslenkungseinrichtungen der Emissionsbereiche 10 die
räumliche Abstrahlcharakteristik beispielsweise für einen Blitz so im Betrieb eingestellt werden, dass die insgesamt erzeugte Strahlungsleistung des Halbleiterbauelements im Vergleich zu einer gleichmäßigen Abstrahlung verstärkt in Richtung eines zu beleuchtenden Objekts 7 vor einem
Hintergrund 71 erfolgt, so dass die insgesamt auf das Objekt 7 auftreffende Strahlungsleistung bei gleicher erzeugter Strahlungsleistung des Halbleiterbauelements erhöht wird. Bei einem Scheinwerfer kann mittels der
Auslenkungseinrichtungen die räumliche Abstrahlung des
Scheinwerfers beispielsweise beim Durchfahren von Kurven und/oder zur Regulierung der Leuchtweite geeignet variiert werden.
Mit der in das Halbleiterbauelement integrierten
Auslenkungseinrichtung kann im Betrieb eine Anpassung der Abstrahlcharakteristik ohne eine mechanische Bewegung
nachgeordneter Elemente, beispielsweise ohne nachgeordnete mechanisch bewegliche Sekundäroptiken, erfolgen. Der
mechanische Aufbau der Strahlungsquellen wird dadurch
vereinfacht. Weiterhin können die Strahlungsquellen kompakter ausgestaltet werden.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements ist in den Figuren 5A bis 5E schematisch dargestellt. Eine Halbleiterschicht 200 mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 20 wird auf einem Aufwachssubstrat 28, beispielsweise einem Silizium-Substrat oder einem Saphir-Substrat, epitaktisch abgeschieden, beispielsweise mittels MOCVD oder MBE (Figur 5A) . Das Verfahren wurde zur verbesserten Darstellung
lediglich für die Herstellung eines einzelnen
Emissionsbereichs 10 gezeigt, bei dem aus der
Halbleiterschichtenfolge 200 ein Halbleiterkörper 2
hervorgeht .
Die Halbleiterschichtenfolge 200 wird mit der vom
Aufwachssubstrat 28 abgewandten Seite an einem Träger 3 mit einem Trägerkörper 30 befestigt, vorzugsweise an zumindest einer auf dem Träger angeordneten Kontaktschicht (nicht explizit dargestellt) . Als Träger eignet sich beispielsweise ein Silizium-Substrat.
Bei der in Figur 5B dargestellten Herstellung eines Verbunds mit dem Aufwachssubstrat 28 und dem Träger 3 weist der Träger eine Opferschicht 38 auf, die den Träger mechanisch
stabilisiert. Beispielsweise eignet sich eine dielektrische Schicht als Opferschicht, etwa Siliziumoxid oder
Siliziumnitrid. Der Träger weist beim Herstellen des Verbunds vorzugsweise bereits Durchkontaktierungen 37 auf.
Nach der mechanisch stabilen Verbindung mit dem Träger 3 wird das Aufwachssubstrat 28 entfernt (Figur 5C) . Dies kann mechanisch, etwa mittels Schleifens, Läppens oder Polierens, chemisch, etwa mittels nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens, oder mittels kohärenter Strahlung, etwa
Laserstrahlung, erfolgen. Davon abweichend kann das
Aufwachssubstrat auch bereits vor dem Herstellen des Verbunds entfernt werden.
Wie in Figur 5D dargestellt, kann nach dem Entfernen des Aufwachssubstrats 28 die Opferschicht zur Ausbildung der säulenförmigen Bereiche 31 entfernt werden. Dies erfolgt beispielsweise mittels nasschemischen Ätzens. Die Gefahr einer mechanischen Schädigung des Trägers 3, insbesondere der vergleichsweise dünnen säulenförmigen Bereiche 31, während des Entfernens des Aufwachssubstrats kann so weitestgehend verringert werden. Nachfolgend wird auf einem Sockelbereich 32 des Trägerkörpers 30 eine Elektrodenanordnung 35 und auf einem dem
Sockelbereich 32 gegenüberliegenden Auslenkungsbereich 33 eine der Elektrodenanordnung gegenüberliegende Gegenelektrodenanordnung 36 ausgebildet, beispielsweise mittels Aufdampfens oder Sputterns . Das fertig gestellte Halbleiterbauelement ist in Figur 5E gezeigt. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 100 743.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

Patentansprüche
1. Halbleiterbauelement (1) mit einer Mehrzahl von
Emissionsbereichen (10), bei dem zumindest ein
Emissionsbereich einen Halbleiterkörper (2) mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) aufweist, und mit einem Träger (3) , der eine Montagefläche (34) aufweist, wobei der Halbleiterkörper auf einer der Montagefläche abgewandten Seite des Trägers angeordnet ist und zwischen dem aktiven Bereich und der Montagefläche eine Auslenkungseinrichtung (6), die dafür vorgesehen ist, den aktiven Bereich im Betrieb des Halbleiterbauelements relativ zur Montagefläche auszulenken, ausgebildet ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,
wobei die Auslenkungseinrichtung mittels eines säulenförmigen Bereichs (31) des Trägers gebildet ist, wobei der
säulenförmige Bereich zwischen einem Sockelbereich (32) des Trägers und dem aktiven Bereich angeordnet ist und entlang zumindest einer Richtung eine geringere laterale Ausdehnung aufweist als der aktive Bereich.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2,
wobei der Träger einen einstückig ausgebildeten Trägerkörper (30) aufweist, der für zumindest zwei Emissionsbereiche jeweils den säulenförmigen Bereich und den Sockelbereich bildet .
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die Auslenkungseinrichtung auf einer dem
Halbleiterkörper zugewandten Seite des Sockelbereichs eine Elektrodenanordnung (35) und eine zwischen der Elektrodenanordnung und dem aktiven Bereich angeordnete Gegenelektrodenanordnung (36) aufweist.
5. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Träger eine Durchkontaktierung (37) aufweist, mit der der aktive Bereich seitens der Montagefläche elektrisch kontaktierbar ist.
6. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Träger ein Halbleitermaterial aufweist.
7. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Halbleiterkörper Stoffschlüssig mit dem Träger verbunden ist und ein Aufwachssubstrat (28) für die
Halbleiterkörper entfernt ist.
8. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei der Halbleiterkörper auf einer vom Träger abgewandten Seite ein Strahlformungselement (29) aufweist.
9. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei eine räumliche Abstrahl Charakteristik des
Halbleiterbauelements mittels eines elektrisch induzierten Auslenkens des zumindest einen aktiven Bereichs einstellbar ist .
10. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der aktive Bereich zwischen einer vom Träger abgewandten ersten Halbleiterschicht (21) und einer zweiten
Halbleiterschicht (22) angeordnet ist;
- der Halbleiterkörper zumindest eine Ausnehmung (25)
aufweist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht und den aktiven Bereich hindurch erstreckt;
- die erste Halbleiterschicht mit einer ersten
Anschlussschicht (23) elektrisch leitend verbunden ist, die sich durch die Ausnehmung hindurch erstreckt;
- zwischen dem Träger und der zweiten Halbleiterschicht eine zweite Anschlussschicht (32) angeordnet ist, mit der die zweite Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist; und
- die zweite Anschlussschicht bereichsweise zwischen der ersten Anschlussschicht und dem Träger verläuft.
11. Strahlungsquelle mit einem Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Strahlungsquelle als ein adaptiver Scheinwerfer, ein adaptiver Blitz oder eine 3D-Anzeigevorrichtung
ausgebildet ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements (1) mit einer Mehrzahl von Emissionsbereichen (10), die auf einem
Träger (3) mit einer Montagefläche (34) angeordnet sind, mit den Schritten:
a) Anordnen einer Halbleiterschichtenfolge (200) mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (20) auf einer der Montagefläche (34) abgewandten Seite des
Trägers ;
b) Ausbilden einer Mehrzahl von Halbleiterkörpern (2) aus der Halbleiterschichtenfolge; und c) Ausbilden von zumindest einer Auslenkungseinrichtung (6), die einem Emissionsbereich zugeordnet und dafür vorgesehen ist, den aktiven Bereich des Emissionsbereichs relativ zur Montagefläche auszulenken.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
bei dem die Auslenkungseinrichtung nach dem Anordnen der Halbleiterschichtenfolge mittels selektiven Entfernens einer Opferschicht (38) des Träger hergestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
bei dem die Halbleiterschichtenfolge auf einem
Aufwachssubstrat (28) abgeschieden wird und das
Aufwachssubstrat nach dem Befestigen an dem Träger entfernt wird .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
bei dem ein Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird.
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