WO2014040993A1 - Optoelektronische halbleitervorrichtung und trägerverbund - Google Patents

Optoelektronische halbleitervorrichtung und trägerverbund Download PDF

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    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector

Definitions

  • the present application relates to an optoelectronic semiconductor device and a carrier composite.
  • Optoelectronic semiconductor devices often have two or more devices that are operated together. However, such integration of multiple devices may make it difficult to test the devices during manufacture.
  • One object is to simplify the testing of components during manufacture.
  • the semiconductor device has an optoelectronic component.
  • the optoelectronic component can be provided for receiving and / or for generating electromagnetic radiation, in particular radiation in the infrared, visible or ultraviolet spectral range.
  • the optoelectronic component can comprise a semiconductor body with a semiconductor layer sequence, wherein the semiconductor layer sequence has an active area provided for receiving and / or for generating radiation.
  • the semiconductor device has a further component.
  • the further component may be an electronic component or another be optoelectronic component.
  • Component may be formed, for example, as an ESD (electrostatic discharge) protective diode, which is intended for the optoelectronic component before a ESD (electrostatic discharge) protective diode, which is intended for the optoelectronic component before a ESD (electrostatic discharge) protective diode, which is intended for the optoelectronic component before a ESD (electrostatic discharge) protective diode, which is intended for the optoelectronic component before a
  • ESD electrostatic discharge
  • Optoelectronic components may be of similar construction.
  • the optoelectronic component and the further optoelectronic component can each have a semiconductor body, wherein the semiconductor bodies emerge from the same semiconductor layer sequence during manufacture.
  • the optoelectronic component and the further optoelectronic component can also be different from one another.
  • the optoelectronic component and the further optoelectronic component can be provided for the emission of radiation with different peak wavelengths or with different spectral distributions.
  • the optoelectronic component and the further component are in operation of the device
  • interconnected in parallel includes both an interconnection, in which the transmission directions of the optoelectronic
  • Component and the other component parallel to each other are aligned as well as a circuit with anti-parallel alignment of the transmission directions.
  • the optoelectronic component is connected to a first contact and a second contact.
  • the first contact and the second contact are for the external electrical contacting of the semiconductor device
  • Optoelectronic device to be injected and recombine there under emission of radiation.
  • the semiconductor device has an optoelectronic component and a further component that are parallel to one another during operation of the device are interconnected.
  • the optoelectronic component is connected to a first contact and a second contact for the external contacting of the semiconductor device, and the further component is connected to at least one further contact of the semiconductor device.
  • the first contact and the further contact are, when mounted on a connection carrier for attachment to a common electrical
  • connection carrier surface of the connection carrier provided.
  • the first contact and the further contact are electrically conductively connected to one another via the common electrical connection carrier surface.
  • the first contact and the further contact are electrically short-circuited.
  • an electrical short circuit of two contacts is intended so as to achieve the electrical parallel connection of the components.
  • Semiconductor device is thus less than the number of contacts of the optoelectronic semiconductor device.
  • the optoelectronic semiconductor device can have exactly three contacts and the connection carrier exactly two electrical connection carrier surfaces for the
  • Such a semiconductor device thus comprises at least one optoelectronic semiconductor device and a
  • Connection carrier wherein the first contact and the further contact of the semiconductor device on a common electrical connection carrier surface of the connection carrier are arranged.
  • the optoelectronic component is operable independently of the further component before mounting on a connection carrier by means of the first contact and the second contact.
  • the optoelectronic component can therefore be contacted, for example, for test purposes, without at the same time the further component being put into operation.
  • the further component is electrically conductively connected to the second contact.
  • a parallel operation of the optoelectronic component and of the further component can be achieved by producing an electrical
  • the semiconductor device has a carrier with a main surface on which the
  • the carrier In a vertical direction, the carrier extends between the main surface and a rear side facing away from the optoelectronic component.
  • One or more connection surfaces for the optoelectronic component and / or for the further component can be provided on the main surface of the carrier.
  • On the back of the carrier, one or more rear contact surfaces may be arranged. Preferably, all contacts required for the operation of the semiconductor device are accessible from the rear side.
  • the carrier preferably contains a semiconductor material, for example silicon. But it can be another
  • the support may contain a ceramic such as aluminum nitride, aluminum oxide or boron nitride.
  • the carrier has a first connection area on the main area.
  • the first connection surface is electrically conductively connected to the optoelectronic component.
  • the first connection surface is electrically conductively connected to a rear-side first contact surface of the first contact arranged on the rear side of the carrier.
  • the optoelectronic component is therefore electrically contactable from the rear side of the carrier.
  • the carrier has a front-side first contact surface on the main surface.
  • the front-side first contact surface is connected via a further through-connection to the rear-side first contact surface.
  • the front-side first contact surface is spaced from the first connection surface.
  • the optoelectronic component is thus in addition to the back first
  • the semiconductor device is free of a direct front-side current path between the first Pad and the front-side first contact surface.
  • a current path between the first pad and the first pad crosses the carrier twice in a vertical direction perpendicular to the main surface.
  • Pad be designed so that it is electrically contactable for testing purposes on the front side.
  • the first pad in supervision on the front side
  • Semiconductor device protrude beyond the optoelectronic device. At least one area of the first connection area is thus freely accessible on the front side.
  • Optoelectronic device can be viewed on top of the
  • the further component is in the
  • the further component may be an ESD protection diode integrated in the carrier.
  • the ESD protection diode may be formed by means of at least one doped region of the carrier.
  • the carrier may have a p-type region and an n-type region.
  • a distance between the first contact and the further contact is smaller than a distance between the first contact and the second contact.
  • the Distance between the first contact and the further contact for example, between 1 ym and inclusive
  • the carrier is preferably in a carrier composite
  • Electronic components can by separating the
  • Carrier composite semiconductor devices emerge, in each case a part of the carrier composite forms the carrier.
  • the carrier composite preferably has a plurality of
  • Device regions which are further preferably arranged side by side in a lateral direction,
  • At least one component region, preferably each component region of the carrier composite, preferably has one or more of the features described in connection with the carrier.
  • the carrier assembly has a plurality of component regions, which are arranged next to one another in a lateral direction.
  • Each component region has on a main surface a first connection surface and a second connection surface, which are each provided for the electrical contacting of an optoelectronic semiconductor component.
  • Each component region has a rear side first on a rear side opposite the main surface
  • the back-side first contact surface and the back-side second contact surface are each over one
  • Each component region has a front-side first contact surface on the main surface, which is electrically conductively connected to the rear-side first contact surface via a further through-connection.
  • the carrier composite is particularly suitable for producing a semiconductor device described above.
  • the semiconductor device described In the context of the semiconductor device described
  • Figures 1A and 1B an embodiment of a
  • Figure 2A shows a second embodiment of a
  • Figures 3A and 3B a detail of a carrier composite according to a first embodiment in a schematic Top view ( Figure 3A) and associated sectional view in Figure 3B;
  • Figures 4A and 4B a detail of a carrier composite according to a second embodiment in a schematic
  • FIG. 1A A first embodiment of a semiconductor device is shown in FIG. 1A in a schematic sectional view.
  • the semiconductor device 1 has an optoelectronic
  • the optoelectronic component comprises a semiconductor body 20 with a semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor layer sequence forms the semiconductor body.
  • the semiconductor layer sequence includes one for generating
  • Semiconductor layer 22 is arranged. The first
  • the optoelectronic component 2 can
  • the optoelectronic component 2 also be formed as a radiation receiver, wherein the radiation absorbed in the active region 23 is detected.
  • the semiconductor body 20, in particular the active region 23, preferably contains a III-V connection
  • III-V compound semiconductor materials are for ultraviolet radiation generation
  • Al x In y Ga x - y P in particular for yellow to red radiation
  • Al x In y Ga x - y As infrared
  • spectral range are particularly suitable.
  • the optoelectronic component 2 is arranged on a support 5.
  • the carrier extends in the vertical direction between an optoelectronic component 2
  • the rear side 51 facing away from the carrier 5 preferably contains a semiconductor material, for example silicon. But it can be another type of semiconductor material, for example silicon. But it can be another
  • Semiconductor material such as gallium arsenide or germanium
  • an electronic component can be integrated particularly easily.
  • the further component 3 is formed outside the carrier 5, can for the
  • a ceramic such as aluminum nitride, aluminum oxide or boron nitride.
  • a first pad 41 and a second pad 42 are formed on the main surface 50.
  • Pads 41, 42 are formed and arranged so that over the pads of different sides
  • Charge carriers can be injected into the active region 23.
  • Pad 42 are preferably arranged without overlapping on the main surface 50 of the carrier and electrically
  • Semiconductor device 1 covers the optoelectronic
  • Component 2 the first pad 41 and the second pad 42 at least partially.
  • first contacting layer 27 is formed in the recess 25, for example via an electrically conductive connecting means, such as a solder or an electrically conductive adhesive layer (not explicitly shown in the figures).
  • Contacting layer 28 serves for the electrical contacting of the second semiconductor layer 22. Furthermore, the second contacting layer 28 is preferably as a mirror layer formed for the radiation generated in the active region 23.
  • the second contacting layer preferably contains silver, rhodium, palladium, iridium or aluminum or a
  • the materials mentioned are characterized by a high reflectivity in the visible and ultraviolet spectral range.
  • the second contacting layer 28 is arranged in regions between the first contacting layer 27 and the second semiconductor layer 22. When viewed on top of the semiconductor device, the first overlap
  • An electrical insulation layer for example an oxide layer such as a silicon oxide layer, is preferably formed between the first contacting layer 27 and the second contacting layer 28, so that there is no direct electrical contact between the first
  • an insulation layer for electrically insulating the first contacting layer 27 from the active region 23 and from the second semiconductor layer 22 may be provided (not explicitly shown).
  • Semiconductor body 20 on a structuring 26 The
  • Structuring is intended to increase the coupling-out efficiency of the radiation generated in the active region 23.
  • Structuring can, for example, mechanically, for example by means of grinding or lapping, or chemically, for example by means of
  • the Structuring can continue to be regular or irregular.
  • the semiconductor device 1 further has a first contact 6 and a second contact 7. About these
  • the semiconductor device is formed as a surface mounted device (SMD).
  • SMD surface mounted device
  • Optoelectronic component 3 is formed as a thin-film component, in which a growth substrate for the
  • the optoelectronic component 3 can have the growth substrate. Also contacting the first
  • the first contact 6 has a back first
  • the front-side first contact surface 62 and the first connection surface 41 are arranged on the main surface 50 of the carrier 5 next to each other without overlapping.
  • the first connection surface 41 is electrically conductively connected via a through-connection 65 to the rear-side first contact surface 61.
  • the front-side first contact surface 62 is electrically conductively connected to the rear-side first contact surface 61 via a further through-connection 66.
  • the first connection surface 41 and the front-side first contact surface 62 are thus not directly connected front connection, but only connected to one another via a current path, which extends in the vertical direction twice through the carrier 5 therethrough.
  • the second contact 7 has a rear-side second contact surface 71, a front-side second
  • the semiconductor device 1 further comprises a further component 3.
  • the further component is an electronic component
  • the electronic component 3 is provided as an ESD protection diode for protecting the optoelectronic component 2 from electrostatic discharge.
  • the protective diode may be formed, for example, by differently doped regions of the
  • Carrier 5 are formed. This will be described in more detail in connection with FIGS. 4A and 4B. Deviating from the electronic component can also be formed on the carrier 5.
  • the electronic component 3 has a further contact 8. About the further contact 8 and the second contact 7, the further component 3 is externally electrically contacted. An electrical connection of the semiconductor device 1 for test purposes is shown in FIG. 1B. By applying an electrical voltage between the front-side first contact surface 62 of the first contact 6 and the front-side second contact surface 72 of the second contact 7 can Charge carriers are injected from different sides into the active region 23 of the optoelectronic component 2 and recombine there with the emission of radiation.
  • the further component 3 is electrically insulated from at least one of the contacts, in the exemplary embodiment shown by the first contact 6, so that the optoelectronic component 2 can be tested independently of the ESD protection diode. In particular, a test of the
  • Optoelectronic device 2 in the reverse direction.
  • the optoelectronic component 2 could be connected in FIG.
  • Optoelectronic device 2 via a current path, via the vias 65, 66 of the first contact 6 and via the vias 75, 76 of the second
  • Optoelectronic device 2 by contacting the first pad 41 instead of the front-side first contact surface 62 done. In this case, therefore, the plated-through hole 65 and the further plated-through hole 66 are bypassed.
  • the caused by the vias Series resistance can be determined so particularly reliable.
  • connection carrier 9 has a first connection carrier surface 91 and a second connection carrier surface 92.
  • the first connection carrier surface 91 is electrically conductively connected to the first contact 6 and the further contact 8.
  • the second connection carrier surface 91 is electrically conductively connected to the first contact 6 and the further contact 8.
  • Connection carrier surface 92 is electrically conductively connected to the second contact 7.
  • the first contact 6 and the further contact 8 are therefore on a common
  • Connection carrier surface arranged.
  • the optoelectronic component 2 and the further component 3 are oriented antiparallel to each other, so that charge carriers in the case of an electrostatic charge in the reverse direction of the
  • Optoelectronic component 2 can flow through the further component 2.
  • an ESD protection diode can be integrated into the carrier 5 of an optoelectronic component without the component integrated into the carrier having a
  • the semiconductor device 1 may also have more than one further component 3. To each
  • Separate contactability can be assigned to each further component, a separate further contact 8.
  • one group is associated with two or more further components in each case a further contact.
  • the second exemplary embodiment of a semiconductor device illustrated in FIG. 2A substantially corresponds to the first exemplary embodiment described in conjunction with FIGS. 1A to 1C.
  • the further component 3 is an optoelectronic component.
  • the further component 3 is not in the carrier. 5
  • the optoelectronic component 2 and the further component 3 may be of similar construction.
  • the optoelectronic component and the further component radiation in the same
  • the semiconductor bodies 20 of the components may be made from the same
  • the optoelectronic component 2 and the further component 3 can also be formed differently from one another.
  • the components can radiation in
  • Optoelectronic component 3 as shown schematically in Figure 2B, still separated from each other electrically
  • connection carrier 9 After mounting on a connection carrier 9 are the
  • the optoelectronic component 2 and the further component 3 are preferably connected in parallel with regard to their forward direction, so that both components emit radiation simultaneously.
  • the total radiation power emitted by the semiconductor device 1 can thus be increased.
  • Figures 3A is shown in schematic plan view and associated sectional view in Figure 3B. To the simplified Representation, the figures each show a section of the carrier assembly, which corresponds exactly to a component region 500. Especially after the assembly with
  • Optoelectronic components 2 and optionally further components can be singled out of the carrier assembly along separating lines 550, so that each
  • Semiconductor device comprises a carrier 5.
  • a carrier can be used in particular in a semiconductor device designed as described in connection with FIGS. 1A to 1C and 2A to 2C.
  • the carrier 5 has a first surface 50 on a main surface 50
  • the optoelectronic component When mounting an optoelectronic component in a mounting region 501, the optoelectronic component covers the first connection area and the second one
  • connection surface in each case at least partially.
  • the first connection surface 41 is connected via a through-connection 65, a rear-side first contact surface 61 and a further through-connection 66 with a front-side first
  • a rear-side second contact surface 71 and a further through-connection 76 are electrically conductively connected to a front-side second contact surface 72.
  • Component region 500 on another contact 8 comprises a further back
  • the back-side first contact surface 61 and the rear-side further contact surface 81 are arranged next to each other without overlapping.
  • the carrier 5 further includes a first region 55 and a second region 56, wherein the first region and the second region are of the same conductivity type
  • the first and second electrode are doped differently.
  • the first and second electrode are doped differently.
  • the first and second electrode are doped differently.
  • the first and second electrode are doped differently.
  • the further component in the region of the main surface 50 of the carrier 5 is formed.
  • an insulating layer 52 is arranged on the main surface 50 of the carrier 5. The insulating layer is between the carrier and the second pad 42 and between the carrier and the
  • Isolation layer is opened in places, leaving the second pad in an opening with the first
  • Area 55 and the front-side further contact surface 82 in a further opening with the second region 56 is electrically connected.
  • the first region 55 with the second connection surface 42 and the second region 56 with the front-side further contact surface 82 of the further contact 8 are electrically conductively connected.
  • the position and configuration of the further component 3 may also deviate therefrom.
  • the first region 55 and the second region 56 may also be arranged on the rear side of the carrier 5, wherein one of the regions with the second contact 7, for example the rear-side second contact surface 72, and the other region with the further contact 8, for example the back further contact surface 81 is electrically connected.
  • one of the first region 55 or the second region 56 is expediently connected in an electrically conductive manner to the first contact 6 or the second contact 7.

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Abstract

Es wird eine optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) mit einem optoelektronischen Bauelement (2) und einem weiteren Bauelement (3) angegeben. Das optoelektronische Bauelement und das weitere Bauelement sind im Betrieb der Halbleitervorrichtung parallel zueinander verschaltet. Das optoelektronische Bauelement ist mit einem ersten Kontakt (6) und einem zweiten Kontakt (7) für die externe Kontaktierung der Halbleitervorrichtung verbunden und das weitere Bauelement ist mit zumindest einem weiteren Kontakt (8) der Halbleitervorrichtung verbunden. Weiterhin wird ein Trägerverbund angegeben.

Description

Beschreibung
Optoelektronische Halbleitervorrichtung und Trägerverbund
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine optoelektronische Halbleitervorrichtung sowie einen Trägerverbund.
Optoelektronische Halbleitervorrichtungen weisen oftmals zwei oder mehr Bauelemente auf, die gemeinsam betrieben werden. Eine solche Integration mehrerer Bauelemente kann jedoch das Testen der Bauelemente während der Herstellung erschweren.
Eine Aufgabe ist es, das Testen von Bauelementen während der Herstellung zu vereinfachen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist die Halbleitervorrichtung ein optoelektronisches Bauelement auf. Das optoelektronische Bauelement kann zum Empfangen und/oder zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Strahlung im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich vorgesehen sein.
Insbesondere kann das optoelektronische Bauelement einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge umfassen, wobei die Halbleiterschichtenfolge einen zum Empfangen und/oder zum Erzeugen von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist die Halbleitervorrichtung ein weiteres Bauelement auf. Das weitere Bauelement kann ein elektronisches Bauelement oder ein weiteres optoelektronisches Bauelement sein. Das elektronische
Bauelement kann beispielsweise als eine ESD (electrostatic discharge) -Schutzdiode ausgebildet sein, die dafür vorgesehen ist, das optoelektronische Bauelement vor einer
elektrostatischen Entladung zu schützen.
Das weitere optoelektronische Bauelement und das
optoelektronische Bauelement können gleichartig ausgebildet sein. Beispielsweise können das optoelektronische Bauelement und das weitere optoelektronische Bauelement jeweils einen Halbleiterkörper aufweisen, wobei die Halbleiterkörper bei der Herstellung aus derselben Halbleiterschichtenfolge hervorgehen. Die Halbleiterschichten des optoelektronischen Bauelements und die Halbleiterschichten des weiteren
optoelektronischen Bauelements sind also abgesehen von
Fertigungstoleranzen gleich.
Alternativ können das optoelektronische Bauelement und das weitere optoelektronische Bauelement auch voneinander verschieden sein. Beispielsweise können das optoelektronische Bauelement und das weitere optoelektronische Bauelement für die Emission von Strahlung mit verschiedenen Peak- Wellenlängen oder mit verschiedenen spektralen Verteilungen vorgesehen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung sind das optoelektronische Bauelement und das weitere Bauelement im Betrieb der Vorrichtung
parallel zueinander verschaltet. Der Begriff „parallel zueinander verschaltet" beinhaltet sowohl eine Verschaltung, bei der die Durchlassrichtungen des optoelektronischen
Bauelements und des weiteren Bauelements parallel zueinander ausgerichtet sind als auch eine Verschaltung mit antiparalleler Ausrichtung der Durchlassrichtungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist das optoelektronische Bauelement mit einem ersten Kontakt und einem zweiten Kontakt verbunden. Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind für die externe elektrische Kontaktierung der Halbleitervorrichtung
vorgesehen. Beispielsweise können im Betrieb der
optoelektronischen Halbleitervorrichtung über den ersten Kontakt und den zweiten Kontakt Ladungsträger von
unterschiedlichen Seiten in den aktiven Bereich des
optoelektronischen Bauelements injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist das weitere Bauelement mit
zumindest einem weiteren Kontakt der Halbleitervorrichtung verbunden. Der weitere Kontakt ist von dem ersten Kontakt und von dem zweiten Kontakt elektrisch getrennt. Es besteht also kein direkter Strompfad zwischen dem ersten Kontakt und dem weiteren Kontakt und zwischen dem zweiten Kontakt und dem weiteren Kontakt. Mittels des weiteren Kontakts ist das weitere Bauelement zumindest während der Herstellung der optoelektronischen Halbleitervorrichtung elektrisch kontaktierbar, insbesondere unabhängig von dem optoelektronischen Bauelement. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist die Halbleitervorrichtung ein optoelektronisches Bauelement und ein weiteres Bauelement auf, die im Betrieb der Vorrichtung parallel zueinander verschaltet sind. Das optoelektronische Bauelement ist mit einem ersten Kontakt und einem zweiten Kontakt für die externe Kontaktierung der Halbleitervorrichtung verbunden und das weitere Bauelement ist mit zumindest einem weiteren
Kontakt der Halbleitervorrichtung verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung sind der erste Kontakt und der weitere Kontakt bei der Montage an einem Anschlussträger für die Befestigung auf einer gemeinsamen elektrischen
Anschlussträgerfläche des Anschlussträgers vorgesehen. Bei der Montage werden also der erste Kontakt und der weitere Kontakt über die gemeinsame elektrische Anschlussträgerfläche elektrisch leitend miteinander verbunden. Bei der Befestigung an dem Anschlussträger werden also der erste Kontakt und der weitere Kontakt elektrisch kurzgeschlossen. Im Unterschied zur üblichen Vorgehensweise, dass separate Kontakte auch separat voneinander elektrisch kontaktiert werden, ist also ein elektrischer Kurzschluss zweier Kontakte beabsichtigt, um so die elektrische Parallelverschaltung der Bauelemente zu erzielen. Die Anzahl der elektrischen Anschlussträgerflächen für die Kontaktierung der optoelektronischen
Halbleitervorrichtung ist also geringer als die Anzahl der Kontakte der optoelektronischen Halbleitervorrichtung.
Insbesondere kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung genau drei Kontakte und der Anschlussträger genau zwei elektrische Anschlussträgerflächen für die
Halbleitervorrichtung aufweisen. Eine solche Halbleiteranordnung umfasst also zumindest eine optoelektronische Halbleitervorrichtung und einen
Anschlussträger, wobei der erste Kontakt und der weitere Kontakt der Halbleitervorrichtung auf einer gemeinsamen elektrischen Anschlussträgerfläche des Anschlussträgers angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist das optoelektronische Bauelement vor der Montage an einem Anschlussträger mittels des ersten Kontakts und des zweiten Kontakts unabhängig von dem weiteren Bauelement betreibbar. Das optoelektronische Bauelement kann also beispielsweise zu Testzwecken kontaktiert werden, ohne dass gleichzeitig auch das weitere Bauelement in Betrieb genommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist das weitere Bauelement mit dem zweiten Kontakt elektrisch leitend verbunden. Ein paralleler Betrieb des optoelektronischen Bauelements und des weiteren Bauelements kann durch Herstellen einer elektrischen
Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem weiteren
Kontakt erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist die Halbleitervorrichtung einen Träger mit einer Hauptfläche auf, auf der das
optoelektronische Bauelement angeordnet ist. In einer vertikalen Richtung erstreckt sich der Träger zwischen der Hauptfläche und einer dem optoelektronischen Bauelement abgewandten Rückseite. Auf der Hauptfläche des Trägers können eine oder mehrere Anschlussflächen für das optoelektronische Bauelement und/oder für das weitere Bauelement vorgesehen sein. Auf der Rückseite des Trägers können eine oder mehrere rückseitige Kontaktflächen angeordnet sein. Vorzugsweise sind alle für den Betrieb der Halbleitervorrichtung erforderlichen Kontakte von der Rückseite her zugänglich. Der Träger enthält vorzugsweise ein Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium. Es kann aber auch ein anderes
Halbleitermaterial Anwendung finden, etwa Germanium oder Galliumarsenid . Alternativ kann der Träger eine Keramik wie etwa Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Bornitrid enthalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist der Träger auf der Hauptfläche eine erste Anschlussfläche auf. Die erste Anschlussfläche ist mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch leitend verbunden. Über eine Durchkontaktierung durch den Träger ist die erste Anschlussfläche mit einer auf der Rückseite des Trägers angeordneten rückseitigen ersten Kontaktfläche des ersten Kontakts elektrisch leitend verbunden. Das
optoelektronische Bauelement ist also von der Rückseite des Trägers her elektrisch kontaktierbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung weist der Träger auf der Hauptfläche eine vorderseitige erste Kontaktfläche auf. Die vorderseitige erste Kontaktfläche ist über eine weitere Durchkontaktierung mit der rückseitigen ersten Kontaktfläche verbunden.
Weiterhin ist die vorderseitige erste Kontaktfläche von der ersten Anschlussfläche beabstandet. Das optoelektronische Bauelement ist also zusätzlich zu der rückseitigen ersten
Kontaktfläche auch über die vorderseitige erste Kontaktfläche elektrisch kontaktierbar. Ein Testen der
Halbleitervorrichtung von der Vorderseite her wird so
vereinfacht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist die Halbleitervorrichtung frei von einem direkten vorderseitigen Strompfad zwischen der ersten Anschlussfläche und der vorderseitigen ersten Kontaktfläche. Ein Strompfad zwischen der ersten Anschlussfläche und der ersten Kontaktfläche durchquert den Träger in einer senkrecht zur Hauptfläche verlaufenden vertikalen Richtung zweimal. Beim Testen der Halbleitervorrichtung mittels einer
elektrischen Kontaktierung der vorderseitigen ersten
Kontaktfläche kann also auch die Durchkontaktierung getestet und berücksichtigt werden. Weiterhin kann die erste
Anschlussfläche so ausgebildet sein, dass sie zu Testzwecken vorderseitig elektrisch kontaktierbar ist. Beispielsweise kann die erste Anschlussfläche in Aufsicht auf die
Halbleitervorrichtung über das optoelektronische Bauelement hinausragen. Zumindest ein Bereich der ersten Anschlussfläche ist vorderseitig also frei zugänglich.
Die vorderseitige erste Kontaktfläche und das
optoelektronische Bauelement können in Aufsicht auf die
Halbleitervorrichtung überlappungsfrei nebeneinander
angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist das weitere Bauelement in dem
Träger integriert. Beispielsweise kann das weitere Bauelement eine in den Träger integrierte ESD-Schutzdiode sein.
Beispielsweise kann die ESD-Schutzdiode mittels zumindest eines dotierten Bereichs des Trägers gebildet sein.
Insbesondere kann der Träger einen p-leitenden Bereich und einen n-leitenden Bereich aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ist ein Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem weiteren Kontakt kleiner als ein Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt. Der Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem weiteren Kontakt kann beispielsweise zwischen einschließlich 1 ym und
einschließlich 100 ym betragen.
Zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleitervorrichtungen ist der Träger vorzugsweise in einem Trägerverbund
ausgebildet. Nach der Bestückung des Trägerverbunds mit optoelektronischen Bauelementen und gegebenenfalls
elektronischen Bauelementen können durch Vereinzeln des
Trägerverbunds Halbleitervorrichtungen hervorgehen, bei denen jeweils ein Teil des Trägerverbunds den Träger bildet.
Der Trägerverbund weist vorzugsweise eine Mehrzahl von
Bauelementbereichen auf, die weiterhin bevorzugt in einer lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sind,
beispielsweise matrixförmig . Zumindest ein Bauelementbereich, vorzugsweise jeder Bauelementbereich des Trägerverbunds, weist vorzugsweise eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Träger beschriebenen Merkmale auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Trägerverbunds weist der Trägerverbund eine Mehrzahl von Bauelementbereichen auf, die in einer lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sind. Jeder Bauelementbereich weist auf einer Hauptfläche eine erste Anschlussfläche und eine zweite Anschlussfläche auf, die jeweils für die elektrische Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements vorgesehen sind. Jeder Bauelementbereich weist auf einer der Hauptfläche gegenüberliegenden Rückseite eine rückseitige erste
Kontaktfläche und eine rückseitige zweite Kontaktfläche auf. Die rückseitige erste Kontaktfläche und die rückseitige zweite Kontaktfläche sind jeweils über eine
Durchkontaktierung mit der ersten Anschlussfläche beziehungsweise der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden. Jeder Bauelementbereich weist auf der Hauptfläche eine vorderseitige erste Kontaktfläche auf, die über eine weitere Durchkontaktierung mit der rückseitigen ersten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden ist.
Der Trägerverbund ist zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung besonders geeignet. Im Zusammenhang mit der Halbleitervorrichtung beschriebene
Merkmale können daher auch für den Trägerverbund herangezogen werden und umgekehrt.
Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen:
Die Figuren 1A und 1B ein Ausführungsbeispiel für eine
Halbleitervorrichtung sowie die Figur IC ein
Ausführungsbeispiel für eine Halbleiteranordnung mit einer solchen Halbleitervorrichtung in schematischer
Schnittansieht ; Figur 2A ein zweites Ausführungsbeispiel für eine
Halbleitervorrichtung in schematischer Schnittansicht mit zugehörigen Ersatzschaltbildern vor der elektrischen
Kontaktierung der Halbleitervorrichtung (Figur 2B) und nach der Kontaktierung (Figur 2C) ; die Figuren 3A und 3B einen Ausschnitt eines Trägerverbunds gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer Aufsicht (Figur 3A) und zugehöriger Schnittansicht in Figur 3B; die Figuren 4A und 4B einen Ausschnitt eines Trägerverbunds gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in schematischer
Aufsicht (Figur 4A) und zugehöriger Schnittansicht in Figur 4B.
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.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Halbleitervorrichtung ist in Figur 1A in schematischer Schnittansicht gezeigt. Die Halbleitervorrichtung 1 weist ein optoelektronisches
Bauelement 2 auf. Das optoelektronische Bauelement umfasst einen Halbleiterkörper 20 mit einer Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge bildet den Halbleiterkörper. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst einen zum Erzeugen von
Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich 23, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 und einer zweiten
Halbleiterschicht 22 angeordnet ist. Die erste
Halbleiterschicht, die zweite Halbleiterschicht und der aktive Bereich sind vorzugsweise jeweils mehrschichtig ausgebildet. Das optoelektronische Bauelement 2 kann
beispielsweise als ein Lumineszenzdiodenchip, etwa als ein Leuchtdiodenchip oder als ein Laserdiodenchip ausgebildet sein. Alternativ kann das optoelektronische Bauelement 2 auch als ein Strahlungsempfänger ausgebildet sein, bei dem im aktiven Bereich 23 absorbierte Strahlung detektiert wird.
Der Halbleiterkörper 20, insbesondere der aktive Bereich 23 enthält vorzugsweise ein III-V-Verbindungs-
Halbleitermaterial . III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten
(Alx Iny Gai-x-y N ) über den sichtbaren (Alx Iny Gai-x-y N ,
insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder
Alx Iny Gai-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Alx Iny Gai-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1, insbesondere mit x ¥= 1 , y ¥= 1, x ^ 0 und/oder y + 0. Mit III-V- Verbindungs-Halbleitermaterialien,
insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung hohe interne
Quanteneffizienzen erzielt werden.
Das optoelektronische Bauelement 2 ist auf einem Träger 5 angeordnet. Der Träger erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen einer dem optoelektronischen Bauelement 2
zugewandten Hauptfläche 50 und einer dem Bauelement
abgewandten Rückseite 51. Der Träger 5 enthält vorzugsweise ein Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium. Es kann aber auch ein anderes
Halbleitermaterial, etwa Galliumarsenid oder Germanium
Anwendung finden. In einen auf Halbleitermaterial basierenden Träger kann ein elektronisches Bauelement besonders einfach integriert werden. Insbesondere, wenn das weitere Bauelement 3 außerhalb des Trägers 5 ausgebildet ist, kann für den
Träger auch ein anderes Material Anwendung finden, beispielsweise eine Keramik, etwa Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Bornitrid.
Auf der Hauptfläche 50 sind eine erste Anschlussfläche 41 und eine zweite Anschlussfläche 42 ausgebildet. Die
Anschlussflächen 41, 42 sind so ausgebildet und angeordnet, dass über die Anschlussflächen von verschiedenen Seiten
Ladungsträger in den aktiven Bereich 23 injiziert werden können. Die erste Anschlussfläche 41 und die zweite
Anschlussfläche 42 sind vorzugsweise überlappungsfrei auf der Hauptfläche 50 des Trägers angeordnet und elektrisch
voneinander isoliert. In Aufsicht auf die
Halbleitervorrichtung 1 überdeckt das optoelektronische
Bauelement 2 die erste Anschlussfläche 41 und die zweite Anschlussfläche 42 zumindest bereichsweise.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der
Halbleiterkörper 20 eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 auf, die sich jeweils von der dem Träger 5 zugewandten Seite des Halbleiterkörpers durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 23 hindurch erstrecken. In der Ausnehmung 25 ist eine erste Kontaktierungsschicht 27 ausgebildet. Die erste Kontaktierungsschicht 27 ist elektrisch leitend mit der ersten Anschlussfläche 41 verbunden, beispielsweise über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, etwa ein Lot oder eine elektrisch leitfähige Klebeschicht (in den Figuren nicht explizit dargestellt) .
Auf der zweiten Halbleiterschicht 22 ist eine zweite
Kontaktierungsschicht 28 ausgebildet. Die zweite
Kontaktierungsschicht 28 dient der elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22. Weiterhin ist die zweite Kontaktierungsschicht 28 vorzugsweise als eine Spiegelschicht für die im aktiven Bereich 23 erzeugte Strahlung ausgebildet. Die zweite Kontaktierungsschicht enthält vorzugsweise Silber, Rhodium, Palladium, Iridium oder Aluminium oder eine
metallische Legierung mit zumindest einem der genannten
Materialien. Die genannten Materialien zeichnen sich durch eine hohe Reflektivität im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich aus. Die zweite Kontaktierungsschicht 28 ist bereichsweise zwischen der ersten Kontaktierungsschicht 27 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet. In Aufsicht auf die Halbleitervorrichtung überlappen also die erste
Kontaktierungsschicht und die zweite Kontaktierungsschicht bereichsweise .
Zwischen der ersten Kontaktierungsschicht 27 und der zweiten Kontaktierungsschicht 28 ist vorzugsweise eine elektrische Isolationsschicht, beispielsweise eine Oxidschicht wie eine Siliziumoxid-Schicht, ausgebildet, so dass kein direkter elektrischer Kontakt zwischen der ersten
Kontaktierungsschicht und der zweiten Kontaktierungsschicht besteht. Diese Isolationsschicht ist zur vereinfachten
Darstellung in den Figuren nicht gezeigt. Weiterhin kann im Bereich der Ausnehmungen 25 eine Isolationsschicht zur elektrischen Isolation der ersten Kontaktierungsschicht 27 vom aktiven Bereich 23 und von der zweiten Halbleiterschicht 22 vorgesehen sein (nicht explizit dargestellt) .
Auf einer dem Träger 5 abgewandten Seite weist der
Halbleiterkörper 20 eine Strukturierung 26 auf. Die
Strukturierung ist zur Erhöhung der Auskoppeleffizienz der im aktiven Bereich 23 erzeugten Strahlung vorgesehen. Die
Strukturierung kann beispielsweise mechanisch, etwa mittels Schleifens oder Läppens, oder chemisch, etwa mittels
nasschemischen oder trockenchemischen Ätzens erfolgen. Die Strukturierung kann weiterhin regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildet sein.
Die Halbleitervorrichtung 1 weist weiterhin einen ersten Kontakt 6 und einen zweiten Kontakt 7 auf. Über diese
Kontakte erfolgt die externe elektrische Kontaktierung der Halbleitervorrichtung 1. Die Halbleitervorrichtung ist als ein oberflächenmontiertes Bauelement (surface mounted device, SMD) ausgebildet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das
optoelektronische Bauelement 3 als ein Dünnfilm-Bauelement ausgebildet, bei dem ein Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge entfernt ist. Davon abweichend kann das optoelektronische Bauelement 3 das Aufwachssubstrat aufweisen. Auch die Kontaktierung der ersten
Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 kann auf verschiedene Weisen ausgebildet sein. Der erste Kontakt 6 weist eine rückseitige erste
Kontaktfläche 61 und eine vorderseitige erste Kontaktfläche 62 auf. Die vorderseitige erste Kontaktfläche 62 und die erste Anschlussfläche 41 sind auf der Hauptfläche 50 des Trägers 5 überlappungsfrei nebeneinander angeordnet. Die erste Anschlussfläche 41 ist über eine Durchkontaktierung 65 mit der rückseitigen ersten Kontaktfläche 61 elektrisch leitend verbunden. Weiterhin ist die vorderseitige erste Kontaktfläche 62 über eine weitere Durchkontaktierung 66 elektrisch leitend mit der rückseitigen ersten Kontaktfläche 61 verbunden.
Die erste Anschlussfläche 41 und die vorderseitige erste Kontaktfläche 62 sind also nicht über eine direkte vorderseitige Verbindung, sondern nur über einen Strompfad miteinander verbunden, der sich in vertikaler Richtung zweimal durch den Träger 5 hindurch erstreckt. In analoger Weise weist der zweite Kontakt 7 eine rückseitige zweite Kontaktfläche 71, eine vorderseitige zweite
Kontaktfläche 72, eine Durchkontaktierung 75 und eine weitere Durchkontaktierung 76 auf. Die vorderseitige zweite
Kontaktfläche 72 ist also über die Durchkontaktierung 75 und die weitere Durchkontaktierung 76 mit der zweiten
Anschlussfläche 42 elektrisch leitend verbunden.
Die Halbleitervorrichtung 1 umfasst weiterhin ein weiteres Bauelement 3. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das weitere Bauelement als ein elektronisches Bauelement
ausgebildet, das in den Träger 5 integriert ist. Insbesondere ist das elektronische Bauelement 3 als eine ESD-Schutzdiode zum Schutz des optoelektronischen Bauelements 2 vor einer elektrostatischen Entladung vorgesehen. Die Schutzdiode kann beispielsweise durch unterschiedlich dotierte Bereiche des
Trägers 5 gebildet werden. Dies wird im Zusammenhang mit den Figuren 4A und 4B näher beschrieben. Davon abweichend kann das elektronische Bauelement aber auch auf dem Träger 5 ausgebildet sein.
Das elektronische Bauelement 3 weist einen weiteren Kontakt 8 auf. Über den weiteren Kontakt 8 und den zweiten Kontakt 7 ist das weitere Bauelement 3 extern elektrisch kontaktierbar . Eine elektrische Beschaltung der Halbleitervorrichtung 1 zu Testzwecken ist in Figur 1B gezeigt. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der vorderseitigen ersten Kontaktfläche 62 des ersten Kontakts 6 und der vorderseitigen zweiten Kontaktfläche 72 des zweiten Kontakts 7 können Ladungsträger von verschiedenen Seiten in den aktiven Bereich 23 des optoelektronischen Bauelements 2 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Das weitere Bauelement 3 ist dagegen von zumindest einem der Kontakte, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von dem ersten Kontakt 6, elektrisch isoliert, so dass das optoelektronische Bauelement 2 unabhängig von der ESD-Schutzdiode getestet werden kann. Insbesondere kann auch ein Test des
optoelektronischen Bauelements 2 in Sperrrichtung erfolgen. Wenn das weitere Bauelement 3 dagegen mit dem ersten Kontakt 6 und dem zweiten Kontakt 7 elektrisch leitend verbunden wäre, so könnte das optoelektronische Bauelement 2 in
Sperrrichtung nicht charakterisiert werden, da die
Ladungsträger aufgrund der antiparallelen Ausrichtung der
Durchlassrichtungen über das weitere Bauelement 3 abfließen würden .
Weiterhin erfolgt die Charakterisierung des
optoelektronischen Bauelements 2 über einen Strompfad, der über die Durchkontaktierungen 65, 66 des ersten Kontakts 6 sowie über die Durchkontaktierungen 75, 76 des zweiten
Kontakts 7 des Trägers 5 verläuft. Dadurch kann auch der Einfluss der Durchkontaktierungen, beispielsweise im Hinblick auf den Serienwiderstand der Halbleitervorrichtung 1
untersucht werden.
Zusätzlich kann auch eine Charakterisierung des
optoelektronischen Bauelements 2 durch eine Kontaktierung der ersten Anschlussfläche 41 anstelle der vorderseitigen ersten Kontaktfläche 62 erfolgen. In diesem Fall werden also die Durchkontaktierung 65 und die weitere Durchkontaktierung 66 umgangen. Der durch die Durchkontaktierungen hervorgerufene Serienwiderstand kann so besonders zuverlässig ermittelt werden .
Die Verschaltung der Halbleitervorrichtung 1 nach der Montage an einem Anschlussträger ist in Figur IC, welche eine solche Halbleiteranordnung darstellt, gezeigt. Der Anschlussträger 9 weist eine erste Anschlussträgerfläche 91 und eine zweite Anschlussträgerfläche 92 auf. Die erste Anschlussträgerfläche 91 ist mit dem ersten Kontakt 6 und dem weiteren Kontakt 8 elektrisch leitend verbunden. Die zweite
Anschlussträgerfläche 92 ist mit dem zweiten Kontakt 7 elektrisch leitend verbunden. Der erste Kontakt 6 und der weitere Kontakt 8 sind also auf einer gemeinsamen
Anschlussträgerfläche angeordnet. Durch die Montage der
Halbleitervorrichtung 1 erfolgt eine Parallelverschaltung des optoelektronischen Bauelements 2 mit dem weiteren Bauelement 3. Bezüglich der Durchlassrichtung sind das optoelektronische Bauelement 2 und das weitere Bauelement 3 antiparallel zueinander orientiert, so dass Ladungsträger im Falle einer elektrostatischen Aufladung in Sperrrichtung des
optoelektronischen Bauelements 2 über das weitere Bauelement 2 abfließen können.
Ein zusätzlicher Herstellungsschritt für die
Parallelverschaltung des optoelektronischen Bauelements 2 und des weiteren Bauelements 3 ist also nicht erforderlich. Der Abstand zwischen dem weiteren Kontakt 8 und dem ersten
Kontakt 6 ist vorzugsweise so kleiner als der Abstand
zwischen dem weiteren Kontakt 8 und dem zweiten Kontakt 7 sowie kleiner als der Abstand zwischen dem ersten Kontakt 6 und dem zweiten Kontakt 7. Durch einen kleinen Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem weiteren Kontakt können diese Kontakte über eine gemeinsame Anschlussträgerfläche vereinfacht elektrisch leitend miteinander verbunden werden, ohne dass hierfür die Größe der Anschlussträgerfläche 91 erhöht werden muss. Mit der beschriebenen Kontaktführung kann auf einfache und zuverlässige Weise eine Parallelverschaltung zweier
Bauelemente in einer Halbleitervorrichtung erfolgen, wobei dennoch bei der Herstellung zumindest eines der Bauelemente oder beide Bauelemente separat voneinander getestet werden können. Insbesondere kann eine ESD-Schutzdiode in den Träger 5 eines optoelektronischen Bauelements integriert werden, ohne dass das in den Träger integrierte Bauelement eine
Charakterisierung zu Testzwecken erschwert. Selbstverständlich kann die Halbleitervorrichtung 1 auch mehr als ein weiteres Bauelement 3 aufweisen. Zur jeweils
getrennten Kontaktierbarkeit kann jedem weiteren Bauelement ein separater weiterer Kontakt 8 zugeordnet sein. Alternativ ist auch denkbar, dass jeweils einer Gruppe mit zwei oder mehr weiteren Bauelementen jeweils ein weiterer Kontakt zugeordnet ist.
Das in Figur 2A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel für eine Halbleitervorrichtung entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist das weitere Bauelement 3 ein optoelektronisches Bauelement.
Das weitere Bauelement 3 ist nicht in den Träger 5
integriert, sondern auf der Hauptfläche 50 des Trägers 5 angeordnet . Insbesondere können das optoelektronische Bauelement 2 und das weitere Bauelement 3 gleichartig ausgebildet sein.
Beispielsweise können das optoelektronische Bauelement und das weitere Bauelement Strahlung in demselben
Wellenlängenbereich emittieren. Bei der Herstellung können die Halbleiterkörper 20 der Bauelemente aus derselben
Halbleiterschichtenfolge hervorgehen. Alternativ können das optoelektronische Bauelement 2 und das weitere Bauelement 3 aber auch voneinander verschieden ausgebildet sein.
Beispielsweise können die Bauelemente Strahlung in
voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen oder mit voneinander verschiedenen spektralen Verteilungen und/oder voneinander verschiedenen Intensitäten emittieren. Vor der Montage der Halbleitervorrichtung 1 sind das
optoelektronische Bauelement 2 und das weitere
optoelektronische Bauelement 3, wie in Figur 2B schematisch dargestellt, noch getrennt voneinander elektrisch
kontaktierbar .
Nach der Montage an einem Anschlussträger 9 sind die
Bauelemente 2, 3 wie in Figur 2C dargestellt parallel zueinander verschaltet. Bei einer Ausgestaltung des weiteren Bauelements 3 als optoelektronisches Bauelement sind das optoelektronische Bauelement 2 und das weitere Bauelement 3 bezüglich ihrer Durchlassrichtung vorzugsweise parallel verschaltet, so dass beide Bauelemente gleichzeitig Strahlung emittieren. Die insgesamt durch die Halbleitervorrichtung 1 emittierte Strahlungsleistung kann so erhöht werden.
Ein Ausführungsbeispiel für einen Trägerverbund ist in
Figuren 3A in schematischer Aufsicht und in zugehöriger Schnittansicht in Figur 3B gezeigt. Zur vereinfachten Darstellung zeigen die Figuren jeweils einen Ausschnitt des Trägerverbunds, der genau einem Bauelementbereich 500 entspricht. Insbesondere nach der Bestückung mit
optoelektronischen Bauelementen 2 und gegebenenfalls weiteren Bauelementen kann eine Vereinzelung des Trägerverbunds entlang von Trennlinien 550 erfolgen, so dass jede
Halbleitervorrichtung einen Träger 5 aufweist. Ein solcher Träger kann insbesondere in einer wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC und 2A bis 2C beschrieben ausgeführten Halbleitervorrichtung Anwendung finden.
Wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC beschrieben weist der Träger 5 auf einer Hauptfläche 50 eine erste
Anschlussfläche 41 und eine zweite Anschlussfläche 42 auf. Bei einer Montage eines optoelektronischen Bauelements in einem Montagebereich 501 überdeckt das optoelektronische Bauelement die erste Anschlussfläche und die zweite
Anschlussfläche jeweils zumindest bereichsweise. Die erste Anschlussfläche 41 ist über eine Durchkontaktierung 65, eine rückseitige erste Kontaktfläche 61 und eine weitere Durchkontaktierung 66 mit einer vorderseitigen ersten
Kontaktfläche 62 elektrisch leitend verbunden. Analog ist die zweite Anschlussfläche 42 über eine
Durchkontaktierung 75, eine rückseitige zweite Kontaktfläche 71 und eine weitere Durchkontaktierung 76 elektrisch leitend mit einer vorderseitigen zweiten Kontaktfläche 72 verbunden. Nach der Montage des optoelektronischen Bauelements 2 im Montagebereich 501 kann eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements von der Vorderseite, auf der auch die Bauelemente angeordnet sind, erfolgen. Die aus dem Trägerverbund vereinzelten Halbleitervorrichtungen können dagegen mit reduziertem Platzbedarf rückseitig elektrisch kontaktiert werden.
Das in Figur 4A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel für einen Trägerverbund entspricht im Wesentlichen dem im
Zusammenhang mit den Figuren 3A und 3B beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist der
Bauelementbereich 500 einen weiteren Kontakt 8 auf. Der weitere Kontakt 8 umfasst eine rückseitige weitere
Kontaktfläche 81, eine vorderseitige weitere Kontaktfläche 82 und eine Durchkontaktierung 85. In Aufsicht auf den
Trägerverbund sind die rückseitige erste Kontaktfläche 61 und die rückseitige weitere Kontaktfläche 81 überlappungsfrei nebeneinander angeordnet.
Der Träger 5 weist weiterhin einen ersten Bereich 55 und einen zweiten Bereich 56 auf, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich bezüglich des Leitungstyps voneinander
verschieden dotiert sind. Beispielsweise kann der erste
Bereich p-leitend und der zweite Bereich n-leitend
ausgebildet sein oder umgekehrt. Mittels der Bereiche 55, 56 ist ein weiteres Bauelement 3 in Form einer in den Träger integrierten Schutzdiode ausgebildet. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ist das weitere Bauelement im Bereich der Hauptfläche 50 des Trägers 5 ausgebildet. Auf der Hauptfläche 50 des Trägers 5 ist eine Isolationsschicht 52 angeordnet. Die Isolationsschicht ist zwischen dem Träger und der zweiten Anschlussfläche 42 sowie zwischen dem Träger und der
vorderseitigen weiteren Kontaktfläche angeordnet. Die
Isolationsschicht ist stellenweise geöffnet, so dass die zweite Anschlussfläche in einer Öffnung mit dem ersten
Bereich 55 und die vorderseitige weitere Kontaktfläche 82 in einer weiteren Öffnung mit dem zweiten Bereich 56 elektrisch leitend verbunden ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der erste Bereich 55 mit der zweiten Anschlussfläche 42 und der zweite Bereich 56 mit der vorderseitigen weiteren Kontaktfläche 82 des weiteren Kontakts 8 elektrisch leitend verbunden. Die
Position und Ausgestaltung des weiteren Bauelements 3 kann hiervon jedoch auch abweichen. Beispielsweise können der erste Bereich 55 und der zweite Bereich 56 auch auf der Rückseite des Trägers 5 angeordnet sein, wobei einer der Bereiche mit dem zweiten Kontakt 7, beispielsweise der rückseitigen zweiten Kontaktfläche 72, und der andere Bereich mit dem weiteren Kontakt 8, beispielsweise der rückseitigen weiteren Kontaktfläche 81 elektrisch leitend verbunden ist. Für ein separates Testen des montierten optoelektronischen Bauelements unabhängig von dem weiteren Bauelement 3 ist zweckmäßigerweise nur entweder der erste Bereich 55 oder der zweite Bereich 56 mit dem ersten Kontakt 6 oder dem zweiten Kontakt 7 elektrisch leitend verbunden.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 108 627.3, 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. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) mit einem optoelektronischen Bauelement (2) und einem weiteren
Bauelement (3) , wobei
- das optoelektronische Bauelement und das weitere Bauelement im Betrieb der Halbleitervorrichtung parallel zueinander verschaltet sind;
- das optoelektronische Bauelement mit einem ersten Kontakt (6) und einem zweiten Kontakt (7) für die externe
Kontaktierung der Halbleitervorrichtung verbunden ist; und
- das weitere Bauelement mit zumindest einem weiteren Kontakt (8) der Halbleitervorrichtung verbunden ist.
2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1,
wobei der erste Kontakt und der weitere Kontakt bei der
Montage an einem Anschlussträger (9) für die Befestigung auf einer gemeinsamen elektrischen Anschlussträgerfläche (91) des Anschlussträgers vorgesehen sind.
3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das optoelektronische Bauelement vor der Montage an einem Anschlussträger (9) mittels des ersten Kontakts und des zweiten Kontakts unabhängig von dem weiteren Bauelement betreibbar ist.
4. Halbleitervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei das weitere Bauelement mit dem zweiten Kontakt
elektrisch leitend verbunden ist.
5. Halbleitervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Halbleitervorrichtung einen Träger (5) mit einer Hauptfläche (50) aufweist, auf der das optoelektronische Bauelement angeordnet ist.
6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5,
wobei der Träger auf der Hauptfläche eine erste
Anschlussfläche (41) aufweist, die mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch leitend verbunden ist und die über eine Durchkontaktierung (65) durch den Träger mit einer auf dem optoelektronischen Bauelement abgewandten Rückseite (51) mit einer rückseitigen ersten Kontaktfläche (61) des ersten
Kontakts elektrisch leitend verbunden ist.
7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6,
wobei der Träger auf der Hauptfläche eine vorderseitige erste Kontaktfläche (62) aufweist, die von der ersten
Anschlussfläche beabstandet ist und die über eine weitere Durchkontaktierung (66) mit der rückseitigen ersten
Kontaktfläche verbunden ist.
8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7,
wobei die Halbleitervorrichtung frei von einem direkten vorderseitigen Strompfad zwischen der ersten Anschlussfläche und der vorderseitigen ersten Kontaktfläche ist und ein
Strompfad zwischen der ersten Anschlussfläche und der ersten Kontaktfläche den Träger in einer senkrecht zur Hauptfläche verlaufenden vertikalen Richtung zweimal durchquert.
9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5,
wobei
- der Träger auf der Hauptfläche eine erste Anschlussfläche (5) aufweist, die mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch leitend verbunden ist; - der Träger auf der Hauptfläche eine zweite Anschlussfläche (42) aufweist, die mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch leitend verbunden ist;
- der Träger auf der Hauptfläche eine weitere vorderseitige Kontaktfläche (82) aufweist, die über eine Durchkontaktierung (85) durch den Träger mit einer auf dem optoelektronischen Bauelement abgewandten Rückseite (51) des Trägers mit einer rückseitigen weiteren Kontaktfläche (81) des weiteren
Kontakts elektrisch leitend verbunden ist; und
- ein durch den Träger verlaufender Strompfad zwischen der weiteren vorderseitigen Kontaktfläche und der zweiten
Anschlussfläche eine ESD-Schutzdiode bildet.
10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das weitere Bauelement in den Träger integriert ist.
11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der Träger ein Halbleitermaterial enthält.
12. Halbleitervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei das weitere Bauelement eine ESD-Schutzdiode ist.
13. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das weitere Bauelement ein weiteres optoelektronisches
Bauelement ist.
14. Halbleitervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei ein Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem
weiteren Kontakt kleiner ist als ein Abstand zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt.
15. Trägerverbund mit einer Mehrzahl von Bauelementbereichen (500), die in einer lateralen Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei
- jeder Bauelementbereich auf einer Hauptfläche (50) eine erste Anschlussfläche (41) und eine zweite Anschlussfläche
(42) aufweist, die jeweils für die elektrische Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements vorgesehen sind;
- jeder Bauelementbereich auf einer der Hauptfläche
gegenüberliegenden Rückseite (51) eine rückseitige erste
Kontaktfläche (61) und eine rückseitige zweite Kontaktfläche (71) aufweist, wobei die rückseitige erste Kontaktfläche und die rückseitige zweite Kontaktfläche jeweils über eine
Durchkontaktierung (65, 75) mit der ersten Anschlussfläche beziehungsweise der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden sind; und
- jeder Bauelementbereich auf der Hauptfläche eine
vorderseitige erste Kontaktfläche (62) aufweist, die über eine weitere Durchkontaktierung (66) mit der rückseitigen ersten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden ist.
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