WO2014090893A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements Download PDF

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wavelength conversion
conversion element
semiconductor chip
plate
semiconductor component
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Britta GÖÖTZ
Wolfgang Mönch
Norwin Von Malm
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the semiconductor device is preferably for use in projection and / or
  • the component can be used as a light source or part of a light source in a car headlight or a projection optical device.
  • the component has a carrier.
  • the component further has a semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is arranged on the carrier.
  • the semiconductor chip is mounted on the carrier. The attachment of the semiconductor chip can
  • the carrier serves for the mechanical stabilization of the
  • a growth substrate for the preferably epitaxial deposition of a semiconductor layer sequence of the semiconductor chip is therefore not for stabilization
  • the semiconductor chip is preferably one based on a III-V semiconductor material
  • the semiconductor chip is a
  • LED Light emitting diode
  • Semiconductor chip preferably radiates colored light.
  • the semiconductor chip can also radiate ultraviolet (UV) radiation.
  • the semiconductor chip has an active zone.
  • the active zone is designed to emit the electromagnetic radiation.
  • the semiconductor chip preferably has two or more elements or pixels or pixels.
  • the semiconductor chip is preferably a multipixel semiconductor chip.
  • the active zone of the semiconductor chip preferably extends continuously over a plurality of the elements, in particular over all elements.
  • the elements are
  • Component can occur, identical.
  • the elements are designed to generate electromagnetic
  • the carrier preferably has two or more Switches, which are each provided for controlling at least one element.
  • the switches are designed, for example, as a single transistor or as a circuit with a plurality of transistors and capacitors.
  • the switches are provided for electrical connection with the individually controllable elements. During operation of the component, each element can be controlled by means of the associated switch. In operation, several elements can thus be simultaneously
  • all elements can be controlled simultaneously. Furthermore, it is possible to independently operate different elements at different times.
  • a surface of the semiconductor chip or the elements facing away from the carrier is free of
  • Restricting or preventing current injection into regions of the semiconductor chips below the electrical contact point for example the formation of an electrically insulating layer, a Schottky barrier and / or an ion-implanted region below the contact point, can advantageously be dispensed with, for example. This can preferably be achieved in that both types of charge carriers of the carrier side facing the semiconductor chips or the elements are supplied.
  • the device further includes
  • Wavelength conversion element is the semiconductor chip in the emission direction, in particular in the form of a
  • Wavelength conversion layer downstream.
  • Wavelength conversion element is on the carrier
  • remote surface of the semiconductor chip arranged. It can directly adjoin the semiconductor chip or it is fastened to the semiconductor chip by means of a connection means.
  • the wavelength conversion element is at least for
  • the wavelength conversion element is to
  • the radiation emitted by the semiconductor chip or from the elements partially or completely into a further radiation with one of the emitted
  • the wavelength conversion element has a structuring.
  • the structuring of the wavelength conversion element is preferably designed and arranged such that a crosstalk of the radiation emitted by the various individually controllable elements of the semiconductor chip
  • the wavelength conversion element has, in particular, a structuring into subregions.
  • that Wavelength conversion element is designed so that it is subdivided into subregions. The subdivision into
  • partial regions represent a lateral subdivision or a subdivision in the lateral direction of the wavelength conversion element.
  • “Lateral direction” in this context means a direction parallel to the main extension direction of the component. "Vertical
  • Main extension direction of the device so for example, the direction along which the thickness of the device
  • Component is determined.
  • Each subregion of the wavelength conversion element is at least one individually controllable element of the
  • a number of partial areas preferably corresponds to a number of individually controllable elements of the semiconductor chip.
  • the assignment of the subregions to the elements is particularly unambiguous. In other words, each subarea is assigned in the case of a one-to-one assignment exactly one individually controllable element and / or vice versa.
  • the risk of optical crosstalk between adjacent elements in the operation of the device can be reduced. That is, every element stimulates within the framework of
  • Wavelength conversion element are hardly or not pumped by primary radiation of the not directly associated element. A required contrast ratio and a sharp optical separation between the individual elements are thus guaranteed. The clear separation between the individual elements are projected differently
  • Illuminated patterns on the evaluation plane (for example on a street) better contoured and distinguishable
  • an improved color-angle characteristic of the component can be ensured by the structuring. Due to the improved color-angle characteristic, there is no or at least significant changeover between different projected illumination patterns
  • the wavelength conversion element is formed in one piece. In other words, that structured
  • Wavelength conversion element has contiguous
  • the device is particularly simple.
  • the wavelength conversion element consists of a ceramic.
  • the wavelength conversion element a cerium-doped yttrium aluminum garnet, short YAG, and / or a Luthetiumaluminiumgranat, short LuAG, and / or a
  • Luthetiumyttriumaluminiumgranat short LuYAG have or consist of such. Likewise, that can
  • Wavelength conversion element comprising a doped silicon nitride or silicon oxynitride or silicate or aluminate.
  • the wavelength conversion element contains an Eu 2+ doped alkaline earth silicon nitride and / or a
  • alkaline earth metal is barium or calcium or strontium. These materials are characterized by their high stability. Furthermore, a ceramic is characterized by its high thermal conductivity. This has a particularly advantageous effect on the thermal management of the semiconductor chip. Furthermore, the
  • Wavelength conversion element also a corresponding
  • the wavelength conversion element may also comprise a phosphor in a matrix material.
  • Matrix material may be, for example, a plastic, a glass or a ceramic.
  • the phosphor may be in the form of particles in the matrix material, for example.
  • Phosphorus can be a ceramic one
  • Phosphor and / or an organic phosphor act.
  • the wavelength conversion element has one or more trenches, for example three or four trenches.
  • the respective trench is preferably on a semiconductor chip
  • the respective trench may also be formed on a surface of the wavelength conversion element facing the semiconductor chip.
  • the respective trench presents a recess or opening on the surface of the respective trench
  • the trench extends in this case preferably from the opening on the surface of the wavelength conversion element into the
  • the wavelength conversion element preferably has a height or vertical extent of greater than or equal to 1 ⁇ m, for example 10 ⁇ m, and less than or equal to 300 ⁇ m, for example 100 ⁇ m.
  • the respective trench has such a depth or vertical extent that it penetrates the wavelength conversion element to 80% or less, for example to 70% or 60%.
  • a vertical extent is, for example, an extension perpendicular to a main plane of extension of the
  • a "vertical" direction may be a direction toward or away from the carrier, and the respective trench further has a depth such that it penetrates the wavelength conversion element by at least 20%, for example, 25% or 30%
  • the trench preferably has a depth or vertical extent between at least 0.2 ym and at most 240 ym, for example 80 ym, depending on the vertical extent of the
  • the wavelength conversion element has a width
  • the subregions of the wavelength conversion element each have a width greater than or equal to 2 ym, for example 10 ym, and less than or equal to 500 ym, for example 100 ym, on.
  • the respective trench has a width or lateral extent of less than or equal to 20 ⁇ m, for example 10 ⁇ m or 1 ⁇ m. In other words, the lateral extent of the respective trench is small
  • Wavelength conversion element The width of the respective trench is defined, for example, at the widest point of the trench.
  • the trenches are adapted to the subregions of the
  • Wavelength conversion element of each other at least
  • the trenches are partly to separate.
  • the trenches are partly to separate.
  • Subareas preferably an equal size or spatial extent.
  • the trenches can have different profiles.
  • the trenches may be V-shaped. But even a rectangular or round shape of the trenches is conceivable. In particular, any trench shape is conceivable which is suitable for structuring the
  • the respective trench has two opposite one another
  • flanks on.
  • the flanks form the inner surface of the respective trench and extend, for example, transversely to the main extension plane of the trench
  • the flanks are coated with a non-transparent material.
  • the flanks are coated with a mirror material,
  • the non-transparent material can also be a diffuse scatterer or a diffused scattering material in one
  • the non-transparent material may also be such
  • the non-transparent material may be formed totally reflective.
  • the non-transparent material advantageously contributes to preventing the crosstalk of the radiation emitted by two adjacent elements of the semiconductor chip. This can be done for example by the reflection of primary radiation and / or secondary radiation by the non-transparent
  • the respective trench is filled up.
  • the trench is completely filled up.
  • the trench is filled up in such a way that a side facing away from the semiconductor chip
  • the ditch is filled with a filling material.
  • the trench may be filled by the non-transparent material described above.
  • the non-transparent material forms the filling material.
  • any other material that is suitable for filling the trenches can also serve as backfill material.
  • the backfill material has a thermal
  • Expansion coefficient of the wavelength conversion element is adjusted.
  • the backfill material may be applied to the above-described layer of non-transparent material.
  • the non-transparent material directly adjoins the backfill material.
  • the trench may also be filled with the filling material without the application of non-transparent material to the flanks. In this case, the material of the
  • Wavelength conversion element directly to the backfill material.
  • the semiconductor chip facing away from the surface of the trench closes by filling flush with the
  • Wavelength conversion element the surface of the semiconductor chip facing away from the
  • Wavelength conversion element flat or flat This facilitates a further system structure or the connection of the component with micro-optical elements, for example a lens, for shaping the spatial
  • the trench may be filled with a glass.
  • the wavelength conversion element is in a plurality of
  • Microlenses for example two, three or four microlenses, structured.
  • the respective microlens is convex
  • microlenses are preferably at least partially separated from one another by the trenches described above.
  • Each of the microlenses is
  • Wavelength conversion element an improved color-over-angle characteristic of the radiated radiation can be obtained.
  • the device is for use in projection and / or headlight applications, for example in an adaptive car headlight,
  • the component can also be used for
  • Semiconductor chip can have a power consumption of at least 0.5 W, in particular at least 3 W.
  • the component has a carrier. All the features associated with the carrier of the above
  • the component further has a semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is arranged on the carrier.
  • Semiconductor chip is preferably a based on a III-V semiconductor material semiconductor chip, preferably an LED chip.
  • the semiconductor chip is used for the emission of electromagnetic radiation, preferably of light.
  • the semiconductor chip preferably radiates colored light.
  • the semiconductor chip can also radiate UV radiation, for example.
  • the semiconductor chip has at least one individually controllable element.
  • the individually controllable element is for
  • Component can also have a plurality of individually controllable elements, for example, two, three, four or more individually controllable elements.
  • the semiconductor chip may be a multi-pixel semiconductor chip.
  • the component has a wavelength conversion element.
  • the wavelength conversion element is the semiconductor chip in Downstream of the radiation direction.
  • Wavelength conversion element is designed and arranged to at least partially convert the primary radiation emitted by the semiconductor chip or the individually controllable element into an electromagnetic secondary radiation.
  • the wavelength conversion element is
  • the wavelength conversion element may consist of a ceramic.
  • the wavelength conversion element may comprise a phosphor in a matrix material, for example glass, plastic or ceramic.
  • an optoelectronic semiconductor component preferably an optoelectronic semiconductor component described here.
  • the semiconductor component produced thereby preferably corresponds to the semiconductor component described in the first aspect. All disclosed for this semiconductor device
  • the method comprises the following steps:
  • the carrier described above is provided.
  • the carrier is used for mechanical
  • the carrier may have a plurality of switches.
  • the number of switches preferably corresponds to the number of individually controllable elements of the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip has two or more individually controllable elements. Of the Semiconductor chip is preferably a multipixel semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is arranged on the carrier. Furthermore, the semiconductor chip is electrically connected to the switches arranged in the carrier.
  • the plate is integrally formed. In particular, the plate does not consist of several parts.
  • the plate is flat.
  • the plate is
  • the plate has to this
  • the plate is preferably made of a ceramic, for example LuAG or YAG.
  • the plate can also be made from a
  • Plastic for example silicone, PC or acrylate
  • the plate is structured to form the above-described
  • the wavelength conversion element has a structuring into partial areas.
  • the number of subregions of the wavelength conversion element corresponds to the number of individually controllable elements. That by the
  • Structuring obtained wavelength conversion element is integral. In other words, there is no separation of the plate by the structuring into the subregions.
  • Wavelength conversion element is associated with an individually controllable element of the semiconductor chip. In particular preferably in each case a partial area arranged vertically above an individually controllable element. Alternatively, however, the wavelength conversion element can also first be mounted on the semiconductor chip and then patterned as described above.
  • the structuring of the wavelength conversion element reduces the risk of optical crosstalk between adjacent elements of the semiconductor chip.
  • the structuring also achieves an improved color-angle characteristic of the component.
  • the plate has a ceramic.
  • the plate is preferably in a
  • Green body state structured that is before burning the plate. The structuring of the plate takes place
  • an injection molding (Molden) of the slurry can be carried out while the desired trench shape can be achieved (simple molding, compression molding
  • the liquid converter composition is introduced into an appropriate casting mold (slip casting). Of the thus resulting casting corresponds to the above-mentioned green body.
  • the plate is baked for the eventual production of the
  • the plate has a ceramic.
  • the plate is preferably in a
  • Green body condition structured The structuring takes place by melting the slurry into a microlens form.
  • the molding process preferably produces a plate having a plurality of microlenses.
  • the plate is baked for the eventual production of the wavelength conversion element.
  • the plate has a ceramic. The structuring of the plate takes place in
  • a baked ceramic plate is provided.
  • the first embodiment a baked ceramic plate is provided.
  • cylindrical photoresist islands are defined on the plate. This is preferably done by photolithography. The plate with the photoresist islands is placed in an oven
  • the photoresist microlenses are transferred to the plate. This is preferably done by means of reactive ion etching. Alternatively, the microlens structuring of
  • FIG. 1 shows a cross section of a
  • FIG. 2A shows a cross section of a
  • FIG. 2B shows a cross section of a
  • the figure 3 shows a cross section of a
  • FIG. 1 shows an optoelectronic semiconductor component 1 which has a semiconductor chip 3.
  • the semiconductor chip 3 radiates visible radiation or light.
  • the semiconductor chip 3 is preferably an LED chip.
  • the semiconductor chip 3 may also emit non-visible radiation, for example UV radiation.
  • the semiconductor chip 3 has individually controllable elements 4 or pixels or pixels.
  • the elements 4 emit electromagnetic radiation, preferably light.
  • the display device 1 further comprises a carrier 2.
  • the semiconductor chip 3 is arranged on the carrier 2 and fixed on it.
  • the carrier 2 is preferably a plurality of switches for electrical control of the elements 4 integrated (not explicitly shown).
  • the switches are designed, for example, as a single transistor or as a circuit with a plurality of transistors and capacitors.
  • the switches are provided for electrical connection with the individually controllable elements 4.
  • the carrier 2 may be formed, for example, as a silicon carrier, in which the switches may be configured in CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) technology.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • Semiconductor chips 3 serves as the carrier 2 of the mechanical
  • the component 1 has a wavelength conversion element 5.
  • the wavelength conversion element 5 is integrally formed. In other words that's it
  • Wavelength conversion element 5 not several
  • Assembled individual parts but for example, formed from a plate of converter material.
  • the wavelength conversion element 5 contains, for example, particles of a phosphor (for example phosphorus) in a matrix made of a plastic, for example PC, acrylate,
  • Epoxy or silicone material or glass or ceramic.
  • Wavelength conversion element 5 also consist of a ceramic (for example, YAG or LuAG).
  • Wavelength conversion element 5 has a height
  • the wavelength conversion element 5 is arranged downstream of the semiconductor chip 3 in the emission direction.
  • Wavelength conversion element 5 converts at least partially the primary radiation emitted by the semiconductor chip 3 or by the elements 4 into an electromagnetic one
  • the wavelength conversion element 5 is structured.
  • the wavelength conversion element 5 is the wavelength conversion element 5
  • Subareas 5A to 5D on. Each element 4 is assigned to one of the subregions 5A to 5D. The number of
  • Subareas 5A to 5D corresponds to this
  • the number of partial areas 5A to 5D may be smaller than the number of elements 4.
  • the partial areas 5A to 5D have the same shape.
  • the subregions 5A to 5D have in particular the same horizontal and vertical extent.
  • the partial regions (5A, 5B, 5C, 5D) have a width or horizontal or lateral extent of greater than or equal to 3 ⁇ m and less than or equal to 200 ⁇ m, for example 100 ⁇ m.
  • the wavelength conversion element 5 has trenches 6, which are formed on a surface of the wavelength conversion element 5 facing away from the semiconductor chip 3.
  • the trenches 6 each have two oppositely arranged flanks 6A, 6B.
  • the trenches 6 provide bulges respectively
  • the trenches 6 are formed in this embodiment, V-shaped.
  • the trenches 6 can also have any other shape.
  • the trenches 6 may be rectangular or round.
  • the trenches 6 each have the same shape and the same spatial extent.
  • the trenches 6 do not completely penetrate the wavelength conversion element 5.
  • the trenches 6 penetrate the wavelength conversion element 5 to a maximum of 80%
  • the trenches 6 penetrate the wavelength conversion element 5 to at least 20%, for example to 30% or 40%. In particular, the trenches 6 cause no separation of the
  • Wavelength conversion element 5 in individual parts, but only the structuring into the individual areas 5A to 5D.
  • FIG. 2A shows a cross section of a component 1 according to a second exemplary embodiment.
  • the component 1 shown here differs from the component 1 from FIG. 1 in that the flanks 6A, 6B the trenches 6 are coated with a non-transparent material 7.
  • the non-transparent material 7 is, for example, a mirror layer.
  • the trenches 6 can be complete in particular
  • the trenches 6 are embedded with a filling material 8, for example glass or a diffuse scattering material embedded in a transparent matrix material,
  • the transparent material 7 can be dispensed with. This will, for example, an improved
  • the filling material 8 directly adjoins the non-transparent material 7.
  • the surface of the wavelength conversion element 5, which faces away from the semiconductor chip 3 is flat. In particular, the surface no longer has indentations. This facilitates a further system structure or the connection of the
  • Wavelength conversion element 5 with other elements, for example a lens (not explicitly shown).
  • FIG. 2B shows a cross-section of a component 1 according to a further exemplary embodiment.
  • the component 1 shown here differs from the component 1 from FIG. 2A in that the trenches 6 adjoin the surface of the semiconductor chip 3 facing the semiconductor chip 3
  • Wavelength conversion element 5 are formed.
  • the wavelength conversion element 5 is structured in the subregions (5A, 5B, 5C, 5D) and is arranged such that the trenches 6 face the semiconductor chips 3. This can be achieved, for example, by first patterning the wavelength conversion element 5 and then placing it on the semiconductor chip 3. It is possible that the trenches 6 are completely filled. In particular, each trench 6 is filled up such that a surface of the material facing the semiconductor chip in the trench terminates flush with the surface of the wavelength conversion element facing the semiconductor chip.
  • FIG. 3 shows a cross-section of a component 1 according to a further exemplary embodiment.
  • the component 1 shown here differs from the component 1 from FIG. 1 in that the partial regions 5A to 5D are convex.
  • the partial regions 5A to 5D are convex.
  • Subareas 5A to 5D are formed as convex microlenses 9.
  • the microlenses 9 are separated from each other by the trenches 6
  • trenches 6 are rounded.
  • the trenches 6 formed between the microlenses 9 may also be V-shaped or rectangular.
  • the trenches 6 have a smaller depth in this exemplary embodiment than in that shown in FIG.
  • the trenches 6 penetrate the wavelength conversion element 5 in this specification.
  • the trenches 6 can also be formed deeper in this wavelength conversion element 5 and the Wavelength conversion element 5, for example, to 70% or 80% penetrate.
  • the carrier 2 described above is provided.
  • the semiconductor chip 3 is placed on the carrier 2 and fixed thereon, for example, soldered.
  • Converter material for example a ceramic
  • the plate is integrally formed. In a further step, the plate is patterned to form the wavelength conversion element 5.
  • Structuring in this context means that there is no separation of the plate into individual parts. Rather, the plate is in one or more sections 5A to 5D
  • Wavelength conversion element 5 the plate is structured such that the thus obtained
  • Wavelength conversion element 5 has a structuring in the subregions 5A to 5D, wherein each subregion 5A to 5B of the wavelength conversion element 5 in the further process, a individually controllable element 4 of
  • Wavelength conversion element 5 the plate in this case, for example, in a green state state, that is before the Burn the plate, be textured.
  • the structuring of the plate takes place by the formation of the trenches 6 shown in FIGS. 1 and 2 in the plate.
  • the formation of the trenches 6 can take place, for example, by embossing into the green sheet.
  • an injection molding of the slurry can be carried out, and thereby the trenches 6 are formed.
  • the liquid converter mass for the plate is introduced into a corresponding mold, whereby the trenches 6 are formed in the desired shape and local extent.
  • the plate is then baked. Thereafter, in an optional step, the flanks 6A and 6B can be coated with the non-transparent material 7 and the trenches 6 filled up (see FIG. 2).
  • Wavelength conversion element 5 the plate can be structured in a green state state.
  • the structuring takes place by Molden of the slip in the multiplicity of
  • Wavelength conversion element 5 correspond.
  • the plate is then baked for the final production of the
  • Wavelength conversion element 5 For the production of the shown in Figure 3
  • Wavelength conversion element 5 the plate but also in the baked state, so not in the green state state, are structured.
  • cylindrical ones are used Photoresist islands defined on the plate, preferably by photolithography.
  • the plate with the photoresist islands is then placed in an oven and heated to the
  • microlenses 9 from the photoresist islands. Thereafter, the photoresist microlenses are transferred to the plate. This is preferably done by means of reactive ion etching.
  • FIGS. 1 to 3 this is arranged on the semiconductor chip 3. The arrangement is carried out such that
  • each individually controllable element 4 a preferably each individually controllable element 4 a
  • Part 5A to 5D is assigned.
  • the structuring of the plate can also take place after arranging the plate on the semiconductor chip 3.
  • Wavelength conversion element 5 optical elements are arranged downstream.

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) angegeben, das einen Träger (2) und wenigstens einen Halbleiterchip (3) zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung aufweist, wobei der Halbleiterchip (3) zwei oder mehr einzeln ansteuerbare Elemente (4) aufweist. Das Halbleiterbauelement (1) weist ferner ein Wellenlängenkonversionselement (5) zur zumindest teilweisen Umwandlung der vom Halbleiterchip (3) emittierten Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung auf. Jedes der Elemente (4) ist zur Erzeugung von Primärstrahlung geeignet. Das Wellenlängenkonversionselement (5) weist eine Strukturierung in Teilbereiche (5A, 5B, 5C, 5D) auf, wobei jedem Teilbereich (5A, 5B, 5C, 5D) des Wellenlängenkonversionselements (5) zumindest ein einzeln ansteuerbares Element (4) des Halbleiterchips (3) zugeordnet ist. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements (1) angegeben.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
Die Druckschriften WO 2006/097876 und US 2004/0145308 beschreiben optoelektronische Halbleiterbauelemente.
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement
angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements angegeben.
Es ist eine zu lösende Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, kurz Bauelement, anzugeben, das besonders effizient ist. Ferner ist es eine zu lösende Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Verfahren zur Herstellung eines besonders effizienten optoelektronischen Halbleiterbauelements anzugeben. Gemäß einem Aspekt ist das Halbleiterbauelement vorzugsweise zu einem Einsatz in Projektions- und/oder
Scheinwerferanwendungen ausgebildet. Beispielsweise kann das Bauelement als Lichtquelle oder Teil einer Lichtquelle in einem Autoscheinwerfer oder einem optischen Projektionsgerät eingesetzt werden.
Das Bauelement weist einen Träger auf. Das Bauelement weist ferner einen Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip ist auf dem Träger angeordnet. Der Halbleiterchip ist auf dem Träger befestigt. Die Befestigung des Halbleiterchips kann
beispielsweise durch Kleben, Löten, Silbersintern, in einem Direktbond-Verfahren oder mittels einer Kontaktierung durch Kontakterhebungen (Bumps) erfolgen. Der Träger dient der mechanischen Stabilisierung des
Halbleiterchips. Ein Aufwachssubstrat für die vorzugsweise epitaktische Abscheidung einer Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips ist demnach zur Stabilisierung nicht
erforderlich und kann daher bei der Herstellung der
Bauelemente entfernt werden.
Bei dem Halbleiterchip handelt es sich vorzugsweise um einen auf einem III-V-Halbleitermaterial basierenden
Halbleiterchip. Vorzugsweise ist der Halbleiterchip ein
Leuchtdioden- (LED) Chip. Der Halbleiterchip ist zur
Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung geeignet. Der
Halbleiterchip strahlt vorzugsweise farbiges Licht ab. Der Halbleiterchip kann aber auch ultraviolette (UV) Strahlung abstrahlen.
Der Halbleiterchip weist eine aktive Zone auf. Die aktive Zone ist zur Abstrahlung der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet. Der Halbleiterchip weist vorzugsweise zwei oder mehr Elemente beziehungsweise Pixel oder Bildpunkte auf. Der Halbleiterchip ist vorzugsweise ein Multipixel- Halbleiterchip . Die aktive Zone des Halbleiterchips erstreckt sich vorzugsweise durchgängig über mehrere der Elemente, insbesondere über alle Elemente. Die Elemente sind
vorzugsweise bezüglich ihrer Materialzusammensetzung und ihrer Schichtdicken, abgesehen von herstellungsbedingten Schwankungen, die in einer lateralen Richtung über das
Bauelement hinweg auftreten können, identisch. Die Elemente sind zur Erzeugung von elektromagnetischer
Strahlung, insbesondere einer elektromagnetischen
Primärstrahlung, geeignet. Die Elemente sind einzeln
ansteuerbar. Der Träger weist vorzugsweise zwei oder mehr Schalter auf, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem Element vorgesehen sind. Die Schalter sind beispielsweise als einzelner Transistor oder als eine Schaltung mit mehreren Transistoren und Kondensatoren ausgebildet. Die Schalter sind zur elektrischen Verbindung mit den einzeln ansteuerbaren Elementen vorgesehen. Im Betrieb des Bauelements ist jedes Element mittels des zugeordneten Schalters ansteuerbar. Im Betrieb können somit mehrere Elemente gleichzeitig,
insbesondere können alle Elemente gleichzeitig angesteuert werden. Ferner ist es möglich, unterschiedliche Elemente zu unterschiedlichen Zeiten unabhängig voneinander zu betreiben.
Vorzugsweise ist eine dem Träger abgewandte Oberfläche des Halbleiterchips beziehungsweise der Elemente frei von
elektrischen Kontaktstellen wie Bondpads . Die Gefahr einer Abschattung und/oder Absorption eines Teils der von den
Elementen im Betrieb emittierten elektromagnetischen
Strahlung durch die elektrischen Kontaktstellen wird auf diese Weise reduziert. Auf aufwendige Verfahrensschritte in Zusammenhang mit der Herstellung einer solchen Kontaktstelle, etwa das Polieren der von dem Träger abgewandten Oberfläche des Halbleiterchips und insbesondere die Oberfläche der
Elemente und/oder die Herstellung von Metallstegen zur
Stromaufweitung, die eine große Dicke aber geringe laterale Ausdehnung aufweisen, und/oder auf Maßnahmen, die die
Strominjektion in Bereiche der Halbleiterchips unterhalb der elektrischen Kontaktstelle einschränken oder verhindern, etwa das Ausbilden einer elektrisch isolierenden Schicht, einer Schottky-Barriere und/oder eines ionenimplantierten Bereichs unterhalb der Kontaktstelle, kann beispielsweise mit Vorteil verzichtet werden. Bevorzugt kann dies dadurch erreicht werden, dass beide Ladungsträgersorten von der dem Träger zugewandten Seite her den Halbleiterchips beziehungsweise den Elementen zugeführt werden.
Das Bauelement weist ferner ein
Wellenlängenkonversionselement auf. Das
Wellenlängenkonversionselement ist dem Halbleiterchip in Abstrahlungsrichtung, insbesondere in Gestalt einer
Wellenlängenkonversionsschicht, nachgeordnet. Das
Wellenlängenkonversionselement ist auf der dem Träger
abgewandten Oberfläche des Halbleiterchips angeordnet. Es kann direkt an den Halbleiterchip grenzen oder es ist mittels eines Verbindungsmittels am Halbleiterchip befestigt.
Das Wellenlängenkonversionselement ist zur zumindest
teilweisen Umwandlung der vom Halbleitchip und insbesondere von den Elementen emittierten Primärstrahlung in eine
elektromagnetische Sekundärstrahlung ausgebildet. Mit anderen Worten, das Wellenlängenkonversionselement ist dazu
ausgebildet, die vom Halbleiterchip beziehungsweise von den Elementen emittierte Strahlung teilweise oder vollständig in eine weitere Strahlung mit einer von der emittierten
Strahlung unterschiedlichen, insbesondere größeren,
Wellenlänge zu konvertieren. Das Wellenlängenkonversionselement weist eine Strukturierung auf. Die Strukturierung des Wellenlängenkonversionselements ist vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Übersprechen der von den verschiedenen einzeln ansteuerbaren Elementen des Halbleiterchips emittierten Strahlung
verhindert wird.
Das Wellenlängenkonversionselement weist insbesondere eine Strukturierung in Teilbereiche auf. Mit anderen Worten, das Wellenlängenkonversionselement ist so ausgebildet, dass es in Teilbereiche untergliedert ist. Die Untergliederung in
Teilbereiche stellt dabei eine laterale Untergliederung beziehungsweise eine Untergliederung in lateraler Richtung des Wellenlängenkonversionselements dar. „Laterale Richtung" heißt in diesem Zusammenhang eine Richtung parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Bauelements. "Vertikale
Richtung" ist eine Richtung senkrecht zur
Haupterstreckungsrichtung des Bauelements, bezeichnet also zum Beispiel die Richtung, entlang derer die Dicke des
Bauelements bestimmt wird.
Jedem Teilbereich des Wellenlängenkonversionselements ist zumindest ein einzeln ansteuerbares Element des
Halbleiterchips zugeordnet. Eine Anzahl an Teilbereichen entspricht bevorzugt einer Anzahl von einzeln ansteuerbaren Elementen des Halbleiterchips. Die Zuordnung der Teilbereiche zu den Elementen ist insbesondere eineindeutig. Mit anderen Worten, jedem Teilbereich ist im Fall einer eineindeutigen Zuordnung genau ein einzeln ansteuerbares Element zugeordnet und/oder umgekehrt.
Durch die Strukturierung des Wellenlängenkonversionselements kann die Gefahr eines optischen Übersprechens zwischen benachbarten Elementen im Betrieb des Bauelements verringert werden. Das heißt, jedes Element regt im Rahmen der
Herstellungstoleranz nur im zugeordneten Teilbereich des Wellenlängenkonversionselements die Erzeugung von
Sekundärstrahlung an. Benachbarte Teilbereiche des
Wellenlängenkonversionselements werden kaum oder gar nicht durch Primärstrahlung des nicht direkt zugeordneten Elements gepumpt. Ein erforderliches Kontrastverhältnis und eine scharfe optische Trennung zwischen den einzelnen Elementen werden somit gewährleistet. Durch die klare Trennung zwischen den einzelnen Elementen werden verschiedene projizierte
Beleuchtungsmuster auf der Bewertungsebene (zum Beispiel auf einer Straße) besser konturiert und unterscheidbar
gezeichnet .
Zudem kann durch die Strukturierung eine verbesserte Farbe- Winkel-Charakteristik des Bauelements gewährleistet werden. Durch die verbesserte Farbe-Winkel-Charakteristik kommt es bei einem Umschalten zwischen verschiedenen projizierten Beleuchtungsmustern zu keinen oder zumindest deutlich
reduzierten Farbabweichungseffekten .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das Wellenlängenkonversionselement einstückig ausgebildet. Mit anderen Worten, das strukturierte
Wellenlängenkonversionselement weist zusammenhängende
Teilbereiche auf. Eine Trennung des
Wellenlängenkonversionselements in einzelne, nicht
zusammenhängende, Teilbereiche oder gar das Bereitstellen von mehreren Wellenlängenkonversionselementen ist nicht
erforderlich. Somit ist das Bauelement besonders einfach aufgebaut .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements besteht das Wellenlängenkonversionselement aus einer Keramik.
Beispielsweise kann das Wellenlängenkonversionselement ein mit Cer dotiertes Yttriumaluminiumgranat, kurz YAG, und/oder ein Luthetiumaluminiumgranat , kurz LuAG, und/oder ein
Luthetiumyttriumaluminiumgranat , kurz LuYAG aufweisen oder aus einem solchen bestehen. Ebenso kann das
Wellenlängenkonversionselement ein dotiertes Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid oder Silikat oder Aluminat aufweisen. Zum Beispiel enthält das Wellenlängenkonversionselement ein mit Eu2+ dotiertes Erdalkalisiliziumnitrid und/oder ein
Erdalkalialuminiumsiliziumnitrid, wobei es sich bei dem
Erdalkalimetall zum Beispiel um Barium oder Kalzium oder Strontium handelt. Diese Materialen zeichnen sich vor allem durch ihre hohe Stabilität aus. Ferner zeichnet sich eine Keramik durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit aus. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf das thermische Management des Halbleiterchips aus. Ferner kann das
Wellenlängenkonversionselement auch ein entsprechend
dotiertes Halbleitermaterial, zum Beispiel ein II-VI- Verbindungshalbleitermaterial wie ZnSe oder ein III-V- Verbindungshalbleitermaterial wie AlInGaN, aufweisen. Alternativ dazu kann das Wellenlängenkonversionselement auch ein Phosphor in einem Matrixmaterial aufweisen. Das
Matrixmaterial kann beispielsweise ein Kunststoff, ein Glas oder eine Keramik sein. Der Phosphor kann zum Beispiel in Form von Partikeln im Matrixmaterial vorliegen. Bei dem
Phosphor kann es sich wiederum um einen keramischen
Leuchtstoff und/oder einen organischen Leuchtstoff handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist das Wellenlängenkonversionselement einen oder mehrere Gräben, beispielsweise drei oder vier Gräben, auf. Der jeweilige Graben ist vorzugsweise an einer dem Halbleiterchip
abgewandten Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements ausgebildet. Alternativ dazu kann der jeweilige Graben aber auch an einer dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements ausgebildet sein.
Vorzugsweise stellt der jeweilige Graben eine Einbuchtung oder Öffnung an der Oberfläche des
Wellenlängenkonversionselements dar. Der Graben erstreckt sich dabei bevorzugt von der Öffnung an der Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements hinein in das
Wellenlängenkonversionselement . Der jeweilige Graben durchdringt das
Wellenlängenkonversionselement aber nicht vollständig. Das Wellenlängenkonversionselement weist vorzugsweise eine Höhe beziehungsweise vertikale Ausdehnung von größer oder gleich 1 ym, beispielsweise 10 ym, und kleiner oder gleich 300 ym, beispielsweise 100 ym, auf. Der jeweilige Graben weist eine derartige Tiefe beziehungsweise vertikale Ausdehnung auf, dass er das Wellenlängenkonversionselement zu 80 % oder weniger, beispielsweise zu 70% oder zu 60%, durchdringt.
Unter vertikaler Ausdehnung ist dabei beispielsweise eine Ausdehnung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des
Wellenlängenkonversionselements zu verstehen. Insbesondere kann eine „vertikale" Richtung eine Richtung hin zum oder weg vom Träger sein. Der jeweilige Graben weist ferner eine derartige Tiefe auf, dass er das Wellenlängenkonversionselement zu mindestens 20 %, beispielsweise zu 25 % oder zu 30 %, durchdringt. Mit anderen Worten, der Graben weist vorzugsweise eine Tiefe beziehungsweise vertikale Ausdehnung zwischen wenigstens 0,2 ym und höchstens 240 ym, beispielsweise 80 ym, auf, abhängig von der vertikalen Ausdehnung des
Wellenlängenkonversionselements .
Das Wellenlängenkonversionselement weist eine Breite
beziehungsweise laterale oder horizontale Ausdehnung von größer oder gleich 100 ym und kleiner oder gleich 10 cm auf. Die Teilbereiche des Wellenlängenkonversionselements weisen jeweils eine Breite von größer oder gleich 2 ym, beispielsweise 10 ym, und kleiner oder gleich 500 ym, beispielsweise 100 ym, auf.
Der jeweilige Graben weist eine Breite beziehungsweise laterale Ausdehnung von kleiner oder gleich 20 ym auf, beispielsweise 10 ym oder 1 ym. Mit anderen Worten, die laterale Ausdehnung des jeweiligen Grabens ist gering
angesichts der lateralen Ausdehnung des
Wellenlängenkonversionselements. Die Breite des jeweiligen Grabens wird dabei zum Beispiel an der breitesten Stelle des Grabens definiert.
Die Gräben sind dazu ausgebildet, die Teilbereiche des
Wellenlängenkonversionselements voneinander zumindest
teilweise zu trennen. Vorzugsweise sind die Gräben
äquidistant zueinander angeordnet. Folglich weisen die durch die Gräben teilweise voneinander separierten einzelnen
Teilbereiche vorzugsweise eine gleiche Größe beziehungsweise räumliche Ausdehnung auf.
Die Gräben können unterschiedliche Profile aufweisen.
Beispielsweise können die Gräben V-förmig ausgebildet sein. Aber auch eine rechteckige oder runde Form der Gräben ist vorstellbar. Insbesondere ist jede Grabenform vorstellbar, die dazu geeignet ist, eine Strukturierung des
Wellenlängenkonversionselements in Teilbereiche zu erwirken.
Mit Hilfe der Gräben in dem Wellenlängenkonversionselement wird das Übersprechen der von den verschiedenen Elementen des Hableiterchips emittierten Strahlung verhindert. Somit wird ein besonders effizientes Bauelement bereitgestellt, das eine scharfe optische Trennung zwischen den einzelnen Elementen gewährleistet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der jeweilige Graben zwei einander gegenüberliegend
angeordnete Flanken auf. Die Flanken bilden die Innenfläche des jeweiligen Grabens und verlaufen beispielsweise quer zu der Haupterstreckungsebene des
Wellenlängenkonversionselements. Die Flanken sind mit einem nicht transparenten Material beschichtet. Vorzugsweise sind die Flanken mit einem Spiegelmaterial beschichtet,
beispielsweise mit Silber (Ag) , Aluminium (AI) , einer
dielektrischen Schicht oder einer Schichtenfolge aus einem Dielektrikum und einem reflektierenden Metall. Das nicht transparente Material kann auch einen diffusen Streuer beziehungsweise ein diffuses Streumaterial in einem
transparenten Matrixmaterial aufweisen. Alternativ dazu kann das nicht transparente Material auch einen derartigen
Brechungsindex aufweisen, dass auf das nicht transparente Material auftreffende Strahlung vom nicht transparenten
Material totalreflektiert wird. Mit anderen Worten, das nicht transparente Material kann totalreflektierend ausgebildet sein.
Das nicht transparente Material trägt vorteilhafterweise dazu bei, das Übersprechen der von zwei benachbarten Elementen des Halbleiterchips emittierten Strahlung zu verhindern. Dies kann beispielsweise durch die Reflexion von Primärstrahlung und/oder Sekundärstrahlung durch das nicht transparente
Material erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist der jeweilige Graben aufgefüllt. Vorzugsweise ist der Graben vollständig aufgefüllt. Insbesondere ist der Graben derart aufgefüllt, dass eine dem Halbleiterchip abgewandte
Oberfläche des Grabens mit der dem Halbleiterchip abgewandten Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements bündig
abschließt und/oder eine dem Halbleiterchip zugewandte
Oberfläche des Grabens mit der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements bündig
abschließt.
Der Graben ist mit einem Verfüllmaterial aufgefüllt. Der Graben kann beispielsweise durch das oben beschriebene nicht transparente Material aufgefüllt sein. In diesem Fall bildet das nicht transparente Material das Verfüllmaterial . Aber auch jedes andere Material, das dazu geeignet ist, die Gräben aufzufüllen, kann als Verfüllmaterial dienen. Vorzugsweise weist das Verfüllmaterial einen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten auf, der dem thermischen
Ausdehnungskoeffizienten des Wellenlängenkonversionselements angepasst ist.
Das Verfüllmaterial kann auf die oben beschriebene Schicht aus nicht transparentem Material aufgebracht sein. In diesem Fall grenzt das nicht transparente Material unmittelbar an das Verfüllmaterial an. Alternativ dazu kann aber auch der Graben mit dem Verfüllmaterial aufgefüllt sein, ohne dass nicht transparentes Material auf die Flanken aufgebracht wurde. In diesem Fall grenzt das Material des
Wellenlängenkonversionselements direkt an das Verfüllmaterial an .
Die dem Halbleiterchip abgewandte Oberfläche des Grabens schließt durch das Auffüllen bündig mit der dem
Halbleiterchip abgewandten Oberfläche des
Wellenlängenkonversionselements ab. Mit anderen Worten ist die dem Halbleiterchip abgewandte Oberfläche des
Wellenlängenkonversionselements flach beziehungsweise eben. Dies erleichtert einen weiteren Systemaufbau beziehungsweise die Verbindung des Bauelements mit mikrooptischen Elementen, beispielsweise einer Linse, zur Formung der räumlichen
Lichtverteilung .
Beispielsweise kann der Graben mit einem Glas aufgefüllt sein. Durch das Verfüllen der Gräben kann die thermische Leitfähigkeit des Wellenlängenkonversionselements
insbesondere in lateraler Richtung erhöht werden, was sich vorteilhaft auf das thermische Management des Halbleiterchips auswirkt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das Wellenlängenkonversionselement in eine Vielzahl von
Mikrolinsen, beispielsweise zwei, drei oder vier Mikrolinsen, strukturiert. Die jeweilige Mikrolinse ist konvex
ausgebildet. Die einzelnen Mikrolinsen sind vorzugsweise durch die oben beschriebenen Gräben zumindest teilweise voneinander getrennt. Jede der Mikrolinsen ist
vorteilhafterweise einem einzeln ansteuerbaren Element des Halbleiterchips zugeordnet.
Durch diese spezielle Formgebung der Teilbereiche des
Wellenlängenkonversionselements kann eine verbesserte Farbe- über-Winkel-Charakteristik der abgestrahlten Strahlung erwirkt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement angegeben. Das Bauelement ist zu einem Einsatz in Projektions- und/oder Scheinwerferanwendungen, beispielsweise in einem adaptiven Autoscheinwerfer,
ausgebildet. Das Bauelement kann aber auch für
Blitzfunktionen, Festkörper-Beleuchtung (SSL) oder für Hochleistungs-LEDs Anwendung finden. Unter Hochleistungs-LED wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass der
Halbleiterchip eine Leistungsaufnahme von wenigstens 0,5 W, insbesondere wenigstens 3 W aufweisen kann.
Das Bauelement weist einen Träger auf. Alle Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Träger des oben beschriebenen
Bauelements beschrieben wurden, gelten auch für den hier beschriebenen Träger.
Das Bauelement weist ferner einen Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip ist auf dem Träger angeordnet. Der
Halbleiterchip ist vorzugsweise ein auf einem III-V- Halbleitermaterial basierender Halbleiterchip, vorzugsweise ein LED-Chip. Der Halbleiterchip dient zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise von Licht. Der Halbleiterchip strahlt vorzugsweise farbiges Licht ab.
Alternativ kann der Halbleiterchip beispielsweise aber auch UV-Strahlung abstrahlen.
Der Halbleiterchip weist wenigstens ein einzeln ansteuerbares Element auf. Das einzeln ansteuerbare Element ist zur
Erzeugung von Primärstrahlung geeignet. Alle Merkmale, die im Zusammenhang mit einem einzeln ansteuerbaren Element des oben beschriebenen Bauelements beschrieben wurden, gelten auch für das hier beschriebene einzeln ansteuerbare Element. Das
Bauelement kann auch eine Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Elementen aufweisen, beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr einzeln ansteuerbare Elemente. Der Halbleiterchip kann ein Multipixel-Halbleiterchip sein.
Das Bauelement weist ein Wellenlängenkonversionselement auf. Das Wellenlängenkonversionselement ist dem Halbleiterchip in Abstrahlungsrichtung nachgeordnet. Das
Wellenlängenkonversionselement ist dazu ausgebildet und angeordnet, um zumindest teilweise die vom Halbleiterchip beziehungsweise dem einzeln ansteuerbaren Element emittierte Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung umzuwandeln. Das Wellenlängenkonversionselement ist
einstückig ausgebildet.
Das Wellenlängenkonversionselement kann aus einer Keramik bestehen. Alternativ kann das Wellenlängenkonversionselement ein Phosphor in einem Matrixmaterial, beispielsweise Glas, Kunststoff oder Keramik, aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements, vorzugsweise eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements, beschrieben. Insbesondere entspricht das dabei hergestellte Halbleiterbauelement vorzugsweise dem unter dem ersten Aspekt beschriebenen Halbleiterbauelement. Sämtliche für dieses Halbleiterbauelement offenbarten
Merkmale sind demnach auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
In einem ersten Schritt wird der oben beschriebene Träger bereitgestellt. Der Träger dient zur mechanischen
Stabilisierung des Halbleiterchips. Der Träger kann eine Vielzahl von Schaltern aufweisen. Die Anzahl der Schalter entspricht vorzugsweise der Anzahl der einzeln ansteuerbaren Elemente des Halbleiterchips.
In einem weiteren Schritt wird der oben beschriebene
Halbleiterchip bereitgestellt. Der Halbleiterchip weist zwei oder mehr einzeln ansteuerbare Elemente auf. Der Halbleiterchip ist vorzugsweise ein Multipixel- Halbleiterchip . Der Halbleiterchip wird auf dem Träger angeordnet. Ferner wird der Halbleiterchip elektrisch mit den im Träger angeordneten Schaltern verbunden.
In einem weiteren Schritt wird eine Platte aus
Konvertermaterial bereitgestellt. Die Platte ist einstückig ausgebildet. Insbesondere besteht die Platte nicht aus mehreren Teilen. Die Platte ist eben. Die Platte ist
unstrukturiert. Insbesondere weist die Platte zu diesem
Zeitpunkt noch keine Strukturierung in Teilbereiche auf. Die Platte besteht vorzugsweise aus einer Keramik, beispielsweise LuAG oder YAG. Die Platte kann aber auch aus einem
Kunststoff, beispielsweise Silikon, PC oder Acrylat,
bestehen, welcher Phosphorpartikel aufweist.
In einem weiteren Schritt wird die Platte strukturiert zur Ausbildung des oben beschriebenen
Wellenlängenkonversionselements. Nach diesem Schritt weist das Wellenlängenkonversionselement eine Strukturierung in Teilbereiche auf. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Teilbereiche des Wellenlängenkonversionselements der Anzahl der einzeln ansteuerbaren Elemente. Das durch die
Strukturierung erhaltene Wellenlängenkonversionselement ist einstückig. Mit anderen Worten, es erfolgt keine Zertrennung der Platte durch die Strukturierung in die Teilbereiche.
In einem weiteren Schritt wird das
Wellenlängenkonversionselement auf dem Halbleiterchip
angeordnet beziehungsweise darauf befestigt. Die Anordnung erfolgt dabei derart, dass jedem Teilbereich des
Wellenlängenkonversionselements ein einzeln ansteuerbares Element des Halbleiterchips zugeordnet ist. Insbesondere ist vorzugsweise jeweils ein Teilbereich vertikal über einem einzeln ansteuerbaren Element angeordnet. Alternativ dazu kann das Wellenlängenkonversionselement aber auch erst auf dem Halbleiterchip befestigt und danach wie oben beschrieben strukturiert werden.
Durch die Strukturierung des Wellenlängenkonversionselements wird die Gefahr eines optischen Übersprechens zwischen benachbarten Elementen des Halbleiterchips verringert. Somit können ein optimales Kontrastverhältnis und eine scharfe optische Trennung zwischen den einzelnen Elementen
gewährleistet werden. Durch die Strukturierung wird zudem eine verbesserte Farbe-Winkel-Charakteristik des Bauelements erreicht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Platte eine Keramik auf. Die Platte wird vorzugsweise in einem
Grünkörperzustand strukturiert, das heißt vor einem Brennen der Platte. Die Strukturierung der Platte erfolgt
vorzugsweise durch eine Ausbildung von einem oder mehreren Gräben in der Platte.
Erfolgt das Ausbilden des Grünkörpers beispielsweise durch Foliengießen (Tape Casting) , so wird die gewünschte
Grabenform durch Einprägen in die Grünfolie erreicht
(embossing, hot embossing) .
Alternativ dazu kann auch ein Spritzgießen (Molden) des Schlickers erfolgen und dabei die gewünschte Grabenform erreicht werden (einfaches molding, compression molding
( Spritzdruckguss ) ) . Dabei wird die flüssige Konvertermasse in eine entsprechende Gussform eingebracht ( Schlickerguss ) . Der so entstehende Gusskörper entspricht dem oben bezeichneten Grünkörper .
In einem weiteren Schritt wird die Platte ausgebacken zur letztendlichen Herstellung des
Wellenlängenkonversionselements .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Platte eine Keramik auf. Die Platte wird vorzugsweise in einem
Grünkörperzustand strukturiert. Die Strukturierung erfolgt durch Molden des Schlickers in eine Mikrolinsenform. Durch den Moldprozess wird vorzugsweise eine Platte mit einer Vielzahl von Mikrolinsen erzeugt. In einem weiteren Schritt wird die Platte ausgebacken zur letztendlichen Herstellung des Wellenlängenkonversionselements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Platte eine Keramik auf. Die Strukturierung der Platte erfolgt in
folgenden Schritten:
Zunächst wird eine ausgebackene Keramikplatte zur Verfügung gestellt. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die
Strukturierung folglich nicht in einem Grünzustand der
Platte .
In einem weiteren Schritt werden zylindrische Photolackinseln ( Photolack-Posts ) auf der Platte definiert. Dies geschieht vorzugsweise mittels Photolithographie. Die Platte mit den Photolackinseln wird in einen Ofen
eingebracht. Es folgt ein Erwärmen der Platte zum Erzeugen von Mikrolinsen aus den Photolackinseln. Dies stellt einen gängigen Prozess zur Herstellung von Mikrolinsen dar. Die - I S
Technologie ist beispielsweise in den Büchern „Dan Daly:
Microlens Arrays, ISBN-10 0748408932" sowie „Sinzinger/Jahns : Microoptics, ISBN-10 3527403558" beschrieben, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
In einem weiteren Schritt werden die Photolackmikrolinsen in die Platte übertragen. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Reaktiv-Ionenätzen. Alternativ dazu kann die Mikrolinsen-Strukturierung der
Keramikplatte aber auch in einem Grünkörperzustand der Platte durch einen Molding-Prozess erfolgen, wie bereits beschrieben wurde . Im Folgenden werden das optoelektronische Bauelement und das Verfahren an Hand von Ausführungsbeispielen und den
dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements,
Die Figur 2A zeigt einen Querschnitt eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Die Figur 2B zeigt einen Querschnitt eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt eines
optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen 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 für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Figur 1 zeigt ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 1, das einen Halbleiterchip 3 aufweist. Der Halbleiterchip 3 strahlt sichtbare Strahlung beziehungsweise Licht ab. Der Halbleiterchip 3 ist vorzugsweise ein LED-Chip. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Halbleiterchip 3 auch nicht sichtbare Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, abstrahlen.
Der Halbleiterchips 3 weist einzeln ansteuerbare Elemente 4 beziehungsweise Pixel oder Bildpunkte auf. Die Elemente 4 strahlen elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Licht, ab.
Die Anzeigevorrichtung 1 weist weiterhin einen Träger 2 auf. Der Halbleiterchip 3 ist auf dem Träger 2 angeordnet und auf ihm befestigt. Die Befestigung des Halbleiterchips 3 kann beispielsweise durch Löten, Silbersintern, in einem
Direktbond-Verfahren oder mittels einer Kontaktierung durch Kontakterhebungen (Bumps) erfolgen.
In den Träger 2 ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Schaltern zur elektrischen Ansteuerung der Elemente 4 integriert (nicht explizit dargestellt) . Die Schalter sind beispielsweise als einzelner Transistor oder als eine Schaltung mit mehreren Transistoren und Kondensatoren ausgebildet. Die Schalter sind zur elektrischen Verbindung mit den einzeln ansteuerbaren Elementen 4 vorgesehen. Der Träger 2 kann beispielsweise als ein Silizium-Träger ausgebildet sein, bei dem die Schalter in CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) -Technologie ausgestaltet sein können.
Neben der elektrischen Ansteuerung der Elemente 4 des
Halbleiterchips 3 dient der Träger 2 der mechanischen
Stabilisierung des Halbleiterchips 3. Ein Aufwachssubstrat für die vorzugsweise epitaktische Abscheidung einer
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 3 ist demnach zur Stabilisierung nicht erforderlich und kann daher bei der Herstellung der Bauelemente 1 entfernt werden. Das Bauelement 1 weist ein Wellenlängenkonversionselement 5 auf. Das Wellenlängenkonversionselement 5 ist einstückig ausgebildet. Mit anderen Worten ist das
Wellenlängenkonversionselement 5 nicht aus mehreren
Einzelteilen zusammengesetzt, sondern beispielsweise aus einer Platte aus Konvertermaterial ausgebildet.
Das Wellenlängenkonversionselement 5 enthält beispielsweise Partikel eines Leuchtstoffs (zum Beispiel Phosphor) in einer Matrix aus einem Kunststoff, zum Beispiel PC, Acrylat,
Epoxidharz oder Silikonmaterial, oder aus Glas oder aus einer Keramik. Alternativ dazu kann das
Wellenlängenkonversionselement 5 auch aus einer Keramik (zum Beispiel YAG oder LuAG) bestehen. Das
Wellenlängenkonversionselement 5 weist eine Höhe
beziehungsweise vertikale Ausdehnung von größer oder gleich 1 ym und kleiner oder gleich 300 ym, beispielsweise 50 ym auf. Das Wellenlängenkonversionselement 5 ist dem Halbleiterchip 3 in Abstrahlungsrichtung nachgeordnet. Das
Wellenlängenkonversionselement 5 wandelt zumindest teilweise die vom Halbleiterchip 3 beziehungsweise von den Elementen 4 emittierte Primärstrahlung in eine elektromagnetische
Sekundärstrahlung um.
Das Wellenlängenkonversionselement 5 ist strukturiert.
Insbesondere weist das Wellenlängenkonversionselement 5
Teilbereiche 5A bis 5D auf. Jedem Element 4 ist dabei einer der Teilbereiche 5A bis 5D zugeordnet. Die Anzahl der
Teilbereiche 5A bis 5D entspricht in diesem
Ausführungsbeispiel der Anzahl der Elemente 4. In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht explizit dargestellt) kann die Anzahl der Teilbereiche 5A bis 5D auch
unterschiedlich zu der Anzahl der Elemente 4 sein.
Beispielsweise kann die Anzahl der Teilbereiche 5A bis 5D kleiner sein, als die Anzahl der Elemente 4. Die Teilbereiche 5A bis 5D weisen die gleiche Form auf. Die Teilbereiche 5A bis 5D weisen insbesondere die gleiche horizontale und vertikale Ausdehnung auf. Die Teilbereiche (5A, 5B, 5C, 5D) weisen eine Breite beziehungsweise horizontale oder laterale Ausdehnung von größer oder gleich 3 ym und kleiner oder gleich 200 ym, beispielsweise 100 ym, auf.
Das Wellenlängenkonversionselement 5 weist Gräben 6 auf, welche an einer dem Halbleiterchip 3 abgewandten Oberfläche des Wellenlängenklonversionselements 5 ausgebildet sind. Die Gräben 6 weisen jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Flanken 6A, 6B auf.
Die Gräben 6 stellen Ausbuchtungen beziehungsweise
Aushöhlungen des Wellenlängenkonversionselements 5 dar. Somit ist die Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements 5, die von dem Halbleiterchip 3 abgewandt ist, nicht eben. Vielmehr weist diese Oberfläche Einfurchungen, also die eben genannten Gräben 6 auf. Die Teilbereiche bis 5A bis 5D sind jeweils durch einen der Gräben 6 teilweise voneinander separiert.
Die Gräben 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel V-förmig ausgebildet. Die Gräben 6 können aber auch jede beliebige weitere Form aufweisen. Beispielsweise können die Gräben 6 rechteckig oder rundlich ausgebildet sein. Die Gräben 6 weisen jeweils die gleiche Form und die gleiche räumliche Ausdehnung auf.
Die Gräben 6 durchdringen das Wellenlängenkonversionselement 5 nicht vollständig. Beispielsweise durchdringen die Gräben 6 das Wellenlängenkonversionselement 5 zu maximal 80 %,
beispielsweise zu 70 % oder 60 %. Die Gräben 6 durchdringen das Wellenlängenkonversionselement 5 zu mindestens 20 %, beispielsweise zu 30 % oder 40 %. Insbesondere bewirken die Gräben 6 keine Zertrennung des
Wellenlängenkonversionselements 5 in Einzelteile, sondern lediglich die Strukturierung in die Einzelbereiche 5A bis 5D.
Durch die Strukturierung des Wellenlängenkonversionselements 5 kann die Gefahr eines optischen Übersprechens zwischen von benachbarten Elementen 4 im Betrieb des Bauelements 1
emittierter Strahlung verringert werden.
Die Figur 2A zeigt einen Querschnitt eines Bauelements 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Das hier gezeigte Bauelement 1 unterscheidet sich von dem Bauelement 1 aus Figur 1 dadurch, dass die Flanken 6A, 6B der Gräben 6 mit einem nicht transparenten Material 7 beschichtet sind. Das nicht transparente Material 7 ist beispielsweise eine Spiegelschicht. Ferner können die Gräben 6 insbesondere vollständig
aufgefüllt sein. Die Gräben 6 sind mit einem Verfüllmaterial 8, beispielsweise Glas oder einem diffusen Streumaterial eingebettet in einem transparenten Matrixmaterial,
aufgefüllt. Bei der Verwendung eines diffusen Streumaterials eingebettet in einem transparenten Matrixmaterial kann insbesondere auf das transparente Material 7 verzichtet werden. Dadurch wird beispielsweise eine verbesserte
Wärmeleitfähigkeit des Wellenlängenkonversionselements 5 in lateraler Richtung erreicht. Das Verfüllmaterial 8 grenzt unmittelbar an das nicht transparente Material 7 an.
Durch die Auffüllung der Gräben 6 ist die Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements 5, die von dem Halbleiterchip 3 abgewandt ist, eben. Insbesondere weist die Oberfläche keine Einbuchtungen mehr auf. Dies erleichtert einen weiteren Systemaufbau beziehungsweise die Verbindung des
Wellenlängenkonversionselements 5 mit weiteren Elementen, zum Beispiel einer Linse (nicht explizit dargestellt) . Die Figur 2B zeigt einen Querschnitt eines Bauelements 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Das hier gezeigte Bauelement 1 unterscheidet sich von dem Bauelement 1 aus Figur 2A dadurch, dass die Gräben 6 an der dem Halbleiterchip 3 zugewandten Oberfläche des
Wellenlängenkonversionselements 5 ausgebildet sind. Mit anderen Worten, das Wellenlängenkonversionselement 5 ist derart in die Teilbereiche (5A, 5B, 5C, 5D) strukturiert und ist derart angeordnet, dass die Gräben 6 den Halbleiterchips 3 zugewandt sind. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Wellenlängenkonversionselement 5 zunächst strukturiert wird und anschließend auf dem Halbleiterchip 3 angeordnet wird. Dabei ist es möglich, dass die Gräben 6 vollständig aufgefüllt werden. Insbesondere ist jeder Graben 6 derart aufgefüllt, dass eine dem Halbleiterchip zugewandte Oberfläche des Materials im Graben mit der dem Halbleiterchip zugewandten Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements bündig abschließt.
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt eines Bauelements 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das hier gezeigte Bauelement 1 unterscheidet sich von dem Bauelement 1 aus Figur 1 dadurch, dass die Teilbereiche 5A bis 5D konvex ausgebildet sind. Insbesondere sind die
Teilbereiche 5A bis 5D als konvexe Mikrolinsen 9 ausgebildet. Die Mikrolinsen 9 sind durch die Gräben 6 voneinander
separiert. Die Gräben 6 sind rundlich ausgebildet. Alternativ dazu (nicht explizit dargestellt) können die zwischen den Mikrolinsen 9 ausgebildeten Gräben 6 aber auch V-förmig oder rechteckig ausgestaltet sein.
Die Gräben 6 weisen in diesem Ausführungsbeispiel eine geringere Tiefe auf, als in dem in Figur 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel. Beispielsweise durchdringen die Gräben 6 das Wellenlängenkonversionselement 5 in diesem
Ausführungsbeispiel zu 20 % oder 25 %. In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht explizit dargestellt) können die Gräben 6 aber auch bei diesem Wellenlängenkonversionselement 5 tiefer ausgebildet sein und das Wellenlängenkonversionselement 5 beispielsweise zu 70 % oder 80 % durchdringen.
Die in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Bauelemente 1 werden wie folgt hergestellt:
In einem ersten Schritt wird der oben beschriebene Träger 2 zu Verfügung gestellt. Der Halbleiterchip 3 wird auf dem Träger 2 angeordnet und darauf befestigt, zum Beispiel angelötet .
In einem nächsten Schritt wird eine Platte aus
Konvertermaterial, beispielsweise einer Keramik,
bereitgestellt. Die Platte ist einstückig ausgebildet. In einem weiteren Schritt wird die Platte strukturiert, um das Wellenlängenkonversionselement 5 auszubilden.
Strukturierung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine Trennung der Platte in Einzelteile erfolgt. Vielmehr wird die Platte in einen oder mehrere Teilbereiche 5A bis 5D
gegliedert.
Um das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte
Wellenlängenkonversionselement 5 zu erhalten, wird die Platte derart strukturiert, dass das damit erhaltene
Wellenlängenkonversionselement 5 eine Strukturierung in die Teilbereiche 5A bis 5D aufweist, wobei jedem Teilbereich 5A bis 5B des Wellenlängenkonversionselements 5 im weiteren Verfahren ein einzeln ansteuerbares Element 4 des
Halbleiterchips 3 zugeordnet wird.
Zur Herstellung des in den Figuren 1 und 2 gezeigten
Wellenlängenkonversionselements 5 kann die Platte dabei beispielsweise in einem Grünkörperzustand, das heißt vor dem Brennen der Platte, strukturiert werden. Die Strukturierung der Platte erfolgt durch die Ausbildung der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Gräben 6 in der Platte.
Wird der Grünkörper durch Foliengießen erzeugt, kann das Ausbilden der Gräben 6 beispielsweise durch Einprägen in die Grünfolie erfolgen.
Alternativ dazu kann auch ein Spritzgießen des Schlickers erfolgen, und dabei die Gräben 6 ausgebildet werden. Hierbei wird die flüssige Konvertermasse für die Platte in eine entsprechende Gussform eingebracht, wodurch die Gräben 6 in gewünschter Form und örtlicher Ausdehnung ausgebildet werden.
In einem weiteren Schritt wird die Platte dann ausgebacken. Danach können in einem optionalen Schritt die Flanken 6A und 6B mit dem nicht transparenten Material 7 beschichtet und die Gräben 6 aufgefüllt werden (siehe Figur 2) .
Zur Herstellung des in Figur 3 gezeigten
Wellenlängenkonversionselements 5 kann die Platte in einem Grünkörperzustand strukturiert werden. Die Strukturierung erfolgt durch Molden des Schlickers in die Vielzahl von
Mikrolinsen 9, welche den Bereichen 5A bis 5D des
Wellenlängenkonversionselements 5 entsprechen.
In einem weiteren Schritt wird die Platte dann ausgebacken zur letztendlichen Herstellung des
Wellenlängenkonversionselements 5. Zur Herstellung des in Figur 3 gezeigten
Wellenlängenkonversionselements 5 kann die Platte aber auch im ausgebackenen Zustand, also nicht im Grünkörperzustand, strukturiert werden. Dabei werden zunächst zylindrische Photolackinseln auf der Platte definiert, vorzugsweise mittels Photolithographie. Die Platte mit den Photolackinseln wird dann in einen Ofen eingebracht und erwärmt, um die
Mikrolinsen 9 aus den Photolackinseln zu erzeugen. Danach werden die Photolackmikrolinsen in die Platte übertragen. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Reaktiv-Ionenätzen .
Nach der Strukturierung und damit der Herstellung eines entsprechenden Wellenlängenkonversionselements 5 (siehe
Figuren 1 bis 3) wird dieses auf dem Halbleiterchip 3 angeordnet. Die Anordnung erfolgt dabei derart, dass
vorzugsweise jedem einzeln ansteuerbaren Element 4 ein
Teilbereich 5A bis 5D zugeordnet wird. Alternativ dazu kann die Strukturierung der Platte auch noch nach dem Anordnen der Platte auf dem Halbleiterchip 3 erfolgen.
In einem letzten Schritt können dem
Wellenlängenkonversionselement 5 optische Elemente (siehe beispielsweise lichtbrechendes Element 12 aus Figur 4) nachgeordnet werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2012 112 149.4, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugszeichenliste
1 Halbleiterbauelement
2 Träger
3 Halbie terchip
4 Element
5 Wellenlängenkonversionselement
5A Teilbereich
5B Teilbereich
5C Teilbereich
5D Teilbereich
6 Graben
6A Flanke
6B Flanke
7 Nicht transparentes Material
8 Verfüllmaterial
9 Mikrolinse

Claims

Patentansprüche
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) aufweisend einen Träger (2),
wenigstens einen Halbleiterchip (3) zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung, wobei der Halbleiterchip (3) auf dem Träger (2) angeordnet ist, und wobei der Halbleiterchip (3) zwei oder mehr einzeln ansteuerbare Elemente (4) aufweist,
ein Wellenlängenkonversionselement (5) zur zumindest teilweisen Umwandlung der vom Halbleiterchip (3)
emittierten Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung, wobei das
Wellenlängenkonversionselement (5) dem Halbleiterchip (3) in Abstrahlungsrichtung nachgeordnet ist, wobei jedes der Elemente (4) zur Erzeugung von Primärstrahlung geeignet ist, und wobei das Wellenlängenkonversionselement (5) eine Strukturierung in Teilbereiche (5A, 5B, 5C, 5D) aufweist, wobei jedem Teilbereich (5A, 5B, 5C, 5D) des Wellenlängenkonversionselements (5) zumindest ein einzeln ansteuerbares Element (4) des Halbleiterchips (2)
zugeordnet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach Anspruch 1,
wobei das Wellenlängenkonversionselement (5) einstückig ausgebildet ist, wobei das Wellenlängenkonversionselement (5) einen oder mehrere Gräben (6) aufweist, wobei das Wellenlängenkonversionselement (5) eine Höhe von größer oder gleich 1 ym und kleiner oder gleich 300 ym aufweist, und wobei der jeweilige Graben (6) eine derartige Tiefe aufweist, dass er das Wellenlängenkonversionselement (5) zu zumindest 20 % und maximal 80 % durchdringt. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach Anspruch
1 oder 2,
wobei die Strukturierung des
Wellenlängenkonversionselements (5) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ein Übersprechen der von den verschiedenen einzeln ansteuerbaren Elementen (4) des Halbleiterchips (3) emittierten Strahlung verhindert wird .
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach Anspruch
2 oder 3,
wobei die Teilbereiche (5A, 5B, 5C, 5D) eine Breite von größer oder gleich 3 ym und kleiner oder gleich 200 ym aufweisen, und wobei der jeweilige Graben (6) eine Breite von kleiner oder gleich 20 μιη aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei der jeweilige Graben (6) zwei einander
gegenüberliegend angeordnete Flanken (6A, 6B) aufweist, und wobei die Flanken (6A, 6B) mit einem nicht
transparenten Material (7) beschichtet sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
wobei der jeweilige Graben (6) mit einem Verfüllmaterial (8) aufgefüllt ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei das Wellenlängenkonversionselement (5) in eine Vielzahl von Mikrolinsen (9) strukturiert ist, und wobei die jeweilige Mikrolinse (9) konvex ausgebildet ist. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei das Wellenlängenkonversionselement (5) aus einer Keramik besteht, oder wobei das
Wellenlängenkonversionselement (5) ein Phosphor in einem Matrixmaterial aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei dem Halbleiterchip (3) beide Ladungsträgersorten von einer dem Träger (2) zugewandten Seite des
Halbleiterchips (3) her zugeführt werden.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei der Träger (2) zwei oder mehr Schalter aufweisen, die jeweils zur Steuerung von zumindest einem der einzeln ansteuerbaren Elemente (4) vorgesehen sind.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterbauelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
aufweisend die folgenden Schritte:
Bereitstellen des Trägers (2),
Anordnen des Halbleiterchips (3) auf dem Träger (2), wobei der Halbleiterchip (2) zwei oder mehr einzeln ansteuerbare Elemente (4) aufweist,
Bereitstellen einer Platte aus Konvertermaterial,
Strukturieren der Platte zur Ausbildung des
Wellenlängenkonversionselements (5) , so dass das
Wellenlängenkonversionselement (5) eine Strukturierung in Teilbereiche (5A, 5B, 5C, 5D) aufweist, wobei jedem
Teilbereich (5A, 5B, 5C, 5D) des Wellenlängenkonversionselements (5) zumindest ein einzeln ansteuerbares Element (4) des Halbleiterchips (3)
zugeordnet ist,
Anordnen des Wellenlängenkonversionselements (5) auf dem Halbleiterchip (3) .
12. Verfahren nach Anspruch 11,
wobei die Strukturierung der Platte durch eine Ausbildung von einem oder mehreren Gräben (6) in der Platte erfolgt, und wobei das Ausbilden der Gräben (6) durch Einprägen oder Molden der Platte in einem Grünkörperzustand der Platte erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
wobei die Strukturierung der Platte in folgenden
Schritten erfolgt:
Definition von zylindrischen Photolackinseln auf der Platte mittels Photolithographie,
Erwärmen der Platte zum Erzeugen von Mikrolinsen aus den Photolackinseln,
Übertragen der Photolackmikrolinsen in die Platte mittels Reaktiv-Ionenätzen.
14. Verfahren nach Anspruch 11,
wobei die Strukturierung durch Molden der Platte in einem Grünkörperzustand erfolgt, und wobei bei dem Moldvorgang eine Vielzahl von Mikrolinsen erzeugt wird.
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