WO2015010997A1 - Oberflächenmontierbares optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen halbleiterbauteils - Google Patents

Oberflächenmontierbares optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen halbleiterbauteils Download PDF

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electrically conductive
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housing body
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    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil

Definitions

  • Specify surface-mountable optoelectronic semiconductor device that is compact in construction and aging stable.
  • a further object to be achieved is to specify a method for producing at least one surface-mountable optoelectronic semiconductor component that is low in its complexity and cost-efficient. According to at least one embodiment of the
  • the surface mountable optoelectronic semiconductor device includes this an optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip is
  • a light-emitting diode chip which is suitable for the emission of electromagnetic radiation.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises
  • the radiation-transmissive growth substrate has an active layer facing the main side and one of the main side opposite back of the growth substrate. The main and back of the
  • Growth substrates can in particular run parallel to one another. The main page and the back of the
  • Growth substrates may be interconnected by a continuous common side surface.
  • the growth substrate can be present for example as a cuboid or cylinder.
  • the active layer is epitaxially deposited. Kick the electromagnetic
  • the radiation-transmissive growth substrate comprises or consists in particular of
  • electromagnetic radiation is meant in particular an infrared, visible and / or ultraviolet electromagnetic radiation.
  • the active layer can be used in the present context
  • the active layer forming on the growth substrate comprises, in particular, a first-polarity layer and a second-polarity layer, an active zone being formed between the first-polarity layer and the second-polarity layer.
  • the first-polarity layer may be n-type or n-type.
  • the second polarity layer may be p-type or p-type. Furthermore, a reverse arrangement of the layers described here in terms of their polarities is possible.
  • the active layer is the electromagnetic in operation
  • epi deposited on the growth substrate is meant in the present context that the
  • the radiation-permeable growth substrate for deposition and / or growth of the active layer is provided.
  • the epitaxially grown and / or deposited active layer is in direct contact, for example, with the n-type layer with the growth substrate.
  • the growth substrate is not detached and / or removed from the active layer, for example by a lift-off method, but remains in the semiconductor component.
  • this comprises a housing body, which is formed with an electrically insulating housing material.
  • electrically insulating housing materials in particular mechanically stabilizing polymeric materials, in particular
  • Thermosets are used.
  • Polymeric materials have the advantage that they are particularly simple, for example between two optoelectronic semiconductor chips, in the form of a
  • Shaped body can be poured.
  • the housing body may further include, for example, epoxy, silicone, polysilazane,
  • Epoxy-silicone hybrid material, low-melting glass or glass ceramic contain or consist of one of these materials.
  • the electrically insulating housing material may in particular at least partially oxide, ceramic or
  • this comprises an electrically conductive connection, which is formed with an electrically conductive material.
  • electrically conductive material may comprise Cu, Ag, Au, Ni, Ti, Pt and / or Al.
  • the electrically conductive material is suitable for electrical contacting of the optoelectronic semiconductor component described here.
  • the optoelectronic semiconductor component described here can be made electrically conductive by means of the electrically conductive connection to form another optoelectronic component
  • the semiconductor component can be electrically conductively connected to a carrier, for example to a printed circuit board and / or an electrically conductive layer, via the electrically conductive connection.
  • the housing body is at least in places between the side surface of the growth substrate and the electrically
  • the electrically conductive connection is with the radiation-transmissive
  • the electrically conductive connection is electrically isolated from the optoelectronic semiconductor chips by the housing body. According to at least one embodiment of the
  • the housing body covers the side surface of the
  • the housing body may not be in direct contact with the side surface of the growth substrate, in particular.
  • the housing body may not be in direct contact with the side surface of the growth substrate, in particular.
  • Housing body a light-reflecting and / or
  • the side surface encompasses all side surfaces of the
  • the housing body can do that
  • the lateral direction describes a direction that is at least partially
  • contiguous outer surface may differ in particular from the shape of the growth substrate.
  • a synthetic wafer which includes the one described here
  • Semiconductor chip and the housing body comprises. According to at least one embodiment of the
  • Mold is understood in the present context traces, which are based on a subsequent removal of the Housing material or subsequent removal of the mold from the housing body are due.
  • the traces of material removal can be caused in particular by mechanical processes, for example drilling and / or milling. Next, these tracks can be through a
  • the roughness on the surface of the housing body can be determined, for example, by roughness characteristics.
  • the roughness may result in improved adhesion between the side surface of the housing and the electrically conductive connection.
  • the electrically conductive connection covers the surface of the housing body.
  • the electrically conductive connection via an adhesive layer is arranged indirectly on the surface of the housing body.
  • the adhesive layer can be
  • the adhesive layer may be, for example, a silicone with or without electrically conductive particles.
  • the traces of the material removal can be compensated by the adhesive layer, so that the electrically conductive connection in particular to a flat,
  • Unstructured surface of the housing body can be applied, printed and / or glued.
  • the adhesive layer may be a solder layer and the electrically conductive compound may be a Cu. According to at least one embodiment of the
  • Surface mount optoelectronic semiconductor device is the electrically conductive connection to the electrical
  • this comprises an optoelectronic semiconductor chip with a radiation-transmissive growth substrate and at least one active layer, which is epitaxially deposited on the growth substrate, a housing body, which with a
  • electrically insulating housing material is formed and an electrically conductive connection, which is formed with an electrically conductive material, wherein the housing body at least in places between a side surface of the
  • Growth substrate and the electrically conductive connection is arranged, the housing body, the side surface of the
  • the housing body Completely covered growth substrate, the housing body on a surface facing away from the side surface of the growth substrate, traces of material removal or traces of a Forming tool, the electrically conductive connection covers the surface of the housing body and the electrically conductive connection is provided for electrical contacting of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor component makes use of the idea of transforming and electrically connecting optoelectronic semiconductor chips, each of which comprises the radiation-transmissive growth substrate, with an electrically insulating material or housing body
  • Manufacturing costs can be produced. As a result, no component-specific chip technologies are required.
  • Optoelectronic semiconductor devices are particularly simple design over a large area. That means that
  • Semiconductor component may comprise a plurality of semiconductor chips, which are electrically insulated from each other by the housing body and connected to each other indirectly by means of the electrically conductive connection via, for example, an electrically structured layer.
  • the semiconductor component may comprise a plurality of semiconductor chips, which are electrically insulated from each other by the housing body and connected to each other indirectly by means of the electrically conductive connection via, for example, an electrically structured layer.
  • Optoelectronic semiconductor chips are electrically connected together in series.
  • the optoelectronic semiconductor component described here can furthermore comprise a multiplicity of semiconductor chips with the same luminous flux, in which case a plurality of semiconductor chips are separated stay together, which then describe a semiconductor device described here.
  • Surface mountable optoelectronic semiconductor device includes this as an outer cover of the electrically conductive compound a highly reflective layer.
  • the highly reflective layer may comprise an Ag and / or Al or consist of one of these materials. Because of
  • the highly reflective layer may also be protected by a further layer, for example Parylene, against external influences, in particular environmental influences.
  • a further layer for example Parylene
  • Surface mount optoelectronic semiconductor device is a minimum distance of at least 20 ym between the surface of the housing body and the side surface of the
  • Housing body and the side surface has a distance that complies with at least X ym.
  • a leakage current or a leakage current between the active layer to the electrically conductive connection is prevented by this minimum distance, so that the electrically insulating housing material due to a constant electrical
  • surface-mountable optoelectronic semiconductor component is the electrically conductive connection with the surface of the housing body in direct contact. Because of here
  • the electrically conductive connection conforms along the surface of the housing body. That is, a course of the electrically conductive connection is at least partially the geometric outer contour of the
  • the electrically conductive connection can be applied, printed and / or arranged in particular by electroplating, printing process and / or 3D topography coating.
  • Surface-mounted optoelectronic semiconductor device is the rear side facing away from the active layer
  • Growth substrates are at least locally free of the housing body.
  • a mirror layer is arranged between the radiation-transmissive growth substrate and the housing body, wherein the mirror layer at least the side surfaces and / or the back of the radiation-transparent growth substrate
  • the housing body is not in direct contact with the radiation-permeable growth substrate.
  • the mirror layer reflects on them
  • Housing material can be dispensed with. According to at least one embodiment of the
  • the electrically insulating housing material for the electromagnetic radiation is radiation-absorbing educated. If the electrically insulating housing material is designed to absorb radiation, then at least 85%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95%, of the electromagnetic radiation is absorbed by the housing material. That is, a coating process
  • surface mountable optoelectronic semiconductor device comprises the electrically insulating housing material
  • Matrix material wherein light-reflecting and / or
  • light-reflecting and / or light-diffusing particles are formed with at least one of the following materials and contain at least one of the following
  • the matrix material contains silicone or is made of silicone and the particles are made of titanium oxide.
  • the housing body itself is capable of the
  • the thus housing material is optically reflective
  • surface mountable optoelectronic semiconductor device is the electrically insulating housing material
  • the mirror layer and / or a reflective metal foil may be formed on the side surface and the rear side of the growth substrate.
  • the mirror layer in this embodiment is omitted
  • volume-emitting semiconductor device specified. This embodiment is particular
  • light-reflecting and / or light-scattering particles can be dispensed with. According to at least one embodiment of the
  • Surface-mounted optoelectronic semiconductor device is a conversion element at least in places on the active layer and the electrically conductive from a side facing away from the growth substrate side of the active layer
  • the conversion element can
  • the conversion element may be connected to a radiation exit surface of the semiconductor device via a connection means. Furthermore, the
  • Conversion element with the radiation exit surface are in direct contact.
  • the conversion element can by spraying, EPD
  • the conversion element contains or consists of a phosphor which is used for
  • Absorption of the electromagnetic radiation generated by the optoelectronic semiconductor chip in operation is provided and reemit the electromagnetic radiation in a different wavelength range than the optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip generates blue light during operation and the phosphor of the conversion element re-emits yellow light, which mixes with the blue light to form white light.
  • the conversion element may, for example in the form of
  • Conversion fabric particles are applied, which are incorporated in a matrix material, such as silicone or ceramic.
  • the matrix material may also contain organic molecules that convert at least part of the electromagnetic radiation.
  • the conversion element can be applied to the active layer as a ceramic plate which contains the phosphor or consists of a ceramic conversion substance.
  • an electrically conductive layer is arranged on a side of the optoelectronic semiconductor chip facing away from the active layer and connected to the electrically conductive layer
  • the electrically conductive layer may in particular be in direct contact with the rear side of the radiation-permeable growth substrate or with a side of the housing body which faces away from the active layer.
  • the electrically conductive layer may each be contacted with the p-type or n-type layer of the active layer in an electrically conductive manner be.
  • the electrically conductive layer may in particular be designed for electrical contacting with further semiconductor components described here, wherein the electrically conductive layer is not continuous in order to avoid short circuits.
  • the electrically conductive layer may, for example, be printed on, glued on and / or laminated on the side of the optoelectronic semiconductor chip facing away from the active layer.
  • conductive layer can also already during the
  • the electrically conductive layer may be provided for contacting with a printed circuit board or printed circuit board.
  • the electrically conductive layer forms
  • the contact regions can then be contacted, for example, by a side of the optoelectronic semiconductor chip which faces away from the active layer.
  • the two contact areas for example, partially or completely covered by the active layer.
  • two electrical contacts for contacting the semiconductor chip are both on a side facing away from the growth substrate or the electrically conductive layer
  • the semiconductor chip is formed in this case, in particular as a flip-chip.
  • the semiconductor component formed in this way is self-supporting. That is, there is no further carrier needed to mechanically stabilize the semiconductor device. In particular, no additional carrier is necessary between the electrically conductive layer and the growth substrate. Also, for the mechanical stability is no
  • the electrically conductive layer is formed as a prefabricated structured metal foil.
  • the structured metal foil may comprise Cu or Cu
  • the structured metal foil comprises holes,
  • Surface mountable optoelectronic semiconductor device includes this at least two of the optoelectronic
  • Optoelectronic semiconductor chips are in particular connected via the electrically conductive layer, wherein the electrically conductive layer at least in places free of the
  • Housing material is. According to at least one embodiment of the
  • surface-mountable optoelectronic semiconductor component is the electrically conductive connection with the electrically conductive layer at least in places in direct contact and the electrically conductive connection switches the at least two optoelectronic semiconductor chips in series.
  • electrically conductive connection connects, for example, the n-type layer of the active layer of the first
  • the electrically conductive connection may be formed continuously and is in particular in direct contact with the electrically conductive layer.
  • surface-mountable optoelectronic semiconductor component has the electrically conductive connection and / or the
  • Separation process are formed on exposed ends of the electrically conductive compound, the conversion element and / or the electrically conductive layer.
  • the exposed ends are located on each of the
  • step A at least two optoelectronic semiconductor device disclosed and vice versa.
  • Semiconductor chips each having a radiation-transmissive growth substrate and an active layer, which is epitaxially deposited on the growth substrate provided.
  • the at least two optoelectronic semiconductor chips can in particular be arranged directly adjacent to one another.
  • the semiconductor chips are arranged in a row spaced from each other.
  • the semiconductor chips are preferably applied to a film in step A.
  • the film is applied, for example, to sides of the semiconductor chips which are remote from the growth substrate.
  • the foil then protects, for example, the sides of the semiconductor chips facing away from the growth substrate in front of a subsequently applied housing material.
  • the foil is applied in such a way that radiation decoupling surfaces and / or contacts on the semiconductor chips are covered by the foil.
  • the film can then, for example, the
  • Radiation exit surfaces and / or the contacts after pouring are not covered with the housing material.
  • the film is in particular in one piece and / or coherent and / or flexible.
  • the film is made separately and is provided as a finished element.
  • the optoelectronic semiconductor chips are formed with an electrically insulating housing material in such a way that all side surfaces of the growth substrate are the same
  • housing material to be covered In other words, a synthetic wafer is provided with the semiconductor chip and the package body described herein.
  • the housing body can
  • a mirror layer Between the housing body and the side surface may be arranged a mirror layer.
  • an electrically conductive layer is arranged in a step C on a side of the optoelectronic semiconductor chip facing away from the active layer.
  • the electrically conductive layer may be, for example, a prefabricated structured metal foil.
  • the electrically conductive layer can be provided for example for electrical contacting of the semiconductor chips via an electrically conductive connection.
  • a recess is formed between at least two optoelectronic directly adjacent to one another
  • Mold formed such that on a surface of the housing body, which faces away from the side surface of the growth substrates, traces of material removal or traces of the Forming tool are formed.
  • Recess may be exposed in particular the electrically conductive layer or the prefabricated structured metal foil.
  • the mold is placed between the semiconductor chips prior to step B, wherein the
  • Semiconductor chips for example, can be adjusted to the mold. After the forming of the semiconductor chips with the housing material, in particular the electrically conductive layer or the prefabricated structured metal foil, for example a Cu foil, can be arranged at least in places on the housing body.
  • the at least two optoelectronic semiconductor chips and the electrically conductive layer are connected by an electrically conductive connection in such a way that the electrically conductive connection forms the at least two
  • Semiconductor chips connected in series, and the semiconductor chips are at least locally connected to the electrically conductive layer.
  • a step F the surface-mountable optoelectronic semiconductor component with at least one semiconductor chip is singulated through the recess.
  • Optoelectronic semiconductor device in a step A at least two optoelectronic semiconductor chips, each with a radiation-transparent growth substrate and an active layer epitaxially on the
  • the optoelectronic semiconductor chips are formed with an electrically insulating housing material such that all side surfaces of the growth substrates of the
  • Housing material to be covered. In a step C is on a side facing away from the active layer of the
  • Optoelectronic semiconductor chips arranged an electrically conductive layer.
  • a recess between at least two directly adjacent optoelectronic semiconductor chips by means of a
  • a step E the at least two
  • steps A through F of the method described herein are as here
  • method step C) takes place after method step D).
  • the electrically conductive layer is already connected in step B to the electrically insulating housing body instead of in step C.
  • the electrically conductive layer is already connected in step B to the electrically insulating housing body instead of in step C.
  • FIG. 1 shows a schematic exemplary embodiment of a surface-mountable optoelectronic semiconductor component described here.
  • FIG. 2 shows a further schematic
  • Embodiment of a surface mountable optoelectronic semiconductor device described here Embodiment of a surface mountable optoelectronic semiconductor device described here.
  • FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e and 3f show with reference to
  • FIG. 4a shows by way of a schematic
  • FIG. 4b shows a schematic view
  • FIG. 5 shows a schematic embodiment of a surface mountable optoelectronic semiconductor device described here (multichip LED component) by a separation process.
  • FIG. 1 shows a surface mountable
  • the radiation-permeable growth substrate 1 has a main side 25 and one of the main side 25 facing away from 14 back.
  • the main side 25 is connected to the rear side 14 via a continuous side surface 11 of the growth substrate 1.
  • the active layer 2 is epitaxially deposited or grown on the main side 25 of the growth substrate 1.
  • the active layer 2 comprises a p-type layer 17 and an n-type layer 16, wherein the p-type layer 17 in FIG.
  • Radiation exit direction of the n-type layer 16 is arranged downstream. Between the n-type layer 16 and the p-type layer 17 there is an active zone which is suitable for generating electromagnetic radiation.
  • the growth substrate 1 has on side surfaces 11 a
  • reflective layer such as mirror layer 5, applied.
  • the housing body 20 shown in FIG. 1 comprises an electrically insulating matrix material 22
  • the active layer 2 is in each case via the p-type layer 17 and n-type layer 16 with an electrically conductive compound 3 via contact surfaces, such as bond pads, electrically contacted.
  • the electrically conductive connection 3 is in direct contact with the surface 12 of the housing body 20 and is for electrical contacting of the
  • the surface 12 of the housing body 20, which is arranged opposite the side surface 11 of the growth substrate 1, has traces of a material removal 13 or traces of a molding tool 26.
  • a conversion element 6 is arranged continuously on the active layer 2 and the electrically conductive connection 3. The conversion element 6 is at least locally adjacent to the optoelectronic semiconductor chip 10 and the electrically conductive connection 3.
  • surface-mountable optoelectronic semiconductor component 100 has an electrically conductive layer 7, which is in the form of a prefabricated structured metal foil 8, on a rear side 14 of the growth substrate 1 facing away from the active zone 2.
  • the optoelectronic semiconductor chip 10 is prefabricated via the electrically conductive connection 3 with the electrically conductive layer 7 or
  • structured metal foil 8 electrically conductively connected.
  • Side surface 11 of the growth substrate 1 has a minimum distance 30 of at least 20 ym. Furthermore, it is conceivable that the side surface 11 and the
  • Rear side 14 of the growth substrate 1 have a mirror layer 5, so that the housing body 20 a
  • radiation-transmissive or absorbing, electrically insulating housing material 21 comprises. This has the
  • housing material 21 can be used.
  • FIG 2 is a surface mountable
  • the housing body 20 may comprise an electrically insulating housing material 21, which may comprise a matrix material 22 with light-reflecting and / or
  • a reflective layer such as the
  • Optoelectronic semiconductor device have on a surface 12 of the housing body, the side surface 11 of the
  • the electrically conductive connection 3 the prefabricated structured metal foil 8 and / or the
  • FIG. 3 a shows three optoelectronic semiconductor chips 10, each of which has a radiation-transmissive
  • Growth substrate 1 each having an active layer 2, as have already been described to Figure 1.
  • a film 4 is arranged, which covers at least in places, the active layer 2 and / or reshaped.
  • the film 4 may be a self-supporting and / or self-adhesive film.
  • the film 4 is removed, wherein previously from one of the rear side 14 of the growth substrate 1 side facing the electrically insulating housing material 21st
  • the filling can be done for example by a Compression Mold or Transfer Mold process.
  • the housing body 20 transforms and / or covers the optoelectronic semiconductor chips 10 with the electrically insulating housing material 21 such that all
  • housing material 21 are covered.
  • the housing body 20 forms in one of the optoelectronic
  • Housing material 21 is formed.
  • the prefabricated structured metal foil 8 is arranged, wherein non-contiguous regions 27 of the prefabricated structured metal foil 8 below the optoelectronic semiconductor chips 10 or at least partially adjacent to the
  • optoelectronic semiconductor chips 10 are arranged.
  • An at least in-situ arrangement next to the semiconductor chips 10 improves the heat dissipation from the semiconductor chips 10.
  • recesses 24 are formed in the housing body 20 between directly adjacent optoelectronic semiconductor chips 10 by means of a material removal, such that on the forming surface 12 of the housing body 20, the side surface 11 of
  • Material removal 13 are formed.
  • the recesses 24 extend to the prefabricated structured
  • the prefabricated structured metal foil 8 is at least partially exposed.
  • the electrically conductive layer 7 or the prefabricated structured metal foil 8 can also be arranged only after the introduction or formation of the recesses 24.
  • the active layers 2 of the respective adjacent semiconductor chips 10 can be replaced by the electrically conductive
  • Compound 3 and the prefabricated structured metal foil 8 are electrically connected to each other.
  • Housing body 20 can be used.
  • the side surface 12 of the housing body 20 then has traces of a mold 26.
  • FIG. 3e those shown in FIG. 3d are shown
  • Optoelectronic semiconductor chip to each other through the electrically conductive connection 3 connected to each other, wherein the electrically conductive compound 3, the n-type layer 16 of the active layer 2 of a first optoelectronic semiconductor chip with the p-type layer of the active
  • Semiconductor chips 10 are connected in series with each other.
  • the electrically conductive connection 3 connects the semiconductor chips 10 at least in places with the
  • FIG. 3f shows the application of a converter element 6 from a side facing away from the growth substrate 1 in the vertical direction V to all exposed surfaces of the surface-mountable optoelectronic semiconductor device 100 described here.
  • the vertical direction V runs transversely to a main extension direction of the growth substrate 1.
  • Semiconductor devices 100, each with a semiconductor chip 10 have been singled through each of the recesses 24 therethrough. In this case, form on the electrically conductive
  • FIG. 4a Surface mount optoelectronic semiconductor devices 100 are fully functional on their own and generate electromagnetic radiation.
  • Figure 4b is the surface mountable
  • FIG. 4a shows a surface-mountable optoelectronic device
  • FIG. 4b further shows a surface mountable optoelectronic semiconductor device 100 having two optoelectronic semiconductor chips 10 connected in series to one another.
  • the electrically conductive connection 3 is connected to the electrically conductive prefabricated structured metal foil 8 and the side surface 12 the housing body 20 in direct contact and connects the two optoelectronic semiconductor chips
  • FIG 5 is a schematic embodiment of a plan view of a here described
  • Semiconductor chips 10, each in series or Series are connected to each other, can be produced by the method described here.
  • series circuits or series circuits of different chain lengths can be generated by the separation of the art wafer at different locations.
  • the chain length is determined in particular by the series-connected optoelectronic semiconductor chips 10.

Abstract

Es wird ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil (100) angegeben. Das oberflächenmontierbare optoelektronische Halbleiterbauteil (100) umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip (10), ein strahlungsdurchlässiges Aufwachssubstrat (1), einen Gehäusekörper (20) und eine elektrisch leitende Verbindung (3), wobei der Gehäusekörper (20) zumindest stellenweise zwischen einer Seitenfläche (11) des Aufwachssubstrats (1) und der elektrisch leitenden Verbindung (3) angeordnet ist, der Gehäusekörper sämtliche Seitenflächen des Aufwachssubstrats vollständig bedeckt und der Gehäusekörper auf einer Fläche (12), die der Seitenfläche des Aufwachssubstrats abgewandt ist, Spuren eines Materialabtrags (13) oder Spuren eines Formwerkzeugs (26) aufweist.

Description

Beschreibung
Oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung zumindest eines
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils
Es wird ein oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil angegeben. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren
optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein
oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das kompakt im Aufbau und alterungsstabil ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils anzugeben, das gering in seiner Komplexität und kosteneffizient ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen optoelektronischen Halbleiterchip. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip handelt es sich
beispielsweise um einen Leuchtdiodechip, der zur Emission von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst der optoelektronische Halbleiterchip ein
strahlungsdurchlässiges Aufwachssubstrat und zumindest eine aktive Schicht, die epitaktisch auf dem Aufwachssubstrat abgeschieden ist. Das strahlungsdurchlässige Aufwachssubstrat weist eine der aktiven Schicht zugewandten Hauptseite und eine der Hauptseite gegenüberliegende Rückseite des Aufwachssubstrat auf. Die Hauptseite und Rückseite des
Aufwachssubstrats können insbesondere parallel zueinander verlaufen. Die Hauptseite und die Rückseite des
Aufwachssubstrats können durch eine durchgehende gemeinsame Seitenfläche miteinander verbunden sein. Das Aufwachssubstrat kann beispielsweise als Quader oder Zylinder vorliegen. Auf der Hauptseite des Aufwachssubstrats ist die aktive Schicht epitaktisch abgeschieden. Tritt die elektromagnetische
Strahlung insbesondere durch die Hauptseite, Rückseite und/oder Seitenfläche des Aufwachssubstrats aus, so handelt es sich um einen Volumenemitter. Das heißt, dass es sich bei dem Halbleiterchip, der als Leuchtdiodenchip vorliegen kann, um einen Volumenemitter handelt. Das strahlungsdurchlässige Aufwachssubstrat umfasst oder besteht insbesondere aus
Saphir, SiC und/oder GaN. Besteht das Aufwachssubstrat aus Saphir so handelt es sich beim hier beschriebenen
Halbleiterchip um einen Saphir-Chip. Unter dem Begriff "elektromagnetische Strahlung" versteht man insbesondere eine infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung.
Die aktive Schicht kann im vorliegenden Zusammenhang
insbesondere eine III-V-Halbleiterschichtenfolge sein, die zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung geeignet ist. Die sich auf dem Aufwachssubstrat ausbildende aktive Schicht umfasst insbesondere eine Schicht erster Polarität und eine Schicht zweiter Polarität, wobei sich zwischen der Schicht erster Polarität und der Schicht zweiter Polarität eine aktive Zone ausbildet. Die Schicht erster Polarität kann n- leitend beziehungsweise n-dotiert sein. Die Schicht zweiter Polarität kann p-leitend beziehungsweise p-dotiert sein. Ferner ist eine umgekehrte Anordnung der hier beschriebenen Schichten hinsichtlich ihrer Polaritäten möglich. In der aktiven Schicht wird im Betrieb die elektromagnetische
Strahlung erzeugt.
Unter "epitaktisch auf dem Aufwachssubstrat abgeschieden ist" versteht man im vorliegenden Zusammenhang, dass das
strahlungsdurchlässige Aufwachssubstrat zur Abscheidung und/oder zum Aufwachsen der aktiven Schicht vorgesehen ist. Die epitaktisch aufgewachsene und/oder abgeschiedene aktive Schicht steht beispielsweise mit der n-leitenden Schicht mit dem Aufwachssubstrat im direkten Kontakt. Mit anderen Worten wird das Aufwachssubstrat nach dem Aufwachsen der aktiven Schicht nicht durch beispielsweise ein Lift-Off-Verfahren von der aktiven Schicht abgelöst und/oder entfernt, sondern verbleibt im Halbleiterbauteil.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen Gehäusekörper, der mit einem elektrisch isolierenden Gehäusematerial gebildet ist. Als elektrisch isolierende Gehäusematerialien können insbesondere mechanisch stabilisierende polymere Materialien, insbesondere
Duroplaste, eingesetzt werden. Polymere Materialien haben den Vorteil, dass sie besonders einfach, beispielsweise zwischen zwei optoelektronischen Halbleiterchips, in Form eines
Formkörpers vergossen werden können. Der Gehäusekörper kann ferner beispielsweise Epoxidharz, Silikon, Polysilazan,
Epoxid-Silikon-Hybrid-Material , niedrig schmelzendes Glas oder Glaskeramik enthalten oder aus einem dieser Materialien bestehen. Das elektrisch isolierende Gehäusematerial kann insbesondere zumindest teilweise Oxid-, Keramik- oder
Glaspartikel enthalten. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses eine elektrisch leitende Verbindung, die mit einem elektrisch leitenden Material gebildet ist. Das
elektrisch leitende Material kann insbesondere Cu, Ag, Au, Ni, Ti, Pt und/oder AI umfassen. Das elektrisch leitende Material eignet sich zur elektrischen Kontaktierung des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils.
Beispielsweise kann das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauteil mittels der elektrisch leitenden Verbindung elektrisch leitend zu einem weiteren optoelektronischen
Halbleiterbauteil verbunden sein. Des Weiteren kann über die elektrisch leitende Verbindung das Halbleiterbauteil an einen Träger, beispielsweise an einer Leiterplatte und/oder einer elektrisch leitenden Schicht, elektrisch leitend verbunden sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Gehäusekörper zumindest stellenweise zwischen der Seitenfläche des Aufwachssubstrats und der elektrisch
leitenden Verbindung angeordnet. Mit anderen Worten
beabstandet der Gehäusekörper die Seitenfläche des
Aufwachssubstrats zu der elektrisch leitenden Verbindung, wobei die elektrisch leitende Verbindung zumindest
stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material des Gehäuses in direktem Kontakt steht. Die elektrisch leitende Verbindung steht mit dem strahlungsdurchlässigen
Aufwachssubstrat nicht in direktem Kontakt. Die elektrisch leitende Verbindung ist durch den Gehäusekörper elektrisch von den optoelektronischen Halbleiterchips isoliert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt der Gehäusekörper die Seitenfläche des
Aufwachssubstrats vollständig. Das heißt, der Gehäusekörper kann mit der Seitenfläche des Aufwachssubstrats insbesondere nicht im direkten Kontakt stehen. Beispielsweise kann
zwischen der Seitenfläche des Aufwachssubstrats und dem
Gehäusekörper eine lichtreflektierende und/oder
lichtstreuende Schicht angeordnet sein. Der Begriff "die Seitenfläche" umfasst sämtliche Seitenflächen des
Aufwachssubstrats . Der Gehäusekörper kann das
Aufwachssubstrat insbesondere in lateraler Richtung
vollständig umschließen. Die laterale Richtung beschreibt beispielsweise eine Richtung, die zumindest teilweise
parallel zu der Hauptseite und/oder Rückseite des
Aufwachssubstrats des hier beschriebenen Halbleiterbauteils verläuft. Eine durch den Gehäusekörper definierte
zusammenhängende äußere Fläche kann insbesondere von der Form des Aufwachssubstrats abweichen. Mit anderen Worten kann die räumliche Ausdehnung des Halbleiterbauteils durch den
Gehäusekörper vorgegeben sein. Es wird somit beispielsweise ein Kunstwafer angegeben, der den hier beschriebenen
Halbleiterchip und den Gehäusekörper umfasst. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils weist der Gehäusekörper auf einer Fläche, die der
Seitenfläche des Aufwachssubstrats abgewandt ist, Spuren eines Materialabtrags oder Spuren eines Formwerkzeugs auf. Unter "Spuren eines Materialabtrags oder Spuren eines
Formwerkzeugs" versteht man im vorliegenden Zusammenhang Spuren, die auf ein nachträgliches Entfernen des Gehäusematerials oder nachträgliches Entfernen des Formwerkzeugs aus dem Gehäusekörper zurückzuführen sind.
Die Spuren des Materialabtrags können insbesondere durch mechanische Verfahren, beispielsweise Bohren und/oder Fräsen, entstehen. Weiter können diese Spuren durch einen
Materialabtrag mittels Laser entstanden sein. Denkbar ist ferner, dass die Spuren des Formwerkzeugs an der Fläche des Gehäusekörpers in Form von Kratzern und/oder Rauheit
vorliegen. Die Rauheit an der Fläche des Gehäusekörpers kann beispielsweise durch Rauheitskenngrößen bestimmt werden. Die Rauheit kann insbesondere zu einer verbesserten Haftung zwischen der Seitenfläche des Gehäuses mit der elektrisch leitenden Verbindung führen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt die elektrisch leitende Verbindung die Fläche des Gehäusekörpers. Beispielsweise ist die elektrisch leitende Verbindung über eine Haftschicht mittelbar an die Fläche des Gehäusekörpers angeordnet. Die Haftschicht kann ein
elektrisch leitendes Material oder ein elektrisch
isolierendes Material umfassen oder aus einen dieser
Materialien bestehen. Die Haftschicht kann beispielsweise ein Silikon mit oder ohne elektrisch leitenden Partikeln sein. Durch die Haftschicht können insbesondere die Spuren des Materialabtrags ausgeglichen werden, so dass die elektrisch leitende Verbindung insbesondere auf eine ebene,
unstrukturierte Fläche des Gehäusekörpers aufgebracht, aufgedruckt und/oder aufgeklebt werden kann. Hierbei können die Haftschicht und die elektrisch leitende Schicht
beispielsweise ein metallisches Material umfassen, so dass diese Komponenten miteinander insbesondere eine Stoffschlüssige Verbindung eingehen können. Beispielsweise kann die Haftschicht eine Lotschicht und die elektrisch leitende Verbindung ein Cu sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die elektrisch leitende Verbindung zur elektrischen
Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips
vorgesehen. Beispielsweise ist die elektrisch leitende
Verbindung jeweils über einen entsprechenden
Oberflächenkontakt, beispielsweise in Form eines Bondpads, mit der p-leitenden Schicht respektive mit der n-leitenden Schicht der aktiven Schicht verbunden. Bereiche der
elektrisch leitenden Verbindung, die nicht mit dem
Halbleiterchip und der Seitenfläche des Gehäusekörpers verbunden sind, können dann beispielsweise zur
Oberflächenmontage des Halbleiterbauteils vorgesehen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat und zumindest eine aktive Schicht, die epitaktisch auf dem Aufwachssubstrat abgeschieden ist, einen Gehäusekörper, der mit einem
elektrisch isolierenden Gehäusematerial gebildet ist und eine elektrisch leitende Verbindung, die mit einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, wobei der Gehäusekörper zumindest stellenweise zwischen einer Seitenfläche des
Aufwachssubstrats und der elektrisch leitenden Verbindung angeordnet ist, der Gehäusekörper die Seitenfläche des
Aufwachssubstrats vollständig bedeckt, der Gehäusekörper auf einer Fläche, die der Seitenfläche des Aufwachssubstrats abgewandt ist, Spuren eines Materialabtrags oder Spuren eines Formwerkzeugs aufweist, die elektrisch leitende Verbindung die Fläche des Gehäusekörpers bedeckt und die elektrisch leitende Verbindung zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen ist.
Das hier beschriebene oberflächenmontierbare
optoelektronische Halbleiterbauteil macht insbesondere von der Idee Gebrauch, optoelektronische Halbleiterchips, die jeweils das strahlungsdurchlässige Aufwachssubstrat umfassen, mit einem elektrisch isolierenden Material beziehungsweise Gehäusekörper derart zu umformen und elektrisch zu
kontaktieren, dass gleichzeitig eine Vielzahl von LED- Bauteilen mit sehr geringer Komplexität und niedrigen
Herstellungskosten hergestellt werden können. Hierdurch sind keine bauteilspezifischen Chiptechnologien erforderlich.
Insbesondere können derartige oberflächenmontierbare
optoelektronische Halbleiterbauteile besonders einfach großflächig ausgebildet werden. Das heißt, dass das
Halbleiterbauteil mehrere Halbleiterchips umfassen kann, die zueinander durch den Gehäusekörper elektrisch isoliert und mittels der elektrisch leitenden Verbindung zueinander mittelbar über beispielsweise eine elektrisch strukturierte Schicht verbunden sind. Insbesondere können die
optoelektronischen Halbleiterchips elektrisch in Serie miteinander verbunden sein.
Des Weiteren können preiswerte Materialien und Anlagen eingesetzt werden, die eine besonders kosteneffiziente
Produktion des hier beschriebenen oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ermöglichen. Das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauteil kann ferner eine Vielzahl von Halbleiterchips mit gleichem Lichtstrom umfassen, in dem beim Vereinzeln mehrere Halbleiterchips zusammenbleiben, die dann ein hier beschriebenes Halbleiterbauteil beschreiben. Durch die im
Herstellungsprozess zunächst entstehende Serienschaltung benachbarter Chips können mehrere Bauteile parallel
elektrisch und optisch vermessen werden. Dies führt
insbesondere zu einer Zeit- und Kostenersparnis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses als äußere Abdeckung der elektrisch leitenden Verbindung eine hochreflektive Schicht. Beispielsweise kann die hochreflektive Schicht ein Ag und/oder AI umfassen oder aus einem dieser Materialien bestehen. Aus Gründen der
Alterungsstabilität kann die hochreflektive Schicht ferner durch eine weitere Schicht, zum Beispiel Parylene, gegen äußere Einflüsse, insbesondere Umwelteinflüsse, geschützt sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist ein Mindestabstand von mindestens 20 ym zwischen der Fläche des Gehäusekörpers und der Seitenfläche des
Aufwachssubstrats vorhanden. Das heißt, dass der Abstand zwischen der Fläche des
Gehäusekörpers und der Seitenfläche einen Abstand aufweist, der mindestens X ym einhält. Durch diesen Mindestabstand wird insbesondere ein Leckstrom beziehungsweise ein Kriechstrom zwischen der aktiven Schicht zu der elektrisch leitenden Verbindung verhindert, so dass das elektrisch isolierende Gehäusematerial aufgrund einer konstanten elektrischen
Beanspruchung besonders alterungsstabil ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils steht die elektrisch leitende Verbindung mit der Fläche des Gehäusekörpers in direktem Kontakt. Aufgrund der hier
beschriebenen Spuren des Materialabtrags oder Spuren des
Formwerkzeugs erfolgt eine strukturelle beziehungsweise eine morphologische Oberflächenvergrößerung der Seitenfläche des Aufwachssubstrats . Dies hat eine Vergrößerung einer
Kontaktfläche entlang der Seitenfläche des Aufwachssubstrats zur Folge. Hierdurch kann insbesondere eine Haftung der elektrisch leitenden Verbindung entlang der Seitenfläche des Aufwachssubstrats verbessert werden. Ferner führen die Spuren des Materialabtrags oder Spuren des Formwerkzeugs zu einer höheren Reibung zwischen der Seitenfläche und der elektrisch leitenden Verbindung. Dies führt zusätzlich zu einer besseren Haftung zwischen der Seitenfläche und der elektrisch
leitenden Verbindung. Die elektrisch leitende Verbindung verläuft konform entlang der Fläche des Gehäusekörpers. Das heißt, ein Verlauf der elektrisch leitenden Verbindung gibt zumindest teilweise die geometrische Außenkontur des
Gehäusekörpers vor. Die elektrisch leitende Verbindung kann insbesondere durch Galvanik, Druckprozess und/oder 3D- Topografie-Beschichtung aufgebracht, aufgedruckt und/oder angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die der aktiven Schicht abgewandte Rückseite des
strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrats vollständig durch den Gehäusekörper bedeckt. Das heißt, dass zusätzlich zu der Seitenfläche auch die Rückseite des Aufwachssubstrats durch den Gehäusekörper bedeckt ist. Die Hauptseite des
Aufwachssubstrats beziehungsweise Komponenten, insbesondere die aktive Schicht, die sich auf der Hauptseite des
Aufwachssubstrats befinden bleiben zumindest stellenweise frei von dem Gehäusekörper. Insbesondere kann der
Gehäusekörper mit der Seitenfläche und der aktiven Schicht abgewandten Rückseite des strahlungsdurchlässigen
Aufwachssubstrats im direkten Kontakt stehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist eine Spiegelschicht zwischen dem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat und dem Gehäusekörper angeordnet, wobei die Spiegelschicht die Seitenflächen und/oder die Rückseite des strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrats zumindest
stellenweise bedeckt. Ist eine Spiegelschicht zwischen dem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat und dem
Gehäusekörper angeordnet, so steht der Gehäusekörper mit dem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat nicht in direktem Kontakt. Die Spiegelschicht reflektiert die auf sie
auftreffende elektromagnetische Strahlung in eine der
Seitenfläche und der Rückseite des Aufwachssubstrats
abgewandte Richtung. Mit anderen Worten kann dort, wo die Spiegelschicht angeordnet, aufgedampft und/oder aufgedruckt ist, ein CTE-angepasstes ( "Coefficient of Thermal Expansion", auf Deutsch: thermischer Ausdehnungskoeffizient),
kostengünstiges und elektrisch isolierendes Material für den Gehäusekörper eingesetzt werden und auf einen
kostenintensiven reflektierenden Füllstoff für das
Gehäusematerial verzichtet werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist das elektrisch isolierende Gehäusematerial für die elektromagnetische Strahlung Strahlungsabsorbierend ausgebildet. Ist das elektrisch isolierende Gehäusematerial Strahlungsabsorbierend ausgebildet, so wird mindestens 85 %, bevorzugt mindestens 90 %, besonders bevorzugt mindestens 95 % der elektromagnetischen Strahlung durch das Gehäusematerial absorbiert. Das heißt, dass ein Beschichtungsprozess
hinsichtlich der Spiegelschicht teilweise oder ganz entfallen kann .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst das elektrisch isolierende Gehäusematerial ein
Matrixmaterial, wobei lichtreflektierende und/oder
lichtstreuende Partikel in das Matrixmaterial eingebracht sind, sodass das Gehäusematerial weiß erscheint. Die
lichtreflektierenden und/oder lichtstreuenden Partikel sind zum Beispiel mit zumindest einem der folgenden Materialien gebildet und enthalten zumindest eines der folgenden
Materialien: 1O2, BaSC>4, ZnO, AlxOy. Die Partikel sind in einer solchen Konzentration in dem Matrixmaterial
eingebracht, dass dieser weiß erscheint. Beispielsweise enthält das Matrixmaterial Silikon oder besteht aus Silikon und die Partikel bestehen aus Titanoxid. Beispielsweise ist der Gehäusekörper selbst in der Lage ist, die
elektromagnetische Strahlung zu reflektieren. Insbesondere ist das somit Gehäusematerial optisch reflektierend
ausgebildet, so kann auf das Aufbringen der Spiegelschicht auf das strahlungsdurchlässige Aufwachssubstrat zumindest stellenweise, beispielsweise auf dessen Rückseite und/oder Seitenfläche, verzichtet werden. Das heißt, dass ein
Beschichtungsprozess hinsichtlich der Spiegelschicht
teilweise oder ganz entfallen kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist das elektrisch isolierende Gehäusematerial
strahlungsdurchlässig ausgebildet. Ist das Gehäusematerial strahlungsdurchlässig, so können auf der Seitenfläche und der Rückseite des Aufwachssubstrats die Spiegelschicht und/oder eine reflektierende Metallfolie ausgebildet sein. Entfällt die Spiegelschicht in dieser Ausführungsform wird
beispielsweise ein volumenemittierendes Halbleiterbauteil angegeben. Diese Ausführungsform ist insbesondere
kosteneffizient, da auf die kostenintensiven
lichtreflektierenden und/oder lichtstreuenden Partikel verzichtet werden kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist von einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der aktiven Schicht ein Konversionselement zumindest stellenweise auf der aktiven Schicht und der elektrisch leitenden
Verbindung angeordnet. Das Konversionselement kann
insbesondere als eine durchgehende beziehungsweise
unterbrechungsfreie Konversionschicht vorliegen. Die in der aktiven Schicht erzeugte elektromagnetische Strahlung
passiert somit mit zumindest 80 %, bevorzugt mit zumindest 90 %, besonders bevorzugt mit zumindest 95 % das
Konversionselement. Das Konversionselement kann mit einer Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterbauteils über ein Verbindungsmittel verbunden sein. Ferner kann das
Konversionselement mit der Strahlungsaustrittsfläche in direktem Kontakt stehen.
Das Konversionselement kann durch Aufsprühen, EPD
(electrophoretic deposition) , Sedimentation, Siebdruck und/oder Rakeln insbesondere auf die aktive Schicht des
Halbleiterbauteils aufgebracht werden. Das Konversionselement enthält oder besteht aus einem Leuchtstoff, der zur
Absorption der von dem optoelektronischen Halbleiterchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung vorgesehen ist und der elektromagnetische Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich als der optoelektronische Halbleiterchip reemittiert. Beispielsweise erzeugt der optoelektronische Halbleiterchip im Betrieb blaues Licht und vom Leuchtstoff des Konversionselements wird gelbes Licht reemittiert, welches sich mit dem blauen Licht zu weißem Licht mischt. Das Konversionselement kann beispielsweise in Form von
KonversionsstoffPartikeln aufgebracht werden, die in einem Matrixmaterial, wie beispielsweise Silikon oder Keramik, eingebracht sind. Daneben kann das Matrixmaterial auch organische Moleküle enthalten, die zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung konvertieren. Ferner kann das Konversionselement als Keramikplättchen, das den Leuchtstoff enthält oder aus einem keramischen Konversionsstoff besteht, auf die aktive Schicht aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist auf einer der aktiven Schicht abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips eine elektrisch leitende Schicht angeordnet und mit der elektrisch leitenden
Verbindung elektrisch leitend verbunden. Die elektrisch leitende Schicht kann insbesondere mit der Rückseite des strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrats oder mit einer der aktiven Schicht abgewandten Seite des Gehäusekörpers im direkten Kontakt stehen. Die elektrisch leitende Schicht kann jeweils mit der p-leitenden beziehungsweise der n-leitenden Schicht der aktiven Schicht elektrisch leitend kontaktiert sein. Die elektrisch leitende Schicht kann insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mit weiteren hier beschriebenen Halbleiterbauteilen ausgebildet sein, wobei die elektrisch leitende Schicht zur Vermeidung von Kurzschlüssen nicht durchgehend ausgebildet ist. Die elektrisch leitende Schicht kann beispielsweise auf der der aktiven Schicht abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips aufgedruckt, aufgeklebt und/oder auflaminiert sein. Die elektrisch
leitende Schicht kann auch bereits während des
Herstellungsprozesses des Gehäusekörpers mittels der
elektrisch leitenden Verbindung mit den Halbleiterchips verbunden werden. Die elektrisch leitende Schicht kann zur Kontaktierung mit einer Leiterplatine oder Leiterplatte vorgesehen sein.
Beispielsweise bildet die elektrisch leitende Schicht
zumindest zwei separierte und voneinander elektrisch
isolierte Kontaktbereiche. Die Kontaktbereiche können dann zum Beispiel von einer der aktiven Schicht abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips her kontaktiert werden. In Draufsicht sind die beiden Kontaktbereiche zum Beispiel teilweise oder vollständig von der aktiven Schicht überdeckt . Zum Beispiel sind zwei elektrische Kontakte zur Kontaktierung des Halbleiterchips beide auf einer dem Aufwachssubstrat oder der elektrisch leitenden Schicht abgewandten Seite des
Halbleiterchips angeordnet. Die beiden Kontakte können dann jeweils mittels wie oben beschriebenen elektrisch leitenden Verbindungen mit den Kontaktbereichen elektrisch kontaktiert sein. Der Halbleiterchip ist in diesem Fall insbesondere als Flip-Chip ausgebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das so ausgebildete Halbleiterbauteil selbsttragend. Das heißt es ist kein weiterer Träger benötigt um das Halbleiterbauteil mechanisch zu stabilisieren. Insbesondere ist kein zusätzlicher Träger zwischen elektrisch leitender Schicht und Aufwachssubstrat nötig. Auch ist für die die mechanische Stabilität kein
Träger auf einer dem Halbleiterchip abgewandten Seite der elektrisch leitenden Schicht nötig. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die elektrisch leitende Schicht als eine vorgefertigte strukturierte Metallfolie ausgebildet. Beispielsweise kann die strukturierte Metallfolie Cu umfassen oder aus Cu
bestehen. Die strukturierte Metallfolie umfasst Löcher,
Durchbrechungen und/oder Durchbohrungen, die sich unterhalb des Halbleiterchips befinden. Mit anderen Worten überlappen diese materialfreien Bereiche der Metallfolie mit der
lateralen Ausdehnung der Halbleiterchips zumindest
stellenweise.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses zumindest zwei der optoelektronischen
Halbleiterchips, die auf der elektrisch leitenden Schicht zueinander benachbart angeordnet sind. Das heißt, dass zwei hier beschriebene Halbeiterchips zueinander beabstandet angeordnet sind und jeweils den hier beschriebenen
Gehäusekörper aufweisen. Die zumindest zwei
optoelektronischen Halbleiterchips sind insbesondere über die elektrisch leitende Schicht verbunden, wobei die elektrisch leitende Schicht zumindest stellenweise frei von dem
Gehäusematerial ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils steht die elektrisch leitende Verbindung mit der elektrisch leitenden Schicht zumindest stellenweise in direktem Kontakt und die elektrisch leitende Verbindung schaltet die zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips in Reihe. Die
elektrisch leitende Verbindung verbindet beispielsweise die n-leitende Schicht der aktiven Schicht des ersten
Halbleiterchips mit der p-leitenden Schicht der aktiven
Schicht des zweiten Halbleiterchips, wobei die elektrisch leitende Verbindung durchgehend ausgebildet sein kann und mit der elektrisch leitenden Schicht insbesondere in direktem Kontakt steht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils weist die elektrisch leitende Verbindung und/oder das
Konversionselement an einer der Seitenfläche des
Aufwachssubstrats abgewandten Fläche zumindest stellenweise Spuren eines Vereinzelungsprozesses auf. Mittels Sägen, Lasertrennen und/oder Stanzen, insbesondere durch die
elektrisch leitende Verbindung und dem Konversionselement als auch durch die elektrisch leitende Schicht des
Halbleiterbauteils in Bereichen, die frei von dem
Gehäusematerial sind, können zueinander in Reihe geschaltete Halbleiterchips vereinzelt werden. Die Spuren des
Vereinzelungsprozesses sind an freiliegenden Enden der elektrisch leitenden Verbindung, des Konversionselements und/oder der elektrisch leitenden Schicht ausgebildet. Die freiliegenden Enden befinden sich jeweils auf der der
Seitenfläche des Aufwachssubstrats abgewandten Seite des Halbleiterbauteils . Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils beschrieben. Beispielsweise kann das hier beschriebene oberflächenmontierbare optoelektronische Halbleiterbauteil durch dieses Verfahren hergestellt werden. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren aufgeführten Merkmale sind auch für das hier beschriebene oberflächenmontierbare
optoelektronische Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in einem Schritt A zumindest zwei optoelektronische
Halbleiterchips mit jeweils einem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat und einer aktiven Schicht, die epitaktisch auf dem Aufwachssubstrat abgeschieden ist, bereitgestellt. Die zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips können insbesondere direkt zueinander benachbart angeordnet sein. Beispielsweise sind die Halbleiterchips in einer Reihe zueinander beabstandet angeordnet. Bevorzugt werden die Halbleiterchips im Schritt A auf eine Folie aufgebracht. Die Folie wird beispielsweise auf dem Aufwachssubstrat abgewandten Seiten der Halbleiterchips aufgebracht. Die Folie schützt dann zum Beispiel die dem Aufwachssubstrat abgewandten Seiten der Halbleiterchips vor einem später aufgebrachten Gehäusematerial. Insbesondere wird die Folie so aufgebracht, dass Strahlungsauskoppelflächen und/oder Kontakte auf den Halbleiterchips von der Folie bedeckt werden. Die Folie kann dann zum Beispiel die
Strahlungsaustrittsflächen und/oder die Kontakte vor dem Gehäusematerial schützen, sodass die
Strahlungsaustrittsflächen und/oder die Kontakte nach dem Vergießen nicht mit dem Gehäusematerial bedeckt sind.
Die Folie ist insbesondere einstückig und/oder zusammenhängend und/oder flexibel ausgebildet. Zum Beispiel ist die Folie separat gefertigt und wird als fertiges Element bereitgestellt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in einem Schritt B die optoelektronischen Halbleiterchips mit einem elektrisch isolierenden Gehäusematerial derart umformt, dass alle Seitenflächen des Aufwachssubstrats der
optoelektronischen Halbleiterchips vollständig von dem
Gehäusematerial bedeckt werden. Mit anderen Worten wird ein Kunstwafer mit dem hier beschriebenen Halbleiterchip und dem Gehäusekörper bereitgestellt. Der Gehäusekörper kann
insbesondere mit der Seitenfläche des Aufwachssubstrats nicht in direktem Kontakt stehen. Zwischen dem Gehäusekörper und der Seitenfläche kann eine Spiegelschicht angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt C an einer der aktiven Schicht abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips eine elektrisch leitenden Schicht angeordnet. Bei der elektrisch leitenden Schicht kann es sich beispielsweise um eine vorgefertigte strukturierte Metallfolie handeln. Die elektrisch leitende Schicht kann beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips über eine elektrisch leitende Verbindung vorgesehen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt D eine Ausnehmung zwischen zumindest zwei direkt zueinander benachbarten optoelektronischen
Halbleiterchips mittels eines Materialabtrag oder
Formwerkzeugs derart ausgebildet, dass auf einer Fläche des Gehäusekörpers, die der Seitenfläche der Aufwachssubstrate abgewandt ist, Spuren des Materialabtrags oder Spuren des Formwerkzeugs ausgebildet werden. Beim Ausbilden der
Ausnehmung kann insbesondere die elektrisch leitende Schicht oder die vorgefertigte strukturierte Metallfolie freigelegt werden .
Beispielsweise wird das Formwerkzeug vor dem Schritt B zwischen den Halbleiterchips angeordnet, wobei die
Halbleiterchips beispielsweise an dem Formwerkzeug justiert sein können. Nach der Umformung der Halbleiterchips mit dem Gehäusematerial kann insbesondere die elektrisch leitende Schicht oder die vorgefertigte strukturierte Metallfolie, beispielsweise eine Cu-Folie, zumindest stellenweise an den Gehäusekörper angeordnet werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in einem Schritt E die zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips und die elektrisch leitende Schicht durch eine elektrisch leitende Verbindung derart verbunden, dass die elektrisch leitende Verbindung die zumindest zwei
Halbleiterchips in Reihe verschaltet, und die Halbleiterchips zumindest stellenweise mit der elektrisch leitenden Schicht verbunden sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt F das oberflächenmontierbare optoelektronische Halbleiterbauteil mit wenigstens einem Halbleiterchip durch die Ausnehmung hindurch vereinzelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahren zur
Herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren
optoelektronischen Halbleiterbauteils werden in einem Schritt A zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips mit jeweils einem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat und einer aktiven Schicht, die epitaktisch auf dem
Aufwachssubstrat abgeschieden ist, bereitgestellt. In einem Schritt B werden die optoelektronischen Halbleiterchips mit einem elektrisch isolierenden Gehäusematerial derart umformt, dass alle Seitenflächen der Aufwachssubstrate der
optoelektronischen Halbleiterchips vollständig von dem
Gehäusematerial bedeckt werden. In einem Schritt C wird an einer der aktiven Schicht abgewandten Seite des
optoelektronischen Halbleiterchips eine elektrisch leitende Schicht angeordnet. In einem Schritt D wird eine Ausnehmung zwischen zumindest zwei direkt zueinander benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips mittels eines
Materialabtrag oder eines Formwerkzeugs, derart ausgebildet, dass auf einer Fläche des Gehäusekörpers, die der
Seitenfläche der Aufwachssubstrate abgewandt ist, Spuren des Materialabtrags oder Spuren des Formwerkzeugs ausgebildet werden. In einem Schritt E werden die zumindest zwei
optoelektronischen Halbleiterchips und die elektrisch
leitende Schicht durch eine elektrisch leitenden Verbindung, derart verbunden, dass die elektrisch leitende Verbindung die zumindest zwei Halbleiterchips in Reihe verschaltet und die Halbleiterchips zumindest stellenweise mit der elektrisch leitenden Schicht verbunden sind. In einem Schritt F werden die oberflächenmontierbaren optoelektronischen
Halbleiterbauteile mit wenigstens einem Halbleiterchip durch die Ausnehmung hindurch vereinzelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A bis F des hier beschriebenen Verfahrens in der hier
angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt der Verfahrensschritt C) nach dem Verfahrensschritt D) . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die elektrisch leitende Schicht statt in dem Schritt C bereits im Schritt B mit dem elektrisch isolierenden Gehäusekörper verbunden. Beispielsweise wird die elektrisch leitende
Schicht in Form der vorgefertigten strukturierten Metallfolie auf der der aktiven Schicht abgewandten Seite des
Aufwachsubstrats angeordnet und danach werden die
Halbleiterchips mit dem Gehäusematerial umformt. Im Folgenden wird das hier beschriebene
oberflächenmontierbare optoelektronische Halbleiterbauteil und das Verfahren zur Herstellung zumindest eines
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils anhand von Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren erläutert.
Die Figur 1 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils .
Die Figur 2 zeigt ein weiteres schematisches
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils .
Die Figuren 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f zeigen anhand von
schematischen Ausführungsbeispielen einzelne
Verfahrensschritte eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung zumindest eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen
Halbleiterbauteils . Die Figur 4a zeigt anhand eines schematischen
Ausführungsbeispiels eine mögliche Variante zur Herstellung des hier beschriebenen
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils durch einen
Vereinzelungsprozess .
Die Figur 4b zeigt anhand eines schematischen
Ausführungsbeispiels eine weitere mögliche Variante zur Herstellung eines hier beschriebenen oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils (Multichip-LED-Bauteil ) durch einen Vereinzelungsprozess. Die Figur 5 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel einer
Aufsicht auf ein hier beschriebenes
oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil . 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.
Die Figur 1 zeigt ein oberflächenmontierbares
optoelektronisches Halbleiterbauteil 100 mit einem
optoelektronischen Halbleiterchip 10, einem
strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat 1 und einer akti Schicht 2. Das strahlungsdurchlässige Aufwachssubstrat 1 weist eine Hauptseite 25 und eine der Hauptseite 25 abgewandte Rückseite 14 auf. Die Hauptseite 25 ist über eine durchgehende Seitenfläche 11 des Aufwachssubstrats 1 mit der Rückseite 14 verbunden. Die aktive Schicht 2 ist epitaktisch auf der Hauptseite 25 des Aufwachssubstrats 1 abgeschieden beziehungsweise aufgewachsen. Die aktive Schicht 2 umfasst eine p-leitende Schicht 17 und eine n-leitende Schicht 16, wobei die p-leitende Schicht 17 in
Strahlungsaustrittsrichtung der n-leitenden Schicht 16 nachgeordnet ist. Zwischen der n-leitenden Schicht 16 und p- leitenden Schicht 17 befindet sich eine aktive Zone, die zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Das Aufwachssubstrat 1 weist an Seitenflächen 11 einen
Gehäusekörper 20 auf, der die Seitenflächen 11 des
Aufwachssubstrat 1 vollständig bedeckt. Die aktive Schicht 2 und die Rückseite 14 sind frei vom dem Gehäusekörper 20. Auf einer der aktiven Schicht 2 abgewandten Rückseite 14 des strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrats 1 ist eine
reflektierende Schicht, beispielsweise Spiegelschicht 5, aufgebracht .
Der in der Figur 1 gezeigte Gehäusekörper 20 umfasst ein elektrisch isolierendes Matrixmaterial 22 mit
lichtreflektierenden und/oder lichtstreuenden Partikeln 23. Die aktive Schicht 2 ist jeweils über die p-leitende Schicht 17 und n-leitende Schicht 16 mit einer elektrisch leitenden Verbindung 3 über Kontaktflächen, beispielsweise Bondpads, elektrisch kontaktiert. Die elektrisch leitende Verbindung 3 steht mit der Fläche 12 des Gehäusekörpers 20 in direktem Kontakt und ist zur elektrischen Kontaktierung des
optoelektronischen Halbleiterchips 10 vorgesehen. Die Fläche 12 des Gehäusekörpers 20, die gegenüber der Seitenfläche 11 des Aufwachssubstrats 1 angeordnet ist, weist Spuren eines Materialabtrags 13 oder Spuren eines Formwerkzeugs 26 auf. An einer dem Aufwachssubstrat 1 abgewandten Seite ist ein Konversionselement 6 durchgehend auf der aktiven Schicht 2 und der elektrisch leitenden Verbindung 3 angeordnet. Das Konversionselement 6 grenzt zumindest stellenweise an den optoelektronischen Halbleiterchip 10 und die elektrisch leitende Verbindung 3. In der Figur 1 weist das
oberflächenmontierbare optoelektronische Halbleiterbauteil 100 auf einer der aktiven Zone 2 abgewandten Rückseite 14 des Aufwachssubstrats 1 eine elektrisch leitende Schicht 7, die in Form einer vorgefertigten strukturierten Metallfolie 8 vorliegt, auf. Der optoelektronische Halbleiterchip 10 ist über die elektrisch leitende Verbindung 3 mit der elektrisch leitenden Schicht 7 beziehungsweise vorgefertigten
strukturierten Metallfolie 8 elektrisch leitend verbunden.
Ferner weist die Fläche 12 des Gehäusekörpers 20 zu der
Seitenfläche 11 des Aufwachssubstrats 1 einen Mindestabstand 30 von mindestens 20 ym auf. Ferner ist vorstellbar, dass die Seitenfläche 11 und die
Rückseite 14 des Aufwachssubstrats 1 eine Spiegelschicht 5 aufweisen, sodass der Gehäusekörper 20 ein
strahlungsdurchlässiges oder absorbierendes, elektrisch isolierendes Gehäusematerial 21 umfasst. Dies hat den
Vorteil, dass kein multifunktionales Gehäusematerial für den Gehäusekörper 20 eingesetzt werden muss und somit ein
besonders kosteneffizientes Gehäusematerial 21 verwendet werden kann. In der Figur 2 ist ein oberflächenmontierbares
optoelektronisches Halbleiterbauteil 100 gemäß der Figur 1 gezeigt, mit dem Unterschied, dass der Gehäusekörper 20 auch auf der Rückseite 14 des strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrats 1 vollständig ausgebildet ist. Wie bereits zu der Figur 1 ausgeführt, kann der Gehäusekörper 20 ein elektrisch isolierendes Gehäusematerial 21 umfassen, das ein Matrixmaterial 22 mit lichtreflektierenden und/oder
lichtstreuenden Partikeln 23 enthält. Weisen jedoch die
Seitenfläche 11 und die Rückseite 14 des Gehäusekörpers 20 eine reflektierende Schicht, beispielsweise die
Spiegelschicht 5, auf, so kann das elektrisch isolierende Gehäusematerial 21 des Gehäusekörpers 20
strahlungsdurchlässig oder absorbierend ausgebildet sein.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele des hier beschriebenen oberflächenmontierbaren
optoelektronischen Halbleiterbauteils weisen auf einer Fläche 12 des Gehäusekörpers, die der Seitenfläche 11 des
Aufwachssubstrat 1 abgewandt ist, Spuren eines
Materialabtrags 13 oder Spuren des Formwerkzeugs 26 auf.
Ferner weisen die elektrisch leitende Verbindung 3, die vorgefertigte strukturierte Metallfolie 8 und/oder das
Konversionselement 6 an einer der Seitenfläche 11 des
Aufwachssubstrats 1 abgewandten Fläche zumindest stellenweise Spuren eines Vereinzelungsprozesses 15 auf.
In den Figuren 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f sind einzelne
Verfahrensschritte zur Herstellung zumindest eines
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils gezeigt .
In der Figur 3a sind drei optoelektronische Halbleiterchips 10 gezeigt, die jeweils ein strahlungsdurchlässiges
Aufwachssubstrat 1 mit jeweils einer aktiven Schicht 2 aufweisen, wie sie bereits zu Figur 1 beschrieben worden sind. Auf einer dem strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat 1 abgewandten Seite der optoelektronischen Halbleiterchips 10 ist eine Folie 4 angeordnet, die zumindest stellenweise die aktiven Schicht 2 bedeckt und/oder umformt. Die Folie 4 kann eine selbstragende und/oder selbstklebende Folie sein.
In der Figur 3b ist die Folie 4 entfernt, wobei vorher von einer der Rückseite 14 des Aufwachssubstrats 1 zugewandten Seite das elektrisch isolierende Gehäusematerial 21
aufgefüllt worden ist. Das Auffüllen kann beispielsweise durch einen Compression Mold- oder Transfer Mold-Prozess erfolgen. Der Gehäusekörper 20 umformt und/oder bedeckt die optoelektronischen Halbleiterchips 10 mit dem elektrisch isolierenden Gehäusematerial 21 derart, dass alle
Seitenflächen 11 der Aufwachssubstrate 1 und die der
Hauptseite 25 abgewandte Rückseite 14 des strahlungs¬ durchlässigen Aufwachssubstrats 1 vollständig von dem
Gehäusematerial 21 bedeckt werden. Mit anderen Worten bildet der Gehäusekörper 20 in einer den optoelektronischen
Halbleiterchips 10 abgewandten Richtung eine ebene Fläche aus, die durchgehend durch das elektrisch isolierende
Gehäusematerial 21 gebildet ist.
In der Figur 3c wird von einer den optoelektronischen
Halbleiterchips 10 abgewandten Seite des Gehäusekörpers 20 die vorgefertigte strukturierte Metallfolie 8 angeordnet, wobei nicht zusammenhängende Bereiche 27 der vorgefertigten strukturierten Metallfolie 8 unterhalb der optoelektronischen Halbleiterchips 10 oder zumindest teilweise neben den
optoelektronischen Halbleiterchips 10 angeordnet sind. Eine zumindest stellenweise Anordnung neben den Halbleiterchips 10 verbessert die Wärmeableitung aus den Halbleiterchips 10. In der Figur 3d werden zwischen direkt zueinander benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips 10 mittels eines Materialabtrag Ausnehmungen 24 in dem Gehäusekörper 20 ausbildet, derart, dass auf der sich ausbildenden Fläche 12 des Gehäusekörpers 20, die der Seitenfläche 11 der
Aufwachssubstrate 1 abgewandt ist, die Spuren des
Materialabtrags 13 ausgebildet werden. Die Ausnehmungen 24 reichen dabei bis zur vorgefertigten strukturierten
Metallfolie 8. Das heißt, dass durch das Ausbilden der
Ausnehmungen 24 zwischen zwei zueinander benachbarten
optoelektronischen Halbleiterchips 10 die vorgefertigte strukturierte Metallfolie 8 zumindest stellenweise freigelegt wird. Alternativ kann die elektrisch leitende Schicht 7 oder die vorgefertigte strukturierte Metallfolie 8 auch erst nach dem Einbringen oder Ausbilden der Ausnehmungen 24 angeordnet werden. Die aktiven Schichten 2 der jeweiligen benachbarten Halbleiterchips 10 können durch die elektrisch leitende
Verbindung 3 sowie mit der vorgefertigten strukturierten Metallfolie 8 elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Alternativ kann auch ein Formwerkzeug zur Ausbildung der Ausnehmungen 24 während dem Herstellungsprozess des
Gehäusekörpers 20 verwendet werden. Die Seitenfläche 12 des Gehäusekörpers 20 weist dann Spuren eines Formwerkzeugs 26 auf .
In der Figur 3e sind die in der Figur 3d gezeigten
optoelektronischen Halbleiterchips zueinander durch die elektrisch leitende Verbindung 3 miteinander verbunden, wobei die elektrisch leitende Verbindung 3 die n-leitende Schicht 16 der aktiven Schicht 2 eines ersten optoelektronischen Halbleiterchips mit der p-leitenden Schicht der aktiven
Schicht 2 eines zweiten direkt benachbarten
optoelektronischen Halbleiterchips 10 verbindet. Das heißt, dass die in der Figur 3e gezeigten optoelektronischen
Halbleiterchips 10 zueinander in Reihe geschaltet sind.
Gleichzeitig verbindet die elektrisch leitende Verbindung 3 die Halbleiterchips 10 zumindest stellenweise mit der
elektrisch leitenden Schicht 7 oder der vorgefertigten strukturierten Metallfolie 8. Die elektrisch leitende
Verbindung 3 steht insbesondere mit der Seitenfläche 12 des Gehäusekörpers 20 in direktem Kontakt. Die Figur 3f zeigt das Aufbringen eines Konverterelements 6 von einer dem Aufwachssubstrat 1 in vertikaler Richtung V abgewandten Seite auf alle freiliegenden Flächen des hier beschriebenen oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteils 100. Die vertikale Richtung V verläuft quer zu einer Haupterstreckungsrichtung des Aufwachssubstrats 1.
In der Figur 4a ist das optoelektronische
Halbleiterbauelement der Figur 3f gezeigt, wobei die
einzelnen oberflächenmontierbaren optoelektronischen
Halbleiterbauteile 100 mit jeweils einem Halbleiterchip 10 durch jede der Ausnehmungen 24 hindurch vereinzelt worden sind. Dabei bilden sich auf der elektrisch leitenden
Verbindung 3, der Metallfolie 8 und dem Konversionselement 6 Spuren des Vereinzelungsprozesses 15 aus. Die Spuren des Vereinzelungsprozesses 15 sind an freiliegenden Enden der hier genannten Komponenten, die an der der Seitenfläche 11 des Aufwachssubstrats 1 abgewandten Fläche ausgebildet sind, nachweisbar. Mit anderen Worten zeigt die Figur 4a drei einzelne oberflächenmontierbare optoelektronische
Halbleiterbauteile 100, die für sich alleine genommen
beispielsweise weiter auf eine Leiterplatine elektrisch angeschlossen werden können. Die in der Figur 4a gezeigten oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteile 100 sind für sich alleine genommen voll funktionsfähig und erzeugen elektromagnetische Strahlung. In der Figur 4b ist das oberflächenmontierbare
optoelektronische Halbleiterbauteil 100 der Figur 3f gezeigt, wobei zum Unterschied zu der Figur 4a der
Vereinzelungsschritt nur durch eine der in der Figur 4b gezeigten beiden Ausnehmungen 24 erfolgt. Die Figur 4a zeigt ein oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil 100 mit einem einzelnen optoelektronischen Halbleiterchip 10 und die Figur 4b zeigt des Weiteren ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil 100 mit zwei zueinander in Serie beziehungsweise Reihe geschalteten optoelektronischen Halbleiterchips 10. Die elektrisch leitende Verbindung 3 steht mit der elektrisch leitenden vorgefertigten strukturierten Metallfolie 8 und der Seitenfläche 12 des Gehäusekörpers 20 im direkten Kontakt und verbindet die zwei optoelektronischen Halbleiterchips
elektrisch in Reihe.
In der Figur 5 ist ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Aufsicht auf ein hier beschriebenes
oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil mit drei optoelektronischen Halbleiterchips gemäß der Figur 3f gezeigt. Die zwei Schnittlinien A und A' verdeutlichen, dass durch entsprechende Vereinzelung oberflächenmontierbare optoelektronische Halbleiterbauteile 100 mit einem einzigen optoelektronischen Halbleiterchip 10 beziehungsweise zwei optoelektronischen Halbleiterchips 10 oder bei keiner
Vereinzelung ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Halbleiterbauteil 100 mit drei optoelektronischen
Halbleiterchips 10, die jeweils in Reihe beziehungsweise Serie zueinander geschaltet sind, durch das hier beschriebene Verfahren hergestellt werden können. Durch das Vereinzeln des Kunstwafers an unterschiedlichen Stellen können somit je nach Anwendung Serienschaltungen beziehungsweise Reihenschaltungen verschiedener Kettenlänge erzeugt werden. Die Kettenlänge wird insbesondere durch die zueinander in Reihe geschalteten optoelektronischen Halbleiterchips 10 bestimmt. Beispiels¬ weise kann der Kunstwafer zehn Halbleiterchips 10 umfassen, die in Serie zueinander verschaltet sind.
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 2013 107 862.1, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) mit
- einem optoelektronischen Halbleiterchip (10) umfassend ein strahlungsdurchlässiges Aufwachssubstrat (1) und
zumindest eine aktive Schicht (2), die epitaktisch auf dem Aufwachssubstrat (1) abgeschieden ist,
- einem Gehäusekörper (20), der mit einem elektrisch
isolierenden Gehäusematerial (21) gebildet ist, und
- einer elektrisch leitenden Verbindung (3) , die mit einem elektrisch leitenden Material gebildet ist,
wobei
- der Gehäusekörper (20) zumindest stellenweise zwischen
einer Seitenfläche (11) des Aufwachssubstrats (1) und der elektrisch leitenden Verbindung (3) angeordnet ist,
- der Gehäusekörper (20) die Seitenfläche (11) des
Aufwachssubstrats (1) vollständig bedeckt,
- der Gehäusekörper (20) auf einer Fläche (12), die der
Seitenfläche (11) des Aufwachssubstrats (1) abgewandt ist, Spuren eines Materialabtrags (13) oder Spuren eines Formwerkzeugs (26) aufweist,
- die elektrisch leitende Verbindung (3) die Fläche (12) des
Gehäusekörpers (20) bedeckt und
- die elektrisch leitende Verbindung (3) zur elektrischen
Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips (10) vorgesehen ist.
2. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem auf einer der aktiven Schicht (2) abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips (10) eine elektrisch leitende Schicht (7) angeordnet ist, wobei - die elektrisch leitende Schicht (7) zur Vermeidung von Kurzschlüssen nicht durchgehend ausgebildet ist sondern in zumindest zwei voneinander separierte Kontaktbereiche unterteilt ist, die zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterchips (10) dienen,
- die elektrisch leitende Schicht (7) mit der elektrisch
leitenden Verbindung (3) elektrisch leitend verbunden ist,
- die Kontaktbereiche für den Betrieb von einer der aktiven Schicht (2) abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips (10) her kontaktiert werden können.
Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem ein Mindestabstand (30) von mindestens 20 μιη zwischen der Fläche (12) des Gehäusekörpers (20) und der Seitenfläche (11) des Aufwachssubstrats (1) vorhanden ist .
Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch leitende Verbindung (3) mit der Fläche (12) des Gehäusekörpers (20) in direktem Kontakt steht.
Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem eine der aktiven Schicht (2) abgewandte Rückseite (14) des strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrats (1) vollständig durch den Gehäusekörper (20) bedeckt ist.
6. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Spiegelschicht (5) zwischen dem
strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat (1) und dem Gehäusekörper (20) angeordnet ist, wobei die
Spiegelschicht (5) die Seitenfläche (11) und/oder die Rückseite (14) des strahlungsdurchlässigen
Aufwachssubstrats (1) zumindest stellenweise bedeckt.
7. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das elektrisch isolierende Gehäusematerial (21) für die elektromagnetische Strahlung
strahlungsabsorbierend ausgebildet ist.
8. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das elektrisch isolierende Gehäusematerial (21) ein Matrixmaterial (22) umfasst, wobei
lichtreflektierende und/oder lichtstreuende Partikel (23) in das Matrixmaterial (22) eingebracht sind, so dass das Gehäusematerial (21) weiß erscheint.
9. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das elektrisch isolierende Gehäusematerial (21) strahlungsdurchlässig ausgebildet ist.
10. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem von einer dem Aufwachssubstrat (1) abgewandten Seite der aktiven Schicht (2) ein Konversionselement (6) zumindest stellenweise auf der aktiven Schicht (2) und der elektrisch leitenden Verbindung (3) angeordnet ist.
11. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die elektrisch leitende Schicht (7) als eine vorgefertigte strukturierte Metallfolie (8) ausgebildet ist .
12. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit zumindest zwei der optoelektronischen Halbleiterchips (10), die auf der elektrisch leitenden Schicht (7) zueinander benachbart angeordnet sind.
13. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach Anspruch 12,
bei dem die elektrisch leitende Verbindung (3) mit der elektrisch leitenden Schicht (7) zumindest stellenweise in direktem Kontakt steht und die elektrisch leitende Verbindung (3) schaltet die zumindest zwei
optoelektronischen Halbleiterchips (10) in Reihe.
14. Oberflächenmontierbares optoelektronisches
Halbleiterbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch leitende Verbindung (3) und/oder das Konversionselement (6) an einer der Seitenfläche (11) des Aufwachssubstrats (1) abgewandten Fläche zumindest stellenweise Spuren eines Vereinzelungsprozesses (15) aufweist.
Verfahren zur Herstellung zumindest eines
oberflächenmontierbaren optoelektronischen
Halbleiterbauteils (100) mit folgenden Schritten:
A) Bereitstellen von zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips (10) mit jeweils einem
strahlungsdurchlässigen Aufwachssubstrat (1) und einer aktiven Schicht (2), die epitaktisch auf dem
Aufwachssubstrat (1) abgeschieden ist,
Umformen der optoelektronischen Halbleiterchips (10) mit einem elektrisch isolierenden Gehäusematerial (21), derart, dass alle Seitenflächen (11) der
Aufwachssubstrate (1) der optoelektronischen
Halbleiterchips (10) vollständig von dem Gehäusematerial (21) bedeckt werden,
Anordnen einer elektrisch leitenden Schicht (7) an einer der aktiven Schicht (2) abgewandten Seite des
optoelektronischen Halbleiterchips (10),
Ausbilden einer Ausnehmung (24) zwischen zumindest zwei direkt zueinander benachbarten optoelektronischen
Halbleiterchips (10) mittels eines Materialabtrag oder eines Formwerkzeugs, derart, dass auf einer Fläche (12) des Gehäusekörpers (20), die der Seitenfläche (11) der Aufwachssubstrate (1) abgewandt ist, Spuren des
Materialabtrags (13) oder Spuren des Formwerkzeugs (26) ausgebildet werden,
Verbinden der zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips (10) und der elektrisch leitenden Schicht (7) durch eine elektrisch leitenden Verbindung (3), derart, dass die elektrisch leitende Verbindung (3) die zumindest zwei Halbleiterchips (10) in Reihe verschaltet und die Halbleiterchips (10) zumindest stellenweise mit der elektrisch leitenden Schicht (7) verbunden sind, F) Vereinzeln der oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterbauteile (100) mit wenigstens einem
Halbleiterchip (10) durch die Ausnehmung (24) hindurch.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die elektrisch
leitende Schicht (7) zur Vermeidung von Kurzschlüssen nicht durchgehend ausgebildet ist sondern in zumindest zwei voneinander separierte Kontaktbereiche unterteilt ist, wobei die Kontaktbereiche von der aktiven Schicht (2) abgewandten Seiten des optoelektronischen
Halbleiterchips (10) her kontaktiert werden können.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der
Verfahrensschritt C) nach dem Verfahrensschritt D) erfolgt .
18. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die elektrisch
leitende Schicht (7) statt in dem Verfahrensschritt C) bereits im Verfahrensschritt B) mit dem elektrisch isolierenden Gehäusekörper (21) verbunden wird.
19. Verfahren gemäß Anspruch 15,
wobei das Verfahren zur Herstellung des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen
Halbleiterbauteils (100) gemäß den Ansprüchen 1 bis 14 geeignet ist.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Halbleiterschips (10) im Schritt A auf einer Folie (4) angeordnet sind, die auf dem Aufwachssubstrat (1) abgewandten Seiten der Halbleiterchips (10) angeordnet ist, und die die dem Aufwachssubstrat (1) abgewandten Seiten der Halbleiterchips (10) vor dem
Gehäusematerial (21) schützt.
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