WO2016113314A1 - Verfahren zur herstellung einer mehrzahl von optoelektronischen halbleiterbauelementen und optoelektronisches halbleiterbauelement - Google Patents

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layer sequence
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Definitions

  • the present application relates to a method for
  • One object is to provide a method which is largely independent of the size of the produced
  • Semiconductor devices can be performed in a simple and reliable manner. Furthermore, a should
  • Semiconductor device can be specified, which is characterized by good optoelectronic properties and at the same time is easy to produce.
  • Embodiments and expediencies are the subject of the dependent claims.
  • a method for producing a plurality of optoelectronic semiconductor components is specified.
  • a composite with a semiconductor layer sequence wherein the composite has a plurality of component regions that are mechanically connected to one another.
  • the semiconductor layer sequence for generating and / or for
  • the composite has, for example, a carrier on which the semiconductor layer sequence is arranged.
  • the carrier may be a growth substrate for the particular epitaxial
  • the support may also be from the growth substrate for the
  • the semiconductor layer sequence be different.
  • the semiconductor layer sequence can be structured in a lateral direction, that is to say along a main extension plane of the semiconductor layers of the semiconductor layer sequence,
  • the semiconductor layer sequence may furthermore extend continuously over the plurality of device regions.
  • the semiconductor layer sequence can be structured to define the individual component regions, wherein the semiconductor layer sequence in the vertical direction, ie
  • the individual component regions can be mechanically connected to one another only via the carrier.
  • the method comprises a step in which a plurality of
  • Pads is formed on the semiconductor layer sequence.
  • at least one connection surface is formed on each component region.
  • two connection surfaces are formed on each component region, each of which electrically contacts mutually different semiconductor layers of the semiconductor layer sequence.
  • each component region has exactly two or more than two connection surfaces, which are arranged on the side of the semiconductor layer sequence facing away from the carrier.
  • the method comprises a step in which a molding compound is formed on the semiconductor layer sequence.
  • the molding compound is formed so that it fills the gaps between the pads completely or at least partially.
  • the vertical extent of the applied molding compound may be large compared to the vertical extent of the semiconductor layer sequence.
  • the molding composition is directly adjacent to the connection surfaces, in particular.
  • the molding compound covers the Pads on the semiconductor layer sequence
  • the method comprises a step in which the composite is singulated with the molding compound, wherein a plurality of molded articles, each of which is formed from a component region of the composite, is formed during singulation from the molding compound
  • the moldings are formed when the composite is singulated, so that the side surfaces which bound the shaped body in the lateral direction are used for the singulation process
  • characteristic traces such as traces of mechanical material removal, such as sanding marks or saw marks or traces of material removal by means of coherent radiation, such as laser radiation.
  • the molding compound is thus already applied to the semiconductor layer sequence.
  • the shaped bodies formed by the singulation can be
  • the molding compound can be applied before the semiconductor layer sequence is divided into individual semiconductor bodies.
  • a composite having a semiconductor layer sequence wherein the composite has a plurality of component regions that are mechanically connected to one another.
  • a plurality of connection surfaces is formed on the semiconductor layer sequence, wherein at least one connection surface is formed on each component region.
  • On the Semiconductor layer sequence is formed a molding compound, wherein the molding compound, the spaces between the
  • Pads fills.
  • the composite with the molding compound is isolated, wherein a plurality of moldings is formed when singulated from the molding compound, each of which emerges from a component region of the composite
  • Semiconductor bodies done. In other words, forming the semiconductor bodies from the
  • the method comprises a step in which a growth substrate for the semiconductor layer sequence is removed.
  • the growth substrate is removed after the molding compound has been formed on the semiconductor layer sequence.
  • Molding material thus serves to mechanically stabilize the semiconductor layer sequence, so that the growth substrate is no longer required for this purpose.
  • the growth substrate remains on the semiconductor layer sequence.
  • the growth substrate may be removed before the composite is singulated.
  • the growth substrate itself therefore does not have to be severed during singulation and can, for example, be used again as a growth substrate in a subsequent production cycle.
  • the method comprises a step, in which the semiconductor bodies and the moldings after the singulation of the composite for
  • Forming material to be transformed The separated after separating moldings are thus held together with the further molding material and thus form the further composite.
  • the interspaces between the shaped bodies can be filled in regions or completely.
  • a center distance between adjacent semiconductor bodies is increased between the separation of the composite and the formation of the further composite.
  • the center distance is therefore not or at least not exclusively determined by the distance of the component regions of the composite. This simplifies the production of semiconductor components whose lateral extent is greater, for example at least 10% larger or at least 50% larger than the lateral extent of the semiconductor body along the same direction.
  • the further molding compound for forming the semiconductor components is severed from the further composite.
  • the further shaped body surrounds the shaped body in the lateral direction along the entire
  • the shaped body does not adjoin the side surface of the semiconductor component at any point.
  • connection surfaces are temporarily covered during the manufacturing process, in particular completely covered.
  • connection surfaces can be covered by the molding compound and / or the further molding compound.
  • the further molding compound is formed such that the connection surfaces are completely covered, wherein the connection surfaces are exposed in a further step prior to the severing of the further composite.
  • the exposure by means of a mechanical, in particular full-surface
  • Pads both the molding compound and the further molding compound are removed in places.
  • the molding compound and the further molding compound are simultaneously removed in places.
  • the molding compound is formed so that the connection surfaces are completely covered, the pads are exposed before the further molding compound is applied.
  • the connection surfaces in this case are therefore already accessible on the side of the molding compound facing away from the semiconductor layer sequence.
  • contacts are formed on the further composite, which are each electrically conductively connected to one of the connection surfaces.
  • the contacts are especially for the external
  • each semiconductor device has exactly two or more than two contacts. In particular, all contacts of the
  • Semiconductor device may be arranged.
  • the molding composition and / or the further molding composition are in one
  • a casting process is generally understood to mean a process with which a molding composition is designed according to a predetermined shape and
  • the term "casting method” includes molding, film assisted molding, injection molding, transfer molding, and compression molding at least twice as large vertical extent as the vertical extent of the semiconductor layer sequence can be achieved easily and inexpensively, especially in comparison to a deposition method such as a CVD method or a PVD method.
  • the singulation of the composite takes place by means of coherent radiation, in particular laser radiation. It has been found that in such a singling, the mechanical stress on an interface of the molding compound facing the semiconductor layer sequence is reduced, in particular in comparison to a mechanical singulation method. As a result, the risk of detachment of the molding compound from the
  • Semiconductor layer sequence can be reduced.
  • an optoelectronic semiconductor component is specified.
  • the semiconductor component has one for generating and / or for receiving radiation
  • Radiation passage area and at least one
  • Semiconductor body is arranged.
  • the semiconductor component has a shaped body which is arranged on the side of the semiconductor body which is remote from the radiation passage area.
  • the shaped body adjoins the semiconductor body and the connection area.
  • the side surfaces of the shaped body adjoins the semiconductor body and the connection area.
  • Semiconductor bodies are in particular free of material of the shaped body. According to at least one embodiment of the
  • semiconductor component the semiconductor device on a further molded body, which is a semiconductor device in a parallel to the radiation exit surface extending lateral direction limiting side surface of
  • the further shaped body is adjacent in places to the shaped body and to the
  • the semiconductor component has one for generating and / or for receiving radiation
  • Radiation passage area and at least one
  • the semiconductor device is arranged.
  • the semiconductor device further comprises a molded body based on the
  • Semiconductor body is arranged and at the
  • the semiconductor device further has another
  • Semiconductor component forms and in places adjacent to the shaped body and to the semiconductor body.
  • the molded body and the further molded body can one
  • the optoelectronic semiconductor component can be designed as a surface-mountable device (smd).
  • an expansion of the shaped body is at most 20 ⁇ m larger than an extension of the semiconductor body.
  • the expansion of the shaped body along this lateral direction may also be less than or equal to
  • the lateral extent of the shaped body can be at least two
  • the shaped body and the semiconductor body can be flush at least in a lateral direction.
  • flush here also includes production-related
  • Deviations that may be caused for example by a different material removal during the separation process may be caused for example by a different material removal during the separation process.
  • the separation process may be caused for example by a different material removal during the separation process.
  • the shaped body and the semiconductor body may terminate flush on at least two side surfaces of the semiconductor body or also along the entire circumference of the semiconductor body.
  • Such a semiconductor component can be produced in a simple manner by a method in which a molding compound is applied to the molding even before a singulation takes place in the semiconductor body.
  • the molded body and / or the further shaped body impermeable to the radiation produced or to be received in the semiconductor body during operation.
  • the shaped body and the further shaped body can be radiopaque.
  • the shaped body and the further shaped body may continue to be different from one another with respect to the material.
  • the semiconductor component has a contact on a rear side of the further molded body which is remote from the radiation passage area and which makes contact with the
  • the contact overlaps in plan view of the semiconductor device with the molded body and with the further molded body.
  • the contact can therefore the semiconductor body in the lateral direction at least
  • an electronic component is embedded in the further molded body.
  • the further shaped body locally adjoins directly to the electronic component.
  • the electronic component is an ESD protection diode.
  • the semiconductor device may have one in the
  • Semiconductor device integrated ESD protection or have other electronic functionality.
  • that is electronic component connected by means of the contact electrically parallel to the semiconductor body.
  • FIGS 1A to IG an embodiment of a
  • FIGS. 2A to 2C show a further exemplary embodiment of a method for the production of
  • FIGS. 3A and 3B each show an exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component in a schematic sectional view (FIG. 3A).
  • FIGS. 1A to 1C show an exemplary embodiment of a method for producing optoelectronic
  • a composite 30 is provided.
  • the composite 30 has a semiconductor layer sequence 20.
  • the semiconductor layer sequence 20 is on a support
  • Growth substrate 29 is formed. The one shown in Figure 1A.
  • Section has two component areas 3, the
  • Semiconductor layer sequence 20 may be as in FIG. 1A
  • Component regions 3 be laterally structured.
  • Semiconductor layer sequence 20 is a plurality of
  • connection surfaces 4 arranged.
  • the pads have in each case a connection layer 41 and a further connection layer 42.
  • the connection layer 41 is
  • connection layer 42 can, for example, for at least partially reinforcing means of a
  • connection layer 41 galvanic deposition on the connection layer 41 are formed.
  • the component regions 3 each have two connection surfaces 4.
  • a component area 3 can also only one
  • the semiconductor layer sequence 20 can be used for electrical
  • Contacting each other different semiconductor layers of the semiconductor layer sequence 20 may be structured so that in later operation when applying an electrical voltage between two pads of a device region 3 charge carriers from opposite sides in a to
  • a molding compound 50 is formed.
  • the molding compound 50 completely covers the connection surfaces 4 on the side facing away from the semiconductor layer sequence 20.
  • the molding compound 50 is on the growth substrate 29th
  • the molding material 50 may be applied for example by means of a casting ⁇ procedure.
  • the molding compound 50 in particular fills the gaps 45 between adjacent ones
  • Pads 4 and adjacent to the pads 4 at least partially directly.
  • Semiconductor layer sequence may be applied.
  • the composite After removal of the growth substrate, the composite can be singulated as shown in FIG.
  • the semiconductor layer sequence 20 and the molding compound 50 are severed, whereby individual semiconductor body 2 and mold 5 are formed.
  • the semiconductor layer sequence 20 preferably extends continuously over the component regions 3 immediately before the singulation of the composite, so that the semiconductor bodies 2 do not form until the singulation. A high-precision adjustment of the singulation paths relative to already predefined before the singulation semiconductor bodies is therefore not required.
  • the singulation is done by means of coherent
  • Radiation for example by means of laser radiation. It has
  • coherent radiation is particularly suitable for singling, since this compares the mechanical stress of the composite occurring during singulation reduced to a mechanical separation process. Thus, the risk of delamination of the molding compound from the semiconductor layer sequence during singulation can be reduced. Alternatively, however, a mechanical
  • the semiconductor layer sequence 20 and the molding compound 50 are in singling the composite 30 in particular in a
  • Extension of the shaped body to be smaller than the lateral extent of the associated semiconductor body, in particular along the entire circumference of the semiconductor body.
  • the molding compound can be removed less strongly in the lateral direction than the material of
  • the molding compound can project over the semiconductor body in a lateral direction in places or along the entire circumference, but expediently by at most 20 ⁇ m.
  • the shaped bodies 5 and the associated semiconductor bodies 2 can also terminate flush exactly or almost exactly, for example with a deviation of at most 2 ⁇ m.
  • Each shaped body 5 is assigned a semiconductor body 2.
  • Semiconductor layer sequence may optionally, as shown in Figure IC, a structuring 27 for improved
  • Radiation coupling or radiation decoupling are formed.
  • Semiconductor device forms a housing part, that is already applied to the semiconductor layer sequence 20.
  • molding compound can thus already serve to mechanically stabilize the composite in semiconductor bodies.
  • the reliability of the manufacturing process can be increased.
  • any two sub-regions of the semiconductor layer sequence 20 are located during the unification of the composite-apart from changes in length due to thermal expansion
  • Shaped bodies 5 are formed to form a further composite 35 with a further molding compound 550 (FIG. 1D).
  • a center distance 25 between adjacent semiconductor bodies 2 can be increased by an expansion factor.
  • the expansion factor can be selected within wide limits. The larger the expansion factor, the larger are the subsequently produced semiconductor components in their lateral extent relative to the lateral one Expansion of the semiconductor body 2. For example, the expansion factor is between 1.1 and
  • the moldings 5 can be arranged, for example, on a stretchable auxiliary carrier, which is expanded prior to the application of the further molding compound (for simplified
  • the additional molding compound 550 fills in particular the
  • the further molding compound 550 is applied in such a way that it covers the molded bodies 5 on the side of the molded bodies 5 facing away from the semiconductor bodies 2.
  • remote side of the semiconductor body 2 remains free of the further molding compound.
  • connection surfaces 4 can be of the
  • Molding compound 50 but also already exposed before the additional molding compound 550 is applied. In a further step, if necessary, only the further molding material removed to be freed from the molding compound 50
  • connection surfaces 4 are preferably carried out by a full surface material removal, for example in a mechanical process, such as by grinding.
  • contacts 6 are formed on the further composite, which are each electrically conductively connected to one of the pads 4.
  • the contacts 6 are arranged symmetrically with respect to the semiconductor bodies 2.
  • an asymmetrical arrangement of the contacts relative to the semiconductor bodies 2 is also conceivable.
  • the further composite 35 is singulated into the semiconductor components 1.
  • the additional molding compound 550 in the vertical direction is singulated into the semiconductor components 1.
  • each semiconductor device 1 has a further molded body 55, which emerges from the further molding compound 550.
  • the resulting during cutting surfaces form the side surfaces 15 of the isolated
  • the side surfaces 15 can therefore be characteristic of the severing process
  • saw marks or grinding marks or traces of material removal by means of coherent radiation For example, saw marks or grinding marks or traces of material removal by means of coherent radiation.
  • an optical element or a plurality of optical elements can each be applied to the semiconductor components 1.
  • the optical element can be provided for shaping the spatial and / or the spectral emission characteristic.
  • the optical element for complete or partial radiation conversion of the radiation generated in the semiconductor body 2 is provided.
  • the optical elements when applied to the further composite 35 can be present in an optical composite from which the optical elements emerge when the further composite is severed.
  • the severing of the optical composite and the further molding compound can be carried out in particular in a common step.
  • the optical elements when applied to the further composite 35 can be present in an optical composite from which the optical elements emerge when the further composite is severed.
  • FIGS. 2A to 2C A further exemplary embodiment of a method for producing optoelectronic semiconductor components is shown in FIGS. 2A to 2C. Here corresponds to the in
  • FIG. 2A shows the intermediate stage of the previous stage described with reference to FIG. 1B
  • Embodiment In contrast to the above-described embodiment, the molding compound 50 are thinned and the contacts 6 applied before a singulation of the composite 30 takes place. This is shown in FIG. 2B.
  • the composite is singulated into a plurality of semiconductor components 1 (FIG. 2C).
  • FIG. 2C corresponds to the center distance of the resulting in the singling semiconductor body 2 of
  • Semiconductor components is therefore equal to or at most slightly larger than the extent of the semiconductor body along the same lateral direction.
  • Such Semiconductor devices with packaged semiconductor bodies, wherein the semiconductor components have substantially the size of the semiconductor body are also referred to as CSP (chip size package) components.
  • the method described results in a universal process chain which, independently of the lateral extent of the resulting semiconductor components, uses substantially the same characteristic process steps relative to the lateral extent of the semiconductor bodies.
  • the center spacing of adjacent semiconductor bodies may or may not be increased by an expansion factor during manufacture.
  • the semiconductor bodies 2 already provided with the molding compound 50 can be subjected to a binning process, in particular before the further composite 35 is formed. For example, it can be ensured that all semiconductor bodies 2 in the further composite 35 of a predetermined spectral
  • Optoelectronic semiconductor component 1 has a semiconductor body 2 provided for generating and / or receiving radiation and a radiation passage area 10.
  • the semiconductor device has on the
  • Semiconductor body is further arranged a shaped body 5, which is adjacent to the semiconductor body 2 and to the pads 4.
  • the semiconductor component further has a further shaped body 55, which has a lateral surface 15 of the semiconductor device which delimits the semiconductor component in the lateral direction
  • the further molded body is adjacent in places to the molded body 5 and to the semiconductor body 2.
  • the further shaped body 55 rotates around the shaped body 5 along the entire circumference of the body
  • Shaped body 5 thus at no point on the side surface of the semiconductor device 1 out.
  • the semiconductor device 1 is as a
  • semiconductor device 1 may also have only one contact or more than two contacts on the rear side.
  • the semiconductor device 1 further comprises an optical element 8.
  • the optical element such as in the form of a lens, serves for radiation shaping.
  • Radiation conversion serve to be generated in the semiconductor body 2 and / or radiation to be received.
  • the optical element 8 and the further shaped body 55 can be flush in the lateral direction.
  • the manufacture of the optoelectronic semiconductor component 1 is thereby simplified.
  • An optical path between the semiconductor body 2 and the radiation passage area 10 of the semiconductor component 1 is free of material of the molded body 5 and of the further molded body 55.
  • the molded body 5 and the further molded body 55 can therefore be impermeable to the radiation generated or to be received in the semiconductor body during operation.
  • the shaped body and / or the further shaped body can be designed to be reflective for the radiation, for example with a reflectivity of at least 60%.
  • the shaped body and / or the further shaped body contain the reflectivity-increasing particles, for example
  • the shaped body 5 and the semiconductor body 2 terminate flush in the lateral direction, in particular along the entire circumference of the semiconductor body 2.
  • the shaped body 5 can also be smaller than the semiconductor body 2 or project slightly beyond the semiconductor body, for example by at most 20 ⁇ m.
  • the contacts 6 overlap with the molded body 5 and the further molded body 55.
  • the contacts 6 may protrude above the semiconductor body 2 in particular in a lateral direction.
  • Semiconductor device 1 takes place from the rear side 19 by means of the contacts 6, which are connected via the connection surfaces 4 with the semiconductor body 2. For the electrical contacting of the semiconductor body 2 so no
  • shading elements on the radiation passage area 10 required. In a designed as a surface emitter semiconductor device 1 could such shading Elements lead to impairment of the emission. Furthermore, for the electrical contacting of the semiconductor body 2 with the contacts 6 of the semiconductor device no
  • FIG. 3B shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a semiconductor component 1. This further embodiment can in
  • the semiconductor component 1 has an electronic component 7, which in the other
  • Molded body 55 is embedded.
  • the electronic component 7 is an ESD protection element
  • FIG. 3B shows, by means of the described
  • Semiconductor devices 1 are produced in which the semiconductor body 2 is not arranged centrally in the semiconductor device 1 with respect to the lateral direction.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (1) angegeben, wobei das Verfahren die Schritte umfasst : a) Bereitstellen eines Verbunds (3) mit einer Halbleiterschichtenfolge (20), wobei der Verbund eine Mehrzahl von mechanisch miteinander verbundenen Bauelementbereichen (3) aufweist; b) Ausbilden einer Mehrzahl von Anschlussflächen (4) auf der Halbleiterschichtenfolge, wobei auf jedem Bauelementbereich zumindest eine Anschlussfläche ausgebildet wird; c) Ausbilden einer Formmasse (50) auf der Halbleiterschichtenfolge, wobei die Formmasse die Zwischenräume (45) zwischen den Anschlussflächen füllt; d) Vereinzeln des Verbunds mit der Formmasse, wobei beim Vereinzeln aus der Formmasse eine Mehrzahl von Formkörpern (5) gebildet wird, denen jeweils ein aus einem Bauelementbereich des Verbunds hervorgehender Halb leiterkörper (2) zugeordnet ist. Weiterhin wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen und
optoelektronisches Halbleiterbauelement
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen sowie ein optoelektronisches Halbleiterbauelement.
Bei optoelektronischen Halbleiterbauelementen, beispielsweise bei Leuchtdioden, finden oftmals abhängig von der Größe der herzustellenden Halbleiterbauelemente verschiedene
Herstellungsschritte Anwendung, insbesondere für die
Ausbildung der Gehäuse. Dies erhöht insgesamt die Komplexität der Herstellungsverfahren und den hierfür erforderlichen Aufwand .
Eine Aufgabe ist es, ein Verfahren anzugeben, das weitgehend unabhängig von der Größe der herzustellenden
Halbleiterbauelemente auf einfache und zuverlässige Weise durchgeführt werden kann. Weiterhin soll ein
Halbleiterbauelement angegeben werden, das sich durch gute optoelektronische Eigenschaften auszeichnet und gleichzeitig einfach herstellbar ist.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein Verfahren beziehungsweise ein optoelektronisches Halbleiterbauelement gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere
Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Verbund mit einer Halbleiterschichtenfolge bereitgestellt, wobei der Verbund eine Mehrzahl von mechanisch miteinander verbundenen Bauelementbereichen aufweist. Beispielsweise ist die Halbleiterschichtenfolge zur Erzeugung und/oder zum
Empfangen von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen, etwa im sichtbaren, infraroten oder ultravioletten
Spektralbereich .
Der Verbund weist beispielsweise einen Träger auf, auf dem die Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist. Der Träger kann ein Aufwachssubstrat für die insbesondere epitaktische
Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge sein. Alternativ kann der Träger auch von dem Aufwachssubstrat für die
Halbleiterschichtenfolge verschieden sein. Die Halbleiterschichtenfolge kann in lateraler Richtung, also entlang einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge, strukturiert sein,
beispielsweise für die nachfolgende elektrische Kontaktierung einer oder mehrerer Halbleiterschichten der
Halbleiterschichtenfolge.
Die Halbleiterschichtenfolge kann sich weiterhin durchgängig über die Mehrzahl von Bauelementbereichen erstrecken.
Alternativ kann die Halbleiterschichtenfolge zur Definition der einzelnen Bauelementbereiche strukturiert sein, wobei die Halbleiterschichtenfolge in vertikaler Richtung, also
senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge teilweise oder vollständig durchtrennt sein kann. Insbesondere können die einzelnen Bauelementbereiche lediglich über den Träger mechanisch miteinander verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Mehrzahl von
Anschlussflächen auf der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet wird. Insbesondere wird auf jedem Bauelementbereich zumindest eine Anschlussfläche ausgebildet. Vorzugsweise werden auf jedem Bauelementbereich zwei Anschlussflächen ausgebildet, die jeweils voneinander verschiedene Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge elektrisch kontaktieren.
Beispielsweise weist jeder Bauelementbereich genau zwei oder mehr als zwei Anschlussflächen auf, die auf der dem Träger abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge angeordnet sind .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Formmasse auf der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet wird. Insbesondere wird die Formmasse so ausgebildet, dass sie die Zwischenräume zwischen den Anschlussflächen vollständig oder zumindest teilweise füllt. Die vertikale Ausdehnung der aufgebrachten Formmasse kann groß gegenüber der vertikalen Ausdehnung der Halbleiterschichtenfolge sein. Beispielsweise ist die
vertikale Ausdehnung der aufgebrachten Formmasse mindestens doppelt so groß wie die vertikale Ausdehnung der
Halbleiterschichtenfolge. Eine mechanische Stabilisierung der Halbleiterschichtenfolge mittels der Formmasse wird so vereinfacht .
Die Formmasse grenzt insbesondere an die Anschlussflächen unmittelbar an. Zum Beispiel überdeckt die Formmasse die Anschlussflächen auf der der Halbleiterschichtenfolge
abgewandten Seite vollständig oder zumindest bereichsweise.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem der Verbund mit der Formmasse vereinzelt wird, wobei beim Vereinzeln aus der Formmasse eine Mehrzahl von Formkörpern gebildet wird, denen jeweils ein aus einem Bauelementbereich des Verbunds
hervorgehender Halbleiterkörper zugeordnet ist.
Die Formkörper entstehen also beim Vereinzeln des Verbunds, sodass die Seitenflächen, die den Formkörper in lateraler Richtung begrenzen, für das Vereinzelungsverfahren
charakteristische Spuren aufweisen können, beispielsweise Spuren eines mechanischen Materialabtrags, etwa Schleifspuren oder Sägespuren oder Spuren eines Materialabtrags mittels kohärenter Strahlung, beispielsweise Laserstrahlung.
Im Zeitpunkt des Vereinzeins des Verbunds ist die Formmasse also bereits auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Die durch das Vereinzeln gebildeten Formkörper können
Gehäusekörper für die Halbleiterkörper oder Teilbereiche von Gehäusekörpern bilden. Insbesondere kann die Formmasse aufgebracht werden, bevor die Halbleiterschichtenfolge in einzelne Halbleiterkörper zerteilt wird.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Verbund mit einer Halbleiterschichtenfolge bereitgestellt, wobei der Verbund eine Mehrzahl von mechanisch miteinander verbundenen Bauelementbereichen aufweist. Eine Mehrzahl von Anschlussflächen wird auf der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet, wobei auf jedem Bauelementbereich zumindest eine Anschlussfläche ausgebildet wird. Auf der Halbleiterschichtenfolge wird eine Formmasse ausgebildet, wobei die Formmasse die Zwischenräume zwischen den
Anschlussflächen füllt. Der Verbund mit der Formmasse wird vereinzelt, wobei beim Vereinzeln aus der Formmasse eine Mehrzahl von Formkörpern gebildet wird, denen jeweils ein aus einem Bauelementbereich des Verbunds hervorgehender
Halbleiterkörper zugeordnet ist.
Die laterale Ausdehnung der Formkörper wird also beim
Vereinzeln des Verbunds festgelegt und ist so auf einfache und zuverlässige Weise an die Größe der Bauelementbereiche des Verbunds anpassbar. Insbesondere kann sich die
Halbleiterschichtenfolge beim Vereinzeln des Verbunds
durchgängig über die Bauelementbereiche erstrecken. Beim Vereinzeln muss also keine hochpräzise Justage der
Vereinzelungsbahnen relativ zu bereits vordefinierten
Halbleiterkörpern erfolgen. Mit anderen Worten können das Ausbilden der Halbleiterkörper aus der
Halbleiterschichtenfolge und das Vereinzeln des Verbunds mit der Formmasse in einem gemeinsamen Herstellungsschritt erfolgen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge entfernt wird. Insbesondere wird das Aufwachssubstrat entfernt, nachdem die Formmasse auf der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet worden ist. Die
Formmasse dient also der mechanischen Stabilisierung der Halbleiterschichtenfolge, sodass das Aufwachssubstrat hierfür nicht mehr erforderlich ist. Alternativ ist denkbar, dass das Aufwachssubstrat an der Halbleiterschichtenfolge verbleibt. Insbesondere kann das Aufwachsubstrat entfernt werden, bevor der Verbund vereinzelt wird. Das Aufwachssubstrat selbst muss beim Vereinzeln also nicht durchtrennt werden und kann beispielsweise in einem nachfolgenden Herstellungszyklus erneut als Aufwachssubstrat verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem die Halbleiterkörper und die Formkörper nach dem Vereinzeln des Verbunds zur
Ausbildung eines weiteren Verbunds mit einer weiteren
Formmasse umformt werden. Die nach dem Vereinzeln voneinander getrennten Formkörper werden also mit der weiteren Formmasse zusammengehalten und bilden so den weiteren Verbund.
Insbesondere können beim Ausbilden des weiteren Verbunds die Zwischenräume zwischen den Formkörpern bereichsweise oder vollständig gefüllt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zwischen dem Vereinzeln des Verbunds und dem Ausbilden des weiteren Verbunds ein Mittenabstand zwischen benachbarten Halbleiterkörpern vergrößert. Der Mittenabstand wird also nicht oder zumindest nicht ausschließlich über den Abstand der Bauelementbereiche des Verbunds vorgegeben. Dadurch wird die Herstellung von Halbleiterbauelementen vereinfacht, deren laterale Ausdehnung größer, beispielsweise um mindestens 10 % größer oder um mindestens 50 % größer ist als die laterale Ausdehnung des Halbleiterkörpers entlang derselben Richtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die weitere Formmasse zum Ausbilden der Halbleiterbauelemente aus dem weiteren Verbund durchtrennt. Durch das Durchtrennen der weiteren Formmasse entstehen also die einzelnen
optoelektronischen Halbleiterbauelemente. Die beim Durchtrennen entstehenden weiteren Formkörper der Halbleiterbauelemente bilden jeweils die das
Halbleiterbauelement in laterale Richtung begrenzenden
Seitenflächen. Diese Seitenflächen können für das
Durchtrennungsverfahren charakteristische Spuren,
beispielsweise Spuren eines mechanischen Materialabtrags oder Spuren eines Materialabtrags mittels kohärenter Strahlung aufweisen. Beispielsweise umgibt der weitere Formkörper den Formkörper in lateraler Richtung entlang des gesamten
Umfangs . Mit anderen Worten grenzt der Formkörper an keiner Stelle an die Seitenfläche des Halbleiterbauelements an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Anschlussflächen während des Herstellungsverfahrens zeitweise überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt.
Beispielsweise können die Anschlussflächen von der Formmasse und/oder der weiteren Formmasse überdeckt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die weitere Formmasse so ausgebildet, dass die Anschlussflächen vollständig überdeckt sind, wobei die Anschlussflächen vor dem Durchtrennen des weiteren Verbunds in einem weiteren Schritt freigelegt werden. Beispielsweise kann das Freilegen mittels eines mechanischen, insbesondere vollflächigen
Materialabtrags der weiteren Formmasse und/oder der Formmasse erfolgen. Insbesondere können zum Freilegen der
Anschlussflächen sowohl die Formmasse als auch die weitere Formmasse stellenweise abgetragen werden. Beispielsweise werden die Formmasse und die weitere Formmasse gleichzeitig stellenweise abgetragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Formmasse so ausgebildet, dass die Anschlussflächen vollständig überdeckt sind, wobei die Anschlussflächen freigelegt werden, bevor die weitere Formmasse aufgebracht wird. Zum Zeitpunkt des Aufbringens der weiteren Formmasse sind die Anschlussflächen in diesem Fall also auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Formmasse bereits zugänglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden auf dem weiteren Verbund Kontakte ausgebildet, die jeweils mit einer der Anschlussflächen elektrisch leitend verbunden sind. Die Kontakte sind insbesondere für die externe
elektrische Kontaktierung der optoelektronischen
Halbleiterbauelemente vorgesehen. Zweckmäßigerweise weist jedes Halbleiterbauelement genau zwei oder mehr als zwei Kontakte auf. Insbesondere können alle Kontakte der
Halbleiterbauelemente auf derselben Seite des
Halbleiterbauelements angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Formmasse und/oder die weitere Formmasse in einem
Gießverfahren aufgebracht. Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und
erforderlichenfalls ausgehärtet werden kann. Insbesondere umfasst der Begriff „Gießverfahren" Gießen (molding) , Folien assistiertes Gießen (film assisted molding) , Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding) . Durch ein Gießverfahren können auch große vertikale Ausdehnungen, beispielsweise eine mindestens doppelt so große vertikale Ausdehnung wie die vertikale Ausdehnung der Halbleiterschichtenfolge, einfach und kostengünstig erzielt werden, insbesondere im Vergleich zu einem Abscheideverfahren wie einem CVD-Verfahren oder einem PVD-Verfahren .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Vereinzeln des Verbunds mittels kohärenter Strahlung, insbesondere Laserstrahlung. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer solchen Vereinzelung die mechanische Belastung an einer der Halbleiterschichtenfolge zugewandten Grenzfläche der Formmasse verringert ist, insbesondere im Vergleich zu einem mechanischen Vereinzelungsverfahren. Dadurch kann die Gefahr einer Ablösung der Formmasse von der
Halbleiterschichtenfolge reduziert werden.
Weiterhin wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung
vorgesehenen Halbleiterkörper, eine
Strahlungsdurchtrittsfläche und zumindest eine
Anschlussfläche auf, wobei die Anschlussfläche auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen Formkörper auf, der auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des Halbleiterkörpers angeordnet ist.
Insbesondere grenzt der Formkörper an den Halbleiterkörper und an die Anschlussfläche an. Die Seitenflächen des
Halbleiterkörpers sind insbesondere frei von Material des Formkörpers . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen weiteren Formkörper auf, der eine das Halbleiterbauelement in einer parallel zur Strahlungsaustrittsfläche verlaufenden lateralen Richtung begrenzende Seitenfläche des
Halbleiterbauelements bildet. Insbesondere grenzt der weitere Formkörper stellenweise an den Formkörper und an den
Halbleiterkörper an. In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement einen zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung
vorgesehenen Halbleiterkörper, eine
Strahlungsdurchtrittsfläche und zumindest eine
Anschlussfläche auf, wobei die Anschlussfläche auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers angeordnet ist. Das Halbleiterbauelement umfasst weiterhin einen Formkörper, der auf der der
Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers angeordnet ist und der an den
Halbleiterkörper und an die Anschlussfläche angrenzt. Das Halbleiterbauelement weist weiterhin einen weiteren
Formkörper auf, der eine das Halbleiterbauelement in einer parallel zur Strahlungsdurchtrittsfläche verlaufenden
lateralen Richtung begrenzende Seitenfläche des
Halbleiterbauelements bildet und der stellenweise an den Formkörper und an den Halbleiterkörper angrenzt.
Der Formkörper und der weitere Formkörper können einen
Gehäusekörper für den Halbleiterkörper bilden. Insbesondere kann das optoelektronische Halbleiterbauelement als ein oberflächenmontierbares Bauelement (surface mounted device, smd) ausgebildet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist zumindest entlang einer lateralen Richtung eine Ausdehnung des Formkörpers um höchstens 20 ym größer als eine Ausdehnung des Halbleiterkörpers.
Insbesondere kann die Ausdehnung des Formkörpers entlang dieser lateralen Richtung auch kleiner oder gleich der
Ausdehnung des Halbleiterkörpers sein. Insbesondere kann die laterale Ausdehnung des Formkörpers an zumindest zwei
Seitenflächen des Halbleiterkörpers oder auch entlang des gesamten Umfangs des Halbleiterkörpers um höchstens 20 ym größer sein als eine Ausdehnung des Halbleiterkörpers.
Insbesondere können der Formkörper und der Halbleiterkörper zumindest in einer lateralen Richtung bündig abschließen. Der Begriff „bündig" umfasst hierbei auch fertigungsbedingte
Abweichungen, die beispielsweise durch einen unterschiedlich starken Materialabtrag während des Vereinzelungsverfahrens verursacht sein können. Beispielsweise kann der
Materialabtrag bei der Vereinzelung mittels kohärenter
Strahlung in lateraler Richtung für die Formmasse stärker sein als für die Halbleiterschichtenfolge oder umgekehrt. Insbesondere können der Formkörper und der Halbleiterkörper an zumindest zwei Seitenflächen des Halbleiterkörpers oder auch entlang des gesamten Umfangs des Halbleiterkörpers bündig abschließen.
Ein derartiges Halbleiterbauelement ist auf einfache Weise durch ein Verfahren herstellbar, bei dem eine Formmasse für den Formkörper aufgebracht wird, noch bevor eine Vereinzelung in Halbleiterkörper erfolgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind der Formkörper und/oder der weitere Formkörper für die im Halbleiterkörper im Betrieb erzeugte oder zu empfangende Strahlung undurchlässig.
Insbesondere können der Formkörper und der weitere Formkörper strahlungsundurchlässig sein. Der Formkörper und der weitere Formkörper können bezüglich des Materials weiterhin auch voneinander verschieden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement auf einer der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Rückseite des weiteren Formkörpers einen Kontakt auf, der mit der
Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Kontakt in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit dem Formkörper und mit dem weiteren Formkörper überlappt. In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement kann der Kontakt also den Halbleiterkörper in lateraler Richtung zumindest
stellenweise überragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist in den weiteren Formkörper ein elektronisches Bauelement eingebettet. Insbesondere grenzt der weitere Formkörper stellenweise unmittelbar an das elektronische Bauelement an. Beispielsweise kann das
elektronische Bauelement als ein ESD-Schutzelement
ausgebildet sein, das den Halbleiterkörper vor
elektrostatischer Entladung (Electrostatic Discharge, ESD) schützt. Beispielsweise ist das elektronische Bauelement eine ESD-Schutzdiode . Das Halbleiterbauelement kann also einen in das
Halbleiterbauelement integrierten ESD-Schutz oder eine andere elektronische Funktionalität aufweisen. Zum Beispiel ist das elektronische Bauelement mittels des Kontakts elektrisch parallel zum Halbleiterkörper verschaltet.
Das weiter oben beschriebene Verfahren ist zur Herstellung des Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement genannte Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen:
Die Figuren 1A bis IG ein Ausführungsbeispiel für ein
Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten; die Figuren 2A bis 2C ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten; und die Figuren 3A und 3B jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement in schematischer Schnittansicht (Figur 3A)
beziehungsweise in schematischer perspektivischer
Darstellung (Figur 3B) . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können
vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere
Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein . In den Figuren 1A bis IG ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen
Halbleiterbauelementen gezeigt, wobei die Beschreibung anhand eines Ausschnitts erfolgt, aus dem zwei optoelektronische Halbleiterbauelemente bei der Herstellung hervorgehen. Mit dem beschriebenen Verfahren kann eine Vielzahl von
Halbleiterbauelementen gleichzeitig hergestellt werden.
Wie in Figur 1A gezeigt, wird ein Verbund 30 bereitgestellt.
Der Verbund 30 weist eine Halbleiterschichtenfolge 20 auf. Die Halbleiterschichtenfolge 20 ist auf einem Träger
angeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel durch ein
Aufwachssubstrat 29 gebildet ist. Der in Figur 1A gezeigte
Ausschnitt weist zwei Bauelementbereiche 3 auf, die
mechanisch miteinander verbunden sind. Die
Halbleiterschichtenfolge 20 kann sich wie in Figur 1A
dargestellt durchgängig über die Bauelementbereiche 3 erstrecken. Davon abweichend kann die
Halbleiterschichtenfolge aber auch zur Festlegung der
Bauelementbereiche 3 lateral strukturiert sein.
Auf der dem Aufwachssubstrat 29 abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge 20 ist eine Mehrzahl von
Anschlussflächen 4 angeordnet. Die Anschlussflächen weisen jeweils eine Anschlussschicht 41 und eine weitere Anschlussschicht 42 auf. Die Anschlussschicht 41 ist
beispielsweise mittels eines fotolithografischen
Strukturierungsverfahrens in strukturierter Form ausgebildet. Die weitere Anschlussschicht 42 kann beispielsweise zur zumindest bereichsweisen Verstärkung mittels eines
galvanischen Abscheideverfahrens auf der Anschlussschicht 41 ausgebildet werden. Die Bauelementbereiche 3 weisen jeweils zwei Anschlussflächen 4 auf. Ein Bauelementbereich 3 kann aber auch nur eine
Anschlussfläche oder mehr als zwei Anschlussflächen umfassen. Die Halbleiterschichtenfolge 20 kann zur elektrischen
Kontaktierung voneinander verschiedener Halbleiterschichten der Halbleiterschichtenfolge 20 strukturiert sein, sodass im späteren Betrieb bei Anliegen einer elektrischen Spannung zwischen zwei Anschlussflächen eines Bauelementbereichs 3 Ladungsträger von entgegengesetzten Seiten in einen zur
Strahlungserzeugung vorgesehenen aktiven Bereich der
Halbleiterschichtenfolge injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Zur vereinfachten
Darstellung sind die Strukturierung der
Halbleiterschichtenfolge 20 und der Schichtaufbau der
Halbleiterschichtenfolge in den Figuren nicht explizit gezeigt.
Nachfolgend wird, wie in Figur 1B dargestellt, auf der
Halbleiterschichtenfolge 20 eine Formmasse 50 ausgebildet. Die Formmasse 50 überdeckt die Anschlussflächen 4 auf der der Halbleiterschichtenfolge 20 abgewandten Seite vollständig. Die Formmasse 50 wird auf der dem Aufwachssubstrat 29
abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 20
ausgebildet . Die Formmasse 50 kann beispielsweise mittels eines Gie߬ verfahrens aufgebracht werden. Die Formmasse 50 füllt insbesondere die Zwischenräume 45 zwischen benachbarten
Anschlussflächen 4 und grenzt an die Anschlussflächen 4 zumindest bereichsweise unmittelbar an.
Nach dem Aufbringen der Formmasse 50 kann diese die
Halbleiterschichtenfolge 20 mechanisch stabilisieren, sodass das Aufwachssubstrat 29 entfernt werden kann. Dies kann beispielsweise mittels eines Laserliftoff-Verfahrens oder mittels eines mechanischen oder chemischen Verfahrens erfolgen. Zum Zeitpunkt des Entfernens des Aufwachssubstrats kann die Formmasse, die später einen Teil eines Gehäuses des Halbleiterbauelements bildet, also bereits auf die
Halbleiterschichtenfolge aufgebracht sein.
Nach dem Entfernen des Aufwachssubstrats kann der Verbund wie in Figur IC dargestellt vereinzelt werden, wobei beim
Vereinzeln die Halbleiterschichtenfolge 20 und die Formmasse 50 durchtrennt werden, wodurch einzelne Halbleiterkörper 2 und Formkörper 5 entstehen. Vorzugsweise erstreckt sich die Halbleiterschichtenfolge 20 unmittelbar vor dem Vereinzeln des Verbunds durchgängig über die Bauelementbereiche 3, so dass die Halbleiterkörper 2 erst beim Vereinzeln entstehen. Eine hochpräzise Justage der Vereinzelungsbahnen relativ zu bereits vor dem Vereinzeln vordefinierten Halbleiterkörpern ist also nicht erforderlich.
Vorzugsweise erfolgt das Vereinzeln mittels kohärenter
Strahlung, etwa mittels Laserstrahlung. Es hat sich
herausgestellt, dass kohärente Strahlung für die Vereinzelung besonders geeignet ist, da sich dadurch die beim Vereinzeln auftretende mechanische Belastung des Verbunds im Vergleich zu einem mechanischen Vereinzelungsverfahren verringert. So kann die Gefahr einer Delamination der Formmasse von der Halbleiterschichtenfolge während der Vereinzelung verringert werden. Alternativ kann jedoch auch ein mechanisches
Vereinzelungsverfahren Anwendung finden.
Die Halbleiterschichtenfolge 20 und die Formmasse 50 werden beim Vereinzeln des Verbunds 30 insbesondere in einem
gemeinsamen Herstellungsschritt durchtrennt.
Dadurch schließen die entstehenden Halbleiterkörper 2 und die zugehörigen Formkörper 5 bündig ab. Abhängig vom
Vereinzelungsverfahren können die Formkörper in ihrer lateralen Ausdehnung auch kleiner oder größer als die
zugehörigen Formkörper sein. Beispielsweise kann bei einem Vereinzeln mittels kohärenter Strahlung, etwa in einem
Lasertrennverfahren, die Formmasse in lateraler Richtung stärker abgetragen werden als das Material der
Halbleiterschichtenfolge. Dadurch kann die laterale
Ausdehnung des Formkörpers kleiner sein als die laterale Ausdehnung des zugehörigen Halbleiterkörpers, insbesondere entlang des gesamten Umfangs des Halbleiterkörpers.
Alternativ kann die Formmasse in lateraler Richtung weniger stark abgetragen werden als das Material der
Halbleiterschichtenfolge. In diesem Fall kann die Formmasse den Halbleiterkörper in lateraler Richtung stellenweise oder entlang des gesamten Umfangs überragen, zweckmäßigerweise jedoch um höchstens 20 ym.
Bei der Vereinzelung mittels eines mechanischen Verfahrens können die Formkörper 5 und die zugehörigen Halbleiterkörper 2 auch exakt oder nahezu exakt, etwa mit einer Abweichung von höchstens 2 ym, bündig abschließen. Jedem Formkörper 5 ist ein Halbleiterkörper 2 zugeordnet. Auf der der Formmasse 50 abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge kann optional, wie in Figur IC dargestellt, eine Strukturierung 27 zur verbesserten
Strahlungseinkopplung oder Strahlungsauskopplung ausgebildet werden .
Während des Vereinzeins des Verbunds 30 in Halbleiterkörper ist die Formmasse 50, die im fertig gestellten
Halbleiterbauelement einen Gehäuseteil bildet, also bereits auf die Halbleiterschichtenfolge 20 aufgebracht. Die
Formmasse kann also insbesondere bereits beim Vereinzeln des Verbunds in Halbleiterkörper der mechanischen Stabilisierung dienen. Die Zuverlässigkeit des Herstellungsverfahrens kann so erhöht werden. Insbesondere befinden sich zwei beliebige Teilbereiche der Halbleiterschichtenfolge 20 während des Vereinzeins des Verbunds - abgesehen von Längenänderungen aufgrund einer thermischen Ausdehnung bedingt durch
verschiedene Temperaturen zur Durchführung der einzelnen Herstellungsschritte - in demselben Abstand zueinander wie während der epitaktischen Abscheidung.
Die so vereinzelten Halbleiterkörper 2 mit zugeordnetem
Formkörper 5 werden zur Ausbildung eines weiteren Verbunds 35 mit einer weiteren Formmasse 550 umformt (Figur 1D) . Eine
Strahlungsdurchtrittsfläche 10 der Halbleiterkörper 2 bleibt frei von der weiteren Formmasse 550. Vor dem Ausbilden der weiteren Formmasse 550 kann ein Mittenabstand 25 zwischen benachbarten Halbleiterkörpern 2 um einen Expansionsfaktor vergrößert werden. Der Expansionsfaktor ist in weiten Grenzen wählbar. Je größer der Expansionsfaktor ist, desto größer sind die nachfolgend hergestellten Halbleiterbauelemente in ihrer lateralen Ausdehnung bezogen auf die laterale Ausdehnung der Halbleiterkörper 2. Beispielsweise liegt der Expansionsfaktor zwischen einschließlich 1,1 und
einschließlich 5. Für die Vergrößerung des Mittenabstands können die Formkörper 5 beispielsweise auf einem dehnbaren Hilfsträger angeordnet sein, welcher vor dem Aufbringen der weiteren Formmasse expandiert wird (zur vereinfachten
Darstellung nicht gezeigt) .
Die weitere Formmasse 550 füllt insbesondere die
Zwischenräume zwischen benachbarten Formkörpern 5. Weiterhin kann die weitere Formmasse an die Halbleiterkörper 2
angeformt sein, insbesondere an die Seitenflächen der
Halbleiterkörper .
Die weitere Formmasse 550 wird so aufgebracht, dass sie die Formkörper 5 auf der den Halbleiterkörpern 2 abgewandten Seite der Formkörper 5 überdeckt. Die den Formkörpern
abgewandte Seite der Halbleiterkörper 2 bleibt frei von der weiteren Formmasse.
Nachfolgend werden, wie in Figur IE dargestellt, die den Halbleiterkörpern 2 abgewandten Seiten der Anschlussflächen 4 freigelegt, indem die weitere Formmasse 550 und die Formmasse 50 bereichsweise entfernt werden.
Bei dem in Figur IE veranschaulichten Verfahrensschritt erfolgt ein gleichzeitiger Materialabtrag der Formmasse der Formkörper 5 und der weiteren Formmasse 550. Davon abweichend können die Anschlussflächen 4 von der
Formmasse 50 aber auch bereits freigelegt werden, bevor die weitere Formmasse 550 aufgebracht wird. In einem weiteren Schritt kann erforderlichenfalls nur die weitere Formmasse entfernt werden, um die von der Formmasse 50 befreiten
Anschlussflächen von der weiteren Formmasse freizulegen.
Das Freilegen der Anschlussflächen 4 erfolgt vorzugsweise durch einen vollflächigen Materialabtrag, beispielsweise in einem mechanischen Verfahren, etwa mittels Schleifens.
Nachfolgend werden, wie in Figur 1F gezeigt, auf dem weiteren Verbund 35 Kontakte 6 ausgebildet, die jeweils mit einer der Anschlussflächen 4 elektrisch leitend verbunden sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kontakte 6 symmetrisch zu den Halbleiterkörpern 2 angeordnet. Es ist jedoch auch eine asymmetrische Anordnung der Kontakte relativ zu den Halbleiterkörpern 2 denkbar.
In dem in Figur IG dargestellten Schritt wird der weitere Verbund 35 in die Halbleiterbauelemente 1 vereinzelt. Hierbei wird die weitere Formmasse 550 in vertikaler Richtung
vollständig durchtrennt, sodass jedes Halbleiterbauelement 1 einen weiteren Formkörper 55 aufweist, der aus der weiteren Formmasse 550 hervorgeht. Die beim Durchtrennen entstehenden Flächen bilden die Seitenflächen 15 der vereinzelten
Halbleiterbauelemente. Die Seitenflächen 15 können daher für das Durchtrennungsverfahren charakteristische Spuren
aufweisen, beispielsweise Sägespuren oder Schleifspuren oder Spuren eines Materialabtrags mittels kohärenter Strahlung.
Vor dem Durchtrennen des weiteren Verbunds 35 können auf die Halbleiterbauelemente 1 noch jeweils ein optisches Element oder eine Mehrzahl von optischen Elementen aufgebracht werden. Beispielsweise kann das optische Element zur Formung der räumlichen und/oder der spektralen Abstrahlcharakteristik vorgesehen sein. Beispielsweise ist das optische Element zur vollständigen oder teilweisen Strahlungskonversion der im Halbleiterkörper 2 erzeugten Strahlung vorgesehen.
Insbesondere können die optischen Elemente beim Aufbringen auf den weiteren Verbund 35 in einem Optikverbund vorliegen, aus dem die optischen Elemente beim Durchtrennen des weiteren Verbunds hervorgehen. Das Durchtrennen des Optikverbunds und der weiteren Formmasse kann insbesondere in einem gemeinsamen Schritt erfolgen. In diesem Fall können die optischen
Elemente jeweils zumindest stellenweise in lateraler Richtung bündig mit den jeweils zugeordneten weiteren Formkörpern 550 abschließen .
In den Figuren 2A bis 2C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen gezeigt. Hierbei entspricht der in
Figur 2A dargestellte Zwischenschritt dem anhand der Figur 1B beschriebenen Stadium des vorangegangenen
Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Formmasse 50 gedünnt und die Kontakte 6 aufgebracht, bevor eine Vereinzelung des Verbunds 30 erfolgt. Dies ist in Figur 2B dargestellt. Erst
nachfolgend erfolgt eine Vereinzelung des Verbunds in eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen 1 (Figur 2C) . Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht also der Mittenabstand der bei der Vereinzelung entstehenden Halbleiterkörper 2 der
Halbleiterbauelemente 1 dem Abstand, den diese
Halbleiterkörper bereits bei der epitaktischen Abscheidung der Halbleiterschichtenfolge 20 besaßen. Es erfolgt also keine Expansion, was einem Expansionsfaktor von 1 entspricht. Die laterale Ausdehnung der so hergestellten
Halbleiterbauelemente ist also gleich der oder allenfalls geringfügig größer als die Ausdehnung der Halbleiterkörper entlang derselben lateralen Richtung. Derartige Halbleiterbauelemente mit gehäusten Halbleiterkörpern, wobei die Halbleiterbauelemente im Wesentlichen die Größe der Halbleiterkörper aufweisen, werden auch als CSP (chip size package) -Bauelemente bezeichnet.
Mit dem beschriebenen Verfahren ergibt sich eine universelle Prozesskette, welche unabhängig von der lateralen Ausdehnung der entstehenden Halbleiterbauelemente relativ zur lateralen Ausdehnung der Halbleiterkörper im Wesentlichen die gleichen charakteristischen Prozessschritte verwendet. Insbesondere kann der Mittenabstand benachbarter Halbleiterkörper während der Herstellung um einen Expansionsfaktor erhöht werden oder nicht. Zum Beispiel können mittels der weiteren Formmasse auch Halbleiterbauelemente hergestellt werden, die eine lateral deutlich größere Abmessung aufweisen als die
Halbleiterkörper .
Weiterhin können bei dem beschriebenen Verfahren die bereits mit der Formmasse 50 versehenen Halbleiterkörper 2 einem Binning-Verfahren unterzogen werden, insbesondere bevor der weitere Verbund 35 ausgebildet wird. So kann beispielsweise sichergestellt werden, dass alle Halbleiterkörper 2 im weiteren Verbund 35 einer vorgegebenen spektralen
AbstrahlCharakteristik entsprechen .
Ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement ist in Figur 3A gezeigt. Das
optoelektronische Halbleiterbauelement 1 weist einen zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen Halbleiterkörper 2 und eine Strahlungsdurchtrittsfläche 10 auf. Das Halbleiterbauelement weist auf der der
Strahlungsdurchtrittsfläche 10 abgewandten Rückseite 19 zwei Kontakte 6 auf, die jeweils mit einer Anschlussfläche 4 elektrisch leitend verbunden sind. Auf der der
Strahlungsdurchtrittsflache abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers ist weiterhin ein Formkörper 5 angeordnet, der an den Halbleiterkörper 2 und an die Anschlussflächen 4 angrenzt. Das Halbleiterbauelement weist weiterhin einen weiteren Formkörper 55 auf, der eine das Halbleiterbauelement in lateraler Richtung begrenzende Seitenfläche 15 des
Halbleiterbauelements bildet. Der weitere Formkörper grenzt stellenweise an den Formkörper 5 und an den Halbleiterkörper 2 an . Insbesondere umläuft der weitere Formkörper 55 den Formkörper 5 entlang des gesamten Umfangs des
Halbleiterbauelements 1. In lateraler Richtung ragt der
Formkörper 5 also an keiner Stelle an der Seitenfläche des Halbleiterbauelements 1 heraus.
Das Halbleiterbauelement 1 ist als ein
oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement mit zwei
Kontakten 6 an der Rückseite 19 ausgebildet. Das
Halbleiterbauelement 1 kann an der Rückseite jedoch auch nur einen Kontakt oder mehr als zwei Kontakte aufweisen.
Das Halbleiterbauelement 1 weist weiterhin ein optisches Element 8 auf. Beispielsweise dient das optische Element, etwa in Form einer Linse, der Strahlungsformung. Alternativ oder ergänzend kann das optische Element der
Strahlungskonversion der im Halbleiterkörper 2 zu erzeugenden und/oder zu empfangenden Strahlung dienen.
Insbesondere können das optische Element 8 und der weitere Formkörper 55 in lateraler Richtung bündig abschließen. Die Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 wird dadurch vereinfacht. Ein Strahlengang zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der Strahlungsdurchtrittsflache 10 des Halbleiterbauelements 1 ist frei von Material des Formkörpers 5 und des weiteren Formkörpers 55. Der Formkörper 5 und der weitere Formkörper 55 können daher für die im Halbleiterkörper im Betrieb erzeugte oder zu empfangende Strahlung undurchlässig sein. Beispielsweise können der Formkörper und/oder der weitere Formkörper für die Strahlung reflektierend ausgebildet sein, beispielsweise mit einer Reflektivität von mindestens 60 %. Zum Beispiel enthalten der Formkörper und/oder der weitere Formkörper die Reflektivität steigernde Partikel, etwa
Weißpigmente .
Der Formkörper 5 und der Halbleiterkörper 2 schließen in lateraler Richtung bündig ab, insbesondere entlang des gesamten Umfangs des Halbleiterkörpers 2. Der Formkörper 5 kann jedoch auch kleiner als der Halbleiterkörper 2 sein oder den Halbleiterkörper geringfügig, beispielsweise um höchstens 20 ym, überragen.
In Draufsicht auf das Halbleiterbauelement 1 überlappen die Kontakte 6 mit dem Formkörper 5 und dem weiteren Formkörper 55. Die Kontakte 6 können insbesondere in lateraler Richtung über den Halbleiterkörper 2 hinausragen.
Die externe elektrische Kontaktierung des
Halbleiterbauelements 1 erfolgt von der Rückseite 19 her mittels der Kontakte 6, die über die Anschlussflächen 4 mit dem Halbleiterkörper 2 verbunden sind. Für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 sind also keine
abschattenden Elemente auf der Strahlungsdurchtrittsfläche 10 erforderlich. Bei einem als Oberflächenemitter ausgebildeten Halbleiterbauelement 1 könnten derartige abschattende Elemente zur Beeinträchtigung der Emission führen. Weiterhin ist für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers 2 mit den Kontakten 6 des Halbleiterbauelements keine
Drahtbondverbindung erforderlich. Somit entsteht kein Verlust von aktiver Fläche des Halbleiterkörpers 2 für die
Ausgestaltung eines Bondpads .
In Figur 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Dieses weitere Ausführungsbeispiel kann im
Wesentlichen dem im Zusammenhang mit Figur 3A beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechen.
Im Unterschied hierzu weist das Halbleiterbauelement 1 ein elektronisches Bauelement 7 auf, das in den weiteren
Formkörper 55 eingebettet ist. Beispielsweise ist das elektronische Bauelement 7 als ein ESD-Schutzelement
ausgebildet, das über die Kontakte 6 mit dem Halbleiterkörper 2 parallel verschaltet ist. Für die Verschaltung des
elektronischen Bauelements mit dem Halbleiterkörper ist also kein zusätzlicher Herstellungsschritt erforderlich.
Wie Figur 3B zeigt, können mittels des beschriebenen
Verfahrens auf einfache und zuverlässige Weise auch
Halbleiterbauelemente 1 hergestellt werden, bei denen der Halbleiterkörper 2 bezogen auf die laterale Richtung nicht mittig im Halbleiterbauelement 1 angeordnet ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 100 575.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst explizit in den
Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauelementen (1) mit den
Schritten:
a) Bereitstellen eines Verbunds (3) mit einer
Halbleiterschichtenfolge (20), wobei der Verbund eine
Mehrzahl von mechanisch miteinander verbundenen
Bauelementbereichen (3) aufweist;
b) Ausbilden einer Mehrzahl von Anschlussflächen (4) auf der Halbleiterschichtenfolge, wobei auf jedem
Bauelementbereich zumindest eine Anschlussfläche ausgebildet wird;
c) Ausbilden einer Formmasse (50) auf der
Halbleiterschichtenfolge, wobei die Formmasse die
Zwischenräume (45) zwischen den Anschlussflächen füllt;
d) Vereinzeln des Verbunds mit der Formmasse, wobei beim Vereinzeln aus der Formmasse eine Mehrzahl von Formkörpern (5) gebildet wird, denen jeweils ein aus einem
Bauelementbereich des Verbunds hervorgehender
Halbleiterkörper (2) zugeordnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem ein Aufwachssubstrat (29) für die
Halbleiterschichtenfolge nach Schritt c) entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem die Halbleiterkörper und die Formkörper nach Schritt d) zur Ausbildung eines weiteren Verbunds (35) mit einer weiteren Formmasse (550) umformt werden, wobei die weitere Formmasse so ausgebildet wird, dass die Anschlussflächen vollständig überdeckt sind, und die Anschlussflächen vor dem Durchtrennen des weiteren Verbunds in einem weiteren Schritt freigelegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
bei dem zwischen Schritt d) und dem Ausbilden des weiteren Verbunds ein Mittenabstand (25) zwischen benachbarten
Halbleiterkörpern vergrößert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
bei dem die weitere Formmasse zum Ausbilden der
Halbleiterbauelemente aus dem weiteren Verbund durchtrennt wird .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
bei dem beim Freilegen der Anschlussflächen die Formmasse und die weitere Formmasse bereichsweise entfernt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
bei dem die Formmasse so ausgebildet wird, dass die
Anschlussflächen vollständig überdeckt sind, wobei die
Anschlussflächen freigelegt werden, bevor die weitere
Formmasse aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
bei dem auf dem weiteren Verbund Kontakte (6) ausgebildet werden, die jeweils mit einer der Anschlussflächen elektrisch leitend verbunden sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
bei dem die Formmasse und die weitere Formmasse in einem
Gieß-Verfahren aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Vereinzeln des Verbunds mittels kohärenter
Strahlung erfolgt.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) mit
- einem zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehenen Halbleiterkörper (2);
- einer Strahlungsdurchtrittsfläche (10);
- zumindest einer Anschlussfläche (4), die auf der der
Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers angeordnet ist;
- einem Formkörper (5) , der auf der der
Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite des
Halbleiterkörpers angeordnet ist und der an den
Halbleiterkörper und an die Anschlussfläche angrenzt;
- einem weiteren Formkörper (55) , der eine das
Halbleiterbauelement in einer parallel zur
Strahlungsdurchtrittsfläche verlaufenden lateralen Richtung begrenzende Seitenfläche (15) des Halbleiterbauelements bildet und der stellenweise an den Formkörper und an den Halbleiterkörper angrenzt.
12. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 11, wobei der Formkörper und der weitere Formkörper stellenweise eine einer Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandte Rückseite bilden.
13. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 11 oder 12,
wobei zumindest entlang einer lateralen Richtung eine
Ausdehnung des Formkörpers um höchstens 20 ym größer ist als eine Ausdehnung des Halbleiterkörpers.
14. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
wobei der Formkörper und der weitere Formkörper für die im Halbleiterkörper im Betrieb erzeugte oder zu empfangende Strahlung undurchlässig sind.
15. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
wobei das Halbleiterbauelement auf einer der
Strahlungsdurchtrittsflache abgewandten Rückseite des
weiteren Formkörpers einen Kontakt, der mit der
Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden ist, aufweist, wobei der Kontakt in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement mit dem Formkörper und mit dem weiteren Formkörper überlappt.
16. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
wobei in den weiteren Formkörper ein elektronisches
Bauelement (7) eingebettet ist.
17. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, das durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.
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