WO2016180734A1 - Verfahren zur verspiegelung von mantelflächen von optischen bauelementen für die verwendung in optoelektronischen halbleiterkörpern und oberflächenmontierbarer optoelektronischer halbleiterkörper - Google Patents
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Definitions
- optoelectronic semiconductor bodies In addition, a surface-mountable optoelectronic semiconductor body is specified.
- the carrier may be, for example, a glass carrier or metal carrier or semiconductor carrier or plastic carrier or a Revalphaong.
- the components can These are, for example, optoelectronic semiconductor chips and / or optical elements, such as glass bodies or lenses or prisms or converter elements.
- Each component has a front side, one of the front side
- the optical component has the basic shape of a rectangular prism or a cylinder. In the case of a cylinder, this indicates
- a sacrificial layer is applied to each component in a step B), so that in each component the front side is at least partially covered by the sacrificial layer.
- the sacrificial layer can be applied directly to the optical component or, before the sacrificial layer is applied, further layers, such as passivation layers, are applied to the component.
- the sacrificial layer may comprise or consist of, for example, a plastic or a photoresist, such as a dry paint.
- the thickness of the sacrificial layer on the front side is, for example, at least 10 ⁇ m or 20 ⁇ m or 30 ⁇ m.
- the thickness is at most 70 ym or 60 ym or 50 ym.
- the method comprises a step C) in which a mirror layer is applied to the
- Components is applied, so that the mirror layer, the sacrificial layer and all other, not covered by the carrier sides of each component partially or completely covers.
- the degree of coverage of the mirror layer on the other, not covered by the carrier sides of the device is for example at least 90% or 95% or 99% or 100%.
- the mirror layer extends continuously, coherently and on the components
- the mirror layer can, for example via a
- Atomic layer deposition in English atomic layer deposition, short ALD, or chemical vapor deposition, in the
- the mirror layer comprises, for example, a metal or a metal alloy or consists thereof.
- the metal or a component of the metal alloy for example, the following metals are suitable: Al, Ag, Au, Ti, Pt, Li, Na, Ka, Ru, Cs Be, Ca, Mg, Sr, Ba, Sc, Si, Ga , Sn.
- the mirror layer After the mirror layer has been applied, the mirror layer has, for example, a thickness of at least 50 nm or 100 nm or 200 nm. Alternatively or additionally, the thickness of the mirror layer is at most 1 ⁇ m or 500 nm or 300 nm.
- a step D) the sacrificial layer with the mirror layer thereon is partially or completely removed from the front side of each component. This leaves the
- the mirrored components can be detached from the carrier and separated.
- the components with the mirror layer applied thereon are then already self-supporting and mechanically stable.
- the method for mirroring lateral surfaces of optical components for use in optoelectronic semiconductor bodies comprises a step A), in which a plurality of optical components
- Components is arranged on a support, each component a front side, one of the front
- a sacrificial layer is applied to each component, so that in each component the front side is at least partially covered by the sacrificial layer.
- a mirror layer is applied to the components such that the mirror layer at least partially covers the sacrificial layer and all sides of each component not covered by the carrier.
- the sacrificial layer and the mirror layer thereon are removed from the front side of each component, the mirror layer remaining on the remaining sides of the components previously covered by the mirror layer.
- the method described here makes it possible to produce mirrored optical components whose construction are particularly compact. Due to the preferred metallic mirror layer, the components continue to have good
- MetallverLiteung a degeneration of organic layers, for example, on outside surfaces of the mirrored
- Components can be applied. If, for example, a component is later surrounded by a potting compound, then the metallic mirror layer can penetrate the radiation emerging from the optical components into the potting compound
- steps A) to D) are carried out in the stated order.
- step A) the rear side of the components faces the carrier.
- a potting material is arranged in areas between the components, so that the
- the potting material can also be in direct contact with the
- the potting material may in particular be a plastic, such as a white plastic.
- Example is a Silikonverguss with incorporated therein Radiation-reflecting particles, such as titanium oxide particles, conceivable.
- the potting material may also comprise or consist of at least one of the following materials or classes of materials: Omocer, epoxy resin, photoresist.
- the potting material can be introduced, for example, by injection molding, English injection molding, or transfer molding, English transfer molding, or spraying or film technology between the components.
- Potting material introduced so that the potting material protrudes in the direction away from the carrier, the components.
- the potting material at least partially cover side surfaces of the sacrificial layer and are in direct contact with them.
- the side surfaces of the sacrificial layer also run transversely to the front of the
- step D) the sacrificial layer is ground together with the potting material located at the same height above the carrier.
- Potting material in this case also serves to increase the surface to be abraded, which simplifies a grinding process.
- the sacrificial layer is ground down so far that the thickness of the sacrificial layer after the
- Grinding process can be done for example by a wet chemical process.
- Step D) the individual components, for example along separation planes through the potting material
- the potting material can be a
- the sacrificial layer is a photoresist, which is first applied to all components, for example, and covers all sides of the components facing away from the carrier. Before the step C), the photoresist can then be patterned, for example by means of a lithography process, whereby areas of the components
- the sacrificial layer can, in step D), in particular if it is formed from a photoresist, be separated from the surface by a wet-chemical process
- a grinding process can be dispensed with in this case.
- each component has or consists of an optoelectronic semiconductor chip.
- the optoelectronic semiconductor chip preferably has a contact side and one of the contact side
- contact elements for electrical contacting of the semiconductor chip are mounted on the contact side.
- all the contact elements necessary for contacting the semiconductor chip are on a single side of the chip
- the radiation side is a main radiation side over which a
- the contact side of the semiconductor chip corresponds to either the back or the front or one of the side surfaces of the optical component.
- the semiconductor chip can be, for example, a volume emitter in which a semiconductor layer sequence has grown on a growth substrate and the
- the growth substrate may be a sapphire growth substrate and, in the case of the semiconductor layer sequence, an AlInGaN-based one
- Semiconductor layer sequence act.
- the contact side is then preferably formed on a side of the semiconductor layer sequence facing away from the growth substrate.
- the semiconductor chip it is also possible for the semiconductor chip to be a thin-film semiconductor chip in which a semiconductor layer sequence stabilizes the semiconductor chip
- Substrate is different from the growth substrate for the semiconductor layer sequence and the growth substrate is detached.
- the contact side is then preferably formed on a side of the substrate facing away from the semiconductor layer sequence.
- a bonding layer is applied on the carrier.
- the connection layer preferably runs continuously, without interruption and coherently along the support.
- Connecting layer for example, comprise or consist of a thermoplastic material.
- a thickness of the bonding layer is, for example, between
- step A when arranged in step A), the contact sides of the semiconductor chips facing the carrier and the contact elements so deep in the
- connection layer that the contact elements in step C) are protected from being covered with the mirror layer.
- the contact elements are completely pressed into the connection layer.
- connection layer For impressing the contact elements in the connection layer, the connection layer can, for example, on a heated predetermined temperature at which the connecting layer softens and so becomes deformable.
- the converter element can be applied or laminated onto the radiation side of the semiconductor chips, for example, by means of a spray method or as a film or as a potting compound.
- the converter element points on the radiation side of the semiconductor chips
- a thickness of at least 20 ym or 30 ym or 40 ym for example, a thickness of at least 20 ym or 30 ym or 40 ym. Alternatively or additionally, the thickness of the
- Converter element at most 100 ym or 70 ym or 60 ym.
- the converter element is in particular configured to partially or partially emit the radiation emitted by the semiconductor chip
- the sacrificial layer is applied to the contact sides in step D) such that in each case an edge region of the contact sides bordering on side surfaces of the semiconductor chips remains free of the sacrificial layer.
- the edge area of the contact side runs
- the width of the edge region in each case measured perpendicular to the side surfaces, at least 2 ym or 5 ym or 10 ym. Alternatively or additionally, the width of the edge region is at most 50 ym or 20 ym or
- the carrier is a converter element, for example a ceramic one
- step A) the semiconductor chips can then for
- Example mechanically stable and permanently attached to the carrier This is particularly advantageous when the radiation sides of the semiconductor chips facing the carrier, since these then already in step A) with a
- the carrier can be singulated between the semiconductor chips, for example, so that each semiconductor chip has its own
- Has converter element According to at least one embodiment, the
- the mirror layer is applied to the contact side in such a way that it reaches beyond the contact elements after step D) and a part the contact elements covered.
- the mirror layer then covers between 10% and 50% of the contact elements.
- each comprises
- optical element Component next to the semiconductor chip an optical element.
- the optical element is arranged, for example, on the radiation side of the semiconductor chips and serves for
- the optical element is a converter element, such as a ceramic converter element, or a beam-guiding element, such as a lens or a cylinder or a prism, for example made of one
- the optical element may, for example, also serve as a transition element for coupling radiation emerging from the semiconductor chip into a light guide.
- the front side of the component is then preferably formed by a side facing away from the semiconductor chip of the optical element.
- step C) in addition to side surfaces of the semiconductor chip and transversely to
- Front-side surfaces of the optical element mirrored with the mirror layer for example, with one of the above degrees of coverage.
- a first passivation layer is applied to the components before step C)
- the passivation layer is preferably around a layer of a transparent material, for example around a ZnO layer or S1O2 layer or Kunsstoff- layer or Parylene layer. But even a layer combination of several individual layers is conceivable.
- the layer thickness of the first passivation layer is, for example, at least 50 nm or 100 nm or 150 nm.
- the layer thickness of the first passivation layer is at most 500 nm or 400 nm or
- the first passivation layer serves in particular to prevent a direct mechanical contact between the mirror layer and the components.
- the first passivation layer serves as an adhesion promoter between the
- the first passivation layer together with the mirror layer forms a Bragg mirror for a component emerging from the component
- a second passivation layer is applied to the components which completely encapsulates the mirror layer.
- the second passivation layer serves in particular to protect the mirror layer from external influences, such as
- the second passivation layer may also be composed of a plurality of stacked ones
- passivation layers or of which these are, for example: parylene, SiN, Al2O3, siloxanes, such as hexamethyldisiloxane, short HMDSO, metals.
- Optoelectronic semiconductor bodies can be produced in particular by the method described here. That is, all disclosed in connection with the method
- Semiconductor body a semiconductor chip with a
- a metallic mirror layer is applied to the semiconductor chip, which has a reflectivity for one of the semiconductor chip in operation
- the mirror layer is a continuous and coherent mirror layer which all not formed as contact side and radiation side sides of the semiconductor chip to at least 95% covered.
- the mirror layer is preferably located on the form-fitting
- Semiconductor chip and may also be in direct contact with the semiconductor chip.
- Optoelectronic semiconductor body preferably deviate from the lateral and vertical dimensions of the
- the optical element can terminate flush with the mirror layer in the lateral direction parallel to the radiation side or laterally project beyond the mirror layer.
- the optical element it is possible for the optical element to extend transversely to the radiation side
- the contact side and the radiation side are located in the semiconductor chip and are connected to one another via side surfaces of the semiconductor chip extending transversely to the radiation side.
- a potting material having a layer thickness of at least 10 ⁇ m or 20 ⁇ m or 50 ⁇ m can be applied to the side surfaces of the semiconductor chips.
- the layer thickness of the potting material is at most 100 ym or 70 ym or 60 ym.
- the mirror layer is then preferably between the semiconductor chip and the
- Potting material and the mirror layer in the direction away from the radiation side over the semiconductor chip for example, at least 3 ym or 5 ym or 10 ym out.
- the optical detector According to at least one embodiment, the optical detector
- Element is a converter element, which is adapted to at least a part or all of the radiation emitted by the semiconductor chip in operation radiation in radiation of another
- Wavelength range for example, in visible light to convert.
- the converter element is preferably positively connected to the semiconductor chip and the
- Potting material and is with these, for example, in direct contact.
- the mirror layer is guided except for an edge region of the contact side bordering on side surfaces of the semiconductor chip, thereby covering the entire edge region.
- the border area is, for example, a continuous, continuous and uninterrupted path on the contact side, which completely surrounds the
- the optical module for example, a width of at least 5 ym.
- the optical module for example, a width of at least 5 ym.
- the mirror layer can all the side surfaces of the optical element to one of the above
- Element is a light output element for beam guidance and can serve for coupling an emerging from the semiconductor chip electromagnetic radiation in a light guide.
- areas of the radiation side of the semiconductor chip not covered by the optical element are mirrored with the mirror layer. This means, in particular, that radiation from the radiation side can only enter the optical element, no radiation emerges laterally next to the optical element
- Such an optoelectronic semiconductor body is often referred to as a sidelooker.
- FIGS. 1A to 10, 3A to 3D, 5A to 6H and 8A to 8C show various embodiments
- FIG. 1A shows a method step in which a plurality of optical components 1 is provided.
- the optical components 1 each comprise a front side 16 and a rear side 12 opposite the front side 16.
- Each component 1 of Figure 1A is characterized by a
- Semiconductor chip 100 is formed, which has a contact side 102 and a radiation side 101.
- the radiation side 101 is located opposite the contact side 102.
- the contact side 102 is identical to the rear side 12.
- the semiconductor chips 100 each have a
- Growth substrate 113 for example made of sapphire, on.
- a respective growth substrate 113 On the growth substrate 113 is a respective
- Semiconductor layer sequence 114 for example, based on AlInGaN grown.
- the growth substrate 113 forms the stabilizing component of the semiconductor chip 100.
- the growth substrate 113 facing away from
- Semiconductor layer sequence 114 serve.
- the first contact element 110 is connected via a via to an n- or p-layer of the semiconductor layer sequence 114, the second contact element 111 contacts another one
- the individual components 1 or semiconductor chips 100 are arranged directly adjacent to one another and, for example, still have a common, coherent one
- the individual semiconductor chips 100 are applied to an intermediate carrier 22.
- the individual semiconductor chips 100 are separated from one another and separated by the growth substrate 113.
- the singulation can take place, for example, by means of a laser separation method or sawing process or a scribing process with a subsequent crushing process.
- edges formed by the growth process of the growth substrate 113 are at most 10 nm.
- a sacrificial layer 3 is applied to the front side 16 of the components 1.
- the sacrificial layer 3 is initially continuous and coherent and covers all front sides 16 of the components 1.
- the sacrificial layer 3 is based on a plastic or a photoresist.
- the sacrificial layer 3 is also shown in FIG. 1C
- FIG. 1D shows the same method step as FIG. 1C, except that here the sacrificial layer 3 is not along
- the sacrificial layer 3 remains as an integral and continuous layer on all
- FIG. 1C shows a method step following FIG. 1D, in which the sacrificial layer 3 is expanded in the lateral direction parallel to the front sides 16, so that the components 1 are laterally separated from one another.
- FIG. 1 IE shows that the optical components 1 extend transversely to the front side 16 and rear side 12
- the sacrificial layer 3 is separated between the components 1, wherein subsequently each component 1 has its own, uniquely associated sacrificial layer 3 on the substrate
- FIG. 1C shows a further method step, in which the components 1 are detached from the intermediate carrier 22 and are applied to a carrier 2, such as a glass carrier.
- a carrier 2 such as a glass carrier.
- the contact sides 12 each face the carrier 2.
- a bonding layer 20 for example of a thermoplastic material
- Connecting layer 20 serves to protect the contact elements 110, 111 in further method steps.
- the sacrificial layers 3 on each component 1 do not project beyond the components 1 in the lateral direction. This can be achieved, for example, by the components 1 being shown in FIG. 1C as shown in FIG. 1F.
- connection layer 3 has not previously occurred in this case.
- sacrificial layers 3 also each have side surfaces 35 that run transversely to the front side 16 of the components 1.
- FIG. 1H shows a method step following the method step of FIG
- Mirror layer 4 is applied to the sacrificial layer 3 and on all not covered by the sacrificial layer 3 and the carrier 2 sides of the components 1. In this case, the mirror layer 4 is applied to all components 1 and extends continuously, coherently and without interruption also between the components 1. The mirror layer 4 completely covers all sides of the sacrificial layer 3 and of the components 1 exposed in FIG. The mirror layer 4, for example, via a sputtering process or via vapor deposition or over
- the mirror layer is made of a metal such as Ag or Al.
- the layer thickness of the finished mirror layer 4 is, for example, between 50 nm and 500 nm inclusive.
- the mirror layer 4 for example, a
- Reflectivity for an emitted from the semiconductor chips 100 electromagnetic radiation of at least 90%.
- a potting material 5 for example in the form of a white plastic compound, is introduced onto and between the components 1.
- Potting material 5 covers the components 1 and the mirror layer 4 mounted thereon positively against all
- the potting material 5 is preferably in direct contact with the
- Mirror layer 4 It may be the potting material. 5
- FIG. 1J shows a further method step, in which the sacrificial layer 3 is ground off together with the encapsulation material 5 located at the same height.
- the mirror layer 4 located on the sacrificial layer 3 is likewise removed here. What remains after the grinding process remains a sacrificial layer 3 on the front sides 16 of the components 1 and a flush with the sacrificial layer. 3
- the potting material 5 facilitates the grinding process for removing the
- FIG. 1K shows a further method step, in which the remaining sacrificial layer of FIG
- FIG. 1 illustrates an alternative to FIG. 1J, in which the sacrificial layer protrudes laterally beyond the components 1. Between the components 1, in turn, a potting material 5 is arranged.
- FIG. 1C shows a method step in which a converter element 6 is applied to the front sides 16.
- the converter element 6 is initially in one piece
- converter element 6 may be applied to the components 1 by means of a spraying process and has, for example, a thickness of between 20 ym and 70 ym.
- the components 1 are separated from one another by separation layers through the potting material 5 and the converter element 6, so that individual surface-mountable semiconductor bodies are formed.
- FIG. 10 shows an alternative method step, in which, in contrast to the previous method steps, after detachment of the sacrificial layer 3, the front sides 16 or radiation sides 101 are not completely free of the mirror layer 4. Rather, only an inner region 160 of the front sides 16 is free of the mirror layer 4, a respective outer track 161 of the front sides 16, which completely surrounds the inner area 160, for example, is covered with the mirror layer 4. In this way, for example, the radiating surface of the semiconductor chips 100 can be defined.
- Figure 2A shows an embodiment of a
- an optical element 8 is arranged in the form of a converter element 6, which in the lateral direction, parallel to
- FIG. 2B shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor body 1000 in which, unlike FIG.
- a potting material 5 for example in the form of a white plastic, is applied.
- Potting material 5 covers the mirror layer 4 and projects beyond the semiconductor chip 100 also in the direction away from the radiation side 101.
- the converter element 6 is in direct contact with the potting material 5 and closes in the lateral direction flush with the potting material 5.
- the potting material 5 can completely laterally surround the semiconductor chip 100 at the side surfaces 115 and serves, for example, as an additional reflective coating around the semiconductor chip 100.
- contact structures 1100 and 1110 are applied to the contact side 102, which are electrically conductively connected to the contact elements 110 and 111 and overlap with the potting material 5 in the vertical direction, transversely to the lateral direction.
- Figure 2C shows an embodiment of a
- the mirror layer 4 is applied directly to the semiconductor chip 4, so it is in direct contact with this.
- Figure 2D is a
- the first passivation layer 40 is preferably transparent, in particular clear, for an electromagnetic radiation emitted by the semiconductor chip 100 and covers both the side surfaces 115 and the radiation side 101 of FIG Semiconductor chips 100 complete. Prefers preferably
- Refractive index of the first passivation layer less than 0.1 from the refractive index of the sapphire growth substrate 113.
- the mirror layer 4 is also surrounded on all sides by a second passivation layer 41, which protects the mirror layer 4 from external influences.
- the A ⁇ C ⁇ layer has, for example, a thickness of 93 nm, the HMDSO layer, for example, a thickness of 3 ym.
- no first passivation layer 40 is provided between the mirror layer 4 and the semiconductor chip 100.
- Radiation side 101 partially covered.
- the mirror layer 4 forms a circumferential frame on the radiation side 101.
- FIG. 2G The exemplary embodiment of FIG. 2F is shown in FIG. 2G in FIG.
- FIG. 3A shows a method step for mirroring optical components, in which, in contrast to the exemplary embodiments of FIG. 1, the rear sides 12 of the components 1 are divided by the radiation sides 101 of FIG
- Semiconductor chips 100 are formed, the contact sides 102 of the semiconductor chips 100 form the front sides 16. Die
- Rear sides 12 or radiation sides 101 face the carrier 2.
- the sacrificial layer 3 is applied on the front sides 16 and contact sides 102 with the contact elements 110, 111.
- the sacrificial layer 3 in the present case is, for example, a photoresist, such as a dry paint, which can be patterned in a later step by means of a photolithography process.
- FIG. 3B shows a method step in which the sacrificial layer 3 has been structured in such a way that the contact sides 102 are not completely covered by the sacrificial layer 3, but are free of the sacrificial layer 3 in an edge region 121.
- the edge region 121 adjoins edges 122 of the semiconductor chip 100.
- FIG. 3B shows how the mirror layer 4 acts on the sacrificial layer 3, the
- FIG. 3C shows semiconductor chips 100 after removing the sacrificial layer 3. It can now be seen that the contact sides 102 in the edge region 121 are covered with the mirror layer 4. This is insofar
- FIG. 3D shows similar semiconductor chips 100 as FIG. 3C, except that in this case the edge region 121 in which the
- FIG. 4A shows an optoelectronic semiconductor body 1000 which is produced, for example, by the method steps of FIGS. 3A to 3C.
- the mirror layer 4 covers an edge region 121 of the contact side 102.
- the width of the edge region 121 is, for example, at least 5 ⁇ m.
- Contact elements 110, 111 are of the edge 122 of
- FIG. 4B in contrast to FIG. 4A, the mirror layer 4 has been drawn onto the contact side 102 so far that the
- Mirror layer 4 also covers part of the contact elements 110, 111.
- a previously applied passivation layer 40, 41 is arranged between the mirror layer 4 and the contact elements 110, 111.
- FIG. 4C essentially the same optoelectronic semiconductor body 1000 is shown as in FIGS. 4A and 4B. In contrast to FIGS. 4A and 4B, however, a radiation side 101 is now on
- the converter element 6 is a part of the carrier 2 of Figure 3, to which the
- FIG. 5A shows an alternative method step for
- Optical components 1 in the form of semiconductor chips 100 with their contact sides 102 are applied to a carrier 2.
- the semiconductor chips 100 are completely covered by a photoresist.
- the contact sides 102 of the semiconductor chips 100 each form a side face 15 of the optical component 1.
- the front side 16 of each component 1 accordingly extends transversely to the carrier 2.
- the front face 16 forms the radiation side 101 of FIG.
- Semiconductor chips 100 is applied, which are not covered by the carrier 2.
- the sacrificial layer 3 with the mirror layer 4 located thereon is detached from the front side 16.
- Semiconductor bodies 1000 each comprise a semiconductor chip 100 whose radiation side 101 extends transversely to the contact side 102, wherein all other sides of the semiconductor chip 100 which do not form the radiation side 101 or the contact side 102 are mirrored by the mirror layer 4. Such semiconductor bodies 1000 are referred to in the art as Sidelooker.
- the optical components 1 of FIGS. 6 each have a semiconductor chip 100 and an optical element 8 applied on the radiation side 101.
- the radiation side 101 opposite the contact side 102 with the contact elements 110, 111 faces the carrier 2.
- Components 1 are by side surfaces 115 of
- the front sides 16 are each formed by a side facing away from the semiconductor chip 100 side of the optical elements 8.
- the optical element 8 for example, a glass cylinder, the radiation guidance of a from the
- Radiation of the semiconductor chip 100 is provided. Alternatively, it may be in the optical element 8 but also
- the sacrificial layer 3 is applied to the front sides 16 of the optical components 1.
- the mirror layer 4 covers both the side surfaces 115 of the semiconductor chips 100 as well as the side surfaces 85 of the optical elements 8 partially or completely.
- the sacrificial layer 3 on the components 1 is removed by one of the methods described above, so that the front sides 16, which are formed by the optical elements 8, are exposed.
- the carrier 2 is removed from the semiconductor chips 100, so that isolated optoelectronic
- Semiconductor body 1000 are formed.
- FIGS. 6F to 6H show the same method steps as in the previous FIGS. 6C to 6E.
- a potting material 5 is also disposed between the optical components 1, wherein the
- Potting material 5 the components 1 with the semiconductor chips 100 and the optical elements 8 laterally completely covered. Again, the potting material 5 a
- Figure 7A shows an embodiment of a
- the semiconductor body 1000 corresponds for example to the semiconductor body 1000, which in the
- Process step of Figure 6E was generated. It can be seen that the side surfaces 115 of the semiconductor chip 100 and the side surfaces 85 of the optical element 8 are completely covered on the outside by the mirror layer 4. A contact side 102 and one of the contact side 102
- FIG. 7B likewise shows an exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor body 1000 in which, unlike FIG.
- Potting material 5 is arranged, which completely covers the mirror layer 4.
- the potting material 5 can for example, a white plastic, for example a silicon mixed with titanium oxide particles.
- the contact structures 1100, 1110 overlap in the vertical direction at least partially with the potting material 5.
- FIGS. 8A to 8C method steps are shown, for example, those shown in FIG. 6G
- the carrier 2 is structured, for example, by way of a laser in such a way that through-holes 25 are formed inside the carrier 2
- Overlap contact elements 110 and 111 are overlap contact elements 110 and 111.
- an electrically conductive material for example with a metal or a
- contact structures 1100, 1110 which overlap in the vertical direction with the plated-through holes 25 are applied to an underside of the carrier 2, which faces away from the semiconductor chips 100.
- the contact structures 1100, 1110 are electrically conductive via the plated-through holes 25
- Embodiments Part of the finished optoelectronic semiconductor body 1000.
- FIG. 10 shows an emission spectrum of optoelectronic semiconductor bodies.
- two optoelectronic semiconductor bodies are compared with each other, each having a volume semiconductor chip. If the bulk semiconductor chip is not laterally covered by a mirror layer, it may be on the side surface of the semiconductor chip
- Radiation exit surface of the semiconductor body emits, so that a particularly directed light emission is achieved with almost Lambert 's radiation pattern.
- the invention is not by the description based on the
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von optischen Bauelementen (1) für die Verwendung in optoelektronischen Halbleiterkörpern umfasst einen Schritt A), in dem eine Mehrzahl von optischen Bauelementen (1) auf einem Träger (2) angeordnet wird, wobei jedes Bauelement (1) eine Vorderseite (16), eine der Vorderseite (16) gegenüberliegende Rückseite (12) und quer zur Vorderseite (16) verlaufende Seitenflächen (15) aufweist. In einem Schritt B) wird eine Opferschicht (3) auf jedes Bauelement (1) aufgebracht, sodass bei jedem Bauelement (1) die Vorderseite (16) zumindest teilweise von der Opferschicht (3) überdeckt wird. In einem Schritt C) wird eine Spiegelschicht (4) auf die Bauelemente (1) aufgebracht, sodass die Spiegelschicht (4) die Opferschicht (3) und alle nicht vom Träger (2) bedeckten Seiten eines jeden Bauelements (1) zumindest teilweise überdeckt. In einem Schritt D) werden die Opferschicht (3) und die darauf befindliche Spiegelschicht (4) von der Vorderseite (16) eines jeden Bauelements (1) abgetragen, wobei die Spiegelschicht (4) auf den übrigen, zuvor von der Spiegelschicht (4) überdeckten Seiten der Bauelemente (1) verbleibt.
Description
Beschreibung
Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von optischen Bauelementen für die Verwendung in optoelektronischen
Halbleiterkörpern und oberflächenmontierbarer
optoelektronischer Halbleiterkörper
Es wird ein Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von optischen Bauelementen für die Verwendung in
optoelektronischen Halbleiterkörpern angegeben. Darüber hinaus wird ein oberflächenmontierbarer optoelektronischer Halbleiterkörper angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein effizientes
Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von optischen Bauelementen anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, einen oberflächenmontierbaren
optoelektronischen Halbleiterkörper anzugeben, der
verspiegelte Mantelflächen aufweist.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch das Verfahren und den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind
Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von optischen
Bauelementen für die Verwendung in optoelektronischen
Halbleiterkörpern einen Schritt A) , in dem eine Mehrzahl von optischen Bauelementen auf einem Träger angeordnet wird. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um einen Glasträger oder Metallträger oder Halbleiterträger oder Kunststoffträger oder einen Revalphaträger handeln. Bei den Bauelementen kann
es sich beispielsweise um optoelektronische Halbleiterchips und/oder um optische Elemente, wie Glaskörper oder Linsen oder Prismen oder Konverterelemente handeln. Jedes Bauelement weist dabei eine Vorderseite, eine der Vorderseite
gegenüberliegende Rückseite und quer zur Oberseite
verlaufende Seitenflächen auf. Beispielsweise hat das optische Bauelement die Grundform eines Rechteckprismas oder eines Zylinders. Im Falle eines Zylinders weist das
Bauelement zum Beispiel dann nur eine einzige
zusammenhängende Seitenfläche auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird m einem Schritt B) eine Opferschicht auf jedes Bauelement aufgebracht, sodas bei jedem Bauelement die Vorderseite zumindest teilweise von der Opferschicht überdeckt wird. Die Opferschicht kann dabei direkt auf das optische Bauelement aufgebracht werden oder vor dem Aufbringen der Opferschicht werden weitere Schichten wie Passivierungsschichten, auf das Bauelement aufgebracht.
Die Opferschicht kann beispielsweise einen Kunststoff oder einen Fotolack, wie einen Trockenlack, aufweisen oder daraus bestehen. Die Dicke der Opferschicht auf der Vorderseite ist beispielsweise zumindest 10 ym oder 20 ym oder 30 ym.
Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke höchstens 70 ym oder 60 ym oder 50 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt C) , in dem eine Spiegelschicht auf die
Bauelemente aufgebracht wird, sodass die Spiegelschicht die Opferschicht und alle übrigen, nicht vom Träger bedeckten Seiten eines jeden Bauelements teilweise oder vollständig überdeckt. Der Bedeckungsgrad der Spiegelschicht auf den übrigen, nicht vom Träger bedeckten Seiten des Bauelements
beträgt beispielsweise zumindest 90 % oder 95 % oder 99 % oder 100 %. Insbesondere verläuft die Spiegelschicht auf den Bauelementen durchgehend, zusammenhängend und
unterbrechungsfrei und liegt formschlüssig an den
Bauelementen an.
Die Spiegelschicht kann dabei beispielsweise über ein
Sputter-Verfahren oder über Aufdampfen oder über
Atomlagenabscheidung, im Englischen Atomic Layer Deposition, kurz ALD, oder über Chemische Gasphasenabscheidung, im
Englischen Chemical Vapor Deposition, kurz CVD, oder über Physikalische Gasphasenabscheidung, im Englischen Physical Vapor Deposition, kurz PVD, aufgebracht werden. Die Spiegelschicht weist beispielsweise ein Metall oder eine Metalllegierung auf oder besteht daraus. Für das Metall oder einen Bestandteil der Metalllegierung kommen zum Beispiel folgende Metalle in Frage: AI, Ag, Au, Ti, Pt, Li, Na, Ka, Ru, Cs Be, Ca, Mg, Sr, Ba, Sc, Si, Ga, Sn.
Nach dem Aufbringen der Spiegelschicht hat die Spiegelschicht beispielsweise eine Dicke von zumindest 50 nm oder 100 nm oder 200 nm. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der Spiegelschicht höchstens 1 ym oder 500 nm oder 300 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt D) die Opferschicht mit der darauf befindlichen Spiegelschicht teilweise oder vollständig von der Vorderseite eines jeden Bauelements abgetragen. Dabei verbleibt die
Spiegelschicht auf den übrigen, zuvor von der Spiegelschicht bedeckten Seiten oder Bereichen der Bauelemente. Insbesondere ist also nach dem Schritt D) jedes Bauelement, bis auf
Bereiche, die zuvor mit der Opferschicht oder dem Träger
bedeckt waren, ringsum vollständig mit der Spiegelschicht verspiegelt .
Nach dem Schritt D) können die verspiegelten Bauelemente von dem Träger abgelöst und vereinzelt werden. Bevorzugt sind die Bauelemente mit der darauf aufgebrachten Spiegelschicht dann alleine schon selbsttragend und mechanisch stabil.
Insbesondere ist zur mechanischen Stabilität kein auf den Bauelementen aufgebrachtes Vergussmaterial oder kein weiterer Träger nötig.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von optischen Bauelementen für die Verwendung in optoelektronischen Halbleiterkörpern einen Schritt A) , in dem eine Mehrzahl von optischen
Bauelementen auf einem Träger angeordnet wird, wobei jedes Bauelement eine Vorderseite, eine der Vorderseite
gegenüberliegende Rückseite und quer zur Vorderseite
verlaufende Seitenflächen aufweist. In einem Schritt B) wird eine Opferschicht auf jedes Bauelement aufgebracht, sodass bei jedem Bauelement die Vorderseite zumindest teilweise von der Opferschicht überdeckt wird. In einem Schritt C) wird eine Spiegelschicht auf die Bauelemente aufgebracht, sodass die Spiegelschicht die Opferschicht und alle nicht vom Träger bedeckten Seiten eines jeden Bauelements zumindest teilweise überdeckt. In einem Schritt D) werden die Opferschicht und die darauf befindliche Spiegelschicht von der Vorderseite eines jeden Bauelements abgetragen, wobei die Spiegelschicht auf den übrigen, zuvor von der Spiegelschicht überdeckten Seiten der Bauelemente verbleibt.
Das hier beschriebene Verfahren ermöglicht, verspiegelte optische Bauelemente herzustellen, die in ihrer Bauform
besonders kompakt sind. Aufgrund der bevorzugt metallischen Spiegelschicht weisen die Bauelemente weiterhin gute
thermische Eigenschaften auf. Auch verhindert eine
Metallverspiegelung eine Degeneration organischer Schichten, die beispielsweise auf Außenflächen der verspiegelten
Bauelemente aufgebracht werden können. Wird ein Bauelement beispielsweise später mit einer Vergussmasse umgeben, so kann die metallische Spiegelschicht ein Eindringen der von den optischen Bauelementen austretenden Strahlung in die
Vergussmasse verhindern. Außerdem können durch die
Verspiegelung von Mantelflächen die Abstrahlcharakteristik der optischen Bauelemente und die abstrahlende Fläche genau definiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A) bis D) in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in dem Schritt A) die Rückseite der Bauelemente dem Träger zugewandt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem Schritt C) und vor dem Schritt D) ein Vergussmaterial in Bereiche zwischen den Bauelementen angeordnet, sodass die
Seitenflächen und die darauf angebrachte Spiegelschicht eines jeden Bauelements seitlich formschlüssig von dem
Vergussmaterial umformt sind. Insbesondere kann dabei das Vergussmaterial auch in direkten Kontakt mit der
Spiegelschicht gebracht werden. Die Bauelemente sind
bevorzugt seitlich in dem Vergussmaterial eingebettet.
Bei dem Vergussmaterial kann es sich insbesondere um einen Kunststoff, wie einen weißen Kunststoff, handeln. Zum
Beispiel ist ein Silikonverguss mit darin eingebrachten
Strahlungsreflektierenden Partikeln, wie Titanoxid-Partikeln, denkbar. Auch kann das Vergussmaterial zumindest eines der folgenden Materialien oder Materialklassen aufweisen oder daraus bestehen: Omocer, Epoxidharz, Fotolack.
Das Vergussmaterial kann beispielsweise durch Spritzgießen, englisch Inj ection-Molding, oder Spritzpressen, englisch Transfer-Molding, oder Sprühtechnik oder Folientechnik zwischen den Bauelementen eingebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das
Vergussmaterial so eingebracht, dass das Vergussmaterial in Richtung weg vom Träger die Bauelemente überragt.
Beispielsweise kann das Vergussmaterial Seitenflächen der Opferschicht zumindest teilweise bedecken und mit diesen in direktem Kontakt stehen. Die Seitenflächen der Opferschicht verlaufen dabei ebenfalls quer zur Vorderseite des
Bauelements . Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt D) die Opferschicht zusammen mit dem auf gleicher Höhe über dem Träger befindlichen Vergussmaterial abgeschliffen. Das
Vergussmaterial dient in diesem Fall auch zur Vergrößerung der abzuschleifenden Oberfläche, was einen Schleifprozess vereinfacht. Beispielsweise wird die Opferschicht soweit abgeschliffen, dass die Dicke der Opferschicht nach dem
Schleifprozess zumindest 10 ym oder 5 ym beträgt. Das
vollständige Entfernen der Opferschicht nach dem
Schleifprozess kann beispielsweise über einen nasschemischen Prozess erfolgen.
Beim Vereinzeln der verspiegelten Bauelemente nach dem
Schritt D) können die einzelnen Bauelemente beispielsweise
entlang von Trennungsebenen durch das Vergussmaterial
hindurch voneinander getrennt werden. Die so entstehenden einzelnen, verspiegelten Bauelemente weisen also neben der Spiegelschicht dann auch ein auf den Seitenflächen der
Bauelemente aufgebrachtes Vergussmaterial auf, das
beispielsweise vollständig rings um die Bauelemente
angeordnet ist. Das Vergussmaterial kann dabei eine
zusätzliche verspiegelnde Wirkung für die Bauelemente haben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Opferschicht ein Fotolack, der zum Beispiel zunächst auf alle Bauelemente aufgebracht wird und dabei alle vom Träger abgewandten Seiten der Bauelemente bedeckt. Vor dem Schritt C) kann der Fotolack dann beispielsweise mittels eines Lithografieprozesses strukturiert werden, wodurch Bereiche der Bauelemente
definiert werden können, die anschließend frei von der
Opferschicht sein sollen und im Schritt C) mit der
Spiegelschicht verspiegelt werden sollen. Die Opferschicht kann im Schritt D) , insbesondere wenn sie aus einem Fotolack gebildet ist, über einen nasschemischen Prozess von den
Bauelementen abgelöst werden. Auf einen Schleifprozess kann in diesem Fall verzichtet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die
Opferschicht jeweils nur einen inneren Bereich der
Vorderseiten eines jeden Bauelements. Eine äußere Bahn der Vorderseite, die den inneren Bereich teilweise oder
vollständig umgibt, bleibt dann frei von der Opferschicht. Im Schritt C) kann auf die äußere Bahn dann die Spiegelschicht aufgebracht werden und verbleibt nach Schritt D) auf der äußeren Bahn. Mit diesem Verfahren kann zum Beispiel ein Strahlungsaustrittsfenster oder Strahlungseintrittsfenster auf der Vorderseite der Bauelemente definiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist jedes Bauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip auf oder besteht daraus. Der optoelektronische Halbleiterchip weist bevorzugt eine Kontaktseite und eine von der Kontaktseite
unterschiedliche Strahlungsseite auf.
Auf der Kontaktseite sind beispielsweise Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips angebracht. Insbesondere sind alle zur Kontaktierung des Halbleiterchips nötigen Kontaktelemente auf einer einzigen Seite des
Halbleiterchips, nämlich auf der Kontaktseite, angeordnet.
Über die Strahlungsseite wird im bestimmungsgemäßen Betrieb zum Beispiel elektromagnetische Strahlung aus dem
Halbleiterchip aus- oder eingekoppelt. Insbesondere ist die Strahlungsseite eine Hauptstrahlungsseite, über die ein
Großteil oder die gesamte vom Halbleiterchip erzeugte oder absorbierte Strahlung aus- oder eingekoppelt wird. Die Kontaktseite des Halbleiterchips entspricht dabei entweder der Rückseite oder der Vorderseite oder einer der Seitenflächen des optischen Bauelements.
Bei dem Halbleiterchip kann es sich beispielsweise um einen Volumenemitter handeln, bei dem eine Halbleiterschichtenfolge auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsen ist und das
Aufwachssubstrat die stabilisierende Komponente in dem
Halbleiterchip bildet. Insbesondere kann es sich bei dem Aufwachssubstrat um ein Saphir-Aufwachssubstrat , bei der Halbleiterschichtenfolge um eine auf AlInGaN basierende
Halbleiterschichtenfolge handeln. Die Kontaktseite ist dann bevorzugt auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet.
Alternativ ist es aber auch möglich, dass es sich bei dem Halbleiterchip um einen Dünnfilm-Halbleiterchip handelt, bei dem ein die Halbleiterschichtenfolge stabilisierendes
Substrat unterschiedlich von dem Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge ist und das Aufwachssubstrat abgelöst ist. Die Kontaktseite ist dann bevorzugt auf einer der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite des Substrats ausgebildet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf dem Träger eine Verbindungsschicht aufgebracht. Die Verbindungsschicht verläuft dabei vorzugsweise durchgehend, unterbrechungsfrei und zusammenhängend entlang des Trägers. Die
Verbindungsschicht kann beispielsweise ein thermoplastisches Material aufweisen oder daraus bestehen. Eine Dicke der Verbindungsschicht liegt beispielsweise zwischen
einschließlich 5 ym und 30 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform entsprechen die
Kontaktseiten der Halbleiterchips jeweils der Rückseite oder einer der Seitenflächen der Bauelemente.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden beim Anordnen im Schritt A) die Kontaktseiten der Halbleiterchips dem Träger zugewandt und die Kontaktelemente so tief in die
Verbindungsschicht eingedrückt, dass die Kontaktelemente im Schritt C) vor einer Bedeckung mit der Spiegelschicht geschützt sind. Insbesondere werden die Kontaktelemente vollständig in die Verbindungsschicht eingedrückt.
Zum Eindrücken der Kontaktelemente in die Verbindungsschicht kann die Verbindungsschicht beispielsweise auf eine
vorgegebene Temperatur erwärmt werden, bei der die Verbindungsschicht aufweicht und so verformbar wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die
Strahlungsseite der Kontaktseite gegenüber. Nach dem Schritt D) wird dann zum Beispiel auf die Strahlungsseite ein
Konverterelement aufgebracht. Das Konverterelement kann beispielsweise über ein Sprühverfahren oder als Folie oder als Vergussmasse auf die Strahlungsseite der Halbleiterchips aufgebracht oder auflaminiert werden. Das Konverterelement weist auf der Strahlungsseite der Halbleiterchips
beispielsweise eine Dicke von zumindest 20 ym oder 30 ym oder 40 ym auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke des
Konverterelements höchstens 100 ym oder 70 ym oder 60 ym. Das Konverterelement ist insbesondere dazu eingerichtet, die vom Halbleiterchip emittierte Strahlung teilweise oder
vollständig in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs, zum Beispiel in sichtbares Licht, zu konvertieren. Gemäß zumindest einer Ausführungsform entspricht die
Kontaktseite der Halbleiterchips jeweils der Vorderseite des Bauelements. Beim Anordnen im Schritt A) kann die
Kontaktseite der Halbleiterchips dann dem Träger abgewandt sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Opferschicht im Schritt D) so auf die Kontaktseiten aufgebracht, dass jeweils ein an Seitenflächen der Halbleiterchips grenzender Randbereich der Kontaktseiten frei von der Opferschicht bleibt. Der Randbereich der Kontaktseite verläuft
beispielsweise vollständig rings um einen inneren Bereich der Kontaktseite. Beispielsweise ist die Breite des Randbereichs, jeweils gemessen senkrecht zu den Seitenflächen, zumindest
2 ym oder 5 ym oder 10 ym. Alternativ oder zusätzlich ist die Breite des Randbereichs höchstens 50 ym oder 20 ym oder
15 ym. Gemäß zumindest einer Ausführungsform bleibt nach dem Schritt D) auf jedem Halbleiterchip eine einstückig und
zusammenhängend ausgebildete Spiegelschicht, die jeweils die Seitenflächen des Halbleiterchips und den Randbereich der Kontaktseite bedeckt, insbesondere jeweils mit einem der oben genannten Bedeckungsgrade.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger ein Konverterelement, beispielsweise ein keramisches
Konverterelement, das selbsttragend und mechanisch stabil ist. Im Schritt A) können die Halbleiterchips dann zum
Beispiel mechanisch stabil und dauerhaft auf dem Träger befestigt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Strahlungsseiten der Halbleiterchips dem Träger zugewandt werden, da diese dann bereits im Schritt A) mit einem
Konverterelement bedeckt werden. Nach dem Schritt D) kann der Träger beispielsweise zwischen den Halbleiterchips vereinzelt werden, sodass jeder Halbleiterchip ein eigenes
Konverterelement aufweist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Kontaktelemente von zwischen den Seitenflächen des
Halbleiterchips und der Kontaktfläche ausgebildeten
Chipkanten um zumindest 5 ym oder 10 ym oder 100 ym oder 200 ym zurückgezogen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Spiegelschicht so auf die Kontaktseite aufgebracht, dass diese nach dem Schritt D) bis auf die Kontaktelemente reicht und einen Teil
der Kontaktelemente überdeckt. Beispielsweise überdeckt die Spiegelschicht dann zwischen einschließlich 10 % und 50 % der Kontaktelemente .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst jedes
Bauelement neben dem Halbleiterchip ein optisches Element. Das optische Element ist zum Beispiel auf der Strahlungsseite der Halbleiterchips angeordnet und dient zur
Strahlungskonversion und/oder Strahlungsführung.
Beispielsweise handelt es sich bei dem optischen Element um ein Konverterelement, wie ein keramisches Konverterelement, oder um ein strahlführendes Element, wie eine Linse oder ein Zylinder oder ein Prisma, beispielsweise aus einem
transparenten, klarsichtigen Material, wie Glas. Das optische Element kann beispielsweise auch als Übergangselement zur Einkopplung von einer aus dem Halbleiterchip austretenden Strahlung in einen Lichtleiter dienen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform entspricht die
Kontaktseite des Halbleiterchips der Rückseite oder einer der Seitenflächen des optischen Bauelements. Die Vorderseite des Bauelements wird dann bevorzugt durch eine dem Halbleiterchip abgewandte Seite des optischen Elements gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden im Schritt C) neben Seitenflächen des Halbleiterchips auch quer zur
Vorderseite verlaufende Seitenflächen des optischen Elements mit der Spiegelschicht verspiegelt, beispielsweise mit einem der oben genannten Bedeckungsgrade.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird vor dem Schritt C) eine erste Passivierungsschicht auf die Bauelemente
aufgebracht. Bei der Passivierungsschicht handelt es sich
bevorzugt um eine Schicht aus einem transparenten Material, zum Beispiel um eine ZnO- Schicht oder S1O2- Schicht oder Kunsstoff- Schicht oder Parylene-Schicht . Aber auch eine Schichtkombination aus mehreren Einzelschichten ist denkbar. Die Schichtdicke der ersten Passivierungsschicht beträgt beispielsweise zumindest 50 nm oder 100 nm oder 150 nm.
Alternativ oder zusätzlich ist die Schichtdicke der ersten Passivierungsschicht höchstens 500 nm oder 400 nm oder
300 nm.
Die erste Passivierungsschicht dient insbesondere dazu, einen direkten mechanischen Kontakt zwischen der Spiegelschicht und den Bauelementen zu verhindern. Zum Beispiel dient die erste Passivierungsschicht als Haftvermittlung zwischen der
Spiegelschicht und dem Bauelement. Auch kann die erste
Passivierungsschicht Kurzschlüsse in dem Bauelement
verhindern, die beispielsweise durch einen elektrischen
Kontakt der Spiegelschicht mit Kontaktelementen des
Bauelements auftreten könnten. Bevorzugt bildet die erste Passivierungsschicht zusammen mit der Spiegelschicht einen Bragg-Spiegel für eine aus dem Bauelement austretende
Strahlung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem Schritt D) eine zweite Passivierungsschicht auf die Bauelemente aufgebracht, die die Spiegelschicht vollständig einkapselt. Die zweite Passivierungsschicht dient dabei insbesondere zum Schutz der Spiegelschicht vor äußeren Einflüssen, wie
Feuchtigkeitseintritt. Die zweite Passivierungsschicht kann ebenfalls aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten
Schichten bestehen. Mögliche Materialien, die die zweite Passivierungsschicht oder Einzelschichten der zweiten
Passivierungsschichten aufweisen oder aus denen diese
bestehen, sind zum Beispiel: Parylen, SiN, AI2O3, Siloxane, wie Hexamethyldisiloxan, kurz HMDSO, Metalle. Die
Schichtdicke der zweiten Passivierungsschicht liegt
beispielsweise zwischen einschließlich 0,5 ym und 5 ym.
Darüber hinaus wird ein oberflächenmontierbarer
optoelektronischer Halbleiterkörper angegeben. Der
optoelektronische Halbleiterkörper kann insbesondere mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Das heißt, sämtliche in Verbindung mit dem Verfahren offenbarten
Merkmale sind auch für den optoelektronischen
Halbleiterkörper offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der
Halbleiterkörper einen Halbleiterchip mit einer
Strahlungsseite und einer von der Strahlungsseite
unterschiedlichen Kontaktseite, auf der Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterkörpers angebracht sind, auf. Die Kontaktelemente des Halbleiterkörpers sind dabei frei zugänglich, liegen also am unmontierten
Halbleiterkörper frei. Insbesondere liegen hier alle zur Kontaktierung des Halbleiterkörpers nötigen Kontaktelemente auf einer einzigen Seite des Halbleiterkörpers, nämlich der Kontaktseite .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine metallische Spiegelschicht auf den Halbleiterchip aufgebracht, die eine Reflektivität für eine vom Halbleiterchip im Betrieb
emittierte Strahlung von zumindest 80 % oder 90 % oder 95 % aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Spiegelschicht eine durchgehende und zusammenhängende Spiegelschicht, die
alle nicht als Kontaktseite und Strahlungsseite ausgebildeten Seiten des Halbleiterchips zu zumindest 95 % bedeckt. Die Spiegelschicht liegt bevorzugt formschlüssig an dem
Halbleiterchip an und kann auch in direktem Kontakt mit dem Halbleiterchip sein.
Die lateralen und/oder vertikalen Ausdehnungen des
optoelektronischen Halbleiterkörpers weichen bevorzugt von den lateralen und vertikalen Ausdehnungen des
optoelektronischen Halbleiterchips um höchstens 15 % oder 10 % oder 5 % ab .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf der
Strahlungsseite des Halbleiterchips ein optisches Element zur Strahlungskonversion und/oder zur Strahlungsführung
angebracht. Das optische Element kann in lateraler Richtung parallel zur Strahlungsseite bündig mit der Spiegelschicht abschließen oder die Spiegelschicht seitlich überragen.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das optische Element an quer zur Strahlungsseite verlaufenden
Seitenflächen selbst mit der Spiegelschicht verspiegelt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen sich in dem Halbleiterchip die Kontaktseite und die Strahlungsseite gegenüber und sind über quer zur Strahlungsseite verlaufende Seitenflächen des Halbleiterchips miteinander verbunden. Auf die Seitenflächen der Halbleiterchips kann beispielsweise ein Vergussmaterial mit einer Schichtdicke von zumindest 10 ym oder 20 ym oder 50 ym aufgebracht sein. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Schichtdicke des Vergussmaterials höchstens 100 ym oder 70 ym oder 60 ym. Die Spiegelschicht ist dann bevorzugt zwischen dem Halbleiterchip und dem
Vergussmaterial eingebettet. Insbesondere weist das
Vergussmaterial einen weißen Kunststoff auf, der beispielsweise ebenfalls reflektierend für die von dem
Halbleiterchip emittierte Strahlung ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ragen das
Vergussmaterial und die Spiegelschicht in Richtung weg von der Strahlungsseite über den Halbleiterchip, beispielsweise zumindest 3 ym oder 5 ym oder 10 ym, hinaus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optische
Element ein Konverterelement, das dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil oder die gesamte vom Halbleiterchip im Betrieb emittierte Strahlung in Strahlung eines anderen
Wellenlängenbereichs, zum Beispiel in sichtbares Licht, umzuwandeln .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt das
Konverterelement in lateraler Richtung bündig mit dem
Vergussmaterial ab. Ferner liegt das Konverterelement bevorzugt formschlüssig am Halbleiterchip und dem
Vergussmaterial an und ist mit diesen beispielsweise in direktem Kontakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Spiegelschicht bis auf einen an Seitenflächen des Halbleiterchips grenzenden Randbereich der Kontaktseite geführt und überdeckt dabei den gesamten Randbereich. Der Randbereich ist beispielsweise eine durchgehende, zusammenhängende und unterbrechungsfreie Bahn auf der Kontaktseite, die vollständig rings um die
Kontaktelemente verläuft. Dabei weist der Randbereich
beispielsweise eine Breite von zumindest 5 ym auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optische
Element an quer zur Strahlungsseite verlaufenden
Seitenflächen des optischen Elements mit der Spiegelschicht verspiegelt. Die Spiegelschicht kann dabei alle Seitenflächen des optischen Elements zu einem der oben genannten
Bedeckungsgrade bedecken. Insbesondere ist das optische
Element ein Lichtauskoppelelement zur Strahlführung und kann zur Einkopplung einer aus dem Halbleiterchip austretenden elektromagnetischen Strahlung in einen Lichtleiter dienen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind nicht von dem optischen Element überdeckte Bereiche der Strahlungsseite des Halbleiterchips mit der Spiegelschicht verspiegelt. Das heißt insbesondere, dass Strahlung von der Strahlungsseite nur in das optische Element eintreten kann, seitlich neben dem optischen Element tritt keine Strahlung aus der
Strahlungsseite aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft die
Strahlungsseite quer zur Kontaktseite und grenzt an die
Kontaktseite an. Die Hauptabstrahlrichtung des
Halbleiterkörpers senkrecht zur Strahlungsseite verläuft dann parallel zur Kontaktseite. Ein solcher optoelektronischer Halbleiterkörper wird häufig als Sidelooker bezeichnet.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102015107590.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren zur
Verspiegelung von Mantelflächen von optischen Bauelementen für die Verwendung in optoelektronischen Halbleiterkörpern sowie ein oberflächenmontierbarer optoelektronischer
Halbleiterkörper unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt; vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen Figuren 1A bis 10, 3A bis 3D, 5A bis 6H und 8A bis 8C anhand von Ausführungsbeispielen verschiedene
Verfahrensschritte zur Verspiegelung von Mantelflächen optischer Bauelemente und zur
Herstellung optoelektronischer Halbleiterkörper,
Figuren 2A bis 2G, 4A bis 4C, 7 und 9 Ausführungsbeispiele optoelektronischer Halbleiterkörper in
Querschnittsansicht und in Draufsicht, Figur 10 Strahlungscharakteristika verschiedener
optoelektronischer Halbleiterkörper .
In Figur 1A ist ein Verfahrensschritt gezeigt, bei dem eine Mehrzahl optischer Bauelemente 1 bereitgestellt ist. Die optischen Bauelemente 1 umfassen jeweils eine Vorderseite 16 und eine der Vorderseite 16 gegenüberliegende Rückseite 12.
Jedes Bauelement 1 der Figur 1A ist durch einen
Halbleiterchip 100 gebildet, der eine Kontaktseite 102 und eine Strahlungsseite 101 aufweist. Die Strahlungsseite 101 ist der Kontaktseite 102 gegenüber gelegen. Im vorliegenden Fall ist die Strahlungsseite 101 jedes Halbleiterchips 100
identisch zu der Vorderseite 16, die Kontaktseite 102 ist identisch zur Rückseite 12.
Vorliegend weisen die Halbleiterchips 100 jeweils ein
Aufwachssubstrat 113, beispielsweise aus Saphir, auf. Auf dem Aufwachssubstrat 113 ist jeweils eine
Halbleiterschichtenfolge 114, beispielsweise basierend auf AlInGaN, gewachsen. Das Aufwachssubstrat 113 bildet dabei die stabilisierende Komponente des Halbleiterchips 100. Außerdem sind auf der dem Aufwachssubstrat 113 abgewandten
Kontaktseite 102 Kontaktelemente 110, 111 aufgebracht, die im Betrieb zur elektrischen Kontaktierung der
Halbleiterschichtenfolge 114 dienen. Das erste Kontaktelement 110 ist über eine Durchkontaktierung zu einer n- oder p- Schicht der Halbleiterschichtenfolge 114 verbunden, das zweite Kontaktelement 111 kontaktiert eine weitere
Halbleiterschicht der Halbleiterschichtenfolge 114.
In Figur 1A sind die einzelnen Bauelemente 1 beziehungsweise Halbleiterchips 100 direkt aneinander angeordnet und weisen zum Beispiel noch ein gemeinsames, zusammenhängendes
Aufwachssubstrat 113 auf.
Im Verfahrensschritt der Figur 1B ist gezeigt, wie die einzelnen Halbleiterchips 100 auf einem Zwischenträger 22 aufgebracht werden. Außerdem ist gezeigt, wie die einzelnen Halbleiterchips 100 durch das Aufwachssubstrat 113 hindurch voneinander getrennt und vereinzelt werden. Das Vereinzeln kann beispielsweise mittels eines Lasertrennverfahrens oder Sägeprozesses oder eines Ritzprozesses mit anschließendem Brechprozess erfolgen. Die Rauigkeit auf den durch das
Trennverfahren gebildeten Flanken des Aufwachssubstrats 113 beträgt zum Beispiel höchstens 10 nm.
Im Verfahrensschritt der Figur IC ist außerdem gezeigt, wie eine Opferschicht 3 auf die Vorderseite 16 der Bauelemente 1 aufgebracht wird. Die Opferschicht 3 ist dabei zunächst durchgehend und zusammenhängend ausgebildet und bedeckt alle Vorderseiten 16 der Bauelemente 1. Beispielsweise basiert die Opferschicht 3 auf einem Kunststoff oder einem Fotolack. Die Opferschicht 3 wird in Figur IC ebenfalls entlang von
Trennungsebenen zwischen den einzelnen Halbleiterchips 100 getrennt, sodass jedes Bauelement 1 eine eigene Opferschicht 3 auf der Vorderseite 16 aufweist.
Figur 1D zeigt den gleichen Verfahrensschritt wie Figur IC, nur dass hier die Opferschicht 3 nicht entlang von
Trennungsebenen getrennt wird. Die Opferschicht 3 verbleibt als einstückige und zusammenhängende Schicht auf allen
Vorderseiten 16 der Bauelemente 1.
In Figur IE ist ein auf Figur 1D folgender Verfahrensschritt gezeigt, in dem die Opferschicht 3 in lateraler Richtung parallel zu den Vorderseiten 16 expandiert wird, sodass die Bauelemente 1 lateral voneinander getrennt werden. Außerdem ist in Figur IE zu erkennen, dass die optischen Bauelemente 1 quer zur Vorderseite 16 und Rückseite 12 verlaufende
Seitenflächen 15 aufweisen, die vorliegend durch
Seitenflächen 115 der Halbleiterchips 100 gebildet sind.
In Figur 1F wird die Opferschicht 3 zwischen den Bauelementen 1 getrennt, wobei anschließend jedes Bauelement 1 eine eigene, eineindeutig zugeordnete Opferschicht 3 auf der
Vorderseite 16 aufweist. Die Opferschicht 3 überragt in Figur 1F die Bauelemente 1 in allen lateralen Richtungen.
In Figur IG ist ein weiterer Verfahrensschritt gezeigt, bei dem die Bauelemente 1 von dem Zwischenträger 22 abgelöst sind und auf einen Träger 2, wie einen Glasträger, aufgebracht sind. Dabei sind die Kontaktseiten 12 jeweils dem Träger 2 zugewandt .
Ferner ist auf dem Träger 2 eine Verbindungsschicht 20, beispielsweise aus einem thermoplastischen Material,
angeordnet, in die die Kontaktelemente 110, 111 eingedrückt, insbesondere vollständig eingedrückt sind. Die
Verbindungsschicht 20 dient zum Schutz der Kontaktelemente 110, 111 in weiteren Verfahrensschritten.
Anders als in Figur 1F überragen die Opferschichten 3 auf jedem Bauelement 1 die Bauelemente 1 in lateraler Richtung nicht. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht sein, dass die Bauelemente 1 nach einem wie in Figur IC gezeigten
Verfahrensschritt voneinander getrennt werden. Eine Expansion der Verbindungsschicht 3 ist in diesem Fall zuvor nicht erfolgt. Außerdem ist in Figur IG ersichtlich, dass auch die Opferschichten 3 jeweils Seitenflächen 35 aufweisen, die quer zur Vorderseite 16 der Bauelemente 1 verlaufen.
In Figur 1H ist ein auf den Verfahrensschritt der Figur IG folgender Verfahrensschritt gezeigt, in dem eine
Spiegelschicht 4 auf die Opferschicht 3 und auf alle nicht von der Opferschicht 3 und von dem Träger 2 bedeckten Seiten der Bauelemente 1 aufgebracht wird. Die Spiegelschicht 4 ist dabei auf alle Bauelemente 1 aufgebracht und verläuft dabei durchgehend, zusammenhängend und unterbrechungsfrei auch zwischen den Bauelementen 1. Die Spiegelschicht 4 überdeckt alle in Figur IG freiliegenden Seiten der Opferschicht 3 und der Bauelemente 1 insbesondere vollständig.
Die Spiegelschicht 4 kann beispielsweise über ein Sputterverfahren oder über Aufdampfen oder über
Atomlagenabscheidung aufgebracht werden. Beispielsweise besteht die Spiegelschicht aus einem Metall wie Ag oder AI. Die Schichtdicke der fertigen Spiegelschicht 4 beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 50 nm und 500 nm.
Ferner weist die Spiegelschicht 4 beispielsweise eine
Reflektivität für eine von den Halbleiterchips 100 emittierte elektromagnetische Strahlung von zumindest 90 % auf.
Im Verfahrensschritt der Figur II wird auf und zwischen die Bauelemente 1 ein Vergussmaterial 5, zum Beispiel in Form einer weißen Kunststoffmasse, eingebracht. Das
Vergussmaterial 5 überdeckt die Bauelemente 1 und die darauf angebrachte Spiegelschicht 4 formschlüssig an allen
Seitenflächen 15 und der Vorderseite 16. Das Vergussmaterial 5 ist dabei bevorzugt in direktem Kontakt mit der
Spiegelschicht 4. Es kann das Vergussmaterial 5
beispielsweise durch ein Spritzgießverfahren oder Transfer- Molding eingebracht werden.
In Figur 1J ist ein weiterer Verfahrensschritt gezeigt, bei dem die Opferschicht 3 zusammen mit der auf gleicher Höhe befindlichen Vergussmaterial 5 abgeschliffen wird. Die auf der Opferschicht 3 befindliche Spiegelschicht 4 wird dabei ebenfalls abgetragen. Übrig bleibt nach dem Schleifprozess ein Rest einer Opferschicht 3 auf den Vorderseiten 16 der Bauelemente 1 und ein bündig mit der Opferschicht 3
abschließendes Vergussmaterial 5. Das Vergussmaterial 5 erleichtert dabei den Schleifprozess zur Abtragung der
Opferschicht 3.
In Figur 1K ist ein weiterer Verfahrensschritt gezeigt, bei dem die übrig bleibende Opferschicht der Figur 1J
beispielsweise mittels eines nasschemischen Prozesses von den Bauelementen 1 abgelöst wird, sodass die Vorderseiten 16 der Bauelemente 1 beziehungsweise die Strahlungsseiten 101 der Halbleiterchips 100 freigelegt werden.
In Figur IL ist eine Alternative zu Figur 1J gezeigt, bei der die Opferschicht jeweils lateral über die Bauelemente 1 hinausragt. Zwischen den Bauelementen 1 ist wiederum ein Vergussmaterial 5 angeordnet.
In Figur IM ist ein Verfahrensschritt gezeigt, bei dem auf die Vorderseiten 16 ein Konverterelement 6 aufgebracht wird. Das Konverterelement 6 ist dabei zunächst einstückig
ausgebildet und überdeckt alle optischen Bauelemente 1 und das dazwischen angeordnete Vergussmaterial 5. Beispielsweise kann Konverterelement 6 mittels eines Sprühprozesses auf die Bauelemente 1 aufgebracht sein und weist beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 20 ym und 70 ym auf.
Im Verfahrensschritt der Figur IN sind die seitlich
verspiegelten Bauelemente 1 von dem Träger 2 abgelöst und auf einen Hilfsträger aufgebracht. Dabei sind nun die
Kontaktseiten 12 mit den Kontaktelementen 110, 111 dem
Hilfsträger abgewandt. Die Bauelemente 1 werden in Figur IN entlang von Trennungsebenen durch das Vergussmaterial 5 und das Konverterelement 6 voneinander getrennt, sodass einzelne oberflächenmontierbare Halbleiterkörper entstehen.
In Figur 10 ist ein alternativer Verfahrensschritt gezeigt, bei dem im Unterschied zu den vorigen Verfahrensschritten nach dem Ablösen der Opferschicht 3 die Vorderseiten 16
beziehungsweise Strahlungsseiten 101 nicht vollständig frei von der Spiegelschicht 4 sind. Vielmehr ist nur ein innerer Bereich 160 der Vorderseiten 16 frei von der Spiegelschicht 4, eine jeweils äußere Bahn 161 der Vorderseiten 16, die den inneren Bereich 160 beispielsweise vollständig umrandet, ist mit der Spiegelschicht 4 überdeckt. Auf diese Weise kann beispielsweise die abstrahlende Fläche der Halbleiterchips 100 definiert sein. Figur 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000 in Querschnittsansicht. Wiederum zu erkennen ist ein wie oben beschriebener Halbleiterchip 100, der an Seitenflächen 115, die quer zur Kontaktseite 102 und zur Strahlungsseite 101 verlaufen, vollständig mit der Spiegelschicht 4 überdeckt ist. Die Kontaktelemente 110, 111 auf der Kontaktseite 102 sind nicht von der Spiegelschicht 4 überdeckt, sondern liegen frei. Ferner überragt die Spiegelschicht 4 den Halbleiterchip 100 an der Strahlungsseite 101 in Richtung weg von der
Strahlungsseite 101. Auf der Strahlungsseite 101 ist ein optisches Element 8 in Form eines Konverterelements 6 angeordnet, das in lateraler Richtung, parallel zur
Strahlungsseite 101, bündig mit der Spiegelschicht 4
abschließt, mit der Spiegelschicht 4 und dem Halbleiterchip 100 in direktem Kontakt steht und die Spiegelschicht 4 und die Strahlungsseite 101 formschlüssig umgibt.
In Figur 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000 gezeigt, bei dem im Unterschied zu Figur 2A auf Seitenflächen 115 der
Halbleiterchips 100 ein Vergussmaterial 5, beispielsweise in Form eines weißen Kunststoffs, aufgebracht ist. Das
Vergussmaterial 5 überdeckt dabei die Spiegelschicht 4 und
überragt den Halbleiterchip 100 ebenfalls in Richtung weg von der Strahlungsseite 101. Das Konverterelement 6 steht dabei in direktem Kontakt mit dem Vergussmaterial 5 und schließt in lateraler Richtung bündig mit dem Vergussmaterial 5 ab.
Das Vergussmaterial 5 kann den Halbleiterchip 100 an den Seitenflächen 115 lateral vollständig umgeben und dient beispielsweise als zusätzliche reflektierende Beschichtung um den Halbleiterchip 100.
Ferner sind in Figur 2B Kontaktstrukturen 1100 und 1110 auf der Kontaktseite 102 aufgebracht, die elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 110 und 111 verbunden sind und in vertikaler Richtung, quer zur lateralen Richtung, mit dem Vergussmaterial 5 überlappen.
Figur 2C zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000, bei dem die auf die Seitenflächen 115 aufgebrachte Spiegelschicht 4 an der Strahlungsseite 101 bündig mit dem Halbleiterchip 100
abschließt. Die Spiegelschicht 4 ist dabei direkt auf den Halbleiterchip 4 aufgebracht, befindet sich mit diesem also in direktem Kontakt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2D ist ein
optoelektronischer Halbleiterkörper 1000 gezeigt, bei dem im Unterschied zu Figur 2C zwischen der Spiegelschicht 4 und dem Halbleiterchip 100 eine erste Passivierungsschicht 40, beispielsweise aus S1O2 oder ZnO, aufgebracht ist. Die erste Passivierungsschicht 40 ist dabei bevorzugt transparent, insbesondere klarsichtig, für eine von dem Halbleiterchip 100 emittierte elektromagnetische Strahlung und überdeckt sowohl die Seitenflächen 115 als auch die Strahlungsseite 101 des
Halbleiterchips 100 vollständig. Bevorzugt weicht der
Brechungsindex der ersten Passivierungsschicht um weniger als 0,1 von dem Brechungsindex des Saphir-Aufwachssubstrats 113 ab .
Die Spiegelschicht 4 ist ringsum außerdem von einer zweiten Passivierungsschicht 41 umgeben, die die Spiegelschicht 4 vor äußeren Einflüssen schützt. Die zweite Passivierungsschicht 41 ist beispielsweise aus SiN oder einer Schichtenfolge aus AI2O3 und HMDSO:02 = 1:1,002 gebildet. Die A^C^-Schicht hat beispielsweise eine Dicke von 93 nm, die HMDSO-Schicht beispielsweise eine Dicke von 3 ym.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 2E ist im Unterschied zu Figur 2D zwischen der Spiegelschicht 4 und dem Halbleiterchip 100 keine erste Passivierungsschicht 40 angebracht.
In Figur 2F ist ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000 gezeigt, bei dem die Spiegelschicht 4 nicht nur auf Seitenflächen 115 des Halbleiterchips 100 aufgebracht ist, sondern auch die
Strahlungsseite 101 teilweise bedeckt. Insbesondere bildet die Spiegelschicht 4 auf der Strahlungsseite 101 einen umlaufenden Rahmen.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 2F ist in Figur 2G in
Draufsicht auf die Strahlungsseite 101 gezeigt. Zu erkennen ist, dass die Spiegelschicht 4 auf einer äußeren Bahn 161 der Strahlungsseite 101 angebracht ist, ein innerer Bereich 160, der von der äußeren Bahn 161 umgeben ist, ist frei von der Spiegelschicht 4. Der innere Bereich 160 ist als
kreisförmiger Bereich gebildet, der beispielsweise eine
Strahlungsaustrittsfläche der von dem Halbleiterchip 100 emittierten Strahlung definiert.
In Figur 3A ist ein Verfahrensschritt zur Verspiegelung optischer Bauelemente gezeigt, bei dem im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der Figur 1 die Rückseiten 12 der Bauelemente 1 durch die Strahlungsseiten 101 der
Halbleiterchips 100 gebildet sind, die Kontaktseiten 102 der Halbleiterchips 100 bilden die Vorderseiten 16. Die
Rückseiten 12 beziehungsweise Strahlungsseiten 101 sind dem Träger 2 zugewandt. Auf die Vorderseiten 16 beziehungsweise Kontaktseiten 102 mit den Kontaktelementen 110, 111 ist die Opferschicht 3 aufgebracht. Die Opferschicht 3 ist vorliegend zum Beispiel ein Fotolack, wie ein Trockenlack, der in einem späteren Schritt mittels eines Fotolithografieverfahrens strukturiert werden kann.
In Figur 3B ist ein Verfahrensschritt gezeigt, in dem die Opferschicht 3 so strukturiert wurde, dass die Kontaktseiten 102 nicht vollständig von der Opferschicht 3 bedeckt sind, sondern in einem Randbereich 121 frei von der Opferschicht 3 sind. Der Randbereich 121 grenzt dabei an Kanten 122 des Halbleiterchips 100. Außerdem ist in Figur 3B gezeigt, wie die Spiegelschicht 4 auf die Opferschicht 3, die
Seitenflächen 115 und den Randbereich 121 aufgebracht ist.
Der Verfahrensschritt der Figur 3C zeigt Halbleiterchips 100 nach dem Entfernen der Opferschicht 3. Zu erkennen ist nun, dass die Kontaktseiten 102 in dem Randbereich 121 mit der Spiegelschicht 4 überdeckt sind. Dies ist insofern
vorteilhaft, da eine von den Halbleiterchips 100 im Betrieb emittierte Strahlung dann kaum oder gar nicht über die
Kontaktseite 102 aus dem Halbleiterchip 100 austreten kann.
Figur 3D zeigt ähnliche Halbleiterchips 100 wie Figur 3C, nur dass in diesem Fall der Randbereich 121, in dem die
Kontaktseite 102 mit der Spiegelschicht 4 überdeckt ist, bis auf die Kontaktelemente 110, 111 gezogen ist. Die
Kontaktelemente 110, 111 sind also ebenfalls teilweise von der Spiegelschicht 4 überdeckt.
In Figur 4A ist ein optoelektronischer Halbleiterkörper 1000 gezeigt, der zum Beispiel mit den Verfahrensschritten der Figuren 3A bis 3C hergestellt ist. Insbesondere ist in Figur 4A erkennbar, dass die Spiegelschicht 4 einen Randbereich 121 der Kontaktseite 102 überdeckt. Die Breite des Randbereichs 121 beträgt beispielsweise zumindest 5 ym. Die
Kontaktelemente 110, 111 sind von der Kante 122 der
Kontaktseite 102 so weit zurückgezogen, dass die
Spiegelschicht 4 die Kontaktelemente 110, 111 nicht
überdeckt .
In Figur 4B ist im Unterschied zu Figur 4A die Spiegelschicht 4 so weit auf die Kontaktseite 102 gezogen, dass die
Spiegelschicht 4 auch einen Teil der Kontaktelemente 110, 111 überdeckt. Zum Schutz vor Kurzschlüssen ist aber zwischen der Spiegelschicht 4 und den Kontaktelementen 110, 111 eine zuvor aufgebrachte Passivierungsschicht 40, 41 angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 4C ist im Wesentlichen der gleiche optoelektronische Halbleiterkörper 1000 wie in den Figuren 4A und 4B gezeigt. Im Unterschied zu den Figuren 4A und 4B ist aber nun auf der Strahlungsseite 101 ein
Konverterelement 6 aufgebracht. Das Konverterelement 6 ist dabei ein Teil des Trägers 2 der Figur 3, auf den die
Halbleiterchips 100 zuvor zur Verspiegelung aufgebracht wurden .
Figur 5A zeigt einen alternativen Verfahrensschritt zur
Verspiegelung von optischen Bauelementen 1. Dabei sind optische Bauelemente 1 in Form von Halbleiterchips 100 mit ihren Kontaktseiten 102 auf einen Träger 2 aufgebracht.
Außerdem sind die Halbleiterchips 100 vollständig von einem Fotolack überdeckt. In Figur 5A bilden die Kontaktseiten 102 der Halbleiterchips 100 jeweils eine Seitenfläche 15 des optischen Bauelements 1. Die Vorderseite 16 jedes Bauelements 1 verläuft dementsprechend quer zum Träger 2. Gleichzeitig bildet die Vorderseite 16 die Strahlungsseite 101 des
Halbleiterchips 100.
Im Verfahrensschritt der Figur 5B ist der Fotolack
beispielsweise über ein Lithografieverfahren soweit
strukturiert worden, dass nur noch eine Opferschicht 3 auf der Vorderseite 16 der Bauelemente 1 verbleibt. Außerdem ist gezeigt, wie eine Spiegelschicht 4 auf allen Seiten der
Halbleiterchips 100 aufgebracht ist, die nicht vom Träger 2 bedeckt sind.
Im Verfahrensschritt der Figur 5C ist die Opferschicht 3 mit der darauf befindlichen Spiegelschicht 4 von der Vorderseite 16 abgelöst. Die resultierenden optoelektronischen
Halbleiterkörper 1000 umfassen jeweils einen Halbleiterchip 100, dessen Strahlungsseite 101 quer zur Kontaktseite 102 verläuft, wobei alle anderen Seiten des Halbleiterchips 100, die nicht die Strahlungsseite 101 oder die Kontaktseite 102 bilden, von der Spiegelschicht 4 verspiegelt sind. Solche Halbleiterkörper 1000 werden in Fachkreisen als Sidelooker bezeichnet.
Die Figuren 6A bis 6E zeigen im Wesentlichen dieselben
Verfahrensschritte wie die Figuren IG bis IN. Im Unterschied
zu den Ausführungsbeispielen der Figur 1 weisen die optischen Bauelemente 1 der Figuren 6 jeweils einen Halbleiterchip 100 und ein auf der Strahlungsseite 101 aufgebrachtes optisches Element 8 auf. Die der Strahlungsseite 101 gegenüberliegende Kontaktseite 102 mit den Kontaktelementen 110, 111 ist dem Träger 2 zugewandt. Die Seitenflächen 15 der optischen
Bauelemente 1 werden durch Seitenflächen 115 der
Halbleiterchips 100 und Seitenflächen 85 der optischen
Elemente 8 gebildet. Die Vorderseiten 16 sind jeweils durch eine den Halbleiterchips 100 abgewandte Seite der optischen Elemente 8 gebildet.
Vorliegend ist das optische Element 8 beispielsweise ein Glaszylinder, der zur Strahlungsführung einer aus der
Strahlungsseite 101 austretenden elektromagnetischen
Strahlung des Halbleiterchips 100 vorgesehen ist. Alternativ kann es sich bei dem optischen Element 8 aber auch
beispielsweise um ein Konverterelement 6 oder eine Linse handeln .
Im Verfahrensschritt der Figur 6B ist auf die Vorderseiten 16 der optischen Bauelemente 1 die Opferschicht 3 aufgebracht.
Im Verfahrensschritt der Figur 6C sind sowohl die
Opferschicht 3 als auch die Bauelemente 1 mit einer
Spiegelschicht 4 bedeckt. Die Spiegelschicht 4 bedeckt dabei sowohl die Seitenflächen 115 der Halbleiterchips 100 wie auch die Seitenflächen 85 der optischen Elemente 8 teilweise oder vollständig .
In Figur 6D wird die Opferschicht 3 auf den Bauelementen 1 mit einem der oben beschriebenen Verfahren abgetragen, sodass
die Vorderseiten 16, die von den optischen Elementen 8 gebildet sind, frei liegen.
In Figur 6E wird der Träger 2 von den Halbleiterchips 100 entfernt, sodass vereinzelte optoelektronische
Halbleiterkörper 1000 gebildet werden.
In den Figuren 6F bis 6H werden dieselben Verfahrensschritte wie in den vorigen Figuren 6C bis 6E gezeigt. Zusätzlich ist in den Figuren 6F bis 6H noch ein Vergussmaterial 5 zwischen den optischen Bauelementen 1 angebracht, wobei das
Vergussmaterial 5 die Bauelemente 1 mit den Halbleiterchips 100 und den optischen Elementen 8 seitlich vollständig bedeckt. Auch hier kann das Vergussmaterial 5 einen
Schleifprozess zur Abtragung der Opferschicht 3 vereinfachen.
Figur 7A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000 in
Querschnittsansicht. Der Halbleiterkörper 1000 entspricht dabei zum Beispiel dem Halbleiterkörper 1000, der im
Verfahrensschritt der Figur 6E erzeugt wurde. Zu erkennen ist, dass die Seitenflächen 115 des Halbleiterchips 100 und die Seitenflächen 85 des optischen Elements 8 außen herum vollständig von der Spiegelschicht 4 überdeckt sind. Eine Kontaktseite 102 und eine der Kontaktseite 102
gegenüberliegende Seite des optischen Elements 8 sind frei von der Spiegelschicht 4.
In Figur 7B ist ebenfalls ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000 gezeigt, bei dem im Unterschied zu Figur 7A auf der Spiegelschicht 4 ein
Vergussmaterial 5 angeordnet ist, das die Spiegelschicht 4 vollständig bedeckt. Das Vergussmaterial 5 kann
beispielsweise ein weißer Kunststoff, zum Beispiel ein mit Titanoxid-Partikeln versetztes Silikon, sein.
Auf der Kontaktseite 102 des Halbleiterchips 100 sind
außerdem Kontaktstrukturen 1100, 1110 angeordnet, die
elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 110 und 111 verbunden sind. Die Kontaktstrukturen 1100, 1110 überlappen dabei in vertikaler Richtung zumindest teilweise mit dem Vergussmaterial 5.
In den Figuren 8A bis 8C sind Verfahrensschritte gezeigt, die zum Beispiel auf den in der Figur 6G gezeigten
Verfahrensschritt folgen können. In der Figur 8B wird der Träger 2 beispielsweise über einen Laser so strukturiert, dass innerhalb des Trägers 2 Durchkontaktierungen 25
entstehen, die in vertikaler Richtung mit den
Kontaktelementen 110 und 111 überlappen.
In der Figur 8C werden die Durchkontaktierungen 25
anschließend mit einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise mit einem Metall oder einem
Halbleitermaterial, aufgefüllt. Außerdem werden auf eine Unterseite des Trägers 2, die den Halbleiterchips 100 abgewandt ist, Kontaktstrukturen 1100, 1110 aufgebracht, die in vertikaler Richtung mit den Durchkontaktierungen 25 überlappen. Die Kontaktstrukturen 1100, 1110 sind über die Durchkontaktierungen 25 elektrisch leitend mit den
Kontaktelementen 110, 111 der Halbleiterchips 100 verbunden. Im Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist ein optoelektronischer Halbleiterkörper 1000 gezeigt, der nach dem Vereinzeln der Halbleiterchips 100 aus der Figur 8C resultiert. Die
Vereinzelung erfolgt dabei entlang von Trennungsebenen durch
das Vergussmaterial 5 und den Träger 2. In Figur 9 ist der Träger 2 im Unterschied zu den vorherigen
Ausführungsbeispielen Teil des fertigen optoelektronischen Halbleiterkörpers 1000.
In Figur 10 ist ein Emissionsspektrum von optoelektronischen Halbleiterkörpern gezeigt. Dabei sind zwei optoelektronische Halbleiterkörper miteinander verglichen, die jeweils einen Volumen-Halbleiterchip aufweisen. Ist der Volumen- Halbleiterchip seitlich nicht von einer Spiegelschicht bedeckt, kann an der Seitenfläche des Halbleiterchips
elektromagnetische Strahlung austreten. Sind dagegen die Seitenflächen der Halbleiterchips mit einem Spiegel versehen, so wie es das hier beschriebene Verfahren ermöglicht, wird Strahlung insbesondere nur über eine
Strahlungsaustrittsfläche der Halbleiterkörper emittiert, sodass eine besonders gerichtete Lichtabstrahlung mit nahezu Lambert ' scher Strahlungscharakteristik erreicht wird. 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 diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 optisches Bauelement
2 Träger
3 Opferschicht
4 Spiegelschicht
5 Vergussmaterial
6 Konverterelement
8 optisches Element
12 Rückseite des optischen Bauelements 1
15 Seitenfläche des optischen Bauelements 1
16 Vorderseite des optischen Bauelements 1 20 Verbindungsschicht
22 Zwischenträge
25 Durchkontaktierung
35 Seitenfläche der Opferschicht 3
85 Seitenfläche des optischen Elements 8
100 optoelektronischer Halbleiterchip
101 Strahlungsseite des Halbleiterchips 100 102 Kontaktseite des Halbleiterchips 100
110 erstes Kontaktelement
111 zweites Kontaktelement
113 Aufwachssubstrat
114 Halbleiterschichtenfolge
115 Seitenfläche des Halbleiterchips 100
121 Randbereich der Kontaktseite 102
122 Kante des Halbleiterchips 100
160 innerer Bereich der Vorderseiten 16
161 äußere Bahn der Vorderseite 16
1000 oberflächenmontierbarer, optoelektronischer
Halbleiterkörper
1100, 1110 Kontaktstrukturen
Claims
Patentansprüche
1. Verfahren zur Verspiegelung von Mantelflächen von
optischen Bauelementen (1) für die Verwendung in optoelektronischen Halbleiterkörpern umfassend die
Schritte :
A) Anordnen einer Mehrzahl von optischen Bauelementen (1) auf einem Träger (2), wobei jedes Bauelement (1) eine Vorderseite (16), eine der Vorderseite (16) gegenüberliegende Rückseite (12) und quer zur Oberseite
(16) verlaufende Seitenflächen (15) aufweist;
B) Aufbringen einer Opferschicht (3) auf jedes
Bauelement (1), sodass bei jedem Bauelement (1) die Vorderseite (16) zumindest teilweise von der
Opferschicht (3) überdeckt wird;
C) Aufbringen einer Spiegelschicht (4) auf die
Bauelemente (1), sodass die Spiegelschicht (4) die Opferschicht (3) und alle übrigen, nicht vom Träger (2) bedeckten Seiten eines jeden Bauelements (1) zumindest teilweise überdeckt;
D) Abtragen der Opferschicht (3) und der darauf
befindlichen Spiegelschicht (4) von der Vorderseite (16) eines jeden Bauelements (1), wobei die
Spiegelschicht (4) auf den übrigen zuvor von der
Spiegelschicht (4) überdeckten Seiten der Bauelemente
(1) verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei
- im Schritt A) die Rückseiten (12) der Bauelemente (1) dem Träger (2) zugewandt werden,
- nach dem Schritt C) und vor dem Schritt D) ein
Vergussmaterial (5) in Bereiche zwischen den Bauelementen (1) angeordnet wird, sodass das
Vergussmaterial (5) die Seitenflächen (15) und die darauf angebrachte Spiegelschicht (4) eines jeden Bauelements (1) seitlich formschlüssig umformt,
- das Vergussmaterial (5) in Richtung weg vom Träger (2) die Bauelemente (1) überragt und dabei
Seitenflächen (35) der Opferschicht (3) zumindest teilweise bedeckt,
- im Schritt D) die Opferschicht (3) zusammen mit dem auf gleicher Höhe über dem Träger (2) befindlichen Vergussmaterial (5) abgeschliffen wird,
- die Bauelemente (1) nach dem Schritt D) vom Träger (2) abgelöst und vereinzelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Opferschicht (3) ein Fotolack ist,
- der Fotolack vor dem Schritt C) mittels eines
Lithografieprozesses strukturiert wird und dadurch die Bereiche der Bauelemente (1) definiert werden, die anschließend frei von der Opferschicht (3) sein sollen und im Schritt D) mit der Spiegelschicht (4) verspiegelt werden sollen,
- die Opferschicht (3) zusammen mit der Spiegelschicht (4) über einen nasschemischen Prozess von den
Bauelementen (1) abgelöst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Opferschicht (3) jeweils nur einen inneren Bereich (160) der Vorderseiten (16) eines jeden
Bauelements (1) bedeckt,
- eine äußere Bahn (161) der Vorderseite (16) den inneren Bereich (160) umgibt und frei von der
Opferschicht (3) bleibt,
- die Spiegelschicht (4) im Schritt C) auf die äußere Bahn (161) aufgebracht wird und nach dem Schritt D) auf der äußeren Bahn (161) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
jedes Bauelement (1) einen optoelektronischen
Halbleiterchip (100) mit einer Kontaktseite (102) und einer von der Kontaktseite (102) unterschiedlichen Strahlungsseite (101) aufweist, wobei
- auf der Kontaktseite (102) Kontaktelemente (110, 111) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips (100) angebracht sind,
- über die Strahlungsseite (101) im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung aus dem
Halbleiterchip (100) aus- oder eingekoppelt wird, und
- die Kontaktseite (102) des Halbleiterchips (100) der Rückseite (12) oder der Vorderseite (16) oder einer der Seitenflächen (15) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei
- auf dem Träger (2) eine Verbindungsschicht (20)
aufgebracht ist,
- die Verbindungsschicht (20) ein thermoplastisches
Material aufweist oder daraus besteht,
- die Kontaktseiten (102) der Halbleiterchips (100) jeweils der Rückseite (12) oder einer der
Seitenflächen (15) der Bauelemente (1) entsprechen,
- beim Anordnen im Schritt A) die Kontaktseiten (102) der Halbleiterchips (100) dem Träger (2) zugewandt werden und die Kontaktelemente (10, 11) so tief in die Verbindungsschicht (20) eingedrückt werden, dass die Kontaktelemente (10, 11) im Schritt C) vor einer
Bedeckung mit der Spiegelschicht (4) geschützt sind.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei
- die Kontaktseiten (102) der Halbleiterchips (100) jeweils der Vorderseite (16) der Bauelemente (1) entsprechen,
- beim Anordnen im Schritt A) die Kontaktseiten (102) der Halbleiterchips (100) dem Träger (2) abgewandt sind,
- die Opferschicht (3) im Schritt D) so auf die
Kontaktseiten (102) aufgebracht wird, dass jeweils ein an Seitenflächen (115) der Halbleiterchips (100) grenzender Randbereich (121) der Kontaktseiten (102) frei von der Opferschicht (3) bleibt,
- nach dem Schritt D) auf jedem Halbleiterchip (100) eine einstückig und zusammenhängend ausgebildete Spiegelschicht (4) verbleibt, die jeweils die
Seitenflächen (115) des Halbleiterchips (100) und den Randbereich (121) der Kontaktseite (102) bedeckt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- der Träger (2) ein Konverterelement (6) ist,
- die Halbleiterchips (100) im Schritt A) mechanisch stabil und dauerhaft auf dem Träger (2) befestigt werden .
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei
- die Kontaktelemente (110, 111) von zwischen den
Seitenflächen (115) des Halbleiterchips (100) und der Kontaktfläche (102) ausgebildeten Chipkanten (122) um zumindest 5 ym zurückgezogen sind,
- die Spiegelschicht (4) nach dem Schritt D) bis auf die Kontaktelemente (110, 111) reicht und einen Teil
der Kontaktelemente (110, 111) überdeckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
wobei jedes Bauelement (1) neben dem Halbleiterchip (100) ein optisches Element (8) umfasst, wobei
- das optische Element (8) auf der Strahlungsseite
(101) angeordnet ist und zur Strahlungskonversion und/oder Strahlungsführung vorgesehen ist,
- die Kontaktseite (102) des Halbleiterchips (100) der Rückseite (12) oder einer der Seitenflächen (15) entspricht,
- die Vorderseite (16) des Bauelements (1) durch eine dem Halbleiterchip (100) abgewandte Seite des
optischen Elements (8) gebildet ist,
- im Schritt C) neben Seitenflächen (115) des
Halbleiterchips (100) auch quer zur Vorderseite (16) verlaufende Seitenflächen (85) des optischen Elements (8) mit der Spiegelschicht (4) verspiegelt werden.
Verfahren nach Anspruch 10,
wobei das optische Element (8) ein
Lichtauskoppelelement ist, über das eine von dem
Halbleiterchip (100) erzeugte elektromagnetische
Strahlung in einen Lichtleiter eingekoppelt werden kann .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- vor dem Schritt C) eine erste Passivierungsschicht (40) auf die Bauelemente (1) aufgebracht wird, sodass die erste Passivierungsschicht (40) einen direkten mechanischen Kontakt zwischen der Spiegelschicht (4) und den Bauelementen (1) verhindert,
- nach dem Schritt D) eine zweite Passivierungsschicht (41) auf die Bauelemente (1) aufgebracht wird, die die Spiegelschicht (4) vollständig einkapselt.
13. Oberflächenmontierbarer optoelektronischer
Halbleiterkörper (1000) aufweisend:
- einen Halbleiterchip (100) mit einer Strahlungsseite (101) und einer von der Strahlungsseite (101) unterschiedlichen Kontaktseite (102), auf der Kontaktelemente (110, 111) zur elektrischen
Kontaktierung des Halbleiterkörpers (1000) angebracht sind, wobei
- die Kontaktelemente (110, 111) frei zugänglich sind,
- eine metallische Spiegelschicht (4) auf den
Halbleiterchip (100) aufgebracht ist, die eine Reflektivität für eine vom Halbleiterchip (1) im Betrieb emittierte Strahlung von zumindest 80 % hat,
- die Spiegelschicht (4) eine durchgehende und
zusammenhängende Spiegelschicht (4) ist, die alle nicht als Kontaktseite (102) und Strahlungsseite (101) ausgebildeten Seiten des Halbleiterchips (100) zu zumindest 95 % bedeckt,
- die Spiegelschicht (4) formschlüssig an dem
Halbleiterchip (100) anliegt.
14. Optoelektronischer Halbleiterkörper (1000) nach dem
vorhergehenden Anspruch, wobei
- ein optisches Element (8) zur Strahlungskonversion und/oder Strahlungsführung auf der Strahlungsseite (101) des Halbleiterchips (100) angebracht ist,
- das optische Element (8) in lateraler Richtung
parallel zur Strahlungsseite (101) bündig mit der Spiegelschicht (4) abschließt oder die Spiegelschicht
(4) seitlich überragt und/oder an quer zu der
Strahlungsseite (101) verlaufenden Seitenflächen (85) selbst mit der Spiegelschicht (4) verspiegelt ist.
Optoelektronisches Halbleiterkörper (1000) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- sich in dem Halbleiterchip (100) die Kontaktseite
(102) und die Strahlungsseite (101) gegenüber liegen und die Strahlungsseite (101) und die Kontaktseite (102) über quer zur Strahlungsseite (101) verlaufende
Seitenflächen (115) des Halbleiterchips (100)
miteinander verbunden sind,
- auf die Seitenflächen (115) des Halbleiterchips (100) ein Vergussmaterial (5) mit einer Schichtdicke von zumindest 10 ym aufgebracht ist,
- die Spiegelschicht (4) zwischen dem Halbleiterchip (100) und dem Vergussmaterial (5) eingebettet ist,
- das Vergussmaterial (5) einen weißen Kunststoff
aufweist oder daraus besteht,
- das Vergussmaterial (5) und die Spiegelschicht (4) in Richtung weg von der Strahlungsseite (101) über den Halbleiterchip (1) hinausragen,
- das optische Element (8) ein Konverterelement (6) ist, das in lateraler Richtung bündig mit dem
Vergussmaterial (5) abschließt,
- das Konverterelement (6) formschlüssig an dem
Halbleiterchip (1) und dem Vergussmaterial (5) anliegt .
Optoelektronisches Halbleiterkörper (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Spiegelschicht (4) bis auf einen an Seitenflächen (115) des Halbleiterchips (100) grenzenden
Randbereich (121) der Kontaktseite (102) geführt ist und den gesamten Randbereich (121) überdeckt,
- der Randbereich (121) eine durchgehende,
zusammenhängende und unterbrechungsfreie Bahn auf der Kontaktseite (102) bildet, die vollständig rings um die Kontaktelemente (110, 111) verläuft,
- der Randbereich (121) eine Breite von zumindest 5 ym aufweist .
Optoelektronisches Halbleiterkörper (1000) nach
mindestens Anspruch 14, wobei
- das optische Element (8) an quer zur Strahlungsseite (101) verlaufenden Seitenflächen (85) des optischen Elements (8) mit der Spiegelschicht (4) verspiegelt ist,
- die nicht von dem optischen Element (8) überdeckten Bereiche des Strahlungsseite (101) mit der
Spiegelschicht (4) verspiegelt sind,
- die Spiegelschicht (4) alle Seitenflächen (85) des optischen Elements (8) zu zumindest 95 % bedeckt,
- das optische Element (8) ein Lichtauskoppelelement zur Strahlführung ist und zur Einkopplung einer aus dem Halbleiterchip (100) austretenden
elektromagnetischen Strahlung in einen Lichtleiter vorgesehen ist.
Optoelektronisches Halbleiterkörper (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Strahlungsseite (101) quer zur Kontaktseite (102) verläuft und an die Kontaktseite (102) angrenzt,
- eine Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterkörpers
(1000) parallel zur Kontaktseite (102) verläuft.
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