WO2016180939A1 - Optoelektronischer halbleiterchip und optoelektronisches modul - Google Patents

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Korbinian Perzlmaier
Christian LEIRER
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • the present application relates to an optoelectronic semiconductor chip and an optoelectronic module.
  • Optoelectronic semiconductor chips such as light-emitting diode semiconductor chips, for example LEDs
  • a possible application is the compilation of units of several optoelectronic semiconductor chips with different Farb characteris ⁇ tik, z. Red, green and blue (RGB).
  • RGB units can be used in matrix wiring in displays or video screens.
  • the individual semiconductor chips are addressed in rows and columns with a high repetition frequency. In this case, it can be advantageous for the resolution that individual units can be joined together without any great distance or seamlessly in order to be able to produce a homogeneous image.
  • most LEDs have at least one contact on their front, i. the side where light is emitted.
  • a contacting of the chips with one another takes place as a rule via the front side of the individual optoelectronic semiconductor chips and is usually associated with the absorption of light by the material of the contacting.
  • the optoelectronic semiconductor chip has a semiconductor body with a semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor layer sequence comprises an active region which is provided for generating and / or for receiving radiation.
  • the active region is provided for example for receiving or for generating radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range.
  • the active region is arranged, for example, between a first semiconductor layer and a second semiconductor layer.
  • the first half ⁇ conductor layer and the second semiconductor layer with respect to the conduction type different from each other.
  • the first semiconductor layer is n-type and the second semiconductor layer ⁇ p-type or vice versa.
  • the semiconductor chip comprises a carrier, on which the semiconductor body is arranged.
  • the first semiconductor layer is electrically conductively connected to a first contact.
  • the first contact is formed on a rear side of the carrier facing away from the semiconductor body.
  • the second half ⁇ conductor layer is electrically conductively connected both to a second contact and a third contact.
  • the second contact on the semiconductor body supplied ⁇ facing front of the wearer and the third contact on the side remote from the semiconductor body backside of the support are formed.
  • the second and the third contact are arranged opposite to each other.
  • the first contact, the second contact and the third contact are provided in particular for the external electrical contacting of the optoelectronic semiconductor chip.
  • these contacts each form freely accessible areas of an outer surface of the semiconductor chip.
  • Minim ⁇ is least one of the contacts for a wire bond connection
  • the carrier is an electrically conductive material, for example a semiconductor material ⁇ .
  • the carrier comprises a molding material.
  • This molding material may contain, for example, epoxy resins or silicones ⁇ and be transparent to the emitted radiation or de- tektêt of the semiconductor chip or opaque. Further, the molding material further particles, in match ⁇ as reflective particles, such as titanium dioxide particles have. Alternatively or additionally, it is possible for the molding material to have particles which serve to adapt the thermal expansion coefficient of the support to the thermal expansion coefficient of the other components of the semiconductor chip. For this purpose, for example, silica particles are suitable.
  • the semiconductor body has at least one recess.
  • the one or meh ⁇ reren recesses extend through the second half conductor layer and through the active region.
  • the first connection layer is at least partially disposed in the recess and connected to the first semiconductor layer.
  • the second half ⁇ conductor layer through a second connection layer with the two ⁇ th and the third contact electrically conductively connected is disposed on the second ⁇ circuit layer on the wearer facing side of the acti ⁇ ven range.
  • An optoelectronic module has, according to at least one embodiment, at least one first semiconductor chip of the type described above.
  • the first contact is formed as a first back contact.
  • the second contact of the one or more ers ⁇ th semiconductor chip is formed as a first front-side contact and the third contact than a second back contact.
  • the optoelectronic module comprises at least one second semiconductor chip which is provided for generating or for receiving radiation.
  • This second semiconductor chip further has at least one first front-side contact and one first rear-side contact.
  • the first semiconductor chip and the second semiconductor chip are mechanically connected by means of a module carrier.
  • the first rear-side contacts of the first semiconductor chip and the second semiconductor chips and / or the first vorderseiti ⁇ gen contacts of the first semiconductor chip and the second half ⁇ semiconductor chip are electrically conductively connected to each other.
  • the optoelekt ⁇ tronic module comprises at least a third semiconductor chip that is provided for generating or receiving radiation.
  • the third semiconductor chip each comprises a first front-side contact and a first rear-side contact.
  • the first semiconductor chip, the second semiconductor chip and the third semiconductor chip are connected by means of the module carrier mecha nically ⁇ and arranged in a first row or in the manner of a triangle to one another in the module carrier.
  • the first rear-side contacts of the first, second and third semiconductor chips are electrically conductively connected to one another and / or the first front-side contacts of the first, second and third semiconductor chips are electrically conductively connected to one another.
  • At least one further first, second and third semiconductor chip are arranged in at least one second row or in the manner of a further triangle relative to one another in the module carrier.
  • the first rear-side contacts of the first, second and third semiconductor chips respectively along the rows or three ⁇ corner are electrically conductively connected.
  • the respective first front-side contacts of the first semiconductor chips, the respective second semiconductor chips and the respective third semiconductor chips of different rows or different triangles form columns and are electrically conductively connected to one another.
  • the respective first front-side contacts of the first semiconductor chip, each of the second half ⁇ semiconductor chip and the respective third semiconductor chips of different rows or different triangles are mutually electrically connected.
  • the electrically conductive connection takes place on the rear sides of the semiconductor chips by means of and / or on the front sides of the semiconductor chips by means of thin metal layers, for example lithographically structured metallic connections.
  • the electrically conductive connections can be contacted and controlled externally.
  • an electronic control of the optoelectronic module takes place by means of the at least one second rear-side contact of one or more of the first semiconductor chips and by means of the rear-side contacts of one or more of the second and third semiconductor chips.
  • the back side contacts at least partially with bonding pads or solder pads ver ⁇ prevented.
  • the connection with the bonding pads or soldering pads takes place, for example, over thin metal layers.
  • the second semiconductor chip and the third semiconductor chip are at least partially adapted to produce or receive electromagnetic radiation of different wavelengths.
  • the module carrier comprises an electrically conductive material, a semiconducting material and / or a molding material.
  • the module carrier comprises the carrier of the first semiconductor chip.
  • the molding material of the module carrier can further Parti ⁇ kel, for example reflective particles, such as titanium dioxide Particles having.
  • the molding material comprises particles of ANPAS ⁇ solution of the coefficient of thermal expansion of the support to the thermal expansion coefficient of the remaining com- ponents of the semiconductor chip, are used.
  • silica particles are suitable.
  • the at least one second or third semiconductor chip comprises a further carrier and a semiconductor body arranged on the further carrier with a semiconductor layer sequence.
  • the half ⁇ semiconductor layer sequence comprises an active region, the interim rule ⁇ a first semiconductor layer and a second semiconductor layer is disposed and begin to produce or to recom- is provided by radiation.
  • the first semiconductor layer is additionally electrically conductively connected to the first back print ⁇ term contact connected.
  • the first rear-side contact on a front side facing the semiconductor body is designed as a further carrier.
  • the first front-side contact is formed on a rear side of the carrier facing away from the semiconductor body.
  • the first back electrode and the first front-side contact electrically lei ⁇ tend are interconnected.
  • the first optoelectronic semiconductor chips are particularly suitable for a space-saving arrangement to functional units together with the second and third semiconductor chips, for example, to an optoelectronic module.
  • the electrical connection of the second and third contact is such that an ohm x shear conductor results.
  • a front contact can be contacted on the back, so that contact must not be made on the front.
  • the carrier does not include another pn junction or diode.
  • the interconnection of the first optoelectronic semiconductor chips to other semiconductor chips can be especially platzspa ⁇ rend, for example, without additional auxiliary chips or Ausspa ⁇ stakes in the molding material carried. If the semiconductor chips are arranged in the form of a matrix in rows or columns, it is sufficient for at least one first semiconductor chip to be provided in a corresponding row or column.
  • the matrix interconnection along each front-side or rear-side contacts along rows or columns allows individual control of each of the half ⁇ semiconductor chip. By high-frequency repetition of the control can be realized as a display or video screen with high Auflö ⁇ solution.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D show an exemplary embodiment of an optoelectronic module in a 3 ⁇ 3 mode
  • FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D show an embodiment of an optoelectronic module in a 3x6 matrix arrangement
  • Figures 4A, 4B, and 4C show furtherstrasbeispie ⁇ le of an optoelectronic module
  • Figures 5A, 5B, 5C and 5D show embodiments ei ⁇ ner bond pad interconnection of an optoelectronic module.
  • the same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals.
  • the description is given below by way of example with reference to a semiconductor chip provided for generating radiation, for example a light-emitting diode semiconductor chip, for example an LED.
  • the semiconductor chip can also be designed as a radiation receiver in which an active region is provided for generating an electrical signal as a function of the radiation power incident on the active region.
  • FIG. 1A An exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip 1 is shown in FIG. 1A in a schematic sectional view.
  • the optoelectronic semiconductor chip 1 comprises a half ⁇ conductor body 2.
  • the semiconductor body 2 comprises a semiconductor layer sequence with an active region 20.
  • the active region 20 is intended to generate radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range. In a vertical direction, that is to say perpendicular to a main extension plane of the semiconductor layer sequence of the semiconductor body. 2, the semiconductor body 2 extends between a radiation passage area 26 and a main area 27.
  • the active area 20 is arranged between a first semiconductor layer 21 of a first conductivity type and a second semiconductor layer 22 of a second conductivity type different from the first conductivity type.
  • the first half ⁇ conductor layer is n-type and the second semiconductor layer is p-conductive or vice versa.
  • the semiconductor body, in particular the active region preferably contains a III-V compound semiconductor material.
  • III-V compound semiconductor materials are for generating radiation in the ultraviolet lung y N, in particular for blue to green radiation, or Al - (Al x In y Ga x - y N) through the visible (Al x In y Ga x x In y Gai- x - y P, especially for yellow to red
  • the semiconductor chip 1 further comprises a carrier 5 which extends in the vertical direction between a front side 51 and a rear side 52.
  • the carrier contains in this embodiment, a molding material, for example of Epo ⁇ xidharz or silicones.
  • the molding material can be both transparent and opaque for light which is emitted or detected in the wavelength range of the semiconductor chip 1 used.
  • the semiconductor body 2 is connected mechanically stable by the Moldmate ⁇ rial with the carrier. 5
  • the molding material may comprise fillers, such as par ⁇ Tikel, for example reflective particles, such as titanium di ⁇ oxide particles.
  • the semiconductor body 2 comprises a plurality of recesses 25 extending from the major surface 27 through the second semiconductor layer 22 and the active region 20 into the first semiconductor layer 21 into and there en ⁇ . For reasons of better representability only two recesses 25 are shown in the drawing.
  • the recesses 25 are each connected in an electrically conductive manner to a first connection layer 31, which extends within the carrier 5. By means of the connection layer 31, the Ausneh ⁇ ments 25 are electrically connected to each other.
  • connection layer 31 also extends in the vertical direction through the carrier 5 to the back 52 of the carrier 5 and ends there. At this point, a first contact 41 is formed.
  • the first contact 41 is connected, for example, by means of a thin metallic layer with a solder pad for the electrical contacting of the semiconductor chip 1 by means of a wire bond connection.
  • the optoelectronic semiconductor chip 1 further comprises a second connection layer 32, which is electrically conductively connected to the second semiconductor layer 22.
  • the connection ⁇ layer 32 extends at least partially in the horizontal direction along the main surface 27 of the carrier 5 to the Rear side 52 of the carrier 5.
  • the connection layer 32 is arranged so that it extends so far that at one end a second contact 42 is formed.
  • the second Kon ⁇ clock 42 is, for example, by means of a thin metal layer, for example a lithographically patterned metal layer connected to the electrical contacting of the semi ⁇ semiconductor chip 1 by means of a wire bond.
  • connection layer 32 extends through the carrier 5 to the back 52 of the carrier 5 and en ⁇ det there.
  • a third contact 43 is ⁇ forms.
  • the third contact 43 like the first contact 41, is connected, for example, by means of a thin metal layer to a solder pad for the electrical contacting of the semiconductor chip 1 by means of a wire bond connection.
  • the second contact 42 and the third contact 43 are electrically conductively connected to one another by means of the second connection layer 32 through a first current path 11 (see FIG. 1B), which extends from the front side 51 to the rear side 52.
  • the first current path il is effectively an ohmic current path that passes through the carrier 5 and does not pass through a p-n junction or through the diode itself.
  • FIG. 1B shows an equivalent circuit diagram of the current paths in the semiconductor chip 1.
  • the first, second and third contacts 41, 42, 43 do not necessarily have to be a layer provided in addition to the first or second connection layer 31, 32. Alternatively, a region of the first or second connection layer 31, 32 that is freely accessible for an external electrical contact can itself form the contacts 41, 42, 43.
  • the second connection layer 32 and the first connection layer 31 overlap in a plan view of the semiconductor chip 1 at least in regions. Between the first connection layer 31 and the second connection layer 32 and partly along the carrier 5, an insulation layer 9 is formed.
  • the Iso ⁇ lationstik 9 also covers the side surfaces of the recesses 25, thereby isolating the first connection layer 31 of the second semiconductor layer 22 and the other from the active region 20.
  • the first contact 41 and second contact 42 only through the diode or by a second current path i2 (see Figure 1B) electrically connected to each other.
  • the first contact 41 and the third contact 43 are arranged on the rear side 52 of the carrier 5 and thus enable a backside contacting of the semiconductor chip 1.
  • the second contact 42 is arranged laterally of the semiconductor body 2, so that a shading of the radiation passage area 26 by a radiopaque contact material can be avoided.
  • the semiconductor chip 1 is electrically contactable on the front side by means of the second contact 42.
  • the semiconductor chip 1 with the first and third contacts 41, 43 has two contacts (for example n- and p-contacts) on the rear side 52 and with the second contact 42 an additional If there is contact on the front side 51, the semiconductor chip 1 can advantageously be combined with other semiconductor chips to form functional units. Assuming identical polarity of the semiconductor chips is sufficient for a functional unit of a plurality of optoelectronic
  • an optoelectronic semiconductor chip 1 of the proposed type with the front and back contacts shown in order to renounce additional Kunststoffier- ments, such as by additional auxiliary chips or Aussparun ⁇ gene in mold material , Details on the connection to larger functional units or optoelectronic modules are discussed in detail below.
  • the individual semiconductor chips can be interconnected in rows and columns or in the form of a matrix and addressed individually at a high repetition frequency.
  • charge carriers can be uniformly injected into the first semiconductor layer 21 in the lateral direction.
  • the number of recesses can be varied within wide limits 25th
  • a single recess 25 for the elec- generic contacting the first semiconductor layer 21 may already be suffi ⁇ accordingly.
  • the optoelectronic semiconductor chip 1 is formed for example as a thin film semiconductor chip in which an up growth substrate for the semiconductor layer sequence of the semiconductor body half ⁇ 2 after the epitaxial deposition is removed.
  • a semiconductor chip represents, to a good approximation, a Lambert's surface radiator. Deviating from this But the growth substrate can remain or be only partially removed or thinned even completely in the semi ⁇ conductor chip.
  • a radiation conversion element (not shown) can be arranged on the radiation passage area 26 of the semiconductor body 2.
  • radiation produced in the active region 20 of the semiconductor body by means of the radiation conversion element can be at least partially converted into radiation in the yellow spectral range in the blue spectral range, so that the semiconductor chip 1 can emit a total of mixed radiation that appears white to the human eye.
  • a radiation conversion element for example, a prefabricated plate with a rectangular basic shape, which is attached to the semiconductor body 2 is suitable.
  • the radiation conversion element can cover the semiconductor chip com ⁇ plete.
  • all embodiments have a second and third contact, which are connected by means of the second connection ⁇ layer 32 by a current path electrically conductive, which extends from the front 51 to the rear side 52.
  • the rung is also a
  • FIG. 1C A further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip 1 is shown in FIG. 1C in a schematic sectional view.
  • the carrier 5 contains, for example, a doped semiconductor material, such as silicon or germanium .
  • the semiconductor body 2 by means of a bonding layer 6, for example an electrically conductive adhesive ⁇ layer or a solder layer to the support 5 connected mechanically stable.
  • the first connection layer 31 completely covers the carrier 5 in the region of the recesses 25. In the lateral direction, the first connection layer 31 is delimited by an insulation layer 9 of at least one recess 25, which extends in the vertical direction through the support 5.
  • the first semiconductor layer 21 is electrically conductively connected to a first contact 41.
  • the first contact 41 is formed on the back 52 of the carrier 5.
  • the second connection layer 32 extends essentially as described in FIG. 1A and is provided with a second contact 42. In the vertical direction, the second connection layer 32 can be connected by means of the connection layer 6
  • connection layer 32 may extend continuously to the backside of the carrier 5. In both cases, the terminal layers 32 through the
  • Insulation layer 9 of the recess 25 is electrically separated from the first connection layer 31.
  • the third contact 43 is on the rear side 52 of the carrier on the connection layer educated.
  • the connection layer 32 is insulated from the carrier 5 by means of the insulation layer 9.
  • FIG. 1D A further exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor chip 1 is shown in schematic sectional view in FIG. 1D.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D show an exemplary embodiment of an optoelectronic module in a 3 ⁇ 3 matrix arrangement.
  • the figure 2A shows a front view and the Fi gur ⁇ 2B is a rear view of the optoelectronic module.
  • FIGS. 2C and 2D each show the arrangement of semiconductor chips in a module carrier and their interconnection among one another.
  • FIG. 2A shows the 3 ⁇ 3 matrix arrangement of a plurality of optoelectronic semiconductor chips 200, 300, 400.
  • a first type 200 of the semiconductor chips is an optoelectronic semiconductor chip of the kind described in FIGS. 1A to 1D. These semiconductor chips 200 are exemplified in this embodiment to emit blue light.
  • the first, second and third contacts are referred to in this context by the reference numerals 241, 242 and 243.
  • a second type 300 of the semiconductor chips is an optoelectronic semiconductor chip having a first contact 341 on its rear side and a second contact 342 on its front side.
  • a third type 400 of the semiconductor A chip is an optoelectronic semiconductor chip having a first contact 441 on its rear side and a second contact 442 on its front side.
  • the second type 300 of the semiconductor chips is configured, for example, to emit green light
  • the third type 400 of the semiconductor chips is configured, for example, to emit red light.
  • the semiconductor chips 200, 300, 400 are arranged along a 3 ⁇ 3 matrix.
  • each one semiconductor chip of the first type 200, the second type 300 and the third type 400 interconnected. Since the semiconductor chips 200, 300, 400 have different color characteristics in their emission of light, one can speak to some extent of a contact between the colors (see Figure 2C).
  • FIG. 2B shows the back side of the 3 ⁇ 3 matrix arrangement of a plurality of optoelectronic semiconductor chips 200, 300, 400.
  • the electrical contacting of the semiconductor chips 300, 400 takes place here via the back-side contacts 341, 441 and with ⁇ respective thin metal layers 600.
  • the semiconductor chips of the second type 300 and the third type 400 with each other connected.
  • the special configuration of the semiconductor chips of the first type 200 allows a special interconnection.
  • the semiconductor chips of the first type 200 ⁇ have namely on its remindsei- te via two contacts corresponding to the first and second contacts 41, 43 of Figures 1A to 1D. These contacts are referred to in the representation of the module 100 by the reference numerals 241 and 243 respectively.
  • the respective first contacts 241 are electrically contacted with each other by means of thin metal layers 602 and thus interconnected.
  • the third contacts 243 may be contacted by thin metal layers 603 and solder pads 604 and used for driving.
  • the semiconductor chips of the first type 200 are arranged along a column 106 and interconnected.
  • the contacts may be included.
  • the semiconductor chips are represented by square areas.
  • the semiconductor chips may have a square basic form, for example by quadratic half ⁇ conductor body.
  • the presented principle is not limited to this form.
  • FIGS. 2C and 2C show side views of the arrangement of semiconductor chips in a module carrier.
  • the module carrier 150 comprises a molding material and the semiconductor chips 200, 300, 400 are embedded in the molding material of the carrier 150.
  • the molding material permits a particularly mechanically stable Anord ⁇ planning.
  • the module carrier 150 is at least partially embedded in the carrier 5 of the semiconductor chips.
  • Figure 2C illustrates the contact between the colors along the round 101, 102, 103.
  • the third contact 243 may be carried out laterally on a rear side of the module of origin and does not cover the front side of the ers ⁇ th semiconductor chip 200.
  • Figure 2D illustrates the PLEASE CONTACT ⁇ tion within the colors, for example along the columns 104, 105, 106.
  • figures 3A, 3B, 3C and 3D show an embodiment of an optoelectronic module in a 3x6 matrix arrangement.
  • the Figure 3A shows a front view and the Fi gur ⁇ 3B is a rear view of the optoelectronic module.
  • FIGS. 3C and 3D each show the arrangement of semiconductor chips in the module carrier and their interconnection.
  • the 3 ⁇ 6 matrix arrangement based on the 3 ⁇ 3 matrix arrangement from FIGS. 2A to 2D to some extent represents an extension.
  • a column 106 is provided which has a fourth type 500 of the semiconductor chips with a first contact 541 on its rear side and a second contact 542 on its front.
  • the fourth type 500 of semiconductor chips is exemplified to emit blue light.
  • the semiconductor chips 200, 300, 400, 500 are arranged according to the 3x6 matrix arrangement in rows 101, 102, 103 and columns 104, 105, 106, 107, 108, 109 and thus form the opto ⁇ electronic module.
  • the semiconductor chips of the first type 200 that is to say the semiconductor chips with two backsplit contacts 241, 243, are each located at a line end. This circumstance allows a space-saving interconnection.
  • FIGS. 4A, 4B and 4C show further exemplary embodiments of an optoelectronic module.
  • FIG. 4A shows a series of semiconductor chips 200, 300, 400, each represented by a rectangular area.
  • the figure 4B 300 400 shows a triangular arrangement of semiconductor chips 200, which also have a rectangular base, which may be characterized by different jeweili ⁇ ge side lengths, however.
  • the semiconductor chips may have different base forms, which is expressed for example by square or rectangular half ⁇ conductor body.
  • FIG. 4C shows a 3 ⁇ 6 matrix arrangement of triangular groups 700.
  • a triangular group 700 comprises in each case a first, second and third semiconductor chip 200, 300, 400.
  • the electrically conductive connection is formed as in a row along the colors in the sense of Figures 2A and 3A. Only the spatial arrangement is under ⁇ differently, so that the metal layers extend respectively on the front and on the back bent.
  • the first semiconductor chips each of a triangular group 700 are arranged on one edge of the 3 ⁇ 6 matrix arrangement. Deviate ⁇ accordingly to the arrangements according to FIGS 2A and 3A, for example, the first semiconductor chips have different emission characteristics, and for example, each emitting in blue, red or green spectral range.
  • FIGS. 5A, 5B, 5C and 5D show exemplary embodiments of a rear-side interconnection of an optoelectronic module.
  • the rear-side contacts of the semiconductor chips are interconnected by means of the thin metal layers and can be externally contacted by means of soldering pads 604, thereby enabling control of the optoelectronic module.
  • the individual semiconductor chips of RGB units are connected in rows and columns or in the form of a matrix and individually addressed at a high repetition frequency.
  • the soldering pads 604 may overlap completely or partially with the base areas of the semiconductor chips, as indicated, for example, in FIGS. 5A, 5B or 5D. It is also conceivable to arrange the soldering pads 604 at least partially next to the actual semiconductor chips, as shown in FIG. 5C.
  • the solder pads 604 are respectively provided at edges of the arrays of semiconductor chips. In this way, the individual rows and columns and thus individual semiconductor chips can be addressed via the rear side of the module. On the front side, the contacts can be electrically connected by means of thin metal layers.
  • FIGS. 5A and 5C each show a 3 ⁇ 3 matrix arrangement as presented in FIGS. 2A to 2D.
  • the solder pads 604 are respectively disposed at edges, overlapping with the half ⁇ semiconductor chip in Figure 5A and in addition to the semiconductor chip in Fi gur ⁇ 5C.
  • FIG. 5B differs somewhat from this arrangement.
  • the solder pads 604 are overlapping with the semiconductor chips, however, partially arranged at different edges.
  • design specifications can be implemented flexibly.
  • semiconductor chips with different geometry of the contacts can be installed.
  • a semiconductor 201 of the first type 200 is inserted in the lower right corner of the device. Its contacts 241 and 243 are designed so that they can fill the corner of the arrangement to save space.
  • FIG. 5D deviates from the arrangements of FIGS. 5A and 5C.
  • a semiconductor chip 200 is inserted in the middle row, which has a different emis ⁇ sion characteristic than the first semiconductor chips of the remaining semiconductor chips 200 in the other rows.

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Abstract

Ein optoelektronischer Halbleiterchip (1) weist einen Träger (5) und einen auf dem Träger (5) angeordneten Halbleiterkör- per (2) mit einer Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halb- leiterschichtenfolge umfasst einen aktiven Bereich (20), der zwischen einer ersten Halbleiterschicht (21) und einer zwei- ten Halbleiterschicht (22) angeordnet ist und zur Erzeugung oder zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung vorgese- hen ist. Die erste Halbleiterschicht (21) ist elektrisch lei- tend mit einem ersten Kontakt (41) verbunden. Der erste Kon- takt (41) ist auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Rückseite (52) des Trägers (5) ausgebildet. Die zweite Halb- leiterschicht (22) ist elektrisch leitend sowohl mit einem zweiten Kontakt (42) als auch mit einem dritten Kontakt (43) verbunden. Der zweite Kontakt (42) ist auf der dem Halb- leiterkörper zugewandten Vorderseite (51) des Trägers (5) und der dritte Kontakt (43) ist auf der dem Halbleiterkörper ab- gewandten Rückseite (52) des Trägers (5) ausgebildet.

Description

Beschreibung
Optoelektronischer Halbleiterchip und optoelektronisches Modul
Die vorliegende Anmeldung betrifft einen optoelektronischen Halbleiterchip und ein optoelektronisches Modul.
Optoelektronische Halbleiterchips wie Leuchtdiodenhalbleiter- chips, beispielsweise LEDs, können zu größeren funktionalen Einheiten verbunden werden. Eine mögliche Anwendung ist die Zusammenstellung von Einheiten aus mehreren optoelektronischen Halbleiterchips mit unterschiedlicher Farbcharakteris¬ tik, z. B. Rot, Grün und Blau (RGB). Solche RGB-Einheiten können in einer Matrixverschaltung in Displays oder Videoleinwänden verwendet werden. Die einzelnen Halbleiterchips werden dabei zeilen- und spaltenweise mit einer hohen Wiederholungsfrequenz angesprochen. Dabei kann es für die Auflösung vorteilhaft sein, dass einzelne Einheiten ohne größeren Ab- stand zueinander oder nahtlos aneinandergefügt werden können, um ein homogenes Bild erzeugen zu können.
Die meisten LEDs beispielsweise besitzen mindestens einen Kontakt auf ihrer Vorderseite, d.h. der Seite, auf der Licht abgestrahlt wird. Eine Kontaktierung der Chips untereinander erfolgt so in der Regel über die Vorderseite der einzelnen optoelektronischen Halbleiterchips und ist in der Regel mit der Absorption von Licht durch das Material der Kontaktierung verbunden .
Eine Aufgabe ist es, einen optoelektronischen Halbleiterchip und ein optoelektronisches Modul anzugeben, welche eine platzsparende Kontaktierung erlauben. Diese Aufgabe wird unter anderem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips weist der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst insbesondere einen aktiven Bereich, der zur Erzeugung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist. Der aktive Bereich ist beispielsweise zum Empfangen oder zum Erzeugen von Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich vorgesehen. Ferner ist der aktive Bereich zum Beispiel zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiter- schicht angeordnet. Zweckmäßigerweise sind die erste Halb¬ leiterschicht und die zweite Halbleiterschicht bezüglich des Leitungstyps voneinander verschieden. Beispielsweise ist die erste Halbleiterschicht n-leitend und die zweite Halbleiter¬ schicht p-leitend oder umgekehrt.
Der Halbleiterchip umfasst einen Träger, auf dem der Halbleiterkörper angeordnet ist. Die erste Halbleiterschicht ist elektrisch leitend mit einem ersten Kontakt verbunden. Der erste Kontakt ist auf einer von dem Halbleiterkörper abge- wandten Rückseite des Trägers ausgebildet. Die zweite Halb¬ leiterschicht ist elektrisch leitend sowohl mit einem zweiten Kontakt als auch mit einem dritten Kontakt verbunden. Dabei sind der zweite Kontakt auf der dem Halbleiterkörper zuge¬ wandten Vorderseite des Trägers und der dritte Kontakt auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Rückseite des Trägers ausgebildet. Beispielsweise sind der zweite und der dritte Kontakt einander gegenüberliegend angeordnet. Der erste Kontakt, der zweite Kontakt und der dritte Kontakt sind insbesondere für die externe elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen. Hierfür bilden diese Kontakte jeweils frei zugängliche Bereiche einer Außenfläche des Halbleiterchips. Beispielsweise ist mindes¬ tens einer der Kontakte für eine Drahtbond-Verbindung
und/oder mindestens einer der Kontakte für eine Lötverbindung oder eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung zugänglich. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger ein elektrisch leitendes Material, beispielsweise ein Halbleiter¬ material. Alternativ oder in Ergänzung umfasst der Träger ein Moldmaterial . Dieses Moldmaterial kann beispielsweise Epoxid¬ harze oder Silikone enthalten und für die emittierte oder de- tektierte Strahlung des Halbleiterchips transparent oder opak sein. Ferner kann das Moldmaterial weitere Partikel, bei¬ spielsweise reflektierende Partikel, wie Titandioxid- Partikel, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Moldmaterial Partikel aufweist, die der Anpas- sung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Trägers an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der übrigen Komponenten des Halbleiterchips, dienen. Hierfür eignen sich beispielsweise Siliziumdioxid-Partikel . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Halb¬ leiterschicht auf der dem Träger abgewandten Seite des akti¬ ven Bereichs angeordnet. Die erste Halbleiterschicht ist zu¬ dem über eine erste Anschlussschicht mit dem ersten Kontakt verbunden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Halbleiterkörper zumindest eine Ausnehmung auf. Die eine oder die meh¬ reren Ausnehmungen erstrecken sich durch die zweite Halb- leiterschicht und durch den aktiven Bereich hindurch. Dabei ist die erste Anschlussschicht zumindest teilweise in der Ausnehmung angeordnet und mit der ersten Halbleiterschicht verbunden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Halb¬ leiterschicht über eine zweite Anschlussschicht mit dem zwei¬ ten und dem dritten Kontakt elektrisch leitend verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite An¬ schlussschicht auf der dem Träger zugewandten Seite des akti¬ ven Bereichs angeordnet.
Ein optoelektronisches Modul weist gemäß zumindest einer Aus- führungsform zumindest einen ersten Halbleiterchip der oben dargestellten Art auf. Dabei ist dessen erster Kontakt als ein erster rückseitiger Kontakt ausgebildet. In ähnlicher Weise ist der zweite Kontakt des einen oder der mehreren ers¬ ten Halbleiterchips als ein erster vorderseitiger Kontakt und dessen dritter Kontakt als ein zweiter rückseitiger Kontakt ausgebildet .
Darüber hinaus umfasst das optoelektronische Modul zumindest einen zweiten Halbleiterchip, der zur Erzeugung oder zum Emp- fangen von Strahlung vorgesehen ist. Dieser zweite Halbleiterchip weist ferner zumindest je einen ersten vorderseitigen Kontakt und einen ersten rückseitigen Kontakt auf. Der erste Halbleiterchip und der zweite Halbleiterchip sind mittels eines Modulträgers mechanisch verbunden. Zudem sind die ersten rückseitigen Kontakte des ersten Halbleiterchips und des zweiten Halbleiterchips und/oder die ersten vorderseiti¬ gen Kontakte des ersten Halbleiterchips und des zweiten Halb¬ leiterchips elektrisch leitend miteinander verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelekt¬ ronische Modul zumindest einen dritten Halbleiterchip, der zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist. Der dritte Halbleiterchip umfasst je einen ersten vor- derseitigen Kontakt und einen ersten rückseitigen Kontakt. Der erste Halbleiterchip, der zweite Halbleiterchip und der dritte Halbleiterchip sind mittels des Modulträgers mecha¬ nisch verbunden und in einer ersten Reihe oder nach Art eines Dreiecks zueinander im Modulträger angeordnet. Die ersten rückseitigen Kontakte des ersten, zweiten und dritten Halbleiterchips sind miteinander elektrisch leitend verbunden und/oder die ersten vorderseitigen Kontakte des ersten, zweiten und dritten Halbleiterchips sind untereinander elektrisch leitend verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind zumindest je ein weiterer erster, zweiter und dritter Halbleiterchip in wenigstens einer zweiten Reihe oder nach Art eines weiteren Dreiecks zueinander im Modulträger angeordnet. Zudem sind die ersten rückseitigen Kontakte der ersten, zweiten und die dritten Halbleiterchips jeweils entlang der Reihen oder Drei¬ ecke elektrisch leitend verbunden. Die jeweiligen ersten vorderseitigen Kontakte der ersten Halbleiterchips, der jeweils zweiten Halbleiterchips und der jeweils dritten Halbleiter- chips aus unterschiedlichen Reihen oder unterschiedlichen Dreiecken bilden Spalten und sind untereinander elektrisch leitend verbunden. Die jeweiligen ersten vorderseitigen Kontakte der ersten Halbleiterchips, der jeweils zweiten Halb¬ leiterchips und der jeweils dritten Halbleiterchips aus un- terschiedlichen Reihen oder unterschiedlichen Dreiecken sind untereinander elektrisch leitend verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt die elektrisch leitende Verbindung auf den Rückseiten der Halbleiterchips mittels und/oder auf den Vorderseiten der Halbleiterchips mittels dünner Metallschichten, beispielsweise lithographisch strukturierter metallischer Verbindungen. Beispielswiese mittels Lötpads können die elektrisch leitenden Verbindungen extern kontaktiert und angesteuert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt eine elektroni- sehe Ansteuerung des optoelektronischen Moduls mittels dem wenigstens einen zweiten rückseitigen Kontakt eines oder mehrerer der ersten Halbleiterchips und mittels der rückseitigen Kontakte eines oder mehrerer der zweiten und dritten Halbleiterchips .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die rückseitigen Kontakte zumindest teilweise mit Bondpads oder Lötpads ver¬ bunden. Die Verbindung mit den Bondpads oder Lötpads erfolgt beispielsweise über dünne Metallschichten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der wenigstens ei¬ ne erste Halbleiterchip, der zweite Halbleiterchip und der dritte Halbleiterchip zumindest teilweise zur Erzeugung oder zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung unterschied- licher Wellenlängen ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Modulträger ein elektrisch leitendes Material, ein halbleitendes Material und/oder ein Moldmaterial . Insbesondere umfasst der Modulträ- ger den Träger des ersten Halbleiterchips.
Ferner kann das Moldmaterial des Modulträgers weitere Parti¬ kel, beispielsweise reflektierende Partikel, wie Titandioxid- Partikel, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Moldmaterial Partikel aufweist, die der Anpas¬ sung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Trägers an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der übrigen Kompo- nenten des Halbleiterchips, dienen. Hierfür eignen sich beispielsweise Siliziumdioxid-Partikel .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der zumindest eine zweite oder der dritte Halbleiterchip einen weiteren Träger und einen auf dem weiteren Träger angeordneten Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge. Die Halb¬ leiterschichtenfolge umfasst einen aktiven Bereich, der zwi¬ schen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist und zur Erzeugung oder zum Emp- fangen von Strahlung vorgesehen ist. Die erste Halbleiterschicht ist zudem elektrisch leitend mit dem ersten rücksei¬ tigen Kontakt verbunden. Der erste rückseitige Kontakt auf einer dem Halbleiterkörper zugewandten Vorderseite ist als weiterer Träger ausgebildet. Der erste vorderseitige Kontakt ist auf einer vom Halbleiterkörper abgewandten Rückseite des Trägers ausgebildet. Schließlich sind der erste rückseitige Kontakt und der erste vorderseitige Kontakt elektrisch lei¬ tend miteinander verbunden. Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips sind besonders geeignet für eine platzsparende Anordnung zu funktionalen Einheiten zusammen mit den zweiten und dritten Halbleiterchips, beispielsweise zu einem optoelektronischen Modul. Da¬ bei ist die elektrische Verbindung des zweiten und dritten Kontakts dergestalt, dass sich ein Ohmxscher Leiter ergibt. Dadurch kann ein vorderseitiger Kontakt auf die Rückseite hindurch kontaktiert werden, sodass eine Kontaktierung nicht auf der Vorderseite erfolgen muss. Diese Kontaktierung durch den Träger hindurch umfasst keinen weiteren p-n-Übergang oder Diode .
Die Verschaltung der ersten optoelektronischen Halbleiter- chips mit anderen Halbleiterchips kann besonders platzspa¬ rend, beispielsweise ohne zusätzliche Hilfschips oder Ausspa¬ rungen im Moldmaterial erfolgen. Werden die Halbleiterchips in Form einer Matrix in Reihen bzw. Zeilen und Spalten angeordnet, so reicht es aus, dass zumindest ein erster Halb- leiterchip in einer entsprechenden Reihe oder Spalte vorgesehen ist. Die Matrixverschaltung entlang jeweils vorderseitiger bzw. rückseitiger Kontakte entlang von Reihen oder Spalten erlaubt eine individuelle Ansteuerung jedes der Halb¬ leiterchips. Durch hochfrequentes Wiederholen der Ansteuerung kann so ein Display oder eine Videoleinwand mit hoher Auflö¬ sung realisiert werden.
Es zeigen: die Figuren 1A, 1B, IC und 1D jeweils Ausführungsbeispiele für einen optoelektronischen Halbleiterchip in schematischer Schnittansicht, die Figuren 2A, 2B, 2C und 2D zeigen ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Moduls in einer 3x3-
Matrixanordnung, die Figuren 3A, 3B, 3C und 3D zeigen ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Moduls in einer 3x6- Matrixanordnung, die Figuren 4A, 4B, und 4C zeigen weitere Ausführungsbeispie¬ le eines optoelektronischen Moduls und die Figuren 5A, 5B, 5C und 5D zeigen Ausführungsbeispiele ei¬ ner Bondpad-Verschaltung eines optoelektronischen Moduls . Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäb¬ lich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die Beschreibung erfolgt nachfolgend exemplarisch anhand ei- nes zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Halbleiterchips, beispielsweise eines Leuchtdioden-Halbleiterchips, etwa einer LED. Davon abweichend kann der Halbleiterchip auch als ein Strahlungsempfänger ausgebildet sein, bei dem ein aktiver Bereich zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängig- keit von der auf den aktiven Bereich auftreffenden Strahlungsleistung vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel für einen optoelektronischen Halbleiterchip 1 ist in Figur 1A in schematischer Schnittansicht gezeigt.
Der optoelektronische Halbleiterchip 1 umfasst einen Halb¬ leiterkörper 2. Der Halbleiterkörper 2 weist eine Halbleiterschichtenfolge mit einem aktiven Bereich 20 auf. Der aktive Bereich 20 ist zur Erzeugung von Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich vorgesehen. In vertikaler Richtung, also senkrecht zu einer Haupterstre- ckungsebene der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterkör- pers, erstreckt sich der Halbleiterkörper 2 zwischen einer Strahlungsdurchtrittsflache 26 und einer Hauptfläche 27. Der aktive Bereich 20 ist zwischen einer ersten Halbleiterschicht 21 eines ersten Leitungstyps und einer zweiten Halbleiter- schicht 22 eines vom ersten Leitungstyp verschiedenen zweiten Leitungstyps angeordnet. Beispielsweise ist die erste Halb¬ leiterschicht n-leitend und die zweite Halbleiterschicht p- leitend oder umgekehrt. Der Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich enthält vorzugsweise ein III-V- Verbindungs-Halbleitermaterial .
III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (AlxInyGai-x-yN) über den sichtbaren (AlxInyGai-x-yN, insbesondere für blaue bis grüne Strah- lung, oder AlxInyGai-x-yP, insbesondere für gelbe bis rote
Strahlung) bis in den infraroten (AlxInyGai-x-yAs ) Spektralbe¬ reich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 ^ x ^ 1, 0 ^ y < 1 und x + y < 1, insbesondere mit x ¥= 1 , y ¥= 1, x ^ 0 und/oder y + 0. Mit III-V-Verbindungs-Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, können weiterhin bei der Strahlungserzeugung hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.
Der Halbleiterchip 1 umfasst weiterhin einen Träger 5, der sich in vertikaler Richtung zwischen einer Vorderseite 51 und einer Rückseite 52 erstreckt. Der Träger enthält in diesem Ausführungsbeispiel ein Moldmaterial , beispielsweise aus Epo¬ xidharz oder Silikonen. Das Moldmaterial kann sowohl transparent wie auch opak sein für Licht, welches im verwendeten Wellenlängenbereich des Halbleiterchips 1 emittiert oder de- tektiert wird. Der Halbleiterkörper 2 ist durch das Moldmate¬ rial mechanisch stabil mit dem Träger 5 verbunden. Ferner kann das Moldmaterial Füllstoffe aufweisen, etwa Par¬ tikel, beispielsweise reflektierende Partikel, wie Titandi¬ oxid-Partikel. Weiter ist es möglich, dass das Moldmaterial Partikel aufweist, die der Anpassung des thermischen Ausdeh- nungskoeffizienten des Trägers 5 an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der übrigen Komponenten des Halbleiterchips, dienen. Hierfür eignen sich beispielsweise Siliziumdi¬ oxid-Partikel . Der Halbleiterkörper 2 weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 25 auf, die sich von der Hauptfläche 27 durch die zweite Halbleiterschicht 22 und den aktiven Bereich 20 hindurch in die erste Halbleiterschicht 21 hinein erstrecken und dort en¬ den. Aus Gründen der besseren Darstellbarkeit sind in der Zeichnung nur zwei Ausnehmungen 25 dargestellt. Die Ausnehmungen 25 sind jeweils elektrisch leitend mit einer ersten Anschlussschicht 31 verbunden, die sich innerhalb des Trägers 5 erstreckt. Mittels der Anschlussschicht 31 sind die Ausneh¬ mungen 25 untereinander elektrisch leitend verbunden.
Die Anschlussschicht 31 erstreckt sich zudem in vertikaler Richtung durch den Träger 5 bis zur Rückseite 52 des Trägers 5 und endet dort. An dieser Stelle ist ein erster Kontakt 41 ausgebildet. Der erste Kontakt 41 ist beispielsweise mittels einer dünnen metallischen Schicht mit einem Lötpad für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 1 mittels einer Drahtbondverbindung verbunden.
Der optoelektronische Halbleiterchip 1 umfasst weiterhin eine zweite Anschlussschicht 32, die elektrisch leitend mit der zweiten Halbleiterschicht 22 verbunden ist. Die Anschluss¬ schicht 32 erstreckt sich zumindest teilweise in horizontaler Richtung entlang der Hauptfläche 27 des Trägers 5 bis zur Rückseite 52 des Trägers 5. Die Anschlussschicht 32 ist so eingerichtet, dass sie sich soweit erstreckt, dass an einem Ende ein zweiter Kontakt 42 ausgebildet ist. Der zweite Kon¬ takt 42 ist beispielsweise mittels einer dünnen Metall- Schicht, beispielsweise einer lithographisch strukturierten Metallschicht, für die elektrische Kontaktierung des Halb¬ leiterchips 1 mittels einer Drahtbondverbindung verbunden.
In vertikaler Richtung erstreckt sich die Anschlussschicht 32 durch den Träger 5 bis zur Rückseite 52 des Trägers 5 und en¬ det dort. An dieser Stelle ist ein dritter Kontakt 43 ausge¬ bildet. Der dritte Kontakt 43 ist wie der erste Kontakt 41 beispielsweise mittels einer dünnen Metallschicht mit einem Lötpad für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 1 mittels einer Drahtbondverbindung verbunden.
Der zweite Kontakt 42 und der dritte Kontakt 43 sind mittels der zweiten Anschlussschicht 32 durch einen ersten Strompfad il elektrisch leitend miteinander verbunden (vgl. Figur 1B) , der sich von der Vorderseite 51 zur Rückseite 52 erstreckt. Der erste Strompfad il ist gewissermaßen ein Ohm' scher- Strompfad, der durch den Träger 5 verläuft und nicht durch einen p-n-Übergang bzw. nicht durch die Diode selbst verläuft. In Figur 1B ist ein Ersatzschaltbild der Strompfade im Halbleiterchip 1 eingezeichnet.
Der erste, zweite und dritte Kontakt 41, 42, 43 müssen nicht notwendigerweise eine zusätzlich zur ersten oder zweiten Anschlussschicht 31, 32 vorgesehene Schicht sein. Alternativ kann auch ein für eine externe elektrische Kontaktierung frei zugänglicher Bereich der ersten oder zweiten Anschlussschicht 31, 32 selbst die Kontakte 41, 42, 43 bilden. Die zweite Anschlussschicht 32 und die erste Anschlussschicht 31 überlappen in Aufsicht auf den Halbleiterchip 1 zumindest bereichsweise. Zwischen der ersten Anschlussschicht 31 und der zweiten Anschlussschicht 32 und teilweise entlang des Trägers 5 ist eine Isolationsschicht 9 ausgebildet. Die Iso¬ lationsschicht 9 bedeckt auch die Seitenflächen der Ausnehmungen 25 und isoliert so die erste Anschlussschicht 31 von der zweiten Halbleiterschicht 22 und vom aktiven Bereich 20. Mit anderen Worten sind der erste Kontakt 41 und der zweite Kontakt 42 nur über die Diode bzw. durch einen zweiten Strompfad i2 (vgl. Figur 1B) elektrisch leitend miteinander verbunden .
Der erste Kontakt 41 und der dritte Kontakt 43 sind auf der Rückseite 52 des Trägers 5 angeordnet und ermöglichen so eine rückseitige Kontaktierung des Halbleiterchips 1. Der zweite Kontakt 42 ist seitlich des Halbleiterkörpers 2 angeordnet, so dass eine Abschattung der Strahlungsdurchtrittsfläche 26 durch ein strahlungsundurchlässiges Kontaktmaterial vermieden werden kann. Der Halbleiterchip 1 ist mittels des zweiten Kontakts 42 vorderseitig elektrisch kontaktierbar.
Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips 1 kann zwischen dem ersten Kontakt 41 und dem zweiten Kontakt 42 bzw. dem dritten Kontakt 43 eine externe elektrische Spannung an¬ gelegt werden, so dass Ladungsträger in den aktiven Bereich 20 injiziert werden und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren. Dies ist durch den zweiten Strompfad i2 in Figur 1B durch ein Ersatzschaltbild angedeutet.
Da der Halbleiterchip 1 mit dem ersten und dritten Kontakt 41, 43 zwei Kontakte (beispielsweise n- und p-Kontakte) auf der Rückseite 52 und mit dem zweiten Kontakt 42 einen zusätz- liehen Kontakt auf der Vorderseite 51 aufweist, kann der Halbleiterchip 1 vorteilhaft mit anderen Halbleiterchips zu funktionalen Einheiten kombiniert werden. Unter der Voraussetzung identischer Polarität der Halbleiterchips genügt bei einer funktionalen Einheit aus mehreren optoelektronischen
Halbleiterchips mit unterschiedlicher Farbcharakteristik (etwa eine RGB-Einheit) z.B. ein optoelektronischer Halbleiterchip 1 der vorgeschlagenen Art, mit den gezeigten Vorderseiten- und Rückseitenkontakten, um auf zusätzliche Kontaktie- rungen, wie etwa durch zusätzliche Hilfschips oder Aussparun¬ gen im Moldmaterial , verzichten zu können. Details zur Ver- schaltung zu größeren funktionellen Einheiten oder optoelektronischen Modulen werden weiter unten ausführlich diskutiert. Dabei können die einzelnen Halbleiterchips dabei zeilen- und spaltenweise bzw. in Form einer Matrix verschaltet und mit einer hohen Wiederholungsfrequenz jeweils einzeln angesprochen werden.
Über die Mehrzahl von Ausnehmungen 25 können Ladungsträger in lateraler Richtung gleichmäßig in die erste Halbleiterschicht 21 injiziert werden. Insbesondere abhängig von der Querleit¬ fähigkeit der ersten Halbleiterschicht 21 kann die Anzahl der Ausnehmungen 25 in weiten Grenzen variiert werden. Im Extremfall kann bereits eine einzelne Ausnehmung 25 für die elekt- rische Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht 21 ausrei¬ chend sein.
Der optoelektronische Halbleiterchip 1 ist beispielsweise als ein Dünnfilm-Halbleiterchip ausgebildet, bei dem ein Auf- wachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge des Halb¬ leiterkörpers 2 nach deren epitaktischen Abscheidung entfernt ist. Ein solcher Halbleiterchip stellt in guter Näherung einen Lambert ' sehen Oberflächenstrahler dar. Davon abweichend kann das Aufwachssubstrat aber auch vollständig im Halb¬ leiterchip verbleiben oder nur bereichsweise entfernt oder gedünnt sein. Auf der Strahlungsdurchtrittsfläche 26 des Halbleiterkörpers 2 kann ein Strahlungskonversionselement (nicht gezeigt) ange¬ ordnet sein. Beispielsweise kann mittels des Strahlungskon- versionselements im aktiven Bereich 20 des Halbleiterkörpers erzeugte Strahlung im blauen Spektralbereich zumindest teil- weise in Strahlung im gelben Spektralbereich umgewandelt werden, so dass der Halbleiterchip 1 insgesamt für das menschliche Auge weiß erscheinende Mischstrahlung abstrahlen kann. Als Strahlungskonversionselement eignet sich beispielsweise ein vorgefertigtes Plättchen mit einer rechteckigen Grund- form, das an dem Halbleiterkörper 2 befestigt ist. Alternativ kann das Strahlungskonversionselement den Halbleiterchip kom¬ plett bedecken. Abhängig von der abzustrahlenden Wellenlänge kann auf das Strahlungskonversionselement auch verzichtet werden .
Die Ausführungsbeispiele in den Figuren IC und 1D stellen al¬ ternative Ausführungen des Halbleiterchips 1 dar. Im Folgen¬ den soll nur auf die Unterschiede eingegangen werden. Der Betrieb der optoelektronischen Halbleiterchips 1 ist dem im Zu- sammenhang mit den Figuren 1A und 1B vorgestellten ähnlich.
Insbesondere verfügen alle Ausführungsformen über einen zweiten und dritten Kontakt, die mittels der zweiten Anschluss¬ schicht 32 durch einen Strompfad elektrisch leitend miteinander verbunden sind, der sich von der Vorderseite 51 zur Rück- seite 52 erstreckt. Der Strompfad ist ebenfalls ein
Ohm' scher-Strompfad im oben vorgestellten Sinne, der durch den Träger 5 verläuft, und der nicht durch einen p-n-Übergang bzw. die nicht durch die Diode selbst verläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen optoelektronischen Halbleiterchip 1 ist in Figur IC in schematischer Schnittansicht gezeigt. In dieser Ausführungsform enthält der Träger 5 beispielsweise ein dotiertes Halbleitermaterial, etwa Silizium oder Germani¬ um. Der Halbleiterkörper 2 ist mittels einer Verbindungsschicht 6, beispielsweise einer elektrisch leitfähigen Klebe¬ schicht oder einer Lotschicht mit dem Träger 5 mechanisch stabil verbunden.
Zudem bedeckt die erste Anschlussschicht 31 den Träger 5 im Bereich der Ausnehmungen 25 vollflächig. In lateraler Richtung ist die erste Anschlussschicht 31 durch eine Isolations- schicht 9 zumindest einer Ausnehmung 25 begrenzt, die sich in vertikaler Richtung durch den Träger 5 hindurch erstreckt. Die erste Halbleiterschicht 21 ist mit einem ersten Kontakt 41 elektrisch leitend verbunden. Der erste Kontakt 41 ist an der Rückseite 52 des Trägers 5 ausgebildet.
Die zweite Anschlussschicht 32 erstreckt sich im Wesentlichen wie in der Figur 1A beschrieben und ist mit einem zweiten Kontakt 42 versehen. In vertikaler Richtung kann die zweite Anschlussschicht 32 mittels der Verbindungsschicht 6
elektrisch leitend mit einer weiteren Anschlussschicht ver¬ bunden sein, die sich in den Träger 5 in eine weitere Ausnehmung 28 hinein erstreckt und im Bereich von dessen Rückseite 52 endet. Alternativ kann sich die zweite Anschlussschicht 32 durchgehend bis auf die Rückseite des Trägers 5 erstrecken. In beiden Fällen sind die Anschlussschichten 32 durch die
Isolationsschicht 9 der Aussparung 25 elektrisch von der ersten Anschlussschicht 31 getrennt. Der dritte Kontakt 43 ist auf der Rückseite 52 des Trägers auf der Anschlussschicht ausgebildet. Weiterhin ist die Anschlussschicht 32 mittels der Isolationsschicht 9 vom Träger 5 isoliert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen optoelektronischen Halbleiterchip 1 ist in Figur 1D in schematischer Schnittansicht gezeigt.
Diese Ausführungsform basiert auf derjenigen aus Figur IC. Abweichend ist der Träger 5 in weitere Ausnehmungen 28 struk- turiert, die die erste Anschlussschicht 31 umfassen und an deren Ende im Bereich der Rückseite 52 des Trägers 5 der ers¬ te Kontakt ausgebildet ist.
Die Figuren 2A, 2B, 2C und 2D zeigen ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Moduls in einer 3x3-Matrixanordnung . Dabei zeigt die Figur 2A eine Vorderseitenansicht und die Fi¬ gur 2B eine Rückseitenansicht des optoelektronischen Moduls. Die Figuren 2C und 2D zeigen jeweils die Anordnung von Halbleiterchips in einem Modulträger und deren Verschaltung un- tereinander.
In Figur 2A ist die 3x3 Matrixanordnung von mehreren optoelektronischen Halbleiterchips 200, 300, 400 gezeigt. Ein erster Typ 200 der Halbleiterchips ist ein optoelektronischer Halbleiterchip einer Art, die in den Figuren 1A bis 1D beschrieben wurde. Diese Halbleiterchips 200 sind in dieser Ausführungsform beispielhaft dazu eingerichtet, blaues Licht zu emittieren. Die ersten, zweiten und dritten Kontakte werden in diesem Zusammenhang mit den Bezugszeichen 241, 242 und 243 bezeichnet. Ein zweiter Typ 300 der Halbleiterchips ist ein optoelektronischer Halbleiterchip mit einem ersten Kontakt 341 auf seiner Rückseite und einem zweiten Kontakt 342 auf seiner Vorderseite. Ein dritter Typ 400 der Halbleiter- chips ist ein optoelektronischer Halbleiterchip mit einem ersten Kontakt 441 auf seiner Rückseite und einem zweiten Kontakt 442 auf seiner Vorderseite. Der zweite Typ 300 der Halbleiterchips ist beispielhaft dazu eingerichtet, grünes Licht zu emittieren und der dritte Typ 400 der Halbleiterchips ist beispielhaft dazu eingerichtet, rotes Licht zu emittieren .
Die Halbleiterchips 200, 300, 400 sind entlang einer 3x3 Mat- rix angeordnet. Die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips 200, 300, 400 erfolgt über die vorderseitigen Kontakte 242, 342, 442 und mittels jeweiliger dünner Metallschichten 601. Dabei sind jeweils in einer Zeile 101, 102, 103 oder ei¬ ner Spalte 104, 105, 106 der Matrixanordnung je ein Halb- leiterchip des ersten Typs 200, des zweiten Typs 300 und des dritten Typs 400 miteinander verschaltet. Da die Halbleiterchips 200, 300, 400 unterschiedliche Farbcharakteristiken in ihrer Emission von Licht aufweisen, kann man gewissermaßen von einer Kontaktierung zwischen den Farben sprechen (vgl. Figur 2C) .
In Figur 2B ist die Rückseite der 3x3 Matrixanordnung mehrerer optoelektronischer Halbleiterchips 200, 300, 400 gezeigt. Die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips 300, 400 erfolgt hier über die rückseitigen Kontakte 341, 441 und mit¬ tels jeweiliger dünner Metallschichten 600. Dabei sind jeweils in einer Spalte 104, 105 der Matrixanordnung die Halbleiterchips des zweiten Typs 300 und die des dritten Typs 400 miteinander verschaltet.
Die spezielle Ausgestaltung der Halbleiterchips des ersten Typs 200 erlaubt eine spezielle Verschaltung . Die Halbleiter¬ chips des ersten Typs 200 verfügen nämlich auf ihrer Rücksei- te über zwei Kontakte, die dem ersten und zweiten Kontakt 41, 43 aus den Figuren 1A bis 1D entsprechen. Diese Kontakte werden im Rahmen der Darstellung des Moduls 100 mit den Bezugszeichen 241 bzw. 243 bezeichnet. Die jeweils ersten Kontakte 241 sind mittels dünner Metallschichten 602 elektrisch untereinander kontaktiert und so untereinander verschaltet. Die dritten Kontakte 243 können mittels dünner Metallschichten 603 und Lötpads 604 kontaktiert werden und zur Ansteuerung verwendet werden. Die Halbleiterchips des ersten Typs 200 sind entlang einer Spalte 106 angeordnet und verschaltet.
Insgesamt ergibt sich auf diese Weise eine Kontaktierung der Halbleiterchips 200, 300, 400 entlang der Farben im oben skizzierten Sinne (vgl. Figur 2D) . Die Anordnung in einer Matrix und die vorgestellte Kontaktie¬ rung entlang der Farben mittels der rückseitigen Kontakte und zwischen den Farben mittels der vorderseitigen Kontakte führt zu einer Matrixverschaltung einer Funktionseinheit aus den Halbleiterchips 200, 300, 400, z.B. eine RGB-Einheit für ein Display oder eine Videoleinwand. Die dritten Kontakte 243 er¬ lauben eine Verbindung der Funktionseinheit bzw. 3x3 Matrixanordnung mit geeigneten Steuerungsmitteln. Auf diese Weise lassen sich die jeweiligen Halbleiterchips einzeln zeilen- oder spaltenweise entsprechend der Matrix ansteuern. Ferner ist durch die rückseitige Ausgestaltung der dritten Kontakte eine besonders platzsparende Anordnung der Halbleiterchips möglich, da diese nicht jeweils einen weiteren Ansteuerkontakt bzw. weitere Drahtbondverbindungen auf der Vorderseite aufweisen müssen. Insbesondere kann auf zusätzliche Hilf- schips oder Aussparungen im Träger verzichtet werden.
In unterschiedlichen Ausgestaltungen der vorgestellten Ausführungsform der Figuren 2A und 2B können die Kontakte bei- spielsweise n- oder p-Kontakte sein. Zudem kann die Orientie¬ rung der Halbleiterchips zueinander variieren. In Figur 2A und 2B sind die Halbleiterchips durch quadratische Flächen dargestellt. Die Halbleiterchips können eine quadratische Grundform aufweisen, beispielsweise durch quadratische Halb¬ leiterkörper. Das vorgestellte Prinzip ist jedoch nicht auf diese Form eingeschränkt.
Die Figuren 2C und 2C zeigen Seitenansichten der Anordnung von Halbleiterchips in einem Modulträger. Der Modulträger 150 umfasst ein Moldmaterial und die Halbleiterchips 200, 300, 400 sind in das Moldmaterial des Trägers 150 eingebettet. Das Moldmaterial erlaubt eine besonders mechanisch stabile Anord¬ nung. Der Modulträger 150 ist zumindest teilweise im Träger 5 der Halbleiterchips eingebettet.
Figur 2C verdeutlicht die Kontaktierung zwischen den Farben entlang der Reigen 101, 102, 103. Insbesondere kann der dritte Kontakt 243 seitlich auf einer Rückseite des Moduls her- ausgeführt werden und bedeckt nicht die Vorderseite der ers¬ ten Halbleiterchips 200. Figur 2D verdeutlicht die Kontaktie¬ rung innerhalb der Farben, beispielsweise entlang der Spalten 104, 105, 106. Die Figuren 3A, 3B, 3C und 3D zeigen ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Moduls in einer 3x6-Matrixanordnung . Dabei zeigt die Figur 3A eine Vorderseitenansicht und die Fi¬ gur 3B eine Rückseitenansicht des optoelektronischen Moduls. Die Figuren 3C und 3D zeigen jeweils die Anordnung von Halb- leiterchips in dem Modulträger und deren Verschaltung untereinander . Die 3x6-Matrixanordnung basiert auf der 3x3-Matrixanordnung aus den Figuren 2A bis 2D stellt gewissermaßen eine Erweiterung dar. Zusätzlich ist eine Spalte 106 vorgesehen, die einen vierten Typ 500 der Halbleiterchips mit einem ersten Kon- takt 541 auf seiner Rückseite und einem zweiten Kontakt 542 auf seiner Vorderseite. Der vierte Typ 500 der Halbleiterchips ist beispielhaft dazu eingerichtet, blaues Licht zu emittieren . Die Halbleiterchips 200, 300, 400, 500 sind entsprechend der 3x6-Matrixanordnung in Zeilen 101, 102, 103 und Spalten 104, 105, 106, 107, 108, 109 angeordnet und bilden so das opto¬ elektronische Modul. Dabei befinden sich die Halbleiterchips des ersten Typs 200, also die Halbleiterchips mit zwei rück- seifigen Kontakten 241, 243, jeweils an einem Zeilenende. Dieser Umstand erlaubt eine platzsparende Verschaltung.
Die Figuren 4A, 4B, und 4C zeigen weitere Ausführungsbeispie¬ le eines optoelektronischen Moduls.
Die Figur 4A zeigt eine Reihe von Halbleiterchips 200, 300, 400, die jeweils durch eine rechteckige Fläche repräsentiert sind. Ferner zeigt die Figur 4B eine Dreiecksanordnung von Halbleiterchips 200, 300, 400, die ebenfalls eine rechteckige Grundfläche aufweisen, die jedoch durch verschiedene jeweili¬ ge Seitenlängen charakterisiert sein können. Die Halbleiterchips können verschiedene Grundformen aufweisen, die sich beispielsweise durch quadratische oder rechteckige Halb¬ leiterkörper ausdrückt.
Die Figur 4C zeigt eine 3x6 Matrixanordnung aus dreiecksför- migen Gruppen 700. Eine dreiecksförmige Gruppe 700 umfasst jeweils einen ersten, zweiten und dritten Halbleiterchips 200, 300, 400. Die elektrisch leitende Verbindung ist wie in einer Reihe entlang der Farben im Sinne der Figuren 2A und 3A ausgebildet. Lediglich die räumliche Anordnung ist unter¬ schiedlich, so dass die Metallschichten entsprechend auf der Vorderseite bzw. auf der Rückseite gewinkelt verlaufen. Die ersten Halbleiterchips je einer dreiecksförmigen Gruppe 700 sind an einem Rand der 3x6 Matrixanordnung angeordnet. Abwei¬ chend zu den Anordnungen gemäß der Figuren 2A und 3A zum Beispiel, haben die ersten Halbleiterchips unterschiedliche Emissionscharakteristik und emittierenden beispielsweise jeweils im blauen, roten oder grünen Spektralbereich.
Die Figuren 5A, 5B, 5C und 5D zeigen Ausführungsbeispiele einer rückseitigen Verschaltung eines optoelektronischen Mo- duls.
Die rückseitigen Kontakte der Halbleiterchips sind mittels der dünnen Metallschichten miteinander verschaltet und können mittels Lötpads 604 extern kontaktiert werden und so eine An- Steuerung des optoelektronischen Moduls ermöglichen. Beispielsweise werden die einzelnen Halbleiterchips von RGB- Einheiten zeilen- und spaltenweise bzw. in Form einer Matrix verschaltet und mit einer hohen Wiederholungsfrequenz jeweils einzeln angesprochen.
Die Lötpads 604 können mit den Grundflächen der Halbleiterchips ganz oder teilweise überlappen, wie es beispielsweise in den Figuren 5A, 5B oder 5D angedeutet ist. Es ist auch denkbar, die Lötpads 604 zumindest teilweise neben den ei- gentlichen Halbleiterchips anzuordnen, wie es die Figur 5C zeigt . Die Lötpads 604 sind jeweils an Rändern der Anordnungen von Halbleiterchips vorgesehen. Auf diese Weise lassen sich über die Rückseite des Moduls die einzelnen Reihen und Spalten und damit einzelne Halbleiterchips adressieren. Auf der Vorder- seite können die Kontakte mit Hilfe von dünnen Metallschichten elektrisch verbunden werden.
Die Figuren 5A und 5C zeigen jeweils eine 3x3-Matrixanordnung wie sie in Figur 2A bis 2D vorgestellt wurde. Die Lötpads 604 sind jeweils an Rändern angeordnet, überlappend mit den Halb¬ leiterchips in Figur 5A und neben den Halbleiterchips in Fi¬ gur 5C.
Die Anordnung von 5B weicht von dieser Anordnung etwas ab. Hier sind die Lötpads 604 überlappend mit den Halbleiterchips jedoch teilweise an unterschiedlichen Rändern angeordnet. Dadurch können Designvorgaben flexibel umgesetzt werden. Zudem können Halbleiterchips mit unterschiedlicher Geometrie der Kontakte verbaut sein. Ein Halbleiter 201 des ersten Typs 200 ist in der unteren rechten Ecke der Anordnung eingefügt. Seine Kontakte 241 und 243 sind so ausgeführt, dass sie platzsparend die Ecke der Anordnung ausfüllen können.
Die Anordnung von Figur 5D weicht von den Anordnungen der Fi- guren 5A und 5C ab. In dieser Anordnung ist in der mittleren Reihe ein Halbleiterchip 200 eingefügt, der eine andere Emis¬ sionscharakteristik als die ersten Halbleiterchips der übrigen Halbleiterchips 200 in den anderen Reihen aufweist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 107 526.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen 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 i den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal o- der diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 optoelektronischer Halbleiterchip
2 Halbleiterkörper
5 Träger
6 VerbindungsSchicht
9 IsolationsSchicht
20 aktiver Bereich
21 Halbleiterschicht
22 Halbleiterschicht
25 Ausnehmung
26 Strahlungsdurchtrittsflache
27 Hauptfläche
28 weitere Anschlussschicht
31 erste Anschlussschicht
32 zweite Anschlussschicht
41 Kontakt
42 Kontakt
43 Kontakt
51 Vorderseite des Trägers
52 Rückseite des Trägers
100 optoelektronisches Modul
101 Zeile
102 Zeile
103 Zeile
104 Spalte
105 Spalte
106 Spalte
107 Spalte
108 Spalte
109 Spalte
200 Halbleiterchip
201 Halbleiterchip 241 Kontakt
242 Kontakt
243 Kontakt
300 Halbleiterchip
341 Kontakt
342 Kontakt
343 Kontakt
400 Halbleiterchip
441 Kontakt
442 Kontakt
443 Kontakt
500 Halbleiterchip
541 Kontakt
542 Kontakt
543 Kontakt
600 Metallschicht
601 Metallschicht
602 Metallschicht
603 Metallschicht
604 Lötpad
700 dreiecksförmige Gruppe il Strompfad
i2 Strompfad

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronischer Halbleiterchip (1), der einen Träger (5) und einen auf dem Träger (5) angeordneten Halbleiter- körper (2) mit einer Halbleiterschichtenfolge aufweist, wobei
- die Halbleiterschichtenfolge einen aktiven Bereich (20) umfasst, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht (21) und einer zweiten Halbleiterschicht (22) angeordnet ist und zur Erzeugung oder zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist,
- die erste Halbleiterschicht (21) elektrisch leitend mit einem ersten Kontakt (41) verbunden ist,
- der erste Kontakt (41) auf einer dem Halbleiterkörper abgewandten Rückseite (52) des Trägers (5) ausgebildet ist,
- die zweite Halbleiterschicht (22) elektrisch leitend so¬ wohl mit einem zweiten Kontakt (42) als auch mit einem dritten Kontakt (43) verbunden ist, und
- der zweite Kontakt (42) auf der dem Halbleiterkörper zugewandten Vorderseite (51) des Trägers (5) und der drit¬ te Kontakt (43) auf der dem Halbleiterkörper abgewandten Rückseite (52) des Trägers (5) ausgebildet sind. 2. Halbleiterchip nach Anspruch 1, wobei der Träger (5) ein elektrisch leitendes Material, halbleitendes Material und/oder ein Moldmaterial aufweist.
3. Halbleiterchip nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste
Halbleiterschicht (21) auf der dem Träger (5) abgewandten
Seite des aktiven Bereichs (20) angeordnet und die erste Halbleiterschicht (21) über eine erste Anschlussschicht (31) mit dem ersten Kontakt (41) verbunden ist. Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper (2) zumindest eine Ausnehmung (25) aufweist, die sich durch die zweite Halbleiterschicht (22) und durch den aktiven Bereich (20) hindurch erstreckt und wobei die erste Anschlussschicht (31) zumindest teil¬ weise in der Ausnehmung (25) angeordnet und mit der ersten Halbleiterschicht (21) verbunden ist.
Halbleiterchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Halbleiterschicht (22) über eine zweite Anschlussschicht (32) mit dem zweiten und dem dritten Kontakt (42, 43) elektrisch leitend verbunden ist.
Halbleiterchip nach Anspruch 5, wobei die zweite Anschlussschicht (32) auf der dem Träger (5) zugewandten Seite des aktiven Bereichs (20) angeordnet ist.
Optoelektronisches Modul (100) mit
- zumindest einem ersten Halbleiterchip (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dessen erster Kontakt einen ersten rückseitigen Kontakt (241), dessen zweiter Kontakt einen ersten vorderseitigen Kontakt (242) und dessen dritter Kontakt einen zweiten rückseitigen Kontakt (241) bilden,
- zumindest einem zweiten Halbleiterchip (300), der zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist und der zumindest je einen ersten vorderseitigen Kontakt (342) und einen ersten rückseitigen Kontakt (341) aufweist, wobei
- der erste Halbleiterchip (200) und der zweite Halb¬ leiterchip (300) mittels eines Modulträgers mechanisch verbunden sind, und - die ersten rückseitigen Kontakte (241, 341) des ersten Halbleiterchips (200) und des zweiten Halbleiterchips (300) und/oder die ersten vorderseitigen Kontakte (242, 342) des ersten Halbleiterchips (200) und des zweiten Halbleiterchips (300) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
Optoelektronisches Modul nach Anspruch 7 mit
- zumindest einem dritten Halbleiterchip (400), der zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist und der zumindest je einen ersten vorderseitigen Kontakt (442) und einen ersten rückseitigen Kontakt (441) aufweist,
- der erste Halbleiterchip (200), der zweite Halbleiterchip (300) und der dritte Halbleiterchip (400) mittels des Modulträgers mechanisch verbunden sind und in einer ersten Reihe (101) oder nach Art eines Dreiecks (104) zueinander im Modulträger angeordnet sind, und wobei
- die ersten rückseitigen Kontakte (241, 341, 441) des
ersten Halbleiterchips (200), des zweiten Halbleiter¬ chips (300) und des dritten Halbleiterchips (400) und/oder die ersten vorderseitigen Kontakte (242, 342, 442) des ersten Halbleiterchips (200), der zweiten Halb leiterchips (300) und des dritten Halbleiterchips (400) elektrisch leitend verbunden sind.
Optoelektronisches Modul nach Anspruch 7 oder 8, wobei
- zumindest je ein weiterer erster, zweiter und dritter Halbleiterchip (200, 300, 400) in wenigstens einer zwei¬ ten Reihe (102) oder nach Art eines weiteren Dreiecks (104) zueinander im Modulträger angeordnet sind, und
- jeweils die ersten rückseitigen Kontakte (241, 341, 441) der ersten Halbleiterchips (200), der zweiten Halb- leiterchips (300) und der dritten Halbleiterchips (400) entlang der Reihen oder Dreiecke elektrisch leitend verbunden sind, und
- die jeweils ersten vorderseitigen Kontakte (242, 342,
442) der ersten Halbleiterchips (200), der zweiten Halb¬ leiterchips (300) und der dritten Halbleiterchips (400) aus unterschiedlichen Reihen (101, 102) oder unterschiedlichen Dreiecken (104) elektrisch leitend verbunden .
10. Optoelektronisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitenden Verbindungen mittels lithografisch strukturierter Metallschichten (600, (601, 602, 603) erfolgt.
11. Optoelektronisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine elektronische Ansteuerung des Moduls (10) mittels dem wenigstens einen zweiten rückseitigen Kontakt (243) eines oder mehrerer der erster Halbleiterchips (200) und mittels der rückseitigen Kontakte (341, 441) eines oder mehrerer der zweiten und dritten Halbleiterchips (300, 400) erfolgt.
12. Optoelektronisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die rückseitigen Kontakte (241, 243, 341, 441) zumindest teilweise mit Lötpads (604) verbunden sind.
13. Optoelektronisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine erste Halbleiterchip (200), der zweite Halbleiterchip (300) und der dritte Halbleiterchip (400) zumindest teilweise zur Erzeugung o- der zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen ausgebildet sind.
14. Optoelektronisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulträger ein elektrisch leitendes Material, ein halbleitendes Material und/oder ein Moldma- terial aufweist, insbesondere den Träger (5) des ersten Halbleiterchips zumindest teilweise einbettet.
15. Optoelektronisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine zweite oder dritte Halbleiterchip (300, 400) einen weiteren Träger und einen auf dem weiteren Träger angeordneten Halbleiterkörper mit einer Halbleiterschichtenfolge aufweist, wobei
- die Halbleiterschichtenfolge einen aktiven Bereich um- fasst, der zwischen einer ersten Halbleiterschicht und einer zweiten Halbleiterschicht angeordnet ist und zur Erzeugung oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist,
- die erste Halbleiterschicht elektrisch leitend mit dem ersten rückseitigen Kontakt (341, 441) verbunden ist,
- der erste rückseitige Kontakt (341, 441) auf einer dem Halbleiterkörper zugewandten Vorderseite des weiteren
Trägers ausgebildet ist,
- der erste vorderseitige Kontakt (342, 442) auf einer vom Halbleiterkörper abgewandten Rückseite des weiteren Trägers ausgebildet ist, und
- der erste rückseitige Kontakt (341, 441) und der erste vorderseitige Kontakt (342, 442) elektrisch leitend mit¬ einander verbunden sind.
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